WO2011044931A1 - Lighting device for producing a white mixed light - Google Patents

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WO2011044931A1 PCT/EP2009/063395 EP2009063395W WO2011044931A1 WO 2011044931 A1 WO2011044931 A1 WO 2011044931A1 EP 2009063395 W EP2009063395 W EP 2009063395W WO 2011044931 A1 WO2011044931 A1 WO 2011044931A1
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Ralph Bertram
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • H01L33/50—Wavelength conversion elements

Definitions

  • the invention relates to a lighting device with at least one red light-emitting diode and at least one phosphor-converted blue light-emitting diode for producing a white mixed light.
  • US 7,213,940 Bl describes a light emitting device which ei ⁇ ne first and a second group of solid state light emitters which emit light having a dominant wavelength in Be ⁇ range from 430 nm to 480 nm or from 600 nm to 630 nm, and a first Group of luminophores emitting light with a dominant wavelength in the range of 555 nm to 585 nm. If power is fed into a power line, a combination of (1) light coming out of the
  • CIE Chromaticity Diagram CIE Chromaticity Diagram
  • a light emitting device for generating a white mixed light from semi-conductor light emitting elements with a particularly high eyes review ⁇ th provide efficiency.
  • This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.
  • the object is achieved by a lighting device comprising at least one red light emitting diode, at least one blue light emitting diode and at least one phosphor for wavelength conversion of at least a portion of a light emitted by the blue light emitting diode, namely for generating a white mixed light.
  • the light emitting diode is configured to generate a white mixed light by a mixture of a red light emitted by at least one red light emitting diode, at least a portion of a blue light emitted by at least one blue light emitting diode and a light emitted by at least one phosphor at least one phosphor at least partially wavelength converts the blue light.
  • the mixed light generated by the at least one blue light emitting diode and the at least one phosphor has a chromaticity coordinate within a quadrangle within the CIE standard chromaticity diagram with Cx / Cy coordinates (0.160, 0.43, 0.18) , 6458), (0.3765, 0.5128) and (0.3134, 0.3871). That of the at least one blue light emitting diode and the mixed light and min ⁇ least produced a fluorescent light generated by the at least one red light emitting diode for a total of the white mixed light.
  • a white mixed light is he witnesses ⁇ which rated eyes has a high efficiency.
  • the lighting device comprises at least one phosphor-converted blue light-emitting diode which emits light with the color location within the quadrilateral with the Cx / Cy coordinates (0.160, 0.4514), (0.18; 0.3765;
  • the material-converted blue light-emitting diode is understood in particular to be a blue light-emitting diode, which is followed by a phosphor for an at least partial wavelength conversion or wavelength conversion of the light emitted by the blue light-emitting diode.
  • a phosphor for an at least partial wavelength conversion or wavelength conversion of the light emitted by the blue light-emitting diode.
  • the lighting device has at least one red light emitting diode and at least one fluorescent converted blue light emitting diode for generating a white mixed ⁇ light, the phosphor converted blue Leuchtdi ⁇ ode light with a color location within a quadrangle within the CIE standard color chart with the Cx / Cy coordinates (0.1609, 0.4314), (0.18, 0.6458), (0.3765, 0.5128), and (0.3134;
  • Lighting device as a so-called. "Remote phosphor" of the light emitting diode spaced apart.
  • Another embodiment is the quadrilateral Cx / Cy coordinates (0.2485, 0.41), (0.2993, 0.5635), (0.3765;
  • the phosphor (the phosphor-converted blue light-emitting diode and / or the 're ⁇ mote' phosphor) has a dominant wavelength at about 555 nm. This dominant wavelength is near the Maximum of an eye sensitivity curve and gives a particularly high eye-rated efficiency.
  • the luminescent substance of the phosphor-converted blue light-emitting diode has a dominant wavelength of less than 555 nm.
  • SrSi 2 0 2 N 2 : Eu 2+ includes.
  • the red light emitting diode having a dominant wavelength in a wavelength range Zvi ⁇ rule 600 nm and 640 nm.
  • the lighting device has at least one light mixing element for mixing the light emitted by the light emitting diodes.
  • the mixing element By the mixing element, a particularly homogeneous-acting light can be emitted without color shade.
  • the at least one light mixing element comprises a mixing optics. It is still a special embodiment that in the beam path between the LEDs and the mixing optics at least one light-emitting diode own primary optics and / or a common collimating secondary optics are arranged. As a result, a desired emission characteristic with high variability can be set or configured.
  • the lighting device has a full angle of the light emitted by the lighting device of at least 5 °, in particular of about 10 °.
  • the lighting device has at least about twice as many phosphor converted blue LEDs than red LEDs. This balanced color ⁇ intensity can be generated for the white mixed light in a simple manner.
  • Fig.l shows a sectional side view of a phosphor converted blue single light-emitting diode according to a first embodiment
  • Fig. 7 shows components of a lighting device 51 according to a fourth embodiment.
  • the LEDs 1, 11 and 22, 23 arranged in a light box 52 with a diffuse scatter ⁇ the white reflector 53.
  • the reflector 53 is preferably faceted.

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Abstract

The invention relates to a lighting device (41), comprising at least one red light-emitting diode (22), at least one blue light-emitting diode (1; 11; 23), and at least one luminophore for converting the wavelength of at least a portion of a light emitted by the blue light-emitting diode (1; 11; 23) in order to produce a white mixed light. A mixed light produced by means of the at least one blue light-emitting diode and the at least one luminophore has chromaticity coordinates within a quadrilateral within the CIE standard chromaticity diagram having the Cx/Cy coordinates (0.1609; 0.4314), (0.18; 0.6458), (0.3765; 0.5128), and (0.3134; 0.3871).

Description

Beschreibung description
Leuchtvorrichtung zur Erzeugung eines weißen Mischlichts Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit mindestens einer roten Leuchtdiode und mindestens einer leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiode zur Erzeugung eines weißen Mischlichts . US 7,213,940 Bl beschreibt eine Leuchtvorrichtung, welche ei¬ ne erste und eine zweite Gruppe von Festkörper-Lichtemittern aufweist, welche Licht mit einer Dominantwellenlänge in Be¬ reichen von 430 nm bis 480 nm bzw. von 600 nm bis 630 nm emittieren, sowie eine erste Gruppe von Luminophoren, welche Licht mit einer Dominantwellenlänge im Bereich von 555 nm bis 585 nm emittieren. Falls Strom in eine Stromleitung gespeist wird, wird eine Kombination aus (1) Licht, das aus der The invention relates to a lighting device with at least one red light-emitting diode and at least one phosphor-converted blue light-emitting diode for producing a white mixed light. US 7,213,940 Bl describes a light emitting device which ei ¬ ne first and a second group of solid state light emitters which emit light having a dominant wavelength in Be ¬ range from 430 nm to 480 nm or from 600 nm to 630 nm, and a first Group of luminophores emitting light with a dominant wavelength in the range of 555 nm to 585 nm. If power is fed into a power line, a combination of (1) light coming out of the
Leuchtvorrichtung austritt, welches von der ersten Gruppe von Emittern emittiert wurde, und (2) Licht, das aus der Leucht- Vorrichtung austritt, welches von der ersten Gruppe von Lumi¬ nophoren emittiert wurde, ohne jegliches zusätzliche Licht eine Mischung von Licht mit X-/Y-Farbkoordinaten innerhalb eines Bereichs auf einem 1931 CIE-Chromatizitätsdiagram (CIE- Farbnormtafel ) erzeugen, welcher durch Punkte mit den Koordi- naten (0, 32/ 0, 40), (0, 36/ 0, 48), (0, 43/ 0, 45), (0, 42/ 0, 42), (0,36/ 0,38) definiert ist. Es wird ebenfalls ein Beleuch¬ tungsverfahren bereitgestellt. Exiting light emitting device, which has been emitted from the first group of emitters, and (2) light exiting from the light-emitting device, which has been emitted from the first group of Lumi ¬ nophoren, without any additional light, a mixture of light with X Generate Y color coordinates within a range on a 1931 CIE Chromaticity Diagram (CIE chromaticity diagram), which is represented by points having the coordinates (0, 32/0, 40), (0, 36/0, 48), (0 , 43/0, 45), (0, 42/0, 42), (0.36 / 0.38). There is also provided a BL LEVEL ¬ assessment procedures.
Beispielsweise Xiufeng Song et al . , 2009 J. Phys . D: Appl . Phys. 42 (6), pp . 65409, beschreibt die Verwendung eines grü¬ nen Leuchtstoffs SrSi202 2 : Eu2+ für weiße Leuchtdioden. For example, Xiufeng Song et al. , 2009 J. Phys. D: Appl. Phys. 42 (6), pp. 65409, discloses the use of a grü ¬ NEN phosphor SrSi202 2: Eu 2+ for white light emitting diodes.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchtvorrichtung zur Erzeugung eines weißen Mischlichts aus Halb- leiterleuchtelementen mit einer besonders hohen augenbewerte¬ ten Effizienz bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar . Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens eine rote Leuchtdiode, mindestens eine blaue Leuchtdiode und mindestens einen Leuchtstoff zur Wellenlängenumwandlung zumindest eines Teils eines von der blauen Leuchtdiode abgestrahlten Lichts, und zwar zur Erzeugung ei- nes weißen Mischlichts. In anderen Worten ist die Leuchtdiode dazu eingerichtet, ein weißes Mischlicht durch eine Mischung eines von mindestens einer roten Leuchtdiode abgestrahlten roten Lichts, zumindest eines Teil eines von mindestens einer blauen Leuchtdiode abgestrahlten blauen Lichts und eines von mindestens einem Leuchtstoff abgestrahlten Lichts zu erzeugen, wobei der mindestens eine Leuchtstoff das blaue Licht zumindest teilweise wellenlängenumwandelt . It is the object of the present invention, a light emitting device for generating a white mixed light from semi-conductor light emitting elements with a particularly high eyes review ¬ th provide efficiency. This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims. The object is achieved by a lighting device comprising at least one red light emitting diode, at least one blue light emitting diode and at least one phosphor for wavelength conversion of at least a portion of a light emitted by the blue light emitting diode, namely for generating a white mixed light. In other words, the light emitting diode is configured to generate a white mixed light by a mixture of a red light emitted by at least one red light emitting diode, at least a portion of a blue light emitted by at least one blue light emitting diode and a light emitted by at least one phosphor at least one phosphor at least partially wavelength converts the blue light.
Das von der mindestens einen blauen Leuchtdiode und dem min- destens einen Leuchtstoff erzeugte Mischlicht weist einen Farbort innerhalb eines Vierecks innerhalb der CIE- Normfarbtafel mit den Cx/Cy-Koordinaten (0,1609; 0,4314), (0,18; 0,6458), (0,3765; 0,5128) und (0,3134; 0,3871) auf. Das von der mindestens einen blauen Leuchtdiode und dem min¬ destens einen Leuchtstoff erzeugte Mischlicht und das von der mindestens einen roten Leuchtdiode erzeugte Licht ergibt insgesamt das weiße Mischlicht. Durch diese Leuchtvorrichtung wird ein weißes Mischlicht er¬ zeugt, welches augenbewertet eine hohe Effizienz aufweist. The mixed light generated by the at least one blue light emitting diode and the at least one phosphor has a chromaticity coordinate within a quadrangle within the CIE standard chromaticity diagram with Cx / Cy coordinates (0.160, 0.43, 0.18) , 6458), (0.3765, 0.5128) and (0.3134, 0.3871). That of the at least one blue light emitting diode and the mixed light and min ¬ least produced a fluorescent light generated by the at least one red light emitting diode for a total of the white mixed light. By this light-emitting device, a white mixed light is he witnesses ¬ which rated eyes has a high efficiency.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung mindestens eine leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode, welche Licht mit dem Farbort innerhalb des Vierecks mit den Cx/Cy- Koordinaten (0,1609; 0,4314), (0,18; 0,6458), (0,3765; It is an embodiment that the lighting device comprises at least one phosphor-converted blue light-emitting diode which emits light with the color location within the quadrilateral with the Cx / Cy coordinates (0.160, 0.4514), (0.18; 0.3765;
0,5128) und (0,3134; 0,3871) abstrahlt. Unter einer leucht- stoffkonvertierten blauen Leuchtdiode wird insbesondere eine blaue Leuchtdiode verstanden, der ein Leuchtstoff für eine zumindest teilweise Wellenlängenumwandlung oder Wellenlängenkonversion des von der blauen Leuchtdiode emittierten Lichts nachgeschaltet ist. In anderen Worten ist bei der leucht¬ stoffkonvertierten blauen Leuchtdiode der mindestens eine Leuchtstoff an der Leuchtdiode vorhanden und nicht getrennt davon . In noch anderen Worten weist die Leuchtvorrichtung mindestens eine rote Leuchtdiode und mindestens eine leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode zur Erzeugung eines weißen Misch¬ lichts auf, wobei die leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdi¬ ode Licht mit einem Farbort innerhalb eines Vierecks inner- halb der CIE-Normfarbtafel mit den Cx/Cy-Koordinaten (0,1609; 0,4314), (0,18; 0,6458), (0,3765; 0,5128) und (0,3134; 0.5128) and (0.3134; 0.3871). Under a bright The material-converted blue light-emitting diode is understood in particular to be a blue light-emitting diode, which is followed by a phosphor for an at least partial wavelength conversion or wavelength conversion of the light emitted by the blue light-emitting diode. In other words, in the bright ¬ stoffkonvertierten blue light emitting diode of at least one phosphor is provided on the light-emitting diode and not separated from it. In still other words, the lighting device has at least one red light emitting diode and at least one fluorescent converted blue light emitting diode for generating a white mixed ¬ light, the phosphor converted blue Leuchtdi ¬ ode light with a color location within a quadrangle within the CIE standard color chart with the Cx / Cy coordinates (0.1609, 0.4314), (0.18, 0.6458), (0.3765, 0.5128), and (0.3134;
0,3871) abstrahlt. 0.3871) radiates.
Zusätzlich oder alternativ kann der Leuchtstoff an der Additionally or alternatively, the phosphor at the
Leuchtvorrichtung als ein sog. "remote phosphor" von der Leuchtdiode räumlich beabstandet angebracht sein. Lighting device as a so-called. "Remote phosphor" of the light emitting diode spaced apart.
Es ist noch eine Ausgestaltung das Viereck die Cx/Cy- Koordinaten (0,2485; 0,41), (0,2993; 0,5635), (0,3765; Another embodiment is the quadrilateral Cx / Cy coordinates (0.2485, 0.41), (0.2993, 0.5635), (0.3765;
0,5128) und (0,3134; 0,3871) aufweist. Dies ergibt augenbewertet eine besonders hohe Effizienz. 0.5128) and (0.3134; 0.3871). This results in an eye-rated high efficiency.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass die leuchtstoffkon¬ vertierte blaue Leuchtdiode Licht mit einem Farbort innerhalb eines Vierecks innerhalb der CIE-Normfarbtafel mit den Cx/Cy- Koordinaten (0,2485; 0,41), (0,2993; 0,5635), (0,3765; It is a special embodiment that the leuchtstoffkon ¬ verted blue LED light with a color point within a rectangle within the CIE standard chromaticity diagram with the Cx / Cy coordinates (0.2485, 0.41), (0.2993, 0.5635 ), (0.3765;
0,5128) und (0,3134; 0,3871) abstrahlt. 0.5128) and (0.3134; 0.3871).
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Leuchtstoff (der leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiode und/oder der 're¬ mote' Leuchtstoff) eine Dominantwellenlänge bei ca. 555 nm aufweist. Diese Dominantwellenlänge befindet sich nahe dem Maximum einer Augenempfindlichkeitskurve und ergibt eine besonders hohe augenbewertete Effizienz. It is still an embodiment that the phosphor (the phosphor-converted blue light-emitting diode and / or the 're ¬ mote' phosphor) has a dominant wavelength at about 555 nm. This dominant wavelength is near the Maximum of an eye sensitivity curve and gives a particularly high eye-rated efficiency.
Es kann insbesondere zur Erzeugung eines warmweißen Farbtons eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung sein, dass der Leuchtstoff der leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiode eine Dominantwellenlänge von weniger als 555 nm aufweist. In particular, to produce a warm white hue, it may be an alternative or additional embodiment that the luminescent substance of the phosphor-converted blue light-emitting diode has a dominant wavelength of less than 555 nm.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass der Leuchtstoff It is also an embodiment that the phosphor
SrSi202N2 :Eu2+ beinhaltet. SrSi 2 0 2 N 2 : Eu 2+ includes.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die rote Leuchtdiode eine Dominantwellenlänge in einem Wellenlängenbereich zwi¬ schen 600 nm und 640 nm aufweist. It is a further embodiment that the red light emitting diode having a dominant wavelength in a wavelength range Zvi ¬ rule 600 nm and 640 nm.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung mindestens ein Lichtmischelement zur Mischung des von den Leuchtdioden ausgestrahlten Lichts aufweist. Durch das Mischelement kann ein besonders homogen wirkendes Licht ohne Farbschatten abgestrahlt werden. In yet another embodiment, the lighting device has at least one light mixing element for mixing the light emitted by the light emitting diodes. By the mixing element, a particularly homogeneous-acting light can be emitted without color shade.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass das mindestens eine Lichtmischelement eine Mischoptik umfasst. Es ist noch eine spezielle Ausgestaltung, dass in dem Strahlengang zwischen den Leuchtdioden und der Mischoptik mindestens eine Leuchtdioden-eigene Primäroptik und/oder eine gemeinsame kollimierende Sekundäroptik angeordnet sind. Dadurch kann eine gewünschte Abstrahlcharakteristik mit hoher Varia- bilität eingestellt bzw. ausgestaltet werden. It is a special embodiment that the at least one light mixing element comprises a mixing optics. It is still a special embodiment that in the beam path between the LEDs and the mixing optics at least one light-emitting diode own primary optics and / or a common collimating secondary optics are arranged. As a result, a desired emission characteristic with high variability can be set or configured.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung einen Vollwinkel des von der Leuchtvorrichtung abgestrahlten Lichts von mindestens 20°, insbesondere von ca. 35°, auf- weist. Es ist eine dazu alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass das mindestens eine Lichtmischelement einen diffus streuenden, insbesondere weißen, Reflektor umfasst. Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass das mindestens eine Lichtmischelement den mindestens einen Leuchtstoff aufweist. Dabei kann der Leuchtstoff in dem Lichtmischelement und/oder als mindestens eine Leuchtstoffschicht auf dem Lichtmischele¬ ment vorhanden sein. Da der Leuchtstoff typischerweise diffus streut, erfüllt der Leuchtstoff beide Funktionen, nämlich die Lichtmischung und die Wellenlängenumwandlung bzw. Konversion des blauen Lichtes der Leuchtdioden. Dies vermeidet eine auf¬ wändigere Auftragung zweier funktional getrennter Stoffe und erhöht die Lichtausbeute. It is also an embodiment that the lighting device has a full angle of the light emitted by the lighting device of at least 20 °, in particular of approximately 35 °. It is an alternative or additional embodiment that the at least one light mixing element comprises a diffusely scattering, in particular white, reflector. It is a special embodiment that the at least one light mixing element has the at least one phosphor. In this case, the phosphor can be present in the light mixing element and / or as at least one phosphor layer on the Lichtmischele ¬ ment. Since the phosphor typically diffuses diffusely, the phosphor fulfills both functions, namely the light mixture and the wavelength conversion or conversion of the blue light of the light-emitting diodes. This avoids two on ¬ wändigere application functionally separate substances and increases the light output.
Der Reflektor kann facettiert sein. The reflector can be faceted.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung einen Vollwinkel des von der Leuchtvorrichtung abgestrahlten Lichts von mindestens 5°, insbesondere von ca. 10°, aufweist. It is also an embodiment that the lighting device has a full angle of the light emitted by the lighting device of at least 5 °, in particular of about 10 °.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung mindestens eine Auskoppellinse zur gemeinsamen Auskopplung des von mindestens einer roten Leuchtdiode und mindestens ei- ner leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiode abgestrahlten Lichts aufweist. Dies erhöht eine Farbhomogenität. It is yet another refinement that the lighting device has at least one coupling-out lens for jointly coupling out the light emitted by at least one red light-emitting diode and at least one light-emitting-converted blue light-emitting diode. This increases a color homogeneity.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung zumindest ungefähr doppelt so viele leuchtstoffkon- vertierte blaue Leuchtdioden aufweist wie rote Leuchtdioden. Dadurch kann auf eine einfache Weise eine ausgeglichene Farb¬ intensität für das weiße Mischlicht erzeugt werden. It is yet another embodiment that the lighting device has at least about twice as many phosphor converted blue LEDs than red LEDs. This balanced color ¬ intensity can be generated for the white mixed light in a simple manner.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Aus- führungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Ele¬ mente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein. Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine leuchtstoffkonvertierte blaue Einzel-Leuchtdiode gemäß einer ersten Ausführungsform; In the following figures, the invention will be described schematically with reference to exemplary embodiments. Identical or identically acting Ele ¬ elements may be provided with the same reference numerals for clarity. Fig.l shows a sectional side view of a phosphor converted blue single light-emitting diode according to a first embodiment;
Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine leuchtstoffkonvertierte blaue Einzel-Leuchtdiode gemäß einer zweiten Ausführungsform; Fig.3 zeigt in Aufsicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in Form eines LED- Clusters mit leuchtstoffkonvertierten blauen 2 shows a sectional side view of a phosphor-converted blue single light-emitting diode according to a second embodiment; 3 shows a plan view of a lighting device according to a first embodiment in the form of an LED cluster with phosphor-converted blue
Leuchtdiodenchips und roten Leuchtdiodenchips; Fig.4 zeigt das LED-Cluster aus Fig.3 ausschnittsweise als Schnittdarstellung in Seitenansicht;  LED chips and red LED chips; 4 shows the LED cluster of Figure 3 fragmentary as a sectional view in side view;
Fig.5 zeigt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer zweiten 5 shows a lighting device according to a second
Ausführungsform mit einem LED-Cluster ausschnitts- weise als Schnittdarstellung in Seitenansicht;  Embodiment with a LED cluster fragmentary as a sectional view in side view;
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht Komponenten einer Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und 6 shows a sectional side view of components of a lighting device according to a third embodiment; and
Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht Komponenten einer Leuchtvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. 7 shows a sectional side view of components of a lighting device according to a fourth embodiment.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode 1 als eine einzelne ( Stand-Alone ) -Leuchtdiode gemäß einer ersten Ausführungsform. Die leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode 1 weist ein Ge¬ häuse 2 mit einer obenliegenden trichterförmigen Aussparung 3 auf, wobei Wände 4 der trichterförmigen Aussparung 3 zumindest teilweise reflektierend ausgestaltet sind. Auf dem Grund 5 der trichterförmigen Aussparung 3 befindet sich ein blauer Leuchtdiodenchip oder LED-Chip 6. Der blaue LED-Chip 6 kann z.B. eine Dominantwellenlänge in einem Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 480 nm aufweisen. Fig.l shows a sectional side view of a phosphor converted blue light emitting diode 1 as a single (stand-alone) light emitting diode according to a first embodiment. The phosphor converted blue light-emitting diode 1 has a Ge ¬ housing 2 with an overhead funnel-shaped recess 3, wherein walls 4 of the funnel-shaped recess 3 are configured at least partially reflective. On the ground 5 of the funnel-shaped recess 3 is a blue LED chip or LED chip 6. The blue LED chip 6, for example, have a dominant wavelength in a wavelength range between 430 nm and 480 nm.
Die trichterförmige Aussparung 3 ist mit einem Vergussmateri¬ al 7, z.B. Giesharz, vergossen, welches Leuchtstoff enthält. Der Leuchtstoff ist dazu eingerichtet, von dem blauen LED- Chip 6 emittiertes Licht wellenlängenumzuwandeln bzw. zu kon- vertieren ('Volumenkonversion'). Der Leuchtstoff kann insbesondere SrSi202 2 : Eu2+ beinhalten. The funnel-shaped recess 3 is encapsulated with a Vergussmateri ¬ al 7, eg casting resin, which contains phosphor. The phosphor is configured to wavelength-convert or convert light emitted by the blue LED chip 6 ('volume conversion'). In particular, the phosphor may include SrSi 2 O 2 2 : Eu 2+ .
Da nicht das gesamte von dem blauen LED-Chip 6 emittierte blaue Licht wellenlängenumgewandelt wird, tritt aus der leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiode 1 insgesamt ein Mischlicht aus, das einen blauen Anteil und einen wellenlängenumgewandelten Anteil enthält. Zu ihrer Stromversorgung ist die leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode 1 mit elektrischen Anschlüssen 8 ausgerüstet. Since not all of the blue light emitted by the blue LED chip 6 is converted to wavelength, a mixed light emerges from the phosphor-converted blue light-emitting diode 1 as a whole, which contains a blue component and a wavelength-converted component. To their power supply, the phosphor converted blue light emitting diode 1 is equipped with electrical connections 8.
Der Leuchtstoff der leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiode 1 weist eine Dominantwellenlänge bei ca. 555 nm auf oder alternativ eine Dominantwellenlänge von weniger als 555 nm für einen besonders freundlichen Farbton. The phosphor of the phosphor-converted blue light-emitting diode 1 has a dominant wavelength at about 555 nm or alternatively a dominant wavelength of less than 555 nm for a particularly friendly hue.
Die leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode 1 strahlt Licht mit einem Farbort innerhalb eines Vierecks innerhalb der Normfarbtafel nach CIE 1931 mit den Cx/Cy-Koordinaten The phosphor converted blue light emitting diode 1 emits light having a color location within a quadrangle within the standard color chart according to CIE 1931 with the Cx / Cy coordinates
(0,1609; 0,4314), (0,18; 0,6458), (0,3765; 0,5128) und  (0.1690, 0.4314), (0.18, 0.6458), (0.3765, 0.5128) and
(0,3134; 0,3871) ab, genauer gesagt mit einem Farbort innerhalb eines Vierecks der CIE-Normfarbtafel mit den Cx/Cy- Koordinaten (0,2485; 0,41), (0,2993; 0,5635), (0,3765; Specifically, with a color location within a quad of the CIE standard color chart with the Cx / Cy coordinates (0.2484, 0.41), (0.2993, 0.3671), (0.3765;
0,5128) und (0,3134; 0,3871). Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode 11 in einer Einzel¬ ausführung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die leucht- stoffkonvertierte blaue Leuchtdiode 11 unterscheidet sich von der leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiode 11 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass der blaue LED-Chip 6 nicht mehr volumenvergossen ist, sondern der Leuchtstoff sich in einer dünnen LeuchtstoffSchicht 12 befindet, welche den blauen LED-Chip 6 umgibt. Der blaue LED-Chip 6 kann bei¬ spielsweise und allgemein mit einer dünnen LeuchtstoffSchicht bedruckt, mit Leuchtstoffplättchen beklebt und/oder mit 0.5128) and (0.3134; 0.3871). 2 shows a sectional side view of a phosphor-converted blue light-emitting diode 11 in a single ¬ execution according to a second embodiment. The luminous The material-converted blue light-emitting diode 11 differs from the fluorescent-converted blue light-emitting diode 11 according to the first embodiment in that the blue LED chip 6 is no longer voluminous, but the phosphor is in a thin phosphor layer 12 which surrounds the blue LED chip 6. The blue LED chip 6 at ¬ can play and generally printed with a thin phosphor coating, covered with phosphor plates and / or with
Leuchtstoff in einem Trägermaterial beschichtet sein. In an- deren Worten kann die dünne LeuchtstoffSchicht 12 eine Bedru- ckungsschicht , ein Leuchtstoffplättchen oder eine mittels ei¬ nes Beschichtungsverfahrens (Aufsprühen usw.) aufgebrachte Schicht sein. Fig.3 zeigt in Aufsicht eine Leuchtvorrichtung in Form eines LED-Clusters 21 mit roten Leuchtdiodenchips 22 und leucht¬ stoffkonvertierten blauen Leuchtdiodenchips 23. Die roten Leuchtdiodenchips 22 weisen eine Dominantwellenlänge in einem Wellenlängenbereich zwischen 600 nm und 640 nm, bevorzugt zwischen 610 und 620 nm, auf. Be phosphor coated in a carrier material. In the presence whose words, a phosphor plate or a means of ei ¬ nes coating method (spraying, etc.) can ckungsschicht an imprinting the thin phosphor layer 12 may be applied layer. 3 shows a plan view of a lighting device in the form of an LED cluster 21 with red LED chips 22 and lumines ¬ cloth converted blue LED chips 23. The red LED chips 22 have a dominant wavelength in a wavelength range between 600 nm and 640 nm, preferably between 610 and 620 nm , on.
Es sind doppelt so viele leuchtstoffkonvertierte blaue There are twice as many phosphor converted blue
Leuchtdiodenchips 23 wie rote Leuchtdiodenchips 22 auf einem gemeinsamen Substrat 24 (z.B. einem Keramiksubstrat als einem ' Submount ' oder auf einer ' Chip-On-Board-Platine ' ) aufge¬ bracht, um eine für einen warmweißen Farbton günstige Licht¬ mischung zu erreichen. Ein warmweißer Farbton weist eine Farbtemperatur zwischen 2000 K und 4000 K, insbesondere zwi¬ schen ca. 2700 K und 3300 K, auf. Gleichzeitig ergibt sich ein hoher Farbwiedergabewert. Dadurch wiederum wird die Effi¬ zienz des LED-Clusters 21 gesteigert, da bei gleicher 'physi¬ kalischer' Effizienz des Leuchtstoffes die Augenbewertung größere Lichtströme ergibt. Für eine starke Lichtmischung bei einer gleichzeitig kompak¬ ten Bauweise sind die roten Leuchtdiodenchips 22 und die leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiodenchips 23 nahe beieinander angeordnet. LED chips 23 such as red LED chips 22 on a common substrate 24 (eg, a ceramic substrate as a 'submount' or a 'Chip-On-Board-board') positioned ¬ introduced in order to achieve a favorable for a warm white color light ¬ mixture. A warm-white color has a color temperature between 2000 K and 4000 K, in particular Zvi ¬ rule about 2700 K and 3300 K, on. At the same time results in a high color rendering value. In turn, the effi ¬ ciency of the LED cluster 21 is increased, since with the same 'physi ¬ Kalisz' efficiency of the phosphor eyes assessment indicates greater light flows. A strong light mixing at the same time Kompak ¬ th design, the red LED chips 22 and the phosphor converted blue LED chips 23 arranged close to each other.
Fig.4 zeigt das LED-Cluster 21 aus Fig.3 ausschnittsweise als Schnittdarstellung in Seitenansicht entlang einer Schnittlinie A-A. Die leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdioden¬ chips 23 sind jeweils aus einem blauen Leuchtdiodenchip 6 mit einer darauf aufgebrachten Leuchtstoffschicht 12 ähnlich zu Fig.2 aufgebaut. FIG. 4 shows the LED cluster 21 from FIG. 3 as a sectional illustration in a side view along a section line AA. The blue light emitting diodes leuchtstoffkonvertierten ¬ chips 23 are each composed of a blue light emitting diode chip 6 having thereon a phosphor layer 12 similar to Fig.2.
Fig.5 zeigt eine Leuchtvorrichtung 31 gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der nun das LED-Cluster 21, und damit die leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiodenchips 23 und die roten Leuchtdiodenchips 22, von einer gemeinsamen Auskop- pellinse 32 umgeben sind, um eine Auskoppeleffizienz zu erhöhen, ggf. auch um eine Strahlfokussierung und/oder eine 5 shows a lighting device 31 according to a second embodiment, in which the LED cluster 21, and thus the phosphor-converted blue LED chips 23 and the red LED chips 22, are surrounded by a common output lens 32 in order to increase a coupling-out efficiency. possibly also a beam focusing and / or a
Licht- bzw. Farbmischung zu erreichen. To achieve light or color mixture.
Fig.6 zeigt Komponenten einer Leuchtvorrichtung 41 gemäß ei- ner dritten Ausführungsform. Die Leuchtvorrichtung 41 weist ein Gehäuse 42 auf, an dessen Boden 43 leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdioden und rote Leuchtdioden angeordnet sind, z.B. als Einzel-LEDs 1 oder 11, z.B. wie in Fig.l oder Fig. 2 gezeigt, oder als leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdioden- chips 23 und rote Leuchtdiodenchips 22, z.B. wie in Fig.3 bis Fig.5 gezeigt. 6 shows components of a lighting device 41 according to a third embodiment. The lighting device 41 has a housing 42, at the bottom 43 of which phosphor-converted blue light emitting diodes and red light emitting diodes are arranged, e.g. as single LEDs 1 or 11, e.g. as shown in FIG. 1 or FIG. 2, or as phosphor-converted blue LED chips 23 and red LED chips 22, e.g. as shown in Fig.3 to Fig.5.
Die Leuchtdioden 1,11 bzw. 22,23 weisen optional jeweils eine (Leuchtdioden-eigene) Primäroptik 44 zur Strahlfokussierung auf. Den Leuchtdioden 1, 11 bzw. 22,23 oder den Primäroptiken 44 ist eine optionale gemeinsame kollimierende Sekundäroptik in Form einer Kollimationslinse 45 nachgeschaltet. The light-emitting diodes 1,11 and 22,23 optionally each have a (light-emitting diode own) primary optics 44 for beam focusing. The light-emitting diodes 1, 11 or 22, 23 or the primary optics 44 are followed by an optional common collimating secondary optics in the form of a collimating lens 45.
Der Kollimationslinse 45 folgt in dem Strahlengang eine opti- onale tertiäre Mischoptik 46, hier z.B. in Form eines Waben¬ kondensors . Die Seitenwände des Gehäuses 42 sind entweder spekulär spiegelnd oder diffus reflektierend (weiß) ausgestaltet. Eine Re- flektivität im sichtbaren Bereich von über 90% ist bevorzugt. Insgesamt ergibt sich ein gemischtes Weißlicht ohne einenIn the optical path of the collimating lens 45 followed by an optical-dimensional tertiary mixing optics 46, here for example in the form of a honeycomb ¬ condenser. The side walls of the housing 42 are either specularly reflective or diffusely reflective (white) designed. Reflectivity in the visible range above 90% is preferred. Overall, there is a mixed white light without one
Farbschatten als ein kollimierter Lichtstrahl mit einem Voll¬ winkel in der Größenordnung von z.B. 30°. Color shadows as a collimated light beam with a full ¬ angle in the order of eg 30 °.
Alternativ oder zusätzlich kann die Mischoptik 46 den Leucht- stoff enthalten oder eine darauf aufgebrachte Leuchtstoff¬ schicht aufweisen. Statt einer leuchtstoffkonvertierten blau¬ en Leuchtdiode 1, 11 oder 23 kann dann mindestens eine einfa- cherere blaue (nicht leuchtstoffkonvertierte ) Leuchtdiode eingesetzt werden. Alternatively or additionally, the mixing optics 46 may contain the fluorescent or have applied thereto the phosphor layer ¬. Instead of a blue ¬ en leuchtstoffkonvertierten light emitting diode 1, 11 or 23 at least one simple cherere blue (not phosphor-) light-emitting diode can then be used.
Fig . 7 zeigt Komponenten einer Leuchtvorrichtung 51 gemäß einer vierten Ausführungsform. Hier sind die Leuchtdioden 1, 11 bzw. 22, 23 in einem Lichtkasten 52 mit einem diffus streuen¬ den weißen Reflektor 53 angeordnet. Zur guten Übersichtlich- keit ist nur eine der Leuchtdioden dargestellt. Der Reflektor 53 ist vorzugsweise facettiert. Fig. 7 shows components of a lighting device 51 according to a fourth embodiment. Here, the LEDs 1, 11 and 22, 23 arranged in a light box 52 with a diffuse scatter ¬ the white reflector 53. For good clarity, only one of the LEDs is shown. The reflector 53 is preferably faceted.
In dieser Ausgestaltung kann sich z.B. ein gemischtes Weißlicht ohne einen Farbschatten als ein kollimierter Licht- strahl mit einem Vollwinkel in der Größenordnung von z.B. 35° ergeben . In this embodiment, e.g. a mixed white light without a color shade as a collimated light beam with a full angle on the order of, for example,. 35 °.
Zusätzlich oder alternativ kann eine Abdeckscheibe 54 aus ei¬ nem transparenten Material angebracht sein. Die Abdeckscheibe 54 kann z.B. leicht diffus streuend oder rau ausgeführt sein, um Farb-Artefakte zu verwischen und damit die Lichtmischung zu verbessern. Additionally or alternatively, a cover 54 may be attached from egg ¬ nem transparent material. For example, the cover 54 may be slightly diffused or rough to blur color artifacts to enhance light mixing.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Allgemein können Einzel-LEDs und/oder LED-Chips oder LED-Of course, the present invention is not limited to the embodiments shown. In general, single LEDs and / or LED chips or LED
Cluster für jede der Farben eingesetzt werden. Clusters are used for each of the colors.
Allgemein können Einzel-Leuchtdioden und Leuchtdiodenchips als Leuchtdioden bezeichnet werden. In general, individual light-emitting diodes and light-emitting diode chips can be referred to as light-emitting diodes.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
1 leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode1 fluorescent converted blue light emitting diode
2 Gehäuse 2 housings
3 Aussparung  3 recess
4 Wand  4 wall
5 Grund der Aussparung  5 reason of the recess
6 blauer LED-Chip  6 blue LED chip
7 Vergussmaterial  7 potting material
8 elektrischer Anschluss  8 electrical connection
11 leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode 11 phosphor-converted blue light-emitting diode
12 LeuchtstoffSchicht 12 phosphor layer
21 LED-Cluster  21 LED clusters
22 roter LED-Chip  22 red LED chip
23 leuchtstoffkonvertierter blauer LED-Chip 23 phosphor-converted blue LED chip
24 Substrat 24 substrate
31 LeuchtVorrichtung  31 lighting device
32 Auskoppellinse  32 coupling lens
41 LeuchtVorrichtung  41 lighting device
42 Gehäuse  42 housing
43 Boden  43 soil
44 Primäroptik  44 Primary Optics
45 Kollimationslinse  45 collimation lens
46 Mischoptik  46 mixing optics
51 LeuchtVorrichtung  51 lighting device
52 Lichtkasten  52 light box
53 Reflektor  53 reflector
54 Abdeckscheibe  54 cover disc

Claims

Patentansprüche claims
Leuchtvorrichtung (21; 31; 41; 51), aufweisend Lighting device (21; 31; 41; 51) comprising
- mindestens eine rote Leuchtdiode (22),  at least one red light emitting diode (22),
- mindestens eine blaue Leuchtdiode (1; 11; 23) und at least one blue light-emitting diode (1; 11; 23) and
- mindestens einen Leuchtstoff zur Wellenlängenumwandlung zumindest eines Teils eines von der blauen at least one phosphor for wavelength conversion of at least part of one of the blue ones
Leuchtdiode (1; 11; 23) abgestrahlten Lichts zur Erzeugung eines weißen Mischlichts,  Light-emitting diode (1; 11; 23) of emitted light for producing a white mixed light,
- wobei ein von der mindestens einen blauen Leuchtdiode (1; 11; 23) und dem mindestens einen Leuchtstoff erzeugtes Mischlicht einen Farbort innerhalb eines Vierecks innerhalb der CIE-Normfarbtafel mit den Cx/Cy-Koordinaten (0,1609; 0,4314), (0,18; 0,6458), (0,3765; 0,5128) und (0,3134; 0,3871) aufweist.  wherein a mixed light generated by the at least one blue light-emitting diode (1; 11; 23) and the at least one phosphor is a chromaticity coordinate within a quadrangle within the CIE standard color chart having the Cx / Cy coordinates (0,1609; 0,4314), (0.18, 0.6458), (0.3765, 0.5128), and (0.3134, 0.3871).
Leuchtvorrichtung (21; 31; 41; 51) nach Anspruch 1, aufweisend mindestens eine leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdiode (1; 11; 23), welche Licht mit dem Farbort innerhalb des Vierecks mit den Cx/Cy-Koordinaten A light emitting device (21; 31; 41; 51) according to claim 1, comprising at least one phosphor converted blue light emitting diode (1; 11; 23) which lights light with the color locus within the quadrilateral having the Cx / Cy coordinates
(0,1609; 0,4314), (0,18; 0,6458), (0,3765; 0,5128) und (0.1690, 0.4314), (0.18, 0.6458), (0.3765, 0.5128) and
(0,3134; 0,3871) abstrahlt. (0.3134; 0.3871).
Leuchtvorrichtung (21; 31; 41; 51) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der das Viereck die Cx/Cy- Koordinaten (0,2485; 0,41), (0,2993; 0,5635), (0, 3765; 0,5128) und (0,3134; 0,3871) aufweist. A light emitting device (21; 31; 41; 51) according to any one of claims 1 or 2, wherein the quadrilateral has the Cx / Cy coordinates (0.2485; 0.41), (0.2993; 0.5635), (0 , 3765, 0.5128) and (0.3134, 0.3871).
Leuchtvorrichtung (21; 31; 41; 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der mindestens eine Leuchtstoff eine Dominantwellenlänge bei ca. 555 nm auf¬ weist. Light-emitting device (21; 31; 41; 51) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one phosphor has a dominant wavelength at about 555 nm on ¬.
5. Leuchtvorrichtung (21; 31; 41; 51) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Leuchtstoff der leucht- stoffkonvertierten blauen Leuchtdiode (1; 11; 23) eine Dominantwellenlänge von weniger als 555 nm aufweist. 5. lighting device (21; 31; 41; 51) according to one of claims 1 to 3, in which the phosphor of the luminous 7) has a dominant wavelength of less than 555 nm.
Leuchtvorrichtung (21; 31; 41; 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Leuchtstoff SrSi202N2 :Eu2+ beinhaltet. A lighting device (21; 31; 41; 51) according to any one of the preceding claims wherein the phosphor comprises SrSi 2 O 2 N 2 : Eu 2+ .
Leuchtvorrichtung (21; 31; 41; 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die rote Leuchtdiode (22) eine Dominantwellenlänge in einem Wellenlängenbereich zwischen 600 nm und 640 nm aufweist. A light emitting device (21; 31; 41; 51) according to any one of the preceding claims, wherein the red light emitting diode (22) has a dominant wavelength in a wavelength region between 600 nm and 640 nm.
Leuchtvorrichtung (41) nach einem der vorhergehenden An sprüche, aufweisend mindestens ein Lichtmischelement (46; 53) zur Mischung des von den Leuchtdioden ausge¬ strahlten Lichts. Light-emitting device (41) according to any one of the preceding claims, comprising at least one light mixing element (46; 53) for mixing the light-emitting diodes out of the ¬ irradiated light.
Leuchtvorrichtung (41) nach Anspruch 8, bei der das min destens eine Lichtmischelement (46; 53) eine Mischoptik (46) umfasst. Lighting device (41) according to claim 8, wherein the at least one light mixing element (46; 53) comprises a mixing optics (46).
Leuchtvorrichtung (41) nach Anspruch 9, bei welcher in dem Strahlengang zwischen den Leuchtdioden (1; 11; 22, 23) und der Mischoptik (46) mindestens eine Leuchtdioden-eigene Primäroptik (44) und/oder eine gemeinsame kollimierende Sekundäroptik (45) angeordnet sind. Lighting device (41) according to claim 9, in which in the beam path between the light-emitting diodes (1; 11; 22, 23) and the mixing optics (46) at least one light-emitting diode own primary optics (44) and / or a common collimating secondary optics (45). are arranged.
Leuchtvorrichtung (41) nach einem der Ansprüche 9 oderLighting device (41) according to one of claims 9 or
10, aufweisend einen Vollwinkel des von der Leuchtvorrichtung (41) abgestrahlten Lichts von mindestens 20°, insbesondere von ca. 35°. 10, comprising a full angle of the light emitted by the lighting device (41) light of at least 20 °, in particular of about 35 °.
Leuchtvorrichtung (51) nach einem der Ansprüche 8 bisLighting device (51) according to one of claims 8 to
11, bei der das mindestens eine Lichtmischelement (53) einen diffus streuenden, insbesondere weißen, Reflektor umfasst . Leuchtvorrichtung (41; 51) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der das mindestens eine Lichtmischelement (53) den mindestens einen Leuchtstoff aufweist. 11, in which the at least one light mixing element (53) comprises a diffusely scattering, in particular white, reflector. Lighting device (41; 51) according to one of claims 8 to 12, wherein the at least one light mixing element (53) comprises the at least one phosphor.
Leuchtvorrichtung (31) nach einem der vorhergehenden An sprüche, aufweisend mindestens eine Auskoppellinse (32) zur gemeinsamen Auskopplung des von mindestens einer ro ten Leuchtdiode (22) und mindestens einer leuchtstoffkonvertierten blauen Leuchtdiode (23) abgestrahlten Lichts . Lighting device (31) according to one of the preceding claims, comprising at least one coupling-out lens (32) for jointly coupling out the at least one ro th light-emitting diode (22) and at least one phosphor-converted blue light emitting diode (23) radiated light.
15. Leuchtvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche zumindest ungefähr doppelt so viele leuchtstoffkonvertierte blaue Leuchtdioden (23) aufweist wie rote Leuchtdioden (22) . 15. Lighting device (21) according to any one of the preceding claims, which has at least about twice as many phosphor-converted blue light-emitting diodes (23) as red light-emitting diodes (22).
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