CN101663769A - 照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照明系统，其包括激发第一发光元件的发光设备，其中第一发光元件构成发光设备的一部分。第一发光元件发射的光和/或发光设备发射的光激发与发光设备物理隔离的第二发光元件。通过采用两个发光元件，即发光设备中的第一元件和与发光设备物理隔离的例如盖板上的第二元件，发光设备产生的光分别在“本地”位置和“远程”位置转换，并且和现有技术中光转换仅仅在远程位置进行的情形相比可减少在远程位置所需要的发光材料的量。

Description

照明系统
技术领域
本发明涉及照明系统。
本发明还涉及一种包括照明系统的显示设备。
背景技术
照明系统本身是已知的并且在功能性应用和装饰性应用二者中被用来提供光。在诸如路灯、安装在屋顶和墙壁上的照明装置的功能性应用中，典型地提供光以抵消降低的可见度，因而光输出也被相应地设定。对光输出的要求可包括例如波长谱、色点或色温、强度、立体角、照明区域、光功率、亮度等的参数。一般而言，波长谱与光的颜色有关。在例如一般照明或者产品突出照明的照明应用中，光的显色性通常为对光输出的重要要求，显色性与波长谱有关并且通常被表示为一般显色指数(CRI)。在例如安装在屋顶和墙壁上的光砖、邮箱、招牌和标志的装饰性应用中，所需要的光输出主要基于美学需要来确定。还已知的是将光输出设置为不同程度地满足功能性需求和装饰性需求二者的照明系统。照明系统还可用于例如数字投影仪或者所谓beamer的投影系统，以用于投影图像或者显示电视节目、电影、视频节目或者DVD等等。在显示应用中，系统的色域通常为对光输出的光谱组成的重要要求。
还已知通过相关联对象提供光进行使用的照明系统。例如也被称为LCD显示器的液晶显示设备，其中照明系统为背光并且相关联对象为不发光的LCD面板。这样的显示设备例如用在电视接收器、(计算机)监视器、(无绳)电话和便携式数字助理中。典型地，显示设备的输出光要求规定了由相关联对象反射和/或透射的光——因此，当确定了用于照明系统的光输出要求时需要考虑相关联对象的光学特性。
在一些这样的应用中(例如用于LCD显示器的背光)，对照明系统光输出的要求可能非常严格，而可用的发光设备不能充分满足这些要求。对发光二极管(LED)来说情况也是如此，由于发光二极管的能量效率和紧凑尺寸使得其被认为是有吸引力的用于背光的半导体发光设备。为帮助满足光输出需求，常常采用发光元件吸收由发光设备产生的具有一定波长谱的光子并且发射具有不同波长谱的光子。磷光体是众所周知的发光元件的实例，并且吸收和随后的发射过程常常被称为转换或者波长转换。
另一个问题在于相关联对象的光学特性可能变化——例如LCD面板可以由不同制造商采用不同技术和不同材料制造——这意味着对相关照明系统的输出光要求必然也变化。换言之，甚至当使用多个发光元件时，一个照明系统(例如一个背光)可能不适合于相关对象的整个范围。
例如，US7,052,152在图12A中公开了一种采用背光的LCD面板，其中在背光的盖板上采用磷光体作为发光元件。这具有如下优势：具有磷光体的盖板可以和LCD面板匹配，而且剩余的背光可按照光输出被标准化。但是在盖板上具有磷光体的已知照明系统的缺点在于磷光体层厚度的变化引起磷光体所发射光的空间强度和颜色的变化。对LCD面板用户而言这样的变化是能够观察到的并且是不合需要的。
发明内容
本发明的目标在于提供一种具有更均匀的强度和颜色输出的照明系统。
根据本发明的第一方面，该目标通过一种照明系统实现，所述照明系统包括：被配置为发射第一原色光的半导体发光设备，所述半导体设备包括被配置为吸收第一原色光的至少一部分并发射第二原色光的第一发光元件；与所述半导体发光设备物理隔离并且被配置为吸收第一或者第二原色光的至少一部分并发射第三原色光的第二发光元件；并且所述照明系统被配置为组合所述第一、第二和第三原色光的至少一种或多种以形成照明系统的输出光。
原色光包括围绕中心波长或者主波长的预定光谱带宽的光。在显示设备中典型地使用三种原色，例如红色、绿色和蓝色。通过采用红色、绿色和蓝色，照明系统可产生全色输出光，包括白色。在显示设备中使用的原色的数量可根据所需要的输出——例如能够产生全色输出光的红色、绿色、蓝色、青色和黄色或者可用于产生白色的蓝色和黄色——变化。当照明系统被用作显示设备中的背光时，照明系统通常被配置为在的设备前(被称为屏前(FoS))产生指定的白光。这是显示设备用户察觉到的光。术语红色、绿色、蓝色、黄色和青色的使用不应被解释为指定具体的中心波长而是表明主波长属于色谱的哪个区域。选择这些术语是因为当混合这些原色的一种或多种时较易显现近似的色谱——例如不同程度地混合红光和黄光可产生从红光、经橙光到黄光的输出光；或者例如不同程度地混合红光和绿光可产生从红光、经橙光和黄光到绿光的输出光。因此，在相同的照明系统内可以每种原色产生多个光，例如第一蓝光和第二蓝光。这应当被解释为具有来自色谱蓝色区域的中心波长的两个光谱。存在多种对颜色的不同图示方法——在本申请中，在1976CIE色度图上描述色点，并且其中以CIE1976u’v’颜色坐标表述光的色点。
根据权利要求1的照明系统的效果为通过采用两个发光元件，即发光设备中的第一元件以及与光源物理分隔的(例如在盖板上的)第二元件，可分别在“本地”和“远程”位置进行发光设备所产生的光的转换，并且与现有技术中仅仅在远程位置进行光转换的情况相比可减少远程位置所需要的发光材料的量。对于在远程位置磷光体层的均匀分布，可通过减小磷光体层的厚度来实现这一点，其中有效厚度表示每单位面积具有相同磷光体质量的纯、非多孔磷光体层的厚度。较薄的远程发光材料层意味着对厚度变化较低的灵敏度，并且因此在颜色和强度上较少的空间变化。
根据本发明的照明系统的另一个益处在于远程发光元件仍然可以和待照明的对象相匹配，同时在照明系统剩余部分的构造方面允许高程度的标准化。
本发明基于如下的认识：可通过降低在远程位置处发光材料中的转换程度而非通过传统方法(即试图在制造远程发光元件期间例如在沉积过程中减少厚度变化)来减少输出光的空间差异。
根据本发明的一个方面，提供一种照明系统，其中第一发光元件所进行的光转换被配置为提供比第二发光元件更高程度的光转换，光转换程度可以通过1976CIE色度图上离开原色色点的色点偏移来度量。这是有利的，因为第一调节步骤包括了色移或者光转换的绝大多部分。然后第二调节步骤执行非常少量的校正或者光转换。这意味着第二发光层只需对色点进行微调，并且可以最小化第二发光层所执行的转换。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一发光元件中第一磷光体材料的有效厚度大于第二发光元件中第二磷光体材料的有效厚度。这一点还具有最小化第二发光元件中所执行的转换量的效果。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第三原色的光的主波长大于或者等于第二原色光的主波长。这可能是有利的，因为许多普通的磷光体在被用作发光元件时发射出比其所吸收光子能量更低/波长更长的光子。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第二发光元件被进一步配置为吸收至少部分的第一和第二原色光。这一点允许第二发光元件吸收第一和第二原色以增加第三原色输出。这意味着，如果需要，可减少未被第一发光元件吸收的第一原色的量。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一原色光包括蓝光、紫外光以及近紫外光中的一种或多种。这些种类的光源(例如蓝色和UV LED)通常是可获得的，并且倾向于成为用于背光的典型光源。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中半导体发光设备还包括半导体紫外光或者近紫外光发射器，以及被配置为吸收该发射器所发出的至少一部分光并且被配置为发射第一原色光的第三发光元件。例如，可使用作为背光的典型光源的紫外LED。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一发光元件包括至少一种磷光体材料的层，其被设置作为半导体光发射器管芯上的连续层或者共形层。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中半导体发光设备还包括主光学部件，并且第一发光元件包括至少一种磷光体材料的层，其被设置作为主光学部件上的连续层。例如，可以以“球状物”的形势来施加磷光体材料。与磷光体材料被施加至盖板或者光学元件上的情形相比，这一点最小化了形成第一发光元件所需要的磷光体材料的量。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一发光元件包括选自YAG:Ce、(Y，Gd)AG:Ce、(Y，Lu)AG:Ce、(Y，Lu，Gd)AG:Ce和LuAG:Ce；YAGSN:Ce、(Y，Lu，Gd)AGSN:Ce、LuAGSN:Ce及其任意组合的磷光体材料。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一发光元件包括其为氮氧硅酸盐型磷光体(例如SSON:Eu)的磷光体材料。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第二发光元件包括物理上相互隔离的两种或者更多种磷光体材料。这一点提供了使用可能化学不相容的磷光体、或者由于实际原因不能混合的磷光体、或者包含不同转换程度的磷光体的最大灵活性。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第二发光元件还被配置为发出第四原色光，并且其中照明系统被配置为组合所述第一、第二、第三和第四原色中的至少一种或多种光以形成照明系统的输出光。这意味着其色点处于色谱不同区域的磷光体材料可被包括在第二发光元件中，从而在获得输出光的目标颜色方面提供了非常大的灵活度。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第二发光元件包括至少一种选自下面材料所组成的集合中的磷光体材料：SCSN:Eu、SSN:Eu、BSSN:Eu、(Y，Gd)AG:Ce、(Y，Lu)AG:Ce、(Y，Lu，Gd)AG:Ce、YAG:Ce、LuAG:Ce、LuAGSN:Ce、TG:Eu、SSON:Eu、YAGSN:Ce、SCASN:Eu、CASN:Eu、(Ca，Sr)S:Eu、SrS:Eu、CaS:Eu、BOSE及其任意组合。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一原色光包括蓝光，第一发光元件被配置为使得第二原色光包括黄光，并且第二发光元件被配置为使得第三原色光包括黄光。这提供了近似于白光的典型背光输出。该黄光在一两步骤的转换过程中产生。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一原色光包括蓝光，第一发光元件被配置为使得第二原色光包括黄光，并且第二发光元件被配置为使得第三原色光包括黄光并且第四原色光包括绿光。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一原色光包括蓝光；第一发光元件被配置为使得第二原色光包括黄光、黄绿光或者绿光；且第二发光元件被配置为使得第三原色光包括红光。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一原色光包括蓝光；第一发光元件被配置为使得第二原色光包括黄光、黄绿光或者绿光；并且第二发光元件被配置为使得第三原色光包括红光并且第四原色光包括黄光、黄绿光或者绿光。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第二发光元件包括选自由TG:Eu、BOSE、SSON:Eu、LuAG:Ce及其任意组合组成的组的第一磷光体材料，和选自由BSSN:Eu琥珀色、BSSN:Eu红色、SCSN:Eu、SSN:Eu、SCASN:Eu、CASN:Eu、(Ca，Sr)S:Eu、SrS:Eu、CaS:Eu及其任意组合组成的组的第二磷光体材料。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一原色光包括蓝光，第一发光元件被配置为使得第二原色光包括黄光和绿光，并且第二发光元件被配置为使得第三原色光包括红光。
根据本发明的一方面，提供一种照明系统，其中第一原色光包括蓝光，第一发光元件被配置为使得第二原色光包括黄光，并且第二发光元件被配置为使得第三原色光包括黄光。
附图说明
从下文所描述的实施例可清楚本发明的这些和其他方面，并将参考这些实施例解释本发明的这些以及其它方面。
在附图中：
图1示出了根据本发明的照明系统的示意性横截面视图，
图2A描述了示出根据本发明的照明系统的色空间的CIE 1976型色度图，
图2B示出了图2A中心部分II-B的放大视图，
图3A示出了用于根据本发明的照明系统的CIE 1976型色度图，
图3B示出了图3A的中心部分III-B的放大视图，
图4示出了根据本发明的显示设备的示意性横截面视图，
图5描述了根据本发明的照明系统的示意性横截面视图，
图6A描述了示出根据本发明的照明系统的颜色空间的1976CIE色度图，
图6B示出了图6A的中心部分VI-B的放大视图，
图7描述了示出根据本发明的照明系统的颜色空间的1976CIE色度图，
图8描述了用于根据本发明的照明系统的1976CIE色度图的中心部分，
图9描述了用于根据本发明的照明系统的1976CIE色度图的中心部分，
图10描述了用于根据本发明的照明系统的1976CIE色度图的中心部分，
图11描述了根据本发明的显示设备，
图12描述了根据本发明的显示设备，
图13描述了根据本发明的显示设备，
图14描述了根据本发明的照明系统，
图15描述了根据本发明的照明系统，以及
图16描述了根据本发明的照明系统。
图1、4、5和11至16完全是示意性的而且未按比例绘制。特别是为了清楚起见，一些尺寸被明显放大。附图中相似的部件尽可能由相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的照明系统10的示意性横截面视图。照明系统10包括在第一磷光体层41的方向上发出蓝光31的半导体发光设备20。典型地，发光的是发光设备20的芯片或管芯21。形成半导体发光设备20的一部分并且物理上非常靠近该蓝光源的第一磷光体层41被设置为截取至少一部分蓝光，并且磷光体材料被选择为吸收蓝光31并由于被蓝光31激发而发出第一黄光32。由于和该蓝光源邻近，第一磷光体层41可被称为“本地”磷光体层。
适合用于第一磷光体层41的磷光体材料包括石榴石磷光体。石榴石磷光体具有下面的通用分子式：
(Y1-x-y-a-bLuxGdy)3(Al5-u-vGauSiv)O12-vNv:Cea 3+Prb 3+
其中0≤x＜1，0≤y＜1，0＜(x+y+a+b)≤1，0≤u＜2，0≤v＜2，0＜a＜0.25，0＜b＜0.25；
另外，石榴石磷光体的该通用分子式可被更改如下：
-Y还可部分地由稀土金属、La、Sm和Ca中的一种或多种元素替换；
-Al还可由Sc、Lu、In和Mg中的一种或多种元素替换；
-Si还可部分地由Ge、Ti、Zr和C中的一种或多种元素替换。
特别地，可采用Ce-活化石榴石磷光体，例如YAG:Ce、(Y，Gd)AG:Ce、(Y，Lu)AG:Ce、(Y，Lu，Gd)AG:Ce和LuAG:Ce；或者另外包括Si和N的石榴石磷光体，例如YAGSN:Ce、(Y，Lu，Gd)AGSN:Ce和LuAGSN:Ce。
表格2A至2F示出了使用缩写的每种磷光体的化学分子式以及其所属磷光体的一般组。注意，缩写或者分子式中的(A，B)是指两种元素都存在，以及A和B比率加起来为1。
也可能有利的是，使用不只一种磷光体材料的组合——该组合可被实现为单个磷光体层41中的磷光体材料混合物，或者可以使用包括不只一个相邻子层的第一磷光体层41——其中每个子层包括不同的磷光体材料或者磷光体材料的不同混合物。磷光体可被用作磷光体颗粒散布在粘结材料中，所述粘结材料例如透明或者半透明硅凝胶或者硅橡胶。
磷光体层41可以以固态荧光元件即颜色转换板(CCP)的形式提供。该转换板可以是陶瓷型或者聚合物分散型。在未公布的申请05111202.7(欧洲专利律师档案号PH002S16EP1)中描述了这样的颜色转换板。
另外，第一磷光体层41被设置为允许一部分蓝光31穿过该层。例如可将磷光体层41图案化，其可集中在例如条状、矩形或者点状的形状，从而为蓝光31提供穿透率更高的区域以使蓝光31可指向第二磷光体层42。因此图案密度是确定第一磷光体层41所执行的磷光体转换的量从而确定所发出光的颜色的一个因素。
可替代地，可以选择层41内的磷光体材料分布以允许一定百分比的蓝光31穿过且一定百分比的蓝光31被第一磷光体层41吸收。典型地，磷光体材料被施加至载体材料的悬浮液中——磷光体层41因此既包括磷光体材料又包括载体材料。磷光体层厚度、磷光体颗粒浓度和磷光体颗粒的尺寸决定了第一磷光体层41所执行的磷光体转换的量从而决定了所发出的颜色。
第二磷光体层42被设置在离发光设备20一定距离处并被设置为截取至少部分蓝光31。由于离蓝光31源有一定的距离，所以第二磷光体层42可被称作“远程”磷光体层。磷光体材料被选择为由于蓝光31的激发而发出黄光33。适合用于该转换的磷光体材料包括那些被指示为适合用于第一磷光体层41的材料。也可能有利的是，在第二磷光体层42内以组合方式使用这些磷光体中的多种磷光体。
相似地，第二磷光体层42被设置为允许一部分蓝光31穿过并引导蓝光31离开照明系统10而作为输出光50的一部分。和第一磷光体层41相似，可通过图案化磷光体层42或者在该层内选择合适的磷光体材料分布来实现这一点。
在工作期间，第一磷光体层41吸收蓝光31并发出第一黄光32。蓝光31还以第一磷光体层41的设置所决定的程度穿过第一磷光体层41。所发射的第一黄光32的大部分经过第二磷光体层42并作为输出光50的一部分离开照明系统11。第二磷光体层42吸收穿过第一磷光体层41的一部分蓝光31并发出第二黄光33，其离开照明系统10成为输出光50的一部分。蓝光31还以第二磷光体层42的设置所决定的程度穿过第二磷光体层42。图1的照明系统10产生包括蓝光31、第一黄光32和第二黄光33的白色输出光50。照明系统10适合于用作LCD显示器的背光。
第一黄光31和第二黄光32为两个色谱，二者都具有位于色谱黄色部分的主波长。
可替代地，第二磷光体层42中的磷光体材料可被选择为吸收至少一部分第一黄光32以激发磷光体。本领域技术人员还清楚，可选择一种或多种磷光体材料以吸收蓝光31和第一黄光32二者以激发第二磷光体层42。
在优选实施例中，第一磷光体层41中所使用的磷光体材料和第二磷光体层42中所使用的磷光体材料相同。一般地，第一黄光31和第二黄光32将相同，尽管由于例如磷光体层厚度、磷光体颗粒浓度、磷光体颗粒尺寸和每个磷光体层41、42的图案密度等因素使得波长谱可能存在微小的差异。
半导体发光设备20可直接产生蓝光31，或者可间接产生所述蓝光31。例如，设备20可直接产生例如UV或者近UV的原色光，该原色光在设备内通过合适的发光元件(例如磷光体层)而被转换为蓝光31。有利的是使用直接安装在设备2的芯片或管芯21上的发光元件，例如颜色转换板。这样允许微调蓝光31波长谱。
图2A和2B描述了示出可用于调节图1的照明系统10的白色输出光50的颜色的色空间的色度图。该色度图属于CIE 1976型，其CIE u’沿着横轴而CIE v’沿着纵轴。图2B描述了图2A曲线图的中心部分II-B的放大视图。
在图2A和2B中，600为光谱轨迹，其表示颜色空间的界限，即其表示完全饱和的颜色。105为黑体轨迹(BBL)或者表示当黑体温度改变时黑体将在颜色空间中所遵循路径的Planckian轨迹，且110为黑体轨迹105上的9000K点。200表示蓝色LED所产生蓝光31的色点。301、302和303表示当用作相应LCD面板背光以获得9000K色温的BBL上的屏前色点时照明系统10的三个制造商所需要的目标色点——根据每个LCD面板的光学特征，该色点将被每个LCD面板不同程度地偏移。通过考虑LCD面板所期望的偏移指定照明系统10的输出光50的色点，用户所得到的最终结果即屏前(FoS)颜色将为可接受的白色，其处于黑体轨迹105上或者靠近黑体轨迹105。例如其将尽可能地接近9000K点110。
401、402、403和404分别为黄色磷光体LuAGSN:Ce、YAG:Ce、YAGSN:Ce和(Y，Gd)AG:Ce的色点。当YAG:Ce用作图1中第一磷光体层41和第二磷光体层42中的磷光体材料时，图2A和2B中的轨迹106和107表示当改变磷光体层41、42中磷光体材料的影响时可获得的可能输出光50的颜色轨迹。换言之，磷光体层41、42中磷光体材料的转换量决定了沿着轨迹106、107的相对偏移。目标点300表示第一磷光体层41所造成的色点偏移的选定界限。
输出光50的颜色初始地由半导体发光设备20所发出的、色点200所表示的蓝光31决定。随着例如通过提高第一磷光体层41中YAG:Ce的百分比增强第一磷光体层41中YAG:Ce磷光体材料的影响，第一磷光体层41产生更多的黄光32并且输出光50的色点沿着轨迹106、107从蓝色LED色点200向YAG:Ce色点402移动。相反，第一磷光体层41中较低百分比的YAG:Ce将沿着轨迹106、107将输出光50色点往回移至蓝色LED 200。图1的照明系统10可因此被设置为沿着与不同LCD面板制造商的目标点301、302、303相交或者与其紧密靠近的轨迹106、107产生任意输出光50。
可通过两个阶段实现对输出光50的色点的调节：
(1)第一调节，其中由于光转换，使得在第一磷光体层41中实现颜色从蓝色LED点200沿着轨迹106、107移动；以及
(2)第二调节，其中由于光转换，使得由远程磷光体层42实现颜色沿着轨迹106、107进一步移动。因此可获得轨迹107上任何期望的色点，包括非常靠近不同LCD制造商的目标点301、302、303的点。
在优选实施例中，第一调节步骤包括从蓝色LED点200至目标点300的绝大部分色移或者光转换，并且由轨迹106表示。选择轨迹106、107上的目标点300，使得其与紧密靠近不同LCD制造商目标点301、302、303的轨迹106、107上的点相比稍微地更靠近LED蓝色点200。然后第二调节步骤沿着轨迹107进行少量的校正或者光转换以获得靠近不同LCD制造商色点301、302、303的期望目标点。这一点意味着仅仅需要第二磷光体层42来微调色点，并且可最小化第二磷光体层42中磷光体材料所进行的转换。
图3A和3B示出了1976CIE色度图，其表示由于图1中照明系统10第二磷光体层42的厚度的变化所引起的、估计的色点变化。图3B为图3A所示出的曲线图中心部分III-B的放大视图。轨迹107表示当半透明盖板上磷光体层42中磷光体材料的有效厚度增加时的色点变化。105为黑体轨迹(BBL)，110和111分别为该黑体轨迹105上的9000K和8500K点。304代表与来自特定制造商的LCD面板组合使用的背光的目标色点，而305代表如所述LCD面板用户所观测的期望的屏前色点。点305和黑体轨迹105上的9000K色点110重合。轨迹603表示包括所述LCD面板的显示设备的色域。轨迹601和602分别代表标准化国家电视系统委员会(NTSC)和欧洲广播联合会(EBU)色域。405为YAG基黄色磷光体的色点。表1示出了每个色点501、502、503、504和505的以微米计的有效厚度。
  图3A和3B中的色点  有效磷光体厚度(微米)  总磷光体层厚度(微米)
  501  0.56  16
  502  0.77  22
  503  1.1  30
  504  2.0  (*)
  505  3.4  (*)
(*)未记录该项数字。
表1：试验的YAG基磷光体层的厚度
为使计算更简单，通过从薄膜中的磷光体密度和薄膜厚度确定单位面积上薄膜内的磷光体颗粒的质量负荷并使用磷光体的特定密度(通过计算每单位面积磷光体质量对应的纯、无孔、磷光体层的厚度)，从而将磷光体层42内的磷光体材料的数量数学地转换为磷光体材料的有效厚度。
例如，在有机粘结材料中包括磷光体颗粒的30微米厚磷光体层典型地对应于大约1-2微米的有效YAG磷光体厚度。如果忽略了涂敷损失，1微米的有效YAG厚度对应于大约每平方米5克。
增加YAG基磷光体层的有效厚度使得色点沿着曲线107朝YAG基黄色磷光体的色点405移动。如图3B所描述，有效厚度的微小变化可能造成色点的巨大变化，从而使得输出光50错过目标点304。基于建模和试验，估计当照明系统10被设置为LCD面板的背光时有效层厚度需要在第二磷光体层42的整个区域上以及随着系统不同而保持在大约5％的公差内。这是因为对空间强度和颜色变化以及面板间强度和颜色变化的要求需要满足用户的要求。当第二磷光体层42被设置在LCD面板附近甚至邻近时，第二磷光体层42的尺寸比得上LCD面板的尺寸。另外，LCD面板和第二磷光体层42之间的紧邻性意味着几乎不存在用于光学混合以获得输出光进一步空间均匀性的可用空间和用于添加漫射体以改进输出光50均匀性的空间。例如，如果图1的照明系统10是被设置用于42英寸的16∶9LCD面板，则第二磷光体层42的面积将大约为0.5平方米。获得0.5平方米面积的5％公差是困难的，特别是当磷光体材料不直接施加于层内而是施加于载体材料的悬浮液内时。
在图1的实施例中，采用了两个磷光体层——本地层41和远程层42。这一点意味着可通过在两个位置执行所述转换而减小第二磷光体层42所需要的相对厚度。减少第二磷光体层42所需要的转换量意味着也可降低第二磷光体层42内厚度变化的影响。第一磷光体层41中的厚度变化是一个不太严重的问题，这是因为在第一磷光体层41和相关联对象之间存在充足的空间来混合光，和/或如果需要可以存在充足的空间以添加漫射体。可替代地，以预定配置预先选择和/或设置半导体发光设备以实现输出光需要的均匀度。
可通过仅仅在第一磷光体层41内进行转换而完全避免该问题，但是采用第二磷光体层42的多级转换意味着仍然可以使得第二磷光体层42与相关联对象(例如LCD面板)相匹配，从而LCD面板的光学特性的变化不要求制造完全不同的背光——唯一的差别为第二磷光体层42。背光生产的标准化具有较大的经济优势，这是因为生产成本降低，以及减少了制造期间测量和调节的必要。而且也减少了新LCD面板推向市场的时间，这是因为现存的背光可简单地与合适的第二磷光体层42结合。另外的优势在于需要较少的磷光体材料因为第一磷光体层41的区域通常较小，这是由于其需要与半导体发光设备20的尺寸对应。
当照明系统10典型地包括二维阵列的多个半导体发光设备时产生另一个优势。当设置为背光时，每个半导体发光设备20的第一磷光体层41所发出的第一黄光32具有大约25mm(1英寸为LCD背光的典型厚度)的距离待混合，从而使发光设备20之间的颜色和强度差得到平均。可替代地，通过减小发光设备20之间的间距(pitch)也可增强所述混合——典型地，如果发光设备20为朗伯发射器，则如果T＝0.9×P，背光将产生均匀的输出光50，其中T为背光厚度，P为发光设备之间的间距，。如本领域技术人员所理解的，还可通过引入如图4所述的次级光学器件来影响所述混合。可替代地，可通过引入与每个半导体发光设备相关联的次级光学器件来进一步改进所述混合以扩展从所述半导体发光设备发出光的辐射图案。
图4示出了根据本发明的显示设备15，其中照明系统11被设置为LCD面板60的背光。除了下述差别以外，照明系统11和图1的照明系统相同：
a)衬底25，其上安装了一个或多个半导体发光设备20。当多个设备20被安装在相同的衬底25(例如金属如铝或钢衬底)上时这一点是方便的，所述衬底在上表面(朝向LCD面板)上围绕半导体发光设备位置设有漫反射涂层或者漫反射层，并且还提供热传输、机械功能性和可选的电互联性。
b)大型漫射体73，设置在第一磷光体层41和第二磷光体层42之间。每个半导体发光设备20所发出的蓝光31和第一黄光32可能具有需要以某种方式进行平均的颜色和强度差异。典型地，通过采用漫射体73混合这些单独的输出而实现这一点。
c)盖板80，其在该实施例中被用作第二磷光体层42的载体，其中第二磷光体层被施加至盖板的与半导体发光设备20最接近的一侧上。可选地，盖板还可包括漫射体，或者具有漫射表面结构，或者第二磷光体层可被嵌入盖板内或者磷光体层可被施加至盖板80最接近LCD面板60的所述侧上。
d)本领域所公知的增亮膜(BEF)72，用于在和所述表面近似垂直的方向上增加FoS亮度，而且由于入射至所述膜上时较大比例的光被反射，也增强了光的混合；
e)可选地，还可使用双增亮膜(DBEF)，其为本领域所已知的反射偏振器71并且其也增强光的混合，以及
f)输出光55具有在LCD面板屏前用户可觉察的最终颜色。这是照明系统11的输出光，其已经经历了由于LCD面板60的光学特性所导致的色点偏移。
蓝光31、第一黄光32和第二黄光33的一部分还可被光学元件例如漫射体73、盖板80、增亮膜72、反射偏振器71和LCD面板60反射回发光设备20。该反射光的成分还可被第一磷光体层41或者第二磷光体层42吸收，从而增强第一磷光体层41和/或第二磷光体层42中磷光体材料的发光。
可替代地，第二磷光体层42还可被施加至显示设备15中其它光学元件的其中一个，例如大型漫射体73、增亮膜72、反射偏振器71或者LCD面板60本身。从制造角度而言，还可能有利的是：在分开的、基本上透明的载体上提供第二磷光体层42，其中载体可在制造显示设备15时被放置在第一磷光体层41和LCD面板60之间合适的位置。
可用于第一发光元件41中的其它合适的磷光体材料为氮氧硅酸盐型磷光体。这些磷光体的通用分子式如下：
(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+
其中0≤x≤1，0≤y≤1，(x+y)≤1，0≤a＜5，0＜z≤0.2
特别地，可采用Eu活化的氮氧硅酸盐型磷光体。其包括SSON:Eu。
尽管图1的实施例被描述为采用原色蓝光(31)、第一黄光(32)和第二黄光(33)，对本领域人员显而易见的是在本发明中可使用任何合适的颜色组合。该选择将取决于对输出光50的要求、半导体发光设备20的选择以及发光元件41、42的选择。
图5描述了根据本发明的照明系统的示意性横截面视图。照明系统12和图1的照明系统10存在如下差异：
a)第二磷光体层45包括多种磷光体材料。在图5中，第二磷光体层45包括两个相邻的子层——第一45a和第二45b磷光体子层，但是如本领域技术人员所理解，可采用任意数量磷光体子层。对本领域技术人员也显而易见的是第二磷光体层45可以是包括两种或更多种磷光体材料混合物的单层或者不同磷光体材料的相邻图案；
b)第一磷光体子层45a被设置为截取至少一部分蓝光31，并且包括被选择为被蓝光31激发而发出第二黄光33的磷光体材料；以及
c)第二磷光体子层45b被设置为截取至少一部分蓝光31，并且包括被选择为被蓝光31激发而发出绿光34的磷光体材料；
在工作期间，所发射的第一黄光31穿过第二磷光体层45的两个子层45a和45b并且作为输出光51的一部分离开照明系统12。第二磷光体层45的第一子层45a吸收穿过第一磷光体层41的蓝光31并发出第二黄光33离开照明系统11而成为一部分输出光51。第二磷光体层45的第二子层45b吸收穿过第一磷光体层41和第一子层45b的蓝光31，然后发出绿光34离开照明系统12而成为一部分输出光51。
蓝光31还以由有效磷光体层厚度和/或在第一和第二磷光体子层45a和45b内的磷光体材料的图案所决定的程度来穿过第二磷光体层45。图5的照明系统12产生包括蓝光31、第一黄光32、第二黄光33和绿光34的白色输出光，并且适合于用作LCD显示器的背光。
可替代地，可选择第二磷光体子层45a和45b中的磷光体材料以吸收至少一部分第一黄光32以激发磷光体。还可选择第二磷光体子层45b中的磷光体材料以吸收至少一部分第二黄光33以激发磷光体。本领域技术人员还将清楚，在该可替代方案中，可选择第二磷光体子层45中的一种或多种磷光体材料，从而也吸收蓝光31和第一黄光32以激发第二磷光体层45。
图6A和6B描述了示出可用于调节图5照明系统12的输出光51颜色的颜色空间107的1976CIE色度图。图6B示出了图6A所示出的曲线图的中心部分VI-B的放大视图。图6A和6B与图2A和2B相似，但是存在如下修改：
a)411、412、413和414分别为绿色磷光体TG:Eu、BOSE、SSON:Eu和LuAG:Ce的色点；
b)具有色点402的YAG:Ce被用作图5的第一磷光体层41中的磷光体材料。图6A和6B中的轨迹106因此代表了当第一磷光体层41中的磷光体材料量变化时输出光51的颜色变化。第一磷光体层41中的转换量被设置为将输出光51的色点沿着轨迹106从蓝色半导体发光设备200的色点调节到目标点300；
c)第二磷光体层45包括具有(Y，Gd)AG:Ce磷光体材料的第一子层45a，其具有主波长比YAG:Ce色点402稍长(朝向橙色)的色点404；以及
d)第二磷光体层45还包括具有TG:Eu磷光体材料的第二子层45b，其具有波长比YAG:Ce色点402短(朝向绿色)的色点411。
其结果是：当三种磷光体材料的转换量改变时可获得的输出光51的可能颜色可以由颜色调整三角形108代表，该三角形的顶点由第一磷光体层41的目标点300、第一荧光子层45a中(Y，Gd)AG:Ce磷光体的色点404、和第二子层45b中TG:Eu磷光体的色点411限定。这实现了选择输出光51的色点使其与不同制造商所需要的色点301、302、303相一致。
可获得在调节输出光51的色点方面的该灵活性，因为可在第二磷光体层45中采用对热淬灭敏感的磷光体。例如将YAG:Ce磷光体中的部分钇(Y)由Gd(钆)代替产生(Y，Gd)AG:Ce，会引起发射光谱红移，但是也增加了对热淬灭的敏感度。通过减少磷光体需要进行的转换量，减小了磷光体上的热负荷。由于同样的原因，还可采用对饱和度敏感的磷光体以微调照明系统11的颜色输出。因此可主要针对其颜色贡献来选择磷光体，从而获得更高的颜色调节程度和精确满足制造商要求的能力。
多种磷光体材料还可被组合在单层内以获得中间色点。图7中还示出了制造商的目标点，该图描绘了与图6所描绘的相同的颜色调整三角形108。需要目标点301、302和303以获得来自三个不同制造商的LCD面板的屏前9000K色点，并且分别需要目标点304、305和306以获得在相同制造商面板屏前的D65色点112。所有的目标点都处于颜色调节三角形108内，因此输出光51的色点可被选择为与合适的目标相一致。
本领域技术人员将清楚的是可通过选择合适的磷光体子层45a或者45b中不同的磷光体材料或者磷光体材料的不同组合来移动该调节三角形108的顶点：
a)例如，图8描述了当第二磷光体层45包括绿色磷光体(在这种情况下为具有色点414的LuAG:Ce)和红色磷光体(在这种情况下为具有色点424的SCASN:Eu)时的调节三角形108。可采用的、具有相应色点的其它绿色磷光体是TG:Eu 411、BOSE 412和SSON:Eu 413或者任意合适组合以获得中间色点。注意，BOSE对热淬灭敏感，因此本发明在用作磷光体方面具有更大的灵活性。另外注意，TG:Eu对水解敏感并且需要一般很少在较高温度下工作的钝化层，因此本发明在用作磷光体方面具有更大的灵活性，从而使得LCD面板的色域更大而不会明显降低系统的效率。可采用的、具有相应色点的其它橙色/红色磷光体是石榴石磷光体。这些石榴石磷光体具有下述通用分子式：
(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+
其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤a＜5，0＜z≤1
实例包括BSSN:Eu琥珀421、BSSN:Eu红422、SCSN:Eu 423、或者其任意合适组合以获得中间色点；
b)例如，图9描述了当TG:Eu被选为绿色磷光体(色点411)且和CaS:Eu(色点425)被选为红色磷光体时可获得的更大的颜色调整三角108。TG:Eu和CaS:Eu对热淬灭敏感，因此本发明在用作磷光体方面具有更大的灵活性。更重要地，TG:Eu和CaS:Eu为硫化物磷光体，其在制造半导体发光设备20时因为可能造成污染而优选地不在无尘室内应用。因此将硫化物磷光体合并到第一磷光体层41中是不实用的。但是，其可被并入第二磷光体层45，这是因为第二磷光体层45在通过将硫化物磷光体嵌入屏蔽粘结材料而被充分钝化以形成稳定的磷光体层之后并在无尘室之外被添加至照明系统11。
适合用于第二磷光体层45的绿色/黄色磷光体材料包括：
(i)一般的石榴石磷光体；
(ii)Ce活化石榴石磷光体，例如YAG:Ce、(Y，Gd)AG:Ce、(Y，Lu)AG:Ce、(Y，Lu，Gd)AG:Ce、(Lu，Gd)AG:Ce和LuAG:Ce；
(iii)包括Si和N的Ce活化石榴石磷光体，例如YAGSN:Ce、LuAGSN:Ce、(Y，Lu，Gd)AGSN:Ce、(Y，Gd)AGSN:Ce和(Lu，Gd)AGSN:Ce。
(iv)氮氧硅酸盐型磷光体，其具有下述通用分子式：
(Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:Eua 2+
其中0＜a＜0.25，0≤b＜1，(a+b)＜1，0≤c＜1，1.5＜x＜2.5，1.5＜y＜2.5，1.5＜z＜2.5；
(v)Eu活化氮氧硅酸盐型磷光体例如SSON:Eu；
(vi)硫化镓酸盐磷光体，其具有如下通用分子式:
(Sr1-x-y-zMgxCayBaz)(Ga2-u-vAluInv)S4:Eu2+
其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，(x+y+z)≤1，0≤u≤1，0≤v≤1，(u+v)＜1；
(vii)Eu活化硫化镓酸盐磷光体，例如TG:Eu；
及其任意组合。
适合用于第二磷光体层45的红色磷光体材料包括：
(i)一般的氮化硅磷光体；
(ii)Eu活化氮化硅磷光体，例如BSSN:Eu、SCSN:Eu、SSN:Eu、SCASN:Eu和CASN:Eu；
(iii)一般的硫化物磷光体。
(iv)Eu活化硫化物磷光体例如SrS:Eu、CaS:Eu、和(Sr，Ca)S:Eu；
及其任意组合。
图10描述了采用包括磷光体材料混合物的第二磷光体层45的效果，所述混合物具有TG:Eu(绿色-色点411)和SSN:Eu(红色-色点423)的固定磷光体比例。该混合物提供了中间色点417。第一磷光体层41决定了轨迹106的终点，该终点为位于色温接近大约5000K的BBL上或者与其非常接近的目标点300，并且中间色点417提供轨迹107的终点，使得能够基本上沿着轨迹107精确调节输出光51的颜色。该轨迹107与5000K色点113和3000K色点114之间的黑体轨迹105重合。为了比较，还描述了由包括具有TG:Eu(绿色——色点411)的第一子层45a和具有SSN:Eu(红色——色点423)的第二子层45b的第二磷光体层45提供的颜色调节三角形108。
注意，SSN:Eu(色点423)对淬灭和饱和度都敏感，因此本发明在作为磷光体方面允许更大的灵活性。SSN:Eu因为等效亮度高同时还具有良好的显色指数(CRI)而特别受欢迎，并且因此是一般照明系统(例如作业照明或者产品突出照明应用)的优选磷光体。注意，通过应用红-橙色和黄色磷光体的组合，比仅仅应用黄色磷光体可获得更好的显色特性。注意，通过应用红色和绿色磷光体组合可获得更高的CRI。
图11示出了根据本发明的显示设备16，其中照明系统13被设置为LCD面板60的背光。除了如下的差异以外，照明系统13和图4的照明系统11相同：
a)第二磷光体层42被设置在衬底25上，并位于各半导体发光设备20之间。第二磷光体层42被由显示设备16中包括的光学元件反射回半导体发光设备20的蓝光31和/或第一黄光32激发。
可替代地，第二磷光体层42可被根据本发明的第二磷光体层45替换。
图12示出了根据本发明的显示设备17，其中照明系统14被设置为LCD面板60的背光。除了如下的差异以外，照明系统14和图11的照明系统13相同：
a)发光设备20中的每个都被设置在衬底26中所形成的凹陷或者井内。衬底26中所述凹陷的形状使得凹陷的侧壁正对发光设备20。侧壁可以是弯曲表面，例如球面或者柱面或者锥面，或者其可包括3个或者更多的平坦表面，例如多面体。因此，其可特别地具有例如倒置无底立方体、倒置无底棱柱、倒置无底半球、倒置无底圆筒、倒置无底圆锥、倒置无底截顶圆锥、倒置棱锥、或者倒置无底截顶棱锥的形状。衬底26还可比作蛋壳，其中每个凹陷中设置一个半导体发光设备20。
b)第二磷光体层26设置在衬底26每个井的侧壁上。第二磷光体层42被由显示设备17中包括的光学元件反射回半导体发光设备20的蓝光31和/或第一黄光32激发。
可替代地，该凹陷也可由位于衬底20上的分开的结构形成，从而提供正对半导体发光设备20的侧壁。
可替代地，第二磷光体层42可被根据本发明的第二磷光体层45替换。
图13示出了根据本发明的显示设备18，其中照明系统9被设置为LCD面板60的背光。除了如下的差异以外，照明系统9和图11的照明系统13相同：
a)在每个发光设备20上方和周围设置透明杯90。杯90的形状使得杯的侧壁正对发光设备20。侧壁可以是弯曲表面，例如球面或者柱面或者锥面，或者其可包括3个或者更多的平坦表面，例如多面体。因此，其可特别地具有例如立方体、棱柱、半球、截顶半球、截顶圆锥、棱锥、或者截顶棱锥的形状；
b)第二磷光体层42被设置在每个杯的侧壁上，或者设置在正对发光设备20的侧面上或正对LCD面板60的侧面上。第二磷光体层42被由显示设备17中包括的光学元件反射回半导体发光设备20的蓝光31和/或第一黄光32激发。
可替代地，第二磷光体层42可被根据本发明的第二磷光体层45替换。
图14、15和16描述了适合于功能性和/或装饰性需求的照明系统8，其可以以与上述本发明实施例相似的方式构建和运行。能够主要在颜色特征上选择第二发光元件中所包括的磷光体材料优点意味着输出光52的色点可被调节至宽范围颜色。这一点在装饰性应用中特别有利。
对本领域技术人员将显而易见的是磷光体子层45a和45b可物理上相互隔开—例如：
a)在图11中，第一子层45a可设置在光学元件之一(例如盖板80)上，而第二磷光体子层45b可设置在衬底25上并位于半导体发光设备20之间；
b)在图12中，第一子层45a可设置在光学元件之一(例如盖板80)上，而第二磷光体子层45b可设置在衬底25上并位于半导体发光设备20之间；
应当注意，上述实施例解释而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多替换性实施例而不偏离附加权利要求书的范围。例如，许多实施例涉及LCD面板的背光，但是这些实施例的照明系统一般地可用于功能性和装饰性照明装置中。和现有技术相比，本发明在利用磷光体颜色特性方面提供了更高自由度。
若干实例描述了其中原色光直接被引向输出以及可在光学元件之间的空间内进行光混合的照明系统。对本领域技术人员显而易见的是本发明可用于所谓的侧面发光系统中，其中原色光被耦合至用于原色光传输和/或混合的一个或多个光导中。在这样的侧面发光设置中，第二发光元件42、45可位于光导中的合适位置上，例如折叠光导中的180-度反射器，或者第二发光元件42、45可包括一个或多个施加至光导的接口的磷光体层，或者该光导可以与图4的盖板80相似的方式整体上包括一种或多种磷光体材料。
在权利要求中，任何置于括号内的参考标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其变形词的使用不排除与权利要求中所陈述的不同的元件或者步骤的存在。元件前的冠词“一”不排除多个这样的元件的存在。可通过包括多个不同元件的硬件实施本发明。在列出若干装置的设备权利要求中，这些装置中的一些可由同一项硬件体现。在相互不同的从属权利要求叙述某些措施这个单纯的事实不表示不能有利地使用这些措施的组合。
  缩写   分子式   一般基团/通用分子式
  (Ca，Sr)S:Eu   (Ca，Sr)S:Eu2+   包括Sr和Ca的Eu-活化硫化物磷光体；(Ca1-x-aSrx)S:Cea 3+，其中0＜x＜1，0＜(x+a)＜1，0＜a＜0.2
  CaS:Eu   CaS:Eu2+   包括Ca的Eu活化硫化物磷光体
  SrS:Eu   SrS:Eu2+   包括Sr的Eu活化硫化物磷光体
表格2A：红色硫化物磷光体-缩写和分子式
  缩写   分子式   一般基团/通用分子式
  SSN:Eu   Sr2Si5N8:Eu2+   包括Sr的Eu-活化氮化硅磷光体，其通用分子式为(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa
  :Euz 2+，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤(x+y)＜1，0≤a＜5，0＜z≤0.2
  BSSN:Eu琥珀色   (Ba，Sr)2Si5N8:Eu2+   Eu-活化氮化硅磷光体(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+，其中0＜x≤1，0≤y≤1，(x+y)＜1，0≤a＜5，0＜z≤1
  BSSN:Eu红色   (Ba，Sr)2Si5N8:Eu2+   Eu-活化氮化硅磷光体(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+，其中0＜x≤1，0≤y≤1，(x+y)＜1，0≤a＜5，0＜z≤1
  CSN:Eu   Ca2Si5N8:Eu2+   包括Ca的Eu-活化氮化硅磷光体，其通用分子式为(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+，其中0≤x≤1，0＜y≤1，0＜(x+y)≤1，0≤a＜5，0＜z≤0.2
  SCSN:Eu   (Sr，Ca)2Si5N8:Eu2+   包括Sr和Ca的Eu-活化氮化硅磷光体，其通用分子式为(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤a＜5，0＜z≤0.2
  CASN:Eu   CaAlSiN3:Eu2+   包括Ca的Eu活性氮化硅磷光体
  SCASN:Eu   (Sr，Ca)AlSiN3:Eu2+，   包括Sr和Ca的Eu-活化氮化硅磷光体，其通用分子式为(Sr1-x-yCax)AlSiN3:Eua 2+，其中0＜x＜1，0＜a＜0.2，0＜(x+a)＜0.2
图2B：红色/琥珀色氮化物磷光体——缩写和分子式
Figure A20088001250800261
Figure A20088001250800271
表格2C：黄色/绿色石榴石磷光体-缩写和分子式
  缩写   分子式   一般基团/通用分子式
  SSON:Eu   SrSi2O2N2:Eu2+   Eu-活化氮氧硅酸盐型磷光体，其通用分子式为(Sr1-a-bCabBac)Si2N2O2:Eua 2+，其中0＜a＜0.25，0≤b＜1，(a+b)＜1，0≤c＜1
表格2D：绿色氮化物磷光体-缩写和分子式
  缩写   分子式   一般基团/通用分子式
  TG:Eu   SrGa2S4:Eu2+   包括Sr、Ga和S的Eu-活化硫化镓酸盐磷光体，(Sr1-x-y-zMgxCayBaz)Ga2S4:Eu2+，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，(x+y+z)≤1
表格2E：绿色硫化物磷光体-缩写和分子式
  缩写  分子式   一般基团/通用分子式
  BOSE  (Sr，Ba)SiO4:Eu2+或(Sr，Ba，Ca)SiO4:Eu2+   通用分子式，(Sr1-x-y-aBaxCay)SiO4:Eua 2+，其中0＜x＜1，0≤y＜1，0＜(x+y+z)＜1，0＜a＜0.2
表格2F：其它绿色/黄色磷光体-缩写和分子式
总之，本发明提供了一种包括激发第一发光元件的发光设备的照明系统，该第一发光元件构成部分发光设备。从第一发光元件发出的光和/或由发光设备发出的光激发与发光设备物理上分开的第二发光元件。通过采用两个发光元件，即发光设备中的第一元件和与发光设备物理分开的例如位于盖板上的第二元件，发光设备所产生的光的转换分别在“本地”位置和“远程”位置进行，并且与光转换仅仅在远程位置进行的现有技术情形相比可减少远程位置所需要的磷光体材料量。

Claims (12)

1.一种照明系统(9，10，11，12，13，14)，包括：
-配置为发出第一原色光(31)的半导体发光设备(20)，所述半导体设备包括被配置为吸收第一原色光(31)的至少一部分并发射第二原色光(32)的第一发光元件(41)；
-第二发光元件(42，45)，与所述半导体发光设备(20)物理地隔开并且被配置为吸收第一或者第二原色光(31，32)的至少一部分并发射第三原色光(33)；
其中所述照明系统被配置为组合所述第一(31)、第二(32)和第三(33)原色光的至少其中一种或多种以形成照明系统(10)的输出光(50)。
2.根据权利要求1的照明系统，其中
第一发光元件(41)所进行的光转换被配置为提供比第二发光元件(42，45)更高程度的光转换，所述光转换的程度能够通过色点在1976CIE色度图上离开原色(31)色点的偏移进行测量。
3.根据权利要求1或2的照明系统，其中
第一发光元件(41)包括磷光体材料；
第二发光元件(42，45)包括第二磷光体材料，以及
第一发光元件(41)中第一磷光体材料的有效厚度大于第二发光元件(42，45)中第二磷光体材料的有效厚度。
4.根据权利要求1或2的照明系统，其中
第三原色光(33)的主波长大于或等于第二原色光(32)的主波长。
5.根据权利要求1或2的照明系统，其中
第二发光元件(42，45)被进一步配置为吸收至少一部分第一和第二原色光(32)。
6.根据权利要求1或2的照明系统，其中
第二发光元件(42)包括两种或者更多种在物理上相互隔开的磷光体材料(45a，45b)。
7.根据权利要求1或2的照明系统，其中
第二发光元件(42)还被配置为发出第四原色光(34)，所述照明系统被配置为组合所述第一(31)、第二(32)、第三(33)和第四原色光(34)的至少一种或多种以形成照明系统(10)的输出光(50)。
8.根据权利要求1或2的照明系统，其中
所述照明系统(10，11，12，13，14)被配置为形成显现为白色的混合输出。
9.根据权利要求1或2的照明系统，其中
第一发光元件(41)和第二发光元件(42，45)被设置为最大化下面的一项或者多项：等效亮度、显色指数、和第一(31)、第二(32)、和第三(33)原色光中一种或多种的组合的色域。
10.根据权利要求1或2的照明系统，其中
第一发光元件(41)和第二发光元件(45)被设置为最大化下面的一项或者多项：等效亮度、显色指数、和第一(31)、第二(32)、第三(33)和第四(34)原色光中一种或多种的组合的色域。
11.一种显示设备(15，16，17，18)，包括：
-根据权利要求1的照明系统(9，10，11，12，13，14)，和
-设置为截取所述照明系统的至少部分输出光(50，51)的相关联对象(60)。
12.根据权利要求11的显示设备，其中
所述相关联对象为LCD面板(60)，并且所述照明系统(9，10，11，12，13，14)被设置为所述LCD面板(60)的背光。
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