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TWI429101B - 照明系統 - Google Patents

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TWI429101B
TWI429101B TW097113528A TW97113528A TWI429101B TW I429101 B TWI429101 B TW I429101B TW 097113528 A TW097113528 A TW 097113528A TW 97113528 A TW97113528 A TW 97113528A TW I429101 B TWI429101 B TW I429101B
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TW097113528A
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Woudenberg Roel Van
Christoph Gerard August Hoelen
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Koninkl Philips Electronics Nv
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Description

照明系統
本發明係關於照明系統。
本發明亦關於一種包括一照明系統之顯示裝置。
照明系統本質已為人所知且其係用於在功能應用與裝飾應用中提供光。在功能應用中，例如街燈、安裝在天花板及牆上的燈具，通常提供光以抵消降低的可見度，且因此相應地配置光輸出。對光輸出之需求可包括各種參數，例如波長光譜、色點或色溫、強度、立體角、光區域、發光功率、光度等。一般而言，波長光譜與光的色彩有關。在照明應用中，例如一般發光或產品加亮，光的演色特性一般係對光輸出之一重要需求，其與波長光譜有關，且其一般以通用的演色性指數(CRI)表示。在裝飾應用中，例如安裝於天花板及牆上的光板、廣告箱、招牌與商標，所需光輸出主要由美學基礎決定。亦已知組態光輸出以滿足不同程度的該等功能與裝飾兩需求之照明系統。照明系統亦可用於(例如)投影系統，例如一數位投影機或所謂捲軸機，以投影影像或顯示一電視廣播節目、電影、一視訊程式或一DVD，或類似物。在顯示應用中，系統之色域通常係對光輸出之光譜組成的一重要需求。
亦已知其中提供光用於一相關聯物件之照明系統。例如液晶顯示裝置，其亦稱作LCD顯示器，其中照明系統係一背光且相關聯物件係一不發光的LCD面板。該等顯示裝置 係用於(例如)電視接收器、(電腦)監視器、(無線)電話及可攜式數位助理。通常，一顯示裝置之輸出光需求規定藉由相關聯物件反射及/或發射之光，因此在決定照明系統之光輸出需求時，需要考慮相關聯物件之光學特性。
在某些該等應用中，例如用於一LCD顯示器中之一背光，對照明系統之光輸出的需求會相當嚴格，而可用發光裝置不能充分滿足該等需求。此對於發光二極體(LED)亦然，發光二極體由於其能量效率與小型尺寸，因此係視為用於一背光中的有吸引力的半導體發光裝置。為有助於實現該等光輸出需求，常常使用發光元件來吸收由發光裝置產生之具有一特定波長光譜之光子，且發射具有一不同波長光譜之光子。磷光體係發光元件之一熟知範例，且吸收與後續發射過程通常係稱作轉換或波長轉換。
另一問題係相關聯物件之光學特性可變化，例如，可由不同製造商使用不同技術與不同材料製造LCD面板，此意味對相關聯之照明系統的光輸出需求亦必須變化。換言之，一照明系統(例如一背光)不可能適用於相關聯物件的整個範圍，即使在使用發光元件時。
例如，US 7,052,152在圖12A中揭示使用一背光之一LCD面板，其中在該背光之覆蓋板上使用磷光體作為一發光元件。此方法優點為含磷光體之覆蓋板可與LCD面板匹配，且剩餘背光可根據光輸出標準化。然而，覆蓋板上含磷光體之已知照明系統的缺點為磷光體層厚度之變化引起磷光體所發射之光的空間強度與色彩之變化。此類變化對於 LCD面板的使用者較為明顯且係視為不需要的。
本發明之一目標係提供具有一更均勻強度與色彩輸出之一照明系統。
根據本發明之一第一態樣，藉由一照明系統實現該目的，該照明系統包括經組態用以發射一第一原色之光的一半導體發光裝置，該半導體裝置包括一第一發光元件，其經組態用以吸收該第一原色光之至少部分且發射一第二原色光；一第二發光元件，其與該半導體發光裝置實體分離且經組態用以吸收第一或第二原色光之至少部分且發射一第三原色光；且該照明系統經組態用以組合該等第一、第二與第三原色之至少一者或多者以形成該照明系統之輸出光。
一原色光包括包括圍繞一中心或主要波長之一預定義頻寬之光。在顯示裝置中，通常使用三原色，例如紅色、綠色與藍色。藉由使用紅色、綠色與藍色，藉由該照明系統可產生一全彩輸出光，包括白色。用於顯示裝置中的原色之數量可依據所需輸出而不同，例如能產生全彩輸出光之紅色、綠色、藍色、青綠色與黃色，或可用於形成白色之藍色與黃色。當一照明系統用作一顯示裝置中的一背光時，該照明系統通常經組態用以在該裝置前端(已知為螢幕前端(FoS))產生一指定白光。此為該顯示裝置之使用者所感知的光。術語紅色、綠色、藍色、黃色與青綠色光之使用不應解釋為指定特定中心波長，而係說明主要波長所 屬色譜區域。選擇該等術語係因為當混合一或多個該等原色時，可相對容易視覺化近似色譜，例如可以不同程度混合紅色與黃色光以產生自紅色、經橙色至黃色之一輸出光；或例如可以不同程度混合紅色與綠色光以產生自紅色、經由橙色與黃色至綠色之一輸出光。因此，在相同照明系統中，可產生超過一種的原色，例如一第一藍色光與一第二藍色光。此應解釋為具有來自色譜之藍色區域的中心波長之兩光譜。存在多個不同的色彩圖示，在此應用中，在1976 CIE色度圖上顯示色點，且在該背景下，在CIE1976 u’v’色彩座標中表示光之一色點。
根據請求項1之照明系統的效應為，藉由(例如)在一覆蓋板上應用兩個發光元件：在該發光裝置中的該第一元件以及與該光源實體分離之該第二元件，分別在一"區域"與一"遠端"兩位置執行藉由該發光裝置產生之光的轉換，且在該遠端位置需要的發光材料之量相較於其中僅在一遠端位置執行光轉換的先前技術之情形可減少。對於在該遠端位置的一均勻分配之磷光體層，可藉由減少該磷光體層之有效厚度實現此點，其中有效厚度表示每單位面積具有相同磷光體質量之一無孔的純磷光體層之厚度。發光材料之一較薄遠端層意味對厚度變化之較小敏感度，且因此意味在色彩與強度上較小的空間變化。
根據本發明之照明系統的另一優點係該遠端發光元件仍可匹配待照明之物件，此允許在構造剩餘照明系統中的一高度標準化。
本發明係基於藉由減少在遠端位置處照明材料內的轉變程度減少輸出光之空間變化的認識，而非試圖在製造遠端發光元件期間(例如在沈積程序期間)減少厚度變化之傳統方法。
根據本發明之一態樣提供一照明系統，其中藉由第一發光元件之光轉換經組態用以提供比第二發光元件更大程度之光轉換，可藉由一1976 CIE色度圖上之色點自原色之色點之偏移測量光轉換程度。此係有利的，因為第一調諧步驟包括大部分色彩偏移或光轉換。接著第二調諧步驟執行一很小量之修正或光轉換。此意味僅需要第二發光層來精細調諧色點，且可最小化藉由該第二發光層執行之轉換。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中第一發光元件中之一第一磷光體材料的有效厚度大於第二發光元件中之一第二磷光體材料的有效厚度。此亦具有最小化在第二發光元件中執行的轉換量之效應。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中第三原色光具有大於或等於第二原色光之主要波長的一主要波長。此係有利的，因此許多普通磷光體在用作發光元件時發射相較於其所吸收光子具有更低能量/更長波長之光子。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第二發光元件進一步經組態用以吸收第一與第二原色光之至少部分。此允許第二發光元件吸收第一與第二原色兩者以增加第三原色之輸出。此意味在需要時，可減少未被第一發光元件吸收之第一原色之量。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中第一原色光包括一或多種藍色光、紫外線光以及近紫外線光。該等類型之光源(例如藍色與紫外線LED)一般皆可用且傾向於為用作背光之典型光源。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該半導體發光裝置進一步包括一半導體紫外線光或近紫外線光發射極，以及一第三發光元件，其經組態用以吸收藉由該發射極發射之光的至少部分且經組態用以發射第一原色光。例如，可使用一紫外線LED，其係用作背光之一典型光源。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第一發光元件包括至少一磷光體材料之一層，其經佈置成半導體光發射極晶粒上的一連續或等形層。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該半導體發光裝置進一步包括一主光學組件，且該第一發光元件包括至少一磷光體材料之一層，其經佈置成該主光學組件上的一連續層。例如，可以一"燈泡"形式應用該磷光體材料。相較於其中施加磷光體材料至一覆蓋板或光學元件之一情形，此方法最小化形成第一發光元件所需磷光體材料的量。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第一發光元件包括選自由YAG：Ce、(Y,Gd)AG：Ce、(Y,Lu)AG：Ce、(Y,Lu,Gd)AG：Ce及LuAG：Ce；YAGSN：Ce、(Y,Lu,Gd)AGSN：Ce、LuAGSN：Ce及其任何組合組成之群組的一磷光體材料。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中第一發光元件包括一磷光體材料，其係一氮氧化矽酸鹽磷光體，例如SSON：Eu。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中第二發光元件包括實體彼此分離之兩個或兩個以上之磷光體材料。此方法提供使用磷光體的最大靈活性，該等磷光體可不為化學相容的，或出於實際原因不可混合，或可承受不同程度之轉換。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中第二發光元件進一步經組態用以發射一第四原色光，且其中該照明系統經組態用以組合該等第一、第二、第三與第四原色之至少一者或多者之光以形成照明系統之輸出光。此意味在第二發光元件中可包括具有來自色譜之不同區域之色點的磷光體材料，此在實現輸出光之目標色彩時提供一很大的靈活程度。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中第二發光元件包括選自由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及其任何組合組成之群組的至少一磷光體材料。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第一原色光包括藍色光，第一發光元件經組態用以使第二原色光包括黃色光，且第二發光元件經組態用以使第三原色光包 括黃色光。此方法提供近似於白光之一典型背光光輸出。以一二步(two－step)轉換程序產生該黃色光。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第一原色光包括藍色光，第一發光元件經組態用以使第二原色光包括黃色光，且第二發光元件經組態用以使第三原色光包括黃色光且第四原色光包括綠色光。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第一原色光包括藍色光；第一發光元件經組態用以使第二原色光包括黃色、黃色綠色或綠色光，且第二發光元件經組態用以使第三原色光包括紅色光。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第一原色光包括藍色光；第一發光元件經組態用以使第二原色光包括黃色、黃色綠色或綠色光；且第二發光元件經組態用以使第三原色光包括紅色光且第四原色光包括黃色、黃色綠色或綠色光。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中第二發光元件包括選自由TG：Eu、BOSE、SSON：Eu、LuAG：Ce及其任何組合組成之群組的一第一磷光體材料，以及選自由BSSN：Eu(琥珀色)、BSSN：Eu(紅色)、SCSN：Eu、SSN：Eu、SCASN：Eu、CASN：Eu、(Ca,Sr)S：Eu、SrS：Eu、CaS：Eu及其任何組合組成之群組的一第二磷光體材料。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第一原色光包括藍色光，第一發光元件經組態用以使第二原色光包括黃色與綠色光，且第二發光元件經組態用以使第三原 色光包括紅色光。
根據本發明之一態樣，提供一照明系統，其中該第一原色光包括藍色光，第一發光元件經組態用以使第二原色光包括黃色光，且第二發光元件經組態用以使第三原色光包括黃色光。
圖1顯示根據本發明之照明系統10之一示意斷面圖。該照明系統10包括在一第一磷光體層41之方向上發射藍色光31之一半導體發光裝置20。通常，發光的係發光裝置20之晶片或晶粒21。形成半導體發光裝置20之部分且因此實體非常接近於藍色光光源之第一磷光體層41係配置成截取至少部分藍色光，且選擇磷光體材料以吸收藍色光31且發射由於藍色光31所激發之一第一黃色光32。由於第一磷光體層41接近藍色光光源，因此其係稱作一"區域"磷光體層。
適用於第一磷光體層41中之磷光體材料包括石榴石磷光體。石榴石磷光體具有以下通式：(Y1－x－y－a－b Lux Gdy )3 (Al5－u－v Gau Siv )O12－v Nv ：Cea 3＋ Prb 3＋
其中0x<1，0y<1，0<(x＋y＋a＋b)1，0u<2，0v<2，0<a<0.25，0<b<0.25；此外，此石榴石磷光體之通式可作如下修改：－Y亦可以來自稀土金屬La、Sm及Ca組成之群組中的一或多個元素部分替代；－Al亦可以來自(Sc、Lu、In及Mg)組成之群組中的一或多個元素替代； －Si亦可以來自(Ge、Ti、Zr及C)組成之群組中的一或多個元素部分替代。
特定言之，可使用一Ce活化之石榴石磷光體，例如YAG：Ce、(Y,Gd)AG：Ce、(Y,Lu)AG：Ce、(Y,Lu,Gd)AG：Ce及LuAG：Ce；或額外包括Si與N之石榴石磷光體，例如YAGSN：Ce、(Y,Lu,Gd)AGSN：Ce及LuAGSN：Ce。
表2A至2F表示各磷光體之縮寫、化學式及其所屬磷光體之通用群組。應注意，以(A，B)表示之縮寫或化學式意味兩元素均存在，且A與B部分之合為一。
使用多於一種磷光體材料之組合亦會有利，該組合可實施為在一單一磷光體層41內的磷光體材料之一混合物，或可使用包括多於一個相鄰子層的一第一磷光體層41，其中每一子層包括一不同磷光體材料或磷光體材料之一不同混合物。該等磷光體可以在一矩陣材料(例如透明或半透明聚矽氧凝膠或聚矽氧橡膠)中磷光體粒子之分散形式應用。
可以已知為色彩轉換板(CCP)之一固態螢光元件之形式提供磷光體層41。該轉換板可為陶瓷型或聚合物分散型。此一色彩轉換板描述於未公開的申請案第05111202.7號(歐洲專利律師檔案號碼PH002516EP1)中。
此外，第一磷光體層41係配置成允許藍色光31之一部分通過該層。例如，可圖案化磷光體層41，即集中於諸如條紋、矩形或點之形狀，從而向藍色光31提供更高透射區域，以將藍色光31引導向一第二磷光體層42。因此，圖案 密度係決定藉由第一磷光體層41執行的磷光體轉換之量的一因素，且因此係決定所發射光之色彩的一因素。
或者，可在層41內選擇磷光體材料之分佈以允許一特定百分比之藍色光31之透射以及藉由第一磷光體層41的一特定百分比之藍色光31之吸收。通常，以載體材料之一懸浮液形式塗敷磷光體材料，因此一磷光體層41包括磷光體材料與一載體材料兩者。磷光體層厚度、磷光體粒子濃度及磷光體粒度決定藉由第一磷光體層41執行的磷光體轉換量且因此決定發射色彩。
一第二磷光體層42係佈置在離發光裝置20之一段距離處，且其係配置成以截取至少部分藍色光31。由於該第二磷光體層42離藍色光31光源有一段距離，因此其係稱作一"遠端"磷光體層。選擇磷光體材料以發射由於藍色光31所激發之一第二黃色光33。適用於此轉換之磷光體材料包括適用於第一磷光體層41所指示的該等材料。在第二磷光體層42中使用其中多於一種磷光體之組合亦較有利。
同樣地，第二磷光體層42係配置成以允許藍色光31之一部分通過並引導藍色光31離開照明系統10而成為輸出光50之一部分。與第一磷光體層41類似，可藉由圖案化磷光體層42或在該層內選擇一適當磷光體材料分佈實現此點。
在操作期間，第一磷光體層41吸收藍色光31並發射一第一黃色光32。藍色光31亦有部分通過第一磷光體層41，其由第一磷光體層41之組態決定。所發射之第一黃色光32之一實質部分通過第二磷光體層42且離開照明系統11而成為 輸出光50之部分。第二磷光體層42吸收通過第一磷光體層41之藍色光31之一部分，並發射離開照明系統10而成為輸出光50之一部分的第二黃色光33。藍色光31亦有部分通過第二磷光體層42，其由第二磷光體層42之組態決定。圖1之照明系統10產生包括藍色光31、第一黃色光32及第二黃色光33之一白色輸出光50。照明系統10適用作一LCD顯示器之一背光。
第一黃色光31與第二黃色光32係兩種色譜，其皆具有在色譜之黃色部分中的一主要波長。
或者，可選擇第二磷光體層42中的磷光體材料來吸收第一黃色光32之至少一部分以引起該磷光體之激發。熟悉此項技術人士應明白，可選擇一或多種磷光體材料來吸收藍色光31與第一黃色光32兩者，以引起第二磷光體層42之激發。
在一較佳具體實施例中，用於第一磷光體層41中的磷光體材料與用於第二磷光體層42中的磷光體材料相同。一般而言，第一黃色光31與第二黃色光32將會相同，儘管由於(例如)磷光體層厚度、磷光體粒子濃度、磷光體粒度及各磷光體層41、42之圖案密度之因素，其在波長光譜上會略有不同。
半導體發光裝置20可直接產生藍色光31，或可間接地產生該藍色光31。例如，裝置20可直接產生一原色，例如紫外線或近紫外線光，其係在該裝置內藉由一適當發光元件(例如一磷光體層)被轉換成藍色光31。有利地係使用一發 光元件(例如一色彩轉換板)，其係直接安裝在裝置20的晶片或晶粒21上。此允許精細調諧藍色光31的波長光譜。圖2A與2B描述顯示可用於調諧來自圖1之照明系統10的白色輸出光50之色彩的色空間之一色度圖。該色度圖為CIE 1976類型，其中沿水平軸為CIE u’，沿垂直軸為CIE v’。圖2B描述圖2A圖表之中心部分II－B的一放大圖。
在圖2A與2B中，600係光譜軌跡，其表示色空間範圍，即其表示完全飽和的色彩。105係黑體軌跡(BBL)或普朗克軌跡(Planckian)，其表示當黑體溫度改變時，在色空間中一黑體所採取之路經，且110係黑體軌跡105上之9000K點。200表示由一藍色LED產生之藍色光31的色點。301、302及303表示當採用照明系統10作為用於三個製造商的個別LCD面板之背光以在具有9000K色溫之BBL上獲得一螢幕前端色點時，該三個製造商對於照明系統10所需的目標色點，該螢幕前端色點將藉由各LCD面板依據其光學特性偏移至一不同程度。鑑於LCD面板期望之偏移，藉由規定照明系統10之輸出光50的色點，對於使用者最終結果，即螢幕前端(FoS)色彩將為位於黑體軌跡105之上或接近於黑體軌跡105的一可接受白色。例如，其將儘可能接近於9000K點110。
401、402、403與404分別係黃色磷光體LuAGSN：Ce、YAG：Ce、YAGSN：Ce及(Y,Gd)AG：Ce的色點。當採用YAG：Ce作為圖1之第一磷光體層41與第二磷光體層42中的磷光體材料時，圖2A與2B中的軌跡106與107表示當磷光 體層41、42中的磷光體材料之影響發生變化，色彩可用的可能之輸出光50之軌跡。換言之，藉由磷光體層41、42中磷光體材料之轉換量決定沿軌跡106、107之相對偏移。目標點300表示由於第一磷光體層41所引起之色點偏移的一選定界限。
初始由來自半導體發光裝置20之藍色光31決定輸出光50的色彩，其由色點200表示。當藉由(例如)提高第一磷光體層41中YAG：Ce的百分比來增加第一磷光體層41中YAG：Ce磷光體材料之影響時，藉由第一磷光體層41產生更大量的黃色光32，且輸出光50之色點自藍色LED色點200沿軌跡106、107朝YAG：Ce色點402移動。反之，第一磷光體層41中之YAG：Ce的較低百分比將使輸出光50之色點沿軌跡106、107朝藍色LED 200往回移動。因此，圖1之照明系統10可經組態用以產生沿軌跡106、107之任何輸出光50，其與不同LCD面板製造商的目標點301、302、303相交或極其接近。
分以下兩級實現輸出光50之色點的調諧：(1)一第一調諧，其中第一磷光體層41中由於光轉換執行自藍色LED點200沿軌跡106、107之色彩的偏移；以及(2)一第二調諧，其中藉由遠端磷光體層42由於光轉換執行沿軌跡106、107色彩之進一步偏移。因此可獲得軌跡107上的任何所需色點，包括緊密接近於不同LCD製造商之目標點301、302、303的點。
在一較佳具體實施例中，該第一調諧步驟包括以軌跡 106表示的自藍色LED點200至目標點300的大部分色彩偏移或光轉換。軌跡106、107上之目標點300經選擇以比緊密接近不同LCD製造商的目標點301、302、303的軌跡106、107上的點稍微更接近於LED藍色點200。接著，第二調諧步驟執行沿軌跡107之一很少量之修正或光轉換，以獲得接近於不同LCD製造商之色點301、302、303的所需目標點。此意味僅需要第二磷光體層42來精細調諧色點，且可最小化藉由第二磷光體層42中磷光體材料執行之轉換。
圖3A與3B顯示一1976 CIE色度圖，其表示針對圖1之照明系統10，因第二磷光體層42之厚度變化引起之色點的估計變化。圖3B係圖3A中所示圖表之中心部分III－B之一放大圖。軌跡107指示當一半透明覆蓋板上的磷光體層42中的磷光體材料之有效厚度增加時，色點之變化。105係黑體軌跡(BBL)且110及110分別係此黑體軌跡105上之9000K與8500K點。304表示與一特定製造商之LCD面板組合使用之一背光的目標色點，而305表示該LCD面板的使用者在觀察時期望的螢幕前端色點。點305與黑體軌跡105上的9000K色點110一致。軌跡603表示包括該LCD面板之顯示裝置的色域。軌跡601與602分別表示標準化的美國國家電視系統委員會(NTSC)與歐洲廣播協會(EBU)的色域。405係YAG基黃色磷光體的色點。表1顯示各色點501、502、503、504與505的有效厚度(以微米計)。
為使計算更簡單，僅藉由依據膜中磷光體密度與膜厚決定每單位面積膜中載有磷光體粒子的質量，且藉由計算每單位面積此磷光體質量對應的一無孔純磷光體層厚度使用該磷光體的特定密度，已將磷光體層42中的磷光體材料量以數學方式轉化成磷光體材料之一有效厚度。
例如，在一有機矩陣材料中包含磷光體粒子的一30微米厚之磷光體層對應於一1至2微米的有效YAG磷光體厚度。若不計塗布損失，1微米的有效YAG厚度對應於大約5克/平方米。
增加YAG基磷光體層的有效厚度使色點沿軌跡107朝YAG基黃色磷光體之色點405移動。如圖3B所示，有效厚度的一很小變化將引起色點一很大變化，從而導致輸出光50未命中目標點304。基於模型化與實驗，據估計當照明系統10經組態成用於一LCD面板之一背光時，在第二磷光體層42的整個區域上以及不同系統之間有效層厚需要維持約5%內之一公差。此係由於對空間強度、色彩變化、面板至面板強度以及滿足使用者要求的色彩變化要求的需 求。當接近LCD面板或甚至與其相鄰定位第二磷光體層42時，第二磷光體層42將具有與該等LCD面板之尺度相當的尺度。此外，LCD面板與第二磷光體層42之間的緊貼式接近意味存在可用於光學混合以實現對輸出光的進一步空間均質化的極小可用空間，以及可添加一擴散器以改良輸出光50之均勻性的極小空間。例如，若將圖1之照明系統10組態以用於一42英寸的16：9 LCD面板，則第二磷光體層42將具有約0.5平方米之一面積。在0.5平方米之一面積上獲得5%之一公差很難，尤其當未直接塗敷磷光體材料於一層中而係以包含一載體材料之一懸浮液形式塗敷時。
在圖1之具體實施例中，使用兩個磷光體層：一區域層41及一遠端層42。此意味藉由在兩處位置執行轉換可減少第二磷光體層42所需的相對厚度。第二磷光體層42所需轉換量之減少意味亦減少第二磷光體層42之厚度變化的影響。第一磷光體層41之厚度變化問題不大，因為在第一磷光體層41與相關聯物件之間存在足夠空間來混合光及/或存在足夠空間可在需要時添加一擴散器。或者，半導體發光裝置經預選及/或配置成預定組態以實現輸出光的所需均勻性。
藉由僅在第一磷光體層41中執行轉換可完全避免此問題，但使用一第二磷光體層42之一多階段轉換意味仍有可能使第二磷光體層42與相關聯物件(例如一LCD面板)匹配，使得該LCD面板之光學特性之變化不需要製造完全不同的背光，唯一的差別為第二磷光體層42。背光製造的標 準化提供一主要經濟優點，即製造成本降低，且減少了製造期間測量與調諧的需要。同時亦降低了新LCD面板上市時間的壓力，因為既有背光係可簡單擬合一適當的第二磷光體層42。另一優點為，由於第一磷光體層41之面積通常較小，因此需要較少的磷光體材料，因為其僅需對應半導體發光裝置20之尺度。
當照明系統10包括通常為一二維陣列之複數個半導體發光裝置時，獲得另一優點。即當照明系統經組態成一背光時，藉由各半導體發光裝置20之第一磷光體層41發射的第一黃色光32具有約25 mm(1英吋係一LCD背光之典型厚度)之一距離來混合，從而平均化發光裝置20之間的色彩與強度差異。或者，亦可藉由降低發光裝置20之間的間距改良該混合，通常，若發光裝置20係一Lambertian發射極，當滿足T＝0.9xP時，一背光將產生一均質輸出光50，其中T係背光之厚度，且P係發光裝置間的間距。熟悉此項技術人士應明白，混合亦會受引入圖4所述之第二光學組件的影響。或者，可藉由引入與各半導體發光裝置相關聯之第二光學組件進一步改良該混合以擴展自該等半導體發光裝置發射之光的輻射圖案。
圖4顯示根據本發明之一顯示裝置15，其中照明系統11經組態作為用於一LCD面板60之一背光。除以下差異外，照明系統11與圖1之照明系統10相同：a)一基板25，其上安裝一或多個半導體發光裝置20。當多於一個裝置20安裝於相同基板25(例如一金屬(例如鋁或鋼) 基板)上時，此較為方便，基板25在半導體發光裝置的位置附近的頂部表面上(面向LCD面板)具有一擴散反射塗層或反射層，且進一步提供熱運輸機械功能性以及視需要之電子互連性；b)一大容量擴散器73，其係佈置於第一磷光體層41與第二磷光體層42之間。自各半導體發光裝置20之藍色光31與第一黃色光32可具有色彩與強度差，其需要以某種方式加以平衡。通常，此係藉由應用一擴散器73來實現以混合該等個別輸出；c)一覆蓋板80，其在此具體實施例中係用作第二磷光體層42之一載體，該第二磷光體層係施加至離半導體發光裝置20最近的覆蓋板之側。視需要，該覆蓋板亦可包括一擴散器，或可具備一擴散表面組織，或可將該第二磷光體層嵌入該覆蓋板內或可將該磷光體層施加於最接近於LCD面板60之覆蓋板80之側上；d)一亮度增強膜(BEF)72，其在此項技術中係已知，其不僅增加近似垂直於該表面之一方向上的FoS亮度，亦增強混合，此歸功於在入射至該膜上後反射的相對較大部分的光；e)視需要，可使用一雙亮度增強膜(DBEF)，其係在此項技術中亦已知且亦增強混合的一反射偏光器71，以及f)輸出光55具有使用者所感知的在LCD面板之螢幕前端的最終色彩。此即為照明系統11之輸出光，其由於LCD面板60之光學特性已經歷一色點偏移。
藉由光學組件，例如擴散器73、覆蓋板80、亮度增強膜72、反射偏光器71及LCD面板60亦可使藍色光31、第一黃色光32以及第二黃色光33之一部分被反射回發光裝置20。組件的此反射光亦可被第一磷光體層41或被第二磷光體層42吸收，從而增加第一磷光體層41及/或第二磷光體層42中磷光體材料的發射。
或者，亦可施加第二磷光體層42至顯示裝置15中的其他光學元件之一上，例如大容量擴散器73、亮度增強膜72、反射偏光器71或LCD面板60本身。從一製造觀點出發，在一分離的實質上透明之載體上提供第二磷光體層42亦係有利的，該載體在製造顯示裝置15期間，可放置在第一磷光體層41與LCD面板60之間的一便利位置處。
可用於第一發光元件41中的其他合適磷光體材料為氮氧化矽酸鹽磷光體。此等磷光體具有以下通式：(Sr1－x－y Bax Cay )2－z Si5－a Ala N8－a Oa ：Euz 2＋
其中0x1，0y1，(x＋y)1，0a<5，0<z0.2
特定言之，可使用Eu活化之氮氧化矽酸鹽磷光體。其包括SSON：Eu。
儘管圖1之具體實施例係已描述成使用藍色(31)、一第一黃色(32)與一第二黃色(33)之原色光，但熟悉此項技術人士應明白，在本發明中可使用任何適當的色彩組合。該選擇將依據對輸出光50之需求、半導體發光裝置20之選擇以及發光元件41、42之選擇。
圖5顯示根據本發明之一照明系統的一示意斷面圖。針 對圖1之照明系統10，照明系統12包括以下差異：a)第二磷光體層45包括多於一種磷光體材料。在圖5中，第二磷光體層45包括兩個相鄰的子層：第一磷光體子層45a及第二磷光體子層45b，但熟悉此項技術人士應明白，可使用任何數量的磷光體子層。熟悉此項技術人士亦應明白，第二磷光體層45可為包括兩種或兩種以上磷光體材料之一混合物或不同磷光體材料之相鄰圖案的一單一層；b)第一磷光體子層45a係配置成以截取至少某些藍色光31，且包括一磷光體材料，其係選定以發射藉由藍色光31激發所產生的第二黃色光33；以及c)第二磷光體子層45b係配置成以截取至少某些藍色光31，且包括一磷光體材料，其係選定以發射藉由藍色光31激發所產生的綠色光34。
在操作期間，所發射之第一黃色光31通過第二磷光體層45之兩子層45a與45b且離開照明系統12而成為輸出光51之部分。第二磷光體層45之第一子層45a吸收通過第一磷光體層41之藍色光31，並發射離開照明系統11而成為輸出光51之一部分的第二黃色光33。第二磷光體層45之第二子層45b吸收通過第一磷光體層41與通過第一子層45b之藍色光31，接著發射離開照明系統12而成為輸出光51之一部分的綠色光34。
藍色光31亦部分通過第二磷光體層45，此係由第一與第二磷光體子層45a與45b中的有效磷光體層厚度及/或磷光體材料之圖案化決定。圖5之照明系統12產生一白色輸出 光51，其包括藍色光31、第一黃色光32、第二黃色光33以及綠色光34，且其適用作一LCD顯示器之一背光。
或者，可選擇第二磷光體子層45a與45b中的磷光體材料來吸收第一黃色光32之至少一部分以引起該磷光體之激發。亦可選擇第二磷光體子層45b中的磷光體材料來吸收第二黃色光33之至少一部分以引起該磷光體之激發。熟悉此項技術人士亦應明白，在此替代中，可選擇第二磷光體層45中的一或多個材料以同樣用於吸收藍色光31與第一黃色光32兩者，從而引起第二磷光體層45之激發。
圖6A與6B描述顯示可用於調諧來自圖5之照明系統12的輸出光51之色彩的色空間107之一1976 CIE色度圖。圖6B係圖6A中所示圖表之中心部分VI－B之一放大圖。圖6A及6B與圖2A及2B類似，但作出以下修改：a)411、412、413及414分別係綠色磷光體TG：Eu、BOSE、SSON：Eu及LuAG：Ce的色點；b)色點為402之YAG：Ce係用作圖5之第一磷光體層41中的的磷光體材料。因此，圖6A與6B中的軌跡106表示當第一磷光體層41中磷光體材料量的變化時，輸出光51之色彩變化。第一磷光體層41中的轉換量經組態用以沿自藍色半導體發光裝置200之色點至目標點300之軌跡106調整輸出光51之色點；c)第二磷光體層45包括含(Y,Gd)AG：Ce磷光體材料之一第一子層45a，該材料具有相較於YAG：Ce之色點402具有一稍微較長的主要波長(朝橙色方向)之一色點404；以及 d)第二磷光體層45進一步包括含TG：Eu磷光體材料之一第二子層45b，其具有相較於YAG：Ce之色點402具有一較短波長(朝綠色方向)之一色點411。
結果為隨著藉由三種磷光體材料轉換之量變化，可用的輸出光51之可能的色彩可以色彩調整之一三角形108表示，該等角係由第一磷光體層41之目標點300、第一磷光體子層45a中的(Y,Gd)AG：Ce磷光體之色點404以及第二子層45b中的TG：Eu磷光體之色點411界定。此允許選擇與不同製造商所需色點301、302、303一致的輸出光51之一色點。
調諧輸出光51之色點的此靈活性很有用，因為對熱淬火敏感之磷光體可用於一第二磷光體層45中。例如，以釓(Gd)取代一YAG：Ce磷光體中的釔(Y)之部分，得到(Y,Gd)AG：Ce，此引起發射光譜的一紅色偏移，但亦增加對熱淬火的敏感度。藉由減少磷光體所需實現的轉換量，降低磷光體的熱負載。出於相同原因，亦可採用對飽和敏感之磷光體精細調諧照明系統11之色彩輸出。因此，可主要基於其色彩貢獻選擇磷光體，此允許一很高程度的色彩調諧以及精確匹配製造商需求之能力。
亦可將磷光體材料與一單一層組合以獲得中間色點。圖7亦顯示製造商的目標點，其描述與圖6所述色彩調整相同之三角形108。需要目標點301、302及303來實現在自三個不同製造商的LCD面板之螢幕前端的9000K色點，且需要目標點304、305與306分別來實現在相同製造商之面板螢 幕前端的D65色點112。所有目標點係在色彩調整三角形108內，因此可選擇輸出光51之色點與適當目標一致。
熟悉此項技術人士應明白，藉由在適當磷光體子層45a或45b中選擇一不同磷光體材料或磷光體材料之一不同組合可移動調整三角形108之角。
a)例如，圖8描述當第二磷光體層45包括一綠色磷光體(在此情形下係色點為414之LuAG：Ce)與一紅磷光體(在此情形下係色點為424之SCASN：Eu)時的調整三角形108。可使用之具有一對應色點的其他可能綠色磷光體係TG：Eu 411、BOSE 412及SSON：Eu 413，或可獲得一中間色點之任何適當組合。應注意，BOSE對熱淬火敏感，因此本發明允許其在用作一磷光體時的更多靈活性。應進一步注意，TG：Eu對水解敏感且需要一般較少在高溫下實行的一鈍化層，因此本發明允許其用作一磷光體時的更多靈活性，從而實現LCD面板之較大色域而不需要顯著降低系統的有效性。可使用的具有一對應色點之其他可能的橙色/紅色磷光體係氮化矽酸鹽磷光體。此等磷光體具有以下通式：(Sr1－x－y Bax Cay )2－z Si5－a Ala N8－a Oa ：Euz 2＋
其中0x1，0y1，0a<5，0<z1
範例包括：BSSN：Eu(琥珀色)421、BSSN：Eu(紅)422、SCSN：Eu 423，或獲得一中間色點之任何適當的組合；b)例如，圖9描述當選擇TG：Eu作為綠色磷光體(色點411)且選擇CaS：Eu(色點425)作為紅色磷光體時，可實現的一甚至更大的色彩調整三角形108。TG：Eu與CaS：Eu對熱淬火 敏感，因此本發明允許其在用作一磷光體時的更多靈活性。更重要的係，CaS：Eu與TG：Eu係硫化物磷光體，當製造半導體發光裝置20時，較佳不要在一無塵室中應用該等物質，因其會引起污染。因此，將硫化物磷光體併入第一磷光體層41中並不現實。然而，可將其併入一第二磷光體層45中，因為該第二磷光體層45係在無塵室外且在已藉由將硫化物磷光體嵌入至一遮蔽矩陣材料中以充分鈍化硫化物磷光體從而形成一穩定磷光體層之後添加至照明系統11中。
適用於第二磷光體層45中的綠色/黃色磷光體材料包括：(i)一般的石榴石磷光體；(ii)Ce活化之石榴石磷光體，例如YAG：Ce、(Y,Gd)AG：Ce、(Y,Lu)AG：Ce、(Y,Lu,Gd)AG：Ce、(Lu,Gd)AG：Ce及LuAG：Ce；(iii)包含Si與N之Ce活化之石榴石磷光體，例如YAGSN：Ce、LuAGSN：Ce、(Y,Lu,Gd)AGSN：Ce、(Y,Gd)AGSN：Ce及(Lu,Gd)AGSN：Ce；(iv)氮氧化矽酸鹽磷光體，其具有以下通式：(Sr1－a－b Cab Bac )Six Ny Oz ：Eua 2＋ 其中0<a<0.25，0b<1，(a＋b)<1，0c<1，1.5<x<2.5，1.5<y<2.5，1.5<z<2.5；(v)Eu活化之氮氧化矽酸鹽磷光體，例如SSON：Eu；(vi)硫鎵酸鹽磷光體，其具有以下通式： (Sr1－x－y－z Mgx Cay Baz )(Ga2－u－v Alu Inv )S4 ：Eu2＋ 其中0x1，0y1，0z1，(x＋y＋z)1，0u1，0v1，(u＋v)<1；(vii)Eu活化之硫鎵酸鹽磷光體，例如TG：Eu；及其任何組合。
適用於第二磷光體層45中的紅色磷光體材料包括：(i)一般的氮化矽酸鹽磷光體；(ii)Eu活化之氮化矽酸鹽磷光體，例如BSSN：Eu、SCSN：Eu、SSN：Eu、SCASN：Eu及CASN：Eu；(iii)一般的硫化物磷光體；(iv)Eu活化之硫化物磷光體，例如SrS：Eu、CaS：Eu及(Sr,Ca)S：Eu；及其任何組合。
圖10描述使用包括磷光體材料之一混合物的一第二磷光體層45之效應，該混合物具有TG：Eu(綠色，色點411)對SSN：Eu(紅色，色點423)之一固定磷光體比率。該混合物提供一中間色點417。第一磷光體層41決定軌跡106之終點，其係位於具有接近於約5000K之一色溫的BBL上或非常接近於該BBL的目標點300，且該中間色點417提供軌跡107之終點，使得能實質上沿軌跡107準確調諧輸出光51之色彩。此軌跡107與5000K色點113及3000K色點114中間的黑體軌跡105一致。為了比較，亦描述藉由包括含TG：Eu(綠色，色點411)一第一子層45a與含SSN：Eu(紅色，色點423)之一第二子層45b的一第二磷光體層45提供的色 彩調整三角形108。
應注意，SSN：Eu(色點423)對淬火及飽和兩者敏感，因此本發明允許其在用作一磷光體時的更多靈活性。SSN：Eu尤其理想，因為其具有一高發光等效性，同時仍能獲得一良好演色性指數(CRI)，且因此係用於一般發光系統的一較佳磷光體，例如用於發光或產品加亮應用的任務中。應注意，藉由使用紅色－橙色與黃色磷光體之一組合，相較於僅使用一黃色磷光體可獲得較佳演色性質。應注意，藉由使用紅色與綠色磷光體之一組合可獲得一更高CRI。
圖11顯示根據本發明之一顯示裝置16，其中照明系統13經組態作為用於一LCD面板60之一背光。除以下差異外，照明系統13與圖4之照明系統11相同：a)第二磷光體層42係位於半導體發光裝置20之間的基板25上。藉由借助於包含於顯示裝置16中之光學組件反射回朝半導體發光裝置20的藍色光31及/或第一黃色光32激發第二磷光體層42。
或者，可以根據本發明之第二磷光體層45替代第二磷光體層42。
圖12顯示根據本發明之一顯示裝置17，其中照明系統14經組態作為用於一LCD面板60之一背光。除以下差異外，照明系統14與圖11之照明系統13相同：a)發光裝置20每一者皆位於形成於基板26中的一凹陷或井內。基板26中凹陷之形成使得該凹陷之側壁面朝發光裝置20。該側壁可為一彎曲表面，例如一球形或圓柱形或圓 錐，或其可包括三個或三個以上之平坦表面，例如一多角體。因此，明確而言，其可具有以下形式：例如一反向無基底之立方體、一反向無基底之稜柱、一反向無基底之半球、一反向無基底之圓柱體、一反向無基底之圓錐、一反向無基底之斜截圓錐、一反向角錐或一反向斜截之無基底角錐。基板26亦可與一裝蛋盒相比較，其中一半導體發光裝置20係位於各凹陷中；b)第二磷光體層42係位於基板26之每一井的側壁上。藉由借助於包含於顯示裝置17中之光學組件反射回朝半導體發光裝置20的藍色光31及/或第一黃色光32激發第二磷光體層42。
或者，該凹陷可形成為位於基板20上的一分離結構，使得該等側壁面朝半導體發光裝置20。
或者，可以根據本發明之第二磷光體層45替代第二磷光體層42。
圖13顯示根據本發明之一顯示裝置18，其中照明系統9經組態作為用於一LCD面板60之一背光。除以下差異外，照明系統9與圖11之照明系統13相同：a)一透明蓋90係佈置於各發光裝置20上且圍繞各發光裝置20。蓋90之形成使得該蓋之側壁面朝發光裝置20。該側壁可為一彎曲表面，例如一球形或圓柱形或圓錐，或其可包括三個或三個以上之平坦表面，例如一多角體。因此，明確而言，其可具有以下形式，例如立方體、稜柱、半球體、斜截半球體、斜截圓錐、角錐或一斜截角錐； b)第二磷光體層42係位於各蓋的側壁上，或是面朝發光裝置20之側上或是面朝LCD面板60之側上。藉由借助於包含於顯示裝置17中之光學組件反射回朝半導體發光裝置20的藍色光31及/或第一黃色光32激發第二磷光體層42。
或者，可以根據本發明之第二磷光體層45替代第二磷光體層42。
圖14、15與16描述適用於功能性及/或裝飾需求的照明系統8，其可以類似於上述本發明之具體實施例之一方式構造與操作。主要針對色彩特性能夠選擇包含於第二發光元件中的磷光體材料的優點意味可將輸出光52之色點調諧至一寬範圍色彩。此在裝飾應用中尤其有利。
熟悉此項技術人士應明白，磷光體子層45a與45b亦可在實體上彼此分離，例如：a)在圖11中，第一子層45a可位於該等光學組件之一者(例如覆蓋板80)上，且第二磷光體子層45b可位於半導體發光裝置20之間的基板25上；b)在圖12中，第一子層45a可位於該等光學組件之一者(例如覆蓋板80)上，且第二磷光體子層45b可位於半導體發光裝置20之間的基板25上。
應注意，以上提及的具體實施例係用以說明本發明而非限制本發明，熟習此項技術者可設計多種替代具體實施例，而不致背離隨附申請專利範圍之範疇。例如，許多具體實施例係指用於一LCD面板之一背光，但該等具體實施例之照明系統通常可用於兼有功能性與裝飾性的燈具中。 本發明較先前技術在利用磷光體之色彩特性上提供一更高的自由度。
若干範例描述一照明系統，其中原色光係直接引導至輸出端，且混合了在光學組件之間的空間中產生的光。熟悉此項技術人士應明白，本發明可應用於所謂側照明系統，其中原色光係耦合至用於運輸及/或混合原色光的一或多個光導中。在此一側照明組態中，第二發光元件42、45可位於一光導中的一便利點處，例如一折疊式光導中的180度反射器，或第二發光元件42、45可包括施加至光導之一介面上的一或多個磷光體層，或該光導可以與圖4之覆蓋板80之一類似方式整合地包括一或多種磷光體材料。
在該等申請專利範圍內，任何置於括弧之間的參考標記不應視為限制該申請專利範圍。動詞"包含"及其詞型更改的使用並不排除在申請專利範圍未提及的元件或步驟的出現。元件前之冠詞"一"或"一個"不排除出現複數個此等元件。本發明可藉由包括數個不同元件之硬體來實施。在本裝置之申請專利範圍中列舉數種構件，此等構件中的一些可藉由一及相同項目之硬體而執行。唯一的事實為在彼此不同的相關申請專利範圍所引用的某些度量並不指示不能為了較佳的用途而使用該等度量的組合。
表2B：紅色/琥珀色氮化物磷光體：縮寫與化學式
總而言之，本發明揭示一種照明系統，其包括激發一第一發光元件之一發光裝置，該第一發光元件形成該發光裝置之部分。自該第一發光元件發射之光及/或藉由該發光裝置發射之光激發與該發光裝置實體分離之一第二發光元件。藉由(例如)在一覆蓋板上應用兩個發光元件：該發光裝置中的該第一元件以及與該發光裝置實體分離之該第二元件，分別在一"區域"與一"遠端"兩位置執行藉由該發光裝置產生之光的轉換，且在該遠端位置需要的發光材料之 量相較於其中僅在一遠端位置執行光轉換的先前技術之情形可減少。
8、9、10、11、12、13、14‧‧‧照明系統
15、16、17、18‧‧‧顯示裝置
20‧‧‧半導體發光裝置
21‧‧‧晶片/晶粒
25‧‧‧基板
26‧‧‧基板
41‧‧‧第一磷光體層
42‧‧‧第二磷光體層
45‧‧‧第二磷光體層
45a‧‧‧第一磷光體子層
45b‧‧‧第二磷光體子層
60‧‧‧LCD面板
71‧‧‧反射偏光器
72‧‧‧亮度增強膜
73‧‧‧大容量擴散器
80‧‧‧覆蓋板
90‧‧‧透明蓋
本發明之此等及其他態樣可參考上述具體實施例瞭解及闡述。
在圖式中：圖1顯示根據本發明之一照明系統的一示意斷面圖，圖2A描述顯示根據本發明之照明系統的色空間之CIE 1976類型的色度圖，圖2B顯示圖2A之中心部分II－B的一放大圖，圖3A顯示根據本發明之一照明系統的CIE 1976類型的色度圖，圖3B顯示圖3A之中心部分III－B的一放大圖，圖4顯示根據本發明之一顯示裝置之一示意斷面圖，圖5描述根據本發明之一照明系統的一示意斷面圖，圖6A描述顯示根據本發明之一照明系統的色空間之一1976 CIE色度圖，圖6B顯示圖6A之中心部分VI－B的一放大圖，圖7描述顯示根據本發明之一照明系統的色空間之一1976 CIE色度圖，圖8描述根據本發明之一照明系統的一1976 CIE色度圖之中心部分，圖9描述根據本發明之一照明系統的一1976 CIE色度圖之中心部分， 圖10描述根據本發明之一照明系統的一1976 CIE色度圖之中心部分，圖11描述根據本發明之一顯示裝置，圖12描述根據本發明之一顯示裝置，圖13描述根據本發明之一顯示裝置，圖14描述根據本發明之一照明系統，圖15描述根據本發明之一照明系統，以及圖16描述根據本發明之一照明系統。
圖1、4、5及11至16純為概略圖，並未按比例繪製。尤其為清楚起見，某些尺度強烈地誇大。圖式中類似組件儘可能由相同參考數字表示。
10‧‧‧照明系統
20‧‧‧半導體發光裝置
21‧‧‧晶片/晶粒
41‧‧‧第一磷光體層
42‧‧‧第二磷光體層

Claims (12)

  1. 一種照明系統(9、10、11、12、13、14)，其包括：一半導體發光裝置(20)，其經組態用以發射一第一原色之光(31)，該半導體裝置包括一第一發光元件(41)，其經組態用以吸收該第一原色之該光(31)的至少部分(part)，且發射一第二原色之光(32)；一第二發光元件(42、45)，其與該半導體發光裝置(20)實體分離，且經組態用以吸收該等第一或第二原色之該光(31、32)的至少部分且發射一第三原色之光(33)；其中：該照明系統經組態用以組合該等第一原色光(31)、第二原色光(32)與第三原色光(33)中至少一或多個以形成該照明系統(10)之輸出光(50)；該第二發光元件具有一用於修正該輸出光(50)之一色點的厚度，以達到該輸出光(50)之一所需要的色點；且該第一發光元件(41)及該第二發光元件(42)之每一者皆經配置以允許該第一原色之該光之一份(portion)通過該等元件。
  2. 如請求項1之照明系統，其中藉由該第一發光元件(41)之光轉換經組態用以提供比該第二發光元件(42、45)一更大程度之光轉換，該光轉換程度可藉由一1976 CIE色度圖(chromacity diagram)上之色點離該原色(31)之色點的偏移來測量。
  3. 如請求項1或2之照明系統，其中-該第一發光元件(41)包括一磷光體材料；-該第二發光元件(42、45)包括一第二磷光體材料，以及該第一發光元件(41)中的該第一磷光體材料之有效厚度大於該第二發光元件(42、45)中的該第二磷光體材料之有效厚度。
  4. 如請求項1或2之照明系統，其中該第三原色之該光(33)具有大於或等於該第二原色之該光(32)的主要(dominant)波長之一主要波長。
  5. 如請求項1或2之照明系統，其中該第二發光元件(42、45)進一步經組態用以吸收該等第一與第二原色之該光(32)的至少部分。
  6. 如請求項1或2之照明系統，其中該第二發光元件(42)包括實體上彼此分離之兩個或兩個以上的磷光體材料(45a、45b)。
  7. 如請求項1或2之照明系統，其中該第二發光元件(42)進一步經組態用以發射一第四原色(34)之光，且該照明系統經組態用以組合該等第一原色(31)、第二原色(32)、第三原色(33)與第四原色(34)中至少一或多個的光以形成該照明系統(10)之該輸出光(50)。
  8. 如請求項1或2之照明系統，其中該照明系統(10、11、12、13、14)經組態用以形成呈 現白色之一混合輸出。
  9. 如請求項1或2之照明系統，其中該第一發光元件(41)及該第二發光元件(42、45)係配置成最大化以下參數之一或多個：發光等效性、演色性指數，以及該等第一原色(31)、第二原色(32)及第三原色(33)光中的一或多者之一組合的色域(gamut)。
  10. 如請求項7之照明系統，其中該第一發光元件(41)及第二發光元件(45)係配置成最大化以下參數之一或多個：發光等效性、演色性指數以及該等第一原色(31)、第二原色(32)、第三原色(33)及第四原色(34)光中的一或多者之一組合的色域。
  11. 如請求項1之照明系統，其中該第一發光元件(41)及該第二發光元件(42、45)之每一者皆包含一具有一圖案密度的圖案，該圖案密度界定允許該第一原色之該光通過該等元件之該份(portion)。
  12. 一種顯示裝置(15、16、17、18)，其包括：-如請求項1之照明系統(9、10、11、12、13、14)，以及-一LCD面板(60)，其係配置成截取該照明系統之該輸出光(50、51)之至少部分，其中該照明系統(9、10、11、12、13、14)經組態作為用於該LCD面板(60)之一背光(backlight)。
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