CN102301176A - 具有远程磷光体层和/或散射层的照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及照明系统(10、12)、远程磷光体层(30；32、34)、散射层(32)、照明设备(100)、显示设备(300)以及至少部分地修正该照明系统中的至少一个光源(22)的发光特性的方法。该照明系统包括光源阵列(20)以及布置在光源阵列与用于发射来自光源的光的光输出窗口(40)之间的远程磷光体层和/或散射层。光源阵列中的至少一个光源包括不同于光源阵列中的其他光源的发光特性。发光材料(52、54)跨远程磷光体层分布并且/或者散射结构(52)和/或散射材料(52)跨散射层分布以便至少部分地补偿该至少一个光源的发光特性方面的差异。根据本发明的照明系统的效果在于能够补偿该至少一个光源的偏离，并且因而可以省略对光源的分档。

Description

具有远程磷光体层和/或散射层的照明系统
技术领域
本发明涉及一种照明系统，其包括多个发光源以及远程磷光体层和/或散射层。
本发明还涉及一种包括该照明系统的照明设备，涉及一种包括该照明系统的显示设备，以及涉及一种修正该照明系统中的至少一个光源的发光特性的方法。
背景技术
照明系统包括本身已知的多个光源和远程磷光体布置。它们特别地在照明设备中用于一般照明用途，例如用于办公室照明，用于商店照明，或者例如用于家中的一般照明用途。这些照明系统还在背光系统和包括背光系统的显示设备中使用。
远程磷光体布置包括吸收光源阵列中的光源所发射的光的一部分并将所吸收的光转换为不同颜色的光的发光材料。当发光材料被布置为与一个或多个光源有一定距离时，获得所谓的远程磷光体布置。使用远程磷光体配置时的益处是公知的，并且包括改善了发光材料的转换效率和寿命以及改善了可供选择的发光材料的范围。
此类照明系统例如从专利申请US 2006/0268537中得知，其中公开了具有荧光特性的磷光体膜。在该美国申请的特定实施例中，公开了磷光体膜，其被布置为远离被并行布置的三个光源。磷光体材料被布置在其中磷光体微粒的浓度随离光源中心的距离而增加的区域中。一般而言，随着照射光的增加，磷光体具有更高的波长转换效率和更大数目的经转换光组分。因此，通过增加远离光源亮度中心的部分中的磷光体浓度，能够生成均匀的颜色分布。
该已知照明系统的缺陷在于该照明系统的均匀性可能仍然不足够。
发明内容
本发明的目的是进一步改善照明系统的均匀性。
根据本发明的第一方面，利用根据权利要求1的照明系统实现了该目的。根据本发明的第二方面，利用根据权利要求11所述的远程磷光体层实现了该目的。根据本发明的第三方面，利用根据权利要求12所述的散射层实现了该目的。根据本发明的第四方面，利用根据权利要求13所述的照明设备实现了该目的。根据本发明的第五方面，利用根据权利要求14所述的显示设备实现了该目的。根据本发明的第六方面，利用根据权利要求15所述的修正照明系统中的至少一个光源的发光特性的方法实现了该目的。
根据本发明第一方面的照明系统包括光源阵列以及布置在光源阵列与用于发射来自光源的光的光输出窗口之间的远程磷光体层和/或散射层，
光源阵列中的至少一个光源包括不同于光源阵列中的其他光源的发光特性，
远程磷光体层和/或散射层被布置为与光源阵列有一定距离，远程磷光体层包括被布置用于将光源所发射的光的至少一部分转换为不同颜色的光的发光材料，散射层包括被布置用于散射光源所发射的光的至少一部分的散射结构和/或散射材料，发光材料跨远程磷光体层而分布并且散射结构和/或散射材料跨散射层而分布以便至少部分地补偿该至少一个光源的发光特性方面的差异。
发光特性例如包括所发射的光的颜色，或者可以包括光源的空间颜色变化，并且该至少一个光源的发光特性与照明系统的其余光源相比可以不同。发光特性还可以例如包括围绕光源的发射强度或空间强度变化，并且该至少一个光源的发光特性与照明系统的其余光源相比可以不同。
根据本发明的照明系统的效果在于使用发光材料跨远程磷光体层的特定分布以及/或者散射结构和/或散射材料跨散射层的特定分布来补偿至少一个光源在发射特性方面相对于其余光源的差异。该补偿产生如下益处：可以省略对光源的任何分档(binning)并且可以改善照明系统的光输出窗口所发射的光的均匀性。当使用例如发光二极管阵列之类的光源阵列时，单个光源通常具有变化的发光特性。通常，这些变化是由于单个光源的生产过程中的生产变化而造成的。为改善发光二极管阵列中的均匀性，通常应用分档。在此类布置中，确定发光二极管的发射特性并且只有具有基本上相同的发射特性的发光二极管才被组合为单一阵列。虽然分档提供了从光源阵列发射的光的相对良好的均匀性，但分档过程相对昂贵并且需要良好的物流。在根据本发明的照明系统中，在邻近光源阵列处，该照明系统还包括远程磷光体层，该远程磷光体层包括发光材料和/或散射层，该散射层包括散射结构和/或散射材料。通过调整发光材料跨远程磷光体层的分布以及/或者散射结构和/或散射材料跨散射层的分布，能够至少部分地补偿由于光源阵列中的至少一个光源的变化的发射特性而引起的发射变化，从而生成从照明系统的光输出窗口发射的光的相对较高的均匀性同时省略对分档的需要。
在US 2006/0268537的已知照明系统中，将含三个光源的阵列与磷光体膜组合。磷光体膜中的磷光体微粒的浓度如此变化：使得在远离光源的部分中磷光体微粒的浓度增加。已知照明系统中的浓度变化模式对于光源阵列中的每个光源都相同并且该浓度变化模式以该已知照明系统的光源的光轴为中心。虽然所记载的浓度变化可以支持相对均匀的发光，但由于光源的发射特性方面的变化，仍然存在均匀性变化。看来仍然需要分档来改善来自该已知照明系统的发光的均匀性。甚至更糟糕的是：现在分档不仅包括应当在阵列内匹配的光源的颜色和/或强度变化，而且对于每个光源，在强度和颜色两方面的角发光变化也应当匹配。特别地，由于在已知磷光体膜中提供的预定浓度变化模式，对已知照明系统中的光源的预期的角发光变化的任何偏离都将引起仍然存在于该已知照明系统中的相对大的均匀性变化。因此，不仅US 2006/0268537的该已知照明系统的阵列中的光源的强度和/或颜色应当匹配，而且单个光源的角发光变化应当匹配于被用于设计预定浓度变化的预期的角发光变化。因此，通过在如US2006/0268537的该已知照明系统中所示的磷光体膜中施加预先确定的浓度变化，用于生成均匀发光分布的分档过程因为对光源的要求(即它们应匹配)变得更严格而变得困难得多，并且由此变得更昂贵。另外，由于不能简单地跨磷光体膜而均匀地施加磷光体微粒，因此所使用的磷光体膜生产起来相对昂贵。
在根据本发明的照明系统中，远程磷光体层和/或散射层被布置用于至少部分地补偿发射特性方面的差异。远程磷光体层包括被布置用于将光源所发射的光的至少一部分转换为不同颜色的光的发光材料。生成发光材料跨远程磷光体层的分布以至少部分地补偿该至少一个光源的发光特性方面的差异。散射层包括被布置用于散射光源所发射的光的至少一部分的散射结构和/或散射材料。生成散射结构和/或散射材料跨散射层的分布以至少部分地补偿该至少一个光源的发光特性方面的差异。根据本发明的远程磷光体层和/或散射层针对特定光源阵列进行优化，并且通常针对每个光源阵列而不同，并且通常还依赖于光源阵列中的光源的顺序。因此，虽然用于产生根据本发明的远程磷光体层和/或散射层的成本可能与用以产生US 2006/0268537的已知磷光体膜的成本相当，然而现在，由于根据本发明的远程磷光体层和/或散射层的缘故，不再需要对光源进行分档或以别的方式进行选择(使得总系统成本降低)，同时由于发光材料以及/或者散射结构和/或散射层的分布是针对当前光源阵列而定制的，因此所得到的从照明系统发射的光的均匀性要好得多。
在照明系统的实施例中，发光特性包括以下各项中的任意项：光强、光色、角发射轮廓。这些发光特性方面的变化通常引起照明系统中的均匀性变化。
在照明系统的实施例中，发光材料的分布包括发光材料的局部变化以便至少部分地补偿发光特性方面的差异，并且/或者其中散射结构和/或散射材料的分布包括局部变化以便至少部分地补偿发光特性方面的差异，局部变化包括改变跨远程磷光体层的发光材料的密度，以及/或者改变跨散射层的散射结构和/或散射材料的密度。发光材料的密度变化可能足以补偿至少一个光源的发光特性方面的任何变化(例如，当光源发射基本上蓝色的光时)。在此类实施例中，发光材料被布置用于吸收所发射的蓝光的一部分并将所吸收的蓝光转换为例如黄光，该黄光在与来自光源的其余蓝光混合时产生基本上白色的光。此类照明系统发射基本上为白色的光，其中可以通过改变跨远程磷光体层的发光材料的密度来补偿所发射的蓝光的强度和/或颜色的角变化。备选地或者附加地，可以存在这样的散射层：其中散射结构和/或散射材料的密度跨散射层变化以局部地改变发射强度。局部变化可以包括改变跨远程磷光体层的发光材料的厚度，以及/或者改变跨散射层的散射结构和/或散射材料的厚度。再者，在先前的具有基本上均匀的发光材料的示例中，可以使用厚度变化来补偿至少一个光源的发射特性方面的任何变化。备选地或者附加地，可以存在这样的散射层：其中散射结构和/或散射材料的厚度变化以局部地改变发射强度。局部变化还可以包括改变跨远程磷光体层的发光材料中的不同磷光体材料和/或散射材料的混合。
发光材料可以用于生成所需颜色的光，例如具有特定色温的白光。散射结构和/或散射材料可以用于局部地改变所发射的光的强度。在此类实施例中，发光材料以及/或者散射结构和/或散射材料的混合必须适合于确保跨光输出窗口的所发射的光包括所需的特定色温和强度分布。改变散射结构和/或散射材料的密度引起发射特性的局部改变。发光材料的局部变化可以包括改变跨远程磷光体层的散射和/或反射性质以便改变通过远程磷光体层的光程的长度。通过局部地调整通过远程磷光体层的光程，能够调整光转换的程度，从而局部地改变发射特性。
在照明系统的实施例中，光源阵列以及远程磷光体层和/或散射层的组合被配置用于生成跨光输出窗口的基本上均匀的光分布。如前所述，一般而言，设计用于补偿光源阵列中的至少一个光源的发射特性的远程磷光体层和/或散射层是专用于该特定光源阵列的，并且通常不能在被用于不同光源阵列时生成良好的均匀性。就这点而言，选择光源阵列以及远程磷光体层和/或散射层的组合以生成基本上均匀的光分布。
在照明系统的实施例中，远程磷光体层和/或散射层可在照明系统内部移动以便优化跨光输出窗口的光分布的均匀性。通过使远程磷光体层和/或散射层可在照明系统内部移动，可以补偿产生发光材料以及/或者散射结构和/或散射材料的分布时的任何不准确性。同样地，可以补偿远程磷光体层和/或散射层相对于光源阵列的定位。例如，当增加光输出窗口与远程磷光体层和/或散射层之间的距离时，可以通过在经由光输出窗口发射光之前对光进行混合来平衡远程磷光体层和/或散射层所发射的光中的任何剩余的不均匀性。当照明系统例如在背光单元中使用时，光源阵列中的光源数目可以相对较大。在此，远程磷光体层和/或散射层的横向定位可能是关键的，并且由此通过基本上平行于光源阵列在横向方向上移动远程磷光体层和/或散射层，能够实现对均匀性的优化。
在照明系统的实施例中，照明系统包括多个远程磷光体层，每个远程磷光体层都被布置在光源阵列与光输出窗口之间，每个远程磷光体层包括用于吸收光源所发射的光的特定部分并发射特定颜色的光的特定发光材料。发光材料可以例如包括三种不同的磷光体材料，第一种发射基本上为红色的光、第二种发射基本上为绿色的光并且第三种发射基本上为蓝色的光。通过例如分别地调整三种磷光体材料中的每一种的厚度，可以修正局部颜色变化。
在照明系统的实施例中，将多个远程磷光体层施加在单一载体材料上。此类布置将简化照明系统的制造，这是因为在单一载体材料上生成该多个远程磷光体层之后，只需将该单一载体材料定位在照明系统内部从而使得光源阵列和该多个磷光体层的组合生成跨光输出窗口的相对较高的均匀性。另外，还可以将散射层组合在单一载体材料上或集成在单一载体材料内以进一步简化照明系统的制造。
在照明系统的实施例中，发光材料是用于经由印刷工艺生成跨远程磷光体层的分布的可印刷发光材料，并且/或者其中散射材料是用于经由印刷工艺生成跨散射层的分布的可印刷散射材料。本实施例的益处在于其简化了发光材料跨远程磷光体层的分布以及散射材料跨散射层的分布的生成。任何印刷工艺都适用。在生产中，可以在照明系统中不存在远程磷光体层和/或散射层的情况下将光源阵列附接到照明系统。测量照明系统的光输出窗口处的均匀性使得能够计算局部所需的发光材料和/或散射材料的密度、厚度和/或特定混合。可以将这个所计算的信息转换为数据，该数据可由印刷设备用于印刷所需的发光材料和/或散射材料的分布。为了将所测量的颜色和强度变化转换为所需的发光材料和/或散射材料的局部变化，例如可以使用查找表或算法、循环、建模等。通过测量以空间恒定结构将光源阵列与参考远程磷光体层或参考散射层合并的照明系统的均匀性以及确定需要修正的空间偏离，可以改善对所需的发光材料和/或散射材料分布的确定。
在照明系统的实施例中，光源阵列包括发光二极管阵列。在本专利申请的上下文中，在邻近发光元件处，光源还可以包括次级光学元件，诸如透镜和扩散器。这些次级光学元件可能引起发光特性不同，这可以通过发光材料以及/或者散射结构和/或散射材料的正确分布来补偿。
在照明系统的实施例中，光源阵列中的光源发射具有在400纳米与490纳米之间范围内的中心波长的光。具有在400纳米与490纳米之间范围内的中心波长的光又被称为蓝光。使用蓝光作为光源阵列所发射的光时的益处在于该光对人类来说是可见的并且因而可以被直接混合到照明系统的输出中而不需要转换。使用发光材料来将光从一种颜色转换为另一种颜色的任何转换由于转换中所涉及的斯托克斯位移(Stokes-shift)而引入了某些能量损失。使用发射蓝光的光源降低了对来自光源的所有光进行转换的需要，这提高了照明系统的效率。另外，蓝色是原色之一，其可以用于与诸如红色和绿色或者诸如黄色之类的其他原色混合以获得白光。例如，当发光材料吸收光源所发射的蓝光的一部分并发射黄光时，以及当正确地选择发光材料的量以便转换蓝光的一部分并透射蓝光的其余部分时，从照明系统发射的光例如基本上可以是白色(由于蓝光的其余部分和另外的发光材料发射的黄光的组合)。使用发射蓝光的光源时的进一步的益处在于，在省略了照明系统中对紫外光的使用的同时，仍然能够产生基本上任何颜色的光。通常，紫外光用于经磷光体转换的光源中，这是因为很多磷光体材料吸收紫外光并将所吸收的该紫外光转换为可见光。然而，紫外光可能对人体有害并因此不应被照明系统发射出去。就这点而言，在光源发射紫外光时可能需要阻断任何剩余的紫外光使其不能从照明系统发射的紫外线滤光器，而在光源发射蓝光时则可以省略紫外线滤光器。另外，紫外光可能与照明系统中的诸如塑料之类的其他材料发生反应并且可能损坏这些其他材料。
在本文上下文中，特定颜色或特定波长的光通常包括具有预定光谱的光。预定光谱可以例如包括具有围绕特定波长的特定带宽的原色，或者可以例如包括多个原色。原色光例如包括红色、绿色、蓝色、黄色、琥珀色和洋红色的光。特定颜色的光还可以包括原色的混合，诸如蓝色和琥珀色的混合，或者蓝色、黄色和红色的混合。通过选择例如红色、绿色和蓝色的光的特定组合，照明系统能够生成基本上每种颜色，包括白色。在照明系统中还可以使用原色的其他组合，这使得能够生成基本上每种颜色，例如红色、绿色、蓝色、青色和黄色。用于照明系统中的原色数目可以变化。
根据本发明第六方面的至少部分地修正照明系统中的至少一个光源的发光特性的方法包括如下步骤：
在施加远程磷光体层和/或散射层之前，确定跨照明系统的光输出窗口的发射特性的变化，
确定用于补偿至少一个光源的发光特性方面的差异所需的发光材料以及/或者散射结构和/或散射材料的分布，
根据所确定的分布而施加发光材料以便生成远程磷光体层从而至少部分地补偿发光特性方面的差异，以及/或者根据所确定的分布而施加散射结构和/或散射材料以便生成散射层从而至少部分地补偿发光特性方面的差异，以及
向照明系统施加远程磷光体层和/或散射层。
附图说明
根据在下文中所描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显，并且将参考在下文中所描述的实施例来阐明本发明的这些和其他方面。
在附图中：
图1A、图1B和图1C示出了根据本发明的照明系统的示意性截面图和俯视图，
图2示出了根据本发明的远程磷光体层和/或散射层的俯视图，
图3示出了包括根据本发明的照明系统的照明设备，以及
图4示出了根据本发明的、包括照明系统作为背光单元的显示设备的示意性截面图。
附图完全是图示性的，并且并非按比例绘制。特别地，为清楚起见，某些尺寸被着重放大。图中的类似部件尽可能地用相同的参考标号来表示。
具体实施方式
图1A、图1B和图1C示出了根据本发明的照明系统10、12的示意性截面图和俯视图。照明系统10、12包括光源阵列20以及布置在光源阵列20与光输出窗口40之间的远程磷光体层30；32、34和/或散射层32。照明系统10、12所发射的光经由光输出窗口40发射。光源阵列20中的至少一个光源22包括不同于光源阵列20中的其他光源的发光特性。该不同的发光特性可能导致该至少一个光源22相对于阵列20中的其他光源具有更低的强度，或者这可能导致该至少一个光源22所发射的不同的角光分布。不同的发光特性还可以包括关于该至少一个光源22所发射的光的颜色的差异，例如，该至少一个光源所发射的光谱的中心波长相对于阵列20中的其他光源移位，或者该至少一个光源22所发射的光的光谱贡献与阵列20中其他光源所发射的光的光谱贡献相比有所不同。发光特性方面的该差异通常导致光输出窗口40的不均匀的照明。该不均匀性例如可能是当该至少一个光源22所发射的光的颜色偏离阵列20中其他光源时的颜色不均匀性，或者例如可以是当该至少一个光源22所发射的光的强度和/或角分布偏离阵列20中其他光源所发射的光的强度和/或角分布时的强度不均匀性。
远程磷光体层30；32、34通常被布置为与光源阵列20有一定距离以获得远程磷光体布置。远程磷光体层30；32、34包括将光源20、22所发射的光的至少一部分转换为不同颜色的光的发光材料52、54。发光材料52、54被跨远程磷光体层30；32、34而分布。将发光材料52、54的分布选择为使得该至少一个光源22的发光特性方面的差异得到至少部分的补偿。
备选地和/或附加地，可以在光源阵列20与光输出窗口40之间布置散射层32。在当前示例中，只有用参考标号32标示的层被标示为包括散射结构52和/或散射材料52的层并因而充当散射层32。然而，用参考标号30和34标示的其他层也可以代表散射层或者可以包括散射结构52和/或散射材料52。另外，在以下实施例中标示的若干或单一的层中可能存在发光材料52、54以及散射材料52的混合。散射结构52可以是存在于对光进行散射的层上的任何结构，例如划痕、凹痕、点等。散射材料52代表可以分散在载体材料(其通常是透明材料)中并且能够散射入射光的材料。在邻近散射材料52处，载体材料可能例如还包括分散在载体材料中的发光材料54并因而生成组合的远程磷光体和散射层。散射结构52和/或散射材料52跨散射层32分布。将散射结构52和/或散射材料52的分布选择为使得该至少一个光源22的发光特性方面的差异得到至少部分的补偿。
为补偿发光特性方面的差异，可以改变发光材料52、54跨远程磷光体层30；32、34的密度以及/或者散射结构和/或散射材料跨散射层32的密度。备选地，可以改变发光材料52、54跨远程磷光体层30；32、34的厚度以及/或者散射结构和/或散射材料跨散射层32的厚度，以补偿发光特性方面的差异。对发光材料52、54和/或散射材料52的厚度的改变可以通过具有可以例如使用激光印刷或墨喷印刷工艺少量地淀积或印刷的发光材料52、54和/或散射材料52来完成。例如，当在远程磷光体层30；32、34和/或散射层32不存在的情况下测量光输出窗口40处的强度或颜色分布时，测量由光源阵列20中的至少一个光源22所引起的变化。根据这些测量并且根据可用的发光材料52、54和/或散射材料52，能够确定需要远程磷光体层30；32、34和/或散射层32上的发光材料52、54和/或散射材料52的何种变化来至少部分地补偿阵列20中的至少一个光源22的该不同发光特性。对所需变化的这种确定可以使用可用发光材料52、54的吸收、激发和发射光谱来完成，或者可以使用指示哪一变化会改善均匀性以及这一变化的效果是什么的查找表来完成。备选地，发光材料52、54中的不同磷光体材料的混合可以跨远程磷光体层30；32、34而变化。通常，发光材料52、54包括不同磷光体材料的混合，每种特定磷光体材料吸收光源20所发射的光的特定部分并发射特定颜色的光。通过调整该混合，能够以此来至少部分地补偿由于光源的发光特性方面的改变而引起的局部变化。
印刷系统可以例如包括用于印刷三种不同的发光材料52、54的三个不同的印刷源，以补偿例如红色、绿色和蓝色变化。印刷系统还可以包括提供散射材料52的第四印刷源以便调整散射材料52跨散射层32的密度从而补偿强度变化。在单一衬底60上印刷全部四个印刷源可以生成包括发光材料52、54和散射材料52两者的单一衬底。备选地，散射结构52可以是衬底60上的预先印刷的过孔(例如经由对衬底60的表面的局部激光烧蚀)，而随后施加发光材料52、54。
图1A示出了沿如图1B中所示的线AA的示意性截面图。图1A中示出的照明系统10包括远程磷光体层30，该远程磷光体层30被布置为与光源阵列20有一定距离并且被布置在光源阵列20与光输出窗口40之间。在该截面中，光源22中之一具有与阵列20中其他光源相比不同的发光特性，这用不同的灰色阴影标示。如前所述，发光特性方面的差异可以是颜色、角颜色分布、强度和角强度分布，其在图1A中全部用不同的灰色阴影示意性地标示。照明系统10通常包括混光腔42，在混光腔42中远程磷光体层30例如可在垂直于光输出窗口40的方向上移动(未示出)。将远程磷光体层30移动远离光输出窗口40可以增强光输出窗口40处的均匀性，这是因为从远程磷光体层30发射的光在混光腔42的在远程磷光体层30与光输出窗口40之间的部分中混合。备选地，远程磷光体层30可在平行于远程磷光体层30的方向上移动以例如修正由于照明系统10的制造公差而引起的任何未对准。
备选地，如前所述，用参考标号30标示的层还可以包括散射材料52(未示出)或者可以是散射层30。
图1B示出了当已经去除了远程磷光体层30时照明系统10的示意性俯视图。在该配置中，可以测量光输出窗口40处的光强和/或颜色的变化，其可以用于确定需要发光材料52、54以及/或者散射结构52和/或散射材料52的哪一变化以便至少部分地补偿至少一个光源22的发光特性方面的差异。在图1B中示出的实施例中，存在具有与其余光源20相比不同的发光特性的五个光源22。在图1B中示出的示意性布置中，所有偏离的光源22都用相同的灰色阴影标示。然而，这些偏离的光源22的个别发光特性可以在发光特性的任何方面上彼此不同。
在已经测量了当前光源阵列20的在光输出窗口40处的均匀性之后，可以生成远程磷光体层30(参见图2)，例如，使用公知的印刷技术(诸如激光印刷、墨喷印刷或者任何其他印刷技术)来印刷远程磷光体层30。备选地或者附加地，可以生成散射层32或者可以将散射材料52添加到远程磷光体层30。出于该原因，应当将所测量的差异转换为可用于印刷机(未示出)或可用于所选择的印刷技术的数字信息。此外，应当使磷光体悬浮液和/或散射材料52的悬浮液具有适于所选择的印刷技术的适当粘度、颗粒尺寸和稳定性。还可以生成远程磷光体层30，例如将含磷光体的塑料材料挤压(未示出)为具有(优选地局部地)可调厚度的板。
图1C示出了根据本发明的照明系统12的备选实施例的示意性截面图。同样地，光源阵列20被呈现为具有其发光特性偏离阵列20中的其余光源的至少一个光源22。同样地，在光源阵列20与光输出窗口40之间布置远程磷光体层32、34。现在，远程磷光体层由不同的发光材料52、54构成，这些发光材料在发光材料52、54的单独的层32、34中被施加到载体材料60。这些分离的层32、34可以如图1C的示意性表示中所示直接施加在彼此顶部，或者可以备选地施加在个别载体材料(未示出)上，每个载体材料甚至可以例如在照明系统12中个别地移动。如图1C中可见，发光材料52、54的厚度例如可以被调整并且甚至可以被布置为在单层发光材料32、33内变化，以至少部分地补偿不同光源20的发光特性之间的差异。
备选地或者附加地，具有参考标号32的层可以是包括散射结构52和/或散射材料52的散射层32。与发光层54组合，可以获得在颜色和强度两方面的补偿。如前所述，发光层34还可以包括散射材料52并且散射层32还可以包括发光材料54。
图2示出了根据本发明的远程磷光体层30和/或散射层32的俯视图。出于参考的目的，用虚线标示了光源在光源阵列20中的位置，还标示了具有不同于光源阵列20的其余部分的发光特性的至少一个光源22的位置。可以看到，发光材料52、54以及/或者散射结构52和/或散射材料52跨远程磷光体层30和/或散射层32变化以至少部分地补偿发光特性方面的差异。为清楚起见，这些变化同样通过变化的灰色阴影来标示。然而，该变化还可以包括颜色变化。图2中示出的变化可以是如图1A中所示的密度变化或者如图1C中所示的厚度变化或者两者的组合。
图3示出了包括根据本发明的照明系统10、12的照明设备100的示意性表示。照明设备100是完整的照明单元，例如用于办公室、商店、住宅，或者例如用作用于街灯的照明单元。显色指数优选地应当尽可能高从而使得照明设备100对物体(未示出)的照明产生对物体颜色的真实再现。该高显色指数可以通过使用例如一起发射基本上覆盖整个可见电磁频谱的光的不同发光材料52、54的宽阔混合来获得。
图4示出了包括根据本发明的照明系统10、12的显示设备300的示意性表示。显示设备300通常包括非发射性显示器310，诸如液晶单元阵列，通过改变液晶单元阵列中单元的透光度，其能够在显示器300上产生图像。照明系统10、12是背光单元200的一部分。
应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，并且在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本领域技术人员将能够设计很多备选实施例。
在权利要求书中，置于括号之间的任何参考标号都不应当被解释为对权利要求进行限制。动词“包括”及其变化形式的使用并不排除权利要求中所阐述的那些元件或步骤以外的元件或步骤的存在。元件之前的冠词“一个”或“一种”并不排除多个此类元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件来实现。在列举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干个可以由同一项硬件来体现。在相互不同的从属权利要求中记载了特定措施的简单事实并不表示不能够利用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种照明系统(10、12)，包括光源阵列(20)以及布置在所述光源阵列(20)与用于发射来自所述光源(20)的光的光输出窗口(40)之间的远程磷光体层(30；32、34)和/或散射层(32)，
所述光源阵列(20)中的至少一个光源(22)包括不同于所述光源阵列(20)中的其他光源的发光特性，
所述远程磷光体层(30；32、34)和/或散射层(32)被布置为与所述光源阵列(20)有一定距离，所述远程磷光体层(30；32、34)包括被布置用于将所述光源(20、22)所发射的光的至少一部分转换为不同颜色的光的发光材料(52、54)，所述散射层(32)包括被布置用于散射所述光源(20、22)所发射的光的至少一部分的散射结构(52)和/或散射材料(52)，所述发光材料(52、54)跨所述远程磷光体层(30；32、34)分布并且所述散射结构(52)和/或散射材料(52)跨所述散射层(32)分布以便至少部分地补偿所述至少一个光源(22)的发光特性方面的差异。
2.根据权利要求1所述的照明系统(10、12)，其中所述发光特性包括以下各项中的任意项：光强、光色、角发射轮廓。
3.根据权利要求1或2所述的照明系统(10、12)，其中所述发光材料(52、54)的所述分布包括所述发光材料(52、54)的局部变化以便至少部分地补偿发光特性方面的所述差异，并且/或者其中所述散射结构(52)和/或散射材料(52)的所述分布包括局部变化以便至少部分地补偿发光特性方面的所述差异，所述局部变化包括以下各项中的任意项：
改变跨所述远程磷光体层(30；32、34)的所述发光材料(52、54)的密度，以及/或者改变跨所述散射层(32)的所述散射结构(52)和/或散射材料(52)的密度；
改变跨所述远程磷光体层(30；32、34)的所述发光材料(52、54)的厚度，以及/或者改变跨所述散射层(32)的所述散射结构(52)和/或散射材料(52)的厚度；
改变跨所述远程磷光体层(30；32、34)的所述发光材料(52、54)中的不同磷光体材料和/或散射材料(52)的混合，所述发光材料(52、54)包括不同磷光体材料和/或散射材料(52)的混合，每个特定磷光体材料吸收所述光源(20)所发射的光的特定部分并发射特定颜色的光；
改变跨所述远程磷光体层(30；32、34)的散射和/或反射性质以便改变通过所述远程磷光体层(30；32、34)的光程的长度。
4.根据权利要求1、2或3所述的照明系统(10、12)，其中所述光源阵列(20)以及所述远程磷光体层(30；32、34)和/或散射层(32)的组合被配置用于生成跨所述光输出窗口(40)的基本上均匀的光分布。
5.根据权利要求4所述的照明系统(10、12)，其中所述远程磷光体层(30；32、34)和/或所述散射层(32)可在所述照明系统(10、12)内部移动以便优化跨所述光输出窗口(40)的所述光分布的均匀性。
6.根据权利要求1、2或3所述的照明系统(10、12)，其中所述照明系统(10、12)包括多个远程磷光体层(32、34)，每个远程磷光体层(32、34)布置在所述光源阵列(20)与所述光输出窗口(40)之间，每个远程磷光体层(32，34)包括用于吸收所述光源(20)所发射的光的特定部分并发射特定颜色的光的特定发光材料(52、54)。
7.根据权利要求6所述的照明系统(10、12)，其中所述多个远程磷光体层(32、34)施加在单一载体材料(60)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(10、12)，其中所述发光材料(52、54)是用于经由印刷工艺生成跨所述远程磷光体层(30；32、34)的所述分布的可印刷的发光材料(52、54)，并且/或者其中所述散射材料(52)是用于经由所述印刷工艺生成跨所述散射层(52)的所述分布的可印刷的散射材料(52)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(10、12)，其中所述光源阵列(20)包括发光二极管(20)阵列。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统(10、12)，其中所述光源阵列(20)中的所述光源(20)发射具有在400纳米与490纳米之间范围内的中心波长的光。
11.远程磷光体层(30；32、34)，被配置成布置为与根据权利要求1到10中任一项的照明系统(10、12)的所述光源阵列(20)有一定距离，所述远程磷光体层(30；32、34)包括被布置用于将所述光源(20)所发射的光的至少一部分转换为不同颜色的光的发光材料(52、54)，所述发光材料(52、54)跨所述远程磷光体层(30；32、34)分布以便补偿所述至少一个光源(22)的发光特性方面的差异。
12.散射层(32)，被配置成布置为与根据权利要求1到10中任一项的照明系统(10、12)的所述光源阵列(20)有一定距离，所述散射层(32)包括被布置用于散射所述光源(20)所发射的光的至少一部分的散射结构(52)和/或散射材料(52)，所述散射结构(52)和/或散射材料(52)跨所述散射层(32)分布以便补偿所述至少一个光源(22)的发光特性方面的差异。
13.照明设备(100)，包括根据权利要求1到10中任一项所述的照明系统(10、12)。
14.显示设备(300)，包括根据权利要求1到10中任一项所述的照明系统(10、12)。
15.至少部分地修正照明系统(10、12)中的至少一个光源(22)的发光特性的方法，所述照明系统(10、12)包括光源阵列(20)以及布置在所述光源阵列(20)与用于发射来自所述光源(20)的光的光输出窗口(40)之间的远程磷光体层(30；32、34)和/或散射层(32)，所述至少一个光源(22)包括不同于所述光源阵列(20)中的其他光源的发光特性，其中所述方法包括如下步骤：
在施加所述远程磷光体层(30；32、34)和/或散射层(32)之前，确定跨所述照明系统(10、12)的所述光输出窗口(40)的发射特性的变化；
确定补偿所述至少一个光源(22)的发光特性方面的差异所需的发光材料(52、54)以及/或者散射结构(52)和/或散射材料(52)的分布；
根据所确定的分布施加所述发光材料(52、54)以便生成所述远程磷光体层(30；32、34)从而至少部分地补偿发光特性方面的所述差异，以及/或者根据所确定的分布施加所述散射结构(52)和/或散射材料(52)以便生成所述散射层(32)从而至少部分地补偿发光特性方面的所述差异；以及
向所述照明系统(10、12)施加所述远程磷光体层(30；32、34)和/或所述散射层(32)。
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