TW200930934A - Light source and illumination system having a predefined external appearance - Google Patents

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200930934 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在非操作期間具有一預定義外觀之一光 源。 本發明亦係關於包含該光源之一照明系統。 【先前技術】 光源本身為人所知。其尤其係用於所有種類的照明系統 中，該等照明系統係（例如）用作商場與辦公室中的一般照 ® 明系、、统，或（例如）用作諸如射束器與投影電視之投影器件 中的照明系統，或（例如）用作諸如液晶顯示器件之顯示器 件中的背光照明系統》該光源亦可包括一發光材料，其用 於決定藉由該光源發射的光之一色彩。使用發光材料以用 於決定該發射的光之色彩的光源包含具有發射非可見光之 一光發射器與發射可見光之一光發射器的光源。 在具有發射非可見光之一光發射器的光源之已知具體實 參施例中，該非可見光係藉由決定藉由該光源發射的可見光 之色彩的發光材料來實質上完全轉換成可見光。例如，此 一光發射器發射紫外光，其係藉由一發光材料轉換成可見 • 光。該發光材料通常包含發光材料之一混合物，發光材料 之該混合物決定藉由該光源發射的可見光之色彩。具有發 射非可見光之一光發射器的此類光源之範例係（例如）低壓 汞蒸汽放電燈，其朝向該發光層發射紫外光，該發光層將 該紫外光轉換成可見光。 在包含發射可見光之一光發射器的光源之已知具體實施 135703.doc 200930934 例中，僅來自該光發射器的光之一部分係藉由該發光材料 轉換並且來自胃光發射器的光之其餘部分係與該轉換的光 組合以決定藉由該光源發射的可見光之色彩。此外，該發 光材料可包含不同發光材料之一混合物以調譜藉由該光源 發射的光之色彩。此具體實施例之一主要好處係由於光轉 換之減低藉由該光源發射的光之效率係增加。當使用發光 材料來將光自一色彩轉換成另一色彩時，由於斯托克斯 ❹ （Stokes)偏移所致，光的損失發生。當使用藉由該光發射 器發射的光之部分時，不需要將此光轉換成一不同的色 彩，因而減低由於斯托克斯偏移所致的損失並改良該光源 的效率。特別由於藍色LED(nght emitting diode;發光二 極體）與藍光雷射LED的發展所致，具有發射可見光之一光 發射器的此等類型之光源已變得非常普遍。 然而’具有發射可見光之一光發射器的已知光源之一缺 點係一般該光源在非操作期間並不具有與在操作期間相同 ❹ 的色彩外觀。此起因於使得藉由該光發射器發射的光係經 由該發光材料自該光源發射離開的光源之組態，該發射材 料一般係作為一發光層來施加至該光發射器之頂部上。因 • 此，該光源之外觀主要係藉由該發光材料的外觀來決定。 例如’當該光源具有經由將此藍色光之部分轉換成黃色光 之一發光層來發射藍色光的光發射器時，該光源在操作期 間發射實質上白色光，而由於該發光材料所致該光源之外 觀在非操作期間係實質上黃色。 例如’可在美國專利申請案US 2005/0201109中找到對 135703.doc 200930934 在操作與非操作期間外觀之此差異的解決方式。在此專利 申請案中，揭示-發錢置，其包含—支架具有一發射 表面之一光源及布置以面對該光源之發射表面之一透鏡， 其係布置於該支架中。-半鏡膜係提供於該透鏡之至少一 ' 纟面上。當光不係自該光源發射時’該半鏡膜防止使用外 部光自外部觀看該發光裝置的内部。 此已知發光裝置之-缺點係僅可在—相對有限的波長範 ❹圍内有效地使用此-半鏡膜。當應阻隔實f上全部外部光 進入該光源時，該半鏡膜亦會阻隔光之部分自該發光裝置 發射’因而顯著減低已知發光裝置的效率。 【發明内容】 本發明之一目的係提供當無光係發射時具有一預定外觀 之一光源，同時保持一實質上較高效率。 依據本發明之一第一態樣，該目的係以包含—光發射器 與一光轉換元件之一光源來實現， φ 該光發射器經由該光轉換元件在離開該光源之一方向上 發射一第一色彩之可見光， 該光轉換元件包含一發光材料，其用於將該第一色彩的 . 光之至少一部分轉換成不同於該第一色彩之一第二色彩的 • 光， y 該光源進一步包含轉換材料，其用於將照射在該轉換材 料上的周圍光之至少一部分轉換成不同於該第二色彩之一 第三色彩的光，該周圍光係源自該光源外部之光。 在該光源之操作期間，藉由該光源發射之光包含藉由該 135703.doc -9- 200930934 光發射器發射的第一色彩之光、源自該發光材料並藉由該 光轉換元件發射的第二色彩之光及源自照射在該轉換材料 上之周圍光的第三色彩之光。因為源自該光源外部之周圍 光的強度一般比藉由該光發射器產生之光的強度低數個量 - 值等級’該第三色彩之光對藉由該光源發射之光的色彩之 貝獻非常低並因而該色彩主要係藉由該第一色彩的光與該 第二色彩的光之一混合光來決定。當該光源中的光發射器 ❹ 不發射該第一色彩之光或換言之該光源係非操作的，藉由 該光源發射之光源自進入該光源的周圍光。該周圍光之部 为可以係照射在該光轉換元件上的第一色彩之光並且其部 分係藉由該發光材料轉換成該第二色彩之光。此外，該光 源包含轉換材料，其用於將照射在該轉換材料上的周圍光 之至少一部分轉換成不同於該第二色彩之一第三色彩的 光。現在，該第三色彩對藉由該光源發射之光的貢獻不可 忽略並對在非操作期間藉由該光源發射的光之色彩有貢 φ 獻。因此，在非操作期間，藉由該光源發射並決定該光源 在非操作期間之外觀的光包含反射的周圍光、該第二色彩 之光及該第三色彩之光。選擇該第三色彩之光致能實現該 - 光源在非操作期間的預定外觀，同時省略對半鏡的需要， . 因而改良該光源之效率。 該光轉換元件之發光材料可以係不同發光材料之一混合 物，其各吸收該第一色彩並隨後將該第一色彩轉換成個別 另外色彩。該複數個另外色彩之光在係混合時產生該第二 色彩之光。該光發射器亦可包含複數個光發射器，其中該 135703.doc •10- 200930934 複數個光發射., 对器之一些光發射器發射一不同色彩之光。該 複數個光發射器之光在係混合時產生該第一色彩之光。 S (例 > )該第一色彩之光係藉由該光發射器發射的藍色 光時並且當（例如）該發光材料將該藍色光之部分轉換成黃 - 色光（其係該第二色彩之光）時，藉由該光源發射之光係實 質上白色。然而’當看向該光源時，t亥光源之外觀係一不 同色彩並係藉由將該周圍光之部分轉換成黃色光的發光材 Φ 料之色彩來決定，從而給出該光源一黃色外觀。添加將該 周圍光之部分轉換成該第三色彩之光的轉換材料，可調諧 該外觀。例如，該轉換材料將該周圍光之部分轉換成藍色 光從而補償來自該光發射器之省略藍色光。此一光源在 操作與非操作兩者期間具有一實質上白色外觀。 在此背景下，該第一色彩、該第二色彩或該第三色彩之 光通常包含具有一預定義光譜之光。該預定義光譜可（例 如）包含具有在一預定義波長附近之一特定頻寬的原色， β 或可（例如）包含複數個原色。該預定義波長係一輻射功率 光譜分佈之一平均波長。一原色之光（例如）包括紅色、綠 色、藍色、黃色、琥珀色及深紅色光。該第一色彩、該第 • 二色彩或該第三色彩之光亦可包含原色之混合色彩，例如 藍色與琥珀色、或藍色、黃色與紅色。藉由選擇（例如）該 紅色、綠色及藍色光之一特定組合，實質上每一色彩都可 藉由該光源來產生，包括白色。而且，可在致能實質上每 一色彩之產生的光源中使用其他原色組合，例如紅色、綠 色、藍色、青色及黃色。 135703.doc -11 - 200930934 在該光源之一具體實施例中，該轉換材料係施加於一層 中，該層係至少部分地施加至該光轉換元件背對該光發射 器之一表面上。此具體實施例之一好處係可相對容易地將 該轉換材料施加為該光轉換元件上之層。可根據用於該光 源中的轉換材料藉由各種已知沈積及/或印刷技術來將包 含該轉換材料之層施加至該光轉換元件上β 在該光源之一具體實施例中，該轉換材料經組態用以吸 收該照射的周圍光之至少部分並反射該照射的周圍光之其 ❹ 餘部分以用於產生該第三色彩。例如，此一轉換材料可以 係可施加至該光轉換元件上的油漆或油墨。此具體實施例 之一好處係可（例如）使用喷墨印刷來相對容易地施加該油 漆或油墨。 在該光源之一具體實施例中，該轉換材料包含另一發光 材料，該另一發光材料實質上經屏蔽以防藉由該光發射器 發射之直接照射的光，該另一發光材料將該照射的周圍光 Ο 之至少部分轉換成該第三色彩之光。此具體實施例之一好 處係（例如）當周圍光係不包含黑體輻射器之一完全光譜的 人工光時，其允許該第三色彩係在照射在該光轉換元件上 的周圍光中不存在之一色彩。此外，與僅吸收照射在該層 - 上的光之部分並反射該照射的光之其餘部分相比較，該另 發光材料之使用致能在非操作期間該光源的色彩之一主 動產生。選#該另一發光材料致能在非操作期間該光源之 實質上任何色彩外觀的產生。 在該光源之一具體實施例中，該轉換材料係以在轉換材 135703.doc •12- 200930934 料之相鄰部分之間具有開口的轉換材料之一規則圖案來施 加至該光轉換元件之表面，透過其可自該光轉換元件發射 該第一色彩之光與該第二色彩之光。此具體實施例之一好 處係其允許在操作期間產生的第一色彩與第二色彩之光實 • 質上不受阻礙地通過該轉換材料》 在該光源之一具體實施例中，該光源包含光導元件，其 用於引導該第一色彩之光朝向該發光材料離開該轉換材 ❺ 料。該光導元件可（例如）經由全内反射來引導該第一色彩 之光，其與當該等光導元件包含用於引導該第一色彩之光 之一鏡表面時相比較減低引導損失。此具體實施例之一好 處係其防止該第一色彩之光與該第二色彩之光係在該光源 内部再循環《•光之再循環總是產生一些光損失，故藉由防 止光之再循環’該光源之效率係改良。 在該光源之一具體實施例卞，選擇該轉換材料與該規則 圖案中的開口之間的相對尺寸以便防止在操作與非操作兩 φ 者期間該規則圖案肉眼可見。假定人不使用放大構件來更 明確地檢驗該光源，防止該規則圖案肉眼可見表示該規則 圖案肉眼不可見。此具體實施例之一好處係該光源之外觀 係感知為均勻的，例如具有一均勻色彩。 在該光源之一具體實施例中，以與該轉換材料類似之規 則圖案來施加一鏡層，該鏡層係配置於該轉換材料與該光 發射器之間以用於藉由再循環該第一色彩之光與該第二色 彩之光來改良該光源之效率。 在該光源之一具體實施例中，該發光材料之一部分係施 135703.doc •13- 200930934 加於該鏡層與該光發射器之間。此具體實施例之_好處係 其增加該發光材料之表面並因而藉由在一更大面積内擴展 該第-色彩之光至該第二色彩之光的轉換來增加將該第一 色彩之光轉換成該第二色彩之光的效率。由於該第一色彩 之光至該第二色彩之光的轉換在-更大面積内的擴展‘ ⑨’該光轉換元件中的發光材料之操作溫度係減低，從而 增加該發光材料的效率。 〇 在該光源之—具體實施例中，轉換材料之規則圖案係選 擇以用於改良該光轉換元件中的發光材料之冷卻。例如， 該規則圖案可以係轉換材料之波形線或直線，其（例如）可 能經由-風扇來改良—空氣流以冷卻該發光材料。替代 地，當該轉換材料之規則圖案亦包含一實質上相同的鏡圖 案時，該等鏡亦用作一熱導體，因為該等鏡通常包含相對 容易導熱之-金屬層。例如，該等鏡將熱導離該光轉換元 件，例如導向-散熱器。一般而言，甚至當該光轉換元件 ❿ 係遠離該光發射器定位時’在操作中，該發光材料之溫度 相對較高。此通常限制該發光材料的效率並限制可用於二 光轉換元件中的可應用發光材料的選擇。藉由配置該圖案 • ㈣其改良該發光材料的冷卻，該®案在操作期間增強冷 卻，而在非操作期間該圖案對該光源之外觀有貢獻。 在該光源之一具體實施例中，該轉換材料包含另一發光 材料，其實質上不吸收該第一色彩。此具體實施例之一好 處係該另一發光材料不需要被屏蔽以防該第一色彩之光。 此對在該光源上或在決定該光源在非操作期間之外觀的光 135703.doc -14- 200930934 轉換元件中提供該另一發光材料提供明顯更多的設計自 由。 在該光源之一具體實施例中，該另一發光材料係與該光 轉換元件中的發光材料混合《此具想實施例之一好處係藉 • 由混合該另一發光材料與該發光材料，該另一發光材料在 該光轉換元件中的結構不可見。在操作中，該發光材料將 該第一色彩的光之部分轉換成該第二色彩的光。該另一發 ❹ 光材料僅藉由將該周圍光之部分轉換成該第三色彩之光來 最低限度地貢獻。當該光發射器不發光時，可藉由該發光 材料將該照射的周圍光之部分轉換成該第二色彩之光。該 周圍光之另一部分將係藉由該另一發光材料轉換成該第三 色彩之光。由於在該光轉換元件令該另一發光材料與該發 光材料之混合所致’在非操作期間該第二色彩之光與該第 三色彩之光兩者將自該光源發射，其係由於產生該光源之 一均勻色彩外觀的照射周圍光所致。 〇 在該光源之一具體實施例中’該光轉換元件係遠離該光 發射器配置。該光源包含一所謂的遠端磷光體配置。此具 體實施例之一好處係可使該發光材料之表面積大於該光發 射器的表面積。因此，光係散射回該光發射器的機率係減 • 低，因而減低光的重新吸收。因此，遠端磷光體可增加系 統效率。估計效率的增加可高達60%。此外，由於更大的 面積所致’針對每一面積的光通量係更小。此增加可用於 該光轉換元件中的發光材料之多樣性。當在一般發光應用 中應用一遠端磷光體配置時的另一優點係所發射的光之亮 135703.doc -15- 200930934 度在其離開該光源之前係減小。 在該光源之一具體實施例中，該光源進一步包含一擴散 器，其係配置於背對該光發射器的光轉換元件之一側處。 可使用該擴散器來（例如）擴散轉換材料之規則圖案以使該 光源具備使得色彩係實質上均勻之一外觀，同時該規則圖 案可保持相對較大。 本發明亦係關於如請求項15之照明系統。 【實施方式】 圖ΙΑ、1B、1C、1D及1E顯示依據本發明之光源10、 I2、14、16、18的簡化剖視圖。依據本發明之光源1〇、 12、14、16、18包含一光發射器20、一光轉換元件30、 32、34、36、38及轉換材料42、44 »該光發射器20經由該 光轉換元件30、32、34、36、38在離開該光源10、12、 14、16、18之一方向上發射一第一色彩Be之可見光（參見 圖2A與2C)。該光轉換元件30、32、34、36、38包含一發 光材料40，其將該第一色彩Be之照射光之至少一部分轉換 成不同於該第一色彩Be之光的一第二色彩Yl、Y2之光（參 見圖2A與2C)。該轉換材料42、44將該照射的周圍光A(參 見圖2C與2D)之至少一部分轉換成不同於該第二色彩Y1、 Y2的一第三色彩Ba之光（參見圖2C與2D)。 例如，藉由該光發射器20發射的第一色彩Be係藍色。該 光轉換元件30、32、34、36、38包含發光材料40，其將來 自該光發射器20之藍色光Be之至少部分轉換成該第二色彩 Yl、Y2(例如，黃色光Yl、Y2)之光。當該光發射器20在 135703.doc -16- 200930934 發光時，或換言之，在該光源10、12、14、16、18之操作 期間’該光源10、12、14、16、18與該轉換的黃色光Y1、 Y2—起發射該藍色光Be之其餘部分，從而導致實質上白 色光的發射。該光源10、12、14、16、18進一步包含該轉 換材料42、44。此轉換材料42、44將該周圍光A之部分轉 換成該第三色彩Ba之光（例如，同樣具有藍色Ba之光）。由 於該周圍光A所致藉由該轉換材料42、44產生的具有藍色 之光可具有實質上相同的藍色Be或可具有不同的藍色，其 表示與藉由該光發射器20發射的色彩相比較具有不同藍色 陰影的光。因此，在操作期間，由於該第一色彩Be之光與 該第二色彩Yl、Y2之光的發射所致，藉由該光源1〇、 12、14、16、18發射的光之色彩係實質上白色，並且在非 操作期間，由於該第二色彩Yal、Ya2之光（參見圖2C與2D) 與得自該照射周圍光A的第三色彩Ba之光的發射所致，藉 由該光源10、12、14、16、18發射的光之色彩同樣係實質 φ 上白色。 該光發射器20可以係發射可見光的任何適合的光發射器 20 ’例如一白熾燈（未顯示）、一高壓放電燈（未顯示）及一 低壓放電燈（未顯示）。較佳的係，該光發射器2〇係一發光 - 二極體20或一雷射二極體20，因為此等光發射器20發射一 相對較窄光譜之光，其對於藉由該光轉換元件30、32、 34、36、38之發光材料4〇的部分轉換而言較理想。 例如’該第一色彩係藍色，該第二色彩係黃色而該第三 色彩同樣可以係藍色。 135703.doc -17- 200930934 例如，該轉換材料42可以係油墨42或油漆42。在此一具 體實施例中，該油墨42或油漆42可僅反射該照射的周圍光 A之°卩77 (例如具有藍色Ba的周圍光A之部分），並實質上 吸收該照射的周圍光A之其餘部分。如此，依據本發明之 光源〗0、14、16的所感知色彩在操作期間係白色並在非操 作期間係白色。 替代地，例如，該轉換材料42、44係另一發光材料42、 ❹ 44。在此一具體實施例中，該另一發光材料42、料可（例 如）使用該周圍光A之一部分並將其轉換成（例如）藍色仏之 光。在該另一發光材料42之一第一具體實施例中，該另一 發光材料42之配置應被屏蔽以防該第一色彩Be之直接照射 的光’因為此光之部分可與該另一發光材料42交互作用。 可藉由在該另一發光材料42與該光發射器2〇之間置放一鏡 表面50(參見圖4A與4B)來獲得該第一色彩Be之直接照射光 的防止。例如，可將該轉換材料42以一規則圖案（參見圖 ❿ 3A至3D)施加至該光轉換元件30、36上。此規則圖案交替 該轉換材料42與該發光材料40並可相對較大與明確可見以 提供該光源10、14、16之一特定外觀。在操作期間自該光 . 源10、I4、16發射的光可（例如）具有一實質上均勻的白色 光’而在非操作期間，該光源1〇、14、16可包含（例如）表 示一公司之一標識的可辨識結構或影像。 替代地’可選擇該另一發光材料44,使得其實質上不吸 收該第一色彩Be之光。在此一具體實施例中，可將該另一 發光材料44與該發光材料40混合。此另一發光材料44可 135703.doc -18· 200930934 (例如）吸收紫色光或甚至該周圍光A之紫外光之一部分並 將此轉換成藍色光Ba以確保在非操作期間發射的光之色彩 外觀亦係白色的。 在上面的範例中，該第三色彩Ba係選擇使得該光源1〇、 • I2、14、16、18之外觀在操作與非操作兩者期間係實質上 相等的（例如）白色。替代地，在非操作期間該光源丨〇、 12、14、16、18之外觀的色彩可完全不同於在操作期間藉 由該光源10、12、14、16、18發射的色彩。藉由與該照射 的周圍光A相比較選擇一特定第三色彩Ba與該第三色彩 之一適當強度’可將該光源1〇、12、14、16、18的外觀轉 換成實質上任何色彩》 圖1A顯示依據本發明之光源丨〇之一第一具體實施例，其 中該轉換材料42係施加至背對該光發射器2〇之光轉換元件 30的表面上。該轉換材料42係以一規則圖案施加至一層牝 中，其中在轉換材料42之區域之間的孔致能該第一色彩Be φ 之光與該第二色彩Υ1、γ2之光係自該光源發射。 圖1Β顯示依據本發明之光源12之一第二具體實施例。在 此具體實施例中，該轉換材料44係另一發光材料44，其實 質上不吸收該第一色彩Be之光。因此，可將該另一發光材 料44與該光轉換元件32之發光材料42混合。此具體實施例 之一好處係由於該發光材料42與該另一發光材料44之混合 所致該光源12在非操作期間的色彩外觀係實質上均勻的。 圖1C顯不依據本發明之光源14之一第三具體實施例。在 此具體實施例中，該轉換材料42係施加至一較佳的係透明 135703.doc •19- 200930934 的載體材料45上之一層4fitb $ 46中’並且該光轉換元件34僅包含 该發光材料40。此葉體分 戰體材枓45可以係（例如）該光源14之一 覆蓋玻璃45’或可以係（例如）該光源14之—透鏡元件45, 或可以係（例如）該光源14之另—光學元件 圖⑴顯示依據本發明之光㈣之—第四具體實施例。此 具體實施例顯示-光發射器2G，其係以包含該發光材料4〇 之光轉換兀件36疋全覆蓋。此一具體實施例亦係稱為一磷

光體增強的發光二極體。在該光轉換元件36上，該轉換材 料42係施加至—層46中以用於決定在非操作期間該光源16 之色彩外觀。 圖⑴所示之具體實施例進—步包含—擴散器Μ，其係配 置於背對該光發射器20的光轉換元件36之—側處。可使用 此擴散器70來（例如）擴散轉換材料42之規則圖案以使該光 源16具備使得色彩係實質上均勻之一外觀，同時該規則圖 案可保持相對較大。當然，亦可將該擴散器7〇添加至如圖 ΙΑ、1B、1C、1D及 1E所示的光源 10、12、14、16、18之 其他具體實施例。 圖1E顯示依據本發明之光源18之一第五具體實施例。同 樣，該光發射器20係藉由該光轉換元件18來囊封，其在本 具體實施例中包含該發光材料42與該另一發光材料44之一 混合物。此另一發光材料44實質上不吸收該第一色彩如之 光0 圖1D與1E所示之具體實施例顯示非常緊湊的光源16、 18 ’其包含磷光體增強的光源16、18，其中該色彩外觀係 135703.doc -20· 200930934 由於該轉換材料42、44之添加所致而予以控制。圖丨a至 1C所示之具體實施例顯示該光源1〇、12、14之具體實施 例’其中該發光材料40並不直接施加至該光源1〇、12、14 上而係遠離該光源10 ' 12、14予以施加，從而導致一所謂 . 的遠端碟光體配置。 . 圖2A、2B、2C及2D各顯示當該光發射器2〇係”開啟"或

關閉時的光之轉換。箭頭顯示自該轉換元件3〇、34發射 ❹ 的光’其中箭頭的寬度提供光之強度的指示。圖2八與2B 顯示不具有該轉換材料42的情況而圖2C與2D顯示存在該 轉換材料42的情況。 圖2A顯示當該光發射器20係"開啟"時針對不具有轉換材 料42之一轉換元件34的光之轉換。此可（例如）表示一已知 磷光體增強的發光二極體。該光發射器20發射以參考字元 Be指示的第一色彩Be之光，例如藍色之光。該光轉換元件 34將該第一色彩Be之照射光之部分轉換成該第二色彩 ❿ Y1、Y2之光。因為該光轉換元件34包含用於將該第一色 彩Be之光轉換成該第二色彩Y1、Υ2之光的發光材料4〇， 故該第二色彩Yl、Y2之光係實質上在所有方向上發射（在 - 圖2A中以指向相反方向的箭頭Y1與Y2指示）。該第一色彩

Be之照射光之一部分係自該光轉換元件34反射並反射回該 光發射器20，其係藉由具有參考字元Br之箭頭指示。該第 一色彩Be之光的其餘部分係藉由該光轉換元件34透射並係 以具有參考字元Bt之一箭頭來指示，並行進離開該光發射 器20。當該光發射器2〇發射光時自該光源發射的光係該第 135703.doc 21 200930934 一色彩Bt之透射的光及該第二色彩γ!之轉換的光之一組 合。在當前範例中，該發射的光實質上具有白色。在圖2A 中’具有參考字元A之一虛線箭頭表示自該光源周圍照射 在該光轉換元件34上的周圍光A。然而，與藉由該光源20 . 發射的光之強度相比較，此周圍光A之強度幾乎可忽略。 此在下一圖式中不同。 圖2B顯示當該光發射器20係"關閉"時針對不具有轉換材 料42之一轉換元件34的光之轉換。與前一圖式中的箭頭之 寬度相比較，此圖式中的箭頭之寬度係增強以使該照射的 周圍光A之效應可見❶針對圖2A與2B兩者的照射周圍光a 之強度通常相同。照射在該光轉換元件34上的周圍光A之 部分將係透射，其係以具有參考字元At之一白色箭頭來指 示’並且該周圍光A之一部分將係自該光轉換元件34反 射，其係以具有參考字元Ar之一白色箭頭來指示。然而， 由於在該光轉換元件34中存在該發光材料40所致，該周圍 ❿ 光Α之部分將係轉換成該第二色彩Yai、Ya2之光，其同樣 係在所有方向上發射^觀看該光源之一觀看者將感知該反 射的周圍光Ar與轉換成該第二色彩Yal之光的周圍光兩 者’並因而藉由一觀看者感知的總體色彩係該周圍光^與 a亥第二色彩Ya 1之光之一混合，在此範例中係黃色。該觀 看者將感知該光源為黃色。 圖2C顯示當該光發射器20係"開啟”時針對依據本發明的 具有轉換材料42之一轉換元件30的光之轉換。該光發射器 2〇發射以參考字元Be指示的第一色彩Be之光，例如藍色之 135703.doc -22- 200930934 光。該光轉換元件3〇將該第一色彩Be之照射光之部分轉換 成該第二色彩Y1、γ2之光，並反射回該第一色彩Be之照 射光之部分（具有參考字元Br)，其類似於圖2A所示。該第 一色彩Be之光的其餘部分係藉由該光轉換元件3〇透射並係 以具有參考字元Bt之一箭頭來指示。同樣，該虛線箭頭指 示照射在該光轉換元件30上的周圍光A。在此具體實施例 中’由於該轉換材料42的存在所致，該周圍光a之部分將 ❹ 係轉換成該第三色彩Ba之光，其在圖2C中係以具有參考字 元Ba之一虛線箭頭指示。當該光發射器2〇發射光時自該光 源發射的光係該第一色彩Bt之透射的光及該第二色彩Y12 轉換的光與該第三色彩B a之轉換的光之一組合。然而，一 般而言該周圍光A之強度比藉由該光發射器20發射的光之 強度低得多’並因而係該照射的周圍光A之一預定部分的 第三色彩Ba的貢獻對藉由該光源10發射的光之色彩而言可 忽略。故同樣在其中該光發射器20發光的當前範例中，藉 ❹ 由該光源1〇發射的光之色彩實質上具有白色。 圖2D顯示當該光發射器20係"關閉”時針對依據本發明的 具有轉換材料42之一轉換元件30的光之轉換。同樣，與前 一圖式中的箭頭之寬度相比較，此圖式中的箭頭之寬度係 . 增強以使該照射的周圍光A之效應可見。針對圖2C與2D兩 者的照射周圍光A之強度通常相同》照射在該光轉換元件 3 0上的周圍光A之部分將係透射，其係以具有參考字元At 之一白色箭頭來指示’並且該周圍光A之一部分將係自該 光轉換元件30反射，其係以具有參考字元Ar之一白色箭頭 135703.doc -23 200930934 來指示。由於在該光轉換元件30中存在該發光材料40所 致’該周圍光A之部分將係轉換成該第二色彩Yai、Ya2之 光。當該光發射器20不發光時對該光源1〇之發射的光之另 一貢獻係由於該轉換材料42的存在所致該周圍光A之部分 係轉換成該第三色彩Ba之光。現在，該第三色彩Ba之光的 貝獻仍係該照射的周圍光A之一預定義部分，但由於缺少 該第一色彩Be之光所致，該第三色彩Ba之此光不可忽略而 決定一觀看者所感知的光源10之一色彩。觀看該光源之觀 看者將感知該反射的周圍光Ar及轉換成該第二色彩Yal之 光的周圍光與轉換成該第三色彩Ba的周圍光兩者，並因而 藉由一觀看者感知的總體色彩係該周圍光Ar、該第二色彩

Yal之光（在此範例中係黃色）及該第三色彩Ba之光（在此範 例中係藍色）之一混合。當該光發射器2〇發光時並且當該 光發射器20不發光時’該觀看者都將感知該光源1〇為實質 上白色。 ⑩ 圖3A、3B、3C及3D顯示其中可將該轉換材料42施加至 該光轉換元件3 0、36上的不同規則圖案。 圖3A顯示發光材料40與轉換材料42之交替片之一相對較 ' 大棋盤圖案。此相對較大棋盤圖案可能會對一觀看者而言 可見》 圖3B顯示發光材料4〇與轉換材料42之交替片之一小得多 的棋盤圖案。s亥棋盤圖案之此減低的大小可導致藉由觀看 者感知為一實質上均勻色彩的表面。 圖3C顯示發光材料4〇與轉換材料42之交替線之一波形圖 135703.doc •24· 200930934 案°轉換材料42之此等交替線可增強在該光發射器2〇在發 光時該發光材料40的冷卻。轉換材料42之此等波形線可包 括鏡之一實質上波形圖案（參見圖4A與4B)。使用（例如）該 鏡之金屬層的相對較佳導熱性，可將得自該發光材料4〇的 • 光轉換元件30之熱導離該光轉換元件30，例如導向在該光 轉換元件30周圍之一散熱器55。 圖3D顯示發光材料40與轉換材料42之交替線之一線圖 ❹ 案。當該光轉換元件30係垂直配置（如圖像所示）時並且若 在操作期間該發光材料40之溫度增加’則施加至該發光材 料40之頂部上的轉換材料42之交替線的配置引起沿該光轉 換元件30之一空氣流。此增強當該光發射器2〇發光時該光 轉換元件30的冷卻’從而改良該光源1〇之效率。 圖4 A與4B顯示該光轉換元件之一剖視圖之一部分，其 中一鏡層50係施加至該轉換材料42與該光發射器2〇(未顯 示）之間。在圖4A中，該鏡層50再循環該第一色彩^之 參 光’從而允許該再循環的光係經由該發光材料40發射並係 部分地轉換成該第二色彩Y1之光。此外，該鏡層5〇防止該 第一色彩之光直接照射在該轉換材料42上。在圖4B中，該 • 發光材料40之部分亦係配置於該鏡層50與該光發射器2〇之 間並且該鏡層50再循環該第一色彩Be之光與該第二色彩 Y1之光返回至該光源10中，使得後者可在再循環之後在轉 換材料42之兩個片之間發射。此外’可使用該鏡層5〇來防 止該第一色彩Be之光直接照射在該轉換材料42上。 圖5顯示該光源19之一具體實施例，其中施加光導元件 I35703.doc •25- 200930934 60以用於將該第一色彩Be之光朝向該發光材料4〇導離該轉 換材料42。此外，該等光導元件6〇係配置以用於防止藉由 該光發射器20發射的第一色彩以之直接照射光。在圖$所 不之具體實施例中’該光源19包含兩個光發射器2〇,其兩 者（例如）都發射實質上相同色彩如之光。替代地，該等光 發射器20可發射不同色彩之光。藉由使用該等光導元件 60 ’用以轉換該等光發射器20之發射的光之發光材料4〇的 ❹ 面積可保持與當不存在轉換材料42時相同，從而產生具有 或不具有轉換材料42的光源19之實質上相同的轉換特性。 由於該轉換材料42之添加所致，該光源19之外觀可以係採 取並可以係控制以與當該等光發射器2〇發光時藉由該光源 19發射的光之色彩實質上相同。在一較佳具體實施例中， 該等光導元件60經由全内反射引導該光之主要部分，從而 導致該光源1 9之損失的減低。為了實現此點，可將該等光 發射器20置放於一光導62中。該等光導元件6〇(例如）形成 ❹ δ亥光導62之部分並包含與該光導62之折射率相比較具有一 減低的折射率之一材料。此可（例如）藉由使用充氣室作為 該等光導元件60來實現。 圖6顯示依據本發明之一照明系統1 00。該照明系統1 00 包含該光源1 〇連同（例如）折射光學器件丨丨〇，其用以使藉由 該光源10發射的光束成形。在如圖6所示之光源1〇中，添 加一擴散器70。可使用此擴散器70來產生該光源1〇之一實 質上均勻的外觀’而轉換材料42之規則結構可保持相對較 大0 135703.doc •26· 200930934 應注意，上述具體實施例說^非限制本發明，並且熟 習此項技術者應能夠設料多替代性具时施例而不脫離 隨附申請專利範圍之範缚。 在申請專利範圍巾’任何置放於括弧之間的參考符號不 應視為限制該中請專利範圍。動詞·,包括"及其詞型變化的 使用並不排除存在除一請求項中陳述的該些元件或步驟以 外之70件或步驟。於一元件之前的冠詞” 一”或，，一個"並不 排除存在複數個此類元件。本發明可藉由包含數個不同元 件之硬體來實施。在列舉數個構件的器件請求項中，可藉 由同一項硬體來執行此等構件之數個構件。在互不相同的 附屬項中對特定措施加以陳述之僅有事實，並不指示不能 有利地使用此等措施之組合。 【圖式簡單說明】 參考上文中說明的具體實施例，已闡明並明白本發明之 此等及其他態樣。 在圖式中： 圖ΙΑ、1B、1C、1D及1E顯示依據本發明之光源的簡化 剖視圖， 圖2A、2B、2C及2D各顯示當該光發射器係"開啟"或，，關 閉"時光之轉換，其中圖2A與2B顯示不具有轉換材料的情 況而圖2C與2D顯示存在轉換材料的情況， 圖3A、3B、3C及3D顯示其中可施加該轉換材料的不同 規則圖案， 圖4A與4B顯示包含一鏡層的光轉換元件之一部分，該 135703.doc •27· 200930934 鏡層用於再循環該第一色彩之光與該第二色彩之光， 圖5顯示該光源之一具體實施例，其中施加光導元件以 用於將該第一色彩之光導離該轉換材料，以及 圖6顯示依據本發明之一照明系統。 該等圖式純粹係概略表示且未依比例繪製。尤其為清楚 起見，一些尺寸係強烈誇大。圖式中之類似組件係盡可能 藉由相同參考數字來表示。 ❹ 135703.doc 【主要元件符號說明】 10 光源 12 光源 14 光源 16 光源 18 光源 19 光源 20 光發射器/發光二極體/雷射二極體 30 光轉換元件 32 光轉換元件 34 光轉換元件 36 光轉換元件 38 光轉換元件 40 發光材料 42 轉換材料/發光材料/油墨/油漆 44 轉換材料/發光材料 45 載體材料/覆蓋玻璃/透鏡元件/光學 OC -28- 200930934 ❹ ❹ 46 層 50 鏡表面 55 散熱器 60 光導元件 62 光導 70 擴散器 100 照明系統 110 折射光學器件 A 周圍光 Ar 周圍光之部分 At 周圍光之部分 Ba 第三色彩 Be 第一色彩 Br 第一色彩之照射光之一部分 Bt 第一色彩之光的其餘部分 Y1 第二色彩 Y2 第二色彩 Yal 第二色彩 Ya2 第二色彩 135703.doc -29-

Claims (1)

1. 200930934 十、申請專利範園： 1· 一種光源（1〇、12、14、16、18)’其在非操作期間且有 一預定義外觀，該光源（10、12、14、16、18)包含一光 發射器（20)與一光轉換元件（30、32、34、36)， 該光發射器（20)經由該光轉換元件（30、32、34、36、 38)在離開該光源（1〇、12、14、16、18)之一方向上發射 一第一色彩（Be)之可見光， 該光轉換元件（30、32、34、36、38)包含一發光材料 (40)，其用於將該第一色彩（Be)之該光之至少一部分轉 換成不同於該第一色彩（Be)之一第二色彩（γι、γ2)的 光， 2. 該光源（10、12、14、16、18)進一步包含轉換材料 (42、44) ’其用於將照射在該轉換材料（42、44)上的周 圍光（A)之至少一部分轉換成不同於該第二色彩（γι、 Y2)之一第二色彩（B a)的光，該周圍光（A)係源自該光源 (10、12、14、16、18)外部之光。 如請求項1之光源（10、12、14、16、18)，其中該轉換材 料（42)係施加至一層（46)中，其係至少部分地施加至該 光轉換元件（3 0、36)背對該光發射器（20)之一表面上。 3. 如s青求項2之光源（1〇、12、14、16、18)，其中該轉換材 料（42)經組態用以吸收該照射的周圍光（A)之至少部分並 反射該照射的周圍光（A)之其餘部分以用於產生該第三色 彩（Ba)。 4. 如請求項2之光源（1〇、12、14、16、18)，其中該轉換材 135703.doc 200930934 料（42)包含另一發光材料（42)，該另一發光材料（42)實質 上經屏蔽以防藉由該光發射器（2〇)發射之直接照射光， 該另一發光材料（42)將該照射的周圍光（A)之至少部分轉 換成該第三色彩（B a)之光。 5.如請求項2、3或4之光源（1〇、12、14、16、18)，其中該 轉換材料（42)係以轉換材料（42)之一規則圖案來施加至 該光轉換元件（30、36)之該表面，在轉換材料（42)之相 ❹ 鄰部分之間具有開口，透過該等開口可自該光轉換元件 (30、32、34、36)發射該第一色彩（Be)之光與該第二色 彩（Yl、Y2)之光。 6·如請求項4之光源（1〇、12、14、μ、18)，其中該光源 (1〇、12、14、16、18)包含光導元件（60)，其用於將該 第一色彩（Be)之光朝向該發光材料（4〇)導離該轉換材料 (42)。 7·如請求項5之光源（1〇、12、14、16、18)，其中該轉換材 〇 料（42)與該規則圖案中之該等開口（43)之間的相對尺寸 係選擇以用於防止在操作與非操作期間該規則圖案肉眼 可見》 ’ 8_如請求項5之光源（10、12、14、16、18)，其中一鏡層 (50)係以與該轉換材料（42)類似之一規則圖案來施加， 該鏡層（5〇)係配置於該轉換材料（42)與該光發射器（20)之 間以用於藉由再循環該第一色彩（Be)之光與該第二色彩 (Y1、Y2)之光來改良該光源（10、12、14、16、18)之效 率。 135703.doc 200930934 9·如請求項8之光源（10、12、14、16、18)，其中該發光材 料（4〇)之—部分係施加至該鏡層（50)與該光發射器（20)之 間。 10. 如請求項5之光源（10、12、14、16、18)，其中轉換材料 ^ (42)之該規則圖案係選擇以用於改良該光轉換元件（30、 36)中之該發光材料（4〇)的冷卻。 11. 如請求項1之光源（1〇、12、14、16、18)，其中該轉換材 料（42)包含另一發光材料（44)，其實質上不吸收該第一 ^ 色彩（Be)。 12·如叫求項η之光源（1〇、I〗、14、16、18)，其中該另一 發光材料（44)係與該光轉換元件（32、38)中之該發光材 料（40)混合。 13.如請求項1或2之光源（1〇、I〗、14、16、18)，其中該光 轉換元件（30、32、34、36、3 8)係遠離該光發射器（2〇) 配置。 〇 14.如請求項1或2之光源（10、12、14、16、18)，其中該光 源（10、12、14、16、18)進一步包含一擴散器（7〇)，其 係配置於該光轉換元件（30、32、34、36、38)背對該光 - 發射器（20)之一側處。 • 15'種照明系統（1 00)，其包含如請求項1或2之光源（10、 12、14、16、18) ° 135703.doc