[发明专利]具有量子点层的LED灯

说明书

照明器件100包括光源101、直接或间接地设置在所述光源101上面的第一磷光体层102、直接设置在所述第一磷光体层101上面的第一量子点层103和直接设置在所述第一量子点层103上面的第二磷光体层104。所述第一量子点层103包括分散在第一基质材料107中的量子点106的组群。第一和第二磷光体层102、104各自包括常规磷光体颗粒105的组群。另一实施方案是照明器件400，其包括光源401和设置在所述光源401上面的波长偏移磷光体层402。所述波长偏移磷光体层402包括量子点404的组群和磷光体颗粒403的组群，所述两个组群都分散在基质材料405中。

相关申请的交叉引用

不可用。

技术领域

含有用于将从光源发射的光转换成不同波长的光的常规磷光体和量子点的发光二极管(“LED”)灯。

背景技术

现有的LED可以发射紫外(“UV”)、可见或红外(“IR”)波长范围内的光。这些LED通常具有窄的发射光谱。理想的是使用能产生更宽的发射光谱的LED以产生所需要的颜色光，如白光。由于发射光谱窄，所以LED不能直接用于产生广谱光。可以引入磷光体来将由LED原始发射的光的一部分转换成不同波长的光。经过转换的光与原始发射的光的组合呈现更理想的输出光。但是，磷光体通常具有窄的吸收光谱并仅可以在具有非常特定的发射波长范围的潜在光源下使用。例如，YAG:Ce磷光体用于460纳米(“nm”)的光最佳但不适合用于在其它波长发光的LED。由一种类型的磷光体转换的白光一般具有低的显色指数(“CRI”)，并仅可以达到有限的色温范围。

量子点(“QD”，也称为半导体纳米晶体)可用来转换由LED发射的光和生成可见或红外区域中的光。量子点是 II-VI、III-V、IV-VI族材料的小晶体，一般具有1nm-20nm的直径，所述直径小于本体（bulk）激子玻尔半径。由于量子限制效应，QD的电子态之间的能量差是QD的组成和物理尺寸二者的函数。因此，可以通过改变QD的物理尺寸来调谐和调整QD的光学和光电子学性能。QD吸收比吸收开始波长短的波长，并在吸收开始波长处发射光。QD发光光谱的带宽与依赖于温度的多普勒展宽、海森堡不确定性原理和QD的尺寸分布有关。对于给定的QD，可以通过改变尺寸来控制该QD的发射谱带。因此，QD可以产生利用常规磷光体难以达到的颜色范围。例如，2nm CdSe量子点在蓝色区域中发射，而10nm CdSe量子点在红色区域中发射。

由于QD的纳米级尺寸，所以QD转换层本质上是非散射层。在没有散射的情况下，光通过QD层时比相同的光通过常规磷光体层时具有短得多的光路。除非该层的厚度高得不受欢迎，就没有足够的光被QD吸收以在另外的波长处转换成所希望的量的发射。因此，将需要所不希望的厚的QD层或高的QD量以实现目标颜色组合。另外，光路长在不同的发射角度是不同的。对于QD层将光转换到红色区域来说，在较小发射角度的光具有更短的光路和产生较少的红光，而在较大发射角度的光导致更多红光。因此，所得的输出光在中心具有较少的红色组分而在边缘有更多的红色组分，这在颜色均一性上是不利的。

下面是已知的：US专利6,890,777 (Bawendi)；US专利 公开 号2008/0173886(Cheon)、2007/0246734 (Lee)、2010/0123155 (Pickett)和2007/0221947 (Locascio)；以及文章“Optical thin-film materials with low refractive index for broadbandelimination of Fresnel reflection”，Xi等，Nature Photonics, 第1卷，176-179页(2007年3月1号在线出版)。

发明内容

本实施方案的目的在于提供了一种照明器件，其既具有常规磷光体和量子点又具有控制和达到输出光所需的颜色和均一性的可靠方式。