[发明专利]具有电致发光量子点的设备

说明书

一种照明设备包含壳体、作为光源的电致发光量子点(QD)单元和用于提供电能到该电致发光QD单元的电组件。该壳体能够为白炽灯泡、卤素灯泡、荧光灯管或板的形式。该电致发光QD单元包含打印在绝缘衬底上的多个QD。该衬底可以是柔性的，使得该电致发光QD单元能够折弯或弯曲以符合白炽灯泡、荧光灯管或板或卤素灯丝的形状，以便模仿这些传统光源。还描述利用包含作为光源的电致发光量子点(QD)单元的照明设备来改装传统或LED灯具的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年8月27日申请的美国专利申请No.62/210,716的权益和优先权，该专利申请在此以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及例如照明设备的设备，且更具体地说，涉及一种其中并入有电致发光量子点作为光源的设备。

背景技术

使用基于半导体的发光二极管(LED)将电直接转变为光是最具前景的较高效照明方法中被广泛接受的一种方法。LED展现远超过白炽光源和荧光光源等常规照明系统的高亮度、长使用寿命和低能耗性能。目前，LED领域由通过外延法制造于结晶衬底(例如蓝宝石)上的(例如基于InGaN/GaN的)半导体量子阱发射器主导。这些结构高效、可靠、成熟且明亮，但在衬底和半导体界面处因操作期间由晶格失配和加热所致的结构缺陷总体上使此类装置受限于具有有限的灵活兼容性的点光源。

OLED易于适应低温、大面积处理，包含在柔性衬底上制造。合成有机化学提供大体上无限数目的自由度来调整分子性质以实现从选择性电荷传输到色彩可调发光的特定功能。基于便宜的“塑料”材料的高质量光源的前景已推动OLED领域的大量研究，这继而引发如平板电视和移动通信装置的若干基于OLED的高科技产品的实现。三星、LG、索尼和松下等一些行业巨头致力于开发用于照明和显示这两者的大面积白光OLED。虽然OLED领域在发展，但此技术存在可能阻碍其广泛用于商业产品的一些缺点。一个问题是至少部分地由必要的装置架构的复杂性导致的不佳成本效益，所述架构在制造期间需要多个热沉积步骤。另一问题，尤其对于深红和蓝色磷光OLED来说，是其有限的稳定性。虽然近些年来提高了很多，但其仍不符合高端装置中采用的标准。

以化学方式合成的纳米晶体量子点(QD)崭露头角成为一种有前景的用于低成本而高效的LED的发射材料。这些发光纳米材料具有大小受控的可调谐发射波长的特征，且提供优于有机分子的在色彩纯度、稳定性和耐久性上的改进。另外，如同有机材料，可通过与轻质柔性衬底相容的基于便宜解决方案的技术来制造和处理胶体QD。此外，类似于其它半导体材料，胶体QD在近带边能量下具有几乎连续的高于带边的吸收性和窄发射光谱。然而，不同于块体半导体，QD的光学光谱直接取决于其大小。具体地说，其发射颜色可通过变化QD大小和/或组成而持续地从红外(IR)调谐到紫外(UV)。宽范围的光谱可调谐性与高光致发光量子产率组合，所述高光致发光量子产率实现良好钝化结构中的均一性。已对QD的这些独特性质进行探索以用在各种装置中，例如LED、激光器、太阳能电池和光检测器。

但是，基于半导体的LED仍然是最广泛使用的固态替代光源。由于由LED提供的相较于传统白炽灯泡、荧光和高强度放电光源的节能、长使用期限、数字化和成本减小，仍在继续利用这些基于LED的解决方案来对室内灯(灯泡、灯管、聚光灯、下照灯(down light)等)、专业灯具(电筒、台灯、轨道灯等)以及室外路灯等传统照明装置进行改装。

附图说明

当结合附图阅读时会进一步理解发明内容以及以下具体实施方式。出于说明本发明的目的，在附图中示出本发明的示例性实施例；然而，本发明不限于所公开的具体方法、组成和装置。另外，附图未必按比例绘制。在附图中：

图1A和1B描绘并入呈白炽灯泡形式的机械组件中的用于光产生的示例性量子点单元。

图2描绘并入呈白炽灯泡形式的机械组件中的用于光产生的量子点单元的另一示例性方面。