颜色转换装置、照明单元、固态发光体封装和灯具的制作方法_2

文档序号:8531997阅读:来源:国知局
线条的横截面的尺寸在一个维度处于纳米范围内。纳米范围内的尺寸意味着其大小至少小于I微米(例如,小于500纳米)并且大于或等于0.5纳米。在一个实施例中,一个维度中的尺寸小于50纳米。在另一个实施例中,一个维度中的尺寸处于2至30纳米的范围内。量子点是半传导材料的小型晶体,其通常具有仅数纳米的宽度或直径。当被入射光所激励时,量子点发射由晶体的大小和材料所决定的颜色的光。因此可以通过对点的大小进行调适而产生特定颜色的光。
[0021]所要注意的是,在本文中,(多种)发光材料将所吸收的光的至少一部分转换为其发光光谱中的光。经常,由于转换效率不佳并非所有的光都被转换为发射光,这导致了热量的产生。然而,有利的发光材料将几乎所有被吸收的能量都转换为发光光谱中的光。
[0022]可选地,如果该颜色转换装置包括第二石墨烯层并且第一发光层夹在该第一石墨烯层和第二石墨烯层之间,并且该石墨烯层和第一发光层的堆叠提供于支撑层上,或者如果该颜色转换装置包括第二发光层,后者包括被配置为吸收包括第一颜色的第三光谱分布的光和/或第二光谱分布的光的一部分并且被配置为将所吸收的光的至少一部分转换为第四光谱分布的光的第二发光材料,该第一石墨烯层夹在该第一发光层和第二发光层之间,并且该发光层和第一石墨烯层的堆叠提供于该支撑层上,则该颜色转换装置包括另一个第二石墨烯层,其提供在该支撑层的相对表面上,其中该相对表面是该支撑层中与在其上提供相应堆叠之一的表面相对的表面。
[0023]根据这些可选实施例,提供了附加的石墨烯层而使得能够更好地减小该颜色转换装置中的温差,并且使得在针对散热器提供了界面的情况下,热量能够更好地被传导远离至该散热器。
[0024]可选地,如果该支撑层包括第一侧以及与该第一侧相对的第二侧,则该第一石墨烯层被提供在该支撑层的第一侧并且该石墨烯层热耦合至该支撑层,该第一发光层被提供在该支撑层的第二侧并且该第一发光层热耦合至该支撑层;或者如果该颜色转换装置包括第二发光层,后者包括被配置为吸收包括第一颜色的第三光谱分布的光和/或第二光谱分布的光的一部分并且被配置为将所吸收的光的一部分转换为第四光谱分布的光的第二发光材料,则该第一石墨烯层夹在该第一发光层和第二发光层之间,并且该发光层和第一石墨烯层的堆叠提供于该支撑层上,该颜色转换装置包括另一个第二石墨烯层,其分别被提供在该第一发光层的表面上或者该第二发光材料的朝向远离该支撑层的表面上。
[0025]根据这些可选实施例,提供了另外的石墨烯层而使得能够更好地减小该颜色转换装置中的温差,并且使得在针对散热器提供了界面的情况下,热量能够更好地被传导远离至该散热器。
[0026]根据本发明的第二方面,提供了一种照明单元,其包括外壳、发光体,以及根据之前所讨论的任一个实施例的颜色转换装置。该外壳封闭空腔并且该外壳包括出光窗口。该外壳的至少一部分为导热材料。该发光体提供在该空腔之中并且被配置为发出第一颜色的光。该颜色转换装置被提供在该出光窗口。可选的第二石墨烯层、可选的另一个第二石墨烯层以及可选的又一个第二石墨烯层热之一和/或该第一石墨烯层耦合至该外壳中为导热材料的部分。
[0027]根据第二方面的发光单元包括具有如之前所讨论的优势的颜色转换装置。此外,该外壳至少部分由导热材料所制成,并且该至少一个石墨烯层能够向该外壳传导在发光层中所产生的热量。因此,该外壳自身用作散热器。换句话说,在作为整体的该照明单元中可能存在明显的温差,例如该颜色转换装置和外壳之间的温差,并且由于该外壳的部分与至少一个石墨烯层之间的热耦合,作为整体的该照明单元内的温差也有所减少。因此,该颜色转换装置的温度进一步下降,这更大程度地带来了之前所讨论的与这样的降温相关的优势。
[0028]所要注意的是,可以使用能够发出第一颜色的光的任意类型的发光体。在具体实施例中,该发光体是固态发光体。该固态发光体可以为在本申请中所讨论的固态发光体的类型之一,诸如有机发光二极管、发光二极管,或者例如激光二极管。
[0029]可选地,当该颜色转换装置具有在之前的一个可选实施例中所讨论的热传输界面时,该热传输界面与该外壳中导热材料的部分相接触。因此,在该可选实施例中,在该颜色转换装置中所产生的热量更好地被传输至该外壳的导热部分。
[0030]可选地,该照明单元包括被部署在该外壳朝向该空腔的表面的附加的石墨烯层。该附加的石墨烯层热耦合至该发光体和/或该外壳的导热部分。该附加的石墨烯层提供了用于使得作为整体的照明单元内的温差有所减小的附加手段。在该可选实施例中,该附加的石墨烯层基本上贡献于发光体的冷却。
[0031]可选地,该照明单元包括散热器,并且该外壳的导热部分热耦合至该散热器。因此,该外壳的导热部分能够将热量从该颜色转换装置传输至该散热器而使得该颜色转换装置的温度保持在可接受的限值之内。
[0032]根据本发明的第三方面,提供了一种固态发光体封装,其包括固态发光体裸片以及根据之前所讨论实施例之一的颜色转换装置。该固态发光体裸片部署在衬底上,并且该衬底也可以用作该颜色转换装置的支撑层。在具体实施例中,该固态发光体并不具有通过其发光的衬底层,并且在这样的实施例中,固态发光体的另一个层可以用作支撑层。该固态发光体封装具有该固态发光体封装内的温差由于该颜色转换装置的第一石墨烯层而有所减小的优势。有所减小的温差使得受到温差影响的材料内的应力较小,并且这还意味着最高温度有所下降而使得具体材料在更小程度上受到发热所导致的退化和或破坏的影响。所要注意的是,该颜色转换装置部署在该固态发光体裸片的发光表面上,或者该固态发光体所发射的光通过该衬底进行发射。
[0033]根据本发明的第四方面,提供了一种灯具,其包括根据之前所讨论的任一个实施例的颜色转换装置,或者包括根据之前所讨论的任一个实施例的照明单元,或者包括根据之前实施例之一的固态发光体封装。根据本发明第四方面的灯具提供了与该颜色转换装置、照明单元或固态发光体封装相同的益处,并且具有效果类似于它们的相对应实施例的相似实施例。
[0034]固态发光体的不例是发光二极管(LED)、(多个)有机发光二极管OLED,或者例如激光二极管。在一些实施例中,该固态光源可以是蓝色发光LED,诸如基于GaN或InGaN的LED,其例如发出波长范围从440至460nm的基色光。可替换地,该固态光源可以发射UV或紫色光,其随后被一种或多种发光材料转换为(多种)更长波长的光。
[0035]本发明的第五方面涉及石墨烯层的应用,该石墨烯层作为用于降低发光层中的温差的器件而耦合至该发光层,该发光层包括被配置为吸收第一光谱分布的光的一部分并且被配置为将所吸收的光的一部分转换为第二光谱分布的光的第一发光材料。这样使用石墨烯层的优势之前已经在上文中所讨论的颜色转换装置、照明单元和固态发光体封装的可选实施例中进行了讨论。
[0036]本发明的这些和其它方面将参考随后描述的实施例进行阐述并变得显而易见的。
[0037]本领域技术人员将要意识到的是,以上所提到的本发明的选项、实施方式和/或方面中的两个或更多可以以被认为有用的任何方式进行组合。
[0038]基于这里的描述,本领域技术人员能够对该颜色转换装置、照明单元和固态发光体封装进行修改和改变,其对应于所描述的该颜色转换装置的修改和改变。
【附图说明】
[0039]在附图中:
[0040]图1a示意性示出了包括根据本发明第一方面的颜色转换装置的固态发光体封装的两个实施例的截面图;
[0041]图1b至Id示意性示出了根据本发明第一方面的颜色转换装置的不同实施例的截面图;
[0042]图2示意性示出了照明单元的实施例的截面图;
[0043]图3a示意性示出了包括散热器的照明单元的另一个实施例的截面图;
[0044]图3b示意性示出了包括圆顶形发光二极管的照明单元的另外的实施例的截面图;
[0045]图4a至4d示意性示出了颜色转换装置的可替换实施例的截面图;和
[0046]图5示意性示出了灯具的实施例。
[0047]应当注意的是,在不同附图中由相同参考标记所表示的事项具有相同的结构特征和相同的功能,或者是相同的信号。在已经对这样的事项的功能和/或结构进行过解释的情况下,不必在详细描述中对其进行重复解释。
[0048]附图仅是图示性的而并非依比例绘制。尤其为了清楚,一些尺寸被大幅放大。
【具体实施方式】
[0049]图1a示意性示出了包括根据本发明第一方面的颜色转换装置102、122的固态发光体封装100、120的两个实施例。每个固态发光体封装100、120包括发光二极管裸片104。在其它实施例中,发光二极管裸片是另一种类型的其他固态发光体的裸片,诸如有机发光二极管,或者例如激光二极管。在操作中,发光二极管裸片104发出第一颜色的光。发光二极管裸片104被提供在光透射衬底126上。光透射衬底126也是颜色转换装置102、122的一部分,并且具有支撑层的功能。颜色转换装置102、122进一步包括石墨烯层108和发光层110。石墨烯层108和发光层110互相接触。发光层110包括发光材料,后者被配置为吸收包括第一颜色的第一光谱分布的光的一部分并且被配置为将所吸收的光的一部分转换为第二光谱分布的光。这产生了该固态发光体封装的以下光发射,该光发射包括第二光谱分布的光并且依赖于已经被吸收的第一颜色的光的数量的第一颜色的光。衬底126的第一侧与发光二极管裸片104相接触,并且衬底126的与该第一侧相对的第二侧与石墨烯层108或者发光层110相接触。换句话说,固态发光体封装100包括堆叠层,并且按照从封装100的第一侧到封装100的第二侧的顺序提及,该堆叠层中的层为发光二极管裸片104、衬底126、石墨烯层108和发光层110。固态发光体封装120包括堆叠层,并且按照从封装120
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