專利名稱：應(yīng)用量子點的光學(xué)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的主題涉及光學(xué)組件，更具體地，涉及應(yīng)用量子點的光學(xué)組件。
背景技術(shù)：
白光LED可被制造為冷白光LED或暖白光LED。LED的溫暖感或涼感表述為以開氏溫度為單位的色溫。這些白光LED通常通過將藍(lán)光LED (后文稱為冷光LED)與接近該LED的黃和紅熒光粉的特定混合物一起使用產(chǎn)生白光。與直覺或常識相反的是，冷白光LED產(chǎn)生在可見光譜藍(lán)色端處的光，并且被認(rèn)為具有較高的色溫，通常超過5000° K，而暖光LED產(chǎn)生在可見光譜紅色端處的具有較高波長的光，具有相應(yīng)的在2700° K數(shù)量級的較低的色溫。使用冷白光LED或暖白光LED的選擇可取決于燈的功能、燈被安裝在其中的環(huán)境和/或文化差異。例如，一些文化偏好冷光源，而在另一些文化中，例如北美，更偏好暖光。但是，冷白光LED通常比暖白光LED具有更高的效率。例如，冷白光LED可以比暖白光LED效率高35%。因此，期望冷白光LED可改變來產(chǎn)生暖光，同時保持冷白光LED的效率。量子點是尺寸為2-10納米量級的半導(dǎo)體納米晶體，其在光通過量子點時改變光的波長。當(dāng)具有足夠能量的入射光撞擊量子點時，量子點暫時將電子從價帶跨越帶隙移入相鄰的更高的導(dǎo)帶(conducive band),在價帶中形成相應(yīng)的正電荷孔。在該不穩(wěn)定狀態(tài)中，電子降回到價帶，并且在該過程中，以光的形式發(fā)出能量。再發(fā)射光的特定波長由帶隙和量子點的尺寸確定。例如，較大的量子點將入射波長頻移到較高波長下的低能量光。因此，較大的量子點將入射波長朝向可見光譜的紅色端頻移。相反地，較小的量子點在較小波長下發(fā)射較高能量的光。較小的量子點使入射波長在可見光譜的藍(lán)色端處頻移。因而，量子點可用于照明來調(diào)節(jié)發(fā)射的光的顏色。在典型的示例中，例如LED的單色藍(lán)光源可涂覆有量子點，以調(diào)節(jié)從其發(fā)射的光的能量或波長，由此使冷光變暖。但是,量子點不是沒有缺點。具體地，量子點可在暴露于高溫時損壞(break down)并且降解(degrade)。因而，將量子點用于照明局限于低功率燈，低功率燈發(fā)出最少量的傳導(dǎo)熱和輻射熱。另一方面，高功率燈，特別是LED不能使用量子點，因為來自高功率LED的熱將使量子點快速降解。而且，高功率LED通常制造為冷白光LED更便宜并且更容易。但是，在安裝時，可能期望暖光燈。因為非常接近量子點的高功率LED使量子點降解，因此使用量子點來將來自高功率冷光LED的光變暖不是所選擇的。所要解決的問題是需要一種高功率冷光LED，其對可由量子點變暖，同時保持冷光LED的效率。

發(fā)明內(nèi)容
該技術(shù)方案由光學(xué)組件提供。該組件包括具有上游端和下游端的殼體。LED位于殼體的上游端中。LED配置為以從其產(chǎn)生激發(fā)光。激發(fā)光具有第一波長。光學(xué)裝置位于殼體的下游端中。光學(xué)裝置被定位為距離LED較遠(yuǎn)，以使得在LED和光學(xué)裝置之間形成腔室。從LED產(chǎn)生的激發(fā)光經(jīng)過腔室向下游傳送到光學(xué)裝置。量子點位于光學(xué)裝置上。激發(fā)光激發(fā)量子點，以使量子點產(chǎn)生具有第二波長的發(fā)射光，該第二波長與激發(fā)光的第一波長不同。


現(xiàn)在將參照附圖通過例子描述本發(fā)明，在附圖中:圖1是根據(jù)實施例形成的LED的示意性視圖；圖2是根據(jù)實施例形成的光學(xué)組件的示意性視圖；圖3是根據(jù)另一個實施例形成的光學(xué)組件的示意性視圖；圖4是示出來自根據(jù)實施例形成的LED的光的色譜的曲線圖；圖5是示出來自根據(jù)另一個實施例形成的LED的光的色譜的曲線圖。
具體實施例方式在一個實施例中，設(shè)置了一種光學(xué)組件。該組件包括具有上游端和下游端的殼體。LED位于殼體的上游端中。LED配置為以從其產(chǎn)生激發(fā)光。激發(fā)光具有第一波長。光學(xué)裝置位于殼體的下游端中。光學(xué)裝置定位為距離LED較遠(yuǎn)，以使得在LED和光學(xué)裝置之間形成腔室。從LED產(chǎn)生的激發(fā)光經(jīng)過腔室向下游傳送到光學(xué)裝置。量子點位于光學(xué)裝置上。激發(fā)光激發(fā)量子點，以使量子點產(chǎn)生具有第二波長的發(fā)射光，該第二波長與激發(fā)光的第一波長不同。在另一個實施例中，設(shè)置了一種光學(xué)組件。該組件包括具有上游端和下游端的殼體。LED位于殼體的上游端中。LED配置為以從其產(chǎn)生激發(fā)光。光學(xué)裝置位于殼體的下游端中。光學(xué)裝置定位為距離LED較遠(yuǎn)，以使得在LED和光學(xué)裝置之間形成腔室。從LED產(chǎn)生的激發(fā)光經(jīng)過腔室向下游傳送到光學(xué)裝置。量子點位于光學(xué)裝置上。激發(fā)光激發(fā)量子點來產(chǎn)生比激發(fā)光更暖的發(fā)射光。在另一個實施例中，設(shè)置了一種光學(xué)組件。該組件包括具有上游端和下游端的殼體。LED位于殼體的上游端中。LED配置為以從其產(chǎn)生激發(fā)光。LED具有主光學(xué)裝置，其配置為以將激發(fā)光聚焦。輔助光學(xué)裝置位于殼體的下游端中。輔助光學(xué)裝置定位為距離主光學(xué)裝置較遠(yuǎn)，以使得在主光學(xué)裝置和輔助光學(xué)裝置之間形成腔室。從LED產(chǎn)生的激發(fā)光經(jīng)過腔室向下游傳送到輔助光學(xué)裝置。量子點位于輔助光學(xué)裝置上。激發(fā)光激發(fā)量子點來產(chǎn)生比激發(fā)光更暖的發(fā)射光。前面的概括和后面的一些實施例的詳細(xì)描述將在結(jié)合附圖閱讀時可更好地理解。如本文所用，以單數(shù)或前面具有詞語“a”或“an”表述的元件或步驟應(yīng)理解為不排除多個所述元件或步驟，除非特別聲明排除。而且，“一個實施例”的引用不是用來解釋為排除存在還并入引用特征的另外的實施例。而且除非明確聲明與之相反，“包括”或“具有”具有特定性能的一個元件或多個元件的實施例可包括不具有該性能的另外的這樣的元件。如本文中所用，術(shù)語“暖光”和“冷光”由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限定。特別地，“冷光”限定具有較高藍(lán)光含量的光，并且當(dāng)提到白光時，色彩校正溫度(CCT )在5000K到6500K量級。另一方面，“暖光”限定具有較高紅光含量的光，并且關(guān)于色彩校正溫度在2700K到3500K量級。暖光和冷光LED通過沉積在發(fā)光二極管模具中或附近的專用熒光粉混合物產(chǎn)生白光。應(yīng)注意的是，較冷的白光LED通常比暖光LED效率更高。例如，冷光LED可比暖光LED效率高25-35%。安裝冷光或暖光的選擇可能取決于光的功能、環(huán)境、文化和/或眼睛敏感度。圖1示出根據(jù)實施例形成的LED100。LED100可用于例如一般的照明、導(dǎo)航照明、汽車照明、信號、標(biāo)記、文本和視頻顯示、燈泡等應(yīng)用。LED100電耦接到基板102?；?02可以是電路板，例如印刷電路板、柔性電路等?；?02給LED100供電，以使LED100從其發(fā)射光。LED100包括發(fā)光二極管104。二極管104配置為以在LED100通過基板102供電時產(chǎn)生光101。特別地，二極管104中的電子的運動使二極管104以光子形式釋放能量。光101通過從二極管104釋放能量產(chǎn)生。光101的顏色取決于特定的半導(dǎo)體類型、結(jié)構(gòu)和由二極管104產(chǎn)生的能量大小。主光學(xué)裝置106定位為近似圍繞二極管104。主光學(xué)裝置106保護二極管104。主光學(xué)裝置106也可配置為以使由二極管104產(chǎn)生的光101具有一定形狀。主光學(xué)裝置106可通過反射、折射和衍射等使光101具有一定形狀。主光學(xué)裝置106可以是透鏡。替代地，主光學(xué)裝置106可以是透明蓋。在一個實施例中，LED100是具有藍(lán)光二極管的冷光LED。LED100的二極管104產(chǎn)生在可見光譜藍(lán)色端處的光101。由藍(lán)光LED產(chǎn)生的光通常與產(chǎn)生在可見光譜紅色端處的光相比具有較短的波長和較高的能量。例如，藍(lán)光101可具有在450nm和500nm之間的波長。LED100的主光學(xué)裝置106可包括或涂覆有熒光粉。熒光粉可使冷光101經(jīng)受斯托克斯頻移(Stokes shift)，其中，冷光101的波長變得更長。由二極管104產(chǎn)生的光101頻移到較暖的黃光103。較暖的黃光103被從LED100發(fā)出。替代地，主光學(xué)裝置106可涂覆有被配置為以使冷光101變暖的任何其他合適的化合物。例如，主光學(xué)裝置106可涂覆有鋁、鎵、銦等化合物。在一個實施例中，LED100是高功率LED。高功率LED通常具有與低功率LED相比增大的光輸出和強度。LED100可在幾百微安到大于I安培之間的電流下驅(qū)動。LED可產(chǎn)生強度高于1000流明的光。在一個實施例中，可能期望高功率LED100產(chǎn)生在可見光譜紅色端處的暖光。量子點可用于產(chǎn)生暖光。遺憾的是，量子點對于由高功率LED100產(chǎn)生的高熱量很敏感。因而，使用量子點涂覆LED100不是產(chǎn)生暖光的選擇，因為由高功率LED100產(chǎn)生的熱將使量子點降解。圖2是根據(jù)實施例形成的光學(xué)組件200的示意性視圖。光學(xué)組件200配置為以從冷光LED產(chǎn)生暖光。光學(xué)組件200包括具有上游端222和下游端224的殼體220?；?02位于殼體220的上游端222中。LED204位于殼體220的上游端222中，并且結(jié)合到基板202。LED204通過基板202供電。在一個實施例中，LED204可以是由在幾百微安到大于I安培之間的電流驅(qū)動的并且產(chǎn)生強度高于1000流明的光的高功率LED。在示例實施例中，LED204可以是配置為以在大于暖光LED的效率的效率下運行的冷光LED?；?02可以是電路板，例如印刷電路板、柔性電路等?；?02給LED204供電，以使LED204產(chǎn)生激發(fā)光226。LED204包括二極管206和覆蓋二極管206的主光學(xué)裝置208。在一個實施例中，LED204具有藍(lán)光二極管206，該藍(lán)光二極管206產(chǎn)生具有高能量的藍(lán)光205。二極管206可產(chǎn)生具有波長在450nm和500nm之間的藍(lán)光205。主光學(xué)裝置208可包括用于使由藍(lán)光二極管206產(chǎn)生的藍(lán)光205變暖的熒光粉涂層。特別地，熒光粉涂層產(chǎn)生斯托克斯頻移，從而產(chǎn)生具有波長在570nm和590nm之間的黃光207。黃光207比藍(lán)光205具有較低的能量和較高的波長。熒光粉的強度可改變來改變在激發(fā)光226中產(chǎn)生的黃光207的量。較高強度的熒光粉產(chǎn)生具有波長更接近590nm的激發(fā)光226。較低強度的熒光粉產(chǎn)生具有波長更接近450nm的激發(fā)光226。熒光粉的強度可改變來從主光學(xué)裝置208產(chǎn)生波長在450nm和570nm之間的激發(fā)光226。由LED204產(chǎn)生的激發(fā)光226包括黃光207。在一個實施例中，藍(lán)光205的一部分被允許通過主光學(xué)裝置208。在該實施例中，激發(fā)光226包括藍(lán)光205和黃光207。調(diào)節(jié)黃光熒光粉的強度和組分以允許藍(lán)光的一部分從熒光粉透射以及黃光從熒光粉發(fā)射，導(dǎo)致發(fā)射白光。輔助光學(xué)裝置210位于殼體220的下游端224中。輔助光學(xué)裝置210定位為距離LED204較遠(yuǎn)，以使得在輔助光學(xué)裝置210和LED204之間形成腔室。輔助光學(xué)裝置可以是光束改變光學(xué)裝置，例如凹透鏡、凸透鏡或平面透鏡。另外，光學(xué)裝置也可以是全內(nèi)反射型，其最小化形成的腔室228的尺寸。在示出的實施例中，輔助光學(xué)裝置210定位為距離主光學(xué)裝置208較遠(yuǎn)，以使得在主光學(xué)裝置208和輔助光學(xué)裝置210之間形成腔室228。在示例實施例中，輔助光學(xué)裝置210可定位為距離主光學(xué)裝置208如此遠(yuǎn)以使得輔助光學(xué)裝置210不與LED204接觸的任何距離。在利用全內(nèi)反射透鏡的實施例中，全內(nèi)反射透鏡可包括其間形成有間距的外透鏡和內(nèi)透鏡。在該實施例中，內(nèi)透鏡可直接位于LED204上。輔助光學(xué)裝置210定位為以使得激發(fā)光226從LED204向下游移動通過腔室228到達(dá)輔助光學(xué)裝置210。在一個實施例中，輔助光學(xué)裝置210為透明盤片。替代地，輔助光學(xué)裝置210可以是透鏡。例如，輔助光學(xué)裝置210可以是全內(nèi)反射透鏡。替代地，輔助光學(xué)裝置210可以是折射透鏡、衍射透鏡和/或任何其他適當(dāng)?shù)耐哥R。輔助光學(xué)裝置210包括位于其上的量子點212。量子點212為形成在膠體溶液中的半導(dǎo)體納米晶體。量子點212的激發(fā)子在全部三個空間維度受到限制，以使量子點212的激發(fā)產(chǎn)生發(fā)射光230。量子點212可產(chǎn)生從可見光譜到紅外光譜的發(fā)射光230。量子點212的尺寸可在從5nm到50nm范圍內(nèi)。較小的量子點212需要較大量的能量來激發(fā)。因此，較小量子點212釋放較高量的能量。較高量的能量產(chǎn)生接近可見光譜藍(lán)色端的具有在450nm和500nm之間的發(fā)射光230。較大的量子點212需要較小的能量來激發(fā)。因此，較大的量子點212釋放較小的能量。較低量的能量產(chǎn)生在可見光譜紅色端處的具有在610nm和760nm之間的發(fā)射光230。量子點的尺寸可以基于量子點將產(chǎn)生的預(yù)定顏色的發(fā)射光230來選擇。在一個實施例中，輔助光學(xué)裝置210涂覆有量子點212。例如，量子點212可以是以均勻分布到整個光學(xué)裝置中的方式加工浸潰到輔助光學(xué)裝置210中。在另一個實施例中，量子點212設(shè)置在涂敷到輔助光學(xué)裝置210的主和/或輔助表面的層疊層中。在示例實施例中，量子點212的尺寸適于產(chǎn)生在可見光譜紅色端部處的較低能量、較高波長的具有在610nm和760nm之間的波長的發(fā)射光230。量子點212在輔助光學(xué)裝置210上的強度也可改變來改變由量子點212發(fā)出的發(fā)射光230的波長。例如，高強度的量子點212產(chǎn)生波長更接近760nm的發(fā)射光230，并且較低強度的量子點212產(chǎn)生波長更接近610nm的發(fā)射光 230。在操作過程中，LED204的二極管206產(chǎn)生在可見光譜藍(lán)色端處的具有在450nm和500nm之間的波長的藍(lán)光205。藍(lán)光205通過主光學(xué)裝置208。在一個實施例中，主光學(xué)裝置208涂覆有熒光粉。應(yīng)注意的是，使用熒光粉涂覆主光學(xué)裝置208僅是示例性的。在其他實施例中，主光學(xué)裝置208可涂覆有其他復(fù)合物。熒光粉使藍(lán)光205經(jīng)受斯托克斯頻移，以使藍(lán)光205的波長增大，從而形成具有波長在570nm和590nm之間的較暖的黃光207。由主光學(xué)裝置207產(chǎn)生的較暖的黃光207的量可取決于熒光粉的強度。例如，較高強度的熒光粉可產(chǎn)生具有波長更接近590nm的黃光207。較低強度的熒光粉可產(chǎn)生具有波長更接近450nm的黃光207。在一個實施例中，主光學(xué)裝置允許藍(lán)光205中的一些從其通過。藍(lán)光205與暖黃光207 —起從LED204發(fā)射，以產(chǎn)生具有在可見光譜的藍(lán)色和黃色范圍內(nèi)的第一波長的激發(fā)光226。允許通過主光學(xué)裝置208的藍(lán)光205的量可改變，以使LED204產(chǎn)生具有在450nm和590nm之間的第一波長的激發(fā)光226。在一個實施例中，激發(fā)光226僅包括黃光207。在另一個實施例中，主光學(xué)裝置208沒有涂覆有熒光粉，并且激發(fā)光226僅包括藍(lán)光205。替代地，主光學(xué)裝置208可使用其他化合物涂覆，以產(chǎn)生不同顏色的光。例如，主光學(xué)裝置208可使用例如鋁、鎵、銦等化合物涂覆。激發(fā)光226向下游導(dǎo)向通過腔室228到達(dá)輔助光學(xué)裝置210。激發(fā)光226配置為以激發(fā)設(shè)置在輔助光學(xué)裝置210上的量子點212。量子點212產(chǎn)生發(fā)射光230。量子點212被配置為以從其發(fā)出低能量、長波長的發(fā)射光230。在示例實施例中，發(fā)射光230的第二波長大于激發(fā)光226的第一波長。發(fā)射光230可具有在可見光譜的紅色端處的第二波長。例如，發(fā)射光230可具有在610nm和760nm之間的第二波長。替代地，量子點212可配置為以發(fā)射具有大于激發(fā)光226的第一波長的任何第二波長的光230。例如，發(fā)射光230的第二波長可在590nm和760nm之間。發(fā)射光230比激發(fā)光226更暖。在一個實施例中，量子點212的強度可改變來允許激發(fā)光226的一部分209通過輔助光學(xué)裝置210。激發(fā)光226的部分209與發(fā)射光230 —起通過輔助光學(xué)裝置210，以改變由光學(xué)組件200發(fā)出的總光232的溫暖感。例如，高強度的量子點212可限制激發(fā)光226通過輔助光學(xué)裝置210，由此產(chǎn)生具有在可見光譜的紅色端處的在6 IOnm和760nm之間的波長的總光232。較低強度的量子點212可能夠使一些激發(fā)光226通過輔助光學(xué)裝置210，以使由光學(xué)組件200產(chǎn)生的總光232更接近可見光譜上的黃光。量子點212的強度和組成可改變來從光學(xué)組件200產(chǎn)生波長在590nm和760nm之間的總光232。通過量子點的組成以及激發(fā)光226的波長，可生成從2700K到6500K的寬范圍的白光色溫。光學(xué)組件200從冷白光LED204產(chǎn)生暖白光。光學(xué)組件200產(chǎn)生暖白光，同時保持冷光LED204的效率。輔助光學(xué)裝置210可在裝配時位于光學(xué)組件200內(nèi)。因此，光學(xué)組件200可以冷光LED制造和運輸?？晒?yīng)各種形式的輔助光學(xué)裝置210來在應(yīng)用到組件200時提供變化的冷度或暖度。在裝配或終端固定安裝時，可將期望的輔助光學(xué)裝置210添加到光學(xué)組件200來從光學(xué)組件200產(chǎn)生較冷或較暖的光。因而，可在裝配過程中在安裝點處決定以冷光LED或暖光LED的形式安裝光學(xué)組件200。由此消除制造和運輸單獨的冷光或暖光LED。而且，輔助光學(xué)裝置210能夠使量子點212與高功率LED—起使用。輔助光學(xué)裝置210定位為距離LED204 —定距離，以使量子點212不暴露于由高功率LED204產(chǎn)生的熱。在一個實施例中，輔助光學(xué)裝置210僅需要定位為以使得輔助光學(xué)裝置210不接觸高功率LED204。替代地，輔助光學(xué)裝置210可定位為距離LED204為任意適當(dāng)?shù)木嚯x，以使量子點212由從LED204發(fā)出的激發(fā)光226激發(fā)。將輔助光學(xué)裝置210定位為距離LED204較遠(yuǎn)防止設(shè)置在輔助光學(xué)裝置210上的量子點212降解。圖3是根據(jù)實施例形成的光學(xué)組件300的示意性視圖。光學(xué)組件300包括具有上游端322和下游端324的殼體320。光學(xué)組件300配置為以從冷光LED產(chǎn)生暖光。光學(xué)組件300包括位于殼體320的上游端322中的基板302。LED304位于殼體320的上游端322中，并且結(jié)合到基板302。LED304具有功率。在一個實施例中，LED304可以是高功率LED。在一個實施例中，LED304可以是冷光LED。LED304配置為以產(chǎn)生激發(fā)光326。LED304包括二極管306和覆蓋二極管306的主光學(xué)裝置308。在一個實施例中，LED304具有藍(lán)光二極管306，該藍(lán)光二極管306產(chǎn)生具有波長在450nm和500nm之間的基本單色的冷光305。主光學(xué)裝置308可包括熒光粉涂層，以使從藍(lán)光二極管306發(fā)射的冷光305變暖，該藍(lán)光二極管306在與黃光熒光粉結(jié)合時產(chǎn)生冷白光307。在示例性實施例中，激發(fā)光326包括冷藍(lán)光305的一部分和黃光307。熒光粉的強度可改變來改變在激發(fā)光326中的黃光307和冷光305的量。輔助光學(xué)裝置310位于殼體320的下游端324中。輔助光學(xué)裝置310定位為距離LED304較遠(yuǎn)，以使得在輔助光學(xué)裝置310和LED304之間限定腔室328。輔助光學(xué)裝置310定位為距離主光學(xué)裝置308較遠(yuǎn)，以使得在輔助光學(xué)裝置310和主光學(xué)裝置308之間限定腔室328。在示例實施例中，輔助光學(xué)裝置310可定位為距離主光學(xué)裝置308如此遠(yuǎn)以使輔助光學(xué)裝置310不與LED304接觸的任何距離。輔助光學(xué)裝置310定位為以使得由LED304產(chǎn)生的激發(fā)光326向下游移動通過腔室328到達(dá)輔助光學(xué)裝置310。在示出的實施例中，輔助光學(xué)裝置310是微透鏡。微透鏡可包括以一維或二維陣列結(jié)合在一起的多個微透鏡。在一個實施例中，微透鏡可以六邊形陣列布置。微透鏡可具有小于一毫米的直徑。在一個實施例中，微透鏡可具有小至10微米的直徑。在一個實施例中，微透鏡為梯度折射率透鏡(gradient-1ndex lens)、微菲涅爾透鏡(micro-Fresnel lens)等。微透鏡可用于將從其通過的激發(fā)光326聚焦。微透鏡可通過反射、折射和衍射等使激發(fā)光326聚焦。輔助光學(xué)裝置310包括位于其上或其中的量子點312。在一個實施例中，輔助光學(xué)裝置310涂覆有量子點312。例如，量子點312可平板印刷、光蝕刻或通過多種其他普遍認(rèn)可的印刷方法涂覆在輔助光學(xué)裝置310上。量子點可涂覆到輔助光學(xué)裝置的第一或第二表面?；蛘撸湟部山Y(jié)合在形成輔助光學(xué)裝置的材料中。在另一個實施例中，量子點312設(shè)置在附著到輔助光學(xué)裝置310的層疊層中。激發(fā)光326激發(fā)量子點312，以使量子點312產(chǎn)生發(fā)射光330。量子點312的尺寸決定發(fā)射光330的波長。在示例實施例中，量子點312的尺寸適于產(chǎn)生在可見光譜紅色端部處的較低能量、較高波長的具有在610nm和760nm之間的波長的發(fā)射光330。量子點312在輔助光學(xué)裝置310上的強度可改變來改變發(fā)射光330的波長。在操作過程中，LED304的二極管306發(fā)出在可見光譜藍(lán)色端處的具有在450nm和500nm之間的波長的冷光305。冷光305通過主光學(xué)裝置308。在一個實施例中，主光學(xué)裝置308涂覆有或包括熒光粉。熒光粉將冷光305頻移，并且發(fā)出具有波長在570nm和590nm之間的較暖的黃光307。在一個實施例中，主光學(xué)裝置允許冷光305中的一些從其通過。冷光305與暖黃光307 —起發(fā)出，以產(chǎn)生具有在可見光譜的藍(lán)色和黃色范圍內(nèi)的第一波長的激發(fā)光326，合成光顯示為白光。在另一個實施例中，主光學(xué)裝置308沒有涂覆有熒光，并且冷光305能夠從其通過而不改變，以使發(fā)射光326僅包括冷藍(lán)光305。在另一個實施例中，激發(fā)光326僅包括黃光307。替代地，主光學(xué)裝置308可涂覆有除熒光粉以外的化合物，以產(chǎn)生不同顏色的光。激發(fā)光326激發(fā)輔助光學(xué)裝置310上的量子點312，以使量子點312產(chǎn)生發(fā)射光330。發(fā)射光330具有低能量，并且具有高的第二波長。發(fā)射光330可具有在可見光譜的紅色端處的第二波長。發(fā)射光330具有第二波長,該第二波長大于發(fā)射光326的第一波長。發(fā)射光330比激發(fā)光326更暖。在一個實施例中，量子點312的強度可改變來允許激發(fā)光326的一部分309通過輔助光學(xué)裝置310。激發(fā)光326的通過輔助光學(xué)裝置310的部分309與發(fā)射光330 —起作為從光學(xué)組件300發(fā)出的總光332而從光學(xué)組件300發(fā)出。激發(fā)光326的通過輔助光學(xué)裝置310的部分309改變由光學(xué)組件300發(fā)出的總光332的暖度。量子點312的強度可改變來從光學(xué)組件300產(chǎn)生波長在590nm和760nm之間的總光332。光學(xué)組件300從冷光LED304產(chǎn)生暖光。光學(xué)組件300產(chǎn)生暖光，同時保持冷光LED304的效率。輔助光學(xué)裝置310可在裝配時位于光學(xué)組件300內(nèi)。因此，光學(xué)組件300可以作為冷光LED制造和運輸。在裝配時，可將輔助光學(xué)裝置310添加到光學(xué)組件300來從光學(xué)組件300產(chǎn)生暖光。因而，可在裝配過程中在安裝點處決定以冷光LED或暖光LED的形式安裝光學(xué)組件300。由此消除制造和運輸單獨的暖光LED的需要。而且，輔助光學(xué)裝置310能夠使量子點312與高功率LED —起使用。輔助光學(xué)裝置310定位為距離LED304 —定距離，以使量子點312不暴露于由高功率LED304產(chǎn)生的熱。在一個實施例中，輔助光學(xué)裝置310僅需要定位為以使得輔助光學(xué)裝置310不接觸高功率LED304。替代地，輔助光學(xué)裝置310可定位為距離LED304任意適當(dāng)?shù)木嚯x以使量子點312由從LED304發(fā)出的激發(fā)光326激發(fā)。將輔助光學(xué)裝置310定位為距離LED304較遠(yuǎn)防止設(shè)置在輔助光學(xué)裝置310上的量子點312降解。圖4是示出來自根據(jù)實施例形成的LED的總光的色譜402的曲線圖400。曲線圖400表示來自冷光LED的色譜402，該冷光LED具有藍(lán)光二極管和熒光粉涂層。例如，曲線圖400可表示來自例如圖1中所示的LED100的LED的總光的色譜402。曲線圖400描繪了 y軸404上的光強度和X軸406上的光的波長。色譜402包括第一波峰408和第二波峰410。波峰408和410表示具有高強度的光的波長。第一波長408出現(xiàn)在450nm和500nm之間的波長處。第一波峰408表示由藍(lán)光二極管發(fā)出的冷藍(lán)激發(fā)光。第二波峰410出現(xiàn)在570nm和590nm之間的波長處。第二波峰410表示由熒光涂層發(fā)出的黃激發(fā)光。曲線圖400示出來自具有藍(lán)和黃激發(fā)光的LED發(fā)射總光的色譜402。黃激發(fā)光使由二極管發(fā)射的藍(lán)激發(fā)光變暖，以從冷光LED產(chǎn)生較暖的總光。圖5是示出來自根據(jù)實施例形成的LED的總光的色譜502的曲線圖500。曲線圖500表示來自冷光LED的色譜502，該冷光LED具有藍(lán)光二極管、熒光粉涂層和包括量子點的輔助光學(xué)裝置。例如，曲線圖500可表示來自例如圖2中所示的LED200和300的LED的總光的色譜502。曲線圖500描繪了 y軸504上的光強度和X軸506上的光的波長。色譜502包括第一波峰508、第二波峰510和第三波峰512。波峰508、510和512表示具有高強度的光的波長。第一波長508出現(xiàn)在450nm和500nm之間的波長處。第一波峰508表示由藍(lán)光二極管發(fā)出的冷藍(lán)激發(fā)光。第二波峰510出現(xiàn)在570nm和590nm之間的波長處。第二波峰510表不由突光涂層發(fā)出的黃激發(fā)光。第三波長512出現(xiàn)在610nm和760nm之間的波長處。第三波峰512表示從輔助光學(xué)裝置上的量子點發(fā)出的紅發(fā)射光。曲線圖500示出來自產(chǎn)生具有藍(lán)和黃激發(fā)光和紅發(fā)射光的總光的LED的色譜502。黃激發(fā)光使由二極管發(fā)射的藍(lán)激發(fā)光變暖，以從冷光LED產(chǎn)生較暖的激發(fā)光。紅發(fā)射光進一步使由LED發(fā)出的激發(fā)光變暖，以產(chǎn)生具有更靠近可見光譜紅色端的波長的暖總光。通過添加紅發(fā)射光，圖5中表示的色譜產(chǎn)生比圖4中示出的色譜產(chǎn)生更暖的總光。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)組件(200)，包括: 殼體(220)，該殼體具有上游端(222)和下游端(224)； 發(fā)光二極管(204)，該發(fā)光二極管位于所述殼體(220)的上游端(222)中，所述發(fā)光二極管(204)配置為從其產(chǎn)生激發(fā)光(226)，該激發(fā)光(226)具有第一波長； 光學(xué)裝置(210)，該光學(xué)裝置位于所述殼體(220)的下游端(224)中，所述光學(xué)裝置(210)定位為距離發(fā)光二極管(204)較遠(yuǎn)以使得腔室(228)形成在所述發(fā)光二極管(204)和所述光學(xué)裝置(210)之間，從所述發(fā)光二極管(204)產(chǎn)生的激發(fā)光(226)經(jīng)過腔室(228)向下游傳送到所述光學(xué)裝置(210);和 量子點(212)，該量子點位于所述光學(xué)裝置(210)上，所述激發(fā)光(226)激發(fā)所述量子點(212)，以使所述量子點(212)產(chǎn)生具有第二波長的發(fā)射光(230)，該第二波長與所述激發(fā)光(226)的第一波長不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(200)，其中，所述發(fā)射光(230)比所述激發(fā)光(226)更暖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(200)，其中所述發(fā)射光(230)的第二波長長于所述激發(fā)光(226)的第一波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(200)，其中，所述發(fā)光二極管(204)和所述光學(xué)裝置(210)之間的腔室(228)防止所述量子點(212)的熱降解。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(200)，其中，所述光學(xué)裝置(210)為全內(nèi)反射透鏡或微透鏡中的至少一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(200)，其中，所述光學(xué)裝置(210)涂覆有所述量子點(212)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(200)，其中，所述量子點(212)嵌入在位于所述光學(xué)裝置(210)上的層疊層中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(200),其中，發(fā)光二極管(204)是冷光發(fā)光二極管。
全文摘要
提供了一種光學(xué)組件(200)。該組件(200)包括具有上游端(222)和下游端(224)的殼體(220)。LED(204)位于殼體(220)的上游端(222)中。LED(204)配置為以從其產(chǎn)生激發(fā)光(226)。激發(fā)光(226)具有第一波長。光學(xué)裝置(210)位于殼體(220)的下游端(224)中。光學(xué)裝置(210)定位為距離LED(204)較遠(yuǎn)，以使得在輔助光學(xué)裝置(204)和光學(xué)裝置(210)之間形成腔室(228)。從LED(204)產(chǎn)生的激發(fā)光(226)經(jīng)過腔室(228)向下游傳送到光學(xué)裝置(210)。量子點(212)位于光學(xué)裝置上。激發(fā)光(226)激發(fā)量子點(212)，以使量子點(212)產(chǎn)生具有第二波長的發(fā)射光(230)，該第二波長與激發(fā)光(226)的第一波長不同。
文檔編號H01L33/50GK103190007SQ201180052463
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者R.M.韋伯 申請人:泰科電子公司