[发明专利]发光器件、用于发光器件的光学元件、以及方法

说明书

优先权声明

本申请要求2009年8月14日提交的美国申请第61/234,179号的优先权，其全部内容以引用方式结合于本文。

技术领域

本发明涉及发光器件的技术领域，包括纳米颗粒、照明器材和包括纳米颗粒的元件、以及方法。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供了一种发白光的发光器件，该器件包括：灰白色光源，其中灰白色光包括光谱输出，该光谱输出包括在从约360nm至约475nm的第一光谱区中的至少一个谱分量、在从约475nm至约575nm的第二光谱区中的至少一个谱分量、和在至少一个其他光谱区中的至少一个亏量(deficiency)；以及光学元件，该光学元件被定位以接收由光源产生的灰白色光的至少一部分，上述光学元件包含用于将灰白色光的光谱输出的至少一部分转换成一个或多个预定波长的光学材料，至少之一具有在至少一个亏量光谱区中的波长，以致由发光器件发射的光包括白光，其中光学材料包含量子约束半导体纳米颗粒。

在某些实施方式中，光源包括一个或多个光源。

在某些实施方式中，光源包括一个或多个固态半导体发光二极管。

在某些实施方式中，灰白色光包括光谱输出，该光谱输出包括在蓝色光谱区(例如，从约400nm至约475nm)中的至少一个谱分量。

在某些实施方式中，灰白色光包括光谱输出，该光谱输出包括在绿色光谱区(例如，从约500nm至约550nm)中的至少一个谱分量。

在某些实施方式中，灰白色光包括光谱输出，该光谱输出包括在黄色光谱区(例如，从约550nm至约575nm)中的至少一个谱分量。

在某些实施方式中，灰白色光包括光谱输出，该光谱输出包括在蓝色光谱区中的至少一个谱分量和在绿色和/或黄色光谱区中的至少一个谱分量。

在某些实施方式中，灰白色光包括光谱输出，该光谱输出包括在蓝色光谱区中的至少一个谱分量和在绿色光谱区中的至少一个谱分量。

在某些实施方式中，通过光学元件的光源的一个或多个光谱亏量的补偿可以改变来自光源的光输出以实现具有一般显色指数(R_a)的白光。(一般显色指数(R_a)在本文中还称作CRI。)在某些实施方式中，CRI是至少75。在某些实施方式中，CRI是至少80。在某些实施方式中，CRI是至少85。在某些实施方式中，CRI是至少90。在某些实施方式中，CRI是至少95。

在某些优选实施方式中，白光输出可以具有为正数的R9值。更优选地，R9值是至少50。最优选地，R9值大于80。

在某些实施方式中，由发白光的器件发射的白光可以具有预定CRI。在某些实施方式中，预定CRI是至少75。在某些实施方式中，预定CRI是至少80。在某些实施方式中，预定CRI是至少85。在某些实施方式中，预定CRI是至少90。在某些实施方式中，预定CRI是至少95。

在某些实施方式中，例如，在光源发射在红色光谱区中具有光谱亏量的灰白色光的情况下，预定波长的范围可以是约575nm至约650nm、约580nm至约630nm、约590nm至约630nm、约590nm至约630nm、或约605nm至约620nm。

在某些实施方式中，例如，在光源发射在青色光谱区中具有光谱亏量的灰白色光的情况下，预定波长可以是在从约450nm至约500nm的范围内。

在某些实施方式中，例如，在光源发射具有一个或多个光谱亏量的灰白色光的情况下，光学元件可以包含光学材料，该光学材料包括一种或多种不同类型的量子约束半导体纳米颗粒(基于组成、结构和/或尺寸)，其中每种不同类型的量子约束半导体纳米颗粒可以将灰白色光的一部分转换成预定波长，该预定波长不同于由包括在光学材料中的任何其他类型的量子约束半导体纳米颗粒的至少一种发射的预定波长。

在包括两种或更多种不同类型的量子约束半导体纳米颗粒(其在不同预定波长下发射)的实施方式中，不同类型的量子约束半导体纳米颗粒可以包括在一种或多种不同光学材料中。在某些实施方式中，不同类型的量子约束半导体纳米晶体可以包括在分开的光学材料中。

在包括两种或两种以上不同光学材料的某些实施方式中，上述不同光学材料可以，例如，包括为分层布置的单独层和/或包括为图案化层的单独部分。

在包括两种或更多种不同类型的量子约束半导体纳米颗粒(其在不同预定波长下发射)的某些实施方式中，不同类型的量子约束半导体纳米颗粒可以包括在叠放设置的两种或更多种不同光学元件中。在这样的实施方式中，每个光学元件可以包括一种或多种光学材料(如本文描述的)。