[發明專利]一種應用于量子點溶液激光照明的散熱結構

在審

• 申請號: 201811535898.7
• 申請日: 2018-12-15
• 公開（公告）號: CN109539212A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 李宗濤;湯勇;莊寶山;梁觀偉;鐘桂生;丁鑫銳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F21V29/51
• 分類號: F21V29/51
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發明公開了一種應用于量子點溶液激光照明的散熱結構，包括閉式汽?液循環結構，具體包括受熱區、冷凝區、氣路管道和液體管道，所述受熱區、氣路管道、冷凝區和液體管道依次封閉連接；所述受熱區為量子點溶液的存儲容器，所述量子點在受熱區受激發光源激發從而產生熱量，量子點溶液的溶劑吸收熱量至溶劑汽化溫度時發生相變，氣化成溶劑氣體，所述溶劑氣體沿著氣路管道的內部通道流動至冷凝區液化成溶劑液體，所述溶劑液體通過液體管道的內部通道流回受熱區。通過這種結構的散熱手段，可以有效降低使用時的量子點溶液溫度，提高發光效率、發光穩定性和量子點的壽命，保證器件的正常使用。

技術領域

本發明涉及一種量子點溶液激光照明技術領域，具體一種應用于量子點溶液激光照明的散熱結構。

背景技術

量子點是一種納米顆粒，其粒徑一般在1~10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續的能帶結構變成具有分子特性的分立能級結構，受激后可以發射出熒光。基于量子效應，量子點在太陽能電池，發光器件，光學生物標記等領域具有廣泛的應用前景。科學家已經發明出許多不同的方法來制造量子點，并預期這種納米材料在21世紀的納米電子學上有極大的應用潛力。

量子點采用其光致發光性能，在GaN基LED中作為光轉換層；采用其電致發光性能，將其用于量子點發光，為其在光電器件LED等應用提供基礎。半導體表現出很強的尺寸效應和量子限域效應，使其具有增強的三階非線性光學性能，在光信息存儲及光通訊快速開關器件上顯示出廣泛的應用前景。

在量子點的光致發光應用上，一般采用量子點溶液或是量子點膜，通過底層的藍光波段的光進行激發，進而產生不同波段即不同色溫的光。在量子點激發的過程中，一部分能量轉化為熱能，量子點溶液或是量子點膜區域溫度受影響而持續升高。高溫的工作條件下，量子點的發光效率及使用壽命都受到挑戰，極容易淬滅而失效。因此對量子點使用的熱量控制是一個重要的研究方面。

發明內容

本發明的目的是利用量子點溶液的溶劑作為傳熱的工質，實現量子點激發時產生的熱量的快速傳導，提高量子點的發光效率和使用壽命。

本發明通過以下技術方案實現。

一種應用于量子點溶液激光照明的散熱結構，包括閉式汽-液循環結構。量子點的溶劑作為溶解量子點粉末的同時，也作為了內部的傳熱循環工質，通過流動傳熱或是相變傳熱的方式實現熱量的傳遞。其中，閉式汽-液循環結構包括受熱區、冷凝區、氣路管道和液體管道，所述受熱區、氣路管道、冷凝區和液體管道依次封閉連接。冷凝區與環境進行熱量交換；受熱區同時作為量子點溶液的存儲容器，存儲著量子點溶液。

進一步地，所述的應用于量子點溶液激光照明的散熱結構，其結構包括汽-液分離循環結構和汽-液共存循環結構，均屬于被動傳輸。

進一步地，所述的汽-液分離循環結構，采用類環路熱管結構。量子點在受熱區受光源激發從而產生熱量，量子點溶液的溶劑吸收熱量至溶劑汽化溫度時發生相變成為溶劑氣體，所述溶劑氣體沿著氣路管道的內部通道流動至冷凝區液化成溶劑液體，所述溶劑液體通過液體管道的內部通道流回受熱區。由此形成了一個內部的汽-液循環，實現熱量的轉移，同時隨著汽-液的循環，熱量的輸入-輸出保持穩態，此時量子點溶液處于動態平衡中，量子點濃度保持穩定，即發光強度及色溫都保持恒定。在液體管道設有止氣閥，防止氣體的流通，保證溶劑氣體沿氣路管道的內部通道單向流通。

進一步地，所述的汽-液共存循環結構，利用溶劑的液-汽相變過程實現溶劑的循環和熱量的傳輸。處于汽-液共存循環結構受熱區的量子點溶液，由藍光激發光源激發而發光，同時產生熱量，隨著溫度的升高，在達到量子點溶劑的蒸發點時，液體溶劑相變成氣體，并伴隨著熱量的吸收。溶劑氣體上升并隨著管道的內部通道流動，直至達到冷凝區，釋放出熱量并液化成液體，溶劑液體再順著管道的內部通道流回受熱區。由于藍光激發光源的輸入功率保持一致，即受熱區的熱量輸入是一致的，隨著汽-液的循環，熱量的輸入-輸出保持穩態，此時量子點溶液處于動態平衡中，量子點濃度保持穩定，即發光強度及色溫都保持恒定。