(57)【要約】      （修正有）【課題】改良された白色ＬＥＤおよびそれを製造する方法を提供する。【解決手段】ＬＥＤパッケージ構造１００は、基板１０２と、基板上に配置される発光ユニット１０４とを備える。発光ユニットは、窒化ガリウム系半導体１０４２と、窒化ガリウム系半導体を封入するポリマー層１０４６とを含む。ポリマー層は樹脂と、その中に分散された少なくとも１つの複合蛍光金ナノクラスター１１０とを含む。各複合蛍光金ナノクラスターは、金ナノクラスター１１１０と、金ナノクラスターの外面の少なくとも一部を封入するキャッピング層１１２０とを含む。キャッピング層は、ベンゼン系化合物から作製されたマトリクス１１２２と、マトリクスにわたって分布した複数のホスフィン系化合物１１２４とから構成される。【選択図】図１
2020145240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置される発光ユニットと
を含む、発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ構造であって、
前記発光ユニットは、
窒化ガリウム系半導体と、
前記窒化ガリウム系半導体を封入するポリマー層であって、樹脂と、前記樹脂に分散された少なくとも１つの複合蛍光金ナノクラスターとを含む、ポリマー層と
を含み、
各複合蛍光金ナノクラスターは、
金ナノクラスターと、
ベンゼン系化合物から作製されたマトリクスと、前記マトリクスにわたって分布した複数のホスフィン系化合物とから構成されるキャッピング層と
を含み、
前記キャッピング層は、前記金ナノクラスターの外面の少なくとも一部を封入する、
発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ構造。
【請求項２】
前記窒化ガリウム系半導体が、３９５ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲の波長を有する光を放出するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項３】
前記窒化ガリウム系半導体が、３９５ｎｍより短い波長を有する光を放出するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項４】
前記ポリマー層が、前記樹脂に分散され、それぞれ４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長の光を放出する複数の発光炭素ナノ粒子をさらに含む、請求項３に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項５】
前記ベンゼン系化合物が、ベンゼン、アルキルベンゼン、ハロベンゼン、フェノール、安息香酸、アセトフェノン、安息香酸メチル、アニソール、アニリン、ニトロベンゼン、ベンゾニトリル、ベンズアミド、ベンゼンスルホン酸、ナフタレン、およびアントラセンからなる群から選択される、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項６】
前記アルキルベンゼンが、トルエン、クメン、エチルベンゼン、スチレンまたはキシレンであり、前記ハロベンゼンが、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、またはヨードベンゼンである、請求項５に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項７】
前記複数のホスフィン系化合物が、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホニウム、ジホスフィン、トリホスフィン、アルキルホスフィン、シクロアルキルホスフィン、アリールホスフィン、アリールホスフィンオキシド、フェニルホスフィン、二座ホスフィン、ホスフィンのシリコーン誘導体、ホスフィンのシロキサンまたはポリシラン誘導体、およびオレフィンホスフィンからなる群から選択される、請求項１に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項８】
前記アルキルホスフィンがトリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）であり、前記アリールホスフィンオキシドがトリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）であり、前記フェニルホスフィンがトリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）である、請求項７に記載のＬＥＤパッケージ構造。
【請求項９】
ＬＥＤパッケージ構造を製造する方法であって、
（ａ）基板を準備するステップと、
（ｂ）前記基板上に窒化ガリウム系半導体を電気的に接続するステップと、
（ｃ）前記窒化ガリウム系半導体を、樹脂と、複数の複合蛍光金ナノクラスターとを含むスラリーで覆うステップと、
（ｄ）前記窒化ガリウム系半導体上を覆った前記スラリーを、固化したポリマー層を形成するのに十分な時間、硬化するステップであって、前記複数の複合蛍光金ナノクラスターは前記樹脂に分散される、ステップと
を含み、
各複合蛍光金ナノクラスターは、
金ナノクラスターと、
ベンゼン系化合物から作製されたマトリクスと、前記マトリクスにわたって分布した複数のホスフィン系化合物とから構成されるキャッピング層と
を含み、
前記キャッピング層は、前記金ナノクラスターの外面の少なくとも一部を封入する、方法。
【請求項１０】
前記窒化ガリウム系半導体が、３９５ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲の波長を有する光を放出するように構成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記窒化ガリウム系半導体が、３９５ｎｍより短い波長を有する光を放出するように構成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スラリーが、前記樹脂に分散され、それぞれ４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長の光を放出する複数の発光炭素ナノ粒子をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ベンゼン系化合物が、ベンゼン、アルキルベンゼン、ハロベンゼン、フェノール、安息香酸、アセトフェノン、安息香酸メチル、アニソール、アニリン、ニトロベンゼン、ベンゾニトリル、ベンズアミド、ベンゼンスルホン酸、ナフタレン、およびアントラセンからなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
アルキルベンゼンが、トルエン、クメン、エチルベンゼン、スチレンまたはキシレンであり、ハロベンゼンが、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、またはヨードベンゼンである、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のホスフィン系化合物が、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホニウム、ジホスフィン、トリホスフィン、アルキルホスフィン、シクロアルキルホスフィン、アリールホスフィン、アリールホスフィンオキシド、フェニルホスフィン、二座ホスフィン、ホスフィンのシリコーン誘導体、ホスフィンのシロキサンまたはポリシラン誘導体、およびオレフィンホスフィンからなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記アルキルホスフィンがトリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）であり、前記アリールホスフィンオキシドがトリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）であり、前記フェニルホスフィンがトリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）である、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスの分野に関する。より詳細には、本開示は、波長変換可能な材料として機能する複数の複合蛍光金ナノクラスターを含む、ＬＥＤパッケージ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）は、種々の表示デバイスに有用な改良されたＬＥＤの１０年間の研究からもたらされた比較的最近の革新である。一般に、白色ＬＥＤは、ＬＥＤから放出された放射を吸収し、異なる波長（すなわち、色）の放射を再放出することができる波長変換可能な材料を使用して構成される。特許文献１は、その光源の波長を別の所望の色の光に変換することができる１種以上の蛍光体材料を含む白色ＬＥＤを教示している。典型的に、ＬＥＤチップまたはダイは青色光を放出し、青色光の一部は、黄色光または緑色、赤色および黄色光の任意の組み合わせを再放出する蛍光体によって吸収される。一方、蛍光体によって吸収されなかった青色光の部分は、蛍光体から放出された光と組み合わされ、それによってヒトの眼にほぼ白色の光を与えることができる。
【０００３】
それにもかかわらず、白色ＬＥＤにおける波長変換可能な材料は、多くの場合、遷移金属または希少金属の蛍光体であり、高価であるだけでなく、潜在的な環境上の危険性もある。さらに、白色発光デバイスの相関色温度（ＣＣＴ）は、多くの場合、ＬＥＤチップにわたる蛍光体材料の不均一性蓄積および／または分布に起因してデバイスの表面にわたって変化し、したがって光抽出効率を低下させ、発光デバイスに望ましくない演色性をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，９９８，９２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記を考慮して、関連する分野において、波長を変換するための新規材料を利用することによって、改良された白色ＬＥＤおよびそれを製造する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下は、読者に基本的な理解を提供するために、本開示の簡略化された概要を提示する。この概要は、本開示の広範な要旨ではなく、本発明の主要／重要な要素を特定するものでもなく、または本発明の範囲を規定するものでもない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、本明細書に開示されるいくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。
【０００７】
本明細書に具現化され、広範に記載されているように、本開示は、波長変換可能な材料として金ナノクラスターを利用することによって、改良された白色発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ構造およびそれを製造する方法を提供することを目的とし、このように製造されたＬＥＤは所望のＣＣＴを有する所望の波長を放出することができる。
【０００８】
一態様において、本開示はＬＥＤパッケージ構造に関する。本開示の種々の実施形態によれば、ＬＥＤパッケージ構造は、基板と、基板上に配置された発光ユニットとを含む。発光ユニットは、その構造において、窒化ガリウム系半導体と、窒化ガリウム系半導体を封入するポリマー層とを含む。ポリマー層は、樹脂と、その中に分散された少なくとも１つの複合蛍光金ナノクラスターとを含む。各複合蛍光金ナノクラスターは、金ナノクラスターと、金ナノクラスターの外面の少なくとも一部を封入するキャッピング層とを含む。キャッピング層は、ベンゼン系化合物から作製されたマトリックスと、マトリクスにわたって分布した複数のホスフィン系化合物とから構成される。
【０００９】
いくつかの任意選択の実施形態において、窒化ガリウム系半導体は、３９５ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲の波長を有する光を放出するように構成される。
【００１０】
いくつかの任意選択の実施形態において、窒化ガリウム系半導体は、３９５ｎｍより短い波長を有する光を放出するように構成される。このような場合、ポリマー層は、樹脂に分散され、それぞれ４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長を有する光を放出することができる複数の発光炭素ナノ粒子をさらに含む。
【００１１】
本開示の実施形態によれば、ベンゼン系化合物は、ベンゼン、アルキルベンゼン、ハロベンゼン、フェノール、安息香酸、アセトフェノン、安息香酸メチル、アニソール、アニリン、ニトロベンゼン、ベンゾニトリル、ベンズアミド、ベンゼンスルホン酸、ナフタレン、およびアントラセンからなる群から選択される。例えば、アルキルベンゼンは、トルエン、クメン、エチルベンゼン、スチレンまたはキシレンであってもよく、ハロベンゼンは、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、またはヨードベンゼンであってもよい。本開示の特定の例によれば、ベンゼン系化合物はトルエンである。
【００１２】
本開示の実施形態によれば、複数のホスフィン系化合物は、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホニウム、ジホスフィン、トリホスフィン、アルキルホスフィン、シクロアルキルホスフィン、アリールホスフィン、アリールホスフィンオキシド、フェニルホスフィン、二座ホスフィン、ホスフィンのシリコーン誘導体、ホスフィンのシロキサンまたはポリシラン誘導体、およびオレフィンホスフィンからなる群から選択される。特定の例において、ホスフィン系化合物は、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）などのアルキルホスフィンである。特定の例において、ホスフィン系化合物は、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）などのアリールホスフィンオキシドである。代替の例において、ホスフィン系化合物は、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）などのフェニルホスフィンである。
【００１３】
別の態様において、本開示は、ＬＥＤパッケージ構造を製造する方法に関する。この方法は、（ａ）基板を準備するステップと、（ｂ）基板上に窒化ガリウム系半導体を電気的に接続するステップと、（ｃ）窒化ガリウム系半導体を、樹脂と、複数の複合蛍光金ナノクラスターとを含むスラリーで覆うステップと、（ｄ）窒化ガリウム系半導体上を覆ったスラリーを、固化したポリマー層を形成するのに十分な時間、硬化するステップとを含み、それによりＬＥＤパッケージ構造を作製する。さらに、各複合蛍光金ナノクラスターは、金ナノクラスターと、金ナノクラスターの外面の少なくとも一部を封入するキャッピング層とを含む。キャッピング層は、ベンゼン系化合物から作製されたマトリクスと、マトリクスにわたって分布した複数のホスフィン系化合物とから構成される。
【００１４】
いくつかの任意選択の実施形態において、窒化ガリウム系半導体は、３９５ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲の波長を有する光を放出するように構成される。
【００１５】
いくつかの任意選択の実施形態において、窒化ガリウム系半導体は、３９５ｎｍより短い波長を有する光を放出するように構成される。これらの実施形態において、ステップ（ｃ）におけるスラリーは、樹脂に分散され、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長の光を放出する複数の発光炭素ナノ粒子をさらに含む。
【００１６】
本開示の実施形態によれば、ベンゼン系化合物は、ベンゼン、アルキルベンゼン、ハロベンゼン、フェノール、安息香酸、アセトフェノン、安息香酸メチル、アニソール、アニリン、ニトロベンゼン、ベンゾニトリル、ベンズアミド、ベンゼンスルホン酸、ナフタレン、およびアントラセンからなる群から選択される。
【００１７】
好ましくは、アルキルベンゼンは、トルエン、クメン、エチルベンゼン、スチレンまたはキシレンであり、ハロベンゼンは、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、またはヨードベンゼンである。本開示の特定の実施例によれば、ベンゼン系化合物はトルエンである。
【００１８】
本開示の実施形態によれば、複数のホスフィン系化合物は、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホニウム、ジホスフィン、トリホスフィン、アルキルホスフィン、シクロアルキルホスフィン、アリールホスフィン、アリールホスフィンオキシド、フェニルホスフィン、二座ホスフィン、ホスフィンのシリコーン誘導体、ホスフィンのシロキサンまたはポリシラン誘導体、およびオレフィンホスフィンからなる群から選択される。特定の例において、ホスフィン系化合物は、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）などのアリールホスフィンオキシドである。特定の例において、ホスフィン系化合物は、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）などのアルキルホスフィンである。あるいは、ホスフィン系化合物は、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）などのフェニルホスフィンである。
【００１９】
上記の構成によって、このように製造されたＬＥＤパッケージ構造は、均一に分布した波長変換可能な複合蛍光金ナノクラスターを有する発光ユニットを含む。理解され得るように、本発明のＬＥＤの蛍光強度および色温度は、本発明の複合蛍光金ナノクラスターの濃度および体積によって変化し得る。
【００２０】
さらに、本発明の方法は、本発明の複合蛍光金ナノクラスターを製造するプロセスにおいていかなる還元剤も使用しないことを特徴とし、したがって本発明のＬＥＤパッケージ構造は、還元剤によって引き起こされ得るか、または還元剤に関連し得るいかなる毒性も含まず、それによって本発明のＬＥＤパッケージ構造の安全性を付与する。
【００２１】
本開示の付随する特徴および利点の多くは、添付の図面に関連して考慮される以下の詳細な説明を参照して、より良く理解されるであろう。
【００２２】
本開示は、添付の図面を考慮して読まれる以下の詳細な説明からより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１Ａは、本開示の一実施形態による例示的なＬＥＤパッケージ構造１００の断面図であり、図１Ｂは、図１Ａにおける複合蛍光金ナノクラスター１１０を示す概略図である。
【図２】図２は、本開示の別の実施形態による例示的なＬＥＤパッケージ構造２００の断面図である。
【図３】図３は、一例による、高分子溶液中に封入された複合蛍光金ナノクラスターの蛍光スペクトルを提供する。
【図４】図４Ａ〜４Ｂは、それぞれ、一例によるＬＥＤパッケージ構造の蛍光スペクトルおよび発光特性（ＣＣＴおよび光レンダリング）を提供する。
【図５】図５Ａ〜５Ｂは、それぞれ、一例によるＬＥＤパッケージ構造の蛍光スペクトルおよび発光特性（ＣＣＴおよび光レンダリング）を提供する。
【図６】図６Ａ〜６Ｂは、それぞれ、一例によるＬＥＤパッケージ構造の蛍光スペクトルおよび発光特性（ＣＣＴおよび光レンダリング）を提供する。
【図７】図７は、本発明のＬＥＤパッケージ構造と従来のものとの対比を示す蛍光スペクトルである。
【図８】図８は、一例による高分子溶液中に封入された発光炭素ナノ粒子の蛍光スペクトルを提供する。
【図９】図９は、一例によるＬＥＤパッケージ構造の蛍光スペクトルを提供する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
一般的な慣行によれば、種々の記載された特徴／要素は、縮尺通りに描かれておらず、代わりに、本発明に関連する特定の特徴／要素を最も良く例示するように描かれている。また、種々の図面における同様の参照番号および記号表示は、同様の要素／部分を示すために使用される。
【００２５】
添付の図面に関連して以下に提供される詳細な説明は、本実施例の説明として意図され、本実施例が、構成され得るか、または利用され得る唯一の形態を表すことを意図されない。この説明は、実施例の機能および実施例を構成し、作用させるためのステップの順序を記載している。しかしながら、同じまたは同等の機能および順序は異なる実施例によって達成されてもよい。
【００２６】
Ｉ．定義
便宜上、本明細書、実施例および添付の特許請求の範囲において利用される特定の用語をここでまとめる。本明細書において別段の定義がない限り、本開示に利用される科学用語および技術用語は、当業者によって一般に理解され、使用される意味を有するものとする。また、文脈によって特に必要とされない限り、単数形の用語はその複数形を含み、複数形の用語はその単数形を含むことが理解される。具体的には、本明細書および特許請求の範囲に使用される場合、単数形「一つの（ａ）」および「一つの（ａｎ）」は、文脈が明確に他を示さない限り、複数形の参照を含む。また、本明細書および特許請求の範囲に使用される場合、「少なくとも１つ」および「１つ以上」という用語は同じ意味を有し、１つ、２つ、３つ、またはそれ以上を含む。
【００２７】
本発明の広範な範囲を示す数値範囲およびパラメータは近似値であるにもかかわらず、具体例に示す数値はできるだけ正確に報告される。しかしながら、任意の数値は、それぞれの試験測定において見出される標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。また、本明細書に使用され場合、「約」という用語は、一般に、所与の値または範囲の１０％、５％、１％、または０．５％以内を意味する。あるいは、「約」という用語は、当業者によって考慮される場合、平均の許容される標準誤差以内を意味する。操作／作業例における以外に、または特に明記しない限り、本明細書に開示される材料の量、時間、温度、操作条件、量の比率および同様のものについてなどの数値範囲、量、値およびパーセンテージの全ては、全ての場合、「約」という用語によって修飾されるものと理解されるべきである。したがって、反対に示されない限り、本開示および添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、所望に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の数に照らして、通常の丸め技法を適用することによって解釈されるべきである。
【００２８】
本明細書に使用される「波長変換可能」という用語は、１つの発光色の波長を吸収し、それを別の発光色の異なる波長に変換し、それによって所望の発光色を生成する特定の材料の能力を指す。
【００２９】
本明細書に使用される場合、「ナノクラスター」という用語は、電子のフェルミ（Ｆｅｒｍｉ）波長に近い物理的大きさを有する少数（例えば、２〜数百の原子）の貴金属原子（例えば、金または銀原子）の集合を指す。一般に、ナノクラスター（本開示において金ナノクラスターなど）は、約０．１〜約３ｎｍの範囲の直径を有することができる。本開示において使用されるナノクラスターは蛍光金ナノクラスターであり、それは、別の波長（励起波長）の光に曝露された場合に、ある波長（発光波長）の光を放出する能力を示す。
【００３０】
本明細書に使用される場合、「蛍光」または「蛍光性」という用語は、特定の化合物が異なる波長で光を吸収および放出する能力に基づく物理的現象を指す。第１の波長における光（光子）の吸収に続いて、第２の波長および異なるエネルギーでの光子の放出が行われる。本明細書に使用される場合、「シフト」という用語は、蛍光発光プロファイルにおける１つまたは複数のピークの最大振幅点のより長い波長へのシフトを指す。シフトは電磁スペクトルの任意の部分において生じ得る。
【００３１】
本明細書に使用される場合、「ホスフィン系化合物」という用語は、少なくとも１つのホスフィン基（例えば、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホニウム、またはフェニルホスフィンの形態における）を有する化合物を指す。ホスフィン系化合物は、当業者に公知のように、第一級ホスフィン、第二級ホスフィン、および第三級ホスフィンを含む。これらのホスフィン系化合物は、強い浸透臭および高酸化能などの同じ化学的性質を共有する。
【００３２】
ＩＩ．本発明の説明
本発明は、優れた演色性および所望の色温度を有する改良されたＬＥＤを提供することを目的とする。さらに、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）蛍光材料は、ＬＥＤの波長変換蛍光体を製造する際に一般的に使用される主要な材料であるが、細胞毒性であり、環境汚染を引き起こす可能性があるので、本発明はまた、金ナノクラスターによって作製された新規の波長変換可能材料が、ＹＡＧ蛍光材料の上記の問題に対処するために使用される、改良されたＬＥＤを提供することを目的とする。
【００３３】
したがって、本開示の第１の態様は、ＬＥＤパッケージ構造、特に白色ＬＥＤパッケージ構造に関する。図１Ａおよび１Ｂを参照する。
【００３４】
図１Ａは、本開示の一実施形態による例示的なＬＥＤパッケージ構造の断面図である。ＬＥＤパッケージ構造１００は、基板１０２と、基板１０２上に構築された発光ユニット１０４とを備える。この目的のために、ＬＥＤ産業において一般的に使用される材料（例えば、窒化物または酸化物）の予備堆積層を有する基板（例えば、酸化アルミニウム基板など）が、本発明のＬＥＤパッケージ構造を構築するために使用され得る。したがって、凹部１０２２、正極金属端子１０２４（正極となる）、および負極金属端子１０２６（負極となる）を、当該分野において任意の公知の方法（例えば、フォトレジストエッチング）によって、それぞれ基板１０２上に作製した。次いで、ｐ型電極およびｎ型電極を有する窒化ガリウム系半導体１０４２が、凹部１０２２内および正極金属端子１０２４の上に配置される。窒化ガリウム系半導体１０４２のｐ型およびｎ型電極（図１Ａには図示せず）は、２本の導電性ワイヤ１０４４によって、それぞれ正極金属端子１０２４および負極金属端子１０２６に電気的に接続される。いくつかの実施形態において、窒化ガリウム系半導体１０４２は、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含んでもよい。図１Ａに例示的に示した窒化ガリウム系半導体１０４２は、チップ型として例示されているが、これに限定されないことに留意すべきである。
【００３５】
次に、スラリーは樹脂を含み、少なくとも１つの複合蛍光金ナノクラスター１１０は、窒化ガリウム系半導体１０４２が完全に浸漬されるまで、基板１０２の凹部１０２２の中に注入され、硬化後、スラリーは固化され、窒化ガリウム系半導体１０４２を封入するポリマー層１０４６を形成し、それによって発光ユニット１０４を生成する。いくつかの実施形態において、スラリーは、樹脂、好ましくは光硬化性樹脂と、複数の複合蛍光金ナノクラスター１１０との混合物である。本開示の実施形態によれば、複合蛍光金ナノクラスター１１０は高分子溶液中に懸濁され、次いで１：１〜１：３２、好ましくは１：１の体積比で樹脂と混合される。スラリーを硬化させた後、複数の複合蛍光金ナノクラスター１１０は、樹脂中に広がり、分散され、それにより図１Ａに示すように、固化ポリマー層１０４６を形成する。
【００３６】
光硬化性樹脂の例としては、限定されないが、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン；２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−４’−モルホリノブチロフェノン；２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン（ＨＭＰＰ）；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）（登録商標）ＴＰＯ）；ＨＭＰＰおよびＴＰＯの５０−５０ブレンド；２−メチル−４’−（メチルチオ）−２−モルホリノプロピオフェノン（ＭＭＭＰ）；２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（ＢＤＫ）；または１−ヒドロキシ−２−ブタノンが挙げられる。本開示のいくつかの実施形態において、光硬化性樹脂はＨＭＰＰである。
【００３７】
高分子溶液は、ポリマーを適切な溶媒（例えば、水、アルコールなど）に溶解することによって形成されるゲルまたはスラリー相である。ポリマーの例としては、限定されないが、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）；ポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート；一般に、単量体単位としてビニルピロリドン（Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンおよびＮ−ビニル−２−ピロリジノンとも呼ばれる）を含有するポリマーを指す、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）；ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）；ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）；ならびにポリエポキシコハク酸（ＰＥＳＡ）およびその塩誘導体が挙げられる。いくつかの実施形態において、高分子溶液はＰＥＧＤＡ溶液（すなわち、水中のＰＥＧＤＡ）である。
【００３８】
図１Ｂを参照すると、これは、本開示の一実施形態による複合蛍光金ナノクラスター１１０の概略図である。図示のように、複合蛍光金ナノクラスター１１０は、金ナノクラスター１１１０と、キャッピング層１１２０とを含む。
【００３９】
具体的には、金ナノクラスター１１１０は複数の金原子１１１０’によって構成される。理解され得るように、図１Ｂにおける金ナノクラスター１１１０は、特定の数の金原子１１１０’から構成されているように描かれているが、本発明の実施形態は、それに限定されず、むしろ、金ナノクラスター１１１０は、数個から数十個の範囲の金原子１１１０’の任意の適切な数の凝集体であってもよい。好ましくは、本明細書に記載されている金ナノクラスター１１１０は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、または５０個の原子を含む。他の好ましい実施形態において、金ナノクラスター１１１０は、２〜３０個の原子、５〜２５個の原子、５〜２０個の原子、または５〜１５個の原子を含む。一般に、金ナノクラスター１１１０の直径は、約０．１〜約３ｎｍ、好ましくは約２ｎｍ未満である。
【００４０】
引き続き図１Ｂを参照すると、キャッピング層１１２０は、ベンゼン系化合物から作製されたマトリクス１１２２と、マトリックス１１２２にわたって分布した複数のホスフィン系化合物１１２４とを含む。図１Ｂに示すように、キャッピング層１１２０は金ナノクラスター１１１０全体を封入する。他の代替の実施形態において、キャッピング層１１２０は、金ナノクラスター１１１０の外面の一部分のみ、または金ナノクラスター１１１０の外面のいくつかの部分を封入または被覆する。
【００４１】
本開示の一実施形態によれば、本開示の複合蛍光金ナノクラスター１１０は種々の方法によって製造され得る。各々の方法は、好ましくは、少なくとも以下のステップ：（ａ）塩化金（ＩＩＩ）（ＡｕＣｌ３）とベンゼン系化合物とを約１：０．５〜１：５のモル比で混合して第１の蛍光金ナノクラスターを生成するステップと、（ｂ）第１の蛍光金ナノクラスターを、ＵＶ、音響、熱、マイクロ波およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるエネルギー源により処理して第２の蛍光金ナノクラスターを生成するステップと、（ｃ）ステップ（ｂ）の第２の蛍光金ナノクラスターをホスフィン系化合物により修飾して本開示の複合蛍光金ナノクラスターを生成するステップとを含む。この好ましい方法では還元剤を必要としないことは注目すべきである。
【００４２】
ベンゼン系化合物の例には、限定されないが、ベンゼン、アルキルベンゼン（トルエン、クメン、エチルベンゼン、スチレン、およびキシレンなど）、ハロベンゼン（例えば、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、およびヨードベンゼン）、酸素含有ベンゼン（例えば、フェノール、安息香酸、アセトフェノン、安息香酸メチル、およびアニソール）、窒素含有ベンゼン（例えば、アニリン、ニトロベンゼン、ベンゾニトリル、およびベンズアミド）、硫黄含有ベンゼン（例えば、ベンゼンスルホン酸）、または多環芳香族（例えば、ナフタレン、およびアントラセン）が挙げられる。いくつかの例によれば、ベンゼン系化合物はトルエンである。
【００４３】
さらに、ホスフィン系化合物は当業者に公知であり、ホスフィン系化合物の適切な例には、限定されないが、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホニウム、ジホスフィン、トリホスフィン、アルキルホスフィン、シクロアルキルホスフィン、アリールホスフィン、アリールホスフィンオキシド、フェニルホスフィン、二座ホスフィン、ホスフィンのシリコーン誘導体、ホスフィンのシロキサンまたはポリシラン誘導体、およびオレフィンホスフィンが挙げられる。いくつかの例において、ホスフィン系化合物は、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）などのアルキルホスフィンである。他の例において、ホスフィン系化合物は、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）などのアリールホスフィンオキシドである。さらに他の例において、ホスフィン系化合物は、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）などのフェニルホスフィンである。
【００４４】
本開示によれば、ＬＥＤパッケージ構造１００の発光ユニット１０４は、その中に含まれるドープ材料に応じて所定の波長を有する光を放出するように構成される。複合蛍光金ナノクラスター１１０は、第１の波長の第１の光を放出し、窒化ガリウム系半導体１０４２から放出された光の少なくとも一部を吸収し、第２の波長の第２の光を放出するように構成され、ここで第１および第２の波長は異なる。最終的に、窒化ガリウム系半導体１０４２から放出された非吸収光と、複合蛍光金ナノクラスター１１０によって放出される第２の光とは、互いに結合して、所望の光色（例えば、白色光）を生成する。
【００４５】
より具体的には、本開示の特定の実施形態によれば、複合蛍光金ナノクラスター１１０の元の波長は、約５００ｎｍ〜約５９０ｎｍ、例えば、５００、５０５、５１０、５１５、５２０、５２５、５３０、５３５、５４０、５４５、５５０、５５５、５６０、５６５、５７０、５７５、５８０、５８５、および５９０ｎｍである。発光ユニット１０４によって励起された後の第２の光の変換波長として、ピーク発光の変換波長は、約５５０ｎｍ〜約６８０ｎｍ、例えば、５５０、５５５、５６０、５６５、５７０、５７５、５８０、５８５、５９０、５９５、６００、６０５、６１０、６１５、６２０、６２５、６３０、６３５、６４０、６４５、６５０、６５５、６６０、６６５、６７０、６７５、および６８０ｎｍである。いくつかの実施例において、第２のピーク発光は、約５５０ｎｍ〜６００ｎｍである。他の実施例において、第２のピーク発光の波長は、約６００〜６７５ｎｍ(すなわち、橙色および／または赤色光）である。
【００４６】
本開示の一実施形態によれば、ＬＥＤパッケージ構造１００において、発光ユニット１０４の窒化ガリウム系半導体１０４２は、３９５ｎｍ〜４９５ｎｍ(ａ.ｋ.ａ、青色光）の波長を有する光を放出するＩｎＧａＮ／ＧａＮ半導体である。このような場合、複合蛍光金ナノクラスター１１０は、窒化ガリウム系半導体１０４２から放出された青色光を吸収することによって、発光を５７０ｎｍ〜５９０ｎｍの元の波長から６００ｎｍ〜６７５ｎｍの波長に変換する。したがって、ＬＥＤパッケージ構造１００は、窒化ガリウム系半導体１０４２から放出された元の青色光と、波長変換前後の複合蛍光金ナノクラスター１１０からそれぞれ生成された第１の光および再放出された第２の光との色の付加の結果として、最終的に白色光を放出する。
【００４７】
図２を参照すると、これは、本開示の別の実施形態によるＬＥＤパッケージ構造２００の概略図である。ＬＥＤパッケージ構造２００は、白色光を放出し、波長変換可能な材料として複合蛍光金ナノクラスター２１０を有することを特徴とする。ＬＥＤパッケージ構造２００の構成はＬＥＤパッケージ構造１００の構成と同様であり、３９５ｎｍより短い波長を放出するＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体が使用され、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体を封入するポリマー層が、樹脂に分散された複数の発光炭素ナノ粒子２２０をさらに含むことを除いて同様に構成される。図示のように、ＬＥＤパッケージ構造２００は、その構造において、基板２０２と、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体２０４２およびＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体２０４２を封入するポリマー層２０４６を備える発光ユニット２０４とを備える。図１ＡのＬＥＤパッケージ構造１００を構成するための上記のプロセスと同様に、それぞれ正および負の電極として機能する正の金属端子２０２４および負の金属端子２０２６が基板２０２上に構成され、次いで、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体２０４２が基板２０２の凹部２０２２内、および正の金属端子２０２４の上に配置され、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体２０４２は、２つの導電性ワイヤ２０４４を介して正および負の金属端子２０２４、２０２６に電子的に接続される。凹部２０２２には、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体２０４２を封入するポリマー層２０４６が形成され、それによって発光ユニット２０４が形成される。ＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体は、３９５ｎｍより短い波長、好ましくは約２００ｎｍ〜３９５ｎｍの範囲の波長を放出する。すなわち、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体は、紫外（ＵＶ）光を放出する。樹脂および複数の複合蛍光金ナノクラスター２１０に加えて、この実施形態におけるポリマー層２０４６は、樹脂に分散された複数の発光炭素ナノ粒子２２０をさらに含む。実際には、ポリマー層２０４６は、基板２０２の凹部２０２２を、光硬化性樹脂のスラリー混合物、少なくとも１つの複合蛍光金ナノクラスター２１０、および複数の発光炭素ナノ粒子２２０を充填することによって形成される。いくつかの実施形態において、複合蛍光金ナノクラスターおよび発光炭素ナノ粒子は、１：１０〜１０：１、好ましくは１：１の体積比で混合される。硬化後（例えば、加熱によってまたは光に曝露されることによって）、スラリー混合物は、図２に示されるように、複合蛍光金ナノクラスター２１０および発光炭素ナノ粒子２２０が樹脂に分散された状態で、ポリマー層２０４６に固化される。
【００４８】
発光炭素ナノ粒子２２０は、商業的に入手可能であり得るか、または当該分野において公知の任意の方法に従ってベンチで合成され得る。本開示によれば、発光炭素ナノ粒子２２０は、カルボン酸と長鎖炭化水素アルケンとの混合物などの炭素源から製造される例であるが、実際の必要性に応じて変化させることができる。本開示のいくつかの実施形態において、カルボン酸はクエン酸であり、長鎖炭化水素アルケンはオクタデセンである。一般に、発光炭素ナノ粒子２２０の直径は約０．１〜約３ｎｍであり、好ましくは約２．５〜２．８ｎｍである。
【００４９】
より具体的には、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ半導体は３９５ｎｍより短い波長を放出し、発光炭素ナノ粒子２２０はそれぞれ、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長を有する青色光を放出する。したがって、ＵＶ光の一部を吸収することによって、複合蛍光金ナノクラスター２１０の元の発光波長は、約５００〜５９０ｎｍから約５５０ｎｍ〜６００ｎｍに変換される。この構成により、ＬＥＤパッケージ構造２００は最終的に白色光を放出し、この白色光は、ポリマー層２０４６に分散された複数の発光炭素ナノ粒子２２０および複合蛍光金ナノクラスター２１０からそれぞれ放出される青色光および黄色光の総和である。
【００５０】
本開示のＬＥＤパッケージ構造は、複合蛍光金ナノクラスターに起因する改良された発光特性を提供し、少なくとも以下の利点を有することに留意すべきである：（１）複合蛍光金ナノクラスターに対するホスフィン系化合物による表面改質は高分子溶液中でのその溶解度を増大させ、複合蛍光金ナノクラスターがスラリー中でより均一に分散することを可能にする；（２）波長変換可能材料の蛍光強度が安定であるため、本発明のＬＥＤパッケージ構造は優れた白色演色性を有する；（３）複合蛍光金ナノクラスターの蛍光強度もまた、ベンゼン系およびホスフィン系化合物による改質のため、その濃度レベルと相関して増大する；ならびに（４）本発明の蛍光金ナノクラスターは生体適合性であり、その製造プロセスはいかなる還元剤の使用も必要としないので、いかなる毒性も含まず、それによって本発明のＬＥＤパッケージ構造の安全な使用を向上させる。
【００５１】
以下の実施例は、本発明の特定の態様を解明し、当業者が本発明を実施するのを支援するために提供される。これらの実施例は、いかなる方法においても、本発明の範囲を限定するとみなされるべきではない。さらに詳述することなく、当業者は、本明細書の記載に基づいて、本発明をその最大限に利用することができると考えられる。本明細書に引用される全ての刊行物は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【実施例】
【００５２】
１．  白色ＬＥＤパッケージ構造の製造
１．１  複合蛍光金ナノクラスターの調製
酸素を含まず、水分を含まないグローブボックスにおいて、約７．５ｍｇ／ｍＬの量で塩化金（ＩＩＩ）（ＡｕＣｌ３）をトルエンと混合した。混合物を約５分間振盪して混合を促進し、次いで８０℃または１２０℃で１時間加熱した。次いで混合物を３，０００ｒｐｍで５分間遠心分離し、上清を回収し、ＵＶ照射に２４時間曝露した。次に、ＵＶを照射した上清（ＡｕＣｌ３を１ｍｇ／ｍＬの濃度で含有する）を、ホスフィン系化合物、例えばＴＯＰ(２００ｍＭ）を含有するトルエン溶液と混合し、このように生成したトルエン中の複合蛍光金ナノクラスターを、さらなる使用までストックとして保存した。簡潔さのために、ＴＯＰを封入する複合蛍光金ナノクラスターは、本明細書以下においてＣＦＧＮ−ＴＯＰと略される。この実験において、ストック中のＣＦＧＮ−ＴＯＰの一次濃度はストック濃度として定義され、これは１倍または１×で示される。
【００５３】
１．２  発光炭素ナノ粒子の調製
硝酸溶液（１ｍＬの硝酸（０．５Ｍ）を１ｍＬのＨ２Ｏと混合することによって調製した）にクエン酸（０．８ｇ）およびグリシン（０．２ｇ）をそれぞれ加え、次いで混合物を、全ての物質が完全に溶解するまで超音波振動に供した。このように生成した溶液を油溶液（オレイルアミン（３ｍｌ）およびオクタデセン（７ｍｌ））に加え、混合物を１５秒間超音波振動させて乳状のミセルを形成し、１０分間撹拌（７００ｒｐｍ）を続けた。生成物をアルゴンの存在下で２００℃にて３０分間加熱し、次いで遠心分離（３，０００ｒｐｍ、５分間）して、サイズが１ｎｍより小さい炭素ナノ粒子を除去した。残りの炭素ナノ粒子をアセトンに１：３の体積比で再溶解し、次いで１３，３００ｒｐｍの速度で１０分間遠心分離した。炭素粒子を回収し、トルエン中に再懸濁し、ストックとして保存した。このように生成した発光炭素ナノ粒子の濃度は、ストック濃度として定義され、１×で示される。
【００５４】
１．３  実施例１．１から得られた複合蛍光金ナノクラスターを含有するポリマーによる青色発光チップの封入
実施例１．１から得られた複合蛍光金ナノクラスター（ＣＦＧＮ−ＴＯＰ）と接触するトルエン溶液をエバポレーターによって乾燥させた。複合蛍光金ナノクラスターを、所定の濃度（すなわち、０．５９×から１×）または体積（すなわち、１０〜３０μＬ）で光硬化性樹脂（ＨＭＰＰ）およびＰＥＧＤＡポリマーのスラリー中に再懸濁した。このスラリーを、青色発光チップが配置された基板上に覆い、このスラリーを６０〜９０秒間硬化させて、青色発光チップを封入する固化ポリマー層を形成し、それによって所望の白色光ＬＥＤパッケージ構造を生成した。
【００５５】
１．４  実施例１．１の複合蛍光金ナノクラスターおよび実施例１．２の発光炭素ナノ粒子を含有するポリマーによるＵＶ発光チップの封入
実施例１．１の複合蛍光金ナノクラスターおよび実施例１．２の発光炭素ナノ粒子を１：１０〜１０：１の体積比で混合し、エバポレーターによって乾燥させ、次いで所定の濃度または体積（例えば、１：１の体積比）で光硬化性樹脂（ＨＭＰＰ）およびＰＥＧＤＡポリマーのスラリー中に再懸濁した。このスラリーを、ＵＶ発光チップが配置された基板上に覆い、このスラリーを６０〜９０秒間硬化させて、ＵＶ発光チップを封入する固化ポリマー層を形成し、それによって所望の白色光ＬＥＤパッケージ構造を生成した。
【００５６】
２．  実施例１の白色光ＬＥＤパッケージ構造の特性付け
白色光ＬＥＤパッケージ構造の機能（すなわち、発光特性）を、高分子溶液中での複合蛍光金ナノクラスターの分散度、複合蛍光金ナノクラスター中のホスフィン系化合物の量によって評価した。
【００５７】
２．１  高分子溶液中の金ナノクラスターの分散特性
分散性を検証するために、高分子溶液中の異なる凝縮濃度（１．６×および３．３３×）のストック複合蛍光金ナノクラスターをＰＥＧＤＡ溶液と混合し、そこから放出された蛍光強度を測定した。複合蛍光金ナノクラスターは、その濃度に関係なく、ＰＥＧＤＡフィルムにわたって均一に分布し、さらに、３５０ｎｍの光で励起した場合、ＣＦＧＮ−ＴＯＰのピーク発光は、約５５０〜５７５ｎｍに集中することが見出された（図３）。これらの結果は、本発明の複合蛍光金ナノクラスターの分散性が高く、望ましいことを示した。
【００５８】
２．２  実施例１．３の白色ＬＥＤパッケージ構造の光性能（ＣＦＧＮ−ＴＯＰ）
２．２．１  発光特性対複合蛍光金ナノクラスター濃度
異なる希釈濃度（０．５９×、０．６５６×、０．７２×、０．８１×、および１×）のストックＣＦＧＮ−ＴＯＰを、実施例１．３に記載されている手順に従って青色発光チップ内に封入した。封入後、ＬＥＤパッケージ構造に２５ｍＡの電流で電力を供給し、蛍光フォトルミネセンス分光光度計を使用して蛍光強度測定を行った。結果を図４Ａ〜４Ｂに示す。
【００５９】
蛍光強度は、ＣＦＧＮ−ＴＯＰの濃度の増加と共に増加したようであった（図４Ａ）。色度図（ＣＩＥ  １９３１  ＸＹＺ色空間）の結果から、ＬＥＤパッケージ構造から放出された色は、青色から白色にシフトし、最終的に黄色に変化した。さらに、ＬＥＤパッケージ構造によって放出される光のＣＣＴは、ＣＦＧＮ−ＴＯＰの濃度の増加と共に減少した。ＬＥＤパッケージ構造が白色光を放出した場合、ＬＥＤパッケージ構造のＣＣＴは５７５１Ｋであった。一方、ＬＥＤパッケージ構造の光レンダリング（Ｒａ）は９２．７１Ｒａのピークに達した（図４Ｂ）。
【００６０】
２．２．２  発光特性対複合蛍光金ナノクラスター体積
異なる体積のＣＦＧＮ−ＴＯＰ（１０〜３０μｌ）を、実施例１．３に記載されている手順に従って青色発光チップ内に封入した。封入後、ＬＥＤパッケージ構造に２５ｍＡの電流で電力を供給し、蛍光フォトルミネセンス分光光度計を使用して蛍光強度測定を行った。結果を図５Ａ〜５Ｂに示す。図５Ａの発光プロファイルにより、蛍光強度がＣＦＧＮ−ＴＯＰの体積の増加と共に増加したことが示された。ＬＥＤパッケージ構造から放出される光のＣＣＴは、ＣＦＧＮ−ＴＯＰの体積の増加と共に減少した。ＬＥＤパッケージ構造が白色光を放出した場合、ＬＥＤパッケージ構造のＣＣＴは約３９９３Ｋであった。一方、ＬＥＤパッケージ構造の光レンダリング（Ｒａ）は、体積の変化に伴って有意に変化せず、９０．１７Ｒａで最高の性能に達した（図５Ｂ）。
【００６１】
２．２．３  発光特性対電流
１×のＣＦＧＮ−ＴＯＰ（２０μｌ）のストック濃度を、実施例１．３に記載されているステップに従って青色発光チップ内に封入した。封入後、ＬＥＤパッケージ構造に５〜３０ｍＡの範囲の電流で電力を供給し、蛍光フォトルミネセンス分光光度計を使用して蛍光強度測定を行った。結果を図６Ａ〜６Ｂに示す。図６Ａの発光プロファイルにより、蛍光強度は電流密度の増加と共に増加したが、ＬＥＤパッケージ構造から放出された光のＣＣＴおよびその光レンダリング（Ｒａ）は、比較的変化しないままであったことが明らかになった（図６Ｂ）。ＬＥＤパッケージ構造のＣＣＴは約５２００Ｋであり、光レンダリングは約９０のままであった。
【００６２】
２．３  蛍光体をそれぞれ含むＬＥＤパッケージ構造と、実施例１．３の本発明の複合蛍光金ナノクラスターとの光性能の比較
本発明の白色ＬＥＤパッケージ構造（波長変換可能材料はＣＦＧＮ−ＴＯＰであった）の光性能を、従来のＬＥＤパッケージ構造（波長変換可能材料は蛍光体Ｃｅ３＋ドープＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ：Ｃｅ３＋）であった）の光性能と比較した。結果を図７に示し、表１にまとめる。本発明の波長変換可能材料から放出される蛍光強度は、蛍光体を含むＬＥＤパッケージ構造の蛍光強度と比べて比較的強いことが分かった。さらに、本開示の白色ＬＥＤパッケージ構造は、蛍光体材料を使用した従来のＬＥＤパッケージ構造よりも高い光レンダリング特性（Ｒａ）を有した。
【００６３】
【表１】
2020145240.tif 000003
【００６４】
２．４  高分子溶液中の発光炭素ナノ粒子の分散特性
実施例２．１と同様に、分散性を検証するために、高分子溶液中の異なる濃度（０．５×、１×および２×）のストック発光炭素ナノ粒子をＰＥＧＤＡ溶液と混合し、そこから放出された蛍光強度を測定した。発光炭素ナノ粒子は、その濃度にかかわらず、ＰＥＧＤＡフィルムにわたって均一に分布し、さらに、３５０ｎｍの波長によって放出される場合、発光炭素ナノ粒子のピーク放出は約４５０ｎｍに集中することが観察され得る（図８）。これらの結果は、分布した発光炭素ナノ粒子の均一性が高く、望ましいことを示した。
【００６５】
２．５  実施例１．４の白色ＬＥＤパッケージ構造の光性能（ＣＦＧＮ−ＴＯＰ）
実施例１．１のＣＦＧＮ−ＴＯＰおよび実施例１．２から得られた発光炭素ナノ粒子を１：１の比で混合し、実施例１．４の方法によってＵＶ発光チップ内に封入した。封入後、ＬＥＤパッケージ構造に２５ｍＡの電流で電力を供給し、蛍光フォトルミネセンス分光光度計を使用して蛍光強度測定を行った。結果を図９に示す。図９の発光プロファイルは、蛍光発光がシフトし、可視スペクトルに変換され、最終的に白色光として放出することを表す。
【００６６】
上記の実施形態の説明は、例示のためだけに与えられ、種々の修飾が当業者によってなされ得ることが理解されるであろう。上記の明細書、実施例およびデータは、本発明の例示的な実施形態の構造および使用の完全な説明を提供する。本発明の様々な実施形態が、ある特定の程度で、または１つもしくは複数の個々の実施形態に関して上述されたが、当業者は本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に多くの変更を加えることができる。
【図１】
2020145240.tif 000004
【図２】
2020145240.tif 000005
【図３】
2020145240.tif 000006
【図４】
2020145240.tif 000007
【図５】
2020145240.tif 000008
【図６】
2020145240.tif 000009
【図７】
2020145240.tif 000010
【図８】
2020145240.tif 000011
【図９】
2020145240.tif 000012
【外国語明細書】
2020145240000001.pdf