(57)【要約】  本発明は、固体光源２と、使用中に前記固体光源２によって放射される光を少なくとも部分的に波長変換するよう配設される波長変換層３であって、前記固体光源２に面する裏面４、及び前記裏面の反対側の前面５を持つ波長変換層３とを有する光変換デバイス１、１１であって、前記波長変換層の前記前面５が、前記光変換デバイス１、１１の出射窓を規定する光変換デバイス１、１１に関する。前記光変換デバイス１、１１は、前記波長変換層の前記前面５に配設される疎水性ナノ構造体６を更に有する。
2019514157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体光源と、
前記固体光源によって放射される光を少なくとも部分的に波長変換するよう配設される波長変換層であって、前記固体光源に面する裏面、及び前記裏面の反対側の前面を持つ波長変換層とを有する光変換デバイスであって、前記波長変換層の前記前面が、前記光変換デバイスの出射窓を規定し、
前記光変換デバイスが、前記波長変換層の前記前面に設けられる、間隔をおいて配置される突出部を持つ疎水性ナノ構造体を更に有し、
前記光変換デバイスが、前記疎水性ナノ構造体の上に付される保護コーティングを更に有する請求項１に記載の光変換デバイス。
【請求項２】
前記間隔をおいて配置される突出部の高さが、前記波長変換層の前記前面において全内部反射される光のエバネッセント波の、前記疎水性ナノ構造体への侵入よりも大きくなるよう選択される請求項１に記載の光変換デバイス。
【請求項３】
前記疎水性ナノ構造体の高さが、少なくとも、50nm、又は75nm、又は100nm、又は125nm、又は150nm、又は175nm、又は200nmである請求項１又は２に記載の光変換デバイス。
【請求項４】
前記波長変換層の前記前面における疎水性コーティングを更に有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光変換デバイス。
【請求項５】
前記保護コーティングが、シリコーン又はポリウレタンである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光変換デバイス。
【請求項６】
キャリア上に配設され、互いに電気的に接続された、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光変換デバイスを複数有する照明システム。
【請求項７】
光変換デバイスを製造するための方法であって、
固体光源を設けるステップと、
使用中に前記固体光源によって放射される光を少なくとも部分的に波長変換するよう波長変換層を配設するステップであって、前記波長変換層が、前記固体光源に面する裏面、及び前記裏面の反対側の前面を持ち、前記波長変換層の前記前面が、前記光変換デバイスの出射窓を規定するステップと、
間隔をおいて配置される突出部を持つ疎水性ナノ構造体を、前記波長変換層の前記前面に設けるステップと、
前記疎水性ナノ構造体の上に保護コーティングを更に設けるステップとを有する方法。
【請求項８】
前記疎水性ナノ構造体を、前記波長変換層の前記前面に設けるステップが、
前記疎水性ナノ構造体を設けるよう、前記波長変換層から材料を取り除くことを含む請求項７に記載の光変換デバイスを製造するための方法。
【請求項９】
材料を取り除くことが、レーザアブレーション、エッチング、又は位相マスクのうちの少なくとも１つを利用することを含む請求項８に記載の光変換デバイスを製造するための方法。
【請求項１０】
前記疎水性ナノ構造体を、前記波長変換層の前記前面に設けるステップが、
前記疎水性ナノ構造体を設けるよう、前記波長変換層に材料を加えることを含む請求項７に記載の光変換デバイスを製造するための方法。
【請求項１１】
材料を加えることが、自己組織化アレイ又は蒸着を利用することを含む請求項１０に記載の光変換デバイスを製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換層を有する光変換デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長変換層を有する固体照明技術に基づく照明デバイスは当技術分野において知られており、このような照明デバイスは、光変換デバイスと呼ばれている。波長変換層は、使用中に所望の色の光を放射しないより効率的な光源の使用を可能にする。波長変換層は、光源からの放射光を所望の色に変換する。しかしながら、多くの場合、波長変換層の表面を保護コーティングで保護することが必要とされ、保護コーティングの材料は周囲の空気と異なる屈折率を有するので、光変換デバイスから放射される光のスペクトルは、波長変換層と保護層との界面における屈折により変えられる。これは、使用中に光源によって放射される光のスペクトルを変更することによって、又は波長変換層の屈折率を変更することによって、抑制され得る。しかしながら、様々な材料が、各々、それら自身の屈折率を有し、従って、光変換デバイスは、様々な材料に対して調整されなければならず、製品及びプロセスにコスト及び複雑さを加える。
【０００３】
米国特許第8,575,646号は、固体光源を有するデバイスのためのシリコーンのレンズを作成する目的で濡れ（wetting）を制御するための疎水性表面の使用を提案している。この構成は、上記の問題に対するソリューションを提供しない。
【０００４】
従って、製造プロセスへの不要なコスト及び複雑性の追加が回避されるように大幅な変更なしに所望のスペクトルの放射光を供給するよう光変換デバイスを改善するソリューションを見出すことが依然として求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、現在の技術水準を改善し、上記の問題の少なくとも幾つかを解決し、改善された光変換デバイスを提供することである。これら及び他の目的は、添付の特許請求の範囲による光変換デバイスによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様によれば、
−  固体光源と、
−  前記固体光源によって放射される光を少なくとも部分的に波長変換するよう配設される波長変換層であって、前記固体光源に面する裏面、及び前記裏面の反対側の前面を持つ波長変換層とを有する光変換デバイスであって、前記波長変換層の前記前面が、前記光変換デバイスの出射窓を規定し、
−  前記光変換デバイスが、前記波長変換層の前記前面に配設される疎水性ナノ構造体を更に有する光変換デバイスが提供される。
【０００７】
本発明は、前記出射窓に近接して配置される液体又は他の望ましくない材料は、全内部反射（TIR）非変換波長のエバネッセント波が、前記望ましくない材料に光学的に結合されることにより、前記光変換デバイスから放射されるかもしれず、それによって、光のスペクトルを望ましくないようにして変化させるかもしれないので、使用中に前記光変換デバイスによって放射される光において色ずれをもたらし得るという認識に基づいている。このような色ずれが生じるのを防止するために、又はこのような色ずれを低減するために、前記波長変換層の前記前面に疎水性ナノ構造体が配設される。それによって、液体及び他のタイプの望ましくない材料は、前記波長変換材料の前記前面の表面から少なくとも離されることができ、又は取り除かれことができる。なぜなら、それらは、前記疎水性ナノ構造体により前記表面に付着しないからである。従って、前記疎水性ナノ構造体は、前記波長変換層の前記前面の近くに、空気層であって、前記エバネッセント波が代わりに前記空気層と相互作用することを可能にすることによって色ずれが防止されるような空気層を供給する。従って、利点は、所望の色が供給する単純でコスト効率の良い光変換デバイスが提供されることである。
【０００８】
近接は、前記波長変換層と前記液体又は他の望ましくない材料との間で光学的接触又は光学的結合が生じ得るほど小さい距離として理解されるべきである。
【０００９】
前記空気層は、前記波長変換層の前記前面の上の前記ナノ構造体内の、前記ナノ構造体の端部までの空気であると理解されるべきである。
【００１０】
疎水性ナノ構造体は、所謂ロータス効果を用いることで、前記波長変換層の前記前面に疎水性を与える。それによって、前記ナノ構造体上の液体は、高い接触角を有し、容易に前記表面を転がる。更に、前記疎水性は、望ましくない材料が、前記ナノ構造体にくっつく可能性を低くし、従って、前記波長変換層の前記前面にくっつく可能性が低くする。
【００１１】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、前記疎水性ナノ構造体は、間隔をおいて配置される突出部を有する。他の例においては、前記疎水性ナノ構造体は、間隔をおいて配置される窪みを有してもよい。当業者には、どちらの場合でも、前記疎水性ナノ構造体は、前記波長変換層の前記前面と前記突出部の先端部との間に空気層が設けられるように、液体又は他の望ましくない材料を、前記波長変換材料と、周囲環境、例えば、空気との間の界面から離れたところに保つことは分かる。
【００１２】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、前記間隔をおいて配置される突出部の高さは、前記波長変換層の前記前面において全内部反射される光のエバネッセント波の侵入深さよりも大きくなるよう選択される。
【００１３】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、前記疎水性ナノ構造体の高さは、少なくとも、50nm、又は75nm、又は100nm、又は125nm、又は150nm、又は175nm、又は200nmである。例えば、前記突出部の高さは、少なくとも180nmであってもよい。前記エバネッセント波は、光のビームが反射される界面の外では指数関数的に減衰し、それ故、疎水性ナノ構造体は、前記エバネッセント波が十分な高さの前記疎水性ナノ構造体の上に配置される材料と結合する可能性を低減する。好ましくは、前記ナノ構造体の高さは、前記エバネッセント波の前記侵入深さよりも大きくなるように選択される。
【００１４】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、前記光変換デバイスは、前記波長変換層の前記前面における疎水性コーティングを更に有する。疎水性コーティングは、低い表面エネルギを供給する材料を含む。低い表面エネルギは、疎水性のために有益である。当技術分野において、PTFEのようなスチレン又はフッ化炭素などの疎水性材料が、疎水性であることが知られている。当然、他の既知の材料も有利に用いられ得る。前記疎水性コーティングは、前記前面に付され、従って、前記波長変換層の前記前面にある前記疎水性ナノ構造体にも付される1nm乃至25nmなどの厚さの薄い層であり得る。
【００１５】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、前記光変換デバイスは、前記疎水性ナノ構造体の上に付される保護コーティングを更に有する。少なくとも１つの例示的な実施例においては、前記保護コーティングは、シリコーン又はポリウレタンである。前記保護コーティングは、前記光変換デバイスを、例えば、機械的摩耗及び裂け傷及び粒子から保護するために付される。前記疎水性ナノ構造体は、前記保護コーティングを前記波長変換層の前記前面から離すことを可能にし、従って、エバネッセント波が相互作用することができる空気層を供給する。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、キャリア上に配設され、互いに電気的に接続された、前記第１態様による光変換デバイスを複数有する照明システムが提供される。
【００１７】
本発明のこの他の態様の効果及び特徴は、本発明の概念の前記第１態様に関連して上に記載したものとだいたい類似している。本発明の前記第１態様に関して述べた実施例は、本発明の第２態様にだいたい対応する。従って、照明システムは、単一の光変換デバイスからより多くの光が前記照明システムから供給されるように、複数の光変換デバイスをキャリアに配設し、前記光変換デバイスを電気的に接続することによって、形成され得る。前記照明システムは、ランプ、ストリップ、照明器具などであってもよい。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、光変換デバイスを製造するための方法であって、
−  固体光源を設けるステップと、
−  使用中に前記固体光源によって放射される光を少なくとも部分的に波長変換するよう波長変換層を配設するステップであって、前記波長変換層が、前記固体光源に面する裏面、及び前記裏面の反対側の前面を持ち、前記波長変換層の前記前面が、前記光変換デバイスの出射窓を規定するステップと、
−  前記波長変換層の前記前面に配設される疎水性ナノ構造体を設けるステップとを有する方法が提供される。
【００１９】
本発明のこの他の態様の効果及び特徴は、本発明の概念の前記第１態様に関連して上に記載したものとだいたい類似している。本発明の前記第１態様に関して述べた実施例は、本発明の第２態様にだいたい対応する。
【００２０】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、前記波長変換層の前記前面に配設される疎水性ナノ構造体を設けるステップは、
−  前記疎水性ナノ構造体を設けるよう、前記波長変換層から材料を取り除くことを含む。
【００２１】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、材料を取り除くことは、レーザアブレーション、エッチング、又は位相マスクのうちの少なくとも１つを含む。
【００２２】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、前記波長変換層の前記前面に配設される疎水性ナノ構造体を設けるステップは、
−  前記疎水性ナノ構造体を設けるよう、前記波長変換層に材料を加えることを含む。
【００２３】
少なくとも１つの例示的な実施例においては、材料を加えることは、自己組織化アレイ又は蒸着を利用することを含み得る。
【００２４】
一般に、請求項において用いられている全ての用語は、本願明細書で明示的に別段の規定をした場合を除き、技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるべきである。「要素、デバイス、構成要素、手段、ステップなど」への全ての言及は、明示的に別段の記述がない限り、前記構成要素、デバイス、構成要素、手段、ステップなどの少なくとも１つの例を指すものとしてオープンに解釈されるべきである。
【００２５】
本発明は、請求項において列挙されている特徴の全てのあり得る組み合わせに関することに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
ここで、本発明のこの及び他の態様を、本発明の実施例を示している添付の図面を参照して、より詳細に記載する。
【図１】本発明の少なくとも１つの実施例による光変換デバイスの側面図である。
【図２】本発明の少なくとももう１つの実施例による光変換デバイスの側面図である。
【図３ａ】本発明の実施例による疎水性ナノ構造体の概略的な側面図である。
【図３ｂ】本発明の実施例による疎水性ナノ構造体の概略的な側面図である。
【図３ｃ】本発明の実施例による疎水性ナノ構造体の概略的な上面図である。
【図３ｄ】本発明の実施例による疎水性ナノ構造体の概略的な上面図である。
【図４ａ】入射角及び屈折率に基づいてエバネッセント波の結合を回避するために必要なナノ構造体の高さを示すグラフである。
【図４ｂ】入射角及び屈折率に基づいてエバネッセント波の結合を回避するために必要なナノ構造体の高さを示すグラフである。
【図５】本発明の様々な実施例による光変換デバイスを製造するための例示的な方法を概説するフローチャートである。
【図６】本発明の実施例による光変換デバイスを有する照明システムの例示的な実施例の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本詳細な説明においては、主に、本発明による光変換デバイスの例示的な実施例を、本発明の様々な実施例による光変換デバイスを示している概略図を参照して説明する。これは、決して、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は、添付の図面に示されている実施例以外の状況、例えば、他のタイプ又は変形例の光変換デバイス又は構成要素を備える状況にも適用可能であることは、留意されるべきである。更に、特定の構成要素が本発明の実施例に関連して言及されていることは、それらの構成要素が本発明の他の実施形態と一緒には有利には用いられることができないことを意味するものではない。第１に、構造に注意が向けられており、第２に、機能に注意が向けられている添付の図面を参照して本発明を説明する。同様の参照符号は、詳細な説明を通して同様の要素を指す。
【００２８】
図１は、光変換デバイス１の例を示している。光変換デバイス１は、固体光源２と、波長変換層３とを有する。波長変換層３は、光源２に面する裏面４と、光源２とは反対の前面５とを有する。疎水性ナノ構造体６は、波長変換層３の前面５に設けられる。光変換デバイス１は、光源２及び波長変換層３を少なくとも部分的に取り囲むハウジング及び／又は支持部（図示せず）を更に含み得る。
【００２９】
固体光源２は、発光ダイオード（LED）、レーザダイオード、又は任意の他の種類の固体光源であってもよい。この例における固体光源２によって生成される光は、実質的に単一の波長又は単一の波長のまわりの波長を含む。典型的には、このような固体光源から放射される波長は、光が、波長変換器において光のエネルギを低減することによってより長い波長に変換されることができるように、約450nmの波長を持つ青色光である。固体光源２は、固体光源（図示せず）に電力を供給するための電気回路に接続され得る。このような電気回路は、一般に、ドライバ回路と呼ばれ、電気の幹線における高圧AC電流を、固体光源２を駆動するのに適したより低いレベルDC電流に変換する。
【００３０】
波長変換層３は、使用中に固体光源２によって放射された光を受けるよう固体光源２の前方に配設される。それによって、波長変換層の前面５は、光変換デバイス１の出射窓も規定する。出射窓は、窓であって、使用中、光が、光変換デバイス１によって前記窓を通して周囲環境に放射される窓である。波長変換層３は、使用中に固体光源２によって生成された実質的に全ての光を受けるよう固体光源２と直接接触して配設され得る。波長変換層３は、固体光源２によって放射された光の色を変えるために用いられる。白色光を供給するための一般的な技術は、非白色光源、即ち、固体光源２を波長変換層と組み合わせて、光変換デバイス１から放射される光の全体的なスペクトルが白色光となるように固体光源２からの光の一部を他の波長の光に変換することを可能にすることによって白色光を供給するものである。波長変換層は、出射窓から放射される光の所定の部分が、周囲環境が空気である（即ち、１に近い屈折率を持つ）ことに基づいた変換光及び非変換光を有するような構成にされる、即ち、屈折率を持つ。典型的には、波長変換層３は約1.5の屈折率を有する。従って、波長変換層３は、変換光及び非変換光の混合物が目に白色又はほぼ白色に見えるように、固体光源２によって放射された光の一部をより長い波長に変換する。波長変換層３は、YAG、LuAG及びECASなどの１つ以上の蛍光体を有する材料を含む。波長変換層３の厚さは、0.1mm乃至2mmの範囲内であり得る。
【００３１】
疎水性ナノ構造体６は、液体又は他の望ましくない材料が光変換層の前面５に近接又は接触して配置されるのを防止するために、波長変換層３の前面５に配設される。このような液体又は他の望ましくない材料は、そうでなければ全内部反射（TIR）波長のエバネッセント波が、光変換デバイス１から放射され、それによって、放射光のスペクトルを望ましくないようにして変化させるので、使用中に光変換デバイス１によって放射される光の色ずれをもたらし得る。
【００３２】
使用中、固体光源２は、単一の波長又は単一の波長のまわりの波長を含む光を放射する。固体光源２からの光は、裏面４を介して波長変換層３に入る。次いで、光は、より長い波長を持つ変換光へダウンコンバートされる、即ち、エネルギが低減される。変換された光と、変換されていない光の一部とが、所望の色を持つ光として周囲環境に到達するよう波長変換層３の前面５から放射される。疎水性ナノ構造体６は、材料が波長変換層３の前面５に配置されることに起因する色ずれを防止する。なぜなら、このような材料は、非変換光の望ましくない結合をもたらし得るからである。
【００３３】
図２は、光変換デバイス１１の別の例を示している。光変換デバイス１１と図１の光変換デバイス１との間の唯一の相違点は、光変換デバイス１１が、疎水性ナノ構造体６の上に付される保護コーティング７を更に有することである。保護コーティング７は、シリコーン又はポリウレタンで作成され得る。保護コーティングが疎水性ナノ構造体６の上に付されるので、使用中に波長変換層の前面５において全内部反射される光は、波長変換層の前面５と保護コーティング７との間の第２媒体としての空気と相互作用し、それ故、波長変換層の前面５から放射される光は、所望の色を供給するよう、変換光の所望の一部と非変換光の所望の一部とを含み得る。
【００３４】
光変換デバイス１、１１は、疎水性ナノ構造体６の疎水性を更に改善するために、波長変換層の前面５上及び疎水性ナノ構造体上に疎水性コーティング（図示せず）を具備し得る。
【００３５】
図３ａは、複数の突出部６６を有する疎水性ナノ構造体６の概略的な側面図を示している。簡潔にするために、図３ａには３つの突出部６６しか示されていないが、疎水性ナノ構造体は数百又は数千の突出部のような多数の突出部を有することは当然理解される。突出部６６は、間隔をおいて配置され、各々、波長変換層３の前面５の遠位側にある遠位先端部６６ａと、波長変換層３の前面５上に配設される近位基部６６ｂとを有する。突出部６６の高さＤは、前面５における界面において全内部反射される光のエバネッセント波の侵入深さよりも大きくなるように構成され得る。言い方を変えれば、突出部６６の基部６６ｂから先端部６６ａまでの高さは、波長変換層の前面５と、望ましくない材料又は保護コーティングが配置される先端部６６ａとの間に作成される空気層が、エバネッセント波が原則的に疎水性ナノ構造体の上の材料と結合しない、又は前記結合が低減されるのに十分な厚さのものとなるように、選ばれる。突出部の高さＤは、少なくとも50nm、75nm、100nm、125nm、150nm、175nm、又は200nmであり得る。
【００３６】
図３ａの突出部６６は、波長変換層３と同じ材料で作成されてもよい、又は突出部６６は、別の材料で作成されてもよい。
【００３７】
図３ｂは、間隔をおいて配置される複数の窪み６６'を有する別の疎水性ナノ構造体６の詳細な側面図を示している。簡潔にするために、図３ｂには３つの窪み６６'しか示されていないが、疎水性ナノ構造体は数百又は数千の窪み６６'のような多数の窪みを有することは当然理解される。従って、疎水性ナノ構造体は、波長変換層３の材料から作成される、間隔をおいて配置される窪み６６'によっても作成され得ることが理解される。窪み６６'は、当然、波長変換層の前面５が窪み６６'の底部５'とみなされ得るような窪み６６'の間に突出部を作成する。
【００３８】
突出部６６及び窪み６６'の側面図は、それらが長方形の形状を有することを示しているが、例えば、基部６６ｂよりも広い先端部６６ａを有する形状、又は基部６６ｂよりも細い先端部６６ａを備える先のとがった形状などの他の形状も、当然、可能であり、本発明の範囲内である。
【００３９】
突出部６６及び窪み６６'の高さは、上述のように、25nmから少なくとも200nmまでの範囲内であり、突出部６６及び窪み６６'の幅は、10nmから50nmまでの範囲内であり得る。
【００４０】
図３ｃ及び３ｄは、光変換デバイスの前面５、即ち、出射窓の概略的な上からの眺めを示している。出射窓、即ち、波長変換層３の前面が、図３ｃにおいては円形であり、図３ｄにおいては正方形であることに留意されたい。他の形状も、当然、可能であり、本発明の範囲内である。出射窓の、最も広い箇所における幅は、1mmから8mmまでの範囲内、例えば、2.6mmであり得る。
【００４１】
図１ａ及び１ｂに関連して説明したように、前面５には複数の突出部６６が配設される。図３ｃの突出部６６の配置には特定の秩序（order）はないのに対して、図３ｄの突出部６６は行及び列に並べられていることに留意されたい。両方の選択肢、即ち、ランダム化又は秩序は、所望の疎水性効果を生み出すために同様に実行可能である。図３ｂにおいて示されているような、突出部の代わりの窪み６６'の場合には、窪みは、窪み６６'の間に間隔をおいて配置される突出部を作成するよう、前面５の一部又は全長を横切る細長い溝によって作成されてもよい。
【００４２】
図４ａは、500nmの波長を持つ光に対する入射角（横軸）対屈折率（縦軸）のグラフを示している。各領域内の数、即ち、範囲は、侵入深さに対応する。全内部反射の臨界角は、第１及び第２媒体、即ち、波長変換材料及び空気の屈折率の知識とスネルの法則を用いて計算され得る。
【００４３】
光のエバネッセント波の侵入深さは、以下の式に従って計算され、ここで、dpは、侵入深さであり、λ0は、入射光の波長であり、θ1は、第１媒体（即ち、波長変換層３）における入射角であり、η1及びη2は、各々、第１及び第２媒体（波長変換層３及び疎水性ナノ構造体６によって作成される空気層）の屈折率である。
【数１】
2019514157.tif 000003
【００４４】
更に、侵入深さは指数関数的に減衰することが知られており、それ故、侵入深さが最大の結果を供給するのは、原理上は、第１屈折、即ち、波長変換層と空気層との間である。従って、侵入深さよりも小さい高さを有する疎水性ナノ構造体を設けることは可能であり、これは、それでも、色ずれの低減を供給する。従って、光変換デバイスの色性能は、疎水性ナノ構造体の高さに対応する空気層の厚さに依存して、調整され得る。侵入深さよりも厚い空気層、即ち、侵入深さよりも大きい高さを有する疎水性ナノ構造体は、全内部反射光によって生成されるエバネッセント波が、疎水性ナノ構造体の上にある材料に到達せず、それによって、非変換光には、変換される別の機会が与えられるので、原理上は、色ずれが生じないことを確実にする。
【００４５】
図４ｂは、800nmの波長を持つ光に対する入射角（横軸）対屈折率（縦軸）のグラフを示している。図4ｂのグラフは、色ずれを回避するために、疎水性ナノ構造体の高さが、約800nmの赤色のような長い波長を持つ光でさえも、疎水性ナノ構造体の上にある材料ではなく、空気層と相互作用するように選ばれ得ることを示している。従って、約800nmの可視光の上の方の波長を持つ光の結合を回避するためには、1.5の屈折率を持つ波長変換層の場合は、約180nmの厚さを持つ空気層が、約45度の入射角のために必要とされる。
【００４６】
図５は、図１において示されている光変換デバイス１又は図２において示されている光変換デバイス１１のような光変換デバイスを製造するための例示的な方法を示してている。
【００４７】
この方法は、固体光源２を設ける第１ステップＳ１と、使用中に固体光源２によって放射される光を少なくとも部分的に波長変換するよう波長変換層３を配設する第２ステップＳ２であって、前記波長変換層３は、光源２に面する裏面４、及び裏面の反対側の前面５を有し、波長変換層の前面５は、光変換デバイス１の出射窓を規定する第２ステップＳ２とを有する。
【００４８】
後続ステップＳ３は、波長変換層の前面６に設けられる疎水性ナノ構造体６を設けることを含む。別の実施例においては、前記方法は、当然、光源２によって放射される光を少なくとも部分的に波長変換するよう波長変換層３を配設する前に、波長変換層の前面５に疎水性ナノ構造体６を設けることが可能である。
【００４９】
波長変換層の前面に配設される疎水性ナノ構造体を設けるステップは、疎水性ナノ構造体６を設けるよう波長変換層３から材料を取り除くこと、又は疎水性ナノ構造体を設けるよう波長変換層３に材料を加えることのいずれかを含み得る。波長変換層３に材料を加えるとは、波長変換層３の前面５に、波長変換層３と同じ材料を加えること、又は他の別個の材料を加えることのいずれかであると理解されるべきである。材料を取り除くことは、レーザアブレーション、エッチング、又は位相マスクのうちの少なくとも１つを利用することを含み得る。材料を加えることは、自己組織化アレイ又は蒸着を利用することを含み得る。
【００５０】
波長変換層３に材料を加えるために、又は波長変換層３から材料を取り除くために、当技術分野において知られている他の方法を用いることは、当然、可能である。他の例においては、波長変換層３の製造時に、波長変換層３に疎水性ナノ構造体６が設けられてもよい。
【００５１】
前記方法は、波長変換層の前面及び疎水性ナノ構造体に疎水性コーティングを付すステップを更に含み得る。前記方法は、疎水性ナノ構造体の上に保護コーティングを設けるステップを更に含み得る。
【００５２】
図６は、照明システムの例示的な実施例の上面図を示している。照明システムは、細長いキャリア２０上に配設された複数の光変換デバイス１を有する。細長いキャリア２０は、プリント回路基板（PCB）、又は別のタイプのキャリアであってもよい。光変換デバイス１は、使用中に各光変換デバイス１の固体光源が光を放射するような電気が供給される電力線２１、２２に電気的に接続される。キャリア２０及びその上の光変換デバイス１は、保護コーティングによって覆われてもよく、それによって、汎用照明を供給する密封「ストリップ」を作成し得る。単に細長い形状以外の形状も、当然、キャリアのために考えられ、可能であり、本発明の範囲内である。上で示されされている光変換デバイスは、多くの異なるタイプの照明システムで有利に用いられ得る。
【００５３】
上記では「空気層」と呼ばれているが、それは、本発明では、当然、任意のガスを用いるものであり、修正は、所望の効果を達成するのに十分な厚さのガス層を作成する疎水性ナノ構造体を供給するために、上記の計算において、空気の屈折率の代わりに、用いられるガスの屈折率を使うというものである。照明用途での使用に適したあらゆるガスが用いられ得る。
【００５４】
当業者には、本発明が、決して、上記の好ましい実施例に限定されないことは分かるであろう。逆に、添付の請求項の範囲内で多くの修正及び変更が可能である。例えば、ナノ構造体の突出部の形状は、添付の図面において示されている形状に限定されず、疎水性効果を供給する他の形状も、本発明で有利に用いられ得る。更に、本発明による光変換デバイスは、疎水性ナノ構造体の上にある材料への或る特定の波長の結合を回避するよう、波長変換層の屈折率及び疎水性ナノ構造体の高さを変えることによって、調整され得る。
【００５５】
更に、当業者は、請求項記載の発明の実施において、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する変形を、理解し、達成することができる。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。単に、特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。更に、当業者は、請求項記載の発明の実施において、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する変形を、理解し、達成することができる。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。単に、特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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