(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性窓（２１０）を有する閉鎖されたチャンバ（２００）と、
前記チャンバ（２００）内に光源放射線（１１）を提供するように構成された光源（１０）と、
を含む照明装置を製造する方法であって、
前記チャンバ（２００）は、前記光源放射線（１１）の少なくとも一部を波長コンバータ光（３０１）に変換するように構成された波長コンバータ（３００）をさらに包囲し、
前記光透過性窓（２１０）は、前記波長コンバータ光（３０１）に対して透過性であり、
前記波長コンバータ（３００）は、前記光源放射線（１１）の少なくとも一部で励起される際、前記波長コンバータ光（３０１）の少なくとも一部を生成する発光量子ドット（３０）を含み、
前記閉鎖されたチャンバ（２００）は、ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス及び酸素ガスのうちの１以上を含む充填ガス（４０）を含み、前記充填ガス（４０）は１９℃で少なくとも１％の１９℃における相対湿度を有し、
当該方法は、組み立てプロセスにおいて、前記光透過性窓（２１０）を有する前記チャンバ（２００）、前記光源（１０）及び前記波長コンバータ（３００）を組み立てることを含み、
前記充填ガス（４０）及び水蒸気が前記チャンバ（２００）に提供され、
前記チャンバ（２００）にガスクロージャー（２０７）を提供した後、前記充填ガス（４０）が得られ、
前記チャンバ（２００）は、その寿命の少なくとも一部の間に水蒸気を放出する材料（２４０）をさらに含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、発光ナノ粒子を包含する照明装置に関する。本発明はさらに、そのような照明装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
照明装置における発光ナノ結晶の封止は、当該技術分野において知られている。例えば、ＷＯ２０１１／０５３６３５は、（ａ）青色発光ＬＥＤと、（ｂ）複数の発光ナノ結晶を含む密封容器であって、前記ナノ結晶のダウンコンバージョンを容易にするために、ＬＥＤに対して配置された容器と、を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスを記載している。発光ナノ結晶の例は、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ又はＣｄＴｅ／ＺｎＳを含むコア／シェル発光ナノクリスタルを包含する。例えば、発光ナノ結晶は、ポリマーマトリックス中に分散される。
【０００３】
ＪＰ２０１２００９７１２は、レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザから出射された励起光を受けて発光する発光部と、を備えた発光装置を記載している。半導体レーザ及び発光部が、気密された気密空間内に備えられるともに、この気密空間には、所定の水分濃度以下の乾燥空気が充填されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
量子ドット（ｑｄｏｔ又はＱＤ）は現在、固体(solid  state、ソリッドステート)照明（ＳＳＬ）アプリケーション（ＬＥＤ）における蛍光体（phosphors）として研究されている。それらは、特に高ＣＲＩにおいて、ＬＥＤベースのランプの効果を著しく増加させるのに役立ち得る、調整可能な発光(emission)及び狭い発光バンドなどのいくつかの利点を有する。典型的には、量子ドット(qdots)は、オレエート（オレイン酸のアニオン）のような有機リガンドによって取り囲まれた量子ドットを有する有機液体中で供給され、有機リガンド(which)は、ドットの発光効率(emission  efficiency)を向上させ、有機媒体中でそれらを安定化させるのに役立つ。量子ドット上のシリカコーティングの合成は、当該技術分野において知られている。Ｋｏｏｌｅ  ｅｔ  ａｌ．（Ｒ．  Ｋｏｏｌｅ，  Ｍ．  ｖａｎ  Ｓｃｈｏｏｎｅｖｅｌｄ，  Ｊ．  Ｈｉｌｈｏｒｓｔ，  Ｃ．  ｄｅ  Ｍｅｌｌｏ  Ｄｏｎｅｇａ，  Ｄ．’ｔ  Ｈａｒｔ，  Ａ．  ｖａｎ  Ｂｌａａｄｅｒｅｎ，  Ｄ．  Ｖａｎｍａｅｋｅｌｂｅｒｇｈ  ａｎｄ  Ａ．  Ｍｅｉｊｅｒｉｎｋ，  Ｃｈｅｍ．  Ｍａｔｅｒ，  ２０，  ｐ．  ２５０３−２５１２，  ２００８）は、油中水型（Ｗ／Ｏ）逆マイクロエマルション合成による単分散性シリカ球（直径約(〜)３５ｎｍ）中の疎水性半導体ナノ結晶（又は量子ドット、ＱＤ）の提案された取り込み機構に有利な実験的証拠を記載している。種々の合成反応物質の添加時にＱＤ表面で起こる迅速なリガンド交換を調べるために、蛍光分光法が使用される。加水分解されたＴＥＯＳは、ＱＤ表面に対して高い親和性を有し、シリカ成長が行われるミセルの親水性内部へのＱＤの移動を可能にする疎水性アミンリガンドを置換することが見出された。より強い結合チオールリガンドを使用してリガンド交換を妨げることにより、組み込まれたＱＤの位置は、中心(centered)から中心を外れるまで、最終的にはシリカ球の表面まで制御することができた。これまでにない量子効率３５％を有するＱＤ／シリカ粒子を作製することができた。空気中のＱＤを安定化させ、及び、それらを外部との化学的相互作用から保護するために、ＱＤのシリカカプセル化（上記も参照）が（したがって）使用される。逆ミセル法は、小さいサイズの分散液（下記参照）を有する小さい（約２０ｎｍ）シリカ粒子を製造する方法として、９０年代に導入された。この方法は、シリカ被覆ＱＤの作製にも使用することができる。ＱＤ周囲の天然の(native)有機リガンドは、シリカシェルの成長中に無機シリカ前駆体分子によって置換される。ＱＤ周囲の無機シリカシェルは、光酸化に対してＱＤをより安定にすることを約束する。なぜならば、有機リガンドは、従来の（例えば、オレイン酸又はヘキサデシルアミン）キャップドＱＤにおいて弱い鎖として見られるためである。
【０００５】
しかし、逆ミセル法で成長させたシリカは比較的多孔質であると思われ、時には示唆されているよりも酸素又は水に対するバリア性が劣るものにする。有機リガンドを有するＱＤについては、周囲条件における安定性は、一般に所望されるよりも低く、且つ、特に水がこのようなＱＤの分解の根本原因であることが見出された。これは、望ましいものより劣る量子効率（ＱＥ）安定性及び／又は経時的な色点(color  point)安定性を持つ量子ドットベースの照明装置につながる可能性がある。例えば、大きな初期ＱＥ低下を知覚することができ、又はフォトブライトニング(photo  brightening)効果を知覚することができ、及び／又は寿命の間の色点変化を知覚することができる。
【０００６】
したがって、本発明の一態様は、上記の欠点のうちの1つ以上を好ましくはさらに少なくとも部分的に回避することが好ましい代替照明装置を提供することである。
【０００７】
驚くべきことに、シリカ被覆ＱＤは、最適性能（ＱＥ及び安定性の両方）を確保するためにある特定量の水を必要とすることが観察された。特に密封された(hermetically  sealed)電球内でＱＤを使用する場合、驚くべきことに、十分な量の水を含めることが重要であると思われる。このような用途の特定の例は、ヘリウム冷却ＬＥＤ電球であり、そこでは、多数のＬＥＤが、（従来の白熱電球に使用されるプロセスを使用して）密閉されたガラス球にヘリウム雰囲気下で置かれる。ヘリウムの特有の冷却特性のために、このようなランプ構造では、限られた放熱(heat  sinking)のみが必要とされ、大幅なコストを節約することができる。しかしながら、このような閉鎖された水のない環境でＱＤを使用すると、全体の性能が周囲におけるよりも悪くなり、増加した初期急冷及びフォトブライトニング効果が観察される。驚くべきことに、その中にＱＤが封入された密封された(sealed)環境（例えば、Ｈｅ又はＨｅ／Ｏ２充填電球）にかなりの相対湿度（室温において）を加えると、特に初期急冷及びフォトブライトニング効果が妨げられることが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、第１の態様では、本発明は、
光透過性窓を有する閉鎖された(closed)チャンバと、
前記チャンバ内に光源放射線（radiation）を提供するように構成された光源と、
を含む照明装置であって、
前記チャンバは、前記光源放射線の少なくとも一部を波長コンバータ光に変換するように構成された波長コンバータをさらに包囲し、
前記光透過性窓は、前記波長コンバータ光に対して透過性であり、
前記波長コンバータは、前記光源放射線の少なくとも一部で励起される際、前記波長コンバータ光の少なくとも一部を生成する発光量子ドットを含み、
前記閉鎖されたチャンバは充填ガス、特にヘリウムガス、水素ガス（Ｈ２）、窒素ガス（Ｎ２）及び酸素ガス（Ｏ２）のうちの１以上を含む充填ガスを含み、且つ、（前記充填ガスは）１９℃における相対湿度（ＲＨ）少なくとも１％、例えば特に少なくとも５％、但し特に（１９℃において）１００％未満、例えば５〜９５％の範囲、例えば１０〜８５％を有する、
照明装置を提供する。このような装置は、水を含まないガスのような他のガス条件を有する装置よりも実質的により安定した色点を有しているようである。さらに、このような装置は、ＱＤの初期ＱＥ低下及び／又はＱＤのフォトブライトニング効果による影響が実質的に少ないと思われる。
【０００９】
充填ガスは、特に示されたヘリウム、水素、窒素及び酸素ガス、さらにより特にヘリウム及び水素のうち少なくとも１つ以上のような、相対的に高い熱伝導率を有する。したがって、充填ガスは、冷却ガスとして（任意にヒートシンクと組み合わせてもよい（下記をも参照））適用することもできる。さらに、特に、充填ガスは、ヘリウム、水素及び窒素、さらにより特にヘリウム及び窒素のような、相対的に不活性である。従って、充填ガスは特にヘリウムを含むことができる。
【００１０】
本明細書におけるガス充填物は、Ｈ２Ｏを含まないガス（組成物）として定義される。Ｈ２Ｏの存在は、ガス（組成物）、すなわちガス充填の相対湿度によって示される。
【００１１】
光透過性窓を有する閉鎖されたチャンバは、波長コンバータを収容するように構成される。したがって、波長コンバータは、特に閉鎖されたチャンバによって囲まれている。この目的のために、チャンバは壁を備え、壁は前記閉鎖されたチャンバを提供する。用語「壁」は、複数の壁を指してもよく、場合によっては１以上の要素を含んでもよい。例えば、壁の一部は、光源を含む要素又は支持体によって提供されてもよく、光源及び例えばエレクトロニクス及びヒートシンクを含み、及び例えばＰＣＢ（プリント回路基板）も包含してよい。したがって、光源はチャンバによって包囲されていてもよい。しかしながら、光源はチャンバから外部にあってもよい。さらに、光源の一部がチャンバの外側にあり、且つ、光源の一部、特に発光表面がチャンバ内にあってもよい。光源がチャンバの外側に構成されている場合、又はそのような光源の発光表面がチャンバの外側に構成される場合、光源は、光透過性窓を介して光源放射線をチャンバ内に提供するように構成される。したがって、そのような場合、チャンバは、光源放射線の少なくとも一部に対して透過性である光透過性窓を含むことができる。
【００１２】
チャンバの壁(複数可)は、特に気密であり、すなわち、チャンバからガスが実質的に漏れず、又はチャンバを閉じた後にチャンバの外部からチャンバに導入されない。したがって、光透過性窓（及び場合によっては放射線透過性窓）を包含する壁（複数可）は、特に気密性である。このようにして、ガスチャンバは、特に密閉されている(hermitically  sealed)。一実施形態では、壁（複数可）は、例えば、無機材料を包含することができる。さらに別の実施形態では、壁（複数可）は有機材料であって、例えば、（例えば、無機の）気密材料の層で覆われている有機材料を包含することができる。無機壁部分と有機壁部分との組み合わせも可能である。
【００１３】
場合によって(optionally)、照明装置は、透過性窓、光源、及び波長コンバータのうちの１以上と熱接触するヒートシンクをさらに含む。充填ガスと共に、これは良好な熱制御を提供することができ、且つ、動作温度を低下させる。「熱」接触という用語は、一実施形態では物理的接触を意味することがで、且つ、別の実施形態では（固体）熱伝導体を介して接触していることを意味することができる。
【００１４】
特に、光源は、動作中に、２００〜４９０ｎｍの範囲から選択された波長における少なくとも光を発光する（光源放射線）光源、特に動作中に、４００〜４９０ｎｍの範囲、さらにより特に４４０〜４９０ｎｍの範囲、から選択された波長における少なくとも光を発光する光源である。この光は、波長コンバータナノ粒子によって部分的に使用されてもよい（さらに下記もまた参照）。したがって、特定の実施形態では、光源は青色光を生成するように構成される。特定の実施形態では、光源は、固体ＬＥＤ光源（ＬＥＤ又はレーザダイオードなど）を含む。用語「光源」はまた、２〜２０個（固体(solid  state)）のＬＥＤ光源のような複数の光源に関連してもよい。したがって、ＬＥＤという用語は、複数のＬＥＤを指す場合もある。
【００１５】
上述したように、光源は、波長コンバータを含むチャンバ内に光源放射線を提供するように構成される。波長コンバータは、光源放射線の少なくとも一部を波長コンバータ光(converter  light)に変換するように構成される。したがって、波長コンバータは、光源に放射線結合される(radiationally  coupled)。「放射線結合」という用語は、特に、光源によって発せられた放射線の少なくとも一部が波長コンバータによって受信される（及び少なくとも部分的に発光に変換される）ように、光源及び波長コンバータが互いに関連付けられることを意味する。
【００１６】
波長コンバータ光の少なくとも一部は、緑色、黄色、オレンジ色及び/又は赤色光などの可視光である。波長コンバータは、光源放射線を「波長変換」して波長コンバータ光に変換する。波長コンバータは、少なくとも量子ドットを含む。しかし、波長コンバータは、本明細書では第２の発光材料としても示される１以上の他の発光材料を含むことができる。そのような第２の発光材料は、（したがって）場合によって波長コンバータ内に埋め込まれてもよい。しかしながら、このような第２の発光材料は、閉鎖されたチャンバの他の場所に（又は、場合によってはチャンバの外側にも）配置されてもよい。
【００１７】
したがって、波長コンバータは、１以上の発光材料を含むことができるが、少なくとも量子ドットを含む。これらの量子ドットは、波長コンバータ光の少なくとも一部を担う。したがって、ルミネセンス量子ドットは、光源放射線の少なくとも一部で励起されると、波長コンバータ光の少なくとも一部を生成するように構成される。波長コンバータのルミネッセンスは、チャンバから逃げるべきである。したがって、チャンバは、光透過性窓を含む。光透過性窓は、波長コンバータによって生成された可視光の少なくとも一部に対して透過性である固体材料を含む。光源がチャンバから外部に構成されている場合、光透過性窓は、光透過性窓を含んでもよい。しかしながら、これらは場合によって、チャンバ（壁）とは異なる部分である。
【００１８】
したがって、装置は、少なくとも部分的に波長コンバータの光を含むが、場合によって（残りの）光源放射線をも含む、照明装置の光を生成するように特に構成されている。例えば、波長コンバータは、光源放射線を部分的にのみ変換するように構成されてもよい。そのような場合、デバイス光は、コンバータ光及び光源放射線を含むことができる。しかしながら、別の実施形態では、波長コンバータは、すべての光源放射線を変換するように構成されてもよい。
【００１９】
したがって、特定の実施形態では、照明装置は、光源放射線及び変換光の両方を含む照明装置光を提供するように構成されている。例えば前者が青色光であり、後者が黄色光、又は黄色光及び赤色光、又は緑色光及び赤色光、又は緑色光、黄色光及び赤色光などを含む。さらに別の特定の実施形態では、照明装置は、コンバータ光のみを含む照明装置光を提供するように構成される。これは、例えば、波長コンバータに照射される光源放射線が、変換された光として波長コンバータの下流側にのみ残る（すなわち、波長コンバータに浸透するすべての光源放射線が波長コンバータによって吸収される）場合に起こり得る。
【００２０】
「波長コンバータ」という用語はまた、複数の波長コンバータに関連してもよい。これらは互いに下流に配置することもできるが、互いに隣接して配置することもできる（場合によって、直接的に隣接する波長コンバータと物理的に接触する）。複数の波長コンバータは、一実施形態において、異なる光学特性を有する２つ以上のサブセットを含むことができる。例えば、１つ以上のサブセットは、緑色光のような第１のスペクトル光分布を有する波長コンバータ光を生成するように構成され、及び、１つ以上のサブセットは、赤色光のような第２のスペクトル光分布を有する波長コンバータ光を生成するように構成される。２つ以上のサブセットが適用されてもよい。異なる光学特性を有する異なるサブセットを適用する場合、例えば、白色光及び／又は装置光の色（すなわちコンバータ光及び任意選択の残りの光源放射線（波長コンバータの下流に残っている））を提供することができる。特に、異なる光学特性を有する２つ以上の波長コンバータサブセットと放射線的に結合された２つ以上のサブセットが個別に制御され得る複数の光源が適用される場合、装置光の色は調整可能であり得る。白色光を作るための他のオプションも可能である（以下も参照）。照明装置が複数の光源を含む場合、これらは場合によって（（外部）制御ユニットを用いて）独立して制御されてもよい。
【００２１】
上述したように、第２の発光材料は、２価のユーロピウム含有窒化物発光材料又は２価のユーロピウム含有オキソ窒化物発光材料からなる群から選択される１以上の発光材料、例えば、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ及び（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕからなる群から選択される１以上の発光材料、を含むことができる。
【００２２】
第２の発光材料はまた、３価のセリウム含有ガーネット及び３価のセリウム含有オキソ窒化物からなる群から選択される１つ以上の発光材料を含むことができる。当技術分野では、酸窒化物材料は酸窒化物材料として表示されることが多い。このようなセリウム含有ガーネットは、一般式Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（式中、ＡはＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ及び照明ユニットの１以上を含み、且つ、ＢはＡｌ及びＧａの１以上を含む）で表示されてよい。特に、ＡはＹ、Ｇｄ及びＬｙの１以上を含み、且つ、ＢはＡｌ及びＧａの１以上、特に少なくとも（又は唯一の）Ａｌを含む。したがって、セリウム含有ガーネットは、（Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋クラスを特に含むことができる。このクラスのメンバーの例は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋及びＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋などである。
【００２３】
第２の発光材料はまた、４価のマンガンドープ材料を含んでもよい。特に、Ｇ２ＺＦ６：Ｍｎクラスのメンバーは関連し得る。Ｇがアルカリ元素（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋなど）の群から選択され、且つ、Ｚが、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｓｎの群から選択される。本書においてこのクラスは、複合フッ化物系のクラスであるＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎクラスとしても表示される。このクラスの材料は、立方晶のヒーラタイト（Ｈｉｅｒａｔｉｔｅ）又は六方晶のＤｅｍａｒｔｉｎｉｔｅ型結晶構造を有する。このクラス内のメンバーの例は、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ（ＩＶ；すなわち４価マンガン）である。
【００２４】
第２の発光材料は、ペリレン誘導体のような有機発光材料を含むこともできる。
【００２５】
本明細書における「クラス」又は「グループ」という用語は、特に、同じ結晶学的構造を有する材料のグループを指す。さらに、用語「クラス」はまた、カチオン及び／又はアニオンの部分置換を包含し得る。例えば、上記のクラスのいくつかでは、Ａｌ−Ｏを部分的にＳｉ−Ｎ（又は順番を逆にして）で置き換えることができる。
【００２６】
さらに、上記の発光材料がユウロピウム（Ｅｕ）、又はセリウム（Ｃｅ）、又はマンガン（Ｍｎ）でドープされていることが示されているという事実は、Ｅｕ、Ｃｅのような共ドーパントの存在を排除せず、セリウムは、プラセオジム、Ｃｅ、Ｎａでコドープされており、ここで、セリウムは、ナトリウム、Ｃｅ、Ｍｇでコドープされており、セリウムは、マグネシウム、Ｃｅ、Ｃａでコドープされており、セリウムはカルシウム等、等でコドープされている。コドープ法は当該技術分野において知られており、時には量子効率を高め、及び／又は発光(emission)スペクトルを調整することが知られている。
【００２７】
一実施形態では、光透過性窓（及び／又は場合によって放射線透過性窓）は、透過性有機材料サポートからなる群から選択される１以上の材料、を含むことができる。例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンな二レート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ），ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ又はＰｅｒｓｐｅｘ）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、シリコーン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、（ＰＥＴＧ）（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）からなる群から選択される。しかし、別の実施形態では、光透過性窓（及び／又は場合によって放射線透過性窓）も無機材料を含むことができる。好ましい無機材料は、ガラス、（溶融）石英、透過性セラミック材料、及びシリコーンからなる群から選択される。また、無機及び有機部分の両方を含むハイブリッド材料を適用してもよい。光透過性窓（及び／又は場合により放射線透過性窓）の材料としてＰＭＭＡ、透明ＰＣ、又はガラスが特に好ましい。
【００２８】
光透過性窓（及び/又は場合によって放射線透過性窓）は、実質的に透明であってもよいが、代わりに（独立して）半透明であるように選択されてもよい。例えば、半透明性(translucency)を高めるために材料を窓に埋め込むことができ、かつ/又は（例えばサンドブラストで）窓を曇らせることができる（下記参照）。半透明の光透過性窓を設けることにより、チャンバ内の要素は、より少なくてもよく、又は見えなくてもよく、これは望ましいかもしれない。したがって、光透過性窓及びオプションの放射線透過性窓の場合、光（放射線）透過性材料が適用される。特に、材料は、発光材料によって生成された光、すなわち特に発光量子ドットに対して、５０〜１００％の範囲、特に７０〜１００％の範囲の光透過性(light  transmission)を有し、且つ、可視光波長範囲から選択される波長を有する。このようにして、支持カバーは、発光材料からの可視光に対して透過性である。透過性又は光透過率(light  permeability)は、材料に第1の強度を有する特定の波長の光を供給し、及び、材料を貫通して透過した後に測定されたその波長での光の強度を、その特定の強度で材料に提供される光の第1の強度に関連させることにより、決定することができる（ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、６９ｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ、１０８８−１９８９のＥ−２０８及びＥ−４０６も参照のこと）。
【００２９】
特定の実施形態では、閉鎖されたチャンバは、電球形の光透過性窓を含む。このようにして、一種の改良型(retrofit)白熱電球を提供することができる。しかし、管状チャンバ（Ｔ８チューブなどのＴ−ランプ）などのような他の改造型チャンバも適用することができる。しかしながら、チャンバは他の形状に形成することもでき、既存の照明器具を置き換えるのに使用することもできる。
【００３０】
上記のように、チャンバは、ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス及び酸素ガスのうちの1つ以上を含み、少なくとも１％、例えば特に少なくとも５％の１９℃における相対湿度を有する充填ガスを含むが、特に１００％未満、例えば５〜９５％の範囲、例えば１０〜８５％（１９℃で）である。上限は特に１００％より低く、それにより、光源が１９℃より低い温度で使用される場合、（実質的に）水が凝縮しない。従って、特に１９℃での相対湿度は９５％以下、例えば９０％以下、例えば８５％以下、例えば最大８０％である。１％の下限は、所望の安定性効果を提供するために特に選択される（上記も参照）。特に、相対湿度が少なくとも５％の下限は、所望の安定性効果を提供し得る。チャンバ内の相対湿度を決定するために、当技術分野で知られているカールフィッシャー分析を適用することができる。この分析は、カールフィッシャー滴定としても知られている。相対湿度は、ガスが飽和している場合に存在するである量（水の平衡蒸気圧）に対して、気体中に存在するＨ２Ｏの量（水蒸気の分圧）の割合（％で表示）である。
【００３１】
従って、雰囲気としてのヘリウム、及び/又は任意に1つ以上の他の高熱伝導率ガス（複数可）が量子ドットのために有益であるようである。特に、冷却のためにヘリウムガス及び/又は他のガスが使用される。冷却はＬＥＤ効率にとって重要である。特にＱＤベースのＬＥＤの場合、温度が低いほど、（より高いＱＥに起因して）より長い安定性（寿命）及び高いｌｍ／Ｗ効率を意味する。しかしながら、驚くべきことに、いくらかのＨ２Ｏの存在がさらに有益である。特定の実施形態では、充填ガスの少なくとも７０％（Ｈ２Ｏを含まない）、例えば特に少なくとも７５％、例えば少なくとも８０％がＨｅからなる。百分率は体積百分率を意味する。さらに、いくらかの酸素の存在もまた、驚くべきことに有益であり得る。したがって、過去の解決策では水及び酸素から量子ドットを可能な限り良好に密封しようと試みるであろうが、本発明では、意図的に若干の水及び場合によっては酸素を、量子ドットが配置されるチャンバ内に供給する。さらに別の実施形態では、充填ガスは、（少なくとも）ヘリウム及び酸素を含む。特定の実施形態では、充填ガス（Ｈ２Ｏを考慮しない）の少なくとも９５％、例えば、少なくとも９９％は、Ｈｅ及びＯ２からなり、及びここでガスは、最大でも(at  maximum)３０％の酸素、例えば最大でも２５％の酸素、同様に(like)最大でも２０％の酸素を含む。より大きい量の酸素は、他の熱エネルギー管理及びまた照明装置の安定性の観点から、あまり望ましくない可能性がある。利用可能な他のガスは、（他の）貴ガス、Ｈ２及びＮ２、特にＨ２及びＮ２から選択することができる。上記のように、ＲＨは少なくとも１％、さらには少なくとも５％、例えば少なくとも１０％である。特に、１９℃では、チャンバは液体の水を含有しない。
【００３２】
量子ドットは、場合によってはマトリックス中に埋め込まれていてもよい。例えば、量子ドットは、（ポリマー性）マトリックス中に（均質に）分散していてもよい。特に興味のあるマトリックスはシロキサンである（しばしばシリコーンとしても示される）。シロキサン出発材料とＱＤとを組み合わせる場合、シロキサンは、既知のシロキサン製造プロセスによって得ることができる。そこでは量子ドットが分散されている。したがって、特定の実施形態では、波長コンバータは、発光量子ドットが埋め込まれたシロキサンマトリックスを含む。関連するシロキサンマトリックスは、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）及びポリジフェニルシロキサン（ＰＤＰｈＳ）の１以上を含む。しかしながら、他のマトリックス、例えばシラザン及びアクリレートの１以上のような他のマトリックスも適用され得る。ＱＤがマトリックスに埋め込まれていても、本明細書で定義されるガス条件は、光デバイス（特にＱＤ）の特性にとって有益であるようである。このようなマトリックスは、水に対して完全に不浸透性であるとは限らない。したがって、ＱＤが（シリコーン）マトリックス中に埋め込まれている場合であっても、上記のような充填ガスが望ましい。
【００３３】
量子ドットは、裸の粒子(bare  particles)として提供されてもよく、又は、例えば、コアシェル(core-shell)粒子として提供することができる。「シェル」という用語は、複数のシェルを指す場合もある。さらに、コアシェル粒子は必ずしも球形である必要はない。例えば、コアシェル粒子は量子ロッド(rod)型又はテトラポッド型（又は他のマルチポッド型）などであってもよい。さらなる例を以下に示す。裸の粒子又はコアは、光学活性部分である。シェルは保護の一種として使用され、且つ、しばしばＺｎＳｅコアやＺｎＳシェルなどの同様のタイプの材料を含む（以下も参照）。このような粒子は有機液体中で市販されており、より良い分散のためにこのような粒子に有機リガンドを結合させている。ここで、粒子の外層は、裸の粒子の中心部又はコアから最も離れた層である。ＺｎＳシェルの場合、この外層はＱＤのＺｎＳ表面となる。しかしながら、本発明は、ＺｎＳシェル及びＺｎＳｅコアを有する量子ドットに限定されない。以下、いくつかの代替量子ドットについて説明する。
【００３４】
そのような外層上に、（シリカ）コーティングを設けることにより、（シリカ）コーティングを有する裸の量子ドット又は（シリカ）コーティングを有するコアシェル型の量子ドットを提供することができる。シリカで量子ドットを被覆することにより、より安定な無機リガンドとして作用し得るシリカ前駆体分子による有機リガンドの置換が生じる。さらに、シリカ層は、例えば、光酸化化学種(species)に対して保護バリアを形成し得る。特に、コーティングは外層全体を覆う。ＱＤの周囲にシリカコーティングを提供するための適切な方法は、とりわけ(amongst  others)、Ｋｏｏｌｅ  ｅｔ  ａｌ．（上記参照）及びそこに引用されている参考文献に記載されている。封入されたナノ粒子を含まないシリカ粒子の合成は、最初にＳｔｏｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．（Ｊ．  Ｃｏｌｌｏｉｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉ．１９６８、６２）によって開発されたものであり、例えばエタノール相において均一なサイズ及び形状のシリカ球の成長を可能にする。シリカ球を作成する第２の方法は、無極性相でミセルを使用し、且つ、逆ミセル法（又は逆マイクロエマルション法）と呼ばれる無極性相でミセルを使用し、Ｏｓｓｅｏ−Ａｓａｒｅ、Ｊ．  Ｃｏｌｌｏｉｄｓ．  Ｓｕｒｆ．  １９９０，６７３９によって最初に示唆された。シリカ粒子は規定された水滴において成長し、均一なサイズ分布をもたらし、これは非常に容易に制御することができる。このアプローチは、シリカ中にナノ粒子を導入することによって拡張された。Ｓｔoｂｅｒ法と比較したこのアプローチの主な利点は、疎水性粒子と親水性粒子の両方をコーティングすることができ、前もって(on  forehand)リガンド交換が必要でなく、且つ、粒子サイズ及びサイズ分散に対するより多くの制御があることである。
【００３５】
本発明は、これらの方法の１つに限定されない。しかしながら、具体的な実施形態では、Ｋｏｏｌｅら（これは本明細書中に参考として援用される）においても議論されているように、特に、逆ミセル法を用いて前記量子ドットを含有するミセル中でコーティングプロセスを実施する。したがって、コーティングプロセスは、特に、コーティング、特に酸化物コーティング、さらにより具体的にはシリカコーティングがＱＤの外層に提供されるプロセスであり、且つ、前記コーティングプロセスは、ＱＤが封入されたミセルにおいて特に行われる。ミセルは、特に、液体媒体中に分散された界面活性剤分子の凝集体として定義され得る。水性溶液中の典型的なミセルは、周囲の溶媒と接触する親水性の「ヘッド」領域を有する凝集体を形成し、ミセルの中心における疎水性の単一テール(single-tail)領域を隔離する。逆ミセルは、反対のミセルは、無極性溶液を使用し、親水性「ヘッド」が内側を指し、且つ、疎水性テール領域が無極性媒体と接触する場合には順番が逆の方法である(the  other  way  around)。従って、量子ドットはまた、例えばシリカコーティングを含むコアシェルＱＤなどのような被覆された量子ドットを含むことができる。特に、コーティングは、シリカ（ＳｉＯ２）コーティングを含む。代替的又は追加的には、コーティングは、チタニア（ＴｉＯ２）コーティング、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）コーティング、又はジルコニア（ＺｒＯ２）コーティングを含むことができる。コーティングは、特に、湿式化学的アプローチで提供される。さらに、コーティングは、特に無機コーティングである。したがって、一実施形態では、発光量子ドットは無機コーティングを含む。
【００３６】
ＱＤがコーティングされていても、本明細書で定義されるガス条件は、光デバイス（特にＱＤ）の特性にとって有益であるようである。また、特に湿式化学プロセスによって得られるこのようなコーティングは、水に対して完全に不浸透性ではない場合がある。したがって、ＱＤがコーティングされている場合であっても、上記のような充填ガスが望ましい。
【００３７】
したがって、照明装置のより具体的な実施形態では、発光量子ドットは無機コーティングを含み、ここで波長コンバータは（シロキサン）マトリックスを含み、ここで前記無機コーティングを有する発光量子ドットが埋め込まれている。
【００３８】
本明細書で波長コンバータナノ粒子として示される量子ドット又は発光ナノ粒子は、例えば、ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＨｇＳ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅ，ＣｄＳｅＳ，ＣｄＳｅＴｅ，ＣｄＳＴｅ，ＺｎＳｅＳ，ＺｎＳｅＴｅ，ＺｎＳＴｅ，ＨｇＳｅＳ，ＨｇＳｅＴｅ，ＨｇＳＴｅ，ＣｄＺｎＳ，ＣｄＺｎＳｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＣｄＨｇＳ，ＣｄＨｇＳｅ，ＣｄＨｇＴｅ，ＨｇＺｎＳ，ＨｇＺｎＳｅ，ＨｇＺｎＴｅ，ＣｄＺｎＳｅＳ，ＣｄＺｎＳｅＴｅ，ＣｄＺｎＳＴｅ，ＣｄＨｇＳｅＳ，ＣｄＨｇＳｅＴｅ，ＣｄＨｇＳＴｅ，ＨｇＺｎＳｅＳ，ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅからなる群から選択されるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体量子ドットを含む。別の実施形態では、発光ナノ粒子は、例えば、ＧａＮ，ＧａＰ，ＧａＡｓ，ＡｌＮ，ＡｌＰ，ＡｌＡｓ，ＩｎＮ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ，ＧａＮＰ，ＧａＮＡｓ，ＧａＰＡｓ，ＡｌＮＰ，ＡｌＮＡｓ，ＡｌＰＡｓ，ＩｎＮＰ，ＩｎＮＡｓ，ＩｎＰＡｓ，ＧａＡｌＮＰ，ＧａＡｌＮＡｓ，ＧａＡｌＰＡｓ，ＧａＩｎＮＰ，ＧａＩｎＮＡｓ，ＧａＩｎＰＡｓ，ＩｎＡｌＮＰ，ＩｎＡｌＮＡｓ，及びＩｎＡｌＰＡｓからなる群から選択されるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体量子ドットであってもよい。さらに別の実施形態では、発光ナノ粒子は、ＣｕＩｎＳ２，ＣｕＩｎＳｅ２，ＣｕＧａＳ２，ＣｕＧａＳｅ２，ＡｇＩｎＳ２，ＡｇＩｎＳｅ２，ＡｇＧａＳ２，及びＡｇＧａＳｅ２からなる群から選択されるカルコパイライト(chalcopyrite)型半導体量子ドットであってもよい。さらなる実施形態では、発光ナノ粒子は、例えば、ＬｉＡｓＳｅ２，ＮａＡｓＳｅ２及びＫＡｓＳｅ２からなる群から選択されるＩ−Ｖ−ＶＩ２半導体量子ドットであってもよい。さらに別の実施形態では、発光ナノ粒子は、例えば、ＳｂＴｅなどのＩＶ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶であってもよい。特定の実施形態では、発光ナノ粒子は、ＩｎＰ，ＣｕＩｎＳ２，ＣｕＩｎＳｅ２，ＣｄＴｅ，ＣｄＳｅ，ＣｄＳｅＴｅ，ＡｇＩｎＳ２及びＡｇＩｎＳｅ２からなる群から選択される。さらに別の実施形態では、発光ナノ粒子は、例えばＺｎＳｅ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｍｎのような内部ドーパントを有する上記材料から選択されるＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族、Ｉ−ＩＩＩ−Ｖ族及びＩＶ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶の１つであり得る。ドーパント元素は、Ｍｎ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｅｕ、Ｓ、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔｂ、Ｓｂ、Ｓｎ及びＴｌから選択することができる。本明細書では、発光ナノ粒子ベースの発光材料は、ＣｄＳｅ及びＺｎＳｅ：Ｍｎのような異なるタイプのＱＤも含み得る。
【００３９】
ＩＩ−ＶＩ量子ドットを使用することが特に有利であるようである。したがって、一実施形態では、半導体ベースの発光量子ドットは、特にＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＨｇＳ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅ，ＣｄＳｅＳ，ＣｄＳｅＴｅ，ＣｄＳＴｅ，ＺｎＳｅＳ，ＺｎＳｅＴｅ，ＺｎＳＴｅ，ＨｇＳｅＳ，ＨｇＳｅＴｅ，ＨｇＳＴｅ，ＣｄＺｎＳ，ＣｄＺｎＳｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＣｄＨｇＳ，ＣｄＨｇＳｅ，ＣｄＨｇＴｅ，ＨｇＺｎＳ，ＨｇＺｎＳｅ，ＨｇＺｎＴｅ，ＣｄＺｎＳｅＳ，ＣｄＺｎＳｅＴｅ，ＣｄＺｎＳＴｅ，ＣｄＨｇＳｅＳ，ＣｄＨｇＳｅＴｅ，ＣｄＨｇＳＴｅ，ＨｇＺｎＳｅＳ，ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅからなる群から選択される、より一層特にＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＳｅ／ＣｄＳ及びＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳからなる群から選択される、ＩＩ−ＶＩ族量子ドットを含む。しかしながら、一実施形態では、Ｃｄを含まないＱＤが適用される。特定の実施形態において、波長コンバータナノ粒子は、ＩＩＩ−Ｖ  ＱＤ、より具体的には、コアシェルＩｎＰ−ＺｎＳ  ＱＤのようなＩｎＰベースの量子ドットを含む。用語「ＩｎＰ量子ドット」又は「ＩｎＰベース量子ドット」及び同様の用語は、「裸の」ＩｎＰ  ＱＤに関連するだけでなく、ＩｎＰコア上のシェルを有するコア−シェルＩｎＰＱＤにも関連し、例えばコア−シェルＩｎＰ−ＺｎＳ  ＱＤ、ＩｎＰ−ＺｎＳ  ＱＤドットインロッドなどがある。
【００４０】
発光ナノ粒子（コーティングなし）は、約１〜５０ｎｍ、特に１〜２０ｎｍ、例えば１〜１５ｎｍ、例えば１〜５ｎｍの範囲の寸法を有することができる。特にナノ粒子の少なくとも９０％が、それぞれ示された範囲の寸法を有する（すなわち、ナノ粒子の少なくとも９０％が２〜５０ｎｍの範囲の寸法を有し、又は特にナノ粒子の少なくとも９０％が５〜１５ｎｍの範囲の寸法を有する）。用語「寸法」は、特に、ナノ粒子の形状に依存して、長さ、幅、及び直径のうちの１以上に関連する。一実施形態では、波長コンバータナノ粒子は、約１〜約１０００ナノメートル（ｎｍ）の範囲、及び好ましくは約１〜約１００ｎｍの範囲の平均粒子サイズを有する。一実施形態では、ナノ粒子は、約１〜５０ｎｍ、特に１〜約２０ｎｍ、及び一般に少なくとも１．５ｎｍ、例えば少なくとも２ｎｍの範囲の平均粒子サイズを有する。一実施形態において、ナノ粒子は、約１〜約２０ｎｍの範囲の平均粒子サイズを有する。
【００４１】
典型的なドットは、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、ヒ化インジウム、及びリン化インジウムのような二元合金で作ることができる。しかしながら、セレン化カドミウム硫化物のような三元合金からもドットを作ることもできる。これらの量子ドットは、１０〜５０原子の直径を有する量子ドット体積内に、わずか１００〜１００，０００個の原子を含むことができる。これは、約２〜１０ナノメートルに相当する。例えば、約３ｎｍの直径を有する（球状の）粒子、例えばＣｄＳｅ、ＩｎＰ、又はＣｕＩｎＳｅ２など、を提供することができる。発光ナノ粒子（コーティングなし）は、１０ｎｍ未満の一次元のサイズを有する球状、立方体、棒状(rods、ロッド)、ワイヤー、ディスク、マルチポッドなどの形状を有することができる。例えば、長さ２０ｎｍ及び直径４ｎｍを有するＣｄＳｅのナノロッドを提供することができる。したがって、一実施形態では、半導体ベースの発光量子ドットは、コア−シェル量子ドットを含む。さらに別の実施形態では、半導体ベースの発光量子ドットは、ドット・イン・ロッド・ナノ粒子を含む。異なるタイプの粒子の組み合わせも適用することができる。例えば、コアシェル粒子及びドット・イン・ロッドを適用することができ、及び／又はＣｄＳ及びＣｄＳｅのような前述のナノ粒子の２つ以上の組み合わせを適用することができる。ここで、「異なるタイプ」という用語は、異なるジオメトリ、並びに様々なタイプの半導体発光材料にも関係し得る。したがって、（上に示した）量子ドット又は発光ナノ粒子の２つ以上の組み合わせもまた適用され得る。したがって、一実施形態では、量子ドットは、球体、立方体、ロッド、ワイヤー、ディスク、及びマルチポッドなどからなる群から選択される形状を有する。異なるタイプの粒子の組み合わせもまた、適用される。ここで、「異なるタイプ」という用語は、異なるジオメトリ、並びに様々なタイプの半導体発光材料にも関係し得る。したがって、（上に示した）量子ドット又は発光ナノ粒子の２つ以上の組み合わせもまた適用され得る。
【００４２】
一実施形態では、ナノ粒子又は量子ドットは、第１の半導体材料を含むコアと、第２の半導体材料を含むシェルとを含む半導体ナノ結晶を含むことができ、前記シェルは、前記コアの表面の少なくとも一部にわたって配置される。コア及びシェルを含む半導体ナノクリスタル又はＱＤは、「コア／シェル」半導体ナノクリスタルとも呼ばれる。
【００４３】
例えば、半導体ナノクリスタル又はＱＤは、式ＭＸを有するコアを包含することができる。式中、Ｍがカドミウム、亜鉛、マグネシウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム又はそれらの混合物であり得、Ｘが酸素、硫黄、セレン、テルル、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、又はそれらの混合物であり得る。半導体ナノクリスタルコアとして使用するのに適した材料の例は、ＺｎＯ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＯ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＭｇＳ，ＭｇＳｅ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，ＧａＰ，ＧａＳｅ，ＧａＳｂ，ＨｇＯ，ＨｇＳ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅ，ＩｎＡｓ，ＩｎＮ，ＩｎＰ，ＩｎＳｂ，ＡｌＡｓ，ＡＩＮ，ＡｌＰ，ＡｌＳｂ，ＴＩＮ，ＴＩＰ，ＴｌＡｓ，ＴｌＳｂ，ＰｂＯ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＰｂＴｅ，Ｇｅ，Ｓｉ，上記のいずれかを含む合金、及び／又は三元及び四元混合物又は合金を含む上記のいずれかを含む混合物を包含する（ただしこれらに限定されない）。
【００４４】
シェルは、コアの組成と同じ又は異なる組成を有する半導体材料とすることができる。シェルは、コア半導体ナノクリスタルの表面上の半導体材料のオーバーコートを含み、ＩＶ族元素、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ−ＶＩ族化合物、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族化合物、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ化合物、上記のいずれかを含む合金、及び／又は上記のいずれかを含む混合物を包含することができ、三元及び四元混合物又は合金を含む。例としては、ＺｎＯ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＯ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＭｇＳ，ＭｇＳｅ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，ＧａＰ，ＧａＳｅ，ＧａＳｂ，ＨｇＯ，ＨｇＳ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅ，ＩｎＡｓ，ＩｎＮ，ＩｎＰ，ＩｎＳｂ，ＡｌＡｓ，ＡＩＮ，ＡｌＰ，ＡｌＳｂ，ＴＩＮ，ＴＩＰ，ＴｌＡｓ，ＴｌＳｂ，ＰｂＯ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＰｂＴｅ，Ｇｅ，Ｓｉ、上記のいずれかを含む合金、及び／又は上記のいずれかを含む混合物を包含する（ただしこれらに限定されない）。例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ又はＣｄＳオーバーコーティングは、ＣｄＳｅ又はＣｄＴｅ半導体ナノクリスタル上で成長させることができる。オーバーコーティングプロセスは、例えば、米国特許第６，３２２，９０１号に記載されている。オーバーコーティング中の反応混合物の温度を調節し、及びコアの吸収スペクトルをモニターすることにより、高い発光量子効率及び狭いサイズ分布を有するオーバーコートされた(over  coated)材料を得ることができる。オーバーコーティングは、１つ以上の層を含むことができる。オーバーコーティングは、コアの組成と同じか又は異なる少なくとも１つの半導体材料を含む。好ましくは、オーバーコーティングは、約１〜約１０個の単層(monolayers)の厚さを有する。オーバーコーティングはまた、１０個の単層を超える厚さを有することもできる。一実施形態では、２つ以上の(more  than  one)オーバーコーティングをコアに含めることができる。
【００４５】
一実施形態では、周囲の(surrounding)「シェル」材料は、コア材料のバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有することができる。特定の他の実施形態では、周囲のシェル材料は、コア材料のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有することができる。一実施形態では、シェルは、「コア」基板の原子間隔に近い原子間隔を有するように選択することができる。特定の他の実施形態では、シェル及びコア材料は同じ結晶構造を有することができる。半導体ナノ結晶（コア）シェル材料の例は、限定なしに、赤色（例えば、（ＣｄＳｅ）ＺｎＳ（コア）シェル）、緑色（例えば、（ＣｄＺｎＳｅ）ＣｄＺｎＳ（コア）シェルなど）、及び青色（例えば、（ＣｄＳ）ＣｄＺｎＳ（コア）シェル（半導体に基づく特定の波長コンバータナノ粒子の例についてさらに上にも参照されたい））を包含する。本明細書では、用語「半導体ナノ結晶」及び「ＱＤ」は互換的に使用される。量子ドットの別の用語は発光ナノ結晶である。
【００４６】
したがって、上記の外面は、裸の量子ドット（すなわち、さらなるシェル又はコーティングを含まないＱＤ）の表面であってもよく、又は、コア−シェル量子ドットのような被覆された量子ドットの表面、すなわちシェルの（外側の）表面であってもよい。従って、グラフトリガンドは、特に、ドットインロッドＱＤの外面のような量子ドットの外面にグラフトする。
【００４７】
したがって、特定の実施形態では、波長コンバータナノ粒子は、ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＨｇＳ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅ，ＣｄＳｅＳ，ＣｄＳｅＴｅ，ＣｄＳＴｅ，ＺｎＳｅＳ，ＺｎＳｅＴｅ，ＺｎＳＴｅ，ＨｇＳｅＳ，ＨｇＳｅＴｅ，ＨｇＳＴｅ，ＣｄＺｎＳ，ＣｄＺｎＳｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＣｄＨｇＳ，ＣｄＨｇＳｅ，ＣｄＨｇＴｅ，ＨｇＺｎＳ，ＨｇＺｎＳｅ，ＨｇＺｎＴｅ，ＣｄＺｎＳｅＳ，ＣｄＺｎＳｅＴｅ，ＣｄＺｎＳＴｅ，ＣｄＨｇＳｅＳ，ＣｄＨｇＳｅＴｅ，ＣｄＨｇＳＴｅ，ＨｇＺｎＳｅＳ，ＨｇＺｎＳｅＴｅ，ＨｇＺｎＳＴｅ，ＧａＮ，ＧａＰ，ＧａＡｓ，ＡｌＮ，ＡｌＰ，ＡｌＡｓ，ＩｎＮ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ，ＧａＮＰ，ＧａＮＡｓ，ＧａＰＡｓ，ＡｌＮＰ，ＡｌＮＡｓ，ＡｌＰＡｓ，ＩｎＮＰ，ＩｎＮＡｓ，ＩｎＰＡｓ，ＧａＡｌＮＰ，ＧａＡｌＮＡｓ，ＧａＡｌＰＡｓ，ＧａＩｎＮＰ，ＧａＩｎＮＡｓ，ＧａＩｎＰＡｓ，ＩｎＡｌＮＰ，ＩｎＡｌＮＡｓ，及びＩｎＡｌＰＡｓの１以上を含むコア及びシェルを有する、コア−シェルナノ粒子からなる群から選択される。一般に、コア及びシェルは、同じクラスの材料を含むが、本質的に、ＣｄＳｅコアを取り囲むＺｎＳシェルなどの異なる材料からなる。一実施形態では、量子ドットは、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ、又はＣｄＴｅ／ＺｎＳを含むコア／シェル発光ナノ結晶を含む。
【００４８】
上述のような照明装置は、異なる方法で得ることができる。例えば、処理の一部は、示された充填ガス中で行われてもよく、それにより、チャンバに充填ガスが充填された後、閉鎖部を有するチャンバが閉鎖される。別の実施形態では、照明装置を実質的に組み立てることができるが、チャンバは、充填ガスでチャンバを充填するためのガスステムを包含することができる。チャンバを充填した後、ガスステムをクロージャーで閉じることができる。前者の実施形態の１以上と組み合わせることができるさらに別の実施形態では、ガス雰囲気の一部は、１以上の成分を放出する（閉じた）チャンバ内の材料によって提供されてもよい。
【００４９】
したがって、さらなる態様では、本発明はまた、光透過性窓を有する閉鎖されたチャンバと、
前記チャンバ内に光源放射線を提供するように構成された光源と、
を含む照明装置であって、
前記チャンバは、前記光源放射線の少なくとも一部を波長コンバータ光に変換するように構成された波長コンバータをさらに包囲し(enclose)、
前記光透過性窓は、前記波長コンバータ光に対して透過性であり、
前記波長コンバータは、前記光源放射線の少なくとも一部で励起される際、前記波長コンバータ光の少なくとも一部を生成する発光量子ドットを含み、
前記閉鎖されたチャンバは、ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス及び酸素ガスのうちの１以上及び１９℃におけるガス状の水を含む、
照明装置を製造する方法であって、当該方法は、
組み立てプロセスにおいて、前記光透過性窓を有する前記チャンバ、前記光源及び前記波長コンバータを組み立てることであって、（ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス及び酸素ガスのうちの１以上を含む）前記充填ガス及び水が前記チャンバに提供されること、を含む方法を提供する。充填ガス（及び水（ガス））をチャンバに提供した後、チャンバを（密閉などによって）閉じることができる。
【００５０】
ここで、「（特に）ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス及び酸素ガスのうちの１以上及び１９℃におけるガス状の水」という表現及び同様の表現は、充填ガスがこの温度においてチャンバ内に供給されることを意味するものではない。対照的に、ガスは別個に提供されてもよく、Ｈ２Ｏは水などとして提供されてもよい。しかし、充填ガスは、チャンバが閉じられ、且つ、充填ガスが１９℃でチャンバ内にあるとき、充填ガスは、ヘリウム及び／又は他のガスのうちの１つ以上、及びガス状の水を含む。さらに、この温度では、チャンバは特に液体の水を含まない。
【００５１】
さらに、「ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス及び酸素ガスのうちの１以上（及び１９℃におけるガス状の水）」という表現及び同様の表現は、実施形態において、チャンバ内の圧力が、−少なくともランプの動作中に−、約１バール、例えば０．５〜１．５バール、例えば０．５〜１バール、例えば０．７〜０．９バールなど、とは異なることを包含する。例えば、チャンバは、実質的に１バールより高い圧力のガスを含むことができる。しかしながら、チャンバの圧力及び１９℃で、チャンバはガス状の水を含む。さらに、この温度及び圧力では、チャンバは特に液体の水を含まない。「１９℃においてヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス及び酸素ガスのうちの１以上を含む充填ガス」の条件及び同様の条件、例えば「ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス及び酸素ガスのうちの１以上を含み、且つ、１９℃で少なくとも５％で１００％未満の相対湿度を有する充填ガスを含む」という表現及び類似の表現は、照明装置が動作していない（１９℃での）状況に特に関連する。
【００５２】
したがって、特定の実施形態では、組み立てプロセスの少なくとも一部が前記充填ガス中で行われる。さらに別の特定の実施形態では、光透過性窓、光源、及び波長コンバータを有するチャンバ組み立てた後、及び前記チャンバにガス閉鎖を提供する前に、前記チャンバにガスを供給する。さらに別の特定の実施形態では、充填ガスは、ガス閉鎖が前記チャンバに供給された後に得られる。後者の実施形態では、例えば、チャンバ内に水をその寿命の一部の間に放出するように構成され得るゼオライト又は他の材料をチャンバ内に含めることができる。したがって、さらに別の実施形態では、チャンバは、その寿命の少なくとも一部の間に水を放出する材料をさらに含む。したがって、チャンバは乾燥（ｄｒｙ）充填ガスで満たされてもよく、且つ、Ｈ２Ｏは別々に添加されてもよい。別の実施形態では、示された相対湿度を有する充填ガスがチャンバに提供される（ここでチャンバが閉じられ／封止された後）。
【００５３】
「上流」及び「下流」という用語は、光発生手段（ここでは特に第１の光源）からの光の伝搬(propagation)に対するアイテム又はフィーチャの配置に関するものであり、ここで、光発生手段からの光のビーム内の第１の位置に対して、光発生手段により近い光のビーム内の第２の位置は「上流」であり、光発生手段から遠い光ビーム内の第３の位置は「下流」である。
【００５４】
照明装置は、例えば照明装置の一部であってもよいし、又は、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバー応用システム、投影システム、自己点灯表示システム、ピクセル表示システム、インジケータ標識システム、装飾照明システム、ポータブルシステム、自動車用途、温室照明システム、園芸照明、又はＬＣＤバックライトなどに適用されてもよい。
【００５５】
上述したように、照明ユニットは、ＬＣＤ表示装置のバックライトユニットとして使用することができる。したがって、本発明は、バックライトユニットとして構成された、本明細書で定義される照明ユニットを含むＬＣＤディスプレイデバイスをも提供する。本発明はまた、さらなる態様において、本明細書で定義されるような１つ以上の照明装置を含むバックライトユニットを含む液晶表示装置を提供する。
【００５６】
本明細書における白色光という用語は、当業者には知られている。本発明は、特に、約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲の一般照明に対して、約２０００〜２００００Ｋ、特に２７００〜２００００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する光、及び特に約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲のバックライト目的用の、及びＢＢＬ（黒体軌跡）から特に約１５ＳＤＣＭ（カラーマッチングの標準偏差）内に、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ以内に、さらに特にＢＢＬから約５ＳＤＣＭ以内にある光に関する。
【００５７】
一実施形態では、光源はまた、約５０００〜２００００Ｋの間の相関色温度（ＣＣＴ）を有する光源放射線(radiation)、直接蛍光体変換ＬＥＤ（例えば、１００００Ｋを得るための蛍光体の薄層を有する青色発光ダイオード）、を提供することができる。例えば、したがって、特定の実施形態では、光源は、５０００〜２００００Ｋの範囲、さらにより詳細には６０００〜２００００Ｋの範囲、例えば８０００〜２００００Ｋの相関色温度を有する光源放射線を提供するように構成される。相対的に高い色温度の利点は、光源放射線において相対的に高い青色成分が存在する可能性があることである。
【００５８】
特定の実施形態では、光源は、青色光源放射を提供するように構成され、波長コンバータは、光源放射の少なくとも一部を、緑色成分、黄色成分、オレンジ色成分及び赤色成分の１以上を有する波長コンバータ光に変換するように構成される。このように、照明装置は白色光を提供することができる。さらに、照明装置は、励起光を量子ドットに提供するように構成された光源に加えて、１以上の光源、特にこれら量子ドットにより波長変換された量子ドットに放射線(radiation)を提供するように主として構成されていない固体光源、を包含することができる。例えば、ＵＶ及び／又は青色ＬＥＤに加えて、照明デバイスは、青色及び／又は緑色及び／又は黄色及び／又はオレンジ色及び／又は赤色ＬＥＤを包含することもできる。このような照明装置では、照明装置の光をさらに色調整することができる。「緑色成分」という用語及び同様の用語は、光学スペクトルが緑色（又はそうでなければ示された）波長範囲における強度を示すことを示す。
【００５９】
「紫色光」又は「紫色発光」という用語は、特に、約３８０〜４４０ｎｍの範囲の波長を有する光に関する。「青色光」又は「青色発光」という用語は、特に、約４４０〜４９０ｎｍ（いくつかの紫色及びシアン色相(hues)を含む）の範囲の波長を有する光に関する。用語「緑色光」又は「緑色発光」は、特に約４９０〜５６０ｎｍの範囲の波長を有する光に関する。用語「黄色光」又は「黄色発光」は、特に、約５４０〜５７０ｎｍの範囲の波長を有する光に関する。用語「オレンジ色光」又は「オレンジ色発光」は、特に、約５７０〜６００の範囲の波長を有する光に関する。「赤色光」又は「赤色発光」という用語は、特に、約６００〜７５０ｎｍの範囲の波長を有する光に関する。用語「ピンク色光」又は「ピンク色発光」は、青色成分及び赤色成分を有する光を指す。「可視」、「可視光」又は「可視発光」という用語は、約３８０〜７５０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。
【００６０】
本明細書における用語「実質的に」、例えば「実質的にすべての光」又は「実質的に構成される」において、当業者には理解されるであろう。「実質的に」という用語は、「完全に(entirely)」、「完全に(completely)」、「すべての」等を含む実施形態も含むことができる。したがって、実施形態では、実質的に形容詞を削除することもできる。適用可能であれば、「実質的に」という用語は、１００％を含めて、９０％以上、例えば９５％以上、特に９９％以上、さらにより具体的には９９．５％以上に関連してもよい。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」が「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」を意味する実施形態をも含む。「及び／又は」という用語は、特に、「及び／又は」の前後に記載された項目のうちの１以上に関連する。例えば、「アイテム１及び／又はアイテム２」という語句及び類似の語句は、アイテム１及びアイテム２のうちの１以上に関連し得る。「含む(comprising)」という用語は、ある実施形態では「からなる(consisting  of)」を指すが、「少なくとも定義された種及び場合により１以上の他の種を含有する」も意味してよい。
【００６１】
さらに、明細書及び特許請求の範囲における第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも連続的又は時間的な順序を説明するためではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載された本発明の実施形態は、本明細書に記載又は図示されている以外の順序で動作可能であることを理解されたい。
【００６２】
本明細書の装置は、とりわけ、動作中に説明されるものである。当業者には明らかなように、本発明は動作方法又は動作中の装置に限定されない。
【００６３】
上記の実施形態は本発明を限定するものではなく、当業者は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を設計することができることに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧の間に置かれたいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「含む(to  comprise)」という動詞及びその活用形の使用は、請求項に記載された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。本発明は、いくつかの別個の要素を含むハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実施することができる。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの同一のアイテムによって具体化されてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【００６４】
本発明はさらに、明細書に記載された、及び／又は添付の図面に示された１つ又は複数の特徴付け特徴を含む装置に適用される。本発明はさらに、明細書に記載された、及び／又は添付の図面に示された１つ又は複数の特徴を有する方法又はプロセスに関する。
【００６５】
この特許で議論された様々な態様は、さらなる利点を提供するために組み合わせることができる。さらに、当業者であれば、実施形態を組み合わせることができ、また２つ以上の実施形態を組み合わせることができることを理解するであろう。さらに、いくつかの特徴は、１つ又は複数の分割出願のための基礎を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
本発明の実施形態は、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照して、単なる例として以下に説明される。
【図１ａ】量子ドットベースの発光材料の一実施形態を概略的に示す。
【図１ｂ】量子ドットベースの発光材料の一実施形態を概略的に示す。
【図１ｃ】波長コンバータの一実施形態を概略的に示す。
【図２】Ｆｉｇ．２ａ〜２ｅは、照明装置の実施形態を概略的に示す。
【図３】水の影響を試験する実験を示す。概略図は必ずしも規模ではない。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
発明を実施するための最良の形態
図１ａは、量子ドットベースの発光材料を概略的に示す。例として、参照番号３０で示される異なるタイプのＱＤが示されている。左上のＱＤは裸のＱＤで、シェルがない。ＱＤはＣ（コア）で示される。右上のＱＤ３０はコアシェル粒子であり、Ｃはまたコアを示し、Ｓはシェルを示す。最低部には、コア−シェルＱＤの別の例が概略的に示されているが、ロッドの量子ドットが例として使用される。参照番号３６は、第１の例では外面におけるコア材料であり、後者の２つの実施形態ではＱＤ３０の外面におけるシェル材料である外層を示す。
【００６８】
図１ｂは、発光材料の実施形態を概略的に示しているが、ここでは、ＱＤ３０は、コーティング４５、特にシリカコーティングのような酸化物コーティングを包含する。コーティングの厚さは、参照番号ｄ１で示されている。厚さは、特に、１〜５０ｎｍの範囲内であり得る。特に、コーティング４５は、外層３６全体にわたって利用可能である。しかしながら、シリカコーティングは、いくらか透過性であってもよいことに留意されたい。被覆されていないナノ粒子の外層３６（すなわち、本発明のコーティングでまだ被覆されていない）は、（一般に）コーティングプロセスの後でも外層ではなく、その後、外層はコーティング４５の外層となるからである。本明細書では、特に参照番号３６で示される外層という用語は、被覆されていない（コアシェル）ナノ粒子の外層を指す。
【００６９】
図１ｃは、波長コンバータ３００を概略的に示す。特に、波長コンバータは、本明細書で概略的に示されるような本体を包含する。波長コンバータ３００は、アクリレートなどのマトリックス又はマトリックス材料３１０を含み、ここで量子ドット３０は埋め込まれてもよい。一例として、ＱＤ３０は、シリカコーティングのようなコーティング４５を含む。
【００７０】
図２ａは、光源放射線１１をチャンバ２００内に提供するように構成された光透過性窓２１０及び光源１０を有する閉鎖チャンバ２００を含む照明装置１００の実施形態を概略的に示す。ここでは、光源１０もチャンバ内に封入されている(enclosed)。チャンバ２００は、光源放射線１１の少なくとも一部を波長コンバータ光３０１に変換するように構成された波長コンバータ３００をさらに囲む(encloses)。光透過性窓２１０は、波長コンバータ光３０１に対して透過性である。波長コンバータ３００は、光源放射１１の少なくとも一部を励起して前記波長コンバータ光３０１の少なくとも一部を生成する（発光材料として）発光量子ドット３０（図示せず）を含む。さらに、閉鎖チャンバ２００は、充填ガス４０を含み、例えばＨｅガス、Ｈ２ガス、Ｎ２ガス及びＯ２ガスの１以上を含み、且つ、１９℃における相対湿度、例えば少なくとも５％、但し１００％未満を有する。特に、１９℃では、チャンバは液体の水を包含しない。
【００７１】
この例では、波長コンバータ３００は、固体光源の（ダイの）ような、光源１０の発光面の物理的接触状態にあってもよい。
【００７２】
光源１０は、ＰＣＢなどの支持体２０５上に配置される。この実施形態では、支持体は、参照番号２０１で示される壁の一部を提供する。壁２０１の別の部分は、光透過性窓２１０によって提供される。参照符号１０１は、動作中に照明装置１００によって生成される光を示す。この照明装置は、少なくとも波長コンバータ光３０１を含むが、特に光源１０が実質的にスペクトルの青色部分に光を提供する場合には、任意選択的に光源放射線１１を含むことができる。一例として、照明装置１００は、ヒートシンク１１７をさらに含む。この実施形態では、ヒートシンクは、支持体２０５の一部であってもよい。しかし、ヒートシンクは、他の場所に配置されてもよい。さらに、「ヒートシンク」という用語は、場合によって複数のヒートシンクを意味する場合もある。
【００７３】
図２ｂ〜図２ｃは、照明装置１００の２つのさらなる実施形態を概略的に示しており、後者の照明装置１００は、チャンバの外部に配置された光源１０を有する。両方の実施形態において、波長コンバータ３００は、光源１０から、特にその発光面から非ゼロの距離に配置されることに留意されたい。距離は、参照番号ｄ２で示され、０．１〜１００ｍｍの範囲、例えば、１〜１００ｍｍ、例えば２〜２０ｍｍの範囲であり得る。図２ｃの参照番号２１１は、放射線透過性窓を意味する。必要に応じて壁２０１全体が放射線透過性であることに留意されたい。参照番号２４０は、水を放出する材料を指す。図２ｃにおける層として放水材料２４０の構成は、多くの選択肢の一例に過ぎず、このような材料を配置することができる。
【００７４】
図２ｄ〜図２ｅは、照明装置をどのように組み立てることができるかを概略的に示す。例えば、開いた(open)チャンバは、波長コンバータ３００を含む壁２０１を備えることができる。これは、この実施形態では、支持体２０５上に配置された光源１０に配置することができる（これはまた、場合によってヒートシンクを包含する（上記参照））。これは、ガスのための任意の開口部を除いて、閉じたチャンバにつながる可能性がある。ここでは、ガスステム又はポンプステム２０６が概略的に示されている。気体を導入してもよく、及びその後、チャンバを密閉するために(closure)を設けてもよい。参照番号２０７で示されるクロージャ−の実施形態は、図２ｅに概略的に示されるようなシールであってもよい。その後、例えばエジソンキャップなどのキャップ１１１を閉鎖されたチャンバに設けることができる。ガス、すなわち充填ガスは、例えば、必要な湿度の充填ガスとして供給される。しかしながら、乾燥(dry)充填ガスを加えてもよく、水（気体又は液体）を別の供給源から加えて、必要な相対湿度を有するチャンバ２００内の充填ガスにすることができる。
【００７５】
さらなる例では、ＣｄＳｅコア及びＺｎＳシェルからなる赤色発光量子ドットを、Ｋｏｏｌｅらによって適応された逆ミセル法を用いてシリカ被覆した（上記を参照）。それらを光学的品質のシリコーンに組み込み、ガラス板上に滴下キャストした(dropcasted)。シリコーンを１５０℃で２時間硬化させた。量子ドット含有膜の光学特性を、１００℃の温度で１０Ｗ／ｃｍ２の強度の４５０ｎｍ光で試験し、分光光度計に結合した積分球を用いて放射光の強度を検出した。
【００７６】
乾燥窒素流をサンプル上に１時間流し、この時間枠内でわずかなフォトブライトニング (photobrightening)が起こった。続いて、流れを加湿(humidified)窒素に切り替え、約２倍(a  factor  2)でフォトルミネッセンスの増加をもたらした。９０分後に乾燥窒素に戻すと、フォトルミネッセンスの強い減少が示された。この結果は、これらのシリカ被覆量子ドットが最適なルミネセンスのために水を必要とすることを示している。これらのデータは、図３において描かれ、ｘ軸の時間は秒で、ｙ軸では積分強度を任意の単位で表す。強度１の点線（Ｎ）は正規化された透過レーザ強度を示し、曲線（Ｓ）は正規化された補正されたフォトルミネッセンスを示す。
【００７７】
第２の実施形態では、シリカ被覆ＱＤ（室温で約（〜）６１０ｎｍのピーク最大値）を市販のシリコーンに混合した。ＹＡＧ：Ｃｅ粉末をＱＤ−シリコーン混合物に添加し、このブレンドをＬＥＤパッケージに分配し、その後、蛍光体−シリコーンブレンドを１５０℃で２時間硬化させた。２７００Ｋ〜３０００Ｋ（黒体ラインの近く又は上の色温度）及び高いＣＲＩ（８０，８５，９０、又はそれ以上）の色温度を達成するために、ＱＤ及びＹＡＧ：Ｃｅ材料の濃度を調整した。
【００７８】
第３の実施形態では、第２の実施形態で説明したようなＬＥＤが、はんだ付けによって金属コア（ＭＣ）ＰＣＢ上に配置され、従来の白熱電球を構築するのに使用されるプロセスと同様のプロセスでガラスバルブ(bulb)内に取り付けられる。ガラスバルブは気密封止を可能にし、封止前にバルブ内の雰囲気を調整することができる。ＬＥＤへの電気的接続は、ガラスを通る金属ワイヤによって可能である（従来のガラスバルブの場合にするのと同様）。各ガラスバルブは１個のＬＥＤを含み、様々な電球は９５０ｍｂａｒの空気圧で封止された。バルブが満たされた空気の相対湿度は、マスフローコントローラーを使用して、乾燥した（１０ｐｐｍＶ）空気と水飽和空気の十分に制御された混合物を使用することによって変化させた。このようにして、バルブは０％（実際には０．０５−０．２５％）、１％、１０％、及び８０％の相対湿度（ＲＨ）（室温）で満たされた。いくつかの試験バルブのガス含有量を分析し、密封ガラスバルブ内の湿度に対する制御を確認した（表のデータをさらに参照）。
【００７９】
種々の湿度レベルを有する封止されたガラスバルブ内のＬＥＤを、固定された時間間隔でランプの光出力及びスペクトルを測定することによって、安定性について試験した。封止／充填前、封止／充填後にスペクトルを記録し、及び続いてＬＥＤをＩＦ＝１５０ｍＡ（ＶＦ＝約６Ｖ）で連続的に駆動した。ＱＤは、これらの駆動条件下で約８５℃の平均温度にあることが判明した。固定された間隔でＬＥＤをスイッチオフにして、光出力とスペクトルをオフラインで測定した。その後、同じドライブ電流設定で再取り付けして再びオスイッチンにした。
【００８０】
１９６０ＣＩＥ色図を使用して、ｕ’は、ＱＤが約６１０〜６２０ｎｍで発光するため、時間の経過とともにＱＤ放出に追従する適切なパラメータである。ＬＥＤの寿命に対して０．００７より大きいｕ’のシフトは、一般的に許容できないと考えられている。密封すると（ＬＥＤをオン／オフすることなく）、乾燥状態（０％及び１％ＲＨ）下で封入されたＬＥＤはｕ’の著しい低下（すなわちＱＤ発光の損失）を示すことが観察される。１０％ＲＨで封止されたＬＥＤは、ｕ’の中程度の低下を示し、８０％ＲＨのＬＥＤは、封止されていないＬＥＤ（すなわち、周囲条件）と同様に、ｕ’の増加を示す。８０％ＲＨでも封止されたＱＤのないコントロールＬＥＤは、封止時に変化を示さなかった。次に、ＬＥＤが１５０ｍＡで駆動されると、乾燥状態（０％、１％ＲＨ）でのＬＥＤの顕著なさらなる低下が観察され、１０％ＲＨ  ＬＥＤはさらに緩やかな低下を示す。８０％ＲＨ及びオープンＬＥＤは、小さくてもｕ’のさらなる増加を示す。５０ｈデータポイントの後、０％、１％、及び１０％ＲＨのＬＥＤは、初期の低下から５００時間まで回復する（部分的ではあるが）が、その後１０００時間及びそれ以上後に安定化及び減衰することが観察される。８０％ＲＨ及び開放（open）状態のＬＥＤは、５０ｈ及びそれ以上からかなり安定した挙動を示す。８０％ＲＨでのＱＤのない基準(reference)ＬＥＤは有意な変化を示さず、観察された効果がＱＤ関連であることを示している。
【００８１】
データは、０％が望ましくなく、１％が望ましくなく、８０％が開放(open)と同じであり、約５〜１０％ＲＨのオーダーのものがこれらのランプの臨界充填値であることを示している。一般に、より低い値は５％ＲＨであり得るが、これはランプのタイプ及び圧力に依存し得る。従って、少なくとも１％の値、さらにより好ましくは少なくとも５％、例えば少なくとも１０％の値が選択される。
【００８２】
上記の例は、シリカでコーティングされたＱＤが、最適な性能のためにその環境において制御された量の水を必要とすることを示している。乾燥状態（０％、１％、及び１０％まである程度）では、経時の(over  time)一定の光出力、ＣＲＩ、及びＣＣＴを考慮して、望ましくないＱＤ発光の有意な初期低下及び回復が観察される。８０％ＲＨでは、これらの効果は観察されない。従って、ＱＤ−ＬＥＤが封止される場合、制御された量の水が封入されるべきであり、好ましくは１０％を超え、１００％未満であることが開示されている。８０−９０％の上限は、電子機器(electronics)に望ましくない副作用（例えば、短絡）又は液滴の望ましくない視覚的外観をもたらし得る、より低い温度で起こり得る結露を考慮したものである。
【００８３】
製造ラインにおける従来のプロセスを使用してガラスバルブを封止する間、ステムのバルブへの溶融及びバルブの実際の封止は、１つの同一のライン上で連続的に行われる。
【００８４】
一実施形態では、過剰な水を吸着／吸収するＬＥＤバルブ内にシリカ粉末を添加して（例えば、「霜付け(frosted)」ＬＥＤバルブを作製するために）、ＬＥＤにおける水の凝縮（短絡の観点から）を回避することができる。これにより、必要に応じて、１００％ＲＨ（ＲＴで）以上の水を収容することも可能になる。同時に、シリカは水のための「ゲッター」として作用することができるので、ＱＤから水を効果的に取り除くことができる。その場合、水によるより高い（初期）負荷が必要となることがある。要約すると、シリカ粉末をバルブに添加すると、（初期の）最適な水濃度は、室温（ＲＴ）で１０％〜８０％ＲＨを超えている可能性がある。バルブを「曇らせる」ようにするために、シリカ粉末又は他の粉末を使用して水を取り込むことがある。これにより、ＲＨが低下し、ＱＤ量子効率に影響を与える。これは、シリカが（相当量の）水を取り込み、ＲＨが低下するため、予想よりも多くの水を含める必要がある。シリカ中の水分レベルが平衡した後のバルブ内の最終ＲＨは、依然として＞１０％ＲＨ以上でなければならない。シリカ粉末及び／又はチタニアのような他の粉末は、曇った外観を提供するために、チャンバの壁(複数可)の少なくとも一部の内面、特に光透過性部分にコーティングとして提供することができる。
【００８５】
さらなる例は、他のＬＥＤ及び支持体と共に実行された（以下の表を参照）。実質的に同じタイプのＬＥＤ及びＱＤ−ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体混合物を使用し、そして再びＬＥＤを様々なＲＨ（室温）：  ０％、１％、１０％及び８０％の実質的に同じタイプのガラス球根％。参考のために、ＱＤ−ＬＥＤを含む１つのガラスバルブはシールされておらず（「開放(open)」）、ＱＤのない１つのＬＥＤは８０％湿度（「ｒｅｆ  ＬＥＤ」）で封止された。異なるコンポーネントで同じテストが行なわれ、同じ傾向が見られた。以下に、一連のテストデータの１つが示される。この表は、室温における様々な相対湿度下でガラスバルブに封入されたＬＥＤのタイム（時間）の関数としてのデルタｕ’を示す。
【００８６】
【表１】
0006748072.tif 000002
【００８７】
−５０ｈでの測定は、充填及び封止前の測定値である。即ち、周囲空気中の測定値である。充填及び密封（溶融ポンプステム）は０時間で行われ、０時間の測定（及び他の測定）が行われる。
【００８８】
さらなる例では、ＣｄＳｅコア及びＺｎＳシェルからなる赤色発光量子ドットを、Ｋｏｏｌｅらによって適応された逆ミセル法を用いてシリカ被覆した（上記を参照）。それらを光学的品質のシリコーンに組み込み、ガラス板上に滴下キャストした。シリコーンを１５０℃で２時間硬化させた。量子ドット含有膜の光学特性を、１００℃の温度で１０Ｗ／ｃｍ２の強度の４５０ｎｍ光で試験し、分光光度計に結合した積分球を用いて放射光の強度を検出した。
【００８９】
この文書に記載されているすべての相対湿度は、室温（１９℃）での相対湿度である。例えば、１９℃における８０％ＲＨは、１．７７体積％のＨ２Ｏに等しい。
【００９０】
当技術分野で知られているカールフィッシャー実験は、電球内の気体の相対湿度を測定するために用いられた。水／ガス混合物で満たされた電球を、水の分析のための特定の方法を用いて分析した。バルブを乾燥窒素でパージしたクラッカー内に配置する。窒素パージガスは、カールフィッシャー（Ｋａｒｌ−Ｆｉｓｈｅｒ）滴定に基づいて水検出器に供給される。いくつかのブランク運転（それぞれ１５分間続く）の後、バルブ(bulb)が割れ、放出された水が分析のために水検出器に掃引される。
【図１ａ】
0006748072.tif 000003
【図１ｂ】
0006748072.tif 000004
【図１ｃ】
0006748072.tif 000005
【図２ａ】
0006748072.tif 000006
【図２ｂ】
0006748072.tif 000007
【図２ｃ】
0006748072.tif 000008
【図２ｄ】
0006748072.tif 000009
【図２ｅ】
0006748072.tif 000010
【図３】
0006748072.tif 000011