(57)【要約】本発明は、その構成要素のそれぞれが、第１半導体材料を含むナノプレートレットコアと、ナノプレートレットコアの表面に第２半導体材材料を含むシェルとを備える、蛍光コロイド状ナノプレートレットの集合体であって、１００℃における蛍光量子効率が、２０℃における集合体の蛍光量子効率の少なくとも８０％である、集合体に関する。本発明は、当該ナノプレートレットの集合体を含むナノプレートレット膜、当該ナノプレートレット膜を含むバックライト付きユニット、及び当該バックライト付きユニットを備える液晶ディスプレイにも関する。【選択図】図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
その構成要素のそれぞれが、第１半導体材料を含むナノプレートレットコアと、ナノプレートレットコアの表面に第２半導体材材料を含むシェルとを備える、蛍光コロイド状ナノプレートレットの集合体であって、１００℃における蛍光量子効率が、２０℃における集合体の蛍光量子効率の少なくとも８０％である、集合体。
【請求項２】
光照明下で１時間後、蛍光量子効率が５０％未満の減少を呈する、請求項１に記載の半導体ナノプレートレットの集合体。
【請求項３】
ホスト材料、好ましくはポリマーホスト材料と、前記ホスト材料に包埋される発光半導体ナノ粒子とを含むナノプレートレット膜であって、前記発光半導体ナノ粒子の少なくとも２０％が、請求項１又は請求項２に記載のコロイド状ナノプレートレットである、ナノプレートレット膜。
【請求項４】
前記ホスト材料中に分散した散乱素子をさらに含む、請求項３に記載のナノプレートレット膜。
【請求項５】
例えば窒化ガリウムベースのダイオードなど、好ましくは４００〜４７０ｎｍの範囲の波長を有する光源と、請求項３又は請求項４に記載のナノプレートレット膜とを含む光学システム。
【請求項６】
前記ナノプレートレット膜は、前記ナノプレートレット膜のＯ２及びＨ２Ｏへの曝露を低減するように構成される層に囲われる、請求項５に記載の光学システム。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の光学システムと、前記光源又は前記ナノプレートレット膜からの光をガイドするよう構成される光ガイドプレートとを備えるバックライト付きユニット。
【請求項８】
所与の方向に光を視準するよう構成される光リサイクル素子をさらに備える、請求項７に記載のバックライト付きユニット。
【請求項９】
前記ナノプレートレット膜は、光学的に前記光源と前記光ガイドプレートとの間にある、請求項７又は請求項８に記載のバックライト付きユニット。
【請求項１０】
前記ナノプレートレット膜は、光学的に前記光源と前記光リサイクル素子との間にある、請求項７に記載のバックライト付きユニット。
【請求項１１】
前記光リサイクル素子は、光学的に前記光ガイドプレートと前記ナノプレートレット膜との間にある、請求項７に記載のバックライト付きユニット。
【請求項１２】
前記光ガイドプレートの表面に配置される光反射材をさらに備え、このリフレクターが配置される表面は、前記光源に面する表面と実質的に垂直である、請求項１０又は請求項１１に記載のバックライト付きユニット。
【請求項１３】
請求項７〜請求項１２のいずれか１項に記載のバックライト付きユニットと、赤色、青色、及び緑色のフィルターのセットを有する液晶ディスプレイパネルとを備える液晶ディスプレイユニットであって、前記ナノプレートレット膜は、光学的に、前記光源と前記液晶ディスプレイパネルとの間にある、液晶ディスプレイユニット。
【請求項１４】
請求項５又は請求項６に記載の光学システム、請求項７〜請求項１２のいずれか１項に記載のバックライト付きユニット、又は請求項１３に記載の液晶ディスプレイユニットを備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ粒子、殊に半導体ナノ結晶の分野に関する。特に、本発明は、ナノプレートレット、ナノプレートレット膜、及び当該ナノプレートレット膜を使用した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
あらゆる色を表すために、通常、少なくとも３つの補色、殊に、赤色、緑色、及び青色の付加的な合成により進行する。色度図において、それら３つの色を異なる割合で混合することにより得られる利用可能な色のサブセットは、３つの色、赤色、緑色、及び青色に結び付けられた３つの座標により形成される三角形により形成される。このサブセットは、色域と称するものを構成する。
【０００３】
表示装置の大半は、各画素が、３つのサブピクセル、赤が１つ、緑が１つ、及び青が１つからなり、異なる強度でそれらを混合することにより、色彩的印象を再現する、この三色原理で作動する。
【０００４】
コンピュータＬＣＤスクリーンなどの、発光ディスプレイ又はバックライト付きディスプレイは、正確な色再現のために可能な限り広い色域をもたなければならない。このため、構成するサブピクセルは、可能な限り広い色域を表現するため、可能な限り最も飽和色のものでなければならない。光源が単色に近い場合、光源は、飽和色を有する。スペクトルの観点から、これは、光源から発せられる光が、波長の単一の狭い蛍光バンドからなることを意味する。高度に飽和した色合いは鮮やかで強烈な色を有し、飽和していない色合いはむしろ淡い色合い、灰色である。
【０００５】
したがって、光源の発光スペクトルを狭くし、飽和色を有することが重要である。
【０００６】
例えば、カラーディスプレイの場合、カラーディスプレイを構成する赤色、緑色、及び青色のサブピクセルは、ディスプレイシステムの色域を最大化するスペクトル及びスペクトル的観点から、可能な限り狭い発光を呈する量を有しなければならない。
【０００７】
一般的に「量子ドット」と称される半導体ナノ粒子は、発光材料として既知である。当該対象物は、大凡３０ｎｍ半値全幅の狭い蛍光スペクトルを有し、紫外線の単一の励起源を用いて可視スペクトル全体および赤外線の両方で発光する可能性を提供する。それらは現在、蛍光体として表示装置で使用されている。この場合、多色ディスプレイの色域の改善は、量子ドットが達成できない発光スペクトルの精巧さを必要とする。
【０００８】
ナノプレートレットを使用して、大きなスペクトル放射技術および発光波長の完全な制御を得ることも既知である（国際公報第２０１３／１４００８３参照）。
【０００９】
しかし、従来技術の当該ナノプレートレットは、市販のディスプレイで長期使用するのに十分な安定性、殊に温度安定性を提供しない。実際、１００℃超で、従来技術のナノプレートレットの蛍光量子効率は、半分になり、市販のディスプレイでのその使用を妨げる。
【００１０】
したがって、長期の高い温度安定性を呈するナノプレートレット及び関連する表示装置を提供することが本発明の目的である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのため、本発明は、その構成要素のそれぞれが、第１半導体材料を含むナノプレートレットコアと、ナノプレートレットコアの表面に第２半導体材材料を含むシェルとを備える、蛍光コロイド状ナノプレートレットの集合体であって、１００℃における蛍光量子効率が、２０℃における集合体の蛍光量子効率の少なくとも８０％である、集合体に関する。一実施形態によれば、温度は、１００℃〜２５０℃の範囲である。
【００１２】
一実施形態によれば、集合体は、光照明下で１時間後、蛍光量子効率が５０％未満の減少を呈する。
【００１３】
本発明は、ホスト材料、好ましくはポリマーホスト材料と、当該ホスト材料に包埋される発光半導体ナノ粒子とを含むナノプレートレット膜であって、当該発光半導体ナノ粒子の少なくとも２０％が本発明に係るコロイド状ナノプレートレットである、ナノプレートレット膜にも関する。
【００１４】
一実施形態によれば、ナノプレートレット膜は、ホスト材料中に分散した散乱素子をさらに含む。
【００１５】
本発明は、例えば窒化ガリウムベースのダイオードなど、好ましくは４００〜４７０ｎｍの範囲の波長を有する光源と、本発明に係るナノプレートレット膜とを含む光学システムにも関する。
【００１６】
一実施形態によれば、ナノプレートレット膜は、ナノプレートレット膜のＯ２及びＨ２Ｏへの曝露を低減するように構成される層に囲われる。
【００１７】
本発明は、発明に係る光学システムと、光源又はナノプレートレット膜からの光をガイドするよう構成される光ガイドプレートとを備えるバックライト付きユニットにも関する。
【００１８】
一実施形態によれば、バックライト付きユニットは、所与の方向に光を視準するよう構成された光リサイクル素子をさらに備える。
【００１９】
一実施形態によれば、ナノプレートレット膜は、光学的に光源と光ガイドプレートとの間にある。
【００２０】
一実施形態によれば、ナノプレートレット膜は、光学的に光源と光リサイクル素子との間にある。
【００２１】
一実施形態によれば、光リサイクル素子は、光学的に光ガイドプレートとナノプレートレット膜との間にある。
【００２２】
一実施形態によれば、バックライト付きユニットは、光ガイドプレートの表面に配置される光反射材をさらに備え、このリフレクターが配置される表面は、光源に対向する表面と実質的に垂直である。
【００２３】
本発明は、発明にかかるバックライト付きユニットと、赤色、青色、及び緑色のフィルターのセットを有する液晶ディスプレイパネルとを備える液晶ディスプレイユニットであって、ナノプレートレット膜は、光学的に、光源と液晶ディスプレイパネルとの間にある、液晶ディスプレイユニットにも関する。
【００２４】
本発明は、発明に係る、光学システム、バックライト付きユニット、又は液晶ディスプレイユニットを備える表示装置にも関する。
【００２５】
定義
本発明において、以下の用語は、以下の意味を有する。
−本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに他の意味に解すべき場合を除き、複数の指示対象を含む。
−用語「約」は、本明細書において、大凡、ざっと、凡そ、又は殆どの意味で使用される。用語「約」が、数値範囲と組み合わせて使用される場合、その範囲では、記される数値の上下の限度が拡大変更される。概して、用語「約」は、数値に述べた値の上下に２０パーセントの分散だけ加えるするために、本明細書において使用される。
−所定の期間にわたる「連続発光ナノプレートレット」は、励起下で、所定の期間にわたり閾値以上の蛍光（又はフォトルミネセンス）強度を呈するナノプレートレットを指す。積分時間は、ナノプレートレットの十分な励起現象を可能にするよう設定され、１ミリ秒以上である。本発明によれば、測定の間（実施例参照）、当該閾値は、ノイズの３倍に設定され得る。
−「蛍光量子効率又は量子収率」は、吸収された光子の数で割った蛍光が発する光子の数間の比率を指す。
−「表示装置」は、画像信号を表示する装置を指す。表示装置は、テレビ、コンピュータモニター、パーソナルデジタルアシスタント、携帯電話、ラップトップコンピューター、タブレットＰＣ、ＭＰ３プレーヤー、ＣＤプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、ヘッドマウントディスプレイ、スマートウォッチ、ウォッチフォン、又はスマートデバイスなどだがこれらに限定されない、画像を表示する全ての装置を含む。
−「単分子層」は、１つの原子の厚さの膜又は連続層を指す。
−「ナノ粒子又はナノ結晶」は、０．１〜１００ナノメートルの範囲の寸法を少なくとも１つ有する形状の粒子を指す。
−「ナノプレートレット」、「ナノシート」、「ナノプレート」、又は「２Ｄナノ粒子」は、同じ意味で、他の２つよりも小さい寸法を１つ有するナノ粒子を指し、ここで、当該寸法は、０．１〜１００ナノメートルの範囲である。本発明での意味として、最小寸法（以降、厚さという）は、少なくとも１．５、２、２．５、３、３．５、４．５、又は５の倍、他の２つの寸法（以降、長さ及び幅という）よりも小さい。
−「シェル」は、各面（すなわち、基板で成長プロセスが行われる場合、当該基板と接触する表面を除く全表面）で初期ナノプレートレットを被覆する少なくとも１つの原子の厚さの膜又は層を指す。
−「光リサイクル素子」は、入射光の一部をリサイクル又は反射する光学素子を指す。例示的な光リサイクル素子は、反射偏光子、偏光膜、プリズム膜、微細構造化膜、金属層、多層光学膜を含む。
−「散乱素子」は、光を拡散、散開、又は散乱させる光学素子を指す。例示的な散乱素子は、光散乱膜、表面構造、微粒子で満たされた合成物、及びその組み合わせを含む。
【００２６】
詳細な説明
本発明は、初期ナノプレートレットコアとシェルとを含むナノプレートレットに関する。
【００２７】
第１実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、無機、コロイド状、半導体、及び／又は結晶体のナノプレートレットである。
【００２８】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、厚さが、０．３ｎｍから５００ｎｍ未満、５ｎｍから２５０ｎｍ未満、０．３ｎｍから１００ｎｍ未満、０．３ｎｍから５０ｎｍ未満、０．３ｎｍから２５ｎｍ未満、０．３ｎｍから２０ｎｍ未満、０．３ｎｍから１５ｎｍ未満、０．３ｎｍから１０ｎｍ未満、又は０．３ｎｍから５ｎｍ未満の範囲である。
【００２９】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットの横寸法の少なくとも１つは、２ｎｍ〜１ｍ、２ｎｍ〜１００ｍｍ、２ｎｍ〜１０ｍｍ、２ｎｍ〜１ｍｍ、２ｎｍ〜１００μｍ、２ｎｍ〜１０μｍ、２ｎｍ〜１μｍ、２ｎｍ〜１００ｎｍ、又は２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲である。
【００３０】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットを構成する材料は、材料ＭｘＥｙ（式中、
Ｍは、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、又はその混合物から選択され、
Ｅは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はその混合物から選択され、
ｘ及びｙは、独立して、０〜５の１０進数である）を含む。
【００３１】
実施形態によれば、材料ＭｘＥｙは、陽イオン元素Ｍと、陰イオン元素Ｅとをストイキ比で含み、当該ストイキ比は、元素Ｅ及びＭそれぞれの平均酸化数の絶対値に対応するｘ及びｙの値であることを特徴とする。
【００３２】
一実施形態によれば、初期ナノプレートの最小寸法の軸に実質的に垂直な面は、Ｍ又はＥのいずれかからなる。
【００３３】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットの最小寸法は、Ｍ及びＥの原子層を交互に含む。
【００３４】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットにおけるＭの原子層の数は、Ｅの原子層の数よりも１つ多い数に等しい。
【００３５】
実施形態によれば、初期ナノプレートレットを構成する材料は、材料ＭｘＮｙＥｚ（式中、
−Ｍは、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、又はその混合物から選択され、
−Ｎは、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、又はその混合物から選択され、
−Ｅは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はその混合物から選択され、
ｘ、ｙ、及びｚは、ｘが０であるとき、ｙ及びＺは０でなく、ｙが０であるとき、ｘ及びｚは０でなく、ｚが０であるとき、ｘ及びｙは０でない条件で、独立して、０〜５の１０進数である）を含む。
【００３６】
好ましい実施形態によれば、初期ナノプレートレットを構成する材料は、材料ＭｘＥｙ（式中、
Ｍは、第Ｉｂ族、第ＩＩａ族、第ＩＩｂ族、第ＩＩＩａ族、第ＩＩＩｂ族、第ＩＶａ族、第ＩＶｂ族、第Ｖａ族、第Ｖｂ族、第ＶＩｂ族、第ＶＩＩｂ族、第ＶＩＩＩ族、又はその混合物から選択され、
Ｅは、第Ｖａ族、第ＶＩａ族、第ＶＩＩａ族、又はその混合物から選択され、
ｘ及びｙは、独立して、０〜５の１０進数である）を含む。
【００３７】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットを構成する材料は、第ＩＩｂ族−第Ｖｉａ族第ＩＶａ族−第Ｖｉａ族、第Ｉｂ族−第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩｂ族−第ＩＶａ族−第Ｖａ族、第Ｉｂ族−第Ｖｉａ族、第ＶＩＩＩ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩｂ族−第Ｖａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＶｂ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＶＩｂ族−第Ｖｉａ族、又は第Ｖａ族−第Ｖｉａ族由来の半導体を含む。
【００３８】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットを構成する材料は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＯ、Ｃｄ３Ｐ２、Ｃｄ３Ａｓ２、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、ＺｎＴｅ、Ｚｎ３Ｐ２、Ｚｎ３Ａｓ２、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＨｇＯ、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳ２、ＳｎＳｅ２、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＧｅＳ２、ＧｅＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＳ、Ｃｕ２Ｓ、Ａｇ２Ｓ、Ａｇ２Ｓｅ、Ａｇ２Ｔｅ  ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、Ｂｉ２Ｓ３、Ｂｉ２Ｓｅ３、Ｂｉ２Ｔｅ３、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＶＯ２、又はその混合物のうちから選出される半導体を少なくとも１つ含む。
【００３９】
好ましい実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＣｕＳ、Ｃｕ２Ｓ、Ａｇ２Ｓ、Ａｇ２Ｓｅ、Ａｇ２Ｔｅ、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＰｄＳ、Ｐｄ４Ｓ、ＷＳ２、又はその混合物からなる群より選択される。
【００４０】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、前述の材料の合金を含む。
【００４１】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、追加の元素を少量含む。用語「少量」は、本明細書において、０．０００１％〜１０％モル、好ましくは０．００１％〜１０％モルの範囲の量を指す。
【００４２】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、遷移金属又はランタニドを少量含む。用語「少量」は、本明細書において、０．０００１％〜１０％モル、好ましくは０．００１％〜１０％モルの範囲の量を指す。
【００４３】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、単独のナノプレートレットと比較して、電子過剰又は電子欠陥を誘発する元素を少量含む。用語「少量」は、本明細書において、０．０００１％〜１０％モル、好ましくは０．００１％〜１０％モルの範囲の量を指す。
【００４４】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、単独のナノプレートレットと比較して、光特性の変更を誘発する元素を少量含む。用語「少量」は、本明細書において、０．０００１％〜１０％モル、好ましくは０．００１％〜１０％モルの範囲の量を指す。
【００４５】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、当業者に既知のコア／シェルナノプレートレットなどのコア／シェルナノプレートレット又は発明に係るコア／シェルナノプレートレットからなる。一実施形態によれば、「コア」ナノプレートレットは、そのコア表面に、オーバーコート又はシェルを有することができる。
【００４６】
第１実施形態によれば、最終ナノプレートレット（初期ナノプレートレット＋シェル）は、無機、コロイド状、半導体、及び／又は結晶体のナノプレートレットである。
【００４７】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットは、厚さが、０．５ｎｍ〜１０ｍｍ、０．５ｎｍ〜１ｍｍ、０．５ｎｍ〜１００μｍ、０．５ｎｍ〜１０μｍ、０．５ｎｍ〜１μｍ、０．５ｎｍ〜５００ｎｍ、０．５ｎｍ〜２５０ｎｍ、０．５ｎｍ〜１００ｎｍ、０．５ｎｍ〜５０ｎｍ、０．５ｎｍ〜２５ｎｍ、０．５ｎｍ〜２０ｎｍ、０．５ｎｍ〜１５ｎｍ、０．５ｎｍ〜１０ｎｍ、又は０．５ｎｍ〜５ｎｍの範囲である。
【００４８】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットの横寸法の少なくとも１つは、２ｎｍ〜１ｍ、２ｎｍ〜１００ｍｍ、２ｎｍ〜１０ｍｍ、２ｎｍ〜１ｍｍ、２ｎｍ〜１００μｍ、２ｎｍ〜１０μｍ、２ｎｍ〜１μｍ、２ｎｍ〜１００ｎｍ、又は２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲である。
【００４９】
一実施形態によれば、シェルの厚さは、０．２ｎｍ〜１０ｍｍ、０．２ｎｍ〜１ｍｍ、０．２ｎｍ〜１００μｍ、０．２ｎｍ〜１０μ、０．２ｎｍ〜１μｍ、０．２ｎｍ〜５００ｎｍ、０．２ｎｍ〜２５０ｎｍ、、０．２ｎｍ〜１００ｎｍ、０．２ｎｍ〜５０ｎｍ、０．２ｎｍ〜２５ｎｍ、０．２ｎｍ〜２０ｎｍ、０．２ｎｍ〜１５ｎｍ、０．２ｎｍ〜１０ｎｍ、又は０．２ｎｍ〜５ｎｍの範囲である。
【００５０】
一実施形態によれば、シェルを構成する材料は、材料ＭｘＥｙ（式中、
Ｍは、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、又はその混合物から選択され、
Ｅは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はその混合物から選択され、
ｘ及びｙは、独立して、０〜５の１０進数である）を含む。
【００５１】
実施形態によれば、材料ＭｘＥｙは、陽イオン元素Ｍと、陰イオン元素Ｅとをストイキ比で含み、当該ストイキ比は、元素Ｅ及びＭそれぞれの平均酸化数の絶対値に対応するｘ及びｙの値であることを特徴とする。
【００５２】
一実施形態によれば、シェルの最小寸法の軸に実質的に垂直な面は、Ｍ又はＥのいずれかからなる。
【００５３】
一実施形態によれば、シェルの最小寸法は、Ｍ及びＥの原子層を交互に含む。
【００５４】
一実施形態によれば、シェルにおけるＭの原子層の数は、Ｅの原子層の数よりも１つ多い数に等しい。
【００５５】
実施形態によれば、シェルを構成する材料は、材料ＭｘＮｙＥｚ（式中、
−Ｍは、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、又はその混合物から選択され、
−Ｎは、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、又はその混合物から選択され、
−Ｅは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はその混合物から選択され、
ｘ、ｙ、及びｚは、ｘが０であるとき、ｙ及びＺは０でなく、ｙが０であるとき、ｘ及びｚは０でなく、ｚが０であるとき、ｘ及びｙは０でない条件で、独立して、０〜５の１０進数である）を含む。
【００５６】
好ましい実施形態によれば、シェルを構成する材料は、材料ＭｘＥｙ（式中、
Ｍは、第Ｉｂ族、第ＩＩａ族、第ＩＩｂ族、第ＩＩＩａ族、第ＩＩＩｂ族、第ＩＶａ族、第ＩＶｂ族、第Ｖｂ族、第ＶＩｂ族、第ＶＩＩｂ族、第ＶＩＩＩ族、又はその混合物から選択され、
Ｅは、第Ｖａ族、第ＶＩａ族、第ＶＩＩａ族、又はその混合物から選択され、
ｘ及びｙは、独立して、０〜５の１０進数である）を含む。
【００５７】
一実施形態によれば、シェルを構成する材料は、第第ＩＩｂ族−第Ｖｉａ族、第Ｉｖａ族−第Ｖｉａ族、第Ｉｂ族−第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩｂ族−第Ｉｖａ族−第Ｖａ族、第Ｉｂ族−第Ｖｉａ族、第ＶＩＩＩ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩｂ族−第Ｖａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＶｂ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＶＩｂ族−第Ｖｉａ族、又は第Ｖａ族−第Ｖｉａ族由来の半導体を含む。
【００５８】
一実施形態によれば、シェルを構成する材料は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＯ、Ｃｄ３Ｐ２、Ｃｄ３Ａｓ２、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、ＺｎＴｅ、Ｚｎ３Ｐ２、Ｚｎ３Ａｓ２、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＨｇＯ、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳ２、ＳｎＳｅ２、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＧｅＳ２、ＧｅＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＳ、Ｃｕ２Ｓ、Ａｇ２Ｓ、Ａｇ２Ｓｅ、Ａｇ２Ｔｅ  ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、Ｂｉ２Ｓ３、Ｂｉ２Ｓｅ３、Ｂｉ２Ｔｅ３、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＶＯ２、又はその混合物のうちから選出される半導体を少なくとも１つ含む。
【００５９】
一実施形態によれば、シェルは、前述の材料の合金又はグラジエントを含む。
【００６０】
好ましい実施形態によれば、シェルは、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＣｄＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＣｕＳ、Ｃｕ２Ｓ、Ａｇ２Ｓ、Ａｇ２Ｓｅ、Ａｇ２Ｔｅ、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＰｄＳ、Ｐｄ４Ｓ、ＷＳ２、又はその混合物からなる群由来の合金又はグラジエントである。
【００６１】
一実施形態によれば、シェルは、ｘが０〜１に及ぶＣｄＸＺｎ１−ＸＳの合金である。一実施形態によれば、シェルは、ＣｄＺｎＳのグラジエントである。
【００６２】
好ましい実施形態によれば、最終コア／シェルナノプレートレットは、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＺｎＳ、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ、ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＺｎＳ、ＣｄＳｅＴｅ／ＺｎＳ、ＣｄＳＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＳＳｅ／ＣｄＺｎＳ、ＣｄＳＳｅ／ＺｎＳからなる群より選択される。
【００６３】
好ましい実施形態によれば、最終コア／シェルナノプレートレットは、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＺｎＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅＴｅ／ＣｄＺｎＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅＴｅ／ＺｎＳ、ＣｄＳＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳＳｅ／ＣｄＺｎＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳＳｅ／ＺｎＳからなる群より選択される。
【００６４】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットは、ホモ構造をとる、すなわち、初期ナノプレートレット及びシェルは、同一材料で構成される。
【００６５】
一実施形態において、最終ナノプレートレットは、ヘテロ構造をとり、初期ナノプレートレット及びシェルは、少なくとも２つの異なる材料で構成される。
【００６６】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットは、初期ナノプレートレットと、初期ナノプレートレットの全てを被覆する層を少なくとも１つ含むシートとを含む。当該層は、初期ナノプレートレットと同一材料又は初期ナノプレートレットとは異なる材料で構成される。
【００６７】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットは、初期ナノプレートレットと、初期ナノプレートレットの全てを被覆する１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０つ、１５つ、２０つ、２５つ、５０つ、又はそれ以上の単分子層とを含む。当該層は、初期ナノプレートレットと同一組成若しくは初期ナノプレートレットとは異なる組成、又は互いに異なる組成である。
【００６８】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットは、初期ナノプレートレットと、初期ナノプレートレットの全てを被覆する少なくとも５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０つ、１５つ、２０つ、２５つ、５０つ、又はそれ以上の単分子層とを含む。当該層は、初期ナノプレートレットと同一組成若しくは初期ナノプレートレットとは異なる組成、又は互いに異なる組成である。
【００６９】
一実施形態によれば、最終ナノプレートの最小寸法の軸に実質的に垂直な面は、Ｍ又はＥのいずれかからなる。
【００７０】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットの最小寸法は、Ｍ及びＥの原子層を交互に含む
【００７１】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットにおけるＭの原子層の数は、Ｅの原子層の数よりも１つ多い数に等しい。
【００７２】
一実施形態によれば、シェルは、均質であり、それにより、最終ナノプレートレットが得られる。
【００７３】
一実施形態によれば、シェルは、初期ナノプレートレットにある各面において、実質的に同じ厚さを含む。
【００７４】
本発明は、初期のコロイド状ナノプレートレットにおけるシェル成長プロセスに関する。
【００７５】
一実施形態によれば、初期ナノプレートレットは、当業者に既知の方法により得られる。
【００７６】
一実施形態によれば、シェル成長プロセスは、初期のコロイド状ナノプレートレットの各面における均質なシェルの成長を含む。
【００７７】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレット上にＭＥシェルを含むコア／シェルナノプレートレット成長プロセスは、２００℃〜４６０℃の範囲の温度で溶媒に初期のコロイド状ナノプレートレット、続いて、Ｅ又はＭの前駆物質を注入する工程を含み、ここで、当該Ｅ又はＭの前駆物質を、シェル成長速度を制御するために、ゆっくりと注入し、Ｍ又はＥそれぞれの前駆物質を、初期のコロイド状ナノプレートレットの注入前に溶媒へ、又はＥ又はＭそれぞれの前駆物質と同時に混合物へのいずれかに、注入する。
【００７８】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレットを、溶媒への注入前に、前駆物質の混合物の分画と混合する。
【００７９】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレットでのＭｘＥｙシェルの成長プロセスは、２００℃〜４６０℃の範囲の温度で溶媒に初期のコロイド状ナノプレートレット、続いて、Ｅ又はＭの前駆物質を注入する工程を含み、ここで、当該Ｅ又はＭの前駆物質を、シェル成長速度を制御するために、ゆっくりと注入し、Ｍ又はＥそれぞれの前駆物質を、初期のコロイド状ナノプレートレットの注入前に溶媒へ、又はＥ又はＭそれぞれの前駆物質と同時に混合物へ注入する。式中、ｘ及びｙは、独立して、０〜５の１０進数である。
【００８０】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレット上にＭＥシェルを含むコア／シェルナノプレートレットの成長プロセスは、
−溶媒を２００℃〜４６０℃の範囲の温度に加熱する工程と、
−初期のコロイド状ナノプレートレットを溶媒に注入する工程と、
−Ｅの前駆物質と、Ｍの前駆物質とを、混合物にゆっくりと注入する工程と、
−ナノプレートレットの形態のコア／シェル構造を回収する工程と、
を含む。
【００８１】
別の実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレット上にＭＥシェルを含むコア／シェルナノプレートレットの成長プロセスは、
−溶媒を２００℃〜４６０℃の範囲の温度に加熱する工程と、
−Ｍの前駆物質を溶媒に注入する工程と、
−初期のコロイド状ナノプレートレットを混合物に注入する工程と、
−Ｅの前駆物質を混合物にゆっくりと注入する工程と、
−ナノプレートレットの形態のコア／シェル構造を回収する工程と、
を含む。
【００８２】
別の実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレット上にＭＥシェルを含むコア／シェルナノプレートレットの成長プロセスは、
−溶媒を２００℃〜４６０℃の範囲の温度に加熱する工程と、
−Ｅの前駆物質を溶媒に注入する工程と、
−初期のコロイド状ナノプレートレットを混合物に注入する工程と、
−Ｍの前駆物質を混合物にゆっくりと注入する工程と、
−ナノプレートレットの形態のコア／シェル構造を回収する工程と、
を含む。
【００８３】
別の実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレット上にＭＥシェルを含むコア／シェルナノプレートレットの成長プロセスは、
−溶媒を２００℃〜４６０℃の範囲の温度に加熱する工程と、
−前駆物質混合物の分画と任意に混合した初期のコロイド状ナノプレートレットを溶媒に注入する工程と、
−Ｅの前駆物質と、Ｍの前駆物質とを、混合物にゆっくりと注入する工程と、
−ナノプレートレットの形態のコア／シェル構造を回収する工程と、
を含む。
【００８４】
本明細書において、用語「前駆物質の混合物の分画」とは、反応で使用する前駆物質の総量の一部、すなわち、注入する前駆物質の混合物の総量の、０．００１％〜５０％、好ましくは０．００１％〜２５％、より好ましくは０．０１％〜１０％を指す。
【００８５】
別の実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレット上にＭＥシェルを含むコア／シェルナノプレートレットの成長プロセスは、
−溶媒と、Ｍの前駆物質とを提供する工程と、
−溶媒とＭの前駆物質の混合物を、２００℃〜４６０℃の範囲の温度に加熱する工程と、
−初期のコロイド状ナノプレートレットを混合物に注入する工程と、
−Ｅの前駆物質を混合物にゆっくりと注入する工程と、
−ナノプレートレットの形態のコア／シェル構造を回収する工程と、
を含む。
【００８６】
別の実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレット上にＭＥシェルを含むコア／シェルナノプレートレットの成長プロセスは、
−溶媒と、Ｅの前駆物質とを提供する工程と、
−溶媒とＥの前駆物質の混合物を、２００℃〜４６０℃の範囲の温度に加熱する工程と、
−初期のコロイド状ナノプレートレットを混合物に注入する工程と、
−Ｍの前駆物質を混合物にゆっくりと注入する工程と、
−ナノプレートレットの形態のコア／シェル構造を回収する工程と、
を含む。
【００８７】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレットは、コア／シェル構造を有する。
【００８８】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレット上にＭＥシェルを含むコア／シェルナノプレートレットの成長プロセスは、第２の前駆物質の注入終了後、５〜１８０分の範囲の所定時間の間、２００℃〜４６０℃の範囲の温度に混合物を維持する工程をさらに含む。
【００８９】
一実施形態によれば、アニール温度は、２００℃〜４６０℃、２７５℃〜３６５℃、３００℃〜３５０℃、又は約３００℃の範囲である。
【００９０】
一実施形態によれば、アニール時間は、１〜１８０分、３０〜１２０分、６０〜１２０分、又は約９０分の範囲である。
【００９１】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレットを、１０分未満、５分未満、１分未満、３０秒未満、１０秒未満、５秒未満、又は１秒未満の期間にわたり注入する。一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレットを、一度で注入する。
【００９２】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレットを、１ｍＬ／ｓ〜１Ｌ／ｓ、１ｍＬ／ｓ〜１００ｍＬ／ｓ、１ｍＬ／ｓ〜１０ｍＬ／ｓ、２〜８ｍＬ／ｓ、又は約５ｍＬ／ｓの範囲の速度で注入する。
【００９３】
一実施形態によれば、シェルの、Ｅの前駆物質又はＭの前駆物質の注入を、初期ナノプレートレットに存在するＭの０．１〜３０モル／ｈ／モル、好ましくは初期ナノプレートレットに存在するＭの０．２〜２０モル／ｈ／モルより好ましくは１〜２１モル／ｈ／モルの範囲の速度で行う。
【００９４】
一実施形態によれば、Ｅの前駆物質又はＭの前駆物質を、ゆっくりと、すなわち、単分子層毎に、１分〜２時間、１分〜１時間、５〜３０分、又は１０分から２０分の範囲の期間にわたり、注入する。
【００９５】
一実施形態によれば、Ｅの前駆物質を、ゆっくりと、すなわち、０．１ｍＬ／ｈ〜１０Ｌ／ｈ、０．５ｍＬ／ｈ〜５Ｌ／ｈ、又は１ｍＬ／ｈ〜１Ｌ／ｈの範囲の速度で注入する。
【００９６】
一実施形態によれば、Ｍの前駆物質を、ゆっくりと、すなわち、０．１ｍＬ／ｈ〜１０Ｌ／ｈ、０．５ｍＬ／ｈ〜５Ｌ／ｈ、又は１ｍＬ／ｈ〜１Ｌ／ｈの範囲の速度で注入する。
【００９７】
一実施形態によれば、Ｅの前駆物質及びＭの前駆物質を、シェル成長速度を制御するために、ゆっくりと注入する。
【００９８】
一実施形態によれば、Ｍの前駆物質又はＥの前駆物質を、初期のコロイド状ナノプレートレットよりも前に注入し、当該Ｍの前駆物質又はＥの前駆物質を、３０秒未満、１０秒未満、５秒未満、１秒未満の期間にわたり注入する。別の実施形態によれば、Ｍの前駆物質又はＥの前駆物質を、初期のコロイド状ナノプレートレットよりも前に注入し、当該Ｍの前駆物質又はＥの前駆物質を、ゆっくりと、すなわち、０．１ｍＬ／ｈ〜１０Ｌ／ｈ、０．５ｍＬ／ｈ〜５Ｌ／ｈ、又は１ｍＬ／ｈ〜１Ｌ／ｈの範囲の速度で注入する。
【００９９】
一実施形態によれば、初期のコロイド状ナノプレートレットよりも前に注入するＭの前駆物質又はＥの前駆物質を、初期のコロイド状ナノプレートレットよりも後に注入するＭの前駆物質又はＥの前駆物質よりも速く注入する。
【０１００】
一実施形態によれば、Ｅの前駆物質及び／又はＭの前駆物質のうち少なくとも１つの注入速度は、シェルの成長速度が、毎秒１ｎｍから毎時０．１ｎｍの範囲になるように選出される。
【０１０１】
一実施形態によれば、成長プロセスを、２００℃〜４６０℃、２７５℃〜３６５℃、３００℃〜３５０℃、又は約３００℃の範囲の温度で行う。
【０１０２】
一実施形態によれば、反応を、不活性雰囲気、好ましくは窒素又はアルゴン雰囲気下で行う。
【０１０３】
一実施形態によれば、Ｅの前駆物質は、Ｍの前駆物質と反応することができ、一般式ＭＥを有する材料を形成する。
【０１０４】
一実施形態によれば、付着させるシェルの前駆物質は、材料ＭｘＥｙ（式中、
Ｍは、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、又はその混合物であり、
Ｅは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はその混合物であり、
ｘ及びｙは、独立して、０〜５の１０進数である）の前駆物質である。
【０１０５】
実施形態によれば、付着させるシェルの前駆物質は、陽イオン元素Ｍと、陰イオン元素Ｅとをストイキ比で含み、当該ストイキ比は、ｘ及びｙの値が元素Ｅ及びＭそれぞれの平均酸化数の絶対値に対応することを特徴とする、材料ＭｘＥｙである。
【０１０６】
好ましい実施形態によれば、付着させるシェルの前駆物質材料ＭｘＥｙ（式中、
Ｍは、第Ｉｂ族、第ＩＩａ族、第ＩＩｂ族、第ＩＩＩａ族、第ＩＩＩｂ族、第ＩＶａ族、第ＩＶｂ族、第Ｖｂ族、第ＶＩｂ族、第ＶＩＩｂ族、第ＶＩＩＩ族、又はその混合物から選択され、
Ｅは、第Ｖａ族、第ＶＩａ族、第ＶＩＩａ族、又はその混合物から選択され、
ｘ及びｙは、独立して、０〜５の１０進数である）の前駆物質である。
【０１０７】
一実施形態によれば、付着させるシェルの前駆物質は第ＩＩｂ族−第Ｖｉａ族、第ＩＶａ族−第Ｖｉａ族、第Ｉｂ族−第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩｂ族−第ＩＶａ族−第Ｖａ族、第Ｉｂ族−第Ｖｉａ族、ＶＩＩＩ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩｂ族−第Ｖａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＶｂ族−第Ｖｉａ族第ＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖａ族、第ＩＩＩａ族−第Ｖｉａ族、第ＶＩｂ族−第Ｖｉａ族、又は第Ｖａ族−第Ｖｉａ族の化合物の前駆物質である。
【０１０８】
一実施形態によれば、付着させるシェルの前駆物質は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＯ、Ｃｄ３Ｐ２、Ｃｄ３Ａｓ２、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、ＺｎＴｅ、Ｚｎ３Ｐ２、Ｚｎ３Ａｓ２、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＨｇＯ、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳ２、ＳｎＳｅ２、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＧｅＳ２、ＧｅＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＳ、Ｃｕ２Ｓ、Ａｇ２Ｓ、Ａｇ２Ｓｅ、Ａｇ２Ｔｅ  ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、Ｂｉ２Ｓ３、Ｂｉ２Ｓｅ３、Ｂｉ２Ｔｅ３、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＶＯ２、又はその混合物のうちから選出される材料の前駆物質である。
【０１０９】
好ましい実施形態によれば、付着させるシェルの前駆物質は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＣｕＳ、Ｃｕ２Ｓ、Ａｇ２Ｓ、Ａｇ２Ｓｅ、Ａｇ２Ｔｅ、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＰｄＳ、Ｐｄ４Ｓ、ＷＳ２、又はその混合物からなる群より選択される材料の前駆物質である。
【０１１０】
一実施形態によれば、Ｅがカルコゲニドである場合、Ｅの前駆物質は、酸化状態が−２のカルコゲニドを含有する化合物である。一実施形態によれば、Ｅがカルコゲニドである場合、Ｅの前駆物質は、酸化状態が０又は酸化状態が厳密に正であるＥを含有する化合物との還元剤の反応によりｉｎ  ｓｉｔｕで形成される。
【０１１１】
一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、チオールである。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、プロパンチオール、ブタンチオール、ペンタンチオール、ヘキサンチオール、ヘプタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、テトラデカンチオール、又はヘキサデカンチオールである。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、Ｓ２−硫化物イオンを含有する塩である。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、ビス（トリメチルシリル）スルフィド（ＴＭＳ２Ｓ）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、硫化水素ナトリウム（ＮａＳＨ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、硫化アンモニウム（Ｓ（ＮＨ４）２）、チオ尿素、又はチオアセトアミドを含む。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、適した溶媒に溶解した硫黄である。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、１−オクタデセンに溶解した硫黄である。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、ホスフィンに溶解した硫黄である。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、トリオクチルホスフィン又はトリブチルホスフィンに溶解した硫黄である。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、アミンに溶解した硫黄である。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合Ｅの前駆物質は、オレイルアミンに溶解した硫黄である。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、溶媒中に分散した硫黄粉末である。一実施形態によれば、Ｅが硫黄である場合、Ｅの前駆物質は、１−オクタデセン中に分散した硫黄粉末である。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、Ｓｅ２−セレニドイオンを含有する塩を含む。一実施形態によれば、Ｅの前駆物質は、ビス（トリメチルシリル）セレニド（ＴＭＳ２Ｓｅ）、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、セレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）、セレン化水素ナトリウム（ＮａＳｅＨ）、セレノ硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｅＳＯ３）、又はセレノ尿素を含む。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、セレノールである。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、ジフェニルジセレニドなどのジセレニドである。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、適した溶媒に溶解したセレンである。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、１−オクタデセンに溶解したセレンである。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、ホスフィンに溶解したセレンである。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、トリオクチルホスフィン又はトリブチルホスフィンに溶解したセレンである。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、アミンに溶解したセレンである。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、アミンとチオールの混合物に溶解したセレンである。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、溶媒中に分散したセレン粉末である。一実施形態によれば、Ｅがセレンである場合、Ｅの前駆物質は、１−オクタデセン中に分散したセレン粉末である。
【０１１２】
一実施形態によれば、Ｅがテルルである場合、Ｅの前駆物質は、Ｔｅ２−テルリドイオンを含有する塩である。一実施形態によれば、Ｅがテルルである場合、Ｅの前駆物質は、ビス（トリメチルシリル）テルリド（ＴＭＳ２Ｔｅ）、テルル化水素（Ｈ２Ｔｅ）、テルル化ナトリウム（Ｎａ２Ｔｅ）、テルル化水素ナトリウム（ＮａＴｅＨ）、テルロ硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＴｅＳＯ３）、又はテルロ尿素を含む。一実施形態によれば、Ｅがテルルである場合、Ｅの前駆物質は、適した溶媒に溶解したテルルである。一実施形態によれば、Ｅがテルルである場合、Ｅの前駆物質は、ホスフィンに溶解したテルルである。一実施形態によれば、Ｅがテルルである場合、Ｅの前駆物質は、トリオクチルホスフィン又はトリブチルホスフィンに溶解したテルルである。
【０１１３】
一実施形態によれば、Ｅが酸素である場合、Ｅの前駆物質は、水酸化物イオン（ＨＯ−）である。一実施形態によれば、Ｅが酸素である場合、Ｅの前駆物質は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＯＨ）の溶液である。一実施形態によれば、Ｅが酸素である場合、Ｅの前駆物質は、アミンとカルボン酸との間の縮合により、ｉｎ−ｓｉｔｕで生成される。一実施形態によれば、Ｅが酸素である場合、Ｅの前駆物質は、２つのカルボン酸の縮合により、ｉｎ−ｓｉｔｕで生成される。
【０１１４】
一実施形態によれば、Ｅがリンである場合、Ｅの前駆物質は、酸化状態が−３のリンを含む。一実施形態によれば、Ｅの前駆物質はトリス（トリメチルシリル）ホスフィン（ＴＭＳ３Ｐ）、ホスフィン（ＰＨ３）、白リン（Ｐ４）、又は三塩化リン（ＰＣｌ３）を含む。一実施形態によれば、Ｅの前駆物質は、例えばトリス（ジメチルアミノ）ホスフィン（（Ｍｅ２Ｎ）３Ｐ）又はトリス（ジエチルアミノ）ホスフィン（（Ｅｔ２Ｎ）３Ｐ）といったトリス（ジアルキルアミノ）ホスフィンを含む。一実施形態によれば、Ｅの前駆物質は、例えばトリオクチルホスフィン、トリブチルホスフィン、又はトリフェニルホスフィンといったトリアルキルホスフィンを含む。
【０１１５】
一実施形態によれば、Ｍが金属である場合、Ｍの前駆物質は、酸化状態が正又は０の金属を含有する化合物である。一実施形態によれば、Ｍが金属である場合、Ｍの前駆物質は、金属塩を含む。一実施形態において、金属塩は、Ｍのカルボン酸塩、Ｍの塩化物、Ｍの臭化物、Ｍのヨウ化物、Ｍの硝酸塩、Ｍの硫酸塩、又はＭのチオール酸塩である。一実施形態によれば、シェルは、金属を含む。
【０１１６】
一実施形態によれば、付着させるシェルは、カルコゲニド、リン化物、窒化物、ヒ化物、又は酸化物を含む。
【０１１７】
一実施形態によれば、初期のナノシートは、溶媒中に分散する。一実施形態によれば、溶媒は、有機性であり、好ましくは、無極性又は極性が弱い。一実施形態によれば、溶媒は、超臨界流体又はイオン性流体である。一実施形態によれば、溶媒は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、石油エーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、シクロベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、アセトニトリル、アセトン、エタノール、メタノール、酢酸エチル、エチレングリコール、ジグライム（ジエチレングリコールジメチルエーテル）、ジエチルエーテル、ＤＭＥ（１，２−ジメトキシ−エタン、グライム）、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＮＭＦ（Ｎ−メチルホルムアミド）、ＦＡ（ホルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、１，４−ジオキサン、トリエチルアミン、又はその混合物から選択される。
【０１１８】
一実施形態によれば、シェルは、追加の元素を少量含む。用語「少量」は、本明細書において、０．０００１％〜１０％モル、好ましくは０．００１％〜１０％モルの範囲の量を指す。
【０１１９】
一実施形態によれば、シェルは、遷移金属又はランタニドを少量含む。用語「少量」は、本明細書において、０．０００１％〜１０％モル、好ましくは０．００１％〜１０％モルの範囲の量を指す。
【０１２０】
一実施形態によれば、シェルは、単独の膜と比較して、電子過剰又は電子欠陥を誘発する元素を少量含む。用語「少量」は、本明細書において、０．０００１％〜１０％モル、好ましくは０．００１％〜１０％モルの範囲の量を指す。
【０１２１】
一実施形態によれば、還元剤を、Ｍ及び／又はＥの前駆物質のうち少なくとも１つと同時に入れる。一実施形態において、還元剤は、水素化物を含む。当該水素化物は、テトラヒドロホウ酸ナトリウム（ＮａＢＨ４）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、水素化リチウムアルミニウム（ＬｉＡｌＨ４）、水素化ジイソブチルアルミニウム（ＤＩＢＡＬＨ）から選択され得る。一実施形態において、還元剤は、二水素を含む。
【０１２２】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットを安定化することができる安定化化合物を、溶媒に入れる。
【０１２３】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットを安定化することができる安定化化合物を、前駆物質溶液のうちいずれか１つに入れる。
【０１２４】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットの安定化化合物は、有機リガンドを含む。当該有機リガンドは、カルボン酸、チオール、アミン、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホン酸、ホスフィン酸、アミド、エステル、ピラジン、イミダゾール、及び／又はアルコールを含み得る。
【０１２５】
一実施形態によれば、最終ナノプレートレットの安定化化合物は、イオンである。当該イオンは、第四級アンモニウムを含む。
【０１２６】
一実施形態によれば、初期のナノシートを、少なくとも１つの基板に固定する。
【０１２７】
一実施形態によれば、当該基板への初期のナノシートの固定を、吸着又は化学的カップリングにより行う。
【０１２８】
一実施形態によれば、当該基板は、シリカＳｉＯ２、酸化アルミニウムＡｌ２Ｏ３、酸化インジウムスズＩＴＯ、フッ素ドープ酸化スズＦＴＯ、酸化チタンＴｉＯ２、金、銀、ニッケル、モリブデン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、炭化ケイ素ＳｉＣ、グラフェン、及びセルロースのうちから選出される。
【０１２９】
一実施形態によれば、当該基板は、ポリマーを含む。
【０１３０】
一実施形態によれば、前駆物質の過剰分は、反応後に捨てられる。
【０１３１】
一実施形態によれば、初期のナノシートでの前駆物質の反応後に得られた最終ナノプレートレットを精製する。当該精製は、例えば、エタノール中での逐次沈殿など、凝結及び／又は沈殿及び／又はろ過により行う。
【０１３２】
本発明は、その構成要素のそれぞれが、第１半導体材料を含むナノプレートレットコアと、ナノプレートレットコアの表面に第２半導体材料を含む少なくとも１つのシェルとを備える、半導体ナノプレートレットの集合体であって、リガンド交換反応後、量子収率が５０％未満の減少を呈する集合体にも関する。
【０１３３】
一実施形態によれば、本発明の半導体ナノプレートレットの集合体は、リガンド交換後、量子収率が５０％未満、４０％未満、３０％未満、２５％未満、２０％未満、１５％未満、又は１０％未満の減少を呈する。
【０１３４】
殊に、一実施形態によれば、リガンド交換反応によって水溶液への移した後、本発明に係るナノプレートレットの集合体の量子収率は、５０％未満、４０％未満、３０％未満、２５％未満、２０％未満、１５％未満、又は１０％未満減少する。
【０１３５】
一実施形態によれば、リガンドは、１〜３０個の炭素の炭酸鎖長を有する有機リガンドである。
【０１３６】
一実施形態によれば、リガンドは、ポリマーである。
【０１３７】
一実施形態によれば、リガンドは、水溶性ポリマーである。
【０１３８】
一実施形態によれば、選択されるリガンドは、カルボン酸、チオール、アミン、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホン酸、ホスフィン酸、アミド、エステル、ピラジン、イミダゾール、及び／又はアルコールを含み得る。
【０１３９】
一実施形態によれば、リガンドは、ミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ベヘン酸、ドデカンチオール、オレイルアミン、３−メルカプトプロピオン酸から選択される。
【０１４０】
一実施形態によれば、選択されるリガンドは、半導体表面への親和性を有していれば、様々な材料であり得る。概して、キャッピング剤は、単離された有機分子、ポリマー（又は、ポリマー化反応用モノマー）、無機錯体、及び拡張結晶構造とすることができる。
【０１４１】
一実施形態によれば、リガンド交換手順は、発明に係るナノプレートレットの溶液をリガンドで処理する工程を含む。
【０１４２】
本発明は、長期にわたり安定した蛍光量子効率を呈する、半導体ナノプレートレットの集合体にも関する。一実施形態によれば、その構成要素のそれぞれが、第１半導体材料を含むナノプレートレットコアと、ナノプレートレットコアの表面に第２半導体材料を含むシェルとを備える、ナノプレートレットの集合体は、蛍光量子効率が、少なくとも１Ｗ．ｃｍ−２、５Ｗ．ｃｍ−２、１０Ｗ．ｃｍ−２、１２Ｗ．ｃｍ−２、１５Ｗ．ｃｍ−２の光子束の光照明下で１時間後、５０％未満、４０％未満、３０％未満の減少を呈する。
【０１４３】
一実施形態によれば、光照明は、レーザー、ダイオード、又はキセノンアークランプなどの、青色又はＵＶ光源によりもたらされる。
【０１４４】
一実施形態によれば、照明の光子束は、１ｍＷ．ｃｍ−２〜１００Ｗ．ｃｍ−２の間、１０ｍＷ．ｃｍ−２〜５０Ｗ．ｃｍ−２の間、１Ｗ．ｃｍ−２〜１５Ｗ．ｃｍ−２の間、又は１０ｍＷ．ｃｍ−２〜１０Ｗ．ｃｍ−２の間に含まれる。
【０１４５】
一実施形態によれば、その構成要素のそれぞれが、第１半導体材料を含むナノプレートレットコアと、ナノプレートレットコアの表面に第２半導体材料を含むシェルとを備える、ナノプレートレットの集合体は、蛍光量子効率が、リガンド交換の２時間後、８０％未満、７０％未満、６０％未満、５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、又は１５％未満の減少を呈する。
【０１４６】
一実施形態によれば、発明の半導体ナノプレートレットは、従来技術の量子ドット及びナノプレートレットと比較して、経時的安定性が向上している。
【０１４７】
一実施形態によれば、発明の半導体ナノプレートレットは、従来技術の量子ドット及びナノプレートレットと比較して、温度への安定性が向上している。
【０１４８】
一実施形態によれば、本発明に係るコア／シェルナノプレートレットは、温度に対し安定した蛍光量子効率を呈する。殊に、一実施形態によれば、発明に係る半導体ナノプレートレットの集合体は、１００℃以上で呈する蛍光量子効率が、２０℃での集合体の蛍光量子効率の少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％である。一実施形態によれば、温度は、１００℃〜２５０℃、１００℃〜２００℃、１１０℃〜１６０℃、又は約１４０℃の範囲にある。一実施形態によれば、発明に係る半導体ナノプレートレットの集合体は、２００℃で呈する蛍光量子効率が、２０℃での集合体の蛍光量子効率の少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％である。
【０１４９】
一実施形態によれば、本発明に係るナノプレートレットの集合体は、５０、４０、３０、２５ｎｍ、又は２０ｎｍよりも小さな半値全幅を有する発光スペクトルを呈する。
【０１５０】
本発明は、狭い半値全幅、高い量子収率、及び光退色への抵抗性など、表示装置での使用にとって望ましい特徴を呈するナノプレートレット膜にも関する。
【０１５１】
一実施形態によれば、ナノプレートレット膜は、ホスト材料、好ましくはポリマーホスト材料と、当該ホスト材料に包埋される発光半導体ナノ粒子とを含み、当該発光半導体ナノ粒子の少なくとも２０％が本発明に係るコロイド状ナノプレートレットである。
【０１５２】
一実施形態において、当該発光半導体ナノ粒子の少なくとも２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％は、本発明に係るコロイド状コア／シェルナノプレートレットである。一実施形態において、当該発光半導体ナノ粒子のほぼ全てが、本発明に係るコロイド状コア／シェルナノプレートレットである。
【０１５３】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、発光半導体ナノ粒子を５０重量％未満、優先的には、１０％未満含む。
【０１５４】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、厚さが３０ｎｍ〜１ｃｍの間、より好ましくは、１００ｎｍ〜１ｍｍの間、さらに好ましくは１００ｎｍ〜５００μｍの間である。
【０１５５】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、複数のナノプレートレットを含むホスト材料の層、シート、又は膜を指す。
【０１５６】
一実施形態において、ナノプレートレットは、外側リガンドコートを含み、ホスト材料、好ましくはポリマーホスト材料中に分散している。一実施形態において、ホスト材料は、可視域の波長範囲で透明である。
【０１５７】
一実施形態において、ナノプレートレットを含むよう使用されるポリマーホスト材料は、シリコンベースポリマー、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ（ビニルアルコール）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、多糖類、ポリ（エチレングリコール）、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂、アルキル樹脂、マレイン酸樹脂、テルペン樹脂、樹脂を形成するコポリマー、ＵＶ開始剤又は熱開始剤を含む重合性モノマーのうちから選出される。
【０１５８】
一実施形態において、ナノプレートレットを含むよう使用されるポリマーホスト材料は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、アクリロニトリル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等の類似誘導体で置換されたアクリル酸エステル、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ノルボルニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、含フッ素アクリル酸モノマー、含塩素アクリル酸モノマー、メタアクリル酸、メチルメタアクリレート、ｎ−ブチルメタアクリレート、イソブチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルメタアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート、４−ヒドロキシブチルメタアクリレート、ベンジルメタアクリレート、フェニルメタアクリレート、ラウリルメタアクリレート、ノルボルニルメタアクリレート、イソボルニルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、含フッ素メタアクリル酸モノマー、含塩素メタアクリル酸モノマー、アルキルクロトネート、アリルクロトネート、グリシジルメタアクリレート、及び関連エステルなど、メタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキルから作られるポリマー化固体である。
【０１５９】
一実施形態において、ポリマーホスト材料は、アクリルアミド、アルキルアクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）アクリルアミド、Ｎ−（３−メトキシプロピル）アクリルアミド、Ｎ−ジフェニルメチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ−（イソブトキシメチル）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−（３−メトキシプロピル）アクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ−［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタアクリルアミド、Ｎ−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、２−ヒドロキシプロピルメタアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルメタアクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−（トリフェニルメチル）メタアクリルアミド、及び同様の誘導体などのアルキルアクリルアミド又はアルキルメタアクリルアミドから作られるポリマー化固体であり得る。
【０１６０】
一実施形態において、ナノプレートレットを含むよう使用されるポリマーホスト材料は、ＰＭＭＡ、ポリ（ラウリルメタアクリレート）、グリコール化ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（無水マレイン−アルト−オクタデセン）、及びその混合物を含む。
【０１６１】
一実施形態において、ナノプレートレットを含むよう使用されるポリマーホスト材料は、アリルメタアクリレート、ベンジルメチルアクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタアクリレート、ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ラウリルメタアクリレート、メタアクリル酸、メチルアクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、２，２，２−トリフルオロエチル２−メチルアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アクリルアミドｎ，ｎ，−メチレン−ビスアクリル−アミドフェニルアクリレート、及びジビニルベンゼンから作られるポリマー化固体である。
【０１６２】
一実施形態において、ナノプレートレットを含むよう使用されるポリマーホスト材料は、α−オレフィン、ブタジエン及びクロロプレンなどのジエン；スチレン、及びα−メチルスチレンなど；例えば、ビニルアセテート、例えばエチルビニルエーテル、ビニルトリメチルシラン、塩化ビニル、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンなどビニルアルキルエステル、及び例えばシクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、及びＣ２０までの環状誘導体など環式及び多環式オレフィン化合物などのヘテロ原子置換α−オレフィン；例えばノルボルネン及びＣ２０までの類似誘導体などの、多環式誘導体；例えば、２，３−ジヒドロフラン、３，４−ジヒドロピラン、及び類似誘導体などの環式ビニルエーテル；例えばビニルエチレンカルボネート、例えば無水マレイン酸、ジエチルフマレートなどマレイン及びフマル化合物など脱置換オレフィンなどアリルアルコール誘導体など及びその混合物から作られるポリマー化固体である。
【０１６３】
一実施形態において、ナノプレートレットを含むよう使用されるポリマーホストを、スピンコート、ディップコーティング、電気泳動堆積、ドロップキャストによって、その最終形体の下に付着させる。一実施形態において、ポリマーホスト材料を、押出プロセスによってナノプレートレットと混合する。
【０１６４】
一実施形態によれば、ナノプレートレット膜は、ホスト材料中に分散した散乱素子をさらに含む。
【０１６５】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、ナノプレートの集合体を少なくとも１つ含む。本願において、ナノプレートレットの集合体は、最大発光波長により定義される。
【０１６６】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、異なる色のナノプレートレットの２つの集合体を含む。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、青色光源のダウンコンバート時に緑色光及び赤色光を発するナノプレートレットからなる。そのため、光源からの青色光はナノプレートレットの膜を通過し、そこで、所定量の緑色及び赤色光が残存青色光と混合されて、三色白色光を生じる。
【０１６７】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、最大発光波長が、５００ｎｍ〜５６０ｎｍの間、より好ましくは５１５ｎｍ〜５４５ｎｍの間の第１の集合体と、最大発光波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍ、より好ましくは６１０ｎｍ〜６５０ｎｍの間の第２の集合体とのナノプレートレットの２つの集合体を含む。
【０１６８】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、異なる色を有するコア／シェルナノプレートレットの２つの集合体を含む。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、１つは緑色、１つは赤色のコア／シェルナノプレートレットの２つの集合体を含む（図５参照）。
【０１６９】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、異なる色を有するコア／シェルナノプレートレットの２つの集合体のブレンド体を含む。
【０１７０】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、それぞれ、異なる色のコア／シェルナノプレートレットを有する異なる集合体を含むいくつかの領域に分割される。
【０１７１】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、それぞれ、異なる色を有するナノプレートレットの異なる集合体を含む、２つの膜の積層物で作られる。
【０１７２】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、多層状システムにカプセル化される。一実施形態において、カプセル化ナノプレートレット膜は、少なくとも３つの層で作られる。一実施形態によれば、２つの外層は、散乱特性を提供する。
【０１７３】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、少なくとも１つの遮断層で被覆されるか、又は、少なくとも２つの遮断層により挟まれる（図１参照）。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、Ｏ２及び／又はＨ２Ｏ不透過性層で囲われる。一実施形態において、Ｏ２及び／又はＨ２Ｏ遮断層は、ガラス、ＰＥＴ、ＰＤＭＳ…で作ることができる。一実施形態によれば、ナノプレートレット膜は、ガラス、ＰＥＴ、ＰＤＭＳ…など、ナノプレートレット膜のＯ２及びＨ２Ｏへの曝露を低減するように構成される層で囲われる。一実施形態において、遮断層は、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＮＢ（ポリノルボルネン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＣＯ（多環式オレフィン）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ナイロン、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＦＴＯ（フッ素麻薬中毒の酸化スズ）、セルロース、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＣｙ、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＣｘ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、セラミック、有機修飾セラミック、及びその混合物を含むがこれらに限定されない。
【０１７４】
一実施形態において、カプセル化ナノプレートレット膜は、透明基板を少なくとも１つ備える。
【０１７５】
一実施形態において、ナノプレートレットを含むポリマーホスト材料は、追加の層により空気から保護される。一実施形態において、ナノプレートレットを含むポリマーホスト材料は、ＵＶ硬化ポリマーにより空気から保護される。一実施形態において、ナノプレートレットを含むポリマーホスト材料は、ＵＶ硬化樹脂により空気から保護される。一実施形態において、ナノプレートレットを含むポリマーホスト材料は、ビスフェノールＡグリセロラート、ラウリルメタアクリレート、及びベンゾフェノン又は３，４ジメチルベンゾフェノンなどのＵＶ開始剤の混合物により空気から保護される。
【０１７６】
一実施形態において、コア／シェルナノプレートレットは、偏光発光を有する。一実施形態によれば、コア／シェルナノプレートレットの偏光発光は、３Ｄディスプレイを組み立てるために使用される。
【０１７７】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、２００〜４００ｎｍに及ぶ波長で、ＵＶ光を使用して照明される。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、例えば窒化ガリウムベースのダイオードなど、４００〜４７０ｎｍの範囲の波長で、青色ＬＥＤを使用して照明される。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、４００〜４７０ｎｍに及ぶ波長で、青色ＬＥＤに付着させられる。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、約４０５ｎｍの発光ピークのＬＥＤに付着させられる。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、約４４７ｎｍの発光ピークのＬＥＤに付着させられる。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、約４５５ｎｍの発光ピークのＬＥＤに付着させられる。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、１μＷ．ｃｍ−２〜１ｋＷ．ｃｍ−２の間、より好ましくは１ｍＷ．ｃｍ−２〜１００Ｗ．ｃｍ−２の間、さらに好ましくは１ｍＷ．ｃｍ−２〜１０Ｗ．ｃｍ−２の間の光子束により照明される。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、１２Ｗ．ｃｍ−２の光子束により照明される。一実施形態において、コア／シェルナノプレートレットは、青色又はＵＶ源から光をダウンシフトするために使用される。一実施形態において、用語「光源」は、複数の光源にも関し得る。
【０１７８】
一実施形態において、ナノプレートレット膜を照明するために使用されるＬＥＤは、ＧａＮダイオード、ＩｎＧａＮダイオード、ＧａＡｌＮダイオード、ＧａＡｌＰＮダイオード、ＡｌＧａＡｓダイオード、ＡｌＧａＩｎＰダイオード、ＡｌＧａＩｎＮダイオードである。一実施形態において、カプセル化ナノプレートレット膜は、青色ＬＥＤに直接付着させられる。一実施形態において、カプセル化ナノプレートレットを含む材料は、スプレイコーティング、ディップコーティングにより青色ＬＥＤに直接付着させられる。
【０１７９】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、青色又はＵＶ光源と接触しない。
【０１８０】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、ホスト材料中に分散した散乱素子をさらに含む。一実施形態において、散乱システムは、青色又はＵＶ  ＬＥＤと、カプセル化ナノプレートレット膜との間で使用される。
【０１８１】
一実施形態において、散乱システムは、青色又はＵＶ光と、コア／シェルナノプレートレットとで構成されるシステムによりダウンシフトされる光を散乱するために使用される。
【０１８２】
一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、−５０℃〜１５０℃の間、より好ましくは−３０℃〜１２０℃の間の温度で作用する。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、−５０℃〜１５０℃の間、より好ましくは２０℃〜１１０℃の間の温度で作用する。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、送風機で冷却される。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、水で冷却される。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、アクティブシステムにより冷却されない。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、熱拡散システムに接続される。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、２つの光子吸収によって照明される。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、多光子吸収によって照明される。
【０１８３】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、コア／シェルナノプレートレットに加え添加剤を含む（図２参照）。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、光学特性を有する添加剤を含む。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、可視域の波長の光を散乱させる添加剤を含む。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、サイズが１０ｎｍ〜１ｍｍの間、より好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍの間に含まれる粒子である添加剤を含む。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、重量比が、０〜２０％の間、より好ましくは０．５％〜２％の間の粒子である添加剤を含む。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、粒子がＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２で作られる粒子である添加剤を含む。
【０１８４】
一実施形態において、ナノプレートレット膜は、疎水性モンモリロナイトなどの添加剤を含む。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、プラズモン特性を有する金属粒子などの添加剤を含む。一実施形態において、ナノプレートレット膜は、好ましくはＡｇ又はＡｕで作られる、プラズモン特性を有する金属粒子などの添加剤を含む。
【０１８５】
一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、管形状又は矩形状である。
【０１８６】
一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、導波管として使用される。
【０１８７】
一実施形態によれば、図１に描かれるように、カプセル化ナノプレートレット膜９は、透明基板４に配置されるナノプレートレット膜３を備える。Ｏ２及びＨ２Ｏへの曝露を低減するように構成される層２は、ナノプレートレット膜３に配置される。透明基板１は、層２にも配置される。光源５は、透明基板４に接続される。
【０１８８】
一実施形態において、ナノプレートレット膜３は、ホスト材料中に分散した散乱素子６をさらに含む（図２参照）。
【０１８９】
一実施形態によれば、図３に描かれるように、光ガイドプレート７は、光学的にカプセル化されたナノプレートレット膜９と光源５との間にある。一実施形態によれば、光ガイドプレート７は、所与の方向に光を視準するよう構成される光リサイクル素子をさらに含む。
【０１９０】
一実施形態によれば、図４に描かれるように、カプセル化ナノプレートレット膜９は、光学的に光源５と光ガイドプレート７との間にある。
【０１９１】
本発明は、例えば窒化ガリウムベースのダイオードなど、好ましくは波長が４００〜４７０ｎｍに及ぶ光源と、発明のナノプレートレット膜又はカプセル化ナノプレートレット膜とを備える光学システムにも関する。
【０１９２】
一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、管形状又は矩形状である。一実施形態において、ナノプレートレットをカプセル化する材料は、導波管又は光ガイドプレートとして使用される。
【０１９３】
本発明は、発明に係る光学システムと、光源又はナノプレートレット膜からの光をガイドするよう構成される光ガイドプレートとを備えるバックライト付きユニットにも関する。
【０１９４】
一実施形態によれば、バックライト付きユニットは、所与の方向に光を視準するよう構成される光リサイクル素子をさらに含む。
【０１９５】
一実施形態によれば、バックライト付きユニットにおいて、ナノプレートレット膜は、光学的に光源と光ガイドプレートとの間にある。一実施形態によれば、バックライト付きユニットにおいて、ナノプレートレット膜は、光学的に光源と光リサイクル素子との間にある。一実施形態によれば、バックライト付きユニットにおいて、光リサイクル素子は、光学的に光ガイドプレートとナノプレートレット膜との間にある。
【０１９６】
一実施形態によれば、バックライト付きユニットは、光ガイドプレートの表面に配置される光反射材をさらに含み、このリフレクターが配置される表面は、光源に面する表面と実質的に垂直である。
【０１９７】
本発明は、発明に係るバックライト付きユニットと、赤色、青色、及び緑色のフィルターのセットを有する液晶ディスプレイパネルとを備える液晶ディスプレイユニットであって、ナノプレートレット膜は、光学的に光源と液晶ディスプレイパネルとの間にある、液晶ディスプレイユニットにも関する。
【０１９８】
本発明は、発明に係る光学システム、発明に係るバックライト付きユニット、又は発明に係る液晶ディスプレイユイットを備える表示装置にも関する。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】ＵＶ重合性ポリマーにより基板を遮断することでＯ２から自身が保護される透明ホスト材料でナノプレートレットがカプセル化される、発明に係るカプセル化ストラテジのスキームを示す。
【図２】ＵＶ重合性ポリマーにより基板を遮断することでＯ２から自身が保護される透明ホスト材料でナノプレートレットがカプセル化される、発明に係るカプセル化ストラテジのスキームを示す。光を散乱させるため、いくつかの添加剤を、ＮＰＬを含有するホスト材料において添加している。
【図３】発明に係るカプセル化ナノプレートレット膜の照明のためのストラテジを示す。青色ＬＥＤ光は、その表面がさらなる散乱中心によりさらに機能化される透明散乱部により照明システム全体にわたり散乱する。
【図４】発明に係るカプセル化ナノプレートレット膜の照明のためのストラテジを示す。膜は、まず、青色ＬＥＤにより照明され、形成された白色光は、表面がさらなる散乱中心によりさらに機能化される照明システムの全体にわたり散乱する。
【図５】４５５ｎｍ青色ダイオードにより照明される緑色及び赤色ナノプレートレットを含む膜の発光スペクトルを示す。
【図６】顕微鏡ガラススライドにドープした、本発明に係るＣｄＳｅ／ＣｄＺｎＳナノプレートレット、従来技術の量子ドット又は従来技術のＣｄＳｅ／ＣｄＺｎＳナノプレートレットの膜由来の正規化された蛍光量子効率の測定値を示す。膜は、Ｈｇランプを使用して励起され、発した光は、オイル対物（１００ｘ、ＮＡ＝１．４）及び適合したフィルター（励起用５５０ｎｍショートパスフィルター及び発光用５９０ｎｍロングパスフィルター）を用いて収集される。
【図７】光子束が１２Ｗ．ｃｍ−２の照明に対応して、１６０ｍＡで作動させた青色ＬＥＤの励起の下、発明のＣｄＳｅ／ＣｄＺｎＳナノプレートレット、従来技術の量子ドット、又は従来技術のＣｄＳｅ／ＣｄＺｎＳナノプレートレットを含む層状材料由来の正規化された蛍光量子効率の測定値を示す（カプセル化後の光退色測定参照）。
【図８】温度の関数で、ガラススライドにドープされた、発明に係るＣｄＳｅ／ＺｎＳナノプレートレット、発明に係るＣｄＳｅ／ＣｄＺｎＳナノプレートレット、従来技術に係るＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ量子ドット、及び従来技術に係るＣｄＳｅ／ＣｄＺｎＳナノプレートレット由来の正規化された蛍光量子効率の測定値を示す。膜は、レーザーを用いて４０４ｎｍで励起される。
【発明を実施するための形態】
【０２００】
参照符号
１．透明基板
２．Ｏ２及びＨ２Ｏへの曝露を低減するように構成される層
３．ナノプレートレットを含むホスト材料
４．透明基板
５．例えば青色ＬＥＤなどの光源
６．散乱素子
７．光ガイドプレート
８．光リサイクル素子
９．カプセル化ナノプレートレット膜
【０２０１】
実施例
実施例１
まず、ＣｄＳｅ−ＺｎＳナノプレートレットを、空気排除グローブボックスで、エタノールの添加により沈殿させる。遠心分離後、形成したペレットをクロロホルム溶液中に再度分散させる。その間、クロロホルム中のポリ（無水マレイン酸−アルト−オクタデセン）（ＭＷ＝４０ｋｇ．ｍｏｌ−１）の３０重量％溶液を調製する。その後、ナノプレートレット溶液を１：１の体積比でポリマー溶液と混合し、溶液をさらに攪拌する。Ｏ２絶縁基板（ガラス又はＰＥＴ）に、溶液ナノプレートレット−ポリマー混合物を塗り、３０分間乾燥させる。その後、ラウリルメタクリレート９９％及びベンゾフェノン１％製のＵＶ重合性オリゴマーポリマーをナノプレートレット膜の上部に付着させる。表面基板（底面基板と同一）をシステムに付着させる。膜を、ＵＶ下で４分間ポリマー化する。層状材料を、その後、Ａｖｉｇｏ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙの４５５ｎｍＬＥＤで、クロロホルムに溶解したＰＭＭＡ溶液によって、接着する。ＬＥＤを、１ｍＡ〜５００ｍＡの範囲の一定の電流下で作動させる。
【０２０２】
実施例２
まず、ＣｄＳｅ−ＺｎＳナノプレートレットを、空気排除グローブボックスで、エタノールの添加により沈殿させる。遠心分離後、形成したペレットをクロロホルム溶液中に再度分散させる。その間、クロロホルム中のＰＭＭＡ（ＭＷ＝１２０ｋｇ．ｍｏｌ−１）の３０重量％溶液を調製する。その後、ナノプレートレット溶液を１：１の体積比でポリマー溶液と混合し、溶液をさらに攪拌する。Ｏ２絶縁基板（ガラス又はＰＥＴ）に、溶液ナノプレートレット−ポリマー混合物を塗り、３０分間乾燥させる。その後、マニュキュア液をナノプレートレット膜の上部に付着させる。表面基板（底面基板と同一）をシステムに付着させる。膜を、ＵＶ下で４分間ポリマー化する。
【０２０３】
実施例３
まず、ＣｄＳｅ−ＺｎＳナノプレートレットの赤色溶液を、空気排除グローブボックスで、エタノールの添加により沈殿させる。遠心分離後、形成したペレットをクロロホルム溶液中に再度分散させる。同様に、ＣｄＳＳｅ−ＣｄＺｎＳコア／シェルナノプレートレット製の緑色コア／シェルナノプレートレットを沈殿させ、クロロホルム中に分散させる。その間、クロロホルム中のポリ（無水マレイン酸−アルト−オクタデセン）（ＭＷ＝４０ｋｇ．ｍｏｌ−１）の３０重量％溶液を調製する。３つの溶液をその後混合する。粒子の濃度を所望の最終色域により決定する。出願人は、その後、１μｍサイズのＴｉＯ２粒子を１重量％で混合物に添加する。混合物を１０分間さらに攪拌する。この溶液をＰＤＭＳ基板でスピンコートする。出願人は、その後、ＵＶ重合性オリゴマーの混合物をスピンコートする。後者の混合物は、ラウリルメタクリレート９９％及びベンゾフェノン１％で作られる。ＰＤＭＳ製の上部基板を付着する。最終膜をＵＶ下で、５分間照明し、１時間静置する。
【０２０４】
実施例４
まず、ＣｄＳｅ−ＺｎＳナノプレートレットを、空気排除グローブボックスで、エタノールの添加により沈殿させる。遠心分離後、形成したペレットをクロロホルム溶液中に再度分散させる。その間、クロロホルム中のポリ（無水マレイン酸−アルト−オクタデセン）（ＭＷ＝４０ｋｇ．ｍｏｌ−１）の２０重量％溶液を調製する。１重量％の疎水性モンモリロナイトのクロロホルム中の分散液を１０分間の超音波処理により調製する。等しい体積で、ナノプレートレット、ポリマー、及びナノクレイ溶液を共に混合し、溶液をさらに攪拌する。Ｏ２絶縁基板（ガラス又はＰＥＴ）に、溶液ナノプレートレット−ポリマー混合物を塗り、３０分間乾燥させる。その後、マニュキュア液をナノプレートレット膜の上部に付着させる。表面基板（底面基板と同一）をシステムに付着させる。膜を、ＵＶ下で４分間ポリマー化する。
【０２０５】
空気中の光退色測定
ヘキサン中のＮＰＬ又はＱＤを、９０％ヘキサン／１０％オクタンの混合物で希釈し、ドロップキャストによりガラス基板に付着させる。サンプルを倒立蛍光顕微鏡を使用して可視化する。ＮＰＬ又はＱＤをまだなお単一ナノ結晶を識別することが可能な濃度で含有するサンプルの領域をＨｇランプを使用して励起し、発した光をオイル対物（１００ｘ、ＮＡ＝１．４）及び適合フィルター（励起用５５０ｎｍショートパスフィルター及び発光用５９０ｎｍロングパスフィルター）を用いて収集する。サンプルの発した光をＣＣＤカメラ（Ｃａｓｃａｄｅ  ５１２Ｂ、Ｒｏｐｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）で観察することができる。照明された視野の画像は、毎分得られ、膜の平均強度は、初期の強度で正規化され、時間に対する平均強度の変化をプロットすることを可能にする（図６参照）。
【０２０６】
カプセル化後の光退色測定
先に説明したようなＬＥＤに接着された層状材料を、光子束が１２Ｗ．ｃｍ−２の照明に対応する１６０ｍＡでのＬＥＤ発光操作を使用して励起させる。ＬＥＤからの青色光成分はもちろん、層状材料の蛍光度を光ファイバー分光計（Ｏｃｅａｎ−ｏｐｔｉｃｓ  ｕｓｂ  ２０００）を使用して取得する。経時的な蛍光の安定性を青色ＬＥＤ由来の積分した蛍光度により層状材料由来の積分蛍光度を正規化することにより得る。この蛍光量子効率を、その後、初期比率に正規化し、直接比較するため、時間に対してプロットする（図７）。
【０２０７】
蛍光安定性対温度測定値
層状材料の調製は、上記にて説明した。層状材料をホットプレートを介して、２０℃〜２００℃の範囲の所望の温度で加熱し、蛍光度を、光ファイバー分光計（Ｏｃｅａｎ−ｏｐｔｉｃｓ  ｕｓｂ  ２０００）を使用して、４０４ｎｍのレーザーでの励起下で測定する。測定値は、温度安定化後に得られる（図８参照）。
【０２０８】
ナノプレートレットコア調製
ＣｄＳｅ  ４６０  ナノプレートレット（ＮＰＬ）の合成
２４０ｍｇの酢酸カドミニウム（Ｃｄ（ＯＡｃ）２）（０，９ｍｍｏｌ）、３１ｍｇのＳｅ  １００  ｍｅｓｈ、１５０μＬのオレイン酸（ＯＡ）、及び１５ｍＬの１−オクタデセン（ＯＤＥ）を三つ口フラスコに入れ、真空下でガス抜きする。混合物をアルゴン流下で、１８０℃で３０分加熱する。
【０２０９】
ＣｄＳｅ  ５１０  ＮＰＬの合成
１７０ｍｇのミリスチン酸カドミニウム（Ｃｄ（ｍｙｒ）２）（０，３ｍｍｏｌ）、１２ｍｇのＳｅ  １００  ｍｅｓｈ、及び１５ｍＬのＯＤＥを三つ口フラスコに入れ、真空下でガス抜きする。混合物をアルゴン流下で、２４０℃で加熱し、温度が１９５℃に達したとき、４０ｍｇのＣｄ（ＯＡｃ）２（０，１５ｍｍｏｌ）を入れる。混合物を２４０℃で１０分加熱する。
【０２１０】
ＣｄＳｅ  ５５０  ＮＰＬの合成
１７０ｍｇのＣｄ（ｍｙｒ）２（０，３ｍｍｏｌ）及び１５ｍＬのＯＤＥを三つ口フラスコに入れ、真空下でガス抜きする。混合物をアルゴン流下で、２５０℃で加熱し、ＯＤＥ（０，１Ｍ）で超音波処理したＳｅ  １００  ｍｅｓｈの分散液１ｍＬを素早く注入する。３０秒後、８０ｍｇのＣｄ（ＯＡｃ）２（０，３ｍｍｏｌ）を入れる。混合物を２５０℃で１０分加熱する。
【０２１１】
ＣｄＴｅ  ４２８  ＮＰＬの合成
三つ口フラスコを１３０ｍｇのプロピオン酸カドミニウム（Ｃｄ（ｐｒｏｐ）２）（０．５ｍｍｏｌ）、８０μＬのＯＡ（０．２５ｍｍｏｌ）、及び１０ｍＬのＯＤＥで充填し、混合物を攪拌し、真空下、９５℃で２時間ガス抜きする。アルゴン下の混合物を１８０℃に加熱し、０．５ｍＬのＯＤＥで希釈したトリオクチルホスフィン（ＴＯＰ−Ｔｅ）に溶解した１Ｍ  Ｔｅ  １００μＬを迅速に添加する。反応物を同一温度で２０分加熱する。
【０２１２】
４２８ＮＰＬをＣｄ（ＯＡｃ）２を使用して調製するとき、ＴＯＰ−Ｔｅ  １Ｍを１２０〜１４０℃の間で注入する。
【０２１３】
ＣｄＴｅ  ５００  ＮＰＬの合成
三つ口フラスコを、１３０ｍｇのＣｄ（ｐｒｏｐ）２（０．５ｍｍｏｌ）、８０μＬのＯＡ（０．２５ｍｍｏｌ）、１０ｍＬのＯＤＥで充填し、混合物を攪拌し、真空下、９５℃で２時間ガス抜きする。アルゴン下の混合物を２１０℃で加熱し、０．５ｍＬのＯＤＥで希釈した１Ｍ  ＴＯＰ−Ｔｅの溶液１００μＬを迅速に添加する。反応物を同一温度で３０分加熱する。
【０２１４】
Ｃｄ（ＯＡｃ）２をカドミニウム前駆物質として使用したとき、ＴＯＰ−Ｔｅを１７０〜１９０℃の間で注入する。
【０２１５】
ＣｄＴｅ  ５５６  ＮＰＬの合成
１３３ｍｇのＣｄ（ＯＡｃ）２（０．５ｍｍｏｌ）、２５５μＬのＯＡ（０．８ｍｍｏｌ）、及び２５ｍＬのＯＤＥを三つ口フラスコに充填し、混合物を攪拌し、真空下、９５℃で、２時間ガス抜きする。フラスコをアルゴンで満たし、温度を２１５℃まで上昇させる。その後、２．５ｍＬ  ＯＤＥで希釈した０．０５ｍｍｏｌのストイキＴＯＰ−Ｔｅ（２．２４Ｍ）を１５分にわたり一定の速度でシリンジポンプを用いて注入する。添加が完了すると、反応物を１５分間加熱する。
【０２１６】
ＣｄＳ  ３７５  ＮＰＬの合成
三つ口フラスコに、１６０ｍｇのＣｄ（ＯＡｃ）２（０．６ｍｍｏｌ）、１９０μＬ（０．６ｍｍｏｌ）のＯＡ、１−オクタデセン（Ｓ−ＯＤＥ）０．１Ｍに溶解した１．５ｍＬの硫黄、及び１３．５ｍＬのＯＤＥを入れ、真空下、３０分間ガス抜きする。その後、混合物を１８０℃で、アルゴン流下、３０分間加熱する。
【０２１７】
ＣｄＳ  ４０７  ＮＰＬの合成
三つ口フラスコに、１６０ｍｇのＣｄ（ＯＡｃ）２（０．６ｍｍｏｌ）、１９０μＬ（０．６ｍｍｏｌ）のＯＡ、１．５ｍＬのＳ−ＯＤＥ  ０．１Ｍ、及び１３．５ｍＬのオクタデセンを入れ、真空下、３０分間ガス抜きする。その後、混合物を２６０℃でで、アルゴン流下、１分間加熱する。
【０２１８】
コア／クラウン  ＣｄＳｅ／ＣｄＳ  ＮＰＬの合成
三つ口フラスコで、３２０ｍｇのＣｄ（ＯＡｃ）２（１．２ｍｍｏｌ）、３８０μＬのＯＡ（１．５１ｍｍｏｌ）、及び８ｍＬのオクタデセンを、真空下、６５℃で、３０分間ガス抜きする。その後、４ｍＬのＯＤＥ中のＣｄＳｅナノプレートレットコアをアルゴン下で入れる。反応物を２１０℃で加熱し、０．３ｍｍｏｌのＳ−ＯＤＥ  ０．０５Ｍを滴下する。注入後、反応物を、２１０℃で１０分間加熱する。
【０２１９】
コア／クラウン  ＣｄＳｅ／ＣｄＴｅ  ＮＰＬの合成
三つ口フラスコに、６ｍＬのＯＤＥ中のＣｄＳｅナノプレートレットコアを、２３８μＬのＯＡ（０．７５ｍｍｏｌ）及び１３０ｍｇのＣｄ（ｐｒｏｐ）２と共に入れる。混合物を、真空下、３０分間ガス抜きし、その後、アルゴン下で、反応物を２３５℃に加熱し、１ｍＬのＯＤＥ中の５０μＬのＴＯＰ−Ｔｅ  １Ｍを滴下する。添加後、反応物を２３５℃で１５分間加熱する。
【０２２０】
ＣｄＳｅＳ合金ＮＰＬの合成
１７０ｍｇのＣｄ（ｍｙｒ）２（０，３ｍｍｏｌ）及び１５ｍＬのＯＤＥを三つ口フラスコに入れ、真空下でガス抜きする、混合物をアルゴン流下、２５０℃で加熱し、Ｓ−ＯＤＥ及びＯＤＥ中で超音波処理したＳｅ  １００  ｍｅｓｈの分散液１ｍＬ（セレン及び硫黄の総濃度０，１Ｍ）を素早く注入する。３０秒後、１２０ｍｇのＣｄ（ＯＡｃ）２（０，４５ｍｍｏｌ）を入れる。混合物を１０分間２５０℃で加熱する。
【０２２１】
シェル成長
オクタンチオールを用いたＣｄＳシェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミン（ＴＯＡ）を入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を３００℃、アルゴン下で加熱し、ＯＤＥ中の５ｍＬのコアナノプレートレットを、迅速に注入し、続いて、ＯＤＥ中の７ｍＬの０．１Ｍ  オクタンチオール溶液、及びＯＤＥ中の７ｍＬの０．１Ｍ  Ｃｄ（ＯＡ）２を、シリンジポンプを用いて、９０分にわたり一定の速度で注入する。添加後、反応物を３００℃で９０分間加熱する。
【０２２２】
ブタンチオールを用いたＣｄＳシェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミン（ＴＯＡ）を入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を３００℃、アルゴン下で加熱し、ＯＤＥ中の５ｍＬのコアナノプレートレットを、迅速に注入し、続いて、ＯＤＥ中の７ｍＬの０．１Ｍ  ブタンチオール溶液、及びＯＤＥ中の７ｍＬの０．１Ｍ  Ｃｄ（ＯＡ）２を、シリンジポンプを用いて、９０分にわたり一定の速度で注入する。添加後、反応物を３００℃で９０分間加熱する。
【０２２３】
オクタンチオールを用いたＺｎＳシェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミンを入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を３００℃、アルゴン下で加熱し、オクタデセン中の５ｍＬのコアナノプレートレットを、迅速に注入し、続いて、オクタデセン中の７ｍＬの０．１Ｍ  オクタンチオール溶液、及びオクタデセン中の７ｍＬの０．１Ｍ  オレイン酸亜鉛（Ｚｎ（ＯＡ）２）を、シリンジポンプを用いて、９０分にわたり一定の速度で注入する。添加後、反応物を３００℃で９０分間加熱する。
【０２２４】
ブタンチオールを用いたＺｎＳシェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミンを入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を３００℃、アルゴン下で加熱し、オクタデセン中の５ｍＬのコアナノプレートレットを、迅速に注入し、続いて、オクタデセン中の７ｍＬの０．１Ｍ  ブタンチオール溶液、及びオクタデセン中の７ｍＬの０．１Ｍ  オレイン酸亜鉛（Ｚｎ（ＯＡ）２）を、シリンジポンプを用いて、９０分にわたり一定の速度で注入する。添加後、反応物を３００℃で９０分間加熱する。
【０２２５】
オクタンチオールを用いたＣｄＺｎＳグラジエントシェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミンを入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を３００℃、アルゴン下で加熱し、オクタデセン中の５ｍＬのコアナノプレートレットを、迅速に注入し、続いて、オクタデセン中の７ｍＬの０．１Ｍ  オクタンチオール溶液をシリンジポンプを用いて一定の速度で、そしてオクタデセン中の３．５ｍＬの０．１Ｍ  Ｃｄ（ＯＡ）２及びオクタデセン中の３．５ｍＬの０．１Ｍ  Ｚｎ（ＯＡ）２をシリンジポンプを用いて９０分にわたり様々な速度で注入する。添加後、反応物を３００℃で９０分間加熱する。
【０２２６】
ブタンチオールを用いたＣｄＺｎＳグラジエントシェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミンを入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を３００℃、アルゴン下で加熱し、オクタデセン中の５ｍＬのコアナノプレートレットを、迅速に注入し、続いて、オクタデセン中の７ｍＬの０．１Ｍ  ブタンチオール溶液をシリンジポンプを用いて、一定の速度で、オクタデセン中の３．５ｍＬの０．１Ｍ  Ｃｄ（ＯＡ）２及びオクタデセン中の３．５ｍＬの０．１Ｍ  Ｚｎ（ＯＡ）２をシリンジポンプを用いて、９０分にわたり様々な速度で注入する。添加後、反応物を３００℃で９０分間加熱する。
【０２２７】
オクタンチオールを用いたＣｄｘＺｎ１−ｘＳ合金シェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミンを入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を３００℃、アルゴン下で加熱し、オクタデセン中の５ｍＬのコアナノプレートレットを、迅速に注入し、続いて、オクタデセン中の７ｍＬの０．１Ｍ  オクタンチオール溶液、オクタデセン中の３．５ｍＬの０．１Ｍ  Ｃｄ（ＯＡ）２及びオクタデセン中の３．５ｍＬの０．１Ｍ  Ｚｎ（ＯＡ）２をシリンジポンプを用いて、９０分にわたり一定の速度で注入する。添加後、反応物を３００℃で９０分間加熱する。
【０２２８】
ブタンチオールを用いたＣｄｘＺｎ１−ｘＳ合金シェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミンを入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を３００℃、アルゴン下で加熱し、オクタデセン中の５ｍＬのコアナノプレートレットを、迅速に注入し、続いて、オクタデセン中の７ｍＬの０．１Ｍ  ブタンチオール溶液、オクタデセン中の（ｘ）＊３．５ｍＬの０．１Ｍ  Ｃｄ（ＯＡ）２及びオクタデセン中の（１−ｘ）＊３．５ｍＬの０．１Ｍ  Ｚｎ（ＯＡ）２をシリンジポンプを用いて、９０分にわたり一定の速度で注入する。添加後、反応物を３００℃で９０分間加熱する。
【０２２９】
ＣｄＺｎＳシェル成長（従来技術に従い製造：周囲温度、Ｍａｈｌｅｒら、ＪＡＣＳ．２０１２，１３４（４５），１８５９１−１８５９８）
ヘキサン中の１ｍＬのＣｄＳｅ  ５１０  ＮＰＬを４ｍＬのクロロホルムで希釈し、その後、１００ｍｇのチオアセトアミド（ＴＡＡ）及び１ｍＬのオクチルアミンをフラスコに添加し、混合物を、ＴＡＡの溶解が完了するまで（約５分）超音波処理する。溶液の色が、この間、黄色からオレンジ色に変わった。エタノール中のＣｄ（ＮＯ３）２の溶液３５０μＬ及びエタノール中のＺｎ（ＮＯ３）２  ０．２Ｍの溶液１５０μＬを、その後、フラスコに添加する。２時間６５℃で反応を進めさせた。合成後、コア／シェルプレートレットを数滴のエタノールで沈殿させることにより、二次核形成物から単離し、５ｍＬのクロロホルムで懸濁した。その後、エタノール中のＺｎ（ＮＯ３）２  ０．２Ｍ  １００μＬを、ナノプレートレット溶液に添加する。それらを、着実に凝集し、２００μＬオレイン酸を添加することにより、再懸濁する。
【０２３０】
ＺｎＳ代替シェル成長
三つ口フラスコに、１５ｍＬのトリオクチルアミンを入れ、真空下、１００℃でガス抜きする。その後、反応混合物を、３１０℃、アルゴン下で加熱し、前駆物質混合物５０μＬと混合したオクタデセン中のコアナノプレートレット  ５ｍＬを迅速に注入し、２ｍＬのオクタデセン中の０．１Ｍ  オレイン酸亜鉛（Ｚｎ（ＯＡ）２）及びオクタンチオール溶液を、シリンジポンプを用いて、一定の速度で、８０分にわたり注入する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2018512495.tif 000011
2018512495.tif 000012