(57)【要約】  本発明は、光を発するデバイス（１０、１０’）に関し、当該デバイス（１０、１０’）は、光を生成する光生成素子（１８）と、光生成素子（１８）によって生成された光を変換するコーティング層（１６）とを有し、コーティング層（１６）は、光生成素子（１８）の頂面（１９）上にディスペンスされており、コーティング層（１６）は、複数のナノ粒子を含むナノコンポジットと、該複数のナノ粒子を分散させる分散媒と、弱酸又はその塩を有する第１の組成物とを有する。
2018519673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発するデバイスであって、
光を生成する光生成素子と、
前記光生成素子によって生成された前記光を変換するコーティング層であり、当該コーティング層は、前記光生成素子の頂面上に配されており、当該コーティング層は、
複数のナノ粒子を含むナノコンポジット、
前記複数のナノ粒子を分散させる分散媒、及び
弱酸又はその塩を有する第１の組成物
を有する、コーティング層と、
を有するデバイス。
【請求項２】
前記第１の組成物は、前記弱酸の溶液又は流体を有し、前記弱酸は、安息香酸、ステアリン酸、酸置換ポリジメチルシロキサン、ポリフェニルメチルシルコン、又はフェニルシリコーンを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記弱酸は、前記分散媒と化学的に適合する溶媒に溶解されており、前記溶媒は、トルエン、酢酸ブチル、酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、及びＴＨＦのうちの１つ以上を有する、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記弱酸の前記塩は、安息香酸カリウム、安息香酸セシウム、安息香酸リチウム、安息香酸カルシウム、及び安息香酸ナトリウムのうちの１つ以上を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ナノコンポジットは量子ドット構造を有し、前記ナノ粒子は量子ドット粒子を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記量子ドット構造は、シリカシェルによって取り囲まれている、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記分散媒は、ポリマー組成物、好ましくは、シリコーンポリマー組成物を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
塩基組成物及び／又はアルカリシラノレートを有する第２の組成物、を更に有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記塩基組成物は、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨ、ＣａＯＨ、及びＬｉＯＨのうちの１つ以上を有し、前記アルカリシラノレートは、一価又は二価カチオンを有する、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記コーティング層は、第１の層及び第２の層を有し、前記第１の層は、前記光生成素子の前記頂面上に配されており、前記第２の層は、前記第１の層上に配されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１の層が、前記分散媒及び前記第１の組成物を有する、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第２の層が、前記複数のナノ粒子を有する、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記光生成素子は発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
発光デバイスを製造する方法であって、
光を生成する光生成素子を用意することと、
前記光生成素子によって生成された前記光を変換するコーティング層を設けることであり、当該コーティング層は、前記光生成素子の頂面上にディスペンスされ、当該コーティング層は、
複数のナノ粒子を含むナノコンポジット、
前記複数のナノ粒子を分散させる分散媒、及び
弱酸又はその塩を有する第１の組成物
を有する、設けることと、
を有する方法。
【請求項１５】
前記コーティング層は、前記分散媒を前記第１の組成物と混合するのに先立って、前記複数のナノ粒子を前記分散媒の中に分散させることによって形成され、又は、前記ナノコンポジットを前記分散媒上にディスペンスするのに先立って、前記分散媒を前記第１の組成物と混合することによって形成される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を発するデバイスに関する。特に、本発明は、例えば量子ドット（ＱＤ）構造といったナノコンポジット基づく発光デバイスに関し、発光ダイオード（ＬＥＤ）の分野に用途を見出す。
【背景技術】
【０００２】
例えば量子ドット（ＱＤ）などのナノ粒子は、高い演色指数でルーメン／ワットの増大につながる狭帯域赤色発光のための有望な蛍光体代替物である。特に、ＱＤは、高いフォトルミネセンス量子収率（ＰＬＱＹ）を有するように製造されることができ、ソリッドステート照明用途におけるダウンコンバージョン材料として適用可能であり得る。斯くして、特には発光ダイオード（ＬＥＤ）である照明用途における性能、効率及び色選択を改善することができる。
【０００３】
しかしながら、蛍光体代替物としてＱＤを適用するためには、ＱＤの劣化が最小化されることが不可欠である。特に、ＱＤがＬＥＤ上に直に適用され、且つ、例えば水分などの外部の影響に対してそれを保護するための更なる封入なしで、又は限られた更なる封入のみで、色変換器として使用されるとき、ＱＤの特性は、ＱＤの劣化ひいては照明性能の低下につながる水分によって影響されることになる。
【０００４】
蛍光体代替物としてＱＤを有するＬＥＤが高い照明性能を有し得るように、光を変換することにおけるＱＤの安定性が改善される複数の異なるデバイス構造が知られている。しかしながら、そのような公知のデバイスでは、特に、例えば湿潤高温動作寿命（Wet  High  Temperature  Operating  Life；ＷＨＴＯＬ）試験の場合においてなどの高湿度条件下では、ＱＤの光変換の安定性を十分に改善することができない。
【発明の概要】
【０００５】
故に、本発明の１つの目的は、特には量子ドット粒子であるナノ粒子の光変換安定性を、特に多湿条件下での適用のために、ナノ粒子の量子効率を維持しながら高めることが可能な、光を発するデバイスを提供することである。
【０００６】
本発明の第１の態様において、光を発するデバイスが提供され、当該デバイスは、光を生成する光生成素子と、光生成素子によって生成された光を変換するコーティング層とを有し、コーティング層は、光生成素子の頂面上にディスペンスされており、コーティング層は、複数のナノ粒子を含むナノコンポジットと、該複数のナノ粒子を分散させる分散媒と、弱酸又はその塩を有する第１の組成物とを有する。
【０００７】
本発明の好適実施形態が従属請求項にて規定される。理解されるべきことには、特許請求される方法は、特許請求されるデバイス及び従属請求項に規定されるものと同様及び／又は同一の好適実施形態を有する。
【０００８】
光生成素子は、光を放出／生成するように構成され、ｐｎ接合、ダイオード、トランジスタ、及び／又は発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する半導体素子とすることができる。光生成素子は好ましくは、基板によって担持され得る。コーティング層は固体層を有し得る。また、コーティング層は非晶質とし得る。
【０００９】
ナノコンポジットは、量子ドット構造、好ましくは、シリカシェル付き量子ドット構造を有することができ、ナノ粒子は好ましくは、量子ドット、量子ロッド、テトラポッド、又はプレートレット粒子である。ナノコンポジットは、半導体材料、特に、ＩＩ−ＶＩ族材料（例えば、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅなど）、ＩＩＩ−Ｖ族材料（例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰなど）、ＩＶ−ＶＩ族材料（例えば、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＰｂＴｅなど）、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族材料（例えば、ＣｕＧａＯ２、ＬｉＧａＯ２など）、又はＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族材料（例えば、Ｃｄ／ＰｂＴｅ、Ｍｇ／ＰｂＴｅなど）、に基づく１つ以上のヘテロ構造を含み得る。ナノコンポジットは、１つ以上のナノ結晶材料を有し得る。
【００１０】
ナノ粒子は、光生成素子によって生成された光を、第１の波長から、少なくとも、第１の波長とは異なる第２の波長へと変換するように構成される。それに代えて、あるいは加えて、ナノ粒子は、光生成素子によって生成された光を、第１の波長区間から、第１の波長区間とは異なる第２の波長又は第２の波長区間へと変換するように構成される。特に、ナノ粒子は、光生成素子によって生成された光をダウンコンバートするように構成される。
【００１１】
分散媒は、ポリマー組成物、好ましくは、シリコーンポリマー組成物を有し得る。弱酸を有する第１の組成物は、酸組成物、好ましくは酸溶液又は酸流体、更に好ましくは安息香酸の溶液を形成する。それに代えて、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）鎖の末端基を形成する酸、例えばカルボキシデシル終端カルボン酸などのカルボン酸、及び／又はカルボキシデシル終端ポリジメチルシロキサンなどの、その他の酸も使用されることができ、そのような酸は、酸置換されたＰＤＭＳ、ポリフェニルメチルシルコン又はフェニルシリコーンとして理解され又はそれを有する。
【００１２】
本発明の範囲に関し、“弱酸”は、周囲条件下（約２５℃の室温及び約１バールの空気圧）で測定されてのそのｐＫａ値が３．５と５との間にある酸である。酸流体は、液相又は気相にあるとし得る。それに代えて、第１の組成物は、弱酸の塩、好ましくは、安息香酸カリウム、安息香酸セシウム、安息香酸リチウム、安息香酸カルシウム、及び／又は安息香酸ナトリウムを有していてもよい。
【００１３】
有利には、この酸組成物は、ナノ粒子の物理的及び化学的特性を維持する効果を達成し、例えば８５℃ほどの高さといった上昇された動作温度での光変換において、ナノ粒子のより高い安定性をもたらす。さらに、酸組成物はまた、多湿の動作条件下で、特には量子ドット粒子であるナノ粒子の劣化を防止し又は少なくとも低減する。湿潤高温動作寿命（ＷＨＴＯＬ）試験で測定される劣化速度を、有利なことに、１／２から１／３まで低下させることができる。シリカの溶解度は溶媒のｐＨ値に依存するので、弱酸の使用は、極めて低いｐＨ値により、特にはシリカシェル付き量子ドット構造であるナノコンポジットのシリカシェルの溶解を回避する働きをする。さらに、このような酸の使用はまた、塩基の前処理後に生じ得る非常に高いｐＨ値（そのｐＨ値ではシリカが溶解し得る）を回避する。
【００１４】
好適な一実施形態において、コーティング層は、分散媒を酸組成物と混合するのに先立って、複数のナノ粒子を分散媒の中に分散させることによって形成される。
斯くして、ナノ粒子の物理的及び化学的特性が有利に維持されるように、ナノ粒子が、分散媒との化学反応なしで、分散媒の全体に分布される。量子ドット粒子の場合、このようにして量子ドット分散を形成することができる。第１の組成物の付加に先立って、第１の組成物が、分散媒と化学的に適合する溶媒に溶解され得る。
【００１５】
他の好適な一実施形態において、コーティング層は、ナノコンポジットを分散媒上にディスペンスするのに先立って、分散媒を酸組成物と混合することによって形成される。斯くして、特には酸−シリコーン混合物である酸と分散媒との混合物を形成することができる。
【００１６】
他の好適な一実施形態において、酸溶液が、分散媒と化学的に適合する溶媒に溶解され、この溶媒は、トルエン、酢酸ブチル、酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、及び／又はＴＨＦを有する。斯くして、酸溶液は分散媒と化学的に反応せず、それ故に、酸溶液及び分散媒の化学的特性が維持される。有利なことに、光変換におけるナノコンポジットの安定性が更に高められる。酸組成物は、必ずしも含む必要はないが、溶媒を含むことができる。
【００１７】
他の好適な一実施形態において、当該デバイスは更に、塩基組成物及び／又はシラノレートを有する第２の組成物を有する。塩基組成物及び／又はシラノレートは、有利なことに、光変換におけるナノ粒子の安定性を更に高める。塩基組成物は、塩基アルコール溶液、又は例えばＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨ、ＬｉＯＨ、及び／又はＣａＯＨなどの強塩基の溶液を有し得る。シラノレートは、好ましくはアルカリシラノレート、より好ましくは、カリウムシラノレート、ナトリウムシラノレート、セシウムシラノレート、リチウムシラノレート、及び／又はカルシウムシラノレートを有する。複数のナノ粒子は好ましくは、ベース組成物及び／又はアルカリシラノレートと混合される。
【００１８】
他の好適な一実施形態において、コーティング層は、第１の層及び第２の層を有し、第１の層が、光生成素子の頂面上にディスペンスされ、第２の層が、第１の層上にディスペンスされる。有利なことに、斯くして二層ディスペンス系が調製され、高められたソリッドステート照明機能につながる。好ましくは、第１の層が分散媒と酸組成物とを有し、第２の層は複数のナノ粒子を有し得る。この場合、分散媒はナノ粒子を分散させる働きはしない。酸を付加することの欠点は、周囲条件下での劣化が妥協され得ることである。これは、酸を含有する層と量子ドットを含有する層とを空間的に分離することによって対処されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明のこれら及びその他の態様が、以下に記載される（１つ以上の）実施形態を参照して明らかになる。
【図１Ａ】発光デバイスを製造する一方法の概略ブロック図を示している。
【図１Ｂ】発光デバイスを製造する別の一方法の概略ブロック図を示している。
【図２Ａ】シリカシェル付き量子ドット構造を模式的に示している。
【図２Ｂ】発光デバイスを模式的に示している。
【図２Ｃ】他の発光デバイスを模式的に示している。
【図３Ａ】酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造されたＬＥＤサンプルを用いての、出力光の波長の関数としての光出力パワー（ＬＯＰ）の図を示している。
【図３Ｂ】酸溶液での量子ドット粒子の処理なしで製造された別のＬＥＤサンプルの、出力光の波長の関数としてのＬＯＰの図を概略的に示している。
【図４Ａ】時間の関数としての３つのＬＥＤサンプルの相対的なＬＯＰの図を概略的に示しており、これらのＬＥＤサンプルは、酸溶液での量子ドット粒子の処理なしで製造されている。
【図４Ｂ】時間の関数としての３つのＬＥＤサンプルの相対的なＬＯＰの図を概略的に示しており、これらのＬＥＤサンプルは、安息香酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造されている。
【図４Ｃ】時間の関数としての３つのＬＥＤサンプルの相対的なＬＯＰの図を概略的に示しており、これらのＬＥＤサンプルは、図４Ｂで使用されたものとは異なる酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造されている。
【図５Ａ】酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造されたＬＥＤサンプルを用いての、出力光の波長の関数としての光出力パワー（ＬＯＰ）の図を示している。
【図５Ｂ】酸溶液での量子ドット粒子の処理なしで製造された別のＬＥＤサンプルの、出力光の波長の関数としてのＬＯＰの図を概略的に示している。
【図６Ａ】酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造されたＬＥＤサンプルを用いての、出力光の波長の関数としての光出力パワー（ＬＯＰ）の図を示している。
【図６Ｂ】酸溶液での量子ドット粒子の処理なしで製造された別のＬＥＤサンプルの、出力光の波長の関数としてのＬＯＰの図を概略的に示している。
【図７】酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造されたＬＥＤサンプルを用いての、出力光の波長の関数としての光出力パワー（ＬＯＰ）の図を示している。
【図８Ａ】酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造されたＬＥＤサンプルを用いての、出力光の波長の関数としての光出力パワー（ＬＯＰ）の図を示している。
【図８Ｂ】酸溶液での量子ドット粒子の処理なしで製造された別のＬＥＤサンプルの、出力光の波長の関数としてのＬＯＰの図を概略的に示している。
【図９Ａ】酸溶液での量子ドット粒子の処理なしで製造されたＬＥＤサンプルを用いての、出力光の波長の関数としての相対的なＬＯＰの図を概略的に示している。
【図９Ｂ】安息香酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造された別のＬＥＤサンプルを用いての、出力光の波長の関数としての相対的なＬＯＰの図を概略的に示している。
【図９Ｃ】安息香酸溶液以外の酸溶液での量子ドット粒子の処理を伴って製造された更なるＬＥＤサンプルを用いての、出力光の波長の関数としての相対的なＬＯＰの図を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ナノコンポジット、特に量子ドット（ＱＤ）構造は、高いフォトルミネセンス量子収率（ＰＬＱＹ）を示すように製造されることができる。このような材料は、故に、ソリッドステート照明用途でのダウンコンバージョン材料として適用可能であり得る。そのような用途では、ナノ粒子、特に量子ドット粒子は、好ましくは青色光である特定の波長の光を吸収し、そして、好ましくは赤色又は緑色である他の波長で光を放つ。
【００２１】
量子ドット（ＱＤ）粒子の、特にシリカシェル付きＱＤ粒子の光変換特性は、シリカシェルの特性を変更することによって安定化されることができる。その安定化は、ＱＤ粒子が乾燥動作条件下でＬＥＤ上に使用される場合には良好に機能する。しかしながら、標準的な湿潤高温動作寿命（ＷＨＴＯＬ）試験の場合においてのように、高湿度においては、ＱＤ粒子が急速に劣化してしまう。
【００２２】
この理由は、特に、ＱＤ粒子が光に曝される場合に、ＱＤ粒子が酸素及び水に敏感であるためである。酸素感度及び水感度を低下させるために、表面修飾及びコーティングを適用することができる。周囲（大気）条件下での用途では、シリカからなるシェルでＱＤ粒子をコーティングし、シリカシェル付きＱＤ粒子をもたらすことが有用である。このアプローチは、ＱＤ粒子が水性環境に曝される診断用途でしばしば使用されている。ＱＤ粒子が高温及び光束に曝されるシリコーンマトリクス中での空気中のＬＥＤ上の用途では、シリカシェルのみでは、動作条件下で高い量子効率を維持するのに十分でない。
【００２３】
図１Ａは、光を発するデバイスを製造する一方法の概略ブロック図を示している。この方法は、複数のナノ粒子を含むナノコンポジットを用意し、これら複数のナノ粒子を分散させる分散媒を用意し、酸組成物を用意すること（ステップ１０１）を有する。好ましくは、この方法は、ナノコンポジットを塩基組成物及び／又はアルカリシラノレートで前処理すること（ステップ１０２）を有する。さらに、この方法は、上記複数のナノ粒子を分散媒の中に分散させること（ステップ１０３）と、その後に分散媒を酸組成物と混合すること（ステップ１０４）とを有する。
【００２４】
図１Ｂは、光を発するデバイスを製造する別の一方法の概略ブロック図を示している。この方法は、図１Ａに示したステップ１０１と基本的に同じである第１のステップ（ステップ２０１）を有する。図１Ｂの方法は更に、分散媒を酸組成物と混合すること（ステップ２０２）を有する。好ましくは、この方法はまた、ナノコンポジットを塩基組成物及び／又はアルカリシラノレートで前処理すること（ステップ２０２’）を有する。好ましくは、この方法は、酸組成物と混合された分散媒をＬＥＤ上にディスペンスすること（ステップ２０３）を有する。加えて、この方法は、好ましくは塩基組成物及び／又はアルカリシラノレートで前処理されたナノコンポジットであるナノコンポジットを、酸組成物と混合された分散媒（これは、好ましくは、既にＬＥＤ上にディスペンスされている）の上にディスペンスすること（ステップ２０４）を有する。
【００２５】
酸組成物の使用は、多湿条件下で、ナノ粒子の、特にＱＤ粒子の劣化を抑制する。特に、酸組成物は、例えば、安息香酸溶液、ステアリン酸溶液、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）及び／又はカルボキシデシルジメチルを含有する溶液などの、弱酸の溶液とすることができ、酸溶液がシリコーンと混合される。酸溶液に関する更なる例は、ＰＤＭＳに化学的に結合されるものであるカルボキシデシル末端基を有するＰＤＭＳ、及び、カルボキシル化されたＰＤＭＳ（カルボキシル化されたＰＤＭＳを硬化プロセス中に維持するには追加の手段が必要とされ得る）とし得る。好ましくは、酸溶液のこれらの更なる例のうちの少なくとも１つが、ジメチルシリコーン、フェニルタイプ若しくはメチルフェニルタイプのシリコーン、及び／又はカルボン酸末端基を有するメチルフェニルシリコーンと共に使用される。カルボン酸末端基に代えて、あるいは加えて、チェイン内の側基の一部としてのカルボキシル基も使用され得る。有利なことに、本方法は、ＷＨＴＯＬにおいて、ナノ粒子、特にシリカシェル付きＱＤ粒子を改善する。
【００２６】
好ましくは、塩基組成物でのナノコンポジットの前処理は、塩基組成物がシリコーンポリマー組成物と反応することを可能にすることを有する。斯くして、特には量子ドット粒子であるナノ粒子に対する塩基アルコール溶液の曝露が最小化され、それが有利なことに、ナノコンポジットの安定性を更に高める。更に好ましくは、ナノコンポジットの前処理は更に、複数のナノ粒子を加熱することを有する。これは、有利なことに、塩基組成物中への及び／又はアルカリシラノレート中へのナノ粒子の溶解の速度を高める。塩基が量子ドット粒子に到達できることが重要である。塩基アルコール溶液でシリコーンを前処理することは、特にはアルカリシラノレートである反応生成物が塩基として作用し且つ量子ドット粒子と容易に均一に混合されるという利点を有する。斯くして、この前処理は、水又はアルコールが使用されるときの相分離系と比較して、より均一である。加えて、この場合には水素放出が、シリコーンを修飾する第１ステップでのみ起こり、塩基として作用した反応生成物を遠心分離工程で除去することができる。これは有利である。何故なら、シリカと反応しなかった余分な塩基が除去され、また、反応したシリコーンはシリコーンの架橋に有用でないからである。
【００２７】
ナノコンポジットの前処理は更に、加熱されたナノコンポジットを有機溶媒で洗浄することを有していてもよく、この有機溶媒は好ましくは、トルエン及び／又はシクロヘキサンを有し又はそれから形成される。斯くして、ナノ粒子は、塩基組成物及び／又はアルカリシラノレートに、より完全に溶解される。これはまた、特には量子ドット粒子の表面であるナノ粒子の表面にもはや活発に結合されない余分なシラノレートを除去する。後にＬＥＤデバイス内のシリコーンポリマーの劣化を引き起こし得る余分なシラノレートは存在すべきでない。
【００２８】
更なる好適な一実施形態において、この方法は更に、蛍光体組成物をナノコンポジットに付加することを有する。これは、特に白色光を作り出すことに関して、ナノコンポジットのダウンコンバージョン機能を高める。赤色発光量子ドットが使用される場合、蛍光体組成物は好ましくは黄色蛍光体（ＮＹＡＧ）を有し得る。より更なる好適な一実施形態において、この方法は更に、熱硬化させることを有する。斯くして、分散媒中に分散されたナノ粒子の熱的及び機械的安定性、及び／又は酸溶液と混合された分散媒の化学的及び機械的安定性を有利に高めることができる。
【００２９】
図２Ａは、シリカからなるシェル１４によって被覆され、それによりシリカシェル付きＱＤ構造１５を形成しているＱＤ構造１２を模式的に示している。シリカシェル付きＱＤ構造を、塩基組成物で、特に、例えばＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨなどの強塩基の溶液で前処理することは、アルカリケイ酸塩へのシリカの部分的転換につながる。ＫＯＨの場合には、ケイ酸カリウムを形成することができ、ＮａＯＨの場合には、ケイ酸ナトリウムを形成することができる。
【００３０】
図２Ｂは、光を生成する光生成素子１８と、光生成素子１８によって生成された光を変換するコーティング層１６とを有した、第１の実施形態に係る光を発するデバイス１０を示している。光生成素子１８は、好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、更に好ましくは基板２０上で担持される。コーティング層１６は、光生成素子１８の頂面１９上にディスペンスされる。コーティング層１６は、複数のナノ粒子を含むナノコンポジットと、ナノ粒子を分散させる分散媒と、酸組成物とを有する。コーティング層１６は好ましくは、分散媒を酸組成物と混合するのに先立って複数のナノ粒子を分散媒中に分散させることによって形成される。
【００３１】
図２Ｃは、第２の実施形態に係る光を発するデバイス１０’を示しており、これは、コーティング層が、ナノ粒子を分散媒上にディスペンスするのに先立って分散媒を酸組成物と混合することによって形成されていることを除いて、図２Ｂに示した実施形態と同様である。好ましくは、図２Ｃのコーティング層は、第１の層１７と第２の層２１とを有する二層ディスペンス系として形成される。第１の層１７は好ましくは、光生成素子１８の頂面１９上にディスペンスされ、第２の層２１が第１の層１７上にディスペンスされる。第１の層１７は、例えばシリコーンなどの分散媒と酸組成物とを有し得る。第２の層は、複数のナノ粒子、特に量子ドット粒子を有し得る。
【００３２】
アルカリケイ酸塩の調製プロセスにおいて、特には量子ドット粒子であるナノ粒子に対する塩基アルコール溶液の曝露は最小限にされるべきである。これを達成するための一手法は、塩基溶液がシリコーンポリマー組成物と反応することを可能にすることである。特に、塩基溶液でのシリカシェル付きＱＤ構造１５の前処理は好ましくは、アルカリ塩基溶液（これは、更に好ましくは、高濃度のアルカリ塩基を有するメタノール中に溶解される）がシリコーンと反応させることを可能にすることを有する。この場合、後にシリカシェル１４と反応することができるアルカリシラノレートが形成され得る。ＫＯＨの場合には、カリウムシラノレートが形成され、ＮａＯＨの場合には、ナトリウムシラノレートが形成される。
【００３３】
それに代えて、好ましくはシリカシェル付きＱＤ構造１５であるＱＤ構造１２は、水への曝露を最小化するために、直接的にアルカリシラノレートで前処理されてもよい。アルカリシラノレートは、好ましくはＫ−Ｏ−Ｓｉ−（ＣＨ３）を有し、好ましくは溶液を有し、例えばテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒として使用する。
【００３４】
シリカシェル付きＱＤ構造を塩基溶液で前処理することはまた、例えば米国特許出願公開第２０１４／０２５２２７４号に示されるように、高温動作寿命（ＨＴＯＬ）におけるＱＤ構造の特性を改善する。塩基溶液及び／又はアルカリシラノレートでの前処理の後、もはやアルカリケイ酸塩及び／又はシリカシェル１４を伴うものとなっているシリカシェル付きＱＤ構造１５を、図１Ａ（ステップ１０３）に記載されるように、分散媒（好ましくは、例えばシリコーンポリマー組成物などのポリマー組成物を有する）の中に分散させることができる。その後、分散媒を酸溶液と混合することができ、それにより、コーティング層１６が形成される（ステップ１０４）。図２Ｂに示すように、コーティング層１６は、好ましくは基板２０によって担持されるものであるＬＥＤ１８の表面１９上にディスペンスされることができる。
【００３５】
それに代えて、特にはシリコーンである分散媒に酸溶液を別途に付加して、第１の層１７を形成してもよい（図１Ｂのステップ２０２）。先ず、第１の層１７を、塩基溶液及び／又はアルカリシラノレートで前処理されたＱＤ粒子の第２の層を当該第１の層１７上にディスペンスすること（図２のステップ２０４）に先立って、基板２０によって担持されたＬＥＤ１８上にディスペンスすることができる。
【００３６】
特にはシリカシェル付きＱＤ構造１５であるナノ複合体を塩基溶液及び／又はアルカリシラノレートで前処理することには、複数の異なる方法が存在する。以下、例示的に３つの方法を記載する。
【００３７】
方法１
５ｇのシリコーン（例えば、製造業者“ダウコーニング”社からの製品番号“Ｄｏｗ  ＣＯＲＮＩＮＧ  ６６３０Ｂ”のもの）を、１ｇの３Ｍ  ＫＯＨ溶液（ＫＯＨはメタノールに溶解されている）と、そして更に、１．５ｇのトルエンと混合することによって、塩基溶液を調製する。単位“Ｍ”は、ｍｏｌ／Ｌを意味する。斯くして形成された混合物を３０分間１５０℃に保ち、ＫＯＨとシリコーンとの間で反応が起こることを可能にする。その後、０．１５ｇの反応生成物を、溶媒としてトルエン及びシリコーンを用いたＱＤ粒子の溶液０．２ｇに付加した。ＱＤ粒子の溶液において、ＱＤ粒子の濃度は１０ｗｔ％である。次いで、１５０℃で３０分間の熱処理を行う。最後の熱処理後、混合物をトルエンで洗浄する。斯くして、シリカシェル付きＱＤ構造がＫＯＨで前処理される。
【００３８】
方法２
０．０６ｇの１Ｍカリウムシラノレート溶液を、好ましくはシリカシェル付きＱＤ構造であるＱＤ構造と混合し、それに、好ましくは０．１ｇである一定量のシリコーンを付加する。カリウムシラノレート及びＱＤ粒子からの混合物を熱処理のために３０分間１５０℃に保った後、ＱＤ粒子を洗浄した。斯くして、好ましくはシリカシェル付きＱＤ構造であるＱＤ構造がカリウムシラノレートで前処理される。
【００３９】
方法３
５０μＬの０．８Ｍ  ＮａＯＨ溶液を１００μＬの水に付加する。次いで、特にはシリカシェル付きＱＤ構造であるＱＤ構造をＮａＯＨ溶液に付加する。このとき、ＱＤ粒子をトルエンに溶解し、０．６ｍＬの４ｗｔ％ＱＤ溶液を使用する。次いで、新たな混合物を２時間撹拌し、続いて、１０ｍＬのシクロヘキサン及び１．２７ｇのＩｇｅｐａｌ−ＣＯ−５２０を用いて調製した逆ミセル系で洗浄する。逆ミセルの使用は、新たな混合物中の水の量を最小化することに関して有利である。洗浄後、混合物を遠心分離し、続いてトルエンで２回洗浄する。斯くして、好ましくはシリカシェル付きＱＤ構造であるＱＤ構造がＮａＯＨ溶液で前処理される。
【００４０】
そして、例えば方法１−３のうちの１つを使用して、塩基組成物及び／又はアルカリシラノレートで前処理されたＱＤ粒子を、図１Ａ（ステップ１０３）に示されるように、特にはシリコーンである分散媒の中に分散させ、それにより、ＱＤ分散液を形成する。次いで、例えばトルエンに溶解された安息香酸溶液といった酸溶液をＱＤ分散液に付加し、その後、新たな混合物を、ボルテックス試験管ミキサを用いて混合する。斯くして、コーティング層１６が形成される。白色スペクトルから光を発するようにデバイスが構成される場合、ＱＤ分散液に更に、黄色蛍光体（ＮＹＡＧ）を混合し得る。
【００４１】
それに代えて、先ず、特にはシリコーンである分散媒に酸溶液を別途に付加して、好ましくは酸−シリコーン層である第１の層１７を形成してもよい。第１の層１７が、特にはＬＥＤである光生成素子１８上にディスペンスした後に、塩基溶液及び／又はアルカリシラノレートで前処理されたＱＤ粒子を、第１の層１７上に第２の層２１としてディスペンスすることができる。この場合も、白色ＬＥＤを準備すべき場合、第２の層２１が黄色蛍光体を含有するよう、ＯＤ粒子に黄色蛍光体（ＮＹＡＧ）を付加し得る。
【００４２】
図３−９に、酸溶液を用いた処理を伴ったＬＥＤサンプルと、酸溶液を用いた処理なしでのＬＥＤサンプルとを用いた実験結果を示す。図３、４、５、６、８、９では、方法１、２、３のうちの１つを用いて一定量（好ましくは約４μＬ）のＱＤ分散液を調製しており、そのＱＤ分散液をＬＥＤ上にディスペンスしている。斯くして形成されたＬＥＤサンプルを、次いで、以下の硬化工程群を用いて熱硬化させている：第１の硬化工程にて、ＬＥＤサンプルを１５分間１６０℃に保つ；第１の硬化工程に続く第２の硬化工程にて、ＬＥＤサンプルを１５分間９０℃に保つ；第２の硬化工程に続く第３の硬化工程にて、ＬＥＤサンプルを２時間１５０℃に保つ。
【００４３】
図７では、先ず、酸−シリコーン混合物層を形成してＬＥＤ上にディスペンスしており、それに続いて、上述の硬化工程群を用いた熱硬化を行っている。その後、ＫＯＨで前処理され且つ黄色蛍光体と混合されたＱＤ粒子の第２層を、酸−シリコーン混合物の第１の層上にディスペンスしている。
【００４４】
以下、図３−９を更に詳細に説明する。
【００４５】
サンプル３−１を、図３Ａに示す図を得るために使用した。サンプル３−１の製造は、方法１に従って塩基溶液でシリカシェル付きＱＤ構造を前処理することと、ＱＤ分散液を安息香酸溶液と混合することとを含んでいる。そして、新たな混合物をＬＥＤ上の層としてディスペンスした後に、上述の熱硬化を実行した。
【００４６】
サンプル３−２を、図３Ｂに示す図を得るために使用した。サンプル３−２の製造は、塩基溶液で前処理されたＱＤ粒子を酸溶液と混合させず、熱硬化に先立って、それを直接的に、ＬＥＤ上の層としてディスペンスしたことを除いて、図３Ａのためのサンプル３−１のものと基本的に同じである。
【００４７】
サンプル３−１及び３−２の双方を、８５℃の温度且つ８５％の湿度の下で試験した。双方のサンプルについて、出力光の波長の関数として光出力パワーを測定した。最初の時点ｔ１＝０ｈで１回目の測定（実線）を行い、ｔ１より３８０時間後とした別の時点ｔ２＝３８０ｈで２回目の測定（破線）を行った。特に、最初の時点ｔ１はＷＨＴＯＬの開始を示し、他方の時点ｔ２はＷＨＴＯＬに使用した測定条件の持続時間を示す。
【００４８】
図３Ａにて見て取れるように、ｔ１及びｔ２で測定された２つのカーブが互いに基本的に重なっており、サンプル３−１のＬＯＰが基本的にＱＤ粒子の劣化を示さないことを指し示している。図３Ｂは、各々が或る出力波長を中心とする２つの信号ピークを示している。図３Ｂからはっきりと見て取れるように、サンプル３−２は、ｔ２で測定された出力波長に対する出力パワーについて、ｔ１で測定されたものとは異なる出力パワーを示しており、ＷＨＴＯＬ後の有意な変化／劣化を指し示している。
【００４９】
図４Ａは、３つのＬＥＤサンプルについて時間（ｈ）単位で測定した時間の関数としての相対的な光出力パワー（ｒｅｌ．ＬＯＰ）の図を示しており：カーブ４１ａはサンプル４−１ａについてであり、カーブ４２ａはサンプル４−２ａについてであり、そしてカーブ４３ａはサンプル４−３ａについてである。これら３つのサンプルは全て、酸溶液と混合することを伴わずに製造されている。スペクトルは、ＬＥＤから放たれた全ての光を測定する積分球を使用して測定している。ＷＨＴＯＬ試験中のトレースは、ＬＥＤの上方に或る角度で配置した光ファイバーを用いて測定されている。故に、放たれた光が完全に捕捉されるわけではなく、このことが、“ｒｅｌ．ＬＯＰ”という用語を使用する理由である。あるいは、“測定された出力又は信号強度”なる用語を代わりに使用してもよい。
【００５０】
図４Ｂは、３つのサンプルについて測定した時間（ｈ）の関数としてのｒｅｌ．ＬＯＰの図を示しており：カーブ４１ｂはサンプル４−１ｂについてであり、カーブ４２ｂはサンプル４−２ｂについてであり、そしてカーブ４３ｂはサンプル４−３ｂについてであり、図４Ｂの３つのサンプルは全て、安息香酸溶液と混合することを伴って製造されている。
【００５１】
図４Ｃは、２つのサンプルについて測定した時間（ｈ）の関数としてのｒｅｌ．ＬＯＰの図を示しており：カーブ４１ｃはサンプル４−１ｃについてであり、そしてカーブ４２ｃはサンプル４−２ｃについてであり、全てのサンプルが、カルボキシメチル終端されたポリジメチルシロキサンと混合することを伴って製造されている。
【００５２】
全ての測定において、それぞれのＬＥＤサンプルを１時間毎に一度オンに切り換え、そしてオフにした。湿度を段階的に増加させた測定結果を図４Ａ−Ｃに示している。具体的には、図４Ａ−Ｃの図の初期部分に対応して、湿度を、ｔ＝２４ｈにおいて５％から３０％に増加させ、最終的にｔ＝４８ｈにおいて８５℃で８５％に増加させている。図４Ａに示されるように、その場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）測定した勾配は、図４Ｂ及び図４Ｃに示されるカーブの傾きと比較して、ｔ＝２４ｈ及びｔ＝４８ｈにおいて特に強い。これが意味することは、酸溶液と混合することを伴わずに製造されたサンプル（図４Ａに関する）は、酸溶液と混合することを伴って製造されたサンプル（図４Ｂ、Ｃに関する）よりも、湿度の上昇に対して有意に強い反応を示すということである。従って、水分に対するＱＤ粒子の発光特性の依存性は、ＬＥＤサンプルの製造において酸溶液と混合することを含むことによって有意に低減される。
【００５３】
サンプル５−１を、図５Ａに示す図を得るために使用した。サンプル５−１の製造は、方法１に従って塩基溶液でシリカシェル付きＱＤ構造を前処理することと、得られたＱＤ分散液を２０μＬのトルエン中１０％安息香酸溶液と混合することとを含んでいる。そして、新たな混合物をＬＥＤ上の層としてディスペンスした後に、上述の熱硬化を実行した。
【００５４】
サンプル５−２を、図５Ｂに示す図を得るために使用した。サンプル５−２の製造は、塩基溶液で前処理されたＱＤ粒子を酸溶液と混合させず、熱硬化に先立って、それを直接的に、ＬＥＤ上の層としてディスペンスしたことを除いて、図５Ａのためのサンプル５−１のものと基本的に同じである。
【００５５】
サンプル５−１及び５−２の双方について、それぞれ、出力光の波長の関数として光出力パワーを測定した。ＬＥＤサンプル５−１及び５−２を１２０ｍＡで駆動し、最初の時点ｔ１＝０ｈにて、積分球を用いて当初のスペクトルをとることによって、各サンプルについて１回目の測定を行った。その後、双方のサンプル５−１及び５−２を、８５℃の温度及び８５％の湿度レベルを有する試験チャンバ内に置いた。第２の時点ｔ２＝５００ｈにて、双方のサンプル５−１及び５−２を試験チャンバから取り出して、１回目の測定においてと同じ測定条件下で２回目の測定（破線カーブ）を行った。最初の時点ｔ１はＷＨＴＯＬの開始を示し、他方の時点ｔ２はＷＨＴＯＬに関する測定条件の持続時間を示す。ｔ１とｔ２との間の時間区間中、それぞれのＬＥＤサンプル５−１及び５−２を１時間毎に一度オンに切り換え、そしてオフにした。
【００５６】
図５Ａにて見て取れるように、サンプル５−１では、ｔ１及びｔ２で測定された２つのカーブが互いに基本的に重なっている。図５Ｂは、各々が或る出力波長を中心とする２つの信号ピークを示している。図５Ｂからはっきりと見て取れるように、サンプル５−２は、ｔ２で測定された２つの出力波長のうちの長い方に対する出力パワーについて、ｔ１で測定されたものとは異なる出力パワーを示しており、ＷＨＴＯＬ後の有意な変化／劣化を指し示している。
【００５７】
サンプル６−１を、図６Ａに示す図を得るために使用した。サンプル６−１の製造は、方法１に従って塩基溶液でシリカシェル付きＱＤ構造を前処理することと、０．４ｍＬの得られたＱＤ分散液を５０μＬのトルエン中１０％安息香酸溶液と混合することとを含んでいる。そして、新たな混合物をＬＥＤ上の層としてディスペンスした後に、上述の熱硬化を実行した。
【００５８】
サンプル６−２を、図６Ｂに示す図を得るために使用した。サンプル６−２の製造は、塩基溶液で前処理されたＱＤ粒子を酸溶液と混合させず、熱硬化に先立って、それを直接的に、ＬＥＤ上の層としてディスペンスしたことを除いて、図６Ａのためのサンプル６−１のものと基本的に同じである。
【００５９】
サンプル６−１及び６−２の双方について、それぞれ、出力光の波長の関数として光出力パワーを測定した。ＬＥＤサンプル６−１及び６−２を１２０ｍＡで駆動し、最初の時点ｔ１＝０ｈにて、積分球を用いて当初のスペクトルをとることによって、各サンプルについて１回目の測定を行った。その後、双方のサンプル６−１及び６−２を、８５℃の温度及び８５％の湿度レベルを有する試験チャンバ内に置いた。第２の時点ｔ２＝７００ｈにて、双方のサンプル６−１及び６−２を試験チャンバから取り出して、１回目の測定においてと同じ測定条件下で２回目の測定（破線カーブ）を行った。最初の時点ｔ１はＷＨＴＯＬの開始を示し、他方の時点ｔ２はＷＨＴＯＬに関する測定条件の持続時間を示す。ｔ１とｔ２との間の時間区間中、それぞれのＬＥＤサンプル６−１及び６−２を１時間毎に一度オンに切り換え、そしてオフにした。
【００６０】
図６Ａは、各々が或る出力波長を中心とする２つの信号ピークを示している。図６Ｂは、各々が図６Ａにおいてと同じ出力波長を中心とする２つの信号ピークを示している。図６Ａ、Ｂからはっきりと見て取れるように、サンプル６−２は、サンプル６−１と比較して、ｔ２で測定された出力パワーとｔ１で測定されたそれとの間に、より大きい違いを示している。これが指し示しているのは、サンプル６−２はＷＨＴＯＬ後に有意な変化／劣化を示すということである。
【００６１】
サンプル７を、図７に示す図を得るために使用した。サンプル７の製造は、方法１に従ってＫＯＨ溶液でシリカシェル付きＱＤ構造を前処理することを含んでおり、この前処理されたＱＤ粒子に或る量の黄色蛍光体が混合されている。トルエンに溶解して５％の安息香酸及び２０％のシリコーンを含有する５μＬの酸−シリコーン混合物を、第１の層としてＬＥＤ上にディスペンスした。次いで、酸−シリコーン混合物層によって覆われたＬＥＤを、上述のように熱硬化させた。その後、黄色蛍光体と混合された前処理済みＱＤ粒子の第２の層を、安息香酸−シリコーン混合物の下地層上にディスペンスした。斯くして、サンプル７は、二層ディスペンス系として形成されている。
【００６２】
サンプル７について、出力光の波長の関数として光出力パワーを測定した。ＬＥＤサンプル７を１２０ｍＡで駆動し、最初の時点ｔ１＝０ｈにて、積分球を用いて当初のスペクトルをとることによって、各サンプルについて１回目の測定を行った。その後、サンプル７を、８５℃の温度及び８５％の湿度レベルを有する試験チャンバ内に置いた。第２の時点ｔ２＝８００ｈにて、サンプル７を試験チャンバから取り出して、１回目の測定においてと同じ測定条件下で２回目の測定（破線カーブ）を行った。最初の時点ｔ１はＷＨＴＯＬの開始を示し、他方の時点ｔ２はＷＨＴＯＬに関する測定条件の持続時間を示す。ｔ１とｔ２との間の時間区間中、サンプル７を１時間毎に一度オンに切り換え、そしてオフにした。
【００６３】
図７にて見て取れるように、ｔ１及びｔ２で測定された２つのカーブが互いに基本的に重なっており、サンプル７のＬＯＰが基本的にＱＤ粒子の劣化を示さないことを指し示している。ＨＴＯＬ特性は損なわれておらず、ＨＴＯＬ後のサンプル劣化はサンプル７に関して同じであり非常に低いことを意味する。これは、非常に低い酸濃度においてを除いて、安息香酸が同じ層内にある場合に当てはまる。二層系では、ＨＴＯＬは損なわれない。さらに、周囲条件下での劣化は、安息香酸を使用しない系についてと同じである。
【００６４】
サンプル８−１を、図８Ａに示す図を得るために使用した。サンプル８−１の製造は、方法３に従ってＮａＯＨ溶液でシリカシェル付きＱＤ構造を前処理することと、２００μＬの得られたＱＤ分散液を１０μＬのトルエン中１０％安息香酸溶液と混合することとを含んでいる。そして、新たな混合物をＬＥＤ上の層としてディスペンスした後に、上述の熱硬化を実行した。
【００６５】
サンプル８−２を、図８Ｂに示す図を得るために使用した。サンプル８−２の製造は、塩基溶液で前処理されたＱＤ粒子を酸溶液と混合させず、熱硬化に先立って、それを直接的に、ＬＥＤ上の層としてディスペンスしたことを除いて、図８Ａのためのサンプル８−１のものと基本的に同じである。
【００６６】
双方のＬＥＤサンプル８−１及び８−２について、それぞれ、出力光の波長の関数として光出力パワーを測定した。ＬＥＤサンプル８−１及び８−２を１２０ｍＡで駆動し、最初の時点ｔ１＝０ｈにて、積分球を用いて当初のスペクトルをとることによって、各サンプルについて１回目の測定を行った。その後、双方のサンプル８−１及び８−２を、８５℃の温度及び８５％の湿度レベルを有する試験チャンバ内に置いた。第２の時点ｔ２＝８００ｈにて、双方のサンプル８−１及び８−２を試験チャンバから取り出して、１回目の測定においてと同じ測定条件下で２回目の測定（破線カーブ）を行った。最初の時点ｔ１はＷＨＴＯＬの開始を示し、他方の時点ｔ２はＷＨＴＯＬに関する測定条件の持続時間を示す。ｔ１とｔ２との間の時間区間中、それぞれのＬＥＤサンプル８−１及び８−２を１時間毎に一度オンに切り換え、そしてオフにした。
【００６７】
図８Ａ−Ｂにて見て取れるように、ｔ２にて赤色光波長（６００ｎｍ〜６５０ｎｍ）に関して測定されたＬＯＰは、サンプル８−２において、サンプル８−１においてよりも小さい量だけ、ｔ１にて測定されたものより小さい。サンプル８−１は、故に、ＷＨＴＯＬ後に、サンプル８−２よりも少ない劣化を示している。
【００６８】
サンプル９−１を、図９Ａに示す図を得るために使用した。サンプル９−１の製造は、方法１に従って塩基溶液でシリカシェル付きＱＤ構造を前処理することと、０．２ｇの得られたＱＤ分散液を５０μＬのトルエン中１０％ステアリン酸溶液と混合することとを含んでいる。そして、新たな混合物をＬＥＤ上の層としてディスペンスした後に、上述の熱硬化を実行した。
【００６９】
サンプル９−２を、図９Ｂに示す図を得るために使用した。サンプル９−２の製造は、ステアリン酸溶液の代わりに７μＬのカルボキシデシルジメチル終端されたポリジメチルシロキサン溶液を使用したこと、及びジメチルシリコーンを使用したことを除いて、図９Ａのためのサンプル９−１のものと基本的に同じである。
【００７０】
サンプル９−３を、図９Ｃに示す図を得るために使用した。サンプル９−３の製造は、塩基溶液で前処理されたＱＤ粒子を酸溶液と混合させず、熱硬化に先立って、それを直接的に、ＬＥＤ上の層としてディスペンスしたことを除いて、図９Ａのためのサンプル９−１のものと基本的に同じである。
【００７１】
３つ全てのＬＥＤサンプル９−１、９−２及び９−３について、それぞれ、出力光の波長の関数として光出力パワーを測定した。ＬＥＤサンプル９−１、２、３を１２０ｍＡで駆動し、最初の時点ｔ１＝０ｈにて、積分球を用いて当初のスペクトルをとることによって、各サンプルについて１回目の測定を行った。その後、３つ全てのサンプル９−１、２、３を、８５℃の温度及び８５％の湿度レベルを有する試験チャンバ内に置いた。第２の時点ｔ２＝３００ｈにて、３つ全てのサンプル９−１、２、３を試験チャンバから取り出して、１回目の測定においてと同じ測定条件下で２回目の測定（破線カーブ）を行った。最初の時点ｔ１はＷＨＴＯＬの開始を示し、他方の時点ｔ２はＷＨＴＯＬに関する測定条件の持続時間を示す。ｔ１とｔ２との間の時間区間中、それぞれのＬＥＤサンプル９−１、２、３を１時間毎に一度オンに切り換え、そしてオフにした。
【００７２】
図９Ａ−Ｂにて見て取れるように、ｔ１及びｔ２で測定された２つの曲線は、サンプル９−１及び９−２について基本的に重なっている。対照的に、図９Ｃにて見て取れるように、ｔ２にておよそ４５０ｎｍ及び６２０ｎｍの出力波長で測定されたＬＯＰは、サンプル９−３について、ｔ１にて測定されたものよりも有意に低い。サンプル９−１及び９−２は、従って、ＷＨＴＯＬ後に、サンプル９−３よりも少ない劣化を示している。
【００７３】
上述の測定が示すことには、ＱＤ構造を処理するために使用される酸溶液は、前処理プロセスの反応生成物の塩基溶液及び／又はアルカリシラノレートとの溶解を防止することを可能にする。
【００７４】
更なる一実施形態において、方法１においてのように、５ｇのシリコーン（例えば、製造業者“ダウコーニング”社からの製品番号“Ｄｏｗ  ＣＯＲＮＩＮＧ  ６６３０Ｂ”のもの）を、１ｇの３Ｍ  ＫＯＨ溶液（ＫＯＨはメタノールに溶解されている）と、そして更に、１．５ｇのトルエンと混合することによって、カリウムシラノレート溶液を調製した。単位“Ｍ”は、ｍｏｌ／Ｌを意味する。斯くして形成された混合物を３０分間１５０℃に保ち、ＫＯＨとシリコーンとの間で反応が起こることを可能にする。３０ｍｇのこの混合物に、３４ｍｇのトルエン中５％安息香酸溶液を付加し、１０分間撹拌した。得られた溶液を、０．６ｇのトルエン中４％量子ドット分散液及び０．４ｇのシリコーンに付加し、その後、残留トルエンを除去した。この混合物をディスペンスし、上述のように硬化させた。比較のために、安息香酸を用いずに別のサンプルを調製した。
【００７５】
ＨＴＯＬ挙動は、酸を含有するサンプルと、安息香酸なしの他方のサンプルとで同じであった。安息香酸を含有するサンプルについてのＷＨＴＯＬ劣化カーブの傾きは、安息香酸なしのサンプルのそれよりも３０％小さかった。
【００７６】
図面及び以上の説明にて本発明を詳細に図示して記述してきたが、これらの図示及び記述は、限定的なものではなく、例示的又は典型的なものと見なされるべきであり、本発明は開示した実施形態に限定されるものではない。開示した実施形態へのその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。
【００７７】
請求項において、用語“有する”はその他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数であることを排除するものではない。単一の要素又はその他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を果たしてもよい。特定の複数の手段が相互に異なる従属項に記載されているという単なる事実は、それらの手段の組合せが有利に使用され得ないということを指し示すものではない。
【００７８】
請求項中の如何なる参照符号も、発明の範囲を限定するものとして解されるべきでない。
【図１（Ａ）】
2018519673.tif 000003
【図１（Ｂ）】
2018519673.tif 000004
【図２（Ａ）】
2018519673.tif 000005
【図２（Ｂ）】
2018519673.tif 000006
【図２（Ｃ）】
2018519673.tif 000007
【図３（Ａ）】
2018519673.tif 000008
【図３（Ｂ）】
2018519673.tif 000009
【図４（Ａ）】
2018519673.tif 000010
【図４（Ｂ）】
2018519673.tif 000011
【図４（Ｃ）】
2018519673.tif 000012
【図５（Ａ）】
2018519673.tif 000013
【図５（Ｂ）】
2018519673.tif 000014
【図６（Ａ）】
2018519673.tif 000015
【図６（Ｂ）】
2018519673.tif 000016
【図７】
2018519673.tif 000017
【図８（Ａ）】
2018519673.tif 000018
【図８（Ｂ）】
2018519673.tif 000019
【図９（Ａ）】
2018519673.tif 000020
【図９（Ｂ）】
2018519673.tif 000021
【図９（Ｃ）】
2018519673.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月6日(2018.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発するデバイスであって、
光を生成する光生成素子と、
前記光生成素子によって生成された前記光を変換するコーティング層であり、当該コーティング層は、前記光生成素子の頂面上に配されており、当該コーティング層は、
複数のナノ粒子を含むナノコンポジット、
前記複数のナノ粒子を分散させる分散媒、及び
弱酸又はその塩を有する第１の組成物
を有する、コーティング層と、
塩基組成物及び／又はアルカリシラノレートを有する第２の組成物と、
を有するデバイス。
【請求項２】
前記第１の組成物は、前記弱酸の溶液又は流体を有し、前記弱酸は、安息香酸、ステアリン酸、酸置換ポリジメチルシロキサン、ポリフェニルメチルシルコン、又はフェニルシリコーンを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記弱酸は、前記分散媒と化学的に適合する溶媒に溶解されており、前記溶媒は、トルエン、酢酸ブチル、酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、及びＴＨＦのうちの１つ以上を有する、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記弱酸の前記塩は、安息香酸カリウム、安息香酸セシウム、安息香酸リチウム、安息香酸カルシウム、及び安息香酸ナトリウムのうちの１つ以上を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ナノコンポジットは量子ドット構造を有し、前記ナノ粒子は量子ドット粒子を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記量子ドット構造は、シリカシェルによって取り囲まれている、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記分散媒はシリコーンポリマー組成物を有し、前記ナノコンポジットは、前記第２の組成物が前記シリコーンポリマー組成物と反応するよう、前記第２の組成物で前処理されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記塩基組成物は、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨ、ＣａＯＨ、及びＬｉＯＨのうちの１つ以上を有し、前記アルカリシラノレートは、一価又は二価カチオンを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記コーティング層は、第１の層及び第２の層を有し、前記第１の層は、前記光生成素子の前記頂面上に配されており、前記第２の層は、前記第１の層上に配されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第１の層が、前記分散媒及び前記第１の組成物を有する、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第２の層が、前記複数のナノ粒子を有する、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記光生成素子は発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
発光デバイスを製造する方法であって、
光を生成する光生成素子を用意することと、
前記光生成素子によって生成された前記光を変換するコーティング層を設けることであり、当該コーティング層は、前記光生成素子の頂面上にディスペンスされ、当該コーティング層は、
複数のナノ粒子を含むナノコンポジット、
前記複数のナノ粒子を分散させる分散媒、
弱酸又はその塩を有する第１の組成物、
塩基組成物及び／又はアルカリシラノレートを有する第２の組成物
を有する、設けることと、
を有する方法。
【請求項１４】
前記コーティング層は、前記分散媒を前記第１の組成物と混合するのに先立って、前記複数のナノ粒子を前記分散媒の中に分散させることによって形成され、又は、前記ナノコンポジットを前記分散媒上にディスペンスするのに先立って、前記分散媒を前記第１の組成物と混合することによって形成される、請求項１３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
当該デバイスは更に、塩基組成物及び／又はシラノレートを有する第２の組成物を有する。塩基組成物及び／又はシラノレートは、有利なことに、光変換におけるナノ粒子の安定性を更に高める。塩基組成物は、塩基アルコール溶液、又は例えばＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨ、ＬｉＯＨ、及び／又はＣａＯＨなどの強塩基の溶液を有し得る。シラノレートは、好ましくはアルカリシラノレート、より好ましくは、カリウムシラノレート、ナトリウムシラノレート、セシウムシラノレート、リチウムシラノレート、及び／又はカルシウムシラノレートを有する。複数のナノ粒子は好ましくは、ベース組成物及び／又はアルカリシラノレートと混合される。
【国際調査報告】
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