(57)【要約】【課題】半導体ナノ結晶を光転換層として用いて色再現性と色純度を向上させ、半導体ナノ結晶の劣化を防止して信頼性を確保し、ＬＥＤ光源から出る光が均等に分散可能な構造を有するＬＥＤパッケージを提供する。【解決手段】本発明によるＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源と離隔して配設される光拡散構造体と、前記光拡散構造体の内表面及び外表面の内の少なくとも１つの表面に配置され、前記ＬＥＤ光源から入射した光を白色光に転換させる光転換層とを含む積層構造体とを有し、前記光転換層は、半導体ナノ結晶を含み、前記光転換層の表面には、有機バリア層が配置される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源と離隔して配設される光拡散構造体と、前記光拡散構造体の内表面及び外表面の内の少なくとも１つの表面に配置され、前記ＬＥＤ光源から入射した光を白色光に転換させる光転換層とを含む積層構造体とを有し、
前記光転換層は、半導体ナノ結晶を含み、
前記光転換層の表面には、有機バリア層が配置されることを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
前記ＬＥＤ光源は、青色光源又は紫外線光源であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３】
前記光拡散構造体は、レンズ型構造体であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項４】
前記レンズ型構造体は、凹レンズ型又は凸レンズ型構造体であることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
前記光拡散構造体は、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、エポキシ系高分子、シリコーン系高分子、及びこれらの組み合わせから選択される高分子又はガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
前記光拡散構造体は、８５％以上の透過度を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項７】
前記光拡散構造体は、８５℃以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子を含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項８】
前記光拡散構造体は、１．４以上の屈折率を有する高分子を含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項９】
前記光拡散構造体、光転換層、及び有機バリア層は、ＬＥＤ光源から遠くなるほど相対的に小さい屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１０】
前記光拡散構造体は、表面に凹凸を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１１】
前記光拡散構造体は、ＬＥＤ光源と５ｍｍ以内の距離をおいて離隔して配置されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１２】
前記光転換層が光拡散構造体の外表面に存在する場合、前記光拡散構造体の屈折率は、光転換層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１３】
前記光転換層は、半導体ナノ結晶と、マトリックスとを含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１４】
前記半導体ナノ結晶は、４５ｎｍ以下の発光波長スペクトルの半値幅（ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ａｔ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｍ（ＦＷＨＭ））を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１５】
前記半導体ナノ結晶は、カルボキシル基又はその塩を含む高分子でさらにコーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）されるものであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１６】
前記カルボキシル基又はその塩を含む高分子は、ポリ（アルキレン−コ−アクリル酸）、ポリ（アルキレン−コ−メタクリル酸）、これらの塩、及びこれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項１５に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１７】
前記半導体ナノ結晶は、半導体ナノ結晶の表面と結合可能な、カルボキシレート陰イオン基（ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ  ａｎｉｏｎ  ｇｒｏｕｐ、−ＣＯＯ−）を有する高分子、及び前記カルボキシレート陰イオン基と結合可能であり、前記半導体ナノ結晶を構成する金属とは別個の金属の金属陽イオンでさらにコーティングされるものであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１８】
前記マトリックスは、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）樹脂、エポキシ樹脂、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）高分子、（メタ）アクリレート系高分子、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、ジルコニア、チタニア、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１９】
前記光転換層は、黄色半導体ナノ結晶を含むか、又は赤色半導体ナノ結晶と緑色半導体ナノ結晶との混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２０】
前記光転換層は、無機酸化物粒子を追加的に含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２１】
前記無機酸化物粒子は、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、ジルコニア、チタニア、及びこれらの組み合わせから選択されるものであることを特徴とする請求項２０に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２２】
前記有機バリア層は、光拡散構造体の内表面に位置し、前記光転換層は光拡散構造体と有機バリア層との間に位置し、光拡散構造体の内部を満たすことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２３】
前記光転換層及び有機バリア層の間に第１無機バリア層をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２４】
前記光拡散構造体の外表面に、有機バリア層又は無機バリア層をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２５】
前記有機バリア層の下部にガラス板を追加的に含むことを特徴とする請求項２２に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２６】
前記有機バリア層の外表面に金属パターンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２７】
前記光転換層の外表面に金属パターンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２８】
前記金属パターンは、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、及びこれらの組み合わせから選択される金属からなることを特徴とする請求項２６又は２７に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項２９】
前記光拡散構造体と光転換層との間に、第１無機バリア層を追加的に含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３０】
前記光拡散構造体と光転換層との間に、第２無機バリア層を追加的に含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３１】
前記第１無機バリア層は、無機酸化物、無機高分子（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、有機／無機ハイブリッド高分子、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマー及び末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーが重合された高分子、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことを特徴とする請求項２９に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３２】
前記第２無機バリア層は、無機酸化物、無機高分子（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、有機／無機ハイブリッド高分子、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマー及び末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーが重合された高分子、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことを特徴とする請求項３０に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３３】
前記有機バリア層は、１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以上１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下の酸素透過率を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３４】
前記有機バリア層は、１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以上１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水分透過率を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３５】
前記ＬＥＤパッケージから出射する光は、１２０度（ｄｅｇｒｅｅ）以上の指向角（ｂｅａｍ  ａｎｇｌｅ）を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３６】
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源と離隔して配設される光拡散構造体と、前記光拡散構造体の内表面に存在しながら内部全体を満たし、前記ＬＥＤ光源から入射した光を白色光に転換させる光転換層とを含む積層構造体とを有し、
前記光転換層は、半導体ナノ結晶を含み、
前記光転換層の下に位置する第１無機バリア層と、
前記第１無機バリア層の下に位置するガラス板とをさらに備えることを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項３７】
前記第１無機バリア層とガラス板との間に接着層をさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３８】
前記前記光拡散構造体の外表面に有機バリア層又は無機バリア層をさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３９】
請求項１乃至３８のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージを含むことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項４０】
前記ＬＥＤパッケージの上部に拡散板をさらに含むことを特徴とする請求項３９に記載のバックライトユニット。
【請求項４１】
請求項１乃至３８のいずれか一項に記載のＬＥＤパッケージを含むことを特徴とする照明装置。
【請求項４２】
請求項３９又は４０に記載のバックライトユニットと、
前記バックライトユニットから入射した光を用いて画像を形成する液晶パネルとを含むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本記載は、ＬＥＤパッケージ及びこれを含むバックライトユニットと照明装置並びに液晶ディスプレイ装置に関し、特に、色純度が高く、色再現性に優れたＬＥＤパッケージ及びこれを含むバックライトユニットと照明装置並びに液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、発光型ディスプレイ装置であるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ、Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、電界放出ディスプレイ装置（ＦＥＤ、Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などとは異なり、それ自体が発光して画像を形成することができず、外部から光が入射して画像を形成する受光型ディスプレイ装置である。
したがって、液晶ディスプレイ装置は、その背面に光を出射させるバックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ）が配置される。
【０００３】
液晶ディスプレイ装置用バックライトユニットは、光源として従来は冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ、ｃｏｌｄ  ｃａｔｈｏｄｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ）が用いられてきた。
しかし、このような冷陰極蛍光ランプを光源として用いる場合には、液晶ディスプレイ装置が大型化するほど輝度の均一性を確保しにくく、色純度が低下するという問題がある。
近年では、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤ）を光源として用いるバックライトユニットが開発されている。
ＬＥＤは、電流の印加によって、Ｐ−Ｎ半導体接合（Ｐ−Ｎ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ）で電子と正孔が出会って光を発する素子をいう。
【０００４】
ＬＥＤは、既存の蛍光ランプに比べて、寿命が長く、電力消費率が低く、大きさが小さいながらも明るい照明光を提供するなどの様々な利点によって、新たなバックライトユニット光源又は照明装置として注目されている。
半導体ナノ結晶（量子ドット、ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔ）をＬＥＤの光転換物質として用いる場合、色純度が高く、色再現性に優れたバックライトユニットを提供することができる。
【０００５】
しかしながら、半導体ナノ結晶は、熱安定性が低く、ＬＥＤ光源に露出する場合、劣化しやすくて素子の信頼性が低下するという問題が発生する。
上記の問題を解決するために、半導体ナノ結晶を含む光転換層をＬＥＤ光源と離隔して設ける構造が提案されたが、ＬＥＤ光源から出る光が均等に分散するのに限界があり、発熱制御が難しいという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は上記従来のＬＥＤにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、半導体ナノ結晶を光転換層として用いて色再現性と色純度を向上させ、半導体ナノ結晶の劣化を防止して信頼性を確保し、ＬＥＤ光源から出る光が均等に分散可能な構造を有するＬＥＤパッケージを提供することにある。
本発明の他の目的は、上記ＬＥＤパッケージを含むバックライトユニットを提供すること、また、上記ＬＥＤパッケージを含む照明装置を提供すること、さらに、上記バックライトユニットを含む液晶ディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明によるＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源と離隔して配設される光拡散構造体と、前記光拡散構造体の内表面及び外表面の内の少なくとも１つの表面に配置され、前記ＬＥＤ光源から入射した光を白色光に転換させる光転換層とを含む積層構造体とを有し、前記光転換層は、半導体ナノ結晶を含み、前記光転換層の表面には、有機バリア層が配置されることを特徴とする。
【０００８】
前記ＬＥＤ光源は、青色光源又は紫外線光源であることが好ましい。
前記光拡散構造体は、レンズ型構造体であることが好ましい。
前記レンズ型構造体は、凹レンズ型又は凸レンズ型構造体であることが好ましい。
前記光拡散構造体は、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、エポキシ系高分子、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）系高分子、及びこれらの組み合わせから選択される高分子又はガラス（ｇｌａｓｓ）を含むことが好ましい。
前記光拡散構造体は、約８０％以上の透過度を有することが好ましい、
前記光拡散構造体は、８５℃以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高分子を含むことが好ましい。
前記光拡散構造体は、約１．４以上の屈折率を有する高分子を含むことが好ましい。
前記光拡散構造体、光転換層、及び有機バリア層は、ＬＥＤ光源から遠くなるほど相対的に小さい屈折率を有することが好ましい。
前記光拡散構造体は、表面に凹凸を含むことが好ましい。
前記光拡散構造体は、ＬＥＤ光源と約５ｍｍ以下の距離をおいて離隔して配置されることが好ましい。
【０００９】
前記光転換層が光拡散構造体の外表面に存在する場合、前記光拡散構造体の屈折率は、光転換層の屈折率より大きいことが好ましい。
前記光転換層は、半導体ナノ結晶と、マトリックスとを含むことが好ましい。
前記半導体ナノ結晶は、約４５ｎｍ以下の発光波長スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）を有することが好ましい。
前記半導体ナノ結晶は、カルボキシル基又はその塩を含む高分子でさらにコーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）されることが好ましい。
前記カルボキシル基又はその塩を含む高分子は、ポリ（アルキレン−コ−アクリル酸）、ポリ（アルキレン−コ−メタクリル酸）、これらの塩、及びこれらの混合物から選択されることが好ましい。
前記半導体ナノ結晶は、前記半導体ナノ結晶の表面と結合可能な、カルボキシレート陰イオン基を有する高分子、及び前記カルボキシレート陰イオン基と結合可能であり、前記半導体ナノ結晶を構成する金属とは別個の金属の金属陽イオンでさらにコーティングされることが好ましい。
【００１０】
前記マトリックスは、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）樹脂、エポキシ樹脂、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）高分子、（メタ）アクリレート系高分子、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、ジルコニア、チタニア、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことが好ましい。
前記光転換層は、黄色半導体ナノ結晶を含むか、又は赤色半導体ナノ結晶と緑色半導体ナノ結晶との混合物を含むことが好ましい。
前記光転換層は、無機酸化物粒子を追加的に含むことが好ましい。
前記無機酸化物粒子は、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、ジルコニア、チタニア、及びこれらの組み合わせから選択されることが好ましい。
前記有機バリア層は、光拡散構造体の内表面に位置し、前記光転換層は光拡散構造体と有機バリア層との間に位置し、光拡散構造体の内部を満たすことが好ましい。
前記光転換層と有機バリア層との間に第１無機バリア層をさらに含むことが好ましい。
前記光拡散構造体の外表面に有機バリア層又は無機バリア層をさらに含むことが好ましい。
前記有機バリア層の下部にガラス板を追加的に含むことが好ましい。
【００１１】
前記有機バリア層の外表面に金属パターンをさらに含むことが好ましい。
前記光転換層の外表面に金属パターンをさらに含むことが好ましい。
前記金属パターンは、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、及びこれらの組み合わせから選択される金属からなることが好ましい。
前記光拡散構造体と光転換層との間に、第１無機バリア層を追加的に含むことが好ましい。
前記光拡散構造体と光転換層との間に、第２無機バリア層を追加的に含むことが好ましい。
前記第１無機バリア層は、無機酸化物、無機高分子（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、有機／無機ハイブリッド高分子、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマー及び末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーが重合された高分子、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことが好ましい。
前記第２無機バリア層は、無機酸化物、無機高分子（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、有機／無機ハイブリッド高分子、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマー及び末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーが重合された高分子、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことが好ましい。
前記有機バリア層は、１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以上１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下の酸素透過率を有することが好ましい。
前記有機バリア層は、１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以上１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水分透過率を有することが好ましい。
前記ＬＥＤパッケージから出射する光は、１２０度（ｄｅｇｒｅｅ）以上の指向角（ｂｅａｍ  ａｎｇｌｅ）を有することが好ましい。
【００１２】
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源と離隔して配設される光拡散構造体と、前記光拡散構造体の内表面に存在しながら内部全体を満たし、前記ＬＥＤ光源から入射した光を白色光に転換させる光転換層とを含む積層構造体とを有し、前記光転換層は、半導体ナノ結晶を含み、前記光転換層の下に位置する第１無機バリア層と、前記第１無機バリア層の下に位置するガラス板とをさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
前記第１無機バリア層及びガラス板の間に接着層が追加されることが好ましい。
前記光拡散構造体の外表面に有機バリア層又は無機バリア層をさらに含むことが好ましい。
【００１４】
上記目的を達成するためになされた本発明によるバックライトユニットは、上記ＬＥＤパッケージを含むことを特徴とする。
【００１５】
前記ＬＥＤパッケージの上部に拡散板をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
上記目的を達成するためになされた本発明による照明装置は、上記ＬＥＤパッケージを含むことを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するためになされた本発明による液晶ディスプレイ装置は、上記バックライトユニットと、前記バックライトユニットから入射した光を用いて画像を形成する液晶パネルとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るＬＥＤパッケージ及びこれを含むバックライトユニットと照明装置並びに液晶ディスプレイ装置によれば、半導体ナノ結晶を光転換層として用いて色再現性と色純度を向上させ、光転換層が光拡散構造体によってＬＥＤ光源と離隔して位置するので、半導体ナノ結晶のＬＥＤ光源による劣化を防止して信頼性を確保し、ＬＥＤ光源から出る光が均等に分散可能で、広い指向角（ｂｅａｍ  ａｎｇｌｅ）を有するバックライトユニット及び照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図８】本発明の第８の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図９】本発明の第９の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図１０】本発明の第１０の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図１１】本発明の第１１の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図１２】本発明の第１２の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図１３】本発明の第１３の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図１４】本発明の第１４の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【図１７】実施例１、実施例２、及び比較例１により製造されたＬＥＤパッケージが装着された印刷回路基板の高温信頼性テストの結果を示すグラフである。
【図１８】実施例１により製造されたＬＥＤパッケージが装着された印刷回路基板の時間に応じたスペクトルの変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明に係るＬＥＤパッケージ及びこれを含むバックライトユニットと照明装置並びに液晶ディスプレイ装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
しかし、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面において、様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分については同一の図面符号を付した。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとする時、これは他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとする時には、中間に別の部分がないことを意味する。
【００２２】
以下、別途の定義がない限り、結合価数（ｖａｌｅｎｃｅ）を超えない範囲内で『置換』とは、化合物又は置換基中の水素がＣ１〜Ｃ３０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルキニル基、Ｃ６〜Ｃ３０のアリール基、Ｃ７〜Ｃ３０のアルキルアリール基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルコキシ基、Ｃ６〜Ｃ３０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ３０のヘテロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０のヘテロアルキルアリール基、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ６〜Ｃ３０のシクロアルキニル基、Ｃ２〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、ハロゲン（−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、又は−Ｉ）、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、ニトロ基（−ＮＯ２）、シアノ基（−ＣＮ）、アミノ基（−ＮＲＲ’、ここで、ＲとＲ’は、互いに独立に、水素又はＣ１〜Ｃ６のアルキル基である）、アジド基（−Ｎ３）、アミジノ基（−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＨ２）、ヒドラジノ基（−ＮＨＮＨ２）、ヒドラゾノ基（＝Ｎ（ＮＨ２））、アルデヒド基（−Ｃ（＝Ｏ）Ｈ）、カルバモイル基、チオール基、エステル基（−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ、ここで、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基又はＣ６〜Ｃ１２のアリール基である）、アクリロイル基、メタクリロイル基、カルボキシル基又はその塩、スルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）又はその塩（−ＳＯ３Ｍ、ここで、Ｍは、有機又は無機陽イオンである）、リン酸基（−ＰＯ３Ｈ２）やその塩（−ＰＯ３ＭＨ又は−ＰＯ３Ｍ２、ここで、Ｍは、有機又は無機陽イオンである）、及びこれらの組み合わせから選択された置換基で置換されていることを意味する。
【００２３】
また、以下、別途の定義がない限り、「ヘテロ」とは、環（ｒｉｎｇ）内に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｉ、及びＰから選択されたヘテロ原子を１〜４個含むことを意味する。
環の全メンバーは３〜１０であるとよい。多重環が存在すれば、それぞれの環は、芳香族環、飽和又は部分飽和環又は多重環（融合環、ペンダント環、スピロサイクリック環、又はこれらの組み合わせ）であってもよい。
ヘテロシクロアルキル基は、ヘテロ原子を含む少なくとも１つの非芳香族環（ｎｏｎ−ａｒｏｍａｔｉｃ  ｒｉｎｇ）であってもよく、ヘテロアリール基は、ヘテロ原子を含む少なくとも１つの芳香族環であってもよい。
少なくとも１つの環がヘテロ原子を含む芳香族環であれば、非芳香族及び／又はカルボサイクリック（ｃａｒｂｏｃｙｃｌｉｃ）環がヘテロアリール基に存在してもよい。
【００２４】
本明細書において、別途の定義がない限り、「アルキレン基」は、１つ以上の置換体を選択的に含む２以上の結合価数（ｖａｌａｎｃｅ）を有する直鎖もしくは分枝鎖の飽和脂肪族炭化水素基である。
本明細書において、「アリーレン基」は、１つ以上の置換体を選択的に含み、１つ以上の芳香族環において少なくとも２個の水素の除去により形成された２以上の結合価数を有する官能基を意味する。
また、「脂肪族有機基」は、Ｃ１〜Ｃ３０の直鎖もしくは分枝鎖アルキル基を意味する。
「芳香族有機基」は、Ｃ６〜Ｃ３０のアリール基又はＣ２〜Ｃ３０のヘテロアリール基を意味する。
「脂環族有機基」は、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルケニル基、及びＣ３〜Ｃ３０のシクロアルキニル基を意味し、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｉ及びＰから選択されるヘテロ原子を含んでもよい。「ヘテロシクリル基」はシクロアルキル基、シクロアルケニル基またはシクロアルキニル基を意味する。
本明細書において、別途の定義がない限り、「これらの組み合わせ」とは、構成物の混合物、積層物、複合体、合金、ブレンド、反応生成物などを意味する。
本明細書において、（メタ）アクリレートは、アクリレート及びメタクリレートの両方を意味する。
【００２５】
本発明の一実施形態によるＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源と離隔して配設される光拡散構造体と、前記光拡散構造体の内表面及び外表面の内の少なくとも１つの表面に配置され、前記ＬＥＤ光源から入射した光を白色光に転換させる光転換層とを含む積層構造体とを有し、前記光転換層は、半導体ナノ結晶を含み、前記光転換層の表面には、有機バリア層が配置される。
有機バリア層は、光転換層が光拡散構造体と接触しない面に位置し得る。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るＬＥＤパッケージについて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤパッケージ１０を概略的に示す断面図である。
図１を参照すると、ＬＥＤパッケージ１０は、基板１１上に、ＬＥＤ光源１５と、第１リード電極１３ａ及び第２リード電極１３ｂとを含み、ＬＥＤ光源１５と第１リード電極１３ａ及び第２リード電極１３ｂはそれぞれ、ワイヤ１４によって電気的に接続されている。
ＬＥＤ光源１５と離隔して積層構造体２４が位置し、この積層構造体２４は、光拡散構造体２３と、光転換層２５とを含み、光転換層２５の外表面に有機バリア層２７が配置される。
【００２７】
基板１１は、透明な材質で形成され、アルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）、ジルコニア（ｚｉｒｃｏｎｉａ）、水晶（ｑｕａｒｔｚ）、カルシウムジルコネート（ｃａｌｃｉｕｍ  ｚｉｒｃｏｎａｔｅ）、ジンクオキサイド（ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ、ＺｎＯ）、ガリウムナイトライド（ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ、ＧａＮ）、シリコンカーバイド（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ、ＳｉＣ）、アルミニウムナイトライド（ＡｌＮ）などで形成されてもよいし、これに限定されるものではない。
前記ＬＥＤ光源１５は、発光素子であって、青色光源又は紫外線光源であるとよい。
【００２８】
積層構造体２４は、光拡散構造体２３と、光転換層２５とを含み、ＬＥＤ光源１５と離隔してその周辺を囲みながら設けられる。
光転換層２５が光拡散構造体２３によってＬＥＤ光源１５と離隔して位置するので、半導体ナノ結晶のＬＥＤ光源１５による劣化を防止することができる。
光拡散構造体２３は、図１に示すように、半球状のレンズ型構造体であるとよい。
レンズ型構造体は、図１に示すように、凸レンズ型構造体であるとよい。
このような光拡散構造体２３は、ＬＥＤ光源１５から放出される光を広く拡散可能で、これを含むバックライトユニット又は照明装置の指向角（ｂｅａｍ  ａｎｇｌｅ）を広げることができる。
また、均一な面光源を作るためのＬＥＤ光源の個数を減らすことによって、バックライトユニット又は照明装置の体積を減少させることができる。
【００２９】
光拡散構造体２３は、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、エポキシ系高分子、シリコーン系高分子、及びこれらの組み合わせから選択される高分子又はガラスで製造される。
光拡散構造体２３は、約８０％以上、例えば、約８５％又は約９０％以上の透過度を有するとよい。透過度を有する光拡散構造体２３の場合、ＬＥＤ光源１５から出射する光を光転換層２５に効率的に伝達させることができる。
また、光拡散構造体２３を構成する高分子は、約８５℃以上、例えば、約９０％以上又は約１００℃以上、そして約１５０℃以下、例えば、約１３０℃以下又は約１２０℃以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するとよい。前記ガラス転移温度を有する場合、光拡散構造体２３の作製工程を容易に実施することができる。
【００３０】
上記高分子を含む光拡散構造体２３は、約１．４以上、例えば、１．５以上、そして約１．７以下、例えば、約１．６以下の屈折率を有するとよい。
また、上記高分子を含む光拡散構造体２３は、光転換層２５に比べて屈折率が相対的に大きいのが良い。この場合、ＬＥＤ光源１５から出射する光を、相対的に屈折率の大きい光拡散構造体２３から相対的に屈折率の小さい光転換層２５に入射させることによって、屈折率の差により光が一定範囲に集中できるように光経路を調整することができる。
光拡散構造体２３は、ＬＥＤ光源１５と約５ｍｍ以下、例えば、約０．０１ｍｍ〜約５ｍｍ、約０．０１ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約０．０５ｍｍ〜約１ｍｍの距離をおいて離隔して位置するのが良い。
光拡散構造体２３は、基板１１に全体的に又は部分的に密着して存在する。
【００３１】
光拡散構造体２３は、高分子又はガラスを射出成形して製造することができる。
製造された光拡散構造体２３は、表面に凹凸を形成することができる。
凹凸は、光拡散構造体２３の成形時に共に形成されるようにするとよい。
また、製造された光拡散構造体２３の表面をテクスチャリングして凹凸を形成してもよい。テクスチャリングは、機械的ポリシング又は化学的エッチングにより実施することができる。
凹凸が形成された光拡散構造体２３は、これから出射する光を拡散させる役割を果たすことができる。
【００３２】
光拡散構造体２３の外表面に光転換層２５が形成される。
光転換層２５は、色再現性及び色純度を実現可能な半導体ナノ結晶と、マトリックスとを含む。
光拡散構造体２３とＬＥＤ光源１５との間の空間２１は、空き空間であってもよく、透明高分子で満たされていてもよい。
透明高分子としては、後述する光転換層２５のマトリックスが使用できる。
光転換層２５は、ＬＥＤ光源１５と離隔して位置するので、ＬＥＤ光源１５と所定の距離だけ離隔して位置し、光転換層２５に存在する半導体ナノ結晶の劣化を防止することができる。
光拡散構造体２３によって光転換層２５に伝達される光源の強度が約１／１０００程度に減少できる。
【００３３】
半導体ナノ結晶は、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ−ＶＩ族化合物、ＩＶ族元素、ＩＶ族化合物、及びこれらの組み合わせから選択される。
ここで、ＩＩ族、ＩＩＩ族、ＶＩ族、Ｖ族及びＶＩ族は、それぞれＩＵＰＡＣ周期表による２族及び１２族、１３族、１４族、１５族及び１６族を意味する。
ＩＩ−ＶＩ族化合物は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、及びこれらの混合物から選択される二元素化合物、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳ、及びこれらの混合物から選択される三元素化合物、及びＨｇＺｎＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、及びこれらの混合物から選択される四元素化合物、から選択される。
【００３４】
ＩＩＩ−Ｖ族化合物は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、及びこれらの混合物から選択される二元素化合物、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ、及びこれらの混合物から選択される三元素化合物、及びＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂ、及びこれらの混合物から選択される四元素化合物、から選択される。
【００３５】
ＩＶ−ＶＩ族化合物は、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、及びこれらの混合物から選択される二元素化合物、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ、及びこれらの混合物から選択される三元素化合物、及びＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅ、及びこれらの混合物から選択される四元素化合物から選択される。
ＩＶ族元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、及びこれらの混合物から選択される。
ＩＶ族化合物は、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、及びこれらの混合物から選択される二元素化合物であってもよい。
また、上記ＩＩＩ−Ｖ族化合物は、ＩＩ族元素をさらに含んでもよい。具体的な例としてはＩｎＺｎＰなどがあり、これに限定されない。
【００３６】
この時、二元素化合物、三元素化合物、又は四元素化合物は、均一な濃度で粒子内に存在し、濃度分布が部分的に異なる状態に分かれて同一粒子内に存在するものであってもよい。
また、１つの半導体ナノ結晶が他の半導体ナノ結晶を囲むコア／シェル構造を有してもよい。
コアとシェルとの界面は、シェルに存在する元素の濃度が中心にいくほど低くなる濃度勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有することができる。
上記コアは少なくとも２つの半導体ナノ結晶を含むことができる。上記シェルは少なくとも２つのシェルを有する多重シェルであり得、それぞれのシェルは少なくとも２つの半導体ナノ結晶を含むことができる。
上記コアを構成する半導体ナノ結晶の具体的な例はＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＰ、ＩｎＺｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰまたはこれらの混合物を含み、シェルを構成する半導体ナノ結晶の具体的な例はＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳ、ＧａＮまたはこれらの混合物を含むことができる。
例えば、約６０５ｎｍ〜約６５０ｎｍ、具体的に約６１０ｎｍ〜約６４０ｎｍの発光波長の範囲を有する赤色半導体ナノ結晶と約５１０ｎｍ〜約５４５ｎｍ、具体的に約５２０ｎｍ〜約５４５ｎｍの発光波長の範囲を有する緑色半導体ナノ結晶が使用されることができる。このような赤色半導体ナノ結晶の具体的な例としては、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、  ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳｅＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳｅＳ／ＺｎＳおよびＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳから選択される少なくとも一つがあり、このような緑色半導体ナノ結晶の具体的な例としては、ＣｄＳｅＳ／ＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ／ＣｄＳ／ＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＺｎＰ／ＺｎＳ、ＩｎＧａＰ／ＺｎＳ、ＩｎＺｎＰ／ＺｎＳｅＳ／ＺｎＳおよびＩｎＰ／ＺｎＳｅ／ＺｎＳから選択される少なくとも一つがある。
【００３７】
半導体ナノ結晶は、約４５ｎｍ以下、好適には約４０ｎｍ以下、より好適には約３０ｎｍ以下の発光波長スペクトルの半値幅（ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ａｔ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｍ（ＦＷＨＭ））を有するとよい。
前記範囲で光転換層２５の色純度や色再現性を向上させることができる。
半導体ナノ結晶は、約１ｎｍ〜約１００ｎｍの粒径（球状でない場合、最も長い部分の大きさ）を有するとよいし、約１ｎｍ〜約５０ｎｍの粒径（球状でない場合、最も長い部分の大きさ）を有するのがより良く、約１ｎｍ〜約１０ｎｍ又は約２ｎｍ〜約２５ｎｍの粒径（球状でない場合、最も長い部分の大きさ）を有するのがさらに良い。
また、半導体ナノ結晶の形態は、この分野で一般に使用する形態のもので特に限定しないが、より具体的には、球状、ピラミッド状、多重枝状（ｍｕｌｔｉ−ａｒｍ）、又は立方体（ｃｕｂｉｃ）のナノ粒子、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノ繊維、ナノ板状粒子などの形態のものを使用するのが良い。
【００３８】
半導体ナノ結晶は、マトリックスに分散して存在する。
マトリックスは、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）樹脂、エポキシ樹脂、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）高分子、（メタ）アクリレート系高分子、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、ジルコニア、チタニア、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことができる。
例えば、チオール−エン高分子は、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマーと、末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも２つ有する第２モノマーとを重合して製造される。
【００３９】
チオール−エン高分子を構成する、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマーは、下記に示す化学式１で表される。
【化１】
2017063197.tif 000003
【００４０】
化学式１において、Ｒ１は、水素；置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０のアリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクリル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、ヒドロキシ基、ＮＨ２、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアミン基（−ＮＲＲ’、ここで、ＲとＲ’は、互いに独立に、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）、イソシアネート基、イソシアヌレート基、（メタ）アクリレート基、ハロゲン、−ＲＯＲ’（ここで、Ｒは、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０のアルキレン基であり、Ｒ’は、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）、アシルハライド（−ＲＣ（＝Ｏ）Ｘ、ここで、Ｒは、置換もしくは非置換のアルキレン基であり、Ｘは、ハロゲンである）、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ’（ここで、Ｒ’は、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）、−ＣＮ、又は−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲＲ’（ここで、ＲとＲ’は、互いに独立に、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）から選択され、
Ｌ１は、単一結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０のアリーレン基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のシクロアルキレン基、及び置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキレン基から選択され、
Ｙ１は、単一結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルケニレン基、及び少なくとも１つのメチレン（−ＣＨ２−）がスルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（ＣＯ）、エーテル（−Ｏ−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−）（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、−ＮＲ−（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、又はこれらの組み合わせで置換されたＣ１〜Ｃ３０のアルキレン基又はＣ２〜Ｃ３０のアルケニレン基から選択され、
ｍは、１以上の整数であり、
ｋ１は、０又は１以上の整数であり、ｋ２は、１以上の整数であり、
ｍとｋ２の和は、３以上の整数である。
【００４１】
本発明の一実施形態において、化学式１におけるｍは、Ｙ１の結合価数を超えず、ｋ１とｋ２の和は、Ｌ１の結合価数を超えないのが良い。
本発明の一実施形態において、ｍとｋ２の和は３〜６、具体的には３〜５であるとよく、他の実施形態において、ｍは１、ｋ１は０、ｋ２は３又は４であるとよい。
チオール基は、Ｙ１の末端に結合され、例えば、Ｙ１がアルキレン基の場合、最後に存在する炭素に結合される。
【００４２】
チオール−エン高分子を構成する第２モノマーは、下記に示す化学式２で表すことができる。
【化２】
2017063197.tif 000004
【００４３】
化学式２において、Ｘは、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を有するＣ２〜Ｃ３０の脂肪族有機基、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を有するＣ６〜Ｃ３０の芳香族有機基、又は炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を有するＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基であり、
Ｒ２は、水素、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０のアリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクリル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、ヒドロキシ基、ＮＨ２、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアミン基（−ＮＲＲ’、ここで、ＲとＲ’は、互いに独立に、水素又はＣ１〜Ｃ３０のアルキル基である）、イソシアネート基、イソシアヌレート基、（メタ）アクリレート基、ハロゲン、−ＲＯＲ’（ここで、Ｒは、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０のアルキレン基であり、Ｒ’は、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）、アシルハライド（−ＲＣ（＝Ｏ）Ｘ、ここで、Ｒは、置換もしくは非置換のアルキレン基であり、Ｘは、ハロゲンである）、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ’（ここで、Ｒ’は、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）、−ＣＮ、及び−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲＲ’（ここで、ＲとＲ’は、互いに独立に、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）から選択され、
Ｌ２は、単一結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０のアリーレン基、及び置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロアリーレン基から選択され、
Ｙ２は、単一結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルケニレン基、又は少なくとも１つのメチレン（−ＣＨ２−）がスルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、エーテル（−Ｏ−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−）（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、−ＮＲ−（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、又はこれらの組み合わせで置換されたＣ１〜Ｃ３０のアルキレン基又はＣ２〜Ｃ３０のアルケニレン基であり、
ｎは、１以上の整数であり、
ｋ３は、０又は１以上の整数であり、ｋ４は、１以上の整数であり、
ｎとｋ４の和は、３以上の整数である。
【００４４】
本発明の一実施形態において、化学式２におけるｎは、Ｙ２の結合価数を超えず、ｋ３とｋ４は、Ｌ２の結合価数を超えないのが良い。
本発明の一実施形態において、ｎとｋ４の和は３〜６、具体的には３〜５であるとよく、他の実施形態において、ｎは１、ｋ３は０、ｋ４は３又は４であるとよい。
【００４５】
化学式１の第１モノマーの例としては、下記に示す化学式（１−１）のモノマーが挙げられる。
Ｘは、Ｙ２の末端に結合され、例えば、Ｙ２がアルキレン基の場合、最後に存在する炭素に結合される。
【化（１−１）】
2017063197.tif 000005
【００４６】
化学式（１−１）において、Ｌ１’は、炭素、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０のアリーレン基、例えば、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキレン基であり、
Ｙａ〜Ｙｄは、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルケニレン基、又は少なくとも１つのメチレン（−ＣＨ２−）がスルホニル（−Ｓ（＝Ｏ）２−）、カルボニル（−Ｃ（＝Ｏ）−）、エーテル（−Ｏ−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−Ｓ（＝Ｏ）−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−）（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、−ＮＲ−（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、又はこれらの組み合わせで置換されたＣ１〜Ｃ３０のアルキレン基又はＣ２〜Ｃ３０のアルケニレン基であり、
Ｒａ〜Ｒｄは、化学式１のＲ１又は−ＳＨであり、Ｒａ〜Ｒｄのうちの少なくとも２つは、−ＳＨである。
【００４７】
本発明の一実施形態において、Ｌ１’は、置換もしくは非置換のフェニレン基であり、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０のアリーレン基は、置換もしくは非置換のフェニレン基であってもよい。
化学式１の第１モノマーのより具体的な例としては、下記に示す化学式（１−Ａ）〜（１−Ｄ）で表される化合物が挙げられる。
【化（１−Ａ）（１−Ｂ）】
2017063197.tif 000006
【化（１−Ｃ）（１−Ｄ）】
2017063197.tif 000007
【００４８】
化学式２において、Ｘは、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を有するＣ２〜Ｃ３０の脂肪族有機基、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を有するＣ６〜Ｃ３０の芳香族有機基、又は炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を有するＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基であってもよい。
Ｘは、アクリレート基、メタクリレート基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクリル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、及びＣ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基から選択される。
【００４９】
化学式２のＸの定義において、アルケニル基は、ビニル基又はアリル（ａｌｌｙｌ）基であってもよく、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基は、ノルボルネン（ｎｏｒｂｏｒｎｅｎｅ）基、マレイミド基、ナドイミド（ｎａｄｉｍｉｄｅ）基、テトラヒドロフタルイミド基、又はこれらの組み合わせから選択される。
化学式２において、Ｌ２は、置換もしくは非置換のピロリジニル基、置換もしくは非置換のテトラヒドロフラニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のピリミジル基、置換もしくは非置換のピペリジル基、置換もしくは非置換のトリアジニル基、置換もしくは非置換のトリオキソトリアジニル基、又は置換もしくは非置換のイソシアヌレート基であってもよい。
【００５０】
化学式２の第２モノマーの具体的な例としては、下記に示す化学式（２−１）及び化学式（２−２）の化合物が挙げられる。
【化（２−１）（２−２）】
2017063197.tif 000008
【００５１】
化学式（２−１）及び化学式（２−２）において、Ｚ１〜Ｚ３は、同一又は異なり、化学式２の＊−Ｙ２−（Ｘ）ｎに相当する。
より具体的な例としては、下記に示す化学式（２−３）〜化学式（２−５）の化合物が挙げられる。
【化（２−３）−（２−５）】
2017063197.tif 000009
【００５２】
第１モノマー及び第２モノマーは、第１モノマーのチオール基と第２モノマーの炭素−炭素不飽和結合が約０．５：１〜約１：０．５、好適には約０．７５：１〜約１：０．７５、より好適には約１：０．９〜約１：１．１のモル比となるように存在し得る。
上記範囲で第１モノマーと第２モノマーを使用する場合、高密度ネットワークを有し、優れた機械的強度と物性を有するマトリックスを提供することができる。
【００５３】
光転換層２５のチオール−エン高分子は、第１モノマー及び第２モノマーのほか、末端に１個のチオール基を含む第３モノマー、又は末端に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する第４モノマー、又はこれら全てをさらに共重合して製造することができる。
第３モノマーは、化学式１においてｍとｋ２がそれぞれ１の化合物であり、第４モノマーは、化学式２においてｎとｋ４がそれぞれ１の化合物である。
【００５４】
マトリックスは、半導体ナノ結晶と親和性（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）に優れ、半導体ナノ結晶をよく分散させることができる。
このうち、チオール−エン高分子は、常温（２０〜２５℃）で短時間に硬化させることができて、半導体ナノ結晶の安定性を低下させる高温工程を実施しなくてもよい。
また、チオール−エン高分子の場合、緻密な架橋構造を形成して酸素又は水分などの外部因子を遮断可能で、半導体ナノ結晶を安定して保護することができる。
これによって、発光効率を長い時間安定して維持することができる。
【００５５】
光転換層２５は、無機酸化物粒子をさらに含むことができる。
無機酸化物粒子は、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、チタニア、ジルコニア、及びこれらの組み合わせから選択される無機酸化物からなってもよい。
無機酸化物粒子は、ナノサイズ又はマイクロサイズの大きさを有するとよい。
これらの無機酸化物粒子は、光拡散物質として作用できる。
無機酸化物粒子は、光転換層２５の総量に対して、約１重量％〜約２０重量％、具体的には約１重量％〜１５重量％又は約２重量％〜１５重量％含まれる。
上記範囲で無機酸化物粒子を含ませる場合、光拡散効果をさらに改善させることができる。
【００５６】
光転換層２５は、マトリックス用前駆体（モノマー）、半導体ナノ結晶、必要な溶媒、及び選択的に無機酸化物粒子を混合して分散液を製造した後、光拡散構造体２３の外表面に塗布した後、硬化して製造される。
光転換層２５は、モールドを用いたり、キャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）方法で多様な厚さに作製され得る。
光転換層２５は、光転換層２５の総量に対して、半導体ナノ結晶を約０．１〜約２０重量％、好適には約０．２〜約１５重量％、より好適には約０．３〜約１０重量％の量で含まれる。
上記範囲で半導体ナノ結晶とマトリックスを使用する場合、安定した光転換層２５を提供することができる。
【００５７】
半導体ナノ結晶は、マトリックスに分散させる前に、カルボキシル基又はその塩を含む高分子でさらにコーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）され得る。
カルボキシル基は、アクリル酸基、メタクリル酸基、又はこれらの塩であってもよい。
カルボキシル基又はその塩を含む高分子は、ポリ（アルキレン−コ−アクリル酸）、ポリ（アルキレン−コ−メタクリル酸）、これらの塩、及びこれらの混合物から選択される。
カルボキシル基又はその塩を含む高分子は、高分子内にカルボキシル基又はその塩を含む構造単位を約１〜約１００モル％、好適には約２〜約５０モル％、より好適には約４〜約２０モル％の量で含むことができる。
上記範囲でカルボキシル基又はその塩を含む構造単位が高分子内に含まれる場合、光転換層２５の安定性を向上させることができる。
カルボキシル基又はその塩を含む高分子は、約５０℃〜３００℃、好適には約６０℃〜約２００℃、より好適には約７０℃〜約２００℃の融点（Ｔｍ）を有するとよい。
上記範囲の融点を有する場合、半導体ナノ結晶を安定してコーティングすることができる。
【００５８】
半導体ナノ結晶は、カルボキシレート陰イオン基を有する高分子でコーティングされて安定化されてもよい。
カルボキシレート陰イオン基は、半導体ナノ結晶の表面に有機リガンドのように作用して、半導体ナノ結晶をパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）することができる。
カルボキシレート陰イオン基を有する高分子は、高分子内にカルボキシレート陰イオン基を有する構造単位を約１〜約１００ｍｏｌ％、好適には約１〜約９０モル％、より好適には約２〜約５０モル％、さらに好適には約４〜約２０モル％の量で含むことができる。
上記範囲でカルボキシレート陰イオン基を有する構造単位を高分子内に含む場合、半導体ナノ結晶の安定性を向上させることができる。
カルボキシレート陰イオン基を有する高分子は、約５０〜約４００℃、好適には約６０℃〜約３５０℃、より好適には約７０℃〜約３００℃の融点（Ｔｍ）を有するとよい。
上記範囲の融点を有する場合、カルボキシレート陰イオン基を有する高分子が安定的に半導体ナノ結晶の表面を一部又は全部コーティングすることができる。
【００５９】
カルボキシレート陰イオン基を有する高分子は、長い脂肪族鎖の主鎖又は側鎖にカルボキシレート陰イオン基を有する高分子である。
カルボキシレート陰イオン基を有する高分子は、アルキレン構造単位と、下記に示す化学式３で表される構造単位とを含む高分子であるとよい。
【化３】
2017063197.tif 000010
【００６０】
化学式３において、Ｒ１は、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ２０の直鎖もしくは分枝鎖アルキレン基、具体的には、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０の直鎖もしくは分枝鎖アルキレン基であり、
Ｒ２は、水素又はメチル基であり、
Ｒ３は、単一結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ５０のアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ５０のアルケニレン基、少なくとも１つのメチレン基（−ＣＨ２−）がスルホニル（−ＳＯ２−）、カルボニル（ＣＯ）、エーテル（−Ｏ−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−ＳＯ−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−）（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、イミン（−ＮＲ−）（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、又はこれらの組み合わせで置換されたＣ１〜Ｃ５０のアルキレン基、又は少なくとも１つのメチレン基（−ＣＨ２−）がスルホニル（−ＳＯ２−）、カルボニル（ＣＯ）、エーテル（−Ｏ−）、スルフィド（−Ｓ−）、スルホキシド（−ＳＯ−）、エステル（−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−）、アミド（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−）（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、イミン（−ＮＲ−）（ここで、Ｒは、水素又はＣ１〜Ｃ１０のアルキル基である）、又はこれらの組み合わせで置換されたＣ２〜Ｃ５０のアルケニレン基である。
アルキレン構造単位と前記化学式３で表される構造単位は、ランダムに配列されてランダム共重合体を形成してもよく、ブロックに配列されてブロック共重合体を形成してもよいし、特に限定されない。
【００６１】
カルボキシレート陰イオン基を有する高分子の具体的な例としては、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）、ポリ（プロピレン−コ−アクリル酸）、ポリ（ブチレン−コ−アクリル酸）などのポリ（アルキレン−コ−アクリル酸）、ポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）、ポリ（プロピレン−コ−メタクリル酸）、ポリ（ブチレン−コ−メタクリル酸）、及びこれらの組み合わせから選択されるポリ（アルキレン−コ−メタクリル酸）又はポリ（アルキレン−コ−（メタ）アクリル酸）のイオン化された高分子が挙げられる。
カルボキシレート陰イオン基を有する高分子は、半導体ナノ結晶１００重量部に対して、約５０〜約１０，０００重量部、好適には約５０〜約５，０００重量部又は約１００〜約１，０００重量部の量でコーティングされるのが良い。
上記範囲でコーティングされる場合、半導体ナノ結晶の安定性を十分に確保することができる。
【００６２】
金属陽イオンは、半導体ナノ結晶と結合しないカルボキシレート陰イオン基と結合して、カルボキシレート陰イオン基を有する高分子の融点（ｍ．ｐ．）を上昇させ、熱安定性を改善させることができる。
金属陽イオンは、カルボキシレート陰イオン基と配位結合又はイオン結合して、高分子の鎖構造がより緻密に互いに密着してネットワークを形成するようにする。
また、半導体ナノ結晶に弱く結合されている高分子を半導体ナノ結晶から脱落させてもよい。
金属陽イオンの例としては、アルカリ土類金属、希土類元素、遷移元素、１２族元素、１３族元素、及びこれらの組み合わせから選択される金属の陽イオンであってもよい。
【００６３】
金属陽イオンの具体的な例としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｂａ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、及びこれらの組み合わせから選択される金属の陽イオンであってもよい。
金属陽イオンとしては、２価以上の多価金属陽イオンがより良い。
金属陽イオンは、高分子のカルボキシレート陰イオン基１モルに対して、約０．１〜約１．５モル、具体的には約０．３〜約１．５モル又は約０．３〜約１モルで存在してもよい。
上記範囲で存在する場合、金属陽イオンとカルボキシレート陰イオン基の結合が容易に行われる。
【００６４】
カルボキシレート陰イオン基を有する高分子でコーティングされた半導体ナノ結晶は、半導体ナノ結晶、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する高分子、及びカルボキシル基と結合可能な金属陽イオンを含む金属化合物を反応させた後、乾燥して製造することができる。
つまり、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する高分子を有機溶媒に分散させて高分子分散液を提供し、高分子分散液に半導体ナノ結晶を混合し、混合物にカルボキシル基と結合可能な金属陽イオンを含む金属化合物（金属陽イオンを提供する化合物）を添加した後、乾燥する工程を実施することによって、カルボキシレート陰イオン基を有する高分子でコーティングされた半導体ナノ結晶を製造することができる。
【００６５】
カルボキシル基を有する高分子は、ポリアルキレン構造単位と、ポリ（メタ）アクリル酸の構造単位とを含む高分子であってもよい。
これらの構造単位は、ランダムに配列されてランダム共重合体を形成してもよく、ブロックに配列されてブロック共重合体を形成してもよいし、特に限定されない。
カルボキシル基を有する高分子の具体的な例としては、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）、ポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）、ポリ（プロピレン−コ−アクリル酸）、ポリ（プロピレン−コ−メタクリル酸）、ポリ（ブチレン−コ−アクリル酸）、ポリ（ブチレン−コ−メタクリル酸）、及びこれらの混合物から選択される。
【００６６】
金属化合物の例としては、アルカリ土類金属、希土類元素、遷移元素、１２族元素、１３族元素、及びこれらの組み合わせから選択される金属を含む有機金属化合物、有機塩、又は無機塩であってもよい。
具体的には、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｂａ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、及びこれらの組み合わせから選択される金属を含む有機金属化合物、有機塩、又は無機塩が挙げられる。
有機金属化合物としては、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジメチルカドミウム、フェロセン（ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ）などが使用されてもよいし、これに限定されるものではない。
有機塩としては、アセテート基、ステアレート（ｓｔｅａｒａｔｅ）基、オレエート（ｏｌｅａｔｅ）基、アセチルアセトネート基などの陰イオン基を含む化合物が使用されてもよいし、これに限定されるものではない。
無機塩としては、ハライド（例えば、クロライド）、硝酸塩、硫酸塩などが使用されてもよいし、これに限定されるものではない。
【００６７】
ＬＥＤ光源１５から出射した光が半導体ナノ結晶を含む光転換層２５を通過すると、白色光を得ることができる。
ここで、光転換層２５をなす半導体ナノ結晶の組成及びサイズを変化させると、青色光、緑色光、及び赤色光を所望の比率に調節することができ、これにより、優れた色再現性及び色純度を実現可能な白色光を得ることができる。
このような白色光の色座標は、ＣＩＥ１９３１色空間（ｃｏｌｏｒ  ｓｐａｃｅ）において、Ｃｘ値は約０．２４〜０．５６、例えば０．２５〜０．３５であり、Ｃｙ値は約０．２０〜０．４２、例えば０．２３〜０．３５の範囲にあるとよい。
【００６８】
例えば、ＬＥＤ光源１５が青色ＬＥＤ光源であれば、光転換層２５は、黄色半導体ナノ結晶を含むか、あるいは赤色半導体ナノ結晶と緑色半導体ナノ結晶との混合物を含むことができる。
緑色半導体ナノ結晶と赤色半導体ナノ結晶は、光学密度（ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ（ＯＤ）：ＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルにおいて１番目の最大吸収波長（ｆｉｒｓｔ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｍａｘｉｍｕｍ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）での吸収度）の比が約１．５：１〜４：１、好適には約２：１〜３：１となるように使用することができる。
青色ＬＥＤ光源の発光ピーク波長は約４４０ｎｍ〜約４５５ｎｍであり、黄色発光半導体ナノ結晶の発光ピーク波長は約５４６ｎｍ〜約６０５ｎｍであり、緑色発光半導体ナノ結晶の発光ピーク波長は約５１０ｎｍ〜約５４５ｎｍ、例えば、約５２０ｎｍ〜約５４５ｎｍであり、赤色発光半導体ナノ結晶の発光ピーク波長は約６０５ｎｍ〜約６５０ｎｍ、例えば、約６１０ｎｍ〜約６４０ｎｍであるとよい。
【００６９】
一方、光転換層２５は、複数の層から構成されてもよい。
この場合、複数の層は、ＬＥＤ光源１５側にいくほどより低いエネルギーの発光波長を有するように配置される。
例えば、ＬＥＤ光源１５が青色ＬＥＤ光源であれば、光転換層２５は、ＬＥＤ光源１５から遠くなる方向に順次に積層される赤色半導体ナノ結晶を含む第１光転換層と、緑色半導体ナノ結晶を含む第２光転換層とから構成される。
光転換層２５の厚さは、約１０マイクロメートル〜約３００マイクロメートル程度の厚さを有するとよく、好適には約１０マイクロメートル〜約２００マイクロメートル程度の厚さを有するとよい。
【００７０】
積層構造体２４の外表面に有機バリア層２７が形成される。
有機バリア層２７は、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマーと、末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも２つ有する第２モノマーとが重合された高分子を含むことができる。
有機バリア層２７は、互いに異なる高分子を含む複数のバリア層からなる多層構造を有するとよい。
末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマーと、末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも２つ有する第２モノマーは、光転換層２５のマトリックスで説明されたのと同じである。
有機バリア層２７は、約５マイクロメートル〜約２００マイクロメートル程度の厚さを有するとよく、好適には約５マイクロメートル〜約３００マイクロメートル程度の厚さを有するとよい。
上記範囲の厚さを有する場合、十分な酸素又は水分遮断性を有することができる。
【００７１】
有機バリア層２７は、約１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以上約１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下の酸素透過率、及び約１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以上約１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水分透過率を有するとよい。
有機バリア層２７が上記範囲の酸素透過率と水分透過率を有する場合、光転換層２５の半導体ナノ結晶を安定して保護することができる。
【００７２】
本発明の第１の実施形態において、光拡散構造体２３、光転換層２５、及び有機バリア層２７にいくほど順次に屈折率を小さくすることによって、ＬＥＤ光源１５から出射する光が屈折率の差により光が一定範囲に集中できるように光経路を調整することができる。
【００７３】
ＬＥＤパッケージは、有機バリア層２７と光転換層２５との間に追加の第１無機バリア層をさらに含むことができる。
図２は、有機バリア層２７と第１無機バリア層３８とから構成された多層構造のバリア層を含む、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤパッケージ２０を概略的に示す断面図である。
図２を参照すると、ＬＥＤパッケージ２０は、有機バリア層２７と光転換層２５との間に第１無機バリア層３８を含む。
【００７４】
第１無機バリア層３８は、無機酸化物、無機高分子（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、有機／無機ハイブリッド高分子、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマー、及び末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーが重合された高分子、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことができる。
このような第１無機バリア層３８は、無機成分から構成されるか、あるいは無機成分を一部含むことで、有機バリア層２７と光転換層２５との界面特性を向上させることができる。
無機酸化物は、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、チタニア、ジルコニア、及びこれらの組み合わせから選択される。
【００７５】
無機高分子の例としては、−Ｓｉ−Ｏ−結合を有するシリコーン樹脂、−Ｓｉ−Ｎ−結合を有する樹脂などがあってもよいし、有機官能基を一部含有する有機／無機ハイブリッド高分子であってもよい。
有機／無機ハイブリッド高分子は、シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）含有第１部分（ｍｏｉｅｔｙ）と、少なくとも１つの有機官能基を含むシロキサン結合含有第２部分と、少なくとも１つの反応性官能基が架橋結合された構造を含むシロキサン結合含有第３部分とを含む。
有機／無機ハイブリッド高分子は、−Ｏ−Ｍ−Ｏ−結合（ここで、Ｍは、Ａｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｂ、及びこれらの組み合わせから選択される）含有第４部分をさらに含むことができる。
【００７６】
有機／無機ハイブリッド高分子は、下記に示す化学式４の第１アルコキシシラン、下記に示す化学式５の第２アルコキシシラン、及び下記に示す化学式６の第３アルコキシシランの縮合重合高分子であるとよい。
【００７７】
【化４】
2017063197.tif 000011
化学式４において、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、ハロゲン、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ８の直鎖もしくは分枝鎖アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ１２のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のカルボニルアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のカルボニルアルコキシ基である。
化学式４の第１アルコキシシランの具体的な例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシランなどがある。
【００７８】
【化５】
2017063197.tif 000012
化学式５において、Ｒ２１は、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ２０のアリール基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０の直鎖もしくは分枝鎖アルキル基、例えば、フルオロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０のアミノアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ２０のアルキニル基、Ｃ２〜Ｃ２０のアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０のアミン基、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ’（ここで、Ｒ’は、Ｃ１〜Ｃ２０の直鎖もしくは分枝鎖アルキル基である）、又は−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲＲ’（ここで、ＲとＲ’は、互いに独立に、Ｃ１〜Ｃ２０の直鎖もしくは分枝鎖アルキル基である）であり、
Ｒ２２は、ヒドロキシ基、ハロゲン、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ８の直鎖もしくは分枝鎖アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ１２のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のカルボニルアルキル基、又は置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のカルボニルアルコキシ基であり、
ｐは、１〜３の整数である。
【００７９】
化学式５の第２アルコキシシランの具体的な例としては、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジペンチルジメトキシシラン、ジヘキシルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジペンチルジエトキシシラン、ジヘキシルジエトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、アミノエチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、アミノペンチルトリメトキシシラン、アミノヘキシルトリメトキシシラン、アミノメチルトリエトキシシラン、アミノエチルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン、アミノペンチルトリエトキシシラン、アミノヘキシルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどがある。
【００８０】
【化６】
2017063197.tif 000013
化学式６において、Ｒ３１は、光架橋結合又は熱架橋結合可能な反応性官能基であって、（メタ）アクリルオキシ基；エポキシ基、例えば、グリシジルオキシ（ｇｙｃｉｄｙｌｏｘｙ）基、スピロオルトエステル（ｓｐｉｒｏｏｒｔｈｏｅｓｔｅｒ）基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクリル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、又はＣ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基であり、
Ｒ３２は、ヒドロキシ基、ハロゲン、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ８の直鎖もしくは分枝鎖アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ１２のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のカルボニルアルキル基、又は置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のカルボニルアルコキシ基であり、
ｑは、１〜３の整数である。
【００８１】
有機／無機ハイブリッド高分子は、化学式４〜６のアルコキシシラン化合物と、下記に示す化学式７のアルコキシド化合物との縮合重合高分子であるとよい。
（化７）
Ｍ（Ｒ４１）ｒ  ・・・化学式７
【００８２】
化学式７において、Ｒ４１は、ヒドロキシ基、ハロゲン、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ８の直鎖もしくは分枝鎖アルコキシ基、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、又はｔ−ブトキシ基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ１２のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のカルボニルアルキル基、又は置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のカルボニルアルコキシ基であり、
Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｂ、及びこれらの組み合わせから選択され、ｒは、Ｍの結合価数に応じて決定される。
【００８３】
上記第１〜第３部分は、化学式４〜６にそれぞれ由来する。
つまり、化学式４の第１アルコキシシランは、縮合重合されてシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）含有第１部分を形成し、化学式５の第２アルコキシシランは、縮合重合されて少なくとも１つの有機官能基を含むシロキサン結合含有第２部分を形成し、化学式６の第３アルコキシシランは、縮合重合されて少なくとも１つの反応性官能基が架橋結合された構造を含むシロキサン結合含有第３部分を形成する。
したがって、第２部分の有機官能基は、化学式５のＲ２１であるとよく、第３部分の架橋結合された有機官能基は、化学式６のＲ３１の光架橋結合又は熱架橋結合可能な反応性官能基が互いに架橋結合されて形成される。
第２部分は、縮合重合高分子の柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）と屈折率を増加させることができる。
【００８４】
第１アルコキシシラン、第２アルコキシシラン、及び第３アルコキシシラン化合物はそれぞれ、約０．５重量％〜約５５重量％、約３５重量％〜約９９重量％、又は約０．０１重量％〜約１０重量％で使用される。
第１アルコキシシランは、約５０〜約５５重量％の量で使用されてもよい。
上記範囲で第１アルコキシシラン〜第３アルコキシシランを縮合重合すると、屈折率に優れ、光安定性と熱安定性に優れたバリア層を提供することができる。
【００８５】
第１無機バリア層３８の末端に少なくとも１つの炭素−炭素不飽和結合を含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーは、下記に示す化学式８で表すことができる。
【化８】
2017063197.tif 000014
【００８６】
化学式８において、Ｘ５１〜Ｘ５３は、それぞれ独立に、水素、炭素−炭素不飽和結合を有するＣ２〜Ｃ３０の脂肪族有機基、炭素−炭素不飽和結合−含有置換基を有するＣ６〜Ｃ３０の芳香族有機基、又は炭素−炭素不飽和結合を有するＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基であり、ただし、Ｘ５１〜Ｘ５３は、全て水素ではなく、
Ｒ５１〜Ｒ５７は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０のアリール基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、二重結合又は三重結合を有する置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクリル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０の脂環族有機基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基又はＣ２〜Ｃ３０のアルキニル基で置換されたＣ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、ヒドロキシ基、ＮＨ２、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０のアミン基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、（メタ）アクリロイルオキシ基、−ＲＯＲ’（ここで、Ｒは、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０のアルキレン基であり、Ｒ’は、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）、アシルハライド（−ＲＣ（＝Ｏ）Ｘ、ここで、Ｒは、置換もしくは非置換のアルキレン基であり、Ｘは、ハロゲンである）、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ’（ここで、Ｒ’は、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）、−ＣＮ、又は−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲＲ’（ここで、ＲとＲ’は、互いに独立に、水素又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基である）より選択され、
ｎとｍは、それぞれ独立に、０〜３００の整数である。
炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーは、約５００〜約１００，０００、より具体的には約１０００〜約１０，０００の分子量を有する。ここで、分子量は、高分子の場合、重量平均分子量を意味する。
上記範囲の分子量を有する場合、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマーとの反応性調節が容易である。
【００８７】
第１無機バリア層３８は、約１０ナノメートル〜約１０マイクロメートル程度の厚さを有するとよく、好適には約１０ナノメートル〜約２０マイクロメートル程度の厚さを有するとよい。
上記厚さ範囲で光転換層２５と有機バリア層２７との界面特性を向上させることができる。
第１無機バリア層３８は、１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以上１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下の酸素透過率、及び１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以上１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水分透過率を有するとよい。
第１無機バリア層３８が上記範囲の酸素透過率と水分透過率を有する場合、光転換層２５の半導体ナノ結晶を安定して保護することができる。
第１無機バリア層３８は、互いに異なる複数の無機物質を含んでもよく、互いに異なる無機物質を含む複数の層からなる多層構造を有してもよい。
【００８８】
ＬＥＤパッケージは、光拡散構造体と光転換層との間に第２無機バリア層を追加的に含むことができる。
図３は、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図３を参照すると、ＬＥＤパッケージ３０は、基板１１上に、ＬＥＤ光源１５と、第１リード電極１３ａ及び第２リード電極１３ｂとを含み、ＬＥＤ光源１５と第１リード電極１３ａ及び第２リード電極１３ｂはそれぞれ、ワイヤ１４によって電気的に接続されている。
光拡散構造体２３と光転換層２５との間に第２無機バリア層４８が存在して積層構造体３４を提供する。
【００８９】
第２無機バリア層４８は、無機酸化物、無機高分子（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、有機／無機ハイブリッド高分子、末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマー、及び末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーが重合された高分子、及びこれらの組み合わせから選択される物質を含むことができる。
無機酸化物、無機高分子、有機／無機ハイブリッド高分子、及び末端にチオール（ＳＨ）基を少なくとも２個有する第１モノマー、及び末端に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ含むシロキサン系第２モノマー又はオリゴマーが重合された高分子は、第１無機バリア層３８で説明したのと同じである。
第２無機バリア層４８は、互いに異なる複数の無機物質を含んでもよく、互いに異なる無機物質を含む複数の層からなる多層構造を有してもよい。
【００９０】
図４は、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図４を参照すると、ＬＥＤパッケージ４０は、外表面に、有機バリア層２７と、有機バリア層２７と光転換層２５との間に存在する第１無機バリア層３８と、光拡散構造体２３と光転換層２５との間に第２無機バリア層４８とを全て含む。
光拡散構造体２３、第２無機バリア層４８、及び光転換層２５は、積層構造体３４をなす。
【００９１】
図５は、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図１に示したＬＥＤパッケージ１０の有機バリア層２７の外表面に金属パターンが形成される。
図５を参照すると、ＬＥＤパッケージ５０は、有機バリア層２７の外表面に金属パターン２９を含む。
金属パターン２９は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、及びこれらの組み合わせから選択される金属からなってもよい。
金属パターン２９の形態は特に限定されないが、光反射特性を有する半球状が好ましい。
このような金属パターン２９は、ＬＥＤ光源１５から出射する光、及び／又は光転換層２５から出射する光を反射させることができ、光の拡散を増幅させることができる。
また、ＬＥＤ光源１５から発散する熱を放熱する機能を行うことができる。
金属パターン２９は、スクリーンプリンティング、スプレーコーティング、蒸着などの方法で形成される。
【００９２】
図６は、本発明の第６の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図６に示すように、金属パターンは、光転換層２５の外表面に形成されてもよい。
図６を参照すると、ＬＥＤパッケージ６０は、光転換層２５の外表面に形成された金属パターン３９を含む。
この金属パターン３９は、図５の金属パターン２９で説明したのと同じである。
【００９３】
図７は、本発明の第７の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図７に示すように、光転換層３５は、光拡散構造体２３の内表面に位置することができる。
図７を参照すると、ＬＥＤパッケージ７０は、積層構造体４４の内表面に形成された光転換層３５及び有機バリア層３７を含む。
光転換層３５は、図１の光転換層２５で説明した通りであり、有機バリア層３７は、図１の有機バリア層２７で説明した通りである。
有機バリア層３７によって、光転換層３５の半導体ナノ結晶を安定して保護することができる。
図７において、光拡散構造体２３は、ＬＥＤ光源１５と５ｍｍ以下、例えば０．０１ｍｍ〜３ｍｍ、例えば０．０５ｍｍ〜１ｍｍの距離をおいて離隔して位置するのが良い。
【００９４】
図７の有機バリア層３７及び光転換層３５の少なくとも１つの外表面に金属パターンが形成される。
ここで、外表面とは、光拡散構造体２３に近い側に位置した表面を意味する。
また、図に示さないが、光拡散構造体２３の外表面に金属パターンが形成されてもよい。
金属パターンは、図５の金属パターン２９で説明したのと同じである。
【００９５】
図８は、本発明の第８の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図８に示すように、ＬＥＤパッケージ８０は、有機バリア層３７と光転換層３５との間に位置する第１無機バリア層５８をさらに含み、光拡散構造体２３と光転換層３５との間に第２無機バリア層６８をさらに含むことができる。
ここで、光拡散構造体２３、第２無機バリア層６８、及び光転換層３５は、積層構造体５４を形成する。
図８において、第１無機バリア層５８及び第２無機バリア層６８のうちのいずれか１つの層は省略可能であることはもちろんである。
【００９６】
図９は、本発明の第９の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図９において、光拡散構造体は、凹レンズ型構造体のような構造をとり得る。
図９を参照すると、ＬＥＤパッケージ９０は、光拡散構造体３３と、光転換層４５とを含み、この光転換層４５の外表面に位置する有機バリア層４７を含む。
このような光拡散構造体３３は、ＬＥＤ光源１５から放出される光を広く拡散可能で、これを含むバックライトユニット又は照明装置の指向角（ｂｅａｍ  ａｎｇｌｅ）を広げることができる。
また、均一な面光源を作るためのＬＥＤ光源の個数を減らすことによって、バックライトユニット又は照明装置の体積を減少させることができる。
【００９７】
光拡散構造体３３は、凹レンズ型の形態を有する点のみ異なり、残りの構成は説明した図１の光拡散構造体２３と同一であり、光転換層４５と有機バリア層４７は、光拡散構造体３３の形態によって形成されることのみ異なり、残りの構成はそれぞれ説明した図１の光転換層２５及び有機バリア層２７と同一である。
ＬＥＤパッケージ９０は、有機バリア層４７と光拡散構造体３３との間に第１無機バリア層を追加的に含むことができ、第１無機バリア層は、図２の無機バリア層３８で説明した通りである。
また、光拡散構造体３３と光転換層４５との間に第２無機バリア層をさらに含むことができ、無機バリア層は、図３の第２無機バリア層４８で説明した通りである。
ここで、光拡散構造体３３と光転換層４５は、積層構造体６４をなす。
【００９８】
ＬＥＤパッケージ９０は、第１無機バリア層と第２無機バリア層とを全て含んでもよい。
有機バリア層４７の外表面に金属パターンが形成されてもよいし、これは、図５の金属パターン２９で説明した通りである。
金属パターンは、図６で説明した金属パターン３９と同様に、光転換層４５の外表面に形成されてもよい。
光転換層と有機バリア層は、光拡散構造体３３の内表面に形成されてもよい。
光拡散構造体３３が凹レンズ形態であることを除いて、図７と図８に示した構成が光拡散構造体３３にも適用可能である。
【００９９】
図１０は、本発明の第１０の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図１０において、光転換層は、光拡散構造体の内部全部を満たしながら存在してもよい。
図１０を参照すると、ＬＥＤパッケージ１００は、基板１１上に、ＬＥＤ光源１５と、第１リード電極１３ａ及び第２リード電極１３ｂとを含み、ＬＥＤ光源１５と第１リード電極１３ａ及び第２リード電極１３ｂはそれぞれ、ワイヤ１４によって電気的に接続されている。
【０１００】
ＬＥＤ光源１５と離隔して積層構造体１０４が位置し、この積層構造体１０４は、光拡散構造体１０３と、光拡散構造体１０３の内部に光転換物質１０５が満たされ、光転換物質１０５の下部面に有機バリア層５７が位置する。
前記有機バリア層５７は、光拡散構造体１０３の内表面に位置し、前記光転換層１０５は光拡散構造体１０３と有機バリア層５０との間に位置し、光拡散構造体１０３の内部を満たしてもよい。
光拡散構造体１０３は、図１の光拡散構造体２３と形態のみ異なり、残りの構成は同一である。
光転換物質１０５は、図１の光転換層２５を構成する半導体ナノ結晶が使用される。
有機バリア層５７は、図１の有機バリア層２７を構成する物質を含むことができる。
図１０に示したＬＥＤパッケージ１００の光拡散構造体１０３の外表面、光転換物質１０５と光拡散構造体１０３との境界面、及び有機バリア層５７の下部面５７ａのうちの少なくとも１つに金属パターンが存在してもよい。
金属パターンは、図５の金属パターン２９で説明したのと同じである。
【０１０１】
図１１は、本発明の第１１の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図１１に示すように、ＬＥＤパッケージ１１０は、光転換物質１０５と有機バリア層５７との間に第１無機バリア層７８をさらに含むことができる。
第１無機バリア層は、図２に示した第１無機バリア層３８を構成する物質を含むことができる。
図１１に示したＬＥＤパッケージ１１０の光拡散構造体１０３の外表面、光転換物質１０５と光拡散構造体１０３との境界面、及び有機バリア層５７の下部面５７ａのうちの少なくとも１つに金属パターンが存在してもよい。
金属パターンは、図５の金属パターン２９で説明したのと同じである。
図１０と図１１に示されたＬＥＤパッケージ１００、１１０の有機バリア層５７の下部にガラス板がさらに配置され得る。
【０１０２】
図１２は、本発明の第１２の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図１２に示すように、ＬＥＤパッケージ１２０は、光拡散構造体１０３の外表面に有機バリア層又は無機バリア層１０８をさらに含むことができる。
有機バリア層又は無機バリア層１０８は、図１の有機バリア層２７を構成する物質、又は図２に示した第１無機バリア層３８を構成する物質を含むことができる。
図１２に示したＬＥＤパッケージ１２０の光拡散構造体１０３の外表面、光転換物質１０５と光拡散構造体１０３との境界面、有機バリア層５７の下部面５７ａ、及び有機バリア層又は無機バリア層１０８のうちの少なくとも１つに金属パターンが存在してもよい。
金属パターンは、図５の金属パターン２９で説明したのと同じである。
【０１０３】
本発明の他の実施形態によるＬＥＤパッケージは、ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源と離隔して配設される光拡散構造体と、光拡散構造体の内表面に存在しながら内部全体を満たし、ＬＥＤ光源から入射した光を白色光に転換させる光転換層とを含む積層構造体とを有し、光転換層は半導体ナノ結晶を含み、光転換層の下に位置する第１無機バリア層と、第１無機バリア層の下に位置するガラス板とを備える。
上記実施形態によるＬＥＤパッケージは図１３を参考として説明する。
【０１０４】
図１３は、本発明の第１３の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図１３に示すように、ＬＥＤパッケージ１３０は、第１無機バリア層７８の下部に位置するガラス板１１７をさらに含むことができる。
第１無機バリア層７８とガラス板１１７との間に接着層（図示せず）が存在してもよい。
接着層は、硬化性樹脂（ｒｅｓｉｎ）からなり、例えば、チオール、チオール−エン（ｔｈｉｏｌ−ｅｎｅ）、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、フェノール（ｐｈｅｎｏｌ）、シラノール、アミン（ａｍｉｎｅ）、不飽和ポリエステル（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ  ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、アクリル（ａｃｒｙｌ）、メタクリル（ｍｅｔｈａｃｒｙｌ）、ビニル（ｖｉｎｙｌ）、オレフィン（ｏｌｅｆｉｎ）、アマイド、ウレタン、及びウレアのうちのいずれか１つからなってもよい。
また、接着層は、減圧接着剤（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ、ＰＳＡ）からなってもよい。
接着層は、複数の層から構成されてもよい。
【０１０５】
図１３に示したＬＥＤパッケージ１３０の光拡散構造体１０３の外表面、光転換物質１０５と光拡散構造体１０３との境界面、及びガラス板１１７の下部面１１７ａのうちの少なくとも１つに金属パターンが存在してもよい。
金属パターンは、図５の金属パターン２９で説明したのと同じである。
【０１０６】
図１４は、本発明の第１４の実施形態に係るＬＥＤパッケージの概略断面図である。
図１４に示すように、ＬＥＤパッケージ１４０の光拡散構造体１１３は、基板に密封に必要な最小限の程度で接触し、残りは一定距離をおいて離れて位置する。
図１４を参照すると、ＬＥＤパッケージ１４０は、基板１１上に、ＬＥＤ光源１５と、第１リード電極１３ａ及び第２リード電極１３ｂとを含み、ＬＥＤ光源１５と第１リード電極１３ａ及び第２リード電極１３ｂはそれぞれ、ワイヤ１４によって電気的に接続されている。
ＬＥＤ光源１５と離隔して積層構造体１１４が位置し、この積層構造体１１４は、光拡散構造体１１３と、光拡散構造体１１３の内部に光転換物質１０５が満たされ、光転換物質１０５の下部面に有機バリア層５７が位置する。
【０１０７】
光拡散構造体１１３が基板１１と接触しない面１１３ａは、凹凸が形成される。
凹凸は、光拡散構造体１１３の成形時に共に形成されるようにするとよい。
また、製造された光拡散構造体１１３の表面をテクスチャリングして凹凸を形成してもよい。
テクスチャリングは、機械的ポリシング又は化学的エッチングにより実施することができる。
凹凸が形成された光拡散構造体１１３は、これから出射する光を拡散させる役割を果たすことができる。
図１４に示したＬＥＤパッケージ１４０の光拡散構造体１１３の外表面、光転換物質１０５と光拡散構造体１１３との境界面、及び有機バリア層５７の下部面５７ａのうちの少なくとも１つに金属パターンが存在してもよい。
金属パターンは、図５の金属パターン２９で説明したのと同じである。
【０１０８】
図１〜図１４に示したＬＥＤパッケージ（１０〜１４０）は、ＬＥＤ光源１５から出る光が均等に分散可能で、約１２０度（ｄｅｇｒｅｅ）以上、例えば、１５０度（ｄｅｇｒｅｅ）以上の広い指向角（ｂｅａｍ  ａｎｇｌｅ）を有するバックライトユニット及び照明装置を提供することができる。
バックライトユニットは、ＬＥＤパッケージ（１０〜１４０）の上部に拡散板をさらに含むことができる。
バックライトユニットは、液晶ディスプレイ装置、例えば、直下型液晶ディスプレイ装置に適用可能である。
【０１０９】
以下、図１５と図１６を参照して、バックライトユニットを含む液晶ディスプレイ装置について説明する。
図１５は、本発明の一実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を概略的に示す断面図であり、図１６は、本発明の他の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【０１１０】
図１５を参照すると、液晶ディスプレイ装置２００は、バックライトユニット７００と、バックライトユニット７００から出射した白色光を用いて所定色の画像を形成する液晶ディスプレイパネル５００とを含む。
ＬＥＤパッケージ１０は、ＬＥＤ光源１５から出射した光を白色光に転換させて液晶ディスプレイパネル５００側に出射させる。
図１５には、ＬＥＤパッケージ１０のみを示しているが、他のＬＥＤパッケージ（２０〜１４０）も同様の方法で適用可能である。
ＬＥＤパッケージ（１０〜１４０）の基板１１の下部面には、反射板（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）（図示せず）がさらに配置することができる。
【０１１１】
バックライトユニット７００は、ＬＥＤパッケージ（１０〜１４０）から出射した白色光を拡散させるための拡散板７０１を含む。
拡散板７０１は、ＬＥＤパッケージから出射した光を液晶ディスプレイパネル５００に均一に拡散させる。
拡散板７０１の下部面には、反射板（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）（図示せず）がさらに配置することができる。
ＬＥＤパッケージから出射した光は、拡散板７０１を経て均一度が向上する。
ＬＥＤパッケージから出射した光は、積層構造体によって光が広く拡散して供給されるので、拡散板７０１が省略されてもよい。
【０１１２】
バックライトユニット７００から出射した白色光は、液晶ディスプレイパネル５００側に入射する。
そして、液晶ディスプレイパネル５００は、バックライトユニット７００から入射した白色光を用いて所定色の画像を形成する。
ここで、液晶ディスプレイパネル５００は、第１偏光板５０１と、液晶層５０２と、第２偏光板５０３と、カラーフィルタ５０４とが順次に配置された構造を有するとよい。
バックライトユニット７００から出射した白色光は、第１偏光板５０１、液晶層５０２、及び第２偏光板５０３を透過し、このように透過された白色光がカラーフィルタ５０４に入射して所定色の画像を形成する。
【０１１３】
図１６に示すように、ＬＥＤパッケージ１０上及び／又は拡散板７０１上に、プリズムシート、マイクロレンズシート、及び輝度向上フィルム（例えば、二重輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ（Ｄｏｕｂｌｅ  ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｅｎｈａｎｃｅ  ｆｉｌｍ）））から選択される少なくとも１つの補助フィルム７０３がさらに配置することができる。
以下、本発明の具体的な実施例を提示する。
ただし、下記に記載の実施例は本発明を具体的に例示又は説明するためのものに過ぎず、これによって本発明が制限されてはならない。
【０１１４】
≪実施例１：ＬＥＤパッケージの製造≫
５３１ｎｍの発光波長を有するＩｎＺｎＰ／ＺｎＳｅＳ／ＺｎＳ緑色半導体ナノ結晶を光学密度（ＯＤ）：１００倍希釈させた溶液のＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルにおいて１番目の最大吸収波長（ｆｉｒｓｔ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｍａｘｉｍｕｍ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）での吸収度）が０．０６９となるようにトルエン４２１．８μＬに分散させて、緑色半導体ナノ結晶分散液を製造する。
６１９ｎｍの発光波長を有するＩｎＰ／ＺｎＳｅＳ／ＺｎＳ赤色半導体ナノ結晶を光学密度（ＯＤ）：１００倍希釈させた溶液のＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルにおいて１番目の最大吸収波長での吸収度）が０．０２８となるようにトルエン１１１．４μＬに分散させて、赤色半導体ナノ結晶分散液を製造する。
【０１１５】
緑色半導体ナノ結晶分散液及び赤色半導体ナノ結晶分散液を混合し、エタノール１００ｍＬを混合して、遠心分離を実施する。
遠心分離された沈殿物を除いた溶液の上澄液は捨てて、沈殿物はクロロホルム溶媒を添加して、約１重量％の半導体ナノ結晶溶液を製造する。
シリコーン樹脂は、ダウコーニング社で製造して販売しているＥＧ６３０１ＡとＥＧ６３０１Ｂ樹脂を予め１：１の体積比で混合して気泡を除去しておく。
半導体ナノ結晶溶液１００マイクロリットルとシリコーン樹脂０．５ｇとを混合して均一に撹拌し、クロロホルム溶液を除去するために真空状態で約１時間維持して、光転換層形成用組成物を製造する。
【０１１６】
ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ  ｔｅｔｒａｋｉｓ（３−ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））モノマーと、１，３，５−トリアリル−１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリオン（１，３，５−ｔｒｉａｌｌｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ−２，４，６−ｔｒｉｏｎｅ）モノマーとを１：１のモル比で混合し、光開始剤としてオキシ−フェニル−酢酸２−［２−オキソ−２−フェニル−アセトキシ−エトキシ］−エチルエステル（ｏｘｙ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ２−［２−ｏｘｏ−２−ｐｈｅｎｙｌ−ａｃｅｔｏｘｙ−ｅｔｈｏｘｙ］−ｅｔｈｙｌ  ｅｓｔｅｒ）を１重量％混合した有機バリア層形成用組成物を製造する。
【０１１７】
４５０ｎｍの発光波長を有する青色ＬＥＤ上に、レンズ型光拡散構造体を配置する。
レンズ型光拡散構造体は、ポリメチルメタクリレートで作られ、１４ｍｍの外径を有する。
レンズの外径より４００マイクロメートルさらに大きい形状の模様を有するモールドを作製し、モールドに光転換層形成用組成物を塗布した後、レンズ型構造体をモールドに嵌め込んで、モールドとレンズ型構造体との間に光転換層形成用組成物の厚さが２００マイクロメートルとなるようにする。
「ＵＶ  ｌｉｇｈｔ」を１０００ｍＪ／ｃｍ２程度照射して光硬化して光転換層を形成し、モールドを除去した後、この上にシリカ層を形成して、第１無機バリア層を形成する。
第１無機バリア層上に有機バリア層形成用組成物を塗布した後、「ＵＶ  ｌｉｇｈｔ」を２０００ｍＪ／ｃｍ２程度照射して光硬化して有機バリア層を形成した後、青色ＬＥＤ上に付着させて、図２に示された構造を有するＬＥＤパッケージを作製する。
【０１１８】
≪実施例２：ＬＥＤパッケージの製造≫
実施例１の光拡散構造体と光転換層との間にシリカ層の第２無機バリア層を追加的に形成したことを除いて、実施例１と同様の方法で図３に示した構造を有するＬＥＤパッケージを作製する。
【０１１９】
≪比較例１：ＬＥＤパッケージの製造≫
実施例１と同様に、光転換層形成用組成物を製造する。
青色ＬＥＤ上に光転換層形成用組成物を塗布した後、「ＵＶ  ｌｉｇｈｔ」を１０００ｍＪ／ｃｍ２程度照射して光硬化して光転換層を形成する。
光転換層上にシリカ層を形成して、第１無機バリア層を形成する。
第１無機バリア層上にバリア層形成用組成物を塗布した後、「ＵＶ  ｌｉｇｈｔ」を２０００ｍＪ／ｃｍ２程度照射して光硬化して有機バリア層を形成して、ＬＥＤパッケージを作製する。
【０１２０】
実施例１、実施例２、及び比較例１により製造されたＬＥＤパッケージの信頼性を評価するために、ＬＥＤパッケージを印刷回路基板（ＰＣＢ）に装着する。
実施例１と実施例２のＬＥＤパッケージが装着されたＰＣＢは、６０℃の高温下、２７０ｍＡで駆動し、比較例１のＬＥＤパッケージが装着されたＰＣＢは、電流条件をさらに緩和して、６０℃の高温下、２００ｍＡで駆動させて輝度を測定した結果を、図１７に示す。
図１７は、実施例１、実施例２、及び比較例１により製造されたＬＥＤパッケージが装着された印刷回路基板の高温信頼性テストの結果を示すグラフである。
【０１２１】
図１８は、実施例１のＬＥＤパッケージが装着されたＰＣＢの時間に応じたスペクトルの変化を示すグラフである。
測定機器は、コニカミノルタ社の分光反射輝度計のＣＳ−２０００装置が用いられた。
【０１２２】
実施例１と実施例２の駆動前の初期値に対する４４５時間駆動後の輝度変化率及び色座標変化率と、比較例１の２４時間駆動後の輝度変化率及び色座標変化率を、下記表１に記載する。
【表１】
2017063197.tif 000015
【０１２３】
図１７、図１８、そして表１を参照すると、実施例１と実施例２のＬＥＤパッケージが装着されたＰＣＢは、高温高電流の長時間駆動後にも８９％以上の輝度を維持し、色座標の経時変化も小さいことが分かる。
これに対し、比較例１のＬＥＤパッケージが装着されたＰＣＢは、２４時間後に輝度が急激に減少し、色座標の経時変化が大きいことを確認することができる。
【０１２４】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０    ＬＥＤパッケージ
１１    基板
１３ａ    第１リード電極
１３ｂ    第２リード電極
１４    ワイヤ
１５    ＬＥＤ光源
２３、３３、１０３、１１３    光拡散構造体
２４、３４、４４、５４、６４、１０４、１１４    積層構造体
２５、３５、４５    光転換層
２７、３７、４７、５７    有機バリア層
２９、３９    金属パターン
３８、５８、７８    第１無機バリア層
４８、６８    第２無機バリア層
１０５    光転換物質
２００、３００    液晶ディスプレイ装置
５００    液晶ディスプレイパネル
５０１    第１偏光板
５０２    液晶層
５０３    第２偏光板
５０４    カラーフィルタ
７００    バックライトユニット
７０１    拡散板
７０３    補助フィルム
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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