半導体ナノ結晶を添加したマトリックスを提供する。特定の実施形態において、これらの半導体ナノ結晶は、特定波長の光を吸収または放射するようにサイズおよび組成を有する。これらのナノ結晶には、最小部分の光がこれらのマトリックスにより散乱されるように、重合体類を含む種々なマトリックス物質との混合を可能にする配位子が含まれ得る。これらのマトリックスを、任意に、これらの配位子から作る。本発明のマトリックスは、屈折率適合用途において利用することもできる。他の実施形態において、半導体ナノ結晶はマトリックス内に埋め込まれ、ナノ結晶密度勾配を形成し、それゆえに、有効屈折率勾配を作る。本発明のマトリックスは、光学素子上のフィルターおよび反射防止コーティングとして、ならびに低周波数変換層としても使用することができる。半導体ナノ結晶を含むマトリックスを生成するプロセスも提供する。ＩＩ〜ＶＩ族のシェルを用いてリン化インジウムナノ構造およびコアシェルナノ構造を生成する方法、ならびに高量子効率で小規模の、および／または狭いサイズ分布を有するナノ構造についても記載する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ構造および高分子配位子を含む組成物であって、
前記配位子は、シリコーン骨格、ならびに前記シリコーン骨格に連結している１個以上の第１級アミン部分および１個以上の第２級アミン部分を含み、
前記高分子配位子は異なる少なくとも２種類の単量体単位を含み、前記単量体単位のうちの少なくとも１種類は、単量体単位あたり単一の第１級アミン部分および単一の第２級アミン部分を含み、前記単量体単位のうちの少なくとも１種類はアミン部分を含まない組成物。
【請求項２】
前記高分子配位子のシリコーン骨格が直鎖状である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記高分子配位子が過剰に提供され、それにより、前記配位子のいくつかの分子は前記ナノ構造の表面に結合し、前記配位子の他の分子は前記ナノ構造の表面に結合していない、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記アミン部分を含む単量体単位が、前記配位子中に０．５％〜２０％の間のモルパーセントで存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記高分子配位子が１配位子分子あたり１〜２０個の第１級アミン部分を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記高分子配位子が次式：
【化１】

（式中、Ｒは第１級アミン部分および第２級アミン部分を含む基であり、
Ｒ’およびＲ’’は、独立して、アルキルまたはアリール基であり、
ｍは正の整数であり、ｎは正の整数である）
である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
Ｒ’およびＲ’’がメチル基である、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記高分子配位子が以下のもの：
【化２】

（式中、ｍおよびｎは正の整数である）
からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
第２の高分子配位子を含み、前記第２の高分子配位子が、シリコーン骨格ならびに前記第２の高分子配位子の末端サブユニットに連結している１個以上の第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項１０】
前記第２の高分子配位子が次式：
【化３】

（式中、Ｒは第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含む基であり、
Ｒ’およびＲ’’は、独立して、アルキルまたはアリール基であり、
ｎが正の整数である）
である、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記第２の高分子配位子が次式：
【化４】

である、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
前記高分子配位子が次式：
【化５】

（式中、Ｒは第１級アミン部分および第２級アミン部分を含む基であり、
Ｒ’およびＲ’’は、独立して、アルキルまたはアリール基であり、
Ｒ’’’はアルキル基、重合可能な基、エポキシ基を含む基、アミン基を含む基、またはカルボン酸基を含む基であり、
ｘが正の整数であり、ｙが０または正の整数であり、ｎが０または正の整数であり、ｙおよびｎは両方とも０ではない）
である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
Ｒ’およびＲ’’がメチル基である、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
ナノ構造が半導体ナノ結晶である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
クロスリンカーを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
前記クロスリンカーがエポキシクロスリンカーである、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
前記クロスリンカーがエポキシシクロヘキシルまたはエポキシプロピルクロスリンカーである、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
前記クロスリンカーがエポキシシリコーンクロスリンカーである、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１９】
前記クロスリンカーが以下のもの：
【化６−１】

【化６−２】

からなる群から選択される、請求項１５に記載の組成物。
【請求項２０】
複合材料物質の作製法であって、
ナノ構造（前記ナノ構造は前記ナノ構造の表面に結合している高分子配位子を有し、前記配位子はシリコーン骨格および前記シリコーン骨格と共役している１個以上の第１級アミン部分および１個以上の第２級アミン部分を含み、前記高分子配位子は異なる少なくとも２種類の単量体単位を含み、単量体単位の少なくとも１種類は、単量体単位あたり単一の第１級アミン部分および単一の第２級アミン部分を含み、単量体単位の少なくとも１種類は前記アミン部分を含まない）の集団を提供することと；
前記高分子配位子を、前記ナノ構造が埋め込まれるシリコーンマトリックスに組込むことと
を含む方法。
【請求項２１】
過剰の前記高分子配位子（余分な高分子配位子は、前記ナノ構造の表面に結合しない）を提供することを含み、前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことが、余分な高分子配位子および前記ナノ構造に結合している高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第２の高分子配位子を提供することを含み、前記第２の高分子配位子はシリコーン骨格および前記第２の高分子配位子の末端サブユニットに連結している１個以上の第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことが、クロスリンカーを提供することおよび前記クロスリンカーと前記配位子上のアミン部分とを反応させることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記マトリックスが、基本的には、前記クロスリンカーと前記高分子配位子との反応によって形成される物質からなる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
請求項２０に記載の方法によって生成される複合材料物質。
【請求項２６】
請求項２５に記載の複合材料物質を含む素子。
【請求項２７】
ナノ構造および高分子配位子を含む組成物であって、
前記配位子は、シリコーン骨格、ならびに前記シリコーン骨格に連結している１個以上の第１級アミン部分および／または１個以上の第２級アミン部分を含み、
前記高分子配位子は異なる少なくとも２種類の単量体単位を含み、前記単量体単位のうちの少なくとも１種類は前記アミン部分を含み、前記単量体単位のうちの少なくとも１種類は前記アミン部分を含まず、前記アミン部分を含む単量体単位は、前記配位子中に０．５％〜２０％の間のモルパーセントで存在する組成物。
【請求項２８】
前記高分子配位子のシリコーン骨格が直鎖状である、請求項２７に記載の組成物。
【請求項２９】
前記高分子配位子が過剰に提供され、それにより、前記配位子のいくつかの分子は前記ナノ構造の表面に結合しており、前記配位子の他の分子は前記ナノ構造の表面と結合していない、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３０】
前記アミン部分を含む単量体単位が、単量体単位あたり単一の第１級アミン部分を含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３１】
前記アミン部分を含む単量体単位が、単量体単位あたり単一の第１級アミン部分および単一の第２級アミン部分を含む、請求項３０に記載の組成物。
【請求項３２】
前記高分子配位子が、１配位子分子あたり１〜２０個の第１級アミン部分を含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３３】
前記高分子配位子が次式：
【化７】

（式中、Ｒは第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含む基であり、
Ｒ’およびＲ’’は、独立して、アルキルまたはアリール基であり、
ｍは正の整数であり、ｎは正の整数である）
である、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３４】
Ｒ’およびＲ’’がメチル基である、請求項３３に記載の組成物。
【請求項３５】
Ｒが第１級アミン部分および第２級アミン部分を含む、請求項３３に記載の組成物。
【請求項３６】
前記高分子配位子が以下のもの：
【化８】

（式中、ｍおよびｎは正の整数である）
からなる群から選択される、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３７】
第２の高分子配位子を含み、前記第２の高分子配位子がシリコーン骨格ならびに前記第２の高分子配位子の末端サブユニットに連結している１個以上の第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含む、請求項３３に記載の組成物。
【請求項３８】
前記第２の高分子配位子が次式：
【化９】

（式中、Ｒは前記第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含む基であり、
Ｒ’およびＲ’’は、独立して、アルキルまたはアリール基であり、
ｎは正の整数である）
である、請求項３７に記載の組成物。
【請求項３９】
前記第２の高分子配位子が次式：
【化１０】

である、請求項３８に記載の組成物。
【請求項４０】
前記高分子配位子が次式：
【化１１】

（式中、Ｒは前記第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含む基であり、
Ｒ’およびＲ’’は、独立して、アルキルまたはアリール基であり、
Ｒ’’’はアルキル基、重合可能な基、エポキシ基を含む基、アミン基を含む基、またはカルボン酸基を含む基であり、
ｘが正の整数であり、ｙが０または正の整数であり、ｎが０または正の整数であり、ｙおよびｎは両方とも０ではない）
である、請求項２７に記載の組成物。
【請求項４１】
Ｒ’およびＲ’’がメチル基である、請求項４０に記載の組成物。
【請求項４２】
Ｒが第１級アミン部分および第２級アミン部分を含む、請求項４０に記載の組成物。
【請求項４３】
前記ナノ構造が半導体ナノ結晶である、請求項２７に記載の組成物。
【請求項４４】
クロスリンカーを含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項４５】
前記クロスリンカーがエポキシクロスリンカーである、請求項４４に記載の組成物。
【請求項４６】
前記クロスリンカーがエポキシシクロヘキシルまたはエポキシプロピルクロスリンカーである、請求項４５に記載の組成物。
【請求項４７】
前記クロスリンカーがエポキシシリコーンクロスリンカーである、請求項４５に記載の組成物。
【請求項４８】
前記クロスリンカーが以下のもの：
【化１２−１】

【化１２−２】

からなる群から選択される、請求項４４に記載の組成物。
【請求項４９】
複合材料物質の作製法であって、
ナノ構造（前記ナノ構造は前記ナノ構造の表面に結合している高分子配位子を有し、前記配位子はシリコーン骨格および前記シリコーン骨格に連結している１個以上の第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含み、前記高分子配位子は異なる少なくとも２種類の単量体単位を含み、前記単量体単位の少なくとも１種類は前記アミン部分を含み、前記単量体単位の少なくとも１種類は前記アミン部分を含まず、前記アミン部分を含む単量体単位は、前記配位子中に０．５％〜２０％の間のモルパーセントで存在する）の集団を提供することと；
前記高分子配位子を、前記ナノ構造が埋め込まれるシリコーンマトリックスに組込むことと
を含む方法。
【請求項５０】
過剰の前記高分子配位子（余分な高分子配位子は、前記ナノ構造の表面に結合しない）を提供することを含み、前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことが、余分な高分子配位子および前記ナノ構造に結合している高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことを含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
第２の高分子配位子（前記第２の高分子配位子はシリコーン骨格および前記第２の高分子配位子の末端サブユニットに連結している１個以上の第１級アミン部分および／または第２級アミン部分を含む）を提供することを含み、前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことが、前記高分子配位子および前記第２の高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことが、クロスリンカーを提供することおよび前記クロスリンカーと前記配位子上のアミン部分とを反応させることを含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５３】
前記マトリックスは、基本的には、前記クロスリンカーと前記高分子配位子との反応によって形成された物質からなる、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
請求項４９に記載の方法によって生成された複合材料物質。
【請求項５５】
請求項５５に記載の複合材料物質を含む素子。
【請求項５６】
ナノ構造ならびに高分子配位子を含む組成物であって、前記配位子が、シリコーン骨格および前記シリコーン骨格に連結している１個以上のアルコール部分を含む組成物。
【請求項５７】
前記高分子配位子のシリコーン骨格が直鎖状である、請求項５６に記載の組成物。
【請求項５８】
前記高分子配位子を過剰に提供し、前記配位子のいくつかの分子は前記ナノ構造の表面に結合しており、前記配位子の他の分子は前記ナノ構造の表面に結合していない、請求項５６に記載の組成物。
【請求項５９】
前記高分子配位子が異なる少なくとも２種類の単量体単位を含み、前記単量体単位の少なくとも１種類は前記アルコール部分を含み、前記単量体単位の少なくとも１種類は前記アルコール部分を含まない、請求項５６に記載の組成物。
【請求項６０】
前記アルコール部分を含む単量体単位が、前記配位子中に０．５％〜２０％の間のモルパーセントで存在する、請求項５９に記載の組成物。
【請求項６１】
前記アルコール部分を含む単量体単位が、前記配位子中に０．５％〜１０％の間のモルパーセントで存在する、請求項５９に記載の組成物。
【請求項６２】
前記アルコール部分を含む単量体単位が、単量体単位あたり単一のジカルビノール部分を含む、請求項５９に記載の組成物。
【請求項６３】
前記アルコール部分を含まない単量体単位の少なくとも１種類が、アルキル基、重合可能な基、エポキシ基、アミン基、またはカルボン酸基を含む単量体単位を含む、請求項５９に記載の組成物。
【請求項６４】
前記高分子配位子が、前記シリコーン骨格に連結している１個以上のジカルビノール部分を含む、請求項５６に記載の組成物。
【請求項６５】
前記高分子配位子が、１配位子分子あたり１〜２００個のジカルビノール部分を含む、請求項６４に記載の組成物。
【請求項６６】
前記高分子配位子が、次式：
【化１３】

（式中、Ｒはアルコール部分を含む基であり、
Ｒ’およびＲ’’は、独立して、アルキルまたはアリール基であり、
Ｒ’’’はアルキル基、重合可能な基、エポキシ基を含む基、アミン基を含む基、またはカルボン酸基を含む基であり、
ｘが正の整数であり、ｙが０または正の整数であり、ｎが０または正の整数である）
である、請求項５６に記載の組成物。
【請求項６７】
Ｒがジカルビノール部分を含む、請求項６６に記載の組成物。
【請求項６８】
ｙが０であり、ｎが正の整数であり、Ｒ’およびＲ’’がメチル基である、請求項６６に記載の組成物。
【請求項６９】
ｙおよびｎが正の整数であり、Ｒ’およびＲ’’がメチル基である、請求項６６に記載の組成物。
【請求項７０】
前記高分子配位子が以下のもの：
【化１４−１】

【化１４−２】

からなる群から選択される、請求項５６に記載の組成物。
【請求項７１】
前記ナノ構造が半導体ナノ結晶である、請求項５６に記載の組成物。
【請求項７２】
溶媒を含む、請求項５６に記載の組成物。
【請求項７３】
クロスリンカーを含む、請求項５６に記載の組成物。
【請求項７４】
ラジカルまたはカチオン開始剤を含む、請求項５６に記載の組成物。
【請求項７５】
複合材料物質の作製法であって、
ナノ構造（前記ナノ構造は前記ナノ構造の表面に結合している高分子配位子を有し、前記配位子はシリコーン骨格および前記シリコーン骨格に連結している１個以上のアルコール部分を含む）の集団を提供することと；
前記高分子配位子を、前記ナノ構造が埋め込まれるシリコーンマトリックスに組込むことと
を含む方法。
【請求項７６】
過剰の前記高分子配位子（余分な高分子配位子は、前記ナノ構造の表面に結合しない）を提供することを含み、前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことは、余分な高分子配位子および前記ナノ構造に結合している高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことを含む、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記マトリックスが、基本的に、前記高分子配位子からなる、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことが、
前記ナノ構造の集団および過剰の高分子配位子と、少なくともに１種類の溶媒とを混合することと；
前記溶媒を蒸発させ、それにより、前記ナノ構造に結合している高分子配位子および前記ナノ構造に結合していない余分な高分子配位子が、前記シリコーンマトリックスを形成することと
を含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項７９】
前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことが、クロスリンカーを提供すること、および前記クロスリンカーと前記配位子上のヒドロキシル基部分とを反応させることを含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項８０】
前記高分子配位子が異なる少なくとも２種類の単量体単位を含み、前記単量体単位の少なくとも１種類は前記アルコール部分を含み、前記単量体単位の少なくとも１種類は前記アルコール部分を含まないが、重合可能な基またはエポキシ基を含み、前記高分子配位子を前記シリコーンマトリックスに組込むことが、前記高分子配位子の異なる分子上の前記重合可能な基またはエポキシ基を互いに反応させることを含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項８１】
前記高分子配位子が、前記シリコーン骨格に連結している１個以上のジカルビノール部分を含む、請求項７５に記載の方法。
【請求項８２】
請求項７５に記載の方法によって生成される複合材料物質。
【請求項８３】
請求項８２に記載の複合材料物質を含む素子。

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０ａ】

【図２０ｂ】

【図２０ｃ】

【図２０ｄ】

【図２０ｅ】

【図２０ｆ】

【図２０ｇ】

【図２０ｈ】

【図２０ｉ】

【図２０ｊ】

【図２０ｋ】

【図２０ｌ】

【図２０ｍ】

【図２０ｎ】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２５Ａ】

【図２５Ｂ】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１Ａ】

【図３１Ｂ】

【図３１Ｃ】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図３５Ａ】

【図３５Ｂ】

【図３５Ｃ】

【図３５Ｄ】

【図３５Ｅ】

【図１】

【公表番号】特表２０１２−５２５４６７（Ｐ２０１２−５２５４６７Ａ）
【公表日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０８４８６（Ｐ２０１２−５０８４８６）
【出願日】平成２２年４月２９日（２０１０．４．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／００１２８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２６６０６
【国際公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（５０５０８２８２２）ナノシス・インク． (32)
【Ｆターム（参考）】