説明

光学材料、光学部品および方法

量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態である、光学材料が開示される。また、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態である、光学部品も開示される。さらに、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学材料が開示される。さらに、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学部品が含まれる。方法もまた開示される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権の主張
本出願は、2009年4月28日出願の米国特許出願第61/173,375号、2009年5月4日出願の米国特許出願第61/175,430号、2009年5月4日出願の米国特許出願第61/175,456号、2009年10月17日出願の米国特許出願第61/252,657号、2009年10月19日出願の米国特許出願第61/252,749号および2009年5月6日出願の国際出願番号PCT/US2009/002789の優先権を主張するものである。上記のそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、ナノ粒子を含む光学材料、ナノ粒子を含む光学材料を含むデバイスおよび部品ならびに方法の技術分野に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
本発明は、電荷中性である量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料に関する。本発明はまた、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を処理するための方法に関する。本発明はまた、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む、処理された光学材料に関する。本発明はまた、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品を処理するための方法に関する。本発明はまた、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む、処理された光学部品に関する。本発明はまた、本明細書で教示される光学材料を含むデバイスおよび部品に関する。
【0004】
本発明の一態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態である、光学材料が提供される。
【0005】
ある特定の実施形態において、実質的に全てのナノ粒子が、電荷中性状態である。
【0006】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。
【0007】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0008】
ある特定の実施形態において、光学材料は、場合による他の添加剤をさらに含む。
【0009】
ある特定の実施形態において、光学材料は、少なくとも70%の固体状態光ルミネセンス効率を有し得る。
【0010】
例えば、光学材料は、少なくとも80%、または少なくとも90%等の固体状態光ルミネセンスを有し得る。
【0011】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態である、光学部品が提供される。
【0012】
ある特定の実施形態において、実質的に全てのナノ粒子が、電荷中性状態である。
【0013】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。
【0014】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0015】
ある特定の実施形態において、光学材料は、場合による他の添加剤をさらに含む。
【0016】
光学部品は、光学材料を支持または含有する構造部材をさらに含んでもよい。そのような構造部材は、様々な異なる形状または構成を有してもよい。例えば、構造部材は、平面状、曲面状、凸状、凹状、中空、線形、円形、正方形、長方形、楕円形、球形、円筒形、または意図される最終用途および設計に基づく適切な他の任意の形状もしくは構成であってもよい。一般的構造部品の一例は、板状部材等の基板である。
【0017】
光学材料は、構造部材の表面上に配置されてもよい。
【0018】
ある特定の実施形態において、光学部品は、光学材料が配置された表面を有する基板をさらに含む。
【0019】
光学材料は、構造部材内に配置されてもよい。
【0020】
光学部品の構成および寸法は、意図される最終用途および設計に基づき選択され得る。
【0021】
光学部品は、少なくとも70%の光ルミネセンス効率を有する光学材料を含んでもよい。
【0022】
例えば、光学材料は、少なくとも80%、または少なくとも90%等の固体状態光ルミネセンスを有し得る。
【0023】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態であり、光学材料は、少なくとも部分的にカプセル化される、光学部品が提供される。
【0024】
ある特定の実施形態において、実質的に全てのナノ粒子が、電荷中性状態である。
【0025】
光学部品は、少なくとも70%の光ルミネセンス効率を有する光学材料を含んでもよい。
【0026】
例えば、光学材料は、少なくとも80%、または少なくとも90%等の固体状態光ルミネセンスを有し得る。
【0027】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。
【0028】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0029】
光学部品は、1種または複数種のバリア材料により少なくとも部分的にカプセル化された光学材料を含んでもよい。
【0030】
光学材料は、様々な程度に部分的にカプセル化されてもよい。
【0031】
例えば、光学部品に含まれる光学材料の表面積の50%超が、1種または複数種のバリア材料により保護されてもよい。
【0032】
光学部品は、光学材料を支持または含有する構造部材をさらに含んでもよい。そのような構造部材は、様々な異なる形状または構成を有してもよい。例えば、構造部材は、平面状、曲面状、凸状、凹状、中空、線形、円形、正方形、長方形、楕円形、球形、円筒形、または意図される最終用途および設計に基づく適切な他の任意の形状もしくは構成であってもよい。一般的構造部品の一例は、板状部材等の基板である。
【0033】
光学部品の構成および寸法は、意図される最終用途および設計に基づき選択され得る。
【0034】
バリア材料は、バリア材料を含む光学部品の意図される最終用途に基づき設計および構成された構造部材の形態であってもよい。
【0035】
ある特定の実施形態において、光学部品は、光学材料が配置された表面を有する構造部材(例えば基板)をさらに含む。
【0036】
ある特定の実施形態において、光学材料は、対向する基板の間に少なくとも部分的にカプセル化される。
【0037】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板上に含め、ガラス基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。
【0038】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0039】
光学部品は、完全にカプセル化された光学材料を含んでもよい。
【0040】
例えば、光学部品は、バリア材料、構造部材または2種以上のバリア材料および/もしくは構造部材の組合せにより完全にカプセル化された光学材料を含んでもよい。
【0041】
好ましくは、光学部品に含まれる光学材料の表面積の全てが、1種または複数種のバリア材料により保護される。
【0042】
ある特定の実施形態において、光学材料は、シールにより互いにシールされた対向する基板の間に完全にカプセル化される。ある特定の実施形態において、シールは、端部または周辺シールを含む。
【0043】
ある特定の実施形態において、シールは、光学材料を被覆するバリア材料の層を備えてもよく、光学材料およびバリア材料の配列は、バリア材料の層により互いにシールされた基板の間に挟まれている。
【0044】
ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。
【0045】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。
【0046】
ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。
【0047】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。
【0048】
ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。
【0049】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0050】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ポリマーを含む母材を含む。
【0051】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学材料が提供される。
【0052】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板の間に挟むことにより少なくとも部分的にカプセル化される。
【0053】
光学材料は、1種または複数種のバリア材料により少なくとも部分的にカプセル化されてもよい。
【0054】
光学材料は、様々な程度に部分的にカプセル化されてもよい。
【0055】
例えば、光学材料の表面積の50%超が、1種または複数種のバリア材料により保護されてもよい。
【0056】
ある特定の実施形態において、光学材料は、バリアフィルムの間に少なくとも部分的にカプセル化される。
【0057】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板上に含め、ガラス基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。
【0058】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板上に含め、ガラス基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。
【0059】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0060】
ある特定の実施形態において、光学材料は、完全にカプセル化される。
【0061】
光学材料は、1種または複数種のバリア材料により完全にカプセル化されてもよい。
【0062】
好ましくは、光学材料の表面積の全てが、1種または複数種のバリア材料により保護される。
【0063】
ある特定の実施形態において、光学材料は、シールにより互いにシールされた対向する基板の間に完全にカプセル化される。ある特定の実施形態において、シールは、端部または周辺シールを含む。
【0064】
ある特定の実施形態において、シールは、光学材料を被覆するバリア材料の層を備えてもよく、光学材料およびバリア材料の配列は、バリア材料の層により互いにシールされた基板の間に挟まれている。
【0065】
ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。
【0066】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。
【0067】
ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。
【0068】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。
【0069】
ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。
【0070】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。
【0071】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0072】
ある特定の実施形態において、光学材料は、場合による他の添加剤をさらに含む。
【0073】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%増加させるのに十分な期間照射される。
【0074】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも20%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0075】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0076】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0077】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0078】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される。
【0079】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される。
【0080】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約480nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0081】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0082】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する光源により照射される。
【0083】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源を含む。
【0084】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する蛍光灯を含む。
【0085】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有する光源により照射される。
【0086】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される。
【0087】
ある特定の実施形態において、光束は、約10mW/cm2から約100mW/cm2であり、好ましくは約20mW/cm2から約35mW/cm2であり、より好ましくは約20mW/cm2から約30mW/cm2である。
【0088】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される。
【0089】
本発明の別の態様によれば、光学部品に含まれる量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学部品が提供される。
【0090】
方法は、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料を含む光学部品を、固体状態光ルミネセンス効率が実質的に一定の値に増加するまでの期間光束に暴露するステップを含んでもよい。
【0091】
光学材料は、様々な程度に部分的にカプセル化されてもよい。
【0092】
例えば、処理されている光学部品に含まれる光学材料の表面積の50%超が、1種または複数種のバリア材料により保護されてもよい。
【0093】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板の間に含めることにより少なくとも部分的にカプセル化される。
【0094】
ある特定の実施形態において、光学材料は、バリアフィルムの間に少なくとも部分的にカプセル化される。
【0095】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板上に含め、ガラス基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。
【0096】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0097】
ある特定の実施形態において、光学材料は、完全にカプセル化される。
【0098】
光学部品は、1種または複数種のバリア材料により完全にカプセル化されてもよい。
【0099】
好ましくは、光学部品に含まれる光学材料の表面積の全てが、1種または複数種のバリア材料により保護される。
【0100】
ある特定の実施形態において、光学材料は、シールにより互いにシールされた対向する基板の間に完全にカプセル化される。ある特定の実施形態において、シールは、端部または周辺シールを含む。
【0101】
ある特定の実施形態において、シールは、光学材料を被覆するバリア材料の層を備えてもよく、光学材料およびバリア材料の配列は、バリア材料の層により互いにシールされた基板の間に挟まれている。
【0102】
ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。
【0103】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。
【0104】
ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。
【0105】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。
【0106】
ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。
【0107】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0108】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%増加させるのに十分な期間照射される。
【0109】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも20%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0110】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0111】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0112】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0113】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される。
【0114】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される。
【0115】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約480nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0116】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0117】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する光源により照射される。
【0118】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源を含む。
【0119】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する蛍光灯を含む。
【0120】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有する光源により照射される。
【0121】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される。
【0122】
ある特定の実施形態において、光束は、約10mW/cm2から約100mW/cm2であり、好ましくは約20mW/cm2から約35mW/cm2であり、より好ましくは約20mW/cm2から約30mW/cm2である。
【0123】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される。
【0124】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。ある特定の実施形態において、母材は、ポリマーを含む。
【0125】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0126】
ある特定の実施形態において、光学材料は、場合による他の添加剤をさらに含む。
【0127】
ある特定の実施形態において、光学材料は、互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0128】
シールを含むある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含んでもよい。ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含んでもよい。ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含んでもよい。ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含んでもよい。ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。
【0129】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス対ガラスの周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0130】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス対金属の周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0131】
ある特定の実施形態において、光学材料は、バリア材料特性を有するエポキシまたは他のシーラントにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0132】
ある特定の実施形態において、光学材料は、バリアフィルムの間にカプセル化される。
【0133】
ある特定の実施形態において、シールは、光学材料を被覆するバリア材料の層を備えてもよく、光学材料およびバリア材料の配列は、バリア材料の層により互いにシールされた基板の間に挟まれている。
【0134】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射するステップを含む、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を処理するための方法が提供される。
【0135】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%増加させるのに十分な期間照射される。
【0136】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも20%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0137】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0138】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0139】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0140】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される。
【0141】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される。
【0142】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約480nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0143】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0144】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する光源により照射される。
【0145】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源を含む。
【0146】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する蛍光灯を含む。
【0147】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有する光源により照射される。
【0148】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される。
【0149】
ある特定の実施形態において、光束は、約10mW/cm2から約100mW/cm2であり、好ましくは約20mW/cm2から約35mW/cm2であり、より好ましくは約20mW/cm2から約30mW/cm2である。
【0150】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される。
【0151】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射するステップを含む、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品を処理するための方法が提供される。
【0152】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0153】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも20%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0154】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0155】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0156】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0157】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される。
【0158】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される。
【0159】
上記方法のある特定の実施形態において、照射は、窒素雰囲気中で行われる。
【0160】
上記方法のある特定の実施形態において、照射は、酸素を含む雰囲気(例えば空気)中で行われる。
【0161】
上記方法のある特定の実施形態において、照射は、不活性雰囲気中で行われる。
【0162】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に少なくとも部分的にカプセル化される。
【0163】
光学材料は、様々な程度に部分的にカプセル化されてもよい。
【0164】
例えば、光学部品に含まれる光学材料の表面積の50%超が、1種または複数種のバリア材料により保護されてもよい。
【0165】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板上に含め、ガラス基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。
【0166】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、バリアフィルムの間にカプセル化される。
【0167】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0168】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板の間に挟むことにより少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料をガラス基板上に含め、ガラス基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。
【0169】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0170】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に完全にカプセル化される。
【0171】
光学材料は、1種または複数種のバリア材料により完全にカプセル化されてもよい。
【0172】
好ましくは、光学部品に含まれる光学材料の表面積の全てが、1種または複数種のバリア材料により保護される。
【0173】
ある特定の実施形態において、光学材料は、シールにより互いにシールされた対向する基板の間に完全にカプセル化される。ある特定の実施形態において、シールは、端部または周辺シールを含む。
【0174】
ある特定の実施形態において、シールは、光学材料を被覆するバリア材料の層を備えてもよく、光学材料およびバリア材料の配列は、バリア材料の層により互いにシールされた基板の間に挟まれている。
【0175】
ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。
【0176】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。
【0177】
ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。
【0178】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。
【0179】
ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。
【0180】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0181】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約480nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0182】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0183】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する光源により照射される。
【0184】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源を含む。
【0185】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する蛍光灯を含む。
【0186】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有する光源により照射される。
【0187】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される。
【0188】
上記方法のある特定の実施形態において、光束は、約10mW/cm2から約100mW/cm2であり、好ましくは約20mW/cm2から約35mW/cm2であり、より好ましくは約20mW/cm2から約30mW/cm2である。
【0189】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される。
【0190】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。ある特定の実施形態において、母材は、ポリマーを含む。ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。ある特定の実施形態において、光学材料は、場合による他の添加剤をさらに含む。
【0191】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に、互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0192】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に、ガラス対ガラスの周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0193】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に、ガラス対金属の周辺または端部シールにより互いにシールされていてもよいガラス板の間にカプセル化されてもよい。
【0194】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を被覆するバリア材料の層により互いにシールされていてもよいバリア材料(例えばガラス板)の間にカプセル化されていてもよく、光学材料およびバリア材料の配列は、バリア材料の層により互いにシールされたガラス板の間に挟まれている。
【0195】
上記方法のある特定の実施形態において、光学材料は、バリア材料特性を有するエポキシまたは他のシーラントにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0196】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ハードコートポリエステル等のバリアフィルムの間にカプセル化される。
【0197】
ある特定の実施形態において、処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の色属性は、安定化されている。ある特定の実施形態において、処理された光学部品からの光ルミネセンス発光のピーク発光波長は、安定化されている。ある特定の実施形態において、処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の色温度は、安定化されている。ある特定の実施形態において、処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の輝度は、安定化されている。
【0198】
上記方法のある特定の実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子の実質的に全てが、電荷中性である。
【0199】
本発明の別の態様によれば、酸素の存在下で前処理された量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学材料が提供される。
【0200】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0201】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0202】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0203】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0204】
本発明の別の態様によれば、本明細書で教示される光学材料を含むデバイスが提供される。
【0205】
本発明の別の態様によれば、本明細書で教示される光学部品を含むデバイスが提供される。
【0206】
本明細書で使用される場合、「カプセル化」は、酸素に対する保護を指す。ある特定の実施形態において、カプセル化は、完全であってもよい(本明細書において、完全カプセル化または完全にカプセル化されたとも呼ばれる)。ある特定の実施形態において、カプセル化は、完全に満たなくてもよい(本明細書において、部分的カプセル化または部分的にカプセル化されたとも呼ばれる)。
【0207】
本明細書で使用される場合、「バリア材料」は、少なくとも酸素に対する保護を提供する材料を指す。
【0208】
上記、ならびに本明細書に記載の他の態様および実施形態は、全て本発明の実施形態を構成する。
【0209】
本明細書で使用される場合、「固体状態外部量子効率」(本明細書において、「EQE」または「固体状態光ルミネセンス効率」または「固体状態量子効率」とも呼ばれる)は、参照により本明細書に組み込まれる、Melloら、Advanced Materials 9(3):230(1997)により開発された方法を用い、NISTトレーサブル補正光源を使用して、12インチ積分球内で測定される。
【0210】
上記、ならびに本明細書に記載の他の態様および実施形態は、全て本発明の実施形態を構成する。
【0211】
本発明が関連する技術分野(複数可)における当業者には、本発明の任意の具体的態様および/または実施形態に関して本明細書に記載される特徴のいずれも、組合せの適合性を確実とするために必要に応じて修正を加えながら、本明細書に記載される本発明の他の任意の態様および/または実施形態の他の特徴のいずれかのうちの1つまたは複数と組み合わせることができることが理解されるべきである。そのような組合せは、本開示により企図される本発明の一部とみなされる。
【0212】
上記の概要および以下の詳細な説明は両方とも、単に例示的および説明的なものであり、特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではないことを理解されたい。本明細書および本明細書に開示される本発明の実践を考慮すれば、当業者には他の実施形態が明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0213】
【図1】本明細書に記載の方法とともに使用され得る配列の制限されない例を示す概略図である。
【図2】量子効率を測定するための方法を例証するスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【0214】
添付の図面は、例示のみを目的として提示された簡易描写であり、実際の構造は、特に描写される物品の相対的な大きさおよびその態様を含む数々の点において異なっていてもよい。
【0215】
本発明をその他の利点および能力と共により良く理解するために、上記図面と併せて以下の開示および添付の特許請求の範囲を参照する。
【0216】
以下の詳細な説明において、本発明の様々な態様および実施形態をさらに説明する。
【0217】
本発明の一態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態である、光学材料が提供される。
【0218】
ある特定の実施形態において、実質的に全てのナノ粒子が、電荷中性状態である。
【0219】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。
【0220】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0221】
ある特定の実施形態において、光学材料は、場合による他の添加剤をさらに含む。
【0222】
光学材料は、少なくとも70%の固体状態光ルミネセンス効率を有し得る。
【0223】
例えば、光学材料は、少なくとも80%、または少なくとも90%等の固体状態光ルミネセンスを有し得る。
【0224】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態であり、光学材料は、少なくとも部分的にカプセル化される、光学部品が提供される。
【0225】
ある特定の実施形態において、実質的に全てのナノ粒子が、電荷中性状態である。
【0226】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。
【0227】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ポリマーを含む母材を含む。
【0228】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0229】
ある特定の実施形態において、光学材料は、場合による他の添加剤をさらに含む。
【0230】
光学部品は、光学材料を支持または含有する構造部材をさらに含んでもよい。そのような構造部材は、様々な異なる形状または構成を有してもよい。例えば、構造部材は、平面状、曲面状、凸状、凹状、中空、線形、円形、正方形、長方形、楕円形、球形、円筒形、または意図される最終用途および設計に基づく適切な他の任意の形状もしくは構成であってもよい。一般的構造部品の一例は、板状部材等の基板である。
【0231】
光学材料は、構造部材の表面上に配置されてもよい。
【0232】
ある特定の実施形態において、光学部品は、光学材料が配置された表面を有する基板をさらに含む。
【0233】
ある特定の実施形態において、光学材料は、対向する基板の間に少なくとも部分的にカプセル化される。
【0234】
別の例において、光学部品は、構造部材内に含まれた光学材料を含んでもよい。例えば、光学材料は、いずれかの端部または両方の端部が開いていてもよい管状構造部材(例えば、管、中空毛細管、中空繊維等)の中空または空洞部分内に含まれてもよい。
【0235】
バリア材料および/またはバリア材料を含む構造部材の他の設計、構成および組合せが、光学材料が少なくとも部分的にカプセル化された光学部品に含まれてもよい。そのような設計、構成および組合せは、意図される最終用途および設計に基づき選択され得る。
【0236】
光学部品に含まれるバリア材料は、バリア材料がカプセル化してもよい光学材料内/外に光が通過することができるように、光学的に透明であってもよい。
【0237】
ある特定の実施形態において、光学材料は、完全にカプセル化される。
【0238】
光学部品は、バリア材料または構造部材または2種以上のバリア材料および/もしくは構造部材の組合せにより完全にカプセル化された光学材料を含んでもよい。
【0239】
好ましくは、光学部品に含まれる光学材料の表面積の全てが、1種または複数種のバリア材料により保護される。
【0240】
ある特定の実施形態において、光学材料は、シールにより互いにシールされた対向する基板の間に完全にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板の一方または両方が、ガラスを含む。
【0241】
ある特定の実施形態において、シールは、端部または周辺シールを含む。ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。
【0242】
ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、基板は、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0243】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学材料が提供される。
【0244】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を基板の間に挟むことにより少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板の一方または両方が、ガラスを含む。
【0245】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を基板上に含め、基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板は、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、コーティングは、バリア材料を含む。
【0246】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0247】
ある特定の実施形態において、光学材料は、完全にカプセル化される。
【0248】
ある特定の実施形態において、光学材料は、シールにより互いにシールされた対向する基板の間に完全にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板の一方または両方が、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、シールは、端部または周辺シールを含む。
【0249】
ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。
【0250】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。ある特定の実施形態において、光学材料は、場合による他の添加剤をさらに含む。
【0251】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学部品が提供される。
【0252】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を基板上に含め、基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板は、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、コーティングは、バリア材料を含む。
【0253】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0254】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を基板の間に挟むことにより少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板の一方または両方が、ガラスを含む。
【0255】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を基板上に含め、基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板は、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、コーティングは、バリア材料を含む。
【0256】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0257】
ある特定の実施形態において、光学材料は、完全にカプセル化される。
【0258】
ある特定の実施形態において、光学材料は、シールにより互いにシールされた対向する基板の間に完全にカプセル化される。ある特定の実施形態において、シールは、端部または周辺シールを含む。ある特定の実施形態において、基板の一方または両方が、ガラスを含む。
【0259】
ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。
【0260】
ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、基板は、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0261】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0262】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも20%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0263】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0264】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0265】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0266】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される。
【0267】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される。
【0268】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約480nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0269】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0270】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する光源により照射される。
【0271】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源を含む。
【0272】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する蛍光灯を含む。
【0273】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有する光源により照射される。
【0274】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される。
【0275】
ある特定の実施形態において、光束は、約10mW/cm2から約100mW/cm2であり、好ましくは約20mW/cm2から約35mW/cm2であり、より好ましくは約20mW/cm2から約30mW/cm2である。
【0276】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される。
【0277】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。ある特定の実施形態において、母材は、ポリマーを含む。
【0278】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0279】
ある特定の実施形態において、光学材料は、互いにシールされた基板の間にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板の一方または両方が、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。
【0280】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス対ガラスの周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0281】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス対金属の周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0282】
ある特定の実施形態において、光学材料は、バリア材料特性を有するエポキシまたは他のシーラントにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0283】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ハードコートポリエステル等のバリアフィルムの間にカプセル化される。
【0284】
本発明の別の態様によれば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射するステップを含む、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品を処理するための方法が提供される。
【0285】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0286】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも20%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0287】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0288】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0289】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0290】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される。
【0291】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される。
【0292】
ある特定の実施形態において、光学部品は、窒素雰囲気中で照射される。
【0293】
ある特定の実施形態において、光学部品は、酸素を含む雰囲気(例えば空気)中で照射される。
【0294】
ある特定の実施形態において、光学部品は、不活性雰囲気中で照射される。
【0295】
ある特定の実施形態において、光学部品は、照射されている間に少なくとも部分的にカプセル化される。
【0296】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を基板上に含め、基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板は、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、コーティングは、バリア材料を含む。
【0297】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0298】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を基板の間に挟むことにより少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板の一方または両方が、ガラスを含む。
【0299】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料を基板上に含め、基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、少なくとも部分的にカプセル化される。ある特定の実施形態において、基板は、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、コーティングは、バリア材料を含む。
【0300】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、酸素バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、ガラス基板上に配置され、光学材料は、水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、酸素および水バリアを含む材料を含むコーティングにより少なくとも部分的に被覆される。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0301】
ある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に完全にカプセル化される。ある特定の実施形態において、光学材料は、シールにより互いにシールされた対向する基板の間に完全にカプセル化される。
【0302】
ある特定の実施形態において、基板の一方または両方が、ガラスを含む。
【0303】
ある特定の実施形態において、シールは、端部または周辺シールを含む。
【0304】
ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。
【0305】
シールは、例えば光学材料を被覆するバリア材料の層を備えてもよく、光学材料およびバリア材料の配列は、バリア材料の層により互いにシールされた基板または他のバリア材料の間に挟まれている。
【0306】
ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。
【0307】
ある特定の実施形態において、光学材料は、基板上に配置され、光学材料は、バリア材料を含むコーティングにより被覆される。ある特定の実施形態において、基板は、ガラスを含む。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に水不透過性である。ある特定の実施形態において、バリア材料は、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、材料は、実質的に酸素および水不透過性である。
【0308】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約480nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0309】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光により照射される。
【0310】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する光源により照射される。
【0311】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源を含む。
【0312】
ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する蛍光灯を含む。
【0313】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有する光源により照射される。
【0314】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される。
【0315】
ある特定の実施形態において、光束は、約10mW/cm2から約100mW/cm2であり、好ましくは約20mW/cm2から約35mW/cm2であり、より好ましくは約20mW/cm2から約30mW/cm2である。
【0316】
ある特定の実施形態において、光学材料は、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される。
【0317】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む。
【0318】
ある特定の実施形態において、母材は、ポリマーを含む。
【0319】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光散乱物質をさらに含む。
【0320】
ある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に、互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0321】
ある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に、ガラス対ガラスの周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0322】
ある特定の実施形態において、光学材料は、照射されている間に、ガラス対金属の周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0323】
ある特定の実施形態において、光学材料は、バリア材料特性を有するエポキシまたは他のシーラントにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される。
【0324】
ある特定の実施形態において、シールは、光学材料を被覆するバリア材料の層を備えてもよく、光学材料およびバリア材料の配列は、バリア材料の層により互いにシールされたガラス板の間に挟まれている。
【0325】
ある特定の実施形態において、光学材料は、ハードコートポリエステル等のバリアフィルムの間にカプセル化される。
【0326】
ある特定の実施形態において、処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の色属性は、安定化されている。ある特定の実施形態において、処理された光学部品からの光ルミネセンス発光のピーク発光波長は、安定化されている。ある特定の実施形態において、処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の色温度は、安定化されている。ある特定の実施形態において、処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の輝度は、安定化されている。
【0327】
ある特定の実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子の実質的に全てが、電荷中性である。
【0328】
光学材料または光学部品を照射するステップを含む、本明細書で教示される本発明の態様および実施形態において、照射されている材料または部品に対する光束は、好ましくは均一である。
【0329】
図1は、本明細書で教示される方法を実行する上で有用となり得る1つの配置例の概略図を示す。図中、「PL試料」は、処理中の構成における光学材料および/または光学部品の設置を指す。示されるように、光源はLEDであるが、本明細書で説明されるように、他の種類の光源が使用されてもよい。配置の内部表面は、光反射性であってもよい。
【0330】
ある特定の実施形態において、光学材料および/または部品は、照射中加熱されてもよい。そのような加熱は、例えば、オーブン(例えば、IRオーブン、対流式オーブン等)内、ホットプレート上等で照射ステップを実行することを含んでもよい。当業者により容易に確認され得る他の加熱技術もまた使用され得る。照射中の光学材料および/または光学部品の加熱は、それらに対する放射効果を促進または補助し得る。
【0331】
照射ステップに利用可能な光源の例には、青色(例えば400−500nm)発光ダイオード(LED)、白色発光LED、青色発光蛍光灯等が含まれるが、これらに限定されない。
【0332】
青色発光蛍光灯の例は、NARVA社(ドイツ)から入手可能である。ある特定の実施形態において、光源は、NARVA社製モデルLT54WT−5−HQ/0182青2を備える。
【0333】
光束は、好ましくは、照射されている表面で測定される。光束を測定するために使用可能な技術の例には、放射線源の波長に感受性であるUV検出器が含まれる。例えば、Ophir UV検出器ヘッド(品番PD300−UV−SH−ROHS)(好ましくは検出器ヘッドフィルタが装着されている)を含むOphir Nova Laser Power Meter(品番7Z01500)を、450nm LED放射線源とともに使用することができる。
【0334】
本発明の光学材料は、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む。量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、電子および正孔を閉じ込めることができ、光を吸収して異なる波長の光を再放出する光ルミネセンス特性を有し得る。量子閉じ込め半導体ナノ粒子からの放出光の色特性は、量子閉じ込め半導体ナノ粒子のサイズおよび量子閉じ込め半導体ナノ粒子の化学組成に依存する。
【0335】
ある特定の実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、化学組成、構造およびサイズに関して少なくとも1種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む。本発明による光学部品に含まれる量子閉じ込め半導体ナノ粒子の種類(複数可)は、光学部品が使用される特定の最終用途に望ましい波長により決定される。
【0336】
本明細書で説明されるように、量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、その表面上にシェルおよび/または配位子を含んでも含まなくてもよい。ある特定の実施形態において、シェルおよび/または配位子は、ナノ粒子間のファンデルワールス結合力に打ち勝つように、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を不動態化して集塊化または凝集を防止することができる。ある特定の実施形態において、配位子は、量子閉じ込め半導体ナノ粒子が含まれてもよい任意の母材に対し親和性を有する材料を含んでもよい。本明細書で説明されるように、ある特定の実施形態において、シェルは、無機シェルを含む。
【0337】
ある特定の実施形態において、2つ以上の異なる種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子(組成、構造および/またはサイズに基づく)が、光学材料に含まれてもよく、それぞれの種類は、所定の色を有する光を得るように選択される。
【0338】
ある特定の実施形態において、光学材料は、1種類または複数の異なる種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子(組成、構造および/またはサイズに基づく)を含み、それぞれの異なる種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、光学材料に含まれる他の任意の種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子のうちの少なくとも1種類により放出される所定波長とは異なる所定波長の光を放出し、1つまたは複数の異なる所定波長は、最終用途に依存して選択される。
【0339】
異なる所定波長で発光する2つ以上の異なる種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含むある特定の実施形態において、異なる種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子が、2種以上の異なる光学材料に含まれてもよい。
【0340】
2種以上の異なる光学材料を含むある特定の実施形態において、そのような異なる光学材料は、例えば、層状配列の別個の層として、および/または、光学材料の2種以上の特徴を含む特徴を含むパターン化された層の別個の特徴として含まれてもよい。
【0341】
ある特定の実施形態において、光学材料は、母材内に分布した量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む。好ましくは、母材は、固体母材を含む。本明細書に記載される本発明の様々な実施形態および態様において有用な母材の例には、ポリマー、モノマー、樹脂、結合剤、ガラス、金属酸化物、および他の非ポリマー材料が含まれる。好ましい母材は、事前に選択された波長の光に対して少なくとも部分的に透明な、好ましくは完全に透明なポリマーおよび非ポリマー材料を含む。ある特定の実施形態において、事前に選択された波長は、電磁スペクトルの可視(例えば400−700nm)領域の光の波長を含んでもよい。好ましい母材は、架橋ポリマーおよび溶媒キャストポリマーを含む。好ましい母材の例には、ガラスまたは透明樹脂が含まれるが、これらに限定されない。特に、加工可能性の観点から、非硬化性樹脂、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂等の樹脂が好適に使用される。オリゴマーまたはポリマーの形態のそのような樹脂の具体例には、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、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、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、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、これらの樹脂を形成するモノマーを含有するコポリマー等が含まれる。他の好適な母材は、当業者により識別され得る。
【0342】
本開示により企図される本発明のある特定の実施形態および態様において、母材は、光硬化性樹脂を含む。ある特定の実施形態、例えば組成物がパターン化される実施形態において、光硬化性樹脂が好ましい母材となり得る。光硬化性樹脂として、反応性ビニル基を含有するアクリル酸またはメタクリル酸系樹脂等の光重合性樹脂、ポリケイ皮酸ビニル、ベンゾフェノン等の感光剤を一般に含有する光架橋性樹脂等が使用され得る。熱硬化性樹脂は、感光剤が使用されない場合に使用され得る。これらの樹脂は、個別に、または2種類以上の組合せとして使用され得る。
【0343】
本開示により企図される本発明のある特定の実施形態および態様において、母材は、溶媒キャスト樹脂を含む。ポリウレタン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、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、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、これらの樹脂を形成するモノマーを含有するコポリマー等のポリマーが、当業者に知られた溶媒に溶解され得る。溶媒の蒸発後、樹脂は、半導体ナノ粒子用の固体母材を形成する。
【0344】
ある特定の実施形態において、光散乱物質および/または他の添加剤(例えば湿潤剤または平滑剤)もまた、光学材料に含まれてもよい。
【0345】
本明細書で説明される本発明の実施形態および態様において使用可能な光散乱物質(本明細書において、散乱物質または光散乱粒子とも呼ばれる)の例には、金属または金属酸化物粒子、気泡ならびにガラスおよびポリマービーズ(中実または中空)が制限なく含まれる。他の光散乱物質は、当業者により容易に識別され得る。ある特定の実施形態において、散乱物質は、球形状を有する。散乱粒子の好ましい例には、TiO、SiO、BaTiO、BaSOおよびZnOが含まれるが、これらに限定されない。母材と非反応性であり、母材中の励起光の吸収光路長を増加させ得る他の材料の粒子が使用されてもよい。ある特定の実施形態において、光散乱物質は、高い屈折率(例えばTiO、BaSO等)または低い屈折率(気泡)を有してもよい。
【0346】
散乱物質のサイズおよびサイズ分布の選択は、当業者により容易に決定され得る。サイズおよびサイズ分布は、散乱粒子および光散乱物質を分散させる母材の屈折率の不整合、ならびにレイリー散乱理論に従い散乱される事前に選択された波長(複数可)に基づくことができる。散乱粒子の表面は、母材中の分散性および安定性を改善するためにさらに処理されてもよい。一実施形態において、散乱粒子は、約0.001重量%から約5重量%の範囲内の濃度の粒径0.2μmのTiO(DuPont社製R902+)を含む。ある特定の好ましい実施形態において、散乱物質の濃度範囲は、0.1重量%から2重量%である。
【0347】
ある特定の実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子および母材を含む光学材料は、量子閉じ込め半導体ナノ粒子および液体ビヒクルを含むインクから形成され得るが、液体ビヒクルは、架橋され得る1つまたは複数の官能基を含む組成物を含む。官能性単位は、例えばUV処理、熱処理または当業者により容易に確認され得る別の架橋技術により架橋され得る。ある特定の実施形態において、架橋され得る1つまたは複数の官能基を含む組成物は、液体ビヒクル自体であってもよい。ある特定の実施形態において、組成物は、共溶媒であってもよい。ある特定の実施形態において、組成物は、液体ビヒクルとの混合物の一成分であってもよい。ある特定の実施形態において、インクは、光散乱物質をさらに含んでもよい。
【0348】
本開示により企図される本発明のある特定の好ましい実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子(例えば半導体ナノ結晶)は、個々の粒子として母材内に分布している。
【0349】
母材をさらに含む光学材料のある特定の実施形態において、ある量で光学材料に含まれる量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、母材の約0.001重量パーセントから約5重量パーセントである。ある特定の好ましい実施形態において、光学材料は、母材の重量を基準として、約0.1重量パーセントから約3重量パーセントの量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む。ある特定のさらに好ましい実施形態において、組成物は、母材の重量を基準として、約0.5重量パーセントから約3重量パーセントの量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む。光散乱物質を含むある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の重量を基準として、約0.001重量パーセントから約5重量パーセントの散乱物質を含む。
【0350】
光学部品は、光学材料を支持または含有する構造部材をさらに含んでもよい。そのような構造部材は、様々な異なる形状または構成を有してもよい。例えば、構造部材は、平面状、曲面状、凸状、凹状、中空、線形、円形、正方形、長方形、楕円形、球形、円筒形、または意図される最終用途および設計に基づく適切な他の任意の形状もしくは構成であってもよい。一般的構造部品の一例は、板状部材等の基板である。
【0351】
光学材料は、構造部材の表面上に配置されてもよい。
【0352】
ある特定の実施形態において、光学部品は、光学材料が配置された表面を有する基板をさらに含む。
【0353】
光学材料は、構造部材内に配置されてもよい。
【0354】
光学部品の構成および寸法は、意図される最終用途および設計に基づき選択され得る。
【0355】
一般的構造部品の一例は、板状部材等の基板である。
【0356】
本明細書で教示される本発明のある特定の態様および実施形態において、基板は、硬質材料、例えばガラス、ポリカーボネート、アクリル、石英、サファイアまたは他の知られた硬質材料を含み得る。
【0357】
1つまたは複数のガラス基板を含むある特定の実施形態において、基板は、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラスおよびアルミノケイ酸ガラスを含み得る。他のガラスは、当業者により容易に確認され得る。
【0358】
ある特定の実施形態において、基板は、可撓性材料、例えば、プラスチック(例えば、これらに限定されないが、薄いアクリル、エポキシ、ポリカーボネート、PEN、PET、PE)またはシリコーン等のポリマー材料を含み得る。
【0359】
ある特定の実施形態において、基板は、その上にシリカまたはガラスコーティングを含む可撓性材料を含み得る。好ましくは、シリカまたはガラスコーティングは、ベースとなる可撓性材料の可撓性を保持するのに十分薄い。
【0360】
ある特定の実施形態において、基板は、特定の最終用途の対象波長に対して、実質的に光学的に透明である。ある特定の実施形態において、基板は、少なくとも90%透明である。ある特定の実施形態において、基板は、少なくとも95%透明である。ある特定の実施形態において、基板は、少なくとも99%透明である。
【0361】
ある特定の実施形態において、基板は、光学的に半透明である。
【0362】
ある特定の実施形態において、基板は、約0.1%から約5%の範囲内の透過ヘイズ(ASTM D1003−0095に定義されている)を有する。(ASTM D 1003−0095は、参照により本明細書に組み込まれる。)
ある特定の実施形態において、基板の主要表面の一方または両方が平滑である。
【0363】
ある特定の実施形態において、基板の主要表面の一方または両方が波状であってもよい。
【0364】
ある特定の実施形態において、基板の主要表面の一方または両方が粗面であってもよい。
【0365】
ある特定の実施形態において、基板の主要表面の一方または両方がテクスチャ加工されていてもよい。
【0366】
ある特定の実施形態において、基板の主要表面の一方または両方が凹状であってもよい。
【0367】
ある特定の実施形態において、基板の主要表面の一方または両方が凸状であってもよい。
【0368】
ある特定の実施形態において、基板の一方の主要表面が、マイクロレンズを備えてもよい。
【0369】
ある特定の実施形態において、基板は、平坦、凹状、凸状、または特徴化された(例えば、1種または複数種のポジ型またはネガ型の特徴)1つまたは複数の表面を含む。特定の最終用途に基づき、他の表面特性が含まれてもよい。
【0370】
ある特定の実施形態において、特定の最終用途に基づき、基板の幾何学的形状および寸法が選択されてもよい。
【0371】
ある特定の実施形態において、基板の厚さは、実質的に均一である。
【0372】
ある特定の実施形態において、光学部品は、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む少なくとも1つの層を含む。2種類以上の量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含むある特定の実施形態において、各種類は、別個の層として配置されてもよい。
【0373】
ある特定の実施形態において、光学材料は、基板の主要表面にわたり配置される。
【0374】
ある特定の実施形態において、光学材料は、基板の主要表面にわたり連続層として配置される。
【0375】
ある特定の実施形態において、光学材料の層は、約0.1ミクロンから約200ミクロンの厚さを有してもよい。ある特定の実施形態において、厚さは、約10ミクロンから約200ミクロンであってもよい。ある特定の実施形態において、厚さは、約30ミクロンから約80ミクロンであってもよい。
【0376】
ある特定の実施形態において、場合による他の層もまた含まれてもよい。
【0377】
エネルギー上の観点からさらなる包含は望ましくない可能性があるが、他の理由のためにフィルタが含まれる場合があり得る。そのような場合、フィルタが含まれてもよい。ある特定の実施形態において、フィルタは、基板の全てまたは基板の少なくとも所定部分を被覆してもよい。ある特定の実施形態において、フィルタは、1つまたは複数の所定波長の光の通過を遮蔽するために含まれてもよい。フィルタ層は、光学材料の上または下に含まれてもよい。ある特定の実施形態において、光学部品は、基板の様々な表面上に複数のフィルタ層を含んでもよい。ある特定の実施形態において、ノッチフィルタ層が含まれてもよい。
【0378】
ある特定の実施形態において、1つまたは複数の反射防止コーティングが光学部品に含まれてもよい。
【0379】
ある特定の実施形態において、1つまたは複数の波長選択的反射コーティングが光学部品に含まれてもよい。そのようなコーティングは、例えば、光源に向かって光を反射し得る。
【0380】
ある特定の実施形態において、例えば、光学部品は、その表面の少なくとも一部にわたるアウトカップリング部材または構造をさらに含んでもよい。ある特定の実施形態において、アウトカップリング部材または構造は、表面にわたり均一に分布し得る。ある特定の実施形態において、アウトカップリング部材または構造は、表面からアウトカップリングされたより均一な光の分布を達成するために、形状、サイズおよび/または頻度が変動し得る。ある特定の実施形態において、アウトカップリング部材または構造は、ポジ型、例えば光学部品の表面の上に載置もしくは突出していてもよく、または、ネガ型、例えば光学部品の表面内の陥凹部であってもよく、またはこれらの両方の組合せであってもよい。
【0381】
ある特定の実施形態において、光学部品は、そこから光が放出されるその表面上に、レンズ、プリズム表面、格子等をさらに含んでもよい。他のコーティングもまた、場合によってそのような表面上に含まれてもよい。
【0382】
ある特定の実施形態において、アウトカップリング部材または構造は、成形、エンボス加工、ラミネーション、硬化性配合物の塗布(例えば、これらに限定されないが、噴霧、リソグラフィー、印刷(スクリーン、インクジェット、フレキソ印刷等)等を含む技術により形成される)により形成され得る。
【0383】
ある特定の実施形態において、基板は、光散乱物質を含んでもよい。
【0384】
ある特定の実施形態において、基板は、気泡または空隙を含んでもよい。
【0385】
ある特定の実施形態において、光学部品は、つやなしまたはつや消し仕上げの1つまたは複数の主要表面を含んでもよい。
【0386】
ある特定の実施形態において、光学部品は、つや出し仕上げの1つまたは複数の主要表面を含んでもよい。
【0387】
本明細書で教示される本発明のある特定の実施形態における使用のための、バリアフィルムまたはコーティングの例には、硬質金属酸化物コーティング、ガラス薄層、およびVitex Systems,Inc.から入手可能なBarixコーティング材料が制限なく含まれる。他のバリアフィルムまたはコーティングは、当業者により容易に確認され得る。
【0388】
ある特定の実施形態において、光学材料を完全または部分的にカプセル化するために、2種以上のバリアフィルムまたはコーティングが使用されてもよい。
【0389】
光学部品に含まれるバリア材料は、バリア材料がカプセル化してもよい光学材料内/外に光が通過することができるように、光学的に透明であってもよい。
【0390】
バリア材料部材は、可撓性(例えば、これらに限定されないが、薄いアクリル、エポキシ、ポリカーボネート、PEN、PET、PE)であってもよい。
【0391】
バリア材料は、基板上の異なる成分またはコーティングの複数の層からなる複合材であってもよい。
【0392】
バリア材料は、硬質であってもよい(例えば、これらに限定されないが、ガラス、厚いアクリル、厚い透明ポリマーであってもよく、バリア特性を改善するために、複合材であっても、または層(例えばSiO)でコーティングされていてもよい)。
【0393】
シールを含むある特定の実施形態において、シールは、ガラスフリット、結合剤系中のガラスフリット、金属化基板と組み合わせたはんだを含んでもよい。ある特定の実施形態において、他のシーラントが使用されてもよい。ガラス対ガラス、ガラス対金属およびバリアフィルムまたはシーラントを互いにシールするための他の知られた技術が使用されてもよい。
【0394】
本明細書で教示される本発明のある特定の態様および実施形態において、光学部品は、場合によって、環境(例えば埃、水分等)および/または擦り傷もしくは磨耗からの保護のための被覆、コーティングまたは層をさらに含んでもよい。
【0395】
本明細書で教示される本発明のある特定の態様および実施形態において、光学材料(例えば、母材(好ましくはポリマーまたはガラス)に分散した量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む)は、光学材料の光ルミネセンス効率を増加させるのに十分な期間、光束に暴露される。ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を増加させるのに十分な期間、光および熱に暴露される。ある特定の実施形態において、光または光および熱への暴露は、光ルミネセンス効率が実質的に一定の値に達するまでの期間継続される。
【0396】
ある特定の実施形態において、光源として、約365nmから約480nmの範囲内の波長を有する光を放出する光源が使用される。ある特定の実施形態において、光源として、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する光源が使用される。ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源を含む。ある特定の実施形態において、光源は、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光を放出する蛍光灯を含む。ある特定の実施形態において、光学材料は、約450nmのピーク波長を有する光源により照射される。ある特定の実施形態において、光源として、約450nmのピーク波長を有するLED光源が使用される。他の知られた光源は、当業者により容易に識別され得る。ある特定の実施形態において、光束は、約10mW/cmから約100mW/cmであり、好ましくは約20mW/cmから約35mW/cmであり、より好ましくは約20mW/cmから約30mW/cmである。光学材料を光および熱に暴露することを含む実施形態において、光学材料は、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に光に暴露される。ある特定の実施形態において、光学材料(例えば、母材(好ましくはポリマーまたはガラス)に分散した量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む)は、熱もまた加えられているか否かに関係なく、光に暴露される時にカプセル化されてもよい。(例えば、光学材料の層がガラス板の間に配置され得る。)ある特定の例において、ガラス板は、さらに、周辺部または端部付近で互いにシールされていてもよい。ある特定の実施形態において、シールは、バリア材料を含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、酸素および水バリアを含む。ある特定の実施形態において、シールは、実質的に水および/または酸素不透過性である。シール技術の例には、ガラス対ガラスシール、ガラス対金属シール、実質的に酸素および/または水不透過性であるシール材料、酸素および/または水分の浸透を抑制するエポキシおよびその他のシール材料が含まれるが、これらに限定されない。ある特定の実施形態において、光学材料(例えば、母材(好ましくはポリマーまたはガラス)に分散した量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む)は、熱もまた加えられているか否かに関係なく、光に暴露される時に部分的にカプセル化されてもよい。
【0397】
光ルミネセンス効率は、例えば、NISTトレーサブル補正光源を含む積分球内で、分光光度計を使用して測定することができる。
【0398】
例えば、外部量子効率(EQE)は、参照により本明細書に組み込まれる、Melloら、Advanced Materials 9(3):230(1997)により開発された方法を用い、NISTトレーサブル補正光源を使用して、12インチ積分球内で測定することができる。この方法は、平行450nmLED源、積分球および分光計を使用する。3回の測定が行われる。まず、この方法を説明する上での例示を目的として、LEDは積分球を直接照らし、L1と標示され図2(波長(nm)の関数として発光強度(任意単位)をグラフ表示している)に示されるスペクトルを得る。次に、乱反射LED光のみが試料を照らすようにPL試料を積分球内に設置し、図2において例示を目的として示される(L2+P2)スペクトルを得る。最後に、LEDが試料を(垂直入射より若干ずれた方向から)直接照らすようにPL試料を積分球内に設置し、例4を目的として示される(L3+P3)スペクトルを得る。データ収集後、各スペクトルの(LおよびPの)寄与を計算する。L1、L2およびL3は、各測定におけるLEDスペクトルの和に相当し、P2およびP3は、2つ目および3つ目の測定におけるPLスペクトルに関連する和である。次いで、以下の等式が、外部PL量子効率を与える。
EQE=[(P3*L2)−(P2*L3)]/(L1*(L2−L3))
ある特定の実施形態において、光学材料は、本明細書に記載される光散乱粒子および場合による他の添加剤をさらに含んでもよい。
【0399】
本発明は、本発明の例示を意図する以下の実施例によりさらに明確化される。
【0400】
(実施例)
【実施例1】
【0401】
半導体ナノ結晶の調製
A.3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸を用いた、588nm光を放出可能な半導体ナノ結晶の調製
CdSeコアの合成:20mLのバイアル内で、酢酸カドミウム1.75mmolをトリ−n−オクチルホスフィン15.7mmolに140℃で溶解させ、次いで1時間乾燥および脱気する。トリオクチルホスフィンオキシド31.0mmolおよびオクタデシルホスホン酸4mmolを、3口フラスコに加え、110℃で1時間乾燥および脱ガスする。脱ガス後、オキシド/酸のフラスコにCd溶液を加え、混合物を窒素下で270℃に加熱する。温度が270℃に達したら、トリ−n−ブチルホスフィン16mmolをフラスコ内に注入する。温度を270℃に戻し、次いで1.5M TBP−Se 2.3mLを速やかに注入する。反応混合物を30秒間270℃で加熱し、次いで加熱マントルを反応フラスコから外して溶液を室温まで冷却する。メタノールおよびイソプロパノールの3:1混合物を添加することにより、窒素雰囲気グローブボックス内で成長溶液からCdSeコアを沈殿させる。次いで、単離したコアをヘキサンに溶解させ、コアシェル材料の作製に使用する。(吸収/発光/FWHM(nm)=518/529/26.5。)
【0402】
CdSe/CdZnSコアシェルナノ結晶の合成:2つの同一の反応を設定し、トリオクチルホスフィンオキシド25.86mmolおよび3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸2.4mmolを、50mLの四口丸底フラスコ内に投入する。次いで、約1時間120℃に加熱することにより、混合物を反応槽内で乾燥および脱気する。次いでフラスコを70℃に冷却し、上記からの単離したCdSeコアを含有するヘキサン溶液(Cd含量0.062mmol)を各反応混合物に添加する。ヘキサンを減圧下で除去する。Cd、ZnおよびS前駆体として、それぞれジメチルカドミウム、ジエチル亜鉛およびヘキサメチルジシラチアンを使用する。CdおよびZnは等モル比で混合するが、SはCdおよびZnに対して2倍過剰であった。窒素雰囲気グローブボックス内で、Cd/Zn(ジメチルカドミウムおよびジエチル亜鉛0.31mmol)およびS(ヘキサメチルジシラチアン1.24mmol)の2組の試料を、それぞれトリオクチルホスフィン4mLに溶解させる。前駆体溶液を調製したら、窒素下で反応フラスコを155℃に加熱する。各反応フラスコに、シリンジポンプを使用して2時間にわたり155℃でCd/ZnおよびS前駆体溶液を滴下により添加する。シェル成長後、ナノ結晶を窒素雰囲気グローブボックスに移し、メタノールおよびイソプロパノールの3:1混合物を添加することにより、成長溶液から沈殿させる。次いで、単離したコアシェルナノ結晶をトルエンに分散させ、2つのバッチからの溶液を合わせる。
【0403】
B.3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸を用いた、632nm光を放出可能な半導体ナノ結晶の調製
CdSeコアの合成:250mLの三口丸底シュレンクフラスコ内で、酢酸カドミウム29.9mmolをトリ−n−オクチルホスフィン436.7mmolに140℃で溶解させ、次いで1時間乾燥および脱気する。トリオクチルホスフィンオキシド465.5mmolおよびオクタデシルホスホン酸61.0mmolを、0.5Lガラス反応器に加え、120℃で1時間乾燥および脱ガスする。脱ガス後、オキシド/酸を含有する反応器にCd溶液を加え、混合物を窒素下で270℃に加熱する。温度が270℃に達したら、トリ−n−ブチルホスフィン243.2mmolをフラスコ内に注入する。温度を270℃に戻し、次いで1.5M TBP−Se 33.3mLを速やかに注入する。反応混合物を約9分間270℃で加熱し、この時点で加熱マントルを反応フラスコから外して混合物を室温まで冷却する。メタノールおよびイソプロパノールの3:1混合物を添加することにより、窒素雰囲気グローブボックス内で成長溶液からCdSeコアを沈殿させる。次いで、単離したコアをヘキサンに溶解させ、コアシェル材料の作製に使用する。(吸収/発光/FWHM(nm)=571/592/45。)
【0404】
CdSe/CdZnSコアシェルナノ結晶の合成:3つの同一の反応を行い、トリオクチルホスフィンオキシド517.3mmolおよび3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸48.3mmolを、0.5Lのガラス反応器に投入する。次いで、約1時間120℃に加熱することにより、混合物を反応器内で乾燥および脱気する。次いで反応器を70℃に冷却し、上記からの単離したCdSeコアを含有するヘキサン溶液(Cd含量1.95mmol)を各反応混合物に添加する。ヘキサンを減圧下で除去する。Cd、ZnおよびS前駆体として、それぞれジメチルカドミウム、ジエチル亜鉛およびヘキサメチルジシラチアンを使用する。CdおよびZnは等モル比で混合するが、SはCdおよびZnに対して2倍過剰であった。窒素雰囲気グローブボックス内で、Cd/Zn(ジメチルカドミウムおよびジエチル亜鉛5.5mmol)およびS(ヘキサメチルジシラチアン22mmol)の2組の試料を、それぞれトリオクチルホスフィン80mLに溶解させる。前駆体溶液を調製したら、窒素下で反応フラスコを155℃に加熱する。各反応器溶液に、シリンジポンプを使用して2時間にわたり155℃で前駆体溶液を滴下により添加する。シェル成長後、ナノ結晶を窒素雰囲気グローブボックスに移し、メタノールおよびイソプロパノールの3:1混合物を添加することにより、成長溶液から沈殿させる。次いで得られた沈殿物をヘキサンに分散させ、メタノールおよびイソプロパノールの3:1混合物を添加することにより、再び溶液から沈殿させる。次いで、単離したコアシェルナノ結晶をクロロホルムに分散させ、3つのバッチからの溶液を合わせる。(吸光/発光/FWHM(nm)=610/632/40。)
【実施例2】
【0405】
2つの異なる種類の半導体ナノ結晶を含む光学部品の調製:
半導体ナノ結晶(実質的に実施例1に記載の合成に従って調製された)を含む光学材料を使用して、以下のフィルムを調製する。
A.橙色スペクトル領域にピーク発光を有する半導体ナノ結晶を含む光学材料
実質的に実施例1Aに記載の合成に従い調製された半導体ナノ結晶は、フルオロベンゼンに分散した橙色発光半導体ナノ結晶を含み、588nmのピーク発光、約28nmのFWHM、83%の溶液量子収率および20mg/mlの濃度を有する。
【0406】
赤色発光ナノ結晶の20mg/ml懸濁液2.7mlを、3mLのシリンジから、磁気撹拌棒を含みセプタムで栓をされた20mlのバイアルに加え、系を閉鎖し、シリンジ針を通して真空下でパージし、次いで窒素を再充填する。真空ストリッピングにより、バイアルから約90パーセントの溶媒を除去する。Radcure Corp(9 Audrey Pl, Fairfield, NJ 07004−3401)から市販されている低粘度反応性希釈剤、RD−12 0.5mlを添加する。真空ストリッピングによりバイアルから残留溶媒を除去する。次いで、シリンジを通してバイアルにDR−150 2.0mlを加え、Vortexミキサーを使用して混合物を混合する。(DR−150は、Radcure社から市販されているUV硬化性アクリル配合物である。)次いで混合物を約15分間超音波浴内に置く。
【0407】
次に、TiO(DuPont社から入手可能なTi−Pure902+)0.028グラムを開いたバイアルに加え、混合物をVortexミキサーで混合し、続いてホモジナイザで混合する。
【0408】
次いでバイアルに栓をし、真空下で脱気し、窒素を再充填する。
【0409】
混合後、閉じたバイアルを50分間、超音波浴内に入れる。試料が超音波浴内にある間に温度が40℃を超えないように注意する。
【0410】
長波長半導体および追加的な母材と合わせた配合物の作製に使用するまで、試料を暗所に保管する。
B.赤色スペクトル領域にピーク発光を有する半導体ナノ結晶を含む光学材料
実質的に実施例1Bに記載の合成に従い調製された半導体ナノ結晶は、クロロホルムに分散した赤色発光半導体ナノ結晶を含み、632nmのピーク発光、約40nmのFWHM、70%の溶液量子収率および56.7mg/mlの濃度を有する。
【0411】
赤色発光ナノ結晶の56.7mg/ml懸濁液99mlを、磁気撹拌棒を含みセプタムで栓をされたエルレンマイヤーフラスコに加え、系を閉鎖し、シリンジ針を通して真空下でパージし、次いで窒素を再充填する。真空ストリッピングにより、バイアルから約95パーセントの溶媒を除去する。Radcure Corp(9 Audrey Pl, Fairfield, NJ 07004−3401)から市販されている低粘度反応性希釈剤、RD−12 46.6mlを添加する。真空ストリッピングによりバイアルから残留溶媒を除去する。次いで、シリンジを通してバイアルにDR−150 187mlを加え、Vortexミキサーを使用して混合物を混合する。(DR−150は、Radcure社から市販されているUV硬化性アクリル配合物である。)次いで混合物を約50分間超音波浴内に置く。
【0412】
次に、TiO(DuPont社から入手可能なTi−Pure902+)約2.6グラム、および事前にボールミル機内で粉砕して粒径を減少させたEsacure TPO 12.9グラムを開いたバイアルに加え、混合物をVortexミキサーで混合し、続いてホモジナイザで混合する。
【0413】
次いでバイアルに栓をし、真空下で脱気し、窒素を再充填する。
【0414】
混合後、閉じたバイアルを60分間、超音波浴内に入れる。試料が超音波浴内にある間に温度が40℃を超えないように注意する。長波長半導体および追加的な母材と合わせた配合物の作製に使用するまで、試料を暗所に保管する。
【0415】
C.スペーサビーズを含む母材の調製:
Radcure Corp(9 Audrey Pl, Fairfield, NJ 07004−3401)から市販されている低粘度反応性希釈剤、RD−12 0.9ml、および同様にRedcure Corpから市販されているDR−150 3.8mlを40mlのバイアルに加え、Vortexミキサーを使用して混合物を混合する。次いで混合物を約30分間超音波浴内に置く。
【0416】
次に、TiO(DuPont社から入手可能なTi−Pure902+)約0.05グラム、およびMO−SCI Specialty Products社(Rolla, MO 65401 USA)から入手可能なGL0179B6/45スペーサビーズ0.05グラムを開いたバイアルに加え、次いでVortexミキサーを使用して混合する。
【0417】
混合後、閉じたバイアルを約50分間、超音波浴内に入れる。試料が超音波浴内にある間に温度が40℃を超えないように注意する。長波長半導体および追加的な母材と合わせた配合物の作製に使用するまで、試料を暗所に保管する。
【0418】
D.赤色および橙色発光半導体ナノ結晶を含む光学材料および層の調製:
スペーサビーズを含む母材(実質的に実施例1Cに記載の手順に従い調製された)2.52グラム、実施例1Bの光学材料0.99グラム、および実施例1Aの光学材料1.00グラムを、20mlのバイアル内に一緒に加えることにより、光学材料を形成する。Vortexミキサーを使用して混合物を撹拌し、続いて約50分間超音波浴内で超音波処理する。
【0419】
組合せバイアルからの試料材料を、苛性塩基浴、酸洗浄、脱イオン水洗浄およびメタノールでの拭き取りにより事前に清浄化した六角形状の平坦ホウケイ酸ガラス上に分注する。同じく事前に清浄化した同じサイズの第2の六角形板を、分注された試料材料の上部に設置し、サンドイッチ構造を押し、2つのガラス板の間で配合物を均一に延展する。構造から搾り出された余分な配合物をガラスの外側部分から拭き取り、六角形サンドイッチを、Hバルブ(30−45ミリワット/cm)を有するDYMAX Corporation製5000−EC UV Light Curing Flood Lampシステム内で10秒間硬化させる。ナノ結晶含有層の厚さは、約70−79μm(配合物約360mg)である。
【0420】
六角形サンドイッチは、実質的に実施例2に記載のように調製された光学材料の試料を含有するアクリルの硬化された層を有する、2枚の六角形状のホウケイ酸ガラスの平坦板からなる。
【0421】
実質的に実施例2に記載のように、6つの試料(試料A−F)を調製した。各試料に対し、初期CCT、CRIおよび外部量子効率測定を行ってから、各試料を約50℃に加熱し、試料のそれぞれに対して以下の表1に指定される期間、試料に約30mW/cm2の450nm青色光を照射した。各試料に対しリストされた照射時間後に、CCT、CRIおよびEQE測定を行った。データを以下の表1に記載する。
【0422】
【表1】

【実施例3】
【0423】
半導体ナノ結晶の調製
A.3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸を用いた、赤色光を放出可能な半導体ナノ結晶の調製
CdSeコアの合成:250mLの三口丸底フラスコ内で、酢酸カドミウム26.25mmolをトリ−n−オクチルホスフィン235.4mmolに100℃で溶解させ、次いで1時間乾燥および脱気する。トリオクチルホスフィンオキシド465.5mmolおよびオクタデシルホスホン酸59.9mmolを、0.5Lのガラス反応器に加え、140℃で1時間乾燥および脱ガスする。脱ガス後、オキシド/酸を含有する反応器にCd溶液を加え、混合物を窒素下で270℃に加熱する。温度が270℃に達したら、トリ−n−ブチルホスフィン240mmolをフラスコ内に注入する。次いで混合物の温度を308℃に上げ、次いで1.5M TBP−Se 60mLを速やかに注入する。反応混合物の温度を30秒間284℃に下げ、次いで加熱マントルを反応フラスコから外して装置を2つのエアガンで冷却する。ナノ結晶の第1の吸収ピークは、551nmである。メタノールおよびイソプロパノールの3:1混合物を添加することにより、窒素雰囲気グローブボックス内で成長溶液からCdSeコアを沈殿させる。次いで、単離したコアをヘキサンに溶解させ、コアシェル材料の作製に使用する。
【0424】
CdSe/CdZnSコアシェルナノ結晶の合成:トリオクチルホスフィンオキシド517.3mmolおよび3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸48.3mmolを0.5Lガラス反応器に投入する。次いで、約1時間120℃に加熱することにより、混合物を反応器内で乾燥および脱気する。次いで反応器を70℃に冷却し、単離したCdSeコアを含有するヘキサン溶液(Cd含量1.98mmol)を反応混合物に添加する。ヘキサンを減圧下で除去する。Cd、ZnおよびS前駆体として、それぞれジメチルカドミウム、ジエチル亜鉛およびヘキサメチルジシラチアンを使用する。CdおよびZnは等モル比で混合するが、SはCdおよびZnに対して2倍過剰である。窒素雰囲気グローブボックス内で、Cd/Zn(ジメチルカドミウムおよびジエチル亜鉛6.13mmol)およびS(ヘキサメチルジシラチアン24.53mmol)の試料を、それぞれトリオクチルホスフィン80mLに溶解させる。前駆体溶液を調製したら、窒素下で反応フラスコを155℃に加熱する。シリンジポンプを使用して2時間にわたり155℃で前駆体溶液を滴下により添加する。シェル成長後、ナノ結晶を窒素雰囲気グローブボックスに移し、メタノールおよびイソプロパノールの3:1混合物を添加することにより、成長溶液から沈殿させる。次いで、単離したコアシェルナノ結晶をトルエンに溶解させ、光学材料の作製に使用する。材料の仕様は以下の通りである:吸収=591nm;発光=603nm;FWHM=30nm;QY=トルエン中85%。
【実施例4】
【0425】
光学部品の調製
A.赤色スペクトル領域にピーク発光を有する半導体ナノ結晶を含む光学材料
実質的に実施例3に記載の合成に従い調製された半導体ナノ結晶は、トルエンに分散した赤色発光半導体ナノ結晶を含み、(スペースを追加)604nmのピーク発光、約29nmのFWHM、85%の溶液量子収率および18mg/mlの濃度を有する。
【0426】
赤色発光ナノ結晶のトルエン中18mg/ml懸濁液30.6mlを、10mLのシリンジから、磁気撹拌棒を含みセプタムで栓をされた125mlのエルレンマイヤーフラスコに加え、系を閉鎖し、シリンジ針を通して複数回、真空下でパージし、次いで窒素を再充填してから、懸濁液を挿入する。磁気撹拌棒で溶液を撹拌しながら、真空ストリッピングによりエルレンマイヤーフラスコから約95パーセントの溶媒を除去する。Radcure Corp(9 Audrey Pl, Fairfield, NJ 07004−3401)から市販されている低粘度反応性希釈材、RD−12 10mlを、シリンジを通してエルレンマイヤーフラスコに加える。磁気撹拌棒で撹拌しながら、真空ストリッピングによりエルレンマイヤーフラスコから残留溶媒を除去する。次いでエルレンマイヤーフラスコを約15分間超音波浴内に置く。次いで、磁気撹拌棒を使用して溶液を混合しながら、シリンジを通してエルレンマイヤーフラスコにDR−150 40mlを加える。添加後、Vortexミキサーを使用して溶液をさらに混合する。(DR−150は、Radcure社から市販されているUV硬化性アクリル配合物である。)
【0427】
次に、TiO(DuPont社から入手可能なTi−Pure902+)0.270グラムを開いたエルレンマイヤーフラスコに加え、混合物をVortexミキサーで混合し、続いてホモジナイザで混合する。Tego2500約0.2グラムを滴下により添加し、溶液をVortexミキサーで混合し、続いて超音波浴内でさらに45分間処理した。試料が超音波浴内にある間に温度が40℃を超えないように注意する。
【0428】
光学部品の作製に使用するまで、試料を暗所に保管する。
B.ガラス/光学材料/ガラスを含む光学部品
アセトンに続きメタノールで拭くことにより、顕微鏡スライドを事前に清浄化する。2つの80ミクロンのシムを、顕微鏡スライドの一端、およびその端部から約1インチの角部に設置する。実施例4Aに記載の少量の配合物を、シムで囲まれた領域の中央に配置する。第2の顕微鏡スライドまたは顕微鏡スライド片を、配合物の上部に配置し、離間したシムの部分に端部が接触するように設置する。小型バインダークリップをシムの上から設置し、2片のガラスを互いに保持するが、クリップで配合物を遮らないように注意する。この構造体の両面を、Hバルブ(30−45mW/cm)を有するDYMAX Corporation製5000−EC UV Light Curing Flood Lampシステム内で10秒間硬化させる。クリップを取り外し、シムストックを構造体から引き出す。
【0429】
次いで、表2に示される期間、50℃で約25mW/cm2の450nm光束を試料に照射する。EQE測定は、NISTトレーサブル補正光源を使用して、12インチ積分球内で行う。
【0430】
カプセル化されていない試料に対する測定結果は、表2中、試料1および2として示されている。
【0431】
C.ガラス/光学材料/アクリレート/ガラスを含む光学部品
光学部品はまた、順番に作製することができる。例えば、Mayerロッド52を使用して、事前に清浄化された顕微鏡スライド上に実施例4Aに記載の光学材料をコーティングし、約80umのフィルムを生成する。このフィルムを、試料が約865mJ/cm2のエネルギーに暴露されるように、Hバルブを有するDYMAX Corporation製5000−EC UV Light Curing Flood Lampシステムを使用して空気環境内で硬化させる。
【0432】
光学材料および第1の基板の上のシーラント層の形成は、接合するガラススライドが構造物の上に配置されたときに、アクリレート系液体が光学材料フィルムの大部分を被覆し、好ましくはスライドの端部で玉状になるように、硬化光学材料フィルム上に十分な量のUV硬化液体アクリレート系材料を分注することにより達成される。次いで、硬化光学部品フィルムを含有する上部の顕微鏡スライドと底部の顕微鏡スライドとの間に含有されるアクリレート系液体を、試料が約865mJ/cm2のエネルギーに暴露されるように、Hバルブを有するDYMAX Corporation製5000−EC UV Light Curing Flood Lampシステムを使用して空気環境内で硬化させる。
【0433】
外部量子効率(EQE)は、NISTトレーサブル補正光源を使用して、12インチ積分球内に形成された試料に対して測定する。次いで、表2に示される期間、50℃で約25mW/cm2の450nm光束を試料に照射する。同じ技術を用いて、照射後のEQE測定を行う。
【0434】
カプセル化された試料に対する測定結果は、表2中、試料3、4および5として示されている。
【0435】
【表2】

【実施例5】
【0436】
A:光学材料インクの調製
611nmのピーク発光、約33nmのFWHM、71%の溶液量子収率を有する半導体ナノ結晶を使用した。使用した半導体ナノ結晶は、4つの別個に調製したバッチからの半導体ナノ結晶の混合物であった。(バッチのうちの2つは、概して実施例3Aに記載の手順に従い調製し、他の2つは同じ一般手順を使用したが、大量に調製した。)ナノ結晶を、20mg/mlの濃度でトルエンに分散させた。
【0437】
20mg/mlの赤色発光ナノ結晶懸濁液367.5mlを、1リットルの丸底フラスコに入れ、真空ストリッピングによりバイアルから約90パーセントの溶媒を除去する。Radcure Corp(9 Audrey Pl, Fairfield, NJ 07004−3401)から市販されている低粘度反応性希釈剤、RD−12 106.7mlを添加する。真空ストリッピングによりバイアルから残留溶媒を除去する。得られた溶液を超音波浴内で20分間超音波処理してから、DR−150 427.5mlをフラスコに加え、混合物を超音波浴内で20分間超音波処理する。(DR−150は、Radcure社から市販されているUV硬化性アクリル配合物である。)
【0438】
Tego RAD2500界面活性剤4.63グラムを開いたフラスコに加え、続いてTiO(DuPont社から入手可能なTi−Pure902+)1.97グラムを添加し、混合物をロータステータホモジナイザ(IKA Labor Technik社の製品、モデルUltra−Turrax T−25)で混合する。
【0439】
次いで、混合物を含有するフラスコを、20分間超音波浴内に置く。試料が超音波浴内にある間に温度が40℃を超えないように注意する。
【0440】
以下のプロセスに使用するまで、試料を暗所に保管した。
B.光学部品の調製
実質的に実施例5A(上記)に記載のように調製された略フィルム状の光学材料インクを、2つの別々の事前清浄化ガラス板上にスクリーン印刷することにより、光学部品を調製した。インクは空気中で印刷する。インクを印刷した後、2つの板上のインクを、2つのDymax Fusion Hバルブに約50ミリワット/cmで約30秒間暴露することにより硬化させる。各板上の硬化インクフィルムの重量は、約0.2269グラムである。硬化ステップは、窒素ブランケット下で行う。硬化後、板を空気中に戻す。次に、ある量の光学的に透明な接着材料を、2つのうちの1つの板上の硬化光学材料の上に分注する。使用する透明接着剤は、Norland Adhesives社から販売されている、Norland68Tと呼ばれるUV硬化性アクリルウレタン製品である。(この接着材料は光学的に透明であり、酸素バリア特性を有する。)硬化インクを含む第2の板を、分注した接着材料の上部に触れるように制御された様式で下げる。次いで、底部のガラス板との平行性を維持しながら、第2の印刷板を徐々に下に押していく(インク面は接着剤に面している)。この圧縮力は、電気機械式万能試験機(ADMET eXpert7601)を使用して印加する。圧縮力は、板サンドイッチ全体にわたり実質的に均一である。使用する圧縮力は、約60lbfである。約1分間力を保持してから、力を取り除く。(ここで、印刷された光学材料は完全にカプセル化され、3辺を接着材料で、4つ目の辺をガラスで包囲されている。)次いで、圧縮された板サンドイッチを、2つのDバルブを使用して約140mW/cm2で約50秒間UV光源下に置き、接着剤を硬化させる。硬化ステップは、空気中で行う。
【0441】
接着剤硬化ステップ後、得られた光学部品を、60℃の温度のホットプレート上に置き、光学部品を均一に加熱すると同時に、光学部品の表面を、40−50mW/cmおよび450nmのピーク波長の均一な光束に6時間暴露する。(光束は、OPHlR NOVAレーザパワーメータを使用して測定する。)
【0442】
光束および熱暴露ステップの完了後に、光学部品に対し固体状態EQEを測定した。次いで、光学部品を気泡シート内に入れ、透明なプラスチックの箱の中で、市販の室内用蛍光灯照明条件での室内照明下、室温で保存した。そのようにして約78日間保存した後、光学部品をその保存条件から取り出し、固体状態での測定を行った。初期および約78日間の保存後の光学部品の測定結果を、以下の表3に記載する。
【0443】
【表3】

【0444】
本発明の別の態様によれば、酸素の存在下で前処理された量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学材料が提供される。
【0445】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0446】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0447】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0448】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される。
【0449】
ある特定の実施形態において、光学材料は、1種または複数種のバリア材料により少なくとも部分的にカプセル化される。
【0450】
ある特定の実施形態において、酸素の存在下で前処理された光学材料は、暴露ステップの間に完全にカプセル化される。
【0451】
ある特定の実施形態において、光学材料は、1種または複数種のバリア材料により完全にカプセル化される。
【0452】
方法は、酸素を含む雰囲気中で行われてもよい。
【0453】
方法は、不活性雰囲気中で行われてもよい。
【0454】
方法は、窒素雰囲気中で行われてもよい。
【0455】
ある特定の実施形態において、光束は、約365nmから約480nmの範囲内のピーク波長を有する。
【0456】
ある特定の実施形態において、光束は、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有する。
【0457】
ある特定の実施形態において、光束は、ナノ粒子のバンドギャップ未満のピーク波長を有する。
【0458】
ある特定の実施形態において、光束は、約10mW/cmから約100mW/cmである。
【0459】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料が光束に暴露される時間の少なくとも一部の間加熱される。
【0460】
ある特定の実施形態において、光学材料は、光学材料が光束に暴露される全時間加熱される。
【0461】
半導体ナノ結晶は、狭い輝線幅を有し、光ルミネセンス効率を有し、ナノ結晶のサイズおよび/または組成により発光波長が調整可能であるため、半導体ナノ結晶は、本明細書に記載の本発明の様々な態様および実施形態における使用に好ましい量子閉じ込め半導体ナノ粒子である。
【0462】
本発明の様々な態様および実施形態において有用な量子閉じ込め半導体ナノ粒子(例えば半導体ナノ結晶を含む)のサイズおよび組成は、半導体ナノ結晶が、遠可視、可視、赤外または他の所望のスペクトル部分における波長域の所定の波長で光子を放出するように選択され得る。例えば、波長は、300nmから2500nm以上であってもよく、例えば300nmから400nmであってもよく、400nmから700nmであってもよく、700nmから1100nmであってもよく、1100nmから2500nmであってもよく、または2500nm超であってもよい。
【0463】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子(例えば半導体ナノ結晶を含む)は、ナノメートル規模の無機半導体ナノ粒子である。半導体ナノ結晶は、例えば、直径約1nmから約1000nm、好ましくは約2nmから約50um、より好ましくは約1nmから約20nm(例えば、約6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nmまたは20nm)の無機結晶子を含む。
【0464】
本発明の様々な態様および実施形態に含まれる半導体ナノ結晶は、最も好ましくは、約150オングストローム(Å)未満の平均ナノ結晶直径を有する。ある特定の実施形態において、約12Åから約150Åの範囲内の平均ナノ結晶直径を有する半導体ナノ結晶が、特に望ましくなり得る。
【0465】
しかしながら、半導体ナノ結晶の組成および所望の発光波長に依存して、平均直径は、これらの様々な好ましいサイズ範囲外であってもよい。
【0466】
本明細書に記載の本発明の様々な態様および実施形態における使用のためのナノ粒子およびナノ結晶を形成する半導体は、第IV族元素、第II−VI族化合物、第II−V族化合物、第III−VI族化合物、第III−V族化合物、第IV−VI族化合物、第I−III−VI族化合物、第II−IV−VI族化合物または第II−IV−V族化合物、例えばCdS、CdO、CdSe、CdTe、ZnS、ZnO、ZnSe、ZnTe、MgTe、GaAs、GaP、GaSb、GaN、HgS、HgO、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、InN、AlAs、AlP、AlSb、AlS、PbS、PbO、PbSe、Ge、Si、3成分および4成分混合物および/または合金を含むこれらの合金および/またはこれらの混合物を含み得る。
【0467】
ナノ粒子およびナノ結晶の形状の例には、球、ロッド、ディスク、その他の形状またはこれらの混合が含まれる。
【0468】
本発明のある特定の好ましい態様および実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子(例えば半導体ナノ結晶を含む)は、1種または複数種の第1の半導体材料の「コア」を含み、コアは、コア表面の少なくとも一部上に第2の半導体材料の被膜または「シェル」を含んでもよい。ある特定の実施形態において、シェルはコアを包囲する。コア表面の少なくとも一部上にシェルを含む量子閉じ込め半導体ナノ粒子(例えば半導体ナノ結晶を含む)コアは、「コア/シェル」半導体ナノ結晶とも呼ばれる。
【0469】
例えば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子(例えば半導体ナノ結晶を含む)は、第IV族元素または式MX(式中、Mは、カドミウム、亜鉛、マグネシウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムまたはこれらの混合であり、Xは、酸素、硫黄、セレン、テルル、窒素、リン、ヒ素、アンチモンまたはこれらの混合である)で表される化合物を含むコアを含み得る。コアとしての使用に好適な材料の例には、CdS、CdO、CdSe、CdTe、ZnS、ZnO、ZnSe、ZnTe、MgTe、GaAs、GaP、GaSb、GaN、HgS、HgO、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、InN、AlAs、AlP、AlSb、AlS、PbS、PbO、PbSe、Ge、Si、3成分および4成分混合物および/または合金を含むこれらの合金および/またはこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。シェルとしての使用に好適な材料の例には、CdS、CdO、CdSe、CdTe、ZnS、ZnO、ZnSe、ZnTe、MgTe、GaAs、GaP、GaSb、GaN、HgS、HgO、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、InN、AlAs、AlP、AlSb、AlS、PbS、PbO、PbSe、Ge、Si、3成分および4成分混合物および/または合金を含むこれらの合金および/またはこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。
【0470】
ある特定の実施形態において、包囲する「シェル」材料は、コア材料のバンドギャップより大きいバンドギャップを有してもよく、「コア」基材の原子間隔に近い原子間隔を有するように選択され得る。別の実施形態において、包囲するシェル材料は、コア材料のバンドギャップより小さいバンドギャップを有してもよい。さらなる実施形態において、シェルおよびコア材料は、同じ結晶構造を有してもよい。シェル材料は、以下でさらに説明される。コア/シェル半導体構造のさらなる例に関しては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2003年8月12日出願の米国特許出願第10/638,546号、名称「Semiconductor Nanocrystal Heterostructures」を参照されたい。
【0471】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、好ましくは、狭いサイズ分布を有する半導体ナノ粒子集団の仲間である。より好ましくは、量子閉じ込め半導体ナノ粒子(例えば半導体ナノ結晶を含む)は、単分散または実質的に単分散のナノ粒子集団を含む。
【0472】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、ナノ粒子のサイズおよび組成により調整可能な光学特性を生成するためのボトムアップ式の化学的手法の設計において利用することができる、強い量子閉じ込め効果を示す。
【0473】
例えば、半導体ナノ結晶の調製および操作は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Murrayら(J.Am.Chem.Soc、115:8706(1993));Christopher Murrayによる論文、「Synthesis and Characterization of II−VI Quantum Dots and Their Assembly into 3−D Quantum Dot Superlattices」、Massachusetts Institute of Technology、1995年9月;および米国特許出願第08/969,302号、名称「Highly Luminescent Color−selective Materials」に記載されている。半導体ナノ結晶の調製および操作の他の例は、それぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第6,322,901号および米国特許第6,576,291号ならびに米国特許出願第60/550,314号に記載されている。
【0474】
本発明の様々な態様および実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子(半導体ナノ結晶を含むがこれらに限定されない)は、場合によって、それに結合した配位子を有する。
【0475】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子(半導体ナノ結晶を含むがこれらに限定されない)は、典型的には、外表面に結合した配位子を含んでもよい。
【0476】
配位子は、成長プロセスの制御を補助するために使用され得る配位性溶媒から得ることができる。配位性溶媒は、ドナー孤立電子対を有する化合物であり、例えば、成長ナノ結晶の表面への配位に利用可能な孤立電子対を有する。溶媒配位は、成長ナノ結晶を安定化させることができる。
【0477】
ある特定の実施形態において、配位子は、成長プロセス中に使用される配位性溶媒から得られる。過剰の競合配位基への反復的暴露により、被覆層を形成するように表面を改質することができる。例えば、キャッピングされた半導体ナノ結晶の分散液を、ピリジン等の配位性有機化合物で処理し、ピリジン、メタノールおよび芳香族化合物には容易に分散するが脂肪族溶媒には分散しない結晶子を生成することができる。そのような表面交換プロセスは、例えばホスフィン、チオール、アミンおよびホスフェートを含む、半導体ナノ結晶の外表面に配位または結合し得る任意の化合物を用いて行うことができる。半導体ナノ結晶は、表面に対する親和性を示し、懸濁媒または分散媒に対する親和性を有する部分で終端する短鎖ポリマーに暴露されてもよい。そのような親和性は、懸濁液の安定性を改善し、半導体ナノ結晶の凝集を妨げる。他の実施形態において、半導体ナノ結晶は、代替的に、非配位性溶媒(複数種可)を用いて調製されてもよい。
【0478】
例えば、配位子は、式:
(Y−)k−n−(X)−(−L)(式中、kは、2、3または5であり、nは、k−nがゼロ以上となるように、1、2、3、4または5であり、Xは、O、S、S=O、SO2、Se、Se=O、N、N=O、P、P=O、AsまたはAs=Oであり、YおよびLはそれぞれ、独立して、アリール、ヘテロアリール、または少なくとも1つの二重結合、少なくとも1つの三重結合もしくは少なくとも1つの二重結合および1つの三重結合を場合によって含有する直線もしくは分岐C2−12炭化水素鎖である)を有し得る。炭化水素鎖は、1つまたは複数のC1−4アルキル、C2−4アルケニル、C2−4アルキニル、C1−4アルコキシ、ヒドロキシル、ハロ、アミノ、ニトロ、シアノ、C3−5シクロアルキル、3−5員ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、C1−4アルキルカルボニルオキシ、C1−4アルキルオキシカルボニル、C1−4アルキルカルボニル、またはホルミルで場合によって置換されていてもよい。炭化水素鎖はまた、−O−、−S−、−N(Ra)−、−N(Ra)−C(O)−O−、−O−C(O)−N(Ra)−、−N(Ra)−C(O)−N(Rb)−、−O−C(O)−O−、−P(Ra)−または−P(O)(Ra)−により場合によって中断されていてもよい。RaおよびRbはそれぞれ、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシルまたはハロアルキルである。アリール基は、置換または非置換の環式芳香族基である。例には、フェニル、ベンジル、ナフチル、トリル、アントラシル、ニトロフェニルまたはハロフェニルが含まれる。ヘテロアリール基は、環に1つまたは複数のヘテロ原子を有するアリール基、例えばフリル、ピリジル、ピロリル、フェナントリルである。
【0479】
追加的な配位子の例には、アルキルホスフィン、アルキルホスフィンオキシド、アルキルホスホン酸またはアルキルホスフィン酸、ピリジン、フランおよびアミンが含まれる。より具体的な例には、ピリジン、トリ−n−オクチルホスフィン(TOP)、トリ−n−オクチルホスフィンオキシド(TOPO)およびトリス−ヒドロキシルプロピルホスフィン(tHPP)が含まれるが、これらに限定されない。工業グレードのTOPOが使用されてもよい。
【0480】
好適な配位子は、市販のものを購入してもよく、または、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるJ.March、Advanced Organic Chemistryに記載のように、通常の有機合成技術により調製してもよい。
【0481】
また、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2003年8月15日出願の米国特許出願第10/641,292号、名称「Stabilized Semiconductor Nanocrystals」も参照されたい。
【0482】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子(半導体ナノ結晶を含むが、これらに限定されない)が励起状態に達すると(または、換言すれば、励起子がナノ結晶上に位置すると)、発光波長で発光が生じ得る。発光は、量子閉じ込め半導体材料のバンドギャップに対応する周波数を有する。バンドギャップは、ナノ粒子のサイズの関数である。直径が小さい量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、分子と物質のバルク形態との間の中間の特性を有し得る。例えば、直径が小さい量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、3つ全ての次元において電子および正孔の両方の量子閉じ込めを示すことができ、これにより、結晶子サイズの減少とともに、材料の有効バンドギャップの増加がもたらされる。その結果、例えば、半導体ナノ結晶の光吸収および発光の両方が、結晶子のサイズが減少するにつれて青方すなわちより高いエネルギー側に偏移する。
【0483】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子からの発光は、量子閉じ込め半導体ナノ粒子のサイズ、量子閉じ込め半導体ナノ量子の組成、またはそれらの両方を変化させることにより、スペクトルの紫外、可視または赤外領域の全波長範囲を通して調整可能な、狭いガウス発光バンドであってもよい。例えば、CdSeは可視領域において調整することができ、InAsは赤外領域において調整することができる。量子閉じ込め半導体ナノ粒子集団の狭いサイズ分布は、狭いスペクトル範囲内の光の放出をもたらし得る。集団は、単分散であってもよく、量子閉じ込め半導体ナノ粒子の直径において、好ましくは15%rms(二乗平均平方根)未満、より好ましくは10%未満、最も好ましくは5%未満の偏差を示す。可視領域において発光する量子閉じ込め半導体ナノ粒子では、約75nm以下、好ましくは60nm以下、より好ましくは40nm以下、最も好ましくは30nm以下の半値全幅(FWHM)の狭い範囲のスペクトル発光が観察され得る。IR発光量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、150nm以下、または100nm以下のFWHMを有し得る。発光のエネルギーに関して表現すると、発光は、0.05eV以下、または0.03eV以下のFWHMを有し得る。量子閉じ込め半導体ナノ粒子直径の分散度が減少するにつれて、発光の広がりが減少する。半導体ナノ結晶の狭いFWHMは、飽和色発光をもたらし得る。半導体ナノ結晶の単分散集団は、狭い範囲の波長にわたる光を放出する。
【0484】
例えば、半導体ナノ結晶は、例えば10%を超える、20%を超える、30%を超える、40%を超える、50%を超える、60%を超える、70%を超える、80%を超えるまたは90%を超える高い発光量子効率を有し得る。
【0485】
透過型電子顕微鏡(TEM)は、半導体ナノ結晶集団のサイズ、形状および分布に関する情報を提供し得る。粉末X線回折(XRD)パターンは、半導体ナノ結晶の結晶構造の種類および品質に関する最も完全な情報を提供し得る。X線可干渉距離により、粒子直径はピーク幅に反比例するため、サイズの推定もまた可能である。例えば、半導体ナノ結晶の直径は、透過型電子顕微鏡により直接測定することができ、または、例えばScherrerの式を用いて、X線回折データから推定することができる。また、UV/Vis吸収スペクトルから推定することもできる。
【0486】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、好ましくは、制御(無酸素および無水)環境内で取り扱われ、製造プロセス中のルミネセンス効率の消失が防止される。
【0487】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料は、液体媒体に分散させることができ、したがって、スピンキャスティング、ドロップキャスティングおよびディップコーティング等の薄膜堆積技術に適合し得る。
【0488】
ある特定の好ましい実施形態において、本発明による様々な態様および実施形態における使用のための光学材料は、例えば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子および液体ビヒクルを含むインクから調製されてもよく、液体ビヒクルは、重合されて(例えば架橋されて)母材を形成し得る1つまたは複数の官能基を有する。ある特定の実施形態において、官能性単位は、UV処理により架橋され得る。ある特定の実施形態において、官能性単位は、熱処理により架橋され得る。ある特定の実施形態において、官能性単位は、当業者により容易に確認され得る他の架橋技術により架橋され得る。ある特定の実施形態において、架橋され得る1つまたは複数の官能基を含む光学材料は、液体ビヒクル自体であってもよい。また、Lintonらによる2007年6月25日出願の米国特許出願第60/946090号、「Methods For Depositing Nanomaterial, Methods For Fabricating A Device, Methods For Fabricating An Array Of Devices And Compositions」、およびLintonらによる2007年7月12日出願の米国特許出願第60/949306号、「Compositions, Methods For Depositing Nanomaterial, Methods For Fabricating A Device, And Methods For Fabricating An Array Of Devices」を参照されたいが、これらのそれぞれの開示は参照により本明細書に組み込まれる。インクは、場合によって、散乱物質および/または他の添加剤をさらに含む。
【0489】
インクは、印刷、スクリーン印刷、スピンコーティング、グラビア技術、インクジェット印刷、ロール印刷等により、基板の表面上に堆積され得る。インクは、所定の配置で堆積され得る。例えば、インクは、パターン化されたまたはパターン化されていない配置で堆積され得る。基板上へのインクの堆積に有用となり得るさらなる情報に関しては、例えば、Seth A.Coe−Sullivanによる2007年6月25日出願の国際特許出願番号PCT/US2007/014711、名称「Methods For Depositing Nanomaterial, Methods For Fabricating A Device, And Methods For Fabricating An Array Of Devices」を参照されたいが、上記特許出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0490】
これらの堆積技術からもたらされる特徴または層内の、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料の位置に起因して、ナノ粒子の表面の全てが光の吸収および放出に利用可能となり得るわけではない。ある特定の実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料は、コンタクト印刷を使用して表面上に堆積され得る。例えば、それぞれ参照によりその全体が組み込まれる、A.KumarおよびG.Whitesides、Applied Physics Letters、63、2002−2004、(1993);ならびにV.SanthanamおよびR.P.Andres、Nano Letters、4、41−44、(2004)を参照されたい。また、それぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Coe−Sullivanらによる2005年10月21日出願の米国特許出願第11/253,612号、名称「Method And System For Transferring A Patterned Material」、およびCoe−Sullivanによる2005年10月21日出願の米国特許出願第11/253,595号、名称「Light Emitting Device Including Semiconductor Nanocrystals」も参照されたい。
【0491】
本明細書に記載の光学材料および光学部品は、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、テレビ、掲示板、屋内または屋外照明および/または信号用のライト、ヘッドアップディスプレイ、完全透明ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、レーザプリンタ、電話、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダ、ビューファインダ、マイクロディスプレイ、車両、大面積壁、劇場またはスタジアム用スクリーン、標識、ランプならびに様々な固体状態照明デバイスを含む、広範な消費者製品に組み込むことができる。
【0492】
この技術は、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む、様々な厚さの光学材料を堆積させるために使用することができる。ある特定の実施形態において、厚さは、それにより所望の吸収%が達成されるように選択される。最も好ましくは、量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、再放出された光子を全く吸収しない、または無視できる量のみを吸収する。
【0493】
ある特定の実施形態において、基板上の予め画定された領域に材料(例えば光学材料)を適用するための方法が望ましくなり得る。予め画定された領域は、材料が選択的に適用される基板上の領域である。光源の2つ以上のスペクトル欠陥を補償するために、光学部品が2つ以上の異なる種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含むある特定の実施形態において、異なる種類の量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、場合によって、2種以上の異なる光学材料中に含まれてもよく、また、異なる光学材料のそれぞれは、基板の異なる領域に、および/または基板の上の別個の層として適用されてもよい。材料および基板は、材料が所定領域内の実質的に全体に残留するように選択され得る。パターンを形成する予め画定された領域を選択することにより、材料は、材料がパターンを形成するように基板に適用され得る。パターンは、規則的なパターン(例えばアレイもしくは一連の線)、または不規則なパターンであってもよい。材料のパターンが基板上に形成されると、基板は、材料を含む領域(予め画定された領域)および材料を実質的に含まない領域を有し得る。いくつかの場合において、材料は、基板上に単一層を形成する。予め画定された領域は、不連続な領域であってもよい。換言すれば、材料が基板の予め画定された領域に適用される際、材料を含む場所は、材料を実質的に含まない他の場所により分断されてもよい。
【0494】
あるいは、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料は、溶液ベースの処理技術、相分離、スピンキャスティング、インクジェット印刷、シルクスクリーン、および表面上へのパターン形成に利用可能な他の液体フィルム技術により堆積されてもよい。
【0495】
あるいは、量子閉じ込め半導体ナノ粒子は、完全もしくは部分層として、または上記もしくは他の知られた技術のいずれかによりパターン化された配置で堆積された光透過性母材(例えば、量子閉じ込め半導体ナノ粒子により放出された光に対し、好ましくは少なくとも部分的に光透過性、より好ましくは透明であり、また量子閉じ込め半導体ナノ粒子が分散され得るポリマー、樹脂、シリカガラスまたはシリカゲル等)に分散されてもよい。好適な材料は、ポリスチレン、エポキシ、ポリイミドおよびシリカガラス等の安価で一般的に入手可能な多くの材料を含む。表面への適用後、そのような材料は、所与の色の光を生成するようにナノ粒子のサイズが選択された、量子閉じ込め半導体ナノ粒子の分散物を含有し得る。材料中に配置された量子閉じ込め半導体ナノ粒子の他の構成、例えばポリマー被膜を有する基板上の2次元層等もまた企図される。
【0496】
Seth Coe−Sullivanらによる2008年9月12日出願の米国特許出願第12/283,609号、「Compositions, Optical Component, System Including An Optical Components, Devices, And Other Products」は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0497】
本発明に関して有用となり得る他の材料、技術、方法、用途および情報は、2009年3月21日出願の米国特許出願第61/162,293号、2009年4月28日出願の米国特許出願第61/173,375号、2009年5月4日出願の米国特許出願第61/175,430号、2009年5月4日出願の米国特許出願第61/175,456号、2009年8月14日出願の米国特許出願第61/234,179号、2009年5月6日出願の国際特許出願番号PCT/US2009/002789および2008年9月12日出願の米国特許出願第12/283,609号、Seth Coe−Sullivanらによる2008年9月12日出願の米国特許出願第12/283,609号、「Compositions, Optical Component, System Including An Optical Components, Devices, And Other Products」、Breenらによる2008年9月12日出願の国際特許出願番号PCT/US2008/10651、「Functionalized Nanoparticles And Method」、Seth Coe−Sullivanらによる2009年5月6日出願の国際特許出願番号PCT/US2009/002796、「Optical Components, Systems Including an Optical Component, And Devices」およびBreenによる2009年10月17日出願の米国特許出願第61/252,656号、「Method For Preparing Quantum Dots」、Lintonらによる2007年6月25日出願の米国特許出願第60/946090号、「Methods For Depositing Nanomaterial, Methods For Fabricating A Device, Methods For Fabricating An Array Of Devices And Compositions」およびLintonらによる2007年7月12日出願の米国特許出願第60/949306号、「Compositions, Methods For Depositing Nanomaterial, Methods For Fabricating A Device, And Methods For Fabricating An Array Of Devices」に記載されている。上記のそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。上記のそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0498】
本明細書で使用される場合、「上部(top)」、「底部(bottom)」、「上(over)」および「下(under)」は、基準点からの場所に基づく相対的位置の用語である。より具体的には、「上部」は、基準点から最も離れていることを意味し、一方「底部」は、基準点に最も近いことを意味する。例えば、層が部品または基板の「上」に配置または堆積されると説明されている場合、層は、部品または基板から離れて配置される。層と部品または基板との間には、他の層が存在してもよい。本明細書で使用される場合、「被覆」もまた基準点からの場所に基づく相対的位置の用語である。例えば、第1の材料が第2の材料を被覆すると説明されている場合、第1の材料は第2の材料の上に配置されるが、必ずしも第2の材料に接触しているとは限らない。
【0499】
本明細書で使用される場合、文脈上異なる定義が明示されていない限り、単数形「a」、「an」および「the」は複数形を含む。したがって、例えば、発光性材料への言及は、そのような材料の1つまたは複数への言及を含む。
【0500】
出願人らは、引用された全ての参考文献の全内容を、本開示に明確に組み込む。さらに、量、濃度または他の値もしくはパラメータが、範囲、好ましい範囲または好ましい上限値および好ましい下限値の列挙として示されている場合、これは、範囲が別個に開示されているか否かに関係なく、任意の範囲上限または好ましい上限値および任意の範囲下限または好ましい下限値の任意の組から形成される全ての範囲を具体的に開示するものとして理解されたい。本明細書において数値の範囲が列挙されている場合、別段の指定がない限り、範囲は、その端点ならびにその範囲内の全ての整数および端数を含むことを意図する。本発明の範囲が、範囲を画定する際に列挙される具体的値に制限されることは意図されない。
【0501】
本明細書および本明細書に開示される本発明の実践を考慮すれば、当業者には本発明の他の実施形態が明らかである。本明細書および例は単なる例示とみなされ、本発明の真の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲およびその均等物により示されることが意図される。
【0502】
本明細書で使用される場合、「上部(top)」、「底部(bottom)」、「上(over)」および「下(under)」は、基準点からの場所に基づく相対的位置の用語である。より具体的には、「上部」は、基準点から最も離れていることを意味し、一方「底部」は、基準点に最も近いことを意味する。例えば、層が部品または基板の「上」に配置または堆積されると説明されている場合、層は、部品または基板から離れて配置される。層と部品または基板との間には、他の層が存在してもよい。本明細書で使用される場合、「被覆」もまた基準点からの場所に基づく相対的位置の用語である。例えば、第1の材料が第2の材料を被覆すると説明されている場合、第1の材料は第2の材料の上に配置されるが、必ずしも第2の材料に接触しているとは限らない。
【0503】
本明細書で使用される場合、文脈上異なる定義が明示されていない限り、単数形「a」、「an」および「the」は複数形を含む。したがって、例えば、発光性材料への言及は、そのような材料の1つまたは複数への言及を含む。
【0504】
出願人らは、引用された全ての参考文献の全内容を、本開示に明確に組み込む。さらに、量、濃度または他の値もしくはパラメータが、範囲、好ましい範囲または好ましい上限値および好ましい下限値の列挙として示されている場合、これは、範囲が別個に開示されているか否かに関係なく、任意の範囲上限または好ましい上限値および任意の範囲下限または好ましい下限値の任意の組から形成される全ての範囲を具体的に開示するものとして理解されたい。本明細書において数値の範囲が列挙されている場合、別段の指定がない限り、範囲は、その端点ならびにその範囲内の全ての整数および端数を含むことを意図する。本発明の範囲が、範囲を画定する際に列挙される具体的値に制限されることは意図されない。
【0505】
本明細書および本明細書に開示される本発明の実践を考慮すれば、当業者には本発明の他の実施形態が明らかである。本明細書および例は単なる例示とみなされ、本発明の真の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲およびその均等物により示されることが意図される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態である、光学部品。
【請求項2】
実質的に全てのナノ粒子が、電荷中性状態である、請求項1に記載の光学部品。
【請求項3】
光学材料が、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む、請求項1に記載の光学部品。
【請求項4】
光学材料がその上に配置された表面を有する基板をさらに含む、請求項1に記載の光学部品。
【請求項5】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含み、ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態であり、光学材料は、少なくとも部分的にカプセル化される、光学部品。
【請求項6】
実質的に全てのナノ粒子が、電荷中性状態である、請求項5に記載の光学部品。
【請求項7】
光学材料が、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む、請求項5に記載の光学部品。
【請求項8】
光学材料がその上に配置された表面を有する基板をさらに含む、請求項5に記載の光学部品。
【請求項9】
光学材料が、対向する基板の間に少なくとも部分的にカプセル化される、請求項5に記載の光学部品。
【請求項10】
光学材料が、完全にカプセル化される、請求項5に記載の光学部品。
【請求項11】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に酸素不透過性である材料を含む、請求項10に記載の光学部品。
【請求項12】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に水不透過性である材料を含む、請求項10に記載の光学部品。
【請求項13】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に酸素および水不透過性である材料を含む、請求項10に記載の光学部品。
【請求項14】
光学材料が、基板上に配置され、光学材料が、バリア材料を含むコーティングにより被覆される、請求項10に記載の光学部品。
【請求項15】
バリア材料が、実質的に水不透過性である材料を含む、請求項14に記載の光学部品。
【請求項16】
バリア材料が、実質的に酸素不透過性である材料を含む、請求項14に記載の光学部品。
【請求項17】
母材が、ポリマーを含む、請求項6に記載の光学部品。
【請求項18】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学部品。
【請求項19】
光学材料を基板上に含め、基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上に保護コーティングを含めることにより、光学材料が少なくとも部分的にカプセル化される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項20】
光学材料を基板の間に挟むことにより、光学材料が少なくとも部分的にカプセル化される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項21】
光学材料が、完全にカプセル化される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項22】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に酸素不透過性である材料を含む、請求項21に記載の光学部品。
【請求項23】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に水不透過性である材料を含む、請求項21に記載の光学部品。
【請求項24】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に酸素および水不透過性である材料を含む、請求項21に記載の光学部品。
【請求項25】
光学材料が、基板上に配置され、光学材料が、バリア材料を含むコーティングにより被覆される、請求項21に記載の光学部品。
【請求項26】
バリア材料が、実質的に水不透過性である材料を含む、請求項25に記載の光学部品。
【請求項27】
バリア材料が、実質的に酸素不透過性である材料を含む、請求項25に記載の光学部品。
【請求項28】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項29】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項30】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項31】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項32】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項33】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項34】
光学材料が、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源により照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項35】
光学材料が、約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項36】
光束が、約10mW/cmから約100mW/cmである、請求項18に記載の光学部品。
【請求項37】
光学材料が、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項38】
光学材料が、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む、請求項18に記載の光学部品。
【請求項39】
母材が、ポリマーを含む、請求項21に記載の光学部品。
【請求項40】
光学材料が、光散乱物質をさらに含む、請求項1、5または18に記載の光学部品。
【請求項41】
光学材料が、バリア材料により互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される、請求項21に記載の光学部品。
【請求項42】
ガラス板が、ガラス対ガラスの周辺または端部シールにより互いにシールされる、請求項21に記載の光学部品。
【請求項43】
ガラス板が、ガラス対金属の周辺または端部シールにより互いにシールされる、請求項21に記載の光学部品。
【請求項44】
ガラス板が、バリア材料特性を有するエポキシまたは他のシーラントにより互いにシールされる、請求項21に記載の光学部品。
【請求項45】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品に、前記ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射するステップを含む、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を含む光学部品を処理するための方法。
【請求項46】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項47】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項48】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項49】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項50】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項51】
光学材料が、光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項52】
光学部品が、窒素雰囲気中で照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項53】
光学部品が、酸素を含む雰囲気中で照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項54】
光学部品が、不活性雰囲気中で照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項55】
光学部品が、照射されている間に少なくとも部分的にカプセル化される、請求項45に記載の方法。
【請求項56】
光学材料をガラス基板上に含め、ガラス基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上にコーティングを含めることにより、光学材料が少なくとも部分的にカプセル化される、請求項55に記載の方法。
【請求項57】
光学材料をガラス基板の間に挟むことにより、光学材料が少なくとも部分的にカプセル化される、請求項55に記載の方法。
【請求項58】
光学材料が、完全にカプセル化される、請求項55に記載の方法。
【請求項59】
光学材料が、シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に酸素不透過性である材料を含む、請求項55に記載の方法。
【請求項60】
光学材料が、シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に水不透過性である材料を含む、請求項55に記載の方法。
【請求項61】
光学材料が、シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に酸素および水不透過性である材料を含む、請求項55に記載の方法。
【請求項62】
光学材料が、ガラス基板上に配置され、光学材料が、バリア材料を含むコーティングにより被覆される、請求項55に記載の方法。
【請求項63】
バリア材料が、実質的に水不透過性である材料を含む、請求項62に記載の方法。
【請求項64】
バリアが、実質的に酸素不透過性である材料を含む、請求項62に記載の光学部品。
【請求項65】
光学材料が、約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源により照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項66】
光学材料が、約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項67】
光束が、約10mW/cmから約100mW/cmである、請求項45に記載の方法。
【請求項68】
光学材料が、約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項69】
光学材料が、ナノ粒子が分散した母材をさらに含む、請求項45に記載の方法。
【請求項70】
母材が、ポリマーを含む、請求項69に記載の光学部品。
【請求項71】
光学材料が、バリア材料により互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される、請求項58に記載の方法。
【請求項72】
光学材料が、ガラス対ガラスの周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される、請求項58に記載の方法。
【請求項73】
光学材料が、ガラス対金属の周辺または端部シールにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される、請求項58に記載の方法。
【請求項74】
光学材料が、バリア材料特性を有するシーラントにより互いにシールされたガラス板の間にカプセル化される、請求項58に記載の方法。
【請求項75】
処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の色属性が安定化されている、請求項45に記載の方法。
【請求項76】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子の実質的に全てが、電荷中性である、請求項55に記載の方法。
【請求項77】
請求項18に記載の光学部品を含むデバイス。
【請求項78】
請求項18に記載の光学部品を含むデバイス。
【請求項79】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含み、前記ナノ粒子の少なくとも一部は、電荷中性状態である、光学材料。
【請求項80】
実質的に全てのナノ粒子が、電荷中性状態である、請求項79に記載の光学材料。
【請求項81】
ナノ粒子が分散した母材をさらに含む、請求項79に記載の光学材料。
【請求項82】
光散乱物質をさらに含む、請求項79に記載の光学材料。
【請求項83】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学材料。
【請求項84】
光学材料をガラス基板上に含め、ガラス基板に対向する光学材料の表面の少なくとも一部の上に保護コーティングを含めることにより、光学材料が少なくとも部分的にカプセル化される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項85】
光学材料をガラス基板の間に挟むことにより、光学材料が少なくとも部分的にカプセル化される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項86】
完全にカプセル化される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項87】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に酸素不透過性である材料を含む、請求項86に記載の光学材料。
【請求項88】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に水不透過性である材料を含む、請求項86に記載の光学材料。
【請求項89】
光学材料が、端部または周辺シールにより互いにシールされた対向する基板の間にカプセル化され、基板およびシールのそれぞれは、実質的に酸素および水不透過性である材料を含む、請求項86に記載の光学材料。
【請求項90】
ガラス基板上に配置され、バリア材料を含むコーティングにより被覆される、請求項86に記載の光学材料。
【請求項91】
バリア材料が、実質的に水不透過性である材料を含む、請求項90に記載の光学材料。
【請求項92】
バリア材料が、実質的に酸素不透過性である材料を含む、請求項90に記載の光学材料。
【請求項93】
光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項94】
光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項95】
光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも40%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項96】
光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも50%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項97】
光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも20%増加させるのに十分な期間照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項98】
光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の光ルミネセンス効率より少なくとも30%増加させるのに十分な期間照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項99】
約365nmから約470nmの範囲内のピーク波長を有するLED光源により照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項100】
約450nmのピーク波長を有するLED光源により照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項101】
光束が、約10mW/cmから約100mW/cmである、請求項83に記載の光学材料。
【請求項102】
約25℃から約80℃の範囲内の温度にある間に照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項103】
ナノ粒子が分散した母材をさらに含む、請求項83に記載の光学材料。
【請求項104】
母材が、ポリマーを含む、請求項90に記載の光学材料。
【請求項105】
光散乱物質をさらに含む、請求項83に記載の光学材料。
【請求項106】
ガラス板が、バリア材料により互いにシールされる、請求項90に記載の光学材料。
【請求項107】
ガラス板が、ガラス対ガラスの周辺または端部シールにより互いにシールされる、請求項90に記載の光学材料。
【請求項108】
ガラス板が、ガラス対金属の周辺または端部シールにより互いにシールされる、請求項90に記載の光学材料。
【請求項109】
ガラス板が、バリア材料特性を有するシーラントにより互いにシールされる、請求項90に記載の光学材料。
【請求項110】
処理された光学部品からの光ルミネセンス発光のピーク発光波長が安定化されている、請求項45に記載の方法。
【請求項111】
処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の色温度が安定化されている、請求項45に記載の方法。
【請求項112】
処理された光学部品からの光ルミネセンス発光の輝度が安定化されている、請求項45に記載の方法。
【請求項113】
量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射するステップを含む、量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を処理するための方法。
【請求項114】
ナノ粒子の少なくとも90%の部分が、電荷中性状態である、請求項1に記載の光学部品。
【請求項115】
ナノ粒子の少なくとも80%の部分が、電荷中性状態である、請求項1に記載の光学部品。
【請求項116】
光学材料が、少なくとも70%の光ルミネセンス効率を有する、請求項1に記載の光学部品。
【請求項117】
光学材料が、少なくとも80%の光ルミネセンス効率を有する、請求項1に記載の光学部品。
【請求項118】
光学材料が、少なくとも90%の光ルミネセンス効率を有する、請求項1に記載の光学部品。
【請求項119】
光学部品が、ナノ粒子の少なくとも約90%上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項120】
光学部品が、ナノ粒子の少なくとも約80%上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項121】
ナノ粒子の少なくとも約90%が、電荷中性状態である、請求項79に記載の光学材料。
【請求項122】
ナノ粒子の少なくとも約80%が、電荷中性状態である、請求項79に記載の光学材料。
【請求項123】
少なくとも70%の光ルミネセンス効率を有する、請求項79に記載の光学材料。
【請求項124】
少なくとも80%の光ルミネセンス効率を有する、請求項79に記載の光学材料。
【請求項125】
少なくとも90%の光ルミネセンス効率を有する、請求項79に記載の光学材料。
【請求項126】
光学材料が、約365nmから約470nmの範囲内の波長を有する光により照射される、請求項83または113に記載の方法。
【請求項127】
光学材料が、蛍光灯により照射される、請求項83または113に記載の方法。
【請求項128】
光学材料が、約365nmから約480nmの範囲内の発光を含む光源により照射される、請求項18に記載の光学部品。
【請求項129】
光学材料が、約365nmから約480nmの範囲内の発光を含む光源により照射される、請求項45に記載の方法。
【請求項130】
約365nmから約480nmの範囲内の発光を含む光源により照射される、請求項83に記載の光学材料。
【請求項131】
酸素の存在下で前処理された量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む光学材料を少なくとも部分的にカプセル化し、少なくとも部分的にカプセル化された光学材料に、ナノ粒子の少なくとも一部上の電荷を中和するのに十分な期間光束を照射することにより得ることができる、光学材料。
【請求項132】
光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも10%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項131に記載の光学材料。
【請求項133】
光学材料の光ルミネセンス効率を照射前の値の少なくとも30%%増加させるのに十分な期間照射される、請求項131に記載の光学材料。
【請求項134】
本明細書に示され説明された、新しくて有用な、自明でないプロセス、機械、製造および物質組成。

【図1】
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【図2】
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【公表番号】特表2012−525717(P2012−525717A)
【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2012−508666(P2012−508666)
【出願日】平成22年4月28日(2010.4.28)
【国際出願番号】PCT/US2010/032859
【国際公開番号】WO2010/129374
【国際公開日】平成22年11月11日(2010.11.11)
【出願人】(508241026)キユーデイー・ビジヨン・インコーポレーテツド (12)
【Fターム(参考)】