JP2010533976A

JP2010533976A - 固体照明に有用な量子ドットベースの光シート

Info

Publication number: JP2010533976A
Application number: JP2010517028A
Authority: JP
Inventors: カズラス，ピーター・テイー; リントン，ジヨン・アール
Original assignee: キユーデイー・ビジヨン・インコーポレーテツド
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-10-28
Also published as: KR20170036821A; KR20100047841A; KR101730164B1; WO2009011922A1; US20100283072A1; KR101820777B1

Abstract

量子ドットベース光シートまたはフィルムが開示される。ある実施形態において、量子ドットベース光シートは、導波管の表面の少なくとも一部に配置された量子ドット（ＱＤ）で構成される１つ以上のフィルムまたは層、および導波管に光学的に結合された１つ以上のＬＥＤを含む。フィルムまたは層は、連続または不連続であることが可能である。フィルムまたは層は、量子ドットが分散されているホスト材料を場合によりさらに含む。本明細書で開示される量子ドットベースシートまたはフィルム、または光学部品を含む、固体照明デバイスも提供される。

Description

優先権の主張
本出願は、２００７年７月１８日に出願された米国出願６０／９５０，５９８；２００７年９月１２日に出願された米国出願６０／９７１，８８５；２００７年９月１９日に出願された米国出願６０／９７３，６４４；および２００７年１２月２１日に出願された米国出願６１／０１６，２２７に対して優先権を主張し；上述のそれぞれは、この全体が参照により本明細書に組み入れられている。

本発明は、照明用途に有用な量子ドット含有フィルム、量子ドット含有部品、およびこれらを含むデバイスの技術分野に関するものである。

本発明の一実施形態により、光学的に透明な基板を備えた光学部品が提供され、基板は基板の表面に機構の所定の配列を備えた層を含み、機構の少なくとも一部は量子ドットを含むダウンコンバージョン材料で構成される。

ある実施形態において、機構はディザリングされた配列で含まれる。

ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含む機構はディザリングされた配列で配列され、機構それぞれに含まれるダウンコンバージョン材料は、光学部品が光源に光学的に結合されるときに光学部品が事前に選択された色の光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される。ある実施形態において、光学部品は白色光を放出することが可能である。ある実施形態において、このような光は拡散白色光である。

本発明の別の態様により、量子ドットを含むダウンコンバージョン材料および固体ホスト材料を含む光学的に透明な基板導波管を備えた光学部品が提供され、ダウンコンバージョン材料は基板の表面の所定の領域に所定の配列で配置されており、導波管は光源に光学的に結合されるように適合されている。

本発明の別の態様により、光学的に透明な基板を備えた光学部品が提供され、基板は基板の表面に量子ドットで構成されるダウンコンバージョン材料を含み、ダウンコンバージョン材料は基板表面に２つ以上のフィルムで構成される層状配列で配置される。ある実施形態において、各フィルムは他のフィルムのいずれの波長とも異なる波長で光を放出することが可能である。ある実施形態において、フィルムは導波管表面からの波長を低減するために配置されており、最大波長の光を放出可能であるフィルムは導波管表面に最も近く、最小波長の光を放出可能であるフィルムは導波管表面から最も遠い。

本発明の別の実施形態により、所定の配列でダウンコンバージョン材料を含む複数の機構を備えた光学フィルムが提供され、機構それぞれに含まれるダウンコンバージョン材料は、光源に光学的に結合されるときに光学フィルムが事前に選択された色の光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される。ある実施形態において、所定の配列はディザリングされた配列で構成される。ある実施形態において、事前に選択された色は白色である。

本発明の別の実施形態により、量子ドットを含むダウンコンバージョン材料で構成される２つ以上のフィルムの層状配列を備えた光学フィルムが提供され、各フィルムに含まれるダウンコンバージョン材料は、光源に光学的に結合されるときに光学フィルムが事前に選択された色の光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される。ある実施形態において、フィルムは波長を増減するために配列される。

本発明の別の実施形態により、量子ドットで構成されるダウンコンバージョン材料を基板の表面に含む光学的に透明な基板を備えた固体照明デバイスが提供され、基板は光源に光学的に結合されている。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は、基板表面の所定の領域に、ダウンコンバージョン材料を含む機構を含むディザリングされた配列で配置される。

本発明の別の実施形態により、導波管または他の光学的に透明な基板の表面に量子ドットで構成されたダウンコンバージョン材料を含む導波管または他の光学的に透明な基板を備えた固体照明デバイスが提供され、導波管または部品が光源に光学的に結合されており、ダウンコンバージョン材料は導波管または部品の表面に２つ以上のフィルムで構成される層状配列で配置される。ある実施形態において、各フィルムは他のフィルムのいずれの波長とも異なる波長で光を放出することが可能である。ある実施形態において、フィルムは導波管表面からの波長を低減するために配置されており、最大波長の光を放出可能であるフィルムは導波管表面に最も近く、最小波長の光を放出可能であるフィルムは導波管表面から最も遠い。

本発明の他の実施形態により、本明細書に記載する光学フィルムのいずれか１つ以上を含む光学部品が提供される。

本発明の他の実施形態により、本明細書に記載する光学フィルムおよび／または光学部品のいずれか１つ以上を含む固体照明デバイスが提供される。

本開示によって考慮される本発明のある態様および実施形態において、光学的に透明な基板は導波管を備えることが可能である。

本開示によって考慮される本発明のある態様および実施形態において、光学的に透明な基板はディフューザを備えることが可能である。

本開示によって考慮される本発明のある態様および実施形態において、基板は取り出し機構を含むことが可能である。

本開示によって考慮される本発明のある好ましい態様および実施形態において、光源はＬＥＤを備える。

本明細書に記載され、本開示によって考慮される上述のおよび他の態様および実施形態は、本発明の実施形態をすべて構成する。

上述の一般的な説明および以下の詳細な説明はどちらも例示および説明のためだけであり、請求されるような本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。他の実施形態は、本明細書で開示される発明の明細および実施を考慮することにより当業者に明らかになる。

エッジライトＬＥＤ、導波ディフューザおよび量子ドット・ライト・エンハンスメント・フィルムを備えた量子ドット光シートの実施形態の例を概略的に示す。青色４５０ｎｍＰｈｌａｔｌｉｇｈｔＬＥＤおよび４つの異なるＱＤ材料を含有するＱＤ−ＬＥＦを用いたＣＲＩ＝９６ＱＤベース光シートのシミュレートされたスペクトルを示す。（ａ）多層フィルム形態および（ｂ）空間的にディザリングされた形態の、ＬＥＤ−Ｌｕｍｉｎａｉｒｅおよび光学的に結合されたＱＤ−ＬＥＦの実施形態の例を概略的に示す。（ａ）多層フィルム形態および（ｂ）空間的にディザリングされた形態の、ＬＥＤ−Ｌｕｍｉｎａｉｒｅおよび光学的に結合されたＱＤ−ＬＥＦの実施形態の例を概略的に示す。反結合用途でのＱＤ−ＬＥＦの実施形態の例を概略的に示す。添付図面は、例示のみの目的で示された簡略表現であり；実際の構造は、図示された物品およびこの態様の相対スケールを特に含む、多くの点で異なり得る。

本発明をその他の利点および機能と共により良好に理解するために、上に示した図面と関連して以下の開示および添付請求項を参照する。

本発明の一実施形態により、ダウンコンバージョン材料を所定の配列で含む複数の機構を備えた光学フィルムが提供され、機構それぞれに含まれるダウンコンバージョン材料は、光源に光学的に結合されるときに光学フィルムが事前に選択された色の光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される。ある実施形態において、所定の配列はディザリングされた配列で構成される。ある実施形態において、事前に選択された色は白色である。

本発明の別の実施形態により、量子ドットを含むダウンコンバージョン材料で構成される２つ以上のフィルムの層状配列を備えた光学フィルムが提供され、各フィルムに含まれるダウンコンバージョン材料は、光源に光学的に結合されるときに光学フィルムが事前に選択された色の光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される。ある実施形態において、フィルムは導波管表面からの波長を低減するために配置されており、最大波長の光を放出可能であるフィルムは光源に最も近く、最小波長の光を放出可能であるフィルムは光源から最も遠い。

これらのフィルムは、本明細書に記載する光学部品および固体照明デバイスの１つ以上に含まれることが可能である。好ましくは、量子ドットは半導体ナノ結晶で構成される。ある好ましい実施形態において、このようなナノ結晶はコア−シェル構造を含み、ナノ結晶の少なくとも一部の表面に付着した１つ以上のリガンドを含む。

本発明の別の実施形態により、光学的に透明な基板を備えた光学部品が提供され、基板は基板の表面に機構の所定の配列を備えた層を含み、機構の少なくとも一部は量子ドットを含むダウンコンバージョン材料で構成される。ある実施形態において、光学的に透明な基板は導波管を備える。ある実施形態において、光学的に透明な基板はディフューザを備える。ある実施形態において、上面は光学部品の上面から放出した光を取り出すように適合されている。ある実施形態において、基板は基板のエッジに光学的に結合された光源を有するように適合されている。ある実施形態において、光源は基板に埋め込まれることが可能である。ある実施形態において、基板は、所定の配列に対向して基板の表面に光学的に結合された光源を有するように適合されている。ある実施形態において、基板は、所定の配列を含む基板の表面に光学的に結合された光源を有するように適合されている。ある実施形態において、基板は、プリズムを通じて基板に光学的に結合された光源を有するように適合されている。ある実施形態において、ＬＥＤで構成される光源が好ましい。

ある好ましい実施形態において、所定の配列はディザリングされた配列で構成される。

ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は散乱体をさらに含む。ある実施形態において、散乱体は、ダウンコンバージョン材料の重量に基づいて約０．００１から約１５重量パーセントの範囲内の量で含まれる。ある実施形態において、散乱体は、ダウンコンバージョン材料の重量に基づいて約０．１から約２重量パーセントの範囲内の量で含まれる。

ある実施形態において、所定の配列は、ダウンコンバージョン材料で構成される機構ならびに散乱体および／または非散乱材料で構成される機構を含む。

ある実施形態において、所定の配列は、ダウンコンバージョン材料で構成される機構ならびに取り出しおよび非散乱機能を備えた材料で構成される機構を含む。非散乱材料の例は、透明アクリル、ＵＶ硬化性接着剤、またはポリカーボネートを含む。

他の好適な非散乱材料は市販されている。ある実施形態において、光学的に透明な非散乱材料が好ましい。

ある実施形態において、所定の配列は、ダウンコンバージョン材料で構成される機構および反射性材料で構成される機構で構成される。ある実施形態において、光学部品は反射性材料で構成される層をさらに含むことが可能である。ある実施形態において、反射性材料は銀粒子で構成される。ある実施形態において、非鏡面反射性材料が好ましいことがある。

ある実施形態において、所定の配列は、ダウンコンバージョン材料で構成される機構、反射性材料で構成される機構、および散乱体で構成される機構で構成される。

ある実施形態において、散乱体は二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛またはこれらの混合物で構成される。他の散乱体の実施例は本明細書に与えられている。

ある実施形態において、基板は導波管を備え、ダウンコンバージョン材料で構成される機構は、ＬＥＤからの導波された発光の第１の部分の少なくとも一部の波長を変換することが可能であり、散乱体で構成される機構はＬＥＤからの導波された発光の第２の部分を取り出すことが可能であり、反射性材料で構成される機構は、導波管から放出された光またはＱＤからのダウンコンバートされた光の少なくとも一部を再循環することが可能である。

ある実施形態において、上面は光を取り出すためのマイクロレンズを含む。

ある実施形態において、上面は光を取り出すためのマイクロレリーフ構造物を含む。

ある実施形態において、機構の所定の配列は基板表面の所定の領域に配置される。

ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料で構成される機構はディザリングされた配列で配列され、機構それぞれに含まれるダウンコンバージョン材料は、光源に光学的に結合されるときに光学部品が白色光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される。

ある実施形態において、機構の少なくとも一部は他の機構から光学的に絶縁されている。

ある実施形態において、機構の実質的にすべてが他の機構から光学的に絶縁されている。

ある実施形態において、空気によって他の機構から機構を光学的に絶縁することが可能である。

ある実施形態において、より低いまたはより高い屈折率の材料によって機構を他の機構から光学的に絶縁することが可能である。

ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は、量子ドットが分散されているホスト材料をさらに含む。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は、ホスト材料の重量に基づいて約０．００１から約１５重量パーセントの量子ドットを含む。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は、ホスト材料の重量に基づいて約０．１から約５重量パーセントの量子ドットを含む。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は、ホスト材料の重量に基づいて約１から約３重量パーセントの量子ドットを含む。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は、ホスト材料の重量に基づいて約２から約２．５重量パーセントの量子ドットを含む。ある実施形態において、散乱体は、ホスト材料の重量に基づいて約０．００１から約１５重量パーセントの範囲内の量でダウンコンバージョン材料にさらに含まれる。ある実施形態において、散乱体は、ホスト材料の重量に基づいて約０．１から２重量パーセントの範囲内の量で含まれる。ある実施形態において、ホスト材料は結合剤を含む。ホスト材料の例は以下に挙げられる。

ある実施形態において、量子ドットを含むダウンコンバージョン材料および固体ホスト材料を含む光学的に透明な基板導波管を備えた光学部品、ダウンコンバージョン材料は基板の表面の所定の領域に所定の配列で配置されており、導波管は光源に光学的に結合されるように適合されている。

ある実施形態において、所定の配列はダウンコンバージョン材料で構成される機構を含む。

ある実施形態において、機構の少なくとも一部は所定の取り出し角を有するように構成される。ある実施形態において、機構の少なくとも一部は実質的に半球状の表面を含むことが可能である。ある実施形態において、機構の少なくとも一部は湾曲表面を含むことが可能である。ある実施形態において、機構の少なくとも一部はプリズム形状を含むことが可能である。

機構は、成形、レーザパターン形成、化学的エッチング、印刷（例えばスクリーン印刷、コントラクト印刷、またはインクジェット印刷によるが、これらに限定されない。）されること、または他の技法によって形成されることが可能である。

ある実施形態において、光学部品が基板のエッジに光学的に結合された光源を有することが考慮されるとき、機構の数および機構の相互の接近度は、光源からの増加する距離の関数として増加する。言い換えれば、光学部品表面の機構の密度は、照明されたエッジからの機構の距離が増大するにつれて、大きくなる。このような実施形態において、光学部品から放出された光は、基板表面の所定の領域にわたって（例えば色および／または輝度に関して）実質的に均質であり得る。

ある実施形態において、反射性材料で構成される層が含まれて、ＬＥＤおよび導波管または他の基板に対して位置決めされ、部品の発光面に向かって光を反射することが可能である。

ある実施形態において、反射性材料で構成される層は、ダウンコンバージョン材料を含む表面に対向する基板の表面に配置することが可能である。

ある実施形態において、光学部品は、ＬＥＤが結合されるエッジに対向する基板のエッジに反射性材料をさらに含む。

ある実施形態において、反射性材料は基板のエッジの少なくとも一部の周囲に含まれることが可能である。

本発明の別の実施形態により、光学的に透明な基板を備えた光学部品が提供され、基板は基板の表面に量子ドットを含むダウンコンバージョン材料を含み、ダウンコンバージョン材料は基板表面に２つ以上のフィルムで構成される層状配列で配置される。

ある実施形態において、光学的に透明な基板は導波管を備える。

ある実施形態において、光学的に透明な基板はディフューザを備える。

ある実施形態において、基板の上面は光学部品の発光面から放出された光を取り出すように適合されている。

ある実施形態において、各フィルムは他のフィルムのいずれの波長とも異なる波長で光を放出することが可能である。

ある実施形態において、フィルムは導波管表面からの波長を低減するために配置されており、最大波長の光を放出可能であるフィルムは導波管表面に最も近く、最小波長の光を放出可能であるフィルムは導波管表面から最も遠い。

基板表面に層状配列で配置されたダウンコンバージョン材料を含む光学部品のある実施形態において、層状配列は、青色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、および赤色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルムを含むことが可能である。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合可能であるＵＶ光源を含む固体照明デバイスに含まれる。

本明細書に記載するある実施形態において、ＵＶ光源は４０５ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備えることが可能である。本明細書に記載するある実施形態において、ＵＶ光源は４０５ｎｍの光を放出可能であるレーザを備えることが可能である。本明細書に記載するある実施形態において、ＵＶ光源はＵＶ冷陰極蛍光ランプを備えることが可能である。

基板表面に層状配列で配置されたダウンコンバージョン材料を含む光学部品のある実施形態において、層状配列は、光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、および赤色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルムを含むことが可能である。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合された青色光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。

ある実施形態において、青色光源は４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備えることが可能である。

ある実施形態において、青色光源は４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるレーザを備えることが可能である。

基板表面に層状配列で配置されたダウンコンバージョン材料を含む光学部品のある実施形態において、層状配列は、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、および青色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルムを含むことが可能である。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合されたＵＶ光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。ＵＶ光源の例は上述したものを含む。

基板表面に層状配列で配置されたダウンコンバージョン材料を含む光学部品のある実施形態において、層状配列は、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、および光を取り出すための散乱体または非散乱材料を含む第３フィルムを含むことが可能である。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合された青色光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。青色光源の例は上述したものを含む。

基板表面に層状配列で配置されたダウンコンバージョン材料を含む光学部品のある実施形態において、層状配列は、青色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルムを含むことが可能である。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合されたＵＶ光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。ＵＶ光源の例は上述したものを含む。

基板表面に層状配列で配置されたダウンコンバージョン材料を含む光学部品のある実施形態において、層状配列は、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、光を取り出すための散乱体または非散乱材料を含む第２フィルムを含むことが可能である。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合された青色光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。青色光源の例は上述したものを含む。

基板表面に層状配列で配置されたダウンコンバージョン材料を含む光学部品のある実施形態において、層状配列は、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、オレンジ色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルム、および青色光を放出可能である量子ドットを含む第５フィルムを含むことが可能である。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合されたＵＶ光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。ＵＶ光源の例は上述したものを含む。

基板表面に層状配列で配置されたダウンコンバージョン材料を含む光学部品のある実施形態において、層状配列は、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、オレンジ色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルム、および光を取り出すための散乱体または非散乱材料を含む第５フィルムを含むことが可能である。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合された青色光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。青色光源の例は上述したものを含む。

基板上にダウンコンバージョン材料を含む機構の所定の配列（好ましくはディザリングされた配列）を含む光学部品のある実施形態において、機構の第１部分は青色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分は緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分は黄色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第４部分は赤色光を放出可能である量子ドットを含む。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合されたＵＶ光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。ＵＶ光源の例は上述したものを含む。

基板上にダウンコンバージョン材料を含む機構の所定の配列（好ましくはディザリングされた配列）を含む光学部品のある実施形態において、機構の第１部分は光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含み、機構の第２部分は緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分は黄色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第４部分は赤色光を放出可能である量子ドットを含む。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合された青色光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。青色光源の例は上述したものを含む。

基板上にダウンコンバージョン材料を含む機構の所定の配列（好ましくはディザリングされた配列）を含む光学部品のある実施形態において、機構の第１部分は赤色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分は緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分は青色光を放出可能である量子ドットを含む。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合されたＵＶ光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。ＵＶ光源の例は上述したものを含む。

基板上にダウンコンバージョン材料を含む機構の所定の配列（好ましくはディザリングされた配列）を含む光学部品のある実施形態において、機構の第１部分は光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含み、機構の第２部分は赤色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分は緑色光を放出可能である量子ドットを含む。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合された青色光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。青色光源の例は上述したものを含む。

基板上にダウンコンバージョン材料を含む機構の所定の配列（好ましくはディザリングされた配列）を含む光学部品のある実施形態において、機構の第１部分は青色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分は黄色光を放出可能である量子ドットを含む。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合されたＵＶ光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。ＵＶ光源の例は上述したものを含む。

基板上にダウンコンバージョン材料を含む機構の所定の配列（好ましくはディザリングされた配列）を含む光学部品のある実施形態において、機構の第１部分は光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含み、機構の第２部分は黄色光を放出可能である量子ドットを含む。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合された青色光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。青色光源の例は上述したものを含む。

基板上にダウンコンバージョン材料を含む機構の所定の配列（好ましくはディザリングされた配列）を含む光学部品のある実施形態において、機構の第１部分は赤色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分はオレンジ色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分は黄色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第４部分は緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第５部分は青色光を放出可能である量子ドットを含む。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合されたＵＶ光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。ＵＶ光源の例は上述したものを含む。

基板上にダウンコンバージョン材料を含む機構の所定の配列（好ましくはディザリングされた配列）を含む光学部品のある実施形態において、機構の第１部分は赤色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分はオレンジ色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分は黄色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第４部分は緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第５部分は光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含む。本発明の別の実施形態において、このような光学部品は、基板に光学的に結合された青色光を放出可能である光源を含む固体照明デバイスに含まれる。青色光源の例は上述したものを含む。

本発明の他の実施形態において、本明細書に記載する光学部品および／または光学フィルムのいずれかを含む固体照明デバイスが提供される。

本発明の一実施形態により、量子ドットで構成されるダウンコンバージョン材料を表面に含む導波管、および導波管に光学的に結合されることが可能である光源を備えた、固体照明デバイスが提供される。ある実施形態において、導波管の頂部または上面は光を取り出すように適合されている。ある実施形態において、頂部または上面は光を取り出すためのマイクロレンズを含む。ある実施形態において、頂部または上面は光を取り出すためのマイクロレリーフ構造物を含む。（光を取り出すように適合された表面を含む導波管は、本明細書の別の箇所で導波ディフューザとも呼ばれる。）。

ある実施形態において、取り出し層または部品はダウンコンバージョン材料を含む導波管の表面の上に含まれる。ある実施形態において、頂部または上面は光を取り出すためのマイクロレンズを含む。ある実施形態において、頂部または上面は光を取り出すためのマイクロレリーフ構造物を含む。

ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料はホスト材料をさらに含む。ある実施形態において、量子ドットはホスト材料内に均一に分散されている。ある実施形態において、ホスト材料は結合剤を含む。

ある実施形態において、光源はＬＥＤを備える。ある実施形態において、光源はレーザを備える。ある実施形態において、光源は冷陰極小型蛍光ランプを備える。ある実施形態において、光源はＵＶエミッタである。ある実施形態において、光源は青色光を放出する。

ある実施形態において、光源は導波管のエッジに光学的に結合されることが可能である。ある実施形態において、光源は導波管に埋め込まれる。ある実施形態において、光源はダウンコンバージョン材料に対向する導波管の表面に光学的に結合されることが可能である。ある実施形態において、光源はダウンコンバージョン材料を含む導波管の表面に光学的に結合されることが可能である。ある実施形態において、光源はプリズムを通じて導波管に光学的に結合されることが可能である。

ある実施形態において、散乱体はデバイスにさらに含まれる。散乱体はデバイス内の層に含まれることが可能である。ある実施形態において、散乱体を含む層は、ダウンコンバージョン材料が含まれている導波管の表面の上に配置することが可能である。ある実施形態において、散乱体はダウンコンバージョン材料にさらに含まれることが可能である。ある実施形態において、散乱体は導波管表面の上に配置された機構に含まれる。

ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は導波管の表面に配置されたフィルムに含まれる。

ある実施形態において、フィルムはダウンコンバージョン材料で構成される機構の所定の配列を含む。ある実施形態において、フィルムは量子ドットで構成されるダウンコンバージョン材料および散乱体で構成される機構を含むことが可能である。ある実施形態において、フィルムはダウンコンバージョン材料を含まない、散乱体で構成される機構をさらに含むことが可能である。ある実施形態において、フィルムは反射性材料で構成される機構をさらに含むことが可能である。ある実施形態において、フィルムは反射性非散乱材料で構成される機構をさらに含むことが可能である。

ある実施形態において、フィルムは量子ドットで構成されるダウンコンバージョン材料で構成される機構および反射性材料で構成される機構の所定の配列を含む。ある実施形態において、散乱体もダウンコンバージョン材料に含まれることが可能である。

ある実施形態において、デバイスは反射性材料で構成されるフィルムを含む。好ましい反射性材料の例は銀粒子を含む。または他の反射性材料を使用することが可能である。ある実施形態において、反射性材料で構成されるフィルムは、ダウンコンバージョン材料が上に配置された表面に対向する導波管の表面にコーティングすることが可能である。

ある実施形態において、反射性材料で構成されるフィルムは、デバイスの発光表面に向かって光を反射するために、光源および導波管に対してデバイス内に位置決めされる。

ある実施形態において、反射性材料は、ＬＥＤが結合されたエッジに対向する導波管のエッジに含まれることが可能である。

ある実施形態において、反射性材料は、ＬＥＤが結合された表面に対向する導波管の表面に含まれることが可能である。

ある実施形態において、反射性材料は導波管のエッジの少なくとも一部の周囲に配置されることが可能である。

ある実施形態において、本発明による固体照明デバイスは、導波管の表面上の機構の所定の配列および導波管に光学的に結合されることが可能である光源を含み、機構の第１部分はダウンコンバージョン材料を含み、機構の第２部分は散乱体を含み、機構の第３部分は反射性（好ましくは非散乱）材料を含む。このような実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含む機構は、光源からの導波された発光の第１部分の少なくとも一部の波長を変換することが可能であり、散乱体を含む機構は、光源からの導波された発光の第１部分を取り出すことが可能であり、反射性材料は光の少なくとも一部を再び導波管に再循環することが可能である。ある実施形態において、機構はディザリングされた配列に配列される。ある実施形態において、機構は相互から光学的に絶縁されている。ある実施形態において、機構は相互から空気によって光学的に絶縁されている。ある実施形態において、機構はより低い屈折率の材料によって相互から光学的に絶縁されている。ある実施形態において、機構はより高い屈折率の材料によって相互から光学的に絶縁されている。

ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料は、導波管表面の所定の領域に、ダウンコンバージョン材料で構成された機構を含むディザリングされた配列で配置される。ある実施形態において、このような機構はディザリングされた配列に配列される。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料で構成される機構の少なくとも一部は他の機構から光学的に絶縁されている。ある実施形態において、機構の少なくとも一部は他の機構から空気によって光学的に絶縁されている。ある実施形態において、機構の少なくとも一部は他の機構からより低い屈折率の材料によって光学的に絶縁されている。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含まず、散乱体を含む機構は所定の配列に含まれる。

機構のディザリングされた配列を含むある実施形態において、光源は導波管のエッジに光学的に結合されることが可能である。ある実施形態において、機構の密度（例えば機構の数および相互に対する機構の接近度）は、光源からの機構の距離が長くなるにつれ大きくなる。

ある実施形態において、機構は、導波管表面の所定の領域で実質的に均一な発光を達成するために構成および配列される。

ある実施形態において、機構は所定の取り出し角を有するように構成される。

ある実施形態において、機構は実質的に半球状の表面を含むことが可能である。

ある実施形態において、機構は湾曲表面を含むことが可能である。

ある実施形態において、機構は成形することが可能である。ある実施形態において、機構はレーザパターン形成することが可能である。ある実施形態において、機構は化学エッチングすることが可能である。

本発明の別の実施形態により、導波管の表面に量子ドットを含む１つ以上のダウンコンバージョン材料を含む導波管、および導波管に光学的に結合可能である光源を備えた固体照明デバイスが提供され、１つ以上のダウンコンバージョン材料は導波管表面に別個の層として配置される。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含む各層は、ダウンコンバージョン材料を含む他の層の波長とは異なる波長で光を放出することが可能である。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含む層は、導波管表面からの波長を低下させるために配列されている。例えば、最も高い波長で光を放出することが可能である量子ドットを含むダウンコンバージョン材料を含む層は、導波管表面の最も近くに配置され、層状配列の最も低い波長で光を放出することが可能である量子ドットを含むダウンコンバージョン材料を含む層は、導波管表面から最も遠くに配置される。

ＵＶ発光源を含むある実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含む層状配列は、青色光を放出可能である量子ドットを含む第１層、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２層、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３層、および赤色光を放出可能である量子ドットを含む第４層を含む。ある実施形態において、光源は波長が４０５ｎｍのＵＶ光を放出可能であるＬＥＤを備える。ある実施形態において、光源は波長が４０５ｎｍのＵＶ光を放出可能であるレーザを備える。ある実施形態において、光源はＵＶ冷陰極蛍光ランプを備える。

ＵＶ光を放出可能である光源を含むある実施形態において、デバイスより放出された光からＵＶ光を除去するためにＵＶフィルタをさらに含むことが可能である。

青色発光源を含むある実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含む層状配列は、散乱体を含む第１層、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２層、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第３層を含む。ある実施形態において、光源は４５０ｎｍ波長で青色光を放出可能であるＬＥＤを備える。

ある実施形態において、事前に選択された発光能力を有するダウンコンバージョン材料の他の所定の層状配列またはディザリングされた配列を使用して、所定の光出力を達成することが可能である。

ＵＶ光源を利用する本明細書に記載した本発明の実施形態において、デバイスより放出された光からＵＶ光を除去するためにＵＶフィルタをさらに含むことが可能である。

ダウンコンバージョン材料の層またはフィルムを含む本明細書に記載する本発明のある実施形態において、厚さは約０．１から約２００ミクロンであり得る。ある実施形態において、厚さは１００ミクロン未満、５０ミクロン未満、２０ミクロン未満などである。好ましいフィルム厚は約１０から約２０ミクロンである。

ある実施形態において、光学フィルムは光学基板上に積層される。

ある実施形態において、可撓性または適合性光源が使用可能である。

ある実施形態において、光学フィルムは剥離基板上で作製して、光学基板上に移動させることが可能である。

ある実施形態において、ＱＤフィルムを環境から保護するために、保護環境コーティングも発光面に適用され得る。好ましい本層は屈折率の低い層であり、マイクロレンズなどの取り出し構造物を含む。

上述のように、本発明の一実施形態は、導波管の表面の少なくとも一部に配置された量子ドット（ＱＤ）を含むダウンコンバージョン材料で構成される１つ以上のフィルムまたは層、および導波管に光学的に結合された１つ以上のＬＥＤを含む、量子ドットベースの光シートに関するものである。フィルムまたは層は、連続または不連続であることが可能である。フィルムまたは層に含まれるダウンコンバージョン材料は、量子ドットが分散されているホスト材料を場合によりさらに含むことが可能である。

ある実施形態において、量子ドットベースの光シートは散乱体をさらに含むことが可能である。ある実施形態において、散乱体はダウンコンバージョン材料に含まれることが可能である。ある実施形態において、散乱体は別個の層に含まれることが可能である。ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含むフィルムまたは層は機構を含む所定の配列に配置することが可能であり、機構の一部は散乱体を含むが、ダウンコンバージョン材料を含まない。このような実施形態において、ダウンコンバージョン材料を含む機構は、場合により散乱体も含むことが可能である。

本開示によって考慮される本発明の実施形態および態様で使用することが可能である散乱体（光散乱粒子とも呼ばれる。）の例は、限定されるわけではないが、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）を含む。他の散乱体は、当業者によって容易に識別可能である。ある実施形態において、散乱体は球形状を有する。散乱粒子の好ましい例は、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、ＢａＳＯ_４、およびＺｎＯを含むが、これらに限定されない。ホスト材料と非反応性である、およびホスト材料における励起光の吸収パス長を延長することが可能である、他の材料の粒子が使用可能である。さらに、ダウンコンバートされた光の取り出しを補助する散乱体が使用され得る。この散乱体は、吸収パス長を延長するのに使用される散乱体と同じでも、同じでなくてもよい。ある実施形態において、散乱体は高屈折率（例えばＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４など）または低屈折率（気泡）を有し得る。好ましくは、散乱体はルミネセントではない。

散乱体のサイズおよびサイズ分布の選択は、当業者によってただちに決定可能である。サイズおよびサイズ分布は、散乱粒子および散乱体が分散されるホスト材料の屈折率のミスマッチ、およびレイリー散乱理論に従って散乱される事前に選択した波長とに好ましくは基づいている。散乱粒子の表面は、ホスト材料における分散性および安定性を改善するためにさらに処理され得る。一実施形態において、散乱粒子は、約０．００１から約２０重量％の範囲内の濃度の、粒径０．２μｍのＴｉＯ_２（ＤｕＰｏｎｔによるＲ９０２＋）で構成される。ある好ましい実施形態において、散乱体の濃度範囲は０．１から１０重量％である。あるさらに好ましい実施形態において、組成物は散乱体（好ましくはＴｉＯ_２で構成される。）を、約０．１から約５重量％の、最も好ましくは約０．３から約３重量％の範囲内の濃度で含む。

本明細書に記載する本発明の各種の実施形態および態様において有用なホスト材料の例は、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性材料を含む。ある実施形態において、電荷を散逸させることが可能な添加剤がホスト材料にさらに含まれる。ある実施形態において、電荷散逸添加剤は任意の捕獲された電荷を散逸させるのに有効な量で含まれる。ある実施形態において、ホスト材料は非光伝導性であり、電荷を散逸させることが可能な添加剤をさらに含み、添加剤は任意の捕獲された電荷を散逸させるのに有効な量で含まれる。好ましいホスト材料は、可視および非可視光の波長を事前に選択するために、少なくとも部分的に透明であり、好ましくは完全に透明であるポリマー性および非ポリマー性材料を含む。ある実施形態において、事前に選択した波長は、電磁スペクトルの可視（例えば４００から７００ｎｍ）、紫外（例えば１０から４００ｎｍ）、および／または赤外（例えば７００ｎｍから１２μｍ）領域における光の波長を含むことが可能である。好ましいホスト材料は、架橋ポリマーおよび溶媒キャストポリマーを含む。好ましいホスト材料の例はガラスまたは透明樹脂を含むが、これらに限定されない。特に、非硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、または光硬化性樹脂などの樹脂は、加工性の観点から好適に使用される。オリゴマーまたはポリマーのどちらかの形での、このような樹脂の具体的な例として、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など。他の好適なホスト材料は、関連分野の当業者によって識別可能である。好ましくは、ホスト材料は金属ではない。

ある実施形態において、ホスト材料は光硬化性樹脂を含む。光硬化性樹脂は、組成物がパターン形成されるある実施形態において好ましいホスト材料であり得る。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ベース樹脂などの光重合性樹脂、ポリビニルシンナメート、ベンゾフェノンなどの光増感剤を一般に含有する光架橋性樹脂が使用され得る。光増感剤が使用されないときには、熱硬化性樹脂が使用され得る。これらの樹脂は個別にまたは２種以上組み合わせて使用され得る。

ある実施形態において、ホスト材料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などのポリマー、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などは、当業者に公知の溶媒に溶解させることが可能である。溶媒の蒸発時に、樹脂は半導体ナノ粒子用の固体ホスト材料を形成する。ある実施形態において、量子閉じ込め半導体ナノ粒子およびホスト材料を含む組成物は、量子閉じ込め半導体ナノ粒子および液体媒体で構成されるインク組成物から形成可能であり、液体媒体は架橋されることが可能である１個以上の官能基を含む組成物で構成される。官能性単位は、例えばＵＶ処理、熱処理、または関連分野の当業者によって容易に確認可能な他の架橋技法によって架橋することが可能である。ある実施形態において、架橋されることが可能である１個以上の官能基を含む組成物は、これ自体が液体媒体であることが可能である。ある実施形態において、組成物は共溶媒であることが可能である。ある実施形態において、組成物は液体媒体との混合物の成分であることが可能である。ある実施形態において、インクは散乱体をさらに含むことが可能である。

ある実施形態において、量子ドット（例えば半導体ナノ結晶）はホスト材料内に個別の粒子として分布している。好ましくは、量子ドットはホスト材料中に十分に分散している。

ある実施形態において、取り出し部材または構造物も含まれ得る。ある実施形態において、取り出し部材または構造物は導波管の表面またはダウンコンバージョン材料に分布することが可能である。ある好ましい実施形態において、このような分布は均一または実質的に均一である。ある実施形態において、結合部材または構造物は、より均一な光分布を達成するために、形状、サイズおよび／または周波数が異なり得る。ある実施形態において、結合部材または構造物は、ポジティブである、即ち導波管の表面より上に位置し得るか、またはネガティブである、即ち導波管の表面中に押下げられ得るか、または両方の組み合わせであり得る。ある実施形態において、ホスト材料および量子閉じ込め半導体ナノ粒子を含む組成物で構成される１個以上の機構を、ポジティブ結合部材もしくは構造の表面に、および／またはネガティブ結合部材もしくは構造物の中に適用することが可能である。

ある実施形態において、結合部材または構造物は、成形、エンボス加工、積層化、硬化性調合物の適用（例えばスプレー、リソグラフィー、印刷（スクリーン、インクジェット、フレキソ印刷など）などを含むが、これらに限定されない技法によって形成された）によって形成可能である。

ある実施形態において、ＬＥＤは青色発光ＰｈｌａｔＬｉｇｈｔＬＥＤを備え、演色の改善および照明器具効率の改善を伴う両方の光出力を産生する。好ましくは、光は少なくとも約９０の演色指数を有する。好ましくは、照明器具効率は少なくとも約５０ｌｍ／Ｗである。（量子ドットベースの光シートは本明細書で、量子ドット光シートまたはＱＤＬＳとも呼ばれる。）。

ある実施形態において、１つ以上の効率的にエッジ結合された平行な高効率青色ＰｈｌａｔｌｉｇｈｔＬＥＤが導波管に結合されて光を拡散する。

ある実施形態において、導波管は平面状である。ある実施形態において、市販の導波管を使用可能である。ある実施形態において、市販のディフューザを使用可能である。ある実施形態において、市販の導波管−ディフューザを使用可能である。

ある好ましい実施形態において、導波管および／またはディフューザは、光源から導波管部品に結合された光に対して、および量子ドットによって放出される光に対して透明である。

ある実施形態において、導波管および／またはディフューザは、剛性材料、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、または導波管部品の特徴を備えた他の公知の剛性材料で構成されることが可能である。

ある実施形態において、導波管および／またはディフューザは、代替として可撓性材料、例えばプラスチックまたはシリコーン（例えばこれらに限定されるわけではないが、薄いアクリル、エポキシ、ポリカーボネート、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＥ）などのポリマー性材料で構成されることが可能である。

ある実施形態において、導波管および／またはディフューザは平面状である。

ある実施形態において、光が放出される導波管および／またはディフューザの表面は、導波管および／またはディフューザの表面を通じて放出される光のパターン、角度、または他の機構を、強化またはそうでなければ変更するように選択される。例えば、ある実施形態において、表面は平滑であり得る；ある実施形態において、表面は非平滑であり得る（例えば表面は粗くされている、または表面が１つ以上の隆起および／または陥没特徴を含む。）；ある実施形態において、表面は平滑領域および非平滑領域の両方を含み得る。

ある実施形態において、ＱＤＬＳはＬＥＤ−ディフューザパッケージングをさらに含む。

ある実施形態において、ＱＤＬＳはデバイスの放散された熱出力をリダイレクトする機構をさらに含む。

ある好ましい実施形態において、量子ドットは、所定の波長の光を放出することが可能である量子ドットで構成される。ある実施形態において、量子ドットは２つ以上の異なる量子ドットを含み、このそれぞれは、他の異なる量子ドットによって放出された光とは異なる所定の色の光を放出することが可能である。好ましくは、量子ドットは高い量子収率（例えば少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、または少なくとも９０％）を有する。

ある実施形態において、ＱＤＬＳは取り出しフィルムをさらに含む。

ある実施形態において、ＱＤＬＳは多層ダウンコンバージョン取り出しフィルムを含む。

ある実施形態において、ＱＤＬＳはＲｏＨＳに準拠している。

ある実施形態において、ＱＤＬＳは、量子ドットで構成されるライト・エンハンスメント・フィルム（ＱＤ−ＬＥＦ）を含む複合ダウンコンバージョンディフューザ導波管を含む。

ある実施形態において、本発明によるＱＤＬＳは、白色光を放出可能であり、少なくとも５０ｌｍ／Ｗの照明器具効率、少なくとも９０のＣＲＩを有する。ある実施形態において、量子ドットを含むシートによって放出される光の色安定性はＬＥＤ入力流量に依存しない。

ある実施形態において、高効率で安定な演色指数（ＣＲＩ）を有する、広い発光面積の量子ドット（ＱＤ）光シート（ＱＤＬＳ）を含むＱＤＬＳは、作業照明用途に使用可能である。

ある実施形態において、ＱＤＬＳ設計は、ＬｕｍｉｎｕｓＤｅｖｉｃｅｓの高効率青色ＰｈｌａｔｌｉｇｈｔＬＥＤを、効率的で安定な色変換のために量子ドット・ライト・エンハンスメント・フィルム（ＱＤ−ＬＥＦ）によってコーティングされている市販の導波ディフューザ中にエッジ結合することを含む。本設計は、広範囲の強度にわたる前例のない色安定性性能を有する、高効率のＣＲＩ＝９０白色光を産生することが予想される。

好ましくは、量子ドットはコロイド合成によって調製される。最も好ましくは、量子ドットの表面は、ダウンコンバージョンフィルムを形成するためにシートに含まれた材料と適合性である表面キャッピングリガンドを含む。このような材料適合性は、安定で効率的なＱＤダウンコンバージョンフィルムを提供する。ある実施形態において、シートに含まれる材料は有機ポリマーホスト材料で構成される。

ある実施形態において、量子ドットはコア−シェル構造で構成される。好ましくは、シェルは、コアの表面の少なくとも一部に配置された厚く（例えば、これらに限定されないが、２単層を超える、５単層を超える、７単層を超える、１０単層を超える。）、勾配した、均一な合金層で構成される。このようなコア−シェル構造は、発光の安定性および効率を改善する。最も好ましくは、量子ドットダウンコンバージョンフィルムに含まれる量子ドットは、狭いサイズ分布および高い量子収率（ＱＹ）のために選択された波長で光を放出することが可能であるコア−シェルＱＤ材料を含む。

ある実施形態において、量子ドットダウンコンバージョンフィルムは、溶液ベース被着技法によってＱＤＬＳに含まれる。

ある実施形態において、量子ドットダウンコンバージョンフィルムは、ＳＳＬ用途におけるドットのための安定な長寿命の環境を提供するのと同時に、固体状態でのドットの量子収率（ＱＹ）を維持するために、高いＣＲＩおよび光抽出効率を達成するために選択されたホストマトリクスを含む。ある実施形態において、各ＱＤダウンコンバージョン層は同じであり得る、または異なり得る。

ある好ましい実施形態において、ＱＤＬＳは、１つ以上の異なる量子ドットを含むＬＥＤ、シートまたはフィルム、ならびに高いＣＲＩを達成するためにＱＤライトエンハンスメントに好適な導波管および／またはディフューザを含む。ある実施形態において、ＬＥＤはＬｕｍｉｎｕｓＤｅｖｉｃｅｓから入手可能なＰｈｌａｔｌｉｇｈｔを備える。ディフューザはこの色、出力効率、輝度、費用、および形状因子に基づいて選択されるで。特に望ましいＬＥＤ−ディフューザ結合アセンブリは、再吸収を軽減することに特に重点を置いて、ディフューザとＱＤ−ＬＥＦとの間ならびに、ＬＥＤ照明器具とディフューザとの間の挿入損失を最小限にする。

好ましくは、ＱＤＬＳ部品は、再吸収を最小限に抑えることと併せて、ＬＥＤ−ディフューザおよびＤＣＭ−ディフューザの結合光学特性を改善することを含む部品の相互作用が、モジュール費用低減と共に最大モジュール効率ならびにＣＲＩ対電流および寿命を実現するために、選択および構成される。

ある実施形態において、ＬＥＤおよびドライバアセンブリは、少なくとも２０％の、さらに好ましくは少なくとも３０％のＬＥＤウォールプラグ効率を有する。

ある実施形態において、ＬＥＤは４５０ｎｍのピーク波長を有する。

ある実施形態において、ＬＥＤは２０ｎｍ以下のＦＷＨＭを有する。

ある実施形態において、ＬＥＤドライバアセンブリは、少なくとも８５％の、さらに好ましくは少なくとも９０％のドライバ効率を有する。

ある実施形態において、ＬＥＤはＬｕｍｉｎｕｓＤｅｖｉｃｅｓから入手可能なＰｈｌａｔｌｉｇｈｔを備える。

ディフューザを含むある実施形態において、ＬＥＤ結合効率は少なくとも６０％、さらに好ましくは少なくとも７５％である。

ある実施形態において、光源から放出された光の少なくとも一部を光源からディフューザおよび／または導波管中に光学的に結合させる、１個以上の結合部材または構造物が含まれることが可能である。このような部材または構造物は、例えば、限定されるわけではないが、ディフューザおよび／または導波管の表面に付着された、ディフューザおよび／または導波管（例えばプリズム、格子など）の表面から突出した、導波管および／またはディフューザ内に少なくとも部分的に埋め込まれた、または導波管および／またはディフューザの空洞内に少なくとも部分的に位置決めされた、部材または構造物を含む。

ディフューザを含むある実施形態において、ディフューザは少なくとも７０％の、好ましくは少なくとも８０％のディフューザ透過効率を有する。

ある実施形態において、ＱＤライト・エンハンスメント・フィルムは少なくとも６０％の、好ましくは少なくとも７０％のダウンコンバージョン効率を有する。

ＱＤＬＳのある実施形態において、放射発光効率（ルーメン／ワット）は少なくとも約３３０、好ましくは少なくとも４００である。

本発明によるＱＤＬＳのある実施形態において、ＱＤＬＳは、ＣＲＩが少なくとも８５％の、さらに好ましくは少なくとも９０％の光を産生可能である。

本発明によるＱＤＬＳのある実施形態において、ＱＤＬＳは、色温度（ＣＣＴ）が５５００Ｋの光を産生可能である。

本発明によるＱＤＬＳのある実施形態において、全ルーメン出力は少なくとも２９４、好ましくは少なくとも５０４である。

本発明によるＱＤＬＳのある実施形態において、照明器具効率は少なくとも４２％、好ましくは少なくとも６０％である。

本発明によるＱＤＬＳのある実施形態において、総システム効率（ｌｍ／Ｗ）は少なくとも１７、好ましくは少なくとも５０である。

ＱＤＬＳの一実施形態の寸法の例は、限定されるわけではないが、面積１０ｃｍ×３０ｃｍおよび厚さ１０ｍｍを含む。

本発明のＱＤＬＳの実施形態の例の概略を図１に示す。図１は、エッジライトＬＥＤ、導波ディフューザおよび量子ドット・ライト・エンハンスメント・フィルム（ＱＤ−ＬＥＦ）を備えた量子ドット光シート（ＱＤＬＳ）を示す。導波管部品はまた、基本導波を除いて、最小限の拡散特性を有するか、余分の拡散特性を有さないことがあり、ＱＤエンハンスメントフィルムのみに依存して光を取り出す。導波管の非発光面は、取り出しを改善するためにさらなる反射性表面でコーティングされ得る。

本発明のＱＤＬＳは、固体照明用途に有用である。ある実施形態において、本発明によるＱＤＬＳは、大きい面積の高効率照明用途での使用に好適である。ある実施形態において、本発明によるＱＤＬＳは、例えば限定されるわけではないが作業照明用途に所望であり得る、安定な演色指数（ＣＲＩ）を提供することが可能である。

ある実施形態において、ＱＤＬＳは、効率的で安定な色変換のために量子ドットを含む１つ以上の層またはフィルムでコーティングされている市販の導波ディフューザ内へ、ＬＥＤをエッジ結合することを含む（例えば図１を参照）。（量子ドットを含む層またはフィルムは本明細書では、「量子ドット・ライト・エンハンスメント・フィルム」即ちＱＤ−ＬＥＦとも呼ぶ。）。図２に示すように、本発明は、広範囲の強度にわたる前例のない色安定性性能を有する、ＣＲＩ＞９５の白色光を産生する可能性を有する。

図２は、青色４５０ｎｍＰｈｌａｔｌｉｇｈｔＬＥＤおよび４つの異なるＱＤ材料を含有するＱＤ−ＬＥＦを用いたＣＲＩ＝９６ＱＤベース光シートのシミュレートされたスペクトルを示す。５５００Ｋ黒体放射曲線も参考のためにプロットされている。

本発明の独自の態様は、（ｃ）効率的で安定な高ＣＲＩの白色光を達成可能である完全なＬＥＤ照明器具を最終的に産生する、（ａ）高出力光源としての効率的なＬＥＤ技術と、（ｂ）ＱＤ−ＬＥＦを生成するための簡単で費用効率的な溶液プロセス可能な技法との組み合わせを含む。

最初のリン光体変換（ｐｃ）白色ＬＥＤは１９９０年代中頃に発表されたため（Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ、Ｔ．Ｍｕｋａｉ、およびＭ．Ｓｅｎｏｈ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９４，６４，１６８７）、ｐｃ−ＬＥＤは一般的なＬＥＤベースの白色光源となっている。この技法は、ＬＥＤアレイからの混合赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）光よりも本質的に効率が低いが、演色および安定性の分野で異なる利点を提供することが可能である。ダウンコンバーティング材料の使用によって、黒体放射プロフィールにより緊密に適合する光を放出することにより、さらに高い品質の「白色」が可能となる。さらに、ｐｃ−ＬＥＤは、１つまたは複数の色変換材料と共に１個の高効率源ＬＥＤが使用可能であるため、はるかに単純なデバイスプラットフォームを提供する。ＲＧＢ色混合の場合、ＬＥＤアレイは、個々のＬＥＤが通例、温度、駆動電流、およびデバイス寿命に関して大きく異なる依存性を示すという事実により、色プロフィールを安定させるために能動的フィードバック制御を必要とする。

これらの利点にもかかわらず、ｐｃ−ＬＥＤの発光効率は、ｐｃ−ＬＥＤが一般的な照明用途で有用となるためには、著しく改善する必要がある。効率の向上は、ソースＬＥＤ内部量子効率（Ｍ．Ｒ．Ｋｒａｍｅｓｅｔａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．Ｓｏｌ．Ａ２００２，１９２，２３７；Ｔ．Ｏｎｕｍａｅｔａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２００４，９５，２４９５；Ｃ．Ｗｅｔｚｅｌ，Ｔ．Ｓａｌａｇａｊ，Ｔ．Ｄｅｔｃｈｐｒｏｈｍ，Ｐ．Ｌｉ，ａｎｄＪ．Ｓ．Ｎｅｌｓｏｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００４，８５，８６６．）、リン光体変換効率（Ｊ．Ｋ．Ｐａｒｋ，Ｃ．Ｈ．Ｋｉｍ，Ｓ．Ｈ．Ｐａｒｋ，Ｈ．Ｄ．Ｐａｒｋ，ａｎｄＳ．Ｙ．Ｃｈｏｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００４，８４，１６４７；Ｒ．Ｍｕｅｌｌｅｒ−Ｍａｃｈ，Ｇ．Ｏ．Ｍｕｅｌｌｅｒ，ａｎｄＭ．Ｒ．Ｋｒａｍｅｓ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ２００４，５１８７，１１５；Ｃ．Ｊ．Ｓｕｍｍｅｒｓ，Ｂ．Ｗａｇｎｅｒ，ａｎｄＨ．Ｍｅｎｋａｒａ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ２００４，５１８７，１２３；Ｎ．Ｔａｓｋａｒ，Ｒ．Ｂｈａｒｇａｖａ，Ｊ．Ｂａｒｏｎｅ，Ｖ．Ｃｈｈａｂｒａ，Ｖ．Ｃｈａｂｒａ，Ｄ．Ｄｏｒｍａｎ，Ａ．Ｅｋｉｍｏｖ，Ｓ．Ｈｅｒｋｏ，ａｎｄＢ．Ｋｕｌｋａｒｎｉ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ２００４，５１８７，１３３；Ａ．Ａ．Ｓｅｔｌｕｒ，Ａ．Ｍ．Ｓｒｉｖａｓｔａｖａ，Ｈ．Ａ．Ｃｏｍａｎｚｏ，Ｇ．Ｃｈａｎｄｒａｎ，Ｈ．Ａｉｙｅｒ，Ｍ．Ｖ．Ｓｈａｎｋａｒ，ａｎｄＳ．Ｅ．Ｗｅａｖｅｒ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ２００４，５１８７，１４２；Ｓ．Ｇ．Ｔｈｏｍａ，Ｂ．Ｌ．Ａｂｒａｍｓ，Ｌ．Ｓ．Ｒｏｈｗｅｒ，Ａ．Ｓａｎｃｈｅｚ，Ｊ．Ｐ．Ｗｉｌｃｏｘｏｎ，ａｎｄＳ．Ｍ．Ｗｏｅｓｓｎｅｒ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ２００４，５２７６，２０２）、およびＬＥＤ照明器具に関連する抽出効率（Ｎ．Ｎａｒｅｎｄｒａｎ，Ｙ．Ｇｕ，Ｊ．Ｐ．Ｆｒｅｙｓｓｉｎｉｅｒ−Ｎｏｖａ，ａｎｄＹ．Ｚｈｕ，Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．Ｓｏｌ．Ａ２００５，２０２，Ｒ６０；Ｔ．Ｎ．Ｏｄｅｒ，Ｋ．Ｈ．Ｋｉｍ，Ｊ．Ｙ．Ｌｉｎ，ａｎｄＨ．Ｘ．Ｊｉａｎｇ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００４，８４，４６６；Ｈ．Ｗ．Ｃｈｏｉ，Ｍ．Ｄ．Ｄａｗｓｏｎ，Ｐ．Ｒ．Ｅｄｗａｒｄｓ，ａｎｄＲ．Ｗ．Ｍａｒｔｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００３，８３，４４８３；Ｊ．Ｊ．Ｗｉｅｒｅｒ，Ｍ．Ｒ．Ｋｒａｍｅｓ，Ｊ．Ｅ．Ｅｐｌｅｒ，Ｎ．Ｆ．Ｇａｒｄｎｅｒ，Ｍ．Ｇ．Ｃｒａｆｏｒｄ，Ｊ．Ｒ．Ｗｅｎｄｔ，Ｊ．Ａ．Ｓｉｍｍｏｎｓ，ａｎｄＭ．Ｍ．Ｓｉｇａｌａｓ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００４，８４，３８８５；Ｍ．Ｒ．Ｋｒａｍｅｓｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９９，７５，２３６５；Ｔ．Ｆｕｊｉｉ，Ｙ．Ｇａｏ，Ｒ．Ｓｈａｒｍａ，Ｅ．Ｌ．Ｈｕ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，ａｎｄＳ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００４，８４，８５５；Ｔ．Ｇｅｓｓｍａｎｎ，Ｅ．Ｆ．Ｓｃｈｕｂｅｒｔ，Ｊ．Ｗ．Ｇｒａｆｆ，Ｋ．Ｓｔｒｅｕｂｅｌ，ａｎｄＣ．Ｋａｒｎｕｔｓｃｈ，ＩＥＥＥＥｌｅｃｔｒｏｎ．ＤｅｖｉｃｅＬｅｔｔ．２００３，２４，６８３を含む、複数の分野で達成されている。ＬＥＤ照明器具の分野における研究は、ＬＥＤモジュールに局在化された光子抽出を改善する方法に集中してきた。例えば表面を粗面化すること（Ｔ．Ｆｕｊｉｉ，Ｙ．Ｇａｏ，Ｒ．Ｓｈａｒｍａ，Ｅ．Ｌ．Ｈｕ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，ａｎｄＳ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００４，８４，８５５）またはＬＥＤダイにフォトニック結晶を導入すること（Ｔ．Ｎ．Ｏｄｅｒ，Ｋ．Ｈ．Ｋｉｍ，Ｊ．Ｙ．Ｌｉｎ，ａｎｄＨ．Ｘ．Ｊｉａｎｇ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００４，８４，４６６；Ｈ．Ｗ．Ｃｈｏｉ，Ｍ．Ｄ．Ｄａｗｓｏｎ，Ｐ．Ｒ．Ｅｄｗａｒｄｓ，ａｎｄＲ．Ｗ．Ｍａｒｔｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００３，８３，４４８３；Ｊ．Ｊ．Ｗｉｅｒｅｒ，Ｍ．Ｒ．Ｋｒａｍｅｓ，Ｊ．Ｅ．Ｅｐｌｅｒ，Ｎ．Ｆ．Ｇａｒｄｎｅｒ，Ｍ．Ｇ．Ｃｒａｆｏｒｄ，Ｊ．Ｒ．Ｗｅｎｄｔ，Ｊ．Ａ．Ｓｉｍｍｏｎｓ，ａｎｄＭ．Ｍ．Ｓｉｇａｌａｓ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００４，８４，３８８５）によって、抽出効率を１００％以上向上させることが可能である。これらの方法はＬＥＤからの直接の光取り出しを増加させるが、これらの方法はリン光体変換材料から放出された光を増強することはできない。変換された光の半分以上は、リン光体によってＬＥＤパッケージ内に後方散乱させることが可能である（Ｋ．Ｙａｍａｄａ，Ｙ．Ｉｍａｉ，ａｎｄＫ．Ｉｓｈｉｉ，Ｊ．ＬｉｇｈｔＶｉｓ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．２００３，２７，７０）。リン光体層をダイから離すことによって散乱光を抽出するための研究が実施され、発光効率の６０％の増強を実現した（Ｎ．Ｎａｒｅｎｄｒａｎ，Ｙ．Ｇｕ，Ｊ．Ｐ．Ｆｒｅｙｓｓｉｎｉｅｒ−Ｎｏｖａ，ａｎｄＹ．Ｚｈｕ，Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．ＳｏｌＡ２００５，２０２，Ｒ６０）。この特殊な方法は、空間的色変動を被ったが、リン光体がダイから除去されるので、熱管理の改善およびソース寿命の潜在的な延長というさらなる利点を有していた。

本発明によるＱＤＬＳは、上記のｐｃ−ＬＥＤを凌ぐ進歩を示す。ある実施形態において、量子ドットは、ＱＤの調整可能な発光および優れた演色を利用するエッジ結合導波管ＬＥＤ照明器具に分散される。この革新的な解決法によって、ＬＥＤソースから変換材料が除去されて、ソースの電力出力とは無関係である安定した演色が生じることにより、システムの熱管理が改善される。導波管内でのＱＤ変換材料の所定の形状および配向は、照明器具内での散乱光の効率抽出を確保する方法と同様に、利用可能である。ある実施形態において、優れた演色および色安定性が、５０ｌｍ／Ｗを超えるシステム出力効率と共に予想される。

上で議論したように、ある実施形態において、本明細書で使用するためのＬＥＤは、ＬｕｍｉｎｕｓＤｅｖｉｃｅｓから入手可能な、フォトニック格子ベースのＰｈｌａｔＬｉｇｈｔ（商標）ＬＥＤなどのエッジ結合に好適な高い輝度を備えている。フォトニック格子によってＬＥＤチップから拡張性のある光抽出が可能となり、性能を犠牲にせずに非常に大型のＰｈｌａｔＬｉｇｈｔＬＥＤが作製可能であることが示される。フォトニック格子はまた、光を空気中に直接抽出するように設計され−特に高出力動作の間に、ＬＥＤ信頼度が低い主な原因の１つであるカプセル化の必要がなくなる。

ある実施形態において、デバイスは、ダウンコンバージョンフィルムに含まれる量子ドットによって放出される光の自己吸収を最小限にするように構成されている、エッジ結合に好適な量子ドットを含む１つ以上のダウンコンバージョンフィルムおよび１つまたは高出力ＬＥＤを含む。ある好ましい実施形態において、本発明のＱＤＬＳはＲＯＨＳに準拠している。

ある実施形態において、ダウンコンバージョン材料はホスト材料に分散された量子ドットを含み、量子ドットはホスト材料に含まれる前に、最高＞８５％の量子効率を有する。ある実施形態において、ＱＤが中に分散されたホスト材料で構成されるダウンコンバージョン材料は、固体状態での５０％を超える量子効率を有する。ある実施形態において、量子ドットの少なくとも一部は、ホスト材料と化学的に適合性である、量子ドットの表面に付着された１つ以上のリガンドを含む。ＱＤの高い量子効率を維持するために、有機または無機材料であろうと、ホスト材料の化学的性質と適合性であるキャッピングリガンドを量子ドットに付着させることが好ましい。液体から固体分散物への移行は、ＱＤ効率に影響を及ぼすことが可能である。この移行の速度は、凝集または他の化学的効果が発生し得る以前に速度競合がＱＤを所定の位置に「ロック」するために、高い量子効率を維持するために重要であると考えられる。ＱＤを有機ホスト材料に化学的に適合させることと、「硬化」の速度を制御することは、量子効率に影響を及ぼすと考えられる。ある実施形態において、ＱＤは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびポリシロキサンなどの有機ホスト材料に分散される。本発明で有用であり得る他の量子ドット材料およびホストについては、Ｌｅｅ，ｅｔａｌ．，「ＦｕｌｌＣｏｌｏｒＥｍｉｓｓｉｏｎＦｒｏｍＩＩ−ＶＩＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＱｕａｎｔｕｍ−ＤｏｔＰｏｌｙｍｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ」．Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０００，１２，１５Ａｕｇｕｓｔ２，ｐｐ．１１０２−１１０５も参照されたい、この開示は参照により本明細書に組み入れられている。

ある実施形態において、本発明によるＱＤＬＳは、ＰＭＭＡ導波管に化学的に結合されたホストに埋め込まれたＱＤの２つ以上のフィルムを含む。ある実施形態において、２つ以上のフィルムは機械的手段によって分離できない。ある実施形態において、導波管において約８０から９０％の吸収を達成するのに有効な、面積当りのＱＤの量（カドミウム含有半導体で構成されるコアを含む。）を含む導波管は、１００ｐｐｍ未満のＣｄを含む。ある実施形態において、量子ドットはＣｄベースのＱＤ材料で構成される。ある実施形態において、量子ドットはＣｄを含まないＱＤ材料で構成される。

ある実施形態において、ＱＤ−ＬＥＦは多波長ＱＤ−ＬＥＦの多層スタックで構成される。ある実施形態において、ＱＤ−ＬＥＦは、多重多波長ＱＤ−ＬＥＦまたは空間的にディザリングされたＱＤ−ＬＥＦで構成される。第１の手法は、導波管のすぐ上のエネルギーが最も低いＱＤフィルムからエネルギーが最も高いＱＤフィルムまで並べられた２つ以上のＱＤフィルムを含み、空気界面にてディフューザフィルムが続いている。この構造によって、導波管近くまでダウンコンバートされる光が妨げられずに次の層を通過して、最終的に取り出される。より高いエネルギーの外部フィルムでは、導波管中に戻った放出光子はより低いエネルギーのＱＤによって再循環されることが可能である。全体として、ダウンコンバージョン効率はわずかな再吸収損失を被るが、この損失はフィルムのＱＹに最も依存しており、ＱＹ８０％にて制限される。空間的にディザリングされた多色ＱＤインクを含む第２の手法も、再吸収問題を大幅に軽減する。この設計は各ＱＤインクを導波管上で別個のパターンに分離して、青色励起光には非常に高吸収のパスを維持するのに対して、内部に向けられたダウンコンバート済み光子には非常に小さい吸収パスを与える。ＱＤから導波された光はこの大きい吸収パスにも遭遇するが、照明器具の設計によって、導波管モードに入ることが可能なＱＤダウンコンバート済みの光子のパーセンテージが大幅に制限される。両方のフィルムの設計は、混合されたＱＤフィルムおよびカプセル材料よりも高いダウンコンバージョン効率を生じることが予測される。さらに、ディザリングされたパターン機構でのＱＤの密度、サイズまたは濃度は、輝度もしくは色によってＬＥＦからの空間的光出力を変化させるために、またはこれらの特徴をＬＥＦにわたって均一に維持するために、ＱＤ−ＬＥＦにおける距離の関数として変化することが可能である。

ある実施形態において、ＬＥＤは導波管またはディフューザのエッジに光学的に結合される。ある実施形態において、ＬＥＤは、平面ディフューザへのエッジ結合のために最適化されている、ＬｕｍｉｎｕｓＤｅｖｉｃｅｓの高出力青色ＰｈｌａｔｌｉｇｈｔＬＥＤの１つを備える。ＰｈｌａｔＬｉｇｈｔＬＥＤ技術の狭い発光円錐によって、６０から７５％の範囲の高いＬＥＤ−ディフューザ結合効率が達成できる。青色ＰｈｌａｔＬｉｇｈｔＬＥＤは非常に高い電力密度（２００から３００ｍＷ／ｍｍ^２）も示し、非常に少数のＬＥＤの使用によって高ルーメン光シートが作製できるようになり、これによりランプモジュールの費用を低減させる。

ある実施形態において、ＬＥＤおよびドライバアセンブリは、少なくとも０．２１Ｗ／ｍｍ^２の、好ましくは０．３１Ｗ／ｍｍ^２を超えるＬＥＤ出力電力密度を有する。

ある実施形態において、ＬＥＤは約３のＬＥＤ出力電力［Ｗ］を有する。

最も好ましくは、ＬＥＤはＬｕｍｉｎｕｓＤｅｖｉｃｅｓから入手可能なＰｈｌａｔｌｉｇｈｔを備える。

ある実施形態において、白色発光体の照明器具効率およびＣＲＩをシミュレートすることは、複数の明確に異なるピーク発光波長を与える、異なるＱＤを含むことが可能である。スペクトルをシミュレートするためにＬＥＤ青色スペクトルと組み合わされたＱＤ発光スペクトルの３５ｎｍの半値全幅（ＦＷＨＭ）は、ＣＲＩを最大化する。最も高いＣＲＩは、４９５、５４０、５８５、および６３０ｎｍの範囲の波長に相当する青緑色、緑色、黄色、および赤色の領域における、４つ以上の特異的に調整したＱＤ発光スペクトルによって達成されることが予測される。ある実施形態において、コアＱＤ材料は、ＣｄＳｅ、ＣｄＺｎＳｅ、およびＣｄＺｎＳを含むＣｄベースＱＤ材料系を使用して合成される。これらのコア半導体材料によって、最適化されたサイズ分布、表面品質、および可視スペクトルにおける色調整が可能となる。例えばＣｄＺｎＳは、通例は４００から５００ｎｍの波長から可視スペクトルの全青色領域にわたって微調整可能である。ＣｄＺｎＳｅコアは５００から５５０ｎｍの発光の狭帯域波長を与えることが可能であり、ＣｄＳｅは可視スペクトルの黄色から深赤部分（５５０から６５０）における最も効率的な狭帯域発光を生じるために使用される。各半導体材料は、ＱＤ材料の物理サイズを最適化するために対象の波長領域を処理するように選択されて、ＱＤ材料の物理サイズの最適化は、良好なサイズ分布、高い安定性および効率、ならびに問題のない加工性を達成するために重要である。ある実施形態において、例えば３元半導体合金の使用によっても、発光の色を調整するためにコアＱＤの物理サイズに加えてカドミウムの亜鉛に対する比を使用することが可能となる。

ある実施形態において、半導体シェル材料は、Ｃｄベースのコア材料で最大励起子閉じ込めを引き起こすこの大きいバンドギャップのために、ＺｎＳで構成される。ＣｄＳｅとＺｎＳとの間の格子不整合は、ほぼ１２％である。ＣｄＳｅ中にドープされたＺｎの存在によってこの不整合はある程度軽減されるが、ＣｄＺｎＳとＺｎＳとの間の格子不整合は最小である。最大限の粒子安定性および効率を求めて非常に均質で厚いシェル（例えば２単層以上）をＣｄＳｅコアの上に成長させるために、少量のＣｄをＺｎＳ成長に添加して多少勾配付けされたＣｄＺｎＳシェルを生成させる。ある実施形態において、初期シェル成長の間にＣｄをＺｎおよびＳ前駆物質中に逓減量でドープして、始めはＣｄが豊富で成長相の終りには減少して１００％ＺｎＳとなる、真に勾配付けされたシェルを得る。ＣｄＳｅコアからＣｄＳ、ＣｄＺｎＳ、ＺｎＳへのこのような勾配付けによって、なお多くの歪みが軽減されて、固体照明用途でのなお高い安定性および効率が潜在的に実現される。

ある実施形態において、量子ドット光シートはソースＬＥＤからの青色光を高ＣＲＩ白色にダウンコンバートする。ある実施形態において、量子ドットフィルムの印刷層は、市販の成形光導体の頂部に被着される。

好適に成形された光抽出機構を備えた光導体は、ディスプレイバックライト用途で一般に使用され、市販されている例は、ＧｌｏｂａｌＬｉｇｈｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｌｔｈｏｍｅ．ｃｏｍ／）によって作製された成形光導プレートを含む。これらの光導体の背後にある主要技術は、導波管の裏側への「マイクロレンズ」の生成であり、マイクロレンズは導波光の一部を外側のビューアへ結合する。これらの機構は、２Ｄ光抽出の均一性を達成するために、空間密度が変化し得る。一実施形態において、これらの光導体の頂部側で、ポリマー・ホスト・マトリクス内に含有された量子ドットは、ＣＲＩが高い青色光のダウンコンバージョンを実施するためにコーティングされる。ポリマーホストは、この光学特性、加工性、および量子ドットとの適合性に基づいて選択される。好ましくは、化学的に適合性の量子ドットは、各種のホストマトリクスにおいてこの分散を助け、この量子効率を維持する。

ある実施形態において、ＱＤフィルムは、フィルムにおける青色励起光のパス長を延長して発光の増強および量子ドットの濃度の最低化を生じるために、０．２□ｍＴｉＯ_２などの散乱粒子をさらに含み得る。さらなる情報については、２００７年７月１２日に出願された米国特許出願６０／９４９３，０６も参照されたい、この開示はこの全体が参照によりに本明細書に組み入れられている。

ある実施形態において、ＱＤライト・エンハンスメント・フィルムは、互いの頂部に均一に層状化された２つ以上の個別のＱＤ層で構成され、再吸収を最小化するために低エネルギー変換層は、より高いエネルギーの層の下になっている。

ある実施形態において、ＱＤライト・エンハンスメント・フィルムは、画素化方法で並んで被着された個々のＱＤ／ホスト組成物で構成され、複合白色を生じる。この手法は、より高い取り出し効率となおさらに低い再吸収の可能性を有する。

どちらの手法も本質的に低コストであるのは、どちらも大量溶液ベース被着技法を使用可能であるためである。導波管へのまたは次に導波管に積層される織布への直接的なスロットもしくはグラビアコーティングを含むが、これらに限定されない被着方法は、層状化手法での使用に好適である。画素化手法では、スクリーン印刷が最も簡単な解決策であり、５０ｕｍ機構が容易に達成可能である。

ＬＥＤ技術は、固体照明（ＳＳＬ）への大きな可能性を有すると見なされている。しかしＬＥＤ光源は、単独では、ＬＥＤ接合材料のバンドギャップに相当する特定の波長の純粋な光を与えて、低いＣＲＩの光を生じ、従ってＳＳＬには好適でない。高いＣＲＩ拡散白色照明への解決策を達成するために、多色ＬＥＤを組み合わせるか、またはリン光体材料を使用してＬＥＤ源の光を白色光に変換する。都合の悪いことに、異なるＬＥＤは異なる温度依存性および寿命特徴を有し、リン光体は、ＬＥＤ光源を優れた品質の演色指数に変換するのに足るほど多くの種類が入手できす、異なるリン光体の組み合わせも温度安定性と同様に寿命の考慮事項を含めて、同じ安定性を共有しない。リン光体も散乱剤であり、それゆえ色の微調整が非常に複雑であり、導波と共にリン光体を利用することは大幅に制限される。

本発明のある実施形態により、ＬＥＤ光を、ＣＲＩ＞８５を有する拡散光（例えば光の点ではない。）に変換する簡単でより有効な手段を与えるために、ＱＤ−ＬＥＦが照明器具デバイスに含まれる。ＱＤ−ＬＥＦ結合照明器具は、均一な導波ディフューザと併せて（図３に概略的に示されている実施形態の例）、または光導波プレートを用いて均一な拡散光取り出しを与える（図４に概略的に示されている実施形態の例）、ダウンコンバージョン方法によってＣＲＩ、例えば＞８５の光を放出可能である。図３に示す例では、ＱＤ−ＬＥＦ導波光は取り出される前に確率的な方式でＱＤによって部分的にダウンコンバートされる。図３で例証する例に示すように、ＱＤ−ＬＥＦにおいて導波モードをさらに取り出すために、さらなる拡散層またはディフューザを必要に応じて追加することが可能である。照明器具のＱＤフィルム側面を通じた取り出しを強化するために、さらなる反射体（図示せず）を導波管の遠端および他の側面に追加することが可能である。（図３（ａ）に示す例では、基板に最も近いダウンコンバージョン層は赤色発光材料で構成される；黄色発光は赤色発光材料の上に配置される；緑色発光材料は黄色発光材料の上に配置され、取り出しまたは保護層は緑色材料の上に配置される。）。

図３に示す構成の例の両方で、光はＬＥＤダイによって放出されて、導波管および／またはディフューザ中に結合される。この光が伝播するときに、光はＱＤ−ＬＥＦによって選択的にダウンコンバートされて、次に照明器具から拡散的に一部が散乱される。図示した構成（ａ）の例は層状化手法を例証しており、ここではより低いエネルギーのフィルムがより高いエネルギーのフィルムよりも導波管に接近して結合されて、ダウンコンバージョン効率を低下させる傾向がある再吸収効果を最小限に抑える。図示した構成（ｂ）の例は空間的ディザリング手法であり、ここでは再吸収は、表面にＱＤ−ＬＥＦをパターン形成することによってさらに制限される。どちらの手法も、導波管にわたってのフィルムの変化によって対処される現象である空間的ダウンコンバージョン依存を明らかにし得る、横導波効果を考慮に入れることが可能である。ディザリング手法は、この効果に特に良好に対処するのに役立つ。（図３（ｂ）に示すディザリングの例では、配列は緑色、赤色、および黄色のパターンを含む。図４に示すディザリングの例では、配列は緑色、赤色、黄色、および散乱体または非散乱材料のパターンを含む。）。

図３に示すＱＤ−ＬＥＦ用途の実施形態の例は、指数整合ＱＤ−ＬＥＦの適用によって影響されない空間的均一性を導波管自体がもたらすように設計された市販の導波管を含むことが可能である。図４に示す代替的な構成の実施形態の例において、ＱＤ−ＬＥＦは実質的に無損失の導波管の裏側に適用されて、このそれぞれのディザリングされたパターン形成から赤色光、黄色光、および緑色光を、ディザリングされた散乱パターンから青色光を供給する。この用途では、ＱＤは、ＱＤ自体が光を散乱しないという点で比類なく好適であり、吸収されなかった光は引き続き妨害されずに量子ドットを通過するが、ダウンコンバートされた光子は均一に放出されて、空間的依存およびＣＲＩを容易に制御できるようにする。

ディザリングまたは空間的ディザリングは、例えば、色深度の錯覚を与えるために色の所定のパレットの小規模な区域の使用を説明する、デジタル画像処理で使用される用語である。例えば、白色は小規模な赤色、緑色および青色の区域の混合から生成されることが多い。ある実施形態において、導波管部品の表面に配置されたおよび／または埋め込まれた（各種類が異なる色の光を放出可能である）異なる種類の量子ドットを含む組成物のディザリングを使用すると、異なる色の錯覚を生成することが可能である。ある実施形態において、白色光を放出するように見える導波管および／またはディフューザは、例えば赤色、緑色および青色を放出する量子ドットを含む機構のディザリングされたパターンから生成可能である。ディザリングされたカラーパターンは周知である。ある実施形態において、白色光の青色光成分は、取り出された不変の青色励起光および／または導波管部品に含まれる量子ドットによってダウンコンバートされた励起光で構成することが可能であり、量子ドットは励起光を青色にダウンコンバートするために事前に選択された組成およびサイズを含む。

ある実施形態において、白色光は、異なる種類の量子ドットを含むフィルムを（組成およびサイズに基づいて）層状化することによって得ることが可能であり、各種類は所定の色を有する光を得るために選択される。

ある実施形態において、白色光はホスト材料に異なる種類の量子ドットを（組成およびサイズに基づいて）含めることによって得ることが可能であり、各種類は所定の色を有する光を得るために選択される。

図４は、反結合用途でのＱＤ−ＬＥＦの例を概略図を与える。発光面を通じた取り出しを強化するために、さらなる反射体（図示せず）を導波管の遠端および他の側面に追加することが可能である。ある実施形態において、図４に図示した例のＱＤ−ＬＥＦは、反射体から離れた導波管の反対側に位置決めすることも可能である。他のＱＤベース取り出しスキームも利用可能である。

ＱＤ−ＬＥＦを利用するＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤの寿命にわたって安定である調整可能な色温度を有する、高いＣＲＩの光を放出することが可能である。高いＣＲＩの光を放出できることは、得られた光が強度およびそれゆえ寿命の問題から比類なく影響を受けないような形態で組み合わされた、非常に安定なＱＤ（１０，０００時間後に初期輝度の１００±５％、およびなお試験中）の結果である。光がＱＤ−ＬＥＦ中に結合されると、光子は吸収および再放出される可能性を有し、この可能性によって定義上、光出力は光子流量と非依存となり、光源の減光に対するさらなる非依存が生じる。

ある実施形態において、本発明によるＱＤＬＳは、４つ以上の所定または規定の波長での発光のためのＱＤ材料を含む。下の表１に、ＣＲＩ＝９６を与える図２に示したＱＤＬＳスペクトルを達成するための、ＱＤ材料性能仕様およびコア／シェル材料の例をまとめる。好ましくは、４つ以上の所定の波長を放出するためにコア−シェルＱＤ材料が利用される。さらに好ましくは、４つ以上の所定の波長を放出するためにコア−シェル半導体ナノ結晶が利用される。

ある実施形態において、コアＱＤ（例えばＣｄＳｅ、ＣｄＺｎＳｅ、またはＣｄＺｎＳで構成されるが、これらに限定されない。）は、狭いサイズ分布および高い表面品質を備え、所望の発光波長にて合成される。次に、シェル材料、好ましくは合金シェル材料（例えばＣｄＺｎＳ）は、高いＱＹおよび安定性のための最大限のコア表面不動態化を与えるために、コアＱＤの表面の少なくとも一部（好ましくは実質的に全部）の上に成長する。好ましくは、量子ドットの少なくとも一部は、ＱＤエミッタとＱＤが使用されるまたは含まれる任意の材料との間の化学的適合性を示す１つ以上の表面キャッピングリガンドを、量子ドットの表面に含む。

ある実施形態において、量子ドットを含む層またはフィルムは、既製ディフューザとの一体化に好適な有機または無機ホスト材料をさらに含み得る。フィルムまたは層コーティング組成物に含まれ得る部品の例は、限定されるわけではないが、量子ドット、モノマー、プレポリマー、開始剤、散乱粒子、およびスクリーン印刷に必要な他の添加剤を含む。好ましくは、層またはフィルムは、多層およびパターン形成ＱＤ−ＬＥＦが可能である被着手法と同様に、ドットの熱への曝露を最小限に抑えるゲル化プロトコルを使用して被着させる。

ある好ましい実施形態において、ＱＤＬＳは、再吸収軽減に特に重点を置いて、ディフューザとＱＤ−ＬＥＦとの間ならびに、ＬＥＤ照明器具とディフューザとの間の挿入損失を最小限にするＬＥＤ−ディフューザ結合技法を含む。

ある実施形態において、再吸収最小化と併せてＬＥＤ−ディフューザおよびＱＤ−ＬＥＦ−ディフューザ結合光学特性を改善することを含む、ＱＤＬＳ部品の相互作用が最適化されて、モジュールコストの低減ならびに、最大のモジュール効率およびＣＲＩ対電流および寿命を実現する。

ある実施形態において、量子ドット光シート照明器具製品は、少なくとも５０ｌｍ／Ｗの総システム効率を有することが予測される。

高効率光源の可用性は、商業環境、および特に居住環境でのこのような光源の大規模な採用に必ずしもつながっていない。この理由は、一部は、蛍光照明などの光源が人間および形式に基づく多くの要件で劣っていたためである。低いＣＲＩ、明滅、およびシャドーイングはすべて、効率的な技術がクラス最高でなければ、この採用を制限し、それゆえある技術の環境に対する影響を制限する。

加えて、環境に優しい技術および材料の効率的な加工方法の進歩は、消費電力の削減、気候に明白な影響をもたらす温室効果ガスの低減、および危険廃棄物の削減などの経済的恩恵に寄与する。

量子ドット（ＱＤ）、好ましくは半導体ナノ結晶は、ポリマーの溶解性性質および加工性と、無機半導体の高い効率および安定性との組み合わせを可能にする。ＱＤは、この有機半導体対応物よりも、水蒸気および酸素の存在下で安定である。ＱＤはこの量子閉じ込め発光特性のために、このルミネセンスは非常に狭い帯域であり、単一ガウススペクトルを特徴とする、高飽和色発光を生じる。最終的に、ナノ結晶直径がＱＤ光学バンドギャップを制御するので、吸収および発光波長の微調整は合成および構造の変化によって達成可能であり、ルミネセンス特性を確認および最適化するプロセスが容易になる。（ａ）可視および赤外スペクトルのどこでも発光し；（ｂ）水性環境において有機ルモフォアよりも概して安定であり；（ｃ）狭い半値全幅（ＦＷＨＭ）発光スペクトル（例えば５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満、２０ｎｍ未満）を有し；（ｄ）最大８５％超の量子収率を有する、ＱＤのコロイド懸濁物（溶液とも呼ばれる。）が調製可能である。

量子ドットは、例えば約１０００ｎｍまでのサイズ範囲のナノメートルサイズの粒子である。ある実施形態において、量子ドットは約１００ｎｍまでの範囲のサイズを有することが可能である。ある実施形態において、量子ドットは約２０ｎｍまでの範囲のサイズ（約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｎｍなど）を有することが可能である。ある好ましい実施形態において、量子ドットは１００Ａ未満のサイズを有することが可能である。ある好ましい実施形態において、ナノ結晶は約１から約６ナノメートルの、さらに詳細には約１から約５ナノメートルの範囲のサイズを有する。量子ドットのサイズは、例えば直接的な透過電子顕微鏡測定によって決定可能である。他の公知の技法もナノ結晶サイズを決定するために使用可能である。

量子ドットは各種の形状を有することが可能である。量子ドットの形状の例は、球、棒、円板、テトラポッド、他の形状、および／またはこの混合を含むが、これらに限定されない。

ある好ましい実施形態において、ＱＤは、ポリマーの溶解性性質および加工性と、無機半導体の高い効率および安定性との組み合わせを可能にする、無機半導体材料で構成される。無機半導体ＱＤは通例、この有機半導体対応物よりも、水蒸気および酸素の存在下で安定である。ＱＤはこの量子閉じ込め発光特性のために、このルミネセンスは非常に狭い帯域であることが可能であり、単一ガウススペクトルを特徴とする、高飽和色発光を生じることが可能である。最終的に、ナノ結晶直径がＱＤ光学バンドギャップを制御するので、吸収および発光波長の微調整は合成および構造の変化によって達成可能である。

ある実施形態において、無機半導体ナノ結晶量子ドットは、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、三元および四元合金および／または混合物を含む、これらの合金、および／またはこれらの混合物で構成される。例は、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＳｅ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、三元および四元合金および／または混合物を含む、これらの合金および／またはこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。

本明細書で議論するように、ある実施形態において、量子ドットは、量子ドットの表面の少なくとも一部の上にシェルを含むことが可能である。この構造はコア−シェル構造と呼ばれる。好ましくは、シェルは無機材料で、さらに好ましくは無機半導体材料で構成される。無機シェルは、表面電子状態を有機キャッピング基よりもはるかに高い程度まで不動態化することが可能である。シェルでの使用のための無機半導体材料の例は、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、三元および四元合金および／または混合物を含む、これらの合金および／またはこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。例は、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＳｅ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＴｌＮ、ＴｌＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、三元および四元合金および／または混合物を含む、これらの合金および／またはこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。

今日までに最も開発され、キャラクタリゼーションされたＱＤ材料は、１．７３ｅＶ（７１６ｎｍ）のバルク・バンド・ギャップを有する、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、およびＣｄＴｅ、ＣｄＳｅを含むＩＩ−ＶＩ半導体であり（Ｃ．Ｂ．Ｍｕｒｒａｙ，Ｄ．Ｊ．Ｎｏｒｒｉｓ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９３，１１５，８７０６）、全可視スペクトルにわたって狭いサイズ分布および高い発光量子効率で発光させることが可能である。例えば、直径ほぼ２ｎｍのＣｄＳｅＱＤは青色で発光するが、直径８ｎｍの粒子は赤色で発光する。異なるバンドギャップを有する他の半導体材料を合成で代用することによってＱＤ組成を変化させることにより、ＱＤ発光を調整することが可能である電磁スペクトルの領域が変化する。例えば、より小さいバンドギャップの半導体ＣｄＴｅ（１．５ｅＶ、８２７ｎｍ）（Ｃ．Ｂ．Ｍｕｒｒａｙ，Ｄ．Ｊ．Ｎｏｒｒｉｓ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９３，１１５，８７０６）は、ＣｄＳｅよりも濃い赤色にアクセスすることが可能である。別のＱＤ材料系は、鉛含有半導体（例えばＰｂＳｅおよびＰｂＳ）を含む。例えば、０．４１ｅＶ（３０２７ｎｍ）のバンドギャップを有するＰｂＳは、８００から１８００ｎｍで発光するように調整することが可能である（Ｍ．Ａ．Ｈｉｎｅｓ，Ｇ．Ｄ．Ｓｃｈｏｌｅｓ，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２００３，７５，１８４４）。ＵＶからＮＩＲまでの任意の所望の波長を放出するために合成可能である効率的で安定な無機ＱＤエミッタを設計することは、理論的に可能である。

高沸点有機分子の存在下で成長した半導体ＱＤは、コロイド状ＱＤと呼ばれ、発光用途に十分に適した高品質のナノ粒子を生じる。例えば、合成は、分子前駆物質の高温の溶媒（３００から３６０℃）中への迅速な注入を含み、迅速な注入によって均質な核形成が一気に生じる。核形成による試薬の消耗、および試薬の室温の溶液の導入による急激な温度降下によって、さらなる核形成が最小限に抑えられる。本技法は、配位溶液（トリ−ｎ−オクチルホスフィン（ＴＯＰ）およびトリ−ｎ−オクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ））中での有機金属前駆物質（ジメチルカドミウム）の高温での熱分解によるＩＩ−ＶＩ半導体ＱＤの合成について、Ｍｕｒｒａｙおよび共同研究者によって最初に証明された（Ｃ．Ｂ．Ｍｕｒｒａｙ，Ｄ．Ｊ．Ｎｏｒｒｉｓ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９３，１１５，８７０６）。この研究は、一時的に離散した核形成イベントと、続いての既存の核での制御された成長によって疎液コロイドが溶液中で成長するという概念を紹介した、ＬａＭｅｒａｎｄＤｉｎｅｇａｒ（Ｖ．Ｋ．ＬａＭｅｒ，Ｒ．Ｈ．Ｄｉｎｅｇａｒ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９５０，７２，４８４７）による独創性に富んだコロイド研究に基づいていた。

核形成環境および成長環境を制御および分離する能力は、主に、ＱＤ合成の間に反応混合物で使用される適切な高沸点有機分子を選択することによって与えられる。高沸点溶媒は通例、例えば窒素、リン、または酸素原子を含む官能性ヘッドおよび長い炭化水素鎖で構成される有機分子である。分子の官能性ヘッドは、共有結合、配位結合、またはイオン結合によってＱＤ表面に単層または多層として付着して、キャッピング基と呼ばれる。キャッピング分子は、成長する微結晶の表面への材料付加に対して立体障壁を与え、成長動態を著しく低速化する。制御されない核形成および成長を防止するための、しかし成長を完全に抑制するほどではない、十分なキャッピング分子を有することが望ましい。

半導体ＱＤの調製のためのこのコロイド合成手順によって、かなりの制御が与えられ、結果として、合成が最適化されて、狭いサイズ分布と共に所望の発光ピーク波長を与えることが可能である。この制御の程度は、成長溶液の組成と共に、注入温度、成長時間を変更する能力に基づく。これらのパラメータの１つ以上を変更することによって、ＱＤのサイズを広いスペクトル範囲にわたって、良好なサイズ分布を維持しながら設計することが可能である。

ＣｄＳｅなどの半導体ＱＤは、原子１個に付き４個の結合を有する共有結合固体であり、バルク結晶構造および格子パラメータを保持することが示されている（Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ａ．Ｒ．Ｋｏｒｔａｎ，Ｍ．Ｌ．Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ，Ｌ．Ｅ．Ｂｒｕｓ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．１９８９，９１，７２８２）。結晶表面では、最外原子には結合可能な隣接原子がなく、半導体のバンドギャップの範囲内の異なるエネルギーレベルの表面状態を生成する。結晶形成中に表面再配置が起きてこれらの表面原子のエネルギーを最小限に抑えるが、ＱＤを構成する原子のこのように高いパーセンテージが表面に存在するために（直径＜１ｎｍから＞２０ｎｍのＱＤではそれぞれ、＞７５％から＜０．５％）（Ｃ．Ｂ．Ｍｕｒｒａｙ，Ｃ．Ｒ．Ｋａｇａｎ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ａｎｎｕ．Ｒｅｖ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．２０００，３０，５４５）、半導体ＱＤの発光特性に対する効果は非常に大きい。表面状態は無放射緩和経路、それゆえ発光効率または量子収率（ＱＹ）の低下につながる。

分子がＱＤの表面に化学的に結合するとき、分子は表面原子の結合要件を満足するのを助け、表面状態および対応する無放射緩和経路の多くを排除する。このことは、不十分な表面不動態化を有するＱＤよりも高い安定性ならびに、良好な表面不動態化およびより高いＱＹを有するＱＤを生じる。それゆえ成長溶液および処理の設計および制御によって、表面状態の良好な不動態化が達成されることが可能であり、高いＱＹがもたらされる。さらに、これらのキャッピング基は、粒子成長を媒介して、溶液中でＱＤを立体的に安定させることによって、合成プロセスでも重要な役割を果たすことが可能である。

高い発光効率および安定性を備えたＱＤを生成するための最も有効な方法は、無機半導体シェルをＱＤコアの上に成長させることである。有機不動態化ＱＤよりもコア−シェル型複合材は、この向上した光ルミネセンス（ＰＬ）およびエレクトロルミネセンス（ＥＬ）量子効率ならびにデバイス製造に必要な処理条件に対するより高い耐性のために、固体ＱＤ−ＬＥＤデバイスなどの固体構造体への包含に望ましい（Ｂ．Ｏ．Ｄａｂｂｏｕｓｉ，Ｊ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ−Ｖｉｅｊｏ，Ｆ．Ｖ．Ｍｉｋｕｌｅｃ，Ｊ．Ｒ．Ｈｅｉｎｅ，Ｈ．Ｍａｔｔｏｕｓｓｉ，Ｒ．Ｏｂｅｒ，Ｋ．Ｆ．Ｊｅｎｓｅｎ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ１９９７，１０１，９４６３；Ｂ．Ｏ．Ｄａｂｂｏｕｓｉ，Ｏ．Ｏｎｉｔｓｕｋａ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｍ．Ｆ．Ｒｕｂｎｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９５，６６，１３１６；Ｍ．Ａ．Ｈｉｎｅｓ，Ｐ．Ｇｕｙｏｔ−Ｓｉｏｎｎｅｓｔ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．１９９６，１００，４６８；Ｓ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，Ｗ．Ｋ．Ｗｏｏ，Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｖ．Ｂｕｌｏｖｉｃ，Ｏｒｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．２００３，４，１２３。バンドギャップがより大きい材料のシェルがコアＱＤの上に、例えばＺｎＳ（３．７ｅＶのバンドギャップ）がＣｄＳｅの上に成長したとき、表面電子状態の大部分は不動態化されて、ＱＹの２から４倍の上昇が観察される（Ｂ．Ｏ．Ｄａｂｂｏｕｓｉ，Ｊ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ−Ｖｉｅｊｏ，Ｆ．Ｖ．Ｍｉｋｕｌｅｃ，Ｊ．Ｒ．Ｈｅｉｎｅ，Ｈ．Ｍａｔｔｏｕｓｓｉ，Ｒ．Ｏｂｅｒ，Ｋ．Ｆ．Ｊｅｎｓｅｎ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ１９９７，１０１，９４６３）。異なる半導体（特に酸化に対してより耐性である半導体）のシェルがコアの上に存在しても、コアを分解から保護する。

上で概説したコア−シェル材料の優れた特性のために、新たなＱＤ材料系を設計するときに、このような系に注目することが望ましい。結果として、ＱＤコア−シェル開発の１つの因子は、コアおよびシェル材料の結晶構造はもちろんのこと、２つの間の格子パラメータ不整合でもある。ＣｄＳｅとＺｎＳとの間の格子不整合は１２％（Ｂ．Ｏ．Ｄａｂｂｏｕｓｉ，Ｊ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ−Ｖｉｅｊｏ，Ｆ．Ｖ．Ｍｉｋｕｌｅｃ，Ｊ．Ｒ．Ｈｅｉｎｅ，Ｈ．Ｍａｔｔｏｕｓｓｉ，Ｒ．Ｏｂｅｒ，Ｋ．Ｆ．Ｊｅｎｓｅｎ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ１９９７，１０１，９４６３）であり、これは考慮すべきであるが、ＺｎＳのごく少数の原子層（例えば１から６つの単層）がＣｄＳｅの上に成長するため、格子歪みは許容される。コア材料とシェル材料との間の格子歪みは、シェルの厚さに応じて増減する。結果として、厚すぎるシェルは、材料界面で転位を生じることがあり、最終的にコアから剥がれる。シェルのドーピング（例えばＣｄによるＺｎＳシェル）は、この歪みの一部を軽減して、結果としてより厚いシェル（この例ではＣｄＺｎＳ）を成長させることが可能である。この効果は、ＣｄＳｅからＣｄＳ、およびＺｎＳへより段階的に移行することに類似しており（ＣｄＳｅとＣｄＳとの間の格子不整合は約４％であり、ＣｄＳとＺｎＳとの間の格子不整合は約８％である。）、より均一でより厚いシェルが与えられ、それゆえより良好なＱＤコア不動態化およびより高い量子効率が与えられる。

コア−シェル粒子はコアのみの系と比較して特性の改善を示すが、有機リガンドによる良好な表面不動態化は、コア−シェルＱＤの量子効率を維持するためになお望ましい。良好な表面不動態化がなお望ましいのは、粒子が励起子のボーア半径より小さく、結果として閉じ込め励起状態波動関数がコア−シェル型複合体においてさえ粒子の表面に存在する多少の可能性を有するという事実による。表面を不動態化する強力な結合リガンドによって、コア−シェルＱＤ材料の安定性および効率が改善される。

好ましくは３０ｎｍ未満の狭い半値全幅（ＦＷＨＭ）と共に高飽和色発光を通例示す、量子ドットを合成する方法の一例は、上述のコロイド合成技法を含む。アクセス可能な発光色の数は、ＱＤピーク発光が適切な材料系およびナノ粒子のサイズを選択することによって調整可能であるという事実により、実質的に無限である。コロイド合成された赤色、緑色および青色ＣｄベースＱＤは、約７０から８０％の溶液量子収率を、±２％以内のピーク発光波長再現性および３０ｎｍ未満のＦＷＨＭと共に常に達成する。

ある実施形態において、ＱＤは、ＩｎＰで構成されるコアを含む。好ましくは、このようなＱＤは、５０％以上の溶液量子収率を有する。ある実施形態において、このようなＱＤは、コロイド合成プロセスによって調製される。ＩｎＰまたは他のＩＩＩ−Ｖ半導体材料で構成されるコアを含むＱＤを調製するプロセスの例は、２００６年１１月２１日に出願されたＣｌｏｕｇｈ，ｅｔａｌ．の米国特許出願６０／８６６，８２２に記載されており、この開示は参照によりこの全体が本明細書に組み入れられている。）。

本開示によって考慮される本発明の各種の態様および実施形態に含まれる量子ドットは好ましくは、狭いサイズ分布を有する量子ドットの集合のメンバである。さらに好ましくは、量子ドットは、量子閉じ込め半導体ナノ粒子の単分散または実質的に単分散の集合で構成される。

本発明で有用であり得る他の量子ドット材料および方法の例は：２００７年６月４日に出願されたＳｅｔｈＣｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，ｅｔａｌ．の、「Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓＡｎｄＤｉｓｐｌａｙｓＷｉｔｈＩｍｐｒｏｖｅｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／１３１５２、ＣｒａｉｇＢｒｅｅｎｅｔａｌ．の「ＢｌｕｅＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓＡｎｄＤｅｖｉｃｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅ」という名称の、２００６年１１月２１日に出願された米国仮特許出願６０／８６６８２６；ＣｒａｉｇＢｒｅｅｎｅｔａｌ．の「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓＡｎｄＤｅｖｉｃｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅ」という名称の、２００６年１１月２１日に出願された米国仮特許出願６０／８６６８２８；ＣｒａｉｇＢｒｅｅｎｅｔａｌ．の「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓＡｎｄＤｅｖｉｃｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅ」という名称の、２００６年１１月２１日に出願された米国仮特許出願６０／８６６８３２；ＤｏｒａｉＲａｍｐｒａｓａｄの「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓＡｎｄＤｅｖｉｃｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅ」という名称の、２００６年１１月２１日に出願された米国仮特許出願６０／８６６８３３；ＤｏｒａｉＲａｍｐｒａｓａｄの「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓＡｎｄＤｅｖｉｃｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅ」という名称の、２００６年１１月２１日に出願された米国仮特許出願６０／８６６８３４；ＤｏｒａｉＲａｍｐｒａｓａｄの「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓＡｎｄＤｅｖｉｃｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅ」という名称の、２００６年１１月２１日に出願された米国仮特許出願６０／８６６８３９；ＤｏｒａｉＲａｍｐｒａｓａｄの「ＢｌｕｅＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓＡｎｄＤｅｖｉｃｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅ」という名称の、２００６年１１月２１日に出願された米国仮特許出願６０／８６６８４０；およびＤｏｒａｉＲａｍｐｒａｓａｄの「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓＡｎｄＤｅｖｉｃｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅ」という名称の、２００６年１１月２１日に出願された米国仮特許出願６０／８６６８４３に記載されているものを含む。上に挙げた特許出願のそれぞれの開示は、参照によりこの全体が本明細書に組み入れられている。

量子ドット材料および量子ドット材料を含むフィルムまたは層を、本発明によって有用であり得る表面に適用するのに有用であり得る被着技法の例は、マイクロコンタクト印刷を含む。

ＱＤ材料およびＱＤ材料を含むフィルムまたは層は、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷などによって可撓性または剛性基板に適用することが可能である。ＱＤのコロイド状懸濁物を広い面積に印刷して、全可視スペクトルでこの色を調整する、組み合わされた能力によって、ＱＤは薄い軽量パッケージで調整された色を必要とする固体照明用途での理想的なルモフォアになる。ＱＤおよびＱＤを含むフィルムまたは層は、各種の被着技法によって表面に適用することが可能である。例は、２００７年４月９日に出願されたＳｅｔｈＡ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，ｅｔａｌ．の、「ＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｃｌｕｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌ，ＭｅｔｈｏｄｓＯｆＤｅｐｏｓｉｔｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌ，ＡｒｔｉｃｌｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳａｍｅＡｎｄＳｙｓｔｅｍｓＦｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８８７３、２００７年４月１３日に出願されたＭａｒｉａＪ，Ａｎｃ，ｅｔａｌ．の、「ＭｅｔｈｏｄｓＯｆＤｅｐｏｓｉｔｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌ，ＭｅｔｈｏｄｓＯｆＭａｋｉｎｇＡＤｅｖｉｃｅ，ＡｎｄＳｙｓｔｅｍｓＡｎｄＡｒｔｉｃｌｅｓＦｏｒＵｓｅＩｎＤｅｐｏｓｉｔｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０９２５５、２００７年４月９日に出願されたＳｅｔｈＣｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，ｅｔａｌ．の、「ＭｅｔｈｏｄｓＡｎｄＡｒｔｉｃｌｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８７０５、２００７年４月９日に出願されたＭａｒｓｈａｌｌＣｏｘ，ｅｔａｌ．の、「ＭｅｔｈｏｄｓＯｆＤｅｐｏｓｉｔｉｎｇＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ＆ＭｅｔｈｏｄｓＯｆＭａｋｉｎｇＡＤｅｖｉｃｅ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８７２１、２００５年１０月２０日に出願されたＳｅｔｈＣｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，ｅｔａｌ．の、「ＭｅｔｈｏｄＡｎｄＳｙｓｔｅｍＦｏｒＴｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇＡＰａｔｔｅｒｎｅｄＭａｔｅｒｉａｌ」という名称の米国特許出願１１／２５３，６１２、２００５年１０月２０日に出願されたＳｅｔｈＣｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，ｅｔａｌ．の、「ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ」という名称の米国特許出願１１／２５３，５９５、２００７年６月２５日に出願されたＳｅｔｈＣｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎの、「ＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｎｇＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ，ＭｅｔｈｏｄｓＦｏｒＦａｂｒｉｃａｔｉｎｇＡＤｅｖｉｃｅ，ＡｎｄＭｅｔｈｏｄｓＦｏｒＦａｂｒｉｃａｔｉｎｇＡｎＡｒｒａｙＯｆＤｅｖｉｃｅｓ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／１４７１１、２００７年６月２５日に出願されたＳｅｔｈＣｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，ｅｔａｌ．の、「ＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｎｇＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ，ＭｅｔｈｏｄｓＦｏｒＦａｂｒｉｃａｔｉｎｇＡＤｅｖｉｃｅ，ＡｎｄＭｅｔｈｏｄｓＦｏｒＦａｂｒｉｃａｔｉｎｇＡｎＡｒｒａｙＯｆＤｅｖｉｃｅｓＡｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／１４７０５、および２００７年６月２５日に出願されたＳｅｔｈＣｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，ｅｔａｌ．の、「ＭｅｔｈｏｄｓＡｎｄＡｒｔｉｃｌｅｓＩｎｃｌｕｄｉｎｇＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／１４７０６に記載されているものを含むが、これに限定されない。上述の特許出願はそれぞれ、参照によりこの全体が本明細書に組み入れられている。

量子ドット材料、量子ドットを含む各種の方法、および量子ドット材料を含むデバイスに関するさらなる情報は、参照によりこの全体が本明細書に組み入れられている、以下の刊行物に含まれている：Ｐ．Ｋａｚｌａｓ，Ｊ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｍ．Ｃｏｘ，Ｃ．Ｒｏｕｓｈ，Ｄ．Ｒａｍｐｒａｓａｄ，Ｃ．Ｂｒｅｅｎ，Ｍ．Ｍｉｓｉｃ，Ｖ．ＤｉＦｉｌｉｐｐｏ，Ｍ．Ａｎｃ，Ｊ．ＲｉｔｔｅｒａｎｄＳ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ「ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＤｅｖｅｌｏｐｉｎｇＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＱｕａｎｔｕｍＤｏｔＤｉｓｐｌａｙｓ」ＳＩＤ’０７Ｄｉｇｅｓｔ，Ｐ１７６（２００７）；Ｇ．ＭｏｅｌｌｅｒａｎｄＳ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ「Ｑｕａｎｔｕｍ−ＤｏｔＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓｆｏｒＤｉｓｐｌａｙｓ」ＳＩＤ’０６Ｄｉｇｅｓｔ（２００６）；Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｂ．Ｋ．Ｈ．Ｙｅｎ，Ｄ．Ｃ．Ｏｅｒｔｅｌ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，「ＯｎｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＬｅａｄＣｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌＦｏｒｍａｔｉｏｎ」，ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，１２８，１３０３２（２００６）；Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｐ．Ｓｎｅｅ，Ｓ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，Ｊ．Ｐ．Ｚｉｍｍｅｒ，Ｊ．Ｅ．Ｈａｌｐｅｒｔ，Ｐ．Ａｎｉｋｅｅｖａ，Ｌ．Ｋｉｍ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，ａｎｄＶ．Ｂｕｌｏｖｉｃ，「ＣｏｌｏｒＳａｔｕｒａｔｅｄＧｒｅｅｎ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＱＤ−ＬＥＤｓ」，ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅ国際Ｅｄｉｔｉｏｎ，４５，５７９６（２００６）；Ｐ．Ｏ．Ａｎｉｎｅｅｖａ，ＣＦ．Ｍａｄｉｇａｎ，Ｓ．Ａ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，ａｎｄＶ．Ｂｕｌｏｖｉｃ，「ＰｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＣｄＳｅ／ＺｎＳＣｏｒｅ／ＳｈｅｌｌＱｕａｎｔｕｍＤｏｔｓＥｎｈａｎｃｅｄｂｙＥｎｅｒｇｙＴｒａｎｓｆｅｒｆｒｏｍａＰｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔＤｏｎｏｒ，」ＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，４２４，１２０（２００６）；Ｙ．Ｃｈａｎ，Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｐ．Ｔ．Ｓｎｅｅ，Ｊ．−ＭｉｃｈｅｌＣａｒｕｇｅ，Ｊ．Ｍ．Ｈｏｄｇｋｉｓｓ，Ｄ．Ｇ．Ｎｏｃｅｒａ，ａｎｄＭ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，「Ｂｌｕｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌａｓｅｒ」，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，８６，０７３１０２（２００５）；Ｓ．ＣｏｅＳｕｌｌｉｖａｎ，Ｗ．ｗｏｏ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｖ．Ｂｕｌｏｖｉｃ「ＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＳｉｎｇｌｅＭｏｎｏｌａｙｅｒｏｆＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓｉｎＭｏｌｅｃｕｌａｒＯｒｇａｎｉｃＤｅｖｉｃｅｓ」，Ｎａｔｕｒｅ（Ｌｏｎｄｏｎ）４２０，８００（２００２）；Ｓ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｌ．Ｋｉｍ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，ａｎｄＶ．Ｂｕｌｏｖｉｃ，「ＭｅｔｈｏｄｆｏｒｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｓａｔｕｒａｔｅｄＲＧＢｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ」，Ｐｒｏｃ．ｏｆＳＰＩＥＩｎｔ．Ｓｏｃ．Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．，１０８，５７３９（２００５）；Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｊ．Ｐ．Ｚｉｍｍｅｒ，Ｓ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，Ｎ．Ｓｔｏｔｔ，Ｖ．Ｂｕｌｏｖｉｃ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，「ＢｌｕｅＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｆｒｏｍ（ＣｄＳ）ＺｎＳＣｏｒｅ−ＳｈｅｌｌＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ」，ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅ国際Ｅｄｉｔｉｏｎ，４３，２１５４（２００４）；Ｙ．Ｃｈａｎ，Ｊ．Ｐ．Ｚｉｍｍｅｒ，Ｍ．Ｓｔｒｏｈ，Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｒ．Ｋ．Ｊａｉｎ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，「ＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓｉｎｔｏＭｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅＣｏｒｅ−ＳｈｅｌｌＳｉｌｉｃａＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ」，ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，１６，２０９２（２００４）；Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｎ．Ｓ．Ｐｅｒｓｋｙ，Ｃ．Ｒ．Ｍａｒｔｉｎｅｚ，Ｃ．Ｌ．Ｂａｒｎｅｓ，Ｅ．Ａ．Ｆｒｙ，Ｊ．Ｋｕｌｋａｒｎｉ，Ｊ．Ｄ．Ｂｕｒｇｅｓｓ，Ｒ．Ｂ．Ｐａｃｈｅｃｏ，ａｎｄＳ．Ｌ．Ｓｔｏｌｌ，「ＭｏｎｏｌａｙｅｒｓａｎｄＭｕｌｔｉｌａｙｅｒｓｏｆ［Ｍｎ１２Ｏ１２（Ｏ２ＣＭｅ）１６］」，ＮａｎｏＬｅｔｔｅｒｓ，４，３９９（２００４）；Ｙ．Ｋ．Ｏｌｓｓｏｎ，Ｇ．Ｃｈｅｎ，Ｒ．Ｒａｐａｐｏｒｔ，Ｄ．Ｔ．Ｆｕｃｈｓ，ａｎｄＶ．Ｃ．Ｓｕｎｄａｒ，Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ａ．Ａｈａｒｏｎｉ，Ｕ．Ｂａｎｉｎ，「Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒｉｃｗａｖｅｇｕｉｄｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ」，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，１８４４６９（２００４）；Ｄ．Ｔ．Ｆｕｃｈｓ，Ｒ．Ｒａｐａｐｏｒｔ，Ｇ．Ｃｈｅｎ，Ｙ．Ｋ．Ｏｌｓｓｏｎ，Ｖ．Ｃ．Ｓｕｎｄａｒ，Ｌ．Ｌｕｃａｓ，ａｎｄＳ．Ｖｉｌａｎ，Ａ．ＡｈａｒｏｎｉａｎｄＵ．Ｂａｎｉｎ，Ｊ．Ｓ．ＳｔｅｃｋｅｌａｎｄＭ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，「Ｍａｋｉｎｇｗａｖｅｇｕｉｄｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ」，Ｐｒｏｃ．ｏｆＳＰＩＥ，５５９２，２６５（２００４）；Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｓ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，Ｖ．Ｂｕｌｏｖｉｃ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，「１．３μｍｔｏ１．５５μｍＴｕｎａｂｌｅＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｆｒｏｍＰｂＳｅＱｕａｎｔｕｍＤｏｔｓＥｍｂｅｄｄｅｄｗｉｔｈｉｎａｎＯｒｇａｎｉｃＤｅｖｉｃｅ」，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１５，１８６２（２００３）；Ｓ．Ｃｏｅ−Ｓｕｌｌｉｖａｎ，Ｗ．Ｗｏｏ，Ｊ．Ｓ．Ｓｔｅｃｋｅｌ，Ｍ．Ｇ．Ｂａｗｅｎｄｉ，Ｖ．Ｂｕｌｏｖｉｃ，「ＴｕｎｉｎｇｔｈｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＨｙｂｒｉｄＯｒｇａｎｉｃ／ＩｎｏｒｇａｎｉｃＱｕａｎｔｕｍＤｏｔＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓ」，ＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，４，１２３（２００３）；ならびにＲｏｂｅｒｔＦ．Ｋａｒｌｉｃｅｋ，Ｊｒ．の以下の特許、米国特許出願６，７４６，８８９「ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｖｉｃｅｗｉｔｈＩｍｐｒｏｖｅｄＬｉｇｈｔＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ」；６，７７７，７１９「ＬＥＤＲｅｆｌｅｃｔｏｒｆｏｒＩｍｐｒｏｖｅｄＬｉｇｈｔＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ」；６，７８７，４３５「ＧａＮＬＥＤｗｉｔｈＳｏｌｄｅｒａｂｌｅＢａｃｋｓｉｄｅＭｅｔａｌ」；６，７９９，８６４「ＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤＰｏｗｅｒＰａｃｋｆｏｒＳｐｏｔＭｏｄｕｌｅＩｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ」；６，８５１，８３１「ＣｌｏｓｅＰａｃｋｉｎｇＬＥＤＡｓｓｅｍｂｌｙｗｉｔｈＶｅｒｓａｔｉｌｅＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」；６，９０２，９９０「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＤｅｖｉｃｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎＵｓｉｎｇａＰａｔｔｅｒｎｅｄＬａｓｅｒＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎ」；７，０１５，５１６「ＬＥＤＰａｃｋａｇｅｓＨａｖｉｎｇＩｍｐｒｏｖｅｄＬｉｇｈｔＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ」；７，０２３，０２２「ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰａｃｋａｇｅＨａｖｉｎｇＩｍｐｒｏｖｅｄＬｉｇｈｔＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ」；７，１７０，１００「ＰａｃｋａｇｉｎｇＤｅｓｉｇｎｓｆｏｒＬＥＤｓ」；および７，１９６，３５４「ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＣｏｎｖｅｒｔｉｎｇＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓ」。

半導体ナノ結晶およびこの使用に関連するさらなる情報は、２００４年１０月２２日に出願された米国特許出願６０／６２０，９６７および２００５年１月１１日に出願された米国特許出願１１／０３２，１６３、２００５年３月４日に出願された米国特許出願１１／０７１，２４４にも見出される。上述の特許出願はそれぞれ、参照によりこの全体が本明細書に組み入れられている。

本明細書で使用するように、「上」、「下」、「上に」、および「下に」は、基準点からの位置に基づく相対的な位置の用語である。さらに詳細には、「上」は基準点から最も離れていることを意味するが、「下」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」配置または被着されていると記載される場合、層は部品または基板から遠く離れて配置されている。層と部品または基板との間に他の層がある可能性もある。本明細書で使用するように、「被覆する」も、基準点からの位置に基づく相対的な位置の用語である。例えば、第１の材料が第２の材料を被覆すると記載されている場合、第１の材料は、第２の材料の上に配置されているが、第２の材料と必ずしも接触していない。

本明細書で使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が別途明確に指示しない限り複数形を含む。それゆえ、例えば、ナノ材料への言及はこのような材料の１つ以上への言及を含む。

上記および全体に記載されたすべての特許および刊行物は、参照によりこの全体が本明細書に組み入れられている。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リストのいずれかとして与えられるとき、これは、範囲が別々に開示されているか否かにかかわらず、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対より形成されたすべての範囲を特に開示するとして理解されるものである。数値範囲が本明細書で引用されている場合、別途明示しない限り、範囲はこの終点、ならびに範囲内のすべての整数および分数を含むことを意図される。範囲を定義するときに本発明の範囲が列挙された特定の値に限定されることは意図されていない。

本発明の他の実施形態は、本明細書の考慮および本明細書で開示された本発明の実施より当業者に明らかになる。本明細書および実施例が例示としてのみ考慮され、本発明の真の範囲および精神が以下の特許請求の範囲およびこの等価物によって示されることが意図されている。

Claims

光学的に透明な基板を備えた光学部品であって、基板は、基板の表面に機構の所定の配列を備えた層を含み、機構の少なくとも一部は量子ドットを含むダウンコンバージョン材料で構成される、光学部品。
光学的に透明な基板が導波管を備える、請求項１に記載の光学部品。
光学的に透明な基板がディフューザを備える、請求項１に記載の光学部品。
光学部品の上面から放出された光を取り出すように適合された上面をさらに備える、請求項１に記載の光学部品。
基板が、基板のエッジに光学的に結合されたＬＥＤを有するように適合されている、請求項１に記載の光学部品。
ＬＥＤが基板に埋め込まれている、請求項１に記載の光学部品。
基板が、所定の配列に対向する基板の表面に光学的に結合されたＬＥＤを有するように適合されている、請求項１に記載の光学部品。
基板が、所定の配列を含む基板の表面に光学的に結合されたＬＥＤを有するように適合されている、請求項１に記載の光学部品。
基板が、プリズムを通じて基板に光学的に結合されたＬＥＤを有するように適合されている、請求項１に記載の光学部品。
機構がディザリングされた配列で含まれている、請求項１に記載の光学部品。
ダウンコンバージョン材料が散乱体をさらに含む、請求項１に記載の光学部品。
所定の配列が、ダウンコンバージョン材料で構成される機構ならびに散乱体および／または非散乱材料で構成される機構を含む、請求項１０に記載の光学部品。
所定の配列が、ダウンコンバージョン材料で構成される機構ならびに取り出しおよび非散乱機能を備えた材料で構成される機構を含む、請求項１０に記載の光学部品。
所定の配列が、ダウンコンバージョン材料で構成される機構およびに反射性材料で構成される機構を備える、請求項１０に記載の光学部品。
所定の配列が、ダウンコンバージョン材料で構成される機構、反射性材料で構成される機構、および散乱体で構成される機構を備える、請求項１０に記載の光学部品。
散乱体が二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛またはこれらの混合物で構成される、請求項１１、１２、１３または１４に記載の光学部品。
光学部品が、反射性材料で構成される層をさらに含む、請求項１０に記載の光学部品。
反射性材料が銀粒子で構成される、請求項１４、１５または１６に記載の光学部品。
基板が導波管を備え、ダウンコンバージョン材料で構成される機構は、光源からの導波された発光の第１の部分の少なくとも一部の波長を変換し、散乱体で構成される機構は光源からの導波された発光の第２の部分を取り出して、反射性材料で構成される機構は、導波管から放出された光またはＱＤからのダウンコンバートされた光の少なくとも一部を再循環する、請求項１５に記載の光学部品。
上面が光を取り出すためのマイクロレンズを含む、請求項４に記載の光学部品。
上面が光を取り出すためのマイクロレリーフ構造物を含む、請求項４に記載の光学部品。
機構の所定の配列が基板表面の所定の領域に配置される、請求項１に記載の光学部品。
ダウンコンバージョン材料で構成される機構がディザリングされた配列で配列され、機構それぞれに含まれるダウンコンバージョン材料が、光源に光学的に結合されるときに光学部品が白色光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される、請求項１０に記載の光学部品。
機構の少なくとも一部が他の機構から光学的に絶縁されている、請求項２２または２３に記載の光学部品。
機構の少なくとも一部が他の機構から空気によって光学的に絶縁されている、請求項２４に記載の光学部品。
機構の少なくとも一部が、より低いまたはより高い屈折率の材料によって他の機構から光学的に絶縁されている、請求項２４に記載の光学部品。
ダウンコンバージョン材料が、量子ドットが分散されているホスト材料をさらに含む、請求項１に記載の光学部品。
ダウンコンバージョン材料が、量子ドットが分散されている結合剤をさらに含む、請求項１に記載の光学部品。
ダウンコンバージョン材料が散乱体をさらに含む、請求項１に記載の光学部品。
量子ドットで構成されるダウンコンバージョン材料および固体ホスト材料を含む、光学的に透明な基板導波管を備えた光学部品であって、ダウンコンバージョン材料が基板の表面の所定の領域に所定の配列で配置されており、導波管が光源に光学的に結合されるように適合されている、光学部品。
所定の配列がダウンコンバージョン材料で構成される機構を含む、請求項３０に記載の光学部品。
機構の少なくとも一部が所定の取り出し角を有するように構成されている、請求項１、１０または３０に記載の光学部品。
機構が成形される、請求項３２に記載の光学部品。
機構がレーザパターン形成される、請求項３２に記載の光学部品。
機構が化学エッチングされる、請求項３２に記載の光学部品。
機構が印刷される、請求項３２に記載の光学部品。
機構がスクリーン印刷、コントラクト印刷、またはインクジェット印刷によって印刷される、請求項３６に記載の光学部品。
機構が実質的に半球状の表面を含む、請求項３２に記載の光学部品。
機構が湾曲表面を含む、請求項３２に記載の光学部品。
機構がプリズム形状を含む、請求項３２に記載の光学部品。
光源が基板のエッジに光学的に結合されることが可能である、請求項２２または２３に記載の光学部品。
機構の数および機構の相互への接近度は、光源からの増加する距離の関数として増加する、請求項４１に記載の光学部品。
光学部品の表面から放出された光が、基板表面の所定の領域にわたって実質的に均質である、請求項４２に記載の光学部品。
反射性材料で構成される層が、部品の発光表面に向かって光を反射するために、光源および導波管に対して位置決めされる、請求項１７に記載の光学部品。
反射性材料で構成される層が、ダウンコンバージョン材料を含む表面に対向する基板の表面に配置される、請求項４４に記載の光学部品。
反射性材料が、ＬＥＤが結合されたエッジに対向する基板のエッジに含まれる、請求項５に記載の光学部品。
反射性材料が基板のエッジの少なくとも一部の周囲に含まれる、請求項３に記載の光学部品。
光学的に透明な基板を備えた光学部品であって、基板が、基板の表面に量子ドットを含むダウンコンバージョン材料を含み、ダウンコンバージョン材料が、基板表面に２つ以上のフィルムで構成される層状配列で配置される、光学部品。
光学的に透明な基板が導波管を備える、請求項４８に記載の光学部品。
光学的に透明な基板がディフューザを備える、請求項４８に記載の光学部品。
光学部品の表面から放出された光を取り出すように適合された上面をさらに備える、請求項４８に記載の光学部品。
各フィルムが、他のフィルムのいずれの波長とも異なる波長で光を放出することが可能である、請求項４８に記載の光学部品。
フィルムが導波管表面からの波長を低減するために配置されており、最大波長の光を放出可能であるフィルムが導波管表面に最も近く、最小波長の光を放出可能であるフィルムが導波管表面から最も遠い、請求項４８に記載の光学部品。
層状配列が、青色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、および赤色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルムを含む、請求項４８に記載の光学部品。
請求項５４に記載の光学部品、および基板に光学的に結合可能であるＵＶ光源を備える、固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項４６に記載の固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項５５に記載の固体照明デバイス。
請求項４８に記載の光学部品およびＵＶ冷陰極蛍光ランプを含む光源を備えた固体照明デバイスであって、層状配列が、青色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、および赤色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルムを含む、固体照明デバイス。
請求項１０または２３に記載の光学部品、および基板に光学的に結合可能である光源を備える、固体照明デバイス。
光源がＵＶ光を放出可能である、請求項５９に記載の固体照明デバイス。
機構の第１部分が青色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分が緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分が黄色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第４部分が赤色光を放出可能である量子ドットを含む、請求項６０に記載の固体照明デバイス。
デバイスより放出された光からＵＶ光を除去するためのＵＶフィルタをさらに備える、請求項５４、５７または６０に記載の固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項６０に記載の固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項６０に記載の固体照明デバイス。
光源が青色光を放出可能である、請求項５９に記載の固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項６５に記載の固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項６５に記載の固体照明デバイス。
機構の第１部分が光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含み、機構の第２部分が緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分が黄色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第４部分が赤色光を放出可能である量子ドットを含む、請求項６５に記載の固体照明デバイス。
層状配列が、光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、および赤色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルムを含む、請求項４８に記載の光学部品。
請求項４８に記載の光学部品および導波管に光学的に結合可能である青色光を放出可能である光源を備えた固体照明デバイスであって、層状配列が、散乱体を含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、および赤色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルムを含む、固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項７０に記載の固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項７０に記載の固体照明デバイス。
請求項４８に記載の光学部品および波長が４５０ｎｍの青色光を放出可能である光源を備えた固体照明デバイスであって、層状配列が、散乱体を含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、および赤色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルムを含む、固体照明デバイス。
層状配列が、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、および青色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルムを含む、請求項４８に記載の光学部品。
請求項７４に記載の光学部品、および基板に光学的に結合可能であるＵＶ光を放出可能である光源を備える、固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項７５に記載の固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項７５に記載の固体照明デバイス。
層状配列が、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、および光を取り出すための散乱体または非散乱材料を含む第３フィルムを含む、請求項４８に記載の光学部品。
請求項７８に記載の光学部品、および基板に光学的に結合可能である青色光を放出可能である光源を備える、固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項７９に記載の固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項７９に記載の固体照明デバイス。
層状配列が、青色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルムを含む、請求項４８に記載の光学部品。
請求項８２に記載の光学部品、および基板に光学的に結合可能であるＵＶ光を放出可能である光源を備える、固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項８３に記載の固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項８３に記載の固体照明デバイス。
層状配列が、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、光を取り出すための散乱体または非散乱材料を含む第２フィルムを含む、請求項４８に記載の光学部品。
請求項８６に記載の光学部品、および基板に光学的に結合可能である青色光を放出可能である光源を備える、固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項８７に記載の固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項８７に記載の固体照明デバイス。
層状配列が、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、オレンジ色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルム、および青色光を放出可能である量子ドットを含む第５フィルムを含む、請求項４８に記載の光学部品。
請求項９０に記載の光学部品、および基板に光学的に結合可能であるＵＶ光を放出可能である光源を備える、固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項９１に記載の固体照明デバイス。
光源が４０５ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項９１に記載の固体照明デバイス。
層状配列が、赤色光を放出可能である量子ドットを含む第１フィルム、オレンジ色光を放出可能である量子ドットを含む第２フィルム、黄色光を放出可能である量子ドットを含む第３フィルム、緑色光を放出可能である量子ドットを含む第４フィルム、および光を取り出すための散乱体または非散乱材料を含む第５フィルムを含む、請求項４８に記載の光学部品。
請求項９４に記載の光学部品、および基板に光学的に結合可能である青色光を放出可能である光源を備える、固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるＬＥＤを備える、請求項９５に記載の固体照明デバイス。
光源が４５０または４７０ｎｍの光を放出可能であるレーザを備える、請求項９５に記載の固体照明デバイス。
機構の第１部分が赤色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分が緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分が青色光を放出可能である量子ドットを含む、請求項６０に記載の固体照明デバイス。
機構の第１部分が光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含み、機構の第２部分が赤色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分が緑色光を放出可能である量子ドットを含む、請求項６５に記載の固体照明デバイス。
機構の第１部分が青色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分が黄色光を放出可能である量子ドットを含む、請求項６０に記載の固体照明デバイス。
機構の第１部分が光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含み、機構の第２部分が黄色光を放出可能である量子ドットを含む、請求項６５に記載の固体照明デバイス。
機構の第１部分が赤色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分がオレンジ色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分が黄色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第４部分が緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第５部分は青色光を放出可能である量子ドットを含む、請求項６０に記載の固体照明デバイス。
機構の第１部分が赤色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第２部分がオレンジ色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第３部分が黄色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第４部分が緑色光を放出可能である量子ドットを含み、機構の第５部分が光学的に透明な散乱体または非散乱材料を含む、請求項６５に記載の固体照明デバイス。
請求項１に記載の光学部品、および光学部品に光学的に結合可能である光源を含む、固体照明デバイス。
請求項３０に記載の光学部品、および光学部品に光学的に結合可能である光源を含む、固体照明デバイス。
請求項４８に記載の光学部品、および光学部品に光学的に結合可能である光源を含む、固体照明デバイス。
ダウンコンバージョン材料を所定のディザリングされた配列で含む複数の機構を備えた光学フィルムであって、機構それぞれに含まれるダウンコンバージョン材料が、光源に光学的に結合されるときに光学フィルムが事前に選択された色の光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される、光学フィルム。
事前に選択された色が白色である、請求項１０７に記載の光学フィルム。
量子ドットを含むダウンコンバージョン材料で構成される２つ以上のフィルムの層状配列を備えた光学フィルムであって、各フィルムに含まれるダウンコンバージョン材料は、光源に光学的に結合されるときに光学フィルムが事前に選択された色の光を放出することが可能であるように、所定の波長を有する光を放出可能である量子ドットを含むように選択される、光学フィルム。
フィルムが波長を増減するために配列される、請求項１０９に記載の光学フィルム。
量子ドットで構成されるダウンコンバージョン材料を基板の表面に含む光学的に透明な基板を備えた固体照明デバイスであって、基板が光源に光学的に結合されている、固体照明デバイス。
デバイスから放出される光を取り出すように適合された上面をさらに備える、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
光源が基板のエッジに光学的に結合されている、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
光源が基板に埋め込まれている、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
光源が基板の表面に光学的に結合されている、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
光源がプリズムを通じて基板に光学的に結合されている、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
ダウンコンバージョン材料が基板の表面に配置されたフィルムに含まれている、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
ダウンコンバージョン材料が散乱体をさらに含む、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
フィルムが、ダウンコンバージョン材料で構成される領域、および散乱体および／または非散乱材料で構成される領域の、所定の配列で構成される、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
非散乱材料が透明アクリル、ＵＶ硬化性接着剤、またはポリカーボネートを含む、請求項１２に記載の光学部品。
非散乱材料が透明アクリル、ＵＶ硬化性接着剤、またはポリカーボネートを含む、請求項１１９に記載の固体照明デバイス。
散乱体が光源からの発光の第１の部分を取り出し、ダウンコンバージョン材料が光源からの発光の第２の部分の少なくとも一部の波長を変換して、反射性材料が、基板から放出された光またはＱＤからのダウンコンバート光の少なくとも一部を再循環するように、ダウンコンバージョン材料、散乱体、および反射性材料が、基板の所定の配列に配置される、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
デバイスの上面が光を取り出すためのマイクロレンズを含む、請求項１２２に記載の固体照明デバイス。
上面が光を取り出すためのマイクロレリーフ構造物を含む、請求項１２２に記載の固体照明デバイス。
ダウンコンバージョン材料が、基板表面の所定の領域に、ダウンコンバージョン材料を含む機構を含むディザリングされた配列で配置される、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
機構の少なくとも一部が他の機構から光学的に絶縁されている、請求項１２５に記載の固体照明デバイス。
機構の少なくとも一部が、他の機構から空気によって光学的に絶縁されている、請求項１２６に記載の固体照明デバイス。
機構の少なくとも一部が、より低いまたはより高い屈折率の材料によって他の機構から光学的に絶縁されている、請求項１２６に記載の固体照明デバイス。
ダウンコンバージョン材料が、量子ドットが分散されている結合剤をさらに含む、請求項１１１に記載の固体照明デバイス。
量子ドットで構成されるダウンコンバージョン材料および固体ホスト材料を含む、光学的に透明な基板を備えた固体照明デバイスであって、ダウンコンバージョン材料が導波管の表面の所定の領域に所定の配列で配置されており、導波管は光源に光学的に結合されるように適合されている、固体照明デバイス。
所定の配列が、ダウンコンバージョン材料で構成される機構を含む、請求項１３０に記載の固体照明デバイス。
機構の少なくとも一部が所定の取り出し角を有するように構成される、請求項１３１に記載の固体照明デバイス。
機構が成形される、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
機構がレーザパターン形成される、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
機構が化学エッチングされる、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
機構が印刷される、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
機構が、スクリーン印刷、コントラクト印刷、またはインクジェット印刷によって印刷される、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
機構が実質的に半球状の表面を含む、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
機構が湾曲表面を含む、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
機構がプリズム形状を含む、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
機構がディザリングされた配列に含まれる、請求項１３２に記載の固体照明デバイス。
光源が基板のエッジに光学的に結合されている、請求項１３１または１４１に記載の固体照明デバイス。
機構の数および機構の相互への接近度が、光源からの増加する距離の関数として増加する、請求項１４２に記載の固体照明デバイス。
デバイスから放出された光が基板表面の所定の領域にわたって実質的に均質である、請求項１４３に記載の固体照明デバイス。
導波管を備える固体照明デバイスであって、導波管が、導波管の表面に量子ドットを含むダウンコンバージョン材料を含み、導波管が光源に光学的に結合され、ダウンコンバージョン材料が導波管表面に２つ以上のフィルムで構成される層状配列で配置される、固体照明デバイス。
各フィルムが、他のフィルムのいずれの波長とも異なる波長で光を放出することが可能である、請求項１４５に記載の固体照明デバイス。
フィルムが導波管表面からの波長を低減するために配置されており、最大波長の光を放出可能であるフィルムが導波管表面に最も近く、最小波長の光を放出可能であるフィルムが導波管表面から最も遠い、請求項１４５に記載の固体照明デバイス。
機構がディザリングされた配列で含まれている、請求項３０に記載の光学部品。
本明細書で提示および説明したような、新規、有用および自明でないプロセス、機械、製造、および物質の組成物。