(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022016442
(43)【公開日】2022-01-21
(54)【発明の名称】組成物、色変換シートおよび発光ダイオードデバイス
(51)【国際特許分類】
C09K 11/02 20060101AFI20220114BHJP
C09K 11/78 20060101ALI20220114BHJP
C09K 11/80 20060101ALI20220114BHJP
C09K 11/64 20060101ALI20220114BHJP
C09K 11/62 20060101ALI20220114BHJP
C09K 11/66 20060101ALI20220114BHJP
C09K 11/55 20060101ALI20220114BHJP
C09K 11/58 20060101ALI20220114BHJP
C09K 11/57 20060101ALI20220114BHJP
C09K 11/60 20060101ALI20220114BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20220114BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20220114BHJP
【FI】
C09K11/02 Z
C09K11/78
C09K11/80
C09K11/64
C09K11/62
C09K11/66
C09K11/55
C09K11/58
C09K11/57
C09K11/60
H01L33/50
G02B5/20
【審査請求】有
【請求項の数】27
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021172110
(22)【出願日】2021-10-21
(62)【分割の表示】P 2018538820の分割
【原出願日】2017-01-18
(31)【優先権主張番号】16000178.0
(32)【優先日】2016-01-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】591032596
【氏名又は名称】メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Merck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung
【住所又は居所原語表記】Frankfurter Str. 250,D-64293 Darmstadt,Federal Republic of Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100102842
【弁理士】
【氏名又は名称】葛和 清司
(72)【発明者】
【氏名】大倉 央
(72)【発明者】
【氏名】ドルティンガー,ステファン
(72)【発明者】
【氏名】西原 英治
(72)【発明者】
【氏名】石垣 雅
(72)【発明者】
【氏名】大観 光徳
(57)【要約】
【課題】
本発明は、蛍光材料およびマトリックス材料を含む組成物、色変換シートならびに発光ダイオードデバイスに関する。
【解決手段】
本発明はさらに、色変換シート製作プロセスにおける組成物の使用に、光学デバイス中または農業目的のための色変換シートの使用に、ならびに発光ダイオードデバイスにおける蛍光材料およびマトリックス材料の使用に関する。 追加的に、本発明は、色変換シートを含む光学デバイスに、ならびに色変換シートおよび光学デバイスを製造するための方法に関する。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料、およびマトリックス材料を含む組成物。
【請求項2】
少なくとも1種の無機蛍光材料が、硫化物、チオガラート、窒化物、酸化窒化物、シリケート、金属酸化物、アパタイト、量子サイズ材料、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
無機蛍光材料が、Cr活性金属酸化物蛍光体から選択される、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項4】
無機蛍光材料が、以下の式(I)または(II)
AxByOz:Cr3+ -(I)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、Lu、Ce、La、Tb、Sc、およびSmからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、Al、Ga、Lu、Sc、Inからなる群から選択される;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Zn、Cu、Co、Ni、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、CeおよびSnからなる群から選択され;Yが3価のカチオンであり、ならびに、Al、Ga、Lu、ScおよびInからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項5】
無機蛍光材料が、以下の式(I’)または(II’)
AxByOz:Cr3+ -(I’)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、およびZnからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、AlまたはGaである;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II’)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Co、およびMnからなる群から選択され;Zが3価のカチオンであり、および、Al、またはGaからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項6】
無機蛍光材料が、Al2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+、およびこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項7】
マトリックス材料が、写真植字ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項8】
660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料(110)、およびマトリックス材料(120)を含む、色変換シート(100)。
【請求項9】
無機蛍光材料が、硫化物、チオガラート、窒化物、酸化窒化物、シリケート、金属酸化物、アパタイト、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項8に記載の色変換シート(100)。
【請求項10】
無機蛍光材料が、Cr活性金属酸化物蛍光体から選択される、請求項8または9に記載の色変換シート(100)。
【請求項11】
無機蛍光材料が、以下の式(I)または(II)
AxByOz:Cr3+ -(I)式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、Lu、Ce、La、Tb、Sc、およびSmからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、Al、Ga、Lu、Sc、Inからなる群から選択される;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Zn、Cu、Co、Ni、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、CeおよびSnからなる群から選択され;Yが3価のカチオンであり、ならびに、Al、Ga、Lu、ScおよびInからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される、請求項8~10のいずれか一項に記載の色交換シート(100)。
【請求項12】
無機蛍光材料が、以下の式(I’)または(II’)
AxByOz:Cr3+ -(I’)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、およびZnからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、AlまたはGaである;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II’)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Co、およびMnからなる群から選択され;Zが3価のカチオンであり、および、Al、またはGaからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される、請求項8~11のいずれか一項に記載の色変換シート(100)。
【請求項13】
無機蛍光材料が、Al2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項8~12のいずれか一項に記載の色変換シート(100)。
【請求項14】
マトリックス材料が、写真植字ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項8~13のいずれか一項に記載の色変換シート(100)。
【請求項15】
660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料(210)、マトリックス材料(220)、および発光ダイオード素子(230)を含む、発光ダイオードデバイス。
【請求項16】
無機蛍光材料が、硫化物、チオガラート、窒化物、酸化窒化物、シリケート、金属酸化物、アパタイト、量子サイズ材料およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項15に記載の発光ダイオードデバイス(200)。
【請求項17】
無機蛍光材料が、Cr活性金属酸化物蛍光体である、請求項15または16のに記載の発光ダイオードデバイス(200)。
【請求項18】
無機蛍光材料が、以下の式(I)または(II)
AxByOz:Cr3+ -(I)式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、Lu、Ce、La、Tb、Sc、およびSmからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、Al、Ga、Lu、Sc、Inからなる群から選択される;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Zn、Cu、Co、Ni、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、CeおよびSnからなる群から選択され;Yが3価のカチオンであり、ならびに、Al、Ga、Lu、ScおよびInからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される、請求項15~17のいずれか一項に記載の発光ダイオードデバイス(200)。
【請求項19】
無機蛍光材料が、以下の式(I’)または(II’)
AxByOz:Cr3+ -(I’)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、およびZnからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、AlまたはGaである;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II’)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Co、およびMnからなる群から選択され;Zが3価のカチオンであり、および、Al、またはGaからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される、請求項15~18のいずれか一項に記載の発光ダイオードデバイス(200)。
【請求項20】
無機蛍光材料が、Al2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるCr活性金属酸化物蛍光体である、請求項15~19のいずれか一項に記載の発光ダイオードデバイス(200)。
【請求項21】
マトリックス材料が、写真植字ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項15~20のいずれか一項に記載の発光ダイオードデバイス(200)。
【請求項22】
請求項8~14のいずれか一項に記載の色変換シート(100)を含む光学デバイス(300)。
【請求項23】
請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物の色変換シート製作プロセスにおける使用。
【請求項24】
請求項8~14のいずれか一項に記載の色変換シート(100)の光学デバイス中または農業のための使用。
【請求項25】
660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料とマトリックス材料の発光ダイオードデバイス(200)における使用。
【請求項26】
色変換シート(100)を製造する方法であって、ここで方法がこの順序における以下のステップ(a)および(b);
(c)請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物を基板上に提供すること、および
(d)溶媒を蒸発させることによってマトリックス材料を固定させること、および/もしくは、熱処理によって組成物を重合させること、もしくは光線下に感光性の組成物を曝露すること、またはこれらの任意の組み合わせ、
を含む、前記方法。
【請求項27】
光学デバイス(200)を製造するための方法であって、ここで方法が以下のステップ(A);
(A)請求項8~14のいずれか一項に記載の色変換シート(100)を光学デバイス中に提供すること、
を含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の分野
本発明は、蛍光材料およびマトリックス材料を含む組成物、色変換シートならびに発光ダイオードデバイスに関する。本発明はさらに、色変換シート製作プロセスにおける組成物の使用に、光学デバイス中または農業目的のための色変換シートの使用に、ならびに発光ダイオードデバイス中の蛍光材料およびマトリックス材料の使用に関する。追加的に、本発明は、色変換シートを含む光学デバイスに、ならびに色変換シートおよび光学デバイスを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
技術背景
複数の蛍光材料を包含する色変換シート、蛍光材料を含む発光ダイオードデバイスおよび農業のための光変換シートを含む光学デバイスは、例えばP 2007-135583A、WO 1993/009664 A1、JP H09-249773A、JP 2001-28947A、JP 2004-113160Aに記載されるとおり、先行技術において周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】JP 2007-135583A
【特許文献2】WO 1993/009664 A1
【特許文献3】JP H09-249773A
【特許文献4】JP 2001-28947A
【特許文献5】JP 2004-113160A
【発明の概要】
【0004】
発明の概要
しかしながら、発明者は、驚くべきことに、下記に一覧されるとおり改良が所望されるなお1以上の考慮すべき課題が存在することを見出した。
1.蛍光材料のより良好なUV安定性、改良された色堅牢性および無色の色安定性、ならびにより少ない濃度消光を示す、新規の色変換シートが所望される。
2.より良好な植物生育能力を示す蛍光材料およびマトリックス材料を含む、新規の色変換シートおよび/または発光ダイオードデバイスが要求される。
3.植物から有害な昆虫を除去するために、UVおよび/または紫色光(430nmまたはより短い波長)を吸収し得る蛍光材料およびマトリックス材料を含む、新規の色変換シートおよび/または発光ダイオードデバイスが所望される。
4.青色光を通過し得る蛍光材料およびマトリックス材料を含む、新規の色変換シートおよび/または発光ダイオードデバイス。
【0005】
驚くべきことに、発明者は、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料、およびマトリックス材料を含む新規の組成物が1~4の課題の1つ以上を解決することを見出した。好ましくは、それは課題1~4の全てを同時に解決する。
【0006】
別の側面において、本発明は、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料(110)、およびマトリックス材料(120)を含む新規の色変換シート(100)に関する。
別の側面において、本発明は、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料(210)、マトリックス材料(220)、および発光ダイオード素子(230)を含む新規の発光ダイオードデバイス(200)に関する。
別の側面において、本発明は、色変換シート(301)を含む光学デバイス(300)に関する。
【0007】
別の側面において、本発明は、色変換シート製作プロセスにおける組成物の使用に関する。
別の側面において、本発明は、光学デバイス中または農業のための色変換シート(100)の使用に関する。
別の側面において、本発明はさらに、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料とマトリックス材料の発光ダイオードデバイス(200)における使用に関する。
【0008】
別の側面において、本発明はさらに、色変換シート(100)を製造するための方法に関し、ここで方法がこの順序における以下のステップ(a)および(b);
(a)組成物を基板上に提供すること、および
(b)溶媒を蒸発させることによってマトリックス材料を固定させること、および/もしくは、熱処理によって組成物を重合させること、もしくは光線下に感光性の組成物を曝露すること、またはこれらの任意の組み合わせ
を含む。
【0009】
別の側面において、本発明はさらに、光学デバイス(200)を製造するための方法に関し、ここで方法が以下のステップ(A);
(A)色変換シート(100)を光学デバイス中に提供すること
を含む。
本発明のさらなる利点は、以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図面の説明
【
図1】
図1:は、色変換シート(100)の1つの態様の略断面図を示す。
【
図2】
図2:は、本発明の発光ダイオードデバイス(200)の1つの態様の略断面図を示す。
【
図3】
図3:は、本発明の発光ダイオードデバイスの別の態様の略断面図を示す。
【0011】
図1中の参照符号のリスト
100.色変換シート
110.本発明の無機蛍光材料
120.マトリックス材料
130.無機蛍光材料の別のタイプ(任意)
【0012】
図2中の参照符号のリスト
200.発光ダイオードデバイス
210.本発明の無機蛍光材料
220.マトリックス材料
230.発光ダイオード素子
240.導電性ワイヤ
250.成形材料
260a.カップ
260b.載置リード
270.インナーリード
【0013】
図3中の参照符号のリスト
300.発光ダイオードデバイス
301.色変換シート
310.本発明の無機蛍光材料
320.マトリックス材料
330.発光ダイオード素子
340.無機蛍光材料の別のタイプ(任意)
350.ケーシング
【0014】
発明の詳細な説明
本発明によれば、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料、およびマトリックス材料を含む前記組成物は、全ての課題1~4を同時に解決するために発明者によって提供される。
【0015】
-無機蛍光材料
本発明によれば、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する任意のタイプの公知の無機蛍光材料は、例えばPhosphor handbook(Yen, Shinoya, Yamamoto)の第2章に記載されるとおりのものが、所望されるとおり使用され得る。
本発明の好ましい態様において、無機蛍光材料は、670nm~700nmの範囲のピーク発光波長を有する光を発し得る。
【0016】
理論に拘束されることを望まず、少なくとも1種のUVにおける光吸収ピーク波長および/または300nm~430nmの紫色光波長領域を有する無機蛍光材料が有害な昆虫を植物から除去することができると信じられている。
したがって、よりさらに好ましくは、無機蛍光材料は、少なくとも1種のUVにおける光吸収ピーク波長および/または300nm~430nmの紫色光波長領域を有する。
好ましくは、無機蛍光材料は、硫化物、チオガラート、窒化物、酸化窒化物、シリケート、金属酸化物、アパタイト、ホスファート、セレン化物、ボラート、炭素材料、量子サイズ材料およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
【0017】
本発明の好ましい態様において、無機蛍光材料は、Al2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+,MgSr3Si2O8:Eu2+、Mn2+、Mg2SiO4:Mn2+、BaMg6Ti6O19:Mn4+、Mg2TiO4:Mn4+、ZnAl2O4:M2+、LiAlO2:Fe3+、LiAl5O8:Fe3+、NaAlSiO4:Fe3+、MgO:Fe3+、Mg8Ge2O11F2:Mn4+、CaGa2S4:Mn2+、Gd3Ga5O12:Cr3+、Gd3Ga5O12:Cr3+、Ce3+;量子サイズ材料、例えばZnS、InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、CuInS2、CuInSe2、CuInS2/ZnS、炭素/グラフェン量子ドットおよびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
【0018】
理論に拘束されることを望まず、Cr活性金属酸化物蛍光体が、発光の半値全幅(以降「FWHM」)を示し、ならびにまたUVおよび緑色波長領域、例えば420nmおよび560nmにおけるピーク吸収波長を有し、ならびに発光ピーク波長が近赤外線領域、例えば660nm~730nmの範囲であるため、植物生育のために極めて有用であることが発明者によって見出された。より好ましくは、それは670nm~700nmである。
【0019】
換言すれば、理論に拘束されることを望まず、発明者は、Cr活性金属酸化物蛍光体が昆虫を引き付ける特定のUV光、およびまた植物生育のためのいかなる利点も与えない緑色光を吸収し得、ならびに吸収された光を660nm~730nm、より好ましくは670nm~700nmの範囲の植物生育を効果的に促進させ得るより長波長に変換し得ることを見出したと信じられている。
この観点から、さらにより好ましくは、無機蛍光材料はCr活性金属酸化物蛍光体から選択され得る。
【0020】
本発明のさらに好ましい態様において、無機蛍光材料は以下の式(I)または(II)
AxByOz:Cr3+ -(I)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、Lu、Ce、La、Tb、Sc、およびSmからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、Al、Ga、Lu、Scからなる群から選択される;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Zn、Cu、Co、Ni、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、CeおよびSnからなる群から選択され;Yが3価のカチオンであり、ならびに、Al、Ga、Lu、ScおよびInからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される。
【0021】
さらに好ましくは、無機蛍光材料は以下の式(I’)または(II’)
AxByOz:Cr3+ -(I’)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、およびZnからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、AlまたはGaである;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II’)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、CoおよびMnからなる群から選択され;Zが3価のカチオンであり、および、Al、またはGaからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される。
【0022】
本発明の好ましい態様において、xは0または1~5の整数であり得、yは1~8の整数である。より好ましくは、xは0または1~3の整数であり得、yは1~5の整数である。
本発明の好ましい態様において、記号「a」は1~3の整数であり、「b」は0または1~6の整数であり得る。
より好ましくは、「a」は1~2の整数であり、「b」は0または2~4の整数である。
【0023】
本発明のより好ましい態様において、無機蛍光材料はAl2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるCr活性金属酸化物蛍光体である。
【0024】
-マトリックス材料
本発明によれば、マトリックス材料として、透明写真植字ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、ガラス基板またはこれらの任意の組み合わせが好ましくは使用され得る。ポリマー材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ブタジエンスチレン、ポリビニルクロリド、ポリスチレン、ポリメタクリルスチレン、スチレン-アクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリメチルメタクリラート、ポリフェニレンエーテル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、アクリロニトリルポリカーボナート、ポリビニリデンクロリド、ポリカーボナート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタラート、ポリテトラフルオロエチレン、フェノール、メラミン、尿素、ウレタン、エポキシ、不飽和ポリエステル、ポリアリルスルホン、ポリアリラート、ヒドロキシ安息香酸ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタラート、ポリエステルカーボナート、ポリ乳酸、フェノール樹脂、シリコーンが好ましくは使用され得る。
【0025】
写真植字ポリマーとして、数種の(メタ)アクリラートが好ましくは使用され得る。例えば、非置換アルキル-(メタ)アクリラート、例えば、メチル-アクリラート、メチル-メタクリラート、エチル-アクリラート、エチル-メタクリラート、ブチル-アクリラート、ブチル-メタクリラート、2-エチルヘキシル-アクリラート、2-エチルヘキシル-メタクリラート;置換アルキル-(メタ)アクリラート、例えば、ヒドロキシル基、エポキシ基、またはハロゲン置換アルキル-(メタ)アクリラート;シクロペンチル(メタ)アクリラート、テトラ-ヒドロフルフリル-(メタ)アクリラート、ベンジル(メタ)アクリラート、ポリエチレン-グリコール ジ-(メタ)アクリラート、
【0026】
組成物のより良好なコーティング性能、シート強度、および良好な取扱いの観点から、マトリックス材料は、好ましくは5,000~50,000、より好ましくは10,000~30,000のの範囲の重量平均分子量を有する。
本発明によれば、分子量Mwは内部ポリスチレン標準に対するGPC(=ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いて決定され得る。
【0027】
加えて、写真植字ポリマーは、共重合可能である1種以上の一般に入手可能なビニルモノマーを網羅し得る。例えば、アクリルアミド、アセトニトリル、ジアセトン-アクリルアミド、スチレン、およびビニル-トルエンおよびこれらの任意の組み合わせ。
本発明によれば、写真植字ポリマーはさらに1種以上の一般に入手可能な架橋可能なモノマーを包含し得る。例えば、シクロペンチル(メタ)アクリラート;テトラ-ヒドロフルフリル-(メタ)アクリラート;ベンジル(メタ)アクリラート;
【0028】
多価アルコールをα,β-不飽和カルボン酸、例えばポリエチレン-グリコールジ-(メタ)アクリラート(エチレン数が2~14である)、トリ-メチロールプロパンジ(メタ)アクリラート、トリ-メチロールプロパンジ(メタ)アクリラート、トリ-メチロールプロパントリ-(メタ)アクリラート、トリ-メチロールプロパンエトキシトリ-(メタ)アクリラート、トリ-メチロールプロパンプロポキシトリ-(メタ)アクリラート、テトラ-メチロールメタントリ-(メタ)アクリラート)、テトラ-メチロールメタンテトラ(メタ)アクリラート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリラート(その中のプロピレン数が2~14である)、ジ-ペンタ-エリスリトールペンタ(メタ)アクリラート、ジ-ペンタ-エリスリトールヘキサ(メタ)アクリラート、ビス-フェノール-Aポリオキシエチレンジ-(メタ)アクリラート、ビス-フェノール-Aジオキシエチレンジ-(メタ)アクリラート、ビス-フェノール-Aトリオキシエチレンジ-(メタ)アクリラート、ビス-フェノール-Aデカオキシエチレンジ-(メタ)アクリラートと反応させることによって得られる化合物;
【0029】
α,β-不飽和カルボン酸の、グリシジルを有する化合物、例えばトリ-メチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアクリラート、ビス-フェノールAジグリシジルエーテルジアクリラート;ポリカルボン酸を有する化学品、例えば無水フタル酸;またはヒドロキシおよびエチレン系不飽和基を有する化学品、例えばβ-ヒドロキシエチル(メタ)アクリラートを有するエステル;アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキル-エステル、例えばメチル(メタ)アクリラート、エチル(メタ)アクリラート、ブチル(メタ)アクリラート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリラート;ウレタン(メタ)アクリラート、例えばトリレンジイソシアナートと2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリラートとの反応物、トリ-メチルヘキサメチレンジ-イソシアナートとシクロヘキサンジメタノールとの反応物、および2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリラート;またはこれらの任意の組み合わせへの添加から得られる化合物。
【0030】
本発明の好ましい態様において、架橋可能なモノマーは、トリ-メチロール-プロパントリ(メタ)アクリラート、ジ-ペンタエリスリトールテトラ-(メタ)アクリラート、ジ-ペンタエリスリトールヘキサ-(メタ)アクリラート、ビスフェノール-Aポリオキシエチレンジメタクリラートまたはそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
上記に記載されたビニルモノマーおよび架橋可能なモノマーは、単独または組み合わせにおいて使用され得る。
【0031】
本発明による、組成物の屈折率および/または色変換シートの屈折率を制御する観点から、マトリックス材料は公知である1種以上の臭素を含有するモノマー、硫黄を含有するモノマーをさらに含み得る。臭素および硫黄原子を含有するモノマー(および同じものを含有するポリマー)のタイプは、特に制限されず、および好ましくは所望されるとおり使用され得る。例えば、臭素を含有するモノマーとして、new frontier(登録商標)BR-31、new Frontier(登録商標) BR-30、new Frontier(登録商標) BR-42M(第一工業製薬株式会社から入手可能)またはこれらの任意の組み合わせ、硫黄を含有するモノマー組成物として、IU-L2000、IU-L3000、IU-MS1010(三菱ガス化学株式会社から入手可能)またはこれらの任意の組み合わせが好ましくは使用され得る。
【0032】
本発明によれば、写真植字ポリマーは、少なくとも1種の光開始剤を好ましくは網羅し得る。光開始剤のタイプは、特に制限されない。公知の光開始剤がこの方法において使用され得る。
【0033】
本発明の好ましい態様において、光開始剤は、それが紫外光または可視光に曝露されるとき、フリーラジカルを生成し得る光開始剤であり得る。例えば、ベンゾイン-メチル-エーテル、ベンゾイン-エチル-エーテル、ベンゾイン-プロピル-エーテル、ベンゾイン-イソブチル-エーテル、ベンゾイン-フェニル-エーテル、ベンゾイン-エーテル、ベンゾフェノン、N,N’-テトラメチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン (ミヒラーケトン(Michler’s-ketone))、N,N’-テトラエチル-4,4’ジアミノベンゾフェノン、ベンゾフェノン、ベンジル-ジメチル-ケタール (Ciba specialty chemicals、IRGACURE(登録商標) 651) ベンジル-ジエチル-ケタール、ジベンジルケタール、2,2-ジメトキシ2-フェニルアセトフェノン、p-tert-ブチルジクロロアセトフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、アセトフェノン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、チオキサントン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Ciba specialty chemicals、IRGACURE(登録商標) 184)、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン(Merck, Darocure(登録商標) 1116)、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン(Merck, Darocure(登録商標) 1173)
【0034】
熱硬化性ポリマーとして、公知の透明熱硬化性ポリマーが好ましくは使用され得る。例えばOE6550シリーズ(Dow Corning)。
熱可塑性ポリマーとして、熱可塑性ポリマーのタイプは特に限定されない。例えば、天然ゴム(屈折率(n)=1.52)、ポリ-イソプレン(n=1.52)、ポリ1,2-ブタジエン(butadine)(n=1.50)、ポリイソブテン(n=1.51)、ポリブテン(n=1.51)、ポリ-2-ヘプチル1,3-ブタジエン(n=1.50)、ポリ-2-t-ブチル-1,3-ブタジエン(n=1.51)、ポリ-1,3-ブタジエン(n=1.52)、ポリオキシエチレン(n=1.46)、ポリオキシプロピレン(n=1.45)、ポリビニルエチルエーテル(n=1.45)、ポリビニルヘキシルエーテル(n=1.46)、ポリビニルブチルエーテル(n=1.46)、ポリエーテル、ポリビニルアセタート(n=1.47)、
【0035】
ポリエステル、例えばポリビニルプロピオナート(n=1.47)、ポリウレタン(n=1.5~1.6)、エチルセルロース(n=1.48)、ポリビニルクロリド(n=1.54~1.55)、ポリアクリロニトリル(n=1.52)、ポリメタクリロニトリル(n=1.52)、ポリ-スルホン(n=1.63)、ポリスルフイド(n=1.60)、フェノキシレジン(n=1.5~1.6)、ポリエチルアクリラート(n=1.47)、ポリブチルアクリラート(n=1.47)、ポリ-2-エチルヘキシルアクリラート(n=1.46)、ポリ-t-ブチルアクリラート(n=1.46)、ポリ-3-エトキシプロピルアクリラート(n=1.47)、ポリオキシカルボニルテトラ-メタクリラート(n=1.47)、
【0036】
ポリメチルアクリラート(n=1.47~1.48)、ポリイソプロピルメタクリラート(n=1.47)、ポリドデシルメタクリラート(n=1.47)、ポリテトラデシルメタクリラート(n=1.47)、ポリ-n-プロピルメタクリラート(n=1.48)、ポリ-3,3,5-トリメチルシクロヘキシルメタクリラート(n=1.48)、ポリエチルメタクリラート(n=1.49)、ポリ-2-ニトロ-2-メチルプロピルメタクリラート(n=1.49)、ポリ-1,1-ジエチルプロピルメタクリラート(n=1.49)、ポリ(メタ)アクリラート、例えばポリメチルメタクリラート(n=1.49)、またはこれらの任意の組み合わせが、好ましくは所望されるとおり使用され得る。
【0037】
本発明のいくつかの態様において、必要な場合、かかる熱可塑性ポリマーは共重合され得る。
上記に記載される熱可塑性ポリマーと共重合され得るポリマーは、例えば、ウレタンアクリラート、エポキシアクリラート、ポリエーテルアクリラートであり、または、ポリエステルアクリラート(n=1.48~1.54)もまた採用され得る。色変換シートの接着性の観点から、ウレタンアクリラート、エポキシアクリラート、およびポリエーテルアクリラートが好ましい。
上記の-マトリックス材料において、および、-無機蛍光材料において言及されるマトリックス材料および無機蛍光材料は、本発明の色変換シート(100)および発光ダイオードデバイス(200)の製作のために好ましくは使用され得る。
【0038】
-溶媒
本発明によれば、組成物はさらに溶媒を網羅し得る。
溶媒として、多種の公知の溶媒が好ましくは使用され得る。溶媒に関する特定の制限は、それがマトリックス材料、および無機蛍光材料を溶解または分散し得る限りない。
本発明の好ましい態様において、溶媒は、エチレングリコールモノアルキルエーテル、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、およびエチレングリコールモノブチルエーテル;ジエチレングリコールジアルキルエーテル、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、およびジエチレングリコールジブチルエーテル;エチレングリコールアルキルエーテルアセタート、例えば、メチルセロソルブアセタートおよびエチルセロソルブアセタート;
【0039】
プロピレングリコールアルキルエーテルアセタート、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセタート、およびプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセタート;芳香族炭化炭素、例えば、ベンゼン、トルエンおよびキシレン;ケトン、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノン;アルコール、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、およびグリセリン;エステル、例えば、エチル3-エトキシプロピオナート、メチル3-メトキシプロピオナートおよびエチルラクタート;ならびに環状エステル、例えば、γ-ブチロラクトンからなる群の1種以上の要素から選択される。それらの溶媒は単一または2種以上の組み合わせにおいて使用され得、ならびにそれらの量はコーティング方法およびコーティングの厚さに依存する。
【0040】
より好ましくは、プロピレングリコールアルキルエーテルアセタート、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(以降「PGMEA」)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセタート、もしくはプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセタートならびに/または芳香族炭化炭素、例えば、ベンゼン、トルエンおよびキシレンが使用される。
よりさらに好ましくは、ベンゼン、トルエン、またはキシレンが使用される。
【0041】
組成物中の溶媒の量は、組成物のコーティングの方法に従って、自由に制御され得る。例えば、組成物がスプレーコーティングされている場合、それは溶媒を90重量%以上の量で含有し得る。さらに、大きい基盤をコーティングするのにしばしば適用されるスリットコーティング方法が実施される場合、溶媒の含有量は、通常60重量%以上、好ましくは70重量%以上である。
【0042】
本発明のいくつかの態様において、組成物は青色または赤色光を発する1種以上の追加的な無機蛍光材料を任意にさらに含み得る。
青色または赤色光を発する追加的な無機蛍光材料として、任意のタイプの公知の材料、例えばPhosphor handbook(Yen, Shinoya, Yamamoto)の第2章に記載されるとおりのものが、所望される場合に使用され得る。
【0043】
理論に拘束されることを望まず、青色光、特に約450nm波長光は、それを660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料からの発光とあわせる場合、より良好な植物生育につながり得ると信じられており、特に、約450nm波長の青色光および670nm~700nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料からの発光との組み合わせがより良好な植物生育のために好ましい。
したがって、より好ましくは、組成物は、Phosphor handbook(Yen, Shinoya, Yamamoto)の第2章に記載されるような、約450nmのピーク発光波長を有する少なくとも1種の青色光を発する無機蛍光材料をさらに含み得る。
【0044】
本発明によれば、いくつかの態様において、組成物は660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料に加えて、少なくとも1種の赤色光を発する無機蛍光材料および少なくとも1種の青色光を発する無機蛍光材料を含み得る。
別の側面において、本発明は、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料(110)、およびマトリックス材料(120)を含む色変換シート(100)に関する。
本発明の好ましい態様において、無機蛍光材料(110)は、670nm~700nmの範囲のピーク発光波長を有する光を発する。
【0045】
無機蛍光材料(110)およびマトリックス材料(120)として、「無機蛍光材料」のセクションにおいて、および「マトリックス材料」のセクションにおいて記載される無機蛍光材料およびマトリックス材料が好ましくは使用され得る。
したがって、本発明のいくつかの態様において、色変換シート(シート)の無機蛍光材料は硫化物、チオガラート、窒化物、 酸化窒化物、シリケート、金属酸化物、アパタイト、量子サイズ材料およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。
【0046】
本発明の好ましい態様において、色変換シート(100)の無機蛍光材料は、Cr活性金属酸化物蛍光体である。
より好ましくは、色変換シート(100)の無機蛍光材料は、以下の式(I)または(II)
AxByOz:Cr3+ -(I)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、Lu、Ce、La、Tb、Sc、およびSmからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、Al、Ga、Lu、Sc、Inからなる群から選択される;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Zn、Cu、Co、Ni、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、CeおよびSnからなる群から選択され;Yが3価のカチオンであり、ならびに、Al、Ga、Lu、ScおよびInからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される。
【0047】
より好ましくは、色変換シート(100)の無機蛍光材料は、以下の式(I’)または(II’)
AxByOz:Cr3+ -(I’)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、およびZnからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、AlまたはGaである;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II’)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Co、およびMnからなる群から選択され;Zが3価のカチオンであり、および、Al、またはGaからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される。
【0048】
さらに好ましくは、色変換シート(100)のCr活性金属酸化物蛍光体は、Al2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本発明のいくつかの態様において、色変換シート(100)のマトリックス材料は、写真植字ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含み得る。
【0049】
本発明のいくつかの態様において、色変換シート(100)は青色または赤色光を発する1種以上の追加的な無機蛍光材料を任意にさらに含み得る。
青色または赤色光を発する追加的な無機蛍光材料として、任意のタイプの公知の材料、例えばPhosphor handbook(Yen, Shinoya, Yamamoto)の第2章に記載されるとおりのものが、所望される場合に使用され得る。
【0050】
理論に拘束されることを望まず、青色光、特に約450nmの波長光は、それを660nm~700nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料からの発光と合わせる場合、より良好な植物生育につながり得ると信じられている。
したがって、より好ましくは、色変換シート(100)は、Phosphor handbook(Yen, Shinoya, Yamamoto)の第2章において記載されるような、約450nmのピーク発光波長を有する少なくとも1種の青色光を発する無機蛍光材料を含む。
【0051】
本発明によれば、いくつかの態様において、色変換シート(100)は、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料に加えて、少なくとも1種の赤色光を発する無機蛍光材料および少なくとも1種の青色光を発する無機蛍光材料を含み得る。
本発明の好ましい態様において、無機蛍光材料は、670nm~700nmの範囲のピーク発光波長を有する光を発し得る。
【0052】
別の側面において、本発明はさらに、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料(210)、マトリックス材料(220)および発光ダイオード素子(230)を含む発光ダイオードデバイス(200)に関する。
本発明の好ましい態様において、無機蛍光材料(210)は670nm~700nmの範囲のピーク発光波長を有する光を発する。
【0053】
無機蛍光材料(210)、およびマトリックス材料(220)として、-無機蛍光材料において、および、-マトリックス材料において記載される無機蛍光材料およびマトリックス材料が好ましくは使用され得る。
本発明のいくつかの態様において、発光ダイオードデバイス(200)の無機蛍光材料は硫化物、チオガラート、窒化物、酸化窒化物、シリケート、金属酸化物、アパタイト、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。
【0054】
本発明の好ましい態様において、発光ダイオードデバイス(200)の無機蛍光材料は、Cr活性金属酸化物蛍光体から選択される。
より好ましくは、発光ダイオードデバイス(200)の無機蛍光材料は、以下の式(I)または(II)
AxByOz:Cr3+ -(I)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、Lu、Ce、La、Tb、Sc、およびSmからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、Al、Ga、Lu、Sc、Inからなる群から選択される;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II)式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Zn、Cu、Co、Ni、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、CeおよびSnからなる群から選択され;Yが3価のカチオンであり、ならびに、Al、Ga、Lu、ScおよびInからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される。
【0055】
より好ましくは、発光ダイオードデバイス(200)の無機蛍光材料は、以下の式(I’)または(II’)
AxByOz:Cr3+ -(I’)
式中、Aが3価のカチオンであり、ならびに、Y、Gd、およびZnからなる群から選択され、Bが3価のカチオンであり、および、AlまたはGaである;x≧0;y≧1;1.5(x+y)=z;
XaZbOc:Cr3+ -(II’)
式中、Xが2価のカチオンであり、ならびに、Mg、Co、およびMnからなる群から選択され;Zが3価のカチオンであり、および、Al、またはGaからなる群から選択される;b≧0;a≧1;(a+1.5b)=c、
によって表されるCr活性金属酸化物蛍光体から選択される。
【0056】
さらに好ましくは、発光ダイオードデバイス(200)のCr活性金属酸化物蛍光体は、Al2O3:Cr3+、Y3Al5O12:Cr3+、MgO:Cr3+、ZnGa2O4:Cr3+、MgAl2O4:Cr3+、およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。
【0057】
本発明のいくつかの態様において、発光ダイオードデバイス(200)のマトリックス材料は、写真植字ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含み得る。
本発明によれば、好ましくは、無機蛍光材料(210)およびマトリックス材料は、
図2において記載されるように、発光ダイオード素子(230)を覆うために発光ダイオードデバイスのキャップ(260a)の内側に設置され得る。
【0058】
本発明のいくつかの態様において、発光ダイオードデバイス(200)は、青色または赤色光を発する1種以上の追加的な無機蛍光材料を任意にさらに含み得る。
青色または赤色光を発する追加的な無機蛍光材料として、任意のタイプの公知の材料、例えばPhosphor handbook(Yen, Shinoya, Yamamoto)の第2章に記載されるとおりのものが、所望される場合に使用され得る。
【0059】
理論に拘束されることを望まず、青色光、特に約450nm波長光は、それを660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料からの発光とあわせる場合、より良好な植物生育につながり得ると信じられており、特に、約450nm波長の青色光および670nm~700nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料からの発光との組み合わせがより良好な植物生育のために好ましい。
【0060】
したがって、より好ましくは、発光ダイオードデバイス(200)は、Phosphor handbook(Yen, Shinoya, Yamamoto)の第2章に記載されるような、約450nmのピーク発光波長を有する少なくとも1種の青色光を発する無機蛍光材料をさらに含み得る。
本発明によれば、いくつかの態様において、発光ダイオードデバイス(200)は、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料に加えて、少なくとも1種の赤色光を発する無機蛍光材料および少なくとも1種の青色光を発する無機蛍光材料を含み得る。
この態様において、より好ましくは、熱硬化性樹脂がマトリックス材料(210)として使用され得る。
【0061】
または本発明によれば、好ましくは、発光ダイオードデバイス(300)は、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する少なくとも1種の無機蛍光材料(310)、およびマトリックス材料(320)を含む色変換シート(301)を含み得る。
好ましくは、無機蛍光材料(310)は、670nm~700nmの範囲のピーク発光波長を有する光を発し得る。
より好ましくは、色変換シート(301)は、
図3に記載されるような発光ダイオード素子(330)上に設置される。
【0062】
別の側面において、本発明はまた、色変換シート(100)を含む光学デバイス(300)に関する。
別の側面において、本発明はさらに、色変換シート製作プロセスにおける組成物の使用に関する。
別の側面において、本発明はまた、光学デバイス中または農業のための色変換シート(100)の使用に関する。
【0063】
光学デバイスとして、発光ダイオード(LED)、リモート蛍光シート、光通信デバイス、光学センサー、太陽電池。
本発明によれば、農業使用のために、色変換シートは、温室シート、トンネル栽培シート、およびマルチ栽培シートとして使用され得る。
別の側面において、本発明はさらに、660nm~730nmの範囲のピーク発光波長を有する無機蛍光材料とマトリックス材料の発光ダイオードデバイス(200)中の使用に関する。
【0064】
本発明によれば、公知のフィルム製造技術を本発明の思い(compassion)を作り上げるために使用できる。例えば、インフレーション、Tダイコーティング、溶液キャスト法、カレンダリング法、インクジェット法、スリットコーティング、凹版印刷、凸版印刷、およびシルクスクリーン印刷。
キャップ(260a)上に設置される発光ダイオード素子(230)上に組成物を提供するための成形方法について、数種の周知の技術が所望されるとおり好ましくは使用され得る。例えば、圧縮成形、射出成形、ブロー成形、および熱-形成方法。
【0065】
本発明の別の側面において、色変換シート(100)を製造するための方法は、この順序における以下のステップ(a)および(b)
(a)組成物を基板上に提供すること、および
(b)溶媒を蒸発させることによってマトリックス材料を固定させること、および/もしくは、熱処理によって組成物を重合させること、もしくは光線下に感光性の組成物を曝露すること、またはこれらの任意の組み合わせを含む。
【0066】
別の側面において、本発明はさらに、光学デバイス(200)を製造するための方法に関し、ここで方法が以下のステップ(A);
(A)色変換シート(100)を光学デバイス中に提供すること、
を含む。
【0067】
用語の定義
本発明によれば、用語「透明」は、色変換シートおよび発光ダイオードデバイス中で使用される厚さにて少なくとも約60%の入射可視光伝達を意味する。好ましくは、それは70%を超え、より好ましくは、75%を超え、最も好ましくは、それは80%を超える。
用語「蛍光」は、光または他の電磁放射を吸収した物質による発光の物理的プロセスとして定義される。それは、ルミネッセンスの形態である。最も多くの場合、発せられた光はより長い波長を有し、およびしたがって吸収された放射よりも低いエネルギーを有する。
【0068】
用語「無機」は、炭素原子を含有しない任意の材料、または、他の原子、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、カーボナート、シアン化物、シアナート、炭化物、およびチオシアナートとイオン結合した炭素原子を含有する任意の化合物を意味する。
用語「発」は、原子および分子中の電子遷移による電磁波を発することを意味する。
用語「感光性」は、それぞれの組成物が好適な放射光に応じて化学的に反応することを意味する。光は通常、可視またはUV光から選択される。感光性の応答は、組成物を硬化させるか軟化させる、好ましくは硬化させることを包含する。好ましくは感光性の組成物は、光重合可能な組成物である。
【0069】
下記の実施例1~5は、本発明の記載ならびにそれらの製作の詳細な記載を提供する。
【実施例0070】
実施例1:
-Al2O3:Cr3+の合成
Al2O3:Cr3+の蛍光体前駆体を従来の共沈法によって合成した。硝酸アルミニウム九水和物および硝酸クロム(III)九水和物の原材料を0.99:0.01の化学量論モル比で脱イオン水中に溶解した。NH4HCO3を沈殿剤として混合塩化物溶液へ加え、混合物を2h、60℃にて撹拌した。その結果得られた溶液を12h、95℃にて乾燥させ、次いで前駆体の製造を完了した。得られた前駆体を大気中、3h、1300℃にて焼成によって酸化した。XRD測定をX線回折計(RIGAKU RAD-RC)を使用して行い、結果得られた材料の構造を確認した。フォトルミネッセンス(PL)スペクトルを蛍光分光計(JASCO FP-6500)を使用して室温にて測定した。Al2O3:Cr3+の吸収ピーク波長が420nmおよび560nmであり、発光ピーク波長が690nm~698nmの範囲であり、Al2O3:Cr3+からの発光の半値全幅(以下「FWHM」)は90nm~120nmの範囲であった。
【0071】
-組成物および色変換シート製作
組成物を、無機蛍光材料として得られたAl2O3:Cr3+、マトリックスポリマーとしてエチレンビニルアセタート(EVA)、および溶媒としてトルエンを使用して製造した。
次いで、組成物を色変換シート製作プロセスにおいて使用して、効果的な植物生育のための色変換シートを得た。シート製作のために、ドクターブレードコーティング法およびバーコーター(Kodaira YOA-B type)を適用した。
より具体的には、Al2O3:Cr3+およびエチレンビニルアセタート(EVA)をトルエン中へ加えた。次いで、得られた溶液を90℃まで加熱し、次いで30分間、90℃にて、自転公転撹拌機によって密閉容器中で混合し、本発明の組成物を得た。ガラス基板をアセトンおよびイソプロパノール中で各々超音波分解することによって清浄した。次いで、基板をUV/オゾンで処理した。
【0072】
その結果得られた溶液をドクターブレードコーティング法によってガラス基板上にコーティングし、次いで大気条件において30分間、90℃にて乾燥させた。乾燥ステップの後、100μm厚さを有する色変換シートをガラス基板上に形成し、次いでそれをガラス基板から除去した。最終的に、100μm厚さを有する色変換シートを製作した。
【0073】
比較例1:
比較例としての組成物および色変換シートを、Lumogen(登録商標)F Red305 (BASFから)をAl2O3:Cr3+の代わりに使用したことを除いて、実施例1に記載されるとおりの同じ方法において製造および製作した。
【0074】
実施例2:
上記に記載される例から得られた色変換シートを配置して、植木鉢に植えたアブラナの芽を覆い、20日間太陽光に曝露した。
測定を、Al2O3:Cr3+を含む色変換シートで、またはLumogen(登録商標)F Red305を包含する色変換シートで生育した、各々3つのアブラナの平均高さを測定することによって実施した。
Al2O3:Cr3+を含む色変換シートで生育したアブラナの平均高さは、色変換シートLumogen(登録商標)F Red305で生育したアブラナの平均高さよりも6%高かった。
【0075】
実施例3:
発光ダイオードデバイス(LED)の製作
第一に、色変換シートを実施例1に記載されるとおりの同じ方法において製造し、次いでそれを切断して適合させ、それをInGaNベースのUV LED(405nm)の発光側へ付着した。次いで、発光ダイオードデバイス(以降、「LEDデバイス」)を製作した。
【0076】
実施例4:
例1からのAl2O3:Cr3+蛍光体をOE 6550 (Dow Corning)を有するタンブルミキサー中で混合した。シリコーン中の蛍光体の最終濃度は、8mol%である。スラリーを405nmの波長を発するInGaNベースのLEDチップに適用した。次いで、それをオーブンを使用して1時間、150℃にて加熱した。パッケージするプロセスの後、2つ目の発光ダイオードデバイス(LED)を製作した。
【0077】
実施例5:
実施例3から得られたLEDデバイスを標準白色LEDランプと共に植木鉢中に植えたルッコラの芽を曝露する位置に配置した。得られた発光ダイオードデバイスおよび標準白色LEDランプによる光照射800μW/cm2を16日間実施した。
比較として、植木鉢中に植えたルッコラの芽を、実施例3からのLEDデバイスなしに1つの標準白色LEDランプのみ使用したことを除いて、上記に記載したとおりの同じ方法において照射した。
測定をAl2O3:Cr3+を含むLEDデバイスおよび白色LEDランプで生育したか、白色LEDランプのみで生育した3つのルッコラの平均高さを測定することによって実施した。
【0078】
結果として、Al2O3:Cr
3+および白色LEDランプを含むLEDデバイスで生育したルッコラの平均高さは、白色LEDランプのみで生育したルッコラの平均高さよりも10%高かった。
図4および
図5は、Al2O3:Cr
3+および白色LEDランプを有するLEDデバイスで生育したルッコラ(左側)ならびに白色LEDランプのみで生育したルッコラ(右側)の相違を示している。