(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトユニットであって、
光源ユニットと、
前記光源ユニットに結合された量子ドットフィルムを含む光学処理ユニットと、
を含むバックライトユニットと、
前記バックライトユニットに結合された表示画面を含む画像生成ユニットと、
前記バックライトユニットが前記表示画面の全域に前記量子ドットフィルムより放出された光を分散するように構成されることと、
前記表示画面の全域で実質的により均一な白色点値を達成するために前記表示画面上の異なる位置における分散光の白色点値を調整するように構成されたパターン層と、
を含み、
前記パターン層は、
前記量子ドットフィルムによって放出される前記光の１つまたは複数の色とは異なる第１の色を有する透明なポリマー材料の第１のパターン、及び
前記第１の色および前記量子ドットフィルムによって放出される前記光の１つまたは複数の色とは異なる第２の色を有する別の透明なポリマー材料の第２のパターン
を備える、装置。
【請求項２】
前記パターン層が前記量子ドットフィルム上に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記パターン層が前記量子ドットフィルム上に配置された基板上に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記画像生成ユニットが、前記表示画面に結合された液晶ディスプレイモジュールを更に含み、前記パターン層が前記液晶モジュール上に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記光源ユニットが導光板を含み、前記パターン層が前記量子ドットフィルムと前記導光板との間に置かれる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記パターン層が、
第１の色を有する材料の第１のパターンと、
第２の色を有する前記材料の第２のパターンであって、前記第１の色と前記第２の色が互いに異なる第２のパターンと、
を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記パターン層が、
第１の密度を有する材料の第１のパターンと、
第２の密度を有する前記材料の第２のパターンであって、前記第１の密度と前記第２の密度が互いに異なる第２のパターンと、
を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記パターン層が、
第１の色を有する材料の第１のフィルムと、
第２の色を有する前記材料の第２のフィルムであって、前記第１の色と前記第２の色が互いに異なる第２のフィルムと、
を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記材料が塗料、染料、インク、又はポリマー材料である、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記光源ユニットが発光ダイオードを含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記光源ユニットが、前記量子ドットフィルムの底面に面する発光ダイオードのアレイを含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記光学処理ユニットが、
前記量子ドットフィルムに結合された輝度増強フィルムと、
前記輝度増強フィルムに結合された偏光フィルムと、
を更に含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記量子ドットフィルムが、赤色光を放出するように構成された複数の量子ドットを含む、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記量子ドットフィルムが、緑色光を放出するように構成された複数の量子ドットを含む、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記量子ドットフィルムが、
赤色光を放出するように構成された第１の複数の量子ドットと、
緑色光を放出するように構成された第２の複数の量子ドットと、
を含む、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置が、表示装置、液晶表示装置、コンピュータ、タブレット、ハンドヘルド装置、電話、ウェアラブルデバイス、及びＴＶのうちの少なくとも１つを含む、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
表示装置のバックライトユニットによって分散された光の均一な白色点値を得る方法であって、前記方法が、
光源ユニットを設けることと、
量子ドットフィルムを有する光学処理ユニットを設けることと、
画像生成ユニットを設けることと、
表示画面の全域で実質的により均一な白色点値を達成するために分散光の白色点値を調整するためのパターン付き材料の層を設けることと、
を含み、
前記パターン付き材料の層を設けることが、
前記表示画面上の異なる位置における前記分散光の前記白色点値を決定することと、
前記決定された白色点値のそれぞれを前記所望の白色点値と比較することと、
前記決定された白色点値のうちの１つ以上の白色点値が所定の値だけ前記所望の白色点値より大きいか又は小さいことに応答して、前記１つ以上の白色点値を補正するためのパターンを決定することと、
を含む、方法。
【請求項１８】
前記パターンを決定することが、
前記パターンのそれぞれのサブパターンについて前記材料の色を決定することであって、それぞれのサブパターンが前記１つ以上の白色点値のそれぞれに対応することと、
前記パターンのそれぞれのサブパターンについて前記材料の密度を決定することと、
を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記パターン付き材料の層を設けることが、前記光源ユニットの導光板上に前記パターン付き材料の層を配置することを含む、請求項１７乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記パターン付き材料の層を設けることが、前記光学処理ユニットの量子ドットフィルム上に前記パターン付き材料の層を配置することを含む、請求項１７乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記パターン付き材料の層を設けることが、前記画像生成ユニットの液晶ディスプレイモジュール上に前記パターン付き材料の層を配置することを含む、請求項１７乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記パターン付き材料の層を設けることが、
基板上に前記パターン付き材料の層を配置することと、
前記光学処理ユニットの量子ドットフィルム上に前記基板を配置することと、
を含む、請求項１７乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースのバックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ）（ＢＬＵ）と、量子ドット（ＱＤ）などの発光ナノクリスタル（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）を含む蛍光体フィルム（ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ｆｉｌｍ）とを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  表示装置（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ））は、多様な電子デバイスの画面又はディスプレイとして使用され、典型的に通常の又は低減された周辺光環境で画像が見えるようにするために何らかの形のバックライトを必要とする。表示装置のバックライトユニット（ＢＬＵ）では、ＬＥＤは典型的に光源として使用される。ＬＥＤは表示装置のエッジ又は外周の周りに配置することができる。また、ＢＬＵは、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体などの蛍光体も使用することができる。発光ナノクリスタルは、ＬＥＤの外部に蛍光体を配置できる構成でしばしば使用される新しい代替クラスの蛍光体を表す。ＬＥＤから出る光は、白色光を発生するために表示装置の導光板（ｌｉｇｈｔ  ｇｕｉｄｅ  ｐｌａｔｅ）（ＬＧＰ）及び蛍光体フィルムにより処理することができ、その白色光は表示装置の表示画面の全域に分散することができる。例えば、発光ナノクリスタルは、表示装置のＬＧＰの上に配置することができる軟質フィルム／シート（例えば、カリフォルニア州ミノピータスのナノシス社によって供給される量子ドットを使用し、ミネソタ州セントポールの３Ｍ社から市販されている量子ドット増強フィルム（ＱＤＥＦ））に埋め込むことができる（例えば、参照により全体として本明細書に取り入れられる米国特許公報第２０１０／０１１０７２８号及び第２０１２／０１１３６７２号を参照）。その他の例では、発光ナノクリスタルは、ＬＥＤとＬＧＰとの間に配置することができる、例えば細管などの容器内にカプセル化することができる（例えば、米国特許公報第２０１０／０１１０７２８号を参照）。
【０００３】
[0003]  現在の表示装置では、分散白色光の白色点値は表示画面の全域で変化する可能性がある。当技術分野で知られているように、白色点値は１組の色度座標、例えばＣＩＥ  １９７６色空間におけるｕ’及びｖ’座標に関して白という色を定義するのに役立つものであり、ここでＣＩＥはＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ（国際照明委員会）の略である。このため、表示画面の全域での白色点値の変動は、分散白色光の色相における不均一性を示す可能性がある。表示画面の全域での白色点値のこのような変動は、表示装置におけるユーザの全体的な経験を妨げる可能性がある。例えば、電子ブックを読むために表示装置を使用する場合、表示画面の全域で白色バックライトの色相が異なると、ユーザにとって気の散る迷惑なものになる可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]  従って、表示装置の全体的な品質及びユーザ経験を高める必要がある。本明細書には、表示装置の上述の制限を克服する諸実施形態が開示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]  一実施形態により、装置は、光源ユニット（ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ  ｕｎｉｔ）と、光源ユニットに結合された量子ドットフィルムを有する光学処理ユニット（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）とを有するバックライトユニットを含む。この装置は、バックライトユニットに結合された表示画面を含む画像生成ユニット（ｉｍａｇｅ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ｕｎｉｔ）を更に含み、バックライトユニットは表示画面の全域に光を分散するように構成される。また、この装置は、表示画面の全域で実質的により均一な白色点値を達成するために表示画面上の異なる位置における分散光の白色点値を所望の白色点値に調整するように構成されたパターン層（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｌａｙｅｒ）も含む。
【０００６】
[0006]  他の実施形態により、表示装置のバックライトユニットによって分散された光の均一な白色点値を得る方法は、光源ユニットと、光学処理ユニットと、画像生成ユニットと、表示画面の全域で実質的に均一な白色点値を達成するために分散光の白色点値を所望の白色点値に調整するためのパターン付き材料の層とを設けることを含む。
【０００７】
[0007]  本発明の更なる特徴及び利点並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作については添付図面に関連して以下に説明する。本発明は本明細書に記載されている特定の実施形態に限定されないことは注目に値する。このような実施形態は例示目的のみのために本明細書に提示されている。追加の実施形態は、本明細書に含まれる教示に基づいて当業者にとって明らかになるであろう。
【０００８】
[0008]  本明細書に取り入れられ、本明細書の一部を形成する添付図面は、これらの実施形態を例示するものであり、この説明とともに、これらの実施形態の原理を説明し、当業者がこれらの実施形態を作成し使用できるようにする働きをするものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】[0009]一実施形態により表示装置の概略上面図を示している。
【図１Ｂ】[0010]一実施形態により図１Ａの表示装置の線Ａ−Ａに沿った概略断面図を示している。
【図２Ａ】[0011]一実施形態により白色点値補正を備えた表示装置の概略上面図を示している。
【図２Ｂ】[0012]一実施形態により図２Ａの表示装置の線Ｂ−Ｂに沿った概略断面図を示している。
【図２Ｃ】[0013]一実施形態により図２Ａの表示装置の色補正フィルムの概略上面図を示している。
【図３Ａ】[0014]一実施形態により白色点値補正前の表示装置の光学測定値を示している。
【図３Ｂ】[0014]一実施形態により白色点値補正前の表示装置の光学測定値を示している。
【図４】[0015]一実施形態により色補正フィルムの概略上面図を示している。
【図５Ａ】[0016]様々な実施形態により異なるインクの白色点値変動とインク密度のグラフを示している。
【図５Ｂ】[0016]様々な実施形態により異なるインクの白色点値変動とインク密度のグラフを示している。
【図５Ｃ】[0016]様々な実施形態により異なるインクの白色点値変動とインク密度のグラフを示している。
【図６Ａ】[0017]一実施形態により白色点値補正後の表示装置の光学測定値を示している。
【図６Ｂ】[0017]一実施形態により白色点値補正後の表示装置の光学測定値を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0018]  本発明の特徴及び利点は、図面に関連して取り上げられた時に以下に明記されている詳細な説明からより明らかになり、図面では全体を通して同様の参照文字が対応する要素を識別する。また、図面では、同様の参照番号は一般に、同一の要素、機能的に同様の要素、及び／又は構造上同様の要素を示す。ある要素が最初に現れる図面は対応する参照番号の左端の数字（複数も可）によって示される。他の指示がない限り、本発明全体を通して提供される図面は一定の縮尺で描かれた図面と解釈してはならない。
【００１１】
[0019]  特定の構成及び配置について論ずる可能性があるが、これは例示目的のみのために行われることを理解されたい。当業者であれば、本発明の精神及び範囲を逸脱せずにその他の構成及び配置を使用できることを認識するであろう。本発明は本明細書に具体的に述べられているものを超えて様々なその他の適用例でも使用できることは当業者にとって明らかになるであろう。本明細書に示され記載されている特定の実施形態は例であり、いずれかの点で本出願の範囲についてその他の制限を加えるためのものではないことを認識されたい。
【００１２】
[0020]  本明細書において、「１つの実施形態」、「一実施形態」、「一実施形態の例」などに言及する場合、記載されている実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含む可能性があるが、すべての実施形態が必ずしもこの特定の特徴、構造、又は特性を含むわけではないことを示すことは注目に値する。その上、このような語句は必ずしも同じ実施形態を指すわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性が一実施形態に関して記載されている場合、明示的に記載されているかどうかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性をその他の実施形態に関して実施することは、当業者の知識の範囲内になるであろう。
【００１３】
[0021]  この説明において量、材料の比率、材料の物理的性質、及び／又は使用を示すすべての数値は、他に明示的に示されているものを除き、「約」という単語で修飾されているものと理解するべきである。
【００１４】
[0022]  諸実施形態では、「表示装置」という用語は、表示画面上でデータの可視表現を可能にする要素の配置を指す。適切な表示画面は、ユーザに対して視覚的に情報を表示するための様々な平坦な、湾曲した、又はその他の形状の画面、フィルム、シート、又はその他の構造を含むことができる。本明細書に記載されている表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、テレビジョン、コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ゲーミングデバイス、電子読書装置、デジタルカメラ、タブレット、ウェアラブルデバイス、カーナビゲーションシステムなどを包含する表示システムに含めることができる。
【００１５】
[0023]  本明細書で使用する「約」という用語は列挙された数値±１０％を含む。従って、例えば「約１０」は９〜１１を意味する。
【００１６】
[0024]  諸実施形態では、「反応混合物を形成すること」又は「混合物を形成すること」という用語は、容器内の少なくとも２つの成分が互いに反応して第３の成分を形成するのに適した条件下でこれらの成分を結合することを指す。
【００１７】
[0025]  諸実施形態では、「導光板」、「光ガイド」、及び「光ガイドパネル」という用語は、交換可能に使用され、電磁放射（光）をある位置から他の位置に誘導するのに適した光学コンポーネントを指す。
【００１８】
[0026]  諸実施形態では、「光学的結合」という用語は、実質的な干渉なしに光があるコンポーネントから他のコンポーネントに移行できるようにコンポーネントが位置決めされることを意味する。
【００１９】
[0027]  本明細書で言及される特許公報、特許出願、ウェブサイト、会社名、及び科学文献は、それぞれが参照により取り入れられると具体的かつ個別的に示されている場合と同じ程度まで、参照により全体として本明細書に取り入れられる。本明細書に引用されたいずれかの参考文献と本明細書の特定の教示との間の矛盾は後者に有利になるように解決するものとする。同様に、ある単語又は語句について当技術分野で理解されている定義と、その単語又は語句について本明細書で具体的に教示されている定義との間の矛盾は、後者に有利になるように解決するものとする。
【００２０】
[0028]  本明細書で使用する専門用語及び科学用語は、他の定義がない限り、本出願が関連する当業者によって一般的に理解されている意味を有する。本明細書では、当業者に知られている様々な方法論及び材料に言及する。
【００２１】
[0029]表示装置の実施形態の例
[0030]  図１Ａは、一実施形態により、表示画面１２６とベゼル（ｂｅｚｅｌ）１２８とを含む表示装置１００の概略上面図を示している。図１Ｂは、一実施形態により線Ａ−Ａに沿った表示装置１００の概略断面図を示している。
【００２２】
[0031]  図１Ｂに示されているように、表示装置１００は、この実施形態の一例により、光源ユニット（ＬＳＵ）１０２と光学処理ユニット（ＯＰＵ）１０４とを含むＢＬＵ１０１を含むことができる。表示装置１００は、この実施形態の一例により、画像生成ユニット（ＩＧＵ）１０６とリフレクタ（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）１０８とを更に含むことができる。
【００２３】
[0032]  ＬＳＵ１０２はＬＥＤ１１０（例えば、青色ＬＥＤ）とＬＧＰ１１２とを含むことができる。ＬＳＵ１０２は、ＯＰＵ１０４により処理され、その後、ＩＧＵ１０６に透過されて、ＩＧＵ１０６の表示画面１０２の全域に分散することができる原色光源（ｐｒｉｍａｒｙ  ｌｉｇｈｔ）（例えば、青色光）を提供するように構成することができる。ＬＥＤ１１０の様々な向き及びコンポーネントは当業者にとって周知のものである。青色ＬＥＤは約４４０ｎｍ〜約４７０ｎｍの範囲内で発光することができる。一実施形態により、青色ＬＥＤは、例えば、４５０ｎｍの波長で青色光を放出するＧａＮ  ＬＥＤにすることができる。
【００２４】
[0033]  ＬＧＰ１１２は、この実施形態の様々な例により、光ファイバケーブルや、プレート、フィルム、容器、又はその他の構造などのポリマー又はガラスの固体を含むことができる。ＬＧＰ１１２のサイズは、ＬＥＤ１１０の最終的な適用例及び特性によって決まる可能性がある。ＬＧＰ１１２の厚さはＬＥＤ１１０の厚さと適合性のあるものにすることができる。ＬＧＰ１１２のその他の寸法は、ＬＥＤ１１０の寸法を超えて伸びるように設計することができ、数十ミリメートル乃至数十〜数百センチメートル程度にすることができる。
【００２５】
[0034]  この実施形態の様々な例により、ＬＧＰ１１２の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、メタクリル酸メチル、スチレン、アクリルポリマー樹脂、ガラス、又は当技術分野で知られている任意の適切なＬＧＰ材料を含むことができる。ＬＧＰ１１２のための適切な製造方法は、射出成形、押し出し、又は当技術分野で知られているその他の適切な実施形態を含むことができる。この実施形態の一例により、ＯＰＵ１０４に入る原色光源が均一な色及び輝度のものになるように、ＬＧＰ１１２は均一な原色光源発光を提供するように構成することができる。ＬＧＰ１１２は当技術分野で知られている任意の厚さ又は形状を含むことができる。例えば、ＬＧＰ１１２の厚さはＬＧＰ１１２の表面全体にわたって均一にすることができる。代替的に、ＬＧＰ１１２はくさび様の形状を有してもよい。
【００２６】
[0035]  この実施形態の様々な例により、ＬＧＰ１１２は、ＬＥＤ１１０に対して光学的に結合することができ、ＬＥＤ１１０に対して物理的に接続するか又は切断することができる。ＬＧＰ１１２をＬＥＤ１１０に物理的に接続するために、光透過性接着剤を使用することができる（図示せず）。光透過性接着剤は、ＬＧＰ１１２とＬＥＤ１１０との間に配置された、テープ、様々なにかわ、シリコーンなどのポリマー構成物などを含むことができる。様々な例により、追加の光透過性接着剤は、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、エポキシ、及びウレタンを含むがこれらに限定されない様々なポリマー；ポリフェニルメチルシロキサン、ポリフェニルアルキルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポリジアルキルシロキサン、フッ化シリコーン、及びビニル水素化物置換シリコーンを含むがこれらに限定されないシリコーン及びシリコーンの誘導体；メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、及びメタクリル酸ラウリルを含むがこれらに限定されないモノマーから形成されたアクリルポリマー及びコポリマー；スチレンベースのポリマー；並びにジビニルベンゼンなどの二官能性モノマーと架橋されるポリマーを含むことができる。
【００２７】
[0036]  更なる諸実施形態では、ＬＧＰ１１２は、例えば、加熱した時に溶解するか又は冷却したＬＥＤ１１０がＬＧＰ１１２に接触するように変形し、それにより２つの要素間の物理的接着又は接触の形成を容易にするポリマーＬＧＰ１１２を使用することにより、ＬＥＤ１１０に物理的に接続することができる。更なる諸実施形態では、ＬＥＤから突出するカプセル用材料、例えば、導光板の屈折率と同様の屈折率を有する適合したカプセル化ポリマーで充填された突出するポリマー表面を有する青色ＬＥＤで光学的結合を達成することができる。このような諸実施形態では、導光板が青色ＬＥＤに押し付けられた時に、突出するカプセル用材料、即ち、カプセル化ポリマーを介して、導光板とＬＥＤとの間で光学的結合が直接形成される。
【００２８】
[0037]  代替的に、光源ユニット１０２は、そのそれぞれが構造及び機能の点でＬＥＤ１１０と同様のものである可能性があるＬＥＤのアレイ（図示せず）を含んでもよい。ＬＥＤのアレイは、処理及びその後のＩＧＵ１０６への透過のためにＯＰＵ１０４に原色光源を提供するように構成することができる。
【００２９】
[0038]  一実施形態により、ＯＰＵ１０４は、ＬＳＵ１０２から受け取られた光をＩＧＵ１０６への透過のために所望の特性に処理するように構成することができる。ＯＰＵ１０４は、上述のＱＤＥＦフィルムなどの蛍光体フィルム１１４、輝度増強フィルム（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  ｆｉｌｍ）（ＢＥＦ）１１６、ディフューザ１２０、及び反射偏光フィルム（ＲＰＦ）１２２を含むことができるがこれらに限定されない。当業者によって理解されるように、ＯＰＵ１０４は、本発明の精神及び範囲を逸脱せずに２つ以上のディフューザ、ＢＥＦ、及び／又はＲＰＦを含むことができることに留意されたい。ＯＰＵ１０４のこれらの要素の向き、その製造、及び表示装置への取り入れは、当技術分野で知られていることである。
【００３０】
[0039]  一実施形態により、蛍光体フィルム１１４は、上記のように発光ナノクリスタルを含むＱＤＥＦにすることができる。一実施形態の例では、蛍光体フィルム１１４は、同じ波長で、例えば、可視スペクトル内の緑色光又は赤色光に対応する波長で発光する複数の蛍光体（例えば、発光ナノクリスタル）を含むことができる。実施形態の他の例では、蛍光体フィルム１１４は、第１の波長（例えば、緑色光に対応する波長）で発光する第１の複数の蛍光体（例えば、発光ナノクリスタル）と、第１の波長とは異なる第２の波長（例えば、赤色光に対応する波長）で発光する第２の複数の蛍光体（例えば、発光ナノクリスタル）とを含むことができる。
【００３１】
[0040]  一実施形態では、蛍光体フィルム１１４はダウンコンバータにすることができ、ＬＳＵ１０２からの原色光源の少なくとも一部分は例えば蛍光体フィルム１１４内のＱＤによって吸収することができ、原色光源より低いエネルギー又は長い波長を有する二次光源（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｌｉｇｈｔ）として再発光することができる。例えば、第１の複数の蛍光体及び第２の複数の蛍光体は、ＬＳＵ１０２から青色光の一部分を吸収し、それぞれ緑色二次光源及び赤色二次光源を発光するように励起することができる。一実施形態の例により、青色原色光源並びに緑色二次光源及び赤色二次光源の吸収されない部分は、所定の比率で混合して所望の白色点値を有する白色光を発生し、ＩＭＧ１０６を通って透過し、表示画面１２６の全域で分散して表示装置１００のバックライトとして働くようにすることができる。しかしながら、表示画面１２６は、発生された白色光の白色点値が所望の白色点値とは異なるいくつかの位置を有する可能性がある。これは、所定の比率より高いか又は低い比率で原色光源と二次光源を混合したことによる可能性がある。例えば、表示画面１２６のエッジは、表示画面１２６上の他の領域に対してより青い色相を備えた白色光を有する可能性がある。白色光におけるこの青色色相は、白色光の混合比において過剰な青色光が存在することによる可能性がある。この過剰な青色光は、表示装置１００内のエアギャップ（例えば、エアギャップ１３６）を通って漏れた可能性のあるＬＳＵ１０２の青色ＬＥＤからの処理されていない光である可能性がある。本明細書で使用する「処理されていない光」という用語は、ＯＰＵ１０４により所望の特性に処理されていない光を指す。
【００３２】
[0041]  この実施形態の一例により、ＢＥＦ１１６は、反射及び／又は屈折フィルム、反射ポラライザフィルム、プリズムフィルム、グルーブフィルム、グルーブ付きプリズムフィルム、プリズム、ピッチ、グルーブ、又は当技術分野で知られている任意の適切なＢＥＦ或いは輝度増強フィーチャを含むことができる。例えば、ＢＥＦ１１６は、３Ｍ（商標）から入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）又はＢＥＦなどの従来のＢＥＦを含むことができる。様々な実施形態により、ＯＰＵ１０４は、少なくとも１つのＢＥＦ、少なくとも２つのＢＥＦ、又は少なくとも３つのＢＥＦを含むことができる。諸実施形態の例では、少なくとも１つのＢＥＦは、例えば、そうでなければＲＰＦ１２２によって吸収されると思われる光を再利用するために、反射ポラライザＢＥＦを含む。輝度増強フィーチャ及びＢＥＦ１１６は、リフレクタ及び／又は屈折体（ｒｅｆｒａｃｔｏｒ）、ポラライザ、反射ポラライザ、光抽出フィーチャ、光再利用フィーチャ、又は当技術分野で知られている任意の輝度増強フィーチャを含むことができる。一実施形態により、ＢＥＦ１１６は、第１のピッチ角を有するピッチ又はプリズムを有する第１の層を含むことができる。追加的に又は任意選択で、ＯＰＵ１０４内の他のＢＥＦ（図示せず）は、第１のピッチ角とは異なる第２のピッチ角を有するピッチ又はプリズムを有する第２の層を含んでもよい。
【００３３】
[0042]  一実施形態の例では、ＢＥＦ１１６の輝度増強フィーチャは、原色光源の一部分（例えば、ＬＳＵ１０２からの青色光）をＱＤフィルムに向かって反射して戻し、それにより蛍光体フィルム１１４内に戻る原色光源の再利用を提供するように構成することができる。光の再利用により、原色光源の一部分は、ＢＬＵ１０１を出る前に複数回、蛍光体フィルム１１４を通過することができる。ＢＥＦ１１６を通って透過された光は、その光がＢＥＦ１１６に入射する角度に依存する可能性がある。例えば、ＬＧＰ１１２から上向きに移動する光は、ＢＥＦ１１６に対して垂直又は直角である場合、ＢＥＦ１１６を通って透過することができる。しかしながら、このような光は、より大きい角度を有する場合、ＬＧＰ１１２に向かって下向きに反射する可能性がある。ＢＥＦ１１６は、原色光源の所望の再利用を達成するために、異なる角度の光のために複数の反射角を有するように選択することができる。原色光源のこのような再利用は、蛍光体フィルム１１４内の原色光源の光路長を増加する可能性があり、その結果、原色光源の吸収量が増加し、緑色光又は赤色光に限定されない１つ以上の二次光源の再発光が増加することになる。しかしながら、光の再利用は表示装置１００の全域で均一ではない可能性がある。オフアングル原色光源がフレーム１３２によって吸収される可能性があるので、表示装置１００のエッジに向かって、光の再利用が少なくなる可能性があり、その結果として、フレーム１３２によって吸収された原色光源及び／又は二次光源の一部分が表示装置１００に再び入らなくなる。上述のように、原色光源及び二次光源は所定の比率より高いか又は低い比率で混合される可能性があるので、このような不均一な再利用の結果、ＢＬＵ１０１によって発生された白色光が所望の白色点値より高いか又は低い白色点値を有するようになる可能性がある。
【００３４】
[0043]  ディフューザ１２０は、本明細書に記載されている散乱フィーチャとは別個のものであり、それに対して補足的なものである。この実施形態の一例により、ディフューザ１２０は、利得ディフューザフィルムを含む、当技術分野で知られている任意のディフューザフィルムを含むことができ、表示装置１００のＢＥＦ１１６又はその他の光学フィルムの上又は下に配置することができる。諸実施形態の例では、蛍光体フィルム１１４（例えば、発光ナノクリスタルを含むＱＤＥＦ）は、従来のボトムディフューザ（図示せず）の必要性を解消し、それによりＢＬＵ１０１の厚さを最小化することができる。また、蛍光体フィルム１１４の構成物は、それに関連する１つ以上の散乱又はディフューザフィーチャも含むことができ、このフィーチャは蛍光体フィルム１１４内の蛍光体の二次放出の増加に加えて、伝統的なディフューザの目的を果たすことができる。
【００３５】
[0044]  他の実施形態により、ＩＧＵ１０６は、ＬＣＤモジュール１２４と表示画面１２６とを含むことができ、表示画面１２６上に画像を生成するように構成することができる。一実施形態により、表示画面１２６はタッチスクリーンディスプレイにすることができる。
【００３６】
[0045]  更なる一実施形態では、リフレクタ１０８は、ＬＧＰ１１２から放出される光の量を増加するように構成することができる。リフレクタ１０８は、反射ミラー、リフレクタ粒子のフィルム、反射金属フィルム、又は任意の適切な従来のリフレクタなど、任意の適切な材料を含むことができる。一実施形態の例では、リフレクタ１０８は白色フィルムを含むことができる。特定の諸実施形態では、リフレクタ１０８は、散乱、ディフューザ、又は輝度増強フィーチャなどの追加の機能性又は特徴を含むこともできる。
【００３７】
[0046]  図１Ｂに示されているように、表示装置１００は、ＬＥＤ駆動制御ユニット１３０と、ＢＬＵ１０１を支持するように構成されたフレーム１３２とを更に含む。追加的に又は代替的に、この実施形態の一例により、フレーム１３２はＬＧＰ１１２上の蛍光体フィルム１１４を抑えるように構成してもよい。
【００３８】
[0047]  表示装置１００は、表示装置１００内のいずれかの隣接要素同士の間、例えば、ＬＥＤ１１０とＬＧＰ１１２との間；ＬＧＰ１１２と蛍光体フィルム１１４との間；蛍光体フィルム１１４内の任意の異なる層又は領域同士の間；蛍光体フィルム１１４と蛍光体フィルム１１４に隣接する１つ以上のバリア層（図示せず）との間；蛍光体フィルム１１４とＢＥＦ１１６、ディフューザ１２０、ＲＰＦ１２２、又はその他のフィーチャとの間；複数のバリア層同士の間又は表示装置１００の任意のその他の要素同士の間などに配置された１つ以上の中間材料（図示せず）を更に含むことができる。１つ以上の中間材料は、真空、空気、ガス、光学材料、接着剤、光学接着剤、ガラス、ポリマー、固体、液体、ゲル、硬化材料、光学的結合材料、屈折率整合材料又は屈折率不整合材料、屈折率傾斜材料、被覆材又は被覆防止材、スペーサ、エポキシ、シリカゲル、シリコーン、本明細書に記載されている任意のマトリックス材、輝度増強材料、散乱材料又はディフューザ材料、反射材又は反射防止材、波長選択材料、波長選択反射防止材、カラーフィルタ、或いは当技術分野で知られているその他の適切な中間材料を含むがこれらに限定されない任意の適切な材料を含むことができる。また、中間材料は光透過性で非黄変の感圧光学接着剤も含むことができる。適切な材料としては、シリコーン、シリコーンゲル、シリカゲル、エポキシ（例えば、Ｌｏｃｔｉｔｅ（商標）エポキシＥ−３０ＣＬ）、アクリレート（例えば、３Ｍ（商標）接着剤２１７５）、及び本明細書で述べられているマトリックス材を含む。１つ以上の中間材料は、硬化性ゲル又は液体として塗布し、堆積中又は堆積後に硬化するか或いは堆積前に予備成形又は予備硬化することができる。硬化方法は、ＵＶ硬化、熱硬化、化学硬化、又は当技術分野で知られているその他の適切な硬化方法を含むことができる。屈折率整合中間材料は、ＢＬＵ１０１の要素間の光損失を最小化するように選択することができる。
【００３９】
[0048]白色点補正を備えた表示装置の実施形態の例
[0049]  図２Ａは、一実施形態により、表示画面１２６とベゼル１２８とを含む表示装置２００の概略上面図を示している。図２Ｂは、線Ｂ−Ｂに沿った表示装置２００の概略断面図を示している。表示装置２００は、多くの同様の特徴及び機能を表示装置１００と共有することができる。従って、表示装置１００と２００の相違点のみについて以下に論ずる。
【００４０】
[0050]  表示装置２００は、図１Ｂに関連して記載されている表示装置１００と同様にＬＳＵ１０２、ＯＰＵ１０４、及びＩＧＵ１０６を含む。表示装置２００は、図２Ｂに示されているように、蛍光体フィルム１１４上に配置された色補正フィルム２４０を更に含む。フィルム２４０は、蛍光体フィルム１１４の上面を部分的に又は完全に覆うように配置することができる。フィルム２４０はここでは蛍光体フィルム１１４上に配置されるように示されているが、フィルム２４０は、本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、ＢＬＵ１０１及び／又はＩＭＧ１０６の任意の構造上に配置することができる。一実施形態により、色補正フィルム２４０の概略上面図を示している図２Ｃに示されているように、色補正フィルム２４０はパターン付き材料の層２４２を含んでもよい。代替的に、様々な実施形態により、層２４２は、蛍光体フィルム１１４（図示せず）或いはＢＬＵ１０１及び／又はＩＭＧ１０６の任意の他の構造上に直接配置してもよい。
【００４１】
[0051]  一実施形態の例では、フィルム２４０は、透明フィルムに限定されない光透過性材料を含むことができる。様々な実施形態により、層２４２の材料は、インク、塗料、染料、ポリマー材料、有機材料、又はこれらの組み合わせにすることができる。パターン付き材料の層２４２は、例えば、プロッタ、インクジェットプリンタ、又はスクリーン印刷機を使用して基板２４０上にパターン形成することができる。
【００４２】
[0052]  この実施形態の一例では、層２４２は、図１Ｂに関連して上述したように、白色点値の変動を除去するか又は実質的に低減するために、表示画面１２６の全域で分散光の１つ以上の白色点値を補正するように構成することができる。一実施形態により、層２４２は、ＢＬＵ１０１によって発生された光の所望の白色点値を達成するために、その光の混合の際に過剰である可能性のある光を吸収するように構成することができる。例えば、ＢＬＵ１０１によって発生された白色光に過剰な青色光が存在する場合、層２４２は、白色光の所望の混合比と、その結果として白色光の所望の白色点値とを得るために、過剰な青色光を吸収できる密度を有する黄色材料のフィルム２４４ａ及び２４４ｂを含むサブパターン２４４を含むことができる。フィルム２４４ａ及び２４４ｂの位置は、表示装置２００内に層２４２がない時に過剰な青色光でバックライティングされる可能性のある表示画面１２６上の位置に対応することができる。他の例では、ＢＬＵ１０１によって発生された白色光に過剰な赤色光が存在する場合、層２４２は、白色光の所望の混合比と、その結果として白色光の所望の白色点値とを得るために、過剰な赤色光を吸収できる密度を有するシアン材料のフィルム２４６ａ及び２４６ｂを含むサブパターン２４６を含むことができる。フィルム２４６ａ及び２４６ｂの位置は、表示装置２００内に層２４２がない時に過剰な赤色光でバックライティングされる可能性のある表示画面１２６上の位置に対応することができる。
【００４３】
[0053]  層２４２のサブパターン２４４及び２４６は例示目的のみのものであり、サブパターンは特定のパターンに限定すべきではないことに留意されたい。同様に、フィルム２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、及び２４６ｂの正方形の形状は例示目的のみのものであり、層２４２のフィルムは特定の形状に限定すべきではない。
【００４４】
[0054]表示装置における白色点補正の実験例
[0055]  本明細書では、図２Ｂに関連して上記で記載したように色補正フィルムを使用する表示装置における白色点値補正の一例を提供する。この例は、本発明の範囲又は精神を限定するためのものではなく、本発明の動作の例証となるものである。
【００４５】
[0056]  図３Ａ及び図３Ｂは、色補正フィルム（例えば、色補正フィルム２４０）なしに表示装置（例えば、表示装置１００）の表示画面（例えば、表示画面１２６）上の白色点値のｕ’及びｖ’座標をそれぞれマッピングする測定グラフを示している。図３Ａ及び図３Ｂのグラフエリアは表示画面上の同じエリアを表すことができる。図３Ａ及び図３Ｂの四角形の異なる濃淡は、白色点値の異なるｕ’及びｖ’座標をそれぞれ表し、このため、表示画面の全域での白色点値の変動を示すことができる。白色点値は、例えば、分光光度計又はカメラを使用して表示画面上で取られた光学測定値から計算することができる。
【００４６】
[0057]  図４は、図２Ｂ及び図２Ｃに関連して上述したように、色補正フィルム２４０と機能が同様である可能性のある色補正フィルム４４０の上面図を示している。色補正フィルム４４０は、図４において異なる濃淡のグレーで表される異なる色及び密度のインクパターンを含む。インクパターンの配置は、表示画面の全域で所望の白色点値を得るために図３Ａ及び図３Ｂに見られる白色点値の変動が補償されるようになっている。
【００４７】
[0058]  図５Ａ〜図５Ｃは、異なる色のインク密度に対する白色点値の変動を示している。例えば、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、それぞれ、シアン、マゼンタ、及びイエローのインク密度に対する白色点値のｕ’及びｖ’座標の変動を示している。白色点値とインク密度とのこれらの関係を使用して、図３Ａ及び図３Ｂに見られる白色点値の変動を補償するように図４のインクパターンの密度を計算することができる。
【００４８】
[0059]  図６Ａ及び図６Ｂは、図２Ｂの色補正フィルム２４０に関連して記載されているものと同様に、図３Ａ及び図３Ｂの表示装置内に図４の色補正フィルム４４０を配置した後の測定グラフを示している。図６Ａ及び図６Ｂのこれらのグラフは、図３Ａ及び図３Ｂで使用したものと同じ表示画面のエリア上の白色点値のｕ’及びｖ’座標をそれぞれマッピングするものである。異なるｕ’及びｖ’座標に対応する図６Ａ及び図６Ｂの異なる濃淡の四角形の数は、図３Ａ及び図３Ｂに見られるものと比較して低減されており、これは、表示装置内の色補正フィルムの存在により、表示画面の全域での白色点値の変動が低減されていることを示す。
【００４９】
[0060]発光ナノクリスタル蛍光体の諸実施形態の例
[0061]  本明細書では、発光ナノクリスタルを含むナノクリスタルを含む様々な構成物について説明する。それぞれの吸収特性、放出特性、及び屈折率特性を含む、発光ナノクリスタルの様々な特性は、様々な適用例のために適合させ調整することができる。本明細書で使用する「ナノクリスタル」という用語は、実質的に単結晶であるナノ構造体を指す。ナノクリスタルは、約５００ｎｍ未満から約１ｎｍ未満までの寸法を備えた少なくとも１つの領域又は特徴的な寸法を有することができる。「ナノクリスタル」、「ナノドット」、「ドット」、及び「ＱＤ」という用語は、同様の構造を表すものと当業者によって容易に理解され、本明細書では交換可能に使用される。また、本発明は、多結晶又は非晶質のナノクリスタルの使用も包含する。また、本明細書で使用する「ナノクリスタル」という用語は「発光ナノクリスタル」も包含する。本明細書で使用する「発光ナノクリスタル」という用語は、外部エネルギー源によって励起された時に光を放出するナノクリスタルを意味することができる。
【００５０】
[0062]  ナノクリスタルの材料特性は、実質的に均質である場合もあれば、特定の諸実施形態では不均質である場合もある。ナノクリスタルの光学特性は、それぞれの粒径、化学組成、又は表面組成によって決定することができる。約１ｎｍ〜約１５ｎｍの範囲内で発光ナノクリスタルサイズを適合させる能力により、光スペクトル全体における光電子放出到達範囲が非常に多様な演色を提供できるようになる。粒子のカプセル化は、化学薬品及びＵＶ劣化薬品に対する頑健性を提供することができる。
【００５１】
[0063]  本明細書に記載されている諸実施形態で使用するための発光ナノクリスタルを含むナノクリスタルは、当業者に知られている任意の方法を使用して生成することができる。適切な方法及びナノクリスタルの例は、それぞれの開示内容が参照により全体として本明細書に取り入れられる米国特許第７３７４８０７号、２００４年３月１０日に出願された米国特許出願第１０／７９６８３２号、米国特許第６９４９２０６号、及び２００４年６月８日に出願された米国仮特許出願第６０／５７８２３６号に開示されている。
【００５２】
[0064]  本明細書に記載されている諸実施形態で使用するための発光ナノクリスタルは、無機材料及びより適切には無機導体又は半導体材料を含む任意の適切な材料から生成することができる。適切な半導体材料は、米国特許出願第１０／７９６８３２号に開示されているものを含むことができ、II−IV族、III−V族、IV−VI族、及びIV族半導体を含む、任意のタイプの半導体を含むことができる。適切な半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｂ、Ｃ（ダイヤモンドを含む）、Ｐ、ＢＮ、ＢＰ、ＢＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＢｅＳ、ＢｅＳｅ、ＢｅＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｕＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｇｅ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）２（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）３、Ａｌ２ＣＯ、及び２つ以上のこのような半導体の適切な組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。
【００５３】
[0065]  特定の諸実施形態では、ナノクリスタルは、ｐ型ドーパント又はｎ型ドーパントからなるグループからのドーパントを含むことができる。また、本明細書で有用なナノクリスタルはII−VI又はIII−V半導体も含むことができる。II−VI又はIII−V半導体ナノクリスタルの例としては、Ｚｎ、Ｃｄ、及びＨｇなどの周期表のII族の１つの元素とＳ、Ｓｅ、Ｔｅ、及びＰｏなどのVI族の任意の元素との任意の組み合わせ、並びにＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＴｌなどの周期表のIII族の１つの元素とＮ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、及びＢｉなどのV属の任意の元素との任意の組み合わせを含むことができる。
【００５４】
[0066]  また、本明細書に記載されている発光ナノクリスタルを含むナノクリスタルは、それぞれの表面に対して共役、協同、会合、又は付着した配位子を更に含むことができる。適切な配位子は、それぞれの開示内容が参照により全体として本明細書に取り入れられる米国特許第８２８３４１２号、米国特許公報第２００８／０２３７５４０号、米国特許公報第２０１０／０１１０７２８号、米国特許第８５６３１３３号、米国特許第７６４５３９７号、米国特許第７３７４８０７号、米国特許第６９４９２０６号、米国特許第７５７２３９３号、及び米国特許第７２６７８７５号に開示されているものを含み、当業者に知られている任意のグループを含むことができる。このような配位子の使用は、ポリマーを含む、様々な溶剤及びマトリックス内に混和するナノクリスタルの能力を高めることができる。様々な溶剤及びマトリックスにおけるナノクリスタルの混和性（即ち、分離せずに混合される能力）を増すことは、ナノクリスタルが凝集せずに、従って光を散乱させないように、ナノクリスタルをポリマー構成物全体にわたって分散することができる。このような配位子は本明細書では「混和性増強」配位子として説明する。
【００５５】
[0067]  特定の諸実施形態では、マトリックス材に分散又は埋め込まれるナノクリスタルを含む構成物が提供される。適切なマトリックス材は、ポリマー材料、有機及び無機酸化物を含み、当業者に知られている任意の材料にすることができる。本明細書に記載されている構成物は、層、カプセル用材料、コーティング、シート、又はフィルムにすることができる。本明細書に記載されている諸実施形態では、層、ポリマー層、マトリックス、シート、又はフィルムについて言及している場合、これらの用語は交換可能に使用され、そのように記載されている実施形態は任意の１つのタイプの構成物に限定されず、本明細書に記載されているか又は当技術分野で知られている任意のマトリックス材又は層を包含することを理解されたい。
【００５６】
[0068]  ダウンコンバートナノクリスタル（例えば、米国特許第７３７４８０７号に開示されている通り）は、特定の波長の光を吸収し、次に第２の波長で放出するように適合させた発光ナノクリスタルの放出特性を使用し、それによりアクティブソース（例えば、ＬＥＤ）の性能及び効率を高めるものである。
【００５７】
[0069]  当業者に知られている任意の方法を使用してナノクリスタル（発光ナノクリスタル）を作成することができるが、無機ナノ材料蛍光体の被制御成長のための溶相コロイド法を使用してもよい。その開示内容が参照により全体として本明細書に取り入れられるＡｌｉｖｉｓａｔｏｓ，  Ａ．  Ｐ．による「Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｃｌｕｓｔｅｒｓ，  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ，  ａｎｄ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔｓ」、Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２７１：９３３  （１９９６年）；Ｘ．  Ｐｅｎｇ、Ｍ．  Ｓｃｈｌａｍｐ、Ａ．  Ｋａｄａｖａｎｉｃｈ、Ａ．  Ｐ．  Ａｌｉｖｉｓａｔｏｓによる「Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｈｉｇｈｌｙ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ＣｄＳｅ／ＣｄＳ  Ｃｏｒｅ／Ｓｈｅｌｌ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ  ｗｉｔｈ  ｐｈｏｔｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ」、Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  ３０：７０１９−７０２９  （１９９７年）；及びＣ．  Ｂ．  Ｍｕｒｒａｙ、Ｄ．  Ｊ．  Ｎｏｒｒｉｓ、Ｍ．  Ｇ．  Ｂａｗｅｎｄｉによる「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｅａｒｌｙ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ＣｄＥ  （Ｅ＝ｓｕｌｆｕｒ，  ｓｅｌｅｎｉｕｍ，  ｔｅｌｌｕｒｉｕｍ）  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅｓ」、Ｊ  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  １１５：８７０６  （１９９３年）を参照されたい。この製造プロセス技術は、クリーンルーム及び高価な製造機器の必要性なしに低コストの加工性を活用するものである。これらの方法では、高温の熱分解を受ける可能性のある金属前駆物質は、有機界面活性剤分子の高温溶液内に急速に注入される。これらの前駆物質は、高温でばらばらに壊れ、ナノクリスタルを核にするように反応することができる。この初期核生成フェーズ後に、成長中の結晶にモノマーを添加することにより成長フェーズが始まる可能性がある。その結果、それぞれの表面をコーティングする有機界面活性剤分子を有することができる自立型結晶ナノ粒子が溶液中に存在する可能性がある。
【００５８】
[0070]  この手法を使用すると、数秒にわたって行われる初期核生成事象として合成が行われ、続いて高温で数分間、結晶成長が行われる。反応の性質及び進捗状況を変更するために、温度、存在する界面活性剤のタイプ、前駆物質材料、及びモノマーに対する界面活性剤の比率などのパラメータを修正することができる。温度は、核生成事象の構造フェーズ、前駆物質の分解速度、及び成長速度を制御する。有機界面活性剤分子は、溶解度とナノクリスタル形状の制御の両方を左右する可能性がある。モノマーに対する界面活性剤の比率、界面活性剤同士の比率、モノマー同士の比率、及びモノマーの個々の濃度は成長の動力学に強く影響を及ぼす可能性がある。
【００５９】
[0071]  一実施形態により、ＣｄＳｅは、この材料の合成の相対成熟度により、一例では可視光ダウンコンバージョンのためのナノクリスタル材料として使用することができる。また、汎用界面化学の使用により、非カドミウム含有ナノクリスタルを置換することも可能である。
【００６０】
[0072]  半導体ナノクリスタルでは、ナノクリスタルのバンド端状態から光誘導性の発光が発生する。発光ナノクリスタルからのバンド端発光は、表面電子状態から発生する放射及び無放射減衰と競い合う。Ｘ．  Ｐｅｎｇ他によるＪ  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  ３０：７０１９−７０２９  （１９９７年）。その結果として、ダングリングボンドなどの表面欠陥の存在が無放射再結合中心を提供し、放出効率の低下の一因となる。表面トラップ状態を不動態化して除去するための効率的で永続的な方法は、ナノクリスタルの表面上で無機シェル材料をエピタキシャル成長させることである可能性がある。Ｘ．  Ｐｅｎｇ他によるＪ  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  ３０：７０１９−７０２９  （１９９７年）。シェル材料は、電子レベルがコア材料に対してタイプ１になるように選択することができる（例えば、コアに対する電子及び正孔を局所化する潜在的ステップを提供するためにより大きいバンドギャップを備える）。その結果として、無放射再結合の確率を低減することができる。
【００６１】
[0073]  コア・シェル構造は、コアナノクリスタルを含有する反応混合物にシェル材料を含有する有機金属前駆物質を加えることにより得ることができる。この場合、成長が後に続く核生成事象ではなく、コアが核として作用し、シェルはその表面から成長することができる。反応の温度は、シェル材料のナノクリスタルの独立核生成を防止しながら、コア表面へのシェル材料モノマーの添加に有利になるように低温に保持される。反応混合物内の界面活性剤は、シェル材料の被制御成長を誘導し、溶解度を保証するために存在する。２つの材料間に低い格子不整合が存在する時に、均一なエピタキシャル成長シェルを得ることができる。
【００６２】
[0074]  コア・シェル発光ナノクリスタルを準備するための材料の例としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｂ、Ｃ（ダイヤモンドを含む）、Ｐ、Ｃｏ、Ａｕ、ＢＮ、ＢＰ、ＢＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｃ、ＢｅＳ、ＢｃＳｅ、ＢｃＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＰ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｇｅ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）２（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）３、ＡｌＣＯを含むことができるが、これらに限定されず、本発明を実践する際に使用するためのシェル発光ナノクリスタルは、（コア／シェルとして表した）ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＺｎＳ、並びにその他のものを含むが、これらに限定されない。
【００６３】
[0075]  全体を通して使用されるように、複数の蛍光体又は複数の発光ナノクリスタルとは、２つ以上の蛍光体又は発光ナノクリスタル（即ち、２つ、３つ、４つ、５つ、１０個、１００個、１０００個、１００００００個などのナノクリスタル）を意味する。これらの構成物は同じ組成を有する蛍光体又は発光ナノクリスタルを適切に含むことになるが、更なる諸実施形態では、複数の蛍光体又は発光ナノクリスタルが多様な構成物であってもよい。例えば、発光ナノクリスタルがすべて同じ波長で発光する場合もあれば、更なる諸実施形態では、これらの構成物が異なる波長で発光する発光ナノクリスタルを含んでもよい。
【００６４】
[0076]  本明細書に記載されている諸実施形態で使用するための発光ナノクリスタルは、サイズが約１００ｎｍ未満から約２ｎｍ未満までにすることができ、本発明では可視光を吸収することができる。本明細書で使用する可視光は、人間の目に見える、約３８０〜約７８０ナノメートルの波長を備えた電磁放射である。可視光は、赤色、橙色、黄色、緑色、青色、藍色、及び紫色など、スペクトルの様々な色に分離することができる。青色光は約４３５ｎｍ〜約５００ｎｍの光を含むことができ、緑色光は約５２０ｎｍ〜約５６５ｎｍの光を含むことができ、赤色光は波長が約６２５ｎｍ〜約７４０ｎｍの光を含むことができる。
【００６５】
[0077]  様々な実施形態により、発光ナノクリスタルは、紫外、近赤外、及び／又は赤外スペクトル内にある光子を吸収するようなサイズ及び組成を有することができる。紫外スペクトルは約１００ｎｍ〜約４００ｎｍの光を含むことができ、近赤外スペクトルは波長が約７５０ｎｍ〜約１００μｍの光を含むことができ、赤外スペクトルは波長が約７５０ｎｍ〜約３００μｍの光を含むことができる。
【００６６】
[0078]  本明細書に記載されている様々な実施形態では任意の適切な材料の発光ナノクリスタルを使用することができるが、特定の諸実施形態では、ナノクリスタルは、本明細書に記載されている諸実施形態で使用するためのナノクリスタルの集団（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）を形成するためにＺｎＳ、ＩｎＡｓ、ＣｄＳｅ、又はこれらの任意の組み合わせにすることができる。上述のように、更なる諸実施形態では、発光ナノクリスタルは、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、又はＩｎＰ／ＺｎＳなどのコア／シェルナノクリスタルにすることができる。
【００６７】
[0079]  様々な実施形態により、発光ナノクリスタルは、赤色光を放出することができる発光ナノクリスタルの少なくとも１つの集団及び／又は青色／ＵＶ光源によって励起された時に緑色光を放出することができる発光ナノクリスタルの少なくとも１つの集団を含むことができる。発光ナノクリスタルの波長及び濃度は、必要な光学性能を満たすように調整することができる。その他の諸実施形態では、発光ナノクリスタルの蛍光体材料は、望ましくない発光波長を有する光の波長を吸収し、望ましい発光波長を有する二次光源を再発光する発光ナノクリスタルの集団を含むことができる。このように、本明細書に記載されている発光ナノクリスタルフィルムは、ＢＬＵ発光を更に調整し、カラーフィルタリングの必要性を低減又は解消するために、カラーフィルタリング発光ナノクリスタルの少なくとも１つの集団を含むことができる。
【００６８】
[0080]  適切な発光ナノクリスタル、様々な溶解度増強配位子の添加を含む発光ナノクリスタルを準備する方法は、その開示内容が参照により全体として本明細書に取り入れられる米国特許公報第２０１２／０１１３６７２号に記載されている。
【００６９】
[0081]蛍光体の構成物の諸実施形態の例
[0082]  本明細書で使用する「蛍光体」という用語は合成蛍光又は燐光物質を指す。蛍光体の例としては、セリウム（II）ドープＹＡＧ蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ３＋又はＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）並びに本明細書に記載されている発光ナノクリスタルなどの伝統的な材料を含む。本明細書に記載されている表示装置１００などの表示装置で使用可能な追加の蛍光体としては、珪酸塩蛍光体、ガーネット蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、窒化物蛍光体、ＮＹＡＧ蛍光体、ＳｉＡｌＯＮ蛍光体、及びＣａＡｌＳｉＮ３ベースの（ＣＡＳＮ）蛍光体、並びに当技術分野で知られているその他の蛍光体を含むが、これらに限定されない。
【００７０】
[0083]  全体を通して記載されているように、例えば蛍光体フィルム１１４（図２に関連して記載されているもの）で使用するための蛍光体を含む構成物は、例えばフィルム又はシートを含む、多数の形状を有することができる。更なる諸実施形態では、これらの構成物は、蛍光体、適切には発光ナノクリスタルを受け入れるための様々な容器又は入れ物にすることができる。
【００７１】
[0084]  適切なことに、蛍光体及び具体的には発光ナノクリスタルは、量子ドット増強フィルム（ＱＤＥＦ）とも呼ばれる蛍光体フィルム１１４などのフィルム又はシートを作成するために、適切なポリマー材料に分散又は埋め込み、マトリックスのどちらか一方の側で１つ以上のバリア層間に挟むことができる。このようなフィルムは、例えば、それぞれの開示内容が参照により全体として本明細書に取り入れられる米国特許公報第２０１０／０１１０７２８号及び第２０１２／０１１３６７２号に記載されている。
【００７２】
[0085]  蛍光体フィルム１１４の発光ナノクリスタルは、１つ以上の配位子コーティングでコーティングし、１つ以上のフィルム又はシートに埋め込み、及び／又は１つ以上のバリア層でシールすることができる。このような配位子、フィルム、及びバリアは、発光ナノクリスタルに光安定性を提供し、高温、高輝度光、外部ガス、湿気、及びその他の有害な環境条件を含む環境条件から発光ナノクリスタルを保護することができる。ホストフィルム材料における所望の屈折率、ホストフィルム材料における所望の粘性又は発光ナノクリスタル分散／混和性、及びその他の所望の効果を含む、追加の効果は、これらの材料によって達成することができる。諸実施形態では、配位子及びフィルム材料は、熱硬化が発光ナノクリスタル蛍光体材料に実質的に影響しないように十分低い熱膨張係数を有するように選択される。
【００７３】
[0086]  蛍光体フィルム１１４の発光ナノクリスタルは、それぞれの表面に対して共役、協同、会合、又は付着した配位子を含むことができる。一実施形態では、発光ナノクリスタルは、外部の湿気及び酸化から発光ナノクリスタルを保護し、凝集を制御し、マトリックス材における発光ナノクリスタルの分散を可能にするために、配位子を含むコーティング層を含むことができる。配位子及びマトリックス材並びにこのような材料を提供するための方法は本明細書に記載されている。追加の配位子及びフィルム材料並びにこのような材料を提供するための方法は、それぞれの開示内容が参照により全体として本明細書に取り入れられる米国特許公報第２０１２／０１１３６７２号、米国特許第８２８３４１２号、米国特許公報第２００８／０２３７５４０号、米国特許公報第２０１０／０１１０７２８号、米国特許第８５６３１３３号、米国特許第７６４５３９７号、米国特許第７３７４８０７号、米国特許第６９４９２０６号、米国特許第７５７２３９３号、及び米国特許第７２６７８７５号に開示されているものを含み、当業者に知られている任意のグループを含む。更に、配位子及びマトリックス材は、当技術分野で任意の適切な材料を含むことができる。
【００７４】
[0087]  ポリマー材料内に発光ナノクリスタルを分散させることは、ナノクリスタルをシールするための方法を提供し、様々な組成及びサイズの発光ナノクリスタルを混合するためのメカニズムを提供する。全体を通して使用されるように、「分散した」とは、発光ナノクリスタルの均一な（即ち、実質的に均質な）並びに不均一な（即ち、実質的に不均質な）分布又は配置を含む。
【００７５】
[0088]  発光ナノクリスタルを含む構成物（例えば、蛍光体フィルム１１４）で使用するための材料は、ポリマー並びに有機及び無機酸化物を含むことができる。ポリマーとしては、このような目的に使用可能で、当業者に知られている任意のポリマーを含むことができる。一実施形態では、このポリマーは実質的に半透明又は実質的に透明なものにすることができる。マトリックス材としては、エポキシ；アクリレート；ノルボレン；ポリエチレン；ポリビニルブチラール：ポリ酢酸ビニル；ポリウレア；ポリウレタン；アミノシリコーン（ＡＭＳ）、ポリフェニルメチルシロキサン、ポリフェニルアルキルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポリジアルキルシロキサン、シルセスキオキサン、フッ化シリコーン、並びにビニル及び水素化物置換シリコーンを含むがこれらに限定されないシリコーン及びシリコーン誘導体；メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、及びメタクリル酸ラウリルを含むがこれらに限定されないモノマーから形成されたアクリルポリマー及びコポリマー；ポリスチレン、アミノポリスチレン（ＡＰＳ）、及びポリアクリロニトリルエチレンスチレン（ＡＥＳ）などのスチレンベースのポリマー；ジビニルベンゼンなどの二官能性モノマーと架橋されるポリマー；配位子材料を架橋するのに適した架橋剤；エポキシを形成するために配位子アミン（例えば、ＡＰＳ又はＰＥＩ配位子アミン）と結合するエポキシドなどを含むことができるが、これらに限定されない。
【００７６】
[0089]  本明細書に記載されている発光ナノクリスタルは、例えば、ポリマー状に発光ナノクリスタルを混合してフィルムをキャストすること；発光ナノクリスタルをモノマーと混合してそれらをまとめて重合すること；ゾルゲル状に発光ナノクリスタルを混合すること、又は当業者に知られている任意のその他の方法などの任意の適切な方法を使用して、ポリマー（又はその他の適切な材料、例えば、ワックス、オイル）のマトリックスに埋め込むことができる。本明細書で使用する「埋め込まれた」という用語は、発光ナノクリスタルがポリマー内に密閉又は封入されていることを示すために使用される。発光ナノクリスタルは構成物の全体を通して均一に分布することができるが、更なる諸実施形態では、適用例固有の均一性分布関数に応じて分布できることに留意されたい。
本明細書に記載されている発光ナノクリスタルを含む構成物（例えば、蛍光体フィルム１１４）の厚さは、スピンコーティング及びスクリーン印刷などの当技術分野で知られている任意の方法で制御することができる。本明細書に記載されている発光ナノクリスタル構成物（例えば、蛍光体フィルム１１４）は、任意の望ましいサイズ、形状、構成、及び厚さにすることができる。例えば、この構成物（例えば、蛍光体フィルム１１４）は、層の形、並びに例えば円板、球体、立方体又はブロック、管状構成などのその他の形状にすることができる。この構成物（例えば、蛍光体フィルム１１４）は、厚さ（即ち、１つの寸法）が約１００ｍｍ程度から約１ｍｍ未満程度の厚さまでである。その他の諸実施形態では、ポリマーフィルムは数十〜数百ミクロン程度の厚さにすることができる。発光ナノクリスタルは、所望の機能に適した任意の添加率で様々な構成物に埋め込むことができる。例えば、発光ナノクリスタルは、適用例、ポリマー、及び使用するナノクリスタルのタイプ次第で、約０．００１％〜約７５％の体積比で添加することができる。適切な添加率は、当業者によって容易に決定することができ、更に特定の適用例に関して本明細書に記載されている。一実施形態では、発光ナノクリスタル構成物（例えば、蛍光体フィルム１１４）において添加されるナノクリスタルの量は、百万分率（ｐｐｍ）レベルまでの約１０％の体積比程度である。
【００７７】
[0090]  特定の諸実施形態について本明細書で例証し説明してきたが、特許請求の範囲は記載され示されている部分の特定の形式又は配置に限定すべきではないことを理解されたい。本明細書では、例示的な諸実施形態が開示されており、特定の用語が使用されているが、これらの用語は汎用かつ記述的意味のみで使用され、限定目的のために使用されているわけではない。諸実施形態の変更及び変形は上記の教示に照らして可能である。従って、諸実施形態は、具体的に記載されているもの以外のやり方で実践できることを理解されたい。
【図１Ａ】
0006786508.tif 000002
【図１Ｂ】
0006786508.tif 000003
【図２Ａ】
0006786508.tif 000004
【図２Ｂ】
0006786508.tif 000005
【図２Ｃ】
0006786508.tif 000006
【図３Ａ】
0006786508.tif 000007
【図３Ｂ】
0006786508.tif 000008
【図４】
0006786508.tif 000009
【図５Ａ】
0006786508.tif 000010
【図５Ｂ】
0006786508.tif 000011
【図５Ｃ】
0006786508.tif 000012
【図６Ａ】
0006786508.tif 000013
【図６Ｂ】
0006786508.tif 000014