(57)【要約】  光学構造物は、複数の量子ドットを含む量子ドットフィルム要素と、第１の光学リサイクリング要素と、量子ドットフィルム要素を第１の光学リサイクリング要素から分離する第１の低屈折率要素とを含む。第１の低屈折率要素は、１．３以下の屈折率を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学構造物であって、
複数の量子ドットを含む量子ドットフィルム要素と、
第１の光学リサイクリング要素と、
前記量子ドットフィルム要素を前記第１の光学リサイクリング要素から分離する第１の低屈折率要素であって、１．３以下の屈折率を有する、第１の低屈折率要素とを含む、光学構造物。
【請求項２】
前記第１の光学リサイクリング要素上に配置されたＬＣＤパネルを更に含む、請求項１に記載の光学構造物。
【請求項３】
前記量子ドットフィルム要素上に配置された光学拡散器要素を更に含む、請求項１又は２に記載の光学構造物。
【請求項４】
前記量子ドットフィルム要素上に配置された第２の光学リサイクリング要素を更に含む、請求項１又は２に記載の光学構造物。
【請求項５】
前記量子ドットフィルム要素を光学要素から分離する第２の低屈折率要素であって、１．２５以下の屈折率を有する、第２の低屈折率要素を更に含む、請求項１又は２に記載の光学構造物。
【請求項６】
前記光学要素が第２の光学リサイクリング要素である、請求項５に記載の光学構造物。
【請求項７】
前記光学要素が導光板要素である、請求項５に記載の光学構造物。
【請求項８】
前記第１の光学リサイクリング要素が反射性偏光子を含む、請求項１〜７に記載の光学構造物。
【請求項９】
前記第１の光学リサイクリング要素が微細構造化ブライトネス増強フィルムを含む、請求項１〜８に記載の光学構造物。
【請求項１０】
前記第２の光学リサイクリング要素が反射性偏光子を含む、請求項６に記載の光学構造物。
【請求項１１】
前記第１の低屈折率要素が１．２以下の屈折率を有する、請求項１〜１０に記載の光学構造物。
【請求項１２】
前記第２の低屈折率要素が１．２以下の屈折率を有する、請求項５に記載の光学構造物。
【請求項１３】
前記光学構造物が単一の複合物品である、請求項１〜１２に記載の光学構造物。
【請求項１４】
光学構造物であって、
複数の量子ドットを含む量子ドットフィルム要素と、
光反射要素と、
前記量子ドットフィルム要素を前記光反射要素から分離する第１の低屈折率要素であって、１．２５以下の屈折率を有する第１の低屈折率要素とを含む、光学構造物。
【請求項１５】
前記光反射要素が拡散光反射体である、請求項１４に記載の光学構造物。
【請求項１６】
前記光反射要素が鏡面光反射体である、請求項１４に記載の光学構造物。
【請求項１７】
前記低屈折率要素が１．２以下の屈折率を有する、請求項１４〜１６に記載の光学構造物。
【請求項１８】
前記光学構造物が単一の複合物品である、請求項１４〜１７に記載の光学構造物。
【請求項１９】
光学構造物であって、
複数の量子ドットを含む量子ドットフィルム要素と、
ディスプレイパネルと、
前記量子ドットフィルム要素を前記ディスプレイパネルから分離する第１の低屈折率要素であって、１．２５以下の屈折率を有する、第１の低屈折率要素とを含む、光学構造物。
【請求項２０】
前記ディスプレイパネルが液晶ディスプレイパネルである、請求項１９に記載の光学構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、集積量子ドット光学構造物、特に低屈折率要素を含む集積量子ドット光学構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）は、別個のバックライトユニットと、画素用の赤色、緑色及び青色フィルターとを使用して、色画像をスクリーン上に表示する非発光型ディスプレイである。赤色、緑色及び青色フィルターは、それぞれ、狭い波長域内の光を透過させ、他の全ての可視波長を吸収して、有意な光学的損失をもたらす。赤色、緑色及び青色フィルターは、それぞれ、特定の波長の光のみを透過させて、有意な光学的損失をもたらす。それ故、十分な輝度を有する画像を生成するために高輝度バックライトユニットが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、集積量子ドット光学構造物、特に低屈折率要素を含む集積量子ドット光学構造物に関する。本開示はまた、ＬＣＤディスプレイの色域を増大させる量子ドット光学構造物に関する。
【０００４】
多数の実施形態において、光学構造物は、複数の量子ドットを含む量子ドットフィルム要素と、第１の光学リサイクリング要素と、量子ドットフィルム要素を第１の光学リサイクリング要素から分離する第１の低屈折率要素とを含む。第１の低屈折率要素は、１．３以下の屈折率を有する。
【０００５】
更なる実施形態において、光学構造物は、複数の量子ドットを含む量子ドットフィルム要素と、光反射要素と、量子ドットフィルム要素を光反射要素から分離する第１の低屈折率要素とを含む。第１の低屈折率要素は、１．２５以下の屈折率を有する。
【０００６】
本開示の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の記述に説明される。本開示の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の様々な実施形態の以下の詳細な説明を、添付の図面と合せて考慮することで、本開示のより完全な理解が可能となるであろう。
【図１】例示的な集積量子ドット構造物の概略断面図である。
【図２】ディスプレイパネル上の例示的な集積量子ドット構造物の概略断面図である。
【図３】導光板要素上の例示的な集積量子ドット構造物の概略断面図である。
【図４】導光板パネル上の別の例示的な集積量子ドット構造物の概略断面図である。
【図５】別の例示的な集積量子ドット構造物の概略断面図である。
【図６】例示的な集積量子ドット構造物の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明では、添付図面を参照するが、図面は、本明細書の一部を形成しており、例として複数の特定の実施形態を示している。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施され得る点は理解されるはずである。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【０００９】
本明細書において使用される全ての科学用語及び技術用語は、特に示されない限りは、当該技術分野において一般的に用いられている意味を有するものである。本明細書において与えられる用語の定義は、本明細書において頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするためのものであって、本開示の範囲を限定しようとするものではない。
【００１０】
別途記載のない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される形状寸法、量、物理的特性を表わす全ての数字は、全ての場合において用語「約」により修飾されていると理解されるべきである。したがって、特に記載のない限り、上記の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、当業者が本明細書に開示される教示を用いて得ようとする所望の特性に応じて異なり得る近似値である。
【００１１】
本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」には、その内容によって明らかに示されない限りは複数の指示対象物を有する実施形態が含まれる。内容によってそうでないことが明らかに示されない限り、本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用される用語「又は」は、「及び／又は」を含めた意味で広く用いられる。
【００１２】
これらに限定されるものではないが、「下側」、「上側」、「下」、「下方」、「上方」、及び「〜の上」等の空間的に関連した語は、本明細書において用いられる場合、ある要素の別の要素に対する空間的関係を述べるうえで説明を容易にする目的で用いられる。このような空間に関連した語には、図に示され、本明細書に述べられる特定の向き以外に、使用中又は作動中の装置の異なる向きが含まれる。例えば、図に示される物体がひっくり返されるか又は裏返されると、最初に他の要素の下又は下方として述べられた部分は、これらの他の要素の上方となるであろう。
【００１３】
本明細書で使用されるとき、ある要素、部材若しくは層が、例えば、別の要素、部材若しくは層と「一致する境界面」を形成する、又は「上にある」、「接続される」、「結合される」、若しくは「接触する」として記載される場合、その要素、部材若しくは層は、例えば、特定の要素、部材若しくは層の直接上にあるか、直接接続されるか、直接結合されるか、直接接触してもよく、又は介在する要素、部材若しくは層が特定の要素、部材若しくは層の上にあるか、接続されるか、結合されるか、若しくは接触してもよい。ある要素、部材又は層が、例えば、別の要素の「直接上にある」、「直接接続される」、「直接結合する」、又は「直接接触する」とされる場合、介在する要素、部材又は層は存在しない。
【００１４】
本明細書で使用するとき、「有する（have）」、「有する（having）」、「含む（include）」、「含む（including）」、「備える（comprise）」、「備える（comprising）」等は、制限のない意味で使用されており、一般に、「含むがそれに限らない」ことを意味する。「からなる」及び「から本質的になる」という用語は、「含む（comprising）」等の用語に包含されることが理解されよう。
【００１５】
用語「屈折率」は、材料の絶対屈折率を指し、自由空間中の電磁放射線の速度とその材料中の電磁放射線の速度との比であると理解される。屈折率は既知の方法を使用して測定でき、一般に、Ａｂｂｅの屈折計（例えば、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐａ．のＦｉｓｈｅｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから市販品として入手可能）を使用して可視光領域内にて測定される。測定された屈折率は、計器に依存してある程度変動し得ることは一般的に認識されている。
【００１６】
用語「光学リサイクリング要素」は、入射光の一部分をリサイクル又は反射し、入射光の一部分を透過させる光学要素を指す。例示的な光学リサイクリング要素には、反射性偏光子、微細構造化フィルム、金属層、多層光学フィルム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００１７】
本開示は、集積量子ドット光学構造物に関し、他の態様の中でも特に低屈折率要素を含む集積量子ドット光学構造物に関する。低屈折率要素と接触する量子ドットフィルム要素の組み合わせは、集積量子ドット光学構造物から、及び／又は集積量子ドット光学構造物を通して発光された光の光学品質を改善する。これらの集積量子ドット光学構造物は、関連したＬＣＤディスプレイの色域を増大させることができる。これらの集積量子ドット光学構造物は、例えば、バックライトにより照射される表示画像の画像品質を改善する、単純な単一の「差し込み式の（drop-in）」解決法を提供することができる。量子ドットフィルム要素は、単一の光学構成要素を介して、又は、低屈折率コーティング若しくは要素を使用して導光板要素若しくは液晶パネルと統合されて、バックライト内に集積され得る。本開示はそのように制限されないが、以下に提供される実施例の考察を通して、本開示の様々な態様の応用が得られるであろう。
【００１８】
バックライト内の殆どの光学構成要素は、ランバーティアン光入力用に設計されている。いくつかは、コリメートされた及び／又は指向性の光によって、より良好に機能する。しかし、いずれも、等方性の光入力によって有効に働くように設計されていない。光学構成要素を下方変換要素に直接積層する場合、空気（低屈折率）境界面が存在せず、入力光は、等方性であるドットの発光分布と同一の角度分布を有する。低屈折率コーティングは、高角度光線の相当の部分を全反射（ＴＩＲ）することにより、入力光分布を、等方性から、よりランバーティアンな分布に変換する空気境界面のように作用する。等方性の入力光がこれらの要素と共に使用された際、ＬＣＤディスプレイのブライトネス及びコントラストが低下し、色アーチファクトが出現し得る。本明細書に記載した構造物を使用することにより、これらの問題が低減又は排除され得る。
【００１９】
集積量子ドット光学構造物は、量子ドットフィルム要素上に配置された低屈折率層を含む。この複合要素は、任意の数のディスプレイ装置内、及び任意の数の構成内で使用することができる。量子ドットフィルム要素上に配置された低屈折率層は、導光板、バックライト又はディスプレイパネル内に集積されてもよい。
【００２０】
多数の実施形態において、光学構造物は、複数の量子ドットを有する量子ドットフィルム要素と、第１の光学リサイクリング要素と、量子ドットフィルム要素を第１の光学リサイクリング要素から分離する第１の低屈折率要素とを含む。第１の低屈折率要素は、１．３以下、又は１．２５以下、又は１．２以下、又は１．１５以下の屈折率を有してよい。
【００２１】
別の実施形態では、光学構造物は、複数の量子ドットを有する量子ドットフィルム要素と、光反射要素と、量子ドットフィルム要素を光反射要素から分離する第１の低屈折率要素とを含む。光反射要素は、鏡面又は拡散反射体であってもよい。第１の低屈折率要素は、１．３以下、又は１．２５以下、又は１．２以下、又は１．１５以下の屈折率を有してよい。
【００２２】
量子ドット要素を本明細書に特に記載するが、任意の有用な下方変換器を使用することができ、量子ドット要素と交換可能である。例えば、量子ドット要素の代わりに、又は量子ドット要素に加えて、集積光学構造物は蛍光染料又は蛍光体等の下方変換器を含んでもよい。
【００２３】
図１は、例示的な集積量子ドット構造物１１の概略断面図である。図２は、ディスプレイパネル６０上の例示的な集積量子ドット構造物１２の概略断面図である。光学構造物１１、１２は、複数の量子ドットを有する量子ドットフィルム要素２０と、第１の光学リサイクリング要素４０と、量子ドットフィルム要素２０を第１の光学リサイクリング要素４０から分離する第１の低屈折率要素３０とを含む。いくつかの実施形態では、拡散器要素５０が量子ドットフィルム要素２０上に配置されている。これらの層２０、３０、４０、５０は、接着剤（図示せず）を用いて互いに積層若しくは接着され、又は互いの上部に被覆されて単一の複合物品を形成してもよい。図２の量子ドット構造物１２は、ディスプレイパネル６０（例えばＬＣＤパネル）上に配置された、組み合わされた低屈折率層３０及び量子ドットフィルム要素２０を示す。
【００２４】
図３は、導光板要素７０上の例示的な集積量子ドット構造物１３の概略断面図である。図４は、導光板パネル７０上の別の例示的な集積量子ドット構造物１４の概略断面図である。光学構造物１３は、複数の量子ドットを有する量子ドットフィルム要素２０と、第１の光学リサイクリング要素４０と、量子ドットフィルム要素２０を導光板要素７０から分離する第１の低屈折率要素３０とを含む。空隙３５は、量子ドットフィルム要素２０を第１の光学リサイクリング要素４０から分離する。これらの層２０、３０、７０は、接着剤（図示せず）を用いて互いに積層若しくは接着され、又は互いの上部に被覆されて単一の複合物品を形成してもよい。本明細書に記載した導光板７０は、例えばバックライト導光板等の任意の有用な導光板であってもよい。
【００２５】
光学構造物１４は、複数の量子ドットを有する量子ドットフィルム要素２０と、第１の光学リサイクリング要素４０と、量子ドットフィルム要素２０を第１の光学リサイクリング要素４０から分離する第１の低屈折率要素３０とを含む。第２の低屈折率要素３０は、量子ドットフィルム要素２０を導光板要素７０から分離する。これらの層２０、３０、４０、７０は、接着剤（図示せず）を用いて互いに積層若しくは接着され、又は互いの上部に被覆されて単一の複合物品を形成してもよい。本明細書に記載した導光板７０は、例えばバックライト導光板等の任意の有用な導光板であってもよい。
【００２６】
図５は、別の例示的な集積量子ドット構造物１５の概略断面図である。光学構造物１５は、複数の量子ドットを有する量子ドットフィルム要素２０と、第１の光学リサイクリング要素４０と、量子ドットフィルム要素２０を第１の光学リサイクリング要素４０から分離する第１の低屈折率要素３０とを含む。第２の低屈折率要素３０は、量子ドットフィルム要素２０を第２の光学リサイクリング要素４０から分離する。これらの層２０、３０、４０は、接着剤（図示せず）を用いて互いに積層若しくは接着され、又は互いの上部に被覆されて単一の複合物品を形成してもよい。
【００２７】
図６は、例示的な集積量子ドット構造物１６の概略断面図である。光学構造物１６は、複数の量子ドットを有する量子ドットフィルム要素２０と、光反射要素８０と、量子ドットフィルム要素２を光反射要素８０から分離する第１の低屈折率要素３０とを含む。光反射要素８０は、鏡面、拡散又は半鏡面反射体であってもよい。これらの層２０、３０、８０は、接着剤（図示せず）を用いて互いに積層若しくは接着され、又は互いの上部に被覆されて単一の複合物品を形成してもよい。
【００２８】
図６の別の実施形態は、ディスプレイパネル上の集積量子ドット構造物であり、ここでディスプレイパネルは光反射要素８０を代替している。それ故、この光学構造物１６は、複数の量子ドットを有する量子ドットフィルム要素２０と、ディスプレイパネル８０（例えばＬＣＤパネル）と、量子ドットフィルム要素２０をディスプレイパネル８０から分離する第１の低屈折率要素３０とを含む。多数の実施形態において、量子ドットフィルム要素２０は、ディスプレイパネル８０の入射光表面上に配置されている。これらの層２０、３０、８０は、接着剤（図示せず）を用いて互いに積層若しくは接着され、又は互いの上部に被覆されて単一の複合物品を形成してもよい。
【００２９】
本明細書に記載した例示的な集積量子ドット構造物は、任意の有用なやり方で光学ディスプレイに組み込まれてもよい。これらの集積量子ドット構造物を形成している要素又は層の説明を、本明細書に更に記載する。
【００３０】
量子ドットフィルム要素は、複数の量子ドット又は量子ドット材料を含む樹脂又はポリマー材料の層又はフィルムを指す。多数の実施形態において、この材料は、２つのバリアフィルムの間に挟まれる。好適なバリアフィルムには、例えばプラスチック、ガラス又は誘電材料が挙げられる。バリアフィルムは、Ｃｏｒｎｉｎｇ（例えばＷｉｌｌｏｗ（商標）Ｇｌａｓｓ）、Ｎｉｐｐｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ、及びＳｃｈｏｔｔ（例えばＵｌｔｒａｔｈｉｎ  Ｇｌａｓｓ）から入手可能なもの等の可撓性ガラスを含むことができる。１つ以上の実施形態において、バリアフィルムは、導光板又はディスプレイパネルの少なくとも一部分を形成してもよい。
【００３１】
量子ドットフィルム要素は、量子ドット材料の１つ以上の集団を含んでもよい。代表的な量子ドット又は量子ドット材料は、青色ＬＥＤからの青色一次光を、量子ドットにより発光される二次光に下方変換した後、緑色光及び赤色光を発光する。赤色、緑色及び青色光のそれぞれの部分は、量子ドットフィルム要素を組み込んでいるディスプレイ装置により発光される白色光のための所望の白色点を達成するように制御され得る。本明細書に記載した集積量子ドット構造物内で使用される代表的な量子ドットには、ＣｄＳｅ又はＺｎＳが挙げられる。本明細書に記載した集積量子ドット構造物内で使用される好適な量子ドットには、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ又はＣｄＴｅ／ＺｎＳを含むコア／シェル発光ナノ結晶が挙げられる。代表的な実施形態では、発光ナノ結晶は外側リガンドコーティングを含み、高分子マトリックス中に分散される。量子ドット及び量子ドット材料は、Ｎａｎｏｓｙｓ  Ｉｎｃ．，Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，ＣＡ）から市販されている。多数の実施形態において、量子ドットフィルム要素の屈折率は、１．４〜１．６、又は１．４５〜１．５５の範囲内である。
【００３２】
低屈折率要素は、可視波長に亘って例えば１．１〜１．３、又は１．１５〜１．２５の範囲内、又は１．３以下、又は１．２５以下、又は１．２０以下、又は１．１５以下の屈折率を有する高分子材料の層又はフィルムを指す。それ故、低屈折率要素は空隙に類似し得るが、そのような層は、尚、光を一連の超臨界角で効果的に伝搬させる。多数の実施形態において、低屈折率要素は、本明細書に記載した殆どどの光学フィルム又は層上にも被覆されて、空隙に類似することができ、次いで任意の従来の光学接着剤を適用して、被覆フィルムをシステム内の他の構成要素に連結することができる。好適な低屈折率要素材料は、例えば以下のＰＣＴ出願公開：「Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｌｏｗ  Ｉｎｄｅｘ  Ａｒｔｉｃｌｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」国際公開第２０１１／０５０２２８号、「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ」国際公開第２０１０／１２０８６４号、「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」国際公開第２０１０／１２０９７１号、「Ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ」国際公開第２０１０／１２１０１９号、「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ」国際公開第２０１０／１２０８７１号、「Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」国際公開第２０１０／１２０８４５号、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｄｅｆｅｃｔｓ」国際公開第２０１０／１２０４２２号、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ａ  Ｎａｎｏｖｏｉｄｅｄ  Ａｒｔｉｃｌｅ」国際公開第２０１０／１２０４６８号、及び「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」と題された米国特許第２０１０／０５１７６０号に記載されている。ナノ多孔質ヒュームドシリカ複合材料を使用して、超低屈折率材料も作製することができる。多くの場合において、低屈折率要素材料は多孔質であり得、いくつかの場合においては、隣接する層、例えば、接着剤層からの液体材料が、層の孔の中に完全に移行しないように、材料の層の外側表面を封止するように技術が使用され得る。このような技術は、上記の出願の１つ以上に開示されている。
【００３３】
例示的な光学リサイクリング要素には、反射性偏光子、微細構造化フィルム、金属層、多層光学フィルム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。微細構造化フィルムには、ブライトネス増強フィルムが挙げられる。多層光学フィルムは、光の一偏光を選択的に反射してもよく（例えば、下記に記載する反射性偏光子）、又は偏光に関連して非選択的であってもよい。
【００３４】
多数の例において、光学リサイクリング要素は、入射光の少なくとも５０％、又は少なくとも４０％又は入射光、又は入射光の少なくとも３０％を反射又はリサイクルする。いくつかの実施形態では、光学リサイクリング要素は、金属層を含む。
【００３５】
反射性偏光子は、任意の有用な反射性偏光子要素であり得る。反射性偏光子は単一の偏光状態の光を透過させ、残りの光を反射する。例示的な反射性偏光子には、複屈折反射性偏光子、ファイバー偏光子及びコリメート多層反射体が挙げられる。複屈折反射性偏光子は、第１の材料の第１の層が第２の材料の第２の層の上に配置されている（例えば、共押出により）多層光学フィルムを含む。第１の材料及び第２の材料の一方又は両方が複屈折性のものであってよい。層の総数は、数十、数百、数千、又はそれ以上であり得る。いくつかの代表的な実施形態では、隣接する第１の層及び第２の層を光学的繰り返し単位と呼ぶ場合がある。本開示の代表的な実施形態に使用される好適な反射性偏光子は、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号、同第６，４９８，６８３号、同第５，８０８，７９４号に記載されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。
【００３６】
任意の好適なタイプの反射性偏光子、例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射性偏光子、連続／分散相偏光子のような拡散反射性偏光フィルム（ＤＲＰＦ）、ワイヤグリッド反射性偏光子、又はコレステリック反射性偏光子が、反射性偏光子に使用されてもよい。
【００３７】
ＭＯＦ及び連続／分散相反射性偏光子の双方は、直交に偏光した状態の光を透過させながら、選択的に１つの偏光状態の光を反射するために、少なくとも２つの材料、通常、高分子材料間の屈折率の差に依存する。ＭＯＦ反射性偏光子のいくつかの例は、同一出願人に所有された米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されている。ＭＯＦ反射性偏光子の市販の例には、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な拡散面を含む３Ｍ  ＤＢＥＦ−Ｄ２−４００及びＤＢＥＦ−Ｄ４−４００多層反射性偏光子が挙げられる。
【００３８】
１つ以上の実施形態において、コリメート多層光学フィルム（ＣＭＯＦ）を反射性偏光子として使用することができる。これらのＣＭＯＦは、２０１１年１０月２０出願の米国特許仮出願第６１／５４９，５８８号に記載されている。
【００３９】
本開示と関連した有用なＤＲＰＦの例には、例えば、同一出願人に所有された米国特許第５，８２５，５４３号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ  ｅｔ  ａｌ．）に記載された連続／分散相反射性偏光子と、例えば、同一出願人に所有された米国特許第５，８６７，３１６号（Ｃａｒｌｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）に記載された拡散反射性多層偏光子が挙げられる。他の好適なタイプのＤＲＰＦが、米国特許第５，７５１，３８８号（Ｌａｒｓｏｎ）に記載されている。
【００４０】
本開示と関連した有用なワイヤグリッド偏光子のいくつかの例には、例えば、米国特許第６，１２２，１０３号（Ｐｅｒｋｉｎｓ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されたものが挙げられる。ワイヤグリッド偏光子は、とりわけＭｏｘｔｅｋ  Ｉｎｃ．，Ｏｒｅｍ，Ｕｔａｈから市販されている。本開示と関連した有用なコレステリック偏光子のいくつかの例には、例えば、米国特許第５，７９３，４５６号（Ｂｒｏｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）と米国特許公開第２００２／０１５９０１９号（Ｐｏｋｏｒｎｙ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されたものが挙げられる。コレステリック偏光子は、コレステリック偏光子を透過した光が直線偏光に変換されるように、出力側に１／４波長リタデーション層と共に提供されることが多い。
【００４１】
複屈折反射性偏光板では、第１の層の屈折率（ｎ１ｘ、ｎ１ｙ、ｎ１ｚ）及び第２の層の屈折率（ｎ２ｘ、ｎ２ｙ、ｎ２ｚ）は面内の軸（Ｙ軸）に沿って実質的に一致しており、面内の別の軸（Ｘ軸）に沿っては実質的に一致していない。一致している方向（Ｙ）は、偏光板の透過（通過）軸又は状態を形成するためにその方向に沿って偏光された光は選択的に透過され、一致していない方向（Ｘ）は偏光板の反射（遮断）軸を形成するためにその方向に沿って偏光された光は選択的に反射される。一般的に、反射方向に沿った屈折率のずれが大きく、透過方向において屈折率がよく一致しているほど、偏光板の性能は高くなる。
【００４２】
多層光学フィルムは、典型的には、異なる屈折率特性を有する個別のミクロ層を含み、その結果一部の光が隣接ミクロ層間の境界面で反射される。ミクロ層は、複数の境界面で反射された光が、建設的又は破壊的干渉を受けて多層光学フィルムに所望の反射又は透過特性を提供できるほど薄い。紫外、可視、又は近赤外の波長で光を反射するように設計される多層光学フィルムに対しては、各ミクロ層は、一般的に約１μｍ未満の光学的厚さ（物理的な厚さ×屈折率）を有する。しかしながら、多層光学フィルムの外側表面の表皮層、又は多層光学フィルム間に配置され干渉性なミクロ層群を分離する保護境界層（ＰＢＬ）等のもっと厚い層を含むこともできる。そのような多層光学フィルム本体は、積層体内の２つ以上の多層光学フィルムを接合するために１つ以上の厚い接着層を含むこともできる。
【００４３】
場合によっては、発光ディスプレイ装置を広観察角で良好に機能させるために、複屈折反射性偏光子は全ての入射角で高いブロック状態コントラストを維持し、かつ全ての入射角で高い通過透過率を維持する。共同出願の米国特許第５，８８２，７７４号に示されているように、第１の層と第２の層の交互の屈折率が、Ｚ軸に沿って偏光した光、及びＹ軸に沿って偏光した光に整合する場合に、通過状態透過率が増加する。またＺ軸屈折率の整合により、ブロック状態透過率は高入射角で劣化することがない。１つの特定の有用な複屈折反射性偏光子は、商品名「３Ｍ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｆｉｌｍ」又は「ＡＰＦ」で既知の複屈折高分子多層偏光フィルムである。米国特許第６，４８６，９９７号は、ＰＢＳとしてのそのようなフィルムの使用について述べている。
【００４４】
場合によっては、発光ディスプレイ装置を広観察角で良好に機能させるために、反射性偏光子は、入射角の増加に従って概ね増加する反射率と、入射角の増加に従って概ね減少する透過率とを有する。このような反射率及び透過率は、任意の入射面における非偏光可視光に対するものであってもよく、あるいは、使用可能な偏光状態の斜光がｐ偏光される平面に入射する、又は使用可能な偏光状態の斜光がｓ偏光される直交面に入射する、使用可能な偏光状態の光に対するものであってもよい。一部のディスプレイでは、ディスプレイ業界にとってより重要である観察角で、より多く発光できるようにするために、この現象が望ましい場合がある。この効果はコリメーションと呼ばれる。これらのタイプのフィルムの例は、米国特許出願第２０１０／０１６５６６０号及び代理人整理番号６８８１９ＵＳ００２に記載されている。
【００４５】
ブライトネス増強フィルムは、一般に、照明装置の軸上の輝度（本明細書で「ブライトネス」と呼ばれる）を増強する。ブライトネス増強フィルムは、光透過性の微細構造化フィルムであることができる。微細構造化トポグラフィーは、フィルム表面上の複数のプリズムであってよく、その結果、このフィルムの使用により、反射及び屈折を通じて光の向きを変えることができる。プリズムの高さは、約１〜約７５マイクロメートルの範囲内であり得る。ラップトップコンピュータ、時計等に見出されるような光学構造物又はディスプレイに使用されるとき、この微細構造化光学フィルムは、ディスプレイから発散する光を光学ディスプレイを通る垂直軸から所望の角度で配置された一組の平面内に制限することによって、光学構造物又は光学ディスプレイのブライトネスを増大させることができる。結果として、許容範囲の外側に退出するはずだった光は、反射してディスプレイ内へ戻り、この光の一部は「リサイクル」され、ディスプレイから発散することのできる角度で微細構造化フィルムに戻ることになる。このリサイクルは、ディスプレイに所望のブライトネスのレベルを提供するために必要とされる電力消費量を低減することができることから、有用である。
【００４６】
ブライトネス増強フィルムは、対称的な先端及び溝からなる規則的な繰り返しパターンを有する微細構造支持物品を含む。溝パターンの他の例は、先端及び溝が対称的ではなく、先端と溝とのサイズ、配向、又は、先端と溝との間の距離が均一ではないパターンを含む。ブライトネス増強フィルムの例は、参照により本明細書に組み込まれるＬｕ  ｅｔ  ａｌ．、米国特許第５，１７５，０３０号、及びＬｕ、米国特許第５，１８３，５９７号に記載されている。
【００４７】
本明細書に記載した拡散器は、ビーズ状利得拡散器（beaded gain diffuser）、微細構造化利得拡散器、バルク拡散器（粒子充填、分相、又は微小空洞化）等の拡散器シート材料、又は拡散器プレートであってもよい。拡散器は、光の十分な拡散を提供して、集積量子ドット光学構造物を通した均一の光透過を達成することができる。拡散器は、該拡散器上の可視光入射の少なくとも（as least）５０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも９０％を透過させる一方、ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＵＳＡ製のＨａｚｅ−Ｇａｒｄ製品により測定して、低い透明度を有する。
【００４８】
開示した集積量子ドット光学構造物の利点のいくつかについて、以下の実施例で更に説明する。この実施例で列挙される特定の材料、量及び寸法、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に制限するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００４９】
比較例（Ｃ１）−低屈折率層なし。以下のように、光学フィルムスタックを液晶ディスプレイパネル上に組み立てた。液晶ディスプレイパネルは、Ｓａｍｓｕｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｓｅｏｕｌ，Ｋｏｒｅａ）製のＬＴＭ２００ＫＴ０７モニターから得たねじれネマティックパネルであった。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ  ＭＮ）製のＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｆｉｌｍ（ＡＰＦ）を、３Ｍの高透明性接着剤（Optically Clear Adhesive）８１７１を使用してＬＣＤパネルに積層した。次いで、赤色及び緑色発光量子ドットを含む、Ｎａｎｏｓｙｓ  Ｉｎｃ．（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ  ＣＡ）製のＱｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ（ＱＤＥＦ）を、同一の高透明性接着剤によりＡＰＦに取り付けた。光学スタックをＰｈｉｌｉｐｓ  Ｌｕｍｉｌｅｄｓ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，ＣＡ）製の８０  Ｌｕｘｅｏｎ  Ｒｅｂｅｌ  ＬＸＭＬ  ＰＲＯ１  ０４２５  ｂｉｎ  Ｆ５Ｄ紺青色ＬＥＤにより照射した。これらのＬＥＤｓは、上記に特定したＳａｍｓｕｎｇモニター内で習慣的に使用されている標準的なＬＥＤを代替した。ＬＥＤｓを、インク印刷した標準的な固体導光板の縁上に配置し、導光板をＱＤＥＦの下方に配置した。次いで、組立体の白色点の輝度及び色座標を、Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ  ＧｍｂＨ（Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＣｏｎｏｓｔａｇｅ  ３コノスコープを使用して測定した。輝度は１３７ニト（１３７カンデラ／平方メートル）であり、白色点の座標はｃｘ＝０．１８１及びｃｙ＝０．１３７であった。
【００５０】
実施例１−低屈折率層あり。ＡＰＦとＱＤＥＦとの間に追加のフィルムを挿入したことを除いて、光学フィルムスタックを比較例（Ｃ１）と同様に組み立てた。追加のフィルムは、国際公開第２０１０／１２８６４号に記載されているように屈折率１．２０の低屈折率材料で被覆された、厚さ２ｍｉｌｓのＰＥＴフィルムであった。（この低屈折率層のヘイズは１．３６％であり、透明度は９９．８％であり、透過率は９４％であった）。コーティングの厚さは、８マイクロメートルであった。このフィルムを、上述したものと同一の高透明性接着剤により、ＡＰＦの下方、かつＱＤＥＦの上方に接着した。光学スタックを以前と同様に照射した。白色点の輝度及び色座標を、比較例と同様に測定した。この構成の輝度は、３４０ニト（３４０カンデラ／平方メートル）であった。白色点は、座標ｃｘ＝０．２０４及びｃｙ＝０．２００を有した。
【００５１】
２つの実施例の性能を表１に報告する。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
表１の測定は、Ａｕｔｒｏｎｉｃ  Ｍｅｌｃｈｅｒｓ  ＣｏｎｏＳｃｏｐｅ（Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用して行った。
【００５４】
表１は、ＱＤＥＦをＵＬＩ層と統合することにより生じる性能の改善を示す。ＵＬＩ層を有することによる改善は、輝度における１４８％の改善と、より好ましいＤ６５の白色点に向かった、ＣＩＥ  １９３１色座標における０．０６７の変化であった。
【００５５】
かくして、集積量子ドット光学構造物の実施形態が開示される。当業者であれば分かるように、本明細書で記載した組成物は、開示されたもの以外の実施形態を用いて実施することができる。開示された実施形態は、例証するために提示されるもので、制限するためのものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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