JP2018511830A

JP2018511830A - 色変換フィルム、および光学デバイス

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Publication number: JP2018511830A
Application number: JP2017549308A
Authority: JP
Inventors: クラース，エディ
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2018-04-26
Also published as: KR20170127025A; WO2016146235A1; EP3271781A1; US20180081096A1; CN107533167A

Abstract

本発明は色変換フィルムおよび光学デバイスにおける色変換フィルムの使用に関する。色変換フィルムはナノサイズの第１および第２赤色変換材料を含む赤の副色領域およびナノサイズの第１および第２緑色変換材料を含む緑の副色領域を含む。本発明はさらに色変換フィルム、光切替素子および色フィルターに関する。本発明はまた色変換フィルムを製造する方法、および光学デバイスを製造するための方法に関する。

Description

発明の分野
本発明は色変換フィルムおよび光学デバイスにおける色変換フィルムの使用に関する。本発明はさらに色変換フィルム、光切替素子および色フィルターを含む光学デバイスに関する。本発明はまた色変換フィルムを製造する方法および光学デバイスを製造する方法に関する。

背景技術
色変換フィルムおよび色変換フィルムを含む光学デバイスは液晶デバイスなどの多様な光応用において用いられる。
例えば、ＷＯ２０１０／１０６７０４Ａ１、ＵＳ６８０９７８１Ｂ２、ＵＳ２００７／００５８１０７Ａ１、ＵＳ２００６／０２８４５３２Ａ１、ＵＳ７６８６４９３Ｂ２に記載される。

特許文献
１．ＷＯ２０１０／１０６７０４Ａ１，
２．ＵＳ６８０９７８１Ｂ２，
３．ＵＳ２００７／００５８１０７Ａ１，
４．ＵＳ２００６／０２８４５３２Ａ１，
５．ＵＳ７６８６４９３Ｂ２，
６．ＪＰ２００３−３３００１９Ａ
７．ＪＰ２００６−１０７２８Ａ
８．ＪＰ３０９４９６１Ｂ
９．ＪＰ２００６−３０１６３２Ａ

発明の概要
しかしながら、発明者は、以下に記載されるように、改善が所望される１以上の重大な課題が未だ存在するということを新たに見出した。

１．色変換フィルムは、光学デバイスにおいて用いられる少なくとも赤、緑および青の副色領域を有する色フィルターに適する鮮明な赤および緑の可視光を放つことができる、ということが望まれている。
２．フィルムを作成するために色変換材料消費の総量を減らすことができる色変換フィルムの構造が要求されている。

３．光学デバイスの色フィルターの青、緑および赤の波長範囲においてより強く可視光を放つことによりエネルギーの改善した利用を提供することができる色変換フィルムが望まれている。
４．より高いアウトカップリング（out-coupling）効率を有する色変換フィルムが必要とされる。

発明者は上記課題の１つ以上を解決することを目的とした。驚くべきことに、発明者は赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）を含む新規な色変換フィルム（１００）、ここで赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）は各々独立してまたは共通してバンク（１４０）により囲まれ、ここで赤の副色領域（１１０）はナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）を含み；緑の副色領域（１２０）はナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）を含み；ならびに青の副色領域（１１０）は任意の青色変換材料を含有せず、ここで第２の赤色変換材料（１１２）は励起されるとき第１の赤色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放ち；ならびに第２の緑色変換材料（１２２）は励起されるとき第１の緑色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放つ、が、同時に１〜３の課題を解決するということを見出した。

もう１つの態様において、本発明は、光学デバイスにおける色変換フィルム（１００）の使用に関する。

もう１つの態様において、本発明はさらに、赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）を含む色変換フィルム（１００）を包含する光学デバイス（１６０）；光切替素子（１７０）；および色フィルター（１８０）；ここで、赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）は各々独立してまたは共通してバンク（１４０）により囲まれ、ここで赤の副色領域（１１０）はナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）を含み；緑の副色領域（１２０）はナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）を含み；ならびに青の副色領域（１１０）は任意の青色変換材料を含有せず、ここで第２の赤色変換材料（１１２）は励起されるとき第１の赤色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放ち；ならびに第２の緑色変換材料（１２２）は励起されるとき第１の緑色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放つ、に関する。

もう１つの態様において、本発明はさらに、色変換フィルム（１００）を製造する方法に関し、ここで該方法は以下の連続したステップを含む：
（ａ）ナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）を含む赤インク、および溶媒；ならびにナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）を含む緑インク、および溶媒を製造すること；
（ｂ）赤の副色領域（１１０）、および緑の副色領域（１２０）の上にステップ（ａ）で生じたインクを提供すること；ならびに
（ｃ）色変換フィルム（１００）を提供するために被覆されるインクにおいて溶媒を蒸発させること。

もう１つの態様において、本発明は光学デバイスを製造する方法に関し、ここで該方法は以下のステップ（ｘ）を含む：
（ｘ）光学デバイス（１６０）に色変換フィルム（１００）を提供すること。

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。

図の説明
図1は、本発明の色変換フィルム（１００）の概略図の断面図を示す。図２は、本発明の色変換フィルムを有する光学デバイスの1つの態様の概略図の断面図を示す。図３は、本発明の色変換フィルムを有する光学デバイスのもう１つの態様の概略図の断面図を示す。図４は、本発明の光学デバイスのもう1つの態様の概略図を示す。

図１における参照記号のリスト
１００．色変換フィルム
１０１．不動態化層（任意）
１１０．赤の副色領域
１１１．第１赤色変換材料
１１２．第２赤色変換材料
１２０．緑の副色領域
１２１．第１緑色変換材料
１２２．第２緑色変換材料
１３０．青の副色領域
１４０．バンク
１５０．反射層（任意）

図２における参照記号のリスト
２００．色変換フィルム
２０１．不動態化層（任意）
２１０．赤の副色領域
２１１．第１赤色変換材料
２１２．第２赤色変換材料
２２０．緑の副色領域
２２１．第１緑色変換材料
２２２．第２緑色変換材料
２３０．青の副色領域
２４０．バンク
２５０．反射層（任意）
２６０．光学デバイス
２７０．光切替素子（液晶素子）
２７１．偏光子（任意）
２７２．透明基板（任意）
２７３．上部透明電極
２７４．液晶層
２７５．画素電極を有する透明な基板
２８０．色フィルター
２９０．青光源（任意）

図３における参照記号のリスト
３００．色変換フィルム
３１１．第１赤色変換材料
３１２．第２赤色変換材料
３２１．第１緑色変換材料
３２２．第２緑色変換材料
３４０．バンク
３６０．光学デバイス
３７０．光切替素子（液晶素子）
３７１．透明基板
３７２．ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
３７３．ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）シャッター
３８０．色フィルター
３９０．青光源（任意）
３９１．青色ＬＥＤ
３９２．導光板

図４における参照記号のリスト
４００．光学デバイス
４０１．アライメントマーカー
４０２．バックプレーンガラス
４０３．偏光子
４０４．色フィルター
４０５．青光源
４０６．色変換フィルム

発明の詳細な説明
一般的な態様において、赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）を含む色変換フィルム（１００）、ここで赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）は各々独立してまたは共通してバンク（１４０）により囲まれ、ここで赤の副色領域（１１０）はナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）を含み；緑の副色領域（１２０）はナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）を含み；ならびに青の副色領域（１１０）は任意の青色変換材料を含有せず、ここで第２の赤色変換材料（１１２）は励起されるとき第１の赤色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放ち；ならびに第２の緑色変換材料（１２２）は励起されるとき第１の緑色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放つ。

本発明によると、用語「ナノサイズ」は、１ｎｍ〜９００ｎｍの間の大きさを意味する。
したがって、本発明によると、ナノサイズの色変換材料は、色変換材料の全径の大きさが１ｎｍ〜９００ｎｍの範囲である色変換材料を意味する。さらに材料が細長い形を有する場合において、色変換材料の全体的な構造の長さはまた、１ｎｍ〜９００ｎｍの範囲である。

本発明の目的のために、用語「青」は、３８０ｎｍ〜４９９ｎｍの間の光波長を意味する。
好ましくは、それは４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの間である。より好ましくは、それは４２５ｎｍ〜４６６ｎｍの間である。

本発明により、用語「緑」は、５００ｎｍ〜５９４ｎｍの間の光波長を意味する。
好ましくは、それは５１０ｎｍ〜５８０ｎｍの間である。より好ましくは、それは５１５ｎｍ〜５５０ｎｍの間である。

本発明の目的のために、用語「赤」は、５９５ｎｍ〜７００ｎｍの間の光波長を意味する。
本発明の好ましい態様において、それは６００ｎｍ〜６８０ｎｍの間である。より好ましくは、それは６１０ｎｍ〜６４０ｎｍである。

本発明により、用語「より長い」は少なくとも５ｎｍ以上の違いを意味する。

理論に縛られることを望まずに、「ナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）を含む赤の副色領域（１１０）、ここで、第２赤色変換材料（１１２）は、励起されるとき、第１赤色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放つ」は、可視赤い光をより強く放つことによるエネルギーの改善した利用をもたらすことができ、および光学デバイスの色フィルターの赤い理由（red reason）に適する鮮明な赤い可視光を放射することができる。

また理論に縛られることを望まずに、「ナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）を含む緑の副色領域（１２０）、ここで、第２の緑色変換材料（１２２）は励起されるとき、第１の緑色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放つ」は、可視緑光をより強く放つことによりエネルギーの改善した利用をもたらすことができ、および光学デバイスの色フィルターの緑理由（green reason）に適する鮮明な緑の可視光を放射することができる。

本発明のいくつかの態様において、ナノサイズの第１および第２赤色変換材料からの光放射のピーク波長は、６１０ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲であり；ナノサイズの第１および第２緑色変換材料からの光放射のピーク波長は、５１５ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲である。

本発明により、好ましくは、第２ナノサイズの色変換材料のピーク光波長は、ナノサイズの第１赤色変換材料のピーク光波長よりも５ｎｍ以上長く、ナノサイズの第１および第２赤色変換材料からの光放射のピーク波長は両方６１０ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲である。より好ましくは、第２のナノサイズの色変換材料のピーク光波長はナノサイズの第１赤色変換材料のピーク光波長よりも約１０ｎｍ長い。

本発明の好ましい態様において、ナノサイズの第２緑色変換材料のピーク光波長は、ナノサイズの第１緑色変換材料のピーク光波長よりも５ｎｍ以上長く、ナノサイズの第１および第２の緑色変換材料からの光放射のピーク波長は５１５ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲である。より好ましくは、ナノサイズの第２緑色変換材料のピーク光波長はナノサイズの第１緑色変換材料のピーク光波長よりも約１０ｎｍ長い。

本発明により、ナノサイズの色変換材料からの光放射のピーク波長は、ＣＳ−１０００Ａ（コニカミノルタ株式会社）などの輝度計を用いて測定することができる。

本発明により、５０ｎｍ未満の半値全幅（以後「ＦＷＨＭ」という）を有するナノサイズの色変換材料が好ましくは用いられることができる。

本発明のある態様において、ナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）、ナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）、ナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）は、各々独立して無機蛍光半導体量子ロッド、無機蛍光半導体量子ドット、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。

無機蛍光半導体量子ドット（以後「量子ドット」という）として、一般に利用可能な量子ドット、例えば、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈからのＣｄＳｅＳ／ＺｎＳ合金化量子ドット製品番号７５３７９３、７５３７７７、７５３７８５、７５３８０７、７５３７５０、７５３７４２、７５３７６９、７５３８６６、ＩｎＰ／ＺｎＳ量子ドット製品番号７７６７６９、７７６７５０、７７６７９３、７７６７７７、７７６７８５、ＰｂＳコア型量子ドット製品番号７４７０１７、７４７０２５、７４７０７６、７４７０８４、またはＣｄＳｅ／ＺｎＳ合金化量子ドット製品番号７５４２２６、７４８０２１、６９４５９２、６９４６５７、６９４６４９、６９４６３０、６９４６２２が好ましくは所望のように用いられることができる。

本発明の好ましい態様において、ナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）、ナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）、ナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）からなる群以外の少なくとも１つのナノサイズの色変換材料は、無機蛍光半導体量子ロッド（以後「量子ロッド」という）から選択されることができる。

理論に縛られることを望まずに、細長い形状を有する光変換材料の双極子モーメントからの光発光は、量子ドット、有機蛍光材料、および／または有機蓄光材料、蛍光体材料からの球状光放射のアウトカップリング効率よりも高いアウトカップリング効率をもたらすことができる。言い換えると、量子ロッドなどの細長い形状を有するナノサイズの光変換材料の長軸は、平均してより高い確率で基板の表面に平行に並ぶことができ、それらの双極子モーメントはまた、平均してより高い確率で基板の表面に平行に並ぶことができる。

したがって、より好ましくは、ナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）、ナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）、ナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）、およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）は、デバイスの鋭い鮮明な色を有するより良いアウトカップリング効果を実現するために量子ロッドであり得る。

本発明のある態様において、量子ロッド材料は、ＩＩ−ＶＩ、ＩＩＩ−Ｖ、またはＩＶ−ＶＩ半導体およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択されることができる。

より好ましくは、量子ロッド材料は、Ｃｄｓ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、Ｃｕ_２Ｓ、Ｃｕ_２Ｓｅ、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ_２、Ｃｕ_２（ＺｎＳｎ）Ｓ_４、Ｃｕ_２（ＩｎＧａ）Ｓ_４、ＴｉＯ_２合金およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択されることができる。

例えば、赤放射使用のための、ＣｄＳｅロッド、ＣｄＳロッドにおけるＣｄＳｅドット、ＣｄＳロッドにおけるＺｎＳｅドット、ＣｄＳｅ／ＺｎＳロッド、ＩｎＰロッド、ＣｄＳｅ／ＣｄＳロッド、ＺｎＳｅ／ＣｄＳロッドまたはそれらの任意の組み合わせ。緑放射使用のためのＣｄＳｅロッド、ＣｄＳｅ／ＺｎＳロッド、またはそれらの任意の組み合わせなど。

量子ロッド材料の例は、例えば、国際特許出願公開番号ＷＯ２０１０／０９５１４０Ａに記載されている。

本発明の好ましい態様において、量子ロッド材料の全構造の長さは８ｎｍ〜５００ｎｍである。より好ましくは、１０ｎｍ〜１６０ｎｍである。該量子ロッド材料の全径は、１ｎｍ〜２０ｎｍである。より特に、それは１ｎｍ〜１０ｎｍである。

本発明のより好ましい態様において、量子ロッドは付加的に表面リガンドを含むことができる。
量子ロッド材料の表面は、１種以上の表面リガンドでオーバーコートされることができる。

理論に縛られることを望まずに、かかる表面リガンドが溶媒においてより容易に量子ロッド材料を分散させるに至ってもよい。

共通の使用における表面リガンドは、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）、およびトリブチルホスフィン（ＴＢＰ）などのホスフィンおよびホスフィンオキシド；ドデシルホスホン酸（ＤＤＰＡ）、トリデシルホスホン酸（ＴＤＰＡ）、オクタデシルホスホン酸（ＯＤＰＡ）、およびヘキシルホスホン酸（ＨＰＡ）などのホスホン酸；ドデシルアミン（ＤＤＡ）、テトラデシルアミン（ＴＤＡ）、ヘキサデシルアミン（ＨＤＡ）、およびオクタデシルアミン（ＯＤＡ）などのアミン、ヘキサデカンチオールおよびヘキサンチオールなどのチオール；メルカプトプロピオン酸およびメルカプトウンデカン酸などのメルカプトカルボン酸；およびそれらの任意の組み合わせを包含する。

表面リガンドの例は、例えば、国際特許出願公開番号ＷＯ２０１２／０５９９３１Ａに記載される。
本発明のある態様において、任意に、色変換フィルム（１００）は、透明な基板を含むことができる。

一般に、透明な基板は柔軟、半硬質または硬質であり得る。光学デバイスに適した公に知られた透明な基板は所望のように用いられることができる。
好ましくは、透明な基板として、透明なポリマー基板、ガラス基板、透明なポリマーフィルム上に積まれた薄いガラス基板、透明な金属酸化物（例えば、酸化物シリコーン、酸化物アルミニウム、酸化物チタン）を用いることができる。

透明なポリマー基板は、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセタートコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリラート、ポリビニルクロリド、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、テトラフルオロエチレン−エルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレンエチレンコポリマー、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロポリマーコポリマー、またはそれらの任意の組み合わせから作ることができる。

用語「透明」は、光起電デバイスにおいて用いられる厚さでおよび光電池の稼働中に用いられる波長でまたは波長の範囲で少なくとも約６０％の入射光透過率を意味する。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。

本発明の好ましい態様において、色変換フィルム（１００）の赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）は、さらにマトリックス材料を含むことができる。

本発明によるマトリックス材料として、光学フィルムに適する公知の透明なマトリックス材料の任意の型が所望のように用いられることができ、なぜなら色変換フィルム（１００）の副色領域の製作において良好な加工性を有するマトリックス材料の方がよく、長期耐久性を有するためである。

本発明の好ましい態様において、光硬化性ポリマー、および／または光感受性ポリマーが用いられることができる。例えばＬＣＤ色フィルターにおいて用いられるアクリレート樹脂、任意の光硬化性ポリシロキサン、光硬化性ポリマーとして広く用いられるポリけい皮酸ビニルまたはそれらの任意の組み合わせ。

本発明によると、一般に、バンク（１４０）は光学フィルムに用いられる公知の材料を用いて周知の技術で製作されることができる。

また理論に縛られることを望まずに、囲まれたバンクは色変換フィルム（１００）の副色領域の境界を決定してもよく、従来の色変換フィルムと比較して色変換フィルム（１００）を製作するための材料消費量を減らすことができる。

本発明のある態様において、バンク（１４０）は図１に記載されるようなテーパー形状を有する。
本発明のある態様において、任意に、分極化する光放射デバイス（１００）は、さらにブラックマトリックス（以後「ＢＭ」という）を含む。

好ましい態様において、バンクは図１に記載されるようにブラックマトリックス（以後「ＢＭ」という）から作られることができる。
ＢＭのための材料は、特に限定されない。周知の材料、特に色フィルターのための周知のＢＭ材料は好ましくは所望されるように用いられ得る。ＷＯ２００８／１２３０９７Ａ、ＷＯ２０１３／０３１７５３Ａに記載されているように、ポリマー組成物を分散させた黒色染料など。

ＢＭの製作方法は特に限定されず、周知技術がこの方法において用いられることができる。ダイレクトスクリーン印刷、フォトリソグラフィー、マスクを用いた蒸着など。
本発明のある態様において、バンク（１４０）はバンクの表面に直接配置された反射層（１５０）を有する。

本発明の好ましい態様において、バンク（１４）はテーパー形状を有し、バンクは、バンクの表面上に直接配置された反射層（１５０）を有する。
本発明のある態様において、色変換フィルム（１００）は1以上のアライメントマーカーを含む。

本発明のある態様において、任意に、色変換フィルム（１００）はさらに透明な不動態化フィルムを含む。理論に縛られることを望まずに、かかる透明な不動態化フィルムは色変換材料および／または色変換フィルム（１００）のための保護の強化をもたらすことができる。
好ましくは、透明な不動態化層は完全にまたは部分的に色変換フィルム（１００）を覆い、または色変換フィルム（１００）は、２つの透明な不動態化フィルムの間に置かれることができる。

より好ましくは、透明な不動態化層はカプセル化するように色変換フィルム（１００）を十分に覆い、または、それは色変換フィルム（１００）を挟むことができ、色変換フィルム（１００）は、２つの透明な不動態化フィルムにより挟まれることができる。
一般に、透明な不動態化フィルムは柔軟であり、半硬質でありまたは硬質であり得る。

透明な不動態化フィルムのための透明な材料は特に限定されない。好ましい態様において、透明な不動態化フィルムは、透明な基板において上記のように透明なポリマー層、透明な金属酸化物層（例えば、酸化物シリコーン、酸化物アルミニウム、酸化物チタン）からなる群から選択される。

一般に、透明な不動態化フィルムを製造する方法は所望のように変えることができ、周知技術から選択される。
好ましい態様において、透明な不動態化フィルムはガス相ベースのコーティング方法（スパッタリング、化学蒸着、蒸着、フラッシュ蒸発など）、または液体ベースのコーティング方法により製造されることができる。

本発明のある態様において、任意に、色変換フィルム（１００）はさらにフィルムの少なくとも片側上に導光板を含む。好ましくは、導光板は色変換フィルム（１００）の表面上に配置され各副色画素からの単一の光放射を実現する。
本発明のもう１つの態様において、本発明は光学デバイスにおける色変換フィルム（１００）の使用に関する。

本発明の好ましい態様において、色変換フィルム（１００）は液晶ディスプレイ、ＭＥＭＳディスプレイ、エレクトロウェッティングディスプレイ、および電気泳動ディスプレイからなる群から選択される光学デバイスにおいて用いられることができる。
より好ましくは、光学デバイスは液晶ディスプレイであり得る。ねじれネマチック液晶ディスプレイ、バーティカルアライメントモードの液晶ディスプレイ、ＩＰＳモードの液晶ディスプレイ、ゲストホストモードの液晶ディスプレイ、およびノーマリーブラックＴＮモードの液晶ディスプレイなど。

光学デバイスの例は、例えば、ＷＯ２０１０／０９５１４０Ａ２およびＷＯ２０１２／０５９９３１Ａ１に記載されている。
もう１つの態様において、本発明はさらに、赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）を包含する色変換フィルム（１００）；光切替素子（１７０）；色フィルター（１８０）；ここで、赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）は各々独立してまたは共通してバンク（１４０）により囲まれ、ここで赤の副色領域（１１０）はナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）を含み；緑の副色領域（１２０）はナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）を含み；青の副色領域（１１０）は任意の青色変換材料を含有せず、ここで第２の赤色変換材料（１１２）は励起されるとき第１の赤色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放ち；ならびに第２の緑色変換材料（１２２）は励起されるとき第１の緑色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放つ、を含む光学デバイス（１６０）に関する。

本発明のある態様において、電子光学デバイス（１６０）はさらに青光源（１９０）を含む。
光学デバイスにおける青光源の型は特に限定されない。例えば、青色ＬＥＤ、ＣＣＦＬ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、またはそれらの任意の組み合わせを用いることができる。
より好ましくは、光源は青色ＬＥＤなど、４２５ｎｍ〜４６６ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を放つ。

また理論に縛られることを望まずに、４２５ｎｍ〜４６６ｎｍの範囲にピーク波長を有する青色ＬＥＤは、光学デバイス（１６０）に用いられる色フィルターの青の波長範囲において可視の鮮明な青い光をより強く放つことによりエネルギーの改善された利用をもたらすことができる。
さらに好ましくは、光源は４４０ｎｍ〜４６６ｎｍの範囲にピーク波長を有する光を放つ。したがって、本発明のある態様において、青光源（１９０）からの光放射のピーク波長は、４２５ｎｍ〜４６６ｎｍの範囲である。

本発明の好ましい態様において、付加的に、青光源（１９０）は青光源（１９０）からの光均一性を増加させるように導光板を含むことができる。
本発明により、色フィルター（１８０）として、ＬＣＤカラーフィルターなどの光学デバイスの赤、緑および青の副色領域を有する公知の色フィルターの任意の型がこの方法に用いられることができる。

本発明の好ましい態様において、色フィルターの赤の副色領域は、少なくとも６１０〜６４０ｎｍでの光波長に対して透明であり、色フィルターの緑の副色領域は、少なくとも５１５〜５５０ｎｍでの光波長に対して透明である。
本発明の好ましい態様において、光切替素子（１７０）は、液晶素子、微小電気機械システム（以後、「ＭＥＭＳ」という）、エレクトロウェッティング素子、および電気泳動素子からなる群から選択されることができる。

したがって、本発明のある態様において、光切替素子（１７０）は、液晶素子、微小電気機械システム、エレクトロウェッティング素子、および電気泳動素子からなる群から選択される。

電子光学切替素子（１７０）が液晶素子である場合において、公知の液晶素子の任意の型が好ましくはこの方法において用いられることができる。

例えば、ＬＣＤのために一般に用いられる、ねじれネマチックモード、バーティカルアライメントモード、ＩＰＳモード、ノーマリーブラックＴＮモード、ゲストホストモードの液晶素子が好ましい。
本発明の好ましい態様において、電子光学切替素子（１７０）は１以上のアライメントマーカーを含むことができる。アライメントマーカーは、色変換フィルムを並べるために用いられることができる。

本発明のある態様において、任意に、青光源（１９０）は切替え可能である。
本発明により、用語「切替え可能」は、光が選択的にスイッチを入れたり切ったりできることを意味する。
本発明の好ましい態様において、切替え可能な光源は複数の青色ＬＥＤであり得る。

本発明のある態様において、任意に、光切替素子（１７０）はさらに青光源（１９０）と色変換フィルム（１００）の間に配置される選択的光反射層を含む。

本発明により、用語「光反射」は、分極化する光放射デバイスの稼働中に用いられる波長でまたは波長の範囲で入光の少なくとも約６０％を反射することを意味する。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。

選択的光反射層のための材料は特に限定されない。選択的光反射層のための周知の材料は好ましくは所望のように用いられることができる。
本発明により、選択的光反射層は単層または多層であることができる。

好ましい態様において、選択的光反射層はＡｌ層、Ａｌ＋ＭｇＦ_２積層、Ａｌ＋ＳｉＯ積層、Ａｌ＋誘電多層、Ａｕ層、誘電多層、Ｃｒ＋Ａｕ積層からなる群から選択される；より好ましくはＡｌ層、Ａｌ＋ＭｇＦ_２積層、Ａｌ＋ＳｉＯ積層、コレステリック液晶層、積み重なったコレステリック液晶層である、選択的光反射層を有する。

コレステリック液晶層の例は、例えば、国際特許出願公開番号ＷＯ２０１３／１５６１１２Ａ、ＷＯ２０１１／１０７２１５Ａに記載されている。
一般に、選択的光反射層を製造する方法は所望のように変えることができ、周知技術から選択される。

ある態様において、コレステリック液晶層とするための選択的光反射層は、ガス相ベースのコーティング工程（スパッタリング、化学蒸着、蒸着、フラッシュ蒸発など）、または液体ベースのコーティング工程により製造されることができる。
コレステリック液晶層の場合、例えばＷＯ２０１３／１５６１１２Ａ、またはＷＯ２０１１／１０７２１５Ａに記載される方法により製造することができる。

ある態様において、本発明は色変換フィルム（１００）を製造する方法に関し、該方法は以下の連続的なステップを含む：
（ａ）ナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）、および溶媒を含む赤インク；ならびにナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）、および溶媒を含む緑インク、を製造すること；
（ｂ）赤の副色領域（１１０）、および緑の副色領域（１２０）上にステップ（ａ）から得られたインクを提供すること；ならびに
（ｃ）色変換フィルム（１００）を提供するために被覆されたインクにおいて溶媒を蒸発させること。

本発明の好ましい態様において、赤インクはさらにマトリックス材料を含み、緑インクはさらにマトリックス材料を含む。
マトリックス材料の型は特に限定されない。フォト重合性ポリマーなどの多くの種類のマトリックス材料は好ましくは所望のように用いられ得る。

本発明により、インクジェット印刷方法は、正確には色変換フィルム（１００）の赤および緑の副色領域上にインクを提供するのがより好ましい。
理論に縛られることを望まずに、インクジェット方法はインクジェット工程中に正確にインクの量を制御できるので、インクジェット印刷方法は色変換材料のより少ない消費をもたらし得ると考えられる。

もう１つの態様において、本発明はまた光学デバイス（１６０）を製造する方法に関し、ここで該方法は以下のステップ（ｘ）を含む：
（ｘ）光学デバイス（１６０）に色変換フィルム（１００）を提供すること。
本発明のある態様において、該方法はさらにステップ（ｙ）を含む：
（ｙ）アライメントマーカーを有する色変換フィルム（１００）の位置を調整すること。

実際のアライメント方法は特に限定されない。公知のアライメント技術を好ましくは用いることができる。
本発明は以下の例を参照してより詳細に記載されるが、これらは単なる例示であり本発明の範囲を限定するものではない。

例
例１：この例において、本発明の色変換フィルム（１００）の一態様が開示される。
ナノサイズの第１および第２赤色変換材料として、例えば、ピーク波長６２０ｎｍを有する光を放つことができる量子ドット（ＦＷＨＭ４０ｎｍ未満、製品番号７９０１９２、ＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ）および量子ドット（ＦＷＨＭ４０ｎｍ未満、６３０ｎｍピーク波長、製品番号７９０２０６、ＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ）を用いることができる。
またナノサイズの第１および第２緑色変換材料として、例えば、ピーク波長５２０ｎｍを有する光を放つことができる量子ドット（ＦＷＨＭ４０ｎｍ未満、製品番号７４８０２１、ＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ）および量子ドット（ＦＷＨＭ４０ｎｍ未満、５４０ｎｍピーク波長、製品番号７４８０５６、ＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ）を用いることができる。

例２：図２は本発明の１つの例を示す。この例において、液晶素子を青光源および色変換層と共に用いる。
例３：図３は本発明のもう１つの例を示す。この例において、ＭＥＭＳシャッターが好ましくは用いられる。

例４：図４は本発明の光学デバイスの１つの例を示す。この例において、色変換フィルムおよび色フィルターはそれぞれ独立して２つのアライメントマーカーを含む。これらのアライメントマーカーは色変換フィルムを光学デバイスに、特に光学デバイスの色フィルターに正確に並べるために用いることができる。

本明細書に開示されている各特徴は他に述べない限り、同じ、同等の、または同様の目的を達成する代替の特徴によって置き換えられてもよい。したがって、他に述べない限り、開示された各特徴は、しかし一般的な一連の等価または同様の特徴の一例である。

用語の定義
本発明により、用語「透明」は、分極化する光放射デバイスにおいて用いられる厚さで、かつ分極化する光放射デバイスの稼働中に用いられる波長でまたは波長の範囲で少なくとも約６０％の入射光透過率を意味する。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、吸収光または他の電磁放射を有する物質による光放射の物理的工程として定義される。それは発光の形態である。ほとんどの場合において、放射された光はより長い波長を有し、したがって吸収された放射線よりも低いエネルギーを有する。

用語「半導体」は、室温で（銅などの）伝導体の電気伝導性と（ガラスなどの）絶縁体の電気伝導性の間の程度の電気伝導性を有する材料を意味する。

用語「無機」は、炭素原子または一酸化炭素、二酸化炭素、カーボナート、シアン化物、シアナート、カーバイト、およびチオシアナートなどの他の原子とイオン的に結合した炭素原子を含有する任意の化合物を含有しない任意の材料を意味する。
用語「放射」は原子および分子における電子遷移による電磁波の放射を意味する。

Claims

赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）を含む色変換フィルム（１００）であって、赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）が各々独立してまたは共通してバンク（１４０）により囲まれ、ここで赤の副色領域（１１０）は、ナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）を含み；緑の副色領域（１２０）は、ナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）を含み；ならびに青の副色領域（１１０）は、任意の青色変換材料を含有しない、ここで第２の赤色変換材料（１１２）は、励起されるとき第１の赤色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放ち；ならびに第２の緑色変換材料（１２２）は、励起されるとき第１の緑色変換材料から光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放つ、前記色変換フィルム。
請求項１に記載の色変換フィルム（１００）であって、ナノサイズの第１および第２の赤色変換材料からの光放射のピーク波長が、６１０ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲であり；ナノサイズの第１および第２の緑色変換材料からの光放射のピーク波長が５１５ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲である、前記色変換フィルム。
請求項１または２に記載の色変換フィルム（１００）であって、ナノサイズの第１の赤色変換材料（１１１）、ナノサイズの第２の赤色変換材料（１１２）、ナノサイズの第１の緑色変換材料（１２１）、およびナノサイズの第２の緑色変換材料（１２２）が、各々独立して、無機蛍光半導体量子ロッド、無機蛍光半導体量子ドット、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、前記色変換フィルム。
バンク（１４０）がテーパー形状を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の色変換フィルム（１００）。
バンク（１４０）がバンクの表面に直接的に反射層（１５０）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の色変換フィルム（１００）。
色変換フィルム（１００）が、１以上のアライメントマーカーを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の色変換フィルム（１００）。
光学デバイスにおける色変換フィルム（１００）の使用。
赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）を包含する、色変換フィルム（１００）；光切替素子（１７０）；および色フィルター（１８０）；ここで、赤の副色領域（１１０）、緑の副色領域（１２０）、および青の副色領域（１３０）は各々独立してまたは共通してバンク（１４０）により囲まれ、ここで赤の副色領域（１１０）はナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）を含み；緑の副色領域（１２０）は、ナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）を含み；ならびに青の副色領域（１１０）は任意の青色変換材料を含有しない、ここで第２の赤色変換材料（１１２）は、励起されるとき第１の赤色変換材料からの光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放ち；ならびに第２の緑色変換材料（１２２）は、励起されるとき第１の赤色変換材料から光のピーク波長よりも長いピーク波長を有する光を放つ、を含む、光学デバイス（１６０）。
電子光学デバイス（１６０）がさらに青光源（１９０）を含む、請求項８に記載の光学デバイス（１６０）。
青光源（１９０）からの光放射のピーク波長が４２５ｎｍ〜４６６ｎｍの範囲である、請求項８または９に記載の光学デバイス（１６０）。
青光源（１９０）、色変換フィルム（１００）、光切替素子（１７０）、および色フィルター（１８０）がこの順番で配置される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の光学デバイス（１６０）。
光切替素子（１７０）が、液晶素子、微小電気機械システム、エレクトロウェッティング素子、および電気泳動素子からなる群から選択される、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の光学デバイス（１６０）。
色変換フィルム（１００）を製造する方法であって、以下の連続的なステップ：
（ａ）ナノサイズの第１赤色変換材料（１１１）およびナノサイズの第２赤色変換材料（１１２）、および溶媒を含む赤インク；ならびにナノサイズの第１緑色変換材料（１２１）およびナノサイズの第２緑色変換材料（１２２）および溶媒を含む緑インク、を製造すること；
（ｂ）赤の副色領域（１１０）、および緑の副色領域（１２０）上にステップ（ａ）から得られたインクを提供すること；ならびに
（ｃ）色変換フィルム（１００）を提供するために被覆されたインクにおいて溶媒を蒸発させること、
を含む、前記方法。
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の光学デバイス（１６０）を製造する方法であって、以下のステップ（ｘ）：
（ｘ）色変換フィルム（１００）を光学デバイス（１６０）に提供すること、
を含む、前記方法。