特表 2023-520928 量子ドットフィルム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-22

(54)【発明の名称】量子ドットフィルム

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/20 20060101AFI20230515BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20230515BHJP

   G02F 1/157 20060101ALI20230515BHJP

   G02F 1/167 20190101ALI20230515BHJP

【ＦＩ】

G02B5/20

G02F1/13357

G02F1/157

G02F1/167

G02B5/20 101

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022561479

(86)(22)【出願日】2020-04-08

(85)【翻訳文提出日】2022-10-07

(86)【国際出願番号】 US2020027184

(87)【国際公開番号】W WO2021206703

(87)【国際公開日】2021-10-14

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516101190

【氏名又は名称】イー インク カリフォルニア， エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】スタインハーゲン， チェット

【テーマコード（参考）】

2H148

2H391

2K101

【Ｆターム（参考）】

2H148AA05

2H148AA07

2H148AA09

2H148AA18

2H148AA24

2H148AA25

2H148BD21

2H148BD25

2H148BG01

2H148BG02

2H148BG06

2H148BH01

2H391AA12

2H391AB04

2H391AB34

2H391AC10

2H391AC53

2H391EA02

2K101AA04

2K101AA22

2K101BA01

2K101DA01

2K101EA02

2K101EA11

2K101EA51

2K101EA56

2K101EG52

(57)【要約】

量子ドットフィルムは、複数の密閉されたマイクロセルを含む。マイクロセルは、ポリマー材料の層内に形成され、密閉材料で密閉され得る。マイクロセルは、溶媒および複数の量子ドットの分散体も含み得る。量子ドットフィルムの作製方法は、複数のオープンマイクロセルを有するポリマー材料の層を提供することと、溶媒および複数の量子ドットの分散体を複数のオープンマイクロセルに充填することと、マイクロセルを密閉することとを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の密閉されたマイクロセルを備える量子ドットフィルムであって、前記マイクロセルは、ポリマー材料の層内に形成され、密閉材料で密閉されており、前記マイクロセルは、溶媒および複数の量子ドットを含む分散体を含む、量子ドットフィルム。

【請求項2】

前記ポリマー材料は、熱可塑性材料および熱硬化性材料からなるグループから選択される、請求項１に記載の量子ドットフィルム。

【請求項3】

前記密閉材料は、単官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能アクリレート、多官能メタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ゼラチン、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとのコポリマーおよびその誘導体、ポリ（ビニルピロリドン）およびそのコポリマー、多糖類およびその誘導体、メラミン－ホルムアルデヒド、ポリ（アクリル酸）およびその塩形態およびコポリマー、ポリ（メタクリル酸）およびその塩形態およびコポリマー、ポリ（マレイン酸）およびその塩形態およびコポリマー、ポリ（メタクリル酸２－ジメチルアミノエチル）、ポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）、ポリ（２－ビニルピリジン）、ポリ（アリルアミン）、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリメタクリルアミド、ポリ（スチレンスルホン酸ナトリウム）、第４級アンモニウム基で官能基化されたカチオンポリマー、ポリウレタン水分散体、ならびにラテックス水分散体からなるグループから選択される、請求項１に記載の量子ドットフィルム。

【請求項4】

前記密閉材料は、光透過性を有する、請求項３に記載の量子ドットフィルム。

【請求項5】

前記溶媒は、液体を含む、請求項１に記載の量子ドットフィルム。

【請求項6】

前記分散体は、０．０１～１０％ｗｔの量子ドットを含む、請求項１に記載の量子ドットフィルム。

【請求項7】

前記量子ドットは、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ、およびＣｄＴｅ／ＺｎＳからなるグループから選択されるナノ結晶を含む、請求項１に記載の量子ドットフィルム。

【請求項8】

請求項１に記載の量子ドットフィルムを備える電気光学ディスプレイ。

【請求項9】

発光層およびカラーフィルタ層をさらに備え、前記量子ドットフィルムは、前記発光層と前記カラーフィルタ層との間に配置される、請求項８に記載の電気光学ディスプレイ。

【請求項10】

液晶、誘電泳動分散体、およびエレクトロクロミック材料からなるグループから選択されるシャッター媒体の層をさらに備える、請求項９に記載の電気光学ディスプレイ。

【請求項11】

量子ドットフィルムを作製する方法であって、
複数のオープンマイクロセルを有するポリマー材料の層を提供することと、
溶媒および複数の量子ドットを含む分散体を前記複数のオープンマイクロセルに充填することと、
前記マイクロセルを密閉することと
を含む方法。

【請求項12】

前記提供するステップは、前記複数のオープンマイクロセルを前記ポリマー材料の層内にエンボス加工することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記分散体は、硬化性化合物をさらに含み、前記密閉するステップは、密閉層を形成し、前記密閉されたマイクロセル内に前記溶媒および前記複数の量子ドットを含むように前記硬化性化合物を硬化させることを含む、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年１０月６日に出願された米国仮出願第６２／５６８，９０９号に関し、その優先権を主張する。前述の出願の開示全体は、参照によって本明細書に援用される。

【0002】

（発明の分野）
本発明は、量子ドットフィルムに関する。より特定すると、一局面では、本発明は、量子ドットフィルムを含むディスプレイシステムに関する。別の局面では、本発明は、量子ドットフィルムの作製方法に関する。

【背景技術】

【0003】

（背景）
量子ドットは、電流または光の印加時に特定の周波数の光を発するナノ材料でできた粒子である。量子ドットによって発せられる光の周波数は、ドットのサイズ、形状、材料の種類を変化させることによって変動させられ得る。向上した色正確性に関する潜在力のため、量子ドットの１つの応用は、電気光学ディスプレイ、特にＬＥＤディスプレイである。

【0004】

本明細書では、材料またはディスプレイに適用される「電気光学」という用語は、少なくとも１つの光学特性において異なる第１および第２の表示状態を有する材料を指すようにイメージング技術におけるその従来の意味で使用され、材料は、材料への電界の印加によってその第１の表示状態からその第２の表示状態に変化させられる。光学特性は、典型的には人間の目にとって知覚可能な色であるが、光透過率、反射率、ルミネセンス、または、機械読み取りのために意図されたディスプレイの場合、可視範囲外の電磁波長の反射率の変化の意味での疑似色などの別の光学特性であり得る。

【0005】

量子ドットは、一般的に、バックライトユニットとＲｅｄ－Ｇｒｅｅｎ－Ｂｌｕｅ（ＲＧＢ）カラーフィルタとの間に積層されたフィルムの形態で提供されることによってＬＥＤディスプレイに組み込まれる。バックライトユニットは、青色ＬＥＤを備え、発せられた青色光の一部は、量子ドットフィルムを通過した後に赤色および緑色光に変換される。したがって、量子ドットフィルムを出てカラーフィルタに入る光は、赤色、緑色、または青色光の実質的に増加させられた部分を含む。結果として、カラーフィルタによって吸収される光量は、減少させられる。

【0006】

量子ドットフィルムは、エポキシなどのポリマーに量子ドットをブレンドし、ポリマー－量子ドットブレンドの層の両側にバリア層を適用することによって製造される。硬化したポリマーおよびバリア層は、酸素および水から量子ドットを密閉し、これは、時間の経過とともに材料を劣化させ得る。しかしながら、均質性、分散性、および性能損失（量子収率および信頼性）などの、量子ドットとポリマーとの混合に固有の困難が頻繁に存在する。そのため、向上した量子ドットフィルムに関する必要性が存在する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

（概要）
本発明の第１の実施形態によると、量子ドットフィルムは、複数の密閉されたマイクロセルを含み得る。マイクロセルは、ポリマー材料の層内に形成され、密閉材料で密閉され得る。マイクロセルは、溶媒および複数の量子ドットを含む分散体も含み得る。

【0008】

本発明の第２の実施形態によると、量子ドットフィルムの作製方法は、複数のオープンマイクロセルを有するポリマー材料の層を提供することと、溶媒および複数の量子ドットを含む分散体を複数のオープンマイクロセルに充填することと、マイクロセルを密閉することとを含み得る。

【0009】

本発明のこれらのおよび他の局面は、以下の説明に照らして明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

（図面の簡単な説明）
図面は、限定ではなく例のみによって、本発明の概念による１つまたはそれより多くの実装形態を描写する。図において、同様の参照数字は、同一または類似の要素を指す。

【0011】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態による量子ドットフィルムの側面断面図である。

【0012】

【図2】図２は、本発明の実施形態による量子ドットフィルムを組み込んだディスプレイを示す側面断面図である。

【0013】

図１および図２は、本発明の様々な実施形態の理解の容易性のために縮尺通りに描かれていない概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（詳細な説明）
以下の詳細な説明では、関連する教示の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が、例によって記述されている。しかしながら、本教示がそのような詳細を伴わずに実施され得ることは、当業者に明らかであるべきである。

【0015】

一般に、本発明の様々な実施形態は、ポリマー／量子ドットブレンドを排除することによって、向上した量子ドットフィルムを提供する。本発明の様々な実施形態によるフィルムは、量子ドットフィルムを複数の封止されたマイクロセル内に封入する。量子ドットの分散体は、様々な方法を使用して光学フィルム内に封止され得る。例えば、ディスプレイシステムに組み込まれる材料は、マサチューセッツ工科大学（ＭＩＴ）、Ｅ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅ Ｉｎｋ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＬＬＣ、および関連企業に譲渡された、または、関連企業の名前における多数の特許および出願に記載されている。様々な技術が、封止された媒体およびマイクロセル電気泳動媒体および他の電気光学媒体を使用する。これらの特許および出願に記載された技術は、以下を含み、それらの全体が、参照によって本明細書に援用される。
（ａ）電気泳動粒子、流体および流体添加剤。例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号を参照。
（ｂ）カプセル、バインダー、封止プロセス。例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号を参照。
（ｃ）マイクロセル構造、壁材、およびマイクロセルを形成する方法。例えば、米国特許第６，６７２，９２１号、第６，７５１，００７号、第６，７５３，０６７号、第６，７８１，７４５号、第６，７８８，４５２号、第６，７９５，２２９号、第６，８０６，９９５号、第６，８２９，０７８号、第６，８３３，１７７号、第６，８５０，３５５号、第６，８６５，０１２号、第６，８７０，６６２号、第６，８８５，４９５号、第６，９０６，７７９号、第６，９３０，８１８号、第６，９３３，０９８号、第６，９４７，２０２号、第６，９８７，６０５号、第７，０４６，２２８号、第７，０７２，０９５号、第７，０７９，３０３号、第７，１４１，２７９号、第７，１５６，９４５号、第７，２０５，３５５号、第７，２３３，４２９号、第７，２６１，９２０号、第７，２７１，９４７号、第７，３０４，７８０号、第７，３０７，７７８号、第７，３２７，３４６号、第７，３４７，９５７号、第７，４７０，３８６号、第７，５０４，０５０号、第７，５８０，１８０号、第７，７１５，０８７号、第７，７６７，１２６号、第７，８８０，９５８号、第８，００２，９４８号、第８，１５４，７９０号、第８，１６９，６９０号、第８，４４１，４３２号、第８，５８２，１９７号、第８，８９１，１５６号、第９，２７９，９０６号、第９，２９１，８７２号、および第９，３８８，３０７号、ならびに米国特許出願公開第２００３／０１７５４８０号、第２００３／０１７５４８１号、第２００３／０１７９４３７号、第２００３／０２０３１０１号、第２０１３／０３２１７４４号、第２０１４／００５０８１４号、第２０１５／００８５３４５号、第２０１６／００５９４４２号、第２０１６／０００４１３６号、および第２０１６／００５９６１７号に記載されている。
（ｄ）マイクロセルを充填および密閉する方法。例えば、米国特許第６，５４５，７９７号、第６，７５１，００８号、第６，７８８，４４９号、第６，８３１，７７０号、第６，８３３，９４３号、第６，８５９，３０２号、第６，８６７，８９８号、第６，９１４，７１４号、第６，９７２，８９３号、第７，００５，４６８号、第７，０４６，２２８号、第７，０５２，５７１号、第７，１４４，９４２号、第７，１６６，１８２号、第７，３７４，６３４号、第７，３８５，７５１号、第７，４０８，６９６号、第７，５２２，３３２号、第７，５５７，９８１号、第７，５６０，００４号、第７，５６４，６１４号、第７，５７２，４９１号、第７，６１６，３７４号、第７，６８４，１０８号、第７，７１５，０８７号、第７，７１５，０８８号、第８，１７９，５８９号、第８，３６１，３５６号、第８，５２０，２９２号、第８，６２５，１８８号、第８，８３０，５６１号、第９，０８１，２５０号、および第９，３４６，９８７号、ならびに米国特許出願公開第２００２／０１８８０５３号、第２００４／０１２００２４号、第２００４／０２１９３０６号、第２００６／０１３２８９７号、第２００６／０１６４７１５号、第２００６／０２３８４８９号、第２００７／００３５４９７号、第２００７／００３６９１９号、第２００７／０２４３３３２号、第２０１５／００９８１２４号、および第２０１６／０１０９７８０号に記載されている。
（ｅ）電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ。例えば、米国特許第６，８２５，８２９号、第６，９８２，１７８号、第７，１１２，１１４号、第７，１５８，２８２号、第７，２３６，２９２号、第７，４４３，５７１号、第７，５１３，８１３号、第７，５６１，３２４号、第７，６３６，１９１号、第７，６４９，６６６号、第７，７２８，８１１号、第７，７２９，０３９号、第７，７９１，７８２号、第７，８３９，５６４号、第７，８４３，６２１号、第７，８４３，６２４号、第８，０３４，２０９号、第８，０６８，２７２号、第８，０７７，３８１号、第８，１７７，９４２号、第８，３９０，３０１号、第８，４８２，８３５号、第８，７８６，９２９号、第８，８３０，５５３号、第８，８５４，７２１号、第９，０７５，２８０号、および第９，２３８，３４０号、ならびに米国特許出願公開第２００７／０２３７９６２号、第２００９／０１０９５１９号、第２００９／０１６８０６７号、第２０１１／０１６４３０１号、第２０１４／０１１５８８４号、および第２０１４／０３４０７３８号に記載されている。
（ｆ）ディスプレイに使用されるバックプレーン、接着剤層、および他の補助層および方法。例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号を参照。
（ｇ）色形成および色調整。例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号を参照。
（ｈ）ディスプレイを駆動する方法。例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号を参照。
（ｉ）ディスプレイの応用例。例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号を参照。
（ｊ）米国特許第６，２４１，９２１号および米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号に記載の非電気泳動ディスプレイ、ならびに、ディスプレイ以外の封止およびマイクロセル技術の応用例。例えば、米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号および第２０１６／００１２７１０号を参照。

【0016】

ここで、図１を参照すると、本発明の第１の実施形態による量子ドットフィルム１０が、図示されている。量子ドットフィルム１０は、例えば、マイクロセルのパターンがエンボス加工された光透過性ポリマー材料１１の層を備えてもよい。パターンは、例えば、円形、楕円形、立方体、六角形などの多様な幾何学的構成において複数のマイクロセルを提供してもよい。流体溶媒１６中の好ましくは均質な量子ドット１８、１９の分散体が、各マイクロセル内にあり、分散体は、好ましくは液体である。分散体は、光透過性密閉層１４でマイクロセル内に密閉され、光透過性密閉層１４は、好ましくは硬化性材料から作られる。ポリマー材料１１、溶媒１６、および密閉層１４の屈折率は、好ましくは非常によく一致させられる。

【0017】

複数のマイクロセルを提供されるポリマー材料の層は、アクリレート、メタクリレート、アリル、ビニルベンゼン、ビニルエーテル、多官能エポキシドおよびそのオリゴマーまたはポリマーなどを含む（が、これらに限定されない）熱可塑性もしくは熱硬化性材料、またはその前駆体などを含み得るが、これらに限定されない。多官能アクリレートおよびそのオリゴマーが、よく使用される。多官能エポキシドと多官能アクリレートの組み合わせも、マイクロセルの望ましい物理機械的特性を実現するために有用である。フィルムの耐屈曲性を向上させるために、ウレタンアクリレートやポリエステルアクリレートなどの柔軟性を付与する低いＴｇ（ガラス転移温度）のバインダーまたは架橋性オリゴマーも、添加され得る。

【0018】

複数のマイクロセルを備えるポリマー材料の層は、柔軟な基板を提供し、それによって、量子ドットを含む分散体をマイクロセルに充填するために、様々な印刷またはコーティング技術の使用を可能にし、それらのいくつかは、安価であり得る。（「印刷」という単語の使用は、印刷およびコーティングの全ての形態を含むことを意図されているが、これらに限定されない。事前計量コーティング（パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティングなど）、ロールコーティング（ナイフオーバーロールコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティングなど）、グラビアコーティング、浸漬コーティング、スプレーコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、空気ナイフコーティング、シルクスクリーン印刷プロセス、静電気印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動堆積（米国特許第７，３３９，７１５号を参照）、ならびに他の類似の技術。）さらに、得られる量子ドットフィルムは柔軟であり得るため、フレキシブルディスプレイに組み込まれ得る。

【0019】

ポリマー材料は、極性オリゴマーまたはポリマー材料も含み得る。そのような極性オリゴマーまたはポリマー材料は、ニトロ（－ＮＯ２）、ヒドロキシル（－ＯＨ）、カルボキシル（－ＣＯＯ）、アルコキシ（－ＯＲ、Ｒはアルキル基）、ハロ（例えば、フルオロ、クロロ、ブロモまたはヨード）、シアノ（－ＣＮ）、スルホン酸（－ＳＯ３）などのグループのうちの少なくとも１つを有するオリゴマーまたはポリマーからなるグループから選択されてもよい。極性ポリマー材料のガラス転移温度は、好ましくは約１００℃より下であり、より好ましくは約６０℃より下である。好適な極性オリゴマーまたはポリマー材料の特定の例は、ポリヒドロキシ官能基化ポリエステルアクリレート（ＢＤＥ １０２５、Ｂｏｍａｒ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｃｏ、Ｗｉｎｓｔｅｄ、ＣＴなど）、または、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート（例えば、ＳＲ５０４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート（例えば、ＳＲ９０３５、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）またはエトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート（例えば、ＳＲ４９４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから）などのアルコキシル化アクリレートを含み得るが、これらに限定されない。

【0020】

あるいは、重合体は、（ａ）少なくとも１つの二官能性ＵＶ硬化性成分、（ｂ）少なくとも１つの光重合開始剤、および（ｃ）少なくとも１つの離型剤を含んでもよい。好適な二官能性成分は、約２００より高い分子量を有してもよい。二官能性アクリレートが、好ましく、ウレタンまたはエトキシル化バックボーンを有する二官能性アクリレートが、具体的に好ましい。より特定すると、好適な二官能性成分は、ジエチレングリコールジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ２３０）、トリエチレングリコールジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ２７２）、テトラエチレングリコールジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ２６８）、ポリエチレングリコールジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ２９５、ＳＲ３４４またはＳＲ６１０）、ポリエチレングリコールジメタクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＳＲ６０３、ＳＲ６４４、ＳＲ２５２またはＳＲ７４０）、エトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＣＤ９０３８、ＳＲ３４９、ＳＲ６０１またはＳＲ６０２）、エトキシル化ビスフェノールＡジメタクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＣＤ５４０、ＣＤ５４２、ＳＲ１０１、ＳＲ１５０、ＳＲ３４８、ＳＲ４８０またはＳＲ５４１）、およびウレタンジアクリレート（例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒからのＣＮ９５９、ＣＮ９６１、ＣＮ９６４、ＣＮ９６５、ＣＮ９８０またはＣＮ９８１、ＣｙｔｅｃからのＥｂｅｃｒｙｌ ２３０、Ｅｂｅｃｒｙｌ ２７０、Ｅｂｅｃｒｙｌ ８４０２、Ｅｂｅｃｒｙｌ ８８０４、Ｅｂｅｃｒｙｌ ８８０７またはＥｂｅｃｒｙｌ ８８０８）を含み得るが、これらに限定されない。好適な光重合開始剤は、ビスアシルホスフィンオキシド、２－ベンジル－２－（ジメチルアミノ）－１－［４－（４－モルホリニル）フェニル］－１－ブタノン、２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２－イソプロピル－９Ｈ－チオキサンテン・９－オン、４－ベンゾイル－４’－メチルジフェニルスルフィド、および１－ヒドロキシ－シクロヘキシル－フェニルケトン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニル－プロパン－１－オン、１－［４－（２－ヒドロキシエトキシ）－フェニル］－２－ヒドロキシ－２－メチル－１－プロパン－１－オン、２，２－ジメトキシ－１、２－ジフェニルエタン－１－オンまたは２－メチル－１［４－（メチルチオ）フェニル］－２－モルホリノプロパン－１－オンを含み得るが、これらに限定されない。好適な離型剤は、シリコンアクリレート（例えば、ＣｙｔｅｃからのＥｂｅｃｒｙｌ １３６０またはＥｂｅｃｒｙｌ ３５０）、シリコンポリエーテル（例えば、ＭｏｍｅｎｔｉｖｅからのＳｉｌｗｅｔ ７２００、 Ｓｉｌｗｅｔ ７２１０、 Ｓｉｌｗｅｔ ７２２０、 Ｓｉｌｗｅｔ ７２３０、 Ｓｉｌｗｅｔ ７５００、 Ｓｉｌｗｅｔ ７６００またはＳｉｌｗｅｔ ７６０７）などの有機修飾シリコンコポリマーを含むが、これらに限定されない。組成物は、以下の成分、すなわち、共開始剤、単官能ＵＶ硬化性成分、多官能ＵＶ硬化性成分または安定剤のうちの１つまたはそれより多くをさらに随意に含んでもよい。

【0021】

ポリマー材料にマイクロセルを提供する好ましい方法は、米国特許第６，９３０，８１８号に記載された方法など、ポリマー材料の１つの面に微細構造のパターンを適用することによるものであり、米国特許第６，９３０，８１８号の内容全体は、参照によって本明細書に援用される。例えば、ロールツーロールプロセスにおいてポリマー材料の連続したシートをエンボス加工するために、その外面に三次元パターンを有するドラムが、使用され得る。ドラムの表面上のパターンは、例えば、複数のマイクロポストの形態であってもよい。

【0022】

分散体中の量子ドット材料は、１つまたはそれより多くの粒子径を有する１つまたはそれより多くの微粒子材料を含んでもよい。本発明の好ましい実施形態では、量子ドット材料は、青色光にさらされると、緑色光および赤色光の両方を発する。量子ドット材料は、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳまたはＣｄＴｅ／ＺｎＳナノ結晶などのＣｄＳｅコア／シェル発光ナノ結晶を含み得るが、これらに限定されない。

【0023】

量子ドット材料は、好ましくは、実質的に可視光の波長未満の直径を有するナノ粒子の形態で提供される。本明細書では、「直径」という用語は、非球状粒子の「相当直径」として通常知られるものを含むように使用される。本発明で使用されるナノ粒子は、球状である必要はなく、または本質的に球状である必要さえない。ナノ粒子ディスプレイの特性におけるバリエーションは、非球形および複合粒子、例えば、１つの材料のコアが異なる材料のシェルによって囲まれている粒子を使用して実現されることができ、本発明は、そのような非球形および／または複合粒子を使用したナノ粒子ディスプレイおよびアセンブリにまで及ぶ。

【0024】

本発明で使用される非球状ナノ粒子（典型的には、全体または一部が導電性材料から形成される）は、多種多様な形状を有してもよい。例えば、そのような粒子は、全ての異なる長さの３つの主軸を有する楕円体の形態を有してもよく、または、扁平もしくは偏長の回転楕円体であってもよい。あるいは、非球状ナノ粒子は、形態において層状であり得、本明細書において、「層状」という用語は、１つの軸に沿った最大寸法が実質的に他の２つの軸の各々に沿った最大寸法未満である集まりを示すように、広義で使用され、したがって、そのような層状ナノ粒子は、写真フィルムにおいてよく知られているタブ状ハロゲン化銀粒子に類似の形態を有し得る。非球状ナノ粒子は、ピラミッドもしくは円錐のフラスタの形態、または細長いロッドの形態を有してもよい。最後に、ナノ粒子は、不規則な形状であってもよい。本発明で使用される複合（コア／シェル）ナノ粒子は、前段落で検討された形態のいずれを有してもよく、典型的には、絶縁コアの周りの導電性シェル、または導電性コアの周りの電気絶縁性シェルを備える。絶縁性コアは、例えば、シリコン、チタニア、酸化亜鉛、ケイ酸アルミニウム、様々な無機塩、または硫黄から形成されてもよい。上で検討された単純なナノ粒子と同様に、複合ナノ粒子は、例えば、粒子が互いに接着する程度、または、それらが接触する任意の表面に粒子が接着する程度を制御するために表面修飾を受けてもよい。表面修飾の１つの好ましいタイプは、ナノ粒子の表面へのポリマーの付着である。

【0025】

先に述べられたように、本発明の様々な実施形態の局面の１つは、量子ドットがマイクロセル内に封入されたとき、分散体の形態で残っていてもよいことである。本明細書に記載される、マイクロセルを充填するために使用される分散体は、好ましくは、所与の順序で増加する優先度で、０．０１、０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５％ｗｔ未満でない量子ドットを備え得、独立して、好ましくは、所与の順序で増加する優先順位で、少なくとも経済のために、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０％ｗｔを超えない量子ドットを備え得る。

【0026】

溶媒は、流体であってもよく、好ましくは無色透明な液体であり、より好ましくは、光透過性マイクロセルおよび／または密閉層の屈折率と一致する屈折率を有する流体である。好適な溶媒の例は、ヘキサン、イソパー、デカヒドロナフタレン（ＤＥＣＡＬＩＮ）、５－エチリデン－２－ノルボルネン、脂肪油、パラフィン油、シリコン流体などの炭化水素、トルエン、キシレン、フェニルキシリレン、ドデシルベンゼンまたはアルキルナフタレンなどの芳香族炭化水素、クロロホルム、パーフルオロデカリン、パーフルオロトルエン、パーフルオロキシレン、ジクロロベンゾトリフルオリド、３，４，５－トリクロロベンゾトリフルオリド、クロロペンタフルオロベンゼン、ジクロルノナンまたはペンタクロロベンゼンなどのハロゲン化溶剤、ならびに、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｓｔ．Ｐａｕｌ ＭＮからのＦＣ－４３、ＦＣ－７０またはＦＣ－５０６０、オレゴン州ポートランドのＴＣＩ Ａｍｅｒｉｃａからのポリ（パーフルオロプロピレンオキシド）などの低分子量ハロゲン含有ポリマー、ニュージャージー州リバーエッジのＨａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｏｒｐ．からのＨａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｏｉｌｓなどのポリ（クロロトリフルオロ－エチレン）、ＡｕｓｉｍｏｎｔからのＧａｌｄｅｎまたはデラウェア州のＤｕＰｏｎｔからのＫｒｙｔｏｘ ＯｉｌｓおよびＧｒｅａｓｅｓ Ｋ－Ｆｌｕｉｄ Ｓｅｒｉｅｓ、Ｄｏｗ－ｃｏｒｎｉｎｇからのポリジメチルシロキサン系シリコンオイル（ＤＣ－２００）などのパーフルオロポリアルキルエーテルを含む。

【0027】

マイクロセルを密閉するための密閉材料の層は、様々な技術を使用して適用され得る。例えば、密閉は、熱可塑性または熱硬化性前駆体を分散流体中に分散させることによって達成されてもよく、熱可塑性または熱硬化性前駆体は、分散流体中で非混和であり、ディスプレイ流体の比重より低い比重を有する。前駆体／分散体混合物をマイクロセルに充填した後、前駆体相は、分散体から分離し、上澄み層を形成し、上澄み層は、次に、溶媒蒸発、界面反応、水分、熱または放射線によって固化または硬化させられる。熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂およびその前駆体の特定の例は、単官能アクリレート、単官能メタクリレート、多官能アクリレート、多官能メタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、セルロース、ゼラチンなどの材料を含み得る。ディスプレイの物理機械的特性および光学特性を向上させるために、ポリマーバインダーまたは増粘剤、光重合開始剤、触媒、加硫剤、充填剤、着色剤、界面活性剤などの添加物が、密閉組成物に添加されてもよい。

【0028】

別のより好ましい方法では、密閉は、その後に乾燥される分散体充填マイクロセル上に、水性組成物を備える密閉層を適用することによって達成されてもよい。水性組成物において、密閉材料は、水溶性ポリマーの水溶液であってもよい。好適な水溶性ポリマーまたは水溶性ポリマー前駆体の例は、ポリビニルアルコール；ポリエチレングリコール、そのポリプロピレングリコールとのコポリマーおよび例えばＰＥＧ－ＰＰＧ－ＰＥＧ、ＰＰＧ－ＰＥＧ、ＰＰＧ－ＰＰＧなどのその誘導体、ポリ（ビニルピロリドン）およびポリ（ビニルピロリドン）／酢酸ビニル（ＰＶＰ／ＶＡ）などのそのコポリマー、セルロースおよびその誘導体、ポリ（グルコサミン）、デキストラン、グアーガム、デンプンなどの多糖類、ゼラチン、メラミン－ホルムアルデヒド、ポリ（アクリル酸）、その塩形態およびそのコポリマー、ポリ（メタクリル酸）、その塩形態およびそのコポリマー、ポリ（マレイン酸）、その塩形態およびそのコポリマー、ポリ（メタクリル酸２－ジメチルアミノエチル）、ポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）、ポリ（２－ビニルピリジン）、ポリ（アリルアミン）、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリメタクリルアミド、ポリ（スチレンスルホン酸ナトリウム）、ポリ（２－メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウムブロミド）、ポリ（アリルアミンヒドロクロライド）などの第４級アンモニウム基で官能基化されたカチオン性ポリマーなどを含み得るが、これらに限定されない。シール材は、水中に分散した水分散性ポリマーも含んでもよい。好適なポリマー水分散体の例は、ポリウレタン水分散体およびラテックス水分散体を含み得る。水分散体における好適なラテックスは、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニルおよびそのエチレン酢酸ビニルなどのコポリマー、ならびにポリスチレンブタジエンおよびポリスチレン／アクリレートなどのポリスチレンコポリマーを含む。

【0029】

再び図１を参照すると、量子ドットフィルム１０は、単一のまたはより好ましくは二重の剥離シート１２、１３を随意に含んでもよい。剥離シート１２、１３は、好ましくは、マイクロセルが硬化、充填、および密閉された後に適用され、それによって、ポリマー材料のシートは、２つの接着剤層の間に挟まれ、接着剤層の一方または両方が、剥離シートによって覆われる。ポリマー材料シートに１つまたはそれより多くの剥離シートを設けることによって、量子ドットフィルムは、電気光学ディスプレイを組み立てるためのラミネート工程においてより容易に使用され得る。

【0030】

例えば、ここで図２の実施形態を参照すると、電気光学ディスプレイ２０は、複数の積層された層を含んでもよく、層のうちの１つは、先に説明されたように、量子ドットフィルム２３である。量子ドットフィルム２３は、バックライトユニット２２とカラーフィルタ２４との間に積層されてもよい。バックライトユニット２２は、量子ドットフィルム２３を介して光を導くために、反射基板２１に随意に積層されてもよい。バックライトユニット２２は、好ましくは、１つまたはそれより多くの青色ＬＥＤと、ディスプレイ２０全体に光を均一に分布させるように構成された導光板とを含む。

【0031】

シャッター媒体２６の層は、カラーフィルタ２４が量子ドットフィルム２３とシャッター媒体２６との間にあるように、カラーフィルタ２４に積層されてもよい。シャッター媒体は、一般に光を通さない状態と不透明な状態との間で切り替え可能な任意の電気光学媒体を含んでもよい。バックライトユニット２２から発せられた青色光は、量子ドットフィルム２３を通過し、量子ドットフィルム２３は、青色光の一部を赤色光および緑色光に変換する。赤色光、緑色光、青色光は、カラーフィルタ２４に入り、カラーフィルタの区分に応じてフィルタリングされ、フィルタは、カラーフィルタの区分を通して通過させる。例えば、「Ｒ」部分は、緑色光および青色光を吸収し、赤色光が通過することを可能にし、「Ｇ」部分は、赤色光および青色光を吸収し、緑色光が通過することを可能にし、「Ｂ」部分は、赤色光および緑色光を吸収し、青色光が通過することを可能にする。カラーフィルタ２４の各区分の上方のシャッター媒体は、赤、緑、および青の光の組み合わせおよび／または選択がディスプレイを通過し、最終的にディスプレイによって放射されることを可能にするように独立して切り替えられ得る。シャッター層として使用され得る電気光学媒体の種類は、液晶、エレクトロクロミック材料、および二電気泳動分散体を含むが、これらに限定されない。

【0032】

シャッター媒体を制御するために、一連の光透過性電極２５が、シャッター媒体の層２６とカラーフィルタ２４との間に提供されてもよく、連続した光透過性前面電極２７が、シャッター媒体の層２６の反対面に対して適用されてもよい。光透過性電極は、例えばアルミニウムまたはＩＴＯの薄い金属または金属酸化物層であってもよく、または導電性ポリマーであってもよい。最後に、光透過性保護層２８が、ディスプレイ２０の外側ビュー面として提供されてもよい。

【0033】

当業者に理解されるように、図２に図示された実施形態は、図示されたものより多いまたは少ない層を含んでもよい。例えば、追加の接着剤層が、層の各々の間に組み込まれてもよい。あるいは、カラーフィルタ層２４および複数の光透過性電極２５は、電極が光透過性着色導電材料から作製されるように、１つの層に組み合わされてもよい。さらに別の変形例では、連続した電極層２７がシャッター層２６とカラーフィルタ２４との間に挟まれ、複数の光透過性電極２５が前面保護層２８に隣接するように、２つの電極層２５および２７が逆になっていてもよい。

【0034】

上記に開示された刊行物の内容の全ては、参照によって本明細書に援用される。

【0035】

本発明がその特定の実施形態を参照して説明されてきたが、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされ、均等物が置換されてもよいことが、当業者によって理解されるべきである。さらに、具体的な状況、材料、組成物、プロセス、プロセスステップまたは段階を本発明の目的および範囲に適合させるために、多くの変更がなされ得る。そのような全ての変更は本明細書に付属の特許請求の範囲内にあることが、意図されている。

【図1】

【図2】

【国際調査報告】