颜色转换组合物、颜色转换片以及包含该颜色转换片的光源模组、显示器和照明装置

文档序号:1472028 发布日期:2020-02-21 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 颜色转换组合物、颜色转换片以及包含该颜色转换片的光源模组、显示器和照明装置 (Color conversion composition, color conversion sheet, and light source module, display, and lighting device each comprising color conversion sheet ) 是由 境野裕健 于 2018-07-19 设计创作,主要内容包括:颜色转换组合物,将入射光转换为波长比该入射光长的光,其特征在于,该颜色转换组合物包含以下的(A)、(B)和(C)成分;(A)至少1种有机发光材料(B)粘结剂树脂(C)硼化合物、寡糖化合物、环状硅氧烷化合物、和原硅酸衍生物中的至少一种,所述(C)成分在波长400nm以上且800nm以下的整个波长区域内的摩尔吸光系数ε为100以下。(A color conversion composition that converts incident light into light having a longer wavelength than the incident light, characterized in that the color conversion composition comprises the following components (a), (B), and (C); (A) at least 1 organic light-emitting material (B), a binder resin (C), and at least one of a boron compound, an oligosaccharide compound, a cyclic siloxane compound, and an orthosilicic acid derivative, wherein the molar absorptivity ε of the component (C) is 100 or less over the entire wavelength range of 400nm to 800 nm.)

颜色转换组合物、颜色转换片以及包含该颜色转换片的光源 模组、显示器和照明装置

技术领域

本发明涉及颜色转换组合物、颜色转换片以及包含该颜色转换片的光源模组、显示器和照明装置。

背景技术

将基于颜色转换方式的多色化技术应用于液晶显示器、有机EL显示器、照明装置等的研究正在积极进行。所谓颜色转换,是表示将由发光体发出的光转换为波长更长的光,例如将蓝色发光转换为绿色发光、红色发光。

通过将具有该颜色转换功能的组合物(以下称为“颜色转换组合物”)制成片,并与例如蓝色光源组合,从而能由蓝色光源取出蓝色、绿色、红色的三原色,即,能够取出白色光。通过将组合这样的蓝色光源和具有颜色转换功能的片(以下称为“颜色转换片”)得到的白色光源作为背光模组,并将该背光模组与液晶驱动部分、彩色滤光片组合,由此能够制作全彩显示器。另外,如果没有液晶驱动部分的话,可以直接用作白色光源,例如可以用作LED照明等的白色光源。

作为利用颜色转换方式的液晶显示器的课题,可以举出色彩再现性的提高。为了提高色彩再现性,使背光模组的蓝色、绿色、红色的各发光光谱的半峰宽变窄、提高蓝色、绿色、红色各颜色的色彩纯度是有效的。

作为解决该课题的手段,提出了使用由无机半导体微粒形成的量子点作为颜色转换组合物的成分的技术(例如,参见专利文献1)。对于使用量子点的技术而言,确实使得绿色、红色的发光光谱的半峰宽变窄,色彩再现性得以提高。但另一方面,量子点对热、空气中的水分、氧的耐受性弱,耐久性不充分。另外,还存在包含镉等等的课题。

另外,还提出了使用有机物的发光材料来代替量子点作为颜色转换组合物的成分的技术。作为将有机发光材料用作颜色转换组合物的成分的技术的例子,公开了使用香豆素衍生物的技术(例如,参见专利文献2)、使用罗丹明衍生物的技术(例如,参见专利文献3)、使用亚甲基吡咯衍生物的技术(例如,参见专利文献4)。

另外,为了防止有机发光材料的劣化、提高耐久性,还公开了添加光稳定剂的技术(例如,参见专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-22028号公报

专利文献2:日本特开2007-273440号公报

专利文献3:日本特开2001-164245号公报

专利文献4:日本特开2011-241160号公报

专利文献5:国际公开第2017/014068号

发明内容

但是,近年,与4K、8K之类高精细化、高动态光照渲染(HDR)和局部调光引起的高对比度化相伴随,液晶显示器的背光模组所要求的照度越来越高,发生因驱动热导致的背光模组的高温化。专利文献5所记载的光稳定剂之类的现有技术虽然具有提高耐久性的效果,但作为在高温下提高耐久性的技术尚不充分。特别是对于使用了有机发光材料的颜色转换组合物而言,存在在高温下耐久性显著变差的课题,在现有技术中,尚未能充分解决该课题。

本发明要解决的课题是在用于液晶显示器、LED照明的颜色转换组合物中同时实现色彩再现性的提高和耐久性,特别是同时实现高色彩纯度的发光和耐久性。尤其是,目的在于提供在高温下的耐久性得以提高的颜色转换组合物和颜色转换片。

为了解决上述课题并达成目的,本发明是颜色转换组合物,其是将入射光转换为波长比该入射光长的光的颜色转换组合物,其特征在于,该颜色转换组合物包含以下的(A)、(B)和(C)成分;

(A)至少1种有机发光材料

(B)粘结剂树脂

(C)硼化合物、寡糖化合物、环状硅氧烷化合物和原硅酸衍生物中的至少一种,

所述(C)成分在波长400nm以上且800nm以下的整个波长区域内的摩尔吸光系数ε为100以下。

发明的效果

本发明的颜色转换组合物和使用该颜色转换组合物的颜色转换片由于能同时实现高色彩纯度和耐久性,所以能同时实现色彩再现性和耐久性。

附图说明

[图1]是表示本发明的颜色转换片的一例的截面示意图。

[图2]是表示本发明的颜色转换片的一例的截面示意图。

[图3]是表示本发明的颜色转换片的一例的截面示意图。

[图4]是表示本发明的颜色转换片的一例的截面示意图。

[图5]是表示本发明的颜色转换片的一例的截面示意图。

[图6]是表示本发明的颜色转换片的一例的截面示意图。

[图7]是表示本发明的颜色转换片的一例的截面示意图。

[图8]是表示本发明的颜色转换片的一例的截面示意图。

[图9]是合成例1的化合物的吸收光谱。

[图10]是合成例1的化合物的发光光谱。

[图11]是合成例2的化合物的吸收光谱。

[图12]是合成例2的化合物的发光光谱。

具体实施方式

以下,具体地说明本发明的实施方式,但本发明并不限定于以下的实施方式,可以根据目的、用途进行各种变更来实施。

本发明的实施方式的颜色转换组合物是将入射光转换为波长比该入射光长的光的颜色转换组合物,其包含以下的(A)、(B)和(C)成分;

(A)至少1种有机发光材料

(B)粘结剂树脂

(C)硼化合物、寡糖化合物、环状硅氧烷化合物和原硅酸衍生物中的至少一种,

所述(C)成分在波长400nm以上且800nm以下的整个波长区域内的摩尔吸光系数ε为100以下。

<(A)有机发光材料>

本发明的实施方式中的颜色转换组合物包含至少1种有机发光材料。此处,本发明中的发光材料是指照射某种光时发出波长与该光不同的光的材料。有机发光材料是有机物的发光材料。

为了实现高效率的颜色转换,优选发光材料是显示发光量子收率高的发光特性的材料。通常,作为发光材料,可以举出无机荧光体、荧光颜料、荧光染料、量子点等已知的发光材料,但从分散的均匀性、减少使用量、降低环境负荷的观点考虑,优选有机发光材料。

作为有机发光材料,可以举出以下所示的材料等。作为优选的有机发光材料,可列举例如,萘、蒽、菲、芘、

Figure BDA0002338796660000041

并四苯、三亚苯、苝、荧蒽、芴、茚等具有稠合芳环的化合物或其衍生物等。另外,作为优选的有机发光材料,可列举呋喃、吡咯、噻吩、噻咯(silole)、9-硅杂芴(9-silafluorene)、9,9’-螺二硅杂芴(9,9’-spirobisilafluorene)、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、菲咯啉、吡啶、吡嗪、二氮杂萘、喹喔啉、吡咯并吡啶等具有杂芳环的化合物或其衍生物、硼烷衍生物等。

另外,作为优选的有机发光材料,可列举1,4-二苯乙烯基苯、4,4’-双(2-(4-二苯基氨基苯基)乙烯基)联苯、4,4’-双(N-(茋-4-基)-N-苯基氨基)茋等茋衍生物、芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、醛连氮(aldazine)衍生物、亚甲基吡咯衍生物、二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物等。另外,作为优选的有机发光材料,可列举香豆素6、香豆素7、香豆素153等香豆素衍生物、咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、***等唑衍生物及其金属络合物、吲哚菁绿等菁系化合物、荧光素、曙红、罗丹明等呫吨系化合物、噻吨系化合物等。

另外,作为优选的有机发光材料,可列举聚苯撑系化合物、萘二甲酰亚胺衍生物、酞菁衍生物及其金属络合物、卟啉衍生物及其金属络合物、尼罗红或尼罗蓝等噁嗪系化合物、螺烯系化合物、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺等芳香族胺衍生物等。另外,作为优选的有机发光材料,可列举铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、铂(Pt)、锇(Os)及铼(Re)等的有机金属络合物化合物等。但是,本发明的有机发光材料并不限定于上述材料。

有机发光材料可以是荧光发光材料,也可以是磷光发光材料,但为了实现高色彩纯度,优选荧光发光材料。上述材料中,从热稳定性和光稳定性高的观点考虑,优选具有稠合芳环的化合物或其衍生物。

另外,作为有机发光材料,从溶解性、分子结构的多样性的观点考虑,优选具有配位键的化合物。从半峰宽窄、能进行高效率发光的观点考虑,还优选氟化硼络合物等含有硼的化合物。

上述化合物中,从赋予高荧光量子收率、耐久性良好的观点考虑,可以优选使用亚甲基吡咯衍生物。更优选通式(1)表示的化合物。

[化学式1]

Figure BDA0002338796660000061

X为C-R7或N。R1~R9各自可以相同也可以不同,从下述基团中选择:氢、烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、磺基、氧化膦基、和与相邻取代基之间形成的稠环及脂肪族环。

在上述的全部基团中,氢可以是氘。这在以下所说明的化合物或其部分结构中也是同样的。另外,在以下的说明中,例如,碳原子数6~40的取代或未取代的芳基,是还包括在芳基上取代的取代基所含的碳原子数在内的全部碳原子数为6~40的芳基。规定了碳原子数的其它取代基也与此同样。

另外,在上述的全部基团中,作为被取代情况下的取代基,优选烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、磺基、氧化膦基,更优选在各取代基的说明中作为优选的具体取代基。另外,这些取代基还可以进一步被上述取代基所取代。

“取代或未取代的”的情况下的“未取代”是指取代有氢原子或氘原子。在以下说明的化合物或其部分结构中,“取代或未取代的”的情况也与上述同样。

上述的全部基团中,烷基表示例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等饱和脂肪族烃基,其可以具有取代基,也可以不具有取代基。被取代情况下追加的取代基没有特别限定,例如,可以举出烷基、卤素、芳基、杂芳基等,这点在以下的记载中也是共通的。另外,烷基的碳原子数没有特别限定,从获得的容易程度或成本的观点考虑,优选为1以上且20以下,更优选为1以上且8以下的范围。

环烷基表示例如环丙基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和脂环式烃基,其可以具有取代基,也可以不具有取代基。烷基部分的碳原子数没有特别限定,优选为3以上且20以下的范围。

杂环基表示例如吡喃环、哌啶环、环状酰胺等在环内具有碳以外的原子的脂肪族环,其可以具有取代基,也可以不具有取代基。杂环基的碳原子数没有特别限定,优选为2以上且20以下的范围。

链烯基表示例如乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含双键的不饱和脂肪族烃基,其可以具有取代基,也可以不具有取代基。链烯基的碳原子数没有特别限定,优选为2以上且20以下的范围。

环烯基表示例如环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等包含双键的不饱和脂环式烃基,其可以具有取代基,也可以不具有取代基。

炔基表示例如乙炔基等包含三键的不饱和脂肪族烃基,其可以具有取代基,也可以不具有取代基。炔基的碳原子数没有特别限定,优选为2以上且20以下的范围。

烷氧基表示例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等介由醚键而键合有脂肪族烃基的官能团,该脂肪族烃基可以具有取代基,也可以不具有取代基。烷氧基的碳原子数没有特别限定,优选为1以上且20以下的范围。

烷基硫基是指烷氧基的醚键的氧原子被取代为硫原子而得到的基团。烷基硫基的烃基可以具有取代基,也可以不具有取代基。烷基硫基的碳原子数没有特别限定,优选为1以上且20以下的范围。

芳基醚基表示例如苯氧基等介由醚键而键合有芳香族烃基的官能团,芳香族烃基可以具有取代基,也可以不具有取代基。芳基醚基的碳原子数没有特别限定,优选为6以上且40以下的范围。

芳基硫醚基是指芳基醚基的醚键的氧原子被取代为硫原子而得到的基团。芳基硫醚基中的芳香族烃基可以具有取代基,也可以不具有取代基。芳基硫醚基的碳原子数没有特别限定,优选为6以上且40以下的范围。

芳基表示例如苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、苯并芴基、二苯并芴基、菲基、蒽基、苯并菲基、苯并蒽基、

Figure BDA0002338796660000081

基、芘基、荧蒽基、三亚苯基、苯并荧蒽基、二苯并蒽基、苝基、螺烯基(helicenyl)等芳香族烃基。其中,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基、芘基、荧蒽基、三亚苯基。芳基可以具有取代基也可以不具有取代基。芳基的碳原子数没有特别限定,优选为6以上且40以下、更优选为6以上且30以下的范围。

R1~R9为取代或未取代的芳基的情况下,作为芳基,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基,较优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基。更优选苯基、联苯基、三联苯基,尤其优选苯基。

在各取代基被芳基进一步取代的情况下,作为芳基,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基,较优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基。尤其优选为苯基。

杂芳基表示例如吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、萘啶基、噌啉基、酞嗪基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咔唑基、咔啉基、吲哚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、二氢茚并咔唑基、苯并喹啉基、吖啶基、二苯并吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基等在一个或多个环内具有碳以外的原子的环状芳香族基团。其中,萘啶基表示1,5-萘啶基、1,6-萘啶基、1,7-萘啶基、1,8-萘啶基、2,6-萘啶基、2,7-萘啶基中的任一个。杂芳基可以具有取代基,也可以不具有取代基。杂芳基的碳原子数没有特别限定,优选为2以上且40以下,较优选为2以上且30以下的范围。

R1~R9为取代或未取代的杂芳基的情况下,作为杂芳基,优选吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基,较优选为吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基。尤其优选为吡啶基。

在各取代基被杂芳基进一步取代的情况下,作为杂芳基,优选吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基,较优选吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基。尤其优选为吡啶基。

卤素表示选自氟、氯、溴和碘的原子。另外,羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基可以具有取代基,也可以不具有取代基。此处,作为取代基,例如可以举出烷基、环烷基、芳基、杂芳基等,这些取代基可以被进一步取代。

氨基是取代或未取代的氨基。作为取代的情况下的取代基,可以举出例如芳基、杂芳基、直链烷基、支链烷基等。作为芳基、杂芳基,优选苯基、萘基、吡啶基、喹啉基。上述取代基可以被进一步取代。碳原子数没有特别限定,优选为2以上且50以下、较优选为6以上且40以下、尤其优选为6以上且30以下的范围。

甲硅烷基表示例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基等烷基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三萘基甲硅烷基等芳基甲硅烷基。硅上的取代基可以被进一步取代。甲硅烷基的碳原子数没有特别限定,优选为1以上且30以下的范围。

硅氧烷基表示例如三甲基硅氧烷基等介由醚键而形成的硅化合物基团。硅上的取代基可以进一步被取代。另外,硼烷基是取代或未取代的硼烷基。作为取代的情况下的取代基,可以举出例如芳基、杂芳基、直链烷基、支链烷基、芳基醚基、烷氧基、羟基等。其中,优选芳基、芳基醚基。另外,磺基是取代或未取代的磺基。作为取代的情况下的取代基,可以举出例如芳基、杂芳基、直链烷基、支链烷基、芳基醚基、烷氧基等。其中,优选直链烷基、芳基。氧化膦基是-P(=O)R10R11表示的基团。R10R11选自与R1~R9相同的组。

与相邻的取代基之间形成的稠环和脂肪族环是指任意相邻的2个取代基(例如通式(1)的R1和R2)彼此键合而形成共轭或非共轭的环状骨架。作为这样的稠环和脂肪族环的构成元素,除了碳以外,还可以包含选自氮、氧、硫、磷和硅的元素。另外,这些稠环和脂肪族环还可以进一步与其他环稠合。

通式(1)表示的化合物显示高的发光量子收率,并且发光光谱的半峰宽小,所以可实现效率良好的颜色转换和高的色彩纯度两者。并且,对于通式(1)表示的化合物而言,通过将合适的取代基导入至合适的位置,能够调整发光效率、色彩纯度、热稳定性、光稳定性和分散性等各种特性、物性。例如,与R1、R3、R4和R6均为氢的情况相比,R1、R3、R4和R6中的至少一个为取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基的情况下会显示更良好的热稳定性和光稳定性。

在R1、R3、R4和R6中的至少一个是取代或未取代的烷基的情况下,作为烷基,优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基这样的碳原子数1~6的烷基。并且,作为这样的烷基,从热稳定性优异的观点考虑,优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基。另外,从防止浓度淬灭、提高发光量子收率的观点考虑,作为该烷基,更优选立体体积大的叔丁基。另外,从合成的容易程度、原料获得的容易程度这样的观点考虑,也优选使用甲基作为该烷基。

在R1、R3、R4和R6中的至少一个是取代或未取代的芳基的情况下,作为芳基,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基,更优选为苯基、联苯基。尤其优选为苯基。

在R1、R3、R4和R6中的至少一个为取代或未取代的杂芳基的情况下,作为杂芳基,优选吡啶基、喹啉基、噻吩基,更优选为吡啶基、喹啉基。尤其优选为吡啶基。

在R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同、且均为取代或未取代的烷基的情况下,由于在粘结剂树脂、溶剂中的溶解性良好,故而优选。此时,作为烷基,从合成的容易程度、原料获得的容易程度这样的观点考虑,优选甲基。

在R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同、且均为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基的情况下,由于显示出更加良好的热稳定性和光稳定性,故而优选。此时,较优选的是,R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同、且均为取代或未取代的芳基。

虽然也存在提高多种性质的取代基,但使全部性质均显示充分性能的取代基是有限的。特别是,难以同时实现高发光效率和高色彩纯度。因此,通过对通式(1)表示的化合物导入多种取代基,能得到在发光特性、色彩纯度等方面取得平衡的化合物。

尤其在R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同、且均为取代或未取代的芳基的情况下,优选以使例如R1≠R4、R3≠R6、R1≠R3或R4≠R6等的方式导入多种取代基。此处,“≠”表示为不同结构的基团。例如,R1≠R4表示R1与R4是不同结构的基团。如上所述,通过导入多种取代基,可同时导入会给色彩纯度带来影响的芳基和会给发光效率带来影响的芳基,因此能够实现细微的调节。

其中,从均衡性良好地提高发光效率和色彩纯度这样的观点考虑,优选R1≠R3或R4≠R6。此时,对于通式(1)表示的化合物,能够在两侧的吡咯环上分别导入1个以上会给色彩纯度带来影响的芳基并在除此以外的位置导入会给发光效率带来影响的芳基,因此可最大限度地使上述两方的性质提高。在R1≠R3或R4≠R6的情况下,从使耐热性和色彩纯度这两方提高的观点考虑,更优选为R1=R4及R3=R6

作为主要给色彩纯度带来影响的芳基,优选被供电子基团取代了的芳基。供电子基团是,在有机电子理论中,利用诱导效应、共振效应而对取代的原子团供与电子的原子团。作为供电子基团,可举出作为哈米特方程的取代基常数(σp(para))取负值的基团。哈米特方程的取代基常数(σp(para))可引自化学手册基础修订第5版(II-380页)(化学便覧基礎編改訂5版(II-380頁))。

作为供电子基团的具体例,可举出例如烷基(甲基的σp:-0.17)、烷氧基(甲氧基的σp:-0.27)、氨基(-NH2的σp:-0.66)等。特别是,优选碳原子数1~8的烷基或碳原子数1~8的烷氧基,更优选甲基、乙基、叔丁基、甲氧基。从分散性的观点考虑,尤其优选叔丁基、甲氧基,在将这些基团作为上述供电子基团的情况下,在通式(1)表示的化合物中,可以防止由分子彼此的凝集所引起的淬灭。取代基的取代位置没有特别限定,但为了提高通式(1)表示的化合物的光稳定性而需要抑制键的扭转,因此优选在相对于与亚甲基吡咯骨架的键合位置而言为间位或对位的位置键合取代基。另一方面,作为主要给发光效率带来影响的芳基,优选具有叔丁基、金刚烷基、甲氧基等体积大的取代基的芳基。

在R1、R3、R4及R6各自可以相同也可以不同、且为取代或未取代的芳基的情况下,R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同、为取代或未取代的苯基是优选的。此时,较优选的是,R1、R3、R4和R6分别选自以下的Ar-1~Ar-6。在这种情况下,作为R1、R3、R4及R6的优选组合,可举出表1-1~表1-11所示的组合,但并不限定于这些组合。

[化学式2]

Figure BDA0002338796660000121

[表1-1]

Figure BDA0002338796660000131

[表1-2]

Figure BDA0002338796660000141

[表1-3]

Figure BDA0002338796660000151

[表1-4]

Figure BDA0002338796660000161

[表1-5]

Figure BDA0002338796660000171

[表1-6]

Figure BDA0002338796660000181

[表1-7]

[表1-8]

Figure BDA0002338796660000201

[表1-9]

[表1-10]

Figure BDA0002338796660000221

[表1-11]

Figure BDA0002338796660000231

R2及R5优选为氢、烷基、羰基、酯基、芳基中的任意基团,从热稳定性的观点考虑,优选氢或烷基,从在发光光谱中容易得到窄的半峰宽这样的观点考虑,更优选氢。

R8及R9优选烷基、芳基、杂芳基、氟、含氟烷基、含氟杂芳基或含氟芳基。从对激发光稳定且可获得更高的荧光量子收率的方面考虑,更优选R8及R9为氟或含氟芳基。并且,从合成的容易程度方面考虑,R8及R9更优选为氟。

此处,含氟芳基是包含氟的芳基,可举出例如氟苯基、三氟甲基苯基及五氟苯基等。含氟杂芳基是包含氟的杂芳基,可举出例如氟吡啶基、三氟甲基吡啶基及三氟吡啶基等。含氟烷基是包含氟的烷基,可举出例如三氟甲基、五氟乙基等。

另外,在通式(1)中,从光稳定性的观点考虑,优选X为C-R7。X为C-R7时,取代基R7会对通式(1)表示的化合物的耐久性、即该化合物的发光强度的经时性降低带来显著影响。具体而言,R7为氢时,该部位的反应性高,所以该部位与空气中的水分、氧容易发生反应。这会引起通式(1)表示的化合物的分解。另外,在R7为例如烷基这样的分子链运动的自由度大的取代基的情况下,确实会使反应性降低,但在颜色转换片中化合物彼此发生经时性凝集,结果会导致因浓度淬灭而引起的发光强度降低。因此,R7优选为刚直且运动的自由度小、不易引起凝集的基团,具体而言,优选为取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基中的任意基团。

从赋予更高的荧光量子收率、更不易发生热分解的观点以及光稳定性的观点考虑,优选X为C-R7且R7为取代或未取代的芳基。作为芳基,从不损害发光波长这样的观点考虑,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基。

进而,为了提高通式(1)表示的化合物的光稳定性,需要适度地抑制R7与亚甲基吡咯骨架的碳-碳键的扭转。原因在于,若扭转过大,则会导致相对于激发光的反应性提高等,光稳定性降低。从这样的观点考虑,作为R7,优选取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的萘基,更优选取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基。尤其优选为取代或未取代的苯基。

另外,R7优选为体积适度大的取代基。通过使R7具有一定程度的大体积,能够防止分子的凝集,结果可进一步提高通式(1)表示的化合物的发光效率、耐久性。

作为这样的体积大的取代基的进一步优选例,可举出下述通式(2)表示的R7的结构。

[化学式3]

通式(2)中,r选自由氢、烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、磺基、氧化膦基组成的组。k为1~3的整数。k为2以上的情况下,r各自可以相同也可以不同。

从可以赋予更高的发光量子收率的观点考虑,r优选为取代或未取代的芳基。在这样的芳基中,作为优选例可特别列举苯基、萘基。r为芳基时,通式(2)的k优选为1或2,其中,从进一步防止分子的凝集的观点考虑,k更优选为2。此外,在k为2以上的情况下,优选r中的至少1个被烷基取代。作为此时的烷基,从热稳定性的观点考虑,可举出甲基、乙基及叔丁基作为特别优选例。

另外,从控制荧光波长、吸收波长、或者提高与溶剂的相溶性的观点考虑,r优选为取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基或者卤素,更优选为甲基、乙基、叔丁基、甲氧基。从分散性的观点考虑,特别优选叔丁基、甲氧基。r为叔丁基或甲氧基时,对于防止由分子彼此的凝集而引起的淬灭更为有效。

另外,作为通式(1)表示的化合物的另一方式,优选R1~R7中的至少一个为吸电子基团。特别优选的是:(1)R1~R6中的至少一个为吸电子基团;(2)R7为吸电子基团;或者(3)R1~R6中的至少一个为吸电子基团且R7为吸电子基团。通过如上所述地向上述化合物的亚甲基吡咯骨架中导入吸电子基团,可使亚甲基吡咯骨架的电子密度大幅降低。由此,上述化合物针对氧而言的稳定性进一步提高,其结果能够使上述化合物的耐久性进一步提高。

吸电子基团也称为受电子基团,在有机电子理论中,是通过诱导效应、共振效应而从所取代的原子团吸引电子的原子团。作为吸电子基团,可举出作为哈米特方程的取代基常数(σp(para))而取正值的基团。哈米特方程的取代基常数(σp(para))可引自化学手册基础修订第5版(II-380页)(化学便覧基礎編改訂5版(II-380頁))。需要说明的是,苯基虽然也有取正值的例子,但本申请的吸电子基团中不包括苯基。

作为吸电子基团的例子,可举出例如:-F(σp:+0.06)、-Cl(σp:+0.23)、-Br(σp:+0.23)、-I(σp:+0.18)、-CO2R12(σp:R12为乙基时为+0.45)、-CONH2(σp:+0.38)、-COR12(σp:R12为甲基时为+0.49)、-CF3(σp:+0.50)、-SO2R12(σp:R12为甲基时为+0.69)、-NO2(σp:+0.81)等。R12分别独立地表示氢原子、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳香族烃基、取代或未取代的成环原子数为5~30的杂环基、取代或未取代的碳原子数1~30的烷基、取代或未取代的碳原子数1~30的环烷基。作为上述各基团的具体例,可举出与上述同样的例子。

作为优选的吸电子基团,可举出氟、含氟芳基、含氟杂芳基、含氟烷基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的磺酰基或氰基。原因在于这些基团不易发生化学分解。

作为更优选的吸电子性基团,可举出含氟烷基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的酯基或氰基。原因在于,这些基团可带来防止浓度淬灭、使发光量子收率提高的效果。特别优选的吸电子基团是取代或未取代的酯基。

其中,R2和R5的至少一方各自可以相同也可以不同、且为取代或未取代的酯基时,可以不降低色彩纯度,提高耐久性,故而优选。从提高耐久性的观点考虑,特别优选R2和R5各自可以相同也可以不同、且均为取代或未取代的酯基。

作为通式(1)表示的化合物的优选例之一,可以举出下述情况:R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同且均为取代或未取代的烷基,并且X为C-R7,R7是通式(2)表示的基团。此时,R7特别优选为r以取代或未取代的苯基的形式而被包含的通式(2)表示的基团。

另外,作为通式(1)表示的化合物的又一优选例,可以举出下述情况:R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同且均选自上述Ar-1~Ar-6,并且X为C-R7,R7是通式(2)表示的基团。此时,R7较优选为r以叔丁基、甲氧基的形式而被包含的通式(2)表示的基团,特别优选为r以甲氧基的形式而被包含的通式(2)表示的基团。

另外,作为通式(1)表示你的化合物的其他优选例之一,可以举出下述情况:R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同且均为取代或未取代的烷基,并且R2和R5各自可以相同也可以不同且为取代或未取代的酯基,进而X为C-R7、R7是通式(2)表示的基团。此时,R7尤其优选为r以取代或未取代的苯基的形式而被包含的通式(2)表示的基团。

另外,作为通式(1)表示的化合物的其他优选例之一,可以举出下述情况:R1、R3、R4和R6各自可以相同也可以不同且均选自上述的Ar-1~Ar-6,并且R2和R5各自可以相同也可以不同,是取代或未取代的酯基,进而X为C-R7,R7为通式(2)表示的基团。此时,R7较优选为r以叔丁基、甲氧基的形式而被包含的通式(2)表示的基团,尤其优选为r以甲氧基的形式而被包含的通式(2)表示的基团。

以下给出通式(1)表示的化合物的一例,但该化合物并不限定于这些化合物。

[化学式4]

Figure BDA0002338796660000281

[化学式5]

Figure BDA0002338796660000291

[化学式6]

Figure BDA0002338796660000301

[化学式7]

Figure BDA0002338796660000311

[化学式8]

Figure BDA0002338796660000321

[化学式9]

Figure BDA0002338796660000331

[化学式10]

Figure BDA0002338796660000341

[化学式11]

Figure BDA0002338796660000351

[化学式12]

Figure BDA0002338796660000361

[化学式13]

Figure BDA0002338796660000371

[化学式14]

Figure BDA0002338796660000381

[化学式15]

[化学式16]

Figure BDA0002338796660000401

[化学式17]

Figure BDA0002338796660000411

[化学式18]

[化学式19]

Figure BDA0002338796660000431

[化学式20]

Figure BDA0002338796660000441

[化学式21]

[化学式22]

Figure BDA0002338796660000461

[化学式23]

Figure BDA0002338796660000471

[化学式24]

Figure BDA0002338796660000481

[化学式25]

Figure BDA0002338796660000491

[化学式26]

Figure BDA0002338796660000501

[化学式27]

Figure BDA0002338796660000511

[化学式28]

Figure BDA0002338796660000521

通式(1)表示的化合物例如可以通过日本特表平8-509471号公报或日本特开2000-208262号公报所记载的方法来合成。即,通过使亚甲基吡咯化合物与金属盐在碱共存下反应,能得到目标的亚甲基吡咯系金属络合物。

另外,关于亚甲基吡咯-氟化硼络合物的合成,可参考J.Org.Chem.,vol.64,No.21,pp7813-7819(1999)、Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.,vol.36,pp1333-1335(1997)等中记载的方法来合成通式(1)表示的化合物。例如,可举出下述方法:在三氯氧化磷存在下,使下述通式(3)表示的化合物与通式(4)表示的化合物在1,2-二氯乙烷中加热,然后,在三乙胺的存在下,使下述通式(5)表示的化合物在1,2-二氯乙烷中反应,由此得到通式(1)表示的化合物。但本发明并不限定于此。此处,R1~R9与上述的说明相同。J表示卤素。

[化学式29]

Figure BDA0002338796660000531

进而,在导入芳基、杂芳基时,可举出使用卤代衍生物与单取代硼酸或单取代硼酸酯化衍生物的偶联反应来生成碳-碳键的方法,但本发明并不限定于此。同样地,在导入氨基、咔唑基时,也可举出例如在钯等金属催化剂下使用卤代衍生物与胺或咔唑衍生物的偶联反应来生成碳-氮键的方法,但本发明并不限定于此。

除了含有通式(1)表示的化合物以外,本发明的实施方式的颜色转换组合物还可根据需要适当含有其他的化合物。例如,为了进一步提高从激发光至通式(1)表示的化合物的能量传递效率,可含有红荧烯等辅助掺杂剂。另外,在想要掺入通式(1)表示的化合物的发光颜色以外的发光颜色的情况下,可添加期望的有机发光材料、例如香豆素系色素、罗丹明系色素等有机发光材料。此外,除了这些有机发光材料以外,还可组合添加无机荧光体、荧光颜料、荧光染料、量子点等已知的发光材料。

将通式(1)表示的化合物以外的有机发光材料的一例示于下文,但本发明并不特别限定于这些。

[化学式30]

Figure BDA0002338796660000541

本发明的实施方式的颜色转换组合物优选包含通过使用波长400nm以上且500nm以下的范围的激发光从而呈现出在500nm以上且580nm以下的区域观测到峰值波长的发光的发光材料(以下称为“发光材料(a)”)。以下,将在500nm以上且580nm以下的区域观测到峰值波长的发光称为“绿色发光”。

本发明的实施方式的颜色转换组合物优选包含通过被波长400nm以上且500nm以下的范围的激发光或由上述发光材料(a)发出的光中的任意一者或两者激发而呈现出在波长580nm以上且750nm以下的区域观测到峰值波长的发光的发光材料(以下称为“发光材料(b)”)。以下,将在580nm以上且750nm以下的区域观测到峰值波长的发光称为“红色发光”。

通常,对于激发光而言,其能量越大,越容易引起材料的分解。但是,波长400nm以上且500nm以下的范围的激发光是激发能量比较小的光。因此,不会引起颜色转换组合物中发光材料的分解,能得到色彩纯度良好的发光。

本发明的实施方式的颜色转换组合物中,可以仅包含上述发光材料(a)和发光材料(b)中的任意一者,也可以包含两者。另外,上述发光材料(a)可以单独使用仅1种,也可以并用多种。同样,上述发光材料(b)可以单独使用仅1种,也可以并用多种。

波长400nm以上且500nm以下的范围的一部分激发光将部分地透过本发明的实施方式的颜色转换组合物,因此,其本身可以用作蓝色的发光。所以,本发明的实施方式的颜色转换组合物包含显示绿色发光的有机发光材料(a)与显示红色发光的有机发光材料(b),作为蓝色光使用发光峰尖锐的蓝色LED时,在蓝·绿·红的各颜色显示出尖锐形状的发光光谱,可得到色彩纯度良好的白色光。结果,特别是在显示器中,能够效率良好地形成色彩更加鲜艳且更大的色域。另外,在照明用途中,与目前成为主流的将蓝色LED与黄色荧光体组合而得到的白色LED相比,特别是绿色区域和红色区域的发光特性得到改善,因此,能够得到彩色再现特性(日文为“演色性”)得以提高的令人满意的白色光源。

作为有机发光材料(a),可举出下述化合物作为优选:香豆素6、香豆素7、香豆素153等香豆素衍生物;吲哚菁绿等菁衍生物;荧光素、荧光素异硫氰酸酯、羧基荧光素二乙酸酯等荧光素衍生物;酞菁绿等酞菁衍生物;二异丁基-4,10-二氰基苝基-3,9-二甲酸酯等苝衍生物;以及亚甲基吡咯衍生物;茋(stilbene)衍生物;噁嗪衍生物;萘二甲酰亚胺衍生物;吡嗪衍生物;苯并咪唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、咪唑并吡啶衍生物、唑衍生物、蒽等具有稠合芳环的化合物或其衍生物;芳香族胺衍生物;有机金属络合物化合物等。但是,有机发光材料(a)并不特别限定于这些化合物。

这些化合物中,亚甲基吡咯衍生物可提供高的发光量子收率、且耐久性良好,因此是特别优选的化合物。其中,作为亚甲基吡咯衍生物,例如,下述的通式(1)表示的化合物显示出高色彩纯度的发光,因此是优选的。

作为有机发光材料(b),可举出以下化合物作为优选:4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃等菁衍生物;罗丹明B、罗丹明6G、罗丹明101、磺基罗丹明101等罗丹明衍生物;1-乙基-2-(4-(对二甲基氨基苯基)-1,3-丁二烯基)-吡啶鎓高氯酸盐等吡啶衍生物;N,N’-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝基-3,4:9,10-双二碳酰亚胺等苝衍生物,以及卟啉衍生物;亚甲基吡咯衍生物;噁嗪衍生物;吡嗪衍生物;并四苯或二苯并二茚并苝等具有稠合芳环的化合物或其衍生物;有机金属络合物化合物等。但有机发光材料(b)并不特别限定于此。

这些化合物中,亚甲基吡咯衍生物可提供高的发光量子收率、且耐久性良好,因此是特别优选的化合物。作为亚甲基吡咯衍生物,例如,下述的通式(1)表示的化合物显示出高色彩纯度的发光,因此是优选的。

本发明的实施方式的颜色转换组合物中(A)成分的含量虽然也取决于化合物的摩尔吸光系数、发光量子收率和激发波长处的吸收强度以及制作的颜色转换片的厚度、透过率,但通常相对于100重量份(B)成分,为1.0×10-4重量份~30重量份。其中,更优选为1.0×10-3重量份~10重量份,尤其优选为5.0×10-3重量份~5重量份。

另外,当在颜色转换组合物中包含呈绿色发光的发光材料(a)和呈红色发光的发光材料(b)这两者时,由于一部分绿色发光转换为红色发光,因此前述发光材料(a)的含量wa与发光材料(b)的含量wb优选满足wa≥wb的关系。另外,含量wa与含量wb的比率为wa∶wb=1000∶1~1∶1,进一步优选为500∶1~2∶1,尤其优选为200∶1~3∶1。其中,含量wa及含量wb为相对于(B)成分的重量而言的重量百分数。

<(B)粘结剂树脂>

本发明的实施方式的颜色转换组合物中,粘结剂树脂优选使用成型加工性、透明性、耐热性等优异的材料。作为粘结剂树脂的例子,例如可举出下述已知的物质:丙烯酸系、甲基丙烯酸系、聚肉桂酸乙烯基系、环化橡胶(ring rubber)系等具有反应性乙烯基的光固化型抗蚀剂材料、环氧树脂、有机硅树脂(包含有机硅橡胶、有机硅凝胶等有机聚硅氧烷固化物(交联物))、脲树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯基树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、纤维素树脂、脂肪族酯树脂、芳香族酯树脂、脂肪族聚烯烃树脂、芳香族聚烯烃树脂等。另外,作为粘结剂树脂,也可以使用这些树脂的混合物、共聚物。通过对这些树脂进行适当设计,可得到对本发明的实施方式的颜色转换组合物而言有用的粘结剂树脂。

这些树脂中,从透明性、耐热性等观点考虑,可优选使用环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂或它们的混合物。另外,从成膜工艺容易的观点考虑,也可以优选使用热固性树脂、光固性树脂。

粘结剂树脂的玻璃化温度(Tg)没有特别限定,优选为30℃以上且180℃以下。Tg比30℃低时,由来自光源的入射光所导致的热或机器的驱动热会使得粘结剂树脂的分子运动增加,发光材料的分散状态变化,从而耐久性变差。另外,Tg比180℃高时,树脂变脆,成型为片材等时的可挠性降低。粘结剂树脂的Tg较优选为50℃以上且160℃以下,更优选为70℃以上且150℃以下,尤其优选为90℃以上且140℃以下。

粘结剂树脂的分子量也根据树脂种类的不同而不同,没有特别限定,但优选为3000以上且1500000以下。分子量小于3000时,树脂变脆,成型为片材等时的可挠性降低。另外,分子量比1500000大时,存在成型时的粘度变得过大、树脂本身的化学稳定性降低的问题。粘结剂树脂的分子量较优选为5000以上且1200000以下,更优选为7000以上且1000000以下,特别优选为10000以上且800000以下。

<(C)硼化合物、寡糖化合物、环状硅氧烷化合物和原硅酸衍生物>

为了实现防止发光材料劣化、提高耐久性、即抑制发光强度的经时性降低,使颜色转换组合物包含特定的硼化合物、寡糖化合物、环状硅氧烷化合物和原硅酸衍生物中的至少一种是有效的。

上述化合物在颜色转换组合物和将该组合物固化而制作的颜色转换片中发挥提高发光材料的分散性的作用。

使用有机发光材料得到的颜色转换组合物和将其固化而制作的颜色转换片具有在高温下耐久性显著变差的课题。本申请的发明人进行了深入研究,结果发现高温下的耐久性降低的原因在于有机发光材料的分散状态的变化、和分子间的能量转移、电荷转移的活化。

在高温下粘结剂树脂的分子运动活化,由此导致组合物中的有机发光材料的移动也活化。有机发光材料彼此的距离靠近时,Dexter机制或Foerster机制引起的激发能量转移、超共轭机制等引起的分子间电荷转移活化,结果发生有机发光材料的淬灭或劣化。特别是通式(1)表示的化合物是容易发生浓度淬灭的化合物,对基于分散状态变化的耐久性的影响大。

为此,本申请的发明人发现,通过除了(B)粘结剂树脂之外还添加以分子水平对有机发光材料的分散进行辅助的化合物作为颜色转换组合物的成分,从而即使在高温下也能使有机发光材料稳定地分散,提高耐久性。研究结果发现,特定的硼化合物、寡糖化合物、环状硅氧烷化合物和原硅酸衍生物尤其有效,并且在有机发光材料中,对于提高通式(1)表示的化合物的耐久性是有效的。

硼化合物是包含硼原子的化合物,通常可以举出硼酸或其盐等有机硼化合物、氮化硼等无机硼化合物。其中,从溶解性和在组合物中的分散性的观点考虑,优选有机硼化合物。

作为有机硼化合物,没有特别限定,但可以举出硼酸(boric acid)衍生物、单取代硼酸(boronic acid)衍生物、二硼酸(diboronic acid)衍生物、环硼氧烷衍生物、二取代硼酸(borinic acid)衍生物、硼烷衍生物、乙硼烷衍生物、硼酸盐衍生物以及这些化合物的盐。

本发明的实施方式中的颜色转换组合物中,作为硼化合物,没有特别限定,优选为硼酸酯(borate ester)衍生物、单取代硼酸酯(boronic acid ester)衍生物、二硼酸酯(diboronic acid ester)衍生物、环硼氧烷衍生物的至少一种。

作为这些衍生物的硼原子上或氧原子上的取代基,可以举出取代或未取代的、烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、磺基和氧化膦基。其中,优选烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、甲硅烷基,较优选烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基、甲硅烷基。更优选烷基、环烷基、芳基、甲硅烷基,尤其优选为烷基、环烷基。

以下示出优选的硼化合物的一例,但并不限定于此。

[化学式31]

Figure BDA0002338796660000601

寡糖化合物是通过糖苷键键合了多个单糖而成的糖类的低聚化合物。此处,本发明中构成寡糖化合物的单糖的数量为2以上且20以下。

本发明的实施方式的颜色转换组合物中,作为寡糖化合物,没有特别限定,可以优选使用以戊糖衍生物或己糖衍生物作为构成成分的寡糖。其中,优选以取代或未取代的葡萄糖、取代或未取代的半乳糖、取代或未取代的果糖、取代或未取代的鼠李糖中的至少任一种作为构成成分的寡糖,较优选以取代或未取代的葡萄糖、取代或未取代的半乳糖、取代或未取代的果糖中的至少任一种作为构成成分的寡糖,尤其优选以取代或未取代的葡萄糖作为构成成分的寡糖。

进而,从不具有高活性的末端的观点考虑,优选取代或未取代的环状寡糖。作为环状寡糖,没有特别限定,但可以优选使用取代或未取代的α-环糊精、取代或未取代的β-环糊精、取代或未取代的γ-环糊精。

作为在上述寡糖化合物或作为其构成成分的单糖被取代的情况下的取代基,可以举出取代或未取代的、烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、磺基和氧化膦基。其中,较优选烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基、甲硅烷基,更优选烷基、甲硅烷基,尤其优选烷基。

环状硅氧烷化合物是通过硅氧烷键形成的环状化合物,可以为单环结构,也可以为多环结构。

本发明的实施方式的颜色转换组合物中,作为环状硅氧烷化合物,没有特别限定,可以优选使用八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、八苯基环四硅氧烷等环硅氧烷化合物、八苯基八倍半硅氧烷等倍半硅氧烷化合物。上述化合物可以被官能团取代。其中,由于热稳定性高,所以优选倍半硅氧烷化合物。

作为环硅氧烷化合物或倍半硅氧烷化合物的官能团,没有特别限定,可以举出烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、磺基和氧化膦基。其中,较优选烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基、甲硅烷基,更优选烷基、甲硅烷基、芳基。

原硅酸衍生物是原硅酸的硅烷醇基的氢被官能团取代的化合物组。

作为官能团,可以举出取代或未取代的、烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基。本发明的实施方式的颜色转换组合物中,较优选烷基、环烷基、芳基,更优选烷基、环烷基。

即,本发明的实施方式的颜色转换组合物中,作为原硅酸衍生物,没有特别限定,可以优选使用原硅酸的硅烷醇基的氢被烷基或环烷基取代而成的四烷氧基硅烷化合物。

本发明的实施方式的颜色转换组合物中,(C)成分的化合物优选不包含氮原子和磷原子这两者。在(C)成分的化合物包含氮原子或磷原子的情况下,在高温下与有机发光材料之间进行电荷的授受,容易引起有机发光材料的淬灭和劣化。

另外,(C)成分的化合物优选不包含形成环的碳原子数为11以上的芳香族烃基、形成环的原子数为11以上的芳香族杂环基。这些基团具有宽广的π共轭体系,所以亲电荷性高、使电荷的授受活化,容易引起有机发光材料的淬灭和劣化。

为了抑制来自光源的光、发光材料的发光,(C)成分的化合物在可见光区域内的吸光系数小是优选的。具体而言,在波长400nm以上且800nm以下的整个波长区域内的摩尔吸光系数ε为100以下。ε越小越优选,较优选为80以下。ε更优选为50以下,尤其优选为30以下。通过使用在可见光区域内吸收少的成分,不会使发光效率降低,可以提高颜色转换组合物的耐久性。

作为(C)成分的化合物列举的上述各化合物可以单独使用,也可以并用多种。

为了在高温下也能使有机发光材料稳定地分散,将(A)成分和(C)成分的摩尔数分别作为nA、nC时,优选nA、nC满足(式-1)。

0.1≤nC/nA≤200 (式-1)

nC/nA为0.1以上时,可以充分地辅助有机发光材料的分散,故而优选。nC/nA较优选为1.0以上,更优选为2.0以上,尤其优选为5.0以上。另外,nC/nA为200以下时,(C)成分相对于(A)成分而言不会变得过多,在加工成片材等的加工成型时的强度、热稳定性等变得充分,故优选。nC/nA较优选为100以下,更优选为50以下,尤其优选为30以下。

<其他添加剂>

本发明的实施方式的颜色转换组合物除了上述(A)、(B)和(C)成分以外,还可以含有抗氧化剂、加工和热稳定剂、紫外线吸收剂等耐光性稳定剂、为了使涂膜稳定的分散剂或流平剂、增塑剂、环氧化合物等交联剂、胺、酸酐、咪唑等固化剂、作为片材表面的改性剂的硅烷偶联剂等粘结助剂、作为颜色转换材料沈降抑制剂的二氧化硅粒子、有机硅微粒等无机粒子和硅烷偶联剂等其他添加剂。

作为抗氧化剂,可举出例如2,6-二叔丁基-对甲酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚等酚系抗氧化剂,但并不特别限定于此。另外,这些抗氧化剂可以单独使用,也可并用多种。

作为加工及热稳定剂,可举出例如亚磷酸三丁酯、亚磷酸三环己酯、三乙基膦、二苯基丁基膦等磷系稳定剂,但并不特别限定于此。另外,这些稳定剂可以单独使用,也可以并用多种。

作为耐光性稳定剂,可举出例如2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并***、2-〔2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基〕-2H-苯并***等苯并***类,但并不特别限定于此。另外,这些耐光性稳定剂可以单独使用,也可以并用多种。

就这些添加剂而言,从不阻碍来自光源的光、发光材料的发光的观点考虑,优选在可见区域内的吸光系数小。具体而言,在波长400nm以上且800nm以下的整个波长区域内,上述添加剂的摩尔吸光系数ε优选为200以下,较优选为100以下。更优选为80以下,尤其优选为50以下。

另外,作为耐光性稳定剂,也可以优选使用具有作为单线态氧淬灭剂的作用的化合物。单线态氧淬灭剂是将由氧分子利用光能进行活化而产生的单线态氧捕获而失活的材料。通过使单线态氧淬灭剂共存于颜色转换片中,从而可以防止发光材料因单线态氧而劣化。

已知单线态氧是在玫瑰红或亚甲蓝这样的色素的三线态激发状态与基底状态的氧分子之间产生电子与能量的转换而产生的。

对于本发明的实施方式的颜色转换组合物而言,所含的有机发光材料被激发光激发,从而发出波长与激发光不同的光,由此进行光的颜色转换。由于该激发-发光的循环反复进行,所以通过产生的激发种与颜色转换片中所含的氧之间的相互作用,产生单线态氧的概率得以提高。因此,有机发光材料与单线态氧的碰撞概率也得以提高,所以有机发光材料的劣化容易进行。

与无机发光材料相比,有机发光材料容易受到单线态氧的影响。尤其是,与苝等具有稠合芳环的化合物或其衍生物相比,通式(1)表示的化合物与单线态氧的反应性高,对基于单线态氧的耐久性的影响大。为此,通过利用单线态氧淬灭剂迅速地使产生的单线态氧失活,可以进一步提高发光量子收率和色彩纯度优异的通式(1)表示的化合物的耐久性。

作为具有作为单线态氧淬灭剂的作用的化合物,可以举出例如特定的叔胺和金属盐,但并不特别限定于这些化合物。另外,这些化合物(耐光性稳定剂)可以单独使用,也可以并用多种。

叔胺表示具有氨的N-H键均被替换为N-C键的结构的化合物。作为氮原子上的取代基,从下述基团中选择:烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、氨基甲酰基、和与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环。另外,这些取代基可以被上述取代基进一步取代。

作为优选的叔胺,可以举出三乙胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、三正丁胺、N,N-二乙基苯胺、2,2,6,6-四甲基哌啶等,但并不特别限定于这些叔胺。

作为金属盐,可以举出氯化物等无机盐、硫酸盐等有机酸盐。其中,从在颜色转换组合物中均匀地分散的观点考虑,优选有机酸的金属盐。

有机酸的金属盐是由有机酸与金属元素形成的盐。有机酸表示具有羧基、磺酰基、酚性羟基、巯基的有机化合物。作为金属元素,可以举出过渡元素,其中,优选使用镍。即,优选有机酸的镍盐。

作为可以优选用作单线态氧淬灭剂的有机酸的镍盐,可以举出例如乙酰丙酮系镍络合物、双二硫代-α-二酮系镍络合物、二硫醇盐(dithiolate)系镍络合物、氨基硫醇盐系镍络合物、硫代邻苯二酚系镍络合物、水杨醛肟系镍络合物、硫代双酚盐系镍络合物、靛苯胺系镍化合物、羧酸系镍盐、磺酸系镍盐、酚系镍盐、氨基甲酸系镍盐、二硫代氨基甲酸系镍盐等,但并不特别限定于此。

上述化合物中,从可见区域内的摩尔吸光系数小、不会吸收光源或发光材料的发光的观点考虑,优选磺酸系镍盐。进而,从显示更好的单线态氧淬灭效果的观点考虑,较优选芳基磺酸的镍盐,从在多种溶剂中的溶解性的观点考虑,优选烷基磺酸的镍盐。作为芳基磺酸的芳基,优选取代或未取代的苯基,从在溶剂中的溶解性和分散性的观点考虑,较优选被烷基取代的苯基。

另外,从在有机溶剂中的溶解性和在可见区域中的摩尔吸光系数小的观点考虑,优选乙酰丙酮系镍络合物和硫代双酚盐系镍络合物这两者。上述化合物中的镍上的配位体可以被烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、巯基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、氧化膦基等取代基取代。另外,这些取代基可以进一步被上述取代基取代。

其中,从光稳定性的观点考虑,优选取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、卤素,较优选取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、卤素。此外,从与单线态氧淬灭剂反应后的变色小的观点出发,较优选取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、卤素。尤其优选为取代或未取代的烷基。

作为在波长400nm以上且800nm以下的整个波长区域内的摩尔吸光系数ε为200以下的有机酸的镍盐,可以举出例如对甲苯基磺酸的镍盐或乙酰丙酮镍(II)络合物、六氟乙酰丙酮镍(II)络合物、2,2’-硫代双酚盐-正丁基胺镍(II)络合物、[2,2’-硫代双(4-叔辛基苯酚盐)]-2-乙基己基胺镍(II)络合物等。但是,作为有机酸的镍盐,并不限定于这些化合物,优选使用上述的各种有机酸的镍盐中在波长400nm以上且800nm以下的整个波长区域内的摩尔吸光系数ε小的化合物,尤其优选使用ε为200以下的化合物。

另外,作为耐光性稳定剂,也可以优选使用具有作为自由基淬灭剂的作用的化合物。其中,可以举出受阻胺系化合物作为优选例。作为受阻胺系化合物的例子,可以举出例如2,2,6,6-四甲基哌啶、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-羟基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)、甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯、甲基丙烯酸1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯等哌啶衍生物或其氧化物。

本发明的实施方式的颜色转换组合物和颜色转换片中,上述添加剂的含量虽然也取决于化合物的摩尔吸光系数、发光量子收率和激发波长的吸收强度、以及制作的颜色转换片的厚度或透过率,但通常相对于100重量份粘结剂树脂,优选为1.0×10-3重量份以上,较优选为1.0×10-2重量份以上,更优选为1.0×10-1重量份以上。另外,上述添加剂的含量相对于100重量份粘结剂树脂,优选为30重量份以下,较优选为15重量份以下,更优选为10重量份以下。

<溶剂>

本发明的实施方式的颜色转换组合物可以包含溶剂。该溶剂只要能够调整流动状态的树脂的粘度且不会对发光物质的发光和耐久性带来过度影响,则没有特别限定。溶剂可以通过干燥除去。作为这样的溶剂,可以举出例如水、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、乙醇、甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、己烷、环己烷、四氢呋喃、丙酮、松油醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(Texanol)、1,2-二甲氧基乙烷、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇单甲基醚乙酸酯等,也可以将上述溶剂混合2种以上进行使用。上述溶剂中,从不对通式(1)表示的化合物的劣化带来影响的观点考虑,可以特别优选使用甲苯。另外,从干燥后的残留溶剂少的观点考虑,可以优选使用甲基乙基酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯。

<颜色转换组合物的制造方法>

以下,对本发明的实施方式的颜色转换组合物的制造方法的一例进行说明。以规定量混合前述的有机发光材料、粘结剂树脂、下述的溶剂等材料。将上述材料以达到规定组合的方式进行混合后,用均化器、自转公转型搅拌机、三辊磨机、球磨机、行星式球磨机、珠磨机等搅拌·混炼机均质地混合分散,由此制备用于制作颜色转换层的组合物,即颜色转换组合物。在混合分散后或者在混合分散的过程中,还优选在真空或减压条件下进行脱泡。另外,也可以预先混合某些特定的成分及/或进行老化等处理。也可以利用蒸发仪除去溶剂而成为所期望的固态成分浓度。

<颜色转换片的制作方法>

本发明的实施方式的颜色转换片只要包含将颜色转换组合物固化而成的层即颜色转换层即可,对其构成没有限定。作为颜色转换片的代表结构例,可以举出:如图1所示那样基材层10与通过将颜色转换组合物固化得到的颜色转换层11的层叠体;或者,如图2所示那样颜色转换层11被多个基材层10夹持而得到的层叠体。为了防止颜色转换层因氧、水分、热而劣化,可以如图3所示那样在颜色转换片1上进一步设置阻隔层12。

另外,本发明的实施方式的颜色转换片可以包含2层以上的颜色转换层。可以举出例如:如图4所示那样基材层10与颜色转换层11A以及颜色转换层11B的层叠体;或者,如图5所示那样颜色转换层11A和颜色转换层11B被多个基材层10夹持而形成的层叠体;如图6所示那样在颜色转换层11A和颜色转换层11B之间设置透明中间层13而成的层叠体。另外,也可以举出颜色转换层11A/11A/11B、颜色转换层11A/11B/11B、颜色转换层11A/11A/11B/11B那样相同的颜色转换层连续的构成。

需要说明的是,上述例子为示例,本发明的实施方式的颜色转换片的具体构成并不限定于此,通过由以下说明所引出的事项进行了适当变更的构成也包含在本发明的范围内。

(颜色转换层)

接下来,对本发明的实施方式的颜色转换片的颜色转换层的制造方法的一例进行说明。将通过上述方法制作的颜色转换组合物涂布于基材层、阻隔层等基底上,并使其干燥。涂布可通过逆向辊涂机、刮涂机、缝模涂布机、直接槽辊涂布机、补偿槽辊涂布机、吻合式涂机、自然辊涂机、气刀涂布机、辊式刮涂机、逆向辊式刮涂机(Reverse roll bladecoater)、双流涂布机(two stream coater)、棒式涂布机、线棒涂布机、涂敷器、浸涂机、幕帘涂布机、旋转涂布机、刮刀式涂布机等进行。为了得到颜色转换层的膜厚均匀性,优选用缝模涂布机进行涂布。

颜色转换层的干燥可使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置进行。颜色转换片的加热可使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置。此时,加热条件通常为于40~250℃进行1分钟~5小时,优选为于60℃~200℃进行2分钟~4小时。另外,也可采用分步固化(step cure)等阶段性地加热固化。

制作颜色转换层后,也可根据需要更换基材层。此时,作为简便的方法,可举出例如使用加热板进行重新贴附的方法、使用真空层压机或干膜层压机的方法等,但不限定于这些方法。

本发明的实施方式的颜色转换片包含2层以上的颜色转换层时,使各层层叠的方法可以使用涂布、干式层压等已知的方法。本发明中,各层的层叠方法没有特别限定,例如可举出下述方法:使(颜色转换层A)与(颜色转换层B)层叠时,在(颜色转换层A)上通过涂布和干燥形成(颜色转换层B)的方法;在(颜色转换层B)上通过涂布和干燥形成(颜色转换层A)的方法;在(颜色转换层A)上贴合另行成型的用于(颜色转换层B)的自立膜的方法;在(颜色转换层B)上贴合另行成型的用于(颜色转换层A)的自立膜的方法;像贴合“基材层/(颜色转换层A)”这样的层叠结构的层叠模组与“(颜色转换层B)/基材层”这样的层叠结构的层叠模组等那样,将分别制作的层叠模组进行贴合的方法。为了提高颜色转换片的稳定性,还优选使各层层叠后,进一步进行热固化工序、光固化工序、熟化工序等。

颜色转换层的厚度没有特别限定,优选为1μm~1000μm,较优选为10μm~1000μm。颜色转换层的厚度比1μm小时,存在颜色转换片的强韧性变小的问题。颜色转换层的厚度超过1000μm时,容易产生裂纹,颜色转换片成型困难。作为颜色转换层的厚度,较优选为5μm~100μm,更优选为10μm~100μm,尤其优选为15μm~100μm。

本发明的膜厚(层的厚度)是指按照JIS K7130(1999)塑料-膜及片-厚度测定方法中的基于机械扫描的厚度测定方法A法测定的膜厚(平均膜厚)。

(基材层)

作为基材层,可没有特别限定地使用已知的金属、膜、玻璃、陶瓷、纸等。具体而言,作为基材层,可举出:铝(也包含铝合金)、锌、铜、铁等金属板、箔;醋酸纤维素、PET、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯基缩醛、芳族聚酰胺、有机硅、聚烯烃、热塑性氟树脂、四氟乙烯与乙烯的共聚物(ETFE)等塑料的膜;由α-聚烯烃树脂、聚己内酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂及它们与乙烯的共聚树脂形成的塑料的膜;层压有上述塑料的纸、或利用上述塑料进行了涂覆的纸;层压或蒸镀有上述金属的纸;层压或蒸镀有上述金属的塑料膜等。另外,在基材为金属板时,也可对其表面实施铬系、镍系等的镀覆处理、陶瓷处理。

上述材料中,从颜色转换片的制作容易程度、颜色转换片的成型容易程度考虑,优选使用玻璃、树脂膜。另外,为了消除在操作膜状基材层时发生断裂等的担忧,优选强度高的膜。从其要求的特性、经济性方面考虑,优选树脂膜,上述材料中,从经济性、操作性方面考虑,优选的是,选自由PET、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚丙烯组成的组中的塑料膜。另外,当使颜色转换片干燥时、或用挤出机将颜色转换片于200℃以上的高温进行压接成型时,从耐热性的方面考虑,优选聚酰亚胺膜。从膜剥离的容易程度考虑,也可预先对基材层的表面进行脱模处理。同样的,为了提高层间的粘接性,可以预先对基材层表面实施易粘接处理。

基材层的厚度没有特别限定,作为下限,优选为12μm以上,较优选38μm以上。另外,作为上限,优选5000μm以下,较优选3000μm以下。

(阻隔层)

就本发明的实施方式的颜色转换片而言,还可以具有阻隔层。为了防止颜色转换层因氧、水分或热发生劣化而适当使用阻隔层。作为这样的阻隔层,可举出例如氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化钽、氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钇、氧化镁等无机氧化物,氮化硅、氮化铝、氮化钛、碳氮化硅等无机氮化物,或它们的混合物,或向它们中添加其他元素而得到的金属氧化物薄膜、金属氮化物薄膜;或者,由聚氯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、硅系树脂、三聚氰胺系树脂、氨基甲酸酯系树脂、氟系树脂、乙酸乙烯酯的皂化物等聚乙烯醇系树脂等各种树脂形成的膜。

作为本发明中优选用于阻隔层的阻隔性树脂,可以举出例如聚酯、聚氯乙烯、尼龙、聚氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等树脂以及这些树脂的混合物。其中,聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇由于氧透过系数非常小,所以阻隔性树脂优选包含上述树脂。进而,就阻隔性树脂而言,从变色的困难程度考虑,较优选包含聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物,从对环境的负担小的观点考虑,尤其优选包含聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物。这些树脂可以单独使用,也可以与不同树脂混合使用,从膜的均匀性和成本的观点考虑,较优选由单一树脂形成的膜。

作为聚乙烯醇,例如可以使用将乙酰基进行98摩尔%以上皂化而得到的聚乙酸乙烯酯的皂化物。另外,作为乙烯-乙烯醇共聚物,例如可以使用将乙酰基进行98摩尔%以上皂化而得到的乙烯含有率为20%~50%的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化物。

另外,作为阻隔层,也可使用市售的树脂、膜。作为具体例,有KURARAY CO.,LTD制的聚乙烯醇树脂PVA117或KURARAY CO.,LTD制的乙烯-乙烯醇共聚物(“EVAL”(注册商标))树脂L171B、F171B、膜EF-XL等。

可以在不对颜色转换层的发光和耐久性带来过度影响的范围内,根据需要在阻隔层中添加抗氧化剂、固化剂、交联剂、加工和热稳定剂、紫外线吸收剂等耐光性稳定剂等。

阻隔层的厚度没有特别限定,从颜色转换片整体的柔软性、成本的观点考虑,优选为100μm以下。较优选为50μm以下,更优选为20μm以下。尤其优选为10μm以下,可以为1μm以下。但是,从形成层的容易程度的观点考虑,阻隔层的厚度优选为0.01μm以上。

本发明中,阻隔层可以如图3所示例的阻隔层12那样设置在颜色转换层11的层叠方向两侧的各端面,也可以设置在层叠方向两侧中的一个端面。另外,包含2层以上的颜色转换层时,可以如图7所示例的阻隔层12那样,设置在颜色转换层11A和颜色转换层11B的两面,也可以仅设置在一面。另外,也可以如图8所示例的阻隔层12那样设置在颜色转换层11A的两面和颜色转换层11B的两面这两方。

(其他功能性层)

根据所要求的功能,本发明实施方式的颜色转换片可以进一步设置光扩散层、具有防反射功能、防眩功能、防反射防眩功能、硬涂功能(耐摩擦功能)、抗静电功能、防污功能、电磁波屏蔽功能、红外线拦截功能、紫外线拦截功能、偏光功能、调色功能的辅助层。

(粘接层)

本发明实施方式的颜色转换片中,可以在各个层之间根据需要设置粘接层。作为粘接层,只要是不对颜色转换片的发光和耐久性产生过度影响即可,没有特别限定,可以使用已知的材料。例如,需要牢固的粘接时,作为粘接层,可以优选使用光固化材料、热固化材料、厌氧性固化材料、热塑性材料。其中,较优选热固化材料,尤其优选能于0℃~150℃固化的热固化材料。

粘接层的厚度没有特别限定,优选为0.01μm~100μm,较优选为0.01μm~25μm。更优选为0.1μm~15μm,尤其优选为1.0μm~15μm。

使各层层叠的方法可以使用涂布、干式层压等已知的方法。本发明中,各层的层叠方法没有特别限定,可以举出例如使(L1)层与(L2)层层叠的情况、在(L1)层上涂布(L2)层并干燥来形成的方法、在(L2)层上涂布(L1)层并干燥来形成的方法、在(L1)层上贴合另行成型的用于(L2)层的自立膜的方法、在(L2)层上贴合另行成型的用于(L1)层的自立膜的方法、如使“基材层/(L1)层”这样的层叠结构的层叠模组与“(L2)层/基材层”这样的层叠结构的层叠模组贴合等那样,使分别制作的层叠模组贴合的方法。为了提高颜色转换片的稳定性,优选使各层层叠后进一步进行热固化工序、光固化工序、熟化工序等。

<激发光>

对于激发光的种类而言,只要在用于本发明的有机发光材料能够吸收的波长区域中显示发光即可,可使用任意的激发光。例如,来自热阴极管、冷阴极管、无机电致发光(EL)元件等荧光性光源、有机EL元件光源、LED光源、白热光源、或太阳光等任意光源的激发光均可利用。其中,优选来自LED光源的激发光。在显示器、照明用途中,从提高蓝色光的色彩纯度的方面考虑,进一步优选来自具有400nm以上且500nm以下的波长范围的激发光的蓝色LED光源的激发光。

作为激发光的最大发光波长,为430nm以上且500nm以下时,因激发能量变得更小、可以抑制有机发光材料的劣化而较优选,更优选为440nm以上且500nm以下。尤其优选为450nm以上且500nm以下。另外,作为激发光的最大发光波长,由于可以减小激发光与绿色光的发光光谱的重叠、可以提高色彩再现性,所以较优选为480nm以下,更优选为470nm以下。

激发光可以具有1种发光峰,也可以具有2种以上的发光峰,为了提高色彩纯度,优选具有1种发光峰。另外,也可以任意组合发光峰种类不同的多种激发光源进行使用。

<光源模组>

本发明的实施方式的光源模组的结构是至少具备上述光源及颜色转换组合物或颜色转换片。光源模组具备颜色转换组合物时,对光源与颜色转换组合物的配置方法没有特别限定,可采用将颜色转换组合物直接涂布于光源的结构,也可以采用将颜色转换组合物涂布于与光源分离的膜或玻璃等而成的结构。光源模组具备颜色转换片时,对光源与颜色转换片的配置方法没有特别限定,可以采用使光源与颜色转换片密合的结构,也可采用使光源与颜色转换片分离的远程荧光粉(Remote Phosphor)形式。另外,出于提高色彩纯度的目的,光源模组也可采用进一步具备彩色滤光片的结构。

如前文所述,波长400nm以上且500nm以下的范围的激发光为较小的激发能量,可防止通式(1)表示的化合物等发光物质的分解,因此,光源模组具备的光源优选为在波长400nm以上且500nm以下的范围具有最大发光的发光二极管。并且,该光源优选在波长430nm以上且480nm以下的范围具有最大发光,较优选在波长450nm以上且470nm以下的范围具有最大发光。本发明的光源模组可以用于显示器、照明、装饰、标识、广告牌等用途,但尤其优选用于显示器、照明用途。

<显示器、照明装置>

本发明实施方式的显示器至少具备如上所述那样包含光源和颜色转换片等的光源模组。例如,液晶显示器等显示器中作为背光模组可以使用上述光源模组。

另外,本发明实施方式的照明装置至少具备如上所述那样包含光源和颜色转换片等的光源模组。例如,该照明装置可以如下构成:使作为光源模组的蓝色LED光源、与将来自该蓝色LED光源的蓝色光转换成波长比蓝色光更长的光的颜色转换片或颜色转换组合物相组合,从而发出白色光。

实施例

以下,举出实施例来说明本发明,但本发明并不限定于这些例子。

下述的实施例和比较例中,化合物G-1~G-3、R-1、R-2、S-1~S-10、Q-1是以下所示的化合物。

[化学式32]

[化学式33]

Figure BDA0002338796660000751

[化学式34]

另外,关于结构分析的评价方法如以下所示。

<1H-NMR的测定>

化合物的1H-NMR使用超导FTNMR EX-270(日本电子株式会社制),利用氘代氯仿溶液进行了测定。

<吸收光谱的测定>

对于化合物的吸收光谱而言,使用U-3200型分光光度计(日立制作所株式会社制),使化合物以1×10-6mol/L的浓度溶解于甲苯中而进行测定。

<荧光光谱的测定>

对于化合物的荧光光谱而言,使用F-2500型分光荧光光度计(日立制作所株式会社制),使化合物以1×10-6mol/L的浓度溶解于甲苯中,对以460nm的波长激发时的荧光光谱进行测定。

<颜色转换特性的测定>

颜色转换特性的测定中,在搭载了发光峰值波长为447nm的蓝色LED元件的面状发光装置载置有各颜色转换片和棱镜片的状态下,对该面状发光装置流通30mA的电流,点亮该蓝色LED元件,使用分光辐射亮度计(CS-1000、柯尼卡美能达公司制),对发光光谱、色度和亮度进行测定。

<光耐久性测试>

光耐久性测试中,在搭载了发光峰值波长为447nm的蓝色LED元件的面状发光装置载置有各颜色转换片和棱镜片的状态下,对该面状发光装置流通100mA的电流,点亮该蓝色LED元件,使用分光辐射亮度计(CS-1000、柯尼卡美能达公司制)测定初期亮度。然后,在50℃、27%RH的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,观测直至亮度降低一定量为止的时间,由此评价光耐久性。其中,亮度的测定如下进行:在将颜色转换片和面状发光装置取出至烤箱外,在降温至室温的状态下进行测定。

<摩尔吸光系数的测定>

与上述吸收光谱的测定方法同样地使化合物以1×10-5mol/L、5×10-5mol/L、1×10-4mol/L、5×10-4mol/L、1×10-3mol/L的各浓度溶解于甲苯或乙醇,进行各个吸收光谱的测定。由所得的吸收光谱计算各波长处的吸光度,由以吸光度为纵轴、以摩尔浓度(mol/L)为横轴的图制作标准曲线,求出各波长处的摩尔吸光系数。

关于化合物G-1、S-1~S-10、Q-1,所得的摩尔吸光系数示于表2。其中,表中的εmax是波长400nm以上且800nm以下的整个波长区域内的摩尔吸光系数ε的最大值。

[表2]

【表2】

合成例1

化合物G-1的合成方法

将3,5-二溴苯甲醛(3.0g)、4-叔丁基苯基单取代硼酸(5.3g)、四(三苯基膦)钯(0)(0.4g)、碳酸钾(2.0g)加入烧瓶,进行氮置换。向其中加入经脱气的甲苯(30mL)和经脱气的水(10mL),回流4小时。将反应溶液冷却至室温,对有机层进行分液后用饱和食盐水洗涤。用硫酸镁干燥该有机层,过滤后,蒸馏除去溶剂。用硅胶色层分离法对所得的反应生成物进行纯化,以白色固体的形式得到3,5-双(4-叔丁基苯基)苯甲醛(3.5g)。

将3,5-双(4-叔丁基苯基)苯甲醛(1.5g)和2,4-二甲基吡咯(0.7g)加入反应溶液,加入脱水二氯甲烷(200mL)和三氟乙酸(1滴),在氮气氛下搅拌4小时。加入2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(0.85g)的脱水二氯甲烷溶液,进而搅拌1小时。反应结束后,加入三氟化硼***络合物(7.0mL)和二异丙基乙胺(7.0mL),搅拌4小时后,进而加入水(100mL)搅拌,对有机层进行分液。用硫酸镁干燥该有机层,过滤后,蒸馏除去溶剂。用硅胶色层分离法对所得的反应生成物进行纯化,得到0.4g如下所示的化合物G-1(收率18%)。

1H-NMR(CDCl3,ppm):7.95(s,1H)、7.63-7.48(m,10H)、6.00(s,2H)、2.58(s,6H)、1.50(s,6H)、1.37(s,18H)。

需要说明的是,该化合物的吸收光谱如图9所示,蓝色的激发光源(460nm)显示光的吸收特性。荧光光谱如图10所示,绿色区域显示尖锐的发光峰。荧光量子收率显示83%,是能进行效率良好的颜色转换的化合物。

合成例2

化合物R-1的合成方法

在氮气流下于120℃对4-(4-叔丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯300mg、2-甲氧基苯甲酰氯201mg与甲苯10ml的混合溶液加热6小时。冷却至室温后,进行蒸发。用乙醇20ml洗涤,进行真空干燥后,得到2-(2-甲氧基苯甲酰基)-3-(4-叔丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯260mg。

然后,在氮气流下于125℃对2-(2-甲氧基苯甲酰基)-3-(4-叔丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯260mg、4-(4-叔丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯180mg、甲磺酸酐206mg和经脱气的甲苯10ml的混合溶液加热7小时。冷却到室温后,注入水20ml,用二氯甲烷30ml萃取。用水20ml洗涤有机层2次,进行蒸发,真空干燥。

接下来,在氮气流下向所得的亚甲基吡咯体与甲苯10ml的混合溶液中加入二异丙基乙胺305mg、三氟化硼***络合物670mg,室温搅拌3小时。注入水20ml,用二氯甲烷30ml萃取。用水20ml洗涤有机层2次,用硫酸镁干燥后,进行蒸发。用硅胶柱色谱法纯化,进行真空干燥后,得到***粉末0.27g。所得的粉末的1H-NMR分析结果如下所示,确认到上述所得的***粉末为R-1。

1H-NMR(CDCl3,ppm):1.19(s,18H)、3.42(s,3H)、3.85(s,6H)、5.72(d,1H)、6.20(t,1H)、6.42-6.97(m,16H),7.89(d,4H)。

需要说明的是,该化合物的吸收光谱如图11所示,蓝色与绿色的激发光源显示光的吸收特性。荧光光谱如图12所示,红色领域显示尖锐的发光峰。荧光量子收率显示90%,是能进行效率良好的颜色转换的化合物。

实施例1

本发明的实施例1中,作为粘结剂树脂使用丙烯酸树脂“Oricox KC-7000”(共荣社化学(株)制),相对于100重量份该粘结剂树脂,混合0.25重量份作为(A)成分的化合物G-1、1.0重量份作为(C)成分的化合物S-1、150重量份作为溶剂的甲苯、150重量份1-甲氧基-2-丙醇。用行星式搅拌·脱泡装置“MAZERUSTAR KK-400”(仓敷制)以300rpm对他们的混合物进行搅拌·脱泡30分钟,得到颜色转换组合物。此时,(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA为10。

然后,使用缝模涂布机,在作为基材层的“lumirror”U34(东丽株式会社制、厚度75μm)上涂布上述颜色转换组合物。于120℃加热、干燥20分钟,形成平均膜厚为18μm的颜色转换层。

最后,对扩散膜(东丽先端素材(株)制“Texcell”(注册商标)TDF127)进行层压后,于60℃熟化1小时,得到颜色转换片。

使用该颜色转换片使蓝色LED光进行颜色转换,结果仅选取绿色光的发光区域时,得到峰值波长为527nm、峰值波长处的发光光谱的半峰宽为33nm的高色彩纯度绿色发光。以将下述比较例1中的强度作为1.0时的相对值计,峰值波长处的发光强度为1.0,未观察到由(C)成分导致的发光阻碍。另外,根据上述方法,在50℃、27%RH的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果,直至亮度降低10%为止的时间是80小时。结果示于表3。

比较例1

除了不混合(C)成分以外,与实施例1相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表3。其中,表中的发光强度(相对值)是以该比较例1中的强度作为1.0时的相对值。

实施例2~5和比较例2

除了作为(C)成分使用表3所记载的化合物、且以(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA成为10的方式调整(C)成分的混合量以外,与实施例1相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表3。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例1中的强度作为1.0时的相对值。

实施例6~8

除了作为(C)成分使用化合物S-6、且以(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA成为表3所记载的值的方式调整(C)成分的混合量以外,与实施例1相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表3。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例1中的强度作为1.0时的相对值。

实施例9

除了相对于100重量份粘结剂树脂混合0.15重量份作为(A)成分的化合物G-3、1.0重量份作为(C)成分的化合物S-1以外,与实施例1相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。此时,(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA为10。结果示于表3。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例1中的强度作为1.0时的相对值。

比较例3

除了不混合(C)成分以外,与实施例9相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表3。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例1中的强度作为1.0时的相对值。

实施例10和11

除了以(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA成为表3所记载的值的方式调整(C)成分的混合量以外,与实施例3相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表3。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例1中的强度作为1.0时的相对值。实施例11中,在形成颜色转换层的时刻,涂膜产生白浊,与实施例3相比,可见发光强度的降低和光耐久性的降低。

实施例12~14

除了作为(C)成分使用表3所记载的化合物、且以(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA成为表3所记载的值的方式调整(C)成分的混合量以外,与实施例1相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表3。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例1中的强度作为1.0时的相对值。

实施例15

除了相对于100重量份粘结剂树脂混合0.10重量份作为(A)成分的化合物R-1、0.82重量份作为(C)成分的化合物S-2以外,与实施例1相同地操作,制作颜色转换片。此时,(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA为25。

使用该颜色转换片,使蓝色LED光进行颜色转换,结果,仅选取红色光的发光区域时,得到峰值波长为635nm、峰值波长处的发光光谱的半峰宽为50nm的高色彩纯度绿色发光。以将下述的比较例4中的强度作为1.0时的相对值计,峰值波长处的发光强度为1.0,未观察到由(C)成分导致的发光阻碍。另外,根据上述方法,在50℃、27%RH的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果,直至亮度降低10%为止的时间是350小时。结果示于表4。

比较例4

除了不混合(C)成分以外,与实施例15相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表4。其中,表中的发光强度(相对值)是以该比较例4中的强度作为1.0时的相对值。

实施例16和比较例5

除了作为(C)成分使用表4所记载的化合物、且以(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA成为25的方式调整(C)成分的混合量以外,与实施例15相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表4。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例4中的强度作为1.0时的相对值。

实施例17

除了相对于100重量份粘结剂树脂混合0.1重量份作为(A)成分的化合物R-2、0.53重量份作为(C)成分的化合物S-4以外,与实施例15相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。此时,(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA为25。结果示于表4。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例4中的强度作为1.0时的相对值。

[表3]

【表3】

Figure BDA0002338796660000821

[表4]

【表4】

实施例18

本发明的实施例18中,作为粘结剂树脂使用丙烯酸树脂“Oricox KC-7000”(共荣社化学(株)制),相对于100重量份该粘结剂树脂,混合0.3重量份作为(A)成分的化合物G-2、0.013重量份R-1、2.0重量份作为(C)成分的化合物S-4、150重量份作为溶剂的甲苯、150重量份1-甲氧基-2-丙醇。用行星式搅拌·脱泡装置“MAZERUSTAR KK-400”(仓敷制)以300rpm对他们的混合物搅拌·脱泡30分钟,得到颜色转换组合物。此时,(A)成分与(C)成分的摩尔比nC/nA为27。

然后,使用缝模涂布机,在作为基材层的“lumirror”U34(东丽株式会社制、厚度75μm)上涂布上述颜色转换组合物,于120℃加热、干燥20分钟,形成平均膜厚为14μm的颜色转换层。

最后,对扩散膜(东丽先端素材(株)制“Texcell”(注册商标)TDF127)进行层压后,于60℃熟化1小时,得到颜色转换片。

使用该颜色转换膜对蓝色LED光进行了颜色转换,结果,仅选取绿色光的发光区域时,得到了峰值波长为527nm、峰值波长处的发光光谱的半峰宽为32nm的高色彩纯度绿色发光,仅选取红色光的发光区域时,得到了峰值波长为625nm、峰值波长处的发光光谱的半峰宽为50nm的高色彩纯度绿色发光。以将后述的比较例6中的强度作为1.0时的相对值计,绿色光的发光区域的峰值波长处的发光强度为1.0,未观察到由(C)成分导致的发光阻碍。同样的,以将后述的比较例6中的强度作为1.0时的相对值计,红色光的发光区域的峰值波长处的发光强度为1.0,未观察到由(C)成分导致的发光阻碍。另外,根据上述方法,在50℃、27%RH的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果,直至亮度降低10%为止的时间是300小时。结果示于表5。

比较例6

除了不混合(C)成分以外,与实施例18相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表5。其中,表中的发光强度(相对值)是以该比较例6中的强度作为1.0时的相对值。

实施例19

除了相对于100重量份粘结剂树脂进一步混合0.50重量份化合物Q-1以外,与实施例18相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表5。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例6中的强度作为1.0时的相对值。

比较例7

除了不混合(C)成分以外,与实施例19相同地操作,制作颜色转换片并进行评价。结果示于表5。其中,表中的发光强度(相对值)是以比较例6中的强度作为1.0时的相对值。

[表5]

【表5】

Figure BDA0002338796660000841

符号说明

1 颜色转换片

10 基材层

11 颜色转换层

11A 颜色转换层

11B 颜色转换层

12 阻隔层

13 透明中间层

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