CN100591746C - 发光体、使用该发光体的照明装置和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括主发光单元和副发光单元的发光体,该副发光单元由于该主发光单元射出的光而发光,其中该副发光单元包含铱化合物。作为铱化合物,可以列举由L1L2L3Ir(L1、L2和L3是与铱配位的有机二齿配体,并且这些配体中的至少一个与氮原子和碳原子配位)表示,优选由通式(2)表示的铱配合物(在该通式中,X表示与和铱键接的碳原子和氮原子一起形成芳族螯合配体的原子团,n是2或3的整数,和L表示其中除碳原子以外的原子与铱键接的二齿有机配体。)。本发明的发光体包含具有宽的颜色再现范围的红(R)、绿(G)和蓝(B)波长元件,可以用单个供电和控制系统驱动并且不会引起组件的光退化。

Description

发光体、使用该发光体的照明装置和显示装置
相关申请的交叉引用
本文是依据35U.S.C.第111(a)部分提交的申请,其依据35U.S.C.第119(e)(1)部分,要求依据35U.S.C.111(b)于2004年9月9日提交的美国临时申请序列号60/608,099、于2004年10月19日提交的美国临时申请序列号60/619,716、于2004年10月28日提交的美国临时申请序列号60/622,608和2005年6月16日提交的美国临时申请序列号60/690,915的权益。
技术领域
本发明涉及使用有机荧光染料、发光效率和显色性优异且寿命长的发光体,以及使用该发光体的照明和显示装置。
背景技术
通常,作为照明装置或非自发光型显示装置的光源,已经使用冷阴极管或发光二极管。然而,冷阴极管颜色再现范围较窄且显色性能较差,另外使用汞造成环境保护方面的问题。
近年来,已经发现发蓝光二极管,并且通过将它与发黄光的荧光物质结合获得的白光源越来越普及。在这一技术中,发射大约460nm的蓝光的二极管与当受上述发射波长激发时发射550-590nm的黄光的荧光材料的结合物能够发射白光。作为当受蓝光激发时发射黄光的荧光材料,铈激活的钇/铝氧化物基荧光材料是已知的。然而,该体系在光源中不包含真正的绿色和红色组分;因此,存在的问题是该结合物发光时显色性能差并且当作为显示器的背光灯时颜色再现范围较窄。
另外,当将发蓝光的二极管和现有的发红光和绿光的二极管结合时,可以获得颜色再现范围宽且显色性优异的白光源。然而,因为必须使用三个发光二极管,需要三个电源和控制系统,这导致系统的复杂化。
最近,已经发现发射UV的二极管,并且通过将它与吸收UV光并发射红、绿和蓝光的荧光物质结合,获得了使用单个发光二极管的白光源(“Hakushoku LED Shoumei Sisutem no Koukido/koukouritu/choujyumyouka Gijyutu”(Technology for obtaining Higher Brightness,HigherEfficiency and Longer Lifetime in White LED Lighting System(用于在LED照明系统中获得更高亮度、更高效率和更长寿命的技术)),TechnicalInformation Society,第7页,2003)。然而,在该方法中由于UV光造成组件的光退化不可避免;因此,作为光源,它不具有实际上足够的寿命。
另外,用于转换现有LED领域内的波长的荧光材料的实例包括氧化物如Ce激活的钇/铝氧化物和Eu激活的硅酸锶,和氮化物如Eu激活的赛龙(sialon),通常当使用这些材料时,将它们的粉末与树脂混合。在这种情况下,存在的问题在于:在粉末和树脂间的界面处往往发生分离,这导致差的耐久性;并且粉末和树脂间的折射指数差异在某些粉末浓度和某些粒度分布的情况下导致产生遮盖力,阻碍获得高的亮度。
发明内容
本发明旨在克服各种LED光源的问题。即,本发明的目的在于提供发光体,其包含具有宽的颜色再现范围的红(R)、绿(G)和蓝(B)波长组分,其可以用单一电源和控制系统驱动并且不会引起组件的光退化。
本发明发明人已经进行了广泛的研究并且因此发现了包含特定的铱配合物的有机荧光染料吸收波长为350-530nm的光并有效地发射高的颜色纯度的红光和绿光。另外,本发明人通过将该铱配合物与当电压施加到半导体上时产生波长在350-530nm的光的氮化镓化合物结合已成功获得了可以产生色度坐标中的几乎所有颜色的发光装置,并从而完成了本发明。
即,本发明涉及下述荧光物质及使用该荧光物质的照明装置和显示装置。
1.包括主发光单元和由于主发光单元发射的光而发光的副发光单元的发光体,其中该副发光单元包含铱化合物。
2.根据上述1的发光体,其中该铱化合物是由通式(1)表示的铱配合物
L1L2L3Ir    (1)
其中L1、L2和L3是与铱配位的有机二齿配体,且这些配体中至少一个与氮原子和碳原子配位。
3.根据上述2的发光体,其中该铱配合物由通式(2)表示
Figure C20058002902400111
其中X表示和与铱键接的碳原子和氮原子一起形成芳族螯合配体的原子团,n是2或3的整数,每个芳族螯合基团中存在的多个X′可以彼此相同或不同,L表示其中除碳原子以外的原子与铱键接的二齿有机配体。
4.根据上述3的发光体,其中通式(2)中[]的内部是选自由通式(3)表示的结构通式组的配体中的任一个
Figure C20058002902400112
其中虚线表示与铱键接,芳环上的每个氢原子可以被卤原子或含有1-15个碳原子的有机基团取代,并且当n表示复数时,配体可以彼此不同。
5.根据上述3的发光体,其中该铱配合物由通式(4)表示
Figure C20058002902400121
其中R1-R8独立地表示氢原子、卤原子或含有1-15个碳原子的有机基团,彼此相邻的取代基(R1-R8)可以在一个或多个位点键接从而形成稠环,n是2或3的整数,[]内部表示的2或3个配体可以彼此相同或不同,L表示其中除碳原子以外的原子与铱键接的二齿有机配体。
6.根据上述3的发光体,其中该铱配合物由通式(5)或(6)表示
Figure C20058002902400122
其中R11-R18独立地表示氢原子或含有1-10个碳原子的烷基,
Figure C20058002902400123
其中R21-R29独立地表示氢原子或含有1-10个碳原子的烷基。
7.根据上述3-5中任一项的发光体,其中该二齿有机配体L是选自由通式(7)表示的结构通式组的任一个配体
其中虚线所示与铱键接,并且每个配体中的碳原子可以被含有1-15个碳原子的有机基团取代。
8.根据上述1的发光体,其中该副发光单元是通过在透明基材上或在该主发光单元的发射表面上形成层状的铱配合物而获得的。
9.根据上述8的发光体,其中在透明基材上或在该主发光单元的发射表面上的副发光单元包括多层。
10.根据上述9的发光体,其中该副发光单元包括透明基材上或主发光单元的发射表面上提供有含铱配合物的组合物层和进一步层压在其上的不含铱配合物的另一组合物层。
11.根据上述9的发光体,其中该副发光单元包括透明基材上或主发光单元的发射表面上提供有不含铱配合物的组合物层、进一步层压在其上的含铱配合物的另一组合物层和更进一步层压在其上的不含铱配合物的又一组合物层。
12.根据上述11的发光体,其中层压在含铱配合物的组合物层上的不含铱配合物的组合物层是CVD碳涂覆层。
13.根据上述8的发光体,其中该铱配合物是含有由上述7中描述的通式(7)表示的二齿有机配体L的铱配合物。
14.根据上述8的发光体,其中该铱配合物是选自下面通式(E1)-(E32)表示的铱配合物组的一种或多种化合物:
Figure C20058002902400141
Figure C20058002902400151
15.根据上述1的发光体,其中该副发光单元通过将铱配合物溶解或分散在粘结剂中来制备,并且将该副发光单元以这样的方式放置,即使得该主发光单元的发射表面被覆盖。
16.根据上述1的发光体,其中该主发光单元发射波长为350-530nm的光。
17.根据上述16的发光体,其中该主发光单元是发射蓝光的二极管。
18.根据上述17的发光体,其中该主发光单元是氮化镓化合物半导体。
19.根据上述1的发光体,其包括这样的结构,其中在由主发光单元产生的光的光路上,设置包含其中溶解或分散有铱配合物的粘结剂的副发光单元用以发射白光。
20.根据上述19的发光体,其中设置在由主发光单元产生的光的光路上的副发光单元包含其中溶解或分散有至少两类铱配合物的粘结剂,该铱配合物包括在510-570nm具有发射峰的铱配合物和在600-680nm具有发射峰的铱配合物。
21.根据上述1-20中任一项的发光体,其中显色指数为80或更高。
22.根据上述20的发光体,其中该主发光单元是发射波长为350-530nm的光的发光二极管并且显色指数为90或更高的白光被提取。
23.根据上述19或20的发光体,其中该粘结剂用作光导向板或扩散板。
24.制备根据8的发光体的方法,其中通过涂覆、旋涂和印刷中任何一种的方法在接收来自主发光单元的光的透明基材上形成包含铱配合物的副发光单元。
25.制备根据8的发光体的方法,其中通过滴注、印刷和密封之后的固化,分配方法,转移模塑,注射模塑和旋涂中任何一种的方法在主发光单元的发射表面上形成包含铱配合物的副发光单元。
26.包括根据上述1-23中任一项的发光体的照明装置。
27.包括根据上述1-23中任一项的发光体的显示装置。
28.根据上述27的显示装置,其使用该发光体作为背光灯。
29.根据上述27或28的显示装置,其中在透明基材的一个表面上形成发光体作为副发光单元,在该发光体上或与上面形成该发光体的表面相对的表面上进一步形成透明电极,并且该透明电极用作透射液晶显示器的一个电极。
30.平面发光装置,其包括多个主发光单元、受该主发光单元发射的光激发而发光的副发光单元、光导向板、反射板和扩散板,其中该副发光单元包含铱化合物。
31.根据30的平面发光装置,其中构成平面发光装置的组件的所有接触表面彼此紧密地粘附和结合为一体,使得界面中基本上没有空气可以存在。
32.根据31的平面发光装置,其中各组件用粘合剂或通过热压粘结。
33.根据32的平面发光装置,其中该粘合剂是折射指数为1.4或更高的环氧树脂或折射指数为1.4或更高的丙烯酸类树脂。
34.根据32的平面发光装置,其中该副发光单元通过将铱化合物溶解或分散在用于将多个主发光单元与光导向板粘结的粘合剂中而形成。
35.根据30的平面发光装置,其中将主发光单元放入在该光导向板的边缘部分形成的多个凹槽中。
36.根据35的平面发光装置,其中该光导向板凹槽光入射面的横截面为凸状并且用于密封该凹槽部分的粘合剂具有比该光导向板的折射指数高的折射指数。
37.根据30的平面发光装置,其中该反射板是铝板、涂白的铝板、蒸发的银薄膜或白色薄膜。
38.根据30的平面发光装置,其中该主发光单元是发光二极管。
39.使用根据30-38中任一项的平面发光装置的液晶显示器背光灯系统。
根据本发明的发光体用作白光源,该发光体能够发射色度坐标中几乎所有的颜色并且颜色再现区域宽、显色性能优异且没有组分UV退化问题。
附图简述
图1是显示根据本发明的发光体的发射光谱的图。
图2是显示根据本发明的发光体的色度座标的图。三角形实线显示其中使用现有的冷阴极管的液晶显示的颜色再现范围。
图3是显示根据本发明的背光灯装置(实施例19)的示意性剖视图。
图4是显示根据本发明的光致发光型液晶显示器(实施例20)的示意性剖视图。
图5是实施例23中制备的背光灯装置的典型剖视图。
图6是参考实施例1中制备的背光灯装置的典型剖视图。
图7是实施例23-25中使用的芯片型发光二极管元件的典型剖视图。
本发明的最佳实施方式
作为本发明中的主发光单元,可以列举的是可以发射如下波长范围的光的主发光单元,即主发射光可以被副发光单元吸收而发光。其具体实例包括发光二极管、荧光管、汞灯、卤灯和氙灯。在这些之中,出于对装置小型化的考虑,优选发光二极管。
另外,作为显示装置或照明装置,优选主发光单元的光和副发光单元的光应结合产生白光且颜色再现范围宽。为了实现这一点,优选将发射波长在350-530nm的发光二极管用作主发光单元。此类发光二极管的实例包括氮化镓化合物半导体。
该氮化镓化合物半导体包含作为V-族元素的氮并另外可以包含砷、磷等。另外,除了镓之外,还可以包含作为III族元素的铝、铟或硼。
在氮化镓化合物半导体LED中,可以使用蓝宝石、碳化硅、硅、磷化镓、砷化镓和氮化镓作为基材。一旦含LED结构的晶体层生长之后,就可以将基材剥掉。在这些当中最常使用的是蓝宝石,它价廉且易处理。为了增强发光强度,从LED结构上除去基材是有效的。
在氮化镓基化合物半导体的LED芯片中,InGaN、GaN、AlGaN等可以用作发光层。至于发光层的结构,除了其中发光层具有数百纳米厚度的相对厚的结构之外,还有由数纳米的薄阱层和阻挡层构成的量子阱结构。量子阱结构的实例包括由单个阱层构成的单量子阱结构(SQW结构)和由多个量子阱构成的多量子阱结构(MQW结构)。为了获得强的发光强度,优选发光层具有量子阱结构。
优选从LED芯片发射的用于光激发的光具有350-500nm,更希望为375-470nm并最希望为380-460nm的波长。
另外,为了防止荧光材料由于生热而退化,如果可能的话,优选LED的构造不含欧姆电阻。欧姆接触元件可以由LED芯片的驱动电压来判断,并且在20mA下优选的驱动电压为4.0V或更少,更优选为3.5V或更少且最佳为3.3V或更少。
类似地,为了防止荧光材料由于生热而恶化,优选使用较高亮度的芯片。较高亮度是指电流能量更有效地转化成光能,即,生热较少。具体地说,在20mA的电流下裸芯片测量中,优选该裸芯片显示5mW或更高,更优选7mW或更高,非常优选9mW或更高的发光功率。“裸芯片测量”在此是通过使用积分球测量总光通量,其中将芯片简单地安装在称作罐类的安装组件上并且没有用树脂模塑。
在此使用的芯片可以具有通常已知的任何形状,没有任何限制。
在使用具有碳化硅基材的芯片或其中层状结构从基材剥离的芯片的情况下,电极可以连接到该芯片的两个表面上。
另一方面,在使用具有绝缘材料的芯片如蓝宝石作为其基材的情况下,将负极和正极设置在一个相同的表面上。在这种情况下,该芯片可以具有称作倒装芯片的结构,其中从该蓝宝石基材侧提取光;或称作面朝上的结构,其中半透明电极设置在外延层侧上。
另外,为了促进光的提取,通过使该芯片的侧面不与顶面垂直,发射的光可以有效地用于激发铱配合物。
任何铱化合物可以用作本发明中的副发光单元,只要它能由于主发光单元的光而发光。作为铱化合物,优选铱配合物。
作为铱配合物,使用由通式(1)表示的配合物
[Chem.11]
L1L2L3Ir    (1)
其中二齿有机配体L1、L2和L3与所用的铱配位。在此,L1、L2和L3中至少一个是通过其氮原子和碳原子与铱配位的二齿有机配体。
铱配合物的具体实例包括由通式(2)表示的配合物:
Figure C20058002902400191
(在该通式中,X表示和与铱键接的碳原子和氮原子一起形成芳族螯合配体的原子团,n是2或3的整数,每个芳族螯合基团中的多个X′可以彼此相同或不同,L表示其中除碳原子以外的原子与铱键接的二齿有机配体。)
另外,通式(2)中[]内部优选是选自通式(3)表示的结构通式组的配体中的任一个。
Figure C20058002902400192
(在该通式中,虚线表示与铱键接,芳环的每个氢原子可以被卤原子或含有1-15个碳原子的有机基团取代,且当n表示复数时,该配体可以彼此不同)。
此外,通式(2)的铱配合物优选是由通式(4)表示的配合物。
(在该通式中,R1-R8独立地表示氢原子、卤原子或含有1-15个碳原子的有机基团,彼此相邻的取代基(R1-R8)可以在一个或多个位点键接从而形成稠环,n是2或3的整数,[]内部表示的两个或三个配体可以彼此相同或不同,和L表示其中除碳原子以外的原子与铱键接的二齿有机配体。)。
通式(3)和(4)中含有1-15个碳原子的有机基团的实例包括氰基基团,含有1-10个碳原子的烷基(甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、癸基等),含有6-10个碳原子的芳基(苯基、甲苯基、二甲苯基、4,2,6-三甲苯基、萘基等),可以被含有1-10个碳原子的烷基取代的氨基(氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二丁基氨基等),含有1-10个碳原子的烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、己氧基、2-乙基己氧基、癸氧基等)和甲硅烷基(三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等)。
在由通式(4)所示的铱配合物之中,作为显示特别优异的绿光和红光发射的实例,可以列举的是分别由通式(5)或通式(6)表示的化合物,
Figure C20058002902400202
(在此通式中,R11-R18独立地表示氢原子或含有1-10个碳原子的烷基),
Figure C20058002902400211
(在此通式中,R21-R29独立地表示氢原子或含有1-10个碳原子的烷基)。
通式(5)和(6)中含有1-10个碳原子的烷基的实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基和癸基。
另外,通式(2)的二齿有机配体L优选是选自由通式(7)表示的结构通式组的任一个配体。
(在该通式中,虚线表示通过其与铱键接的部分,并且每个配体中的碳原子可以被含有1-15个碳原子的有机基团取代)。作为根据通式(7)的含有1-15个碳原子的有机基团的具体实例,可列举的是有关通式(3)和(4)提及的那些。
作为用于本发明的铱配合物的具体实例,可以列举的是具有由下面通式(E1)-(E32)所示的结构的一组铱配合物。
Figure C20058002902400231
在通式(E1)-(E32)中的化合物编号下出现的每个数字表示固态时由460nm的光激发的最大发射波长(λem,max)(nm)。
除本发明中所用的上述结构以外,铱配合物结构的实例包括下面E33-E42。
Figure C20058002902400232
根据本发明的铱化合物可以通过已知的方法容易地获得。
即,通常,在由通式(2)表示的铱配合物中
Figure C20058002902400241
当n是3时,换言之,当该铱配合物由以下通式表示时,
Figure C20058002902400242
如以下方案(1)所示,可以通过在甘油中加热三(乙酰丙酮合)铱配合物和配体的氢化体(A)来合成该配合物。
Figure C20058002902400243
Figure C20058002902400244
当n是2时,换言之,当该铱配合物由以下通式表示时,
Figure C20058002902400245
如以下方案2所示,该配合物可以如下获得:首先在乙氧基乙醇/水混合物溶液中加热水合氯化铱和配体的氢化体A,然后将该反应产物与不同于A的配体(L)的氢化体(LH)反应。
Figure C20058002902400246
用主发光单元照射副发光单元以使该副发光单元发射的方法没有特别限制。例如,可以提出的方法是将铱配合物溶解或分散在粘结剂中,通过涂覆、旋涂或印刷使其在透明基材上铺展并将从主发光单元发射的光输送到该透明基材上。另外,通过采用其中通过涂覆或粘附将通过把铱配合物溶解或分散在粘结剂中获得的组合物,通过涂敷或粘合放置在主发光单元的发射表面,从而覆盖该发射表面的方法,可以形成副发光单元。覆盖该主发光单元的发射表面的方法没有特别限制。可以使用现有的方法,例如将该组合物滴注到主发光单元的发射表面上之后固化的方法,印刷/密封法,分配法,模塑法如转移模塑和注射模塑,以及涂覆法例如旋涂。根据这些方法,可以进行镜片的形成和浇铸或将树脂形成板状形式。
在透明基材上或在主发光单元的发射表面上形成以覆盖该表面的副发光单元可以由包括含铱化合物的组合物层的多个层构成。在这种情况下,形成该层的组合物可以彼此相同或不同,并且此外对该含铱配合物的层没有限制。例如,含铱配合物的组合物可以变为第一层而不含铱配合物的另一种组合物可以变为第二层。相反地,不含铱配合物的组合物可以变为第一层而含铱配合物的另一种组合物可以变为第二层。另外,不含铱配合物的组合物可以变为第一层,含铱配合物的另一种组合物可以变为第二层,且不含铱配合物的又一种组合物可以变为第三层。然而,优选最外层是不含铱配合物的组合物。
在本发明中,对其中溶解或分散了铱配合物的粘结剂没有特别限制。它们的实例包括可热固化树脂、光可固化树脂、热塑性树脂、通过加热可自由基聚合的树脂和水溶性树脂。
优选用作粘结剂的树脂的透光率在400-800nm波长范围内为50%或更高,更优选80%或更高。
当制备灯型(炸弹状)、顶视型或侧视型照明装置时,优选可热固化树脂和光可固化树脂,原因在于生产过程中可以使用浇铸法。
灯型照明装置可以如下制备:将其中溶解或分散有本发明铱配合物的树脂浇铸到模具中,将安装有LED芯片的引线框引入该树脂中,然后固化。另外,类似地,顶视或侧视型照明装置可以通过将其中溶解或分散有本发明铱配合物的树脂浇铸到其中布有LED芯片的盒体内部而制备。
作为可热固化树脂,出于对400-800nm波长范围内的透明性的考虑,优选环氧树脂、硅树脂和通过加热可自由基聚合的树脂。
环氧树脂的实例包括缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂环族类、脂族类、这些物类的蒸馏物和氢化树脂、还有环氧丙烯酸酯。缩水甘油醚类的实例包括:双官能环氧树脂,例如双酚A类环氧树脂、氢化双酚A类环氧树脂、双酚F类环氧树脂、氢化双酚F类环氧树脂、溴化双酚A类环氧树脂、双酚S类环氧树脂、双酚AD类环氧树脂、联苯类环氧树脂、萘类环氧树脂和芴类环氧树脂,和多官能环氧树脂,例如苯酚酚醛清漆类环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆类环氧树脂、DPP酚醛清漆类环氧树脂、三(羟苯基)甲烷类环氧树脂和四羟苯基类环氧树脂。另外,脂环族环氧树脂的实例包括脂环族二环氧乙缩醛、脂环族二环氧己二酸酯、脂环族二环氧羧酸酯和乙烯基环己烷二氧化物。除上述物质以外,还可列举的是三缩水甘油基异氰酸酯类环氧树脂和乙内酰脲环氧树脂。具体来说,缩水甘油醚类、脂环族类和脂族类的环氧树脂和它们的蒸馏物或氢化树脂是优选的。
环氧树脂的过高粘度会使该树脂和本发明的铱配合物之间的相容性变差,因此,优选可使用粘度为大约50,000cps或更少,更优选大约5,000cps或更少(BH型粘度计)的低粘度液体环氧树脂。
考虑到从氮化镓化合物半导体产生的UV射线,虽然仅仅少量产生,但是优选使用对UV射线不敏感的密封性树脂。上述环氧树脂是优选的,因为这些环氧树脂对UV射线不敏感。在这些之中,缩水甘油醚类环氧树脂是优选的。特别优选的是氢化双酚A类环氧树脂、氢化双酚F类环氧树脂和脂环族环氧树脂。氢化双酚A类环氧树脂和氢化双酚F类环氧树脂是优选的,因为这些环氧树脂对UV射线不敏感且透光率优异。可以单独使用这些环氧树脂中的一种或者可以结合使用它们中的两种或多种。
为了固化该环氧树脂,通常添加固化剂并且适当的时候添加固化加速剂。固化剂没有特别限制,例如可以使用液体无色酸酐等。液体无色酸酐的实例包括邻苯二甲酸酐、马来酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基降冰片烯二酸酐、桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐和戊二酸酐,并且足够纯化且较低着色的那些是特别优选的。基于环氧树脂的环氧当量,优选固化剂的添加量为大约60-120%,尤其优选大约80-110%。当固化剂的量太小时,在环氧树脂组合物中产生未固化的部分。另外,当所添加的固化剂的量过多时,环氧树脂组合物本身会变得易吸湿,这对固化特性不利。如果固化剂的量在上述范围内,则不会造成这些问题。
作为固化加速剂,可以使用,例如咪唑、三苯膦、三丁基膦或它们的盐、DBU(二氮杂双-环十一烯)、叔胺和羧酸的金属盐。基于固化剂的量,优选固化加速剂的添加量为大约0.001-50质量%并尤其优选大约0.01-10质量%。
作为市购的那些,可以使用市场上作为LED浇铸材料的EL-308和438(产品代码,由Sanyu Rec Co.,Ltd.制造)和ME-561/HV-560(产品代码,由Nippon Pelnox Corp.制造)。
另外,可以使用固化催化剂如阳离子聚合催化剂代替固化剂和固化加速剂。布朗斯台德酸(Bronsted acid)的鎓盐例如芳族重氮盐(HPF6、HSbF6等)、芳族锍盐和芳族碘鎓盐;布朗斯台德酸的芳族化合物铁盐;和铝配合物/光损坏性硅化合物催化剂可以用于固化,所有这些在加热时产生酸。作为市购的产物,可以列举的是,例如CP-66和CP-67(产品代码:由AsahiDenka Kogyo K.K.制造)、CI-2855和CI-2639(产品代码:由NIPPONSODACo.,Ltd.制造)和SI-60和SI-100(产品代码:由SANSHINCHEMICAL INDUSTRY Co.,Ltd.制造)。作为产生酸的阳离子聚合引发剂,可以单独使用上述化合物中的一种或者结合使用它们中的两种或多种。
作为硅树脂,可以列举的是苯基硅树脂、环氧基硅树脂、苯基硅橡胶、甲基硅橡胶和甲基硅树脂。
作为市购的那些,可以使用市场上作为浇铸材料的XJL-0001A/B(产品代码:由Nippon Pelnox Corp.制造)和KER-2667、X-32-2379-4和X-32-2480-1(产品代码:由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)。
通过加热可自由基聚合的树脂没有特别限制。可以使用现有的含自由基可聚合不饱和键或(甲基)丙烯酰基的自由基可聚合单体。通常,使用的是树脂例如多官能环氧基(甲基)丙烯酸酯树脂、多官能脲烷(甲基)丙烯酸酯树脂和不饱和聚酯,用反应性稀释剂将它们稀释到具有所需的粘度。
反应性稀释剂的实例包括单官能(甲基)丙烯酸酯化合物如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯和乙二醇单(甲基)丙烯酸酯;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯。
作为用于平稳加速热自由基聚合的热自由基聚合引发剂,可以使用加热时产生自由基的任何现有的引发剂。它们的实例包括有机过氧化物和偶氮基引发剂。
作为光固化体系可以使用光阳离子聚合体系和光自由基聚合体系。
在光阳离子聚合体系中,固化可以如下进行:使用通过活化能量射线如UV射线辐射产生酸的引发剂代替上面关于环氧树脂描述的加热时产生酸的引发剂。
市购引发剂的实例包括SP-150和SP-170(产品代码,由Asahi DenkaKogyo Co.,Ltd.制造)、CYRACURE-UVI-6990和UVI-6974(商品名,由Union Carbide Corporation制造)、(2,4-环戊二烯-1基)[(1-甲基乙基)苯]-Fe(II)六氟代磷酸盐)和RHODORSIL 2074(商品名,由Ciba SpecialtyChemicals Inc.制造)和4-甲基苯基-4-(1-甲基乙基)苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐)(由Rohne-Puolenc Corporation制造)。
这些产生酸的阳离子聚合引发剂中的一种可以经选择单独使用或者可结合使用它们中的两种或多种。
将包括该树脂、引发剂等的组合物浇铸到盒体中,接着通过在大约0.001-10J范围内的活化能量射线辐射从而固化该组合物。
光自由基可聚合树脂没有特别限制。可以使用上面关于热自由基可聚合树脂描述的材料。
作为用于平稳加速含自由基可聚合不饱和键或(甲基)丙烯酰基的化合物的光自由基聚合的光自由基聚合引发剂,可以使用对光敏感产生自由基的现有的已知化合物。术语“光”在此是指辐射如可见射线、UV射线、远UV射线、X射线或电子束。光自由基聚合引发剂的实例包括苯偶姻、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻正丁醚、苯偶姻异丁醚、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯丙烷-1-酮、1-羟基环己基二苯酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮(Irgacure 907:商品名,由Ciba Specialty ChemicalsInc.制造)、4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4,4′-二乙基氨基二苯甲酮、二氯代二苯甲酮,2-甲基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基噻吨酮、2-乙基噻吨酮、2-氯代噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、苄基二甲基缩酮、对二甲胺苯甲酸酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(商品名:Lucerin TPO,由BASF AG制造)、含双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦的引发剂(商品名:Irgacure 1700、149和1800,由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)和双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(商品名:Irgacure 819,由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)。可以单独使用这些引发剂中的一种或结合使用它们中的两种或多种。
基于组合物中含自由基可聚合不饱和基团的化合物的1当量(甲基)丙烯酰基,所使用的光自由基聚合的量为0.007-0.5mol,优选为0.035-0.3mol。当该光自由基聚合引发剂的添加量小于0.007mol时,灵敏性变得不够。另一方面,即使当添加量超过0.5mol时,也不能获得灵敏性的进一步改进且经济上是不利的。
将包括树脂、引发剂等的组合物浇铸到盒体中,接着通过大体上在0.001-10J范围内的活化能量射线辐射从而固化该组合物。
在发光装置中,其中当在电极上施加电压时,光从装有该电极的氮化镓化合物半导体发射出来,并且通过使用铱配合物将光转变成具有各种波长的光,铱配合物分散在其中的树脂可以用作与该氮化镓化合物半导体相隔一段距离设置的波长转化板或波长转化片。
波长转化板或片的形状和尺寸没有特别限制。当它形成平面状时,可以获得表面发光,其可以在不发光的显示器如液晶显示器中用作背光灯。当它形成类透镜的形状时,它可以用作放映机灯等。
用来制备波长转化板或片的树脂没有特别限制。然而,优选使用在400-800nm波长的透光率为50%或更高,更优选80%或更高的那些。
作为树脂,可以使用热塑性树脂、可热固化树脂、通过加热可自由基聚合的树脂和光可固化树脂中的任一种。然而,当将其加工成板时,有利的是使用热塑性树脂。当使用热塑性树脂时,通过使用适合的捏合机例如双螺杆混合机Labo Platomill将铱配合物分散或溶解在该树脂中,接着挤出模塑、注射模塑或压制模塑,从而获得目标波长的转化板或转化片。
另外,当同样使用热可固化树脂时,通过使用类似合适的捏合机将本发明的铱配合物分散或溶解在该树脂中,浇铸到具有所需厚度的模具中并通过加热固化,从而获得波长转化板或片。
在此可用的热可固化树脂的实例包括上面在关于灯型、顶视型和侧视型照明装置的制备中进行了描述的环氧树脂、硅树酯和热自由基树脂。
热塑性树脂的实例包括烯烃基树脂(聚乙烯、聚丙烯、乙烯/乙酸乙烯酯树脂、乙烯乙烯醇树脂、聚甲基戊烯、环状烯烃共聚物、氯化聚乙烯和氯化聚丙烯)、氯乙烯基树脂(聚氯乙烯、乙烯/氯乙烯树脂、氯化聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯)、苯乙烯基树脂(聚苯乙烯、苯乙烯/丙烯腈树脂、ABS树脂、AAS树脂、AES树脂、ACS树脂、MBS树脂、苯乙烯/N-苯基马来酰亚胺树脂和苯乙烯/马来酸酐树脂)、聚甲基丙烯酸酯树脂(PMMA)、聚酰胺基树脂、热塑性聚酯(PET、PBT、PEN和PBN)、聚缩醛树脂、聚碳酸酯树酯、改性亚苯基醚树脂、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯树脂、酮基树脂和砜基树脂,所有这些在Polymer Material Guide Book′97(Japan HighPolymermAterial Center,1997年10月)中进行了描述。可以单独使用这些热塑性树脂中的一种或者结合使用它们中的两种或多种。
它们的其它实例包括异戊二烯橡胶、乙烯/丙烯橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、烯烃基热塑性弹性体、苯乙烯基热塑性弹性体、氯乙烯基热塑性弹性体、聚氨酯基热塑性弹性体、聚酯基热塑性弹性体和聚酰胺基热塑性弹性体。
另外,也可以使用水溶性树脂例如聚乙二醇、聚乙烯醇、甲基纤维素、聚丙烯酸、水性聚酯、水性聚氨酯树脂、蜜胺树脂、聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、水性丙烯酸类树脂、水性醇酸树脂和马来酸树脂。
在这些之中,优选的是PMMA、MMA/苯乙烯共聚物、聚碳酸酯树酯、透明的ABS树脂、聚苯乙烯树脂、多芳基化合物树脂、聚砜树脂、聚烯烃基树脂(商品名:Arton,由JSR制造和商品名:ZEONEX,由Nippon ZeonCo.,Ltd.制造)、CR-39(二甘醇二烯丙基碳酸酯)树脂和透明的尼龙树脂,它们在400-800nm范围内显示高的透光率。
作为光可固化树脂的具体实例,可以使用上面关于灯型、顶视型或侧视型照明装置的制备中描述的光阳离子固化型树脂和光自由基固化型树脂。
另外,在通过使用热塑性树脂制备灯型、顶视型或侧视型照明装置或波长转化板或转化片中,可如下制备该装置、片或板:将该树脂溶解在溶剂中,将其滴在所需的位置或填充,然后干燥溶剂(溶解分散法)以密封。
作为溶剂,可以使用可将成膜树脂组分溶解或分散的那些。溶剂的实例包括烃基溶剂如甲苯、二甲苯和高沸点石油烃;酮基溶剂如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮和异佛尔酮;酯基溶剂如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇一乙醚乙酸酯和二甘醇一乙醚乙酸酯;醇基溶剂如甲醇、乙醇和丁醇;以及醚/醇基溶剂如乙二醇一乙醚、乙二醇一丁醚和二甘醇一丁醚。可以单独使用这些溶剂中的一种或者将它们中的两种或多种作为混合物使用。
另外,为了控制发射波长和色度座标,其它有机荧光物质、无机荧光物质、颜料等可以按一定的范围包含在根据本发明的灯型、顶视型或侧视型照明装置和波长转化板或转化片中,其中在该范围内,本发明铱配合物发射的光可以不受干扰。
另外,在用于根据本发明的照明装置的树脂组合物中,可以在一定的范围内添加添加剂如UV吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂,其中在该范围内,铱配合物发射的光不受干扰。
添加UV吸收剂和光稳定剂以获得耐光性。UV吸收剂的实例包括二苯甲酮UV吸收剂、苯并三唑UV吸收剂、三嗪UV吸收剂、氰基丙烯酸酯UV吸收剂、水杨酸酯UV吸收剂、苯甲酸酯UV吸收剂、草酸酰替苯胺UV吸收剂和无机UV吸收剂如溶胶凝胶。另外,也可以优选使用通过共聚合这些UV吸收剂获得的化合物。
作为光稳定剂,可以使用现有的如受阻胺光稳定剂代表的那些。
另外,在不干扰本发明效果的范围中,可以将各种添加剂适当地添加到树脂组合物中。添加剂的实例包括耐热性稳定剂、受阻酚和磷抗氧化剂、有机润滑剂、流动性控制剂和粘合性赋予剂如硅烷偶联剂。硅烷偶联剂的实例包括KBM303、KBM403和KBM402(产品代码:由Shin-Etsu SiliconeCo.,Ltd.制造)。
另外,必要时,可以使用现有的已知添加剂如硅氧烷基、氟化的或聚合物基消泡剂;流平剂;硅氧烷基或丙烯酸类颜料分散剂;阻燃剂如三氧化锑、溴化合物、磷酸酯、红磷和含氮化合物如蜜胺树脂;以及应力松弛剂如硅油和硅橡胶粉末。另外,为了赋予宽的方向性,可以包含扩散剂如碳酸钙、树脂珠和球形二氧化硅以发散光。
制造根据本发明的发光装置的方法包括:通过将铱配合物添加到粘结剂中接着通过搅拌混合获得组合物的步骤;用含该铱配合物的介质覆盖氮化镓化合物半导体的步骤;和将该含铱配合物的介质固定的步骤。
当粘结剂是例如环氧树脂时,该制造方法包括:通过将铱配合物添加到环氧树脂中接着通过搅拌混合而获得组合物的步骤;用含该铱配合物的环氧树脂覆盖氮化镓化合物半导体的步骤;和将该含铱配合物的环氧树脂固化的步骤。
将铱配合物添加到环氧树脂中并通过搅拌混合该树脂组合物的方法没有特别限制;然而,该步骤可以通过在室温下用摇动器混合该树脂组合物来进行。这时,该方法可以在加热下进行。可以将该混合物加热到低于该固化温度的温度一小段时间,或者可以在仅仅混合该基础材料树脂(所谓的主要成分)之后,添加固化剂。
优选将这样获得的含铱配合物的粘结剂在后续步骤之前脱气。脱气方法没有特别限制。例如,脱气可以通过将含铱配合物的粘结剂放置在干燥器中并在减压下维持10-300分钟来进行。
虽然该铱配合物与该粘结剂的混合比例取决于用途,但是通常优选该铱配合物的比例为0.001-30质量%并更优选为0.01-10质量%。
大多数情况下,固定(固化)步骤可以通过加热进行。然而,固化条件依所采用的介质种类而不同。例如,在环氧树脂的情况下,固化通常优选在大约60-180℃的温度下进行大约30-600分钟,并特别优选在大约80-150℃的温度下进行大约60-300分钟。固化可以在大气或氮气气氛下进行;优选氮气气氛。
根据本发明的发光装置可以进一步用CVD碳、SiO2等涂覆。
在本发明中用来盛装铱配合物和介质的容器、包装或者盒体没有特别限制。例如,可以使用由TOYODEMPA Co.,Ltd.制造的顶视型包装或侧视型包装系统。该容器和包装可以预先用CVD碳、SiO2等涂覆。
当使用热塑性树脂时,可以通过使用已知的混合装置将树脂和铱配合物混合。作为混合设备,只要它可以均匀地将各种原材料混合,就没有特别限制。具体地,可以列举捏合机、三辊研磨机和双轴Labo Plastomill。用捏合机将根据本发明的铱配合物分散或溶解,接着通过使用挤出模塑机、注射模塑机或压制机进行模塑,从而可以获得目标波长的转化板或转化片。
熔融捏合的方法没有特别限制。例如,可以通过使用研磨机在加热下于氮气气氛中将通过预先将PMMA树脂粒料和铱配合物轻微混合获得的混合物捏合,或者可以将铱配合物添加到研磨机中熔融的树脂中。
熔化温度取决于所使用的树脂的软化温度。在使用聚乙烯、聚丙烯、PMMA和聚苯乙烯的情况下,大约180℃的温度是优选的。当在超过220℃的温度下将树脂熔融和捏合时,可能不利地引起树脂着色和铱配合物的恶化。另外,在该温度附近,熔融和捏合时间优选设置在几秒到一小时或更少的范围内。
作为模塑法,方便的方法是,其中通过使用压制机在加热下将先前取出的按原样呈块状或者呈粒料形式的捏合树脂组合物模塑以获得板或片。其中将熔融捏合的树脂直接模塑的方法是更优选的。特别地,当采用如注射模塑或挤出模塑的模塑法时,可以模塑复杂的形状并且因为熔融捏合和模塑可以连续进行,所以可以增加生产效率。
当使用热固性树脂时,作为所使用的捏合机,类似地,可以列举装有适合的搅拌叶片的搅拌器、混合捏合机、油漆混合器、捏合机和三辊研磨机。考虑组合物的粘度从中选择捏合机并使用该捏合机将根据本发明的铱配合物分散或溶解在树脂中,接着加入设置在所需厚度的模具中,再接着加热固化。
当使用光可固化树脂时,在用与上述相同的方式捏合和加入导透光模具中之后,该光可固化树脂可以通过活化能量如UV射线辐射固化。
通常,铱配合物与树脂的混合、分散或溶解比例根据其应用而不同,优选为0.001-30质量%,更优选为0.01-10质量%。
在照明系统中,通过使用铱配合物将当电压从电极施加到氮化镓化合物半导体芯片上时产生的光转变颜色并向该系统外部辐射。
为了获得必要的发射颜色,将铱配合物的种类、混合比例和浓度加以控制。可以添加着色剂以实施色调的微调控制。作为着色剂,可以使用与用于普通滤色器的那些相同的试剂。
作为可用于本发明的着色剂,可以使用染料和颜料两者中的任一种。然而,出于对耐热性和耐光性的考虑,颜料是优选的。作为颜料,有机的和无机的都可以使用。作为有机颜料,可以列举的是,例如红色颜料如C.I.颜料红9、C.I.颜料红97、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红149、C.I.颜料红168、C.I.颜料红177、C.I.颜料红180、C.I.颜料红192、C.I.颜料红215、C.I.颜料红216、C.I.颜料红217、C.I.颜料红220、C.I.颜料红223、C.I.颜料红224、C.I.颜料红226、C.I.颜料红227、C.I.颜料红228、C.I.颜料红240、C.I.颜料红254和C.I.颜料红48:1;绿色颜料如C.I.颜料绿7和C.I.颜料绿36;蓝色颜料如C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝60和C.I.颜料蓝64;紫色颜料如C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫29、C.I.颜料紫30、C.I.颜料紫37、C.I.颜料紫40和C.I.颜料紫50;黄色颜料如C.I.颜料黄20、C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄86、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄117、C.I.颜料黄125、C.I.颜料黄137、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄147、C.I.颜料黄148、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄153、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄166、C.I.颜料黄168和C.I.颜料黄185;以及黑色颜料如C.I.颜料黑7。另外,作为无机颜料,可以列举的是,例如碳基、钛基、钡基、铝基、钙基、铁基、铅基和钴基的无机颜料。这些颜料可以单独使用或以至少两种结合使用。
为了获得照明装置,由主发光单元和副发光单元产生的光需要向该装置的外部辐射。
为了获得必要的发射颜色,副发光单元的铱配合物的种类、混合比例和浓度需要加以控制。
当根据本发明的发光体用作显示装置的背光灯时,副发光单元在主发光单元的发射表面形成,使得得到所需的光源颜色,从而形成灯,并且该灯根据所需光的量放置。或者,主发光单元和副发光单元在空间上分离使得它们两个可以以这样的方式放置,即来自前者的光可以照射后者或者前者发射的光可以通过光导向板向后者引导。在这种情况下,优选该副发光单元在透明体上形成使得从主发光单元的光源射出的光可以进入副发光单元,此外,为了使来自主发光单元的光均匀地照射副发光单元中的铱配合物,优选该配合物在该透明体上以层状形成。
另外,通过形成作为由三基色组成的像素的副发光单元,可以构造自发光型显示器。即,在透明基材上,发射红光、绿光和蓝光的铱配合物分别以条纹或者矩阵形式铺开,从而形成像素。在主副发光单元之间,放置能够逐像素控制的光阀,并通过光阀开/关,所需的像素打开/关闭,从而形成图像。作为光阀,可以列举的是液晶板和数字镜装置。另外,当发射蓝光的二极管用作主发光单元时,不使用蓝光发射体,并且在该透明基材上,用于蓝光发射体的部分保持无覆盖从而使来自光源的光按原样穿过。
接下来,具体说明平面发光装置。
近来,发光二极管装置的发射效率已经得到显著改进并且它在照明中的应用正在发展。尤其是,在使用发光二极管作为液晶显示器中背光灯光源的情况下,可以实现优异的颜色再现性和快速反应,此外,可望达到高的图像质量。用于背光灯的光源通常通过将放置在独立包装中的发光二极管排列成直线并照亮光导向板的边缘部分表面来将光引入光导向板。然后,设置在光导向板一侧的漫反射板将光朝另一边发射,从而构成平面发光装置。(参见“Monthly Display”,第9卷,第4期,33页,Techno Times Co.,Ltd.出版,2003)。
在直下式(direct type)背光灯中,发光二极管元件以矩阵式排列在平面反射器上,且其上放置用于补偿光的扩散板,从而构成平面发光装置。((参见“LCD-you furonto bakkuraito no shintennkai”(new developments onfront-and back-lights for LCD(LCD前光和背光灯新发展)),由TORAYRESEARCH CENTER,Inc.出版,2002)。
本发明的发光体可以应用于这样的平面发光装置。本发明的平面发光装置包括多个主发光单元、受该主发光单元发射的光激发而发光的副发光单元、光导向板、反射板和扩散板,且该副发光单元包含铱配合物。优选上述发光二极管用作主发光单元。
作为构成本发明的平面发光装置的组件,可以提及由发光二极管构成的主发光单元、受该主发光单元发射的光激发而发光的副发光单元、光导向板、反射板和扩散板(光扩散板)。
用于该平面发光装置的发光二极管元件可以根据平面发光装置的用途来选择。优选使用可以发出作为液晶显示器背光灯光源的良好白色光的发光二极管元件。用于背光灯光源的优选实例包括近来开发的蓝光LED与常规红光和绿光LED的组合,蓝光LED和受该蓝光LED发光激发而发射互补蓝光的光致发光材料(副发光单元)的组合,紫外LED和发射红光、绿光和蓝光的光致发光材料(副发光单元)的组合。这样的光致发光材料的实例包括无机荧光材料如(YaGd1-a)3(Alb,Ga1-b)5O12:Ce(YAG荧光体),Y2O2S:Eu3+、(ZnS:Cu,Al)和(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+,有机荧光材料如香豆素和若丹明,以及磷光性材料如铱配合物。
尤其优选作为背光灯光源的是蓝光LED和受该蓝光LED发光激发从而发射红光和绿光的光致发光材料(副发光单元)的组合。根据使用这些组合的方法,通过控制单个LED,可以发出良好的白光并且因为该方法使用蓝光,所以没有由于紫外线产生的构成材料的恶化。用于该组合的光致发光材料的实例包括由上述通式(E1)-(E32)表示的铱配合物化合物。
在本发明中,该光致发光材料(副发光单元)可以独立地使用或者可以如下所述那样溶解或分散在粘结剂中使用。该光致发光材料(副发光单元)可以置于组件的任何位置上,只要从LED光源射出的光可以照射该材料。然而,优选将该材料与粘结剂一起用于涂敷该LED元件的表面,优选通过如涂覆或印刷的方法将该材料施涂到扩散板的发射表面,或者将该材料混入、溶解或分散到扩散板的内部。
该粘结剂可以是上述配合物可溶解或者分散在其中的任何粘结剂并且通常使用热固性树脂。这样的热固性树脂的实例包括聚碳酸酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇缩乙醛、环氧树脂、氰酸酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚氨酯和硅树脂。在这些之中优选的是透明的环氧树脂,因为它具有高的透明性和包括其粘附性的优异的有用性。
透明环氧树脂的实例包括通过用酸酐例如六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐或氢化甲基降冰片烯二酸酐将环氧树脂例如双酚A二缩水甘油醚、2,2-双(4-缩水甘油氧基环己基)丙烷、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧己烷羧酸酯、乙烯基环己烯二氧化物、2-(3,4-环氧环己烷)-5,5-螺-(3,4-环氧环己烷)-1,3-二噁烷、双(3,4-环氧环己基)己二酸酯、1,2-环丙烷二羧酸双缩水甘油酯、三缩水甘油基异氰脲酸酯、一烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯或二烯丙基一缩水甘油基异氰脲酸酯固化获得的那些。可以单独使用这些环氧树脂中的一种或者可以结合使用它们中的两种或多种。
光导向板的优选实例包括玻璃和透明的树脂如环氧树脂、丙烯酸类树脂和聚碳酸酯,尤其优选的是丙烯酸类树脂和聚碳酸酯。
反射板的实例包括铝、镜面加工的或者防蚀处理的(alumite-treated)铝、涂白的铝和蒸发的银PET膜,还包括白膜如白PET膜、白聚丙烯(polypropyrene)膜和白的聚碳酸酯。白PET膜的实例包括由TorayIndustries,Inc.制造的Lumirror 6OL、Lumirror 60V、Lumirror 60SL和Lumirror 60SV,和由Mitsui Chemicals,Inc.制造的PP反射镜和由TheFurukawa Electric Co.,Ltd制造的MCPET。此外,该白膜可以是附着于并由载体如金属担载的膜。
扩散板的实例包括在其内部混合或分散有折射指数与该透明树脂的折射指数不同的材料的透明树脂板,以及其一个或两个表面涂覆有折射指数与该透明树脂的折射指数不同的材料的透明树脂板或膜。具有的折射指数与该透明树脂的折射指数不同的该种材料的实例包括无机微粒如碳酸钙、硫酸钡和玻璃,和有机微粒如苯乙烯树脂和丙烯酸类树脂。尤其优选的是有机微粒。
在该平面发光装置中,优选通过将所有组件紧密地粘附从而将组件整合使得在它们之间的界面内基本上没有空气可以存在。这样,可以通过减少工艺过程中的光损失以降低能量消耗直到光变成平面光源。
当使用发光二极管作为其光源的背光灯系统包括下面这种机理时,即其中从该发光二极管元件的表面射出的光,一旦进入空气间隔,则进入光导向板或扩散板,由于空气的折射指数小,在该发射表面和空气之间的界面发生光反射,因此不可能高度有效地从发光二极管获得光。虽然通常将扩散板放置于光导向板上以发散光,但是因为在这样的技术中,仅是将扩散板放在光导向板上或仅仅与光导向板接触放置,因此它们两者之间的粘附是不充分的,从而使它们之间存在空气。因此,该光导向板侧面的光反射导致从光导向板获得光的效率降低。
通过将在从发光二极管元件的发射表面到平面发光装置的发射表面的光路上存在的所有组件紧密地粘附从而将组件整合,发光性能可以显著地得以改进。
具有这样的结构、发光性能优异的平面发光装置有用地用作背光灯光源。而且,通过根据要填入的粘合剂的折射指数控制其中放置有发光二极管的凹槽的形状,可以获得具有更加均匀亮度的平面发光装置。
通常通过使用粘合剂将这些组件粘结而整合在一起,然而,如果该组件包括热塑性树脂,那么可以通过热压将组件粘结。
作为粘合剂,那些具有1.2或更高折射指数的是优选的,更优选的是具有1.4或更高的折射指数的透明树脂。这样的粘合剂的实例包括环氧树脂粘合剂和丙烯酸类树脂粘合剂。
此外,如果使用金属板如铝板作为反射板并且将热塑性树脂如丙烯酸类树脂用作光导向板,那么可以通过加热将金属板热压到光导向板上。另外,可以通过使用印刷方法或旋涂法将涂料施加到光导向板上以使扩散板与光导向板粘结,该涂料通过将由丙烯酸类树脂或苯乙烯树脂构成的有机微粒分散或溶解在丙烯酸类树脂或聚碳酸酯中获得。
作为将发光二极管粘结到光导向板的方法,可以使用此种方法,其中将待放入发光二极管的凹槽设置在光导向板的边缘表面(光由此进入)上,将发光二极管放入该凹槽中并用上述粘合剂密封。此外,优选用于密封的粘合剂的折射指数比该光导向板的折射指数高,因为进入光导向板的光的效率可以更高。更加优选该光导向板凹槽的光入射面的横截面形状是凸状的,因为即使当光入射角较小时也很难发生全反射并且可以几乎没有亮度不均。
在上述情形下,优选通过将铱化合物溶解或分散在粘合剂中来制备副发光单元。
实施例
在下文中,将参照实施例更加详述本发明。然而,本发明不限于以下所述。
颜色坐标x和y、亮度、显色指数和发光效率通过使用光谱辐射计(商品名:CS1000A,由Konica-Minolta Corp.制造)测量。
实施例1:
副发光单元如下来制备:将9毫克铱配合物(E2)和1毫克铱配合物(E17)添加到5克双酚A二缩水甘油醚和5克甲基六氢邻苯二甲酸酐的混合物中。在混合这些材料之后,将该混合物消泡。将所得的混合物倒入引线框的杯子的凹穴部分,其中布置了发蓝光的二极管用作主发光单元并在120℃下固化1小时。另外,预先将双酚A二缩水甘油醚和甲基六氢邻苯二甲酸酐的混合物倒入灯型(炸弹型)模腔中,然后浸渍该引线框,接着在120℃下固化1小时,从而制备灯型白光LED。对于所获得的白光LED,测量x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。所得白光LED的发射光谱在图1中示出,发蓝光二极管和由该发蓝光二极管激发的发绿光和红光的铱配合物的发射光色度座标在图2中示出。图2中的实线(三角形)显示使用现有冷阴极管的液晶显示器的颜色再现范围。
实施例2:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用8.9mg配合物(E1)和1.1mg配合物(E16)作为铱配合物。对于所获得的白光LED,测量x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
实施例3:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用9.1mg配合物(E3)和0.9mg配合物(E18)作为铱配合物。对于所获得的白光LED,测量x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
实施例4:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用12mg配合物(E4)和1mg配合物(E17)作为铱配合物。对于所获得的白光LED,测量x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
实施例5:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用10mg配合物(E9)和1mg配合物(E16)作为铱配合物。测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
实施例6:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用8.8mg配合物(E2)和1.2mg配合物(E19)作为铱配合物。测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
实施例7:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用9mg配合物(E2)和1mg配合物(E15)作为铱配合物。测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
实施例8:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用9mg配合物(E7)和1mg配合物(E16)作为铱配合物。测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
实施例9:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用10mg配合物(E11)和1mg配合物(E17)作为铱配合物。测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
实施例10:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用14mg配合物(E8)和1.5mg配合物(E13)作为铱配合物。测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
对比实施例1:
用和实施例1相同的方法制备灯型LED,不同在于使用4mg绿色荧光染料HFG-4(商品名,由Hayashibara biochemical laboratories Inc.制造)和0.4mg红色荧光染料HFR-4(商品名,由Hayashibara biochemicallaboratories Inc.制造)代替铱配合物。测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发光效率和运转100小时之后发光效率的降低。它们的结果在表1中示出。
表1
  色座标(x,y)   显色性能值   初始发光效率(lm/W)   运转100小时之后的发光效率(%)
  实施例1   0.31,0.30   92   40   1或更少
  实施例2   0.30,0.34   92   39   1或更少
 实施例3   0.30,0.30   90   37   1或更少
 实施例4   0.29,0.32   89   38   1或更少
 实施例5   0.29,0.33   89   37   1或更少
 实施例6   0.32,0.35   90   40   1或更少
 实施例7   0.32,0.31   88   37   1或更少
 实施例8   0.30,0.32   88   38   1或更少
 实施例9   0.29,0.32   89   39   1或更少
 实施例10   0.29,0.31   87   35   1或更少
 对比实施例1   0.30,0.32   84   30   12
实施例11:
将1g铱配合物(E2)和100mg铱配合物(E17)混合到50g透明的环氧树脂中(由SanyuRec Co.,Ltd.制造)然后进行消泡。随后,用线棒在由丙烯酸类树脂制成的、高度为150mm、外径为45mm和内径为40mm的圆筒形容器的内表面上以及在由丙烯酸类树脂制成的厚度5mm的圆盘的一个表面上将该混合物铺展到大约0.1mm的厚度,并在70℃下进行固化处理6小时。然后,将该圆盘粘附到该圆筒形容器上使得该圆盘形成该圆筒形容器的底面。这样,获得了副发光单元。使用总长度为145mm且最大直径为50mm的紫外线灯(由Toshiba Corporation.制造的Neoball 5 balck light)作为主发光单元,将该灯的发光部件放入副发光单元中,在该灯的最大直径接触该单元的位置通过环氧树脂将该灯和该单元彼此粘附。所得用于照明装置的光源的显色指数是90,初始发光效率是36lm/W,在运转100小时之后发光效率降低为1%或更少。
实施例12:
作为用于溶解铱配合物的环氧树脂,将2.0g由Nippon Pelnox Corp.制造的ME561主试剂和2.0g固化剂混合在一起。将20.0mg铱配合物(E2)添加到该混合物中,接着用由SHIBATA制造的TEST TUBE MIXER摇动和混合30分钟。在减压消泡之后,将具有脱模薄膜的两片玻璃隔开3mm的间隙,接着用该树脂组合物填充它们之间的间隙,接着在120℃下固化1小时。将所获得的固化树脂切割成3mm×3mm×3mm,接着将其固定在460nm和6.8mW的蓝光LED(由Cree Inc.制造的XT12)的顶部,从而制备了绿颜色的灯。测量该灯的亮度为27.4lm/W且色度座标为(x=0.354,y=0.607)。
实施例13:
作为用于溶解铱配合物的环氧树脂,将2.0g由Nippon Pelnox Corp.制造的ME561主试剂和2.0g固化剂混合在一起。将2.64mg铱配合物(E2)和0.36mg铱配合物(E17)添加到该混合物中,接着用由SHIBATA制造的TESTTUBE MIXER摇动和混合30分钟。在减压消泡之后,将具有脱模薄膜的两片玻璃隔开3mm的间隙,接着用该树脂组合物填充它们之间的间隙,接着在120℃下固化1小时。将所获得的固化树脂切割成3mm×3mm×3mm,接着将其固定在460nm和6.8mW的蓝光LED(由Cree Inc.制造的XT)的顶部,从而制备了白颜色的灯。测量该灯的亮度为23.4lm/W且色度座标为(x=0.315,y=0.340)。
实施例14:
在40gPMMA(商品名:PARAPET GH-100S,由Kuraray Co.Ltd.制造)中,在氮气气氛下用双轴laboplastomill将82mg铱配合物(E2)、80mg光稳定剂(商品名:Sanol LS770,由Sankyo Lifetec.Co.,Ltd.制造)和80mg抗氧化剂(商品名:Irganox 1010,由Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造)在180℃熔融捏合5分钟。
随后,通过使用压制机在4.9x106的压力、180℃的温度下将该树脂组合物形成厚度为1mm的片材。将所获得的片材切割成3mm×3mm×1mm,接着将其固定在460nm和6.9mW的蓝光LED(由Cree Inc.制造的XT)的顶部,从而制备了绿颜色的灯。测量该灯的亮度为32.76lm/W且色度座标为(x=0.262,y=0.485)。
实施例15:
用和实施例14相同的方法制备厚度为1mm的片材,不同在于使用分子量为250000的聚苯乙烯代替40gPMMA。
将所获得的片材切割成3mm×3mm×1mm,接着将其固定在460nm和6.9mW的蓝光LED(由Cree Inc.制造的XT)的顶部。测量该灯的亮度为33.36lm/W且色度座标为(x=0.293,y=0.590)。
实施例16:
将8.2mg铱配合物(E2),1.8mg铱配合物(E17)和15gME561(商品名,由Nippon Pelnox Corp.制造)(A和B溶液)混合,接着消泡,从而制备了液体树脂1。
用分配器将该液体树脂1装入其上布置了发蓝光二极管(由Cree Inc.制造的XT)的顶视型包装的凹穴中,在120℃下固化2小时并在150℃下进一步固化2小时,从而制备了白光LED。测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发射量和在30mA下运转500小时之后的发射量,结果是:x和y色度座标(x,y)为(0.33,0.34),显色指数为90,初始发射量为5.1mW和在30mA下运转500小时之后的发射量为4.4mW。
实施例17:
作为用于溶解铱配合物的环氧树脂,将EL438(商品名,由Sanyu RecCo.,Ltd.制造)(A溶液和B溶液)混合在一起接着消泡以制备液体树脂2。
然后,将8.2mg铱配合物(E2)和1.8mg铱配合物(E17)与EL438(商品名,由Sanyu Rec Co.Ltd.制造)(A溶液和B溶液)混合,接着消泡以制备液体树脂3。
(1)第一层:用分配器将液体树脂2倒入其上布置了发蓝光二极管(由Cree Inc.制造的XT)的顶视型包装的凹穴中,接着在120℃下固化2小时并在150℃下进一步固化2小时。
(2)第二层:通过使用分配器将液体树脂3倒在第一层上,接着在120℃固化2小时并在150℃下进一步固化2小时。
(3)第三层:通过使用分配器将液体树脂2倒在第二层上,接着在120℃固化2小时并在150℃下进一步固化2小时,从而制备了白光LED。
测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发射量和在30mA下运转500小时之后的发射量,结果是:色度座标(x,y)为(0.33,0.34),显色指数为90,初始发射量为5.1mW和在30mA下运转500小时之后的发射量为4.9mW。
实施例18:
采用实施例17中所使用的液体树脂2和3,类似地制造第一和第二层。
通过使用PED350(商品名,由ANLVA Corp.制造)用CVD碳进一步涂覆涂有两层的顶视型包装,从而制备了白光LED。CVD碳的沉积条件如下:
CH4气体流速:100sccm
成膜压力:6Pa
偏压功率:150W
成膜时间:10分钟和
成膜温度:室温。
测量所获得的白光LED的x和y色度座标、显色指数、初始发射量和在30mA下运转500小时之后的发射量,结果是:色度座标(x,y)为(0.33,0.33),显色指数为89,初始发射量为4.7mW和在30mA下运转500小时之后的发射量为4.6mW。
实施例19:
将与实施例1相似的铱配合物混合物施涂到移动电话显示器(由Yoshikawa Kasei KK制造)的背光灯导向板的光入射边缘表面上,接着在120℃下固化1小时以形成厚度为10μm的铱配合物层,从而获得了副发光体。将4个在460nm下具有峰值发射波长的表面安装型发光二极管(商品名:NSCB215,由Nichia Chemical Corp.制造)用作主发光单元并根据常规方法布置在光导向板的边缘表面上用以发光。
在下文中,将参照图3(背光灯装置(1))进行描述。
来自发光二极管(LED(2))的光被铱配合物层(5)转变成白色并被引入光导向板(3)中。在该光导向板上,形成厚度为100μm的光扩散层(4)(商品名:Panlite,由Teijin Chemicals Ltd.制造),从而形成了背光灯装置。在该装置的表面处的亮度是9000cd/m2。另外,显色指数是92。所获得的背光灯装置的示意性剖视图(实施例19的剖视图)在图3中示出。
实施例20:
在下文中,将参照图4进行描述。
制备彩色发光体基材;
在对角线长度为2.2英寸且厚度为0.7mm的玻璃基材(19)上,作为黑色基质的材料,通过旋涂施涂V259BK(商品名,由NIPPON STEELCHEMICAL Co.,Ltd.制造),通过光掩膜进行UV曝光从而成为对应于QVGA的格栅状图案,用2%的碳酸钠水溶液显影,接着在200℃下烘烤,从而形成了黑色基质(18)的图案(膜厚度:1.5μm)。
作为绿光转变薄膜的材料,将0.5g铱(Ir)配合物(E2)溶于100g丙烯酸类负性光致抗蚀剂(商品名:V259PA,固体含量:50%,由NIPPON STEELCHEMICAL Co.,Ltd.制造)以制备油墨。通过旋涂将该油墨涂覆在该玻璃基材上,暴露在UV射线下同时根据该黑色基质(18)安置,用2%的碳酸钠水溶液显影,接着在150℃下烘烤,从而形成了含有发射绿光的Ir配合物(17)的绿光转变荧光薄膜(膜厚度:10μm)。
然后,作为红光转变薄膜的材料,将50mgIr配合物(E17)溶于100g丙烯酸类负性光致抗蚀剂(商品名:V259PA,固体含量:50%,由NIPPONSTEEL CHEMICAL Co.,Ltd.制造)以制备油墨。用与上面类似的方法,形成含有发射红光的Ir配合物(16)的红光转变薄膜(膜厚度:10μm),从而获得了彩色发光体基材。制备电极对(opposite electrode);
在与彩色发光体基材具有相同横截表面形状的玻璃基材(20)的一个表面上形成厚度为200μm的透明电极,并在它的另一个表面上贴附偏振薄膜(偏振板(13))。将偏振膜贴附其上的表面和其上形成了发光体的彩色发光体基材的表面粘附并整合,从而获得了电极对基材。
制备液晶板;
通过将对角线长度为2.2英寸的无定形硅TFT板(TFT基材(14))和与具有上述电极对的对应于QVGA的像素电极结合,通过常规方法制备液晶板。通过将具有背光灯装置的液晶板和光导向板(12)结合,制备了光致发光液晶显示器,该背光灯装置由表面安装的发蓝光二极管(由Cree Inc.制造的XT12)(蓝光LED(11))制成,该二极管与实施例2中使用的相似。如此制备的光致发光液晶显示器的示意性剖视图(实施例20的剖视图)在图4中示出。
所获得的显示器的显色指数是92。另外,因为发光表面比液晶(15)层离观察者更近,所以图像质量没有视角依赖性。另外,因为LED光源是蓝光,在驱动10,000小时之后,在该光导向板和液晶材料中既没有观察到颜色变化也没有观察到由于UV损害引起的透光率降低。
实施例21:
用与实施例19相同的方法制备背光灯装置,不同之处是在该散射层的顶面上而不是在该光导向板的边缘表面上,将与实施例1相同的铱配合物的混合物施涂到10μm的厚度。进入光扩散层的光被扩散层上的铱配合物层转变成白色并且作为扩散光被激发。在该装置表面处亮度是9000cd/m2。另外,显色指数是92。
通过使用背光灯,制备了具有2.2英寸对角线长度的QVGA液晶显示器。当所获得的显示器在它的整个表面显示白光、绿光、蓝光和红光时的亮度在表2中示出。
作为对比实施例,通过使用与上述相同的聚丙烯酸酯树脂,形成形状相同的光导向板,并且通过使用在460nm下具有峰值发射波长并且具有4.6mW发射输出功率的装置,将在570nm下具有峰值发射波长的黄色荧光物质混合入密封剂环氧树脂中,从而制备表面安装型白光LED。通过将4个该白光LED放置在透明光导向板的边缘表面上,制备了如上所述具有相同的2.2英寸对角线长度的QVGA液晶显示器。
表2:液晶显示器的亮度(单位:cd/m2)
  实施例13   对比实施例
  整个表面上的白光   380   200
  整个表面上的绿光   750   320
  整个表面上的蓝光   29   45
  整个表面上的红光   180   50
因为该扩散层的整个表面均匀地发光,所以与对比实施例相比可以更加有效地使用光并且亮度得到了改进。另外,如果将用于对比实施例装置的白光LED用作背光灯,那么绿色和红色很难能够再现。
实施例22:
在5克双酚A二缩水甘油醚和5克甲基六氢邻苯二甲酸酐的混合物中,加入9毫克Ir配合物(E2)和1毫克Ir配合物(E17)并混合,接着消泡。
将它溶于20克甲苯中,接着利用刮刀用该混合物涂覆液晶显示器的光入射表面上的偏振膜表面。其干燥厚度是10μm。
将无色透明的聚甲基丙烯酸甲酯(由Kuraray Co.,Ltd.制造)用作光导向板,并将4个在460nm下具有峰值发射波长并且具有4.6mW发射输出功率的表面安装型发光二极管置于该光导向板的边缘表面上用以发射。测量当整个表面发射白光、绿光、蓝光和红光时的亮度,其结果在表3中示出。
表3:液晶显示器的亮度(单位:cd/m2)
  整个表面上的白光   380
  整个表面上的绿光   750
  整个表面上的蓝光   29
  整个表面上的红光   180
实施例23:
如图7示出的结构,置于安装基材42上的是InGaN发光二极管芯片41,其具有470nm的发射波长和4.6mW的发射输出功率,它与金属电极43电连接,从而组成发光二极管元件44。
此外,如图5示出的结构,将4cm×5cm×0.8cm的透明丙烯酸类树脂板(折射指数1.5)用作背光灯装置的光导向板22并且短侧边的边缘表面经受开槽处理从而以规则的间隔形成四个方形凹槽25(条件是两个端部是凹槽之间间隔的一半)。
接下来,将500mgYAG(铈掺杂的钇铝石榴石)荧光材料分散在5克环氧树脂(折射指数1.6,由SANYUREC CO.LTD.制造的EL438)中,并且将所得物倒入该4个凹槽中同时留出发光二极管元件的体积空间不填充。
然后,将4个发光二极管元件21放入该凹槽中,该发光二极管元件已通过使用导电树脂粘合剂以这样的方式预先粘附到柔性板26上的电极上,该方式使得LED的电极可以接触该柔性板的电极。
随后,它在120℃下经受4小时热处理从而固化该树脂而形成荧光层。同时,将该荧光层粘结到该光导向板上从而获得一体化的光源装置。
然后,通过使用环氧粘合剂(折射指数1.6)将防蚀板24粘附到该光源装置的底面。此外,通过使用丙烯酸类粘合剂(折射指数1.5)将光扩散板23(Panlite片材,由TEIJIN CHEMICALS,LTD制造)粘附到该光导向板的发射表面,从而制备如图5所示的一体化平面发光装置。
将3.27V和20mA的电流施加到所得平面发光装置的4个LED上以使得发光。当时,该平面发光装置中心的表面亮度是520cd/m2。此外,将光表达区域沿纵向和横向均等地划分3次分别成为3部分从而获得9小块。测量九个小块中每一个中心的亮度并且亮度的不均匀度(该值通过将最高亮度值和最低亮度值之间的差值除以9个点的平均值而获得)为23%。
实施例24:
用和实施例23相同的方法制备树脂,不同之处在于使用8.5mg通式(E2)的铱配合物化合物和1.5mg通式(E17)的铱配合物化合物代替YAG,并且将其分散在10克环氧树脂中,将所制备的树脂以等量(5mg)倒入凹槽中,然后在120℃下固化4小时。后续程序用和实施例23相同的方法进行从而获得平面发光装置。而且,在与实施例23相同的条件下评价亮度。结果是,该平面发光装置中心的表面亮度是510cd/m2。亮度的不均匀度为26%。
实施例25:
用和实施例23相同的方法制备平面发光装置,不同之处在于光导向板凹槽光入射面的横截面具有凸透镜的形状。在相同条件下评价亮度。结果是,该平面发光装置中心的表面亮度是480cd/m2。亮度不均匀度为20%。
参考实施例1:
将与实施例23中相同类型的发光二极管芯片放入侧视型表面安装的包装中,并通过使用与实施例23相似的YAG荧光材料和环氧树脂密封,从而获得发光二极管元件31。将该4个元件加压粘结到光导向板32的边缘表面上从而获得光源装置30,该光导向板32具有与实施例23中使用的光导向板相同的尺寸并且没有凹槽。与实施例23类似,将光源装置置于防蚀反射器34上,并将光扩散板33(Panlite片材,由TEIJINCHEMICALS,LTD.制造)置于该光导向板32相对的一侧,从而组装成如图6所示的平面发光装置。在与实施例23相同的条件下评价亮度。结果是,该平面发光装置中心的表面亮度是410cd/m2。亮度不均匀度为58%。

Claims (37)

1.包括主发光单元和由于主发光单元发射的光而发光的副发光单元的发光体,其中该副发光单元包含铱化合物,其中该铱化合物是由通式(1)表示的铱配合物
L1L2L3Ir            (1)
其中L1、L2和L3是与铱配位的有机二齿配体,且这些配体中至少一个与氮原子和碳原子配位,所述主发光单元发射波长为350-530nm的光。
2.根据权利要求1的发光体,其中该铱配合物由通式(2)表示
Figure C2005800290240002C1
其中X表示和与铱键接的碳原子和氮原子一起形成芳族螯合配体的原子团,n是2或3的整数,每个芳族螯合基团中存在的多个X′可以彼此相同或不同,L表示其中除碳原子以外的原子与铱键接的二齿有机配体。
3.根据权利要求2的发光体,其中通式(2)中[]的内部是选自由通式(3)表示的结构通式组的配体中的任一个
Figure C2005800290240002C2
其中虚线表示与铱键接,芳环上的每个氢原子可以被氟原子或含有1-15个碳原子的有机基团取代,并且当n表示复数时,配体可以彼此不同。
4.根据权利要求2的发光体,其中该铱配合物由通式(4)表示
Figure C2005800290240003C1
其中R1-R8独立地表示氢原子、卤原子或含有1-15个碳原子的有机基团,彼此相邻的取代基(R1-R8)可以在一个或多个位点键接从而形成稠环,n是2或3的整数,[]内部表示的2或3个配体可以彼此相同或不同,L表示其中除碳原子以外的原子与铱键接的二齿有机配体。
5.根据权利要求2的发光体,其中该铱配合物由通式(5)或(6)表示
Figure C2005800290240003C2
其中R11-R18独立地表示氢原子或含有1-10个碳原子的烷基,
其中R21-R29独立地表示氢原子或含有1-10个碳原子的烷基。
6.根据权利要求2-4中任一项的发光体,其中该二齿有机配体L是选自由通式(7)表示的结构通式组的任一个配体
Figure C2005800290240004C1
其中虚线所示与铱键接,并且每个配体中的碳原子可以被含有1-15个碳原子的有机基团取代。
7.根据权利要求1的发光体,其中该副发光单元是通过在透明基材上或在该主发光单元的发射表面上形成层状的铱配合物而获得的。
8.根据权利要求7的发光体,其中在透明基材上或在该主发光单元的发射表面上的副发光单元包括多层。
9.根据权利要求8的发光体,其中该副发光单元包括透明基材上或主发光单元的发射表面上提供有含铱配合物的组合物层和进一步层压在其上的不含铱配合物的另一组合物层。
10.根据权利要求8的发光体,其中该副发光单元包括透明基材上或主发光单元的发射表面上提供有不含铱配合物的组合物层、进一步层压在其上的含铱配合物的另一组合物层和更进一步层压在其上的不含铱配合物的又一组合物层。
11.根据权利要求10的发光体,其中层压在含铱配合物的组合物层上的不含铱配合物的组合物层是CVD碳涂覆层。
12.根据权利要求7的发光体,其中该铱配合物是含有由权利要求6中描述的通式(7)表示的二齿有机配体L的铱配合物。
13.根据权利要求7的发光体,其中该铱配合物是选自下面通式(E1)-(E32)表示的铱配合物组的一种或多种化合物
Figure C2005800290240006C1
14.根据权利要求1的发光体,其中该副发光单元通过将铱配合物溶解或分散在粘结剂中来制备,并且将该副发光单元以这样的方式放置,即使得该主发光单元的发射表面被覆盖。
15.根据权利要求1的发光体,其中该主发光单元是发射蓝光的二极管。
16.根据权利要求15的发光体,其中该主发光单元是氮化镓化合物半导体。
17.根据权利要求1的发光体,其包括这样的结构,其中在由主发光单元产生的光的光路上,设置包含其中溶解或分散有铱配合物的粘结剂的副发光单元用以发射白光。
18.根据权利要求17的发光体,其中设置在由主发光单元产生的光的光路上的副发光单元包含其中溶解或分散有至少两类铱配合物的粘结剂,该铱配合物包括在510-570nm具有发射峰的铱配合物和在600-680nm具有发射峰的铱配合物。
19.根据权利要求1-18中任一项的发光体,其中显色指数为80或更高。
20.根据权利要求18的发光体,其中该主发光单元是发射波长为350-530nm的光的发光二极管并且显色指数为90或更高的白光被提取。
21.根据权利要求17或18的发光体,其中该粘结剂用作光导向板或扩散板。
22.制备根据权利要求7的发光体的方法,其中通过涂覆、旋涂和印刷中任何一种的方法在接收来自主发光单元的光的透明基材上形成包含铱配合物的副发光单元。
23.制备根据权利要求7的发光体的方法,其中通过滴注、印刷和密封之后的固化,分配方法,转移模塑,注射模塑和旋涂中任何一种的方法在主发光单元的发射表面上形成包含铱配合物的副发光单元。
24.包括根据权利要求1-21中任一项的发光体的照明装置。
25.包括根据权利要求1-21中任一项的发光体的显示装置。
26.根据权利要求25的显示装置,其使用该发光体作为背光灯。
27.根据权利要求25或26的显示装置,其中在透明基材的一个表面上形成发光体作为副发光单元,在该发光体上或在与上面形成该发光体的表面相对的表面上进一步形成透明电极,并且该透明电极用作透射液晶显示器的一个电极。
28.平面发光装置,其包括多个主发光单元、受该主发光单元发射的光激发而发光的副发光单元、光导向板、反射板和扩散板,其中该副发光单元包含铱化合物。
29.根据权利要求28的平面发光装置,其中构成平面发光装置的组件的所有接触表面彼此紧密地粘附和结合为一体,使得界面中基本上没有空气可以存在。
30.根据权利要求29的平面发光装置,其中各组件用粘合剂或通过热压粘结。
31.根据权利要求30的平面发光装置,其中该粘合剂是折射指数为1.4或更高的环氧树脂或折射指数为1.4或更高的丙烯酸类树脂。
32.根据权利要求30的平面发光装置,其中该副发光单元通过将铱化合物溶解或分散在用于将多个主发光单元与光导向板粘结的粘合剂中而形成。
33.根据权利要求28的平面发光装置,其中将主发光单元放入在该光导向板的边缘部分形成的多个凹槽中。
34.根据权利要求33的平面发光装置,其中该光导向板凹槽光入射面的横截面为凸状并且用于密封该凹槽部分的粘合剂具有比该光导向板的折射指数高的折射指数。
35.根据权利要求28的平面发光装置,其中该反射板是铝板、蒸发的银薄膜、白PET膜、白聚丙烯膜或白的聚碳酸酯膜。
36.根据权利要求28的平面发光装置,其中该主发光单元是发光二极管。
37.使用根据权利要求28到36中任一项的平面发光装置的液晶显示器背光灯系统。
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