CN107709516A - 颜色转换组合物、颜色转换膜以及包含该颜色转换膜的发光装置、液晶显示装置及照明装置 - Google Patents
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Abstract
颜色转换组合物，其将入射光转换为波长比该入射光的波长更长的光，包含通式(1)表示的化合物及粘结剂树脂。(R1～R4可以相同也可以不同，选自由氢、烷基、环烷基、芳烷基、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、杂环基、卤素、卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基及与相邻取代基之间形成的环结构组成的组。Ar1～Ar4为芳基且Ar1≠Ar2或Ar3≠Ar4。Ar5为芳基或杂芳基。)
Description
技术领域
本发明涉及颜色转换组合物、颜色转换膜、以及包含该颜色转换膜的发光装置、液晶显示装置及照明装置。
背景技术
利用颜色转换方式的多色化技术在液晶显示器、有机EL显示器、照明等中的应用正被广泛地研究。所谓颜色转换，是将从发光体发出的光转换为波长更长的光，例如表示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制成膜、并与例如蓝色光源组合，从而能够从蓝色光源提取蓝色、绿色、红色这三原色，即能够提取白色光。通过将组合上述蓝色光源和具有颜色转换功能的膜而得到的白色光源作为背光单元、并将该背光单元与液晶驱动部分、滤色器组合，能够制作全彩色显示器。另外，若没有液晶驱动部分，可直接用作白色光源，例如能够作为LED照明等的白色光源来应用。
作为液晶显示器的课题，可举出提高颜色再现性。为了提高颜色再现性，有效的是使背光单元的蓝、绿、红的各发光光谱的半峰宽变窄，提高蓝、绿、红各色的色纯度。作为解决该课题的手段，提出了将基于无机半导体微粒的量子点用作颜色转换组合物的成分的技术(例如，参见专利文献1)。对于这些使用量子点的技术而言，确实能够使绿色、红色的发光光谱的半峰宽变窄，提高颜色再现性，但另一方面，量子点对热、空气中的水分或氧的耐受性弱，耐久性不充分。
另外，还提出了代替量子点而使用有机物的发光材料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：使用吡啶-邻苯二甲酰亚胺缩合衍生物的技术(例如，参见专利文献2)；使用香豆素化合物的技术(例如，参见专利文献3)；关于红色发光材料，迄今为止，使用苝衍生物的技术(例如，参见专利文献4)；使用罗丹明系化合物的技术(例如，参见专利文献5)；使用吡咯亚甲基(Pyrromethene)化合物的技术(例如，参见专利文献6～7)。
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2002-348568号公报
专利文献3：日本特开2007-273440号公报
专利文献4：日本特开2002-317175号公报
专利文献5：日本特开2001-164245号公报
专利文献6：日本特开2011-241160号公报
专利文献7：日本特开2014-136771号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，即便是使用上述以往的有机发光材料，从同时具有颜色再现性和耐久性的观点考虑仍是不充分的。特别是将具有高色纯度的红色发光、并且能满足耐久性的有机发光材料用作颜色转换组合物的成分的技术是不充分的。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于，在用于液晶显示器、LED照明等的颜色转换组合物中，同时实现颜色再现性的提高和耐久性，特别是同时实现高色纯度的红色发光和耐久性。
用于解决课题的手段
为解决上述课题、达到目的，本发明涉及的颜色转换组合物的特征在于，所述颜色转换组合物将入射光转换为波长比所述入射光的波长更长的光，所述颜色转换组合物包含通式(1)表示的化合物及粘结剂树脂。
[化学式1]
(R1～R4可以相同也可以不同，选自由氢、烷基、环烷基、芳烷基、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、杂环基、卤素、卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基及与相邻取代基之间形成的环结构组成的组。Ar1～Ar4可以相同也可以不同，是由下述通式(2)表示的基团。R5选自由烷基、环烷基、烷氧基及烷基硫基组成的组。m为1～3的整数。当m为2以上时，各R5可以相同也可以不同。其中，Ar1≠Ar2或Ar3≠Ar4，Ar1～Ar4中的至少1个是R5为碳原子数4以上的烷基的基团。(此处，≠表示是不同结构的基团。)Ar5为芳基或杂芳基。)
[化学式2]
另外，本发明涉及的颜色转换组合物的特征在于，在上述发明中，通式(1)表示的化合物的Ar1～Ar4中的至少1个为：通式(2)表示的基团且R5为烷氧基。
另外，本发明涉及的颜色转换组合物的特征在于，在上述发明中，通式(1)表示的化合物的R3和R4均为氟。
另外，本发明涉及的颜色转换组合物的特征在于，在上述发明中，通式(1)表示的化合物在580nm～750nm的区域内具有最大发光。
另外，本发明涉及的颜色转换组合物的特征在于，在上述发明中，还包含在500nm～580nm的区域内具有最大发光的化合物。
另外，本发明涉及的颜色转换膜的特征在于，包含将上述发明中的任一项所述的颜色转换组合物固化而得到的层。
另外，本发明涉及的发光装置的特征在于，包含光源及上述发明所述的颜色转换膜。
另外，本发明涉及的发光装置的特征在于，在上述发明中，所述光源在400nm～500nm的区域内具有最大发光峰。
另外，本发明涉及的发光装置的特征在于，在上述发明中，所述光源为发光二极管。
另外，本发明涉及的液晶显示装置的特征在于，包含上述发明中的任一项所述的发光装置。
另外，本发明涉及的照明装置的特征在于，包含上述发明中的任一项所述的发光装置。
发明的效果
根据本发明，获得了下述效果：可提供能够同时实现颜色再现性的提高和高耐久性、特别是能够同时实现红色的高色纯度和高耐久性的颜色转换组合物及使用该颜色转换组合物的颜色转换膜以及包含该颜色转换膜的发光装置、液晶显示装置及照明装置。
附图说明
[图1]图1为表示本发明的实施方式涉及的颜色转换膜的一例的示意截面图。
[图2]图2为表示本发明的实施方式涉及的颜色转换膜的另一例的示意截面图。
[图3]图3为表示本发明的实施方式涉及的颜色转换膜的又一例的示意截面图。
[图4]图4为例示本发明的合成例1的化合物的吸收光谱的图。
[图5]图5为例示本发明的合成例1的化合物的发光光谱的图。
具体实施方式
以下，具体说明本发明的实施方式，但本发明不限于以下实施方式，可根据目的、用途进行各种变更来实施。
<通式(1)表示的化合物>
本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物为将来自光源的入射光转换为波长比该入射光的波长更长的光的颜色转换组合物，其含有通式(1)表示的化合物。
[化学式3]
通式(1)中，R1～R4可以相同也可以不同，选自由氢、烷基、环烷基、芳烷基、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、杂环基、卤素、卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基及与相邻取代基之间形成的环结构组成的组。Ar1～Ar4可以相同也可以不同，并且是由下述通式(2)表示的基团。
[化学式4]
通式(2)中，R5选自由烷基、环烷基、烷氧基及烷基硫基组成的组。m为1～3的整数。当整数m为2以上时，各R5可以彼此相同，也可以彼此不同。其中，Ar1≠Ar2或Ar3≠Ar4，Ar1～Ar4中的至少一个是R5为碳原子数4以上的烷基或烷氧基的基团。此处，“≠”表示是不同结构的基团。另一方面，上述通式(1)中，Ar5为芳基或杂芳基。
在这些取代基之中，氢也可以是氘。另外，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。该烷基可进一步具有取代基也可以不具有取代基。被取代时的追加的取代基没有特别限制，例如，可举出烷基、芳基、杂芳基等，这方面在以下记载中也是通用的。另外，烷基的碳原子数没有特别限定，但从获得的容易性、成本的方面考虑，优选为1以上且20以下，更优选在1以上且8以下的范围内。
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，它们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，但优选在3以上且20以下的范围内。
芳烷基表示例如苄基、苯基乙基等经由脂肪族烃而形成的芳香族烃基。这些脂肪族烃和芳香族烃均可以是未取代的、也可以具有取代基。
链烯基表示例如乙烯基、烯丙基、丁二烯基等含有双键的不饱和脂肪族烃基，它们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，但通常在2以上且20以下的范围内。
环烯基表示例如环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等含有双键的不饱和脂环式烃基，它们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含有三键的不饱和脂肪族烃基，它们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，但通常在2以上且20以下的范围内。
烷氧基表示例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等经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，但优选在1以上且20以下的范围内。
烷基硫基为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，但通常在1以上且20以下的范围内。
芳基醚基表示例如苯氧基等经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，但优选在6以上且40以下的范围内。
芳基硫醚基是芳基醚基的醚键的氧原子被取代为硫原子而得到基团。芳基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。芳基醚基的碳原子数没有特别限定，但通常在6以上且40以下的范围内。
芳基表示例如苯基、萘基、联苯基、芴基、菲基、三亚苯基、三联苯基等芳香族烃基。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，但优选在6以上且40以下的范围内。
杂芳基表示呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、三嗪基、萘啶基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基等、在一个或多个环内具有碳以外的原子的环状芳香族基团，它们可以是未取代的也可以是取代的。杂芳基的碳原子数没有特别限定，但优选在2以上且30以下的范围内。
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，它们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，但通常在2以上且20以下的范围内。
卤素表示氟、氯、溴或碘。卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃表示例如三氟甲基等、前述的烷基、链烯基、炔基的一部分或全部被所述卤素取代而得到的基团，剩余的部分可以是未取代的也可以是取代的。另外，醛基、羰基、酯基、氨基甲酰基中，还包括被脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、杂环等取代而得到的基团，此外，脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、杂环可以是未取代的也可以是取代的。氨基可具有取代基也可以不具有取代基，作为取代基，可举出例如烷基、芳基、杂芳基等，这些取代基可进一步被取代。
甲硅烷基表示例如三甲基甲硅烷基等具有与硅原子的键的官能团，它们可以具有取代基也可以不具有取代基。甲硅烷基的碳原子数没有特别限定，但通常在3以上且20以下的范围内。另外，硅原子数通常为1以上且6以下。硅氧烷基表示例如三甲基硅氧烷基等经由醚键而形成的硅化合物基团，它们可以是未取代的也可以是取代的。
另外，任意的相邻的2个取代基(例如通式(1)的R1和Ar2)可彼此键合而形成共轭或非共轭的缩合环。作为这样的缩合环的构成元素，除了碳以外，还可包含选自氮、氧、硫、磷及硅中的元素。另外，这样的缩合环可进一步与其他环稠合。考虑到材料的获得的容易程度、合成的容易程度，上述通式(1)的R3及R4优选均为氟。
通式(1)表示的化合物中，通过使Ar1～Ar4为通式(2)表示的取代基，能够同时实现高色纯度和高耐久性。其中，Ar1≠Ar2或Ar3≠Ar4。此处“≠”表示是不同结构的基团。所谓Ar1≠Ar2或Ar3≠Ar4，换言之，是指并非“Ar1＝Ar2且Ar3＝Ar4”。即，表示在Ar1～Ar4的任意的组合之中，将(1)Ar1＝Ar2＝Ar3＝Ar4的组合、及(2)Ar1＝Ar2且Ar3＝Ar4并且Ar1≠Ar3的组合排除。若Ar1≠Ar2或Ar3≠Ar4，则在膜中的分散性提高，可得到高效率发光。
通过通式(2)表示的芳基，可对通式(1)表示的化合物的发光效率·色纯度·耐热性·耐光性等各种特性、物性产生影响。虽然也存在提高多种性质的芳基，但没有在全部性质方面均显示出充分的性能的芳基。特别是难以同时实现高发光效率和高色纯度。因此，若能够向通式(1)表示的化合物导入多种芳基的话，有望得到在发光特性、色纯度等方面取得均衡的化合物。
Ar1＝Ar2＝Ar3＝Ar4的化合物仅能够具有一种芳基。另外，对于作为Ar1＝Ar2且Ar3＝Ar4并且Ar1≠Ar3的化合物而言，具有特定物性的芳基将会偏向一个吡咯环。在该情况下，由于发光效率和色纯度的关系，导致难以如后所述那样最大限度地显现出各个芳基所具有的物性。
与此相对，本发明的实施方式涉及的化合物能够将具有某一物性的取代基均衡性良好地配置在左右的吡咯环上，因此，与偏向于一个吡咯环的情况相比，能够最大限度地发挥出其物性。
从均衡性良好地提高发光效率和色纯度的方面考虑，上述效果特别优异。对色纯度产生影响的芳基在两侧的吡咯环各具有1个以上，从共轭体系扩展从而可得到高色纯度的发光的方面考虑是优选的。但是，作为Ar1＝Ar2且Ar3＝Ar4并且Ar1≠Ar3的化合物，例如在向一方的吡咯环引入对色纯度产生影响的芳基的情况下，若向另一方的吡咯环引入对发光效率产生影响的芳基，则由于对色纯度产生影响的芳基偏向于一侧的吡咯环，因此，共轭体系未充分扩展，色纯度未充分提高。另外，若向另一方的吡咯环同样引入对色纯度产生影响、且具有其他结构的芳基的话，则无法提高发光效率。
与此相对，本发明的实施方式涉及的化合物可向两侧的吡咯环各引入1个以上对色纯度产生影响的芳基，在除此以外的位置引入对发光效率产生影响的芳基。因此，本发明的实施方式涉及的化合物能够最大限度地提高色纯度及发光效率这两种性质，故优选。需要说明的是，当向Ar2及Ar3的位置引入对色纯度产生影响的芳基时，共轭体系得到最大扩展，故优选。
通式(2)表示的芳基中，当R5为供电子性基团时，主要对色纯度产生影响，故优选。作为供电子性基团，可举出烷基、环烷基、烷氧基或烷基硫基等。特别地，优选被碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的环烷基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数1～8的烷基硫基取代而得到的芳基。当作为供电子性基团的R5为碳原子数1～8的烷基或碳原子数1～8的烷氧基时，可得到更高的色纯度，故更优选。另外，作为主要对发光效率产生影响的芳基，优选具有叔丁基、金刚烷基等体积大的取代基的芳基。
另外，从提高耐热性与色纯度这两者的观点考虑，优选的是，Ar1与Ar4、Ar2与Ar3分别为相同结构的芳基。此外，从分散性的观点考虑，Ar1～Ar4中的至少1个为：通式(2)表示的基团且R5为碳原子数4以上的烷基。另外，更优选Ar1～Ar4中的至少1个为：通式(2)表示的基团且R5为烷氧基。其中，由于叔丁基为体积大的取代基，因此，从防止发光材料的热聚集从而提高耐久性的方面考虑是优选的，由于甲氧基或叔丁氧基是供电子性的取代基，并且有助于使发光的波长变长，因此从高色纯度化的方面考虑，可特别优选地举出。
通式(2)的m优选为1～3的整数、从原料获得与合成的容易程度的观点考虑，整数m更优选为“1”或“2”的情况。
另外，作为通式(1)的Ar5，从提高发光特性和耐热性这两者的观点考虑，优选芳基或杂芳基。此外，Ar5优选为：未取代的苯基；或者，具有选自由烷基、烷氧基、卤素及与相邻取代基之间形成的环结构组成的组中的至少一个取代基的苯基。特别是从耐热性的观点考虑，Ar5更优选为：未取代的苯基；或者，具有选自由甲基、甲氧基、叔丁基、及与相邻取代基之间形成的环结构组成的组中的至少一个取代基的苯基。其中，当取代基中的至少1个为甲氧基时，能够实现高效率发光，因此更加优选。特别地，若Ar5的邻位键合有甲氧基，则通过形成扭转结构，从而分子结构变得稳定，能够实现高效率发光，从这方面考虑是进一步优选的。
以下示出通式(1)表示的具有吡咯亚甲基骨架的化合物的一例。
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
为了合成通式(1)表示的化合物，可以使用已知的方法。例如，在磷酰氯存在下，将下述通式(3)表示的化合物与下述通式(4)表示的化合物在1,2-二氯乙烷中进行加热，然后，在三乙胺存在下，使下述通式(5)表示的化合物在1,2-二氯乙烷中反应，由此可得到通式(1)的化合物。此处，Ar1～Ar5、R1～R4与上述通式(1)所示的Ar1～Ar5、R1～R4相同。J表示卤素。
[化学式13]
除了通式(1)表示的化合物以外，根据需要，本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物可适当含有其他化合物。例如，为了进一步提高从激发光向通式(1)表示的化合物的能量转移效率，可含有红荧烯等辅助掺杂剂。另外，当想要增加通式(1)表示的化合物的发光色以外的发光色时，可添加香豆素系色素、苝系色素、酞菁系色素、二苯乙烯系色素、菁系色素、聚苯撑系色素、罗丹明系色素、吡啶系色素、吡咯亚甲基系色素、卟啉色素、噁嗪系色素、吡嗪系色素等化合物。此外，除上述有机化合物以外，还可组合添加无机荧光体、荧光颜料、荧光染料、量子点等已知的荧光体。
通式(1)表示的化合物优选为通过使用在400nm～500nm的区域内具有最大发光峰的光源从而呈红色发光的化合物。此处，红色发光是指可在580nm～750nm的区域内观测到发光峰波长的发光。通常，激发光的能量越大，越容易引起材料的分解，但由上述光源所得的400nm～500nm的范围的激发光是较小的激发能量，因此，不会引起通式(1)表示的化合物的分解，可得到色纯度良好的红色发光。
本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物优选还包含通过在400nm～500nm的区域内具有最大发光峰的光源而被激发、从而呈绿色发光的化合物(以下，称为“绿色化合物”)。此处，绿色发光是指可在500nm～580nm的区域内观测到发光峰波长的发光。通式(1)表示的化合物通过在400nm～500nm的区域内具有最大发光峰的光源、及绿色化合物呈现的绿色发光中的任一者或两者而被激发，从而呈红色发光。400nm～500nm的范围的一部分激发光，部分地透过本发明的实施方式涉及的颜色转换膜，因此，当使用发光峰尖锐的蓝色LED时，在蓝·绿·红各色处显示尖锐形状的发光光谱，可得到色纯度良好的白色光。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，尤其绿色区域及红色区域的发光特性得到改善，因此，演色性提高，形成令人满意的白色光源。
作为显示绿色发光的化合物，可举出下述化合物作为优选：作为香豆素系色素的2,3,5,6-1H,4H-四氢-8-三氟甲基喹嗪(9,9a,1-gh)香豆素(香豆素153)、3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)、3-(2’-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基氨基香豆素(香豆素7)，作为萘二甲酰亚胺系色素的碱性黄51、溶剂黄11、溶剂黄116，以及，吡啶色素，吡咯亚甲基色素，邻苯二甲酰亚胺色素，铱络合物等，但不特别限定于这些。
本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物中的通式(1)表示的化合物的含量虽然也取决于化合物的摩尔吸光系数、荧光量子产率及激发波长处的吸收强度、以及制作的膜的厚度、透过率，但相对于颜色转换组合物整体的重量而言，通常为10-4重量％～30重量％，进一步优选为10-3重量％～10重量％，特别优选为10-2重量％～5重量％。另外，当在本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物中含有呈绿色发光的化合物、和呈红色发光的化合物这两者时，由于绿色发光的一部分转换为红色发光，因此，各材料的含有比率以重量比计，通常为(呈绿色发光的化合物)：(呈红色发光的化合物)＝1000：1～1：1，进一步优选为500：1～2：1，特别优选为200：1～3：1。
<粘结剂树脂>
粘结剂树脂是形成连续相的物质，只要是成型加工性、透明性、耐热性等优异的材料即可，例如可使用下述已知的物质：丙烯酸系、甲基丙烯酸系、聚肉桂酸乙烯酯系、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(包括有机硅橡胶、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、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，也可以使用它们的共聚树脂。通过对这些树脂进行适当设计，可得到对于本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物而言有用的树脂。这些树脂中，从成膜的工艺容易的方面考虑，进一步优选为热固性树脂。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、丙烯酸树脂或它们的混合物。粘结剂树脂中含有的热固性树脂可以是1种，也可以组合2种以上。粘结剂树脂根据需要可含有固化剂。例如，通过将环氧树脂与固化剂组合，可促进环氧树脂的固化从而在短时间内使之固化。
另外，作为添加剂，也可添加用于使涂布膜稳定的分散剂或均化剂、作为膜表面的改性剂的硅烷偶联剂等粘接助剂等。另外，作为颜色转换材料沉淀抑制剂，也可添加二氧化硅粒子、有机硅微粒子等无机粒子。
<溶剂>
本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物也可包含溶剂。该溶剂只要可调节流动状态的树脂的粘度、且不造成通式(1)表示的化合物的劣化，则没有特别限定。例如可举出甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁酮、己烷、丙酮、松油醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(Texanol)、甲基溶纤剂、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯等，这些溶剂也可混合使用2种以上。这些溶剂中，从不会造成通式(1)表示的化合物的劣化、干燥后的残留溶剂少的方面考虑，可特别合适地使用甲苯。
<颜色转换组合物的制造方法>
以下对本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物的制造方法的一例进行说明。在该制造方法中，以规定量混合前述的通式(1)表示的化合物、粘结剂树脂、溶剂等。将上述成分以成为规定的组成的方式混合后，用均质器、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·混炼机将其均质地混合分散，由此得到颜色转换组合物。在混合分散后、或者在混合分散的过程中，也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、进行熟化(aging)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。
<颜色转换膜的制作方法>
本发明的实施方式涉及的颜色转换膜只要包含将上述本实施方式涉及的颜色转换组合物固化而得到的层，则对其构成没有限定。图1为表示本发明的实施方式涉及的颜色转换膜的一例的示意截面图。图2为表示本发明的实施方式涉及的颜色转换膜的另一例的示意截面图。图3为表示本发明的实施方式涉及的颜色转换膜的又一例的示意截面图。作为该颜色转换膜1的代表性结构例，如图1所示，可举出基材层10、和将本发明的实施方式涉及的颜色转换组合物固化而得到的颜色转换层11的层合体。另外，作为颜色转换膜1的其他结构例，如图2所示，可举出颜色转换层11由多个基材层10夹持而成的层合体。或者，在颜色转换膜1中，为了防止颜色转换层11由于氧、水分、热的原因而劣化，如图3所示，可在基材层10与颜色转换层11之间进一步设置阻隔膜层12。
(基材层)
作为基材层10，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10，可举出：铝(也包括铝合金)、锌、铜、铁等金属板、箔；醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯(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，当基材层10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。
它们中，从颜色转换膜1的制作的容易程度、颜色转换膜1的成型的容易程度考虑，优选使用玻璃、树脂膜。另外，为了消除在操作膜状基材时发生断裂等的担忧，优选强度高的膜。从它们所要求的特性、经济性的方面考虑，优选为树脂膜，它们中，从经济性、操作性的方面考虑，优选为选自由PET、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚丙烯组成的组中的塑料膜。另外，当将颜色转换膜1干燥时、用挤出机将颜色转换膜1于200℃以上的高温进行压接成型时，从耐热性的方面考虑，优选为聚酰亚胺膜。从片材的剥离的容易程度考虑，也可预先对基材层10的表面进行脱模处理。
基材层10的厚度没有特别限制，作为下限，优选为25μm以上，更优选为38μm以上。另外，作为上限，优选为5000μm以下，更优选为3000μm以下。
(颜色转换层)
接下来，对本发明的实施方式涉及的颜色转换膜1的颜色转换层11的制造方法的一例进行说明。在该制造方法中，将通过上述方法制作的颜色转换组合物涂布于基材上，并将其干燥。涂布可通过逆向辊涂机、刮刀涂布机、缝模涂布机、直接凹版涂布机、胶印凹版涂布机、吻涂机、自然辊涂布机、气刀涂布机、辊式刮刀涂布机、baribar辊式刮刀涂布机、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11的膜厚均匀性，优选用缝模涂布机进行涂布。
颜色转换层11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。颜色转换膜1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40～250℃、1分钟～5小时，优选为60℃～200℃、2分钟～4小时。另外，也可进行分步固化(step cure)等阶段性的加热固化。
制作颜色转换层11后，可根据需要更换基材。此时，作为简便的方法，可举出：使用加热板进行重贴的方法、使用真空层压机或干膜层压机的方法等，但不限于这些。
颜色转换层11的厚度没有特别限制，优选为10～1000μm。若颜色转换层11的厚度小于10μm，则存在颜色转换膜1的强韧性变小的问题。若颜色转换层11的厚度大于1000μm，则易于产生裂纹，结果存在颜色转换膜1的成型变得困难的问题。颜色转换层11的厚度更优选为30～100μm。
另一方面，从提高颜色转换膜1的耐热性的观点考虑，颜色转换膜1的膜厚优选为200μm以下，更优选为100μm以下，进一步优选为50μm以下。
本发明的实施方式中，颜色转换膜1的膜厚是指基于JIS K 7130(1999)塑料-膜及片材-厚度测定方法中的利用机械扫描的厚度测定方法A法而测定的膜厚(平均膜厚)。
(阻隔膜)
作为形成本发明的实施方式涉及的颜色转换膜1的阻隔膜层12(参照图3)的阻隔膜，在想要提高气体阻隔性的情况下等可适宜地用于颜色转换层11，例如可举出氧化硅、氧化铝、氧化锡、氧化铟、氧化钇、氧化镁等、或它们的混合物、或向它们中添加有其他元素而得到的金属氧化物薄膜；或由聚偏二氯乙烯、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、氟系树脂等各种树脂形成的膜。另外，作为对水分具有阻隔功能的膜，例如可举出由聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚偏二氯乙烯、偏二氯乙烯与氯乙烯的共聚物、偏二氯乙烯与丙烯腈的共聚物、氟系树脂等各种树脂形成的膜。
另外，根据颜色转换膜1所要求的功能，可进一步设置具有防反射功能、防眩功能、防反射防眩功能、光漫射功能、硬质涂层功能(耐摩擦功能)、防静电功能、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、偏振功能、调色功能的辅助层。
<激发光>
本发明中，激发光的种类只要在通式(1)表示的化合物能够吸收的波长区域内显示出发光即可，只要满足该条件，可使用任意的激发光。例如，热阴极管、冷阴极管、无机EL等荧光性光源、有机电致发光元件光源、LED、白热光源、或太阳光等任意光源的激发光在原理上均可利用，尤其LED的光是优选的激发光。在显示器、照明用途中，从提高蓝色光的色纯度的方面考虑，具有400nm～500nm的范围的激发光的蓝色LED是进一步优选的激发光的光源。若激发光的波长范围比上述范围更靠长波长侧，则蓝色光不足，由此不能形成白色光，另，外若激发光的波长范围比上述范围更靠短波长侧，则通式(1)表示的化合物或粘结剂树脂等有机化合物容易光劣化，故不优选。
这样的激发光可以具有1种发光峰，也可以具有2种以上的发光峰，但为了提高色纯度，优选具有1种发光峰。另外，可将发光峰的种类不同的多个激发光源任意地组合使用。
<背光单元>
本发明中的背光单元是本发明涉及的发光装置的一例，是至少包含光源及本发明的实施方式涉及的颜色转换膜(例如图1～3所示的颜色转换膜1)的结构。对这些光源与颜色转换膜的配置方法没有特别限定，可采用使光源与颜色转换膜密合的结构，也可采用使光源与颜色转换膜分离的远程荧光粉形式。另外，为了提高色纯度，该背光单元也可采用进一步包含滤色器的结构。如上所述，400nm～500nm的范围的激发光是较小的激发能量，可防止通式(1)表示的化合物的分解，因此，光源优选为在400nm～500nm的区域内具有最大发光峰的发光二极管。
本发明中的背光单元可用于显示器、照明、室内装饰(interior)、标识、广告牌等用途，尤其是特别优选用于显示器、照明用途。例如，对于作为本发明涉及的液晶显示装置的一例的液晶显示器、或者照明装置而言，如上所述，具备至少具有光源和颜色转换膜的背光单元作为发光装置。
实施例
以下，举出实施例说明本发明，但本发明不限定于这些例子。需要说明的是，下述的各实施例中出现的化合物的编号是指前述记载的化合物的编号。另外，与结构分析有关的评价方法示于如下。
<1H-NMR的测定>
化合物的1H-NMR使用超导FTNMR EX-270(日本电子(株)制)，在氘代氯仿溶液中进行测定。
<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)制)，使化合物以1×10-6mol/L的浓度溶解在甲苯中而进行测定。
<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)制)，使化合物以1×10-6mol/L的浓度溶解在甲苯中，对以波长460nm激发时的荧光光谱进行测定。
<荧光量子产率的测定>
使用绝对PL量子产率测定装置(Quantaurus-QY，Hamamatsu PhotonicsCorporation制)，将化合物以1×10-6mol/L的浓度溶解在甲苯中，对以波长460nm激发时的荧光量子产率进行测定。
<光耐久性试验>
在搭载有各颜色转换膜及蓝色LED元件(ProLight公司制；型号PM2B-3LBE-SD，发光峰波长：460nm)的发光装置中，流过10mA的电流从而将LED芯片点亮，使用分光辐射亮度计(CS-1000，Konica Minolta公司制)测定初始亮度。需要说明的是，将各颜色转换膜与蓝色LED元件之间的距离设为3cm。此后，于室温下照射来自蓝色LED元件的光，测定下述式的亮度保持率达到98％的时间，从而评价光耐久性。
亮度保持率(％)＝(蓝色LED照射后的亮度/初始亮度)×100
(将小数点后第1位四舍五入)
(合成例1)
以下，对本发明中的合成例1的化合物R-1的合成方法进行说明。在化合物R-1的合成方法中，在氮气流下，于120℃将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。将该加热溶液冷却至室温后蒸发。接下来，用乙醇20ml清洗，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。
接下来，在氮气流下，于125℃将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与经脱气的甲苯10ml的混合溶液加热7小时。将该加热溶液冷却至室温后，注入水20ml，用二氯甲烷30ml萃取。用水20ml将有机层清洗2次，进行蒸发并真空干燥。
接下来，在氮气流下，将得到的吡咯亚甲基体与甲苯10ml的混合溶液添加至二异丙基乙胺305mg、三氟化硼二乙醚络合物670mg，于室温搅拌3小时。此后，注入水20ml，用二氯甲烷30ml萃取。用水20ml将有机层清洗2次，用硫酸镁干燥后，进行蒸发。通过硅胶柱色谱法进行纯化，进行真空干燥后，得到红紫色粉末0.27g。得到的粉末的1H-NMR分析结果如下所述，确认到上述得到的红紫色粉末为化合物R-1。
1H-NMR(CDCl3(d＝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R-1的吸收光谱如图4所示，对蓝色和绿色的激发光源显示出光的吸收特性。另外，该化合物R-1的荧光光谱如图5所示，在红色区域显示出尖锐的发光峰。荧光量子产率显示90％，该化合物R-1为能够进行高效率的颜色转换的化合物。
[化学式14]
(实施例1)
本发明的实施例1中，对100重量份的二液型热固性环氧系丙烯酸树脂混合0.08重量份的化合物R-1、0.5重量份的固化剂后，以300RPM搅拌1小时，从而制造涂布组合物。接下来，使用棒涂方式将该涂布组合物涂布于拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Toray AdvancedMaterial制XG5P1)上，然后，于120℃干燥5分钟，形成平均膜厚度10μm的涂布层。之后，将扩散膜(Toray Advanced Material制Texcell(注册商标)TDF127)进行层压，然后于60℃熟化1小时，得到颜色转换膜。
[化学式15]
(实施例2,3)
本发明的实施例2、3中，分别使用化合物R-2、化合物R-3代替化合物R-1，除此以外，与实施例1同样地进行操作，制造颜色转换膜。
[化学式16]
[化学式17]
(实施例4)
本发明的实施例4中，与0.08重量份的化合物R-1一并追加0.4重量份的化合物G-1，除此以外，与实施例1同样地进行操作，制造颜色转换膜。
[化学式18]
(实施例5、6)
本发明的实施例5、6中，分别使用化合物R-2、化合物R-3代替化合物R-1，除此以外，与实施例4同样地进行操作，制造颜色转换膜。
(比较例1)
在与本发明相对的比较例1中，使用化合物R-4代替化合物R-1，除此以外，与实施例4同样地进行操作，制造颜色转换膜。
[化学式19]
(比较例2)
在与本发明相对的比较例2中，使用化合物R-5代替化合物R-1，除此以外，与实施例4同样地进行操作，制造颜色转换膜。
[化学式20]
(实验例1：发光光谱的测定)
将上述实施例1～6，比较例1及比较例2中分别制造的各颜色转换膜放入至蓝色LED背光单元中的导光板与棱镜膜之间，使用分光照度计(Konica Minolta制CL-500A)测定发光光谱。将测得的最大发光波长及半峰宽、和各颜色转换膜的光耐久性示于表1。参照表1可知，实施例1～6的各颜色转换膜较之比较例1及比较例2的任一者而言，光耐久性更高。
[表1]
(实验例2：亮度及颜色再现性的评价)
将上述实施例1～6，比较例1及比较例2中分别制造的各颜色转换膜放入至蓝色LED背光单元之中的导光板与棱镜膜之间，使用亮度计(Konica Minolta制CA-310)测定亮度及颜色再现性。将其结果示于表2。参照表2可知，实施例4～6的各颜色转换膜较之比较例1及比较例2中的任一者，亮度(相对亮度)及颜色再现性均更高。
[表2]
产业上的可利用性
如上所述，本发明涉及的颜色转换组合物、颜色转换膜以及包含该颜色转换膜的发光装置、液晶显示装置及照明装置对于同时实现颜色再现性及耐久性的提高是有用的，尤其适用于能够同时实现红色的高色纯度和高耐久性的颜色转换组合物、颜色转换膜以及包含该颜色转换膜的发光装置、液晶显示装置及照明装置。
附图标记说明
1 颜色转换膜
10 基材层
11 颜色转换层
12 阻隔膜层
Claims (11)
1.颜色转换组合物，其特征在于，所述颜色转换组合物将入射光转换为波长比所述入射光的波长更长的光，所述颜色转换组合物包含通式(1)表示的化合物及粘结剂树脂，
[化合物1]
所述通式(1)中，R1～R4可以相同也可以不同，选自由氢、烷基、环烷基、芳烷基、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、杂环基、卤素、卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基及与相邻取代基之间形成的环结构组成的组；Ar1～Ar4可以相同也可以不同，是由下述通式(2)表示的基团，
[化合物2]
所述通式(2)中，R5选自由烷基、环烷基、烷氧基及烷基硫基组成的组；m为1～3的整数；当m为2以上时，各R5可以相同也可以不同；其中，Ar1≠Ar2或Ar3≠Ar4，Ar1～Ar4中的至少1个是R5为碳原子数4以上的烷基的基团；此处，≠表示是不同结构的基团，Ar5为芳基或杂芳基。
2.如权利要求1所述的颜色转换组合物，其特征在于，通式(1)表示的化合物的Ar1～Ar4中的至少1个为：通式(2)表示的基团且R5为烷氧基。
3.如权利要求1或2所述的颜色转换组合物，其特征在于，通式(1)表示的化合物的R3和R4均为氟。
4.如权利要求1～3中任一项所述的颜色转换组合物，其特征在于，通式(1)表示的化合物在580nm～750nm的区域内具有最大发光。
5.如权利要求4所述的颜色转换组合物，其特征在于，还包含在500nm～580nm的区域内具有最大发光的化合物。
6.颜色转换膜，其特征在于，包含将权利要求1～5中任一项所述的颜色转换组合物固化而得到的层。
7.发光装置，其特征在于，包含光源及权利要求6所述的颜色转换膜。
8.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述光源在400nm～500nm的区域内具有最大发光峰。
9.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，所述光源为发光二极管。
10.液晶显示装置，其特征在于，包含权利要求7～9中任一项所述的发光装置。
11.照明装置，其特征在于，包含权利要求7～9中任一项所述的发光装置。
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