CN110621745A - 薄膜、组合物的制造方法、固化物的制造方法及薄膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及由包含(1)、(2)及(4)的组合物所构成的膜,其具有海岛状相分离结构;在前述海岛状相分离结构中,分别地(4)存在于海状疏水性区域,(1)及(2)存在于岛状亲水性区域;前述岛状亲水性区域为0.1μm以上100μm以下。(1)为具有发光性的半导体微粒;(2)为硅氮烷或其改性体;(4)为聚合性化合物或聚合物。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜、组合物的制造方法、固化物的制造方法及薄膜的制造方法。
本申请基于2017年5月17日在日本申请的特愿2017-097962号主张优先权,此处援用其内容。
背景技术
近年,对包含具有发光性的半导体微粒的薄膜的关注持续高涨。由于已知半导体微粒因接触水蒸气而劣化,要求对水蒸气具有耐久性的薄膜以及前述薄膜的制造所使用的组合物的开发。
所以,作为前述组合物的制造方法,例如有报导具有将ZnS包覆InP的半导体微粒与全氢聚硅氮烷混合,通过干燥,得到以全氢聚硅氮烷包覆的半导体微粒的步骤;使经前述全氢聚硅氮烷包覆的半导体微粒分散于甲苯而得到分散液的步骤;以及于前述分散液混合UV固化树脂的步骤之制造方法(专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:国际公开第2014/196319号
发明内容
[发明所欲解决的课题]
但是,使用上述专利文献1记载的组合物制造的薄膜,对水蒸气的耐久性不一定足够。
而且,上述专利文献1记载的组合物的制造方法,因需要许多步骤,在量产时有高成本的问题。
本发明鉴于上述课题,以提供对水蒸气具有耐久性的薄膜为目的。此外,同时以提供用简单的步骤制造对水蒸气具有耐久性的组合物、固化物及薄膜的方法为目的。
[解决课题的手段]
为了解决上述课题,本发明人等专心研究的结果,完成以下的本发明。
亦即,本发明的实施方式包括下述[1]~[9]的发明。
[1]一种薄膜,其是由包含(1)、(2)及(4)的组合物所构成的薄膜,其具有海岛状相分离结构;在上述海岛状相分离结构中,(4)存在于海状疏水性区域,(1)及(2)存在于岛状亲水性区域;前述岛状亲水性区域为0.1μm以上100μm以下;(1)为具有发光性的半导体微粒;(2)为硅氮烷或其改性体;(4)为聚合性化合物或聚合物。
[2]如[1]记载的薄膜,其中(1)为具有以A、B及X为构成成分的钙钛矿型晶体结构的化合物;(A是钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的六面体的各顶点的成分,且为1价阳离子;X表示钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的八面体的各顶点的成分,且为选自卤化物离子及硫氰酸根离子所组成的群组中的至少1种的阴离子;B是钙钛矿型晶体结构中位于将A配置于顶点的六面体及将X配置于顶点的八面体的中心的成分,且为金属离子)。
[3]如[1]或[2]记载的薄膜,其中发光波长PLtop与带边缘Eg的能量值的差D为0.2以下。
[4]一种组合物的制造方法,包括:在(3)的存在下,混合(1)、(2)及(4)的步骤;(1)为具有发光性的半导体微粒;(2)为硅氮烷或其改性体;(3)为溶剂;(4)为聚合性化合物或聚合物。
[5]如[4]记载的组合物的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤,以及将前述分散液与(2)及(4)混合的步骤。
[6]如[5]记载的组合物的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤、将前述分散液与(2)混合而得到混合液的步骤,以及将前述混合液与(4)混合的步骤。
[7]如[5]记载的组合物的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤、将前述分散液与(2')混合而得到混合液的步骤、对前述混合液实施改性处理而得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤,以及将前述包含硅氮烷改性体的混合液与(4)混合的步骤;其中(2')为硅氮烷。
[8]一种固化物的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤、将前述分散液与(2')混合而得到混合液的步骤、对前述混合液实施改性处理而得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤、将前述包含硅氮烷改性体的混合液与(4")混合而得到组合物的步骤,以及从前述组合物除去(3)的步骤;其中(1)为具有发光性的半导体微粒;(2')为硅氮烷;(3)为溶剂;(4")为聚合物。
[9]一种薄膜的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤、将前述分散液与(2')混合而得到混合液的步骤、对前述混合液实施改性处理而得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤、将前述包含硅氮烷改性体的混合液与(4")混合而得到组合物的步骤、涂布前述组合物于基板而得到涂布膜的步骤,以及从前述涂布膜除去(3)的步骤;其中(1)为具有发光性的半导体微粒;(2')为硅氮烷;(3)为溶剂;(4")为聚合物。
发明的效果
根据本发明,可提供对水蒸气具有耐久性的薄膜以及用简单的步骤制造对水蒸气具有耐久性的组合物、固化物及薄膜的方法。
附图说明
图1是表示本发明涉及的层叠结构体的一实施方式的剖面图。
图2是表示本发明涉及的显示器的一实施方式的剖面图。
图3是实施例1取得的本发明涉及的固化物(薄膜)的TEM图像。
图4是实施例2取得的本发明涉及的固化物(薄膜)的TEM图像。
图5是实施例3取得的本发明涉及的固化物(薄膜)的TEM图像。
图6是实施例5取得的本发明涉及的固化物(薄膜)的TEM图像。
图7是实施例7取得的本发明涉及的固化物(薄膜)的TEM图像。
具体实施方式
以下,显示实施方式而详细地说明本发明。
(1)半导体微粒
本发明的半导体微粒具有发光性。所谓“发光性”是指发光的性质。发光性较优选地为藉由电子激发而发光的性质,更优选地为藉由激发光激发电子而发光的性质。激发光的波长例如可为200nm~800nm,亦可为250nm~700nm,亦可为300nm~600nm。
以下,以实施方式对(1)进行说明:(1-1)包含II-V族化合物的半导体微粒、包含II-VI族化合物的半导体微粒、包含III-IV族化合物的半导体微粒、包含III-V族化合物的半导体微粒、包含III-VI族化合物的半导体微粒、包含IV-VI族化合物的半导体微粒及包含I-III-VI族化合物的半导体微粒以及(1-2)包含钙钛矿化合物的半导体微粒。此外,(1)不限定于以下的半导体微粒。
从得到良好的量子产率的观点,(1)优选为包含含有镉(第12列族)元素的化合物的半导体微粒、包含含有铟(第13列族)元素的化合物的半导体微粒及包含钙钛矿化合物的半导体微粒较,更优选包含含有铟(第13列族)元素的化合物的半导体微粒及包含钙钛矿化合物的半导体微粒,从粒径调控不严格要求而容易得到半值宽度的窄发光峰的点,进一步优选包含钙钛矿化合物的半导体微粒。
(1-1)包含II-V族化合物的半导体微粒、包含II-VI族化合物的半导体微粒、包含III-IV族化合物的半导体微粒、包含III-V族化合物的半导体微粒、包含III-VI族化合物的半导体微粒、包含IV-VI族化合物的半导体微粒及包含I-III-VI族化合物的半导体微粒
II-V族化合物是指包含II族元素与V族元素的化合物;II-VI族化合物是指包含II族元素与VI族元素的化合物;III-IV族化合物是指包含III族元素与IV族元素的化合物;III-V族化合物是指包含III族元素与V族元素的化合物;III-VI族化合物是指包含III族元素与VI族元素的化合物;IV-VI族化合物是指包含IV族元素与VI族元素的化合物;I-III-VI族化合物是指包含I族元素、III族元素与VI族元素的化合物。
此处,I族是指周期表的第11列族,II族是指周期表的第2列族或第12列族,III族是指周期表的第13列族,IV族是指周期表的第14列族,V族是指周期表的第15列族,VI族是指周期表的第16列族(以下相同)。
此外,在本说明书,所谓“周期表”是指长式周期表。
这些化合物分别可为二元系,亦可为三元系,亦可为四元系。
(包含II-V族化合物的半导体微粒)
作为二元系II-V族化合物,例如可列举Zn3P2、Zn3As2、Cd3P2、Cd3As2、Cd3N2及Zn3N2。
三元系II-V族化合物可为包含选自周期表的第2列族或第12列族中的1种元素(第1元素)以及选自周期表的第15列族中的2种元素(第2元素)的三元系II-V族化合物,也可为包含选自周期表的第2列族或第12列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第15列族中的1种元素(第2元素)的三元系II-V族化合物。作为三元系II-V族化合物,例如可列举Cd3PN、Cd3PAs、Cd3AsN、Cd2ZnP2、Cd2ZnAs2及Cd2ZnN2等。
四元系II-V族化合物可为包含选自周期表的第2列族或第12列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第15列族中的2种元素(第2元素)的四元系II-V族化合物。作为四元系II-V族化合物,例如可列举CdZnPN、CdZnPAs及Cd2ZnAsN等。
包含II-V族化合物的半导体微粒,亦可包含周期表的第2列族或第12列族及第15列族以外的元素作为掺杂元素。
(包含II-VI族化合物的半导体微粒)
作为包含周期表的第12列族元素的二元系II-VI族化合物,例如可列举CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe及HgTe等。
作为包含周期表的第2列族元素的二元系II-VI族化合物,例如可列举MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CATe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe及BaTe。
三元系II-VI族化合物可为包含选自周期表的第2列族或第12列族中的1种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的2种元素(第2元素)的三元系II-VI族化合物,也可为包含选自周期表的第2列族或第12列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的1种元素(第2元素)的三元系II-VI族化合物。作为三元系II-VI族化合物,例如可列举CdSeS、CdSeTe、CdSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe及CdHgTe。
四元系II-VI族化合物可为包含选自周期表的第2列族或第12列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的2种元素(第2元素)的四元系II-VI族化合物。作为四元系II-VI族化合物,例如可列举CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSe Te及CdHgSTe。
包含II-VI族化合物的半导体微粒,亦可包含周期表的第2列族、第12列族及第16列族以外的元素作为掺杂元素。
(包含III-IV族化合物的半导体微粒)
作为二元系III-IV族化合物,例如可列举B4C3、Al4C3及Ga4C3。
三元系III-IV族化合物可为包含选自周期表的第13列族中的1种元素(第1元素)以及选自周期表的第14列族中的2种元素(第2元素)的三元系III-IV族化合物,也可为包含选自周期表的第13列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第14列族中的1种元素(第2元素)的三元系III-IV族化合物。
四元系III-IV族化合物可为包含选自周期表的第13列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第14列族中的2种元素(第2元素)的四元系III-IV族化合物。
包含III-IV族化合物的半导体微粒,亦可包含周期表的第13列族及第14列族以外的元素作为掺杂元素。
(包含III-V族化合物的半导体微粒)
作为二元系III-V族化合物,例如可列举BP、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、G aSb、InN、InP、InAs、InSb、AlN及BN。
三元系III-V族化合物可为包含选自周期表的第13列族中的1种元素(第1元素)以及选自周期表的第15列族中的2种元素(第2元素)的三元系III-V族化合物,也可为包含选自周期表的第13列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第15列族中的1种元素(第2元素)的三元系III-V族化合物。作为三元系III-V族化合物,例如可列举InPN、InPAs、InPSb及InGaP等。
四元系III-V族化合物可为包含选自周期表的第13列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第15列族中的2种元素(第2元素)的四元系III-V族化合物。作为四元系III-V族化合物,例如可列举InGaPN、InGaPAs及InGaPSb等。
包含III-V族化合物的半导体微粒,亦可包含周期表的第13列族及第15列族以外的元素作为掺杂元素。
作为本发明的一方面,作为III-V族化合物,较优选为InP。
(包含III-VI族化合物的半导体微粒)
作为二元系III-VI族化合物,例如可列举Al2S3、Al2Se3、Al2Te3、Ga2S3、Ga2Se3、Ga2Te3、GaTe、In2S3、In2Se3、In2Te3及InTe。
三元系III-VI族化合物可为包含选自周期表的第13列族中的1种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的2种元素(第2元素)的三元系III-VI族化合物,也可为包含选自周期表的第13列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的1种元素(第2元素)的三元系III-VI族化合物。作为三元系III-VI族化合物,例如可列举InGaS3、InGaSe3、InGaTe3、In2SSe2及In2TeSe2。
四元系III-VI族化合物可为包含选自周期表的第13列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的2种元素(第2元素)的四元系III-VI族化合物。作为四元系III-VI族化合物,例如可列举InGaSSe2、InGaSeTe2及InGaSTe2。
包含III-VI族化合物的半导体微粒,亦可包含周期表的第13列族及第16列族以外的元素作为掺杂元素。
(包含IV-VI族化合物的半导体微粒)
作为二元系IV-VI族化合物,例如可列举PbS、PbSe、PbTe、SnS、SnSe及SnTe。
三元系IV-VI族化合物可为包含选自周期表的第14列族中的1种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的2种元素(第2元素)的三元系IV-VI族化合物,也可为包含选自周期表的第14列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的1种元素(第2元素)的三元系IV-VI族化合物。
四元系III-VI族化合物可为包含选自周期表的第14列族中的2种元素(第1元素)以及选自周期表的第16列族中的2种元素(第2元素)的四元系IV-VI族化合物。
包含IV-VI族化合物的半导体微粒,亦可包含周期表的第14列族及第16列族以外的元素作为掺杂元素。
(I-III-VI族化合物)
作为三元系I-III-VI族化合物,例如可列举CuInS2。
包含I-III-VI族化合物的半导体微粒,亦可包含周期表的第11列族、第13列族及第16列族以外的元素作为掺杂元素。
(1-2)包含钙钛矿化合物的半导体微粒
作为半导体微粒的一例,例如可列举包含钙钛矿化合物的半导体微粒。
钙钛矿化合物是以A、B及X为构成成分的具有钙钛矿型晶体结构的化合物。
在本发明中,A是钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的六面体的各顶点的成分,为1价阳离子。
X是钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的八面体的各顶点的成分,为选自卤化物离子及硫氰酸根离子所组成的群组中的至少1种的阴离子。
B是钙钛矿型晶体结构中位于将A配置于顶点的六面体及将X配置于顶点的八面体的中心的成分,为金属离子。
作为以A、B及X为构成成分的钙钛矿化合物,无特别限制,可为具有3维结构、2维结构、准2维结构的任一结构的化合物。
在3维结构的情况下,钙钛矿化合物的组成式表示为ABX(3+δ)。
在2维结构的情况下,钙钛矿化合物的组成式表示为A2BX(4+δ)。
此处,δ为根据B的电荷平衡而可适当地变更的数,为-0.7以上0.7以下。
例如A为1价阳离子、B为2价阳离子、X为1价阴离子的情况下,选择δ以使前述化合物成为电中性(亦即前述化合物的电荷为0)。
在上述3维结构的情况下,具有以B为中心、顶点为X的、BX6表示的共用顶点八面体的3维网络。
在上述2维结构的情况下,形成由以B为中心、顶点为X的、BX6表示的八面体通过共用同一平面的4个顶点X而二维相连的BX6构成的层和由A构成的层交替层叠的结构。
B是能够与X的八面体配位的金属阳离子。
在本说明书中,钙钛矿型晶体结构可以通过X射线衍射图来确认。
在具有上述3维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物的情况下,在X射线衍射图中,通常在2θ=12~18°的位置确认到来自(hkl)=(001)的峰,或者在2θ=18~25°的位置确认到来自(hkl)=(110)的峰。更优选在2θ=13~16°的位置上确认到来自(hkl)=(001)的峰,或者在2θ=20~23°的位置上确认到来自(hkl)=(110)的峰。
在具有上述2维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物的情况下,更优选在X射线衍射图中,通常在2θ=1~10°的位置上确认到来自(hkl)=(002)的峰。在2θ=2~8°的位置上确认到来自(hkl)=(002)的峰。
钙钛矿化合物,较优选为下述通式(P1)表示的钙钛矿化合物。
ABX(3+δ)(-0.7≤δ≤0.7)…(P1)
A是钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的六面体的各顶点的成分,为1价阳离子。
X是钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的八面体的各顶点的成分,为选自卤化物离子及硫氰酸根离子所组成的群组中的至少1种的阴离子。
B是钙钛矿型晶体结构中位于将A配置于顶点的六面体及将X配置于顶点的八面体的中心的成分,为金属离子。
(A)
钙钛矿化合物中,A是钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的六面体的各顶点的位置的成分,为1价阳离子。作为1价的阳离子,可以举出铯离子、有机铵离子、或脒鎓离子。在钙钛矿化合物中,A为铯离子、碳原子数为3以下的有机铵离子或碳原子数为3以下的脒鎓离子时,一般钙钛矿化合物具有ABX(3+δ)表示的3维结构。
钙钛矿化合物中的A较优选为铯离子或有机铵离子。
作为A的有机铵离子,具体地例如下述通式(A1)表示的阳离子。
[化1]
通式(A1)中,R6~R9分别独立地表示氢原子、可以具有氨基作为取代基的烷基、或者可以具有氨基作为取代基的环烷基。但是,R6~R9不会全部为氢原子。
由R6~R9表示的烷基可以各自独立地为直链状,也可以为支链状,也可以具有氨基作为取代基。
R6~R9为烷基时,碳原子数分别独立地通常为1~20,优选为1~4,,更优选为1~3,进一步优选为1。
由R6~R9表示的环烷基可以各自独立地具有烷基作为取代基,也可以具有氨基作为取代基。
由R6~R9表示的环烷基的碳原子数分别独立地通常为3~30,优选为3~11,更优选为3~8。碳原子数也包括取代基的碳原子数。
作为由R6~R9表示的基团,优选分别独立地为氢原子或烷基。
通过减少通式(A1)所含的烷基和环烷基的数量,以及减少烷基和环烷基的碳原子数,可以得到具有发光强度高的3维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物。
当烷基或环烷基的碳原子数为4以上时,可以得到部分或全部具有2维和/或准2维(quasi-2D)的钙钛矿型晶体结构的化合物。如果2维钙钛矿型晶体结构无限大地层叠,则等同于3维钙钛矿型晶体结构(参考文献:P.P.Boix等,J.Phys.Chem.Lett.2015,6,898-907等)。
R6~R9表示的烷基和环烷基中所含的碳原子数的总数优选为1~4,更优选R6~R9中的1个为碳原子数1~3的烷基,R6~R9中的3个为氢原子。
作为R6~R9的烷基,可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、1-甲基丁基、正己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、正庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、2,4-二甲基戊基、3,3-二甲基戊基、3-乙基戊基、2,2,3-三甲基丁基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基。
作为R6~R9的环烷基,可以分别独立地举出以R6~R9的烷基例示的碳原子数为3以上的烷基形成环的环烷基,作为一例,可以例示环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、降冰片基、异冰片基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、三环癸基等。
作为由A表示的有机铵离子,优选CH3NH3 +(也称为甲基铵离子。)、C2H5NH3 +(也称为乙基铵离子。)或C3H7NH3 +(也称为丙基铵离子。),更优选CH3NH3 +或C2H5NH3 +,进一步优选CH3NH3 +。
作为A所示的脒鎓离子,例如可以举出下述通式(A2)所示的脒鎓离子。
(R10R11N=CH-NR12R13)+···(A2)
通式(A2)中,R10~R13各自独立地表示氢原子、可具有氨基作为取代基的烷基、或可具有氨基作为取代基的环烷基。
R10~R13表示的烷基可以分别独立地为直链状,也可以为支链状,也可以具有氨基作为取代基。
R10~R13表示的烷基的碳原子数分别独立地通常为1~20,优选为1~4,更优选为1~3。
由R10~R13表示的环烷基可以各自独立地具有烷基作为取代基,也可以具有氨基作为取代基。
R10~R13表示的环烷基的碳原子数分别独立地通常为3~30,优选为3~11,更优选为3~8。碳原子数包括取代基的碳原子数。
作为R10~R13的烷基的具体例子,可以分别独立地举出R6~R9中例示的烷基。
作为R10~R13的环烷基的具体例,可以分别独立地举出R6~R9中例示的环烷基。
作为R10~R13所示的基团,各自独立地优选氢原子或烷基。
通过减少通式(A2)中所含的烷基和环烷基的数量,以及减少烷基和环烷基的碳原子数,可以得到发光强度高的3维结构的钙钛矿化合物。
当烷基或环烷基的碳原子数为4以上时,可以得到部分或全部具有2维和/或准2维(quasi-2D)的钙钛矿型晶体结构的化合物。
R10~R13表示的烷基和环烷基中所含的碳原子数的总数优选为1~4,更优选R10为碳原子数为1~3的烷基,R11~R13为氢原子。
(B)
在钙钛矿化合物中,B是上述钙钛矿型晶体结构中位于将A配置于顶点的六面体及将X配置于顶点的八面体的中心的成分,为金属离子。B金属离子可为由选自1价金属离子、2价金属离子及3价金属离子所组成的群组中的1种以上所构成的离子。优选B包含2价金属离子,更优选包含选自铅或锡所组成的群组中的至少1种的金属离子。
(X)
在钙钛矿化合物中,X表示在上述钙钛矿型晶体结构中,位于以B为中心的八面体的各顶点的成分,为选自卤化物离子及硫氰酸根离子所组成的群组中的至少1种的阴离子。
X可为选自氯化物离子、溴化物离子、氟化物离子、碘化物离子及硫氰酸根离子所组成的群组中的至少1种的阴离子。
X可以根据所希望的发光波长适当选择,例如X可包含溴化物离子。
在X为2种以上的卤化物离子的情况下,上述卤化物离子的含有比率可以根据发光波长适当选择。例如,可以是溴化物离子和氯化物离子的组合,或者溴化物离子和碘化物离子的组合。
作为钙钛矿化合物,由ABX(3+δ)所示的具有3维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物的具体例,优选可以举出CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr(3-y)Iy(0<y<3)、CH3NH3PbBr(3-y)Cly(0<y<3)、(H2N=CH-NH2)PbBr3、(H2N=CH-NH2)PbCl3、(H2N=CH-NH2)PbI3、
CH3NH3Pb(1-a)CaaBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)SraBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)LaaBr(3+δ)(0<a≦0.7,0<δ≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)BaaBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)DyaBr(3+δ)(0<a≦0.7,0<δ≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)NaaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)、CH3NH3Pb(1-a)LiaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)、CsPb(1-a)NaaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)、CsPb(1-a)LiaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)、CH3NH3Pb(1-a)NaaBr(3+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)LiaBr(3+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)NaaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)LiaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3)、(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)NaaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)、(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)LiaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)、(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)NaaBr(3+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3)、(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)NaaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3)、CsPbBr3、CsPbCl3、CsPbI3、CsPbBr(3-y)Iy(0<y<3)、CsPbBr(3-y)Cly(0<y<3)、CH3NH3PbBr(3-y)Cly(0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ)(0<a≦0.7、0≦δ≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)CoaBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)MnaBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)MgaBr3(0<a≦0.7)、CsPb(1-a)ZnaBr3(0<a≦0.7)、CsPb(1-a)AlaBr(3+δ)(0<a≦0.7、0<δ≦0.7)、CsPb(1-a)CoaBr3(0<a≦0.7)、CsPb(1-a)MnaBr3(0<a≦0.7)、CsPb(1-a)MgaBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ-y)Iy(0<a≦0.7,0<δ≦0.7,0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)CoaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)MnaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)MgaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7、0<δ≦0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)CoaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)MnaBr(3-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<3)、CH3NH3Pb(1-a)MgaBr(3-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<3)、(H2N=CH-NH2)ZnaBr3)(0<a≦0.7)、(H2N=CH-NH2)MgaBr3(0<a≦0.7)、(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<3)、(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Cly(0<a≦0.0<y<3)等。
作为本发明的一方面,作为钙钛矿化合物,以ABX(3+δ)表示的具有3维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物,优选CsPbBr3、CsPbBr(3-y)Iy(0<y<3)。
作为钙钛矿化合物,以A2BX(4+δ)表示的具有2维结构的钙钛矿型晶体结构的化合物的具体例,优选可以举出:
(C4H9NH3)2PbBr4、(C4H9NH3)2PbCl4、(C4H9NH3)2PbI4、(C7H15NH3)2PbBr4、(C7H15NH3)2PbCl4、(C7H15NH3)2PbI4、(C4H9NH3)2Pb(1-a)LiaBr(4+δ)(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)NaaBr(4+δ)(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)RbaBr(4+δ)(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)NaaBr(4+δ)(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)LiaBr(4+δ)(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)RbaBr(4+δ)(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)NaaBr(4+δ-y)Iy(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)LiaBr(4+δ-y)Iy(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)RbaBr(4+δ-y)Iy(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)NaaBr(4+δ-y)Cly(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)LiaBr(4+δ-y)Cly(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)RbaBr(4+δ-y)Cly(0<a≦0.7、-0.7≦δ<0、0<y<4)、(C4H9NH3)2PbBr4、(C7H15NH3)2PbBr4、(C4H9NH3)2PbBr(4-y)Cly(0<y<4)、(C4H9NH3)2PbBr(4-y)Iy(0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr4(0<a≦0.7)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr4(0<a≦0.7)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr4(0<a≦0.7)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr4(0<a≦0.7)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)ZnaBr4(0<a≦0.7)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)MgaBr4(0<a≦0.7)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)CoaBr4(0<a≦0.7)、(C7H15NH3)2Pb(1-a)MnaBr4(0<a≦0.7)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr(4-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr(4-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr(4-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr(4-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr(4-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr(4-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr(4-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<4)、(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr(4-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<4)等。
(发光光谱)
钙钛矿化合物是能够在可见光波长范围内发出荧光的发光体,在X为溴化物离子的情况下,通常能够发出在480nm以上、优选500nm以上、更优选520nm以上、并且通常在700nm以下、优选600nm以下、更优选580nm以下的波长范围的范围内具有最大强度峰值的荧光。
上述上限值和下限值可以任意组合。
作为本发明的另一方面,在钙钛矿化合物中的X为溴化物离子的情况下,发出的荧光的峰通常为480~700nm,优选为500~600nm,更优选为520~580nm。
X为碘化物离子时,通常可以发出在520nm以上、优选为530nm以上、更优选为540nm以上、并且通常为800nm以下、优选为750nm以下、更优选为730nm以下的波长范围内具有最大强度峰值的荧光。
上述上限值和下限值可以任意组合。
作为本发明的另一方面,在钙钛矿化合物中的X为碘化物离子的情况下,发出的荧光的峰通常为520~800nm,优选为530~750nm,更优选为540~730nm。
在X为氯化物离子的情况下,通常可以发出在300nm以上、优选为310nm以上、更优选为330nm以上、并且通常为600nm以下、优选为580nm以下、更优选为550nm以下的波长范围内具有最大强度峰值的荧光。
上述上限值和下限值可以任意组合。
作为本发明的另一方面,在钙钛矿化合物中的X为氯化物离子的情况下,发出的荧光的峰通常为300~600nm,优选为310~580nm,更优选为330~550nm。
包含于组合物的(1)的平均粒径没有特别限定,从良好地维持晶体结构的观点出发,优选平均粒径为1nm以上,更优选为2nm以上,进一步优选为3nm以上,另外,从难以使钙钛矿化合物沉降的观点出发,优选平均粒径为10μm以下,更优选为1μm以下,进一步优选为500nm以下。
上述上限值和下限值可以任意组合。
包含于组合物的(1)的平均粒径没有特别限定,从难以使(1)沉降的观点以及良好地维持晶体结构的观点出发,优选平均粒径为1nm以上10μm以下,更优选为2nm以上1μm以下,进一步优选为3nm以上500nm以下。
在本说明书中,包含于组合物的(1)的平均粒径例如可以通过透射型电子显微镜(以下也称为TEM。)、扫描型电子显微镜(以下,也称为SEM。)测定。具体而言,可列举通过TEM或SEM观察上述组合物中所含的20个(1)的最大费雷特直径,对各个(1)的最大费雷特直径取平均值的方法。在本说明书中,“最大费雷特直径”是指在TEM或SEM图像上夹持(1)的两条平行直线的最大距离。
(2)硅氮烷或其改性体
硅氮烷为具有Si-N-Si键的化合物。
硅氮烷可为直链状、支链状或环状的任一者。而且,硅氮烷可为低分子,亦可为高分子(在本说明书中,也记载为聚硅氮烷)。
在本说明书中,所谓“低分子”是指数均分子量未达600,所谓“高分子”是指数均分子量为600以上2000以下。
在本说明书中,所谓“数均分子量”是指通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的换算聚苯乙烯的值。
例如,优选下述通式(B1)或(B2)表示的低分子硅氮烷及具有通式(B3)表示的结构单元或通式(B4)表示的结构单元的聚硅氮烷。
本实施方式的组合物中含有的硅氮烷,可为通过前述的方法改性的硅氮烷的改性体。
所谓改性是指硅氮烷中含有的至少一部分的Si-N-Si键中,N被O取代而形成Si-O-Si键,硅氮烷的改性体为包含Si-O-Si键的化合物。
作为硅氮烷的改性体,优选例如上述通式(B1)或(B2)中含有的至少一个N被O取代的低分子化合物,以及具有通式(B3)表示的结构单元的聚硅氮烷中含有的至少一个N被O取代的高分子化合物,或具有通式(B4)表示的结构单元的聚硅氮烷中含有的至少一个N被O取代的高分子化合物。
相对于通式(B2)中含有的N的总量,取代的O数的比例优选为0.1~100%,更优选10~98%,进一步优选30~95%。
相对于通式(B3)中含有的N的总量,取代的O数的比例优选为0.1~100%,更优选10~98%,进一步优选30~95%。
相对于通式(B4)中含有的N的总量,取代的O数的比例优选为0.1~99%,更优选10~97%,进一步优选30~95%。
硅氮烷的改性体可为1种,亦可为2种以上的混合物。
硅氮烷改性体中含有的Si原子数、N原子数、O原子数,可用核磁共振光谱法(以下亦称为NMR)、X射线光电子能谱法(以下亦称为XPS)或使用TEM的能量色散X射线分析法(以下亦称为EDX)等算出。
作为特别优选的方法,可通过XPS测定组合物中的Si原子数、N原子数、0原子数而算出。
相对于通过上述方法测定的硅氮烷及其改性体中含有的N原子数,O原子数的比例优选为0.1~99%,更优选10~95%,进一步优选30~90%。
硅氮烷及其改性体的至少一部分,可吸附于组合物中含有的(1),亦可分散于组合物中。
[化2]
通式(B1)中,R14及R15分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数1~20的烷基甲硅烷基。碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数1~20的烷基甲硅烷基,亦可具有氨基等取代基。多个R15可为相同,亦可为不同。
作为通式(B1)表示的低分子硅氮烷,例如可列举1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二苯基四甲基二硅氮烷及1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷。
[化3]
通式(B2)中,R14及R15与上述相同。
多个R14可为相同,亦可为不同。
多个R15可为相同,亦可为不同。
n1表示1以上20以下的整数。n1可为1以上10以下的整数,也可为1或2。
作为通式(B2)表示的低分子硅氮烷,可列举例如八甲基环四硅氮烷、2,2,4,4,6,6-六甲基环三硅氮烷及2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基三硅氮烷。
作为低分子硅氮烷,优选为八甲基环四硅氮烷及1,3-二苯基四甲基二硅氮烷,更优选为八甲基环四硅氮烷。
聚硅氮烷为具有Si-N-Si键的高分子化合物,无特别限制,例如可列举具有下述通式(B3)表示的结构单元的高分子化合物。聚硅氮烷中含有的通式(B3)表示的结构单元,可为1种,亦可为多种。
[化4]
通式(B3)中,R14及R15与上述相同。
*表示键合点。末端的N原子的键合点可具有与R14相同的取代基,末端的Si原子的键合点可具有与R15相同的取代基。
多个R14可为相同,亦可为不同。
多个R15可为相同,亦可为不同。
m为2以上10000以下的整数。
具有通式(B3)表示的结构单元的聚硅氮烷,例如可为R14及R15全部为氢原子的全氢聚硅氮烷。
而且,具有通式(B3)表示的结构单元的聚硅氮烷,例如可为至少1个R15为氢原子以外的基的有机聚硅氮烷。依据用途,可选择适合的全氢聚硅氮烷及有机聚硅氮烷,亦可混合使用。
聚硅氮烷的分子内的一部分可具有环结构,例如可具有通式(B4)表示的结构。
[化5]
通式(B4)中,*表示键合点。
键合点处也可与通式(B3)表示的结构单元的键合点键合。在聚硅氮烷分子内包含多个通式(B4)表示的结构的情况下,通式(B4)表示的结构的键合点可与其他通式(B4)表示的结构的键合点键合。
没有与通式(B3)表示的结构单元的键合点或其他通式(B4)表示的结构的键合点键合的N原子的键合点处可具有与R14相同的取代基,没有与通式(B3)表示的结构单元的键合点或其他通式(B4)表示的结构的键合点键合的Si原子的键合点处可具有与R15相同的取代基。
n2表示1以上10000以下的整数。n2可为1以上10以下的整数,也可为1或2。
(2)无特别限制,从提高分散性、可抑制凝聚的观点,较优选为有机聚硅氮烷或其改性体。有机聚硅氮烷,例如可为具有通式(B3)中R14及R15的至少之一者为碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数1~20的烷基甲硅烷基的、通式(B3)表示的结构单元的有机聚硅氮烷,也可为包含通式(B4)中至少1个键合点与R14或R15键合,前述R14及R15的至少之一者为碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数1~20的烷基甲硅烷基的、通式(B4)表示的结构的有机聚硅氮烷。
有机聚硅氮烷,较优选为具有通式(B3)中R14及R15的至少之一者为甲基的通式(B3)表示的结构单元的有机聚硅氮烷,或具有通式(B4)中至少1个键合点与R14或R15键合,前述R14及R15的至少之一者为甲基的通式(B4)表示的结构的有机聚硅氮烷。
一般的聚硅氮烷,例如存在直链结构与六员环或八员环等环结构的结构。如前述,其分子量,以数均分子量(Mn)为600~2000(换算聚苯乙烯),依分子量而为液体或固体的物质。前述聚硅氮烷可使用市售品,作为市售品,例如NN120-10、NN120-20、NAX120-20、NN110、NAX120、NAX110、NL120A、NL110A、NL150A、NP110、NP140(AZ电子材料公司制)以及AZNN-120-20、Durazane(注册商标)1500Slow Cure、Durazane(注册商标)1500Rapid Cure、Durazane(注册商标)1800(默克先进科技材料公司制)以及Durazane(注册商标)1033(默克先进科技材料公司制)等。
具有通式(B3)表示的结构单元的聚硅氮烷,较优选为AZNN-120-20、Durazane(注册商标)1500Slow Cure、Durazane(注册商标)1500Rapid Cure,更优选为Durazane(注册商标)1500Slow Cure。
(3)溶剂
溶剂只要是可分散(1)的介质,无特别限制,较优选为不易溶解(1)者。
在本说明书中,“溶剂”是指在1个大气压、25℃下呈液体状态的物质(其中,聚合性化合物和聚合物除外)。
在本说明书中,“分散”是指(1)浮游或悬浮在溶剂、聚合性化合物、聚合物等中的状态,其中的一部分也可以沉降。
作为溶剂,例如可列举甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮和甲基环己酮等酮;二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚和苯乙醚等醚;甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等醇;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、三乙二醇二甲醚等二醇醚;N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺和N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂;乙腈、异丁腈、丙腈和甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;二氯甲烷和氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯和二甲苯等具有烃基的有机溶剂;二甲亚砜等。
其中,甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂,考虑到极性低、难以溶解(1)'而优选,更优选二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂。
(4)聚合性化合物或聚合物
作为聚合性化合物,没有特别限定,可以是1种,也可以是2种以上。作为聚合性化合物,在制造本实施方式的组合物的温度下,优选(1)的溶解度低的聚合性化合物。
此外,从容易形成后述的海岛状相分离结构的观点,聚合性化合物较优选为疏水性聚合性化合物或聚合物。
本说明书中,“聚合性化合物”是指具有聚合性基团的单体的化合物。
在室温、常压下制造时,作为上述聚合性化合物,没有特别限制,例如可以举出苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等公知的聚合性化合物。
其中,作为聚合性化合物,从溶解度的观点以及容易形成海岛状相分离结构的观点,较优选为丙烯酸系树脂的单体成分的丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。
本实施方式的组合物中所含的聚合物,无特别限制,可为1种,亦可为2种以上。作为聚合物,在制造本实施方式的组合物的温度下,较优选为(1)的溶解度低的聚合物。
在室温、常压下制造的情况下,作为前述聚合物无特别限制,例如可列举聚苯乙烯、丙烯酸系树脂、环氧树脂等公知的聚合物。其中,作为聚合物,从溶解度的观点以及容易形成海岛状相分离结构的观点,较优选为丙烯酸系树脂。丙烯酸系树脂包含来自丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯的结构单元。
在本实施方式的组合物中,对包含于(4)的全部结构单元而言,丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯以及来自它们的结构单元,以摩尔%表示的情况下,可为10%以上,也可为30%以上,也可为50%以上,也可为80%以上,也可为100%。
前述聚合物的重均分子量,较优选为100~1200000,更优选为1000~800000,进一步优选为5000~150000。
在本说明书中,“重均分子量”是指通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算值。
(5)选自氨、胺及羧酸以及它们的盐或离子所组成的群组中的至少1种化合物或离子
本实施方式的混合物中,作为氨、胺、羧酸以及上市化合物能够采取的形态,可以含有选自它们的盐或离子中的至少1种的化合物或离子。
即,本实施方式的组合物可以含有选自氨、胺、羧酸、氨的盐、胺的盐、羧酸的盐、氨的离子、胺的离子以及羧酸的离子中的至少一种化合物或离子。
氨、胺和羧酸以及它们的盐或离子,通常作为带帽配体发挥作用。带帽配体是具有吸附于(1)的表面,使(1)稳定地分散于组合物中的作用的化合物。作为氨或胺的离子或盐(铵盐等),可以列举出后述的通式(A1)所示的铵阳离子和含有该铵阳离子的铵盐。作为羧酸的离子或盐(羧酸盐等),可以举出后述的通式(A2)所示的羧酸根阴离子和含有该羧酸根阴离子的羧酸盐。本实施方式的组合物,可包含铵盐等及羧酸盐等任一者,亦可包含两者。
(5)可为通式(A3)表示的铵阳离子或包含其的铵盐。
[化6]
通式(A3)中,R1~R3表示氢原子,R4表示氢原子或1价的烃基。R4表示的烃基,可为饱和烃基(亦即烷基或环烷基),也可为不饱和烃基。
R4表示的烷基可为直链状,也可为支链状。
R4表示的烷基的碳原子数,通常为1~20,较优选为5~20,更优选为8~20。
R4表示的环烷基可具有烷基作为取代基。环烷基的碳原子数通常为3~30,较优选为3~20,更优选为3~11。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R4表示的不饱和烃基可为直链状,也可为支链状。
R4表示的不饱和烃基的碳原子数通常为2~20,较优选为5~20,更优选为8~20。
R4优选为氢原子、烷基或不饱和烃基。作为不饱和烃基,优选为烯基。R4优选为碳原子数8~20的烯基。
作为R4表示的烷基的具体例,可列举R6~R9例示的烷基。
作为R4表示的环烷基的具体例,可列举R6~R9例示的环烷基。
作为R4表示的烯基,可例示在R6~R9例示的前述直链状或支链状的烷基中,任一碳原子之间的单键(C-C)被取代为双键(C=C)者,双键的位置无特别限制。
作为如此的烯基的优选者,例如可列举乙烯基、丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基、2-壬烯基、2-十二烯基、9-十八烯基。
在铵阳离子形成盐的情况下,作为抗衡阴离子,无特别限制,可列举Br-、Cl-、I-、F-的卤化物离子、羧酸根离子等为优选例。
作为具有通式(A3)表示的铵阳离子与抗衡阴离子的铵盐,可列举正辛基铵盐、油基铵盐为优选例。
(5)可为通式(A4)表示的羧酸根阴离子或包含其的羧酸盐。
R5-CO2 -…(A4)
通式(A4)中,R5表示1价烃基。R5表示的1价烃基,可为饱和烃基(亦即烷基或环烷基),也可为不饱和烃基。
R5表示的烷基可为直链状,也可为支链状。
R5表示的烷基的碳原子数通常为1~20,较优选为5~20,更优选为8~20。
R5表示的环烷基可具有烷基作为取代基。环烷基的碳原子数通常为3~30,较优选为3~20,更优选为3~11。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R5表示的不饱和烃基可为直链状,也可为支链状。
R5表示的不饱和烃基的碳原子数通常为2~20,较优选为5~20,更优选为8~20。
R5优选为烷基或不饱和烃基。作为不饱和烃基,较优选为烯基。
作为R5表示的烷基的具体例,可列举R6~R9例示的烷基。
作为R5表示的环烷基的具体例,可列举R6~R9例示的环烷基。
作为R5表示的烯基的具体例,可列举R4例示的烯基。
通式(A4)表示的羧酸根阴离子,较优选为油酸根阴离子。
在羧酸根阴离子形成盐的情况下,作为抗衡阳离子无特别限制,可列举碱金属阳离子、碱土金属阳离子、铵阳离子等为优选例。
〈组合物的制造方法〉
本实施方式的组合物的制造方法包括:在(3)的存在下混合(1)、(2)及(4)的步骤,其中不包含添加的(1)被(2)包覆。
本实施方式的组合物的制造方法中,无需进行预先混合(1)与(2)而使其反应的步骤以及通过干燥所得的反应生成物,得到(2)包覆了的(1)的步骤,便可制造对水蒸气具有耐久性的组合物。
包括在(3)的存在下混合(1)、(2)及(4)的步骤的本实施方式的组合物的制造方法,
可为(a):包括使(1)分散于(3)得到分散液的步骤,及将前述分散液、(2)及(4)混合的步骤的组合物的制造方法;
也可为(b):包括使(2)分散于(3)得到分散液的步骤,及将前述分散液、(1)及(4)混合的步骤的组合物的制造方法,
从提高(1)的分散性的观点,本实施方式的组合物的制造方法优选制造方法(a)。
制造方法(a)可为(a1):包括使(1)分散于(3)得到分散液的步骤,将前述分散液与(4)混合得到混合液的步骤,及将前述混合液与(2)混合的步骤的组合物的制造方法;
也可为(a2):包括使(1)分散于(3)得到分散液的步骤,将前述分散液与(2)混合得到混合液的步骤,及将前述混合液与(4)混合的步骤的组合物的制造方法。
制造方法(b)可为(b1):包括使(2)分散于(3)得到分散液的步骤,将前述分散液与(4)混合得到混合液的步骤,及将前述混合液与(1)混合的步骤的组合物的制造方法;
也可为(b2):包括使(2)分散于(3)得到分散液的步骤,将前述分散液与(1)混合得到混合液的步骤,及将前述混合液与(4)混合的步骤的组合物的制造方法。
从提高(1)或(2)的分散性的观点,上述制造方法中包含的各步骤中优选进行搅拌。
上述制造方法中包含的各步骤中的温度无特别限制,从均匀地混合的观点,较优选为0~100℃的范围,更优选为10~80℃的范围。
上述制造方法中包含的任一步骤中可添加(5)。
此外,后述的半导体微粒的制造方法中包含的任一步骤中可混合(5)。
在本实施方式的组合物的制造方法中,采用硅氮烷作为(2)的情况下,本实施方式的组合物的制造方法可包括:对包含硅氮烷的混合液实施改性处理的步骤。
实施改性处理的时间点无特别限制,在前述制造方法(a)中,例如包括:使(1)分散于(3)得到分散液的步骤,将前述分散液与(2')混合得到混合液的步骤,对前述混合液实施改性处理得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤,将前述包含硅氮烷改性体的混合液与(4)混合的步骤。
(2')硅氮烷
(2')与上述(2)中包含的硅氮烷的说明相同。
实施改性处理的方法只要是硅氮烷中包含的至少一部分Si-N-Si键中,N被O取代而形成Si-O-Si键的方法,无特别限制。作为实施改性处理的方法,例如可列举照射紫外光的方法以及使硅氮烷与水蒸气反应的方法等公知的方法。
其中,通过使硅氮烷与水蒸气反应(以下也称为实施加湿处理)来实施改性处理,从在(1)的附近形成更坚固的保护区域的观点较优选。
照射紫外光的方法所使用的紫外光的波长通常为10~400nm,较优选为10~350nm,更优选为100~180nm。作为产生紫外光的光源,例如可列举金属卤化物灯、高压汞灯、低压汞灯、氙弧光灯、碳弧灯、准分子灯、UV激光束等。
在实施加湿处理的情况下,例如可在后述的温度及湿度条件下,静置或搅拌组合物一定的时间。
从提高组合物中含有的硅氮烷的分散性的观点,优选进行搅拌。
加湿处理的温度只要是充分地进行改性的温度即可,例如优选5~150℃,更优选10~100℃,进一步优选15~80℃。
加湿处理的湿度只要是可向组合物中具有硅氮烷的化合物供给充分的水分的湿度即可,例如30%~100%,较优选为40%~95%,更优选为60%~90%。
在本说明书中,“湿度”是指进行加湿处理的温度下的相对湿度。
加湿处理所需的时间只要是充分进行改性的时间即可,例如10分钟以上1周以下,较优选为1小时以上5天以下,更优选为12小时3天以下。
〈各成分的调配比例〉
在本实施方式的组合物的制造方法中,相对于组合物的总质量,(1)的调配比例无特别限制,从(1)不易凝结的观点及防止浓度淬灭的观点,较优选为50质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.1质量%以下,而且从得到良好的量子产率的观点,较优选为0.0001质量%以上,更优选为0.0005质量%以上,进一步优选为0.001质量%以上。
上述的上限值及下限值可任意地组合。
相对于组合物的总质量,(1)的调配比例通常为0.0001~50质量%。
相对于组合物的总质量,(1)的调配比例较优选为0.0001~1质量%,更优选为0.0005~1质量%,进一步优选为0.001~0.5质量%。
相对于组合物的总质量的(1)的调配比例的范围为上述范围内的组合物,在不易发生(1)的凝聚及发挥良好的发光性的点较优选。
在本实施方式的组合物的制造方法中,相对于组合物的总质量,(2)的调配比例无特别限制,从提高组合物中含有的(2)的分散性的观点,较优选为30质量%以下,更优选为15质量%以下,进一步优选为7质量%以下,而且从通过(2)提高对水蒸气的耐久性的作用的观点,较优选0.001质量%以上,更优选0.01质量%以上,进一步优选0.1质量%以上。
上述的上限值及下限值可任意地组合。
相对于组合物的总质量,(2)的调配比例通常为0.001~30质量%。
相对于组合物的总质量,(2)的调配比例较优选为0.01~15质量%,更优选为0.1~10质量%,进一步优选为0.2~7质量%。
相对于组合物的总质量的(2)的调配比例的范围为上述范围内的组合物,在提高组合物中含有的(2)的分散性、特别良好地发挥通过(2)提高对水蒸气的耐久性的作用的点较优选。
在本实施方式的组合物的制造方法中,(1)与(3)及(4)的合计的调配比例,虽无特别限制,只要是良好地发挥(1)带来的发光作用的程度即可,可根据(1)~(4)的种类适当地决定。
(1)与(3)及(4)的合计的质量比[(1)/((3)及(4)的合计)],通常为0.00001~10,较优选0.0001~2,更优选0.0005~1。
(1)与(3)及(4)的合计的调配比例的范围为上述范围内的组合物,在不易发生(1)的凝聚、良好地发挥发光性的点较优选。
在本实施方式的组合物的制造方法中,使用(5)的情况下,(1)与(5)的调配比例虽无特别限制,只要是良好地发挥(1)带来的发光作用的程度即可,可根据(1)~(5)的种类适当地决定。
在包含(1)、(2)、(3)、(4)及(5)的实施方式的组合物的制造方法中,(1)与(5)的摩尔比[(1)/(5)]可为0.0001~1000,也可为0.01~100。
(1)与(5)的调配比例的范围为上述范围内的组合物,在不易发生(1)的凝聚、良好地发挥发光性的点较优选。
在本实施方式的组合物的制造方法中,相对于组合物的总质量,(1)及(2)的合计的调配比例虽无特别限制,从(1)不易凝结的观点及防止浓度淬灭的观点,较优选为60质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为30质量%以下,特别优选为20质量%以下,而且从得到良好的量子产率的观点,较优选0.0002质量%以上,更优选0.002质量%以上,进一步优选0.005质量%以上。
上述的上限值及下限值可任意地组合。
相对于组合物的总质量,(1)及(2)的合计的调配比例通常为0.0002~60质量%。
相对于组合物的总质量,(1)及(2)的合计的调配比例较优选为0.001~40质量%,更优选为0.002~30质量%,进一步优选为0.005~20质量%。
相对于组合物的总质量的(1)及(2)的合计的调配比例的范围为上述范围内的组合物,在不易发生(1)的凝聚及良好地发挥发光性的点较优选。
在本实施方式的组合物的制造方法中,(1)及(2)的调配比例,只要是发挥通过(2)提高对水蒸气的耐久性的作用的程度即可,可依据(1)及(2)的种类等适当地决定。
在本实施方式的组合物的制造方法中,在采用后述的含有铟元素的化合物作为(1)的情况下,含有铟元素的化合物的In元素与(2)的Si元素的摩尔比[Si/In]可为0.001~2000,也可为0.01~500。
在本实施方式的组合物的制造方法中,在(2)为通式(B1)或(B2)表示的硅氮烷及其改性体的情况下,(1)的含有铟元素的化合物的In元素与(2)的Si元素的摩尔比[Si/In]可为1~1000,也可为10~500,也可为20~300。
在本实施方式的组合物的制造方法中,在(2)为具有通式(B3)表示的结构单元的聚硅氮烷的情况下,(1)的含有铟元素的化合物的In元素与(2)的Si元素的摩尔比[Si/In]可为0.001~2000,也可为0.01~2000,也可为0.1~1000,也可为1~500,也可为2~300。
在本实施方式的组合物的制造方法中,在采用后述的以A、B及X为成分的钙钛矿化合物作为(1)的情况下,钙钛矿化合物的B成分的金属离子与(2)的Si元素的摩尔比[Si/B]可为0.001~2000,也可为0.01~500。
在本实施方式的组合物的制造方法中,在(2)为通式(B1)或(B2)表示的硅氮烷及其改性体的情况下,(1)的钙钛矿化合物的B成分的金属离子与(2)的Si元素的摩尔比[Si/B]可为1~1000,也可为10~500,也可为20~300。
在本实施方式的组合物的制造方法中,在(2)为具有通式(B3)表示的结构单元的聚硅氮烷的情况下,(1)的钙钛矿化合物的B成分的金属离子与(2)的Si元素的摩尔比[Si/B]可为0.001~2000,也可为0.01~2000,也可为0.1~1000,也可为1~500,也可为2~300。
(1)与(2)的调配比例的范围为上述范围内的组合物,在特别良好地发挥通过(2)提高对水蒸气的耐久性的作用的点较优选。
(1)半导体粒子的制造方法
以下说明关于(1)的制造方法。
显示实施方式,说明(1-1)包含II-V族化合物的半导体微粒、包含II-VI族化合物的半导体微粒、包含III-IV族化合物的半导体微粒、包含III-V族化合物的半导体微粒、包含III-VI族化合物的半导体微粒、包含IV-VI族化合物的半导体微粒及包含I-III-VI族化合物的半导体微粒以及(1-2)包含钙钛矿化合物的半导体微粒的制造方法。(1)的制造方法,通过以下的制造方法制造,但不限于此。
(1-1)包含II-V族化合物的半导体微粒、包含II-VI族化合物的半导体微粒、包含III-IV族化合物的半导体微粒、包含III-V族化合物的半导体微粒、包含III-VI族化合物的半导体微粒、包含IV-VI族化合物的半导体微粒及包含I-III-VI族化合物的半导体微粒的制造方法
包含II-V族化合物的半导体微粒、包含II-VI族化合物的半导体微粒、包含III-IV族化合物的半导体微粒、包含III-V族化合物的半导体微粒、包含III-VI族化合物的半导体微粒、包含IV-VI族化合物的半导体微粒子及包含I-III-VI族化合物的半导体微粒,可使用市售品,亦可通过公知的制造方法制造。作为公知的制造方法,可列举加热构成半导体微粒的元素的单体或其化合物与脂溶性溶剂混合而成的混合液的方法。
作为构成半导体微粒的元素的单体或其化合物的例子,虽无特别限制,可列举金属、氧化物、乙酸盐、有机金属化合物、卤化物、硝酸盐等。
作为脂溶性溶剂,可列举具有碳原子数4~20的烃基的含氮化合物、具有碳原子数4~20的烃基的含氧化合物等。作为碳原子数4~20的烃基,可列举正丁基、异丁基、正戊基、辛基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基等饱和脂肪族烃基;油基等不饱和脂肪族烃基;环戊基、环己基等脂环式烃基;苯基、苯甲基、萘基、萘基甲基等芳香族烃基等,其中饱和脂肪族烃基、不饱和脂肪族烃基较优选。作为含氮化合物,可列举胺类、酰胺类,作为含氧化合物,可列举脂肪酸类等。如此的脂溶性溶剂中,较优选具有碳原子数4~20的烃基的含氮化合物,例如较优选正丁基胺、异丁基胺、正戊基胺、正己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等烷基胺、油胺等烯基胺。这些脂溶性溶剂可键合于半导体微粒的表面,键的形态例如可列举共价键、离子键、配位键、氢键、范德华键等化学键。
混合液的加热温度随使用的单体、化合物的种类,适当地设定即可,例如较优选设定在130~300℃的范围,更优选设定在240~300℃的范围。加热温度为上述下限值以上时,晶体结构容易单一化,所以较优选。而且,加热时间也随使用的单体、化合物的种类、加热温度,适当地设定即可,通常较优选设定为数秒~数小时的范围,更优选设定为1~60分钟的范围。
在本发明的半导体微粒的制法中,将加热后的混合液冷却后,分离为澄清液与沉淀物,将前述分离的半导体微粒(沉淀物),放入有机溶剂(例如氯仿、甲苯、己烷、正丁醇等),可成为包含半导体微粒的溶液。或者,将加热后的混合液冷却后,分离为澄清液与沉淀物,向前述分离的澄清液中添加纳米粒子不溶或难溶的溶剂(例如甲醇、乙醇、丙酮、乙腈等),使之产生沉淀物,收集前述沉淀物放入前述的有机溶剂,可成为包含半导体微粒的溶液。
(1-2)包含钙钛矿化合物的半导体微粒的制造方法
钙钛矿化合物可参考已知的文献(Nano Lett.2015,15,3692-3696,ACSNano,2015,9,4533-4542),通过以下叙述的第1实施方式或第2实施方式的方法制造。
(钙钛矿化合物的制造方法的第1实施方式)
例如作为本发明涉及的钙钛矿化合物的制造方法,可列举包括:使B成分、X成分及A成分溶解于溶剂x得到溶液g的步骤;以及将所得的溶液g与溶剂y混合的步骤的制造方法,溶剂y对钙钛矿化合物的溶剂溶解度低于得到溶液g的步骤中所使用的溶剂x。
更具体地,包括:使包含B成分及X成分的化合物与包含A成分或A成分及X成分的化合物溶解于溶剂x得到溶液g的步骤;以及将所得的溶液g与溶剂y混合的步骤的制造方法,溶剂y对钙钛矿化合物的溶剂溶解度低于得到溶液g的步骤中所使用的溶剂x。
通过将溶液g与对钙钛矿化合物的溶剂溶解度低于得到溶液g的步骤中所使用的溶剂x的溶剂y混合,析出钙钛矿化合物。
以下,说明包括:使包含B成分及X成分的化合物与包含A成分或A成分及X成分的化合物溶解于溶剂x得到溶液g的步骤;以及将所得的溶液g与溶剂y混合的步骤的制造方法,溶剂y对钙钛矿化合物的溶剂溶解度低于得到溶液g的步骤中所使用的溶剂x。
此外,溶解度是指进行混合步骤的温度下的溶解度。
从可稳定地分散钙钛矿化合物的观点,前述制造方法优选包括添加戴帽配体的步骤。戴帽配体较优选在前述混合步骤前添加,亦可添加戴帽配体于溶解A成分、B成分及X成分的溶液g,亦可添加于对钙钛矿化合物的溶剂溶解度低于得到溶液g的步骤中所使用的溶剂x的溶剂y,亦可添加于溶剂x及溶剂y两者。
前述制造方法在前述混合步骤后,优选包含通过离心分离、过滤等手段,除去粗大粒子的步骤。通过前述除去步骤除去的粗大粒子的尺寸,较优选为10μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为500nm以上。
前述的溶液g与溶剂y混合的步骤,可为(I)将溶液g滴入溶剂y的步骤;也可为(II)向溶液g滴入溶剂y的步骤;从提高(1)的分散性的观点,(I)较优选。
从提高(1)的分散性的观点,优选滴入时进行搅拌。
在溶液g与溶剂y混合的步骤中,温度虽无特别限制,从确保(1)的钙钛矿化合物的析出容易性的观点,较优选-20~40℃的范围,更优选-5~30℃的范围。
作为前述制造方法使用的钙钛矿化合物对溶剂的溶解度不同的2种溶剂x及y虽无特别限制,例如可列举选自甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等醇;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、三乙二醇二甲醚等二醇醚;N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂;二甲基亚砜所组成的群组中的2种的溶剂。
作为前述制造方法中包含的得到溶液g的步骤所使用的溶剂x,优选对钙钛矿化合物的溶剂溶解度高的溶剂,例如于室温(10℃~30℃)进行前述步骤的情况下,可列举甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等醇;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、三乙二醇二甲醚等二醇醚;N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂;二甲基亚砜。
作为前述制造方法中包含的混合步骤所使用的溶剂y,优选对钙钛矿化合物的溶剂溶解度低的溶剂,例如于室温(10℃~30℃)进行前述步骤的情况下,可列举甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂。
对于溶解度不同的2种溶剂,较优选溶解度的差为(100μg/溶剂100g)~(90g/溶剂100g),更优选(1mg/溶剂100g)~(90g/溶剂100g)。从溶解度的差为(100μg/溶剂100g)~(90g/溶剂100g)的观点,例如于室温(10℃~30℃)进行混合步骤的情况下,较优选得到溶液的步骤所使用的溶剂x为N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂、二甲基亚砜;混合步骤所使用的溶剂y为二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂,正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂。
作为从所得的包含钙钛矿化合物的分散液取得钙钛矿化合物的方法,可列举通过进行固液分离,只收集钙钛矿化合物的方法。
前述固液分离方法,可列举过滤等的方法、利用溶剂的蒸发的方法等。可通过进行固液分离,只收集钙钛矿化合物。
(钙钛矿化合物的制造方法的第2实施方式)
钙钛矿化合物的制造方法可为包括:将B成分、X成分及A成分添加于高温的溶剂z使其溶解,得到溶液h的步骤;以及冷却所得的溶液h的步骤的制造方法。
更具体地,可列举包括:将包含B成分及X成分的化合物与包含A成分或A成分及X成分的化合物添加于高温的溶剂z使其溶解,得到溶液h的步骤;以及冷却所得的溶液h的步骤的制造方法。
将包含B成分及X成分的化合物与包含A成分或A成分及X成分的化合物添加于高温的溶剂z,使其溶解,得到溶液h的步骤,也可为将包含B成分及X成分的化合物与包含A成分或A成分及X成分的化合物添加于溶剂z,通过升温而得到溶液h的步骤。
在前述制造方法中,通过因温度差带来的溶解度差别,析出本发明涉及的钙钛矿化合物,可制造本发明涉及的钙钛矿化合物。
从可稳定地分散钙钛矿化合物的观点,前述制造方法较优选包括添加戴帽配体的步骤。戴帽配体较优选在前述冷却步骤前添加,较优选添加于A成分、B成分及X成分经溶解而得的溶液h。
前述制造方法优选在前述冷却步骤后,包含通过离心分离、过滤等手段,除去粗大粒子的步骤。通过前述除去步骤除去的粗大粒子的尺寸,较优选为10μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为500nm以上。
此处,高温的溶剂z是指只要能溶解包含B成分及X成分的化合物和包含A成分、或A成分及X成分的化合物的温度的溶剂即可,例如较优选60~600℃的溶剂,更优选80~400℃的溶剂。
作为冷却的温度,较优选为-20~50℃,更优选为-10~30℃。
作为冷却速度,较优选为0.1~1500℃/分,更优选为10~150℃/分。
作为前述制造方法所使用的溶剂z,只要是可溶解包含B成分及X成分的化合物与包含A成分或A成分及X成分的化合物的溶剂即可,虽无特别限制,例如可列举甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等醇;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、三乙二醇二甲醚等二醇醚;N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂;二甲基亚砜、1-十八烯。
作为从所得的包含钙钛矿化合物的分散液取得钙钛矿化合物的方法,可列举通过进行固液分离,只收集钙钛矿化合物的方法。
前述固液分离方法可列举过滤等方法、利用溶剂的蒸发的方法等。可通过进行固液分离,只收集钙钛矿化合物。
作为(1)为包含钙钛矿化合物的半导体微粒,在钙钛矿化合物的制造方法中包含的任一步骤中混合(5)的实施方式的组合物的制造方法,可列举:
(a-1)包括:使包含B成分及X成分的化合物、包含A成分或A成分及X成分的化合物、(5)溶解于溶剂x得到溶液g的步骤;以及将溶液g与对钙钛矿化合物的溶剂溶解度低于溶剂x的溶剂y混合,得到分散液a的步骤;
从分散液a分离取得包含钙钛矿化合物的(1)的步骤;
使(1)分散于(3)得到分散液b的步骤;
及将分散液b与(2)及(4)混合的步骤的组合物的制造方法,
(a-2)包括:加热包含B成分及X成分的化合物、包含A成分或A成分及X成分的化合物、(5)、溶剂z的混合物,得到溶液h的步骤;
冷却溶液h,得到分散液a的步骤;
从分散液a分离取得包含钙钛矿化合物的(1)的步骤;
使(1)分散于(3)得到分散液b的步骤;
及将分散液b与(2)及(4)混合的步骤的组合物的制造方法,
(b-1)包括:使包含B成分及X成分的化合物、包含A成分或A成分及X成分的化合物、(5)溶解于溶剂x得到溶液g的步骤;
将溶液g与对钙钛矿化合物的溶剂溶解度低于溶剂x的溶剂y混合,得到分散液a的步骤;
从分散液a分离取得包含钙钛矿化合物的(1)的步骤;
使(2)分散于(3)得到分散液b的步骤;
及将分散液b与(1)及(4)混合的步骤的组合物的制造方法,
以及(b-2)包括:加热包含B成分及X成分的化合物与包含A成分或A成分及X成分的化合物、(5)与溶剂z的混合物,得到溶液h的步骤;
冷却溶液h,得到分散液a的步骤;
从分散液a分离取得包含钙钛矿化合物的(1)的步骤;
使(2)分散于(3)得到分散液b的步骤;
及将分散液b与(1)及(4)混合的步骤的组合物的制造方法。
〈固化物的制造方法〉
使用通过上述的制造方法所得的组合物,可制造固化物。
本实施方式的固化物的制造方法,可为包括:使(1)分散于(3)得到分散液的步骤;将前述分散液与(2)混合,得到混合液的步骤;将前述混合液与(4')混合,得到组合物的步骤;使组合物中包含的聚合性化合物聚合,得到包含聚合物的组合物的步骤;及从包含聚合物的组合物除去(3)的步骤的固化物的制造方法。
(4')聚合性化合物
本发明的固化物的制造方法可为包括:使(1)分散于(3)得到分散液的步骤;将前述分散液与(2)混合,得到混合液的步骤;将前述混合液与(4")混合,得到组合物的步骤;及从前述组合物除去(3)的步骤的固化物的制造方法。
(4")聚合物
此外,本实施方式的固化物的制造方法还可为包括:使(1)分散于(3)得到分散液的步骤;将前述分散液与(4')混合,得到混合液的步骤;将前述混合液与(2)混合,得到组合物的步骤;及从前述组合物除去(3)的步骤的固化物的制造方法。
此外,本实施方式的固化物的制造方法还可为包括:使(1)分散于(3)得到分散液的步骤;将前述分散液与(4")混合,得到混合液的步骤;将前述混合液与(2)混合,得到组合物的步骤;及从前述组合物除去(3)的步骤的固化物的制造方法。
(4')及(4")分别与上述(4)中含有的聚合性化合物及聚合物的说明相同。
与组合物的制造方法同样地,上述固化物的制造方法可包含混合(5)的步骤,可在半导体微粒的制造方法中包含的任一步骤中混合(5)。
在作为(1)采用包含钙钛矿化合物的半导体微粒的情况下,从提高(1)的分散性的观点,较优选(5)在半导体微粒的制造方法中包含的任一步骤中混合。
作为(1)为包含钙钛矿化合物的半导体微粒,在半导体微粒的制造方法中包含的任一步骤中混合(5)的实施方式的固化物的制造方法,可列举例如:
(a-2-1)包括:加热包含B成分及X成分的化合物与包含A成分或A成分及X成分的化合物、(5)与溶剂z的混合物,得到溶液h的步骤;
冷却溶液h,得到分散液a的步骤;
从分散液a分离取得包含钙钛矿化合物的(1)的步骤;
使(1)分散于(3)得到分散液b的步骤;
将分散液b与(2)及(4')混合,得到组合物的步骤;
使组合物中包含的聚合性化合物聚合,得到包含聚合物的组合物的步骤;
及从包含聚合物的组合物除去(3)的步骤的固化物的制造方法,
以及(a-2-2)包括:加热包含B成分及X成分的化合物、包含A成分或A成分及X成分的化合物、(5)、溶剂z的混合物,得到溶液h的步骤;
冷却溶液h,得到分散液a的步骤;
从分散液a分离取得包含钙钛矿化合物的(1)的步骤;
使(1)分散于(3)得到分散液b的步骤;
将分散液b与(2)及(4")混合,得到组合物的步骤;
及从前述组合物除去(3)的步骤的固化物的制造方法。
在上述制造方法中,采用硅氮烷作为(2)的情况下,本实施方式的固化物的制造方法,可包括对包含硅氮烷的混合液实施改性处理的步骤。
实施改性处理的时间点无特别限制,本实施方式的固化物的制造方法例如可包括:使(1)分散于(3)得到分散液的步骤;
将前述分散液与(2')混合,得到混合液的步骤;
对前述混合液实施改性处理,得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤;
将前述包含硅氮烷改性体的混合液与(4")混合,得到组合物的步骤;
及从前述组合物除去(3)的步骤。
除去(3)的步骤可为室温静置组合物,使其自然干燥的步骤,也可为使用真空干燥机,减压干燥或加热组合物的步骤。
在除去(3)的步骤中,温度、时间可依据(3)的种类适当地选择。
例如于0~300℃静置1分~7天,使其干燥,可除去(3)。
在使用(4')的情况下,作为使聚合性化合物聚合的方法,可适当地使用自由基聚合等公知的聚合反应。
例如在自由基聚合的情况下,在上述得到分散液的步骤、得到混合液的步骤或得到组合物的步骤之任一步骤中,添加自由基聚合引发剂,使聚合性化合物聚合的步骤,其中,通过产生自由基可进行聚合反应。
自由基聚合引发剂虽无特别限制,例如可列举光自由基聚合引发剂等。
作为上述光自由基聚合引发剂,例如双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等。
在使用(4")的情况下,聚合物可为溶解于溶剂的聚合物。
溶解上述聚合物的溶剂,只要是可溶解聚合物(树脂)的溶剂即可,无特别限制,优选不易溶解上述本发明涉及的(1)者。
作为溶解上述聚合物的溶剂,例如可列举甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-四氟-1-丙醇等醇;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、三乙二醇二甲醚等二醇醚;N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等具有酰胺基的有机溶剂;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂;二甲基亚砜。
其中,较优选甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯;γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮等酮;二乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚等醚;乙腈、异丁腈、丙腈、甲氧基乙腈等具有腈基的有机溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等具有碳酸酯基的有机溶剂;二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂,因其极性低、被认为不易溶解本发明涉及的(1),更优选为二氯甲烷、氯仿等具有卤代烃基的有机溶剂;正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯等具有烃基的有机溶剂。
〈薄膜的制造方法〉
使用上述制造方法所得的组合物可制造薄膜。
本实施方式的薄膜的制造方法,可为包括:将(1)分散于(3)得到分散液的步骤;
将前述分散液与(4')混合,得到混合液的步骤;
将前述混合液与(2)混合,得到组合物的步骤;
涂布前述组合物于基板,得到涂布膜的步骤;
使包含于涂布膜的聚合性化合物聚合,得到包含聚合物的涂布膜的步骤;
及从前述包含聚合物的涂布膜除去(3)的步骤的薄膜的制造方法,
也可为包括:使(1)分散于(3)得到分散液的步骤;
将前述分散液与(4")混合,得到混合液的步骤;
将前述混合液与(2)混合,得到组合物的步骤;
涂布前述组合物于基板,得到涂布膜的步骤;
及从前述涂布膜除去(3)的步骤的薄膜的制造方法。
可在上述制造方法至包含的任一步骤中添加(5)。
此外,于包含于半导体微粒的制造方法之任一步骤,混合(5)可使用包含(5)的粒子,作为(1)。
作为(1)于采用包含钙钛矿化合物的半导体微粒的情况下,从提高(1)的分散性的观点,较优选在包含于半导体微粒的制造方法的任一步骤混合(5)。
于上述制造方法,于采用硅氮烷作为(2)的情况下,本实施方式的薄膜的制造方法,可包括对包含硅氮烷的混合液实施改性处理的步骤。
实施改性处理的时间点无特别限制,本实施方式的薄膜的制造方法,例如可包括:
使(1)分散于(3)得到分散液的步骤;
将前述分散液与(2')混合,得到混合液的步骤;
对前述混合液实施改性处理,得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤;
将前述包含硅氮烷改性体的混合液与(4")混合,得到组合物的步骤;
涂布前述组合物于基板,得到涂布膜的步骤;
及从前述涂布膜除去(3)的步骤。
作为本实施方式的薄膜的制造方法中含有的涂布组合物于基板,得到涂布膜的具体方法,虽无特别限制,可使用凹版涂布法、棒涂法、印刷法、喷涂法、滴涂法(drop-cast)、旋转涂布法、浸渍法、狭缝涂布法等公知的涂装、涂布方法。
本实施方式的薄膜的制造方法中含有的除去(3)的步骤与上述相同。
在使用(4')的情况下,使聚合性化合物聚合的方法与上述相同。
在使用(4")的情况下,聚合物可为溶解于溶剂的聚合物,较优选的溶剂与上述相同。
薄膜可以通过前述薄膜的制造方法,得到形成于基板上的薄膜。而且,薄膜可从基板剥离而得。
〈层叠结构体的制造方法〉
本实施方式的层叠结构体的制造方法具有:在通过上述薄膜的制造方法所得的薄膜上,再形成后述的其他膜的步骤。
其他膜与上述薄膜的制造方法同样地,可通过涂布步骤形成,亦可通过贴合其他膜的步骤而形成。
贴合的步骤可使用任意的粘接剂。
只要是不溶解(1)及(2)的化合物的物质,粘接剂无特别限制,可使用公知的粘接剂。
〈发光装置的制造方法〉
作为本实施方式的发光装置的制造方法,可列举例如包括设置光源以及在从光源的下游的光路上设置本发明的组合物、固化物、薄膜或层叠结构体的步骤的制造方法。
〈组合物〉
本实施方式的组合物具有发光性。“发光性”是指发光的性质。发光性较优选为因激发而发光的性质,更优选因激发光的激发而发光的性质。激发光的波长,例如可为200nm~800nm,可为250nm~750nm,可为300nm~700nm。
本实施方式的组合物包含上述的(1)、(2)、(3)及(4)。
本实施方式的组合物可包含(5)。
本实施方式的组合物可包含上述(1)~(5)以外的其他成分。
作为其他成分,例如可列举一些杂质以及在采用钙钛矿化合物作为(1)的情况下,具有构成钙钛矿化合物的元素成分所构成的非晶质结构的化合物、聚合引发剂。
其他成分的含有比例,相对于组合物的总质量,较优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为1质量%以下。
〈固化物〉
通过上述本实施方式的制造方法,可得到例如包含(1)、(2)及(4)、相对于固化物的总质量而言(1)、(2)及(4)的合计含有比例为90质量%以上的固化物。
在固化物中,相对于固化物的总质量而言(1)、(2)及(4)的合计含有比例可为95质量%以上,也可为99质量%以上,也可为100质量%。
固化物可包含(5),可为包含(1)、(2)、(4)及(5)、相对于固化物的总质量而言(1)、(2)、(4)及(5)的合计含有比例为90质量%以上的固化物。
在固化物中,相对于固化物的总质量而言(1)、(2)、(4)及(5)的合计含有比例,可为95质量%以上,也可为99质量%以上,也可为100质量%。
在固化物中,优选(1)分散于(4)。
〈薄膜〉
本实施方式的薄膜是由包含(1)、(2)及(4)的组合物所构成的膜,其具有海岛状相分离结构,在上述海岛状相分离结构中,分别地(4)存在于海状疏水性区域,(1)及(2)存在于岛状亲水性区域,前述岛状亲水性区域为0.1μm以上100μm以下。此外,(1)较优选为前述的具有钙钛矿型晶体结构的化合物。
通过上述本实施方式的制造方法,可得到例如包含(1)、(2)及(4)、相对于薄膜的总质量而言(1)、(2)及(4)的合计含有比例为90质量%以上的薄膜。
在薄膜中,相对于薄膜的总质量而言(1)、(2)及(4)的合计含有比例,可为95质量%以上,也可为99质量%以上,也可为100质量%。
薄膜可包含(5),也可为包含(1)、(2)、(4)及(5),相对于薄膜的总质量而言(1)、(2)、(4)及(5)的合计含有比例为90质量%以上的薄膜。
在薄膜中,相对于薄膜的总质量而言(1)、(2)、(4)及(5)的合计含有比例,可为95质量%以上,也可为99质量%以上,也可为100质量%。
在薄膜中,较优选(1)分散于(4)。
薄膜的形状无特别限制,可为薄片状、棒状等任意形状。在本说明书中,“棒状的形状”是指例如具有各向异性的形状。作为具有各向异性的形状,例如可列举各边的长度不同的板状的形状。
薄膜的厚度可为0.01μm~1000mm,也可为0.1μm~10mm,也可为1μm~1mm。
在本说明书中,前述薄膜的厚度可通过测微器在任意3点测定,算出其平均值而得。
薄膜可为单层,也可为多层。在多层的情况下,各层可使用相同种的实施方式的组合物,亦可使用互为不同种的实施方式的组合物。
《海岛状相分离结构》
根据本实施方式的制造方法所得的组合物、固化物或薄膜,其特征为具有海岛状相分离结构。
所谓海岛状相分离结构,是指具有互相不相容的海状疏水性区域与岛状亲水性区域的相分离结构。
海状疏水性区域是(3)及(4)存在的区域或(4)存在的区域,岛状亲水性区域是(1)被内包于(2)的粒子或其粒子的凝聚物存在的区域(以下称为岛状相)。
通过具有如此的结构,(2)吸附造成(1)劣化的原因之物质的氧、水分,将(1)与存在于外部的氧、水分充分地隔断从而进行保护,由此提高对水蒸气的耐久性。
例如相对于组合物全体,(1)及(2)的合计调配比例或(1)及(2)的调配比例为前述范围内的组合物,能自然地产生(1)被内包于(2)的粒子或其粒子的凝聚物。
相对于(1)的全部数量,作为被内包于(2)的(1)的个数比例,较优选为30~100%,更优选为50~100%,进一步优选为70~100%。
相对于(1)的全部数量,被内包于(2)的(1)的个数比例,例如可列举使用TEM观察固化物或薄膜的方法。例如可列举对于固化物或薄膜,使用TEM观察纵500μm、横500μm的区域,在观察的区域内,算出相对于(1)的全部数量的被内包于(2)的(1)的个数比例的方法。
在海岛状相分离结构及岛状亲水性区域中,作为观察被内包于(2)的(1)的形态的方法,例如可列举使用SEM或TEM等观察固化物或薄膜的方法。此外,可通过使用SEM或使用TEM的EDX测定,分析详细的元素分布。
岛状相的形状为球状、扭曲球状、围棋状或橄榄球状等,无特别限制。岛状相的平均尺寸无特别限制,平均最大费雷特(Feret)直径为0.1~100μm,较优选为0.1~30μm,更优选为0.1~20μm。通过岛状相的平均最大费雷特直径为0.1μm以上,可有效地遮断来自外部的水分,可充分地保护存在于岛状相内部的(1)。出于维持可见光透过率的观点,较优选岛状相的平均最大费雷特直径为100μm以下。作为算出平均最大费雷特直径的方法,例如可列举使用TEM观察20个以上的岛状相,取得各岛状相的平均最大费雷特直径的平均值的方法。
具体地,可列举使用TEM观察20个岛状相,取得各岛状相的平均最大费雷特直径的平均值的方法。
《半导体微粒的分散性》
从提高组合物、固化物或薄膜的发光特性的观点,较优选(1)具有高分散性。作为评价(1)的分散性的方法,可列举通过TEM的观察、小角X射线散射法(以下亦称为SAXS)、发光波长PLtop与带边缘(以下亦称为带隙(bandgap))Eg的能量值的差的方法等。
《使用发光波长PLtop与带边缘Eg的能量值的差之分散性D》
从已知的文献(参考文献:Nano Letters 2015,15,3 692-3 696页)得知,(1)的平均粒径变大时,引起带边缘Eg的红移(redshift)。平均粒径小的(1)以高分散地存在的情况下,发光波长PLtop与带边缘Eg的能量值的差小。但是,(1)的分散性差,(1)发生凝聚产生平均粒径大的粒子时,引起带边缘Eg的红移,另一方面因发光波长PLtop不产生大的变化,故发光波长PLtop与带边缘Eg的能量值的差变大。
所以,由下述式(E1),算出发光波长PLtop与带边缘Eg的能量值的差D,由该值的大小,可评价(1)的分散性。
D=PLtop(eV)-Eg(eV)…式(E1)
从平均粒径小的(1)高分散地存在的观点,D优选为0.20以下,更优选0.15以下,进一步优选0.12以下,特别优选0.10以下。
作为本发明的其他方面,从平均粒径小的(1)高分散地存在的观点,D优选为0.0001以上0.20以下,更优选0.0002以上0.15以下,进一步优选0.0005以上0.12以下,特别优选0.001以上0.10以下。
《发光波长PLtop》
发光波长PLtop是在发光光谱中,可使用发光为最大的波长换算为能量值(eV)的值。作为波长λ(nm)换算为能量值(eV)的式子,一般已知为下述式(E2),使用下述式(E2)可算出。
E(eV)=hc/λ=1240/λ,(nm)···式(E2)
(E:能量值(eV)、h:普朗克常数、c:光速、λ:波长(nm))
《带边缘Eg》
带边缘Eg是测定紫外可见吸收光谱,通过使用从透过率数据算出的光吸收系数α而算出的所谓Taus Plot方法而求得。使用下述式(E3),αhν的平方根对hν作图,求得Eg。
αhν∝(hν-Eg)2···式(E3)
(α:光吸收系数、h:普朗克常数、ν:频率、Eg:带边缘(eV))
《半导体微粒的浓度测定》
分散液中含有的(1)的量是使用电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS(例如Perkin Elmer公司制,BLAN DRCII)及离子色谱仪(例如Thermo Fisher Scientific公司制,Integrion)测定。
使用N,N-二甲基甲酰胺等(1)的溶解度高的良溶剂溶解(1)后,进行测定。
《发光光谱的测定》
本实施方式的固化物的发光光谱是使用绝对PL量子产率测定装置(例如HamamatsuPhotonics公司制,C9920-02),在激发光450nm,室温、大气下进行测定。
《量子产率的测定》
本实施方式的固化物的量子产率是使用绝对PL量子产率测定装置(例如HamamatsuPhotonics公司制,C9920-02),在激发光450nm,室温、大气下进行测定。
《紫外可见吸收光谱的测定》
本实施方式的固化物的紫外可见吸收光谱是使用紫外线可见近红外分光光度计(例如日本分光公司制,V-670),在室温、大气下进行测定。
《对水蒸气的耐久性的评价》
将本实施方式的组合物、固化物及薄膜调整为厚度100μm、1cm×1cm,使组合物、固化物及薄膜中含有的(1)的浓度调整为1000μg/mL左右,放置于保持温度为60~65℃、湿度为80~90%的恒温恒湿槽中,进行对水蒸气的耐久性试验。
测定试验前后的量子产率,作为对水蒸气的耐久性指标,使用(X’天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值进行评价。
本实施方式的组合物、固化物及薄膜的通过上述测定方法测定的3天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,可为0.4以上,也可为0.6以上,也可为0.7以上。
本实施方式的组合物、固化物及薄膜的通过上述测定方法测定的3天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,可为1.0以下。
作为本发明的其他方面,本实施方式的组合物、固化物及薄膜的通过上述测定方法测定的3天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,较优选为0.4以上1.0以下,更优选为0.6以上1.0以下,进一步优选为0.7以上1.0以下。
本实施方式的组合物、固化物及薄膜的通过上述测定方法测定的5天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,可为0.3以上,也可为0.4以上,也可为0.5以上。
本实施方式的组合物、固化物及薄膜的通过上述测定方法测定的5天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,可为1.0以下。
作为本发明的其他方面,本实施方式的组合物、固化物及薄膜的通过上述测定方法测定的5天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,较优选为0.3以上1.0以下,更优选为0.4以上1.0以下,进一步优选为0.5以上1.0以下。
本实施方式的组合物、固化物及薄膜的通过上述测定方法测定的7天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,可为0.3以上,也可为0.4以上,也可为0.5以上。
本实施方式的组合物、固化物及薄膜的、通过上述测定方法测定的7天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,可为1.0以下。
作为本发明的其他方面,本实施方式的组合物、固化物及薄膜的通过上述测定方法测定的7天的对水蒸气的耐久性试验之对水蒸气的耐久性,较优选为0.3以上1.0以下,更优选为0.4以上1.0以下,进一步优选为0.5以上1.0以下。
〈层叠结构体〉
本发明涉及的层叠结构体具有多层,至少一层为上述的薄膜。
层叠结构体所具有的多层中,作为上述薄膜以外的层,可列举基板、阻隔层、光散射层等任意层。
层叠的薄膜的形状,无特别限制,可为薄片状、棒状等任意形状。
(基板)
作为本发明涉及的层叠结构体可具有的层,无特别限制,可列举基板。
基板无特别限制,可为膜,从取出发光的光的观点,优选透明的材料。作为基板,例如可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚合物、玻璃等公知的基板。
例如在层叠结构体中,可在基板上设置上述薄膜。
图1是表示本实施方式的层叠结构体的构成的剖面示意图。在第1层叠结构体1a的第1基板20和第2基板21之间设置有本实施方式的薄膜10。薄膜10由密封层22密封。
本发明的一个方面是一种层叠结构体1a,该层叠结构体1a具有第1基板20、第2基板21、位于第1基板20和第2基板21之间的本实施方式涉及的薄膜10、密封层22,其特征在于,所述密封层配置在所述薄膜10的不与所述第1基板20及第2基板21接触的面上。
(阻隔层)
作为本发明的层叠结构体可以具有的层,没有特别限制,可以举出阻隔层。为了保护上述混合物不受外部空气的水蒸气和大气中的空气的影响,也可以含有阻隔层。
阻隔层没有特别限制,从取出发出的光的观点出发,优选透明的阻隔层,例如,可以应用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚合物、玻璃膜等公知的阻隔层。
(光散射层)
作为本发明涉及的层叠结构体可具有的层,无特别限制,例如光散射层。从有效地利用入射光的观点,可包含光散射层。
光散射层无特别限制,从取出发光的光的观点,优选透明的光散射层。作为光散射层,可使用氧化硅粒子等光散射粒子、增强扩散膜等公知的光散射层。
〈发光装置〉
本发明涉及的发光装置可以通过将本发明的实施方式的组合物或上述层叠结构体与光源组合而得到。发光装置是通过将从光源发出的光照射到设置在下游的组合物或层叠结构体,使组合物或层叠结构体发光,取出光的装置。作为上述发光装置中的层叠结构体具有的多层中除上述薄膜、基板、阻隔层、光散射层以外的层,还可列举光反射构件、亮度强化部、棱镜片、导光板、元件间的介质材料层等任意的层。
本发明的一个方面是将棱镜片50、导光板60、上述第一层叠结构体1a和光源30按该顺序层叠而成的发光装置2。
(光源)
构成本发明涉及的发光装置的光源无特别限制,从使前述的组合物、固化物、薄膜或层叠结构体中的半导体微粒发光的观点,较优选具有600nm以下的发光波长的光源。作为光源,例如可使用蓝色发光二极管等发光二极管(LED)、激光、EL等公知的光源。
(光反射构件)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,无特别限制,可列举光反射构件。基于使光源的光朝向前述的组合物、固化物、薄膜或层叠结构体照射的观点,可包含光反射构件。光反射构件无特别限制,可为反射膜。
作为反射膜,例如可使用反射镜、反射粒子膜、反射金属膜、反射体等公知的反射膜。
(亮度强化部)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,无特别限制,可列举亮度强化部。基于光的一部分朝向传送的方向反射返回的观点,可包含亮度强化部。
(棱镜片)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,无特别限制,可列举棱镜片。棱镜片代表性地具有基材部及棱镜部。此外,基材部根据邻接的构件的情况也可省略。棱镜片可隔着任意适合的接着层(例如粘接剂层、粘合剂层)贴合于邻接的构件。棱镜片是在与观察侧相反侧(背面侧),排列成为凸状的多单位棱镜所构成。通过棱镜片的凸部朝向背面侧配置,透过棱镜片的光变得容易地聚光。此外,只要是棱镜片的凸部朝向背面侧配置,与凸部朝向观察侧配置比较,不入射棱镜片而反射的光少,可得到亮度高的显示器。
(导光板)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,无特别限制,可列举导光板。作为导光板,例如可使用在背面侧形成透镜图形的导光板、在背面侧及/或观察侧形成棱镜形状等的导光板等任意适合的导光板,以使从横方向的光可偏向厚度方向。
(元件间的介质材料层)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,无特别限制,可列举在邻接的元件(层)间的光路上包含1个以上的介质材料构成的层(元件间的介质材料层)。
元件间的介质材料层中包含的1个以上的介质无特别限制,包括真空、空气、气体、光学材料、粘接剂、光学粘接剂、玻璃、聚合物、固体、液体、凝胶、固化材料、光学结合材料、折射率匹配或折射率不匹配材料、梯度折射率材料、包覆或抗包覆材料、垫片(spacer)、硅胶、亮度强化材料、散射或扩散材料、反射或抗反射材料、波长选择性材料、波长选择性抗反射材料、滤色器或前述技术领域已知的适合介质。
作为本发明涉及的发光装置的具体例,例如可列举具备EL显示器、液晶显示器用的波长转换材料的发光装置。
具体地,可列举:
(e1)将本发明的组合物放入玻璃管等中密封,将其沿着导光板的端面(侧面)配置于作为光源的蓝色发光二极管与导光板之间,将蓝色光转换为绿色光、红色光的背光源(侧光型(on-edge)的背光源);
(e2)将本发明的组合物薄片化,以2片阻隔膜夹住而密封的薄膜设置于导光板上,将从放置于导光板的端面(侧面)的蓝色发光二极管通过导光板而照射于前述薄片的蓝色光,转换为绿色光、红色光的背光源(表面贴装型背光源);
(e3)将本发明的组合物分散于树脂等中,设置于蓝色发光二极管的发光部附近,将照射的蓝色光转换为绿色光、红色光的背光源(芯片封装型(on-chip)背光源);以及
(e4)将本发明的组合物分散于抗蚀剂(resist)中,设置于滤色器上,将从光源照射的蓝色光转换为绿色光、红色光的背光源。
此外,作为本发明涉及的发光装置的具体例,可列举将本发明的实施方式的组合物成形,配置于作为光源的蓝色发光二极管的下游,将蓝色光转换为绿色光、红色光而发出白色光的照明。
〈显示器〉
如图2所示,本实施方式的显示器3从观察侧依序具备液晶面板40、前述的发光装置2。发光装置2具备第2层叠结构体1b及光源30。第2层叠结构体1b是前述第1层叠结构体1a进一步具备棱镜片50及导光板60的层叠结构体。显示器可再具备任意适合的其他构件。
本发明的一方面是依序层叠液晶面板40、棱镜片50、导光板60、前述第1层叠结构体1a及光源30的液晶显示器3。
(液晶面板)
上述液晶面板代表地具备液晶单元、配置于前述液晶单元的观察侧的观察侧偏光板及配置于前述液晶单元的背面侧的背面侧偏光板。观察侧偏光板及背面侧偏光板,能够以各自的吸收轴实质上正交或平行的方式配置。
(液晶单元)
液晶单元具备一对基板及夹持于前述基板间的作为显示介质的液晶层。在一般的构成中,在一个基板设置滤色器及黑矩阵,在另一基板设置控制液晶的电光特性的开关元件及向该开关元件提供栅极信号的扫描线和提供源极信号的信号线、像素电极和对电极。上述基板的间隔(单元间隙)可通过垫片(spacer)等调控。与上述基板的液晶层相接侧,例如可设置聚酰亚胺构成的取向膜等。
(偏光板)
偏光板代表性地具有偏光片及配置于偏光片两侧的保护层。偏光片代表性地为吸收型偏光片。
作为上述偏光片,使用任意适合的偏光片。例如可列举在聚乙烯醇系膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜上,使碘、二色性染料等二色性物质吸附,进行单轴拉伸而成的膜;聚乙烯醇的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向膜等。其中,碘等二色性物质吸附于聚乙烯醇系膜进行单轴拉伸而得的偏光片,因偏光二色比高,故特别优选。
作为本发明的组合物的用途,例如可列举发光二极管(LED)用的波长转换材料。
[LED]
本发明的组合物,例如,可使用作为LED的发光层的材料。
作为包含本发明的组合物的LED,例如可列举将本发明的组合物与ZnS等导电性粒子混合而层叠为膜状,在单面层叠n型传输层,另一单面层叠p型传输层的结构,通过通入电流,p型半导体的空穴与n型半导体的电子在接合面的组合物中含有的(1)及(2)的粒子中抵消电荷而发光的方式。
〈太阳能电池〉
本发明的组合物,可利用作为太阳能电池的活性层中所含的电子输送性材料。
作为前述太阳能电池,其构成无特别限制,例如可列举依序具有氟掺杂的氧化锡(FTO)基板、氧化钛致密层、多孔性氧化铝层、包含本发明的组合物的活性层、2,2',7,7'-四[N,N'-二(对甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-MeOTAD)等空穴传输层及银(Ag)电极的太阳能电池。
氧化钛致密层具有电子输送功能、抑制FTO的粗糙度的效果及抑制反向电子移动的功能。
多孔性氧化铝层具有提高光吸收效率的功能。
活性层中所含的本发明的组合物具有电荷分离及电子输送的功能。
此外,本发明的技术范围,不限于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围下,可附加各种变更。
[实施例]
以下,基于实施例及比较例,更具体地说明本发明,但本发明不限于以下的实施例。
《钙钛矿化合物的X射线衍射图的测定》
对于实施例及比较例所得的沉淀物的X射线衍射图的测定,使用X射线衍射装置(以下亦称为XRD)(PANalytical公司制,X'Prt PRO)进行。将所得的沉淀物填充于专用的基板,使用Cu-Kα线源,在衍射角2θ=10°~90°的范围进行测定,得到X射线衍射图。使用X射线衍射图的综合分析软件JADE 5,分析X射线衍射图的衍射峰。
《半导体微粒的浓度测定》
对于实施例及比较例所得的分散液的半导体微粒的浓度,分别将半导体微粒再分散所得的包含半导体微粒及溶剂的分散液,通过添加N,N-二甲基甲酰胺使半导体微粒溶解后,使用ICP-MS(Perkin Elmer公司制,BLANDRCII)及离子色谱仪(例如Thermo FisherScientifi c公司制,Integrion)测定。
《分散性D的评价》
测定实施例及比较例所得的固化物的发光光谱及紫外可见吸收光谱,算出各发光波长PL top、带边缘Eg,使用式(E1)评价半导体微粒的分散性D。发光光谱是使用绝对PL量子产率测定装置(例如Hamamatsu Photonics公司制,C9920-02),在激发光450nm,室温、大气下进行测定。紫外可见吸收光谱是使用紫外线可见近红外分光光度计(例如日本分光公司制,V-670),在室温、大气下进行测定。
《对水蒸气的耐久性的评价》
将实施例1、2所得的固化物,放置于保持温度为65℃、湿度为95%的恒温恒湿槽中7天,进行对水蒸气的耐久性试验。测定7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率,作为对水蒸气的耐久性指标,使用(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值进行评价。
将实施例3~6所得的固化物,放置于保持温度为60℃、湿度为80%的恒温恒湿槽中7天,进行对水蒸气的耐久性试验。测定7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率,作为对水蒸气的耐久性指标,使用(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性测试前的量子产率)的值进行评价。
将实施例7~9所得的固化物,放置于保持温度为60℃、湿度为80%的恒温恒湿槽中3天,进行对水蒸气的耐久性试验。测定3天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率,作为对水蒸气的耐久性指标,使用(3天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值进行评价。
将实施例10、11所得的固化物,放置于保持温度为60℃、湿度为80%的恒温恒湿槽中5天,进行对水蒸气的耐久性试验。测定5天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率,作为对水蒸气的耐久性指标,使用(5天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值进行评价。
将比较例1、2所得的固化物,放置于保持温度为65℃、湿度为95%的恒温恒湿槽中7天,进行对水蒸气的耐久性试验。测定7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率,作为对水蒸气的耐久性指标,使用(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值进行评价。
将比较例3所得的固化物,放置于保持温度为60℃、湿度为80%的恒温恒湿槽中3天,进行对水蒸气的耐久性试验。测定3天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率,作为对水蒸气的耐久性指标,使用(3天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值进行评价。
《量子产率的测定》
实施例及比较例所得的固化物的量子产率,是使用绝对PL量子产率测定装置(例如Hamamatsu Photonics公司制,C9920-02),在激发光450nm,室温、大气下进行测定。
《通过TEM的观察》
使用透射电子显微镜(日本电子公司制,JEM-2200FS)对实施例及比较例所得的分散液的半导体微粒进行观察。观察用的样品是将分散液滴入带有支持膜的格栅使其干燥后,以加速电压为200kV,进行观察。半导体微粒的平均粒径为20个半导体微粒的最大费雷特(Feret)直径的平均值。
使用透射电子显微镜(日本电子公司制,JEM-2200FS)对实施例及比较例所得的固化物进行观察。观察用的样品是在室温将以环氧树脂包埋者,用自动切断机Isomet切割,以切片机制作成为薄片。将样品切片采样在带有支持膜的格栅后,以加速电压为200kV,进行观察。
在观察到岛状相的固化物中,平均最大费雷特直径为20个岛状相的最大费雷特直径的平均值。
(组合物的合成)
[实施例1]
混合碳酸铯0.814g、1-十八烯40mL与油酸2.5mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在150℃加热1小时,配制碳酸铯溶液。
混合溴化铅0.276g与1-十八烯20mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在120℃加热1小时后,添加油酸2mL及油胺2mL,配制溴化铅分散液。
将溴化铅分散液升温至160℃后,添加上述碳酸铯溶液1.6mL。添加后,将反应容器浸渍于冰水,降温至室温,得到钙钛矿化合物沉淀的分散液。
然后,将钙钛矿化合物沉淀的分散液,以10000rpm进行5分钟的离心分离,通过倾析法分离取得沉淀物,得到钙钛矿化合物。
用XRD测定钙钛矿化合物的X射线衍射图时,在2θ=14°的位置具有来自(hkl)=(001)的峰,确认具有3维结构的钙钛矿型晶体结构。
以TEM观察的钙钛矿化合物的最大费雷特直径(平均粒径)为11nm。
将钙钛矿化合物分散于甲苯5mL后,取分散液500μL,再分散于甲苯4.5mL,得到包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液1。
通过ICP-MS及离子色谱测定的分散液1中的钙钛矿化合物的浓度为1500ppm(μg/g)。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将上述包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液1与有机聚硅氮烷(Durazane 1500 SlowCur e,默克先进科技材料公司制)混合后,再将0.3g包含钙钛矿化合物、有机聚硅氮烷及溶剂的混合液1与1.83g上述溶解有聚合物的溶液混合,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物1。在组合物1中,摩尔比为Si/Pb=76.0。
此外,将1.13g上述组合物1滴入平盘在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到钙钛矿化合物的浓度为1000μg/mL的固化物1(薄膜1)。固化物1(薄膜1)的膜厚为110μm。将固化物1(薄膜1)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物1(薄膜1)的发光光谱时,发光波长PLtop为523.0nm。换算能量值时为2.37eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物1(薄膜1)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.31eV。
《分散性D的评价》
固化物1(薄膜1)的分散性D为0.06eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物1(薄膜1)的量子产率时,(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.80(80%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物1(薄膜1)。观察所得的图像如图3所示。得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为500nm。
[实施例2]
准备好InP/ZnS(是指被ZnS包覆的InP)核壳型半导体微粒的分散液2(SIGMA-ALDR ICH公司制,产品编号776750)。
通过ICP-MS及离子色谱仪测定的分散液2中的InP/ZnS的浓度为4200ppm(μg/g)。
用TEM观察的半导体微粒的平均最大费雷特直径为8nm。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将0.45g上述包含InP/ZnS核壳型半导体微粒及溶剂的分散液2与0.98g上述溶解有聚合物的溶液混合后,再混合有机聚硅氮烷(Durazane 1500Slow Cure,默克先进科技材料公司制),得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物2。在组合物2中,摩尔比为Si/Pb=110。
此外,将上述组合物2滴入平盘在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到InP/ZnS核壳型半导体微粒的浓度为10000μg/mL的固化物2(薄膜2)。固化物2(薄膜2)的膜厚为90μm。将固化物2(薄膜2)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物2(膜2)的发光光谱时,发光波长PLtop为537.9nm。换算能量值时为2.31eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物2(薄膜2)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.29eV。
《分散性D的评价》
固化物2(薄膜2)的分散性D为0.02eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物2(薄膜2)的量子产率时,(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.59(59%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物2(薄膜2)。观察所得的图像如图4所示。得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,InP/ZnS核壳型半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为800nm。
实施例1及2的结果表示于表1。
[表1]
[实施例3]
混合碳酸铯0.814g、1-十八烯40mL与油酸2.5mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在l50℃加热1小时,配制碳酸铯溶液。
混合溴化铅0.276g与1-十八烯20mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在120℃加热1小时后,添加油酸2mL及油胺2mL,配制溴化铅分散液。
将溴化铅分散液升温至l60℃后,添加上述碳酸铯溶液1.6mL。添加后,将反应容器浸渍于冰水,降温至室温,得到钙钛矿化合物沉淀的分散液。
然后,将钙钛矿化合物沉淀的分散液,以10000rpm进行5分钟的离心分离,通过倾析法分离取得沉淀物,得到钙钛矿化合物。
用XRD测定钙钛矿化合物的X射线衍射图时,在2θ=14°的位置具有来自(hkl)=(001)的峰,确认具有3维结构的钙钛矿型晶体结构。
以TEM观察的钙钛矿化合物的最大费雷特直径(平均粒径)为11nm。
将钙钛矿化合物分散于甲苯5mL后,取分散液500μL,再分散于甲苯4.5mL,得到包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液3。
通过ICP-MS及离子色谱测定的分散液3中的钙钛矿化合物的浓度为1500ppm(μg/g)。
然后,将上述包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液3与有机聚硅氮烷(Durazane1500Rapid Cure,默克先进科技材料公司制)混合。在混合液中,摩尔比为Si/Pb=20.0。将上述混合液在25℃、80%的湿度条件下,用搅拌器一边搅拌,一边进行1天的改性处理,得到混合液3。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将0.15g上述包含钙钛矿化合物、有机聚硅氮烷改性体及溶剂的混合液3与0.913g上述溶解有聚合物的溶液混合,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物3。
此外,将1.13g上述组合物3滴入平盘在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到钙钛矿化合物的浓度为1000μg/mL的固化物3(薄膜3)。将固化物3(薄膜3)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物3(薄膜3)的发光光谱时,发光波长PLtop为523.2nm。换算能量值时为2.37eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物3(薄膜3)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.31eV。
《分散性D的评价》
固化物3(薄膜3)的分散性D为0.06eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物3(薄膜3)的量子产率时,(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.79(79%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物3(薄膜3)。观察所得的图像如图5所示。得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为500nm。
[实施例4]
除混合液的摩尔比为Si/Pb=66.8以外,与上述实施例3相同的方法,得到1cm×1cm的尺寸的固化物4(薄膜4)。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物4(薄膜4)的发光光谱时,发光波长PLtop为524.5nm。换算能量值时为2.36eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物4(薄膜4)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.35eV。
《分散性D的评价》
固化物4(薄膜4)的分散性D为0.01eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物4(薄膜4)的量子产率时,(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.78(78%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物4(薄膜4)时,得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为600nm。
[实施例5]
混合碳酸铯0.814g、1-十八烯40mL与油酸2.5mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在150℃加热1小时,配制碳酸铯溶液。
混合溴化铅0.276g与1-十八烯20mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在120℃加热1小时后,添加油酸2mL及油胺2mL,配制溴化铅分散液。
将溴化铅分散液升温至160℃后,添加上述碳酸铯溶液1.6mL。添加后,将反应容器浸渍于冰水,降温至室温,得到钙钛矿化合物沉淀的分散液。
然后,将钙钛矿化合物沉淀的分散液,以10000rpm进行5分钟的离心分离,通过倾析法分离取得沉淀物,得到钙钛矿化合物。
用XRD测定钙钛矿化合物的X射线衍射图时,在2θ=14°的位置具有来自(hkl)=(001)的峰,确认具有3维结构的钙钛矿型晶体结构。
以TEM观察的钙钛矿化合物的最大费雷特直径(平均粒径)为11nm。
将钙钛矿化合物分散于甲苯5mL后,取分散液500μL再分散于甲苯4.5mL,得到包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液5。
通过ICP-MS及离子色谱测定的分散液5中的钙钛矿化合物的浓度为1500ppm(μg/g)。
然后,将上述包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液5与有机聚硅氮烷(Durazane1500Slow Cure,默克先进科技材料公司制)混合。在混合液中,摩尔比为Si/Pb=76.0。将上述混合液在25℃、80%的湿度条件下,用搅拌器一边搅拌,一边进行1天的改性处理,得到混合液5。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将0.15g上述包含钙钛矿化合物、有机聚硅氮烷改性体及溶剂的混合液5与0.913g上述溶解有聚合物的溶液混合,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物5。
此外,将1.13g上述的组合物5滴入平盘在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到钙钛矿化合物的浓度为1000μg/mL的固化物5(薄膜5)。将固化物5(薄膜5)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物5(薄膜5)的发光光谱时,发光波长PLtop为522.0nm。换算能量值时为2.38eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物5(薄膜5)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.33eV。
《分散性D的评价》
固化物5(薄膜5)的分散性D为0.05eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物5(薄膜5)的量子产率时,(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.87(87%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物5(薄膜5)。观察所得的图像如图6所示。得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为1100nm。
[实施例6]
除混合液的摩尔比为Si/Pb=228以外,与上述实施例5相同的方法,得到1cm×1cm的尺寸的固化物6(薄膜6)。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物6(薄膜6)的发光光谱时,发光波长PLtop为522.7nm。换算能量值时为2.37eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物6(薄膜6)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.36eV。
《分散性D的评价》
固化物6(薄膜6)的分散性D为0.01eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物6(薄膜6)的量子产率时,(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.93(93%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物6(薄膜6)时,得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为1200nm。
实施例3~6的结果表示于表2。
[表2]
[实施例7]
混合碳酸铯0.814g、1-十八烯40mL与油酸2.5mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在l50℃加热1小时,配制碳酸铯溶液。
混合溴化铅0.110g、碘化铅0.208g与1-十八烯20mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在120℃加热1小时后,添加油酸2mL及油胺2mL,配制溴化铅-碘化铅分散液。
将溴化铅-碘化铅分散液升温至160℃后,添加上述碳酸铯溶液1.6mL。添加后,将反应容器浸渍于冰水,降温至室温,得到钙钛矿化合物沉淀的分散液。
然后,将钙钛矿化合物沉淀的分散液,以10000rpm进行5分钟的离心分离,通过倾析法分离取得沉淀物,得到钙钛矿化合物。
用XRD测定钙钛矿化合物的X射线衍射图时,在2θ=14.0的位置具有来自(hkl)=(001)的峰,确认具有3维结构的钙钛矿型晶体结构。
以TEM观察的钙钛矿化合物的最大费雷特直径(平均粒径)为19nm。
将钙钛矿化合物分散于甲苯5mL后,取分散液500μL再分散于甲苯4.5mL,得到包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液7。
通过ICP-MS及离子色谱测定的分散液7中的钙钛矿化合物的浓度为1500ppm(μg/g)。
然后,将上述包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液7与有机聚硅氮烷(Durazane 1500Rapid Cure,默克先进科技材料公司制)混合。在混合液中,摩尔比为Si/Pb=10.6。将上述混合液在25℃、80%的湿度条件,用搅拌器一边搅拌,一边进行1天的改性处理,得到混合液7。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将0.15g上述包含钙钛矿化合物、有机聚硅氮烷改性体及溶剂的混合液7与0.913g上述溶解有聚合物的溶液混合,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物7。
此外,将1.13g上述组合物7滴入平盘在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到钙钛矿化合物的浓度为1000μg/mL的固化物7(薄膜7)。将固化物7(薄膜7)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物7(薄膜7)的发光光谱时,发光波长PLtop为632.1nm。换算能量值时为1.96eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物7(薄膜7)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为1.93eV。
《分散性D的评价》
固化物7(薄膜7)的分散性D为0.03eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物7(薄膜7)的量子产率时,(3天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.62(62%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物7(薄膜7)。观察所得的图像如图7所示。得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为800nm。
[实施例8]
除混合液的摩尔比为Si/Pb=31.8以外,用与上述实施例7相同的方法,得到1cm×1cm的尺寸的固化物8(薄膜8)。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物8(薄膜8)的发光光谱时,发光波长PLtop为617.8nm。换算能量值时为2.00eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物8(薄膜8)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为1.98eV。
《分散性D的评价》
固化物8(薄膜8)的分散性D为0.02eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物8(薄膜8)的量子产率时,(3天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.77(77%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物8(薄膜8)时,得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为500nm。
[实施例9]
除混合液的摩尔比为Si/Pb=53.0以外,用与上述实施例7相同的方法,得到1cm×1cm的尺寸的固化物9(薄膜9)。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物9(薄膜9)的发光光谱时,发光波长PLtop为611.3nm。换算能量值时为2.03eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物9(薄膜9)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.00eV。
《分散性D的评价》
固化物9(薄膜9)的分散性D为0.03eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物9(薄膜9)的量子产率时,使用(3天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.86(86%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物9(薄膜9)时,得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为700nm。
实施例7~9的结果表示于表3。
[表3]
[实施例10]
混合碳酸铯0.814g、1-十八烯40mL与油酸2.5mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在150℃加热1小时,配制碳酸铯溶液。
混合溴化铅0.276g与1-十八烯20mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在l20℃加热1小时后,添加油酸2mL及油胺2mL,配制溴化铅分散液。
将溴化铅分散液升温至160℃后,添加上述碳酸铯溶液1.6mL。添加后,将反应容器浸渍于冰水,降温至室温,得到钙钛矿化合物沉淀的分散液。
然后,将钙钛矿化合物沉淀的分散液,以10000rpm进行5分钟的离心分离,通过倾析法分离取得沉淀物,得到钙钛矿化合物。
用XRD测定钙钛矿化合物的X射线衍射图时,在2θ=14°的位置具有来自(hkl)=(001)的峰,确认具有3维结构的钙钛矿型晶体结构。
以TEM观察的钙钛矿化合物的最大费雷特直径(平均粒径)为11nm。
将钙钛矿化合物分散于甲苯5mL后,取分散液500μL再分散于甲苯4.5mL,得到包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液10。
通过ICP-MS及离子色谱测定的分散液10中的钙钛矿化合物的浓度为1500ppm(μg/g)。
然后,将上述包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液10与八甲基环四硅氮烷(东京化成工业公司制)混合。在混合液中,摩尔比为Si/Pb=91.4。将上述混合液在25℃、80%的湿度条件,用搅拌器一边搅拌,一边进行1天的改性处理,得到混合液10。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将0.15g上述包含钙钛矿化合物、有机聚硅氮烷改性体及溶剂的混合液10与0.913g上述溶解有聚合物的溶液混合,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物10。
此外,将1.13g上述组合物10滴入平盘在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到钙钛矿化合物的浓度为1000μg/mL的固化物10(薄膜10)。将固化物10(薄膜10)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物10(薄膜10)的发光光谱时,发光波长PLtop为521.7nm。换算能量值时为2.38eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物10(薄膜10)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.29eV。
《分散性D的评价》
固化物10(薄膜10)的分散性D为0.09eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物10(薄膜10)的量子产率时,(5天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.67(67%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物10(薄膜10),得知形成海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为1500nm。
[实施例11]
混合碳酸铯0.814g、1-十八烯40mL与油酸2.5mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在150℃加热1小时,配制碳酸铯溶液。
混合溴化铅0.276g与1-十八烯20mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在120℃加热1小时后,添加油酸2mL及油胺2mL,配制溴化铅分散液。
将溴化铅分散液升温至160℃后,添加上述碳酸铯溶液1.6mL。添加后,将反应容器浸渍于冰水,降温至室温,得到钙钛矿化合物沉淀的分散液。
然后,将钙钛矿化合物沉淀的分散液,以10000rpm进行5分钟的离心分离,通过倾析法分离取得沉淀物,得到钙钛矿化合物。
用XRD测定钙钛矿化合物的X射线衍射图时,在2θ=14°的位置具有来自(hkl)=(001)的峰,确认具有3维结构的钙钛矿型晶体结构。
以TEM观察的钙钛矿化合物的最大费雷特直径(平均粒径)为11nm。
将钙钛矿化合物分散于甲苯5mL后,取分散液500μL再分散于甲苯4.5mL,得到包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液11。
通过ICP-MS及离子色谱测定的分散液11中的钙钛矿化合物的浓度为1500ppm(μg/g)。
然后,将上述包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液11与全氢聚硅氮烷(AZNN-120-20,默克先进科技材料公司制)混合。在混合液中,摩尔比为Si/Pb=10.4。上述混合液在25℃、80%的湿度条件,用搅拌器一边搅拌,一边进行1天的改性处理,得到混合液11。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂、MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将0.15g上述包含钙钛矿化合物、有机聚硅氮烷改性体及溶剂的混合液11与0.913g上述溶解有聚合物的溶液混合,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物11。
此外,将1.13g上述组合物11滴入平盘在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到钙钛矿化合物的浓度为1000μg/mL的固化物11(薄膜11)。将固化物11(薄膜11)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物11(薄膜11)的发光光谱时,发光波长PLtop为522.5nm。换算能量值时为2.37eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物11(薄膜11)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.34eV。
《分散性D的评价》
固化物11(薄膜11)的分散性D为0.03eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物11(薄膜11)的量子产率时,(5天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.70(70%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物11(薄膜11),得知形成了海岛状相分离结构。使用TEM进行EDX测定时,岛状相为聚硅氮烷,海状相为PMMA。此外,钙钛矿化合物的半导体微粒存在于岛状相内。岛状相的平均最大费雷特直径为1000nm。
实施例10及11的结果表示于表4。
[表4]
[比较例1]
准备好InP/ZnS核壳型半导体微粒的分散液2(SIGMA-ALDRICH公司制,产品编号776750)。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将1.3g上述包含InP/ZnS核壳型半导体微粒及溶剂的分散液2调整至40℃,在搅拌状态下,添加全氢聚硅氮烷(AZNN-120-20,默克先进科技材料公司制)39μL,然后在40℃搅拌1小时。所得的混合液12在减压下干燥,得到包含全氢聚硅氮烷的半导体微粒。
使InP/ZnS的重量含有率成为1%的方式,混合上述包含全氢聚硅氮烷的半导体微粒与上述溶解有聚合物的溶液,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物12。
此外,将0.98g上述组合物12滴入平盘在60℃静置12小时,使甲苯蒸发,得到固化物12(薄膜12)。
固化物12(薄膜12)的膜厚为100μm。将固化物12(薄膜12)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物12(薄膜12)的发光光谱时,发光波长PLtop为537.9nm。换算能量值时为2.31eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物12(薄膜12)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.23eV。
《分散性D的评价》
固化物12(薄膜12)的分散性D为0.08eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物12(薄膜12)的量子产率时,(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.53(53%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物12(薄膜12)时,InP/ZnS核壳型半导体微粒为核,全氢聚硅氮烷为壳,在一个一个InP/ZnS核壳型半导体微粒的周围存在数nm的全氢聚硅氮烷,没有形成岛状相为聚硅氮烷、海状相为PMMA的海岛状相分离结构。
[比较例2]
混合碳酸铯0.814g、1-十八烯40mL与油酸2.5mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在150℃加热1小时,配制碳酸铯溶液。
混合溴化铅0.276g与1-十八烯20mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在120℃加热1小时后,添加油酸2mL及油胺2mL,配制溴化铅分散液。
将溴化铅分散液升温至160℃后,添加上述碳酸铯溶液1.6mL。添加后,将反应容器浸渍于冰水,降温至室温,得到钙钛矿化合物沉淀的分散液。
然后,将钙钛矿化合物沉淀的分散液,以10000rpm进行5分钟的离心分离,通过倾析法分离取得沉淀物,得到钙钛矿化合物。
用XRD测定钙钛矿化合物的X射线衍射图时,在2θ=14°的位置具有来自(hkl)=(001)的峰,确认具有3维结构的钙钛矿型晶体结构。
以TEM观察的钙钛矿化合物的最大费雷特直径(平均粒径)为11nm。
将钙钛矿化合物分散于甲苯5mL后,取分散液500μL再分散于甲苯4.5mL,得到包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液13。
通过ICP-MS及离子色谱测定的分散液13中的钙钛矿化合物的浓度为1500ppm(μg/g)。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将0.15g上述包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液13与0.913g上述溶解有聚合物的溶液混合后,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物13。
此外,将上述组合物13的全部量滴入铝制的杯中在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到钙钛矿化合物的浓度为1000μg/mL的固化物13(薄膜13)。将固化物13(薄膜13)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物13(薄膜13)的发光光谱时,发光波长PLtop为519.0nm。换算能量值时为2.38eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物13(薄膜13)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为2.22eV。
《分散性D的评价》
固化物13(薄膜13)的分散性D为0.16eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物13(薄膜13)的量子产率时,(7天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.00(0%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物13(薄膜13)时,没有形成海岛状相分离结构。
[比较例3]
混合碳酸铯0.814g、1-十八烯40mL与油酸2.5mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在150℃加热1小时,配制碳酸铯溶液。
混合溴化铅0.110g、碘化铅0.208g与1-十八烯20mL。用磁力搅拌器搅拌,一边流氮气一边在120℃加热1小时后,添加油酸2mL及油胺2mL,配制溴化铅-碘化铅分散液。
将溴化铅-碘化铅分散液升温至160℃后,添加上述碳酸铯溶液1.6mL。添加后,将反应容器浸渍于冰水,降温至室温,得到钙钛矿化合物沉淀的分散液。
然后,将钙钛矿化合物沉淀的分散液,以10000rpm进行5分钟的离心分离,通过倾析法分离取得沉淀物,得到钙钛矿化合物。
用XRD测定钙钛矿化合物的X射线衍射图时,在2θ=14°的位置具有来自(hkl)=(00I)的峰,确认具有3维结构的钙钛矿型晶体结构。
以TEM观察的钙钛矿化合物的最大费雷特直径(平均粒径)为19nm。
将钙钛矿化合物分散于甲苯5mL后,取分散液500μL,再分散于甲苯4.5mL,得到包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液14。通过ICP-MS及离子色谱测定的分散液14中的钙钛矿化合物的浓度为1500ppm(μg/g)。
然后,以甲基丙烯酸树脂(PMMA,住友化学公司制,SUMIPEX甲基丙烯酸树脂,MH,分子量约12万,比重1.2g/mL)成为16.5质量%的方式,混合PMMA与甲苯后,在60℃加热3小时,得到溶解有聚合物的溶液。
将0.15g上述包含钙钛矿化合物及溶剂的分散液14与0.913g上述溶解有聚合物的溶液混合后,得到包含(1)、(2)、(3)及(4)的组合物14。
此外,将上述组合物14的全部量滴入铝制的杯中在室温静置12小时,以自然干燥使甲苯蒸发,得到钙钛矿化合物的浓度为1000μg/mL的固化物14(薄膜14)。将固化物14(薄膜14)切为1cm×1cm的尺寸。
《发光波长PLtop的测定》
使用绝对PL量子产率测定装置测定固化物14(薄膜14)的发光光谱时,发光波长PLtop为626.2nm。换算能量值时为1.98eV。
《带边缘Eg的测定》
使用紫外线可见近红外分光光度计测定固化物14(薄膜14)的紫外可见吸收光谱时,带边缘Eg为1.77eV。
《分散性D的评价》
固化物14(薄膜14)的分散性D为0.21eV。
《对水蒸气的耐久性的评价》
测定固化物14(薄膜14-)的量子产率时,(3天的对水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.04(4%)。
《TEM的观察》
用TEM观察固化物14(薄膜14)时,没有形成海岛状相分离结构。
比较例1~3的结果表示于表5。
[表5]
在实施例中,通过使用本案实施方式所得的组合物,无需进行预先混合(1)与(2)使其反应的步骤以及通过干燥所得的反应生成物而得到经(2)包覆的(1)的步骤,可制造对水蒸气具有耐久性的固化物。
[参考例1]
将实施例1~11记载的固化物1~11放入玻璃管等密封后,将其配置于作为光源的蓝色发光二极管与导光板之间,可制造能将蓝色发光二极管的蓝色光转换为绿色光、红色光的背光源。
[参考例2]
将实施例1~11记载的固化物1~11薄片化,可得到树脂组合物,在将以2片阻隔膜夹住而密封后的膜设置于导光板上,由此制作可将从放置于导光板的端面(侧面)的蓝色发光二极管通过导光板而照射于前述片的蓝色光转换为绿色光、红色光的背光源。
[参考例3]
通过将实施例1~11记载的固化物1~11设置于蓝色发光二极管的发光部附近,可制造能将照射的蓝色光转换为绿色光、红色光的背光源。
[参考例4]
将实施例1~11记载的组合物1~11与抗蚀剂混合后,通过除去溶剂,可得到波长转换材料。所得的波长转换材料,通过配置于作为光源的蓝色发光二极管与导光板之间、或作为光源的OLEO的下游,由此可制造能将光源的蓝色光转换为绿色光、红色光的背光源。
[参考例5]
将实施例1~11记载的组合物1~11与ZnS等导电性粒子混合后成膜,在单面层叠n型传输层,另一单面层叠p型传输层,得到LED。通过通入电流,p型半导体的空穴与n型半导体的电子在接合面的钙钛矿化合物中因电荷抵消而可发光。
[参考例6]
在氟掺杂的氧化锡(FTO)基板的表面上层叠氧化钛致密层,于其上层叠多孔性氧化铝层,在其上层叠实施例1~11记载的组合物1~11,除去溶剂后,于其上层叠2,2',7,7'-四[N,N'-二(对甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)等空穴传输层,再于其上层叠银(Ag)层,制作太阳能电池。
[参考例7]
将实施例1~11记载的组合物1~11与树脂混合后,除去溶剂,通过成形,可得到包含本发明的组合物的树脂组合物,将其设置于蓝色发光二极管的后段,制造能将从蓝色发光二极管照射于前述树脂成形体的蓝色光转换为绿色光、红色光而发出白色光的激光二极管照明。
[参考例8]
通过将实施例1~11记载的固化物1~11设置于蓝色发光二极管的后段,制造能将从蓝色发光二极管照射于前述树脂成形体的蓝色光转换为绿色光、红色光而发出白色光的激光二极管。
产业上的利用可能性
根据本发明,可提供能以简单的步骤制造对水蒸气具有耐久性的组合物、固化物及薄膜的方法以及通过前述制造方法制造的组合物。
因此,包含本发明的组合物的层叠结构体及使用前述组合物的显示器,可适合使用于发光用途。
符号说明
1a、1b层叠结构体、10薄膜、20,21基板、22密封材、2发光装置、3显示器、30光源、40液晶面板、50棱镜片、60导光板。
Claims (9)
1.一种薄膜,其是由包含(1)、(2)及(4)的组合物所构成的薄膜,
其具有海岛状相分离结构;
在所述海岛状相分离结构中,分别地(4)存在于海状疏水性区域,(1)及(2)存在于岛状亲水性区域;
所述岛状亲水性区域为0.1μm以上100μm以下;
(1)为具有发光性的半导体微粒,(2)为硅氮烷或其改性体,(4)为聚合性化合物或聚合物。
2.如权利要求1所述的薄膜,其中(1)为具有以A、B及X为构成成分的钙钛矿型晶体结构的化合物;
A是钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的六面体的各顶点的成分,且为1价阳离子;X表示钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的八面体的各顶点的成分,且为选自卤化物离子及硫氰酸根离子所组成的群组中的至少1种的阴离子;B是钙钛矿型晶体结构中位于将A配置于顶点的六面体及将X配置于顶点的八面体的中心的成分,且为金属离子。
3.如权利要求1或2所述的薄膜,其中发光波长PLtop与带边缘Eg的能量值的差D为0.2以下。
4.一种组合物的制造方法,包括:在(3)的存在下,混合(1)、(2)及(4)的步骤;(1)为具有发光性的半导体微粒,(2)为硅氮烷或其改性体,(3)为溶剂,(4)为聚合性化合物或聚合物。
5.如权利要求4所述的组合物的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤,以及将所述分散液与(2)及(4)混合的步骤。
6.如权利要求5所述的组合物的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤、将所述分散液与(2)混合而得到混合液的步骤,以及将所述混合液与(4)混合的步骤。
7.如权利要求5所述的组合物的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤、将所述分散液与(2')混合而得到混合液的步骤、对所述混合液实施改性处理而得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤,以及将所述包含硅氮烷改性体的混合液与(4)混合的步骤;其中(2')为硅氮烷。
8.一种固化物的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤、将所述分散液与(2')混合而得到混合液的步骤、对所述混合液实施改性处理而得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤、将所述包含硅氮烷改性体的混合液与(4")混合而得到组合物的步骤,以及从所述组合物除去(3)的步骤;其中(1)为具有发光性的半导体微粒;(2')为硅氮烷;(3)为溶剂;(4")为聚合物。
9.一种薄膜的制造方法,包括:使(1)分散于(3)而得到分散液的步骤、将所述分散液与(2')混合而得到混合液的步骤、对所述混合液实施改性处理而得到包含硅氮烷改性体的混合液的步骤、将所述包含硅氮烷改性体的混合液与(4")混合而得到组合物的步骤、涂布所述组合物于基板而得到涂布膜的步骤,以及从所述涂布膜除去(3)的步骤;其中(1)为具有发光性的半导体微粒;(2')为硅氮烷;(3)为溶剂;(4")为聚合物。
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