CN113748185B - 发光粒子的制造方法、发光粒子、发光粒子分散体、油墨组合物及发光元件 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有发光特性优异的钙钛矿型半导体纳米晶体且稳定性高的发光粒子及其制造方法、以及包含该发光粒子的发光粒子分散体、油墨组合物及发光元件。本发明的发光粒子的制造方法的特征在于,具有:准备母粒子91的工序,该母粒子91包含具有发光性的钙钛矿型半导体纳米晶体911、及以配位于半导体纳米晶体911的表面的配位子构成且配位子的分子彼此形成硅氧烷键的表面层912;及用疏水性聚合物被覆母粒子91的表面而形成聚合物层93的工序。

Description

发光粒子的制造方法、发光粒子、发光粒子分散体、油墨组合 物及发光元件
技术领域
本发明关于一种发光粒子的制造方法、发光粒子、发光粒子分散体、油墨组合物及发光元件。
现有技术
下一代的显示元件所要求的国际标准BT.2020(Broadcasting service 2020,广播服务2020)是极具野心的标准,即便是目前的使用颜料的滤色器、有机EL,也难以满足该标准。
另一方面,具有发光性的半导体纳米晶体是发出发光波长的半值宽度窄的荧光或磷光的材料,作为可满足BT.2020的材料而备受注目。在初期,使用CdSe等作为半导体纳米晶体,但为了避免其有害性,最近使用InP等。
然而,InP的稳定性低,以稳定化的提升为目的,积极地进行着研究。另外,InP等半导体纳米晶体由于发光波长由其粒子尺寸决定,因而为了获得半值宽度窄的发光,必须精密控制粒径的分散,其生产方面存在较多的问题。
近年来,发现了具有钙钛矿型晶体结构的半导体纳米晶体,且备受注目(例如参照专利文献1)。一般的钙钛矿型半导体纳米晶体是CsPbX3(X表示Cl、Br或I)所表示的化合物。关于钙钛矿型半导体纳米晶体,除了调整其粒子尺寸以外、还可调整卤素原子的存在比例,从而能够控制发光波长。由于该调整操作可简便地进行,因而钙钛矿型半导体纳米晶体与InP等半导体纳米晶体相比,具有更容易控制发光波长,因此生产性高的特征。
如此,钙钛矿型半导体纳米晶体虽具有极其优异的发光特性,但存在容易因氧、水分、热等而不稳定化等问题。因此,对于钙钛矿型半导体纳米晶体,必须通过某些方法来提高其稳定性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-222851号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种具有发光特性优异的钙钛矿型半导体纳米晶体且稳定性高的发光粒子及其制造方法、以及包含该发光粒子的发光粒子分散体、油墨组合物及发光元件。
用于解决课题的方法
这样的目的可通过下述(1)~(16)的本发明来达成。
(1)一种发光粒子的制造方法,其特征在于,具有:工序1,其将包含半导体纳米晶体的原料化合物的溶液、与包含含有Si且具有可形成硅氧烷键的反应性基的化合物的溶液加以混合,从而析出具有发光性的钙钛矿型半导体纳米晶体,并且使上述化合物配位于该半导体纳米晶体的表面,然后,使配位的上述化合物中的上述反应性基缩合,从而获得在上述半导体纳米晶体的表面形成了具有上述硅氧烷键的表面层的母粒子;及
工序2,其接下来用疏水性聚合物被覆上述母粒子的表面而形成聚合物层。
(2)如上述(1)所记载的发光粒子的制造方法,其中,上述半导体纳米晶体的平均粒径为40nm以下。
(3)如上述(1)或(2)所记载的发光粒子的制造方法,其中,上述表面层的厚度为0.5~50nm。
(4)如上述(1)至(3)中任一项所记载的发光粒子的制造方法,其中,上述具有反应性基的化合物具有与上述半导体纳米晶体所包含的阳离子结合的结合性基。
(5)如上述(4)所记载的发光粒子的制造方法,其中,上述结合性基是羧基、巯基及氨基中的至少1种。
(6)如上述(1)至(5)中任一项所记载的发光粒子的制造方法,其中,上述聚合物层的厚度为0.5~100nm。
(7)如上述(1)至(6)中任一项所记载的发光粒子的制造方法,其中,上述疏水性聚合物是将可溶于非水溶剂且聚合后变为不溶或难溶的至少1种聚合性不饱和单体、与可溶于非水溶剂的具有聚合性不饱和基的聚合物一并载持于上述母粒子的表面后,使上述聚合物与上述聚合性不饱和单体进行聚合而获得。
(8)如上述(7)所记载的发光粒子的制造方法,其中,上述非水溶剂包含脂肪族烃系溶剂及脂环式烃系溶剂的至少一者。
(9)一种发光粒子,其特征在于,具有:母粒子,其包含具有发光性的钙钛矿型半导体纳米晶体、及以配位于该半导体纳米晶体的表面的配位子构成且该配位子的分子彼此形成硅氧烷键的表面层;及
聚合物层,其被覆该母粒子的表面,且以疏水性聚合物构成。
(10)如上述(9)所记载的发光粒子,其中,上述疏水性聚合物是可溶于非水溶剂且聚合后变为不溶或难溶的至少1种聚合性不饱和单体与可溶于非水溶剂的具有聚合性不饱和基的聚合物的聚合物。
(11)一种发光粒子分散体,其特征在于,含有上述(9)或(10)所记载的发光粒子、及分散该发光粒子的分散介质。
(12)一种油墨组合物,其特征在于,含有上述(9)或(10)所记载的发光粒子、光聚合性化合物及光聚合引发剂。
(13)如上述(12)所记载的油墨组合物,其中,上述光聚合性化合物为光自由基聚合性化合物。
(14)如上述(12)或(13)所记载的油墨组合物,其中,上述光聚合引发剂是选自由烷基苯酮系化合物、酰基氧化膦系化合物及肟酯系化合物所组成的组中的至少1种。
(15)一种发光元件,其特征在于,具有包含上述(9)或(10)所记载的发光粒子的发光层。
(16)如上述(15)所记载的发光元件,其进一步具有对上述发光层照射光的光源部。
发明的效果
根据本发明,可获得发光特性优异且因存在表面层及聚合物层而稳定性高的发光粒子。
附图说明
[图1]是表示本发明的发光粒子的一个实施方式的剖面图。
[图2]是表示本发明的发光元件的一个实施方式的剖面图。
[图3]是表示主动矩阵电路的构成的概略图。
[图4]是表示主动矩阵电路的构成的概略图。
具体实施方式
以下,基于附图所示的优选实施方式对本发明的发光粒子的制造方法、发光粒子、发光粒子分散体、油墨组合物及发光元件详细地进行说明。
图1是表示本发明的发光粒子的一个实施方式的剖面图。
<发光粒子及其制造方法>
图1所示的发光粒子90具有:母粒子91,其包含具有发光性的钙钛矿型半导体纳米晶体(以下,有时也简称为“纳米晶体911”)、及以配位于该纳米晶体911的表面的配位子构成且配位子的分子彼此形成硅氧烷键的表面层912;及聚合物层92,其被覆母粒子91的表面,且以疏水性聚合物构成。因此,发光粒子90的纳米晶体911由表面层912及聚合物层92保护,因而可维持优异的发光特性,并且发挥对氧、水、热等的高稳定性。
该发光粒子90可通过具有以下工序的方法(本发明的发光元件的制造方法)来制造:工序1,其将包含半导体纳米晶体的原料化合物的溶液、与包含含有Si且具有可形成硅氧烷键的反应性基的化合物的溶液加以混合,从而析出具有发光性的钙钛矿型半导体纳米晶体,并且使上述化合物配位于该半导体纳米晶体的表面,然后,使配位的上述化合物中的上述反应性基缩合,从而获得在上述半导体纳米晶体的表面形成了具有上述硅氧烷键的表面层的母粒子;及工序2,其接下来用疏水性聚合物被覆上述母粒子的表面而形成聚合物层。
<<工序1(母粒子准备工序)>>
首先,对工序1进行详述,经过工序1获得的发光粒子91是下一工序即工序2中的母粒子,并且具有纳米晶体911、及被覆该纳米晶体911的表面层912。该母粒子91本身可单独用作发光粒子。
[纳米晶体911]
经过工序1获得的纳米晶体911是具有钙钛矿型晶体结构、且吸收激发光而发出荧光或磷光的纳米尺寸的结晶体(纳米晶体粒子)。该纳米晶体911例如为通过透射型电子显微镜或扫描型电子显微镜所测得的最大粒径为100nm以下的结晶体。
纳米晶体911例如可由特定波长的光能、电能激发,发出荧光或磷光。
具有钙钛矿型晶体结构的纳米晶体911是通式:AaMbXc所表示的化合物。
式中,A是有机阳离子及金属阳离子中的至少1种。作为有机阳离子,可列举铵、甲脒阳离子(formamidinium)、胍阳离子(guanidinium)、咪唑阳离子(imidazolium)、吡啶阳离子、吡咯烷
Figure BDA0003320565080000051
阳离子(pyrrolidinium)、质子化硫脲等,作为金属阳离子,可列举Cs、Rb、K、Na、Li等阳离子。
M为至少1种金属阳离子。作为金属阳离子,可列举Ag、Au、Bi、Ca、Ce、Co、Cr、Cu、Eu、Fe、Ga、Ge、Hf、In、Ir、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Nd、Ni、Os、Pb、Pd、Pt、Re、Rh、Ru、Sb、Sm、Sn、Sr、Te、Ti、V、W、Zn、Zr等阳离子。
X为至少1种阴离子。作为阴离子,可列举氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子、氰化物离子等。
a为1~4,b为1~2,c为3~9。
该纳米晶体911可通过调整其粒子尺寸、构成X部位的阴离子的种类及存在比例,来控制发光波长(发光色)。
作为纳米晶体911的具体组成,就光强度优异、并且量子效率优异的方面而言,优选为CsPbBr3、CH3NH3PbBr3、CHN2H4PbBr3等使用Pb作为M的纳米晶体911。另外,就低毒性且对环境的影响小的方面而言,优选为CsPbBr3、CH3NH3PbBr3、CHN2H4PbBr3等使用Pb以外的金属阳离子作为M的纳米晶体911。
纳米晶体911可为发出在605~665nm的波长范围具有发光峰的光(红色光)的红色发光性晶体,可为发出在500~560nm的波长范围具有发光峰的光(绿色光)的绿色发光性晶体,也可为发出在420~480nm的波长范围具有发光峰的光(蓝色光)的蓝色发光性晶体。另外,在一个实施方式中,也可为这些纳米晶体的组合。
需说明的是,纳米晶体911的发光峰的波长例如可在使用绝对PL量子产率测定装置所测得的荧光光谱或磷光光谱中确认。
红色发光性纳米晶体911优选在665nm以下、663nm以下、660nm以下、658nm以下、655nm以下、653nm以下、651nm以下、650nm以下、647nm以下、645nm以下、643nm以下、640nm以下、637nm以下、635nm以下、632nm以下或630nm以下的波长范围具有发光峰,优选在628nm以上、625nm以上、623nm以上、620nm以上、615nm以上、610nm以上、607nm以上或605nm以上的波长范围具有发光峰。
这些上限值及下限值可任意地组合。需说明的是,在以下的同样的记载中,独立记载的上限值及下限值也可任意地组合。
绿色发光性纳米晶体911优选在560nm以下、557nm以下、555nm以下、550nm以下、547nm以下、545nm以下、543nm以下、540nm以下、537nm以下、535nm以下、532nm以下或530nm以下的波长范围具有发光峰,优选在528nm以上、525nm以上、523nm以上、520nm以上、515nm以上、510nm以上、507nm以上、505nm以上、503nm以上或500nm以上的波长范围具有发光峰。
蓝色发光性纳米晶体911优选在480nm以下、477nm以下、475nm以下、470nm以下、467nm以下、465nm以下、463nm以下、460nm以下、457nm以下、455nm以下、452nm以下或450nm以下的波长范围具有发光峰,优选在450nm以上、445nm以上、440nm以上、435nm以上、430nm以上、428nm以上、425nm以上、422nm以上或420nm以上的波长范围具有发光峰。
纳米晶体911的形状并无特别限定,可为任意的几何形状,也可为任意的不规则形状。作为纳米晶体911的形状,例如可列举长方体状、立方体状、球状、正四面体状、椭圆体状、角锥形状、盘状、枝状、网状、杆状等。需说明的是,作为纳米晶体911的形状,优选为方向性小的形状(例如球状、正四面体状等)。通过使用该形状的纳米晶体911,可获得反映其形状的发光粒子90,能够进一步提高制备包含该发光粒子90的油墨组合物时的均匀分散性及流动性。
纳米晶体911的平均粒径(体积平均径)优选为40nm以下,更优选为30nm以下,进一步优选为20nm以下。另外,纳米晶体911的平均粒径优选为1nm以上,更优选为1.5nm以上,进一步优选为2nm以上。具有该平均粒径的纳米晶体911容易发出所需的波长的光,因而优选。
需说明的是,纳米晶体911的平均粒径是通过利用透射型电子显微镜或扫描型电子显微镜进行测定,算出体积平均径而获得。
另外,纳米晶体911具有可成为配位部位的表面原子,因而具有高反应性。纳米晶体911由于具有这样的高反应性、或与一般的颜料相比具有大的表面积,因而在油墨组合物中容易发生凝聚。
纳米晶体911是通过量子尺寸效应而产生发光。因此,若纳米晶体911凝聚,则产生淬灭现象,引起荧光量子产率的降低,亮度及色再现性降低。在本发明中,纳米晶体911由表面层912及聚合物层92被覆,因而发光粒子90在制备油墨组合物时也不易凝聚,也不易产生由该凝聚所引起的发光特性的降低。
[表面层912]
经过工序1获得的表面层912是以可配位于纳米晶体911的表面且分子彼此可形成硅氧烷键的配位子构成。
该配位子是含有Si、且具有形成硅氧烷键的反应性基的化合物。该化合物优选进一步具有与纳米晶体911所包含的阳离子结合的结合性基。
作为反应性基,就容易形成硅氧烷键的方面而言,优选为硅烷醇基、碳原子数为1~6的烷氧基甲硅烷基那样的水解性甲硅烷基。
作为结合性基,例如可列举羧基、氨基、铵基、巯基、膦基、氧化膦基(phosphineoxide group)、磷酸基、膦酸基、次磷酸基、磺酸基、硼酸基等。其中,作为结合性基,优选为羧基、巯基及氨基中的至少1种。这些结合性基与上述反应性基相比,对纳米晶体911所包含的阳离子的亲和性高。因此,配位子能够将结合性基置于纳米晶体911侧而配位,更容易且切实地形成表面层912。
作为该配位子,可含有1种以上的含结合性基的硅化合物,或并用2种以上。
优选地,可含有含羧基的硅化合物、含氨基的硅化合物、含巯基的硅化合物的任一种,或并用2种以上。
作为含羧基的硅化合物的具体例,例如可列举3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酸、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酸、2-羧基乙基苯基双(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-N’-羧基甲基乙二胺、N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]邻苯二甲酰胺、N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺-N,N’,N’-三乙酸等。
另一方面,作为含氨基的硅化合物的具体例,例如可列举3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二丙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二异丙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三丙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三异丙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基二甲基甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-11-氨基十一基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基硅烷三醇、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N,N-双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺、(氨基乙基氨基乙基)苯基三甲氧基硅烷、(氨基乙基氨基乙基)苯基三乙氧基硅烷、(氨基乙基氨基乙基)苯基三丙氧基硅烷、(氨基乙基氨基乙基)苯基三异丙氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯基三甲氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯基三乙氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯基三丙氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯基三异丙氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-N-γ-(N-乙烯基苄基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(N-二(乙烯基苄基)氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(N-二(乙烯基苄基)氨基乙基)-N-γ-(N-乙烯基苄基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、甲基苄基氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、二甲基苄基氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、苄基氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、苄基氨基乙基氨基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-(N-苯基)氨基丙基三甲氧基硅烷、N,N-双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺、(氨基乙基氨基乙基)苯乙基三甲氧基硅烷、(氨基乙基氨基乙基)苯乙基三乙氧基硅烷、(氨基乙基氨基乙基)苯乙基三丙氧基硅烷、(氨基乙基氨基乙基)苯乙基三异丙氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三乙氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三丙氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三异丙氧基硅烷、N-[2-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基氨基]乙基]乙二胺、N-[2-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基氨基]乙基]乙二胺、N-[2-[3-(三丙氧基甲硅烷基)丙基氨基]乙基]乙二胺、N-[2-[3-(三异丙氧基甲硅烷基)丙基氨基]乙基]乙二胺等。
作为含巯基的硅化合物的具体例,例如可列举3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-巯基乙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-巯基乙基甲基二乙氧基硅烷、3-[乙氧基双(3,6,9,12,15-五氧二十八烷-1-基氧基)甲硅烷基]-1-丙硫醇等。
在图1中示出母粒子91的一例。图1所示的母粒子91是使作为配位子的3-氨基丙基三甲氧基硅烷配位于包含Pb阳离子作为M部位的纳米晶体911的表面,形成表面层912而成。
表面层912的厚度优选为0.5~50nm,更优选为1.0~30nm。若为具有该厚度的表面层912的发光粒子90(母粒子91),则可充分地提高纳米晶体911对热的稳定性。
需说明的是,表面层912的厚度可通过调整将配位子的结合性基与反应性基连接的连接结构的原子数(链长)而变更。
这样的母粒子91可通过将包含纳米晶体911的原料化合物的溶液、与包含含有Si且具有可形成硅氧烷键的反应性基的化合物的溶液加以混合后,使配位于析出的纳米晶体911的表面的反应性基缩合而容易地制作。此时,有进行加热而制造的方法、及不进行加热而制造的方法。
首先,对进行加热而制造母粒子91的方法进行说明。可列举如下方法:分别制备包含通过反应而合成半导体纳米晶体的2种原料化合物的溶液,此时,预先在2种溶液的任一者中加入含有Si且具有可形成硅氧烷键的反应性基的化合物;接下来,将它们在非活性气体气氛下加以混合,在140~260℃的温度条件下进行反应;接下来,冷却至-20~30℃,进行搅拌,由此析出纳米晶体。析出的纳米晶体成为在纳米晶体911的表面形成了具有硅氧烷键的表面层912的纳米晶体,可通过离心分离等常规方法获得纳米晶体。
具体而言,例如制备包含碳酸铯、油酸及有机溶剂的溶液。作为有机溶剂,可使用1-十八烯、二辛醚、二苯醚等。此时,优选以相对于有机溶剂40mL,碳酸铯成为0.2~2g,油酸成为0.1~10mL的方式调整各自的添加量。将所获得的溶液在90~150℃减压干燥10~180分钟后,在氩、氮等非活性气体气氛下加热至100~200℃,由此获得铯-油酸溶液。
另一方面,制备包含溴化铅(II)及与上述相同的有机溶剂的溶液。此时,相对于有机溶剂5mL,添加溴化铅(II)20~100mg。将所获得的溶液在90~150℃减压干燥10~180分钟后,在氩、氮等非活性气体气氛下添加0.1~2mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
并且,在将包含溴化铅(II)及3-氨基丙基三乙氧基硅烷的溶液加热至140~260℃的状态下添加上述铯-油酸溶液,加热搅拌1~10秒,由此使其反应后,将所获得的反应液通过冰浴进行冷却。此时,优选相对于包含溴化铅(II)及3-氨基丙基三乙氧基硅烷的溶液5mL,添加铯-油酸溶液0.1~1mL。在-20~30℃的搅拌中,纳米晶体911析出,并且3-氨基丙基三乙氧基硅烷及油酸配位于纳米晶体911的表面。
然后,将所获得的反应液在大气下、室温(10~30℃、湿度5~60%)搅拌5~300分钟后,添加0.1~50mL的乙醇,由此获得悬浮液。在大气下、室温的搅拌中,3-氨基丙基三乙氧基硅烷的烷氧基甲硅烷基缩合,在纳米晶体911的表面形成具有硅氧烷键的表面层912。
将所获得的悬浮液进行离心分离而回收固体物质,将固体物质添加至己烷中,由此可获得母粒子91分散于甲苯而成的母粒子分散液,该母粒子91在由三溴化铅铯构成的纳米晶体911的表面具备具有硅氧烷键的表面层912。
接下来,对不进行加热而制造母粒子91的方法进行说明。可列举以下方法:将包含半导体纳米晶体的原料化合物的溶液、与包含含有Si且具有可形成硅氧烷键的反应性基的化合物的溶液于大气下加以混合,接下来,将所获得的混合物加入至相对于纳米晶体而言为不良溶剂的大量的有机溶剂,由此析出纳米晶体。有机溶剂的使用量优选为相对于半导体纳米晶体,以质量为基准,为10~1000倍量。另外,析出的纳米晶体成为在纳米晶体911的表面形成了具有硅氧烷键的表面层912的纳米晶体,可通过离心分离等通常方法获得纳米晶体。
具体而言,作为包含半导体纳米晶体的原料化合物的溶液,例如制备包含溴化铅(II)、甲胺氢溴酸盐及有机溶剂的溶液。有机溶剂只要为纳米晶体的良溶剂即可,就相溶性的方面而言,优选为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、及它们的混合溶剂。此时,优选以相对于有机溶剂10mL,溴化铅(II)成为50~200mg,甲胺氢溴酸盐成为10~100mg的方式调整各自的添加量。
另一方面,作为包含含有Si且具有可形成硅氧烷键的反应性基的化合物的溶液,例如制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷、油酸及不良溶剂。作为不良溶剂,可使用异丙醇、甲苯、己烷等。此时,优选以相对于不良溶剂5mL,3-氨基丙基三乙氧基硅烷成为0.01~0.5mL,油酸成为0.01~0.5mL的方式调整各自的添加量。
并且,对于上述包含溴化铅(II)及甲胺氢溴酸盐的溶液0.1~5mL,在大气下、0~60℃添加上述包含3-氨基丙基三乙氧基硅烷的溶液5mL而获得混合物。然后,立即将所获得的混合物添加至大量的反溶剂,在大气下搅拌5~180秒后,通过离心分离而回收固体物质。在将混合物添加至大量的反溶剂时,纳米晶体911析出,并且3-氨基丙基三乙氧基硅烷及油酸配位于纳米晶体911的表面。并且,在大气下的搅拌中,3-氨基丙基三乙氧基硅烷的烷氧基甲硅烷基缩合,在纳米晶体911的表面形成具有硅氧烷键的表面层912。
通过将该回收的固体物质添加至甲苯中,可获得母粒子91分散于甲苯而成的母粒子分散液,该母粒子91在由甲基铵三溴化铅晶体构成的纳米晶体911的表面具备具有硅氧烷键的表面层912。
<<工序2(聚合物层形成工序)>>
接下来,用疏水性聚合物被覆工序1中所获得的母粒子91的表面而形成聚合物层92。通过用疏水性聚合物层92被覆母粒子91,可对发光粒子90赋予对氧、水分的高稳定性。另外,在制备油墨组合物时,也可提升发光粒子90的分散稳定性。
该聚合物层92可通过以下方法等来形成:方法I:通过在包含疏水性聚合物的清漆中添加母粒子91并加以混合,利用疏水性聚合物被覆母粒子91的表面;方法II:使可溶于非水溶剂且聚合后变为不溶或难溶的至少1种聚合性不饱和单体与可溶于非水溶剂的具有聚合性不饱和基的聚合物一并载持于母粒子91的表面后,使聚合物与聚合性不饱和单体进行聚合。
需说明的是,方法I中的疏水性聚合物包含方法II中的使聚合物与聚合性不饱和单体进行聚合而成的聚合物。
其中,聚合物层92优选为通过方法II来形成。根据方法II,能够以高密合性将均匀厚度的聚合物层92形成于母粒子91。
[非水溶剂]
本工序中所使用的非水溶剂优选为可溶解疏水性聚合物的有机溶剂,若可均匀地分散母粒子91,则进一步优选。通过使用这样的非水溶剂,可非常简便地使疏水性聚合物吸附于母粒子91而被覆聚合物层92。进一步优选非水溶剂为低介电常数溶剂。通过使用低介电常数溶剂,仅将疏水性聚合物与母粒子91在该非水溶剂中加以混合,即可使疏水性聚合物牢固地吸附于母粒子91表面,被覆聚合物层92。
如此获得的聚合物层92即便用溶剂清洗发光粒子90,也难以从母粒子91去除。进一步,非水溶剂的介电常数越低则越优选。具体而言,非水溶剂的介电常数优选为10以下,进一步优选为6以下,特别优选为5以下。作为优选的非水溶剂,为脂肪族烃系溶剂及脂环式烃系溶剂,优选为包含至少一者的有机溶剂。
作为脂肪族烃系溶剂或脂环式烃系溶剂,例如可列举正己烷、正庚烷、正辛烷、环戊烷、环己烷等。
另外,也可在不损害本发明的效果的范围内,使用在脂肪族烃系溶剂及脂环式烃系溶剂的至少一者混合有其他有机溶剂的混合溶剂作为非水溶剂。作为该其他有机溶剂,例如可列举甲苯、二甲苯那样的芳香族烃系溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸戊酯那样的酯系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、环己酮那样的酮系溶剂;甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇那样的醇系溶剂等。
在以混合溶剂的形式使用时,优选将脂肪族烃系溶剂及脂环式烃系溶剂的至少一者的使用量设为50质量%以上,更优选为设为60质量%以上。
[可溶于非水溶剂的含有聚合性不饱和基的聚合物]
本工序中所使用的可溶于非水溶剂的含有聚合性不饱和基的聚合物(以下,也记载为“聚合物(P)”)包含:对以具有碳原子数4以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)、或具有聚合性不饱和基的含氟化合物(B、C)作为主成分的聚合性不饱和单体的共聚物导入聚合性不饱和基而成的聚合物;或由以具有碳原子数4以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)或具有聚合性不饱和基的含氟化合物(B、C)作为主成分的聚合性不饱和单体的共聚物构成的大分子单体等。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯(A),例如可列举(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯。此处,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”意思是甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯两者。关于“(甲基)丙烯酰基”的表述也是同样。
另一方面,作为具有聚合性不饱和基的含氟化合物(B),例如可列举下述通式(B1)所表示的化合物。
[化1]
Figure BDA0003320565080000131
上述通式(B1)中,R4为氢原子、氟原子、甲基、氰基、苯基、苄基或-CnH2n-Rf’(其中,n为1~8的整数,Rf’是下述式(Rf-1)~(Rf-7)的任一种基团)。
另外,上述通式(B1)中,L是下述式(L-1)~(L-10)的任一种基团。
[化2]
-OCnH2n- (L-1)
-OCH2CH2OCH2- (L-2)
Figure BDA0003320565080000141
(上述式(L-1)、(L-3)、(L-5)、(L-6)及(L-7)中的n为1~8的整数。上述式(L-8)、(L-9)及(L-10)中的m为1~8的整数,n为0~8的整数。上述式(L-6)及(L-7)中的Rf”是下述式(Rf-1)~(Rf-7)的任一种基团。)
另外,上述通式(B1)中,Rf是下述式(Rf-1)~(Rf-7)的任一种基团。
[化3]
——CnF2n+1 (Rf-1)
——CnF2nH (Rf-2)
——CnF2n-1 (Rf-3)
——CnF2n-3 (Rf-4)
——CmF2mOCnF2nCF3 (Rf-5)
——CmF2mOCnF2nOCpF2pCF3 (Rf-6)
——CF2OC2F4OC2F4OCF3 (Rf-7)
(上述式(Rf-1)~(Rf-4)中的n为4~6的整数。上述式(Rf-5)中的m为1~5的整数,n为0~4的整数,且m与n的合计为4~5。上述式(Rf-6)中的m为0~4的整数,n为1~4的整数,p为0~4的整数,且m、n及p的合计为4~5。)
另外,作为上述通式(B1)所表示的化合物的优选的具体例,可列举下述式(B1-1)~(B1-7)所表示的甲基丙烯酸酯、下述(B1-8)~(B1-15)所表示的丙烯酸酯等。需说明的是,这些化合物可单独使用1种,也可并用2种以上。
[化4]
Figure BDA0003320565080000151
[化5]
Figure BDA0003320565080000161
另外,作为具有聚合性不饱和基的含氟化合物(C),例如可列举具有聚(全氟亚烷基醚)链、且在其两末端具有聚合性不饱和基的化合物。
聚(全氟亚烷基醚)链优选具有碳原子数1~3的二价氟化碳基与氧原子交替地连接而成的结构。
该聚(全氟亚烷基醚)链可仅包含1种碳原子数1~3的二价氟化碳基,也可包含多种。作为具体的聚(全氟亚烷基醚),可列举下述通式(C1)所表示的结构。
[化6]
Figure BDA0003320565080000162
上述通式(C1)中,X为下述式(C1-1)~(C1-5)。
多个X可相同,也可不同。在包含不同的X的情况下(包含多种重复单元X-O的情况下),多个相同的重复单元X-O可无规状或嵌段状地存在。
另外,n为重复单元的数量,为1以上的整数。
[化7]
——CF2—— (C1-1)
——CF2CF2—— (C1-2)
——CF2CF2CF2—— (Cl-3)
Figure BDA0003320565080000171
其中,作为聚(全氟亚烷基醚)链,就氟原子数与氧原子数的平衡性良好、聚合物(P)容易与母粒子91的表面缠联的方面而言,优选上述式(C1-1)所表示的全氟亚甲基与上述式(C1-2)所表示的全氟亚乙基共存的结构。
这种情况下,上述式(C1-1)所表示的全氟亚甲基与上述式(C1-2)所表示的全氟亚乙基的存在比率以摩尔比率[全氟亚甲基(C1-1)/全氟亚乙基(C1-2)]计,优选为1/10~10/1,更优选为2/8~8/2,进一步优选为3/7~7/3。
另外,上述通式(C1)中的n优选为3~100,更优选为6~70。进一步,聚(全氟亚烷基醚)链所包含的氟原子数合计优选为18~200,更优选为25~150。在该构成的聚(全氟亚烷基醚)链中,氟原子数与氧原子数的平衡性进一步变得良好。
作为在两末端导入聚合性不饱和基前的具有聚(全氟亚烷基醚)链的原料化合物,例如可列举下述式(C2-1)~(C2-6)。需说明的是,下述式(C2-1)~(C2-6)中的“-PFPE-”为聚(全氟亚烷基醚)链。
[化8]
HO-CH2-PFPECH2-OH (C2-1)
HO-CH2CH2-PFPE-CH2CH2-OH (C2-2)
Figure BDA0003320565080000181
OCN-PFPE-NCO (C2-5)
Figure BDA0003320565080000182
导入至聚(全氟亚烷基醚)链的两末端的聚合性不饱和基例如可列举下述式U-1~U-5所表示的结构。
[化9]
Figure BDA0003320565080000183
其中,就容易获取、制造含氟化合物(C)本身、或容易与其他聚合性不饱和单体进行共聚的方面而言,优选为上述式U-1所表示的丙烯酰氧基、或上述式U-2所表示的甲基丙烯酰氧基。
作为含氟化合物(C)的具体例,可列举下述式(C-1)~(C-13)所表示的化合物。需说明的是,下述式(C-1)~(C-13)中的“-PFPE-”为聚(全氟亚烷基醚)链。
[化10]
Figure BDA0003320565080000191
[化11]
Figure BDA0003320565080000192
其中,作为含氟化合物(C),就工业上容易制造的方面而言,优选为上述式(C-1)、(C-2)、(C-5)或(C-6)所表示的化合物,就可合成容易与母粒子91的表面缠联的聚合物(P)的方面而言,更优选为在上述式(C-1)所表示的聚(全氟亚烷基醚)链的两末端具有丙烯酰基的化合物、或在上述式(C-2)所表示的聚(全氟亚烷基醚)链的两末端具有甲基丙烯酰基的化合物。
另外,作为可用作聚合性不饱和单体的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)及含氟化合物(B、C)以外的化合物,例如可列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯那样的芳香族乙烯基系化合物;(甲基)丙烯酸苄酯、二甲基氨基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二溴丙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯那样的(甲基)丙烯酸酯系化合物;马来酸、富马酸、衣康酸那样的不饱和二羧酸与一元醇的二酯系化合物;苯甲酸乙烯酯、“VeoVa”(荷兰壳牌公司制造的乙烯酯)那样的乙烯酯系化合物等。
这些化合物优选为以与(甲基)丙烯酸烷基酯(A)或含氟化合物(B、C)的无规共聚物的形式使用。由此,可充分地提高所获得的聚合物(P)在非水溶剂中的溶解性。
上述可用作聚合性不饱和单体的化合物可单独使用1种,也可并用2种以上。其中,优选使用(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯那样的具有直链状或支链状的碳原子数4~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)。
聚合性不饱和单体的共聚物是通过利用常规方法使聚合性不饱和单体聚合而获得。
进一步,通过对该共聚物导入聚合性不饱和基,获得聚合物(P)。
作为聚合性不饱和基的导入方法,例如可列举以下方法I~IV。
方法I为以下方法:预先配合丙烯酸、甲基丙烯酸那样的含羧酸基聚合性单体、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺那样的含氨基的聚合性单体作为共聚成分并进行共聚,获得具有羧酸基或氨基的共聚物后,使该羧酸基或氨基与甲基丙烯酸缩水甘油酯那样的具有缩水甘油基及聚合性不饱和基的单体进行反应。
方法II为以下方法:预先配合甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基乙酯那样的含羟基单体作为共聚成分并进行共聚,获得具有羟基的共聚物后,使该羟基与甲基丙烯酸乙酯异氰酸酯那样的具有异氰酸基及聚合性不饱和基的单体进行反应。
方法III为以下方法:聚合时使用巯基乙酸作为链转移剂而在共聚物的末端导入羧基,使该羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯那样的具有缩水甘油基及聚合性不饱和基的单体进行反应。
方法IV为以下方法:使用偶氮双氰基戊酸那样的含羧基的偶氮引发剂作为聚合引发剂而对共聚物导入羧基,使该羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯那样的具有缩水甘油基及聚合性不饱和基的单体进行反应。
其中,方法I最简便,因而优选。
(可溶于非水溶剂且聚合后变为不溶或难溶的聚合性不饱和单体)
作为本工序中所使用的可溶于非水溶剂且聚合后变为不溶或难溶的聚合性不饱和单体(以下,也记载为“单体(M)”),例如可列举不具有反应性极性基(官能基)的乙烯基系单体类、含酰胺键的乙烯基系单体类、(甲基)丙烯酰氧基烷基磷酸酯类、(甲基)丙烯酰氧基烷基亚磷酸酯类、含磷原子的乙烯基系单体类、含羟基的聚合性不饱和单体类、(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯类、含环氧基的聚合性不饱和单体类、含异氰酸基的α,β-乙烯性不饱和单体类、含烷氧基甲硅烷基的聚合性不饱和单体类、含羧基的α,β-乙烯性不饱和单体类等。
作为不具有反应性极性基的乙烯基系单体类的具体例,例如可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯那样的(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯腈、乙酸乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯那样的烯烃类等。
作为含酰胺键的乙烯基系单体类的具体例,例如可列举(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-辛基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、烷氧基化N-羟甲基化(甲基)丙烯酰胺类等。
作为(甲基)丙烯酰氧基烷基磷酸酯类的具体例,例如可列举二烷基[(甲基)丙烯酰氧基烷基]磷酸酯类、(甲基)丙烯酰氧基烷基酸性磷酸酯类等。
作为(甲基)丙烯酰氧基烷基亚磷酸酯类的具体例,例如可列举二烷基[(甲基)丙烯酰氧基烷基]亚磷酸酯类、(甲基)丙烯酰氧基烷基酸性亚磷酸酯类等。
作为含磷原子的乙烯基系单体类的具体例,例如可列举:上述(甲基)丙烯酰氧基烷基酸性磷酸酯类或(甲基)丙烯酰氧基烷基酸性亚磷酸酯类的环氧烷(alkylene oxide)加成物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯那样的含环氧基的乙烯基系单体与磷酸、亚磷酸或它们的酸性酯类的酯化合物、(甲基)丙烯酸3-氯-2-酸性磷酸氧丙酯(3-chloro-2-acid phosphoxy propyl(meth)acrylate)等。
作为含羟基的聚合性不饱和单体类的具体例,例如可列举(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、富马酸二-2-羟基乙酯、富马酸单-2-羟基乙基单丁酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯那样的聚合性不饱和羧酸的羟基烷基酯类或它们与ε-己内酯的加成物;(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸等不饱和单或二羧酸、二羧酸与一元醇的单酯类那样的聚合性不饱和羧酸类;上述聚合性不饱和羧酸的羟基烷基酯类与多羧酸的酐(马来酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、苯三甲酸、苯四甲酸、“纳迪克酸(ハイミック酸)”、四氯邻苯二甲酸、十二炔基琥珀酸等)的加成物等各种不饱和羧酸类与一元羧酸的单缩水甘油酯(椰子油脂肪酸缩水甘油酯、辛酸缩水甘油酯等)、丁基缩水甘油醚、环氧乙烷、环氧丙烷等单环氧化合物的加成物或它们与ε-己内酯的加成物;羟基乙烯基醚等。
作为(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯类的具体例,例如可列举(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等。
作为含环氧基的聚合性不饱和单体类的具体例,例如可列举使聚合性不饱和羧酸类、含羟基的乙烯基单体与上述多羧酸的酐的等摩尔加成物(邻苯二甲酸单-2-(甲基)丙烯酰氧基单乙酯等)那样的各种不饱和羧酸,与1分子中具有至少2个环氧基的各种聚环氧化合物以等摩尔比进行加成反应所获得的含环氧基聚合性化合物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸(β-甲基)缩水甘油酯、(甲基)烯丙基缩水甘油醚等。
作为含异氰酸基的α,β-乙烯性不饱和单体类的具体例,例如可列举(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯与六亚甲基二异氰酸酯的等摩尔加成物、(甲基)丙烯酸乙酯异氰酸酯那样的具有异氰酸基及乙烯基的单体等。
作为含烷氧基甲硅烷基的聚合性不饱和单体类的具体例,例如可列举乙烯基乙氧基硅烷、α-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酸三甲基硅氧基乙酯那样的硅系单体类等。
作为含羧基的α,β-乙烯性不饱和单体类的具体例,例如可列举(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸等不饱和单或二羧酸、二羧酸与一元醇的单酯类那样的α,β-乙烯性不饱和羧酸类;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、富马酸二-2-羟基乙酯、富马酸单-2-羟基乙基单丁酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯那样的α,β-不饱和羧酸羟基烷基酯类与马来酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、苯三甲酸、苯四甲酸、“纳迪克酸(ハイミック酸)”、四氯邻苯二甲酸、十二炔基琥珀酸那样的多羧酸的酐的加成物等。
其中,作为单体(M),优选为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯那样的具有碳原子数3以下的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。
进一步,在使聚合物(P)与单体(M)聚合时,优选使具有羧基、磺酸基、磷酸基、羟基、二甲基氨基那样的官能基中的至少1种的聚合性不饱和单体共聚。由此,形成的聚合物(聚合物层92)与硅氧烷键的相互作用提高,从而可提升对母粒子91的表面的密合性。
另外,为了防止或抑制疏水性聚合物从所获得的发光粒子90溶出,疏水性聚合物(聚合物(P))优选进行交联。
作为可用作交联成分的多官能聚合性不饱和单体,例如可列举二乙烯基苯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯等。
另外,也可在所获得的疏水性聚合物不溶于非水溶剂的范围内,使其他聚合性不饱和单体共聚。作为其他聚合性不饱和单体,例如可列举作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯(A)、含氟化合物(B、C)、除这些以外也可使用的用于聚合物(P)的聚合性不饱和单体所例示的化合物。
聚合物层92是通过在母粒子91、非水溶剂及聚合物(P)的存在下,使单体(M)聚合而形成。
母粒子91与聚合物(P)优选为在进行聚合前加以混合。关于混合,例如可使用均质机、分散机、珠磨机、涂料振荡机、捏合机、辊磨机、球磨机、磨碎机、砂磨机等。
在本发明中,使用的母粒子91的方式并无特别限定,可为浆料、湿滤饼、粉体等任一种。
混合母粒子91与聚合物(P)后,进一步混合单体(M)及下述聚合引发剂,进行聚合,由此形成由聚合物(P)与单体(M)的聚合物构成的聚合物层92。由此,获得发光粒子90。
此时,聚合物(P)的数均分子量优选为1,000~500,000,更优选为2,000~200,000,进一步优选为3,000~100,000。通过使用具有这样范围的分子量的聚合物(P),可将聚合物层92良好地被覆于母粒子91的表面。
另外,聚合物(P)的使用量根据目的来适当设定,因而并无特别限定,通常,相对于100质量份的母粒子91,优选为0.5~50质量份,更优选为1~40质量份,进一步优选为2~35质量份。
另外,单体(M)的使用量也根据目的来适当设定,因而并无特别限定,通常,相对于100质量份的母粒子91,优选为0.5~40质量份,更优选为1~35质量份,进一步优选为2~30质量份。
最终被覆母粒子91的表面的疏水性聚合物的量相对于100质量份的母粒子91,优选为1~60质量份,更优选为2~50质量份,进一步优选为3~40质量份。
这种情况下,单体(M)的量相对于100质量份的聚合物(P),通常,优选为10~100质量份,更优选为30~90质量份,进一步优选为50~80质量份。
聚合物层92的厚度优选为0.5~100nm,更优选为0.7~50nm,进一步优选为1~30nm。若聚合物层92的厚度小于0.5nm,则多数情况下无法获得分散稳定性。若聚合物层92的厚度超过100nm,则多数情况下难以以高浓度含有母粒子91。通过利用该厚度的聚合物层92被覆母粒子91,可进一步提升发光粒子90对氧、水分的稳定性。
母粒子91、非水溶剂及聚合物(P)的存在下的单体(M)的聚合可通过公知的聚合方法来进行,优选在聚合引发剂的存在下进行。
作为该聚合引发剂,例如可列举2,2-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯、偶氮双异丁腈(AIBN)、2,2-偶氮双(2-甲基丁腈)、过氧化苯甲酰、过氧苯甲酸叔丁酯、2-乙基己酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化氢异丙苯等。这些聚合引发剂可单独使用1种,也可并用2种以上。
难溶于非水溶剂的聚合引发剂优选在溶解于单体(M)的状态下,添加至包含母粒子91与聚合物(P)的混合液。
另外,单体(M)或溶解有聚合引发剂的单体(M)可通过滴加法添加至达到聚合温度的混合液而进行聚合,但添加至升温前的常温的混合液,充分地进行混合后升温而进行聚合稳定,因而优选。
聚合温度优选为60~130℃的范围,更优选为70~100℃的范围。若在该聚合温度进行单体(M)的聚合,则可优选地防止纳米晶体911的方式变化(例如变质、晶体生长等)。
使单体(M)聚合后,去除未吸附于母粒子91表面的聚合物而获得发光粒子90。作为去除未吸附的聚合物的方法,可列举离心沉降、超滤。在离心沉降中,使包含母粒子91及未吸附的聚合物的分散液高速旋转,使该分散液中的母粒子91沉降,分离出未吸附的聚合物。在超滤中,通过适当的溶剂稀释包含母粒子91及未吸附的聚合物的分散液,使该稀释液通过具有适当的孔尺寸的过滤膜,而将未吸附的聚合物与母粒子91分离。
如此,获得发光粒子90。发光粒子90能够以分散于分散介质或光聚合性化合物的状态(即,以分散液的形式)保存,也可去除分散介质而以粉体(发光粒子90单独的集合体)的形式保存。
<发光粒子分散体>
本发明的发光粒子分散体含有发光粒子90、及分散该发光粒子90的分散介质。需说明的是,本发明的发光粒子分散体也可采用以下构成:以上述母粒子91作为发光粒子,且含有该发光粒子、及分散该发光粒子的分散介质。
<<分散介质>>
作为分散介质,例如可列举甲苯、二甲苯、甲氧基苯那样的芳香族系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯那样的乙酸酯系溶剂;乙氧基丙酸乙酯那样的丙酸酯系溶剂;甲醇、乙醇那样的醇系溶剂;丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二甲醚那样的醚系溶剂;甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮那样的酮系溶剂;己烷那样的脂肪族烃系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、苯胺、吡啶那样的氮化合物系溶剂;γ-丁内酯那样的内酯系溶剂;将氨基甲酸甲酯与氨基甲酸乙酯以48:52加以混合而成的混合物那样的氨基甲酸酯、水等。
其中,作为分散介质,就保持发光粒子的发光特性的观点而言,优选为芳香族系溶剂、乙酸酯系溶剂、酮系溶剂、脂肪族烃系溶剂那样的非极性或低极性溶剂,更优选为芳香族系溶剂、脂肪族烃系溶剂。在使用这些溶剂的情况下,也可并用2种以上。
<油墨组合物>
本发明的油墨组合物含有发光粒子90、分散该发光粒子90的光聚合性化合物、及光聚合引发剂。需说明的是,本发明的油墨组合物也可采用以下构成:以上述母粒子91作为发光粒子,且含有该发光粒子、分散该发光粒子的光聚合性化合物、及光聚合引发剂。
油墨组合物所包含的发光粒子90的量优选为10~50质量%,更优选为15~45质量%,进一步优选为20~40质量%。通过将油墨组合物所包含的发光粒子90的量设定为上述范围,在通过喷墨印刷法喷出油墨组合物的情况下,可进一步提升其喷出稳定性。另外,发光粒子90彼此不易凝聚,也可提高所获得的发光层(光转换层)的外部量子效率。
<<光聚合性化合物>>
本发明的油墨组合物所包含的光聚合性化合物优选为通过光的照射而聚合的光自由基聚合性化合物,可为光聚合性单体或低聚物。它们与光聚合引发剂一并使用。光聚合性化合物可单独使用1种,也可并用2种以上。
作为光自由基聚合性化合物,可列举(甲基)丙烯酸酯化合物。(甲基)丙烯酸酯化合物可为具有1个(甲基)丙烯酰基的单官能(甲基)丙烯酸酯,也可为具有多个(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯。
就制备油墨组合物时的流动性优异的观点、喷出稳定性更优异的观点、及可抑制制造发光粒子涂膜时由固化收缩所引起的平滑性的降低的观点而言,优选将单官能(甲基)丙烯酸酯与多官能(甲基)丙烯酸酯加以组合而使用。
作为单官能(甲基)丙烯酸酯,例如可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯基苄酯、琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、N-[2-(丙烯酰氧基)乙基]邻苯二甲酰亚胺、N-[2-(丙烯酰氧基)乙基]四氢邻苯二甲酰亚胺等。
多官能(甲基)丙烯酸酯可为2官能(甲基)丙烯酸酯、3官能(甲基)丙烯酸酯、4官能(甲基)丙烯酸酯、5官能(甲基)丙烯酸酯、6官能(甲基)丙烯酸酯等,例如可为二醇化合物的2个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的二(甲基)丙烯酸酯、三醇化合物的2个或3个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的二或三(甲基)丙烯酸酯等。
作为2官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可列举1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(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、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇羟基特戊酸酯二丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯的2个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的二(甲基)丙烯酸酯、对1摩尔的新戊二醇加成4摩尔以上的环氧乙烷或环氧丙烷所获得的二醇的2个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的二(甲基)丙烯酸酯、对1摩尔的双酚A加成2摩尔的环氧乙烷或环氧丙烷所获得的二醇的2个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的二(甲基)丙烯酸酯、对1摩尔的三羟甲基丙烷加成3摩尔以上的环氧乙烷或环氧丙烷所获得的三醇的2个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的二(甲基)丙烯酸酯、对1摩尔的双酚A加成4摩尔以上的环氧乙烷或环氧丙烷所获得的二醇的2个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的二(甲基)丙烯酸酯等。
作为3官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可列举三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、对1摩尔的三羟甲基丙烷加成3摩尔以上的环氧乙烷或环氧丙烷所获得的三醇的3个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的三(甲基)丙烯酸酯等。
作为4官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可列举季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等。
作为5官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可列举二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。
作为6官能(甲基)丙烯酸酯的具体例,例如可列举二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
多官能(甲基)丙烯酸酯可为二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等二季戊四醇的多个羟基经(甲基)丙烯酰氧基取代的聚(甲基)丙烯酸酯。
(甲基)丙烯酸酯化合物也可为具有磷酸基的环氧乙烷改性磷酸(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性烷基磷酸(甲基)丙烯酸酯等。
在本发明的油墨组合物中,在仅由光聚合性化合物或以光聚合性化合物作为主成分来构成可固化的成分的情况下,作为如上所述的光聚合性化合物,就可进一步提高固化物的耐久性(强度、耐热性等)的方面而言,更优选使用1分子中具有2个以上的聚合性官能基的2官能以上的多官能的光聚合性化合物作为必需成分。
油墨组合物所包含的光聚合性化合物的量优选为40~80质量%,更优选为45~75质量%,进一步优选为50~70质量%。通过将油墨组合物所包含的光聚合性化合物的量设定为上述范围,所获得的发光层(光转换层)中的发光粒子90的分散状态良好,因此也可进一步提高外部量子效率。
<<光聚合引发剂>>
本发明中所使用的油墨组合物中的光聚合引发剂优选为选自由烷基苯酮系化合物、酰基氧化膦系化合物及肟酯系化合物所组成的组中的至少1种。
作为烷基苯酮系光聚合引发剂,例如可列举式(b-1)所表示的化合物。
[化12]
Figure BDA0003320565080000291
(式中,R1a表示选自下述式(R1a-1)~式(R1a-6)的基,R2a、R2b及R2c分别独立地表示选自下述式(R2-1)~式(R2-7)的基。)
[化13]
Figure BDA0003320565080000292
[化14]
Figure BDA0003320565080000293
作为上述式(b-1)所表示的化合物的具体例,优选为下述式(b-1-1)~式(b-1-6)所表示的化合物,更优选为下述式(b-1-1)、式(b-1-5)或式(b-1-6)所表示的化合物。
[化15]
Figure BDA0003320565080000301
作为酰基氧化膦系光聚合引发剂,例如可列举式(b-2)所表示的化合物。
[化16]
Figure BDA0003320565080000302
(式中,R24表示烷基、芳基或杂环基,R25及R26分别独立地表示烷基、芳基、杂环基或烷酰基(alkanoyl),这些基可经烷基、羟基、羧基、砜基、芳基、烷氧基、芳硫基取代。)
作为上述式(b-2)所表示的化合物的具体例,优选为下述式(b-2-1)~式(b-2-5)所表示的化合物,更优选为下述式(b-2-1)或式(b-2-5)所表示的化合物。
[化17]
Figure BDA0003320565080000311
作为肟酯系光聚合引发剂,例如可列举下述式(b-3-1)或式(b-3-2)所表示的化合物。
[化18]
Figure BDA0003320565080000312
(式中,R27~R31分别独立地表示氢原子、碳原子数1~12的环状、直链状或支链状的烷基、或苯基,各烷基及苯基可经选自由卤素原子、碳原子数1~6的烷氧基及苯基所组成的组中的取代基取代,X1表示氧原子或氮原子,X2表示氧原子或NR,R表示碳原子数1~6的烷基。)
作为上述式(b-3-1)及式(b-3-2)所表示的化合物的具体例,优选为下述式(b-3-1-1)~式(b-3-1-2)及下述式(b-3-2-1)~(b-3-2-2)所表示的化合物,更优选为下述式(b-3-1-1)、式(b-3-2-1)或式(b-3-2-2)所表示的化合物。
[化19]
Figure BDA0003320565080000321
[化20]
Figure BDA0003320565080000322
光聚合引发剂的配合量相对于油墨组合物所包含的光聚合性化合物的总量,优选为0.05~10质量%,更优选为0.1~8质量%,进一步优选为1~6质量%。需说明的是,光聚合引发剂可单独使用1种,也可混合使用2种以上。以该量含有光聚合引发剂的油墨组合物可充分地维持光固化时的感光度,并且在涂膜干燥时不易析出光聚合引发剂的晶体,由此抑制涂膜物性的劣化。
在将光聚合引发剂溶解于油墨组合物中时,优选预先溶解于光聚合性化合物中后使用。
为了溶解于光聚合性化合物,优选以不引发由热所造成的反应的方式,搅拌光聚合性化合物并同时添加光聚合引发剂,由此使均匀溶解。
光聚合引发剂的溶解温度只要考虑所使用的光聚合引发剂对光聚合性化合物的溶解性、及光聚合性化合物的由热所引起的聚合性而适当调节即可,就不引发光聚合性化合物的聚合的观点而言,优选为10~50℃,更优选为10~40℃,进一步优选为10~30℃。
本发明中所使用的油墨组合物也可在不妨碍本发明的效果的范围内,含有发光粒子90、光聚合性化合物、光聚合引发剂以外的其他成分。作为该其他成分,可列举阻聚剂、抗氧化剂、分散剂、流平剂、链转移剂、分散助剂、热塑性树脂、敏化剂、光散射性粒子等。
<<阻聚剂>>
作为阻聚剂,例如可列举对甲氧基苯酚、甲酚、叔丁基儿茶酚、3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4-甲氧基-1-萘酚、4,4’-二烷氧基-2,2’-联-1-萘酚那样的酚系化合物;氢醌、甲基氢醌、叔丁基氢醌、对苯醌、甲基对苯醌、叔丁基对苯醌、2,5-二苯基苯醌、2-羟基-1,4-萘醌、1,4-萘醌、2,3-二氯-1,4-萘醌、蒽醌、联苯醌那样的醌系化合物;对苯二胺、4-氨基二苯基胺、N,N’-二苯基-对苯二胺、N-异丙基-N’-苯基-对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺、N,N’-二-2-萘基-对苯二胺、二苯基胺、N-苯基-β-萘基胺、4,4’-二异丙苯基-二苯基胺、4,4’-二辛基-二苯基胺那样的胺系化合物;吩噻嗪、硫代二丙酸双十八酯那样的硫醚系化合物;2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、2,2,6,6-四甲基哌啶、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基那样的N-氧基化合物;N-亚硝基二苯基胺、N-亚硝基苯基萘基胺、N-亚硝基二萘基胺、对亚硝基苯酚、亚硝基苯、对亚硝基二苯基胺、α-亚硝基-β-萘酚、N,N-二甲基对亚硝基苯胺、对亚硝基二苯基胺、对亚硝基二甲基胺、对亚硝基-N,N-二乙基胺、N-亚硝基乙醇胺、N-亚硝基-二正丁基胺、N-亚硝基-N-正丁基-4-丁醇胺、N-亚硝基-二异丙醇胺、N-亚硝基-N-乙基-4-丁醇胺、5-亚硝基-8-羟基喹啉、N-亚硝基吗啉、N-亚硝基-N-苯基羟基胺铵盐(FUJIFILM Wako Pure Chemical股份有限公司制造,“Q-1300”)、亚硝基苯、2,4,6-三叔丁基亚硝基苯、N-亚硝基-N-甲基-对甲苯磺酰胺、N-亚硝基-N-乙基氨基甲酸酯、N-亚硝基-N-正丙基氨基甲酸酯、1-亚硝基-2-萘酚、2-亚硝基-1-萘酚、1-亚硝基-2-萘酚-3,6-磺酸钠、2-亚硝基-1-萘酚-4-磺酸钠、2-亚硝基-5-甲基氨基苯酚盐酸盐、2-亚硝基-5-甲基氨基苯酚盐酸盐、Q-1301(FUJIFILM Wako PureChemical股份有限公司制造)那样的亚硝基系化合物等。
阻聚剂的添加量相对于油墨组合物所包含的光聚合性化合物的总量,优选为0.01~1.0质量%,更优选为0.02~0.5质量%。
<<抗氧化剂>>
作为抗氧化剂,例如可列举季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(“IRGANOX 1010”)、硫基二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(“IRGANOX1035”)、十八基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(“IRGANOX 1076”)、“IRGANOX1135”、“IRGANOX 1330”、4,6-双(辛硫基甲基)邻甲酚(“IRGANOX 1520L”)、“IRGANOX1726”、“IRGANOX 245”、“IRGANOX 259”、“IRGANOX 3114”、“IRGANOX 3790”、“IRGANOX5057”、“IRGANOX 565”(以上为BASF股份有限公司制造);“ADK STAB AO-20”、“ADK STABAO-30”、“ADK STAB AO-40”、“ADK STAB AO-50”、“ADK STAB AO-60”、“ADK STAB AO-80”(以上为ADEKA股份有限公司制造);“JP-360”、“JP-308E”、“JPE-10”(以上为城北化学工业股份有限公司制造);“Sumilizer BHT”、“Sumilizer BBM-S”、“Sumilizer GA-80”(以上为住友化学股份有限公司制造)等。
抗氧化剂的添加量相对于油墨组合物所包含的光聚合性化合物的总量,优选为0.01~2.0质量%,更优选为0.02~1.0质量%。
<<分散剂>>
分散剂只要为可提升发光粒子90在油墨组合物中的分散稳定性的化合物,则并无特别限定。分散剂分为低分子分散剂及高分子分散剂。
在本说明书中,“低分子”意思是重均分子量(Mw)为5,000以下的分子,“高分子”意思是重均分子量(Mw)超过5,000的分子。需说明的是,在本说明书中,“重均分子量(Mw)”可采用使用以聚苯乙烯作为标准物质的凝胶渗透色谱(GPC)所测得的值。
作为低分子分散剂,例如可列举油酸;磷酸三乙酯、TOP(三辛基膦)、TOPO(三辛基氧化膦)、己基膦酸(HPA)、十四基膦酸(TDPA)、辛基次磷酸(OPA)那样的含磷原子的化合物;油胺、辛胺、三辛胺、十六基胺那样的含氮原子的化合物;1-癸硫醇、辛硫醇、十二烷硫醇、戊基硫醚那样的含硫原子的化合物等。
另一方面,作为高分子分散剂,例如可列举丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚醚系树脂、酚系树脂、有机硅系树脂、聚脲系树脂、胺系树脂、聚胺系树脂(聚乙烯亚胺、聚烯丙胺等)、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、木松香、脂松香、妥尔油松香那样的天然松香、聚合松香、歧化松香、氢化松香、氧化松香、顺丁烯二酰化松香那样的改性松香、松香胺、石灰松香(lime rosin)、松香环氧烷加成物、松香醇酸加成物、松香改性苯酚那样的松香衍生物等。
需说明的是,作为高分子分散剂的市售品,例如可使用BYK-Chemie公司制造的DISPERBYK系列、Evonik公司制造的TEGO Dispers系列、BASF公司制造的EFKA系列、日本Lubrizol公司制造的SOLSPERSE系列、Ajinomoto Fine-Techno公司制造的Ajisper系列、楠本化成制造的DISPARLON系列、共荣社化学公司制造的Flowlen系列等。
分散剂的配合量相对于100质量份的发光粒子90,优选为0.05~10质量份,更优选为0.1~5质量份。
<<流平剂>>
作为流平剂,并无特别限定,在形成发光粒子90的薄膜的情况下,优选为可降低膜厚不均的化合物。
作为该流平剂,例如可列举烷基羧酸盐、烷基磷酸盐、烷基磺酸盐、氟烷基羧酸盐、氟烷基磷酸盐、氟烷基磺酸盐、聚氧乙烯衍生物、氟烷基环氧乙烷衍生物、聚乙二醇衍生物、烷基铵盐、氟烷基铵盐类等。
作为流平剂的具体例,例如可列举“MEGAFACE F-114”、“MEGAFACE F-251”、“MEGAFACE F-281”、“MEGAFACE F-410”、“MEGAFACE F-430”、“MEGAFACE F-444”、“MEGAFACEF-472SF”、“MEGAFACE F-477”、“MEGAFACE F-510”、“MEGAFACE F-511”、“MEGAFACE F-552”、“MEGAFACE F-553”、“MEGAFACE F-554”、“MEGAFACE F-555”、“MEGAFACE F-556”、“MEGAFACEF-557”、“MEGAFACE F-558”、“MEGAFACE F-559”、“MEGAFACE F-560”、“MEGAFACE F-561”、“MEGAFACE F-562”、“MEGAFACE F-563”、“MEGAFACE F-565”、“MEGAFACE F-567”、“MEGAFACEF-568”、“MEGAFACE F-569”、“MEGAFACE F-570”、“MEGAFACE F-571”、“MEGAFACE R-40”、“MEGAFACE R-41”、“MEGAFACE R-43”、“MEGAFACE R-94”、“MEGAFACE RS-72-K”、“MEGAFACERS-75”、“MEGAFACE RS-76-E”、“MEGAFACE RS-76-NS”、“MEGAFACE RS-90”、“MEGAFACEEXP.TF-1367”、“MEGAFACE EXP.TF1437”、“MEGAFACE EXP.TF1537”、“MEGAFACE EXP.TF-2066”(以上为DIC股份有限公司制造)等。
作为流平剂的其他具体例,例如可列举“FTERGENT 100”、“FTERGENT 100C”、“FTERGENT 110”、“FTERGENT 150”、“FTERGENT 150CH”、“FTERGENT 100A-K”、“FTERGENT300”、“FTERGENT 310”、“FTERGENT 320”、“FTERGENT 400SW”、“FTERGENT 251”、“FTERGENT215M”、“FTERGENT 212M”、“FTERGENT 215M”、“FTERGENT 250”、“FTERGENT 222F”、“FTERGENT 212D”、“FTX-218”、“FTERGENT 209F”、“FTERGENT 245F”、“FTERGENT 208G”、“FTERGENT 240G”、“FTERGENT 212P”、“FTERGENT 220P”、“FTERGENT 228P”、“DFX-18”、“FTERGENT 601AD”、“FTERGENT 602A”、“FTERGENT 650A”、“FTERGENT 750FM”、“FTX-730FM”、“FTERGENT 730FL”、“FTERGENT 710FS”、“FTERGENT 710FM”、“FTERGENT 710FL”、“FTERGENT 750LL”、“FTX-730LS”、“FTERGENT 730LM”(以上为NEOS股份有限公司制造)等。
作为流平剂的其他具体例,例如可列举“BYK-300”、“BYK-302”、“BYK-306”、“BYK-307”、“BYK-310”、“BYK-315”、“BYK-320”、“BYK-322”、“BYK-323”、“BYK-325”、“BYK-330”、“BYK-331”、“BYK-333”、“BYK-337”、“BYK-340”、“BYK-344”、“BYK-370”、“BYK-375”、“BYK-377”、“BYK-350”、“BYK-352”、“BYK-354”、“BYK-355”、“BYK-356”、“BYK-358N”、“BYK-361N”、“BYK-357”、“BYK-390”、“BYK-392”、“BYK-UV3500”、“BYK-UV3510”、“BYK-UV3570”、“BYK-Silclean3700”(以上为BYK股份有限公司制造)等。
作为流平剂的其他具体例,例如可列举“TEGO Rad 2100”、“TEGO Rad 2011”、“TEGO Rad 2200N”、“TEGO Rad 2250”、“TEGO Rad 2300”、“TEGO Rad 2500”、“TEGO Rad2600”、“TEGO Rad 2650”、“TEGO Rad 2700”、“TEGO Flow 300”、“TEGO Flow 370”、“TEGOFlow 425”、“TEGO Flow ATF2”、“TEGO Flow ZFS460”、“TEGO Glide 100”、“TEGO Glide110”、“TEGO Glide 130”、“TEGO Glide 410”、“TEGO Glide 411”、“TEGO Glide 415”、“TEGO Glide432”、“TEGO Glide 440”、“TEGO Glide 450”、“TEGO Glide 482”、“TEGOGlide A115”、“TEGO Glide B1484”、“TEGO Glide ZG400”、“TEGO Twin 4000”、“TEGO Twin4100”、“TEGO Twin 4200”、“TEGO Wet 240”、“TEGO Wet 250”、“TEGO Wet 260”、“TEGO Wet265”、“TEGO Wet 270”、“TEGO Wet 280”、“TEGO Wet 500”、“TEGO Wet 505”、“TEGO Wet510”、“TEGO Wet 520”、“TEGO Wet KL245”(以上为Evonik Industries股份有限公司制造)等。
作为流平剂的其他具体例,例如可列举“FC-4430”、“FC-4432”(以上为3M Japan股份有限公司制造);“Unidyne NS”(以上为Daikin Industries股份有限公司制造);“Surflon S-241”、“Surflon S-242”、“Surflon S-243”、“Surflon S-420”、“Surflon S-611”、“Surflon S-651”、“Surflon S-386”(以上为AGC清美化学股份有限公司制造)等。
作为流平剂的其他具体例,例如可列举“DISPARLON OX-880EF”、“DISPARLON OX-881”、“DISPARLON OX-883”、“DISPARLON OX-77EF”、“DISPARLON OX-710”、“DISPARLON1922”、“DISPARLON 1927”、“DISPARLON 1958”、“DISPARLON P-410EF”、“DISPARLON P-420”、“DISPARLON P-425”、“DISPARLON PD-7”、“DISPARLON 1970”、“DISPARLON 230”、“DISPARLON LF-1980”、“DISPARLON LF-1982”、“DISPARLON LF-1983”、“DISPARLON LF-1084”、“DISPARLON LF-1985”、“DISPARLON LHP-90”、“DISPARLON LHP-91”、“DISPARLONLHP-95”、“DISPARLON LHP-96”、“DISPARLON OX-715”、“DISPARLON 1930N”、“DISPARLON1931”、“DISPARLON 1933”、“DISPARLON 1934”、“DISPARLON 1711EF”、“DISPARLON 1751N”、“DISPARLON 1761”、“DISPARLON LS-009”、“DISPARLON LS-001”、“DISPARLON LS-050”(以上为楠本化成股份有限公司制造)等。
作为流平剂的其他具体例,例如可列举“PF-151N”、“PF-636”、“PF-6320”、“PF-656”、“PF-6520”、“PF-652-NF”、“PF-3320”(以上为OMNOVA SOLUTIONS公司制造);“Polyflow No.7”、“Polyflow No.50E”、“Polyflow No.50EHF”、“Polyflow No.54N”、“Polyflow No.75”、“Polyflow No.77”、“Polyflow No.85”、“Polyflow No.85HF”、“Polyflow No.90”、“Polyflow No.90D-50”、“Polyflow No.95”、“Polyflow No.99C”、“Polyflow KL-400K”、“Polyflow KL-400HF”、“Polyflow KL-401”、“Polyflow KL-402”、“Polyflow KL-403”、“Polyflow KL-404”、“Polyflow KL-100”、“Polyflow LE-604”、“Polyflow KL-700”、“Flowlen AC-300”、“Flowlen AC-303”、“Flowlen AC-324”、“FlowlenAC-326F”、“Flowlen AC-530”、“Flowlen AC-903”、“Flowlen AC-903HF”、“Flowlen AC-1160”、“Flowlen AC-1190”、“Flowlen AC-2000”、“Flowlen AC-2300C”、“Flowlen AO-82”、“Flowlen AO-98”、“Flowlen AO-108”(以上为共荣社化学股份有限公司制造)等。
另外,作为流平剂的其他具体例,例如可列举“L-7001”、“L-7002”、“8032ADDITIVE”、“57ADDTIVE”、“L-7064”、“FZ-2110”、“FZ-2105”、“67ADDTIVE”、“8616ADDTIVE”(以上为Toray Dow Silicone股份有限公司制造)等。
流平剂的添加量相对于油墨组合物所包含的光聚合性化合物的总量,优选为0.005~2质量%,更优选为0.01~0.5质量%。
<<链转移剂>>
链转移剂是以进一步提升油墨组合物与基材的密合性等为目的而使用的成分。
作为链转移剂,例如可列举:芳香族烃类;氯仿、四氯化碳、四溴化碳、溴三氯甲烷那样的卤代烃类;辛基硫醇、正丁基硫醇、正戊基硫醇、正十六基硫醇、正十四基硫醇、正十二基硫醇、叔十四基硫醇、叔十二基硫醇那样的硫醇化合物;己二硫醇、癸二硫醇、1,4-丁二醇双硫丙酸酯、1,4-丁二醇二硫代乙醇酸酯、乙二醇二硫代乙醇酸酯、乙二醇双硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三硫代乙醇酸酯、三羟甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四硫代乙醇酸酯、季戊四醇四硫代丙酸酯、三巯基丙酸三(羟基乙基)异氰脲酸酯、1,4-二甲基巯基苯、2,4,6-三巯基-均三嗪、2-(N,N-二丁基氨基)-4,6-二巯基-均三嗪那样的硫醇化合物;二硫化二甲基黄原酸酯(dimethyl xanthogen disulfide)、二硫化二乙基黄原酸酯、二硫化二异丙基黄原酸酯、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆那样的硫醚化合物;N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙烯基苯胺、五苯基乙烷、α-甲基苯乙烯二聚物、丙烯醛、烯丙醇、萜品油烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、双戊烯等,优选为2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、硫醇化合物。
作为链转移剂的具体例,例如优选为下述通式(9-1)~(9-12)所表示的化合物。
[化21]
Figure BDA0003320565080000391
[化22]
Figure BDA0003320565080000401
式中,R95表示碳原子数2~18的烷基,该烷基可为直链,也可为支链,该烷基中的1个以上的亚甲基能够以氧原子及硫原子相互不直接连接的方式,经氧原子、硫原子、-CO-、-OCO-、-COO-或-CH=CH-取代。
R96表示碳原子数2~18的亚烷基,该亚烷基中的1个以上的亚甲基能够以氧原子及硫原子相互不直接连接的方式,经氧原子、硫原子、-CO-、-OCO-、-COO-或-CH=CH-取代。
链转移剂的添加量相对于油墨组合物所包含的光聚合性化合物的总量,优选为0.1~10质量%,更优选为1.0~5质量%。
<<分散助剂>>
作为分散助剂,例如可列举甲基邻苯二甲酰亚胺衍生物、邻苯二甲酰亚胺磺酸衍生物、N-(二烷基氨基)甲基邻苯二甲酰亚胺衍生物、邻苯二甲酰亚胺N-(二烷基氨基烷基)磺酰胺衍生物那样的有机颜料衍生物等。这些分散助剂可单独使用1种,也可并用2种以上。
<<热塑性树脂>>
作为热塑性树脂,例如可列举氨基甲酸酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、苯乙烯马来酸系树脂、苯乙烯马来酸酐系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂等。
<<敏化剂>>
作为敏化剂,可使用不与光聚合性化合物发生加成反应的胺类。作为该敏化剂,例如可列举三甲基胺、甲基二甲醇胺、三乙醇胺、对二乙基氨基苯乙酮、对二甲基氨基苯甲酸乙酯、对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、N,N-二甲基苄基胺、4,4’-双(二乙基氨基)苯甲酮等。
<<光散射性粒子>>
光散射性粒子例如优选为光学上非活性的无机微粒。光散射性粒子可使自光源部照射至发光层(光转换层)的光散射。
作为构成光散射性粒子的材料,例如可列举钨、锆、钛、铂、铋、铑、钯、银、锡、铂、金那样的单质金属;二氧化硅、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、滑石、氧化钛、粘土、高岭土、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、铝白、氧化钛、氧化镁、氧化钡、氧化铝、氧化铋、氧化锆、氧化锌那样的金属氧化物;碳酸镁、碳酸钡、碱式碳酸铋、碳酸钙那样的金属碳酸盐;氢氧化铝那样的金属氢氧化物;锆酸钡、锆酸钙、钛酸钙、钛酸钡、钛酸锶等复合氧化物、次硝酸铋那样的金属盐等。
其中,作为构成光散射性粒子的材料,就漏光的降低效果更优异的观点而言,优选包含选自由氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡及二氧化硅所组成的组中的至少1种,更优选包含选自由氧化钛、硫酸钡及碳酸钙所组成的组中的至少一种。
<油墨组合物的制备方法>
如上所述的油墨组合物可使发光粒子90分散于混合有光聚合性化合物及光聚合引发剂等的溶液中而制备。
关于发光粒子90的分散,例如可通过使用球磨机、砂磨机、珠磨机、三辊磨机、涂料调节器、磨碎机、分散搅拌机、超声波等分散机而进行。
就喷墨印刷時的喷出稳定性的观点而言,本发明中所使用的油墨組成物的粘度优选为2~20mPa·s的范围,更优选为5~15mPa·s的范围,进一步优选为7~12mPa·s的范围。这种情况下,喷出头的油墨喷出孔中的油墨组合物的弯月面形状稳定,因而容易进行油墨组合物的喷出控制(例如喷出量及喷出时机的控制)。另外,可从油墨喷出孔顺场地喷出油墨组合物。需说明的是,油墨组合物的粘度例如可通过E型粘度计进行测定。
另外,油墨组合物的表面张力优选为适于喷墨印刷法的表面张力。表面张力的具体值优选为20~40mN/m的范围,更优选为25~35mN/m的范围。通过将表面张力设定为上述范围,可抑制油墨组合物的液滴的飞行偏移的产生。需说明的是,飞行偏移是指从油墨喷出孔喷出油墨组合物时,油墨组合物的着落位置相对于目标位置偏移30μm以上。
<发光元件>
图2是表示本发明的发光元件的一个实施方式的剖面图,图3及图4分别为表示主动矩阵电路的构成的概略图。
需说明的是,在图2中,为方便起见,有时夸大地表示各部分的尺寸及它们的比率,而与实际不同。另外,以下所示的材料、尺寸等为一例,本发明并不限定于这些,可在不变更其主旨的范围内适当进行变更。
以下,为了便于说明,将图2的上侧称为“上侧”或“上方”,将下侧称为“下侧”或“下方”。另外,在图2中,为了避免附图变得繁杂,省略表示剖面的剖面线的记载。
如图2所示,发光元件100具有:下基板1;EL光源部200,其配置于下基板1上;光转换层(发光层)9,其配置于EL光源部200上,且包含发光粒子90;及上基板11,其隔着外覆层10配置于光转换层9上。另外,EL光源部200具备阳极2、阴极8、及配置于阳极2与阴极8之间的EL层12。
图2所示的EL层12包含从阳极2侧依序层叠的空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、电子传输层6及电子注入层7。
该发光元件100是如下的光致发光元件:从EL光源部200(EL层12)发出的光入射至光转换层9,发光粒子90吸收该光,发出与其发光色对应颜色的光。
以下,对各层依序进行说明。
<<下基板1及上基板11>>
下基板1及上基板11分别具有支持及/或保护构成发光元件100的各层的功能。
在发光元件100为顶发射型的情况下,上基板11由透明基板构成。另一方面,在发光元件100为底发射型的情况下,下基板1由透明基板构成。
此处,透明基板意思是可使可见光区域的波长的光透过的基板,透明包含无色透明、着色透明、半透明。
作为透明基板,例如可使用玻璃基板、石英基板、由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)等构成的塑料基板(树脂基板)、由铁、不锈钢、铝、铜等构成的金属基板、硅基板、砷化镓基板等。
另外,在对发光元件100赋予可挠性的情况下,作为下基板1及上基板11,分别选择塑料基板(以高分子材料作为主材料而构成的基板)、厚度较小的金属基板。
下基板1及上基板11的厚度分别无特别限定,优选为100~1,000μm的范围,更优选为300~800μm的范围。
需说明的是,根据发光元件100的使用方式,也可省略下基板1及上基板11的任一者或两者。
如图3所示,在下基板1上具备:信号线驱动电路C1及扫描线驱动电路C2,它们控制电流向构成R、G、B所表示的像素电极PE的阳极2的供给;控制电路C3,其控制这些电路的运作;多条信号线706,它们与信号线驱动电路C1连接;及多条扫描线707,它们与扫描线驱动电路C2连接。
另外,如图4所示,在各信号线706与各扫描线707的交叉部附近设置有电容器701、驱动晶体管702及开关晶体管708。
电容器701的一个电极与驱动晶体管702的栅电极连接,另一电极与驱动晶体管702的源电极连接。
驱动晶体管702的栅电极与电容器701的一个电极连接,源电极与电容器701的另一电极及供给驱动电流的电源线703连接,漏电极与EL光源部200的阳极4连接。
开关晶体管708的栅电极与扫描线707连接,源电极与信号线706连接,漏电极与驱动晶体管702的栅电极连接。
另外,在本实施方式中,共用电极705构成EL光源部200的阴极8。
需说明的是,驱动晶体管702及开关晶体管708例如可由薄膜晶体管等构成。
扫描线驱动电路C2经由扫描线707,对开关晶体管708的栅电极供给或阻断与扫描信号对应的扫描电压,接通或断开开关晶体管708。由此,扫描线驱动电路C2调整信号线驱动电路C1写入信号电压的时机。
另一方面,信号线驱动电路C1经由信号线706及开关晶体管708,对驱动晶体管702的栅电极供给或阻断与影像信号对应的信号电压,调整供给至EL光源部200的信号电流的量。
因此,若从扫描线驱动电路C2对开关晶体管708的栅电极供给扫描电压、接通开关晶体管708,则从信号线驱动电路C1对开关晶体管708的栅电极供给信号电压。
此时,与该信号电压对应的漏电流作为信号电流而从电源线703供给至EL光源部200。其结果为,EL光源部200根据供给的信号电流来发光。
<<EL光源部200>>
[阳极2]
阳极2具有从外部电源向发光层5供给空穴的功能。
作为阳极2的构成材料(阳极材料),并无特别限定,例如可列举金(Au)那样的金属、碘化亚铜(CuI)那样的卤化金属、铟锡氧化物(ITO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)那样的金属氧化物等。这些可单独使用1种,也可并用2种以上。
阳极2的厚度并无特别限制,优选为10~1,000nm的范围,更优选为10~200nm的范围。
阳极2例如可通过真空蒸镀法、溅射法那样的干式成膜法来形成。此时,可通过光蚀刻法、使用掩模的方法,形成具有特定图案的阳极2。
[阴极8]
阴极8具有从外部电源向发光层5供给电子的功能。
作为阴极8的构成材料(阴极材料),并无特别限定,例如可列举锂、钠、镁、铝、银、钠-钾合金、镁/铝混合物、镁/银混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、稀土类金属等。这些可单独使用1种,也可并用2种以上。
阴极8的厚度并无特别限定,优选为0.1~1,000nm的范围,更优选为1~200nm的范围。
阴极3例如可通过蒸镀法、溅射法那样的干式成膜法来形成。
[空穴注入层3]
空穴注入层3具有接收从阳极2供给的空穴、注入至空穴传输层4的功能。需说明的是,空穴注入层3只要视需要设置即可,也可省略。
作为空穴注入层3的构成材料(空穴注入材料),并无特别限定,例如可列举铜酞菁那样的酞菁化合物;4,4’,4”-三[苯基(间甲苯基)氨基]三苯基胺那样的三苯基胺衍生物;1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯基六甲腈、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基-醌二甲烷那样的氰基化合物;氧化钒、氧化钼那样的金属氧化物;无定形碳;聚苯胺(祖母绿)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT-PSS)、聚吡咯那样的高分子等。
在这些中,作为空穴注入材料,优选为高分子,更优选为PEDOT-PSS。
另外,上述空穴注入材料可单独使用1种,也可并用2种以上。
空穴注入层3的厚度并无特别限定,优选为0.1~500mm的范围,更优选为1~300nm的范围,进一步优选为2~200nm的范围。
空穴注入层3可为单层构成,也可为层叠2层以上而成的层叠构成。
这样的空穴注入层4可通过湿式成膜法或干式成膜法来形成。
在通过湿式成膜法形成空穴注入层3的情况下,通常通过各种涂布法涂布含有上述空穴注入材料的油墨,对所获得的涂膜进行干燥。作为涂布法,并无特别限定,例如可列举喷墨印刷法(液滴喷出法)、旋转涂布法、浇铸法、LB法、凸版印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、喷嘴印刷法等。
另一方面,在通过干式成膜法形成空穴注入层3的情况下,可优选地使用真空蒸镀法、溅射法等。
[空穴传输层4]
空穴传输层4具有从空穴注入层3接收空穴,有效率地传输至发光层6的功能。另外,空穴传输层4也可具有防止电子传输的功能。需说明的是,空穴传输层4只要视需要设置即可,也可省略。
作为空穴传输层4的构成材料(空穴传输材料),并无特别限定,例如可列举TPD(N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺)、α-NPD(4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯)、m-MTDATA(4,4’,4”-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯基胺)那样的低分子三苯基胺衍生物;聚乙烯咔唑;聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺](poly-TPA)、聚芴(PF)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺(Poly-TPD)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4’-(N-(仲丁基苯基)二苯基胺))(TFB)、聚苯撑乙烯(PPV)那样的共轭体系化合物聚合物;及包含这些单体单元的共聚物等。
在这些中,作为空穴传输材料,优选为三苯基胺衍生物、通过使导入有取代基的三苯基胺衍生物聚合所获得的高分子化合物,更优选为通过使导入有取代基的三苯基胺衍生物聚合所获得的高分子化合物。
另外,上述空穴传输材料可单独使用1种,也可并用2种以上。
空穴传输层4的厚度并无特别限定,优选为1~500nm的范围,更优选为5~300nm的范围,进一步优选为10~200nm的范围。
空穴传输层4可为单层构成,也可为层叠2层以上而成的层叠构成。
这样的空穴传输层4可通过湿式成膜法或干式成膜法来形成。
在通过湿式成膜法形成空穴传输层4的情况下,通常通过各种涂布法涂布含有上述空穴传输材料的油墨,将所获得的涂膜进行干燥。作为涂布法,并无特别限定,例如可列举喷墨印刷法(液滴喷出法)、旋转涂布法、浇铸法、LB法、凸版印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、喷嘴印刷法等。
另一方面,在通过干式成膜法形成空穴传输层4的情况下,可优选地使用真空蒸镀法、溅射法等。
[电子注入层7]
电子注入层7具有接收从阴极8供给的电子,注入至电子传输层6的功能。需说明的是,电子注入层7只要视需要设置即可,也可省略。
作为电子注入层7的构成材料(电子注入材料),并无特别限制,例如可列举Li2O、LiO、Na2S、Na2Se、NaO那样的碱金属硫属化物;CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、MgO、CaSe那样的碱土金属硫属化物;CsF、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl、NaCl那样的碱金属卤化物;8-羟基喹啉锂(Liq)那样的碱金属盐;CaF2、BaF2、SrF2、MgF2、BeF2那样的碱土金属卤化物等。
在这些中,优选为碱金属硫属化物、碱土金属卤化物、碱金属盐。
另外,上述电子注入材料可单独使用1种,也可并用2种以上。
电子注入层7的厚度并无特别限定,优选为0.1~100nm的范围,更优选为0.2~50nm的范围,进一步优选为0.5~10nm的范围。
电子注入层7可为单层构成,也可为层叠2层以上而成的层叠构成。
这样的电子注入层7可通过湿式成膜法或干式成膜法来形成。
在通过湿式成膜法形成电子注入层7的情况下,通常通过各种涂布法涂布含有上述电子注入材料的油墨,将所获得的涂膜进行干燥。作为涂布法,并无特别限定,例如可列举喷墨印刷法(液滴喷出法)、旋转涂布法、浇铸法、LB法、凸版印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、喷嘴印刷法等。
另一方面,在通过干式成膜法形成电子注入层7的情况下,可应用真空蒸镀法、溅射法等。
[电子传输层8]
电子传输层8具有从电子注入层7接收电子,有效率地传输至发光层5的功能。另外,电子传输层8也可具有防止空穴传输的功能。需说明的是,电子传输层8只要视需要设置即可,也可省略。
作为电子传输层8的构成材料(电子传输材料),并无特别限制,例如可列举三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(对苯基酚基)铝(BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(Znq)那样的具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物;双[2-(2’-羟基苯基)苯并噁唑基]锌(Zn(BOX)2)那样的具有苯并噁唑啉骨架的金属络合物;双[2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑基]锌(Zn(BTZ)2)那样的具有苯并噻唑啉骨架的金属络合物;2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(TAZ)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]咔唑(CO11)那样的三或二唑衍生物;2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(mDBTBIm-II)那样的咪唑衍生物;喹啉衍生物;苝衍生物;4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BPhen)那样的吡啶衍生物;嘧啶衍生物;三嗪衍生物;喹喔啉衍生物;二苯基醌衍生物;硝基取代的芴衍生物;氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO2)那样的金属氧化物等。
在这些中,作为电子传输材料,优选为咪唑衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、金属氧化物(无机氧化物)。
另外,上述电子传输材料可单独使用1种,也可并用2种以上。
电子传输层7的厚度并无特别限定,优选为5~500nm的范围,更优选为5~200nm的范围。
电子传输层6可为单层,也可为层叠2层以上而成。
这样的电子传输层7可通过湿式成膜法或干式成膜法来形成。
在通过湿式成膜法形成电子传输层6的情况下,通常通过各种涂布法涂布含有上述电子传输材料的油墨,将所获得的涂膜进行干燥。作为涂布法,并无特别限定,例如可列举喷墨印刷法(液滴喷出法)、旋转涂布法、浇铸法、LB法、凸版印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、喷嘴印刷法等。
另一方面,在通过干式成膜法形成电子传输层6的情况下,可应用真空蒸镀法、溅射法等。
[发光层5]
发光层5具有利用由注入至发光层5的空穴及电子的再结合所产生的能量而产生发光的功能。
发光层5优选包含发光材料(客体材料或掺杂剂材料)及主体材料。这种情况下,主体材料与发光材料的质量比并无特别限制,优选为10:1~300:1的范围。
发光材料可使用可将单重态激发能量转换为光的化合物、或可将三重态激发能量转换为光的化合物。
另外,作为发光材料,优选包含选自由有机低分子荧光材料、有机高分子荧光材料及有机磷光材料所组成的组中的至少1种。
作为可将单重态激发能量转换为光的化合物,可列举发出荧光的有机低分子荧光材料或有机高分子荧光材料。
作为有机低分子荧光材料,优选具有蒽结构、并四苯结构、
Figure BDA0003320565080000481
结构、菲结构、芘结构、苝结构、茋结构、吖啶酮结构、香豆素结构、吩噁嗪结构或吩噻嗪结构的化合物。
作为有机低分子荧光材料的具体例,例如可列举:5,6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2,2’-联吡啶、5,6-双[4’-(10-苯基-9-蒽基)联苯-4-基]-2,2’-联吡啶、N,N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基茋-4,4’-二胺、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯基胺、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺、4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺、苝、2,5,8,11-四(叔丁基)苝、N,N’-二苯基-N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺、N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺、N,N’-双(二苯并呋喃-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺、N,N’-双(二苯并噻吩-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺、N,N”-(2-叔丁基蒽-9,10-二基二-4,1-亚苯基)双[N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺]、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺、N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺、N,N,N’,N’,N”,N”,N”’,N”’-八苯基二苯并[g,p]-
Figure BDA0003320565080000491
-2,7,10,15-四胺、香豆素30、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺、N,N,9-三苯基蒽-9-胺、香豆素6、香豆素545T、N,N’-二苯基喹吖啶酮、红荧烯、5,12-双(1,1’-联苯-4-基)-6,11-二苯基并四苯、2-(2-{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈、N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)并四苯-5,11-二胺、7,14-二苯基-N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]-1,2-荧蒽-3,10-二胺(7,14-diphenyl-N,N,N’,N’-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthene-3,10-diamine)、2-{2-异丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈、2-{2-叔丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈、2-(2,6-双{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈、2-{2,6-双[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈、5,10,15,20-四苯基双苯并[5,6]茚并[1,2,3-cd:1’,2’,3’-lm]苝等。
作为有机高分子荧光材料的具体例,例如可列举由基于芴衍生物的单元构成的均聚物、由基于芴衍生物的单元及基于四苯基苯二胺衍生物的单元构成的共聚物、由基于联三苯衍生物的单元构成的均聚物、由基于二苯基苯并芴衍生物的单元构成的均聚物等。
作为可将三重态激发能量转换为光的化合物,优选发出磷光的有机磷光材料。
作为有机磷光材料的具体例,例如可列举包含选自由铱、铑、铂、钌、锇、钪、钇、钆、钯、银、金、铝所组成的组中的至少1种金属原子的金属络合物。
其中,作为有机磷光材料,优选包含选自由铱、铑、铂、钌、锇、钪、钇、钆及钯所组成的组中的至少1种金属原子的金属络合物,更优选包含选自由铱、铑、铂及钌所组成的组中的至少1种金属原子的金属络合物,进一步优选铱络合物或铂络合物。
作为主体材料,优选使用至少1种具有大于发光材料能隙的能隙的化合物。进一步,在发光材料为磷光材料的情况下,作为主体材料,优选选择三重态激发能量大于发光材料的三重态激发能量(基态与三重态激发态的能量差)的化合物。
作为主体材料,例如可列举三(8-羟基喹啉)铝(III)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基酚基)铝(III)、双(8-羟基喹啉)锌(II)、双[2-(2-苯并噁唑基)酚基]锌(II)、双[2-(2-苯并噻唑基)酚基]锌(II)、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)、红菲咯啉(Bathophenanthroline)、浴铜灵(Bathocuproine)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑、9,10-二苯基蒽、N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺、6,12-二甲氧基-5,11-
Figure BDA0003320565080000501
9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-芴-9-基)联苯-4’-基}蒽、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽、9,10-二(2-萘基)蒽、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9’-联蒽、9,9’-(茋-3,3’-二基)联菲、9,9’-(茋-4,4’-二基)联菲、1,3,5-三(1-芘基)苯、5,12-二苯基并四苯或5,12-双(联苯-2-基)并四苯等。这些主体材料可单独使用1种,也可并用2种以上。
发光层5的厚度并无特别限定,优选为1~100nm的范围,更优选为1~50nm的范围。
这样的发光层5可通过湿式成膜法或干式成膜法来形成。
在通过湿式成膜法形成发光层5的情况下,通常通过各种涂布法涂布含有上述发光材料及主体材料的油墨,将所获得的涂膜进行干燥。作为涂布法,并无特别限定,例如可列举喷墨印刷法(液滴喷出法)、旋转涂布法、浇铸法、LB法、凸版印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、喷嘴印刷法等。
另一方面,在通过干式成膜法形成发光层5的情况下,可应用真空蒸镀法、溅射法等。
需说明的是,EL光源部200也可进一步具有例如划分空穴注入层3、空穴传输层4及发光层5的堤(间隔壁)。
堤的高度并无特别限定,优选为0.1~5μm的范围,更优选为0.2~4μm的范围,进一步优选为0.2~3μm的范围。
堤的开口的宽度优选为10~200μm的范围,更优选为30~200μm的范围,进一步优选为50~100μm的范围。
堤的开口的长度优选为10~400μm的范围,更优选为20~200μm的范围,进一步优选为50~200μm的范围。
另外,堤的倾斜角度优选为10~100°的范围,更优选为10~90°的范围,进一步优选为10~80°的范围。
<<光转换层9>>
如图2所示,光转换层9具备:包含红色发光性发光粒子90的红色(R)光转换像素部(NC-红)、含有包含绿色发光性发光粒子90的纳米晶体的绿色(G)光转换像素部(NC-绿)、及包含蓝色发光性发光粒子90的蓝色(B)光转换像素部(NC-蓝)。
在该构成的光转换层9中,若从对应的EL层12发出的光入射至光转换像素部(NC-红、NC-绿、NC-蓝),则通过发光性纳米晶体90转换为在红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的任一者具有发射光谱的光。即,光转换层9也可称为发光层。
另外,在红色光转换像素部(NC-红)、绿色光转换像素部(NC-绿)及蓝色光转换像素部(NC-蓝)之间配置有黑矩阵BM作为遮光部。
需说明的是,红色光转换像素部(NC-红)、绿色光转换像素部(NC-绿)及蓝色光转换像素部(NC-蓝)可包含与各色对应的色材。
光转换层9的厚度并无特别限定,优选为1~30μm的范围,更优选为3~20μm的范围。
这样的光转换层9可通过湿式成膜法来形成,可通过各种涂布法涂布本发明的油墨组合物,将所获得的涂膜进行干燥后,视需要通过活性能量射线(例如紫外线)的照射使其固化而形成。
作为涂布法,并无特别限定,例如可列举喷墨印刷法(压电方式或热方式的液滴喷出法)、旋转涂布法、浇铸法、LB法、凸版印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、喷嘴印刷法等。此处,喷嘴印刷法是从喷嘴孔以液柱的形式条状地涂布油墨组合物的方法。
其中,作为涂布法,优选喷墨印刷法(尤其是压电方式的液滴喷出法)。由此,可减小喷出油墨组合物时的热负荷,发光粒子90(纳米晶体91)本身不易产生不良情况。
喷墨印刷法的条件优选以如下方式进行设定。
油墨组合物的喷出量并无特别限定,优选为1~50pL/次,更优选为1~30pL/次,进一步优选为1~20pL/次。
另外,喷嘴孔的开口直径优选为5~50μm的范围,更优选为10~30μm的范围。由此,可防止喷嘴孔的堵塞,并且提高油墨组合物的喷出精度。
形成涂膜时的温度并无特别限定,优选为10~50℃的范围,更优选为15~40℃的范围,进一步优选为15~30℃的范围。若在该温度喷出液滴,则可抑制油墨组合物所包含的各种成分的结晶化。
另外,形成涂膜时的相对湿度也无特别限定,优选为0.01ppm~80%的范围,更优选为0.05ppm~60%的范围,进一步优选为0.1ppm~15%的范围,特别优选为1ppm~1%的范围,最优选为5~100ppm的范围。若相对湿度为上述下限值以上,则容易控制形成涂膜时的条件。另一方面,若相对湿度为上述上限值以下,则可降低可能对所获得的光转换层9造成不良影响的吸附于涂膜的水分量。
所获得的涂膜的干燥可在室温(25℃)放置而进行,也可通过加热而进行。
在通过加热而进行干燥的情况下,干燥温度并无特别限定,优选为40~150℃的范围,更优选为40~120℃的范围。
另外,干燥优选在减压下进行,更优选在0.001~100Pa的减压下进行。
进一步,干燥时间优选为1~90分钟,更优选为1~30分钟。
通过在这样的干燥条件下将涂膜进行干燥,不仅可将分散介质切实地从涂膜中去除,也可将分散剂等切实地从涂膜中去除,进一步提升所获得的光转换层9的外部量子效率。
在通过活性能量射线(例如紫外线)的照射使油墨组合物固化的情况下,作为照射源(光源),例如可使用水银灯、金属卤化物灯、氙气灯、LED等。
照射的光的波长优选为200nm以上,更优选为440nm以下。
另外,光的照射量(曝光量)优选为10mJ/cm2以上,更优选为4000mJ/cm2以下。
<<外覆层10>>
外覆层10具有保护光转换层9、并且将上基板11粘接于光转换层9的功能。
本实施方式的发光元件100为顶发射型,因而优选外覆层10具有透明性(光透过性)。
作为该外覆层10的构成材料,例如可优选地使用丙烯酸系粘接剂、环氧系粘接剂等。
外覆层10的厚度并无特别限定,优选为1~100nm的范围,更优选为1~50nm的范围。
发光元件100也可构成为底发射型以代替顶发射型。
另外,发光元件100也可使用其他光源代替EL光源部200。
进一步,发光元件100也可构成为电致发光元件以代替光致发光元件。这种情况下,在图2所示的元件构成中,省略光转换层9,将发光层5作为光转换层9而构成即可。
以上,对本发明的发光粒子的制造方法、发光粒子、发光粒子分散体、油墨组合物及发光元件进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式的构成。
例如,本发明的发光粒子、发光粒子分散体、油墨组合物及发光元件可分别在上述实施方式的构成中,追加并具有其他任意的构成,也可与发挥相同功能的任意构成进行替换。
另外,本发明的发光粒子的制造方法可在上述实施方式的构成中,具有其他任意目标的工序,也可与发挥相同效果的任意工序进行替换。
实施例
以下,列举实施例具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些。
1.母粒子的制作
(母粒子1)
首先,将0.81g的碳酸铯、40mL的1-十八烯及2.5mL的油酸加以混合而获得混合液。接下来,将该混合液在120℃减压干燥10分钟后,在氩气气氛下在150℃进行加热。由此,获得铯-油酸溶液。
另一方面,将138.0mg的溴化铅(II)与10mL的1-十八烯加以混合而获得混合液。接下来,将该混合液在120℃减压干燥10分钟后,在氩气气氛下向混合液添加1mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
然后,在140℃向上述混合液添加1.3mL的上述铯-油酸溶液,加热搅拌5秒,由此使它们反应后,通过冰浴进行冷却。
接下来,将反应液在大气下(23℃、湿度45%)搅拌60分钟后,添加20mL的乙醇。
将所获得的悬浮液进行离心分离(3,000转/分钟、5分钟)而回收固体物质。
通过将该回收的固体物质添加至16mL的己烷,获得母粒子1的己烷分散液(0.01mol/L)。
需说明的是,母粒子1的纳米晶体为钙钛矿型三溴化铅铯晶体,平均粒径为10nm。另外,表面层是以3-氨基丙基三乙氧基硅烷构成的层,其厚度为1nm。
(母粒子2)
首先,通过向1mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液添加15.0mg的溴化铅(II)及4.5mg的甲胺氢溴酸盐,获得包含半导体纳米晶体的原料化合物的溶液。
另一方面,将0.18mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、0.2mL的油酸及0.2mL的甲苯加以混合,获得乙氧基硅烷溶液。然后,在上述包含半导体纳米晶体的原料化合物的溶液中,在大气下、室温添加上述乙氧基硅烷溶液29μL,获得混合物。
然后,立即将所获得的混合物添加至20mL的甲苯,在室温搅拌5秒后,进行离心分离(12,100转/分钟、5分钟)而回收固体物质。
通过将该回收的固体物质添加至4mL的甲苯,获得母粒子2的甲苯分散液(0.01mol/L)。
需说明的是,母粒子1的纳米晶体为钙钛矿型甲基铵三溴化铅晶体,平均粒径为11nm。另外,表面层是以3-氨基丙基三乙氧基硅烷构成的层,其厚度为1nm。
2.发光粒子的制造
(实施例1)
首先,在具备温度计、搅拌机、回流冷却器及氮气导入管的四口烧瓶中供给190质量份的庚烷,升温至85℃。
接下来,达到该温度后,将使66.5质量份的甲基丙烯酸月桂酯、3.5质量份的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯及0.5质量份的2,2-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯溶解于20质量份的庚烷而成的混合物,用3.5小时滴加至上述四口烧瓶的庚烷中,滴加结束后,也在该温度保持10小时,继续进行反应。
将反应液的温度降温至50℃后,添加使0.01质量份的叔丁基儿茶酚溶解于1.0质量份的庚烷而成的溶液,进一步添加1.0质量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯后,升温至85℃,在该温度继续反应5小时。由此,获得含有聚合物(P)的溶液。
需说明的是,溶液所包含的不挥发成分(NV)的量为25.1质量%,聚合物(P)的重均分子量(Mw)为10,000。
接下来,在具备温度计、搅拌机、回流冷却器及氮气导入管的四口烧瓶中供给26质量份的庚烷、3质量份的母粒子1及3.6质量份的聚合物(P)。
进一步,在上述四口烧瓶中供给0.2质量份的乙二醇二甲基丙烯酸酯、0.4质量份的甲基丙烯酸甲酯及0.12质量份的2,2-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯。
然后,将上述四口烧瓶内的混合液在室温搅拌30分钟后,升温至80℃,在该温度继续反应15小时。反应结束后,通过离心分离而分离出未吸附于母粒子1的聚合物,接下来,将沉淀的发光粒子分散于庚烷,由此获得发光粒子1的庚烷溶液。通过透射型电子显微镜进行观察,结果在母粒子表面形成有厚度约10nm的聚合物层。
(实施例2)
使用母粒子2代替母粒子1,除此之外,以与实施例1相同的方式获得发光粒子2的庚烷溶液。通过透射型电子显微镜进行观察,结果在母粒子表面形成有厚度约10nm的聚合物层。
(比较例1)
首先,在具备温度计、搅拌机、分隔体及氮气导入管的四口烧瓶中供给0.814质量份的碳酸铯、40质量份的十八烯及2.5质量份的油酸,在氮气气氛下,在150℃进行加热搅拌直至成为均匀的溶液。使它们全部溶解后,冷却至100℃,由此获得油酸铯溶液。
接下来,在具备温度计、搅拌机、分隔体及氮气导入管的四口烧瓶中供给0.069质量份的溴化铅(II)及5质量份的十八烯,在氮气气氛下,在120℃加热搅拌1小时。进一步,供给0.5质量份的油胺及0.5质量份的油酸,在氮气气氛下,在160℃进行加热搅拌直至成为均匀的溶液。
接下来,供给0.4重量份的油酸铯溶液,在160℃搅拌5秒后,将反应容器冰浴冷却。通过离心分离而分离所获得的反应液,去除上清液,由此获得配位有油酸及油胺的钙钛矿型三溴化铅铯晶体0.45质量份。
通过将所获得的配位有油酸及油胺的钙钛矿型三溴化铅铯晶体0.2质量份添加并分散于庚烷2质量份,获得庚烷溶液。
(比较例2)
首先,在具备温度计、搅拌机、分隔体及氮气导入管的四口烧瓶中供给1.47质量份的溴化铅(II)、0.45质量份的甲胺氢溴酸盐、1质量份的油胺、1质量份的油酸及100质量份的N,N-二甲基甲酰胺,使其溶解。
接下来,在剧烈搅拌的同时将所获得的溶液添加至甲苯2000质量份。通过离心分离而分离所获得的反应液,去除上清液,由此获得配位有油酸及油胺的钙钛矿型甲基铵溴化铅晶体1.2质量份。
通过将所获得的配位有油酸及油胺的钙钛矿型甲基铵溴化铅晶体0.2质量份添加并分散于庚烷2质量份,获得庚烷溶液。
3.发光粒子分散体的评价
3-1.量子产率保持率
通过绝对PL量子产率测定装置(Hamamatsu Photonics股份有限公司制造,“Quantaurus-QY”)测定各实施例及各比较例中所获得的庚烷溶液的量子产率。算出各庚烷溶液的量子产率保持率(制备后在大气下静置10天后的量子产率除以刚制备后的量子产率所获得的值)。
需说明的是,量子产率保持率越高,则意味着发光粒子对氧气及水蒸气的稳定性越高。
3-2.分散稳定性
将各实施例及各比较例中所获得的庚烷溶液在大气下放置10天后,确认沉淀物的有无,依据以下的基准进行评价。
A:完全未产生沉淀物。
B:稍微产生沉淀物。
C:产生稍多的沉淀物。
将这些结果汇总示于以下的表1。
[表1]
Figure BDA0003320565080000571
根据表1的结果,可知通过本发明的制造方法所制造的发光粒子对氧气及水蒸气的稳定性高,且对庚烷的分散稳定性高。
4.油墨组合物及光转换层
<发光粒子/光聚合性化合物分散体的制备>
(制备例1)
通过旋转蒸发器将庚烷从实施例1中所获得的庚烷溶液去除,接下来,混合作为光聚合性化合物的丙烯酸月桂酯(共荣社化学制造),通过旋转蒸发器进行搅拌,由此获得发光粒子/光聚合性化合物分散体1(发光粒子1的含量:50质量%)。
(制备例2)
使用实施例2中所获得的庚烷溶液代替实施例1中所获得的庚烷溶液,除此之外,以与制备例1相同的方式获得发光粒子/光聚合性化合物分散体2(发光粒子2的含量:50质量%)。
<光散射性粒子分散体的制备>
首先,配合55质量份的氧化钛粒子(Tayca股份有限公司制造,“JR-806”)、2质量份的高分子分散剂(BYK-Chemie公司制造,“Ajisper PB-821”)、45质量份的作为光聚合性化合物的1,6-己二醇二丙烯酸酯(共荣社化学股份有限公司制造)、及0.03质量份的作为阻聚剂的4-甲氧基苯酚(精工化学股份有限公司制造,“Methoquinone”)。需说明的是,氧化钛粒子的平均粒径(体积平均径)为300nm。
接下来,在所获得的配合物中加入氧化锆珠(直径:0.3mm)后,使用涂料调节器振荡2小时,由此进行配合物的分散处理。由此获得光散射性粒子分散体1。
(实施例3)
首先,在3质量份的光聚合引发剂(IGM Resin公司制造,“Omnirad TPO”)及0.5质量份的抗氧化剂(城北化学工业股份有限公司制造,“JPE-10”)中混合27.5质量份的作为光聚合性化合物的1,6-己二醇二丙烯酸酯,在室温进行搅拌,由此使它们均匀溶解。
在所获得的溶液中进一步混合65质量份的发光粒子/光聚合性化合物分散体1及4质量份的光散射性粒子分散体1,在室温进行搅拌而使它们均匀分散。
接下来,通过将所获得的分散液利用孔径5μm的过滤器进行过滤,获得油墨组合物1。
接下来,将所获得的油墨组合物1以干燥后的膜厚成为10μm的方式,通过旋转涂布机涂布于玻璃基板(康宁公司制造,“Eagle XG”)上。
在氮气气氛下以2000mJ/cm2的曝光量对所获得的膜照射LED灯波长365nm的紫外光。由此,使油墨组合物1固化,在玻璃基板上形成由油墨组合物的固化物构成的层(光转换层1)。
(实施例4)
使用实施例2中所获得的庚烷溶液代替实施例1中所获得的庚烷溶液,除此之外,以与实施例3相同的方式获得油墨组合物2。使用该油墨组合物2,除此之外,以与实施例3相同的方式获得光转换层2。
(比较例3)
使用比较例1中所获得的庚烷溶液代替实施例1中所获得的庚烷溶液,除此之外,以与实施例3相同的方式获得油墨组合物C1。使用该油墨组合物C1,除此之外,以与实施例3相同的方式获得光转换层c1。
(比较例4)
使用比较例2中所获得的庚烷溶液代替实施例1中所获得的庚烷溶液,除此之外,以与实施例3相同的方式获得油墨组合物C2。使用该油墨组合物C2,除此之外,以与实施例3相同的方式获得光转换层c2。
5.油墨组合物及光转换层的评价
通过以下的步骤对上述所获得的油墨组合物及光转换层进行喷出稳定性、外部量子效率保持率及表面平滑性的评价。
5-1.油墨组合物的喷出稳定性
使用喷墨打印机(FUJIFILM Dimatix公司制造,“DMP-2831”),连续喷出油墨组合物10分钟,依据以下的基准进行评价。
需说明的是,在本喷墨打印机的喷出油墨的头部形成有16个喷嘴,每个喷嘴每次喷出的油墨组合物的使用量设为10pL。
A:可连续喷出(16个喷嘴中有10个喷嘴以上可连续喷出)
B:无法连续喷出(16个喷嘴中可连续喷出的喷嘴数为9个喷嘴以下)
C:无法喷出
5-2.光转换层的外部量子效率保持率
通过以下方式测定所获得的光转换层在刚形成后及在大气下保管10天后的外部量子效率,算出光转换层的外部量子效率保持率(光转换层形成10天后的外部量子效率除以光转换层刚形成后的外部量子效率所获得的值)。
使用蓝色LED(峰发光波长450nm;CCS股份有限公司制造)作为面发光光源,以玻璃基板侧为下侧,在该光源上设置光转换层。
在放射分光光度计(大冢电子股份有限公司制造,“MCPD-9800”)上连接积分球,使积分球接近设置于蓝色LED上的光转换层上。在该状态下点亮蓝色LED,测定激发光及光转换层的发光(荧光)的量子数,算出外部量子效率。
需说明的是,外部量子效率保持率越高,则意味着包含发光粒子的光转换层对氧气及水蒸气的稳定性越高。
5-3.光转换层的表面平滑性
通过原子力显微镜(AFM)观察所获得的光转换层的表面,测定其表面粗糙度Sa。
将这些结果汇总示于以下的表2。
[表2]
Figure BDA0003320565080000601
如表1所示,确认到用聚合物层被覆的实施例1及2的发光粒子分散体的量子产率保持率及分散稳定性优异。另外,如表2所示,确认到由用聚合物层被覆的实施例1及2的发光粒子分散体所制备的油墨组合物的喷墨的喷出稳定性优异,形成的光转换层的外部量子效率保持率及表面平滑性优异。
符号说明
100:发光元件
200:EL光源部
1:下基板
2:阳极
3:空穴注入层
4:空穴传输层
5:发光层
6:电子传输层
7:电子注入层
8:阴极
9:光转换层
10:外覆层
11:上基板
12:EL层
90:发光元件
91:母粒子
911:纳米晶体
912:表面层
92:聚合物层
701:电容器
702:驱动晶体管
705:共用电极
706:信号线
707:扫描线
708:开关晶体管
C1:信号线驱动电路
C2:扫描线驱动电路
C3:控制电路
PE,R,G,B:像素电极

Claims (16)

1.一种发光粒子的制造方法,其特征在于,具有:
工序1,其通过将包含半导体纳米晶体的原料化合物的溶液、与包含含有Si且具有可形成硅氧烷键的反应性基的化合物的溶液加以混合,从而析出具有发光性的钙钛矿型半导体纳米晶体,并且使所述化合物配位于该半导体纳米晶体的表面,然后,使配位的所述化合物中的所述反应性基缩合,从而获得在所述半导体纳米晶体的表面形成了具有所述硅氧烷键的表面层的母粒子;及
工序2,其接下来用疏水性聚合物被覆所述母粒子的表面而形成聚合物层,
所述疏水性聚合物进行了交联。
2.根据权利要求1所述的发光粒子的制造方法,其中,所述半导体纳米晶体的平均粒径为40nm以下。
3.根据权利要求1或2所述的发光粒子的制造方法,其中,所述表面层的厚度为0.5~50nm。
4.根据权利要求1或2所述的发光粒子的制造方法,其中,具有所述反应性基的化合物具有与所述半导体纳米晶体所包含的阳离子结合的结合性基。
5.根据权利要求4所述的发光粒子的制造方法,其中,所述结合性基是羧基、巯基及氨基中的至少1种。
6.根据权利要求1或2所述的发光粒子的制造方法,其中,所述聚合物层的厚度为0.5~100nm。
7.根据权利要求1或2所述的发光粒子的制造方法,其中,所述疏水性聚合物是将可溶于非水溶剂且聚合后变为不溶或难溶的至少1种聚合性不饱和单体与可溶于非水溶剂的具有聚合性不饱和基的聚合物一并载持于所述母粒子的表面后,使所述聚合物与所述聚合性不饱和单体进行聚合而获得。
8.根据权利要求7所述的发光粒子的制造方法,其中,所述非水溶剂包含脂肪族烃系溶剂及脂环式烃系溶剂的至少一者。
9.一种发光粒子,其特征在于,具有:母粒子,其包含具有发光性的钙钛矿型半导体纳米晶体、及以配位于该半导体纳米晶体的表面的配位子构成且该配位子的分子彼此形成硅氧烷键的表面层;及
聚合物层,其被覆该母粒子的表面,且以疏水性聚合物构成,
所述疏水性聚合物进行了交联。
10.根据权利要求9所述的发光粒子,其中,所述疏水性聚合物是可溶于非水溶剂且聚合后变为不溶或难溶的至少1种聚合性不饱和单体与可溶于非水溶剂的具有聚合性不饱和基的聚合物的聚合物。
11.一种发光粒子分散体,其特征在于,含有权利要求9或10所述的发光粒子、及分散该发光粒子的分散介质。
12.一种油墨组合物,其特征在于,含有权利要求9或10所述的发光粒子、光聚合性化合物及光聚合引发剂。
13.根据权利要求12所述的油墨组合物,其中,所述光聚合性化合物为光自由基聚合性化合物。
14.根据权利要求12或13所述的油墨组合物,其中,所述光聚合引发剂是选自由烷基苯酮系化合物、酰基氧化膦系化合物及肟酯系化合物所组成的组中的至少1种。
15.一种发光元件,其特征在于,具有包含根据权利要求9或10所述的发光粒子的发光层。
16.根据权利要求15所述的发光元件,其进一步具有对所述发光层照射光的光源部。
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