CN114040960A - 发光部件 - Google Patents
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Abstract
描述了具有优异的性能和稳定性的发光部件。该发光部件包含第一元件1和第二元件2,第一元件包含嵌入在第一聚合物P1中的钙钛矿晶体类的第一发光晶体11,第二元件包含第二固体聚合物组合物,所述第二聚合物组合物任选地包含嵌入在第二聚合物P2中的第二发光晶体12。聚合物P1和P2不同,并且在权利要求书中进一步规定。还描述了制造这种部件的方法和包含这种部件的装置。
Description
技术领域
本发明涉及发光晶体(LC),包含其的部件和装置的领域。具体地,本发明提供一种发光部件,包含这种部件的发光装置,发光部件的用途,特定聚合物在这种部件中的用途,和制造发光部件和发光装置的方法。
背景技术
WO2011/053635公开了发光二极管(LED)装置,其包含密封的纳米尺寸发光晶体(“LC”)的组合物和容器。
WO2017/106979公开了发光部件,其包含在第一聚合物中并且包封在聚合物或无机基质中的发光晶体。WO2018/028869公开了钙钛矿晶体类的发光材料及其制造。
US20180298278公开了一种复合发光材料,其包含分散在特定基质中的钙钛矿纳米颗粒。该文献的目标是改进已知复合发光材料的缺点,例如低量子产额和低稳定性,并且建议通过改进的制造方法来克服它们。虽然合适,但是公开的制造方法难以在商业规模上实施,并且量子产额和稳定性仍然被认为不足。
发明内容
已知发光部件,特别是当包含钙钛矿结构的LC时,会包含阻隔膜来改进抗氧气或潮湿的稳定性。虽然适于许多应用,但是已经发现这些发光部件和发光装置缺乏稳定性,特别是对于高温和高湿和蓝光辐射。
因此,本发明的一个目标是减轻现有技术的这些缺点的至少一些。具体地,本发明的一个目标是提供改进的发光部件,其是高度发光的,同时表现出改进的稳定性,特别是对于温度和湿度和蓝光辐射。另一目标是提供新的发光装置和制造这种部件和装置的方法,特别是适于商业生产的制造方法。
这些目标是通过根据权利要求2所述的发光部件,根据权利要求13所述的发光装置和根据权利要求16所述的制造方法来实现。本发明另外的方面公开在说明书和独立权利要求中,优选的实施方案公开在说明书和从属权利要求中。本发明特别是提供:
·发光部件及其用途(第一方面);
·发光装置(第二方面)
·制造发光部件和装置(第三方面)。
将在下面详细描述本发明。要理解的是,本说明书提供/公开的不同实施方案,优选项和范围可以任意组合。此外,取决于具体实施方案,可以不应用所选的定义、实施方案或范围。
除非另有指示,下面的定义应当适用于本说明书:
在本发明的上下文中使用的术语“一个”、“一种”,“该”以及类似的术语被解释为覆盖单数和复数二者,除非本文另有指示或与上下文明显矛盾。术语“含有”应包括“包含”、“基本上由……组成”和“由……组成”的全部。百分比以重量%给出,除非本文另外指出或与上下文明显矛盾。“独立地”表示一种取代基/离子可以选自所述取代基/离子之一,或者可以是上述的多于一种的组合。
术语“发光晶体”(LC)是本领域中已知的,并且涉及由半导体材料制成的3-100nm的晶体。该术语包含通常是3-15nm的量子点(quantum dot),和通常是大于15nm和高至100nm(优选高至50nm)纳米晶体。优选地,发光晶体近似等轴(例如球形或立方体)。在所有3个正交维数的纵横比(最长:最短方向)为1-2的情况下,认为颗粒为近似等轴的。因此,LC的组件优选含有50-100%(n/n),优选66-100%(n/n),更优选75-100%(n/n)等轴纳米晶体。
正如该术语所指,LC表示发光。在本发明的上下文中,术语发光晶体包括单晶和多晶颗粒二者。在后一种情况下,一个颗粒可包含结晶或非晶相界线连接的几个晶畴(晶粒)。发光晶体为呈现直接带隙(通常在1.1-3.8eV,更通常1.4-3.5eV,甚至更通常1.7-3.2eV的范围内)的半导体材料。在用等于或高于带隙的电磁辐射照射时,价带电子被激发到导带,在价带中留下电子空穴。形成的激子(电子-电子空穴对)然后以光致发光的形式辐射性重新结合,最大强度集中在LC带隙值附近,并表现出至少1%的光致发光量子产额。在与外部电子和电子空穴源接触时,LC可以表现出电致发光。在本发明的上下文中,LC不表现出力致发光(例如压致发光)、化学发光、电化学发光或热致发光。
术语“量子点”(QD)为已知的,特别涉及半导体纳米晶体,其具有通常3-15nm的直径。在该范围内,QD的物理半径小于体激发Bohr半径,导致量子限制效应占主导地位。结果,QD的电子态和因而带隙为QD组成和物理尺寸的函数,即吸收/发射的颜色与QD尺寸相关。QD样品的光学品质与其均匀性直接相关(更多的单分散QD将具有更小的发射FWHM)。当QD达到大于Bohr半径的尺寸时,量子限制效应受到阻碍,并且由于激子重新结合的非辐射路径会变为主导,样品可能不再发光。因此,QD为纳米晶体的特定子组,特别是由其尺寸和尺寸分布来定义。
术语“钙钛矿”是已知的,特别是包括钙钛矿结构的结晶化合物。这种钙钛矿结构本身是已知的,并且被描述为通式M1M2X3的立方体、假立方体、四角形或斜方晶系的晶体,其中M1是配位数12的阳离子(立方八面体(cuboctaeder))和M2是配位数6的阳离子(八面体(octaeder))和X是晶格的立方体、假立方体、四角形或斜方晶位置的阴离子。在这些结构中,所选的阳离子或阴离子可以用其他离子代替(随机地或规律地高至30原子%),由此形成掺杂的钙钛矿或非化学计量的钙钛矿,并且仍然保持它的初始晶体结构。这种发光晶体的制造例如从WO2018028869已知。
术语“聚合物”是已知的,包括包含重复单元(“单体”)的有机和无机合成材料。术语聚合物包括均聚物和共聚物。此外,包括交联的聚合物和非交联的聚合物。取决于上下文,术语聚合物应当包括它的单体和低聚物。作为例子,聚合物包括丙烯酸酯聚合物、碳酸酯聚合物、砜聚合物、环氧聚合物、乙烯基聚合物、氨基甲酸酯聚合物、酰亚胺聚合物、酯聚合物、呋喃聚合物、蜜胺聚合物、苯乙烯聚合物、降冰片烯聚合物、有机硅聚合物和环状烯烃共聚物。作为本领域中常规的,聚合物可以包括其他材料,例如聚合引发剂、稳定剂、填料、溶剂。
聚合物可以进一步通过物理参数来表征,例如极性、玻璃化转变温度Tg、杨氏模量和透光率。
透光率:典型地,本发明的上下文中所用的聚合物是可见光可光透过的,即非不透明的,允许发光晶体发的光和用于激发该发光晶体的光源的可能的光通过。透光率可以通过白光干涉测量法或紫外-可见光光谱法来测定。
玻璃化转变温度:(Tg)是聚合物领域中公知的参数;它描述了无定形或半晶聚合物从玻璃(硬)态变成更柔韧、柔顺或橡胶态时的温度。具有高Tg的聚合物被认为是“硬的”,而具有低Tg的聚合物被认为是“软的”。在分子水平上,Tg不是离散的热力学转变,而是聚合物链的迁移性明显增加的温度范围。但是,惯例是记录单个温度,其定义为温度范围的中点,其通过DSC测量的热流曲线的两个平坦区域的切线来界定。Tg可以根据DIN EN ISO11357-2或ASTM E1356使用DSC来测定。如果聚合物以本体材料形式存在,则这种方法特别合适。可选地,Tg可以根据ISO 14577-1或ASTM E2546-15,通过用微米或纳米压痕测量温度相关的微米或纳米硬度来测定。这种方法适于本文公开的发光部件和发光装置。合适的分析装置作为MHT(Anton Paar)、Hysitron TI Premier(Bruker)或Nano Indenter G200(Keysight Technologies)可商购。通过温控微米和纳米压痕所获得的数据可以转化成Tg。典型地,塑性变形功或杨氏模量或硬度作为温度的函数来测量,并且Tg是这些参数明显变化时的温度。
杨氏模量或弹性模量是一种度量固体材料的刚度的机械性能。它定义了在单轴变形的线型弹性状态的材料中应力(力/单位面积)与应变(成比例变形)之间的关系。
术语“基质”是本领域中已知的,在本发明的上下文中表示连续相,其包括不连续或微粒相。该连续材料由此包封微粒相。
术语“溶剂”是本领域中已知的,具体地包括脂族烃、芳烃、醚(包括二醇醚)、酯、醇、酮、胺、酰胺、砜、膦、烷基碳酸酯。上述有机物可以用一个或多个取代基取代或未取代的,例如用卤素(例如氟、氯、碘或溴)、羟基、C1-4烷氧基(例如甲氧基或乙氧基)和烷基(例如甲基、乙基、异丙基)。上述有机物包括线型、支化和环状的衍生物。在分子中还可能存在不饱和键。上述化合物通常具有4-24个碳原子,优选8-22个碳原子,最优选12-20个碳原子。
术语“表面活性剂”、“配体”和“分散剂”是本领域中已知的,具有基本相同的含义。在本发明的上下文中,这些术语表示除溶剂之外的有机物质,其用于悬浮液或胶体中以改善颗粒的分离并防止附聚或沉降。不受理论束缚,据信在将颗粒添加至溶剂之前或之后,表面活性剂物理地或化学地附着在颗粒表面上,从而提供所需的效果。术语表面活性剂包括聚合物材料和小分子;表面活性剂通常含有极性官能端基和非极性端基。在本发明的上下文中,溶剂(例如甲苯)不被认为是表面活性剂。
术语“悬浮液”是已知的,涉及为固体的内相(i.p.)和为液体的外相(e.p.)的非均相流体。外相包含一种或多种分散剂/表面活性剂、任选地一种或多种溶剂和任选地一种或多种预聚物。
术语“溶液加工”是本领域中已知的,表示通过使用溶液基(=液体)起始材料将涂层或薄膜施用到基材。在本发明的上下文中,溶液加工涉及制作商业产品例如电子装置、光学装置和包含(装饰性)涂层的制品,以及制作包含LC复合材料或LC层的部件/中间商品。通常施用悬浮液在环境条件进行。
根据本发明的第一方面,提供了发光部件4。该发光部件包含第一元件1,其包括嵌入在第一聚合物P1中的钙钛矿晶体类的第一发光晶体11,和第二元件2,其包含第二固体聚合物组合物,所述第二聚合物组合物任选地包含嵌入在第二聚合物P2中的第二发光晶体12。根据本发明,P1和P2不同。
在一个实施方案中,本发明提供一种发光部件4,其包含第一元件1和第二元件2。
所述第一元件1包含第一固体聚合物组合物,所述第一聚合物组合物包含嵌入在第一聚合物P1中的第一发光晶体11。所述第一发光晶体是钙钛矿晶体结构,并且响应波长短于第一波长的光的激发而发射第一波长的光。所述第一聚合物P1选自Tg<95℃(优选<90℃,优选<80℃,最优选<70℃)的聚合物。
所述第二元件2包含第二固体聚合物组合物,其任选地包含嵌入在第二聚合物P2中的第二发光晶体12。所述任选的第二发光晶体12不同于所述第一发光晶体11,并且响应波长短于第二波长的光的激发而发射第二波长的光。所述第二聚合物P2选自Tg>115℃(优选>120℃,优选>130℃,优选>140℃,最优选>150℃)的交联聚合物。第二元件至少部分地覆盖和由此密封第一元件。
每个Tg通过DSC,根据DIN EN ISO 11357-2:2014-07测定,并且起始温度是-90℃,终止温度是250℃,和加热速率是20K/min,在氮气(5.0)气氛(20ml/min)中。吹扫气是20ml/min的氮气(5.0)。Tg在第二加热周期中测定。
在一个实施方案中,本发明提供一种发光部件4,其包含第一元件1和第二元件2。
所述第一元件1包含第一固体聚合物组合物,所述第一聚合物组合物包含嵌入在第一聚合物P1中的第一发光晶体11。所述第一发光晶体是钙钛矿晶体结构,并且响应波长短于第一波长的光的激发而发射第一波长的光。所述第一聚合物P1选自Tg<120℃(优选<110℃,优选<100℃,最优选<90℃)的聚合物。
所述第二元件2包含第二固体聚合物组合物,其任选地包含嵌入第二聚合物P2中的第二发光晶体12。所述任选的第二发光晶体12不同于所述第一发光晶体11,并且响应波长短于第二波长的光的激发而发射第二波长的光。所述第二聚合物P2选自Tg>140℃(优选>150℃,优选>160℃,优选>160℃,最优选<170℃)的聚合物。第二元件至少部分地覆盖和由此密封第一元件。
每个Tg通过DSC,根据DIN EN ISO 11357-2:2014-07测定,并且起始温度是-90℃,终止温度是250℃,和加热速率是20K/min,在氮气(5.0)气氛(20ml/min)中。吹扫气是20ml/min的氮气(5.0)。Tg在第二加热周期中测定。
在一个实施方案中,本发明提供一种发光部件4,其包含第一元件1和第二元件2。
所述第一元件1包含第一固体聚合物组合物,所述第一聚合物组合物包含嵌入在第一聚合物P1中的第一发光晶体11。所述第一发光晶体是钙钛矿晶体结构,并且响应波长短于第一波长的光的激发而发射第一波长的光。所述第一聚合物P1选自Tg<95℃(优选<90℃,优选<80℃,最优选<70℃)的聚合物。
所述第二元件2包含第二固体聚合物组合物,其任选地包含嵌入第二聚合物P2中的第二发光晶体12。所述任选的第二发光晶体12不同于所述第一发光晶体11,并且响应波长短于第二波长的光的激发而发射第二波长的光。所述第二聚合物P2选自WVTR<1(g*mm)/(m2*天)(优选<0.5,更优选<0.2(g*mm)/(m2*天))的聚合物。第二元件至少部分地覆盖和由此密封第一元件。
在这个实施方案中,聚合物P2可以或可以不交联,优选P2不是交联聚合物。
每个Tg通过DSC,根据DIN EN ISO 11357-2:2014-07测定,并且起始温度是-90℃,终止温度是250℃,和加热速率是20K/min,在氮气(5.0)气氛(20ml/min)中。吹扫气是20ml/min的氮气(5.0)。Tg在第二加热周期中测定。
每个WVTR通过ISO 15106-3:2003在40℃/90%相对湿度的温度/相对湿度来测定。
在一个实施方案中,本发明提供一种发光部件4,其包含第一元件1和第二元件2。
所述第一元件1包含第一固体聚合物组合物,所述第一聚合物组合物包含嵌入在第一聚合物P1中的第一发光晶体11。所述第一发光晶体是钙钛矿晶体结构,并且响应波长短于第一波长的光的激发而发射第一波长的光。所述第一聚合物P1选自Tg<120℃(优选<110℃,优选<100℃,最优选<90℃)的聚合物。
所述第二元件2包含第二固体聚合物组合物,其任选地包含嵌入第二聚合物P2中的第二发光晶体12。所述任选的第二发光晶体12不同于所述第一发光晶体11,并且响应波长短于第二波长的光的激发而发射第二波长的光。所述第二聚合物P2选自WVTR<1(g*mm)/(m2*天)(优选<0.5,更优选<0.2(g*mm)/(m2*天))的聚合物。第二元件至少部分地覆盖和由此密封第一元件。
在这个实施方案中,P2优选不是交联聚合物。
每个Tg通过DSC,根据DIN EN ISO 11357-2:2014-07测定,并且起始温度是-90℃,终止温度是250℃,和加热速率是20K/min,在氮气(5.0)气氛(20ml/min)中。吹扫气是20ml/min的氮气(5.0)。Tg在第二加热周期中测定。
每个WVTR通过ISO 15106-3:2003在40℃/90%相对湿度的温度/相对湿度来测定。
优选的是,第一元件不会自发地发射一定波长的光,而是响应激发来这样做,特别是响应用波长短于要响应激发而发射的光的波长的光来激发。因此,在一个优选的实施方案中,第一元件发射第一波长的光,例如响应例如蓝色光谱中的光的激发的绿色光谱中的光。
第二元件可以包含或可以不包含发光晶体。如果它包含发光晶体,则优选第二元件不自发地发射一定波长的光,而是响应激发来这样做,特别是响应用波长短于要响应激发而发射的光的波长的光来激发。因此,在一个优选的实施方案中,第二元件发射第二波长的光,例如响应例如蓝色光谱中的光的激发的红色光谱中的光。
优选的是,当接触时,至少当在室温在固体相中接触时,P1和P2彼此不溶解。结果,第一和第二元件作为具有一个或多个相界线的不同相保持在发光部件4中。第一元件和第二元件因此具有单个表面。通过适当选择各自的聚合物材料,第一发光晶体被限制在第一元件中,不能与第一元件外面的其他部件或环境例如空气、水、其他发光晶体相互作用。
已经发现,这种发光部件同时表现出对于光辐射(特别是蓝光辐射)的良好稳定性和对于温度和湿度的良好稳定性。这被认为是相对于现有技术的显著改进。已知的发光部件表现出对于光辐射的良好稳定性,但是未能表现出对于温度和湿度的稳定性。同样,已知发光部件表现出对于温度和湿度的良好稳定性,但是未能表现出对于光辐射的稳定性。满足两种稳定性标准,即一方面光稳定性和另一方面温度/湿度稳定性,是一个显著的成果,其允许制造优异品质的改进的发光部件和发光装置。不受限于理论,据信第一元件提供具有软机械性能的包封(通过P1的低Tg和/或弹性模量来定义),而第二元件提供具有硬机械性能的密封聚合物(通过P2的高Tg和/或弹性模量来定义)。
鉴于上述,本发明还涉及聚合物P2在发光部件4中的用途,由此所述聚合物P2选自Tg>115℃(优选>120℃,优选>130℃,优选>140℃,最优选>150℃)的交联聚合物,和所述发光部件包含钙钛矿晶体结构的发光晶体11,其嵌入到Tg<95℃(优选<90℃,优选<80℃,最优选<70℃)的聚合物P1中。
鉴于上述,本发明还涉及聚合物P2在发光部件4中的用途,由此所述聚合物P2选自Tg>140℃(优选>150℃,优选>160℃,优选>170℃,最优选>180℃)的交联聚合物,和所述发光部件包含钙钛矿晶体结构的发光晶体11,其嵌入到Tg<120℃(优选<110℃,优选<100℃,最优选<100℃)的聚合物P1中。
鉴于上述,本发明还涉及聚合物P2在发光部件4中的用途,由此所述聚合物P2选自WVTR<1(g*mm)/(m2*天)(优选<0.5,更优选<0.2(g*mm)/(m2*天))的聚合物,和所述发光部件包含钙钛矿晶体结构的发光晶体11,其嵌入Tg<95℃(优选<90℃,优选<80℃,最优选<70℃)的聚合物P1中。在这个实施方案中,P2优选不是交联聚合物。
鉴于上述,本发明还涉及聚合物P2在发光部件4中的用途,由此所述聚合物P2选自WVTR<1(g*mm)/(m2*天)(优选<0.5,更优选<0.2(g*mm)/(m2*天))的聚合物,和所述发光部件包含钙钛矿晶体结构的发光晶体11,其嵌入Tg<120℃(优选<110℃,优选<100℃,最优选<90℃)的聚合物P1中。在这个实施方案中,P2优选不是交联聚合物。
还提供发光部件4的用途,其用于响应该发光部件4被蓝光辐射而发射白色光,特别是作为液晶显示器的背光。
在下面进一步详细解释本发明的这个方面,特别是第一聚合物、第二聚合物、发光晶体的化学组成以及这种发光部件的合适构造。
第一聚合物:第一固体聚合物组合物包含嵌入在第一聚合物(P1)中的第一发光晶体。所述第一聚合物(P1)可以选自本文所述的多样的聚合物。这些可以包括丙烯酸酯聚合物、碳酸酯聚合物、乙烯基聚合物、氨基甲酸酯聚合物、酯聚合物、苯乙烯聚合物、烯烃聚合物、有机硅聚合物、环状烯烃共聚物。
在本发明的实施方案中,第一聚合物P1的玻璃化转变温度为50℃<Tg<95℃,优选50℃<Tg<90℃,优选50℃<Tg<80℃,最优选50℃<Tg<70℃。因此,P1可以被认为是“软”聚合物,特别是当与P2相比较时。
在本发明的实施方案中,第一聚合物(P1)是可见光能透过的,并且在厚度100μm时透过率>70%,优选>80%,最优选>90%。
在本发明的实施方案中,第一聚合物(P1)是无定形的(非结晶;非半晶)。
在本发明的实施方案中,第一聚合物(P1)是交联聚合物。交联是用于形成共价键或相对短的化学键序列来将两个聚合物链结合在一起的方法的通用术语。交联聚合物不会溶解在溶剂中,而没有通过例如在氧化溶剂中氧化来破坏共价键。但是,交联聚合物当处于溶剂中时会溶胀。在丙烯酸酯的情况中,交联可以例如通过用单官能化丙烯酸酯预聚物固化至少0.5wt%的二官能和/或多官能丙烯酸酯预聚物的混合物来获得。
在本发明的实施方案中,第一聚合物(P1)的(氧+氮+硫+磷+氟+氯+溴+碘)之和与碳的摩尔比<0.9,优选<0.4,优选<0.3,最优选<0.25。
在本发明的实施方案中,第一聚合物(P1)的水蒸气透过率(WVTR)以在温度/相对湿度40℃/90%相对湿度(g*mm)/(m2*天)表达,WVTR<1(g*mm)/(m2*天),优选<0.5(g*mm)/(m2*天),最优选<0.2(g*mm)/(m2*天)。在本发明的实施方案中,第一聚合物(P1)的氧透过率(OTR),以在温度/相对湿度23℃/0%相对湿度(cm3*mm)/(m2*天*大气压)表达,OTR>1(cm3*mm)/(m2*天*大气压),优选>5(cm3*mm)/(m2*天*大气压),优选>25(cm3*mm)/(m2*天*大气压),最优选>125(cm3*mm)/(m2*天*大气压)。
在本发明的实施方案中,第一聚合物(P1)选自丙烯酸酯聚合物;优选交联丙烯酸酯聚合物,和第二聚合物(P2)优选选自丙烯酸酯聚合物;优选交联丙烯酸酯聚合物。交联丙烯酸酯例如使用二官能和/或多官能预聚物和至少0.5wt%单官能丙烯酸酯来获得。
在本发明的一个优选的实施方案中,第一聚合物(P1)是丙烯酸酯。有利地,第一聚合物含有(即包含或组成为)单官能丙烯酸酯(III)的重复单元和多官能丙烯酸酯(V)的重复单元。如该术语所指,单官能丙烯酸酯包含1个丙烯酸酯官能度,而多官能丙烯酸酯包含2、3、4、5或6个丙烯酸酯官能度。如本文所使用,术语丙烯酸酯还包括(甲基)丙烯酸酯。单官能丙烯酸酯重复单元(III)和多官能丙烯酸酯重复单元(V)的量可以在宽范围内变化。例如包含10-90wt%,优选50-80wt%的单官能丙烯酸酯重复单元的第一聚合物是合适的。例如包含10-90wt%,优选20-50wt%的多官能丙烯酸酯重复单元的第一聚合物是合适的。
在一个优选的实施方案中,重复单元包含式(III)的单官能丙烯酸酯:
R9表示H或CH3,
R10表示环状、线型或支化的C1-25烷基,或C6-26芳基,每个任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基、苯基或苯氧基取代,
n表示0或1,和
X表示选自包含1-8个碳原子和1-4个氧原子的烷氧基化物的间隔基。
术语环状Cx-y烷基应当包括单环和多环基团,包括稠环体系,其包含x-y个碳原子作为环成员。环状烷基也可以包括具有一个双键的基团。
式(III)的化合物包括式(III-1)和(III-2)的丙烯酸酯,其中R9是H,和式(III-3)和(III-4)的甲基丙烯酸酯,其中R9是甲基,也统称作丙烯酸酯。
此外,式(III)的化合物还包括式(III-1)和(III-3)的简单丙烯酸酯,其中n是0,和X不存在:
其中R10如上所定义。
此外,式(III)的化合物还包括式(III-2)和(III-4)的烷氧基化丙烯酸酯:
其中R10如上所定义。
R10优选表示环状C5-25烷基、非环状(线型或支化的)C1-25烷基或C6-26芳基,每个任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基、苯基或苯氧基取代,
R10更优选表示饱和的环状C5-25烷基,由此环状烷基包括单环和多环基团,其任选地用1-6个取代基取代,每个取代基独立地选自C1-4烷基。
R10最优选表示饱和的多环C6-25烷基,其用1-6个取代基取代,每个取代基独立地选自C1-4烷基。
R10进一步最优选表示饱和的多环C8-25烷基,其任选地包含1-6个取代基,每个取代基独立地选自C1-4烷基。
R10的具体例子包括异冰片基、二环戊基、3,3,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基丙烯酸酯。
式(III-1)和(III-3)的丙烯酸酯的具体例子包括:丙烯酸异冰片酯(CAS 5888-33-5)、甲基丙烯酸异冰片酯(CAS 7534-94-3)、丙烯酸二环戊酯(CAS 79637-74-4,FA-513AS(日本Hitachi Chemical))、甲基丙烯酸二环戊酯(CAS 34759-34-7,FA-513M(日本Hitachi Chemical))、丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯(CAS 86178-38-3)、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯(CAS 7779-31-9)、丙烯酸4-叔丁基环己酯(CAS 84100-23-2)、甲基丙烯酸4-叔丁基环己酯(CAS 46729-07-1)。
式(III-2)和(III-4)的丙烯酸酯的具体例子包括:聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸酯(具体地丙烯酸2-苯氧基乙酯)、丙烯酸邻苯基苯氧基乙酯、聚乙二醇邻苯基苯基醚丙烯酸酯(CAS 72009-86-0)、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯、二(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯、聚(环氧乙烷)壬基苯基醚丙烯酸酯、聚(丙二醇)4-壬基苯基醚丙烯酸酯、乙二醇二环戊烯基醚丙烯酸酯、乙二醇二环戊烯基醚甲基丙烯酸酯。
在一个优选的实施方案中,多官能单元包含式(V)的二官能丙烯酸酯
其中
R21彼此独立地表示H或CH3;
R23表示环状、线型或支化的C1-25烷基,或C6-26芳基,每个任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基、苯基或苯氧基取代;
X22彼此独立地表示选自烷氧基化物的间隔基,由此两个取代基X22一起包含8-40个碳原子和2-20个氧原子。
R23优选表示C6-26芳基,其任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基、苯基或苯氧基取代。
R23特别优选表示C6-26芳基,任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基取代。芳基包括单环和多环芳基,其可以任选地用1-4个取代基取代,所述取代基选自C1-4烷基、苯基和苯氧基。
R23特别优选表示苯基、苄基、2-萘基、1-萘基、9-芴基。
R23最优选表示双酚A或芴-9-双酚。
X22优选表示选自乙氧化物和/或异丙氧化物的间隔基,由此两个取代基X22一起包含8-24个碳原子和4-8个氧原子。
X22最优选表示选自乙氧化物和/或异丙氧化物的间隔基,由此两个取代基X22一起包含4-20个碳原子和2-10个氧原子。
二丙烯酸酯的一个优选的组是式(V-1)
其中R表示H或CH3,和m+n是4-10。
二官能丙烯酸酯的具体例子包括1,10-癸二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、双酚A乙氧化物二丙烯酸酯(包括CAS 64401-02-1,例如Miramer M 240(Miwon Korea)、Miramer M2100(Miwon Korea)、Fancryl FA-324A(日本Hitachi Chemical)、Fancryl FA-326A(日本Hitachi Chemical)、Fancryl FA-328A(日本Hitachi Chemical)、Fancryl FA-321A(日本Hitachi Chemical))。双酚A乙氧化物二甲基丙烯酸酯(例如Miramer M241(Miwon Korea)、Miramer M2101(Miwon Korea)、Fancryl FA-324M(日本HitachiChemical)、Fancryl FA-326M(日本Hitachi Chemical)、Fancryl FA-328M(日本HitachiChemical)、Fancryl FA-321M(日本Hitachi Chemical))、改性的芴-9-双酚二丙烯酸酯(CAS,改性的芴-9-双酚二甲基丙烯酸酯。
三官能丙烯酸酯的具体例子包括乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(CAS 28961-43-5)、异丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(CAS 53879-54-2)、异丙氧化甘油三丙烯酸酯(CAS 52408-84-1)。
四官能丙烯酸酯的具体例子包括二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯(CAS 94108-97-1)、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(CAS 51728-26-8)。
五官能丙烯酸酯的具体例子包括二季戊四醇五丙烯酸酯(CAS 60506-81-2)。
六官能丙烯酸酯的具体例子包括二季戊四醇六丙烯酸酯(CAS 29570-58-9)。
第二聚合物:第二固体聚合物组合物任选地包含嵌入在第二聚合物(P2)中的第二发光晶体。所述第二聚合物(P2)可以选自本文所述的多样的聚合物。
在本发明的实施方案中,第二聚合物(P2)的玻璃化转变温度Tg>115℃,优选>120℃,优选>130℃,优选>140℃,最优选>150℃。P2可以被认为是“硬”聚合物,特别是当与P1比较时。
在本发明的实施方案中,第二聚合物(P2)是可见光能透过的,并且在厚度100μm时透过率>70%,优选>80%,最优选>90%,术语透光率如上所定义。
在本发明的实施方案中,第二聚合物(P2)是无定形的(非结晶;非半晶)。
在本发明的实施方案中,第二聚合物(P2)是交联聚合物。术语交联如上所述。
在本发明的实施方案中,第二聚合物(P2)的(氧+氮+硫+磷+氟+氯+溴+碘)之和与碳的摩尔比<0.9,优选<0.4,优选<0.3,最优选<0.20。
在本发明的实施方案中,第二聚合物(P2)的水蒸气透过率(WVTR),以在温度/相对湿度40℃/90%相对湿度(g*mm)/(m2*天)表达,WVTR<1(g*mm)/(m2*天),优选<0.5(g*mm)/(m2*天),最优选<0.2(g*mm)/(m2*天)。
在本发明的实施方案中,第二聚合物(P2)的氧透过率(OTR),以在温度/相对湿度23℃/0%相对湿度(cm3*mm)/(m2*天*大气压)表达,OTR<50(cm3*mm)/(m2*天*大气压),优选<10(cm3*mm)/(m2*天*大气压),更优选<5(cm3*mm)/(m2*天*大气压),最优选<1(cm3*mm)/(m2*天*大气压)。
在本发明的实施方案中,第二聚合物(P2)的氧透过率(OTR),以在温度/相对湿度23℃/0%相对湿度(cm3*mm)/(m2*天*大气压)表达,OTR>1(cm3*mm)/(m2*天*大气压),优选>5(cm3*mm)/(m2*天*大气压),更优选>25(cm3*mm)/(m2*天*大气压)。
在一个可选的实施方案中,第二聚合物(P2)的氧透过率(OTR),以在温度/相对湿度23℃/0%相对湿度(cm3*mm)/(m2*天*大气压)表达,OTR>125(cm3*mm)/(m2*天*大气压)。
如上所述,在本发明的上下文中多样的聚合物适用于第二聚合物。合适的第二聚合物(P2)包括丙烯酸酯聚合物、碳酸酯聚合物、砜聚合物、聚苯醚聚合物、环氧聚合物、乙烯基聚合物、氨基甲酸酯聚合物、酯聚合物、苯乙烯聚合物、酰亚胺聚合物、降冰片烯聚合物和环状烯烃共聚物。特别合适的聚合物P2包括环氧聚合物、氨基甲酸酯聚合物和丙烯酸酯聚合物和降冰片烯聚合物和环状烯烃共聚物或其共聚物和其混合物(共混物)。
在本发明的一个优选的实施方案中,第二聚合物(P2)是丙烯酸酯。在一个实施方案中,第二聚合物含有单官能丙烯酸酯(III)的重复单元。有利地,第二聚合物任选地含有单官能丙烯酸酯(III)的重复单元和多官能丙烯酸酯(VI)的重复单元;P2的多官能丙烯酸酯可以包含2、3、4、5或6丙烯酸酯官能度。
单官能单元表示上面规定的式(III)。在P2的上下文中,优选(III-1)和(III-3)的丙烯酸酯。
在P2的上下文中,取代基R10优选表示环状C5-25烷基。环状烷基包括单环和多环基团,并且还包括任选的取代基团,其包含选自C1-4烷基的1-6个取代基。
在P2的上下文中,取代基R10更优选表示具有C5-25和在环状环上的不饱和双键的多环烷基,其包括取代基,包含选自C1-4烷基的1-6个取代基。
在P2的上下文中,取代基R10甚至更优选表示异冰片基、二环戊基(di-cp)、3,3,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基。
在P2的上下文中,R10特别优选是二环戊烯基。
在P2的上下文中,丙烯酸酯(III)的具体例子包括:丙烯酸异冰片酯(CAS 5888-33-5)、甲基丙烯酸异冰片酯(CAS 7534-94-3)、丙烯酸二环戊酯(CAS 79637-74-4,FA-513AS(日本Hitachi Chemical))、甲基丙烯酸二环戊酯(CAS 34759-34-7,FA-513M(日本Hitachi Chemical))、丙烯酸二环戊烯酯(CAS 33791-58-1,FA-511AS(日本HitachiChemical))、甲基丙烯酸二环戊烯酯(CA 31621-69-9)、丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯(CAS86178-38-3)、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯(CAS 7779-31-9)、丙烯酸4-叔丁基环己酯(CAS 84100-23-2)、甲基丙烯酸4-叔丁基环己酯(CAS 46729-07-1)。
在一个优选的实施方案中,多官能单元包含式(VI)的二官能丙烯酸酯
R31彼此独立地表示H或CH3;
R33表示环状C5-25烷基或C6-26芳基,每个任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基、苯基或苯氧基取代;
X32彼此独立,并且不存在(R33通过单键直接键合到氧)或表示选自烷氧基化物的间隔基,由此两个取代基X32一起包含1-8个碳原子和1-8个氧原子。
R33优选表示上面对于R32所定义的基团。
R33最优选表示双酚A或芴-9-双酚。
X32优选表示单键,由此将R33直接连接到相邻的氧。
X32优选表示选自乙氧化物和/或异丙氧化物的间隔基,由此两个取代基X32一起包含1-6个碳原子和1-6个氧原子。
二丙烯酸酯的一个优选的组是式(VI-1)
其中R表示H或CH3,和m+n是0-3。
二官能丙烯酸酯的具体例子包括双酚A乙氧化物二丙烯酸酯(包括CAS 24447-78-7,Fancryl FA-320A(日本Hitachi Chemical))、双酚A乙氧化物二丙烯酸酯(包括CAS64401-02-1,Fancryl FA-320AP(日本Hitachi Chemical))、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(CAS 42594-17-2,Miramer M262(Miwon,Korea))、双酚A乙氧化物二甲基丙烯酸酯(CAS24448-20-2,Fancryl FA-320M(日本Hitachi Chemicla)、双酚A乙氧化物二甲基丙烯酸酯(CAS 41637-38-1 Fancryl FA-320MP(日本Hitachi Chemical))。
在一个优选的实施方案中,多官能单元包含三、四、五和六官能丙烯酸酯。这些多官能丙烯酸酯增加了交联密度,并且能够增加第二聚合物的期望的阻隔性能。
三官能丙烯酸酯的具体例子包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(CAS 15625-89-5)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(CAS 28961-43-5)、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯三丙烯酸酯(CAS 40220-08-4)。
四官能丙烯酸酯的具体例子包括二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯(CAS 94108-97-1)、季戊四醇四丙烯酸酯(CAS 4986-89-4)、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(CAS 51728-26-8)。
五官能丙烯酸酯的具体例子包括二季戊四醇五丙烯酸酯(CAS 60506-81-2)。
六官能丙烯酸酯的具体例子包括二季戊四醇六丙烯酸酯(CAS 29570-58-9)。
第一发光晶体:合适的第一发光晶体11是钙钛矿结构。有利地,第一发光晶体选自式(I)的化合物:
[M1A1]aM2 bXc (I),
其中
A1表示一种或多种有机阳离子,优选选自甲脒鎓、铵、胍鎓、质子化硫脲、咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓;
M1表示一种或多种碱金属,其优选选自Cs、Rb、K、Na、Li;
M2表示一种或多种非M1的金属,优选选自Ge、Sn、Pb、Sb和Bi;
X表示选自卤离子和拟卤离子和硫离子的一种或多种阴离子,优选:氯离子、溴离子、碘离子、氰离子、硫氰酸根、异硫氰酸根和硫离子,特别优选选自Cl、Br和I的一种或多种卤离子;
a表示1-4,优选1;
b表示1-2,优选2;
c表示3-9,优选3;
其中存在任一M1或A1或M1和A1。这种式(I)的化合物本身是已知的,描述在WO2018/028869中,其内容通过参考引入本文。
在一个实施方案中,有机阳离子A1存在于式(I)的化合物中,而金属阳离子M1不存在(A1≠0;M1=0;“有机阳离子钙钛矿”,或简称“有机钙钛矿”)。在一个实施方案中,有机阳离子A1不存在于式(I)的化合物中,而存在金属阳离子M1(A1=0;M1≠0;“无机阳离子钙钛矿”,或简称“无机钙钛矿”)。在一个实施方案中,存在有机阳离子A1和金属阳离子M1(A1≠0;M1≠0,“杂合阳离子钙钛矿”,或简称“杂合钙钛矿”)。
式(I)的化合物包括化学计量和非化学计量的化合物。在a、b和c表示自然数(即正整数)的情况中,式(I)的化合物是化学计量的;在a、b和c表示有理数,不包括自然数的情况中,它们是非化学计量的。
合适的有机阳离子A1可以选自甲脒鎓阳离子(IV-1)、铵阳离子(IV-2)、胍鎓阳离子(IV-3)、质子化硫脲阳离子(IV-4)、咪唑鎓阳离子(IV-5)、吡啶鎓阳离子(IV-6)、吡咯烷鎓阳离子(IV-7)、
其中取代基R彼此独立地表示氢或C1-4烷基或苯基或苄基,在R连接到碳的情况中,它另外彼此独立地表示卤离子或拟卤离子。
对于(IV-1),R2优选表示氢;和R1优选表示甲基或氢或卤离子或拟卤离子。优选的阳离子选自乙脒鎓、甲脒鎓(FA)。FA是优选的阳离子。
对于(IV-2),R优选表示氢和甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基、苄基。优选的阳离子选自苄基铵、异丁基铵、正丁基铵、叔丁基铵、二乙基铵、二甲基铵、乙基铵、甲基铵(MA)、苯乙基铵、异丙基铵、正丙基铵。MA是优选的阳离子。
对于(IV-3),R2优选表示氢,这产生母体化合物、胍鎓阳离子。
对于(IV-4),R2优选表示氢,这产生母体化合物、质子化硫脲阳离子。
对于(IV-5),R2优选表示甲基或氢。咪唑鎓是优选的阳离子。
对于(IV-6),R2优选表示甲基或氢。吡啶鎓是优选的阳离子。
对于(IV-7),R2优选表示甲基或氢。吡咯烷鎓是优选的阳离子。
在一个实施方案中,本发明涉及式(I)的LC,其中A1=FA。
在一个实施方案中,本发明涉及式(I)的LC,其中M1=Cs。
在一个实施方案中,本发明涉及式(I)的LC,其中M2=Pb。
在一个实施方案中,本发明涉及式(I)的LC,其中X是选自Cl、Br、I的至少两种元素的组合。在一个实施方案中,本发明涉及式(I)的LC/QD,其中X表示选自Cl、Br和I的单个元素。
在一个实施方案中,本发明涉及式(I)的LC,选自FA1Pb1X3,特别是FAPbBr3、FAPbBr2I。
在另一实施方案中,本发明涉及式(I)的LC,其进一步包括掺杂剂,即其中M1的一部分被其他碱金属替代,或者其中M2的一部分被其他过渡金属或稀土元素替代,或者其中X的一部分被其他卤离子替代,或者其中A1的一部分被本文所定义的其他阳离子替代。掺杂剂(即取代离子)通常以相对于它们替代的离子计小于1%的量存在。
第二发光晶体:如上所述,另一类LC,第二发光晶体12可以存在或可以不存在。第二发光晶体12如果存在,则嵌入第二聚合物P2中。这种第二LC可以选自本领域技术人员已知的多样的已知LC。合适的第二LC(12)可以选自核壳QD和微米尺寸的磷光体中的一种或多种。核壳QD例如CdSe或InP基QD是特别合适的,最优选InP基QD。
一种特别合适的微米尺寸的磷光体选自KSF(K2SiF6:Mn4+)。
有利地,第二发光晶体12不是钙钛矿结构。因此,第二发光晶体12排除本文所述的式(I)的化合物。
第三发光晶体:另一类LC,第三发光晶体13可以存在或可以不存在。第三发光晶体13如果存在,则嵌入第一聚合物P1中。这种第三LC可以选自本领域技术人员已知的多样的已知LC。第三LC(12)可以选自核壳QD和微米尺寸的磷光体和钙钛矿中的一种或多种。核壳QD例如CdSe或InP基QD是特别合适的,最优选InP基QD。
一种特别合适的微米尺寸的磷光体选自KSF(K2SiF6:Mn4+)。
第三发光晶体13可以是钙钛矿结构。因此,第三发光晶体13包括本文所述的式(I)的化合物,但是不同于第一发光晶体和因而具有不同波长的荧光。这通过将第三发光晶体与第一发光晶体相比选择不同的化学组成和/或不同的尺寸来实现。
在一个实施方案中,发光部件包含整体2-30,优选2-5个不同的发光晶体11(和如果存在时12、13),导致该发光部件可调节的发射光谱。
发光晶体11(和如果存在时12、13)的浓度可以在宽范围内变化。在发光部件仅包含第一LC,而没有第二或第三LC的情况中,则不仅单个第一LC提供在该发光部件中,而且存在多个第一LC来增强它的发光度。在发光部件仅包含第一和第二LC,而没有第三LC的情况中,则多个第一LC和多个第二LC提供在该发光部件中来增强它的发光度。在发光部件包含第一、第二和第三LC的情况中,多个第一LC、多个第二LC和多个每种类型的另外LC提供在该发光部件中来增强它的发光度。优选地,第一发光晶体相对于P1的浓度是0.01wt%-10.0wt%,优选0.02wt%-7.6wt%,最优选0.05wt%-1.0wt%。
另外的材料:第一元件可以包含另外的材料。这种另外的材料包括溶剂、增塑剂、稳定剂(例如表面活性剂、配体、分散剂)、粘度改性剂、催化剂(例如聚合引发剂)、非反应的单体、防塑化剂。这种另外的材料是本领域技术人员已知的。其类型和量的选择是本领域技术人员的常规工作。
在一个实施方案中,第一元件1含有包含第一聚合物P1和溶剂的包封,特别是沸点(bp)>100℃的非极性溶剂。优选地,非极性溶剂是具有4-24个碳原子,优选8-22个碳原子,最优选12-20个碳原子的脂族溶剂。溶剂的存在量可以<20wt%,优选<10wt%,最优选<5wt%。
在另一实施方案中,聚合物P1另外包含增塑剂化合物来降低Tg。这种增塑剂化合物可以是反应性(可聚合的)或非反应性(非可聚合的)。反应性增塑剂包括丙烯酸酯,例如丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯。非反应性增塑剂包括酯,例如双(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯。
在另一实施方案中,聚合物P1另外包含防塑化剂化合物。防塑化剂是任何小分子或低聚物添加剂,其在某些浓度时增加杨氏模量,同时降低玻璃化转变温度。
在一个实施方案中,第二元件由第二聚合物P2组成。
在一个可选的实施方案中,第二元件2含有另外的材料。这种另外的材料包括溶剂、稳定剂(例如表面活性剂、配体、分散剂)、粘度改性剂、催化剂(例如聚合引发剂)、非反应的单体、散射粒子。这种另外的材料是本领域技术人员已知的,并且还在上面在第一元件1的上下文中讨论。其类型和量的选择是本领域技术人员的常规工作。
在一个实施方案中,第二元件2含有包含第二聚合物P2,但是没有溶剂的包封。
在一个实施方案中,第二元件2含有第二聚合物P2和选自有机和无机散射粒子的散射粒子。散射粒子的材料包含有机硅(例如有机聚硅氧烷)、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、二氧化硅。
在一个实施方案中,第一和第二聚合物组合物除了相应类型的硬化/固化的聚合物和发光晶体之外,还包含选自非离子、阴离子、阳离子和两性离子表面活性剂的一种或多种表面活性剂;优选选自两性离子表面活性剂。
考虑到目标用途,包含硬化/固化的聚合物P1和P2的第一和第二聚合物组合物优选是透光性的,即非不透明的,来允许发光晶体所发出的光,和用于激发该发光晶体的光源的可能的光通过。
另外的元件:发光部件除了第一和第二元件之外,还可以包含另外的元件,例如保护层、基材。
保护层:保护层的一个选项是阻隔层。发光部件4任选地包含一个或多个阻隔层5。这种阻隔层位于发光部件的否则会暴露的表面上面。在一个优选的实施方案中,在矩形、片状发光部件的情况中,阻隔膜可以连接到该发光部件的两侧。
这种保护层(例如阻隔膜)是本领域中已知的;通常包含具有低水蒸汽透过率(WVTR)和/或低氧透过率(OTR)的材料/材料组合。通过选择这种材料,减少或甚至避免响应暴露于水蒸气和/或氧的部件中LC的降解。阻隔层或膜优选在温度40℃/90%相对湿度和大气压时的WVTR<10(g)/(m2*天),更优选小于1(g)/(m2*天),最优选小于0.1(g)/(m2*天)。
在一个实施方案中,阻隔膜可以是氧气可透过的。在一个替代的实施方案中,阻隔膜是氧气不可透过的,并且在温度23℃/90%相对湿度和大气压的OTR(氧透过率)<10(mL)/(m2*天),更优选<1(mL)/(m2*天),最优选<0.1(mL)/(m2*天)。
在一个实施方案中,隔膜是透光性的,即可见光透过率>80%,优选>85%,最优选>90%。
合适的阻隔膜可以以单层形式存在。这种阻隔膜是本领域中已知的,并且含有玻璃、陶瓷、金属氧化物和聚合物。合适的聚合物可以选自聚偏二氯乙烯(PVdC)、环状烯烃共聚物(COC)、乙烯乙烯醇(EVOH)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP);合适的无机材料可以选自金属氧化物、SiOx、SixNy、AlOx。最优选地,聚合物阻湿材料含有选自PVdC和COC的材料。
最优选地,聚合物阻氧材料含有选自EVOH聚合物的材料。
合适的阻隔膜可以以多层形式存在。这种阻隔膜是本领域中已知的,通常包含基材,例如厚度10-200μm的PET,和包含选自SiOx和AlOx的材料的薄无机层,或者基于嵌入聚合物基质中的液晶的有机层,或者具有有所需阻隔性能的聚合物的有机层。用于这种有机层的可能的聚合物包含例如PVdC、COC、EVOH。
基材:发光部件4任选地包含基材3。这种基材是本领域中已知的,包括特别适于膜和基质(如下所述)的平坦基材(图2、图3A),和特别适于像素(如下所述)的结构化基材(图3B)。
构造:发光部件可以以不同的构造存在,其包括膜(参见图2)、像素(参见图3)和基质(参见图4)。为了实现有益的效果,特别是对于温度和湿度的稳定性,第二元件至少部分地覆盖和由此密封所述第一元件。通过这种措施,减少或甚至避免第一元件与环境的直接接触。取决于部件和装置的构造,第一元件的所选表面被第二元件覆盖。例如,一个表面(例如像素状结构的顶表面)被覆盖。替代地,两个表面(例如膜状结构的两侧)被覆盖。因此,表述“至少部分地覆盖”指的是至少50%和高至100%的第一元件的表面。有利地,第二元件与第一元件直接接触,由此实现密封效果。
在一个实施方案中,发光部件经配置以使第二元件覆盖>50%,优选>70%,优选>90%,最优选>99%的第一元件的总表面(或者如果存在多于一个元件时是多个第一元件)。为了进一步显示基于图2A的这种情形:如果发光部件(4)为10cm×10cm的膜的形式,其包含作为100μm厚度的层夹入它的表面上两个第二元件(2)之间的第一元件(1),那么第二元件将覆盖第一元件的99.8%,0.2%没有被覆盖(边缘)。
在一个实施方案中,发光部件可以具有膜的形状,即长度和宽度超过发光部件的厚度,优选超过厚度的至少10倍。该膜或层的厚度可以在宽范围内变化,但是通常是1-500微米。在一个实施方案中,本文所述的发光部件为膜的形式,所述膜包含以下层状结构:
·第一元件的层-第二元件的层(即P1在一侧上覆盖有P2);或者
·第二元件的层-第一元件的层-第二元件的层(即P1在两侧覆盖有P2);或者
·阻隔层(5)-第二元件的层-第一元件的层-第二元件的层-阻隔层(5)(即P1在两侧上覆盖有P2和另外在两侧上受阻隔层保护)。
·阻隔层(5)-嵌入第二元件中的第一元件的层-阻隔层(5)(即P1被P2完全覆盖和另外在两侧上受阻隔层保护)。
在膜状部件的一个实施方案中,第一元件没有在膜的边缘处被第二元件覆盖(第一元件暴露于空气)。
这种膜特别可用作LCD显示器中的QD背光膜或下转换膜。
在一个实施方案中,膜状部件的第二元件的厚度>1μm,优选>10μm,优选>30μm,优选>50μm,最优选>100μm。
在一个实施方案中,膜状部件的第二元件含有0.1-30wt%的散射粒子。
在一个实施方案中,膜状部件的第二聚合物(P2)的“膜相关WVTR”<1g/(m2*天),优选<0.3g/(m2*天),最优选小于0.1g/(m2*天)。“膜相关WVTR”由上述WVTR(单位(g*mm)/(m2*天))通过用它除以膜厚度(单位mm)来测定/计算。
在一个实施方案中,发光部件可以具有像素的形状,特别是其中
·一个或多个第一元件(1)布置在基材(3)上,并且被包含所述第二元件(2)的层覆盖;或者
·包含所述第一元件(1)的层布置在基材(3)上,并且被包含所述第二元件(2)的层涂覆。
在一个实施方案中,发光部件可以具有基质的形式,其中多个第一元件(1)分散在基质中,并且被第二元件(2)完全覆盖。优选的是,第一元件的平均直径是1μm-500μm,优选5μm-100μm。优选地,第二元件完全包封第一元件。
本发明的部件4表现出良好的稳定性。本发明部件4的实施方案表现出在例如90℃/环境湿度(即<5%相对湿度)改进的热稳定性和在例如280mW/cm2(460nm波长)改进的蓝光辐射稳定性。本发明部件4的实施方案表现出在例如60℃/90%相对湿度对于湿度改进的稳定性和在例如280mW/cm2(460nm波长)改进的蓝光辐射稳定性。
本发明部件4的实施方案优选当被蓝光激发时表现出>60%,优选>80%,最优选>90%的量子产额。另外,由于材料选择、晶体尺寸和第一LC的严格覆盖,可以在发射的光中实现尖锐的波长分布,以使所得的发射光的品质是优异的。优选地,每个元件的固体聚合物组合物对于可见发射的FWHM(半高宽)<50nm,优选<40nm,最优选<30nm。例如,对于在525nm的发射峰可以观察到FWMH是23nm,同时测量部件的高发光量子产额是例如86%(参见实施例4)。
本发明部件4的实施方案符合欧盟的RoHS(“有害物限制”)指令。在提交本专利申请时,可适用的指令2011/65/EU通常限制使用以下元素:铅(Pb)<1000ppm重量,汞(Hg)<1000ppm,镉(Cd)<100ppm,六价铬(Cr6+)<1000ppm,多溴化联苯(PBB)<1000ppm,多溴化二苯基醚(PBDE)<1000ppm。一方面,这通过选择无Cd材料来实现,其仍然提供优异的量子产额/性能。根据RoHS指令第2版(2011/65/EU)对Pb的限制小于1000ppm,其对于原样的部件整体实现的。优选地,本发明实施方案的第一和第二元件一起的总Pb浓度低于1000ppm,更优选30ppm至小于1000ppm,最优选100ppm-900ppm。在另一优选的实施方案中,本发明实施方案的第一元件的总Pb浓度低于1000ppm,更优选30ppm至小于1000ppm,最优选100ppm-900ppm。RoHS合规性可以通过分别选择合适浓度的第一和可能第二或第三发光晶体来实现,优选通过选择部件中元素的合适浓度。受试浓度可以通过MS或XRF测量来进行测量。
总之,观察到的有益性能——包括同时的高量子产额、RoHS合规性、稳定的峰位置和发射光谱中的窄FWHM,以及对于温度和湿度和高蓝色辐射的高稳定性——代表本发明相对于现有技术的主要改进。
为了进一步规定光学性能,优选的是发光部件的雾度是10-95%,优选80-95%。雾度可以通过RI>2.0和尺寸100-1000nm的散射粒子,或者通过微结构或微晶聚合物结构,或者通过微米尺寸的第二发光晶体,或者通过元件本身引入。
根据本发明的第二方面,提供了一种发光装置。发光部件优选是中间商品,其与其他部件一起组装成发光装置,例如显示器或照明装置。因此,发光装置包含根据任何前述实施方案的发光部件和用于发射蓝光的光源。光源经布置来激发发光部件。因此,光源与发光部件光学连通。蓝光被认为具有400-490nm的波长。因此,装置经配置来发射通过发光部件的发光晶体限定的波长的光。
在本发明的实施方案中,本文所述的发光装置选自显示器,特别是液晶显示器、OLED显示器、QLED显示器(电发光)、微LED显示器;和照明装置,特别是LED、OLED、QLED。因此,作为LCD、OLED、LED或微LED的零件,该部件可以构成这种显示器(例如移动或固定计算、电讯或电视装置)或构成这种照明装置。
在本发明的又一实施方案中,光源是OLED堆叠体。在这种情况中,发光部件优选经布置来覆盖整个OLED堆叠体或其至少部分。
本发明的另一方面,任何前述实施方案的发光部件用于响应该发光部件被蓝光辐射而发射白光,特别是作为液晶显示器的背光。为此目的,蓝光源可以提供在装置中来激发发光部件中的发光反应。在发光部件包含发射绿光的第一元件和发射红光的第二元件,同时光源发射蓝光的情况中,该发光部件发射白光,该白光作为分别响应第一和第二元件中的发光晶体的激发而发射红光和绿光的组合,并且由光源发出的蓝光(该蓝光也用于激发第一和第二元件)的传输而形成。发射的红光、绿光和蓝光的强度比例优选是各1/3。
根据本发明的第三方面,提供制造发光部件和发光装置的方法。这种制造符合制备膜或像素的已知方法。例如涂覆和印刷技术是合适的。被认为有利的是,已知制造装置可以用于制备本发明的发光部件和发光装置。广义来说,制造包括(i)提供和固化第一元件,随后用第二元件涂覆/印刷和固化它,或者(ii)提供和固化第二元件,随后用第一元件涂覆/印刷和固化它。
在一个实施方案(方法A)中,制造发光部件4的方法包括步骤:
·提供基材,其任选地涂覆有一个或多个层;
·向所述基材施用第一液体聚合物组合物,该组合物包含第一聚合物P1的单体或低聚物、第一发光晶体11、任选的溶剂、任选的其他材料、任选的第三发光晶体13;
·任选地在升高的温度加热所述液体第一聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
·固化所述第一液体聚合物组合物来获得第一元件;
·向由此获得的所述第一元件的硬化表面施用第二液体聚合物组合物,该组合物包含第二聚合物P2的单体或低聚物、任选的第二发光晶体12、任选的溶剂、任选的其他材料;
·任选地在升高的温度加热所述液体第二聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
·固化所述液体第二聚合物组合物来获得第二元件,其覆盖和由此密封所述第一元件;
·任选地施用另外的涂覆或整饰步骤。
根据这个实施方案,首先制造第一元件,随后制造第二元件,由此获得发光部件。
在一个实施方案(方法B)中,制造发光部件4的方法包括步骤:
·提供基材,其任选地涂覆有一个或多个层;
·向所述基材施用如上所述的第二液体聚合物组合物;
·任选地在升高的温度加热所述液体第二聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
·固化所述第二聚合物组合物来获得第二元件;
·向由此获得的所述第二元件的硬化表面施用如上所述的第一液体聚合物组合物;
·任选地在升高的温度加热所述液体第一聚合物组合物来除去挥发性溶剂。
·固化所述液体第一聚合物组合物来获得第一元件,其在它的下表面上被所述第二元件覆盖和由此密封;
·施用另外的涂覆或整饰步骤。
根据这个实施方案,首先制造第二元件,随后制造第一元件来由此获得发光部件。
在一个实施方案(方法C)中,制造发光部件4的方法包括步骤:
·提供两个基材,每个涂覆有第二元件的层;
·将第一元件的层与这些涂覆的基材进行层合。
根据这个实施方案,将第一元件夹入到两个第二元件之间。
在一个实施方案(方法D)中,制造发光部件4的方法包括步骤:
·通过a)或b)之一提供如上所述的第一液体聚合物组合物:
a)通过喷雾干燥或沉淀之一从第一液体聚合物组合物中提取多个第一元件(1),或者
b)将第一液体聚合物组合物硬化成第一固体聚合物组合物,
并压碎第一固体聚合物组合物,形成多个第一元件(1),
·将由此获得的第一元件(1)混入如上所述的第二液体聚合物组合物中,和
·提供基材,其任选地涂覆有一个或多个层;
·向所述基材施用含有第一元件(1)的所述第二液体聚合物组合物;
·任选地在升高的温度加热所述液体第二聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
·固化所述液体第二聚合物组合物来获得第二元件,其覆盖和由此密封所述第一元件;
·任选地施用另外的涂覆或整饰步骤。
根据这个实施方案,能够获得图4所示的部件4。
单独步骤例如施用(例如涂覆、印刷)、聚合(例如辐射聚合、热聚合、催化聚合)、整饰(例如用另外的层涂覆)本身是已知的,但是尚未用于本文所用的特定起始材料。
上述第一液体聚合物组合物(包含第一聚合物P1的单体或低聚物、第一发光晶体11、任选的溶剂、任选的其他材料、任选的第三发光晶体13)可以通过将包含发光晶体11的预浓缩物与包含第一聚合物P1的单体或低聚物的组合物合并来制备。这种预浓缩物优选包含选自表面活性剂、分散剂、配体类的其他材料。这种预浓缩物也是本发明的主题。
附图说明
代表或导向本发明的实施方案、方面和优点的实施方案、实施例、实验将从下面的其详细说明中得到更好地理解。这样的说明参考附图,其中:
·图1显示了根据本发明的实施方案的发光部件(4)的示意图。A:仅第一发光晶体(11),B:第一(11)和第二(12)发光晶体,C:第一(11)和第三(13)发光晶体。
·图2显示了根据本发明的实施方案的膜形式的发光部件(4)的示意图,这种部件特别适于显示装置。A:没有另外的阻隔;B:透明的单层阻隔(没有子结构);C:透明的多层阻隔(具有子结构),D:片状部件,其中第一元件被第二元件完全覆盖,在两侧上具有另外的阻隔。
·图3显示了根据本发明的实施方案的离散元件形式的发光部件的示意图。A:具有平坦基材(3)的部件,特别适于发光装置;B:具有结构化基材(3)的部件,特别适于像素。
·图4显示了根据本发明另一实施方案的基质类型的发光装置。
·图5显示了包含根据本发明的部件的所选发光部件(实施例4)在降解150h后的相对光致发光量子产额(PLQY)变化。
·图6显示了包含根据本发明的部件的所选发光部件(实施例6)在降解150h后的相对光致发光量子产额(PLQY)变化。
·图7显示了包含根据本发明的部件的所选发光部件(实施例10)在降解500h后的Δy(CIE 1931色空间色度图的色坐标y的变化)。
附图标记列表:
(P1)第一聚合物;(P2)第二聚合物
(1)第一元件;(2)第二元件
(11)第一发光晶体
(12)第二发光晶体
(13)第三发光晶体
(3)、(31)、(32)基材
(4)发光部件
(5)、(51)、(52)保护层
实施例
为了进一步说明本发明,提供了下面的实施例。提供这些实施例并非打算限制本发明的范围。如果没有另外的声明,则全部化学品购自Aldrich。
实施例1-4:合成根据本发明的发光部件(P1整个覆盖在P2中,参见图2D。实施例1、2和3用于对比,实施例4根据本发明)。
油墨形成:通过研磨PbBr2和FABr来合成甲脒鎓三溴化铅(FAPbBr3)。即,将16mmol的PbBr2(5.87g,98%ABCR,Karlsruhe(DE))和16mmol的FABr(2.00g,Greatcell SolarMaterials,Queanbeyan(AU))用钇稳定化的氧化锆珠(5mm直径)研磨6h来获得纯的立方FAPbBr3,其通过XRD证实。将橙色的FAPbBr3粉末添加到油酰胺(80-90,Acros Organics,Geel(BE))(重量比FAPbBr3:油酰胺=100:15)和甲苯(>99.5%,特纯,Sigma Aldrich)。FAPbBr3的最终浓度是1wt%。然后将混合物通过球磨使用直径尺寸200μm的钇稳定化的氧化锆珠在环境条件(如果没有另外的规定,则用于全部实验的大气条件是:35℃,1个大气压,在空气中)分散1h的时间,获得发绿光的油墨。
膜形成:对于第一膜(P1-玻璃),将0.1g的绿色油墨与含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TCI Europe,荷兰)的可UV固化的单体/交联剂混合物(0.7g FA-513AS,Hitachi Chemical,日本/0.3g Miramer M240,Miwon,韩国)在高速混合器中混合,并且在室温真空(<0.01毫巴)蒸发甲苯。将所得的混合物在厚度约100μm的两个载玻片(18×18mm)之间在UV(UVAcube100,装备有汞灯和石英滤光片,Hoenle,德国)中固化60s。第二膜(P2-玻璃)如上所述,用0.1g绿色油墨和含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦的可UV固化的单体/交联剂混合物(0.7g FA-DCPA,HitachiChemical,日本/0.3g FA-320M,Hitachi Chemical,日本)来制备。第三膜(P1/P1-玻璃)通过制备上面用于第一膜所述的膜来制备,但是然后将该膜从两个载玻片上剥离。然后用含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦的(0.7g FA-513AS,HitachiChemical,日本/0.3g Miramer M240,Miwon,韩国)的相同基质在两个载玻片之间涂覆该自支撑膜,并且如上所述进行固化。第四膜(P1/P2-玻璃)通过上面对于第一膜所述制备膜来制备,但是然后将该膜从两个载玻片上剥离。然后用含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦的(0.7g FA-DCPA,Hitachi Chemical,日本/0.3g FA-320M,HitachiChemical,日本)的不同基质在两个载玻片之间涂覆该自支撑膜,并且如上所述进行固化。涂覆第三和第四膜,以使基质完全覆盖该自支撑膜。
分析:表1显示了初始获得的和样品进行高温测试(90℃/干燥)(即环境湿度,约2%相对湿度)、高温/高湿测试(60℃/90%相对湿度)和高通量测试(蓝色LED光,460nm蓝色发射,280mW/cm2,50℃,LEDcube100,Hoenle,德国)降解150小时后的膜的光学性能。光强度用装备有VIS范围传感器(Hoenle,德国)的UV计测量。膜获得的光学性能用装备有积分球的分光荧光计(Quantaurus Absolute PL量子产额测量系统C1134711,Hamamatsu)测量。
表1
*相对ΔPLQY:PLQY与初始值相比的相对变化
**N/A:不适用
结论:这些结果显示了本发明所述的发光部件(实施例4)表现出优异的初始性能,并且在全部测试条件在加速降解后保持了高光学性能(图5)。实施例1和实施例3在90℃/干燥和60℃/90%相对湿度降解后表现出较差的性能,实施例2在(高通量)降解后表现出较差的性能,使得这些部件不适用于TV等。
实施例5-6:合成根据本发明的发光部件(P1片整个覆盖在P2中,参见图4;实施例5用于对比,实施例6根据本发明)。
油墨形成:油墨如实施例1-4所述来制备。
膜形成:第一膜(P1-玻璃)如实施例1的第一膜那样制备。第二膜(P1/P2-玻璃)通过如上面对于第一膜所述制备膜来制备。然后该膜从两个载玻片上剥离,并且切割成尺寸为约0.5mm×0.5mm×0.1mm的小片。这些P1片然后混合到含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦的(0.7g FA-DCPA,Hitachi Chemical,日本/0.3g FA-320M,Hitachi Chemical,日本)的基质中,重量比为1:3(P1片/基质),随后如上所述涂覆和固化。涂覆第二膜,以使基质完全覆盖P1片。
分析:表2显示了初始获得的和样品进行高温测试(90℃/干燥)(即环境湿度,约2%相对湿度)、高温/高湿测试(60℃/90%相对湿度)和高通量测试(蓝色LED光,460nm蓝色发射,350mW/cm2,50℃,LEDcube100,Hoenle,德国)降解150小时后的膜的光学性能。光强度用装备有VIS范围传感器(Hoenle,德国)的UV计测量。膜获得的光学性能用装备有积分球的分光荧光计(Quantaurus Absolute PL量子产额测量系统C1134711,Hamamatsu)测量。
表2
*相对ΔPLQY:PLQY与初始值相比的相对变化
**N/A:不适用
结论:这些结果显示了本发明所述的发光部件(实施例6)表现出优异的初始性能,并且在全部测试条件在加速降解后保持了高光学性能(图6)。实施例5在90℃/干燥降解后表现出明显较差的性能,使得该部件不适用于TV等。
实施例7-10:合成根据本发明的发光部件(P1部分地覆盖在P2中,参见图2A、2B、2C)。实施例7、8和9用于对比,实施例10根据本发明。
油墨形成:油墨如实施例1-4所述制备。
膜形成:对于第一膜(P1-阻隔),将0.3g的实施例5-6的绿色油墨与含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TCI Europe,荷兰)的可UV固化的单体/交联剂混合物(2.1g FA-513AS,Hitachi Chemical,日本/0.9g Miramer M240,Miwon,韩国)在高速混合器中混合,并且随后在室温真空(<0.01毫巴)蒸发甲苯。将所得的混合物以100μm厚度涂覆到两个阻隔膜(TBF1004,i-components,韩国)之间。该阻隔膜基于制造商的检测报告表现出0.022g/(m2*天)的WVTR(Mocon测试)。固化在UV带(BE20/120W/II,Beltron,德国)中进行,其装备有两个汞灯和石英滤光片。固化条件对两个灯为31%灯亮度和4.1m/min线速度,产生约850mJ/cm2的UV能,其用UV积分器类型D(Beltron,德国)测量。
第二膜(P2-阻隔)如上所述,用0.3g绿色油墨和含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦的可UV固化的单体/交联剂混合物(2.1g FA-DCPA,HitachiChemical,日本/0.9g FA-320M,Hitachi Chemical,日本)制备。涂层厚度是100μm和固化条件对两个灯为75%灯强度和5m/min线速度,产生约1700mJ/cm2的UV能。
第三膜(P1/P1-阻隔)如下来制备:首先在两个分开的阻隔膜(TBF1004,i-components,韩国)上用含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TCIEurope,荷兰)的可UV固化的单体/交联剂混合物(2.1g FA-513AS,Hitachi Chemical,日本/0.9g Miramer M240,Miwon,韩国)涂覆30μm的外涂层。该外涂层用醋酸纤维素可视片(viewfoil)覆盖,随后用UV带以两个灯为31%灯强度和8.2m/min线速度进行固化,产生约425mJ/cm2的UV能。然后将0.3g绿色油墨和含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦的可UV固化的单体/交联剂混合物(2.1g FA-513AS,Hitachi Chemical,日本/0.9g Miramer M240,Miwon,韩国)混合,并且如上所述蒸发甲苯。将该混合物涂覆(100μm厚度)到两个具有外涂的阻隔膜之间,并用两个灯为31%灯强度和1.0m/min线速度进行固化,产生约3400mJ/cm2的UV能。
第四膜(P2/P1-阻隔)如下来制备:首先在两个分开的阻隔膜(TBF1004,i-components,韩国)上用含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TCIEurope,荷兰)的可UV固化的单体/交联剂混合物(2.1g FA-DCPA,Hitachi Chemical,日本/0.9g FA-320M,Hitachi Chemical,日本)涂覆30μm的外涂层。该外涂层用醋酸纤维素可视片覆盖,随后用UV带以对两个灯为31%灯强度和8.2m/min线速度进行固化,产生约425mJ/cm2的UV能。然后将0.3g绿色油墨和含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦的可UV固化的单体/交联剂混合物(2.1g FA-513AS,Hitachi Chemical,日本/0.9gMiramer M240,Miwon,韩国)混合,并且如上所述蒸发甲苯。将该混合物涂覆(100μm厚度)到两个具有外涂的阻隔膜之间,并用对两个灯为31%灯强度和1.0m/min线速度进行固化,产生约3400mJ/cm2的UV能。从全部四个膜上切割尺寸3cm×3cm的样品,并且测试了降解。通过从第三膜(P1/P1-阻隔)和第四膜(P2/P1-阻隔)上切割样品,含有LC的P1层在切割表面处暴露于环境。
分析:表3显示了初始获得的和样品进行高温测试(90℃/干燥)(即环境湿度,约2%相对湿度)、高温/高湿测试(60℃/95%相对湿度)和高通量测试(蓝色LED光,460nm蓝色发射,280mW/cm2,50℃,LEDcube100,Hoenle,德国)降解500小时后的膜的光学性能。光强度用装备有VIS范围传感器(Hoenle,德国)的UV计测量。膜的性能通过将样品置于品红背光单元上,并用分光辐射度计(CS-2000,Konica Minolta)测量光学性能来获得。
表3
*x值,y值:CIE 1931色空间色度图的颜色值;**Δy:初始y值到500h降解后的y值的绝对值变化;***N/A:不适用
Tg分析:本发明所述的发光部件的元件的玻璃化转变温度根据DIN EN ISO11357-2:2014-07通过DSC测定,并且起始温度是-90℃和终止温度是250℃和加热速率是20K/min,在氮气氛(20ml/min)中。吹扫气体是20ml/min的氮气(5.0)。使用DSC系统DSC204F1 Phoenix(Netzsch)。Tg在第二加热周期(从-90℃到250℃的第一加热表现出在玻璃化转变之外的叠加效应)测定。第一样品(P1+LC)类似于上述实施例7的膜来制备,通过将0.3g的实施例1-4的绿色油墨与含有1wt%的光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TCI Europe,荷兰)的可UV固化的单体/交联剂混合物(2.1g的FA-513AS,HitachiChemical,日本/0.9g的Miramer M240,Miwon,韩国)在高速混合器中混合,并且随后在室温真空(<0.01毫巴)蒸发甲苯。将所得的混合物以30-40μm的厚度涂覆在两个100μm醋酸纤维素可视片之间。固化在装备有两个汞灯和石英滤光片的UV带(BE20/120W/II,Beltron,德国)中进行。固化条件是对两个灯为31%灯强度和1.0m/min线速度,产生约3400mJ/cm2的UV能,其用UV积分器类型D(Beltron,德国)测量。第二样品(P2)类似于上述实施例10的膜来制备,通过将含有1wt%光引发剂二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TCI Europe,荷兰)的可UV固化的单体/交联剂混合物(2.1g的FA-DCPA,Hitachi Chemical,日本/0.9g的FA-320M,Hitachi Chemical,日本)在高速混合器中来混合。将所得的混合物以30-40μm的厚度涂覆在两个100μm醋酸纤维素可视片之间。固化在装备有两个汞灯和石英滤光片的UV带(BE20/120W/II,Beltron,德国)中进行。第一固化条件是对两个灯为31%灯强度和1.0m/min线速度(UV能量约3400mJ/cm2)。对于两个样品(P1+LC)和(P2),除去可视片,并且将留下的膜一式两份进行Tg分析。对(P1+LC)Tg是77℃和74℃,而对(P2)Tg是143℃和142℃。
结论:这些结果表明本发明所述的发光部件(实施例10)表现出优异的初始性能,并且在全部测试条件在加速降解后保持了高光学性能(图7)。实施例7表现出在(90℃/干燥)和(60℃/90%rH)降解后较差的性能,和实施例8在(高通量)降解后表现明显更差,而实施例9表现出在(90℃/干燥)的明显降解,使得这些膜系统不适用于TV等。
Claims (17)
1.聚合物(P2)在发光部件(4)中的用途,其中
●所述聚合物(P2)选自WVTR<1(g*mm)/(m2*天)的聚合物,
●所述发光部件包含钙钛矿晶体结构的发光晶体(11),其嵌入在Tg<95℃的聚合物(P1)中;
其中Tg在第二加热周期过程中,并且采用20K/min的加热速率,在-90℃开始直到250℃,根据DIN EN ISO 11357-2:2014-07测定;和
其中WVTR通过ISO 15106-3:2003在40℃/90%相对湿度的温度/相对湿度来测定。
2.发光部件(4),其包含第一元件(1)和第二元件(2),其中:
●所述第一元件(1)包含第一固体聚合物组合物,所述第一聚合物组合物包含嵌入在第一聚合物(P1)中的第一发光晶体(11),其中
■所述第一发光晶体(11)是钙钛矿晶体结构,并且响应波长短于第一波长的光的激发而发射第一波长的光,
■所述第一聚合物(P1)选自Tg<95℃的聚合物;
●所述第二元件(2)包含第二固体聚合物组合物,所述第二聚合物组合物任选地包含嵌入第二聚合物(P2)中的第二发光晶体(12),其中
■所述任选的第二发光晶体(12)不同于所述第一发光晶体(11),并且响应波长短于第二波长的光的激发而发射第二波长的光,
■所述第二聚合物(P2)选自WVTR<1(g*mm)/(m2*天)的聚合物;
其中所述第二元件至少部分地覆盖和由此密封所述第一元件;和
其中所述Tg和WVTR根据权利要求1所述测定。
3.根据权利要求2所述的发光部件,其中P1和/或P2符合以下参数中的一种或多种:
●P2的Tg>115℃;
●P1的(氧+氮+硫+磷+氟+氯+溴+碘)之和与碳的摩尔比<0.9;
●P2的(氧+氮+硫+磷+氟+氯+溴+碘)之和与碳的摩尔比<0.9;
●P1的WVTR<1(g*mm)/(m2*天);
●P1的OTR>1(cm3*mm)/(m2*天*大气压);
●P1和P2在100μm的厚度的透光率>70%;
●第一聚合物(P1)不可溶解在第二聚合物(P2)中,反之亦然。
4.根据权利要求2的发光部件,其中P2的OTR>1(cm3*mm)/(m2*天*大气压)。
5.根据权利要求2-4中任一项的发光部件,其中第一聚合物(P1)选自丙烯酸酯系聚合物,和其中第二聚合物(P2)优选选自丙烯酸酯系聚合物。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的发光部件,其中第一聚合物(P1)包含式(III)和(V)的重复单元,和/或第二聚合物(P2)包含式(VI)和任选式(III)的重复单元:
R9表示H或CH3,
R10表示环状、线型或支化的C1-25烷基或C6-26芳基,每个任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基、苯基或苯氧基取代,
n表示0或1,和
X表示选自包含1-8个碳原子和1-4个氧原子的烷氧基化物的间隔基;
R21彼此独立地表示H或CH3;
R23表示环状、线型或支化的C1-25烷基或C6-26芳基,每个任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基、苯基或苯氧基取代;
X22彼此独立地表示选自烷氧基化物的间隔基,其中两个取代基X22一起包含8-40个碳原子和2-20个氧原子;
R31彼此独立地表示H或CH3;
R33表示环状C5-25烷基或C6-26芳基,每个任选地用一个或多个环状、线型或支化的C1-20烷基、苯基或苯氧基取代;
X32彼此独立,是不存在的,或者表示选自烷氧基化物的间隔基,其中两个取代基X32一起包含1-8个碳原子和1-8个氧原子。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的发光部件,其中第一发光晶体(11)选自式(I)的化合物:
[M1A1]aM2 bXc (I),其中:
A1表示一种或多种有机阳离子,
M1表示一种或多种碱金属,
M2表示一种或多种不同于M1的金属,
X表示选自卤离子、拟卤离子和硫离子的一种或多种阴离子,
a表示1-4,
b表示1-2,
c表示3-9,和
其中M1或A1任一或者M1和A1是存在的;
和/或
其中所述第一发光晶体(11)的尺寸为3-100nm。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的发光部件,其中第二发光晶体(12)选自核壳QD和微米尺寸的磷光体中的一种或多种。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的发光部件,其进一步包含第三发光晶体(13),其选自钙钛矿晶体、核壳QD和微米尺寸的磷光体中的一种或多种。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的发光部件,其为膜(4)的形式,特别是QD背光膜或下转换膜,所述膜包含以下分层结构:
●第一元件(1)的层-第二元件(2)的层;或者
●第二元件(2)的层-第一元件(1)的层-第二元件(2)的层;或者
●保护层(5)-第二元件(2)的层-第一元件(1)的层-第二元件(2)的层-保护层(5)。
11.根据权利要求10所述的发光部件,其中所述保护层选自
●玻璃;
●具有阻湿性能的聚合物;
●具有阻氧性能的聚合物;
●涂覆有氧化物层的聚合物。
12.根据权利要求2-9中任一项所述的发光部件,其中
●一个或多个第一元件(1)布置在基材(3)上,并且由包含所述第二元件(2)的层覆盖;或者
●包含所述第一元件(1)的层布置在基材(3)上,并且由包含所述第二元件(2)的层涂覆。
13.根据权利要求2-9中任一项所述的发光部件,其中
●多个第一元件(1)分散在基质(5)中,并且被第二元件(2)完全覆盖。
14.发光装置,其包含
●根据前述权利要求中任一项所述的发光部件,
●发射蓝光的光源,
其中该光源经布置来激发该发光部件。
15.根据权利要求14所述的发光装置,其选自:
●显示器,特别是液晶显示器、OLED显示器、QLED显示器、微LED显示器;和
●发光装置,特别是LED、OLED、QLED。
16.根据前述权利要求2-12中任一项所述的发光部件的用途,其用于响应被蓝光照射的该发光部件(4)而发射白光,特别是作为液晶显示器中的背光。
17.制造根据权利要求2-13中任一项所述的发光部件的方法,其包括步骤:
-方法A-
●提供基材,其任选地涂覆有一个或多个层;
●向所述基材施用第一液体聚合物组合物,该组合物包含第一聚合物P1的单体或低聚物、第一发光晶体11、任选的溶剂、任选的其他材料、任选的第三发光晶体13;
●任选地在升高的温度加热所述液体第一聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
●固化所述第一液体聚合物组合物来获得第一元件;
●向由此获得的所述第一元件的硬化表面施用第二液体聚合物组合物,该组合物包含第二聚合物P2的单体或低聚物、任选的第二发光晶体12、任选的溶剂、任选的其他材料;
●任选地在升高的温度加热所述液体第二聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
●固化所述液体第二聚合物组合物来获得第二元件,其覆盖和由此密封所述第一元件;
●任选地施用另外的涂覆或整饰步骤;或者
-方法B-
●提供基材,其任选地涂覆有一个或多个层;
●向所述基材施用如上所述的第二液体聚合物组合物;
●任选地在升高的温度加热所述液体第二聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
●固化所述第二聚合物组合物来获得第二元件;
●向由此获得的所述第二元件的硬化表面施用如上所述的第一液体聚合物组合物;
●任选地在升高的温度加热所述液体第一聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
●固化所述液体第一聚合物组合物来获得第一元件,其在它的下表面上被所述第二元件覆盖和由此密封;
●施用另外的涂覆或整饰步骤;或者
-方法C-
●提供两个基材,每个涂覆有第二元件的层;
●将第一元件的层与这些涂覆的基材进行层合;或者
-方法D-
●提供第一液体聚合物组合物,该组合物包含第一聚合物P1的单体或低聚物、第一发光晶体11、任选的溶剂、任选的其他材料、任选的第三发光晶体13;
●以下之一:
a)通过喷雾干燥或沉淀之一来从第一液体聚合物组合物中提取多个第一元件(1),或者
b)将第一液体聚合物组合物硬化成第一固体聚合物组合物,并压碎第一固体聚合物组合物,形成多个第一元件(1),
●将第一元件(1)混入如上所述的第二液体聚合物组合物中,和
●提供基材,其任选地涂覆有一个或多个层;
●向所述基材施用含有第一元件(1)的所述第二液体聚合物组合物;
●任选地在升高的温度加热所述液体第二聚合物组合物来除去挥发性溶剂;
●固化所述液体第二聚合物组合物来获得第二元件,其覆盖和由此密封所述第一元件;
●任选地施用另外的涂覆或整饰步骤。
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