JP6455884B2 - 光アップコンバージョン発光体 - Google Patents
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Description
項1. 下記一般式(1)で表される化合物からなる、光アップコンバージョン発光体。
基B1及び基B2は、それぞれ独立して、下記一般式(2a)または(2b)で表される3価の基を示す。
基X1及び基X2は、それぞれ独立して、エーテル結合、エステル結合、アミド結合及びスルフィド結合からなる群から選択された少なくとも一種の結合を有することがある炭素数2以上の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を示す。]
項2. 一般式(1)において、基Aが、下記一般式(A1)〜(A23)で表される多環芳香族化合物残基のいずれかである、項1に記載の光アップコンバージョン発光体。
項3. 一般式(1)において、基Aが、下記一般式(A1−1)、(A1−2)、(A2−1)、(A3−1)、(A4−1)、(A5−1)、(A5−2)、(A6−1)、(A9−1)、(A9−2)、(A9−3)、(A9−4)、(A14−1)、(A14−2)、(A14−3)、及び(A14−4)で表される多環芳香族化合物残基のいずれかである、項1または2に記載の光アップコンバージョン発光体。
項4. 基B1及び基B2は、それぞれ独立して、下記一般式(3a−1)〜(3a−4)で表される3価の基のいずれかである、項1〜3のいずれかに記載の光アップコンバージョン発光体。
項5. 一般式(1)において、基X1及び基X2は、それぞれ独立して、エーテル結合、エステル結合、アミド結合及びスルフィド結合からなる群から選択された少なくとも一種の結合を有することがある炭素数が5〜10の直鎖のアルキレン基である、項1〜4のいずれかに記載の光アップコンバージョン発光体。
項6. 項1〜5のいずれかに記載の光アップコンバージョン発光体と、光増感剤とを含む、光アップコンバージョン材料。
項7. 溶媒、樹脂、またはガラスをさらに含む、項6に記載の光アップコンバージョン材料。
項8. 項6または7に記載の光アップコンバージョン材料に光を照射することにより、照射した光よりも短波長の光を発光させる、光波長の変換方法。
光アップコンバージョン発光体は、上記の一般式(1)で表される化合物であり、後述の光アップコンバージョン材料が吸収した光よりも短波長光を発光する機能を有する。一般式(1)において、基Aは、基B1及び基B2と結合している。また、基B1、基X1、基B2、及び基X2はこの順に結合して環を形成しており、この環の中に基Aが位置している。
本発明の光アップコンバージョン材料には、上記一般式(1)で表される光アップコンバージョン発光体に加えて、通常、光増感剤が含まれる。光増感剤としては、光エネルギーを吸収して、本発明の光アップコンバージョン発光体に光エネルギーを移動させることができるものであれば、特に制限されず、公知の光増感剤を用いることができる。本発明の光アップコンバージョン発光体に光エネルギーを好適に移動させる観点からは、光増感剤としては、好ましくは、有機金属錯体が挙げられる。有機金属錯体を構成する金属としては、特に制限されないが、例えば、Li、Mg、Al、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ru、Pd、Ag、Re、Os、Ir、Pt、Pbなどが挙げられ、好ましくはPt、Pdが挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、ポルフィリンまたはその置換体の金属錯体、フタロシアニンまたはその置換体の金属錯体などが挙げられ、これらの中でも好ましくはポルフィリンまたはその置換体の金属錯体が挙げられる。
ジメチルスルホキシド(DMSO)からなる媒体中に、発光体として下記一般式(1a)で表される化合物(sDPA)と、光増感剤として下記式(4)で表されるPt−オクタエチルポルフィリン(PtOEP)とを加えて、光アップコンバージョン材料を作製した。光アップコンバージョン材料中の発光体の濃度は214μM、光増感剤の濃度は2.2μMとした。なお、作製した光アップコンバージョン材料では、高純度アルゴンガス(>99.9%)を用いてガス置換を行い、溶存酸素を取り除いた。
Φuc=2×Φstd×(Astd/Auc)×(Iuc/Istd)×(Nuc/Nstd)2
によって求めた。ここで、Astd及びAucは、それぞれ標準物質及びアップコンバージョン用被測定試料の励起波長における吸光度である。また、Istd及びIucは、それぞれ標準物質及びアップコンバージョン用被測定試料の発光強度を発光体全域にわたる波長で積分した積分発光強度である。特に、アップコンバージョン用被測定試料については、励起光よりも短波長のアップコンバージョン発光帯についての積分発光強度である。また、Nstd及びNucは、それぞれ標準物質及びアップコンバージョン用被測定試料の発光波長における溶媒の屈折率である。光アップコンバージョン収率の測定は、標準物質及びアップコンバージョン用非測定試料共に溶媒に溶かした溶液状態で、同一の光学配置および光学条件のもとで行った。標準物質として、Kelly G. Casey' and Edward L. Quitevis, J. Phys. Chem. 1988, 92, 6590-6594に記載のローダミンBのメタノール溶液(2μM)の値0.40をΦstdとして用いた。
発光体として、9,10−ジフェニルアントラセン(210μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光アップコンバージョン材料を作製した。また、実施例1と同様にして、光アップコンバージョン材料中の溶存酸素を除去した。次に、実施例1と同様にして、光照射パワーを表1のように0.1mW〜1.3mWの範囲で段階的に変化させた上記のLED光を照射し、光アップコンバージョン収率を求めた。結果を表1に示す。
発光体の濃度を220μMとしたこと以外は、実施例1と同様にして光アップコンバージョン材料を作製した。また、実施例1と同様にして、光アップコンバージョン材料中の溶存酸素を除去した。次に、光照射部位のビーム直径を1.6mmとし、光照射パワーを表2のように0.03mW〜0.1mWの範囲で段階的に変化させたこと以外は、実施例1と同様のLED光を照射して光アップコンバージョン収率を求めた。結果を表2に示す。
発光体として、9,10−ジフェニルアントラセン(230μm)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、光アップコンバージョン材料を作製した。また、実施例1と同様にして、光アップコンバージョン材料中の溶存酸素を除去した。次に、実施例2と同様にして、光照射パワーを表2のように0.03mW〜0.1mWの範囲で段階的に変化させた上記のLED光を照射し、光アップコンバージョン収率を求めた。結果を表2に示す。
ジメチルスルホキシド(DMSO)からなる媒体中に、発光体として下記一般式(1b)で表される化合物(194μM)と、光増感剤として下記式(4)で表されるPt−オクタエチルポルフィリン(PtOEP、2.4μM)とを加えて、光アップコンバージョン材料を作製した。次に、作製した光アップコンバージョン材料では、液体窒素を用いた凍結−真空脱気法により溶存酸素を取り除いた。
発光体として上記一般式(1a)で表される化合物(215μM)を用いたこと以外は、実施例3と同様にして光アップコンバージョン材料を作製した。また、実施例3と同様にして、光アップコンバージョン材料中の溶存酸素を除去した。次に、実施例3と同様のLED光を照射して光アップコンバージョン収率を求めたところ、15.1%であった。
[比較例3]
発光体として、9,10−ジフェニルアントラセン(228μM)を用いたこと以外は、実施例3と同様にして光アップコンバージョン材料を作製した。また、実施例3と同様にして、光アップコンバージョン材料中の溶存酸素を除去した。次に、実施例3と同様のLED光を照射して光アップコンバージョン収率を求めたところ、7.9%であった。
Claims (3)
- 光アップコンバージョン発光体と、光増感剤とを含む、光アップコンバージョン材料であって、
前記光アップコンバージョン発光体は、下記一般式(1)で表される化合物からなる、光アップコンバージョン材料。
基B1及び基B2は、それぞれ独立して、下記一般式(2a)で表される3価の基を示す。
基X1及び基X2は、それぞれ独立して、エーテル結合を有する炭素数5〜10の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を示す。] - 溶媒、樹脂、またはガラスをさらに含む、請求項1に記載の光アップコンバージョン材料。
- 請求項1または2に記載の光アップコンバージョン材料に光を照射することにより、前記照射した光よりも短波長の光を発光させる、光波長の変換方法。
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