TWI765048B - 顏色轉換片、含有其的光源單元、顯示器和照明裝置 - Google Patents
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Abstract
一種顏色轉換片,其將入射光轉換成較所述入射光為長波長的光,且所述顏色轉換片的特徵在於 至少包含以下的(A)層及(B)層: (A)層:含有藉由使用波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光而呈現出於500 nm以上、580 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(a)、以及黏合劑樹脂的層, (B)層:含有藉由被波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光或來自所述有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(b)、以及黏合劑樹脂的層, 當將作為所述(A)層中所含的黏合劑樹脂及所述(B)層中所含的黏合劑樹脂的溶解度參數的SP值分別設為SPA
(cal/cm3
)0.5
及SPB
(cal/cm3
)0.5
時,SPA
>SPB
。
Description
發明是有關於一種顏色轉換片、含有其的光源單元、顯示器和照明裝置。
顏色轉換方式的多色化技術向液晶顯示器或有機電致發光(electroluminescence,EL)顯示器、照明裝置等中的應用正受到積極研究。所謂顏色轉換,表示將來自發光體的發光轉換成波長更長的光,例如將藍色發光轉換成綠色或紅色發光。
藉由將具有該顏色轉換功能的組成物(以下,稱為「顏色轉換組成物」)片化,並與例如藍色光源組合,可自藍色光源輸出藍色、綠色、紅色此3原色,即,輸出白色光。將此種組合藍色光源與具有顏色轉換功能的片(以下,稱為「顏色轉換片」)而成的白色光源設為背光單元,且將該背光單元與液晶驅動部分以及彩色濾光片組合於一起,藉此可製作全色顯示器(full colour display)。另外,若無液晶驅動部分,則可直接用作白色光源,例如,可應用為發光二極體(light emitting diode,LED)照明等的白色光源。
作為利用顏色轉換方式的液晶顯示器的課題,可列舉色彩再現性的提高。為了提高色彩再現性,有效的是減小背光單元的藍、綠、紅的各發光光譜的半值寬度,且提高藍、綠、紅各色彩的色純度。
作為解決該課題的手段,提出了將無機半導體微粒子的量子點用作顏色轉換組成物的成分的技術(例如參照專利文獻1)。於使用量子點的技術中,綠色、紅色的發光光譜的半值寬度確實窄,色彩再現性提高,但相反地,量子點不耐受熱、空氣中的水分或氧,耐久性並不充分。另外,亦存在包含鎘等課題。
另外,亦提出了代替量子點而將有機物的發光材料用作顏色轉換組成物的成分的技術。作為將有機發光材料用作顏色轉換組成物的成分的技術的例子,揭示了使用香豆素衍生物者(例如參照專利文獻2)、使用若丹明(rhodamine)衍生物者(例如參照專利文獻3)、使用吡咯亞甲基衍生物者(例如參照專利文獻4)。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2012-22028號公報 專利文獻2:日本專利特開2007-273440號公報 專利文獻3:日本專利特開2001-164245號公報 專利文獻4:日本專利特開2011-241160號公報
[發明所欲解決之課題] 然而,於使用該些有機發光材料的技術中,對色彩再現性與亮度的提升的兼顧並不充分。尤其,使用顯示出高色純度的發光的有機發光材料來達成廣色域、且使亮度充分提升的技術並不充分。
本發明所欲解決之課題在於,提供一種於用於顯示器或照明裝置等中的顏色轉換片中,可兼顧高色彩再現性與高亮度的顏色轉換片。
[解決課題之手段] 為了解決所述課題並達成目的,本發明的顏色轉換片是將入射光轉換成較所述入射光為長波長的光的顏色轉換片,其特徵在於,至少包含以下的(A)層及(B)層: (A)層:含有藉由使用波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光而呈現出於500 nm以上、580 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(a)、以及黏合劑樹脂的層 (B)層:含有藉由被波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光或來自所述有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(b)、以及黏合劑樹脂的層, 當將作為所述(A)層中所含的黏合劑樹脂及所述(B)層中所含的黏合劑樹脂的溶解度參數的溶解度參數(solubility parameter,SP)值分別設為SPA
(cal/cm3
)0.5
及SPB
(cal/cm3
)0.5
時,SPA
>SPB
。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述有機發光材料(a)的發光的峰值波長為500 nm以上、550 nm以下,所述有機發光材料(b)的發光的峰值波長為580 nm以上、680 nm以下。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,當將作為所述(B)層中所含的黏合劑樹脂的溶解度參數的SP值設為SPB
(cal/cm3
)0.5
時,SPB
≦10.0。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,當將作為所述(B)層中所含的黏合劑樹脂的溶解度參數的SP值設為SPB
(cal/cm3
)0.5
時,9.0≦SPB
≦10.0。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述(B)層中所含的黏合劑樹脂為丙烯酸樹脂。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述(A)層中所含的黏合劑樹脂為聚酯樹脂。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa
與所述(B)層中的有機發光材料(b)的含量wb
為wa
≧wb
的關係。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述有機發光材料(a)及所述有機發光材料(b)的至少一者為由通式(1)所表示的化合物。
(X為C-R7
或N。R1
~R9
分別可相同亦可不同,且選自氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基及與鄰接取代基之間所形成的縮合環及脂肪族環中) 另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述有機發光材料(a)及所述有機發光材料(b)均為由所述通式(1)所表示的化合物。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述(A)層進而含有藉由被波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光或來自所述有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(c)。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa
與所述(A)層中的有機發光材料(c)的含量wc
為wa
≧wc
的關係。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述有機發光材料(c)為由通式(1)所表示的化合物。
(X為C-R7
或N。R1
~R9
分別可相同亦可不同,且選自氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基及與鄰接取代基之間所形成的縮合環及脂肪族環中) 另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述(B)層進而含有藉由使用波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光而呈現出於500 nm以上、580 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(d)。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,所述有機發光材料(d)為由通式(1)所表示的化合物。
(X為C-R7
或N。R1
~R9
分別可相同亦可不同,且選自氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基及與鄰接取代基之間所形成的縮合環及脂肪族環中) 另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,於所述通式(1)中,X為C-R7
,R7
為由通式(2)所表示的基團。
(r選自由氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基所組成的群組中。k為1~3的整數。於k為2以上的情況下,r分別可相同亦可不同) 另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,於所述通式(1)中,R1
、R3
、R4
及R6
分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的苯基。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,於所述通式(1)中,R1
、R3
、R4
及R6
分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的烷基。
另外,本發明的顏色轉換片的特徵在於,於所述發明中,於所述(A)層與所述(B)層之間具有光輸出層。
另外,本發明的光源單元的特徵在於,其具備光源與如所述發明的任一項所述的顏色轉換片。
另外,本發明的光源單元的特徵在於,於所述發明中,所述光源與所述顏色轉換片中所含的下述(A)層及(B)層的配置為按照所述光源、所述(A)層及所述(B)層的順序排列的配置。 (A)層:含有藉由使用波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光而呈現出於500 nm以上、580 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(a)、以及黏合劑樹脂的層 (B)層:含有藉由被波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光或來自所述有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(b)、以及黏合劑樹脂的層 另外,本發明的光源單元的特徵在於,於所述發明中,所述光源為於波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍中具有最大發光的發光二極體。
另外,本發明的顯示器的特徵在於,其具備如所述發明的任一項所述的光源單元。
另外,本發明的顯示器的特徵在於,畫面尺寸為20英吋以下。
另外,本發明的顯示器的特徵在於,於(u',v')色空間中,相對於數位電影促進會-P3(Digital Cinema Initiatives-P3,DCI-P3)色域標準的色域覆蓋率為96%以上。
另外,本發明的照明裝置的特徵在於,其具備如所述發明的任一項所述的光源單元。
[發明的效果] 本發明的顏色轉換片起到能夠兼顧高色彩再現性與高亮度的效果。本發明的光源單元、顯示器和照明裝置使用此種顏色轉換片,因此起到能夠兼顧高色彩再現性與高亮度的效果。
以下,對本發明的顏色轉換片、包含該顏色轉換片的光源單元、顯示器以及照明裝置的適宜的實施形態進行具體說明,但本發明並不限定於以下的實施形態,可根據目的或用途進行各種變更來實施。
<顏色轉換片> 本發明實施形態的顏色轉換片是將來自光源等發光體的入射光轉換成較所述入射光為長波長的光的顏色轉換片,且至少包含以下的(A)層及(B)層。(A)層為至少含有有機發光材料(a)以及黏合劑樹脂的層。有機發光材料(a)是藉由使用波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光而呈現出於500 nm以上、580 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機物的發光材料。(B)層為至少含有有機發光材料(b)以及黏合劑樹脂的層。有機發光材料(b)是藉由被波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光或來自有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機物的發光材料。
有機發光材料(例如所述有機發光材料(a)及有機發光材料(b)等)的發光的峰值波長可藉由其溶液的螢光光譜測定來確認。用於該螢光光譜測定的溶媒並無特別限定,可適宜地使用甲苯或二氯甲烷、四氫呋喃等溶媒。只要有機發光材料的溶解性無問題,則更佳為使用甲苯作為該溶媒。
以後,將於500 nm以上、580 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光稱為「綠色的發光」。將於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光稱為「紅色的發光」。
一般而言,激發光的能量越大,越容易引起材料的分解。然而,波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光為相對較小的激發能量。因此,不會引起顏色轉換組成物中的發光材料的分解而可獲得色純度良好的發光。
波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光的一部分會部分地透射本發明實施形態的顏色轉換片,因此可將其自身用作藍色的發光。另外,本發明實施形態的顏色轉換片包含顯示綠色的發光的有機發光材料(a)與顯示紅色的發光的有機發光材料(b)。因此,於將本發明實施形態的顏色轉換片應用於發光波峰尖銳的藍色LED光源的情況下,可獲得於藍色、綠色、紅色的各色彩中顯示出尖銳形狀的發光光譜且色純度良好的白色光。其結果,尤其於顯示器中,可有效率地形成色彩更加鮮豔的且更大的色域。另外,於照明用途中,與成為當前主流的使藍色LED與黃色螢光體組合而成的白色LED相比,尤其綠色區域與紅色區域的發光特性得到改善,因此可獲得演色性提高的較佳的白色光源。
為了擴大色域、且使色彩再現性提高,較佳為藍色、綠色、紅色的各色彩的發光光譜的重疊小。
例如,於將具有適度的激發能量的波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的藍色光用作激發光的情況下,將於500 nm以上的區域中觀測到峰值波長的發光用作綠色的發光。該情況下,激發光與綠色光的發光光譜的重疊變小,色彩再現性提高,因此較佳。於進一步增大其效果的基礎上,有機發光材料(a)的峰值波長的下限值更佳為510 nm以上,進而較佳為515 nm以上,特佳為520 nm以上。
另外,為了縮小激發光與紅色光的發光光譜的重疊,較佳為將於580 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光用作綠色的發光。於進一步增大其效果的基礎上,有機發光材料(a)的峰值波長的上限值更佳為550 nm以下,進而較佳為540 nm以下,特佳為535 nm以下。
進而,於將於500 nm以上、580 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光用作綠色的發光的情況下,將於580 nm以上的區域中觀測到峰值波長的發光用作紅色的發光。該情況下,綠色光與紅色光的發光光譜的重疊變小,色彩再現性提高,因此較佳。於進一步增大其效果的基礎上,有機發光材料(b)的峰值波長的下限值更佳為610 nm以上,進而較佳為620 nm以上,特佳為630 nm以上。
紅色光的峰值波長的上限只要為可見光範圍的上界附近、即750 nm以下即可,於為700 nm以下的情況下,可見度變大,因此更佳。於進一步增大其效果的基礎上,有機發光材料(b)的峰值波長的上限值進而較佳為680 nm以下,特佳為660 nm以下。
即,於將波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的藍色光用作激發光的情況下,綠色光的峰值波長較佳為於500 nm以上、580 nm以下的區域觀測到,更佳為510 nm以上、550 nm以下,進而較佳為515 nm以上、540 nm以下,特佳為520 nm以上、535 nm以下。另外,紅色光的峰值波長較佳為於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到,更佳為610 nm以上、700 nm以下,進而較佳為620 nm以上、680 nm以下,特佳為630 nm以上、660 nm以下。
為了縮小發光光譜的重疊、且使色彩再現性提高,較佳為藍色、綠色、紅色的各色彩的發光光譜的半值寬度小。特別是綠色光及紅色光的發光光譜的半值寬度小對於色彩再現性的提高有效。
例如,作為綠色光的發光光譜的半值寬度,較佳為50 nm以下,更佳為40 nm以下,進而較佳為35 nm以下,特佳為30 nm以下。作為紅色光的發光光譜的半值寬度,較佳為80 nm以下,更佳為70 nm以下,進而較佳為60 nm以下,特佳為50 nm以下。
關於發光光譜的形狀,並無特別限制,為單一波峰的情況因可有效率地利用激發能量且色純度亦變高而較佳。此處,所謂單一波峰,表示不存在相對於強度最強的波峰而具有其強度的5%以上的強度的波峰的狀態。
如上所述,本發明實施形態的顏色轉換片具有含有有機發光材料(a)的(A)層及含有有機發光材料(b)的(B)層的至少兩層的顏色轉換層。藉由有機發光材料(a)及有機發光材料(b)含有於不同的層中,材料間的相互作用受到抑制,因此相較於分散於同一層中的情況而顯示出更高色純度的發光。另外,藉由有機發光材料(a)及有機發光材料(b)的材料間的相互作用受到抑制,有機發光材料(a)及有機發光材料(b)於各層中分別獨立地發光,因此變得容易調整綠色及紅色的發光峰值波長或發光強度。
即,於本發明實施形態的顏色轉換片中,可不使顯示出高色純度的發光的有機發光材料(a)及有機發光材料(b)等有機發光材料的特性惡化而設計藍色、綠色、紅色的各光的最適宜的發光峰值波長或發光強度。藉此,可獲得色純度良好的白色光。
於本發明實施形態的顏色轉換片中,有機發光材料可於(A)層及(B)層的各層中分別包含至少一種,亦可包含兩種以上。藉由於(A)層及(B)層的至少一個層中混合多種有機發光材料,可對藍色、綠色、紅色的各光的發光峰值波長或發光強度進行細微的調整。
作為多種有機發光材料的混合例,例如(A)層除所述有機發光材料(a)以外,亦可含有與其為不同種類的有機發光材料(a')。有機發光材料(a')為藉由使用波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光而呈現出於500 nm以上、580 nm以下的區域觀測到峰值波長的發光者。(B)層除所述有機發光材料(b)以外,亦可含有與其為不同種類的有機發光材料(b')。有機發光材料(b')為藉由被波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光或來自有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光者。
另外,(A)層除所述有機發光材料(a)以外,亦較佳為進而含有與其為不同種類的有機發光材料(c)。有機發光材料(c)為藉由被波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光或來自有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光者。(B)層除所述有機發光材料(b)以外,亦較佳為進而含有與其為不同種類的有機發光材料(d)。有機發光材料(d)為藉由使用波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光而呈現出於500 nm以上、580 nm以下的區域觀測到峰值波長的發光者。
(A)層及(B)層亦可於本發明實施形態的顏色轉換片內分別包含多層。該情況下,多個(A)層的各層的組成或形態可分別相同亦可不同。同樣地,多個(B)層的各層的組成或形態可分別相同亦可不同。
作為本發明實施形態的顏色轉換片的代表性結構例,例如可列舉以下所示者。圖1為表示本發明實施形態的顏色轉換片的一例的示意剖面圖。如圖1所示,作為本實施形態的一例的顏色轉換片1為基材層10與(A)層11及(B)層12的積層體。於該顏色轉換片1的結構例中,(A)層11及(B)層12的積層體是於基材層10上以(A)層11、(B)層12的順序積層而成。即,顏色轉換片1具備基材層10,於該基材層10上含有(B)層/(A)層這一積層結構的(A)層11及(B)層12。
圖2為表示本發明實施形態的顏色轉換片的另一例的示意剖面圖。如圖2所示,作為本實施形態的另一例的顏色轉換片1a為(A)層11及(B)層12由多個基材層10夾持而成結構的積層體。於該顏色轉換片1a的結構例中,(A)層11及(B)層12的積層體是於基材層10上以(A)層11、(B)層12的順序積層而成,進而於該(B)層12上積層有另一個基材層10。即,顏色轉換片1a具備多個基材層10,以夾持於該些多個基材層10之間的態樣含有(B)層/(A)層這一積層結構的(A)層11及(B)層12。
另外,作為本發明實施形態的顏色轉換片的結構例,除圖1、圖2中例示的結構例以外,亦可列舉例如如(B)層/(A)層/(A)層、(B)層/(B)層/(A)層、(B)層/(B)層/(A)層/(A)層般(A)層11或(B)層12連續的構成。
再者,該些構成為例示,本發明實施形態的顏色轉換片的具體的構成並不限定於該些構成,根據自以下的說明所推導出的事項來加入適宜變更而成的構成亦包含於本發明的範圍中。
<顏色轉換層> 於本發明實施形態的顏色轉換片中,所謂顏色轉換層,是指包含顏色轉換組成物或其硬化物的層。另外,所謂顏色轉換組成物,是指至少包含有機發光材料及黏合劑樹脂的組成物。(A)層及(B)層為顏色轉換層的一例。
顏色轉換層的厚度並無特別限制,較佳為1 μm~1000 μm,更佳為10 μm~1000 μm。若顏色轉換層的厚度小於1 μm,則存在顏色轉換片的強韌性變小的問題。若顏色轉換層的厚度超過1000 μm,則變得容易產生龜裂,顏色轉換片成形困難。作為顏色轉換層的厚度,更佳為5 μm~100 μm,進而較佳為10 μm~100 μm,特佳為15 μm~100 μm。
本發明的膜厚(層的厚度)是指基於日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)K7130(1999)塑膠膜及片-厚度測定方法中的藉由機械掃描的厚度測定方法A法而測定的膜厚(平均膜厚)。
(有機發光材料) 本發明實施形態的顏色轉換片於(A)層及(B)層中包含有機發光材料。此處,所謂本發明的發光材料,是指當照射有某種光時,發出波長與該光不同的光的材料。有機發光材料為有機物的發光材料。
為了達成高效率的顏色轉換,發光材料較佳為顯示出發光量子產率高的發光特性的材料。一般而言,作為發光材料,可列舉無機螢光體、螢光顏料、螢光染料、量子點等公知的發光材料,但就分散的均一性、使用量的減少、環境負荷的減少的觀點而言,較佳為有機發光材料。
作為有機發光材料,可列舉以下所示者等。作為適宜的有機發光材料,可列舉萘、蒽、菲、芘、䓛、稠四苯、聯三伸苯(triphenylene)、苝、螢蒽(fluoranthene)、茀、茚等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物等。另外,作為適宜的有機發光材料,可列舉呋喃、吡咯、噻吩、矽雜環戊二烯(silole)、9-矽茀(9-silafluorene)、9,9'-螺二矽茀(9,9'-spirobisilafluorene)、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、啡啉、吡啶、吡嗪、萘啶、喹噁啉、吡咯并吡啶等具有雜芳基環的化合物或其衍生物、硼烷衍生物等。
另外,作為適宜的有機發光材料,可列舉1,4-二苯乙烯基苯、4,4'-雙(2-(4-二苯基胺基苯基)乙烯基)聯苯、4,4'-雙(N-(二苯乙烯-4-基)-N-苯基胺基)二苯乙烯等二苯乙烯衍生物,芳香族乙炔衍生物,四苯基丁二烯衍生物,醛連氮衍生物,吡咯亞甲基衍生物、二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物等。另外,作為適宜的有機發光材料,可列舉香豆素6、香豆素7、香豆素153等香豆素衍生物,咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、三唑等唑衍生物及其金屬錯合物,吲哚菁綠等花青系化合物,螢光黃、伊紅、若丹明等呫噸系化合物或噻噸系化合物等。
另外,作為適宜的有機發光材料,可列舉聚苯(polyphenylene)系化合物、萘二甲醯亞胺衍生物、酞菁衍生物及其金屬錯合物、卟啉衍生物及其金屬錯合物、尼羅紅(Nile red)或尼羅藍(Nile blue)等噁嗪系化合物、螺旋烴(helicene)系化合物、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺等芳香族胺衍生物等。另外,作為適宜的有機發光材料,可列舉銥(Ir)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋨(Os)及錸(Re)等的有機金屬錯合物化合物等。然而,本發明中的有機發光材料並不限定於所述化合物。
有機發光材料可為螢光發光材料,亦可為磷光發光材料,為了達成高色純度,較佳為螢光發光材料。該些化合物中,具有縮合芳基環的化合物或其衍生物因熱穩定性及光穩定性高而較佳。
另外,作為有機發光材料,就溶解性或分子結構的多樣性的觀點而言,較佳為具有配位鍵的化合物。就半值寬度小、可進行高效率的發光的方面而言,亦較佳為氟化硼錯合物等含有硼的化合物。
例如,作為有機發光材料(a),可列舉香豆素6、香豆素7、香豆素153等香豆素衍生物;吲哚菁綠等花青衍生物;螢光黃、螢光黃異硫代氰酸酯、羧基螢光黃二乙酸酯等螢光黃衍生物;酞菁綠等酞菁衍生物;二異丁基-4,10-二氰基苝-3,9-二羧酸酯等苝衍生物;以及吡咯亞甲基衍生物、二苯乙烯衍生物、噁嗪衍生物、萘二甲醯亞胺衍生物、吡嗪衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、咪唑并吡啶衍生物、唑衍生物、蒽等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物、芳香族胺衍生物、有機金屬錯合物化合物等作為適宜者。然而,有機發光材料(a)並不特別限定於該些化合物。
該些化合物中,吡咯亞甲基衍生物因提供高發光量子產率、耐久性良好而為尤其適宜的化合物。作為吡咯亞甲基衍生物,例如由後述通式(1)所表示的化合物因顯示出色純度高的發光而較佳。
作為有機發光材料(a'),可列舉與有機發光材料(a)相同的發光材料作為適宜者,特佳為由後述通式(1)所表示的化合物。作為有機發光材料(d),可列舉與有機發光材料(a)相同的發光材料作為適宜者,特佳為由後述通式(1)所表示的化合物。
於本發明實施形態的顏色轉換片中,於包含有機發光材料(a)與有機發光材料(d)的情況下,較佳為該些有機發光材料(a)及有機發光材料(d)均為由後述通式(1)所表示的化合物。該情況下,有機發光材料(a)與有機發光材料(d),可為同一化合物亦可為不同的化合物,就成本的觀點而言,更佳為同一化合物。
作為有機發光材料(b),可列舉4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(對二甲基胺基苯乙烯基)-4H-吡喃等花青衍生物、若丹明B、若丹明6G、若丹明101、磺基若丹明101等若丹明衍生物、1-乙基-2-(4-(對二甲基胺基苯基)-1,3-丁二烯基)-吡啶鎓-過氯酸鹽等吡啶衍生物、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4:9,10-雙二碳醯亞胺等苝衍生物、以及卟啉衍生物、吡咯亞甲基衍生物、噁嗪衍生物、吡嗪衍生物、稠四苯或二苯并二茚并苝等具有縮合芳基環的化合物或者其衍生物、有機金屬錯合物化合物等作為適宜者。然而,有機發光材料(b)並不特別限定於該些化合物。
該些化合物中,吡咯亞甲基衍生物因提供高發光量子產率、耐久性良好而為尤其適宜的化合物。作為吡咯亞甲基衍生物,例如由後述通式(1)所表示的化合物因顯示出色純度高的發光而較佳。
作為有機發光材料(b'),可列舉與有機發光材料(b)相同的發光材料作為適宜者,特佳為由後述通式(1)所表示的化合物。作為有機發光材料(c),可列舉與有機發光材料(b)相同的發光材料作為適宜者,特佳為由後述通式(1)所表示的化合物。
於本發明實施形態的顏色轉換片中,於包含有機發光材料(b)與有機發光材料(c)的情況下,較佳為該些有機發光材料(b)及有機發光材料(c)均為由後述通式(1)所表示的化合物。該情況下,有機發光材料(b)與有機發光材料(c),可為同一化合物亦可為不同的化合物,就成本的觀點而言,更佳為同一化合物。
(由通式(1)所表示的化合物) 於本發明實施形態的顏色轉換片中,有機發光材料(a)及有機發光材料(b)的至少一者較佳為由下述通式(1)所表示的化合物。
於通式(1)中,X為C-R7
或N。R1
~R9
分別可相同亦可不同,且選自氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基及與鄰接取代基之間所形成的縮合環中。
於所述所有基團中,氫可為氘。此於以下說明的化合物或其部分結構中亦相同。另外,於以下說明中,例如所謂碳數6~40的經取代或未經取代的芳基,是指亦包括於芳基中進行了取代的取代基所含的碳數的所有碳數為6~40的芳基。對碳數進行了規定的其他取代基亦與此相同。
另外,於所述所有的基團中,作為經取代的情況下的取代基,較佳為烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基,進而,較佳為於各取代基的說明中視為較佳的具體的取代基。另外,該些取代基可進一步由所述取代基取代。
所謂稱作「經取代或未經取代的」的情況下的「未經取代」,意指氫原子或氘原子進行了取代。於以下說明的化合物或其部分結構中,關於稱作「經取代或未經取代的」的情況,與所述相同。
於所述所有的基團中,所謂烷基,例如表示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基等飽和脂肪族烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。經取代的情況下的追加的取代基並無特別限制,例如可列舉烷基、鹵素、芳基、雜芳基等,關於該方面,於以下的記載中亦為相通的。另外,烷基的碳數並無特別限定,就獲取的容易性或成本的方面而言,較佳為1以上、20以下,更佳為1以上、8以下的範圍。
所謂環烷基,例如表示環丙基、環己基、降冰片基、金剛烷基等飽和脂環式烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。烷基部分的碳數並無特別限定,較佳為3以上、20以下的範圍。
所謂雜環基,例如表示吡喃環、哌啶環、環狀醯胺等於環內具有碳以外的原子的脂肪族環,其可具有取代基,亦可不具有取代基。雜環基的碳數並無特別限定,較佳為2以上、20以下的範圍。
所謂烯基,例如表示乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含雙鍵的不飽和脂肪族烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。烯基的碳數並無特別限定,較佳為2以上、20以下的範圍。
所謂環烯基,例如表示環戊烯基、環戊二烯基、環己烯基等包含雙鍵的不飽和脂環式烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。
所謂炔基,例如表示乙炔基等包含三鍵的不飽和脂肪族烴基,其可具有取代基,亦可不具有取代基。炔基的碳數並無特別限定,較佳為2以上、20以下的範圍。
所謂烷氧基,例如表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等經由醚鍵而鍵結有脂肪族烴基的官能基,該脂肪族烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。烷氧基的碳數並無特別限定,較佳為1以上、20以下的範圍。
所謂烷硫基,是指烷氧基的醚鍵的氧原子被取代為硫原子者。烷硫基的烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。烷硫基的碳數並無特別限定,較佳為1以上、20以下的範圍。
所謂芳基醚基,例如表示苯氧基等鍵結有介隔了醚鍵的芳香族烴基的官能基,芳香族烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。芳基醚基的碳數並無特別限定,較佳為6以上、40以下的範圍。
所謂芳基硫醚基,是指芳基醚基的醚鍵的氧原子被取代為硫原子者。芳基硫醚基中的芳香族烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。芳基硫醚基的碳數並無特別限定,較佳為6以上、40以下的範圍。
所謂芳基,例如表示苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、茀基、苯并茀基、二苯并茀基、菲基、蒽基、苯并菲基、苯并蒽基、䓛基、芘基、丙[二]烯合茀(fluoranthenyl)基、三亞苯基(triphenylenyl group)、苯并丙[二]烯合茀基、二苯并蒽基、苝基、螺旋烴(helicenyl)基等芳香族烴基。其中,較佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、茀基、菲基、蒽基、芘基、丙[二]烯合茀基、三亞苯基。芳香可具有取代基,亦可不具有取代基。芳基的碳數並無特別限定,較佳為6以上、40以下,更佳為6以上、30以下的範圍。
於R1
~R9
為經取代或未經取代的芳基的情況下,作為芳基,較佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、茀基、菲基、蒽基,更佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基。進而較佳為苯基、聯苯基、三聯苯基,特佳為苯基。
於各取代基進而經芳基取代的情況下,作為芳基,較佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、茀基、菲基、蒽基,更佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基。特佳為苯基。
所謂雜芳基,例如表示吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、三嗪基、萘啶基、噌啉基、酞嗪基、喹噁啉基、喹唑啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咔唑基、咔啉基(carbolinyl group)、吲哚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、二氫茚并咔唑基、苯并喹啉基、吖啶基、二苯并吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、啡啉基等於一個或多個環內具有碳以外的原子的環狀芳香族基。其中,所謂萘啶基,表示1,5-萘啶基、1,6-萘啶基、1,7-萘啶基、1,8-萘啶基、2,6-萘啶基、2,7-萘啶基的任一者。雜芳基可具有取代基,亦可不具有取代基。雜芳基的碳數並無特別限定,較佳為2以上、40以下,更佳為2以上、30以下的範圍。
於R1
~R9
為經取代或未經取代的雜芳基的情況下,作為雜芳基,較佳為吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、啡啉基,更佳為吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基。特佳為吡啶基。
於各取代基進而經雜芳基取代的情況下,作為雜芳基,較佳為吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、啡啉基,更佳為吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基。特佳為吡啶基。
所謂鹵素,表示氟、氯、溴及碘中的原子。另外,羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基可具有取代基,亦可不具有取代基。此處,作為取代基,例如可列舉烷基、環烷基、芳基、雜芳基等,該些取代基可進一步經取代。
所謂胺基,是指經取代或未經取代的胺基。作為進行取代的情況下的取代基,例如可列舉:芳基、雜芳基、直鏈烷基、分支烷基等。作為芳基、雜芳基,較佳為苯基、萘基、吡啶基、喹啉基。該些取代基可進一步經取代。碳數並無特別限定,較佳為2以上、50以下,更佳為6以上、40以下,特佳為6以上、30以下的範圍。
所謂矽烷基,例如表示三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、丙基二甲基矽烷基、乙烯基二甲基矽烷基等烷基矽烷基,或苯基二甲基矽烷基、第三丁基二苯基矽烷基、三苯基矽烷基、三萘基矽烷基等芳基矽烷基。矽上的取代基可進一步經取代。矽烷基的碳數並無特別限定,較佳為1以上、30以下的範圍。
所謂矽氧烷基,例如表示三甲基矽氧烷基等介隔有醚鍵的矽化合物基。矽上的取代基可進一步經取代。另外,所謂氧硼基,為經取代或未經取代的氧硼基。作為進行取代的情況下的取代基,例如可列舉芳基、雜芳基、直鏈烷基、分支烷基、芳基醚基、烷氧基、羥基等。其中,較佳為芳基、芳基醚基。另外,所謂氧化膦基,是指由-P(=O)R10
R11
所表示的基團。R10
R11
選自與R1
~R9
相同的群組中。
所謂與鄰接取代基之間所形成的縮合環及脂肪族環,是指任意兩個鄰接的取代基(例如通式(1)的R1
與R2
)相互鍵結而形成共軛或非共軛的環狀骨架。作為此種縮合環及脂肪族環的構成元素,除碳以外,亦可包含選自氮、氧、硫、磷及矽中的元素。另外,該些縮合環及脂肪族環可進而與其他環縮合。
由通式(1)所表示的化合物顯示出高發光量子產率,且發光光譜的半值寬度小,因此可達成有效率的顏色轉換與高色純度兩者。進而,由通式(1)所表示的化合物可藉由將合適的取代基導入至合適的位置來調整發光效率、色純度、熱穩定性、光穩定性及分散性等各種特性或物性。例如,與R1
、R3
、R4
及R6
全部為氫的情況相比,R1
、R3
、R4
及R6
的至少一者為經取代或未經取代的烷基或者經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基的情況顯示出更良好的熱穩定性及光穩定性。
於R1
、R3
、R4
及R6
的至少一者為經取代或未經取代的烷基的情況下,作為烷基,較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等碳數1~6的烷基。進而,作為該烷基,就熱穩定性優異的觀點而言,較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基。另外,就防止濃度消光、提高發光量子產率的觀點而言,作為該烷基,更佳為立體地體積大的第三丁基。另一方面,就合成的容易度、原料獲取的容易度的觀點而言,作為該烷基,亦可較佳地使用甲基。
於R1
、R3
、R4
及R6
的至少一者為經取代或未經取代的芳基的情況下,作為芳基,較佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基,進而較佳為苯基、聯苯基。特佳為苯基。
於R1
、R3
、R4
及R6
的至少一者為經取代或未經取代的雜芳基的情況下,作為雜芳基,較佳為吡啶基、喹啉基、噻吩基,進而較佳為吡啶基、喹啉基。特佳為吡啶基。
於R1
、R3
、R4
及R6
均分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的烷基的情況下,對黏合劑樹脂或溶媒的溶解性良好,因此較佳。該情況下,作為烷基,就合成的容易度、原料獲取的容易度的觀點而言,較佳為甲基。
於R1
、R3
、R4
及R6
均分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜芳基的情況下,因顯示出更良好的熱穩定性及光穩定性而較佳。該情況下,更佳為R1
、R3
、R4
及R6
均分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的芳基。
雖亦存在使多個性質提高的取代基,但於所有性質中均顯示出充分的性能的取代基有限。尤其高發光效率與高色純度難以併存。因此,可藉由對由通式(1)所表示的化合物導入多種取代基而獲得於發光特性或色純度等方面取得了平衡的化合物。
尤其於R1
、R3
、R4
及R6
均分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的芳基的情況下,例如較佳為如R1
≠R4
、R3
≠R6
、R1
≠R3
或R4
≠R6
等般導入多種取代基。此處,「≠」表示為不同結構的基團。例如,R1
≠R4
表示R1
與R4
為不同結構的基團。藉由如上所述般導入多種取代基,可同時導入對色純度產生影響的芳基與對發光效率產生影響的芳基,因此可進行細微的調節。
其中,就平衡性良好地提高發光效率與色純度的觀點而言,較佳為R1
≠R3
或R4
≠R6
。該情況下,相對於由通式(1)所表示的化合物,可於兩側的吡咯環中分別導入一個以上的對色純度產生影響的芳基,且於除此以外的位置中導入對發光效率產生影響的芳基,因此,可最大限度地提高所述兩者的性質。另外,於R1
≠R3
或R4
≠R6
的情況下,就使耐熱性與色純度兩者均提高的觀點而言,更佳為R1
=R4
及R3
=R6
。
作為主要對色純度產生影響的芳基,較佳為經供電子性基取代的芳基。所謂供電子性基,於有機電子論中,是指藉由誘導效應或共振效應,對經取代的原子團提供電子的原子團。作為供電子性基,可列舉採用負的值作為哈米特方程(hammett equation)的取代基常數(σp(對位))者。哈米特方程的取代基常數(σp(對位))可自化學便覽基礎篇修訂5版(II-380頁)中引用。
作為供電子性基的具體例,例如可列舉:烷基(甲基的σp:-0.17)或烷氧基(甲氧基的σp:-0.27)、胺基(-NH2
的σp:-0.66)等。尤其較佳為碳數1~8的烷基或碳數1~8的烷氧基,更佳為甲基、乙基、第三丁基、甲氧基。就分散性的觀點而言,特佳為第三丁基、甲氧基,於將該些基團設為所述供電子性基的情況下,於由通式(1)所表示的化合物中,可防止由分子彼此的凝聚引起的消光。取代基的取代位置並無特別限定,但為了提高由通式(1)所表示的化合物的光穩定性,需要抑制鍵的彎曲,因此較佳為相對於與吡咯亞甲基骨架的鍵結位置而鍵結於間位或對位。另一方面,作為主要對發光效率產生影響的芳基,較佳為具有第三丁基、金剛烷基、甲氧基等大體積取代基的芳基。
於R1
、R3
、R4
及R6
分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的芳基的情況下,較佳為R1
、R3
、R4
及R6
分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的苯基。此時,R1
、R3
、R4
及R6
更佳為分別選自以下的Ar-1~Ar-6中。該情況下,作為R1
、R3
、R4
及R6
的較佳的組合,可列舉如表1-1~表1-11中所示的組合,但並不限定於該些組合。
R2
及R5
較佳為氫、烷基、羰基、氧基羰基、芳基中的任一者。其中,就熱穩定性的觀點而言,較佳為氫或烷基,就容易於發光光譜中獲得窄的半值寬度的觀點而言,更佳為氫。
R8
及R9
較佳為烷基、芳基、雜芳基、氟、含氟烷基、含氟雜芳基或含氟芳基。尤其R8
及R9
為氟或含氟芳基的情況因相對於激發光穩定、且可獲得更高的發光量子產率而更佳。進而,就合成的容易度而言,R8
及R9
更佳為氟。
此處,所謂含氟芳基,是指包含氟的芳基,例如可列舉:氟苯基、三氟甲基苯基及五氟苯基等。所謂含氟雜芳基,是指包含氟的雜芳基,例如可列舉:氟吡啶基、三氟甲基吡啶基及三氟吡啶基等。所謂含氟烷基,是指包含氟的烷基,例如可列舉三氟甲基或五氟乙基等。
另外,於通式(1)中,就光穩定性的觀點而言,X較佳為C-R7
。當X為C-R7
時,取代基R7
會大幅影響由通式(1)所表示的化合物的耐久性,即,該化合物的發光強度的經時性降低。具體而言,於R7
為氫的情況下,該部位的反應性高,因此該部位與空氣中的水分或氧容易發生反應。此會引起由通式(1)所表示的化合物的分解。另外,於R7
為例如烷基般的分子鏈的運動的自由度大的取代基的情況下,反應性確實降低,但於顏色轉換片中化合物彼此經時地凝聚,結果招致由濃度消光引起的發光強度的降低。因此,R7
較佳為剛直、且運動的自由度小而難以引起凝聚的基團,具體而言,較佳為經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜芳基的任一者。
就提供更高的發光量子產率、更難以發生熱分解的方面而言,另外就光穩定性的觀點而言,較佳為X為C-R7
且R7
為經取代或未經取代的芳基。作為芳基,就無損發光波長的觀點而言,較佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、茀基、菲基、蒽基。
進而,為了提高由通式(1)所表示的化合物的光穩定性,需要適度地抑制R7
與吡咯亞甲基骨架的碳-碳鍵的彎曲。其原因在於,若彎曲過大,則對於激發光的反應性變高等,光穩定性降低。就此種觀點而言,作為R7
,較佳為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的三聯苯基、經取代或未經取代的萘基,更佳為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的三聯苯基。特佳為經取代或未經取代的苯基。
另外,R7
較佳為體積適度大的取代基。藉由R7
具有某種程度的大體積,可防止分子的凝聚,其結果,由通式(1)所表示的化合物的發光效率或耐久性進一步提高。
作為此種大體積取代基的進而較佳的例子,可列舉由下述通式(2)所表示的R7
的結構。
於通式(2)中,r選自由氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基所組成的群組中。k為1~3的整數。於k為2以上的情況下,r分別可相同亦可不同。
就可提供更高的發光量子產率的觀點而言,r較佳為經取代或未經取代的芳基。該芳基中,尤其可列舉苯基、萘基作為較佳例。於r為芳基的情況下,通式(2)的k較佳為1或2,其中,就進一步防止分子的凝聚的觀點而言,更佳為2。進而,於k為2以上的情況下,r的至少一個較佳為經烷基取代。作為該情況下的烷基,就熱穩定性的觀點而言,可列舉甲基、乙基及第三丁基作為特佳例。
另外,就控制螢光波長或吸收波長、或者提高與溶媒的相容性的觀點而言,r較佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烷氧基或鹵素,更佳為甲基、乙基、第三丁基、甲氧基。就分散性的觀點而言,特佳為第三丁基、甲氧基。就防止由分子彼此的凝聚引起的消光而言,更有效的是r為第三丁基或甲氧基。
另外,作為由通式(1)所表示的化合物的另一態樣,較佳為R1
~R7
中的至少一者為拉電子基。尤其較佳為(1)R1
~R6
中的至少一者為拉電子基;(2)R7
為拉電子基;或者(3)R1
~R6
中的至少一者為拉電子基且R7
為拉電子基。藉由如此般於所述化合物的吡咯亞甲基骨架中導入拉電子基,可大幅降低吡咯亞甲基骨架的電子密度。藉此,所述化合物相對於氧的穩定性進一步提高,其結果,可進一步提高所述化合物的耐久性。
所謂拉電子基,又稱吸電子性基,於有機電子理論中,是指藉由感應效應或共振效應而自經取代的原子團吸引電子的原子團。作為拉電子基,可列舉作為哈米特法則的取代基常數(σp(對位))而取正值者。哈米特法則的取代基常數(σp(對位))可引用自化學便覽基礎編修訂5版(II-380頁)。再者,雖苯基亦具有如上所述般的取正值的例子,但於本發明中,苯基不包含於拉電子基中。
作為拉電子基的例子,例如可列舉:-F(σp:+0.06)、-Cl(σp:+0.23)、-Br(σp:+0.23)、-I(σp:+0.18)、-CO2
R12
(σp:R12
為乙基時為+0.45)、-CONH2
(σp:+0.38)、-COR12
(σp:R12
為甲基時為+0.49)、-CF3
(σp:+0.50)、-SO2
R12
(σp:R12
為甲基時為+0.69)、-NO2
(σp:+0.81)等。R12
分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代的環形成碳數6~30的芳香族烴基、經取代或未經取代的環形成原子數5~30的雜環基、經取代或未經取代的碳數1~30的烷基、經取代或未經取代的碳數1~30的環烷基。作為所述各基的具體例,可列舉與所述相同的例子。
作為較佳的拉電子基,可列舉:氟、含氟芳基、含氟雜芳基、含氟烷基、經取代或未經取代的醯基、經取代或未經取代的酯基、經取代或未經取代的醯胺基、經取代或未經取代的磺醯基或氰基。其原因在於,該些基團難以發生化學性分解。
作為更佳的拉電子基,可列舉:含氟烷基、含氟芳基、經取代或未經取代的醯基、經取代或未經取代的酯基或氰基。其原因在於,該些基團會帶來防止濃度消光、提高發光量子產率的效果。特佳的拉電子基為經取代或未經取代的酯基。
作為可適宜地用作有機發光材料(a)、有機發光材料(a')及有機發光材料(d)的由通式(1)所表示的化合物的一個較佳例,可列舉以下情況:R1
、R3
、R4
及R6
均分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的烷基,進而X為C-R7
且R7
為由通式(2)所表示的基團。該情況下,R7
特佳為包含作為經取代或未經取代的苯基的r的由通式(2)所表示的基團。
另外,作為可適宜地用作有機發光材料(b)、有機發光材料(b')及有機發光材料(c)的由通式(1)所表示的化合物的另一個較佳例,可列舉以下情況:R1
、R3
、R4
及R6
均分別可相同亦可不同,且選自所述的Ar-1~Ar-6中,進而X為C-R7
且R7
為由通式(2)所表示的基團。該情況下,R7
更佳為包含作為第三丁基、甲氧基的r的由通式(2)所表示的基團,特佳為包含作為甲氧基的r的由通式(2)所表示的基團。
以下示出由通式(1)所表示的化合物的一例,但該化合物並不限定於該些例子。
由通式(1)所表示的化合物可藉由例如日本專利特表平8-509471號公報或日本專利特開2000-208262號公報中記載的方法來合成。即,藉由使吡咯亞甲基化合物與金屬鹽於鹼共存下反應可獲得作為目標的吡咯亞甲基系金屬錯合物。
另外,關於吡咯亞甲基-氟化硼錯合物的合成,可參考「有機化學期刊(J.Org.Chem.)」(vol.64,No.21,pp.7813-7819(1999))、「應用化學英文國際版(Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.)」(vol.36,pp.1333-1335(1997))等中所記載的方法來合成由通式(1)所表示的化合物。例如可列舉以下方法:對由下述通式(3)所表示的化合物及由通式(4)所表示的化合物於氧氯化磷存在下、於1,2-二氯乙烷中進行加熱後,與由下述通式(5)所表示的化合物於三乙基胺存在下、於1,2-二氯乙烷中反應,藉此獲得由通式(1)所表示的化合物。然而,本發明並不限定於此。此處,R1
~R9
與所述說明相同。J表示鹵素。
進而,於導入芳基或雜芳基時,可列舉利用鹵化衍生物與硼酸或硼酸酯化衍生物的偶合反應而生成碳-碳鍵的方法,但本發明並不限定於此。同樣地,於導入胺基或咔唑基時,亦可列舉例如利用鈀等金屬觸媒下的鹵化衍生物與胺或咔唑衍生物的偶合反應而生成碳-氮鍵的方法,但本發明並不限定於此。
本發明實施形態的顏色轉換片除由通式(1)所表示的化合物以外,視需要亦可適宜含有其他化合物。例如,為了進一步提高自激發光向由通式(1)所表示的化合物的能量遷移效率,亦可含有紅螢烯(rubrene)等輔助摻雜劑。另外,於欲摻加由通式(1)所表示的化合物的發光色以外的發光色的情況下,可添加所期望的有機發光材料,例如:香豆素系色素、若丹明系色素等有機發光材料。此外,除該些有機發光材料以外,亦可組合添加無機螢光體、螢光顏料、螢光染料、量子點等公知的發光材料。
以下以下示出由通式(1)所表示的化合物以外的有機發光材料的一例,但本發明並不特別限定於該些例子。
於本發明實施形態的顏色轉換片中,(A)層及(B)層的各層中的有機發光材料的含量雖亦取決於化合物的莫耳吸光係數、發光量子產率及激發波長中的吸收強度以及所製作的顏色轉換片的厚度或透射率,但通常相對於黏合劑樹脂的100重量份而為1.0×10-4
重量份~30重量份。其中,相對於黏合劑樹脂的100重量份,該些各層中的有機發光材料的含量進而較佳為1.0×10-3
重量份~10重量份,特佳為5.0×10-3
重量份~5重量份。
另外,於本發明實施形態的顏色轉換片中,綠色的發光的一部分會被轉換成紅色的發光,因此,較佳為(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa
與(B)層中的有機發光材料(b)的含量wb
為wa
≧wb
的關係。另外,含量wa
與含量wb
的比率為wa
:wb
=1000:1~1:1,進而較佳為500:1~2:1,特佳為200:1~3:1。其中,含量wa
及含量wb
分別為相對於(A)層及(B)層的各層中的黏合劑樹脂的重量的重量百分比。
於(A)層及(B)層進而包含有機發光材料(a)及有機發光材料(b)以外的有機發光材料的情況下,追加的有機發光材料的含量較佳為不會對有機發光材料(a)及有機發光材料(b)的各發光產生過度影響的量。
例如,於(A)層除有機發光材料(a)以外包含有機發光材料(a')的情況下,(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa
與(A)層中的有機發光材料(a')的含量wa'
為wa
≧wa'
的關係因不會對有機發光材料(a)的發光產生過度影響而較佳。另外,含量wa
與含量wa'
的比率為wa
:wa'
=1000:1~1:1,進而較佳為500:1~2:1,特佳為200:1~3:1。其中,含量wa'
為相對於(A)層中的黏合劑樹脂的重量的重量百分比。
於(A)層除有機發光材料(a)以外包含有機發光材料(c)的情況下,(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa
與(A)層中的有機發光材料(c)的含量wc
為wa
≧wc
的關係因不會對有機發光材料(a)的發光產生過度影響而較佳。另外,含量wa
與含量wc
的比率為wa
:wc
=1000:1~1:1,進而較佳為500:1~2:1,特佳為200:1~3:1。其中,含量wc
為相對於(A)層中的黏合劑樹脂的重量的重量百分比。
另外,(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa
與(A)層中的有機發光材料(c)的含量wc
及(B)層中的有機發光材料(b)的含量wb
為wa
≧wb
≧wc
的關係因不會對有機發光材料(a)及有機發光材料(b)的各發光產生過度影響而較佳。
另一方面,於(B)層除有機發光材料(b)以外包含有機發光材料(b')的情況下,(B)層中的有機發光材料(b)的含量wb
與(B)層中的有機發光材料(b')的含量wb'
為wb
≧wb'
的關係因不會對有機發光材料(b)的發光產生過度影響而較佳。另外,含量wb
與含量wb'
的比率為wb
:wb'
=1000:1~1:1,進而較佳為500:1~2:1,特佳為200:1~3:1。其中,含量wb'
為相對於(B)層中的黏合劑樹脂的重量的重量百分比。
於(B)層除有機發光材料(b)以外包含有機發光材料(d)的情況下,(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa
與(B)層中的有機發光材料(d)的含量wd
為wa
≧wd
的關係因不會對有機發光材料(a)的發光產生過度影響而較佳。另外,含量wa
與含量wd
的比率為wa
:wd
=1000:1~1:1,進而較佳為500:1~2:1,特佳為200:1~3:1。其中,含量wd
為相對於(B)層中的黏合劑樹脂的重量的重量百分比。
(黏合劑樹脂) 於本發明實施形態的顏色轉換組成物及顏色轉換片中,黏合劑樹脂可適宜地使用成型加工性、透明性、耐熱性等優異的材料。作為黏合劑樹脂的例子,例如可列舉丙烯酸系、甲基丙烯酸系、聚桂皮酸乙烯酯系、環橡膠系等具有反應性乙烯基的光硬化型抗蝕劑材料,環氧樹脂、矽酮樹脂(包括矽酮橡膠、矽酮凝膠等有機聚矽氧烷硬化物(交聯物))、脲樹脂、氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、酚樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯丁醛樹脂、纖維素樹脂、脂肪族酯樹脂、芳香族酯樹脂、脂肪族聚烯烴樹脂、芳香族聚烯烴樹脂等公知者。另外,作為黏合劑樹脂,亦可使用該些樹脂的混合物或共聚物。藉由適宜設計該些樹脂,可獲得對本發明實施形態的顏色轉換片而言有用的黏合劑樹脂。
該些樹脂中,就透明性、耐熱性等觀點而言,可適宜地使用環氧樹脂、矽酮樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂或該些的混合物。另外,熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂因使膜化的製程容易而亦可適宜地使用。
藉由將(A)層及(B)層的各層中的有機發光材料與黏合劑樹脂的組合最佳化,可將有機發光材料的發光峰值波長變換為所期望的波長,並擴大色域。因此,較佳為(A)層中所含的黏合劑樹脂與(B)層中所含的黏合劑樹脂不同。藉此,可使將藍色的光轉換成綠色的光的有機發光材料(a)與將藍色及綠色的各光轉換成紅色的光的有機發光材料(b)分別分散於不同的黏合劑樹脂中,將該些有機發光材料(a)及有機發光材料(b)的各發光峰值波長分別各自調整成最佳峰值波長。再者,所謂兩種黏合劑樹脂不同,是指樹脂的組成不同。
於本發明實施形態的顏色轉換片中,於獲得較佳的白色光的基礎上,來自(A)層的發光的峰值波長較佳為於500 nm以上、580 nm以下的區域觀測到。於提高色彩再現性的基礎上,更佳為510 nm以上、550 nm以下,進而較佳為515 nm以上、540 nm以下,特佳為520 nm以上、535 nm以下。
另外,於本發明實施形態的顏色轉換片中,於獲得較佳的白色光的基礎上,來自(B)層的發光的峰值波長較佳為於580 nm以上、750 nm以下的區域中觀測到。於提高色彩再現性的基礎上,更佳為610 nm以上、700 nm以下,進而較佳為620 nm以上、680 nm以下,特佳為630 nm以上、660 nm以下。
作為黏合劑樹脂的溶解度參數的SP值與有機發光材料的發光峰值波長存在緊密的關係。於SP值大的黏合劑樹脂中,藉由黏合劑樹脂與有機發光材料之間的相互作用,有機發光材料的激發狀態得以穩定化。因此,與SP值小的黏合劑樹脂中相比,該有機發光材料的發光峰值波長轉移至長波長側。因此,藉由使有機發光材料分散於具有最佳的SP值的黏合劑樹脂中,可實現有機發光材料的發光峰值波長的最佳化。藉由使色純度高的有機發光材料的發光的發光峰值波長最佳化,例如,於如後述般組裝於顯示器的光源中的情況下,可使彩色濾光片的濃度變淡,從而能夠使顯示器高亮度化。
於本發明實施形態的顏色轉換片中,當將(A)層中所含的黏合劑樹脂的SP值設為SPA
(cal/cm3
)0.5
,將(B)層中所含的黏合劑樹脂的SP值設為SPB
(cal/cm3
)0.5
時,SPA
>SPB
。該情況下,與使有機發光材料分散於單一的黏合劑樹脂中的情況相比,(A)層及(B)層中的綠色光與紅色光的發光峰值波長的差變小。其結果,經轉換的光集中於視感度大的區域,藉此,亮度提升。
其中,較佳為SPB
≦10.0。該情況下,(B)層中的紅色光的發光峰值波長的長波長化受到抑制,其結果,(A)層及(B)層中的綠色光與紅色光的發光峰值波長的差變小,因此較佳。就進一步增大其效果的觀點而言,更佳為SPB
≦9.8,進而較佳為SPB
≦9.7,特佳為SPB
≦9.6。
SPB
的下限值並無特別限定,SPB
≧7.0的黏合劑樹脂的有機發光材料的分散性良好,因此可適宜地使用。就進一步增大其效果的觀點而言,更佳為SPB
≧8.0,進而較佳為SPB
≧8.5,特佳為SPB
≧9.0。
特佳為9.0≦SPB
≦10.0。於SPB
處於該範圍的情況下,可不損害有機發光材料的分散性而獲得大的亮度提升效果。
另外,較佳為SPA
≧10.0。該情況下,(A)層中的綠色光的發光峰值波長長波長化為更大的值,其結果,可自(A)層發出視感度大的波長區域的綠色的光。就進一步增大其效果的觀點而言,更佳為SPA
≧10.2,進而較佳為SPA
≧10.4,特佳為SPA
≧10.6。
SPA
的上限值並無特別限定,SPA
≦15.0的黏合劑樹脂的有機發光材料的分散性良好,因此可適宜地使用。就進一步增大其效果的觀點而言,更佳為SPA
≦14.0,進而較佳為SPA
≦13.0,特佳為SPA
≦12.0。
此處,溶解度參數(SP值)是使用通常可使用的聚合物工程科學(Poly.Eng.Sci.),vol.14,No.2,pp.147-154(1974)等中記載的費德爾(Fedors)的推算法並根據構成樹脂的單體的種類與比率而算出的值。關於多種樹脂的混合物,亦可利用相同的方法算出。例如,聚甲基丙烯酸甲酯的SP值可算出為9.7(cal/cm3
)0.5
,聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)的SP值可算出為10.8(cal/cm3
)0.5
,雙酚A系環氧樹脂的SP值可算出為10.9(cal/cm3
)0.5
。
(A)層及(B)層中的黏合劑樹脂並無特別限定,將可適宜地用於(A)層的黏合劑樹脂及可適宜地用於(B)層的黏合劑樹脂的種類以及各自的樹脂的代表性的SP值示於表2中。(A)層及(B)層中的黏合劑樹脂較佳為自例如如表2中所示的樹脂中任意組合使用。
其中,作為(B)層的黏合劑樹脂,就於可見光範圍內透明性高而言,可適宜地使用烯烴系樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、矽酮樹脂、聚苯乙烯系樹脂。更佳為丙烯酸樹脂、聚酯樹脂,特佳為丙烯酸樹脂。
另外,作為(A)層的黏合劑樹脂,就於可見光範圍內透明性高而言,可適宜地使用丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂。更佳為丙烯酸樹脂、聚酯樹脂,特佳為聚酯樹脂。
(其他添加劑) 除有機發光材料(a)、有機發光材料(b)及黏合劑樹脂以外,本發明實施形態的顏色轉換組成物及顏色轉換片可含有抗氧化劑、加工及熱穩定化劑、紫外線吸收劑等耐光性穩定化劑、用於塗佈膜穩定化的分散劑或調平劑、塑化劑、環氧化合物等交聯劑、胺、酸酐、咪唑等硬化劑、作為片表面的改質劑的矽烷偶合劑等接著輔助劑、作為顏色轉換材沈降抑制劑的二氧化矽粒子或矽酮微粒子等無機微粒子及矽烷偶合劑等其他添加劑。
作為抗氧化劑,例如可列舉2,6-二-第三丁基-對甲酚、2,6-二-第三丁基-4-乙基苯酚等酚系抗氧化劑,但並不特別限定於該些抗氧化劑。另外,該些抗氧化劑可單獨使用,亦可併用多個。
作為加工及熱穩定化劑,例如可列舉三丁基亞磷酸鹽、三環己基亞磷酸鹽、三乙基膦、二苯基丁基膦等磷系穩定化劑,但並不特別限定於該些加工及熱穩定化劑。該些穩定化劑可單獨使用,亦可併用多個。
作為耐光性穩定化劑,例如可列舉2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑、2-[2-羥基-3,5-雙(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑等苯并三唑類,但並不特別限定於該些耐光性穩定化劑。另外,該些耐光性穩定化劑可單獨使用,亦可併用多個。
就不會阻礙來自光源的光或發光材料的發光的觀點而言,該些添加劑較佳為於可見光範圍的吸光係數小。具體而言,於波長為400 nm以上、800 nm以下的整個波長範圍中,該些添加劑的莫耳吸光係數ε較佳為1000以下,更佳為500以下。進而較佳為200以下,特佳為100以下。
另外,作為耐光性穩定化劑,亦可適宜地使用具有作為單重態氧淬滅劑的作用的化合物。單重態氧淬滅劑為捕獲氧分子利用光的能量進行活化而形成的單重態氧以進行滅活化的材料。藉由於顏色轉換片中共存單重態氧淬滅劑,可防止發光材料因單重態氧而劣化。
已知單重態氧是因在如孟加拉玫瑰紅或亞甲藍般的色素的三重態激發狀態與基態的氧分子之間發生電子與能量的交換而產生。
本發明實施形態的顏色轉換片藉由所含有的有機發光材料被激發光激發而發出與激發光不同波長的光來進行光的顏色轉換。該激發-發光的循環反覆進行,因此,由於所產生的激發物種與顏色轉換片中所含的氧的相互作用,單重態氧的生成概率變高。因此,有機發光材料與單重態氧的碰撞概率亦變高,故有機發光材料容易劣化。
有機發光材料與無機發光材料相比更容易受到單重態氧的影響。尤其由通式(1)所表示的化合物與苝等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物相比,與單重態氧的反應性更高,從而單重態氧對耐久性的影響更大。因此,藉由利用單重態氧淬滅劑將所產生的單重態氧迅速滅活,可使發光量子產率及色純度優異的由通式(1)所表示的化合物的耐久性提高。
具有作為單重態氧淬滅劑的作用的化合物例如可列舉特定的三級胺、鄰苯二酚衍生物及鎳化合物,但並不特別限定於該些化合物。另外,該些化合物(耐光性穩定化劑)可單獨使用,亦可併用多個。
所謂三級胺,表示具有氨的N-H鍵均被置換成N-C鍵的結構的化合物。作為氮原子上的取代基,選自烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基及與鄰接取代基之間所形成的縮合環及脂肪族環中。另外,該些取代基可進一步由所述取代基取代。
作為所述三級胺的氮原子上的取代基,就光穩定性的觀點而言,較佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的環烷基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基。其中,更佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的環烷基、經取代或未經取代的芳基。
作為該情況下的芳基,苯基或萘基因不會阻礙來自光源的光或發光材料的發光而較佳,更佳為苯基。另外,若氮原子上的苯基增加,則有可見光範圍的光的吸收增加之擔憂,因此氮原子上的三個取代基中,芳基較佳為兩個以下,更佳為一個以下。於氮原子上的三個取代基中的至少一個為經取代或未經取代的烷基的情況下,可更有效率地捕獲單重態氧,因此較佳。其中,較佳為三個取代基中的兩個以上為經取代或未經取代的烷基。
作為較佳的三級胺,可列舉三乙基胺、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、三正丁基胺、N,N-二乙基苯胺、2,2,6,6-四甲基哌啶、等,但並不特別限定於該些化合物。
所謂鄰苯二酚衍生物,表示包含間苯二酚或氫醌等異構物且於苯環上具有兩個以上的羥基的化合物。該些化合物與苯環上的羥基為一個的酚衍生物相比,可更有效率地捕獲單重態氧。
作為鄰苯二酚衍生物的苯環上的取代基,除羥基以外,選自氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基及與鄰接取代基之間所形成的縮合環及脂肪族環中。另外,該些取代基可進一步由所述取代基取代。
其中,就光穩定性的觀點而言,較佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的環烷基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基、鹵素,更佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的環烷基、經取代或未經取代的芳基、鹵素。進而,經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的環烷基、鹵素因與單重態氧淬滅劑的反應後的變色小而更佳。特佳為經取代或未經取代的烷基。
作為鄰苯二酚衍生物的苯環上的羥基的位置,較佳為至少兩個羥基鄰接。原因在於,與間苯二酚(1,3-取代)或氫醌(1,4-取代)相比,此更不易經光氧化。另外,於經氧化後可見光範圍的光的吸收亦小,因此可防止顏色轉換片的變色。
作為較佳的鄰苯二酚衍生物,可列舉4-第三丁基苯-1,2-二醇、3,5-二-第三丁基苯-1,2-二醇等,但並不特別限定於該些化合物。
所謂鎳化合物,是指包含鎳的化合物。作為鎳化合物,例如可列舉氯化鎳等無機鹽或雙乙醯丙酮鎳等錯合物、胺甲酸鎳鹽等有機酸鹽等,但並不特別限定於該些化合物。此處,所謂有機酸,表示具有羧基、磺醯基、酚性羥基、硫醇基的有機化合物。其中,作為鎳化合物,就於顏色轉換片中均一地進行分散的觀點而言,較佳為錯合物及有機酸鹽。
作為可適宜地用作單重態氧淬滅劑的鎳錯合物及有機酸的鎳鹽,例如可列舉乙醯丙酮鹽系鎳錯合物、雙二硫代-α-二酮系鎳錯合物、二硫醇鹽系鎳錯合物、胺基硫醇鹽系鎳錯合物、硫代鄰苯二酚系鎳錯合物、柳醛肟系鎳錯合物、硫代雙酚鹽系鎳錯合物、靛苯胺系鎳化合物、羧酸系鎳鹽、磺酸系鎳鹽、酚系鎳鹽、胺甲酸系鎳鹽、二硫代胺甲酸系鎳鹽等,但並不特別限定於該些化合物。
該些化合物中,作為鎳化合物,較佳為有機酸的鎳鹽、乙醯丙酮鹽系鎳錯合物及硫代雙酚鹽系鎳錯合物中的至少一者。尤其就合成的容易度及廉價的觀點而言,較佳為有機酸的鎳鹽。另外,就於可見光範圍中的莫耳吸光係數小、不吸收光源或發光材料的發光的觀點而言,較佳為磺酸系鎳鹽。進而,就顯示出更良好的單重態氧淬滅效果的觀點而言,更佳為芳基磺酸的鎳鹽,就於廣泛種類的溶媒中的溶解性的觀點而言,較佳為烷基磺酸的鎳鹽。作為芳基磺酸的芳基,較佳為經取代或未經取代的苯基,就於溶媒中的溶解性及分散性的觀點而言,更佳為經烷基取代的苯基。
另外,作為鎳化合物,就於有機溶劑中的溶解性及於可見光範圍中的莫耳吸光係數小的觀點而言,較佳為乙醯丙酮鹽系鎳錯合物及硫代雙酚鹽系鎳錯合物此兩者。該些錯合物中的鎳上的配位基可由烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基等取代基取代。另外,該些取代基可進而由所述取代基取代。
其中,就光穩定性的觀點而言,較佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的環烷基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基、鹵素,更佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的環烷基、經取代或未經取代的芳基、鹵素。進而,經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的環烷基、鹵素因與單重態氧淬滅劑的反應後的變色小而更佳。特佳為經取代或未經取代的烷基。
作為於波長為400 nm以上、800 nm以下的整個波長範圍中莫耳吸光係數ε為100以下的鎳化合物,例如可列舉對甲苯甲醯基磺酸的鎳鹽或乙醯丙酮鎳(II)錯合物、六氟乙醯丙酮鎳(II)錯合物、2,2'-硫代雙酚鹽-正丁基胺鎳(II)錯合物、[2,2'-硫代雙(4-第三辛基酚鹽)]-2-乙基己基胺鎳(II)錯合物等。然而,作為鎳化合物,並不限定於該些鎳鹽或鎳錯合物,所述各種鎳化合物中,可適宜地使用波長為400 nm以上、800 nm以下的整個波長範圍中莫耳吸光係數ε為100以下者。
另外,作為耐光性穩定化劑,亦可適宜地使用具有作為自由基淬滅劑的作用的化合物。其中,可列舉受阻胺系化合物作為適宜的例子。作為受阻胺系化合物的例子,例如可列舉:2,2,6,6-四甲基哌啶、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-羥基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、癸二酸雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯、甲基丙烯酸1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯等哌啶衍生物或其氧化物。
於本發明實施形態的顏色轉換組成物及顏色轉換片中,該些添加劑的含量雖亦取決於化合物的莫耳吸光係數、發光量子產率及激發波長中的吸收強度以及所製作的顏色轉換片的厚度或透射率,但通常相對於黏合劑樹脂的100重量份而較佳為1.0×10-3
重量份以上,更佳為1.0×10-2
重量份以上,進而較佳為1.0×10-1
重量份以上。另外,相對於黏合劑樹脂的100重量份,該些添加劑的含量較佳為30重量份以下,更佳為15重量份以下,進而較佳為10重量份以下。
<基材層> 於本發明實施形態的顏色轉換片中,作為所述顏色轉換層的(A)層及(B)層,較佳為形成於基材層(例如圖1、圖2中所示的基材層10)上。
作為基材層,可無特別限制地使用公知的金屬、膜、玻璃、陶瓷、紙等。具體而言,作為基材層,可列舉:鋁(亦包括鋁合金)、鋅、銅、鐵等的金屬板或箔,纖維素乙酸酯、PET、聚乙烯、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯縮醛、聚芳醯胺、矽酮、聚烯烴、熱塑性氟樹脂、四氟乙烯與乙烯的共聚物(ethylene tetrafluoroethylene,ETFE)等塑膠的膜,包含α-聚烯烴樹脂、聚己內酯樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂及該些與乙烯的共聚樹脂的塑膠的膜,層壓有所述塑膠的紙或經所述塑膠塗佈的紙,層壓或蒸鍍有所述金屬的紙,層壓或蒸鍍有所述金屬的塑膠膜等。另外,於基材層為金屬板的情況下,亦可對其表面施加鉻系或鎳系等的鍍敷處理或陶瓷處理。
該些基材層中,玻璃或樹脂膜因使顏色轉換片的製作容易或顏色轉換片的成形容易而可較佳地使用。另外,較佳為強度高的膜,以便在對膜狀的基材層進行處理時無斷裂等之憂。於該些要求特性或經濟性的方面,較佳為樹脂膜,該些樹脂膜中,於經濟性、處理性的方面,較佳為選自由PET、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚丙烯所組成的群組中的塑膠膜。另外,於使顏色轉換片乾燥的情況下或藉由擠出機於200℃以上的高溫下壓接成形顏色轉換片的情況下,於耐熱性的方面,較佳為聚醯亞胺膜。就片的剝離容易度而言,基材層的表面亦可預先經脫模處理。同樣地,為了提高層間的接著性,基材層的表面亦可預先進行易接著處理。
基材層的厚度並無特別限制,作為下限,較佳為12 μm以上,更佳為38 μm以上。另外,作為上限,較佳為5000 μm以下,更佳為3000 μm以下。
<光輸出層> 為了提高光輸出效率,本發明實施形態的顏色轉換片除(A)層及(B)層以外,亦可進而具有光輸出層。光輸出層是減少鄰接的兩層之間的界面的反射的層。
圖3為表示於本發明實施形態的顏色轉換片中應用光輸出層的一例的示意剖面圖。如圖3所示,顏色轉換片1b具備多個(圖3的例子中為2個)基材層10,以夾持於該些多個基材層10之間的態樣含有(A)層11、(B)層12及光輸出層13。較佳為如圖3所示,顏色轉換片1b於(A)層11與(B)層12之間具有光輸出層13。於該顏色轉換片1b的結構例中,以(A)層11與光輸出層13及(B)層12的順序積層於基材層10上,藉此於該基材層10上形成(B)層/光輸出層/(A)層這一積層結構的積層體。進而,如圖3所示,於該積層體的(B)層12上積層有另一個基材層10。
於圖3所示的顏色轉換片1b的結構例中,(A)層11與光輸出層13及(B)層12的積層體夾持於多個基材層10之間,但本發明實施形態的顏色轉換片並不限定於該結構例。該積層體亦可不為夾持於多個基材層10之間的態樣而是形成於基材層10上。另外,如圖3所例示般,光輸出層13可形成於(A)層11的積層方向上側的一端面與(B)層12的積層方向下側的一端面之間,亦可形成於(B)層12的積層方向上側的一端面或(A)層11的積層方向下側的一端面。其中,如圖3所例示般,於在(A)層11與(B)層12之間形成光輸出層13的情況下,(A)層11中的有機發光材料的發光有效率地進入至(B)層12,故該些層間的發光的損耗減少而顏色轉換效率提高,顏色轉換後的白色光的亮度提高,因此較佳。
另外,於在(A)層11與(B)層12之間形成光輸出層13的情況下,(A)層11、(B)層12及光輸出層13的各折射率並不特別限定,當將(A)層11、(B)層12及光輸出層13相對於波長為589.3 nm的光的折射率分別設為nA
、nB
、nC
時,較佳為nA
≦nC
≦nB
或nB
≦nC
≦nA
。該些情況下,可減少(A)層11與光輸出層13的界面以及(B)層12與光輸出層13的界面的各光的反射。
<阻擋層> 除(A)層及(B)層以外,本發明實施形態的顏色轉換片亦可進而具有阻擋層。阻擋層可為了防止由氧、水分或熱引起的(A)層及(B)層中例示的顏色轉換層的劣化而適宜地使用。作為該阻擋層,例如可列舉氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋅、氧化錫、氧化銦、氧化釔、氧化鎂等無機氧化物,或者氮化矽、氮化鋁、氮化鈦、碳氮化矽等無機氮化物,或該些的混合物,或於該些中添加了其他元素的金屬氧化物薄膜或金屬氮化物薄膜;或者包含聚氯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、矽系樹脂、三聚氰胺系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、氟系樹脂、乙酸乙烯酯的皂化物等聚乙烯醇系樹脂等各種樹脂的膜。
作為於本發明中可適宜地用於阻擋層的阻擋性樹脂,例如可列舉:聚酯、聚氯乙烯、尼龍、聚氟化乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等樹脂及該些樹脂的混合物。其中,聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇的氧透過係數非常小,因此,阻擋性樹脂較佳為包含該些樹脂。進而,就不易變色而言,阻擋性樹脂更佳為包含聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物,就環境負荷小而言,特佳為包含聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物。該些樹脂可單獨使用,亦可與不同的樹脂混合使用,就膜的均一性及成本的觀點而言,更佳為包含單一樹脂的膜。
作為聚乙烯醇,例如可使用將乙醯基皂化98莫耳%以上而成的聚乙酸乙烯酯的皂化物。另外,作為乙烯-乙烯醇共聚物,例如可使用將乙醯基皂化98莫耳%以上而成的、乙烯含有率為20%~50%的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化物。
另外,作為阻擋層,亦可使用市售的樹脂或膜。作為具體例,有可樂麗(Kuraray)股份有限公司製造的聚乙烯醇樹脂PVA117或可樂麗(Kuraray)股份有限公司製造的乙烯-乙烯醇共聚物(「EVAL」(註冊商標))樹脂L171B、樹脂F171B或膜EF-XL等。
阻擋層中,於不會對顏色轉換層的發光及耐久性產生過度的影響的範圍內,視需要亦可添加抗氧化劑、硬化劑、交聯劑、加工及熱穩定化劑、紫外線吸收劑等耐光性穩定化劑等。
阻擋層的厚度並無特別限制,就顏色轉換片整體的柔軟性或成本的觀點而言,較佳為100 μm以下。更佳為50 μm以下,進而較佳為20 μm以下。特佳為10 μm以下,亦可為1 μm以下。其中,就層形成的容易度的觀點而言,阻擋層的厚度較佳為0.01 μm以上。
作為應用了所述阻擋層的顏色轉換片的代表性的結構例,例如可列舉以下所示者。圖4為表示於本發明實施形態的顏色轉換片中應用阻擋層的一例的示意剖面圖。如圖4所示,顏色轉換片1c具備多個(圖4的例子中為2個)基材層10,以夾持於該些多個基材層10之間的態樣含有(A)層11、(B)層12及多個(圖4的例子中為2個)阻擋層14。該些多個阻擋層14以將(A)層11與(B)層12的積層體自其積層方向兩側夾持的方式形成。於該顏色轉換片1c的結構例中,以阻擋層14、(A)層11、(B)層12及另一個阻擋層14的順序積層於基材層10上。藉此於該基材層10上形成阻擋層/(B)層/(A)層/阻擋層這一積層結構的積層體。進而,如圖4所示,於該積層體的積層方向上側的阻擋層14上積層有另一個基材層10。
圖5為表示於本發明實施形態的顏色轉換片中應用阻擋層的另一例的示意剖面圖。如圖5所示,顏色轉換片1d具備多個(圖5的例子中為2個)基材層10,以夾持於該些多個基材層10之間的態樣含有(A)層11、(B)層12及多個(圖5的例子中為3個)阻擋層14。該些多個阻擋層14以將(A)層11自其積層方向兩側夾持、且將(B)層12自其積層方向兩側夾持的方式形成。於該顏色轉換片1d的結構例中,以阻擋層14、(A)層11、另一個阻擋層14、(B)層12以及進而另一個阻擋層14的順序積層於基材層10上。藉此於該基材層10上形成阻擋層/(B)層/阻擋層/(A)層/阻擋層這一積層結構的積層體。進而,如圖5所示,於該積層體的積層方向上端的阻擋層14上積層有另一個基材層10。
於本發明中,阻擋層可如圖4所例示的阻擋層14般設置於(A)層與(B)層的積層體的積層方向兩側的各端面,亦可設置於該積層體的積層方向兩側中的一端面。另外,阻擋層可如圖5所例示的阻擋層14般,設置於(A)層的積層方向兩側的各端面與(B)層的積層方向兩側的各端面的兩者,亦可設置於該些各端面中的至少一個端面。
<其他功能性層> 本發明實施形態的顏色轉換片中,根據所要求的功能,亦可進而設置光擴散層、具有防反射功能、防眩功能、防反射防眩功能、硬塗層功能(耐摩擦功能)、防靜電功能、防污功能、電磁波屏蔽功能、紅外線截止功能、紫外線截止功能、偏光功能、調色功能的輔助層。
<接著層> 於本發明實施形態的顏色轉換片中,於各層之間視需要亦可設置接著層。作為接著層,只要為不會對顏色轉換片的發光及耐久性產生過度的影響者,則可無特別限制地使用公知的材料。例如於需要牢固的接著的情況下,作為接著層,可較佳地使用光硬化材料或熱硬化材料、厭氧性硬化材料、熱塑化性材料。其中,更佳為熱硬化材料,尤其較佳為可於0℃~150℃下硬化的熱硬化材料。
接著層的厚度並無特別限制,較佳為0.01 μm~100 μm,更佳為0.01 μm~25 μm。進而較佳為0.05 μm~5 μm,特佳為0.05 μm~1 μm。
<顏色轉換片的製造方法> 以下,對本發明實施形態的顏色轉換片的製作方法的一例進行說明。於該顏色轉換片的製作方法中,首先以如下方式製作顏色轉換層製作用的組成物。
將所述有機發光材料、黏合劑樹脂、後述溶媒等材料以既定量混合。將該些材料以成為既定的組成的方式混合後,利用均質機、自轉公轉型攪拌機、三輥、球磨機、行星式球磨機、珠磨機等攪拌·混練機均質地進行混合分散,藉此製作顏色轉換層製作用的組成物、即顏色轉換組成物。亦較佳為於混合分散後或於混合分散的過程中,於真空或減壓條件下進行脫泡。另外,亦可事前混合某特定的成分或對其進行老化等處理。亦可藉由蒸發器去除溶媒而成為所期望的固體成分濃度。
溶媒只要為可調整流動狀態的樹脂的黏度且不會對發光物質的發光及耐久性產生過度的影響者,則並無特別限定。作為此種溶媒,例如可列舉:水、2-丙醇、乙醇、甲苯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己烷、己烷、丙酮、萜品醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(Texanol)、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯等,該些溶媒亦可混合使用兩種以上。該些溶媒中,尤其就不會對由通式(1)所表示的化合物的劣化產生影響的方面而言,可適宜地使用甲苯。另外,就乾燥後的殘存溶媒少的方面而言,可適宜地使用甲基乙基酮。
繼而,將利用所述方法製作的顏色轉換組成物塗佈於基材層或阻擋層等的基底上並使其乾燥。如此,製作顏色轉換層(例如應用於顏色轉換片的(A)層及(B)層)。塗佈可利用逆輥塗佈機、刮板塗佈機、縫模塗機、直接凹版塗佈機、膠印凹版塗佈機、吻合式塗佈機、正向輥塗佈機(natural roll coater)、氣刀塗佈機、輥式刮板塗佈機、逆輥刮板塗佈機(reverse roll blade coater)、雙流塗佈機(two-stream coater)、棒塗機、線棒塗佈機、敷料器、浸漬塗佈機、簾幕塗佈機、旋塗機、刮刀塗佈機等來進行。為了獲得顏色轉換層的膜厚均一性,較佳為利用縫模塗機進行塗佈。
顏色轉換層的乾燥可使用熱風乾燥機或紅外線乾燥機等一般的加熱裝置來進行。顏色轉換片的加熱中可使用熱風乾燥機或紅外線乾燥機等一般的加熱裝置。該情況下,加熱條件通常為於40℃~250℃下進行1分鐘~5小時,較佳為於60℃~200℃下進行2分鐘~4小時。另外,亦可進行分段固化(step cure)等階段性加熱硬化。
於製作顏色轉換層後,視需要亦可變更基材層。該情況下,作為簡易的方法,例如可列舉使用加熱板進行轉貼的方法、或者使用真空層壓機或乾膜層壓機的方法等,但並不限定於該些方法。
使各層積層的方法可使用塗佈或乾式層壓等公知的方法。於本發明中,各層的積層方法並無特別限定,例如可列舉:於使(A)層與(B)層積層的情況下,於(A)層上藉由進行塗佈及乾燥而形成(B)層的方法;或於(B)層上藉由進行塗佈及乾燥而形成(A)層的方法;於(A)層上貼合另外成形的(B)層用自支撐膜的方法;於(B)層上貼合另外成形的(A)層用自支撐膜的方法;如將「基材層/(A)層」這一積層結構的積層單元與「(B)層/基材層」這一積層結構的積層單元貼合等般將各別地製作的積層單元貼合的方法。為了提高顏色轉換片的穩定性,亦較佳為於積層各層後進而進行熱硬化步驟或光硬化步驟、熟化步驟等。
<激發光> 激發光的種類只要為於本發明中使用的有機發光材料可吸收的波長區域中顯示出發光者,則可使用任一激發光。例如,可利用來自熱陰極管或冷陰極管、無機電致發光(EL)元件等螢光性光源,有機EL元件光源,LED光源,白熾光源或太陽光等任一光源的激發光。其中,適宜的是來自LED光源的激發光。於顯示器或照明用途中,就可提高藍色光的色純度的方面而言,進而適宜的是來自具有400 nm以上、500 nm以下的波長範圍的激發光的藍色LED光源的激發光。
作為激發光的最大發光波長,為430 nm以上、500 nm以下的情況因激發能量進一步變小而可抑制有機發光材料的劣化,因此更佳,進而較佳為440 nm以上、500 nm以下。特佳為450 nm以上、500 nm以下。另外,作為激發光的最大發光波長,可使激發光與綠色光的發光光譜的重疊變小並提高色彩再現性,因此更佳為480 nm以下,進而較佳為470 nm以下。
激發光可具有一種發光波峰,亦可具有兩種以上的發光波峰,為了提高色純度,較佳為具有一種發光波峰者。另外,亦可任意地組合使用發光波峰的種類不同的多個激發光源。
<光源單元> 本發明實施形態的光源單元為至少具備所述光源及顏色轉換組成物或顏色轉換片的構成。於光源單元具備顏色轉換組成物的情況下,關於光源與顏色轉換組成物的配置方法,並無特別限定,可採用將顏色轉換組成物直接塗佈於光源而成的構成,亦可採用將顏色轉換組成物塗佈於與光源分離的膜或玻璃等而成的構成。於光源單元具備顏色轉換片的情況下,關於光源與顏色轉換片的配置方法,並無特別限定,可採用使光源與顏色轉換片密接的構成,亦可採用使光源與顏色轉換片分離的遠程磷光體(remote phosphor)形式。另外,光源單元亦可以提高色純度為目的而採用進而具備彩色濾光片的構成。
如上所述,於顏色轉換片中,(B)層轉換激發光的光源或(A)層的任一者或兩者發出的光的顏色。因此,於具備光源及顏色轉換片的光源單元中,光源、以及顏色轉換片中所含的(A)層及(B)層的配置較佳為按照光源、(A)層及(B)層的順序排列的配置。該情況下,來自顏色轉換片的光源的光的顏色轉換效率變高。
另外,如上所述,波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍的激發光為相對較小的激發能量,可防止由通式(1)所表示的化合物等的發光物質的分解。因此,光源單元所具備的光源較佳為於波長為400 nm以上、500 nm以下的範圍中具有最大發光的發光二極體。進而,該光源較佳為於波長為430 nm以上、480 nm以下的範圍中具有最大發光,進而較佳為於波長為450 nm以上、470 nm以下的範圍中具有最大發光。本發明中的光源單元可用於顯示器、照明、內裝(interior)、標誌、指示牌等用途,尤其可適宜地用於顯示器或照明用途。
<顯示器、照明裝置> 本發明實施形態的顯示器至少具備如所述般包含光源及顏色轉換片等的光源單元。例如,於液晶顯示器等顯示器中,使用所述光源單元作為背光單元。
於與利用其他技術手段顯示出同定度的色彩再現性的顯示器比較的情況下,本發明實施形態的顯示器可實現更高的亮度。因此,於將本發明實施形態的顯示器用作電視、監視器、個人電腦、輸入板個人電腦、智慧型手機、行動電話及其他行動機器用的小型顯示器的情況下,可實現電力效率的提升。尤其,於筆記型個人電腦、輸入板個人電腦、智慧型手機等行動機器中要求高電力效率,因此可適宜地使用本發明實施形態的顯示器。因此,並無特別限定,但作為本發明實施形態的顯示器的較佳態樣之一,可列舉畫面尺寸為20英吋以下。就要求特別高的電力效率而言,更佳為畫面尺寸為16英吋以下,進而佳為14英吋以下。畫面尺寸的下限並無特別限制,但就可有效利用色彩再現性高的圖像的方面而言,較佳為4英吋以上。
作為本發明實施形態的顯示器的較佳態樣之一,亦可列舉:於(u',v')色空間中相對於DCI-P3色域標準的色域覆蓋率為96%以上。本發明實施形態的顏色轉換片使用色純度高的有機發光材料,因此,於如所述般組裝於光源單元中的情況下,可使彩色濾光片的濃度變淡。藉此,為了實現相對於DCI-P3色域標準的色域覆蓋率為96%以上這一高色彩再現性,與使用公知技術的情況相比,能夠實現高亮度化。於(u',v')色空間中相對於DCI-P3色域標準的色域覆蓋率為97%以上的情況下,高亮度化的效果變得更大,因此進而較佳,於(u',v')色空間中相對於DCI-P3色域標準的色域覆蓋率為98%以上的情況下,高亮度化的效果進一步變大,因此特佳。
另外,本發明實施形態的照明裝置至少具備如所述般包含光源及顏色轉換片等的光源單元。例如,該照明裝置是以如下方式構成:將作為光源單元的藍色LED光源、與使來自該藍色LED光源的藍色光轉換成波長比其長的光的顏色轉換片或顏色轉換組成物組合,並發出白色光。 [實施例]
以下,列舉實施例來說明本發明,但本發明並不由下述的實施例限定。於下述的實施例及比較例中,化合物G-1、化合物G-2、化合物G-3、化合物G-4、化合物R-1、化合物R-2為以下所示的化合物。
另外,關於實施例及比較例中的結構分析的評價方法如以下所示般。
<1
H-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)的測定> 化合物的1
H-NMR是使用超導FTNMR EX-270(日本電子股份有限公司製造),於氘代氯仿溶液中進行測定。
<吸收光譜的測定> 化合物的吸收光譜是使用U-3200型分光光度計(日立製作所股份有限公司製造),使化合物以1×10-6
mol/L的濃度溶解於甲苯中來進行測定。
<螢光光譜的測定> 關於化合物的螢光光譜,使用F-2500型分光螢光光度計(日立製作所股份有限公司製造),對使化合物以1×10-6
mol/L的濃度溶解於甲苯中且被波長460 nm激發時的螢光光譜進行測定。
<樹脂的折射率的測定> 黏合劑樹脂等樹脂的折射率是使用反射分光計FE-3000(大塚電子股份有限公司製造),測定塗佈於PET膜上而形成的樹脂膜相對於波長為589.3 nm的光的折射率。樹脂膜是平均膜厚為30 μm者,使用貝克式敷料器(Baker type applicator),將樹脂溶液塗佈於“露米勒(Lumirror)”U48(東麗股份有限公司製造,厚度50 μm)上,於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成。
<顏色轉換特性的測定> 於顏色轉換特性的測定中,於搭載有發光峰值波長為447 nm的藍色LED元件的面狀發光裝置中,於載入各顏色轉換片及稜鏡片的狀態下,於該面狀發光裝置中流入30 mA的電流,而使該藍色LED元件點燈,並使用分光放射亮度計(CS-1000,柯尼卡美能達(Konica Minolta)公司製造)測定發光光譜、色度及亮度。
<色域的算出> 根據利用所述顏色轉換特性的測定而獲得的發光光譜及彩色濾光片的透射率的光譜資料,算出藉由彩色濾光片而提高色純度時的(u',v')色空間中的色域。另外,關於所算出的(u',v')色空間中的色域,藉由相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率,並利用以下基準進行評價。關於該(u',v')色空間中的色域的評價結果,「A」表示所述覆蓋率為98%以上。「B」表示所述覆蓋率為97%以上、未滿98%。「C」表示所述覆蓋率為96%以上、未滿97%。「D」表示所述覆蓋率未滿96%。於該評價結果中,所述覆蓋率越高,色域越廣,顏色轉換片的色彩再現性越良好。
(合成例1) 以下,對本發明中的合成例1的化合物G-1的合成方法進行說明。於化合物G-1的合成方法中,將3,5-二溴苯甲醛(3.0 g)、4-第三丁基苯基硼酸(5.3 g)、四(三苯基膦)鈀(0)(0.4 g)、碳酸鉀(2.0 g)放入燒瓶中,進行氮氣置換。於其中加入經脫氣的甲苯(30 mL)及經脫氣的水(10 mL),進行4小時回流。將該反應溶液冷卻至室溫為止,並於分液出有機層後利用飽和食鹽水進行清洗。利用硫酸鎂對該有機層進行乾燥並於過濾後將溶媒蒸餾去除。藉由矽膠管柱層析法對所獲得的反應產物進行精製,從而以白色固體的形式獲得了3,5-雙(4-第三丁基苯基)苯甲醛(3.5 g)。
繼而,將3,5-雙(4-第三丁基苯基)苯甲醛(1.5 g)與2,4-二甲基吡咯(0.7 g)放入反應溶液中,加入脫水二氯甲烷(200 mL)及三氟乙酸(1滴),於氮氣環境下攪拌4小時。接下來,加入2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(0.85 g)的脫水二氯甲烷溶液,進而攪拌1小時。於反應結束後加入三氟化硼二乙基醚錯合物(7.0 mL)及二異丙基乙基胺(7.0 mL),於攪拌4小時後進而加入水(100 mL)進行攪拌,並分液出有機層。利用硫酸鎂對該有機層進行乾燥並於過濾後將溶媒蒸餾去除。藉由矽膠管柱層析法對所獲得的反應產物進行精製,從而獲得了化合物(0.4 g)(產率18%)。該所獲得的化合物的1
H-NMR分析結果如以下所示,從而確認其為化合物G-1。1
H-NMR(CDCl3
, ppm):7.95(s, 1H), 7.63-7.48(m, 10H), 6.00(s, 2H), 2.58(s, 6H), 1.50(s, 6H), 1.37(s, 18H)。
再者,該化合物G-1的吸收光譜如圖6所示,對藍色的激發光源(460 nm)顯示出光的吸收特性。另外,該化合物G-1的螢光光譜如圖7所示,於綠色區域中顯示出尖銳的發光波峰。發光量子產率顯示為83%,該化合物G-1為可實現有效率的顏色轉換的化合物。
(合成例2) 以下,對本發明中的合成例2的化合物R-1的合成方法進行說明。於化合物R-1的合成方法中,於氮氣氣流下且於120℃下,對4-(4-第三丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯(300 mg)、2-甲氧基苯甲醯氯(201 mg)及甲苯(10 mL)的混合溶液進行6小時加熱。將該加熱溶液冷卻至室溫後進行蒸發。隨後,利用乙醇(20 mL)進行清洗,並於進行真空乾燥後獲得了2-(2-甲氧基苯甲醯基)-3-(4-第三丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯(260 mg)。
繼而,於氮氣氣流下,於125℃下對2-(2-甲氧基苯甲醯基)-3-(4-第三丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯(260 mg)、4-(4-第三丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯(180 mg)、甲磺酸酐(206 mg)及經脫氣的甲苯(10 mL)的混合溶液進行7小時加熱。將該加熱溶液冷卻至室溫後,注入水(20 mL),並利用二氯甲烷(30 mL)對有機層進行萃取。利用水(20 L)將該有機層清洗2次,進行蒸發,並進行真空乾燥,而獲得吡咯亞甲基體。
繼而,於氮氣氣流下,向所獲得的吡咯亞甲基體與甲苯(10 mL)的混合溶液中加入二異丙基乙基胺(305 mg)及三氟化硼二乙基醚錯合物(670 mg),並於室溫下攪拌3小時。其後,注入水(20 mL),並利用二氯甲烷(30 mL)對有機層進行萃取。利用水(20 mL)將該有機層清洗2次,利用硫酸鎂進行乾燥後,進行蒸發。繼而,利用矽膠管柱層析法進行精製,進行真空乾燥後,獲得紫紅色粉末(0.27 g)。所獲得的紫紅色粉末的1
H-NMR分析結果如下所示,確認以所述方式獲得的紫紅色粉末為化合物R-1。1
H-NMR(CDCl3
, ppm):1.19(s, 18H), 3.42(s, 3H), 3.85(s, 6H), 5.72(d, 1H), 6.20(t, 1H), 6.42-6.97(m, 16H), 7.89(d, 4H)。
再者,該化合物R-1的吸收光譜變成如圖8所示般,於藍色及綠色的激發光源中顯示出光的吸收特性。另外,該化合物R-1的螢光光譜變成如圖9所示般,於紅色區域中顯示出尖銳的發光波峰。發光量子產率顯示90%,該化合物R-1為可進行有效率的顏色轉換的化合物。
化合物G-2、化合物R-2是與所述合成例同樣地,使用公知的方法而合成。另外,化合物G-3是自西格瑪奧瑞奇(Sigma-Aldrich)公司購入純度98%產品來使用。
(實施例1) 於本發明的實施例1中,使用聚酯樹脂T11(SP值=10.7(cal/cm3
)0.5
)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.25重量份的作為有機發光材料(a)的化合物G-1、100重量份的作為溶劑的甲基乙基酮。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(A)層製作用的顏色轉換組成物。
同樣地,使用丙烯酸樹脂T1(SP值=9.5(cal/cm3
)0.5
)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.03重量份的作為有機發光材料(b)的化合物R-1、300重量份的作為溶劑的甲苯。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(B)層製作用的顏色轉換組成物。
繼而,使用縫模塗佈機,將(A)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為基材層A的“露米勒(Lumirror)”U48(東麗股份有限公司製造,厚度50 μm)上,於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為15 μm的(A)層。如此,製作包含基材層A與(A)層的積層體的單元。
同樣地,使用縫模塗佈機,將(B)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為具備基材層B與光擴散層的光擴散膜的化學墊(Chemical mat)125PW(木本(Kimoto)股份有限公司製造,厚度138 μm)的PET基材層側(基材層B側),於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為13 μm的(B)層。如此,製作包含光擴散層與基材層B及(B)層的積層體的單元。
繼而,以直接積層(A)層與(B)層的方式對所述2個單元進行加溫層壓。藉此,製作「基材層A/(A)層/(B)層/基材層B/光擴散層」這一構成的顏色轉換片。
使用該顏色轉換片對發光峰值波長為447 nm的藍色LED光進行了顏色轉換,結果,發光光譜於圖10所示般的紅色區域與綠色區域及藍色區域顯示尖銳的發光波峰,可獲得XY色座標為(X,Y)=(0.25,0.22)的白色光。若僅選取綠色光的發光區域,則可獲得峰值波長為530 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為29 nm的高色純度綠色發光。另外,若僅選取紅色光的發光區域,則可獲得峰值波長為630 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為49 nm的高色純度紅色發光。(u',v')色空間中的相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率為98%。將實施例1的評價結果示於後述表3中。於表3中,「色座標(X,Y)」為XY色座標的值。「色域覆蓋率」為(u',v')色空間中的相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率。另外,「色域覆蓋率」一欄的「A」~「C」表示該色域覆蓋率的評價結果。該些情況於各表中相同。進而,關於「相對亮度」,將實施例1中的顏色轉換後的白色光的亮度設為100%,於實施例1與後述實施例2~實施例13及比較例1~比較例3中對亮度進行比較。
(實施例2~實施例7及比較例1) 於本發明的實施例2~實施例7及相對於本發明的比較例1中,適宜使用表3中所記載的有機發光材料(化合物G-1、化合物G-2、化合物G-3)作為(A)層的有機發光材料(a),適宜使用表3中所記載的有機發光材料(化合物R-1、化合物R-2)作為(B)層的有機發光材料(b),並適宜使用表3中所記載的黏合劑樹脂(丙烯酸樹脂T1、丙烯酸樹脂T2、聚酯樹脂T11、聚酯樹脂T12、環烯烴樹脂T21、苯氧樹脂T31)作為(A)層及(B)層的各黏合劑樹脂,於顏色轉換特性的測定中,以白色光的XY色坐標成為(X,Y)=(0.25,0.22)的方式調整各層的膜厚,除此以外,以與實施例1相同的方式製作顏色轉換片並進行評價。將實施例2~實施例7及比較例1的評價結果示於表3中。
(比較例2) 於相對於本發明的比較例2中,使用聚酯樹脂T11(SP值=10.7(cal/cm3
)0.5
)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.25重量份的作為有機發光材料(a)的化合物G-1、0.014重量份的作為有機發光材料(c)的化合物R-1、100重量份的作為溶劑的甲基乙基酮。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得顏色轉換層製作用的顏色轉換組成物。
繼而,使用縫模塗佈機,將顏色轉換層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為基材層A的“露米勒(Lumirror)”U48(東麗股份有限公司製造,厚度50 μm)上,於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為16 μm的顏色轉換層。如此,製作包含該些的基材層A與顏色轉換層的積層體的單元。
繼而,以直接積層作為具備基材層B與光擴散層的光擴散膜的化學墊(Chemical mat)125PW(木本(Kimoto)股份有限公司製造,厚度138 μm)的基材層B側、及所述單元的顏色轉換層側的方式對該光擴散膜與所述單元進行加溫層壓。藉此,製作「基材層A/顏色轉換層/基材層B/光擴散層」這一構成的顏色轉換片。
使用該顏色轉換片對發光峰值波長為447 nm的藍色LED光進行了顏色轉換,結果,可獲得XY色座標為(X,Y)=(0.25,0.22)的白色光。若僅選取綠色光的發光區域,則可獲得峰值波長為532 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為33 nm的高色純度綠色發光。另外,若僅選取紅色光的發光區域,則可獲得峰值波長為633 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為50 nm的高色純度紅色發光。(u',v')色空間中的相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率為95%。將比較例2的評價結果示於表3中。
(比較例3) 於相對於本發明的比較例3中,使用表3中所記載的有機發光材料(化合物G-3、化合物R-1)作為有機發光材料(a),除此以外,以與比較例2相同的方式製作顏色轉換片並進行評價。將比較例3的評價結果示於表3中。
(實施例8) 於本發明的實施例8中,使用聚酯樹脂T11(SP值=10.7(cal/cm3
)0.5
)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.25重量份的作為有機發光材料(a)的化合物G-1、0.008重量份的作為有機發光材料(c)的化合物R-1、100重量份的作為溶劑的甲基乙基酮。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(A)層製作用的顏色轉換組成物。
同樣地,使用丙烯酸樹脂T1(SP值=9.5(cal/cm3
)0.5
)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.018重量份的作為有機發光材料(b)的化合物R-1、300重量份的作為溶劑的甲苯。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(B)層製作用的顏色轉換組成物。
繼而,使用縫模塗佈機,將(A)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為基材層A的“露米勒(Lumirror)”U48(東麗股份有限公司製造,厚度50 μm)上,於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為15 μm的(A)層。如此,製作包含基材層A與(A)層的積層體的單元。
同樣地,使用縫模塗佈機,將(B)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為具備基材層B與光擴散層的光擴散膜的化學墊(Chemical mat)125PW(木本(Kimoto)股份有限公司製造,厚度138 μm)的PET基材層側(基材層B側),於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為13 μm的(B)層。如此,製作包含光擴散層與基材層B及(B)層的積層體的單元。
繼而,以直接積層(A)層與(B)層的方式對所述2個單元進行加溫層壓。藉此,製作「基材層A/(A)層/(B)層/基材層B/光擴散層」這一構成的顏色轉換片。
使用該顏色轉換片對發光峰值波長為447 nm的藍色LED光進行了顏色轉換,結果,可獲得類似圖10的發光光譜,可獲得XY色座標為(X,Y)=(0.25,0.22)的白色光。若僅選取綠色光的發光區域,則可獲得峰值波長為530 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為29 nm的高色純度綠色發光。另外,若僅選取紅色光的發光區域,則可獲得峰值波長為632 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為51 nm的高色純度紅色發光。(u',v')色空間中的相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率為99%。將實施例8的評價結果示於表3中。
(實施例9) 於本發明的實施例9中,使用聚酯樹脂T11(SP值=10.7(cal/cm3
)0.5
)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.25重量份的作為有機發光材料(a)的化合物G-1、100重量份的作為溶劑的甲基乙基酮。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(A)層製作用的顏色轉換組成物。
同樣地,使用丙烯酸樹脂T1(SP值=9.5(cal/cm3
)0.5
)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.03重量份的作為有機發光材料(b)的化合物R-1、0.015重量份的作為有機發光材料(d)的化合物G-1、300重量份的作為溶劑的甲苯。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(B)層製作用的顏色轉換組成物。
繼而,使用縫模塗佈機,將(A)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為基材層A的“露米勒(Lumirror)”U48(東麗股份有限公司製造,厚度50 μm)上,於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為15 μm的(A)層。如此,製作包含基材層A與(A)層的積層體的單元。
同樣地,使用縫模塗佈機,將(B)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為具備基材層B與光擴散層的光擴散膜的化學墊(Chemical mat)125PW(木本(Kimoto)股份有限公司製造,厚度138 μm)的PET基材層側(基材層B側),於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為11 μm的(B)層。如此,製作包含光擴散層與基材層B及(B)層的積層體的單元。
繼而,以直接積層(A)層與(B)層的方式對所述2個單元進行加溫層壓。藉此,製作「基材層A/(A)層/(B)層/基材層B/光擴散層」這一構成的顏色轉換片。
使用該顏色轉換片對發光峰值波長為447 nm的藍色LED光進行了顏色轉換,結果,可獲得類似圖10的發光光譜,可獲得XY色座標為(X,Y)=(0.25,0.22)的白色光。若僅選取綠色光的發光區域,則可獲得峰值波長為532 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為30 nm的高色純度綠色發光。另外,若僅選取紅色光的發光區域,則可獲得峰值波長為630 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為50 nm的高色純度紅色發光。(u',v')色空間中的相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率為97%。將實施例9的評價結果示於表3中。
(實施例12及實施例13) 於本發明的實施例12及實施例13中,適宜使用表3中所記載的黏合劑樹脂(丙烯酸樹脂T1、聚酯樹脂T11、苯氧樹脂T31)作為(A)層及(B)層的各黏合劑樹脂,於顏色轉換特性的測定中,以白色光的XY色坐標成為(X,Y)=(0.25,0.22)的方式調整各層的膜厚,除此以外,以與實施例1相同的方式製作顏色轉換片並進行評價。將實施例12及實施例13的評價結果示於表3中。
於實施例1~實施例3中,使用顯示出高色純度發光的有機發光材料(化合物G-1、化合物G-2、化合物R-1、化合物R-2),於(A)層及(B)層中將黏合劑樹脂的SP值的關係設為SPA
>SPB
,藉此,可達成(u',v')色空間中的相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率為98%以上的廣色域與高亮度的兼顧。另一方面,於SP值的關係為SPA
<SPB
的比較例1中,雖然色域廣,但亮度與實施例1相比低15%,未達成色域與亮度的兼顧。進而,於單一層中分散有多種有機發光材料(化合物G-1及化合物R-1)的比較例2中,雖然亮度比較高,但色域相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率成為95%左右,於該情況下,亦未達成色域與亮度的兼顧。
於實施例4中,使用化合物G-3作為有機發光材料(a),使用化合物R-1作為有機發光材料(b)。其結果,實施例4雖較使用顯示出高色純度發光的化合物G-1或化合物G-2作為有機發光材料(a)的實施例1~實施例3差,但與於單一層中分散有多種有機發光材料(化合物G-3及化合物R-1)的比較例3相比,可提升色域與亮度兩者。
於實施例5中,使用顯示出高色純度發光的有機發光材料(化合物G-1、化合物R-1),(A)層中使用SP值為9.9的丙烯酸樹脂,(B)層中使用SP值為9.5的丙烯酸樹脂。其結果,與(A)層中使用SP值為10.7的聚酯樹脂的實施例1相比,化合物G-1的發光成為短波長,藉此,視感度變差,亮度下降少許,但可達成廣色域與高亮度的兼顧。
於實施例6中,使用顯示出高色純度發光的有機發光材料(化合物G-1、化合物R-1),(A)層中使用SP值為9.5的丙烯酸樹脂,(B)層中使用SP值為8.9的環烯烴樹脂。其結果,與(B)層中使用SP值為9.5的丙烯酸樹脂的實施例5相比,化合物R-1的分散性下降,藉此,發光效率降低,亮度降低少許,但可達成廣色域與高亮度的兼顧。
於實施例7中,使用顯示出高色純度發光的有機發光材料(化合物G-1、化合物R-1),(A)層中使用SP值為10.9的聚酯樹脂,(B)層中使用SP值為10.7的聚酯樹脂。其結果,與(B)層中使用SP值為9.5的丙烯酸樹脂的實施例1相比,化合物R-1的發光成為長波長,藉此,視感度變差,亮度降低,但可達成廣色域與高亮度的兼顧。
於實施例8及實施例9中,使用顯示出高色純度發光的有機發光材料(化合物G-1、化合物R-1),於(A)層及(B)層中將黏合劑樹脂的SP值的關係設為SPA
>SPB
,此外,於(A)層及(B)層的任一者中混合多種有機發光材料。其結果,能夠細微地調整發光的峰值波長,於實施例8中,可自實施例1大致維持亮度而拓寬色域,於實施例9中,可將相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率維持為97%以上而較實施例1提升亮度。
於實施例12中,使用顯示出高色純度發光的有機發光材料(化合物G-1、化合物R-1),(A)層中使用SP值為10.9的苯氧樹脂,(B)層中使用SP值為9.5的丙烯酸樹脂。其結果,與(A)層中使用聚酯樹脂的實施例1相比,化合物G-1的發光過度成為長波長,藉此,色域變窄,另外,黏合劑樹脂的透明性降低,藉此,亮度亦降低,但可達成廣色域與高亮度的兼顧。
於實施例13中,使用顯示出高色純度發光的有機發光材料(化合物G-1、化合物R-1),(A)層中使用SP值為10.9的苯氧樹脂,(B)層中使用SP值為10.7的聚酯樹脂。其結果,與(A)層中使用聚酯樹脂的實施例1相比,化合物G-1的發光過度成為長波長,藉此,色域變窄,另外,與(B)層中使用SP值為9.5的丙烯酸樹脂的實施例1相比,化合物R-1的發光成為長波長,藉此,視感度變差,亮度降低,但可達成廣色域與高亮度的兼顧。
(實施例10) 於本發明的實施例10中,使用聚酯樹脂T12(SP值=10.9(cal/cm3
)0.5
、折射率nA
=2.42)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.3重量份的作為有機發光材料(a)的化合物G-2、100重量份的作為溶劑的甲基乙基酮。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(A)層製作用的顏色轉換組成物。
同樣地,使用丙烯酸樹脂T2(SP值=9.9(cal/cm3
)0.5
、折射率nB
=2.22)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.03重量份的作為有機發光材料(b)的化合物R-1、300重量份的作為溶劑的甲苯。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(B)層製作用的顏色轉換組成物。
繼而,使用縫模塗佈機,將(A)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為基材層A的“露米勒(Lumirror)”U48(東麗股份有限公司製造,厚度50 μm)上,於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為15 μm的(A)層。如此,製作包含基材層A與(A)層的積層體的單元。
同樣地,使用縫模塗佈機,將(B)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為具備基材層B與光擴散層的光擴散膜的化學墊(Chemical mat)125PW(木本(Kimoto)股份有限公司製造,厚度138 μm)的PET基材層側(基材層B側),於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為13 μm的(B)層。如此,製作包含光擴散層與基材層B及(B)層的積層體的單元。
繼而,以直接積層(A)層與(B)層的方式對所述2個單元進行加溫層壓。藉此,製作「基材層A/(A)層/(B)層/基材層B/光擴散層」這一構成的顏色轉換片。
使用該顏色轉換片對發光峰值波長為447 nm的藍色LED光進行了顏色轉換,結果,可獲得類似圖10的發光光譜,可獲得XY色座標為(X,Y)=(0.25,0.22)的白色光。若僅選取綠色光的發光區域,則可獲得峰值波長為530 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為29 nm的高色純度綠色發光。另外,若僅選取紅色光的發光區域,則可獲得峰值波長為630 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為49 nm的高色純度紅色發光。(u',v')色空間中的相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率為98%。另外,將該實施例10中的顏色轉換後的白色光的亮度設為100,對實施例10及後述實施例11的亮度進行比較。將實施例10的評價結果示於後述表4中。於表4中,「相對亮度(%)」是實施例10與實施例11的相對亮度。
(實施例11) 於本發明的實施例11中,使用聚酯樹脂T12(SP值=10.9(cal/cm3
)0.5
、折射率nA
=2.42)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.3重量份的作為有機發光材料(a)的化合物G-2、100重量份的作為溶劑的甲基乙基酮。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(A)層製作用的顏色轉換組成物。
同樣地,使用丙烯酸樹脂T2(SP值=9.9(cal/cm3
)0.5
、折射率nB
=2.22)作為黏合劑樹脂,相對於該黏合劑樹脂的100重量份,混合0.03重量份的作為有機發光材料(b)的化合物R-1、300重量份的作為溶劑的甲苯。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得(B)層製作用的顏色轉換組成物。
進而,使用聚酯樹脂T13(SP值=10.6(cal/cm3
)0.5
、折射率nC
=2.32)作為光輸出層用的樹脂,相對於該樹脂的100重量份,作為溶劑,混合50重量份的甲苯、50重量份的1-甲氧基-2-丙醇。其後,使用行星式攪拌·脫泡裝置“馬澤魯斯塔(MAZERUSTAR)”KK-400(倉敷紡織(Kurabo)製造),以300 rpm對該些的混合物進行20分鐘攪拌·脫泡,藉此獲得光輸出層製作用的組成物。
繼而,使用縫模塗佈機,將(A)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為基材層A的“露米勒(Lumirror)”U48(東麗股份有限公司製造,厚度50 μm)上,於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為15 μm的(A)層。如此,製作包含基材層A與(A)層的積層體的單元。
進而,使用縫模塗佈機,將光輸出層製作用的組成物塗佈於該(A)層上,於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為8 μm的光輸出層。如此,製作包含基材層A、(A)層及光輸出層的積層體的單元(單元1)。
同樣地,使用縫模塗佈機,將(B)層製作用的顏色轉換組成物塗佈於作為具備基材層B與光擴散層的光擴散膜的化學墊(Chemical mat)125PW(木本(Kimoto)股份有限公司製造,厚度138 μm)的PET基材層側(基材層B側),於100℃下進行20分鐘加熱、乾燥而形成平均膜厚為13 μm的(B)層。如此,製作包含光擴散層、基材層B及(B)層的積層體的單元(單元2)。
繼而,以直接積層(B)層與光輸出層的方式對所述2個單元(單元1與單元2)進行加溫層壓。藉此,製作「基材層A/(A)層/光輸出層/(B)層/基材層B/光擴散層」這一構成的顏色轉換片。
使用該顏色轉換片對發光峰值波長為447 nm的藍色LED光進行了顏色轉換,結果,可獲得類似圖10的發光光譜,可獲得XY色座標為(X,Y)=(0.25,0.22)的白色光。若僅選取綠色光的發光區域,則可獲得峰值波長為530 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為29 nm的高色純度綠色發光。另外,若僅選取紅色光的發光區域,則可獲得峰值波長為630 nm、峰值波長中的發光光譜的半值寬度為49 nm的高色純度紅色發光。(u',v')色空間中的相對於DCI-P3色域標準的覆蓋率為98%。另外,將實施例10中的顏色轉換後的白色光的亮度設為100時的實施例11的相對亮度為104。將實施例11的評價結果示於表4中。
於實施例10中,與實施例1同樣地,可兼顧廣色域與高亮度。進而,於實施例11中,藉由將(A)層、(B)層及光輸出層相對於波長為589.3 nm的光的折射率nA
、nB
、nC
設計為nA
≧nC
≧nB
的關係,可減少(A)層與光輸出層的界面以及(B)層與光輸出層的界面的各光的反射,其結果,可達成顏色轉換後的白色光的亮度的提高。
如所述般,本發明的顏色轉換片、含有其的光源單元、顯示器和照明裝置對於兼顧色彩再現性的提升與亮度的提升而言有用,尤其適用於可實現高色彩再現性與高亮度的兼顧的顏色轉換片、含有其的光源單元、顯示器和照明裝置。
1、1a、1b、1c、1d‧‧‧顏色轉換片10‧‧‧基材層11‧‧‧(A)層12‧‧‧(B)層13‧‧‧光輸出層14‧‧‧阻擋層
圖1為表示本發明實施形態的顏色轉換片的一例的示意剖面圖。 圖2為表示本發明實施形態的顏色轉換片的另一例的示意剖面圖。 圖3為表示於本發明實施形態的顏色轉換片中應用光輸出層的一例的示意剖面圖。 圖4為表示於本發明實施形態的顏色轉換片中應用阻擋層的一例的示意剖面圖。 圖5為表示於本發明實施形態的顏色轉換片中應用阻擋層的另一例的示意剖面圖。 圖6為例示本發明實施例中的合成例1的化合物的吸收光譜的圖。 圖7為例示本發明實施例中的合成例1的化合物的發光光譜的圖。 圖8為例示本發明實施例中的合成例2的化合物的吸收光譜的圖。 圖9為例示本發明實施例中的合成例2的化合物的發光光譜的圖。 圖10為例示本發明實施例1中的顏色轉換片的發光光譜的圖。
1‧‧‧顏色轉換片
10‧‧‧基材層
11‧‧‧(A)層
12‧‧‧(B)層
Claims (25)
- 一種顏色轉換片,其將入射光轉換成較所述入射光為長波長的光,且所述顏色轉換片的特徵在於至少包含以下的(A)層及(B)層:(A)層:含有藉由使用波長為400nm以上且500nm以下的範圍的激發光而呈現出於500nm以上且580nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(a)、以及黏合劑樹脂的層(B)層:含有藉由被波長為400nm以上且500nm以下的範圍的激發光或來自所述有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580nm以上且750nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(b)、以及黏合劑樹脂的層,所述有機發光材料(a)及有機發光材料(b)是如下的有機發光材料:當處於溶解度參數值大的黏合劑樹脂中時與處於溶解度參數值小於所述黏合劑樹脂的黏合劑樹脂中時相比,發光峰值波長處於長波長側,當將作為所述(A)層中所含的黏合劑樹脂及所述(B)層中所含的黏合劑樹脂的溶解度參數的溶解度參數值分別設為SPA(cal/cm3)0.5及SPB(cal/cm3)0.5時,SPA>SPB。
- 如申請專利範圍第1項所述的顏色變換片,其中所述有機發光材料(a)的發光的峰值波長為500nm以上且550nm以下,且 所述有機發光材料(b)的發光的峰值波長為580nm以上且680nm以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的顏色轉換片,其中當將作為所述(B)層中所含的黏合劑樹脂的溶解度參數的溶解度參數值設為SPB(cal/cm3)0.5時,SPB≦10.0。
- 如申請專利範圍第3項所述的顏色轉換片,其中當將作為所述(B)層中所含的黏合劑樹脂的溶解度參數的溶解度參數值設為SPB(cal/cm3)0.5時,9.0≦SPB≦10.0。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的顏色轉換片,其中所述(B)層中所含的黏合劑樹脂為丙烯酸樹脂。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的顏色轉換片,其中所述(A)層中所含的黏合劑樹脂為聚酯樹脂。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的顏色轉換片,其中所述(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa與所述(B)層中的有機發光材料(b)的含量wb為wa≧wb的關係。
- 如申請專利範圍第8項所述的顏色轉換片,其中所述有機發光材料(a)及所述有機發光材料(b)均為由所述通式(1)所表示的化合物。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的顏色轉換片,其中所述(A)層進而含有藉由被波長為400nm以上且500nm以下的範圍的激發光或來自所述有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580nm以上且750nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(c)。
- 如申請專利範圍第10項所述的顏色轉換片,其中所述(A)層中的有機發光材料(a)的含量wa與所述(A)層中的有機發光材料(c)的含量wc為wa≧wc的關係。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的顏色轉換片,其中所述(B)層進而含有藉由使用波長為400nm以上且500nm以下的範圍的激發光而呈現出於500nm以上且580nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(d)。
- 如申請專利範圍第8項所述的顏色轉換片,其中於所述通式(1)中,R1、R3、R4及R6分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的苯基。
- 如申請專利範圍第8項所述的顏色轉換片,其中於所 述通式(1)中,R1、R3、R4及R6分別可相同亦可不同,且為經取代或未經取代的烷基。
- 如申請專利範第1項或第2項所述的顏色轉換片,其中於所述(A)層與所述(B)層之間具有光輸出層。
- 一種光源單元,其特徵在於具備:光源;及如申請專利範圍第1項~第18項中任一項所述的顏色轉換片。
- 如申請專利範圍第19項所述的光源單元,其中所述光源與所述顏色轉換片中所包含的下述(A)層及(B)層的配置為按照所述光源、所述(A)層及所述(B)層的順序排列的配置;(A)層:含有藉由使用波長為400nm以上且500nm以下的範圍的激發光而呈現出於500nm以上且580nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(a)、以及黏合劑樹脂的層(B)層:含有藉由被波長為400nm以上且500nm以下的範圍的激發光或來自所述有機發光材料(a)的發光中的任一者或兩者激發而呈現出於580nm以上且750nm以下的區域中觀測到峰值波長的發光的有機發光材料(b)、以及黏合劑樹脂的層。
- 如申請專利範圍第19項或第20項所述的光源單元,其中所述光源為於波長為400nm以上且500nm以下的範圍中具有最大發光的發光二極體。
- 一種顯示器,其特徵在於具備如申請專利範圍第19項至第21項中任一項所述的光源單元。
- 如申請專利範圍第22項所述的顯示器,其中畫面尺寸為20英吋以下。
- 如申請專利範圍第22項所述的顯示器,其中於(u',v')色空間中,相對於數位電影促進會-P3色域標準的色域覆蓋率為96%以上。
- 一種照明裝置,其特徵在於具備如申請專利範圍第19項至第21項中任一項所述的光源單元。
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