WO2020171199A1 - 赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源 - Google Patents

赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源 Download PDF

Info

Publication number
WO2020171199A1
WO2020171199A1 PCT/JP2020/007000 JP2020007000W WO2020171199A1 WO 2020171199 A1 WO2020171199 A1 WO 2020171199A1 JP 2020007000 W JP2020007000 W JP 2020007000W WO 2020171199 A1 WO2020171199 A1 WO 2020171199A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
ring
formula
infrared
aryl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/007000
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康生 宮田
植田 則子
大樹 巽
中林 亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2021502174A priority Critical patent/JP7517322B2/ja
Priority to US17/430,719 priority patent/US12410366B2/en
Publication of WO2020171199A1 publication Critical patent/WO2020171199A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/06Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing organic luminescent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/54Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to two or three six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00Other synthetic dyes of known constitution
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • H10H20/8511Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
    • H10H20/8512Wavelength conversion materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/107Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1074Heterocyclic compounds characterised by ligands containing more than three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1081Heterocyclic compounds characterised by ligands containing more than three nitrogen atoms as heteroatoms with sulfur
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/652Cyanine dyes

Definitions

  • the present invention relates to an infrared light emitting compound, a light emitting thin film containing the same, a light emitting particle, a wavelength conversion film, and an infrared light emitting surface light source, and more specifically, enables long wavelength light emission and high light emission quantum yield. Infrared light emitting compounds and the like.
  • infrared light emitting materials have been attracting a great deal of attention from the viewpoint of use in infrared cameras, biometric imaging, biometric sensing, and infrared communication.
  • a pulse oximeter which is one of biometric sensing uses infrared light to calculate oxygen saturation in blood (see Non-Patent Document 1).
  • it has been studied as a sensitizer for organic solar cells (see Non-Patent Document 2).
  • a material with high brightness in a wavelength band of 650 to 900 nm called a “vital window” that easily penetrates a living body is preferably used.
  • an infrared light emitting compound having a high molar extinction coefficient, a longer emission wavelength, and a high emission quantum yield is required.
  • Non-Patent Document 3 describes squarylium compounds R-1 to R-3 having the following structures as examples of fluorescent dyes that emit infrared light.
  • the maximum emission wavelength in the solution of R-1 is 721 nm and the emission quantum yield is 66%
  • R-2 has a long emission wavelength up to 750 nm, but the emission quantum yield is 29% or less than half.
  • R-3 has a maximum emission wavelength of 786 nm, but the emission quantum yield is drastically reduced to 2%. It is disclosed how it is difficult to achieve both long-wavelength light emission in the infrared region and high quantum yield.
  • the near-infrared light has increased biological permeability as it gets closer to 900 nm, and it is especially useful in applications such as phototherapy and vein authentication, where the maximum exceeds 750 nm.
  • an infrared light emitting compound having a long emission wavelength and capable of achieving both a high emission quantum yield.
  • the present invention has been made in view of the above problems and circumstances, and a problem to be solved is to provide an infrared light emitting compound that enables long-wavelength light emission and high emission quantum yield.
  • Another object of the present invention is to provide a light emitting thin film containing the same, a light emitting particle, a wavelength conversion film, and an infrared light emitting surface light source equipped with the wavelength conversion film.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved by introducing a specific substituent into an infrared light emitting compound in the process of examining the causes of the above problems, etc. .. That is, the above-mentioned subject concerning the present invention is solved by the following means.
  • Ar and ring A each independently represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • Q-Ar represents an infrared-emitting residue.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring A is 45 degrees or more.
  • the thick line represents a single bond or a double bond.
  • Ar represents an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • Ring B represents an aromatic 6-membered ring.
  • Ring C represents an aromatic five-membered ring.
  • X 1's each independently represent an atom selected from a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
  • X 2's each independently represent an atom selected from a carbon atom and a nitrogen atom.
  • Q-Ar represents an infrared-emitting residue.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring B is 45 degrees or more.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring C is 45 degrees or more.
  • R 11 represents a substituent, and adjacent R 1 or a plurality of R 11 may form a ring.
  • n1 represents an integer of 0 to 4.
  • n2 represents an integer of 0 to 3.
  • Ar represents an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • Ring B represents an aromatic 6-membered ring.
  • X 1's each independently represent an atom selected from a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
  • Q-Ar represents an infrared-emitting residue.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring B is 45 degrees or more.
  • R 2 and R 11 each independently represents a substituent, and R 1 or R 2 and the adjacent R 11, or a plurality of R 11 may be bonded with each other to form a ring.
  • n3 and n4 each independently represent an integer of 0 to 3.
  • each R 1 independently represents an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group or a carboxy group.
  • Infrared light emitting compound according to any one of items 1.
  • each R 11 independently represents an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group or a carboxy group.
  • each R 2 independently represents an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group or a carboxy group.
  • External luminescent compound
  • the infrared-emitting residue represented by Q-Ar is a residue of a squarylium dye, a dye containing benzobisthiadiazole, a dye containing thiadiazoloquinoxaline, a pyrromethene dye or a cyanine dye,
  • the infrared light emitting compound according to any one of items 1 to 3.
  • the compound having the structure represented by the formula (1a) is represented by the following general formula (2a), (3a), (4a), (5a), (6a), (7a) or (8a).
  • Ring D and ring E are each independently a hydroxy group, an alkoxy group, an NHCORa (Ra represents a hydrocarbon group) group, an NHSO 2 Rb (Rb represents a hydrocarbon group) group, or an NHPO(ORf)(.
  • ORg) Rf and Rg each independently represent a hydrocarbon group
  • Ring F and ring G each independently represent an aryl ring.
  • L 1 to L 4 each independently represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a single bond.
  • X 3 represents a carbon atom or a nitrogen atom which may be substituted with an aryl group.
  • R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group which may be substituted with a sulfo group.
  • R 5 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R 6 represents a hydrogen atom or an aryl group, and when R 5 or R 7 represents an alkyl group, it may combine with R 5 or R 7 to form a cycloalkene ring.
  • IND is a cation moiety
  • X 4 represents a counter anion
  • p represents a number necessary for neutralizing the charge
  • the moiety represented by IND in the formula is an anion moiety.
  • X 4 represents a counter cation
  • p represents the number necessary for neutralizing the charge
  • Ar 1 and Ar 2 each represent an aryl group having a 6-membered ring or a heteroaryl group having a 5-membered ring or a 6-membered ring, and these groups may have two or more rings.
  • X a and X b each independently represent a nitrogen atom or CR 5
  • R 5 represents a hydrogen atom or an electron withdrawing group.
  • R 1 to R 4 are each independently a cyano group, a halogen, an alkyl group which may be substituted, an alkoxy group which may be substituted, an alkynyl group which may be substituted, or an aryl which may be substituted.
  • Ar 3 and Ar 4 represent an aryl group having a 6-membered ring or a heteroaryl group having a 5-membered ring or a 6-membered ring, and these groups may be composed of two or more rings.
  • Rings A each independently represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • R 1 represents a group having a dihedral angle of 45 degrees or more with the pyrrole ring or the benzene ring to which the ring A is bonded.
  • the thick line represents a single bond or a double bond.
  • Z represents the following formula (z) or a substituent, and at least one represents the formula (Z).
  • n5 represents an integer of 1 to 4.
  • n6 represents an integer of 1 to 4.
  • ring A represents an aryl ring, a heteroaryl ring, or a condensed ring thereof. * Represents a binding site with Ar in the luminescent residue of formula (1a).
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring A is 45 degrees or more.
  • the thick line represents a single bond or a double bond.
  • R 1 a to R 1 d, R 2 a to R 2 d, R 22 to R 24 , R 32 to R 34 , R 42 to R 44 , R 52 to R 54, and R 63 to R 66 are each independently.
  • R 1 a is R 22
  • R 2 a is R 24
  • R 1 b is R 32
  • R 2 b is R 34
  • R 1 c is R 42
  • R 2 c is R 44
  • R 1 d may form a ring structure with R 52
  • R 2 d may form a ring structure with R 54 .
  • the ring H and the ring I are each independently a hydroxy group, an alkoxy group, an NHCORa (Ra represents a hydrocarbon group) group, an NHSO 2 Rb (Rb represents a hydrocarbon group) group or an NHPO(ORf)(. ORg) (Rf and Rg each independently represent a hydrocarbon group) represents an aryl ring which may be substituted with a group. )
  • R 1 a to R 1 d and R 2 a to R 2 d are the same, and an alkyl group, an alkoxy group, a phenoxy group, an amino group or an aryl group is used.
  • the ring H and the ring I are the same and represent an aryl group having a hydroxy group
  • R 23 , R 33 , R 43 and R 53 are R 1 a to R 1 d and R 2 a to R 2 d are the same or represent a hydrogen atom, respectively, and R 1 a and R 2 a, R 1 b and R 2 b, R 1 c and R 2 c, At least one of the combinations of R 1 d and R 2 d is not a hydrogen atom
  • R 22 , R 24 , R 32 , R 34 , R 42 , R 44 , R 52 and R 54 are The infrared luminescent compound according to item 9 or 10, which represents a hydrogen atom.
  • ring H and ring I are the same and represent an aryl group having a hydroxy group, and R 1 a is R 22 and R 2 a is R 24.
  • R 1 b is R 32
  • R 2 b is R 34
  • R 1 c is R 42
  • R 2 c is R 44
  • R 1 d is R 52
  • R 2 d is R 54
  • the infrared-emitting compound according to item 9 wherein the carbon chains are bonded to each other to form a 5-membered ring or 6-membered ring structure.
  • a luminescent thin film comprising the infrared luminescent compound according to any one of items 1 to 12.
  • a wavelength conversion film comprising the infrared light emitting compound according to any one of items 1 to 12.
  • An infrared light emitting surface light source comprising the wavelength conversion film according to item 15.
  • an infrared light emitting compound which enables long-wavelength light emission and high light emission quantum yield. Further, it is possible to provide an luminescent thin film containing the same, luminescent particles, a wavelength conversion film, and an infrared light emitting surface light source equipped with the wavelength conversion film.
  • the emission quantum yield is extremely reduced. This is because the excited state in the light emission in the infrared region has a small energy difference from the ground state, so that the influence of non-radiative deactivation due to expansion and contraction of molecular bonds and vibration becomes large.
  • a ⁇ -conjugated system is expanded while suppressing molecular vibration by introducing a substituent having a specific aromatic ring capable of generating a dihedral angle in the stable structure of the molecule into the infrared emission site, That is, they have found that both high emission quantum yield and long wavelength emission can be achieved in the infrared region.
  • the nonradiative deactivation is suppressed by suppressing the rotation and movement between the Ar group of the general formula (1a) and the ring A by generating a dihedral angle in the stable structure of the molecule. ing. Further, to expand the ⁇ -conjugated system by forming a ⁇ - ⁇ conjugation between a group that causes a dihedral angle and a ⁇ -conjugated group that forms a dihedral angle (Ar group in the general formula (1a)). Have been successful. By introducing this substituent into, for example, a squarylium compound, it is possible to provide an infrared light emitting compound that can achieve both improved emission quantum yield and long-wavelength emission.
  • Schematic sectional view showing an example of the configuration of an infrared light emitting surface light source including the wavelength conversion film of the present invention.
  • Schematic sectional view showing an example of the configuration of the wavelength conversion film of the present invention having a sealing structure.
  • the infrared light emitting compound of the present invention is characterized by having a structure represented by the above formula (1a).
  • This feature is a technical feature common to or corresponding to each of the following embodiments.
  • the structure represented by the formula (1a) is preferably a structure represented by the formula (1b) or the formula (1c).
  • the structure represented by the formula (1a) is preferably the structure represented by the formula (1d) or the formula (1e).
  • R 1 represents an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group or a carboxy group.
  • each R 11 independently represents an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group or a carboxy group.
  • R 2 represents an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group or a carboxy group, and it is between Ar and ring B in the above formula (1d).
  • the fixation of the dihedral angle is made stronger, and the effect of enhancing the suppression of molecular vibration is obtained, which is preferable.
  • the infrared-emitting residue represented by Q-Ar of the formula (1a) is a squarylium dye, a dye containing benzobisthiadiazole, a dye containing thiadiazoloquinoxaline, a pyrromethene dye or a cyanine dye.
  • the compound having the structure represented by the formula (1a) has the structure represented by the general formula (2a), (3a), (4a), (5a), (6a), (7a) or (8a). It is preferable that the compound has.
  • the compound having the structure represented by the formula (1a) is preferably a squarylium compound having the structure represented by the general formula (2b).
  • R 1 a to R 1 d and R 2 a to R 2 d are the same, and an alkyl group, an alkoxy group or a phenoxy group is used. It preferably represents a group, an amino group, an aryl group or a heteroaryl group.
  • the ring H and the ring I are the same and represent an aryl group having a hydroxy group
  • R 23 , R 33 , R 43 and R 53 are each R 1 a to R 1 d and R 2 a to R 2 d are the same or represent a hydrogen atom, but R 1 a and R 2 a, R 1 b and R 2 b, R 1 c and R 2 c, R At least one of the combination of 1 d and R 2 d is not a hydrogen atom
  • R 22 , R 24 , R 32 , R 34 , R 42 , R 44 , R 52 and R 54 are each hydrogen. It preferably represents an atom.
  • the ring H and the ring I are each independently a hydroxy group, an alkoxy group, an NHCORa (Ra represents a hydrocarbon group) group, an NHSO 2 Rb (Rb represents a hydrocarbon group) group or an NHPO(ORf)(.
  • ORg) Rf and Rg each independently represent a hydrocarbon group
  • Ring H and ring I are the same and represent an aryl group having a hydroxy group, wherein R 1 a is R 22 , R 2 a is R 24 , R 1 b is R 32 , and R 2 b is R 34 .
  • R 1 c is bonded to R 42
  • R 2 c is bonded to R 44
  • R 1 d is bonded to R 52
  • R 2 d is bonded to R 54 to form a 5-membered or 6-membered ring structure in the carbon chain.
  • it is preferably a luminescent thin film, luminescent particles or a wavelength conversion film containing the infrared luminescent compound of the present invention.
  • it is preferably an infrared light emitting surface light source including the wavelength conversion film.
  • an infrared light emitting compound means the compound which has a light emission maximum wavelength over 700 nm.
  • the infrared light emitting compound of the present invention is characterized by having a structure represented by the following formula (1a).
  • Ar and ring A each independently represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • Q-Ar represents an infrared-emitting residue.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring A is 45 degrees or more.
  • the thick line represents a single bond or a double bond.
  • the infrared light emitting compound of the present invention preferably has a plurality of substituents according to the present invention.
  • the number of the substituents according to the present invention can be, for example, 1 to 8 per molecule. It is preferably 1 to 4.
  • the dihedral angle formed by Ar and ring A is 45 degrees or more, and more preferably 60 degrees or more.
  • the upper limit is 90 degrees.
  • Ar and ring A represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • aryl ring examples include, for example, benzene ring, indene ring, naphthalene ring, azulene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, acenaphthylene ring, biphenylene ring, chrysene ring, naphthacene ring, pyrene ring, pentalene ring, Aceanthrylene ring, heptalene ring, triphenylene ring, as-indacene ring, chrysene ring, s-indacene ring, pleiaden ring, phenalene ring, fluoranthene ring, perylene ring, acephenanthrylene ring, biphenyl ring, terphenyl ring, Examples thereof include a tetraphenyl ring.
  • heteroaryl ring examples include a pyridine ring, a pyrimidine ring, a furan ring, a pyrrole ring, an imidazoline ring, a benzimidazoline ring, a pyrazole ring, a pyrazine ring, and a triazole ring (for example, 1,2,4-triazole ring, 1,2 , 3-triazole ring, etc.), pyrazolotriazole ring, oxazole ring, benzoxazole ring, thiazole ring, isoxazole ring, isothiazole ring, furazan ring, thiophene ring, quinoline ring, benzofuran ring, dibenzofuran ring, benzothiophene ring, Dibenzothiophene ring, indole ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (in which one of the carbon carbon
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring A is 45 degrees or more. Specifically, R 1 is not particularly limited as long as it is a group having a dihedral angle of 45 degrees or more as measured by a dihedral angle described later. Preferred are an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group and a carboxy group.
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, 2-ethylbutyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n -Hexyl group, cyclohexyl group, 2-ethylhexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-butyloctyl group, 2-hexyloctyl group, n-nonyl group, n-decyl group, 2-hexyldecyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, 2-octyldodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, 2-decyltetradecyl group, n-
  • alkoxy group examples include methoxy group, ethoxy group, n-propyloxy group, isopropyloxy group, n-butyloxy group, s-butyloxy group, t-butyloxy group, 2-ethylbutyloxy group, n-pentyloxy group.
  • Neopentyloxy group n-hexyloxy group, cyclohexyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-butyloctyloxy group, 2-hexyloctyloxy group, n- Nonyloxy group, n-decyloxy group, 2-hexyldecyloxy group, n-undecyloxy group, n-dodecyloxy group, 2-octyldodecyloxy group, n-tridecyloxy group, n-tetradecyloxy group, 2 -Decyltetradecyloxy group, n-pentadecyloxy group, n-hexadecyloxy group, n-heptadecyloxy group, n-octadecyloxy group, n-nonadecyl
  • amino group examples include an amino group, an alkylamino group (eg, ethylamino group), a dialkylamino group (eg, dimethylamino group, diethylamino group, diisopropylamino group, di-n-propyl group, di-n-butylamino group, Di-s-butylamino group, di-2-ethylbutylamino group, di-2-ethylhexylamino group, didodecylamino group, dicyclopentylamino group, dicyclohexylamino group, etc.), arylamino group (phenylamino group, etc.) And diarylamino groups (diphenylamino group, dinaphthylamino group, etc.).
  • alkylamino group eg, ethylamino group
  • dialkylamino group eg, dimethylamino group, diethylamino group, diis
  • Examples of the aryl group include groups obtained by removing one hydrogen atom from the above aryl ring.
  • Examples of the heteroaryl group include groups obtained by removing one hydrogen atom from the above-mentioned heteroaryl ring.
  • alkylthio group examples include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, a pentylthio group, a hexylthio group, an octylthio group and a dodecylthio group.
  • Examples of the carbonyl group include an acyl group (eg, acetyl group, ethylcarbonyl group, n-propylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, etc.), and examples of the carboxy group include alkylcarboxy group (eg, methylcarboxy group, ethylcarboxy group). Groups, etc.), arylcarboxy groups (phenylcarboxy groups, etc.) and the like.
  • acyl group eg, acetyl group, ethylcarbonyl group, n-propylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, etc.
  • carboxy group include alkylcarboxy group (eg, methylcarboxy group, ethylcarboxy group). Groups, etc.), arylcarboxy groups (phenylcarboxy groups, etc.) and the like.
  • Ar and ring A preferably represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof, and more preferably an aryl ring.
  • R 1 preferably represents an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group or a carboxy group, more preferably an alkyl group, an alkoxy group or an amino group.
  • Q-Ar represents an infrared-emitting residue.
  • the preferred luminescent residue is preferably a group having a skeleton of a squarylium dye, a benzobisthiadiazole-containing dye, a thiadiazoloquinoxaline-containing dye, a pyrromethene dye or a cyanine dye. That is, the compound having the structure represented by the formula (1a) is preferably a squarylium dye, a dye containing benzobisthiadiazole, a dye containing thiadiazoloquinoxaline, a pyrromethene dye or a cyanine dye.
  • the dihedral angle can be calculated as follows.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring A is 45 degrees or more.
  • the dihedral angle of Ar and ring A in the present invention refers to the dihedral angle calculated by structural optimization by molecular orbital calculation.
  • B3LYP is used as a functional
  • 6-31G* is used as a basis function.
  • Gaussian09 Revision C.01, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc., 2010. manufactured by Gaussian, USA can be used.
  • the dihedral angle obtained by this calculation method represents a stable structure in the actual molecule.
  • a C 1 -C 2 -C 5 -C 4 dihedral angle and a C 1 -C 2 -C 5 -C 6 dihedral angle The angle, the dihedral angle of C 3 -C 2 -C 5 -C 4 and the dihedral angle of C 3 -C 2 -C 5 -C 6 are shown from 0 to 90 degrees.
  • the above structure optimization was performed using an initial structure having an average value of four dihedral angles of 0 degrees, and the resulting structure had a C 1 -C 2 -C 5 -C 4 dihedral angle.
  • C 1 -C 2 -C 5 -C 6 dihedral angles, C 3 -C 2 -C 5 -C 4 dihedral angles, and C 3 -C 2 -C 5 -C 6 dihedral angles are averaged. Then, the dihedral angle according to the present invention can be calculated.
  • the structure represented by the formula (1a) is preferably a structure represented by the following formula (1b) or formula (1c).
  • Ar represents an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • Ring B represents an aromatic 6-membered ring.
  • Ring C represents an aromatic five-membered ring.
  • X 1's each independently represent an atom selected from a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
  • X 2's each independently represent an atom selected from a carbon atom and a nitrogen atom.
  • Q-Ar represents an infrared-emitting residue.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring B is 45 degrees or more.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring C is 45 degrees or more.
  • R 11 represents a substituent, and adjacent R 1 or a plurality of R 11 may form a ring.
  • n1 represents an integer of 0 to 4.
  • n2 represents an integer of 0 to 3.
  • Ring B represents an aromatic 6-membered ring. Specifically, it represents a six-membered ring group among the aryl ring and the heteroaryl ring mentioned in the formula (1a).
  • Ring C represents an aromatic five-membered ring. Specifically, it represents a 5-membered ring group among the heteroaryl rings mentioned in the formula (1a).
  • X 1's each independently represent an atom selected from a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
  • X 2's each independently represent an atom selected from a carbon atom and a nitrogen atom.
  • R 11 represents a substituent, and adjacent R 1 or a plurality of R 11 may form a ring. Examples of the substituent represented by R 11 are the same as those of R 1, and the same groups are preferable.
  • n1 represents an integer of 0 to 4.
  • n2 represents an integer of 0 to 3.
  • the structure represented by the formula (1a) is preferably a structure represented by the following formula (1d) or formula (1e).
  • Ar represents an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • Ring B represents an aromatic 6-membered ring.
  • X 1's each independently represent an atom selected from a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
  • Q-Ar represents an infrared-emitting residue.
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring B is 45 degrees or more.
  • R 2 and R 11 each independently represents a substituent, and R 1 or R 2 and the adjacent R 11, or a plurality of R 11 may be bonded with each other to form a ring.
  • n3 and n4 each independently represent an integer of 0 to 3.
  • R 2 examples include the same ones as R 1, and the same ones are preferable.
  • R 2 represents a substituent.
  • the substituent described in R 11 can be applied, but it represents an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, an aryl group, a heteroaryl group, a phenoxy group, an alkylthio group, a carbonyl group or a carboxy group.
  • n3 and n4 each represent an integer of 0 to 3.
  • the compound having a structure represented by the formula (1a) has a structure represented by the following general formula (2a), (3a), (4a), (5a), (6a), (7a) or (8a). It is preferable that the compound has.
  • the ring D and the ring E are each independently a hydroxy group, an alkoxy group, an NHCORa (Ra represents a hydrocarbon group) group, an NHSO 2 Rb (Rb represents a hydrocarbon group) group or an NHPO(ORf)(.
  • ORg) Rf and Rg each independently represent a hydrocarbon group
  • Ring F and ring G each independently represent an aryl ring.
  • L 1 to L 4 each independently represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a single bond.
  • X 3 represents a carbon atom or a nitrogen atom which may be substituted with an aryl group.
  • R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group which may be substituted with a sulfo group.
  • R 5 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R 6 represents a hydrogen atom or an aryl group, and when R 5 or R 7 represents an alkyl group, it may combine with R 5 or R 7 to form a cycloalkene ring.
  • IND is a cation moiety
  • X 4 represents a counter anion
  • p represents a number necessary for neutralizing the charge
  • the moiety represented by IND in the formula is an anion moiety.
  • X 4 represents a counter cation
  • p represents the number necessary for neutralizing the charge
  • Ar 1 and Ar 2 represent an aryl group consisting of a 6-membered ring or a heteroaryl group consisting of a 5-membered ring or a 6-membered ring, and these groups may consist of two or more rings.
  • X a and X b each independently represent a nitrogen atom or CR 5
  • R 5 represents a hydrogen atom or an electron withdrawing group.
  • R 1 to R 4 are each independently a cyano group, a halogen, an alkyl group which may be substituted, an alkoxy group which may be substituted, an alkynyl group which may be substituted, or an aryl which may be substituted.
  • Ar 3 and Ar 4 each represent an aryl group having a 6-membered ring or a heteroaryl group having a 5-membered ring or a 6-membered ring, and these groups may have two or more rings.
  • Rings A each independently represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a condensed ring thereof.
  • R 1 represents a group having a dihedral angle of 45° or more with the pyrrole ring (general formula (7a)) or the benzene ring (general formula (8a)) to which the ring A is bonded.
  • the thick line represents a single bond or a double bond.
  • Z represents the following formula (Z) or a substituent, and at least one represents the formula (Z).
  • n5 represents an integer of 1 to 4.
  • n6 represents an integer of 1 to 4.
  • ring A represents an aryl ring, a heteroaryl ring, or a condensed ring thereof. * Represents a binding site with Ar in the luminescent residue of formula (1a).
  • R 1 represents a group in which the dihedral angle between Ar and ring A is 45 degrees or more.
  • the thick line represents a single bond or a double bond.
  • Ring D and ring E each independently represent an aryl ring which may be substituted with a hydroxy group or an alkoxy group.
  • Ring F and ring G each independently represent an aryl ring.
  • L 1 to L 4 each independently represent an aryl ring, a heteroaryl ring or a single bond.
  • the aryl ring represented by the above rings D to G, and the aryl ring and the heteroaryl ring represented by L 1 to L 4 are those of the aryl ring or the heteroaryl ring described in the formula (1a). be able to.
  • X 3 represents a carbon atom or a nitrogen atom which may be substituted with an aryl group.
  • R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group which may be substituted with a sulfo group.
  • R 5 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R 6 represents a hydrogen atom or an aryl group, and when R 5 or R 7 represents an alkyl group, it may combine with R 5 or R 7 to form a cycloalkene ring.
  • n5 represents an integer of 1 to 4.
  • n6 represents an integer of 1 to 4.
  • Examples of counter cations are alkali metal ions (Li + , Na + , K + , Cs +, etc.), alkaline earth metal ions (Mg 2+ , Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+, etc.), transition metal ions (Ag).
  • counter anions examples include halogen ions (Cl ⁇ , Br ⁇ , I—), p-toluenesulfonate ion, ethyl sulfate ion, SO 4 2 ⁇ , SbF 6 ⁇ , PF 6 ⁇ , BF 4 ⁇ , B( C 6 F 5 ) 4 ⁇ , ClO 4 ⁇ , tris(halogenoalkylsulfonyl)methide anion (eg (CF 3 SO 2 ) 3 C ⁇ ), di(halogenoalkylsulfonyl)imide anion (eg (CF 3 SO 2 ) 2 N ⁇ ), tetracyanoborate anion and the like.
  • halogen ions Cl ⁇ , Br ⁇ , I—
  • p-toluenesulfonate ion ethyl sulfate ion
  • SO 4 2 ⁇ SO 4 2 ⁇
  • Z represents the above formula (z) or a substituent, and at least one represents the formula (Z).
  • Ar the ring A, R 1 and bold lines, Ar of formula (1a), the same meaning as ring A, R 1 and bold lines.
  • * Represents a binding site with Ar in the luminescent residue of formula (1a).
  • R 5 is an electron withdrawing group
  • the electron withdrawing group is not particularly limited, but a cyano group is preferable.
  • the compound having the structure represented by the formula (1a) is preferably a squarylium compound having the structure represented by the following general formula (2b).
  • R 1 a to R 1 d, R 2 a to R 2 d, R 22 to R 24 , R 32 to R 34 , R 42 to R 44 , R 52 to R 54, and R 63 to R 66 are each independently.
  • R 1 a is R 22
  • R 2 a is R 24
  • R 1 b is R 32
  • R 2 b is R 34
  • R 1 c is R 42
  • R 2 c is R 44
  • R 1 d may form a ring structure with R 52
  • R 2 d may form a ring structure with R 54 .
  • the ring H and the ring I are each independently a hydroxy group, an alkoxy group, an NHCORa (Ra represents a hydrocarbon group) group, an NHSO 2 Rb (Rb represents a hydrocarbon group) group or an NHPO(ORf)(. ORg) (Rf and Rg each independently represent a hydrocarbon group) represents an aryl ring which may be substituted with a group. )
  • R 1 a to R 1 d and R 2 a to R 2 d are the same, and an alkyl group, an alkoxy group, a phenoxy group, an amino group, an aryl group or It is preferred to represent a heteroaryl group.
  • ring H and ring I are the same and represent an aryl group having a hydroxy group
  • R 22 to R 24 , R 32 to R 34 , R 42 to R 44 and R 52 to R 54 are the same as or represent a hydrogen atom as the above R 1 a to R 1 d and R 2 a to R 2 d, and are the same as the above R 1 a and R 2 a, R 1 b.
  • At least one of the combinations of R 2 b, R 1 c and R 2 c, and R 1 d and R 2 d is not a hydrogen atom, and is R 22 , R 24 , R 32 , R 34 , R 42 , R 44 , R 52 and R 54 preferably represent a hydrogen atom.
  • ring H and ring I are the same and represent an aryl group having a hydroxy group, wherein R 1 a is R 22 , R 2 a is R 24 , R 1 b is R 32 , and R 2 b is R.
  • R 1 c is R 42
  • R 2 c is R 44
  • R 1 d is R 52
  • R 2 d is R 54
  • they are a carbon chain having a 5-membered or 6-membered ring structure. Is preferably formed.
  • the compounds represented by the general formula (3a), the general formula (4a), the general formula (5a), the general formula (6a), and the general formula (7a) according to the present invention can be prepared, for example, by the methods described in the following documents. For reference, it can be synthesized by similarly introducing the substituent according to the present invention. Nature Materials vol 15, 2016, p235-243 J. Phys. Chem. C 2009, 113, p1589-1595 Materials 2013, 6, p1779-1788 Moleculars 2018, 23, p226 Chem. Commun. , 2010, 46, p5289-5291
  • the emission quantum yield ⁇ (%) is represented by the ratio of the number of photons absorbed and the number of photons emitted. If all of the excited molecules return to the ground state by fluorescence, the emission quantum yield ⁇ (%) will be 100%, but will not be 100% if non-radiative deactivation occurs.
  • Non-radiative deactivation is a transition that returns to the ground state without emitting fluorescence, and in addition to relaxation to the triplet state due to intersystem crossing, the energy of the electronic state is converted into vibrational energy and finally becomes thermal energy. Internal conversion and energy transfer that transfers energy to other molecules. Letting Kf and Knr be the rate constants of the fluorescence transition and non-radiative transition of the molecule in the excited state, the emission quantum yield ⁇ (%) is
  • the infrared light emitting compound of the present invention is a compound that emits fluorescence.
  • the fluorescence spectrum of the infrared light emitting compound of the present invention can be confirmed by the following method.
  • the infrared luminescent compound of the present invention is adjusted to 10 ⁇ 6 M in a toluene solution, and the fluorescence spectrum of this sample is measured at room temperature (300K).
  • a spectrofluorometer (F7000, manufactured by Hitachi High-Technos) is used for measuring the emission spectrum. Further, it is an infrared luminescent compound that exhibits fluorescence emission with a maximum emission wavelength (wavelength at which emission intensity is maximum; also referred to as "emission peak wavelength”) exceeding 700 nm.
  • the infrared luminescent compound of the present invention can exhibit long-wavelength luminescence and high luminescence quantum yield. Due to such properties, the infrared light emitting compound of the present invention can be used as a light emitting thin film, a light emitting particle, and a wavelength conversion film. For example, it can be used as a new type of dye for a fluorescent probe, a label in biology and medicine, and can be used for bioimaging. Further, the infrared-emitting compound of the present invention, in which the excited electron emits fluorescence as extra energy when returning to the ground state, has a wavelength conversion ability due to the difference in energy of absorption and emission, and a color conversion filter. Also, it can be used in dyes, pigments, optical filters, agricultural films and the like.
  • the luminescent thin film of the present invention is characterized by containing the infrared luminescent compound of the present invention.
  • the luminescent thin film of the present invention comprises forming a composition in which a dispersant is added to the infrared luminescent compound of the present invention for film-forming stability or the like, or a composition in which a solvent is further added to form a thin film. Can be manufactured by.
  • dispersant examples include (meth)acrylate resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polystyrene resin, polyepoxy resin, polyester resin, amino resin, fluorine resin, phenol resin, polyurethane.
  • Resins polyethylene resins, polypropylene resins, polyvinyl chloride resins, polyvinyl alcohol resins, polyether resins, polyether ketone resins, polyphenylene sulfide resins, polycarbonate resins, aramid resins, etc., but are preferred.
  • the (meth)acrylate-based resin is synthesized by homopolymerizing or copolymerizing various methacrylate-based monomers or acrylate-based monomers, and the desired (meth)acrylate is obtained by variously changing the monomer species and the monomer composition ratio.
  • a system resin can be obtained. Further, in the present invention, it can be used by copolymerizing with a (meth)acrylate-based monomer together with a copolymerizable monomer having an unsaturated double bond other than the (meth)acrylate-based monomer. Can be used by mixing a plurality of other resins together with the poly(meth)acrylate resin.
  • Examples of the monomer component forming the (meth)acrylate resin used in the present invention include (meth)acrylic acid, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate.
  • the polystyrene resin is a homopolymer of a styrene monomer, or a random copolymer obtained by copolymerizing a monomer having another unsaturated double bond copolymerizable with the styrene monomer, a block copolymer, or a graft copolymer. Can be mentioned. Further, a blended product obtained by blending such a polymer with another polymer and a polymer alloy are also included.
  • styrene monomer examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, ⁇ -ethylstyrene, ⁇ -methylstyrene-p-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, etc.
  • Nuclear halogenated styrenes such as styrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, p-bromostyrene, dichlorostyrene, dibromostyrene, trichlorostyrene, tribromostyrene, etc. are mentioned.
  • Styrene and ⁇ -methylstyrene are preferred.
  • the resin used in the present invention by homopolymerizing or copolymerizing these is, for example, a copolymer resin such as benzyl methacrylate/ethyl acrylate or butyl acrylate, or a copolymer resin such as methyl methacrylate/2-ethylhexyl methacrylate.
  • Methylmethacrylate/methacrylic acid/stearylmethacrylate/acetoacetoxyethylmethacrylate copolymer resin Methylmethacrylate/methacrylic acid/stearylmethacrylate/acetoacetoxyethylmethacrylate copolymer resin, styrene/acetoacetoxyethylmethacrylate/stearylmethacrylate copolymer resin, and styrene/2-hydroxyethylmethacrylate/stearylmethacrylate copolymer resin
  • copolymers and copolymer resins such as 2-ethylhexyl methacrylate/2-hydroxyethyl methacrylate.
  • a preferable lower limit is 0.001 part by mass and a preferable upper limit is 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dispersant.
  • the more preferable lower limit of the content of the light emitting material is 0.01 parts by mass
  • the more preferable upper limit is 10 parts by mass
  • the still more preferable lower limit is 0.05 parts by mass
  • the further preferable upper limit is 8 parts by mass
  • the particularly preferable lower limit is 0.1 part by mass. Parts by mass, especially preferred upper limit is 5 parts by mass.
  • the luminescent thin film of the present invention can be appropriately used within a thickness range of 0.1 nm to 1 mm.
  • the luminescent particles of the present invention are characterized by containing the infrared luminescent compound of the present invention. It may be a luminescent particle in which an infrared luminescent compound is adsorbed on the surface of the particle or a luminescent particle in which the infrared luminescent compound is included.
  • a luminescent particle can be produced by aggregating an infrared luminescent compound in a polymer particle dispersion liquid in a liquid. Further, it may be a luminescent particle in which an infrared luminescent compound is encapsulated by using a swelling polymer in which the polymer particle absorbs the solvent and expands in volume when immersed in the solvent.
  • the polymer particles commercially available products may be used, or those synthesized by a conventionally known method may be used.
  • the conventionally known method is not particularly limited, and examples thereof include a dispersion polymerization method, a suspension polymerization method and an emulsion polymerization method, and the emulsion polymerization method is preferable.
  • the monomer as the raw material of the polymer various monomers mentioned as the dispersant can be used.
  • the solvent for aggregating the infrared luminescent compound in the polymer dispersion in liquid is not particularly limited. Known solvents can be used.
  • the volume average particle diameter of the polymer particles is preferably in the range of 0.01 to 50 ⁇ m, more preferably 0.02 to 1 ⁇ m, and further preferably 0.04 to 0.5 ⁇ m.
  • the volume average particle diameter within the above range allows the obtained luminescent particles to be applied to various uses.
  • the volume average particle diameter can be specifically measured by a laser diffraction/scattered light particle size distribution measuring device, LS13320 model.
  • the weight average molecular weight of the polymer particles is preferably in the range of 1,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 800,000, and further preferably 10,000 to 600,000.
  • the polymer particles contained in the luminescent particles of the present invention may be one kind or two or more kinds, but usually one kind.
  • the wavelength conversion film of the present invention is characterized by containing the infrared light emitting compound of the present invention.
  • the wavelength conversion film can be applied to an infrared light emitting surface light source that emits infrared light.
  • the infrared light emitting surface light source of the present invention is characterized by including a wavelength conversion film.
  • the infrared light emitting surface light source of the present invention is a light emitting member that emits infrared light and has a visible light region (380 to 1000 nm) including a near red light region, preferably a green to red region (including a near red light region).
  • a surface light source such as an organic EL element, a micro LED, or an LED combined with a diffuser plate, which emits light in the red range (600 to 850 nm) including the near red range. It is preferable to absorb and emit near-infrared light, for example, in the region of more than 700 nm and 1500 nm or less.
  • FIG. 1 shows a basic configuration of an infrared light emitting surface light source having the wavelength conversion film of the present invention.
  • An infrared light emitting surface light source 1 shown in FIG. 1 is a surface light source 2 that emits visible light, for example, a visible light of the surface light source 2 that emits red light (R) in the near infrared on an organic EL element that emits red light.
  • This is a configuration in which the wavelength conversion film 3 of the present invention for converting into light (IR) is arranged.
  • the surface light source that emits visible light is a light source having at least the property of emitting red light, and is preferably a surface light source having a luminance uniformity of 70% or more when uniformly emitting light.
  • the light source is preferably an organic electroluminescence element.
  • a surface light source that emits visible light (red) is manufactured separately from a surface light source that emits visible light (red). It may be used by being stacked on a light source, or the wavelength conversion film may be laminated on a surface light source which emits visible light (red). Alternatively, it may also serve as an adhesive or a sealing film.
  • the thickness of the infrared light emitting surface light source provided with the wavelength conversion film of the present invention is also appropriately determined depending on the application, but 0.1 to 1000 ⁇ m is preferable from the viewpoint of flexibility and downsizing, and It is preferably in the range of 1 to 500 ⁇ m.
  • the infrared light emitting surface light source provided with the wavelength conversion film of the present invention is suitably used for biometric devices and biometric authentication devices.
  • Example 1 ⁇ Dihedral angle>
  • the dihedral angle was described above using Gaussian09 manufactured by Gaussian as the software for calculating the molecular orbital. Calculated under the conditions. The results are shown in Table I. In the case of the compound having no substituent according to the present invention, it is described as "-".
  • the infrared emission compound of the present invention was adjusted to 10 ⁇ 6 M in a toluene solution, and the emission wavelength (fluorescence spectrum) of this sample at room temperature (300 K). was measured.
  • a spectrofluorometer F7000, manufactured by Hitachi High-Technos
  • the luminescence quantum yield of this solution was measured using an absolute PL quantum yield measuring device (C11347 manufactured by Hamamatsu Photonics KK). The emission wavelength was evaluated according to the following criteria.
  • the emission quantum yield was a relative emission quantum yield when the emission quantum yield of R-6 was 1.0.
  • FIG. 3 is a graph showing ⁇ PL and relative luminescence quantum yield for Comparative Compound R-6.
  • a luminescent thin film of the present invention was prepared in the same manner except that the infrared luminescent compound Da-21 of the present invention was used instead of R-4 for comparison.
  • the emission wavelength (fluorescence spectrum) and absolute PL quantum yield of these samples were measured at room temperature (300K).
  • the emission wavelength was measured using a spectrofluorometer (F7000 manufactured by Hitachi High-Technos), and the absolute PL quantum yield was measured using an absolute PL quantum yield measuring device (C11347 manufactured by Hamamatsu Photonics). ..
  • the absolute PL quantum yields of these R-4 light-emitting thin films when the absolute PL quantum yields in a toluene solution were set to 1.00 are shown below as relative values of the emission quantum yields. ..
  • the light emitting thin film using the comparative compound R-4 maintained the emission quantum yield of 0.38 from the solution state, while the light emitting using the infrared light emitting compound Da-21 of the present invention. It was found that the organic thin film maintained the emission quantum yield of 0.80 in the solution state, and the concentration quenching was significantly suppressed. Furthermore, the luminescent thin film of Da-21 of the present invention showed light emission with a long wavelength of 20 nm or more and a higher luminescence quantum yield than the luminescent thin film of Comparative R-4.
  • (2)-2 Evaluation of Luminescent Thin Film of the Present Invention Comparison was carried out in the same manner as the comparative luminescent thin film described in (2)-1 except that R-4 of the comparative compound was changed to R-7 of the comparative compound.
  • a luminescent thin film containing the compound R-7 was prepared.
  • the light emitting thin film of the present invention was prepared in the same manner except that the infrared light emitting compounds Da-50 and Da-51 of the present invention were used instead of R-7 for comparison.
  • the emission wavelength (fluorescence spectrum) and the emission quantum yield of these samples were measured in the same manner as in (2)-1.
  • the relative values of the light emission quantum yields of these light emitting thin films when the light emission quantum yield in a toluene solution of each light emitting thin film is 1.00 are shown below.
  • the luminescent thin film using the comparative compound R-7 maintained the quantum yield of 0.46 from the solution state, while the luminescent thin film using the infrared luminescent compound of the present invention was It was found that when the emission quantum yield was Da-50, the solution state was maintained at 0.76, and when Da-51 was maintained at 0.81, the concentration quenching was significantly suppressed. Further, the luminescent thin film of the present invention emitted light at a longer wavelength than the comparative luminescent thin film, and exhibited a high luminescence quantum yield. Similar results were obtained when the comparative compounds R-8 to R-10 were compared with the light emitting thin film using the infrared light emitting compound of the present invention.
  • the comparative compounds R-8, R-9 and R-10 are the compounds described in the following documents, respectively.
  • R-10 Chem. Eur. J. 2009, 15, 4857
  • Example 2 Luminescent particles> Luminescent quantum yields in the luminescent particles of the infrared luminescent compound of the present invention and the comparative compound were measured.
  • Luminescent Particles Polystyrene (PS) particle dispersion (solid content: 5.2% by mass, volume average particle diameter of polystyrene particles: 0.12 ⁇ m, dispersion medium: water) 96 ⁇ L, water 100 ⁇ L, nonionic interface 50 ⁇ L of a 2% aqueous solution of an activator (Kolliphor P407: manufactured by Sigma-Aldrich) and 100 ⁇ L of a 0.01 mmol/L THF solution of each compound shown in Table IV were added to prepare a mixed solution of polystyrene particles and each compound. Polystyrene particles were produced by stirring this mixed solution at 25° C. for 2 minutes.
  • PEN polyethylene naphthalate film
  • SiO x an atmospheric pressure plasma discharge treatment device having a configuration described in JP 2004-68143 A
  • the obtained mixed solution was applied using an applicator on a gas barrier film having an inorganic gas barrier layer having a thickness of 500 nm. After drying at room temperature for 10 minutes, it was further heated and dried at 80° C. for 10 minutes to form a luminescent dye layer 5.
  • the adhesive layer 6 was applied/formed on the gas barrier film 4B, laminated on the applied surface, and sealed using a vacuum laminator under heating conditions of 90°C. Then, the adhesive was cured by performing a heat treatment at 110° C. for 30 minutes, and the wavelength conversion film 3 was produced.
  • the infrared light emitting surface light source 1 having the configuration shown in FIG. 1 was produced by bringing the light emitting surface of the organic EL element, which is a surface light source emitting red light (R), into close contact with the wavelength conversion film 3.
  • the infrared light emitting compound of the present invention can enable long wavelength light emission and high light emission quantum yield. Therefore, it can be preferably applied to a light emitting thin film containing the infrared light emitting compound of the present invention, a light emitting particle, a wavelength conversion film, and an infrared light emitting surface light source equipped with the wavelength conversion film.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

本発明の課題は、長波長の発光と高い発光量子収率を可能とする赤外発光化合物を提供することである。また、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び当該波長変換膜を具備する赤外発光面光源を提供することである。 本発明の赤外発光化合物は、下記式(1a)で表される構造を有することを特徴とする。(式(1a)において、Ar及び環Aは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。Q-Arは、赤外発光性残基を表す。Rは、Arと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。太線は、単結合又は二重結合を表す。)

Description

赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源
 本発明は、赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源に関し、より詳しくは、長波長の発光と高い発光量子収率を可能とする赤外発光化合物等に関する。
 近年、赤外発光材料は、赤外線カメラ、生体イメージング、生体センシング及び赤外線通信などへの利用の観点から大きく注目を集めている。例えば、生体センシングの一つであるパルスオキシメーターは、血中の酸素飽和度を算出するのに赤外光を用いている(非特許文献1参照)。また、有機太陽電池の増感剤として研究されている(非特許文献2参照)。こうした赤外光の利用分野拡大に伴い、赤外発光材料に求められる性能に関して、要求は厳しくなっている。
 例えば、用途により適した発光波長は様々だが、生体センシングに使用する場合、波長650~900nmの「生体の窓」と呼ばれる生体を透過しやすい波長帯に高い輝度を持つ材料が好ましく用いられる。外部から光励起する際は、モル吸光係数が高く、発光波長がより長波長で、かつ高い発光量子収率を有する赤外発光化合物が求められている。
 しかし、赤外発光する化合物は、励起状態と基底状態のエネルギー差が小さいため無輻射失活が生じやすく、可視光発光の蛍光材料と比較して発光量子収率が低いという問題を一般的に有している。発光波長が長波長になるほど、発光量子収率低下の傾向はより顕著になる。非特許文献3では、赤外発光の有機色素を用いた有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)においても、発光波長が長波長になるにしたがって、蛍光色素の低量子収率に起因する外部量子効率の低下が示されている。
 赤外発光の長波化と発光量子収率の向上に関する報告例は少ない。赤外発光を示す蛍光色素の例として、非特許文献2には、下記構造を有するスクアリリウム化合物R-1~R-3が記載されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 R-1の溶液(トルエン)中の極大発光波長は721nmで発光量子収率66%であるのに対し、R-2は750nmまで長波長化するが発光量子収率は半減以下の29%、R-3では786nmの極大発光波長であるが発光量子収率は2%と激減している。いかに赤外領域での長波長発光と高い量子収率を両立することが困難であるかということが開示されている。
 生体窓と呼ばれる650~900nmの近赤外光中でも、900nmにより近づくにつれ近赤外光の生体透過性が増すことが知られており、光治療や静脈認証といった用途で、とりわけ、750nmを越える極大発光長波長を有し、かつ高い発光量子収率を両立することが可能な赤外発光化合物が求められていた。
T.Yamanaka,et.al.,Applied Physics Express 10, 074101 (2017). S.Wang,et al.,Chem.Mater,2011,23,4789. D.H.Kim,et al.,Nat.Photon.2018,12,98.の Suppleymentary Fig.S1b.
 本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、長波長の発光と高い発光量子収率を可能とする赤外発光化合物を提供することである。また、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び当該波長変換膜を具備する赤外発光面光源を提供することである。
 本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において赤外発光化合物に、特定の置換基を導入することで、上記課題を解決できることを見出し本発明に至った。
 すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
 1.下記式(1a)で表される構造を有することを特徴とする赤外発光化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 (式(1a)において、
Ar及び環Aは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
は、Arと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。
太線は、単結合又は二重結合を表す。)
 2.前記式(1a)で表される構造が、下記式(1b)又は式(1c)で表される構造であることを特徴とする第1項に記載の赤外発光化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 (式(1b)及び式(1c)において、
Arは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
環Bは、芳香族六員環を表す。
環Cは、芳香族五員環を表す。
は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれる原子を表す。
は、それぞれ独立に、炭素原子及び窒素原子から選ばれる原子を表す。
Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
は、Arと環Bの二面角が45度以上となる基を表す。またRは、Arと環Cの二面角が45度以上となる基を表す。
11は、置換基を表し、隣接するRと、又は複数のR11同士が環を形成していてもよい。
n1は、0~4の整数を表す。n2は、0~3の整数を表す。)
 3.前記式(1a)で表される構造が、下記式(1d)又は式(1e)で表される構造であることを特徴とする第1項に記載の赤外発光化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 (式(1d)及び式(1e)において、
Arは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
環Bは、芳香族六員環を表す。
は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれる原子を表す。
Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
は、Arと環Bの二面角が45度以上となる基を表す。
及びR11は、それぞれ独立に、置換基を表し、R11と隣接するR若しくはRと、又は複数のR11同士が環を形成していてもよい。
n3及びn4は、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。)
 4.前記Rが、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物。
 5.前記R11が、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことを特徴とする第2項又は第3項に記載の赤外発光化合物。
 6.前記Rが、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことを特徴とする第3項に記載の赤外発光化合物。
 7.前記Q-Arで表される赤外発光性残基が、スクアリリウム色素、ベンゾビスチアジアゾールを含む色素、チアジアゾロキノキサリンを含む色素、ピロメテン色素又はシアニン色素の残基であることを特徴とする、第1項から第3項までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物。
 8.前記式(1a)で表される構造を有する化合物が、下記一般式(2a)、(3a)、(4a)、(5a)、(6a)、(7a)又は、(8a)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする、第1項に記載の赤外発光化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 (一般式(2a)~一般式(8a)において、
環D及び環Eは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、NHCORa(Raは炭化水素基を表す。)基、NHSORb(Rbは炭化水素基を表す。)基又はNHPO(ORf)(ORg)(Rf及びRgは、それぞれ独立に、炭化水素基を表す。)基で置換されていてもよいアリール環を表す。
環F及び環Gは、それぞれ独立に、アリール環を表す。
~Lは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又は単結合を表す。Xは、アリール基で置換されていてもよい炭素原子又は窒素原子を表す。
及びRは、それぞれ独立に、スルホ基で置換されていてもよいアルキル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
は、水素原子又はアリール基を表し、R又はRがアルキル基を表すとき、R又はRと連結してシクロアルケン環を形成してもよい。
INDで表される部分がカチオン部である場合、Xは対アニオンを表し、pは電荷を中和するために必要な数を表し、式中のINDで表される部分がアニオン部である場合、Xは対カチオンを表し、pは電荷を中和するために必要な数を表し、式中のINDで表される部位の電荷が分子内で中和されている場合、pは0である。
Ar及びArは、6員環からなるアリール基又は5員環若しくは6員環からなるヘテロアリール基を表し、これらの基は2個以上の環からなっていてもよい。
及びXは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表しは、水素原子又は電子吸引基を表す。
~Rは、それぞれ独立に、シアノ基、ハロゲン、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキニル基、置換されていてもよいアリール基又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。
Ar及びArは6員環からなるアリール基又は5員環若しくは6員環からなるヘテロアリール基を表し、これらの基は2個以上の環からなっていてもよい。
環Aは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
は、それぞれ環Aが結合しているピロール環又はベンゼン環との二面角が45度以上となる基を表す。
太線は、単結合又は二重結合を表す。
Zは、下記式(z)又は置換基を表し、少なくとも一つは、式(Z)を表す。
n5は、1~4の整数を表す。n6は、1~4の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 (式(Z)中、環Aは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
*は、式(1a)の発光性残基中のArとの結合部位を表す。
は、Arと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。
太線は、単結合又は二重結合を表す。)
 9.前記式(1a)で表される構造が、下記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物であることを特徴とする第1項に記載の赤外発光化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 (一般式(2b)において、
a~Rd、Ra~Rd、R22~R24、R32~R34、R42~R44、R52~R54及びR63~R66は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表すが、RaとRa、RbとRb、RcとRc、及びRdとRdの組み合わせの少なくとも一つは、ともに水素原子であることはない。
aはR22と、RaはR24と、RbはR32と、RbはR34と、RcはR42と、RcはR44と、RdはR52と、及びRdはR54と環構造を形成していてもよい。
環H及び環Iは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、NHCORa(Raは炭化水素基を表す。)基、NHSORb(Rbは炭化水素基を表す。)基又はNHPO(ORf)(ORg)(Rf及びRgは、それぞれ独立に、炭化水素基を表す。)基で置換されていてもよいアリール環を表す。)
 10.前記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、前記Ra~Rd及びRa~Rdは同一で、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表すことを特徴とする第9項に記載の赤外発光化合物。
 11.前記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、前記環Hと環Iは同一で、ヒドロキシ基を有するアリール基を表し、前記R23、R33、R43及びR53は、それぞれRa~Rd及びRa~Rdと同一又は水素原子を表すが、前記RaとRa、RbとRb、RcとRc、RdとRdの組み合わせの少なくとも一つは、ともに水素原子であることはなく、前記R22、R24、R32、R34、R42、R44、R52及びR54は、水素原子を表すことを特徴とする第9項又は第10項に記載の赤外発光化合物。
 12.前記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、環Hと環Iは同一で、ヒドロキシ基を有するアリール基を表し、前記RaはR22と、RaはR24と、RbはR32と、RbはR34と、RcはR42と、RcはR44と、RdはR52と、RdはR54と、それぞれ結合し、炭素鎖で5員環又は6員環構造を形成していることを特徴とする第9項に記載の赤外発光化合物。
 13.第1項から第12項までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物を含有することを特徴とする発光性薄膜。
 14.第1項から第12項までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物を含有することを特徴とする発光性粒子。
 15.第1項から第12項までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物を含有することを特徴とする波長変換膜。
 16.第15項に記載の波長変換膜を具備することを特徴とする赤外発光面光源。
 本発明の上記手段により、長波長の発光と高い発光量子収率を可能とする赤外発光化合物を提供することができる。また、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び当該波長変換膜を具備する赤外発光面光源を提供することができる。本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
 前記スクアリリウム化合物R-1を、R-2及びR-3のように発光を長波長化させると、極端に発光量子収率が低下する。赤外領域の発光での励起状態は基底状態とのエネルギー差が小さいため、分子の結合の伸縮や振動による無輻射失活の影響が大きくなるためである。本発明では、分子の安定構造に2面角を生じることのできる特定の芳香環を有する置換基を赤外発光部位に導入することにより、分子振動を抑制しながらπ共役系を拡張すること、つまり、赤外領域において高発光量子収率と長波長化発光とを両立できることを見いだした。分子の安定構造に2面角を生じさせることにより、一般式(1a)のAr基と環Aとの間の回転・動きを抑制することで、無輻射失活が抑制されていると推察している。さらに、2面角を生じさせる基と2面角を作るπ共役基(一般式(1a)のAr基)との間で、σ-π共役を形成させることでπ共役系を拡張することに成功している。本置換基を、例えば、スクアリリウム化合物に導入することで、発光量子収率向上と長波長発光とを両立できる赤外発光化合物を可能とすることができる。
 さらに、置換基の嵩高さの効果により発光性薄膜としたときでも膜中での濃度消光が起きにくいため高い発光量子収率を示すことができる。
本発明の波長変換膜を具備する赤外発光面光源の構成の一例を示す概略断面図 封止構造を具備した本発明の波長変換膜の構成の一例を示す概略断面図 比較化合物R-6に対する、発光極大波長と相対発光量子収率を示すグラフ
 本発明の赤外発光化合物は、前記式(1a)で表される構造を有することを特徴とする。この特徴は、下記各実施態様に共通する又は対応する技術的特徴である。
 本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記式(1a)で表される構造が、前記式(1b)又は式(1c)で表される構造であることが好ましい。
 また、前記式(1a)で表される構造が、前記式(1d)又は式(1e)で表される構造であることが好ましい。
 さらに、本発明においては、前記Rが、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことが好ましい。これにより、前記式(1a)におけるArと環A、前記式(1b)におけるArと環B、前記式(1c)におけるArと環C、前記式(1d)におけるArと環B、前記式(1e)におけるArと環B、の間に2面角を生じさせ、分子振動抑制およびπ共役拡張の効果が得られる。
 本発明の実施態様としては、R11が、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことが好ましい。
 また、Rが、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことが、前記式(1d)におけるArと環Bの間に2面角の固定をより強固にし、分子振動抑制増強の効果が得られることから、好ましい。
 さらに、本発明においては、式(1a)のQ-Arで表される赤外発光性残基が、スクアリリウム色素、ベンゾビスチアジアゾールを含む色素、チアジアゾロキノキサリンを含む色素、ピロメテン色素又はシアニン色素の残基であることが好ましい。
 式(1a)で表される構造を有する化合物が、前記一般式(2a)、(3a)、(4a)、(5a)、(6a)、(7a)又は(8a)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
 また、式(1a)で表される構造を有する化合物が前記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物であることが好ましい。
 さらに、本発明においては、一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、前記Ra~Rd及びRa~Rdは同一で、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表すことが好ましい。
 一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、前記環Hと環Iは同一で、ヒドロキシ基を有するアリール基を表し、前記R23、R33、R43及びR53は、それぞれRa~Rd及びRa~Rdと同一又は水素原子を表すが、前記RaとRa、RbとRb、RcとRc、RdとRdの組み合わせの少なくとも一つは、ともに水素原子であることはなく、前記R22、R24、R32、R34、R42、R44、R52及びR54は、水素原子を表すことが好ましい。
 さらに、前記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、
環H及び環Iは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、NHCORa(Raは炭化水素基を表す。)基、NHSORb(Rbは炭化水素基を表す。)基又はNHPO(ORf)(ORg)(Rf及びRgは、それぞれ独立に、炭化水素基を表す。)基で置換されていてもよいアリール環を表すことが好ましい。
環Hと環Iは同一で、ヒドロキシ基を有するアリール基を表し、前記RaはR22と、RaはR24と、RbはR32と、RbはR34と、RcはR42と、RcはR44と、RdはR52と、RdはR54と、それぞれ結合し、炭素鎖で5員環又は6員環構造を形成していることが好ましい。
 また、本発明の赤外発光化合物を含有する発光性薄膜、発光性粒子又は波長変換膜であることが好ましい。さらに前記波長変換膜を具備する赤外発光面光源であることが好ましい。
 以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
 なお、本発明において、赤外発光化合物とは、700nm超に発光極大波長を有する化合物をいう。
 《赤外発光化合物》
 〔式(1a)で表される構造について〕
 本発明の赤外発光化合物は、下記式(1a)で表される構造を有することを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 (式(1a)において、
Ar及び環Aは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
は、Arと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。
太線は、単結合又は二重結合を表す。)
 このような2面角を生じさせる、Rが置換した環Aを有する基(本発明に係る置換基ともいう)を、Arを有する赤外発光性残基に導入することで、分子振動を抑制しながら共役系拡張を可能とし、長波長の発光と高い発光量子収率を可能とする本発明の赤外発光化合物を得ることができる。
 本発明の赤外発光化合物は、本発明に係る置換基を複数有することが好ましい。本発明に係る置換基の数は、例えば1分子に、1~8個有することができる。好ましくは、1~4個である。
 本発明においては、Arと環Aが形成する二面角が45度以上であり、更に好ましくは60度以上である。上限は90度である。
 式(1a)において、Ar及び環Aは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
 具体的にはアリール環としては、例えば、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、クリセン環、ナフタセン環、ピレン環、ペンタレン環、アセアントリレン環、ヘプタレン環、トリフェニレン環、as-インダセン環、クリセン環、s-インダセン環、プレイアデン環、フェナレン環、フルオランテン環、ペリレン環、アセフェナントリレン環、ビフェニル環、ターフェニル環、テトラフェニル環等が挙げられる。
 ヘテロアリール環としては、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、フラン環、ピロール環、イミダゾリン環、ベンゾイミダゾリン環、ピラゾール環、ピラジン環、トリアゾール環(例えば、1,2,4-トリアゾール環、1,2,3-トリアゾール環等)、ピラゾロトリアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、フラザン環、チオフェン環、キノリン環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(前記カルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリン環、ピリダジン環、トリアジン環、キナゾリン環、フタラジン環、9,10-ジヒドロアクリジン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、ジベンゾシロール環等が挙げられる。
 Rは、Arと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。具体的には、Rは、後述する二面角の測定により、二面角が45度以上となる基であれば、特に制限はない。好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基が挙げられる。
 アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、2-エチルブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、2-エチルヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-ブチルオクチル基、2-ヘキシルオクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、2-ヘキシルデシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、2-オクチルドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、2-デシルテトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-イコシル基等が挙げられる。
 アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、s-ブチルオキシ基、t-ブチルオキシ基、2-エチルブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-ブチルオクチルオキシ基、2-ヘキシルオクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、2-ヘキシルデシルオキシ基、n-ウンデシルオキシ基、n-ドデシルオキシ基、2-オクチルドデシルオキシ基、n-トリデシルオキシ基、n-テトラデシルオキシ基、2-デシルテトラデシルオキシ基、n-ペンタデシルオキシ基、n-ヘキサデシルオキシ基、n-ヘプタデシルオキシ基、n-オクタデシルオキシ基、n-ノナデシルオキシ基、n-イコシルオキシ基等が挙げられる。
 アミノ基としては、アミノ基、アルキルアミノ基(例えば、エチルアミノ基)、ジアルキルアミノ基(例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジーn-プロピル基、ジ-n-ブチルアミノ基、ジ-s-ブチルアミノ基、ジ-2-エチルブチルアミノ基、ジ-2-エチルヘキシルアミノ基、ジドデシルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基等)、アリールアミノ基(フェニルアミノ基等)、ジアリールアミノ基(ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基等)が挙げられる。
 アリール基としては、上述したアリール環から水素原子を1個除いた基が挙げられる。
 ヘテロアリール基としては、上述したヘテロアリール環から水素原子を1個除いた基が挙げられる。
 アルキルチオ基としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等が挙げられる。
 カルボニル基としては、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、n-プロピルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基等)等が挙げられ、カルボキシ基としては、アルキルカルボキシ基(例えば、メチルカルボキシ基、エチルカルボキシ基等)、アリールカルボキシ基(フェニルカルボキシ基等)等が挙げられる。
 また、これらの基は、上記の基によってさらに置換されていてもよい。これらのうち、Ar及び環Aは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表すことが好ましく、さらに好ましくはアリール環が挙げられる。Rは、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことを表すことが好ましく、さらに好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アミノ基が挙げられる。
 Q-Arは、赤外発光性残基を表す。好ましい発光性残基として、それぞれ、スクアリリウム色素、ベンゾビスチアジアゾールを含む色素、チアジアゾロキノキサリンを含む色素、ピロメテン色素又はシアニン色素の骨格を有する基であることが好ましい。すなわち、前記式(1a)で表される構造を有する化合物が、スクアリリウム色素、ベンゾビスチアジアゾールを含む色素、チアジアゾロキノキサリンを含む色素、ピロメテン色素又はシアニン色素であることが好ましい。
 [二面角]
 本発明において二面角は以下のようにして算出することができる。
 一般式(1a)において、RはArと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。本発明におけるArと環Aの二面角とは、分子軌道計算による構造最適化により算出される二面角をいう。具体的には、構造最適化を行う分子軌道計算において、汎関数としてB3LYP、基底関数として6-31G*を用いて導かれる。分子軌道計算用ソフトウェアとしては、米国Gaussian社製のGaussian09(Revision C.01,M.J.Frisch,et al,Gaussian,Inc.,2010.)を利用することができる。この計算方法で得られる二面角は、実際の分子での安定構造を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 例えば、上記したようにArがベンゼン環で環Aがベンゼン環である場合、C-C-C―Cの二面角、C-C-C-Cの二面角、C-C-C-Cの二面角、C-C-C-Cの二面角は0~90度で示される。初期構造の4つの二面角の平均値が0度のものを用いて、上記構造最適化を施し、その結果得られた構造の、C-C-C―Cの二面角、C-C-C-Cの二面角、C-C-C-Cの二面角、C-C-C-Cの二面角を平均して本発明に係る二面角を算出することができる。
 〔式(1b)又は式(1c)で表される構造について〕
 前記式(1a)で表される構造は、下記式(1b)又は式(1c)で表される構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 (式(1b)及び式(1c)において、
Arは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
環Bは、芳香族六員環を表す。
環Cは、芳香族五員環を表す。
は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれる原子を表す。
は、それぞれ独立に、炭素原子及び窒素原子から選ばれる原子を表す。
Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
は、Arと環Bの二面角が45度以上となる基を表す。またRは、Arと環Cの二面角が45度以上となる基を表す。
11は、置換基を表し、隣接するRと、又は複数のR11同士が環を形成していてもよい。
n1は、0~4の整数を表す。n2は、0~3の整数を表す。)
Ar、R及びQ-Arは、それぞれ、式(1a)におけるAr、R及びQ-Arと同義である。
環Bは、芳香族六員環を表す。具体的には、式(1a)で挙げた、アリール環、ヘテロアリール環のうちで六員環の基を表す。
環Cは、芳香族五員環を表す。具体的には、式(1a)で挙げた、ヘテロアリール環のうちで五員環の基を表す。
は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれる原子を表す。
は、それぞれ独立に、炭素原子及び窒素原子から選ばれる原子を表す。
11は、置換基を表し、隣接するRと、又は複数のR11同士が環を形成していてもよい。
11が表す置換基としては、Rと同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
n1は、0~4の整数を表す。n2は、0~3の整数を表す。
 〔式(1d)又は式(1e)について〕
 前記式(1a)で表される構造は、下記式(1d)又は式(1e)で表される構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 (式(1d)及び式(1e)において、
Arは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
環Bは、芳香族六員環を表す。
は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれる原子を表す。
Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
は、Arと環Bの二面角が45度以上となる基を表す。
及びR11は、それぞれ独立に、置換基を表し、R11と隣接するR若しくはRと、又は複数のR11同士が環を形成していてもよい。
n3及びn4は、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。)
 Rが表す置換基としては、Rと同様のものが挙げられ、同様のものが好ましい。
Ar、環B、X、Q-Ar、R及びR11は、式(1b)及び式(1c)で述べたAr、環B、X、Q-Ar、R及びR11と同義である。
は、置換基を表す。置換基としては、R11で述べた置換基を適用することができるが、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すこととが好ましい。
n3及びn4は、それぞれ0~3の整数を表す。
 〔一般式(2a)、(3a)、(4a)、(5a)、(6a)、(7a)及び(8a)で表される化合物について〕
 式(1a)で表される構造を有する化合物が、下記一般式(2a)、(3a)、(4a)、(5a)、(6a)、(7a)又は(8a)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 (一般式(2a)~一般式(8a)において、
環D及び環Eは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、NHCORa(Raは炭化水素基を表す。)基、NHSORb(Rbは炭化水素基を表す。)基又はNHPO(ORf)(ORg)(Rf及びRgは、それぞれ独立に、炭化水素基を表す。)基で置換されていてもよいアリール環を表す。
環F及び環Gは、それぞれ独立に、アリール環を表す。
~Lは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又は単結合を表す。Xは、アリール基で置換されていてもよい炭素原子又は窒素原子を表す。
及びRは、それぞれ独立に、スルホ基で置換されていてもよいアルキル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
は、水素原子又はアリール基を表し、R又はRがアルキル基を表すとき、R又はRと連結してシクロアルケン環を形成してもよい。
INDで表される部分がカチオン部である場合、Xは対アニオンを表し、pは電荷を中和するために必要な数を表し、式中のINDで表される部分がアニオン部である場合、Xは対カチオンを表し、pは電荷を中和するために必要な数を表し、式中のINDで表される部位の電荷が分子内で中和されている場合、pは0である。
Ar及びArは、6員環からなるアリール基又は5員環若しくは6員環からなるヘテロアリール基を表し、これらの基は2個以上の環からなっていてもよい。
及びXは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表しは、水素原子又は電子吸引基を表す。
~Rは、それぞれ独立に、シアノ基、ハロゲン、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキニル基、置換されていてもよいアリール基又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。
Ar及びArは6員環からなるアリール基又は5員環若しくは6員環からなるヘテロアリール基を表し、これらの基は2個以上の環からなっていてもよい。
環Aは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
は、それぞれ環Aが結合しているピロール環(一般式(7a))又はベンゼン環(一般式(8a))との二面角が45度以上となる基を表す。
太線は、単結合又は二重結合を表す。
Zは、下記式(Z)又は置換基を表し、少なくとも一つは、式(Z)を表す。
n5は、1~4の整数を表す。n6は、1~4の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 (式(Z)中、環Aは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
*は、式(1a)の発光性残基中のArとの結合部位を表す。
は、Arと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。
太線は、単結合又は二重結合を表す。)
 環D及び環Eは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基又はアルコキシ基で置換されていてもよいアリール環を表す。
環F及び環Gは、それぞれ独立に、アリール環を表す。
~Lは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又は単結合を表す。以上の環D~Gで表されるアリール環、及びL~Lはで表されるアリール環とヘテロアリール環は、式(1a)で述べたアリール環、又はヘテロアリール環のものを用いることができる。
 Xは、アリール基で置換されていてもよい炭素原子又は窒素原子を表す。
及びRは、それぞれ独立に、スルホ基で置換されていてもよいアルキル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
は水素原子又はアリール基を表し、R又はRがアルキル基を表すとき、R又はRと連結してシクロアルケン環を形成してもよい。
n5は、1~4の整数を表す。n6は、1~4の整数を表す。
 一般式(6a)中、INDで表される部分がカチオン部である場合、Xは対アニオンを表し、pは電荷を中和するために必要な数を表し、式中のINDで表される部分がアニオン部である場合、Xは対カチオンを表し、pは電荷を中和するために必要な数を表し、式中のINDで表される部位の電荷が分子内で中和されている場合、pは0である。
 対カチオンの例としては、アルカリ金属イオン(Li、Na、K、Csなど)、アルカリ土類金属イオン(Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+など)、遷移金属イオン(Ag、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+など)、その他の金属イオン(Al3+など)、アンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、グアニジニウムイオン、テトラメチルグアニジニウムイオン、ジアザビシクロウンデセニウムイオンなどが挙げられる。
 対アニオンの例としては、ハロゲンイオン(Cl、Br、I-)、p-トルエンスルホン酸イオン、エチル硫酸イオン、SO 2-、SbF 、PF 、BF 、B(C 、ClO 、トリス(ハロゲノアルキルスルホニル)メチドアニオン(例えば、(CFSO)、ジ(ハロゲノアルキルスルホニル)イミドアニオン(例えば(CFSO)、テトラシアノボレートアニオンなどが挙げられる。
 Zは、上記式(z)又は置換基を表し、少なくとも一つは、式(Z)を表す。
 式(Z)中、Ar、環A、R及び太線は、式(1a)のAr、環A、R及び太線と同義である。
 *は、式(1a)の発光性残基中のArとの結合部位を表す。
 一般式(7a)において、Rが電子吸引基の場合、電子吸引基として、特に制限はないが、シアノ基が好ましい。
 〔一般式(2b)で表される構造について〕
 前記式(1a)で表される構造を有する化合物が下記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 (一般式(2b)において、
a~Rd、Ra~Rd、R22~R24、R32~R34、R42~R44、R52~R54及びR63~R66は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表すが、RaとRa、RbとRb、RcとRc、及びRdとRdの組み合わせの少なくとも一つは、ともに水素原子であることはない。
aはR22と、RaはR24と、RbはR32と、RbはR34と、RcはR42と、RcはR44と、RdはR52と、及びRdはR54と環構造を形成していてもよい。
環H及び環Iは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、NHCORa(Raは炭化水素基を表す。)基、NHSORb(Rbは炭化水素基を表す。)基又はNHPO(ORf)(ORg)(Rf及びRgは、それぞれ独立に、炭化水素基を表す。)基で置換されていてもよいアリール環を表す。)
 一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、Ra~Rd及びRa~Rdは同一で、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表すことが好ましい。
 また、一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、環Hと環Iは同一で、ヒドロキシ基を有するアリール基を表し、前記R22~R24、R32~R34、R42~R44及びR52~R54は、前記Ra~Rd及びRa~Rdと同一又は水素原子を表すが、前記RaとRa、RbとRb、RcとRc、RdとRdの組み合わせの少なくとも一つは、ともに水素原子であることはなく、前記R22、R24、R32、R34、R42、R44、R52及びR54は、水素原子を表すことが好ましい。
 さらに、環Hと環Iは同一で、ヒドロキシ基を有するアリール基を表し、前記RaはR22と、RaはR24と、RbはR32と、RbはR34と、RcはR42と、RcはR44と、RdはR52と、RdはR54と、それぞれ結合し、炭素鎖で5員環又は6員環構造を形成していることが好ましい。
 以下に本発明の式(1a)~(8a)で表される構造を有する赤外発光化合物の例を挙げるが、本発明はこれに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 [合成方法]
 本発明に係る一般式(2a)で表されるスクアリリウム化合物は、例えば、Chemistry of Materials,第23巻、4789ページ(2011年)、The Journal of
 Physical Chemistry,第91巻、5184ページ(1987年)に記載の方法、又は、これらの文献に記載の参照文献に記載の方法を参照することにより合成することができる。一例として、以下に例示化合物Da-2の合成例を示す。
 <例示化合物Da-2の合成>
 下記スキームにより合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
Da-2のH-NMRスペクトル
測定装置:JNM-ECZ400S(400MHz,H-NMR)
測定条件:24.6度、CDCl溶媒使用、テトラメチルシラン基準(0ppm)
δ/ppm=0.81(48H,t,J=7Hz),0.97(48H,s),1.50-1.63(m,16H),1.60-1.72(m,16H),6.47-6.54(4H,m),6.68(4H,s),7.20(8H,d,J=8Hz),7.31(8H,d,J=8Hz),7.92(0.8H,d,J=9Hz),8.05(0.2H,d,J=9Hz),11.5(0.2H,s),12.2(0.8H,s)
 本発明に係る一般式(3a)、一般式(4a)、一般式(5a)、一般式(6a)、一般式(7a)で表される化合物も、例えば以下に示す文献に記載の方法を参考に、本発明に係る置換基を同様にして導入することで合成することができる。
Nature Materials vol 15,2016,p235-243
J. Phys. Chem.C 2009,113,p1589-1595
Materials 2013,6,p1779-1788
Molecules 2018,23,p226
Chem. Commun.,2010,46,p5289-5291
 [発光量子収率]
 発光量子収率Φ(%)は、吸収された光子数と放出された光子数の割合で表される。励起された分子の全てが蛍光によって基底状態に戻れば、発光量子収率Φ(%)は100%となるが、無輻射失活が生じると100%とはならない。
 無輻射失活とは、蛍光を発しないで基底状態に戻る遷移で、項間交差による三重項状態への緩和の他、電子状態のエネルギーが振動エネルギーなどに転化して最終的に熱エネルギーになる内部転換や、他の分子にエネルギーを移すエネルギー移動などがある。
 励起状態にある分子の蛍光遷移と無輻射遷移の速度定数をそれぞれKfとKnrとおくと、発光量子収率Φ(%)は、
 Φ(%)=(Kf/(Kf+Knr))×100
で表される。
 したがって、発光量子収率を向上させるためには、励起状態にある分子の無輻射失活を抑えることが必要である。
 [蛍光スペクトルの測定]
 本発明の赤外発光化合物は蛍光発光する化合物である。本発明の赤外発光化合物の蛍光スペクトルは、以下の方法で確認することができる。
 本発明の赤外発光化合物をトルエン溶液中で10-6Mに調整し、常温(300K)でこの試料の蛍光スペクトルを測定する。発光スペクトルの測定には、分光蛍光光度計(日立ハイテクノス社製、F7000)を用いる。そして、極大発光波長(発光強度が最大となる波長;「発光ピーク波長」ともいう)が700nmを超える蛍光発光を示す赤外発光化合物である。
 ≪用途≫
 本発明の赤外発光化合物は、長波長の発光と高い発光量子収率を示すことができる。このような性質を有することから、本発明の赤外発光化合物は、発光性薄膜、発光性粒子及び波長変換膜として用いることができる。例えば、新たなタイプの蛍光プローブ用色素として生物学及び医学における標識体として、バイオイメージに利用することができる。また、励起した電子が、基底状態へ戻る際に余分なエネルギーとして蛍光を放射する本発明の赤外発光化合物は、吸収と放出のエネルギーの違いから波長変換能を有しており、色変換フィルターとして、染料、顔料、光学フィルター、農業用フィルム等に用いることもできる。
 《発光性薄膜》
 本発明の発光性薄膜は、本発明の赤外発光化合物を含有することを特徴とする。本発明の発光性薄膜は、本発明の赤外発光化合物に、製膜安定性等のために分散剤を加えた組成物、又はこれにさらに溶媒を加えた組成物を薄膜状に形成することにより作製することができる。
 分散剤としては、(メタ)アクリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アミノ系樹脂、フッ素系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アラミド樹脂等が挙げられるが、好ましくはポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等である。また、これらの共重合体も同様に好ましい。
 (メタ)アクリレート系樹脂とは、種々のメタクリレート系モノマー、又はアクリレート系モノマーを単独重合、又は共重合することにより合成され、モノマー種及びモノマー組成比を種々変えることによって、望みの(メタ)アクリレート系樹脂を得ることができる。また本発明においては、(メタ)アクリレート系モノマーと一緒に(メタ)アクリレート系モノマー以外の不飽和二重結合を有する共重合可能なモノマーとともに共重合しても使用可能であり、さらに本発明においては、ポリ(メタ)アクリレート系樹脂と一緒に他の複数の樹脂を混合しても使用可能である。
 本発明において用いられる(メタ)アクリレート系樹脂を形成するモノマー成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジ(エチレングリコール)エチルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールメチルエーテル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、塩化エチルトリメチルアンモニウム(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、2-アセトアミドメチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3-トリメトキシシランプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、2-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられるが、好ましくは(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートである。
 ポリスチレン系樹脂とは、スチレンモノマーの単独重合物、又はスチレンモノマーと共重合可能な他の不飽和二重結合を有するモノマーを共重合したランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体が挙げられる。さらに、かかるポリマーに他のポリマーを配合したブレンド物やポリマーアロイも含まれる。前記スチレンモノマーの例としては、スチレン、α-メチルスチレン、α-エチルスチレン、α-メチルスチレン-p-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、等の核アルキル置換スチレン、o-クロルスチレン、m-クロルスチレン、p-クロルスチレン、p-ブロモスチレン、ジクロルスチレン、ジブロモスチレン、トリクロルスチレン、トリブロモスチレン等の核ハロゲン化スチレン等が挙げられるが、この中でスチレン、α-メチルスチレンが好ましい。
 これらを単独重合又は共重合することによって本発明で用いられる樹脂は、例えば、ベンジルメタクリレート/エチルアクリレート、又はブチルアクリレート等の共重合体樹脂、またメチルメタクリレート/2-エチルヘキシルメタクリレート等の共重合体樹脂、またメチルメタクリレート/メタクリル酸/ステアリルメタクリレート/アセトアセトキシエチルメタクリレートの共重合体樹脂、またスチレン/アセトアセトキシエチルメタクリレート/ステアリルメタクリレートの共重合体樹脂、また、スチレン/2-ヒドロキシエチルメタクリレート/ステアリルメタクリレートの共重合体、さらには、2-エチルヘキシルメタクリレート/2-ヒドロキシエチルメタクリレート等の共重合体樹脂等が例として挙げられる。
 本発明の発光性組成物及び発光性薄膜における発光材料の含有量は、上記分散剤100質量部に対する好ましい下限が0.001質量部、好ましい上限が50質量部である。上記発光材料の含有量がこの範囲内であると、高い透明性を有し、かつ、光線が照射されることにより高い輝度の画像を表示することができる。上記発光材料の含有量のより好ましい下限は0.01質量部、より好ましい上限は10質量部、更に好ましい下限は0.05質量部、更に好ましい上限は8質量部、特に好ましい下限は0.1質量部、特に好ましい上限は5質量部である。また、本発明の発光性薄膜は、厚さ、0.1nm~1mmの範囲内で適宜用いることができる。
 《発光性粒子》
 本発明の発光性粒子は、本発明の赤外発光化合物を含有することを特徴とする。赤外発光化合物を粒子表面に吸着させた発光性粒子であっても、赤外発光化合物を内包した発光性粒子であってもよい。
 例えば、液体中ポリマー粒子分散液中に赤外発光化合物を凝集させて発光性粒子を作製することができる。また、ポリマー粒子を溶媒に浸漬させた際に、該粒子が溶媒を吸収して体積が膨張する膨潤性ポリマーを用いて、赤外発光化合物を内包した発光性粒子であってもよい。
 ポリマー粒子は、市販品を用いてもよく、従来公知の方法で合成したものを用いてもよい。前記従来公知の方法としては、特に制限されないが、分散重合法、懸濁重合法、乳化重合法等が挙げられ、乳化重合法が好ましい。ポリマーの原料となるモノマーは、前記分散剤として挙げた各種モノマーを使用することができる。
 また、液体中ポリマー分散液中に赤外発光化合物を凝集させる場合の溶媒は特に制限されない。公知の溶媒が使用できる。
 前記ポリマー粒子の体積平均粒子径は、0.01~50μmの範囲内であることが好ましく、0.02~1μmであることがより好ましく、0.04~0.5μmであることがさらに好ましい。
 体積平均粒子径が前記範囲にあることで、得られる発光性粒子を様々な用途に適用できる。前記体積平均粒子径は、具体的には、レーザー回折散乱光粒度分布測定装置、LS13320型にて測定することができる。
 前記ポリマー粒子の重量平均分子量は、1000~1000000の範囲内にあることが好ましく、5000~800000であることがより好ましく、10000~600000であることがさらに好ましい。
 本発明の発光性粒子に含まれるポリマー粒子は、1種でもよく、2種以上でもよいが、通常は、1種である。
 《波長変換膜及び赤外発光面光源》
 本発明の波長変換膜は、本発明の赤外発光化合物を含有することを特徴とする。波長変換膜は赤外発光する赤外発光面光源に適用することができる。
 本発明の赤外発光面光源は、波長変換膜を具備することを特徴とする。本発明の赤外発光面光源は、赤外光を発光する発光部材であって、近赤光領域を含む可視光領域(380~1000nm)、好ましくは近赤光領域を含む緑~赤色領域(495~900nm)、特に好ましくは近赤光領域を含む赤色領域(600~850nm)の範囲内の光を発光する有機EL素子、マイクロLED、又は拡散板と組み合わせたLEDなどの面光源の光を吸収して、近赤外光、例えば、700nmを超え、1500nm以下の領域で発光することが好ましい。
 図1に、本発明の波長変換膜を有する赤外発光面光源の基本的な構成を示す。図1に示す赤外発光面光源1は、可視光発光する面光源2、例えば、赤色発光(R)の有機EL素子上に、赤色発光(R)する面光源2の可視光を近赤外光(IR)に変換する本発明の波長変換膜3の配置した構成である。
 可視光(赤色)発光する面光源は、少なくとも赤色発光する特性を備えた光源であり、好ましくは、均一発光させたときに輝度均一性が70%以上である面光源であり、具体的な面光源としては、有機エレクトロルミネッセンス素子であることが好ましい。
 本発明の波長変換膜を具備する赤外発光面光源の形態としては、可視光(赤色)発光する面光源発光する面光源とは別途に製造し波長変換膜を可視光(赤色)発光する面光源に重ねて用いてもよく、あるいは、波長変換膜を可視光(赤色)発光する面光源上に積層されていてもよい。あるいは、接着剤や封止膜と役割を兼ねていてもよい。本発明の波長変換膜を具備する赤外発光面光源の厚さについても、用途に応じて適宜決定されるが、0.1~1000μmであることがフレキシブル性及び小型化の観点で好ましく、より好ましくは1~500μmの範囲内である。
 本発明の波長変換膜を具備する赤外発光面光源は、生体計測装置、生体認証装置に好適に用いられる。
 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
 〔実施例1〕
 <二面角>
 以下の実施例で用いた本発明の赤外発光化合物13種、比較用化合物R-4~R-6の各々について、二面角を分子軌道計算用ソフトウェアとしてGaussian社製Gaussian09を用いて前述した条件で計算して求めた。結果を表Iに示す。本発明に係る置換基を有しない化合物の場合は「-」と記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000080
 <発光波長及び発光量子収率の測定>
 表Iに示した本発明の赤外発光化合物13種及び比較用化合物R-4~R-6の各々について、溶液中での発光波長及び発光量子収率を、それぞれ以下の方法で評価した。
 (1)溶液中での発光波長及び発光量子収率の評価
 本発明の赤外発光化合物をトルエン溶液中で10-6Mに調整し、常温(300K)でこの試料の発光波長(蛍光スペクトル)を測定した。発光波長の測定には、分光蛍光光度計(日立ハイテクノス社製、F7000)を用いた。また、この溶液の発光量子収率を、絶対PL量子収率測定装置(浜松ホトニクス社製:C11347)を用いて測定した。
 発光波長に関しては、以下の基準で評価した。
 ΔPL(λmax)を以下で定義し、
 ΔPL(λmax)[nm]=(該当する化合物の発光極大波長)-(化合物R-6の発光極大波長)
 発光量子収率は、R-6の発光量子収率を1.0としたときの相対発光量子収率を用いた。測定結果を図3に示す。
 図3は、比較化合物R-6に対する、ΔPLと相対発光量子収率を示すグラフである。
 図3より、本発明の赤外発光化合物13種は比較の化合物R-4~R-6よりも長波長域の発光でも相対発光量子収率の低下が少ないことが分かる。
 (2)薄膜中での発光波長及び発光量子収率の評価
 (2)-1本発明の発光性薄膜の評価
 マトリックス材料であるポリスチレン(ACROS ORGANICS社製、重量平均分子量Mw=260000)と比較化合物のR-4を、トルエン中に質量比で99:1となるように添加し、これらをナスフラスコに入れて80℃に加熱撹拌して十分に溶解させた。
 得られた溶液を、石英基板上に500rpm、30秒の条件下スピンコート法により塗布して薄膜を形成した後、80℃にて10分間乾燥させ、比較化合物R-4を含有する発光性薄膜を作製した。また、比較のR-4を本発明の赤外発光化合物Da-21に変えた以外は同様にして、本発明の発光性薄膜を作製した。常温(300K)でこれらの試料の発光波長(蛍光スペクトル)及び絶対PL量子収率を測定した。発光波長の測定には分光蛍光光度計(日立ハイテクノス社製、F7000)を、絶対PL量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置(浜松ホトニクス社製:C11347)を用いて測定した。比較のR-4発光性薄膜のトルエン溶液中での絶対PL量子収率を1.00としたときのこれらの発光性薄膜の絶対PL量子収率を発光量子収率の相対値として以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000081
 表IIより、比較の化合物R-4を用いた発光性薄膜は、溶液状態より発光量子収率が0.38維持されたのに対し、本発明の赤外発光化合物Da―21を用いた発光性薄膜は、発光量子収率が溶液状態の0.80維持を達成し、濃度消光が著しく抑えられることが分かった。更に、本発明のDa―21の発光性薄膜は比較のR-4の発光性薄膜より20nm以上の長波長の発光を示し、かつ高い発光量子収率を示した。
 (2)-2本発明の発光性薄膜の評価
 比較化合物のR-4を比較化合物のR-7に変えた以外は(2)-1に記載の比較の発光性薄膜と同様にして、比較化合物のR-7を含有する発光性薄膜を作製した。更に、比較のR-7を本発明の赤外発光化合物Da-50とDa-51に変えた以外は同様にして、それぞれ本発明の発光性薄膜膜を作製した。(2)-1と同様にこれらの試料の発光波長(蛍光スペクトル)及び発光量子収率を測定した。それぞれの発光性薄膜のトルエン溶液中での発光量子収率を1.00としたときのこれらの発光性薄膜の発光量子収率の相対値を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000082
 表IIIより、比較の化合物R-7を用いた発光性薄膜は、溶液状態より量子収率が0.46維持したのに対し、本発明の赤外発光化合物を用いた発光性薄膜は、それぞれ発光量子収率がDa―50のときで溶液状態の0.76維持、Da―51のときで0.81維持を達成し、濃度消光が著しく抑えられることが分かった。更に、本発明の発光性薄膜は比較の発光性薄膜より長波長の発光を示し、かつ高い発光量子収率を示した。
 比較の化合物R-8~R-10と本発明の赤外発光化合物を用いた発光性薄膜との比較でも、同様の結果が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 なお、比較化合物R-8、R-9及びR-10は、それぞれ、以下の文献に記載の化合物である。
R-8:Chem.Mater vol20,2008,6208
R-9:J.Phys.Chem.C, 2009,113,1589
R-10:Chem.Eur.J.2009,15,4857
 〔実施例2〕
 <発光性粒子>
 本発明の赤外発光化合物と比較化合物について、発光性粒子中での発光量子収率を測定した。
(1)発光性粒子の作製
 ポリスチレン(PS)粒子分散液(固形分5.2質量%、ポリスチレン粒子の体積平均粒子径0.12μm、分散媒:水)96μLに、水100μL、非イオン性界面活性剤(Kolliphor P407:シグマアルドリッチ製)の2%水溶液50μL、表IVに示した各化合物の0.01mmol/L THF溶液100μLを加え、ポリスチレン粒子と各化合物との混合液を調製した。この混合液を25℃で2分撹拌することでポリスチレン粒子を作製した。
 得られたポリスチレン粒子の分散液を用い、遠心精製法により粒子を沈降させ、上澄み液を除去した後、純水を加えて該粒子を再分散させた。この操作(遠心精製と再分散)を4回繰り返し、各化合物を含む発光性粒子分散液1~6を得た。
 (2)量子収率の評価
 前項で得られたポリスチレン粒子を含む発光性粒子分散液1~6の絶対蛍光量子収率を、蛍光量子収率測定装置(浜松ホトニクス製C11347-01)を用い測定した。それぞれ、本発明のDa-21を含む分散液No4の蛍光量子収率を1.0としたときの相対値を発光量子収率として評価した。
 以上の結果を表IVに示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000084
 表IVから、本発明の化合物は、比較化合物に対してポリマー粒子中で高い発光量子収率を示すことがわかる。
 〔実施例3〕
 <波長変換膜>
 [波長変換膜の作製]
 (波長変換膜3の作製)
 下記の方法に従って、図2に記載の構成からなる波長変換膜3を作製した。
溶媒であるトルエンに、マトリックス材料であるポリスチレン(ACROS ORGANICS社製、重量平均分子量Mw=260000)と本発明の赤外発光化合物Da-53とを、質量比で99:1となるように添加し、これらをナスフラスコに入れて80℃に加熱撹拌して十分に溶解させた。
 次いで、ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン社製、以下、PENと略記する。)の片側の全面に、特開2004-68143号公報に記載の構成の大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、SiOからなる無機物のガスバリアー層を厚さ500nmとなるように形成したガスバリアーフィルム上に、得られた混合溶液をアプリケーターを用いて塗布した。室温で10分乾燥させた後、さらに80℃で10分加熱乾燥を行って発光色素層5を形成した。その後、ガスバリアーフィルム4B上に接着剤層6を塗布・形成し、塗布面と張り合わせ、90℃の加熱条件で真空ラミネーターを用いて封止を行った。その後、110℃で30分加熱処理を行うことにより接着剤を硬化させ、波長変換膜3を作製した。
 (赤外発光面光源の作製)
 赤色発光(R)する面光源である有機EL素子の発光面と、波長変換膜3とを密着させることにより、図1で示す構成の赤外発光面光源1を作製した。
 赤色発光(R)する面光源を発光させることにより、赤色発光(R)する面光源の赤色光が近赤外光に変換されることが確認できた。
 本発明の赤外発光化合物は、長波長の発光と高い発光量子収率を可能とすることができる。このため、本発明の赤外発光化合物を含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び当該波長変換膜を具備する赤外発光面光源に好ましく適用できる。
 1 赤外発光面光源
 2 可視光発光する面光源
 3 波長変換膜
 4A、4B ガスバリアーフィルム
 5 発光色素層
 6 接着剤層
 IR 近赤外光
 R 赤色発光

Claims (16)

  1.  下記式(1a)で表される構造を有することを特徴とする赤外発光化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     (式(1a)において、
    Ar及び環Aは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
    Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
    は、Arと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。
    太線は、単結合又は二重結合を表す。)
  2.  前記式(1a)で表される構造が、下記式(1b)又は式(1c)で表される構造であることを特徴とする請求項1に記載の赤外発光化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     (式(1b)及び式(1c)において、
    Arは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
    環Bは、芳香族六員環を表す。
    環Cは、芳香族五員環を表す。
    は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれる原子を表す。
    は、それぞれ独立に、炭素原子及び窒素原子から選ばれる原子を表す。
    Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
    は、Arと環Bの二面角が45度以上となる基を表す。またRは、Arと環Cの二面角が45度以上となる基を表す。
    11は、置換基を表し、隣接するRと、又は複数のR11同士が環を形成していてもよい。
    n1は、0~4の整数を表す。n2は、0~3の整数を表す。)
  3.  前記式(1a)で表される構造が、下記式(1d)又は式(1e)で表される構造であることを特徴とする請求項1に記載の赤外発光化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     (式(1d)及び式(1e)において、
    Arは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
    環Bは、芳香族六員環を表す。
    は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれる原子を表す。
    Q-Arは、赤外発光性残基を表す。
    は、Arと環Bの二面角が45度以上となる基を表す。
    及びR11は、それぞれ独立に、置換基を表し、R11と隣接するR若しくはRと、又は複数のR11同士が環を形成していてもよい。
    n3及びn4は、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。)
  4.  前記Rが、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物。
  5.  前記R11が、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の赤外発光化合物。
  6.  前記Rが、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、フェノキシ基、アルキルチオ基、カルボニル基又はカルボキシ基を表すことを特徴とする請求項3に記載の赤外発光化合物。
  7.  前記Q-Arで表される赤外発光性残基が、スクアリリウム色素、ベンゾビスチアジアゾールを含む色素、チアジアゾロキノキサリンを含む色素、ピロメテン色素又はシアニン色素の残基であることを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物。
  8.  前記式(1a)で表される構造を有する化合物が、下記一般式(2a)、(3a)、(4a)、(5a)、(6a)、(7a)又は(8a)で表される構造を有する化合物であることを特徴とする、請求項1に記載の赤外発光化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     (一般式(2a)~一般式(8a)において、
    環D及び環Eは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、NHCORa(Raは炭化水素基を表す。)基、NHSORb(Rbは炭化水素基を表す。)基又はNHPO(ORf)(ORg)(Rf及びRgは、それぞれ独立に、炭化水素基を表す。)基で置換されていてもよいアリール環を表す。
    環F及び環Gは、それぞれ独立に、アリール環を表す。
    ~Lは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又は単結合を表す。Xは、アリール基で置換されていてもよい炭素原子又は窒素原子を表す。
    及びRは、それぞれ独立に、スルホ基で置換されていてもよいアルキル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
    は、水素原子又はアリール基を表し、R又はRがアルキル基を表すとき、R又はRと連結してシクロアルケン環を形成してもよい。
    INDで表される部分がカチオン部である場合、Xは対アニオンを表し、pは電荷を中和するために必要な数を表し、式中のINDで表される部分がアニオン部である場合、Xは対カチオンを表し、pは電荷を中和するために必要な数を表し、式中のINDで表される部位の電荷が分子内で中和されている場合、pは0である。
    Ar及びArは、6員環からなるアリール基又は5員環若しくは6員環からなるヘテロアリール基を表し、これらの基は2個以上の環からなっていてもよい。
    及びXは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表しは、水素原子又は電子吸引基を表す。
    ~Rは、それぞれ独立に、シアノ基、ハロゲン、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキニル基、置換されていてもよいアリール基又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。
    Ar及びArは6員環からなるアリール基又は5員環若しくは6員環からなるヘテロアリール基を表し、これらの基は2個以上の環からなっていてもよい。
    環Aは、それぞれ独立に、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
    は、それぞれ環Aが結合しているピロール環又はベンゼン環との二面角が45度以上となる基を表す。
    太線は、単結合又は二重結合を表す。
    Zは、下記式(z)又は置換基を表し、少なくとも一つは、式(Z)を表す。
    n5は、1~4の整数を表す。n6は、1~4の整数を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     (式(Z)中、環Aは、アリール環、ヘテロアリール環又はそれらの縮合環を表す。
    *は、式(1a)の発光性残基中のArとの結合部位を表す。
    は、Arと環Aの二面角が45度以上となる基を表す。
    太線は、単結合又は二重結合を表す。)
  9.  前記式(1a)で表される構造が、下記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物であることを特徴とする請求項1に記載の赤外発光化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     (一般式(2b)において、
    a~Rd、Ra~Rd、R22~R24、R32~R34、R42~R44、R52~R54及びR63~R66は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表すが、RaとRa、RbとRb、RcとRc、及びRdとRdの組み合わせの少なくとも一つは、ともに水素原子であることはない。
    aはR22と、RaはR24と、RbはR32と、RbはR34と、RcはR42と、RcはR44と、RdはR52と、及びRdはR54と環構造を形成していてもよい。
    環H及び環Iは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、アルコキシ基、NHCORa(Raは炭化水素基を表す。)基、NHSORb(Rbは炭化水素基を表す。)基又はNHPO(ORf)(ORg)(Rf及びRgは、それぞれ独立に、炭化水素基を表す。)基で置換されていてもよいアリール環を表す。)
  10.  前記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、前記Ra~Rd及びRa~Rdは同一で、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミノ基、アリール基又はヘテロアリール基を表すことを特徴とする請求項9に記載の赤外発光化合物。
  11.  前記一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、前記環Hと環Iは同一で、ヒドロキシ基を有するアリール基を表し、前記R23、R33、R43及びR53は、それぞれRa~Rd及びRa~Rdと同一又は水素原子を表すが、前記RaとRa、RbとRb、RcとRc、RdとRdの組み合わせの少なくとも一つは、ともに水素原子であることはなく、前記R22、R24、R32、R34、R42、R44、R52及びR54は、水素原子を表すことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の赤外発光化合物。
  12.  前記式一般式(2b)で表される構造を有するスクアリリウム化合物において、環Hと環Iは同一で、ヒドロキシ基を有するアリール基を表し、前記RaはR22と、RaはR24と、RbはR32と、RbはR34と、RcはR42と、RcはR44と、RdはR52と、RdはR54と、それぞれ結合し、炭素鎖で5員環又は6員環構造を形成していることを特徴とする請求項9に記載の赤外発光化合物。
  13.  請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物を含有することを特徴とする発光性薄膜。
  14.  請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物を含有することを特徴とする発光性粒子。
  15.  請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の赤外発光化合物を含有することを特徴とする波長変換膜。
  16.  請求項15に記載の波長変換膜を具備することを特徴とする赤外発光面光源。
PCT/JP2020/007000 2019-02-22 2020-02-21 赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源 Ceased WO2020171199A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021502174A JP7517322B2 (ja) 2019-02-22 2020-02-21 赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源
US17/430,719 US12410366B2 (en) 2019-02-22 2020-02-21 Infrared-emitting compound, and luminescent thin film, luminescent particle, wavelength conversion film and infrared-emitting surface light source containing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019030899 2019-02-22
JP2019-030899 2019-02-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020171199A1 true WO2020171199A1 (ja) 2020-08-27

Family

ID=72144049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/007000 Ceased WO2020171199A1 (ja) 2019-02-22 2020-02-21 赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12410366B2 (ja)
JP (1) JP7517322B2 (ja)
WO (1) WO2020171199A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021145052A1 (ja) * 2020-01-16 2021-07-22 コニカミノルタ株式会社 発光部材、発光性化合物及び光電変換部材
JPWO2020171199A1 (ja) * 2019-02-22 2021-12-23 コニカミノルタ株式会社 赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源
US20220185974A1 (en) * 2019-03-19 2022-06-16 Konica Minolta, Inc. Wavelength conversion film, wavelength conversion device, light-emitting member, authentication device, wristband-type electronic device and biometric device
CN114656493A (zh) * 2022-03-15 2022-06-24 华南理工大学 一种具有聚集诱导发光、近红外发射荧光染料吡咯并吡咯菁类化合物及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4019522B1 (en) * 2020-12-28 2023-09-27 Centre national de la recherche scientifique New derivatives of pyrrolopyrrole cyanines and uses thereof
EP4590653A1 (de) * 2022-09-22 2025-07-30 Merck Patent GmbH Stickstoffenthaltende heterocyclen für organische elektrolumineszenzvorrichtungen
CN119894856A (zh) * 2022-09-22 2025-04-25 默克专利有限公司 用于有机电致发光器件的含氮化合物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018207776A1 (ja) * 2017-05-08 2018-11-15 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置
WO2020054627A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 コニカミノルタ株式会社 スクアリリウム化合物、発光性組成物及び発光性フィルム

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03288860A (ja) * 1990-04-06 1991-12-19 Citizen Watch Co Ltd 電子写真用感光体
JP2008145480A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Konica Minolta Holdings Inc 光学フィルター用組成物、光学フィルター及びディスプレイ用前面フィルター
ES2700141T3 (es) * 2007-08-02 2019-02-14 Gilead Biologics Inc Anticuerpos inhibidores LOXL2 y usos de los mismos
JP5380019B2 (ja) * 2008-03-30 2014-01-08 富士フイルム株式会社 赤外線吸収性化合物および該化合物からなる微粒子
CN102372670B (zh) * 2010-08-20 2014-02-26 清华大学 一种含芳基吡啶基团的芳胺类化合物及其应用
EP2613610A4 (en) * 2010-09-03 2015-05-20 Adeka Corp COLOR CONVERSION FILTER
EP2673321A2 (en) * 2011-02-09 2013-12-18 Stephen R. Forrest Organic photosensitive devices comprising aryl squaraines and methods of making the same
DE102014105142B4 (de) * 2014-04-10 2021-09-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Licht emittierende Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Licht emittierenden Vorrichtung
JPWO2017026446A1 (ja) * 2015-08-10 2018-07-05 日本電気株式会社 装着体、認証装置、認証方法およびプログラム
JP6809240B2 (ja) * 2017-01-13 2021-01-06 セイコーエプソン株式会社 化合物、発光素子用化合物、発光素子、発光装置、光源、認証装置および電子機器
TW201841442A (zh) * 2017-02-14 2018-11-16 日商松下知識產權經營股份有限公司 安裝金屬配件、連接器、插頭及連接系統
KR102103804B1 (ko) * 2017-03-23 2020-04-23 삼성에스디아이 주식회사 신규한 화합물, 코어-쉘 염료 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물
WO2018186462A1 (ja) * 2017-04-07 2018-10-11 コニカミノルタ株式会社 蛍光発光性化合物、有機材料組成物、発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JP7073382B2 (ja) * 2017-08-10 2022-05-23 日本化薬株式会社 ジベンゾピロメテンホウ素キレート化合物、近赤外光吸収材料、薄膜及び有機エレクトロニクスデバイス
JP7045456B2 (ja) * 2018-07-13 2022-03-31 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子及び画像表示装置
US20220059790A1 (en) * 2018-09-14 2022-02-24 Konica Minolta, Inc. Light-emitting member, biological authentication device, wrist-band type electronic apparatus, and biological measurement device
US11774653B2 (en) * 2019-01-16 2023-10-03 Konica Minolta, Inc. Wavelength conversion film, light-emitting member, authentication device, wristband type electronic apparatus and biometric device
US12410366B2 (en) * 2019-02-22 2025-09-09 Konica Minolta, Inc. Infrared-emitting compound, and luminescent thin film, luminescent particle, wavelength conversion film and infrared-emitting surface light source containing same
JP7435590B2 (ja) * 2019-03-19 2024-02-21 コニカミノルタ株式会社 波長変換膜、波長変換装置、発光部材、認証装置、リストバンド型電子機器及び生体計測装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018207776A1 (ja) * 2017-05-08 2018-11-15 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置
WO2020054627A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 コニカミノルタ株式会社 スクアリリウム化合物、発光性組成物及び発光性フィルム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020171199A1 (ja) * 2019-02-22 2021-12-23 コニカミノルタ株式会社 赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源
JP7517322B2 (ja) 2019-02-22 2024-07-17 コニカミノルタ株式会社 赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源
US20220185974A1 (en) * 2019-03-19 2022-06-16 Konica Minolta, Inc. Wavelength conversion film, wavelength conversion device, light-emitting member, authentication device, wristband-type electronic device and biometric device
WO2021145052A1 (ja) * 2020-01-16 2021-07-22 コニカミノルタ株式会社 発光部材、発光性化合物及び光電変換部材
CN114656493A (zh) * 2022-03-15 2022-06-24 华南理工大学 一种具有聚集诱导发光、近红外发射荧光染料吡咯并吡咯菁类化合物及其制备方法
CN114656493B (zh) * 2022-03-15 2023-11-28 华南理工大学 一种具有聚集诱导发光、近红外发射荧光染料吡咯并吡咯菁类化合物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US12410366B2 (en) 2025-09-09
US20220135874A1 (en) 2022-05-05
JPWO2020171199A1 (ja) 2021-12-23
JP7517322B2 (ja) 2024-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7517322B2 (ja) 赤外発光化合物、それを含有する発光性薄膜、発光性粒子、波長変換膜及び赤外発光面光源
US11877506B2 (en) Polycyclic aromatic compound
Ge et al. Efficient and stable narrowband pure-red light-emitting diodes with electroluminescence efficiencies exceeding 43%
JP6383538B2 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
JP6472383B2 (ja) 発光材料、並びに、これを用いた遅延蛍光体および有機発光素子
CN108603957B (zh) 颜色转换片、包含其的光源单元、显示器及照明装置
CN107614659A (zh) 吡咯亚甲基硼络合物、颜色转换组合物、颜色转换膜以及包含其的光源单元、显示器及照明
WO2015137202A1 (ja) 有機発光素子、ホスト材料、発光材料および化合物
KR102384506B1 (ko) 피로메텐붕소 착체, 색변환 조성물, 색변환 필름, 광원 유닛, 디스플레이, 조명 장치 및 발광 소자
JP6690721B2 (ja) 色変換組成物、色変換フィルムならびにそれを含む光源ユニット、ディスプレイおよび照明
WO2015133501A1 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
JP6795087B2 (ja) 含窒素化合物およびこれを含む色変換フィルム
WO2021192795A1 (ja) 色変換組成物、色変換フィルム、それを含む光源ユニット、ディスプレイおよび照明ならびに化合物
Kukhta et al. Achieving conformational control in room-temperature phosphorescence and thermally activated delayed fluorescence emitters by functionalization of the central core
JP2020529984A (ja) 含窒素環化合物およびこれを含む色変換フィルム
WO2020054627A1 (ja) スクアリリウム化合物、発光性組成物及び発光性フィルム
TW201936616A (zh) 化合物、含有其的組成物、使用其的成形體以及發光裝置
WO2022070877A1 (ja) 色変換シートならびにそれを含む光源ユニット、ディスプレイおよび照明装置
JP6581364B2 (ja) 三重項除去剤、薄膜、レーザー発振素子および化合物
WO2022255173A1 (ja) 色変換組成物、色変換シート、それを含む光源ユニット、ディスプレイおよび照明装置
CN117295983A (zh) 颜色转换片、包含其的光源单元、显示器及照明装置
JP6891381B2 (ja) 化合物、これを含む色変換フィルム、バックライトユニットおよびディスプレイ装置
JP2022120460A (ja) 発光性化合物、発光性組成物、発光性薄膜及び発光性粒子
Liu et al. Unlocking room-temperature phosphorescence in curved corannulene scaffolds via multi-esterification and phenyl bridging
Shan et al. Benzimidazole‐Based Dual‐State Luminophores with Acid Responsiveness and Thermo‐Switchable Emission in Phase‑Change Matrix

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20760167

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021502174

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20760167

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 17430719

Country of ref document: US