CN117916636A - 颜色转换构件、包含其的光源单元、显示器及照明装置 - Google Patents
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Abstract
作为本发明的一方式的颜色转换构件是将入射光转换为波长与该入射光不同的光的颜色转换构件,其至少包含以下的(A)层及(B)层。前述(A)层为含有至少一种放出延迟荧光的有机发光材料、和粘合剂树脂的颜色转换层。前述(B)层是氧透过度为1.0cc/m2·天·atm以下的层。
Description
技术领域
本发明涉及颜色转换构件、包含其的光源单元、显示器及照明装置。
背景技术
基于颜色转换方式的多色化技术在液晶显示器、有机EL显示器、照明装置等中的应用受到积极研究。颜色转换表示将来自发光体的发光转换为更长波长的光,例如可举出将蓝色发光转换为绿色、红色发光等。
通过将具有该颜色转换功能的组合物(以下,称为颜色转换组合物)片材化、例如与蓝色光源组合,从而能够从蓝色光源得到蓝色、绿色、红色的三原色,即能够得到白色光。通过将这样的由蓝色光源和具有颜色转换功能的片材(以下,称为颜色转换片)组合而成的白色光源作为背光单元等光源单元,并将该光源单元、液晶驱动部分和滤色器组合,从而能够制作全色显示器。另外,组合有蓝色光源和颜色转换片的白色光源也能够直接用作LED照明等的白色光源(照明装置)。
作为利用颜色转换方式的液晶显示器的课题,可举出颜色再现性和耐久性的提高。为了提高颜色再现性,使光源单元的蓝色、绿色、红色的各发光光谱的半值宽度变窄来提高蓝色、绿色、红色各色的色纯度是有效的。作为解决其的手段,提出了将基于无机半导体微粒的量子点用作颜色转换组合物的成分的技术(例如,参见专利文献1)。
另外,还提出了代替量子点而使用镉等毒性元素的担忧少的有机物的发光材料作为颜色转换组合物的成分的技术。作为使用有机发光材料作为颜色转换组合物的成分的技术的例子,例如,提出了含有吡咯亚甲基化合物(日文:ピロメテン化合物)的颜色转换材料(例如,参见专利文献2及3)。另外,作为提高耐久性的技术,提出了通过阻隔氧来提高耐久性的技术(例如,参见专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-22028号公报
专利文献2:日本特开2010-61824号公报
专利文献3:日本特开2014-136771号公报
专利文献4:国际公开第2017/057287号
发明内容
发明所要解决的课题
以往,利用专利文献4中记载的技术,能够得到颜色再现性优异、耐久性优异的颜色转换构件。然而,近年来,伴随4K、8K这样的高精细化、高动态范围(HDR)及由区域调光带来的高对比度化,液晶显示器的光源单元所要求的照度提高,对于颜色转换构件,也要求更高的耐久性。对于上述的专利文献4中记载的技术而言,耐久性仍不充分。
本发明所要解决的课题在于,在背光单元等光源单元、液晶显示器等显示器、LED照明等照明装置所使用的颜色转换构件中,同时实现颜色再现性的提高和耐久性的提高。特别地,本发明的目的在于提供同时实现高色纯度的发光和高的耐久性的颜色转换构件。
用于解决课题的手段
即,为了解决上述课题并达成目的,本发明涉及的颜色转换构件是将入射光转换为波长与该入射光不同的光的颜色转换构件,其特征在于,该颜色转换构件至少包含以下的(A)层及(B)层,前述(A)层为含有至少一种放出延迟荧光的有机发光材料、和粘合剂树脂的颜色转换层,前述(B)层是氧透过度为1.0cc/m2·天·atm以下的层。
发明的效果
本发明涉及的颜色转换构件由于同时实现高色纯度的发光和高的耐久性,因此发挥能够同时实现颜色再现性的提高和耐久性的提高这样的效果。
附图说明
[图1]图1为示出本发明的实施方式涉及的颜色转换构件的第一例的示意截面图。
[图2]图2为示出本发明的实施方式涉及的颜色转换构件的第二例的示意截面图。
[图3]图3为示出本发明的实施方式涉及的颜色转换构件的第三例的示意截面图。
具体实施方式
以下,对本发明涉及的颜色转换构件、包含其的光源单元、显示器及照明装置的优选实施方式具体地进行说明,但本发明并不限于以下的实施方式,可根据目的、用途进行各种变更后实施。
<颜色转换构件>
本发明的实施方式涉及的颜色转换构件是将来自光源等发光体的入射光转换为波长与该入射光不同的光的构件。此处,所谓“转换为波长与入射光不同的光”,优选将入射光转换为相比于该入射光为长波长的光。
以下,将在500nm以上且小于580nm的区域观测到峰值波长的发光称为“绿色的发光”,将在580nm以上750nm以下的区域观测到峰值波长的发光称为“红色的发光”。
本发明的实施方式涉及的颜色转换构件是至少包含以下的(A)层及(B)层的层叠构件。(A)层为含有有机发光材料和粘合剂树脂的颜色转换层。该有机发光材料包含后述的至少一种“放出延迟荧光的有机发光材料”。(B)层是氧透过度为1.0cc/m2·天·atm以下的层,即具有氧阻隔性的氧阻隔层。在该颜色转换构件内,可以包含一层或多层(A)层,也可以包含一层或多层(B)层。另外,这些(A)层及(B)层可以各自包含多层。该情况下,各(A)层彼此可以为相互之间组成、形态相同的层,也可以为不同的层,各(B)层彼此可以为相互之间组成、形态相同的层,也可以为不同的层。
另外,本发明的实施方式涉及的颜色转换构件(以下,有时简记为本发明的颜色转换构件)只要包含作为颜色转换层的(A)层和作为氧阻隔层的(B)层即可,作为其层叠结构,可以采取各种结构。例如,作为本发明的颜色转换构件的代表性结构例,可举出以下的三种。
图1为示出本发明的实施方式涉及的颜色转换构件的第一例的示意截面图。如图1所示,该第一例的颜色转换构件1A具备基材层10、(A)层11、和(B)层12,并成为这些层的层叠体。在该颜色转换构件1A的结构例中,在基材层10之上层叠有(A)层11,在该(A)层11之上层叠有(B)层12。
图2为示出本发明的实施方式涉及的颜色转换构件的第二例的示意截面图。如图2所示,该第二例的颜色转换构件1B具备基材层10、(A)层11、和多个(本实施方式中为两个)(B)层12,成为(A)层11由多个(B)层12夹持的层叠体。该颜色转换构件1B的结构例中,(A)层11及(B)层12以(B)层/(A)层/(B)层的顺序层叠,这些(A)层11及(B)层12的层叠体形成于基材层10之上。例如,在基材层10之上层叠第一个(B)层12,在该(B)层12之上层叠(A)层11,在该(A)层11之上层叠第二个(B)层12。
图3为示出本发明的实施方式涉及的颜色转换构件的第三例的示意截面图。如图3所示,该第三例的颜色转换构件1C具备多个(本实施方式中为两个)基材层10、(A)层11、和多个(本实施方式中为两个)(B)层12。该颜色转换构件1C的结构例中,形成由这些多个基材层10及(B)层12夹持(A)层12的层叠体。具体而言,(A)层11由多个(B)层12夹持,并且,这些(A)层11与多个(B)层12的层叠体由多个基材层10夹持。例如如图3所示,这样的颜色转换构件1C具有在上述的第二例的颜色转换构件1B中的第二个(B)层12之上层叠第二个基材层10而成的层叠结构。
在上述的图1~3中,示例了:具备作为颜色转换层的(A)层11和作为氧阻隔层的(B)层12各一个的颜色转换构件1A;或者,具备由两个(B)层12夹持一个(A)层11而得的层叠体的颜色转换构件1B、1C,但本发明的颜色转换构件的层叠结构不限于这些。例如,本发明的颜色转换构件内的(A)层11与(B)层12的层叠结构可以如(B)层/(A)层/(A)层、(B)层/(B)层/(A)层、(B)层/(B)层/(A)层/(A)层这样,(A)层11、(B)层12在层叠方向上连续。此外,作为该层叠结构,也可举出(B)层12连续地覆盖(A)层11的整体而成的结构。
需要说明的是,上述的颜色转换构件的构成为示例,本发明的颜色转换构件的具体构成不限于上述的构成。通过由以下的说明导入的事项而适当施加了变更的颜色转换构件的构成也包括在本发明的范畴中。
<(A)层>
(A-1.有机发光材料)
本发明中,(A)层(例如图1~3所示的(A)层11)为颜色转换层,包含至少一种有机发光材料。此处,本发明中的发光材料是指,当被照射某种光时,发出波长与该光的波长不同的光的材料。
为了实现高效率的颜色转换,发光材料优选显示出量子产率高的发光特性。通常,作为发光材料,可举出无机荧光体、荧光颜料、荧光染料、量子点等已知的发光材料。但是,本发明中,从分散的均匀性、使用量的降低及环境负荷的降低的观点考虑,作为(A)层中的发光材料,优选使用有机发光材料。
在许多有机发光材料中,本发明的(A)层包含放出延迟荧光的有机发光材料。此处,关于放出延迟荧光的有机发光材料,《最先端の有機EL(最尖端的有机EL)》(安达千波矢、藤本弘编,CMC出版发行)的87页~103页中进行了解说。在该文献中,作了如下说明:通过使发光材料的激发单重态与激发三重态的能级接近,通常以高效率产生从跃迁概率低的激发三重态向激发单重态的反向能量转移,而显现出热活化延迟荧光(ThermallyActivated delayed Fluorescence,TADF)。进而,该文献中的图5中说明了延迟荧光的产生机理。延迟荧光的发光可通过过渡PL(Photo Luminescence;光致发光)测定来确认。
另外,有报道称:通过使发光材料的激发单重态的能级与激发三重态的能级一致,能够使从激发三重态向激发单重态的逆能量转移高速化(Nature Photonics volume 14,pages643-49(2020))。进而,发光材料的激发三重态的能级比激发单重态的能级高的化合物的研究也在积极进行。
本说明书中,将包括呈现热活化延迟荧光的有机发光材料在内、以高效率从激发三重态向激发单重态跃迁并放出荧光的有机发光材料表述为“放出延迟荧光的有机发光材料”。另外,以下,有时将该“放出延迟荧光的有机发光材料”简记为“延迟荧光材料”。
通常,荧光发光从发光材料被光激发后生成的激发单重态放出,通过系间窜越产生的发光材料的激发三重态若在室温环境下则发生热失活。因此,荧光不会从该发光材料的激发三重态放出。另一方面,如上所述,关于延迟荧光材料,即使生成激发三重态,也会在快速地转换成激发单重态后放出荧光,因此在通常的荧光发光材料中,未能有助于发光的激发三重态也能有助于荧光发光。因此,能够得到高效率的发光。
另外,如后文所述,有机发光材料的激发三重态可成为该有机发光材料劣化的主要原因。但是,延迟荧光材料能够将激发三重态快速地转换成激发单重态,因此能够期待显示优异的耐久性。即,为了呈现高耐久性,延迟荧光材料的从激发三重态向激发单重态的反系间窜越越快越好。例如,该反系间窜越的速度常数优选1.0×102s-1以上。
作为使激发单重态的能级与激发三重态的能级接近的分子设计,有效的是在同一分子内使供电子性骨架与受电子性骨架键合。由此,能够在分子内使HOMO(Highestoccupied molecular orbital;最高占据分子轨道)轨道与LUMO(Lowest unoccupiedmolecular orbital;最低未占分子轨道)轨道分离。供电子性骨架与受电子性骨架可以直接键合,也可以介由连接基团键合。作为此时的连接基团,优选包含芳香族烃的骨架。
作为供电子性骨架,例如可举出具有胺氮原子的骨架。其中,优选包含二芳基胺、三芳基胺的骨架、包含咔唑的骨架、包含苯并咔唑的骨架、包含吲哚并咔唑的骨架、包含吩噁嗪的骨架、以及包含吩噻嗪的骨架。这些之中,更优选包含咔唑的骨架、包含苯并咔唑的骨架、包含吲哚并咔唑的骨架、以及包含吩噁嗪的骨架,进一步优选包含咔唑的骨架、以及包含吩噁嗪的骨架。
另一方面,作为受电子性骨架,通常可举出包含具有吸电子性的取代基(即吸电子基)的骨架。所谓吸电子基,也被称为电子接受性基团,在有机电子理论中,为通过诱导效应、共振效应而从经取代的原子团中吸引电子的原子团。作为吸电子基,可举出作为哈米特法则的取代基常数(σp(对位))而取正值的吸电子基。哈米特法则的取代基常数(σp(对位))可引用自化学便览基础编修订5版(II-380页)。需要说明的是,虽然也具有苯基也取正值的例子,但在本发明中,吸电子基不包括苯基。
作为吸电子基的例子,例如,可举出-F(σp:+0.20)、-Cl(σp:+0.28)、-Br(σp:+0.30)、-I(σp:+0.30)、-CO2R12(σp:R12为乙基时+0.45)、-CONH2(σp:+0.38)、-COR12(σp:R12为甲基时+0.49)、-CF3(σp:+0.51)、-SO2R12(σp:R12为甲基时+0.69)、-NO2(σp:+0.81)等。R12各自独立地表示氢原子、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳香族烃基、取代或未取代的成环原子数5~30的杂环基、取代或未取代的碳原子数1~30的烷基、取代或未取代的碳原子数1~30的环烷基。作为这些各基团的具体例,可举出与后述的通式(2)或通式(3)表示的化合物中的取代基相同的例子。
在包含吸电子基的骨架之中,优选包含具有碳原子和氮原子以双键键合的部分结构的杂芳基的骨架、包含经氟化的取代基的骨架、包含氰基的骨架、包含羰基的骨架、包含亚砜或二亚砜的骨架、以及包含氧化膦基的骨架等。这些之中,从延迟荧光材料的稳定性的观点考虑,更优选包含具有碳原子和氮原子以双键键合的部分结构的杂芳基的骨架、包含经氟化的取代基的骨架、以及包含氰基的骨架。
在包含具有碳原子和氮原子以双键键合的部分结构的杂芳基的骨架中,具体而言,优选包含吡啶、嘧啶、吡嗪、三嗪、喹啉、喹喔啉、喹唑啉、或菲咯啉的骨架。这些之中,更优选包含嘧啶、三嗪、喹喔啉、或喹唑啉的骨架,更进一步优选包含三嗪的骨架。
在包含经氟化的取代基的骨架中,更优选包含氟化芳基、或氟烷基的骨架。作为包含氟化芳基的骨架,优选包含经氟化的苯环的骨架,具体而言,更优选包含氟苯、二氟苯、三氟苯、四氟苯或五氟苯的骨架。作为包含氟烷基的骨架,优选包含被三氟甲基取代的苯环的骨架,这些之中,更优选包含单(三氟甲基)苯或双(三氟甲基)苯的骨架。
在具有氰基的骨架中,更优选包含氰基苯、二氰基苯、三氰基苯的骨架。
将如上所述的使供电子性骨架与受电子性骨架键合而成的化合物的一例示于以下,但该化合物并不特别限定于这些。需要说明的是,根据过去的文献已知此处所示的化合物会放出延迟荧光。
[化学式1]
另外,作为延迟荧光材料,除上述使供电子性骨架与受电子性骨架键合而成的化合物以外,优选包含下述的通式(1)表示的部分结构的化合物。
[化学式2]
通式(1)中,B为硼原子,N为氮原子,C为碳原子。n为0以上2以下的整数。n为0的情况下,通式(1)表示的部分结构表示B与N的直接键合结构。
在包含通式(1)表示的部分结构的延迟荧光材料中,供电子性的氮原子与受电子性的硼原子在分子内配置于相近的位置。这样的延迟荧光材料是能够利用多重共振效应使HOMO轨道与LUMO轨道分离的化合物。通过将延迟荧光材料的HOMO轨道与LUMO轨道明确地分离,从而能够使该延迟荧光材料的激发单重态的能级与激发三重态的能级更接近,由此,能够容易地放出延迟荧光。为了使激发单重态的能级与激发三重态的能级更接近,延迟荧光材料优选在分子内包含2个以上的通式(1)表示的部分结构的化合物。
另外,在延迟荧光材料中,若其π共轭体系扩张,则更高效地从激发三重态向激发单重态发生反系间窜越。因此,延迟荧光材料的π共轭体系扩张是优选的。从这样的观点考虑,延迟荧光材料优选包含下述的通式(2)或通式(3)表示的化合物。
[化学式3]
通式(2)或通式(3)中,环Za、环Zb及环Zc各自独立地为取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳环、或者取代或未取代的成环碳原子数6~30的杂芳环。
通式(2)中,Z1及Z2各自独立地为氧原子、NRa(具有取代基Ra的氮原子)或硫原子。Z1为NRa的情况下,取代基Ra可以与环Za或环Zb键合而形成环。Z2为NRa的情况下,取代基Ra可以与环Za或环Zc键合而形成环。E为硼原子、磷原子、SiRa(具有取代基Ra的硅原子)或P=O。
通式(3)中,E1及E2各自独立地为BRa(具有取代基Ra的硼原子)、PRa(具有取代基Ra的磷原子)、SiRa2(具有2个取代基Ra的硅原子)、P(=O)Ra2(具有2个取代基Ra的氧化膦)或P(=S)Ra2(具有2个取代基Ra的硫化膦)、S(=O)或S(=O)2。E1为BRa、PRa、SiRa2、P(=O)Ra2或P(=S)Ra2的情况下,取代基Ra可以与环Za或环Zb键合而形成环。E2为BRa、PRa、SiRa2、P(=O)Ra2或P(=S)Ra2的情况下,取代基Ra可以与环Za或环Zc键合而形成环。
上述的取代基Ra各自独立地为从氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的链烯基、取代或未取代的环烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、羟基、硫醇基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烷基硫基、取代或未取代的芳基醚基、取代或未取代的芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、取代或未取代的羰基、取代或未取代的羧基、取代或未取代的氧基羰基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的氨基甲酰基、取代或未取代的酰胺基、磺酰基、取代或未取代的磺酸酯基、取代或未取代的磺酰胺基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的亚氨基、硝基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的硅氧烷基、取代或未取代的硼烷基、取代或未取代的氧化膦基、以及在与相邻取代基之间形成的稠环及脂肪族环之中选择的取代基。另外,取代基Ra可以被这些所选择的取代基进一步取代。
另外,该通式(2)或通式(3)表示的化合物中,优选在分子内包含2个以上的、上述的通式(1)表示的部分结构。
在上述所有基团中,氢可以为氘。这在以下说明的化合物或其部分结构中也同样。另外,本说明书中,例如所谓碳原子数6~40的取代或未取代的芳基,是指芳基中取代的取代基中包含的碳原子数也包括在内、为碳原子数6~40的芳基。规定了碳原子数的其他取代基也与此相同。
“取代或未取代的”这一情况下的“未取代”是指氢原子或氘原子进行了取代。在以下说明的化合物或其部分结构中,“取代或未取代的”这一情况也与上述相同。
另外,在上述所有基团中,作为被取代的情况下的取代基,为烷基、环烷基、杂环基、链烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、氧基羰基、酰胺基、磺酰基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基(日文:ボリル基)或氧化膦基。另外,这些取代基可以进一步被上述取代基取代。
烷基表示例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等饱和脂肪族烃基,其可以具有或不具有取代基。被取代的情况下追加的取代基没有特别限制,例如可举出烷基、卤素、芳基、杂芳基等,这一点在以下记载中也通用。另外,烷基的碳原子数没有特别限定,从获取的容易性、成本的方面考虑,优选1以上20以下,更优选1以上8以下的范围。
环烷基表示例如环丙基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和脂环式烃基,其可以具有或不具有取代基。烷基部分的碳原子数没有特别限定,优选3以上20以下的范围。
杂环基表示例如吡喃环、哌啶环、环状酰胺等在环内具有碳以外的原子的脂肪族环,其可以具有或不具有取代基。杂环基的碳原子数没有特别限定,优选2以上20以下的范围。
链烯基表示例如乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含双键的不饱和脂肪族烃基,其可以具有或不具有取代基。链烯基的碳原子数没有特别限定,优选2以上20以下的范围。
环烯基表示例如环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等包含双键的不饱和脂环式烃基,其可以具有或不具有取代基。环烯基的碳原子数没有特别限定,优选3以上20以下的范围。
炔基表示例如乙炔基等包含三键的不饱和脂肪族烃基,其可以具有或不具有取代基。炔基的碳原子数没有特别限定,优选2以上20以下的范围。
烷氧基表示例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等介由醚键而键合有脂肪族烃基的官能团,该脂肪族烃基可以具有或不具有取代基。烷氧基的碳原子数没有特别限定,优选1以上20以下的范围。
烷基硫基是指烷氧基的醚键的氧原子被硫原子取代而成的基团。烷基硫基的烃基可以具有或不具有取代基。烷基硫基的碳原子数没有特别限定,优选1以上20以下的范围。
芳基醚基表示例如苯氧基等介由醚键而键合有芳香族烃基的官能团,芳香族烃基可以具有或不具有取代基。芳基醚基的碳原子数没有特别限定,优选6以上40以下的范围。
芳基硫醚基是指芳基醚基的醚键的氧原子被硫原子取代而成的基团。芳基硫醚基中的芳香族烃基可以具有或不具有取代基。芳基硫醚基的碳原子数没有特别限定,优选6以上40以下的范围。
芳基表示例如苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、苯并芴基、二苯并芴基、菲基、蒽基、苯并菲基、苯并蒽基、基、芘基、荧蒽基(fluoranthenyl group)、苯并菲基(triphenylenyl group)、苯并荧蒽基、二苯并蒽基、苝基、螺旋烃基(helicenyl group)等芳香族烃基。其中,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基、芘基、荧蒽基、苯并菲基。芳基可以具有或不具有取代基。芳基的碳原子数没有特别限定,优选6以上40以下,更优选6以上30以下的范围。
另外,作为芳基,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基,更优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基。进一步优选苯基、联苯基、三联苯基,特别优选苯基。
各取代基进一步被芳基取代的情况下,作为芳基,优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基,更优选苯基、联苯基、三联苯基、萘基。特别优选苯基。
杂芳基表示例如吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、萘啶基、噌啉基、酞嗪基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咔唑基、咔啉基(carbolinyl group)、吲哚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、二氢茚并咔唑基、苯并喹啉基、吖啶基、二苯并吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基等在一个或多个环内具有碳以外的原子的环状芳香族基团。其中,萘啶基表示1,5-萘啶基、1,6-萘啶基、1,7-萘啶基、1,8-萘啶基、2,6-萘啶基、2,7-萘啶基中的任一者。杂芳基可以具有或不具有取代基。杂芳基的碳原子数没有特别限定,优选2以上40以下,更优选2以上30以下的范围。
另外,作为杂芳基,优选吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基,更优选吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基。特别优选吡啶基。
各取代基进一步被杂芳基取代的情况下,作为杂芳基,优选吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基,更优选吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基。特别优选吡啶基。
卤素表示选自氟、氯、溴及碘的原子。另外,羰基、羧基、氧基羰基、氨基甲酰基可以具有或不具有取代基。此处,作为取代基,例如,可举出烷基、环烷基、芳基、杂芳基等,这些取代基还可以进一步被取代。
氨基是指取代或未取代的氨基。作为取代时的取代基,例如,可举出芳基、杂芳基、直链烷基、支链烷基。作为芳基、杂芳基,优选苯基、萘基、吡啶基、喹啉基。这些取代基还可以进一步被取代。碳原子数没有特别限定,优选2以上50以下、更优选6以上40以下、特别优选6以上30以下的范围。
甲硅烷基例如表示三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基等烷基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三萘基甲硅烷基等芳基甲硅烷基。硅上的取代基还可以进一步被取代。甲硅烷基的碳原子数没有特别限定,优选1以上30以下的范围。
硅氧烷基表示例如三甲基硅氧烷基等介由醚键的硅化合物基团。硅上的取代基还可以进一步被取代。另外,硼烷基是指取代或未取代的硼烷基。作为取代时的取代基,例如,可举出芳基、杂芳基、直链烷基、支链烷基、芳基醚基、烷氧基、羟基。其中,优选芳基、芳基醚基。
氧化膦基是指由-P(=O)R10R11表示的基团。氧化膦基的R10R11选自与上述的取代时的取代基同样的。
作为环Za、环Zb及环Zc中的取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳环,可举出苯环、萘环、菲环、环、蒽环、芘环这样的芳香族烃环。这些之中,从确保溶解性的观点考虑,优选苯环。另外,作为成环碳原子数6~30的杂芳环,可举出吡啶环、喹啉环、菲咯啉环这样的芳香族杂芳环结构。这些之中,从原料获取的容易度、合成的难易度的观点考虑,优选吡啶环。
通式(2)中,取代基Ra优选包括取代基在内碳原子数6~40的基团。该取代基Ra更优选取代或未取代的芳基。作为取代或未取代的芳基,可举出取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基等。这些之中,更优选取代或未取代的苯基。
另外,通式(3)中,取代基Ra优选包括取代基在内碳原子数6~40的基团。该取代基Ra更优选取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的烷基。
通式(2)中的Z1及Z2优选氧原子或NRa。其原因在于:通式(2)表示的化合物的π共轭体系高效地扩张,更高效地从激发三重态向激发单重态发生反系间窜越,因此能够进一步提高耐久性。
另外,通式(2)中的E优选硼原子,通式(3)中的E1及E2优选BRa。其原因在于:通式(2)或通式(3)表示的化合物的π共轭体系高效地扩张,更高效地从激发三重态向激发单重态发生反系间窜越,因此能够进一步提高耐久性。
另外,环Za、环Zb及环Zc优选苯环。其原因在于:通式(2)或通式(3)表示的化合物的π共轭体系高效地扩张,更高效地从激发三重态向激发单重态发生反系间窜越,因此能够进一步提高耐久性。
关于通式(2)或通式(3)表示的化合物,例如如文献Adv.Mater.,2016,28,2777-2781中所记载的,为通过对供电子性的胺氮原子与受电子性的硼原子进行最优地配置而能够利用多重共振效应使HOMO轨道与LUMO轨道分离的分子。从通过将HOMO轨道与LUMO轨道明确地分离、使激发单重态与激发三重态更接近而容易放出延迟荧光的观点考虑,通式(2)中,优选E为受电子性强的硼原子,并且Z1和Z2均为作为供电子性强的基团的NRa。
另外,通式(2)或通式(3)表示的化合物的发光光谱由于该化合物的多重共振效应而比使供电子性骨架与受电子性骨架键合而成的化合物更尖锐。因此,通过使延迟荧光材料为通式(2)或通式(3)表示的化合物,能够得到色纯度高的发光。即,通式(2)或通式(3)表示的化合物有利于提高显示器的色域,因此优选作为延迟荧光材料。另外,关于通式(2)或通式(3)表示的化合物,由于环Za、环Zb、环Zc主要存在于LUMO局部存在的通式(2)或通式(3)中的E原子的周围,因此能够使LUMO轨道从E原子遍及各环而非局域化。通过使LUMO轨道非局域化,多重共振效应高效地发挥作用,因此能够得到色纯度更高的发光。需要说明的是,上述E原子在通式(2)中为E原子,在通式(3)中为E1及E2的各原子。
进而,更优选通式(2)或通式(3)的取代基Ra形成与环Za、环Zb及环Zc中的至少一个环键合的结构。其原因在于:通过使取代基Ra与环Za、环Zb及环Zc中的至少一个环键合,能够期待通式(2)中的E、通式(3)中的E1及E2的立体保护效果进一步提高,抑制荧光量子产率下降的效果进一步提高。
以下,示出通式(2)或通式(3)表示的化合物的一例。但是,该化合物不特别限定于这些。
[化学式4]
延迟荧光材料的发光波长没有特别限定,为了从蓝色光源取出蓝色、绿色、红色的三原色,延迟荧光材料被蓝色的光激发时为绿色或红色的发光波长是优选的。即,延迟荧光材料优选通过使用波长400nm以上500nm以下的范围内的激发光从而呈现出在500nm以上且小于580nm的区域观测到峰值波长的发光、或者通过使用波长400nm以上500nm以下的范围内的激发光从而呈现出在580nm以上750nm以下的区域观测到峰值波长的发光。
另外,为了扩大色域、提高颜色再现性,优选蓝色、绿色、红色各色的发光光谱的重叠小。
例如,在使用具有适度的激发能量的波长400nm以上500nm以下的范围的蓝色光作为激发光的情况下,利用在500nm以上的区域观测到峰值波长的发光作为绿色的发光。该情况下,激发光的发光光谱与绿色光的发光光谱的重叠变小,颜色再现性提高,因此优选。从进一步增强该效果的方面考虑,延迟荧光材料呈现绿色发光的情况下,发光的峰值波长的下限值更优选510nm以上,进一步优选515nm以上,特别优选520nm以上。
另外,为了减小激发光的发光光谱与红色光的发光光谱的重叠,优选利用在小于580nm的区域观测到峰值波长的发光作为绿色发光。从进一步增强该效果的方面考虑,延迟荧光材料呈现绿色发光的情况下,发光的峰值波长的上限值更优选550nm以下,进一步优选540nm以下,特别优选535nm以下。
此外,在利用在500nm以上且小于580nm的区域观测到峰值波长的发光作为绿色的发光的情况下,利用在580nm以上的区域观测到峰值波长的发光作为红色的发光。该情况下,绿色光的发光光谱与红色光的发光光谱的重叠变小,颜色再现性提高,因此优选。从进一步增强该效果的方面考虑,延迟荧光材料呈现红色发光的情况下,发光的峰值波长的下限值更优选620nm以上,进一步优选630nm以上,特别优选635nm以上。
红色光的峰值波长的上限只要为可见光区域的上边界附近即750nm以下即可,为700nm以下时,可见度变大,因此更优选。从进一步增强该效果的方面考虑,延迟荧光材料呈现红色发光情况下,峰值波长的上限值进一步优选680nm以下,特别优选660nm以下。
即,使用波长400nm以上500nm以下的范围的蓝色光作为激发光的情况下,绿色光的峰值波长优选500nm以上且小于580nm,更优选510nm以上550nm以下,进一步优选515nm以上540nm以下,特别优选520nm以上530nm以下。另外,红色光的峰值波长优选580nm以上750nm以下,更优选620nm以上700nm以下,进一步优选630nm以上680nm以下,特别优选635nm以上660nm以下。
另外,为了减小发光光谱的重叠、提高颜色再现性,优选蓝色、绿色、红色各色的发光光谱的半值宽度小。尤其是绿色光及红色光的各发光光谱的半值宽度小的情况,对于颜色再现性的提高是有效的。
例如,绿色光的发光光谱的半值宽度优选50nm以下,更优选40nm以下,进一步优选35nm以下,特别优选30nm以下。红色光的发光光谱的半值宽度优选80nm以下,更优选70nm以下,进一步优选60nm以下,特别优选50nm以下。
需要说明的是,关于蓝色、绿色、红色各色的发光光谱的形状,没有特别限制。例如,从能够有效利用激发能量、色纯度也变高的方面考虑,这些各色的发光光谱优选单一峰。此处,所谓单一峰,表示在某波长区域中不存在相对于强度最强的峰而言具有该强度的5%以上的强度的峰的状态。
另外,有机发光材料呈现绿色发光的情况下,该有机发光材料经由具有比呈现红色发光的情况更高的能量的激发状态。因此,呈现绿色发光的有机发光材料(以下,有时简记为绿色发光材料)与呈现红色发光的有机发光材料相比,本质上容易引起劣化。与此相对,放出延迟荧光的有机发光材料、尤其是包含通式(2)或通式(3)表示的化合物等的延迟荧光材料能够同时实现高色纯度的发光和高的耐久性。因此,为了进一步提高颜色转换构件的耐久性,优选(A)层中的有机发光材料中的至少绿色发光材料为放出延迟荧光的有机发光材料。即,延迟荧光材料优选通过使用波长400nm以上500nm以下的范围内的激发光而呈现出在500nm以上且小于580nm的区域观测到峰值波长的发光。
(A-2.粘合剂树脂)
本发明的颜色转换构件中,(A)层除了含有上述的至少一种延迟荧光材料以外,还含有粘合剂树脂。粘合剂树脂为形成连续相的树脂,只要是成型加工性、透明性、耐热性等优异的材料即可。作为粘合剂树脂的例子,例如可举出丙烯酸系、甲基丙烯酸系、聚肉桂酸乙烯酯系、环橡胶系等具有反应性乙烯基的光固化型抗蚀剂材料、环氧树脂、有机硅树脂(包括有机硅橡胶、有机硅凝胶等有机聚硅氧烷固化物(交联物))、脲树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯基树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇树脂、纤维素树脂、脂肪族酯树脂、芳香族酯树脂、脂肪族聚烯烃树脂、芳香族聚烯烃树脂等已知的粘合剂树脂。另外,作为粘合剂树脂,也可以使用这些的共聚树脂。通过适当设计这些树脂,可得到对于本发明的颜色转换构件的(A)层有用的粘合剂树脂。这些树脂中,从片材化等成型工艺容易的方面考虑,进一步优选热塑性树脂。热塑性树脂中,从透明性、耐热性等观点考虑,能够合适地使用环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、酯树脂、烯烃树脂或它们的混合物。另外,从耐久性的观点考虑,特别优选的热塑性树脂为丙烯酸树脂、酯树脂、环烯烃树脂。
作为粘合剂树脂的合适的具体例,例如,可举出国际公开第2016/190283号、国际公开第2017/61337号、国际公开第2018/43237号、国际公开第2019/21813号及国际公开第2019/188019号等中记载的树脂。
另外,在粘合剂树脂中,作为添加剂,也可添加用于涂布膜稳定化的分散剂、流平剂等,作为片表面的改性剂,也可添加硅烷偶联剂等粘接辅助剂等。另外,粘合剂树脂中,作为颜色转换材料沉降抑制剂,也可添加二氧化硅粒子、有机硅微粒等无机粒子。
对于上述的(A)层的制作用的颜色转换组合物而言,优选在粘合剂树脂中,为了抑制常温下的固化来延长适用期而配合乙炔醇等氢化硅烷化反应延迟剂作为其他成分。另外,粘合剂树脂中,在不损害本发明效果的范围内可以根据需要配合气相二氧化硅、玻璃粉末、石英粉末等微粒、氧化钛、氧化锆、钛酸钡、氧化锌等无机填充剂、颜料、阻燃剂、耐热剂、抗氧化剂、分散剂、溶剂、硅烷偶联剂、钛偶联剂等粘接性赋予剂等。
(A-3.其他发光材料)
对于本发明的颜色转换构件而言,(A)层中,除了上述的延迟荧光材料以外,还可以使用放出延迟荧光的有机发光材料以外的发光材料(其他发光材料)。作为该其他发光材料,例如,可举出无机荧光体、荧光颜料、荧光染料、量子点及不放出延迟荧光的有机发光材料等。该其他发光材料可以含有它们中的两种以上。为了达成高效率的颜色转换,作为该其他发光材料,优选显示量子产率高的发光特性的材料。具体而言,优选量子点、不放出延迟荧光的有机发光材料,其中,更优选不放出延迟荧光的有机发光材料。
作为不放出延迟荧光的有机发光材料,例如,可举出萘、蒽、菲、芘、并四苯、三亚苯、苝、荧蒽、芴、茚等具有稠合芳环的化合物、其衍生物等作为优选的材料。
另外,作为不放出延迟荧光的有机发光材料,例如,可举出呋喃、吡咯、噻吩、硅杂环戊二烯(日文:シロール)、9-硅芴、9,9’-螺二硅芴、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、菲咯啉、吡啶、吡嗪、萘啶、喹喔啉、吡咯并吡啶等具有杂芳环的化合物、其衍生物等作为优选的材料。
另外,作为不放出延迟荧光的有机发光材料,例如,可举出硼烷衍生物、茋衍生物、芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、醛连氮衍生物、吡咯亚甲基衍生物、二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物、香豆素衍生物等作为优选的材料。作为茋衍生物,例如,可举出1,4-二苯乙烯基苯、4,4’-双(2-(4-二苯基氨基苯基)乙烯基)联苯、4,4’-双(N-(二苯乙烯-4-基)-N-苯基氨基)二苯乙烯等。作为香豆素衍生物,例如,可举出香豆素6、香豆素7、香豆素153等。
另外,作为不放出延迟荧光的有机发光材料,例如,可举出咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、***等唑衍生物及其金属络合物等作为优选的材料。
另外,作为不放出延迟荧光的有机发光材料,例如,可举出花青系化合物、呫吨系化合物、噻吨系化合物等作为优选的材料。作为花青系化合物,例如,可举出吲哚菁绿等。作为呫吨系化合物、噻吨系化合物,例如,可举出荧光素、曙红和若丹明等。
另外,作为不放出延迟荧光的有机发光材料,例如,可举出聚亚苯基系化合物、萘二甲酰亚胺衍生物、酞菁衍生物及其金属络合物、卟啉衍生物及其金属络合物、噁嗪系化合物、螺烯系化合物等作为优选的材料。作为噁嗪系化合物,例如,可举出尼罗红(Nile red)、尼罗蓝(Nile blue)等。
另外,作为不放出延迟荧光的有机发光材料,例如,可举出芳香族胺衍生物及有机金属络合物化合物等作为优选的材料。作为芳香族胺衍生物,例如,可举出N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺等。作为有机金属络合物化合物,例如,可举出铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、铂(Pt)、锇(Os)及铼(Re)等。
上述的不放出延迟荧光的有机发光材料可以为荧光发光材料,也可以为磷光发光材料,为了达成高的色纯度,优选荧光发光材料。其中,从提供高的荧光量子产率、色度的耐久性更良好的方面考虑,可合适地使用吡咯亚甲基衍生物。吡咯亚甲基衍生物中,优选吡咯亚甲基的硼络合物。
另外,本发明的颜色转换构件中,为了提高从激发光向延迟荧光材料的能量转移效率,(A)层可以还含有红荧烯等辅助掺杂剂。
(A-4.其他成分)
本发明的颜色转换构件中,(A)层除了含有上述的延迟荧光材料及粘合剂树脂以外,可以还含有光稳定剂、抗氧化剂、加工及热稳定剂、紫外线吸收剂等耐光性稳定剂、散射粒子、有机硅微粒及硅烷偶联剂等其他成分(添加剂)。
作为光稳定剂,例如可举出叔胺、邻苯二酚衍生物及镍化合物、包含选自由Sc、V、Mn、Fe、Co、Cu、Y、Zr、Mo、Ag及镧系元素组成的组中的至少一种过渡金属的络合物、与有机酸的盐等,但没有特别限定。另外,这些光稳定剂可以单独使用,也可以并用多种。
作为抗氧化剂,例如可举出2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚等酚系抗氧化剂,但并不特别限定于这些。另外,这些抗氧化剂可以单独使用,也可以并用多种。
作为加工及热稳定剂,例如可举出亚磷酸三丁酯、亚磷酸三环己酯、三乙基膦、二苯基丁基膦等磷类稳定剂,但并不特别限定于这些。另外,这些稳定剂可以单独使用,也可以并用多种。
作为耐光性稳定剂,例如,可举出2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并***、2-〔2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基〕-2H-苯并***等苯并***类,但并不特别限定于这些。另外,这些耐光性稳定剂可以单独使用,也可以并用多种。
作为散射粒子,例如,优选折射率为1.7以上2.8以下的无机粒子。作为该无机粒子,例如,可举出二氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化铈、氧化锡、氧化铟、氧化铁、氧化锌、氮化铝、铝、锡、钛或锆的硫化物、钛或锆的氢氧化物等。
(A)层中,这些添加剂的含量还取决于化合物的摩尔吸光系数、发光量子产率及激发波长处的吸收强度、以及所制作的(A)层的厚度、透射率,通常,相对于粘合剂树脂100重量份而言,优选1.0×10-3重量份以上30重量份以下。另外,相对于粘合剂树脂100重量份而言,这些添加剂的含量更优选1.0×10-2重量份以上15重量份以下,特别优选1.0×10-1重量份以上10重量份以下。
另外,从进一步提高发光材料的耐久性这样的观点考虑,(A)层中的干燥后的残留溶剂量优选3.0重量%以下,更优选1.0重量%以下,更进一步优选0.5重量%以下。另外,从提高发光材料的量子产率这样的观点考虑,上述残留溶剂量优选0.01重量%以上,更优选0.05重量%以上,更进一步优选0.1重量%以上。
另外,(A)层的厚度没有特别限制,优选5μm以上1000μm以下。(A)层的厚度的下限更优选10μm以上。另外,(A)层的厚度的上限更优选200μm以下,更进一步优选100μm以下,特别优选50μm以下。本发明中的(A)层的厚度是指基于JIS K7130(1999)塑料-膜及片-厚度测定方法中的利用机械扫描进行的厚度的测定方法A法而测定的膜厚(平均膜厚)。另外,(A)层可以为由1层颜色转换层构成的层,也可以为将2层以上的颜色转换层层叠而得的层叠体。
<(B)层>
(B)层为具有氧阻隔性的层(氧阻隔层)。氧阻隔性表示氧透过度低的特性。本发明中,(B)层的氧透过度为1.0cc/m2·天·atm以下。该(B)层的氧透过度优选0.5cc/m2·天·atm以下,更优选0.1cc/m2·天·atm以下。
需要说明的是,氧透过度是使用膜厚均匀的平面状试验片,在没有特别记载的情况下,在温度20℃、湿度0%RH的条件下,使用MOCON公司(美国)制的氧透射率测定装置(机种名,“OXTRAN”(注册商标)(“OXTRAN”2/20)),基于JIS K7126-2(2006)中记载的电解传感器法测定时的值。
(B)层只要能够实现抑制氧透过上述的(A)层(颜色转换层),则可以设置于颜色转换构件的任意位置。从更可靠地抑制氧透过(A)层这样的观点考虑,(B)层优选例如如图1所示的(B)层12那样设置于(A)层的厚度方向的两面中的至少一个面上。特别地,(B)层更优选以(B)层/(A)层/(B)层的顺序层叠,例如如图2、3所示的(B)层12那样设置于(A)层的厚度方向的两面上。
本发明的颜色转换构件中,(B)层可以与(A)层直接相接,也可以其他层介于(A)层与(B)层之间。从抑制氧透过(A)层这样的观点考虑,(B)层优选与(A)层直接相接、或者仅使后述的粘接层介于与(A)层之间而层叠。
另外,为了不妨碍(A)层的发光特性,(B)层优选透明的。此处,透明是指在可见光区域中的吸收及散射小,具体而言,是指全光线透射率为80%以上。(B)层的全光线透射率更优选85%以上,特别优选90%以上。
另外,(B)层的雾度也优选7%以下。(B)层的雾度更优选5%以上,更进一步优选2%以上,特别优选1%以下。
需要说明的是,全光线透射率及雾度是使用膜厚均匀的平面状试验片,在温度23℃、湿度50%RH的条件下,按照JIS K7361(1997),利用日本电色工业公司制雾度计NDH2000测定时的值。
在本发明的颜色转换构件中,(B)层是出于进一步提高(A)层所包含的延迟荧光材料的耐久性的目的而设置的。
通常,若在氧的存在下使有机发光材料激发,则在激发三重态的有机发光材料与基态的三重态氧之间引起能量转移(通常,称为色素敏化),产生单重态氧。已知该产生的单重态氧具有强的氧化力,因此引起由发光材料的氧化导致的劣化。
如前所述,延迟荧光材料具有激发三重态快速转变为激发单重态的性质。但是,由于激发三重态的延迟荧光材料的生成比率较大,因此若(A)层中存在氧,则由于色素敏化的作用而产生单重态氧,由此引起(A)层中的发光材料(延迟荧光材料等)的氧化劣化。
另一方面,在不存在氧的条件下,与不放出延迟荧光的有机发光材料等其他发光材料相比,延迟荧光材料显示非常优异的耐久性。
例如,有机发光材料有时通过光激发而从单重基态成为激发单重态,进而通过系间窜越而从激发单重态成为激发三重态。通常,激发三重态的有机发光材料的反应性高。此外,在该有机发光材料为不放出延迟荧光的发光材料(延迟荧光材料以外的发光材料)的情况下,从激发三重态向单重基态的跃迁为自旋禁阻跃迁,因此该有机发光材料作为激发三重态的寿命长。因此,激发三重态的有机发光材料容易与其周围的分子发生反应。如前所述,在氧存在下,反应性高且迁移率也大的氧成为来自该激发三重态的有机发光材料的能量受体,成为有机发光材料的氧化劣化的原因。另一方面,在不存在氧的情况下,有机发光材料的周围的分子会成为上述能量的受体。即,即使在不存在氧、不产生单重态氧的情况下,若反应性高的激发三重态的有机发光材料长时间存在,则也由于该有机发光材料与其周围的分子的反应进行而使得该有机发光材料劣化。
与此相对,成为上述激发三重态的有机发光材料为延迟荧光材料的情况下,激发三重态的延迟荧光材料快速转变为激发单重态的延迟荧光材料。因此,激发三重态的延迟荧光材料与其周围的分子的反应不易进行,因此不易发生由该反应带来的延迟荧光材料的劣化,能够显示出延迟荧光材料的优异耐久性。
即,通过利用(B)层来抑制氧侵入(A)层,从而(A)层中的延迟荧光材料能够显示出比以往的颜色转换构件中的有机发光材料显著优异的耐久性。
此外,为了使延迟荧光材料从激发三重态快速地转变为激发单重态,延迟荧光材料的分子内的供电子性骨架的电子密度优选适度地大。例如,延迟荧光材料的HOMO能级优选为-5.7eV以上。该情况下,由(B)层带来的延迟荧光材料的耐久性的提高效果变大。其中,延迟荧光材料的HOMO能级为-5.6eV以上的情况下,上述耐久性的提高效果更大。延迟荧光材料的HOMO能级为-5.5eV以上的情况下,上述耐久性的提高效果特别大。
化合物的HOMO能级可通过计算而算出。本发明中,HOMO能级设为下述值:利用通用量子化学计算程序“Gaussian 16”程序包(Gaussian公司制),使用B3LYP密度泛函理论,在6-31G(d)基系中进行结构最优化,以经最优化的结构为基础,使用B3LYP密度泛函理论,在6-311++G(d,p)基系中进行计算,由此算出的值。
上述这样的(B)层优选包含无机氧化物层或无机氮化物层。例如,作为(B)层中包含的层,可举出由氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化钽、氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钇、氧化镁等无机氧化物构成的层、由氮化硅、氮化铝、氮化钛、碳化氮化硅等无机氮化物构成的层、向它们中添加其他元素而得的金属氧化物层或金属氮化物层、或者包含聚偏氯乙烯、丙烯酸系树脂、有机硅系树脂、三聚氰胺系树脂、聚氨酯系树脂、氟系树脂、乙酸乙烯酯的皂化物等聚乙烯醇系树脂等各种树脂的层等。(B)层可以包含这些中的2种以上。作为构成(B)层的金属氧化物,从成本的观点考虑,优选氧化硅、氧化铝,其中,可特别合适地使用氧化铝。作为构成(B)层的树脂,从氧阻隔性的高度的观点考虑,更优选多元醇系树脂,其中,聚乙烯醇等乙酸乙烯酯的皂化物、乙烯-乙烯醇共聚物及包含这些树脂的混合物由于氧阻隔性尤其优异,因此是更进一步优选的。
另外,(B)层也优选包含下述树脂组合物的固化物层,所述树脂组合物包含多元醇系树脂、和具有烷氧基的硅化合物及其水解物。其原因在于,通过形成介由硅的交联结构,从而能够抑制多元醇系树脂的溶胀,例如即使在高温高湿条件下也能够维持高的氧阻隔性。此外,(B)层具有该树脂组合物的固化物层与上述的无机氧化物层或无机氮化物层的层叠结构的情况下,显示出更进一步高的气体阻隔性,因此是特别优选的。
<其他层>
本发明的颜色转换构件除了具有上述的(A)层及(B)层以外,还可以根据需要具有例如基材层、粘接层及功能层等以下所示的各种层。
(基材层)
作为本发明的颜色转换构件中的基材层(例如图1~3所示的基材层10),例如,可举出玻璃、树脂膜等。作为树脂膜,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰亚胺等塑料的膜。从膜的剥离的容易度方面考虑,基材层可以预先在表面进行脱模处理。同样地,为了提高层间的粘接性,基材层可以预先在表面进行易粘接处理。基材层的厚度没有特别限制,作为下限,优选25μm以上,更优选38μm以上。另外,作为上限,优选5000μm以下,更优选3000μm以下。
(粘接层)
本发明的颜色转换构件中,在(A)层及(B)层等各层之间,根据需要可以设置粘接层。作为粘接层,只要不对颜色转换构件的发光及耐久性造成过度影响即可,可以没有特别限制地使用已知的材料。在需要各层彼此牢固地粘接的情况下,作为粘接层,可优选使用光固化材料、热固化材料、厌氧性固化材料、热塑性材料。这些之中,更优选热固化材料,尤其优选能够在0℃以上150℃以下进行固化的热固化材料。
(其他功能层)
本发明的颜色转换构件根据所要求的功能,可以还具有光扩散层、粘合层、具有防反射功能、防眩功能、防反射防眩功能、硬涂功能(耐摩擦功能)、防静电功能、防污功能、电磁波屏蔽功能、红外线拦截功能、紫外线拦截功能、水蒸气阻隔功能、偏光功能、调色功能的辅助层等。
(其他膜)
本发明的颜色转换构件可以还具备偏振光反射膜、扩散片、棱镜片、波长选择反射膜等。作为波长选择反射膜的合适的具体例,例如,可举出国际公开第2017/164155号、日本特开2018-81250号公报中记载的膜。
<颜色转换构件的制造方法>
以下,对本发明的颜色转换构件的制造方法的一例进行说明。该颜色转换构件的制造方法中,首先,如下制造用于制作(A)层的颜色转换组合物。
该颜色转换组合物的制造方法中,将前述的延迟荧光材料、粘合剂树脂及根据需要加入的添加物等各成分以规定量混合。此时,可以根据需要混合溶剂。
溶媒(也称为溶剂)只要能够调节流动状态的树脂的粘度、不对发光物质的发光及耐久性造成过度影响即可,没有特别限定。作为这样的溶媒,例如,可举出2-丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、甲乙酮、甲基异丁基酮、己烷、丙酮、萜品醇、Texanol、甲基溶纤剂、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯等。也可以将这些溶剂混合2种以上而使用。这些溶剂中,从不使通式(2)或通式(3)表示的化合物劣化、干燥后的残留溶剂少的方面考虑,尤其优选使用乙酸乙酯、甲苯。
在将上述的各成分以成为规定组成的方式混合后,使用搅拌·混炼机来均质地进行混合分散,由此得到(A)层制作用的颜色转换组合物。作为搅拌·混炼机,例如,可举出均化器、自转公转型搅拌机、三辊磨、球磨机、行星式球磨机、珠磨机等。在混合分散后、或者在混合分散的过程中,也优选在真空或减压条件下进行脱泡。另外,也可以事先混合某特定成分、进行老化等处理。也能够通过蒸发器除去溶剂而达到所期望的固体成分浓度。
接着,将以上述方式得到的(A)层制作用的颜色转换组合物涂布于基材层、(B)层等基底上,并使其干燥。由此,形成(A)层。该颜色转换组合物中包含的粘合剂树脂为热固性树脂时,可以在将该颜色转换组合物涂布于基材层等基底上后,进行加热固化而形成(A)层。该颜色转换组合物中包含的粘合剂树脂为光固性树脂时,可以在将该颜色转换组合物涂布于基材层等基底上之后,进行光固化而形成(A)层。
(A)层制作用的颜色转换组合物的涂布可通过逆辊涂布机、刮刀涂布机、逗号涂布机、缝模涂布机、直接凹版涂布机、补偿槽辊涂布机、吻合式涂布机、自然辊涂机、气刀涂布机、辊式刮刀涂布机、双流涂布机、棒式涂布机、线棒涂布机、涂敷器、浸涂机、幕帘式涂布机、旋涂机、刮刀式涂布机等来进行。为了获得(A)层的高的膜厚均匀性,优选用缝模涂布机、逗号涂布机、浸涂机进行涂布。
(A)层的干燥可使用热风干燥机、红外线干燥机等通常的加热装置来进行。该情况下,加热温度优选60~200℃,加热时间优选2分钟~4小时。另外,也能够通过分步固化等方法阶段性地对(A)层进行加热固化。
通过加热固化来形成(A)层的情况下,作为加热装置,可举出热风烘箱等。(A)层的加热固化中的加热条件可根据粘合剂树脂进行选择。例如,加热温度优选100℃~300℃,加热时间优选1分钟~2小时。
通过光固化来形成(A)层的情况下,优选对(A)层照射紫外线等高能量的光。(A)层的光固化中的光照射条件可根据粘合剂树脂进行选择。例如,照射的光的波长优选200nm~500nm,光的照射量优选10mJ/cm2~10J/cm2。
制作(A)层后,也可根据需要对基材层进行变更。该情况下,作为简易的方法,例如可举出使用热板进行粘贴更换的方法、使用真空层压机、干膜层压机的方法等。
本发明的颜色转换构件的制造方法中,(B)层的形成方法没有特别限定。例如,作为(B)层的形成方法,可举出:在基材层、(A)层等基底上涂布(B)层制作用的树脂组合物,使其干燥及固化的方法;使通过挤出、双轴拉伸、在基材层等基底上的涂布、蒸镀等工序而成型的膜层叠的方法等。
另外,在本发明的颜色转换构件的制造方法中,将(A)层及(B)层等各层层叠的方法没有特别限定。例如,作为该各层的层叠方法,可举出:通过涂布及干燥在(B)层之上形成(A)层的方法;通过涂布及干燥在(A)层之上形成(B)层的方法;使预先成型的(B)层用自支撑膜贴合于(A)层之上的方法;使预先成型的(A)层用自支撑膜贴合于(B)层之上的方法;以使“基材层/(B)层/(A)层”的层叠单元与“(B)层/基材”的层叠单元贴合的方式,使分别制作的多个层叠单元彼此贴合的方法等。以提高层叠膜的稳定性为目的,也优选在层叠需要的层而得到层叠体(层叠单元)后,对该层叠体进一步进行热固化工序、熟成工序等。
利用上述的制造方法而制作成片状等形状的颜色转换构件的厚度优选30μm以上300μm以下。此处,颜色转换构件的厚度是指颜色转换构件所包含的全部层的合计厚度,是指基于JIS K7130(1999)塑料-膜及片-厚度测定方法中的利用机械扫描进行的厚度的测定方法A法而测定的膜厚(平均膜厚)。通过使本发明的颜色转换构件的厚度为30μm以上,能够提高该颜色转换构件的强韧性。另外,通过使本发明的颜色转换构件的厚度为300μm以下,能够抑制该颜色转换构件的裂纹。
<光源单元>
本发明的实施方式涉及的光源单元(以下,有时简记为本发明的光源单元)至少包含光源、和上述的颜色转换构件。本发明的光源单元所包含的光源为上述的激发光的产生源。关于这些光源与颜色转换构件的配置方法,没有特别限定,可以采取使光源与颜色转换构件密合的构成,也可以采取光源与颜色转换构件分离的远程荧光粉形式。另外,为了提高色纯度,本发明的光源单元可以采取还具备滤色器的构成。
<光源>
本发明的光源单元所具备的光源的种类只要在(A)层中的发光材料可吸收的波长区域显示发光即可,可以使用任意光源。例如,热阴极管、冷阴极管、无机电致发光(EL)等荧光性光源、有机EL元件光源、LED光源、白热光源、或太阳光等任意激发光的光源在原理上均可利用。这些之中,LED光源为优选的光源。例如,在波长400nm以上500nm以下的范围内具有极大发光的发光二极管为更优选的LED光源。在显示器、照明用途中,从提高蓝色光的色纯度的方面考虑,在波长430nm以上500nm以下的范围内具有极大发光的发光二极管(蓝色LED光源)为更进一步优选的光源。
上述光源可以具有一种发光峰值,也可以具有两种以上的发光峰值,但为了提高色纯度,优选具有一种发光峰值。另外,也可以将发光峰值的种类不同的多个光源任意地组合而使用。
本发明的光源单元对于空间照明、背光等各种光源有用。具体而言,本发明的光源单元可用于显示器、照明装置、内部装饰、标识、看板等用途,其中,特别适合用于显示器、照明装置。
<显示器、照明装置>
本发明的实施方式涉及的显示器至少具备上述光源单元。例如,在液晶显示器等显示器中,可使用具有上述光源及颜色转换构件等的光源单元作为背光单元。另外,本发明的实施方式涉及的照明装置至少具备上述光源单元。例如,该照明装置以如下方式构成:将作为光源单元的蓝色LED光源、与将来自该蓝色LED光源的蓝色光转换为波长更长的光的颜色转换构件组合,并发出白色光。
实施例
以下,举出实施例来说明本发明,但本发明不受下述实施例限定。首先,对实施例及比较例中的评价方法进行说明。
<耐久性评价>
在耐久性评价中,在各实施例及比较例中,在搭载有所制作的颜色转换构件及蓝色LED元件(USHIO EPITEX公司制;型号SMBB450H-1100,发光峰值波长:450nm)的发光装置中,流通30mA的电流而使蓝色LED元件点亮,使用分光放射亮度计(CS-1000,KonicaMinolta公司制),测定初始的发光峰强度。需要说明的是,该发光装置中的颜色转换构件与蓝色LED元件的距离设为3cm。然后,在50℃的环境下,连续照射来自蓝色LED元件的光,观测发光峰强度降低5%为止的时间,由此评价颜色转换构件的耐久性。
<氧透过度的测定>
在氧透过度的测定中,作为评价对象的(B)层(氧阻隔层),使用膜厚均匀的平面状试验片,在没有特别记载的情况下,在温度20℃、湿度0%RH的条件下,使用MOCON公司(美国)制的氧透射率测定装置(机种名,“OXTRAN”(注册商标)(“OXTRAN”2/20)),基于JISK7126-2(2006)中记载的电解传感器法,测定氧透过度。
<全光线透射率的测定>
全光线透射率的测定中,作为评价对象的(B)层(氧阻隔层),使用膜厚均匀的平面状试验片,在温度23℃、湿度50%RH的条件下,按照JIS K7361(1997),利用日本电色工业公司制的雾度计(NDH2000),测定全光线透射率。
<发光材料>
在下述的实施例及比较例中,作为颜色转换层即(A)层中包含的发光材料,使用化合物G-1~G-8。化合物G-1~G-8为以下所示的化合物。这些之中,化合物G-1、G-4、G-5、G-6、G-7为放出延迟荧光的化合物(延迟荧光材料)。
[化学式5]
[化学式6]
<树脂>
在下述的实施例及比较例中,作为粘合剂树脂,使用聚甲基丙烯酸甲酯树脂“BR-85”(三菱化学公司制,玻璃化转变温度:105℃)。另外,作为粘接层用的树脂,使用聚酯树脂“Vylon”(注册商标)630(东洋纺公司制)。
<散射材料>
在下述的实施例及比较例中,作为散射材料,使用二氧化钛粒子“JR-301”(TAYCA公司制)。
实施例1
实施例1中,相对于粘合剂树脂(BR-85)100重量份而言,将0.34重量份作为发光材料的化合物G-1、3重量份作为散射材料的二氧化钛粒子(JR-301)、300重量份作为溶剂的乙酸乙酯混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置“Mazerustar”(注册商标)KK-400(Kurabo公司制),对它们的混合物以1000rpm搅拌·脱泡20分钟,由此,得到作为颜色转换层制作用的树脂组合物的颜色转换组合物。
接着,使用缝模涂布机,将以上述方式得到的颜色转换组合物涂布于“Cerapeel”BLK(Toray Advanced Film Co.,Ltd.制的脱模膜)上,于120℃加热·干燥20分钟。由此,形成平均膜厚20μm的颜色转换层((A)层)。
接着,在作为基材层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜“Lumirror”(注册商标)U48(Toray公司制,厚度50μm)之上利用涂布法形成热固性粘接层,在其上层压作为氧阻隔层((B)层)的乙烯-乙烯醇共聚物膜(乙烯含有率为32mol%,厚度为12μm,全光线透射率为90%)。由此,制作了氧阻隔性层叠膜1。使用了该乙烯-乙烯醇共聚物的氧阻隔性层叠膜1的氧透过度约为0.7cc/m2·天·atm。实施例1中,准备2张该氧阻隔性层叠膜1。
接下来,在上述的2张氧阻隔性层叠膜1中的1张氧阻隔性层叠膜1的乙烯-乙烯醇共聚物膜侧的面上,利用涂布法形成热固性粘接层,在其上层压上述的颜色转换层。然后,从该颜色转换层剥离“Cerapeel”BLK。
最后,在另一张氧阻隔性层叠膜1的乙烯-乙烯醇共聚物膜侧的面上,利用涂布法形成热固性粘接层,将该热固性粘接层层压于将“Cerapeel”BLK剥离后的颜色转换层之上。由此,制作了图3所示例的构成的片状颜色转换构件。在实施例1中,热固性粘接层的平均膜厚均为0.50μm。需要说明的是,图3中,未图示热固性粘接层。
使用该片状颜色转换构件使来自蓝色LED元件的光(蓝色光)进行颜色转换,结果若仅选取绿色光的发光区域,则可得到峰值波长为519nm、峰值波长处的发光光谱的半值宽度为38nm这样的、高色纯度的绿色发光。另外,在50℃的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果发光峰强度降低5%为止的时间(光耐久性)为800小时。实施例1中,与后述的比较例1比较时,显示出约53倍的光耐久性的提高。
实施例2
实施例2中,相对于粘合剂树脂(BR-85)100重量份而言,将0.34重量份作为发光材料的化合物G-1、3重量份作为散射材料的二氧化钛粒子(JR-301)、300重量份作为溶剂的乙酸乙酯混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置“Mazerustar”(注册商标)KK-400(Kurabo公司制),对它们的混合物以1000rpm搅拌·脱泡20分钟,由此,得到作为颜色转换层制作用的树脂组合物的颜色转换组合物。
接着,使用缝模涂布机,将以上述方式得到的颜色转换组合物涂布于“Cerapeel”BLK(Toray Advanced Film Co.,Ltd.制的脱模膜)上,于120℃加热·干燥20分钟。由此,形成平均膜厚20μm的颜色转换层((A)层)。
接着,在作为基材层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜“Lumirror”(注册商标)U48(Toray公司制,厚度50μm)之上,使用棒涂方式涂布聚乙烯醇树脂的水/2-丙醇混合溶液,然后于120℃干燥5分钟,作为(B)层,形成平均膜厚0.50μm的涂覆层(聚乙烯醇树脂层)。由此,制作了氧阻隔性层叠膜2。该聚乙烯醇树脂层的全光线透射率为91%。另外,使用了该聚乙烯醇树脂层的氧阻隔性层叠膜2的氧透过度约为0.4cc/m2·天·atm。实施例2中,准备2张该氧阻隔性层叠膜2。
接下来,在上述的2张氧阻隔性层叠膜2中的1张氧阻隔性层叠膜2的聚乙烯醇树脂层之上,利用涂布法形成热固性粘接层,在其上层压上述的颜色转换层。然后,从该颜色转换层剥离“Cerapeel”BLK。
最后,在另1张氧阻隔性层叠膜2的聚乙烯醇树脂层之上,利用涂布法形成热固性粘接层,将该热固性粘接层层压于将“Cerapeel”BLK剥离后的颜色转换层之上。由此,制作了如图3所示例的构成的片状颜色转换构件。实施例2中,热固性粘接层的平均膜厚均为0.50μm。需要说明的是,图3中,未图示热固性粘接层。
使用该片状颜色转换构件使来自蓝色LED元件的光(蓝色光)进行颜色转换,结果若仅选取绿色光的发光区域,则可得到峰值波长为519nm、峰值波长处的发光光谱的半值宽度为38nm这样的、高色纯度的绿色发光。另外,在50℃的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果发光峰强度降低5%为止的时间(光耐久性)为1000小时。实施例2中,与后述的比较例1比较时,显示出约67倍的光耐久性的提高。
比较例1
比较例1中,与实施例1同样地操作,制作了颜色转换组合物,然后,使用缝模涂布机,将该颜色转换组合物涂布于作为基材层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜“Lumirror”(注册商标)U48(Toray公司制,厚度为50μm,氧透过度为约40cc/m2·天·atm,全光线透射率为89%)之上,于120℃加热·干燥20分钟。由此,形成了平均膜厚20μm的颜色转换层((A)层)。
接着,利用涂布法,在另一张聚对苯二甲酸乙二醇酯膜“Lumirror”(注册商标)U48之上形成热固性粘接层,将该热固性粘接层层压于比较例1的颜色转换层之上。由此,制作了由2张聚对苯二甲酸乙二醇酯膜夹着颜色转换层的构成的片状颜色转换构件。该片状颜色转换构件不具有(B)层。
使用该片状颜色转换构件使来自蓝色LED元件的光(蓝色光)进行颜色转换,结果若仅选取绿色光的发光区域,则可得到峰值波长为519nm、峰值波长处的发光光谱的半值宽度为38nm这样的、高色纯度的绿色发光。另外,在50℃的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果发光峰强度降低5%为止的时间(光耐久性)为15小时。
比较例2
比较例2中,作为颜色转换层的发光材料(有机发光材料),使用0.20重量份的化合物G-2,除此以外,与实施例1同样地操作,进行片状颜色转换构件的制作及评价。使用该片状颜色转换构件使来自蓝色LED元件的光(蓝色光)进行颜色转换,结果若仅选取绿色光的发光区域,则可得到峰值波长为526nm、峰值波长处的发光光谱的半值宽度为29nm这样的、高色纯度的绿色发光。另外,在50℃的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果发光峰强度降低5%为止的时间(光耐久性)为500小时。比较例2的片状颜色转换构件的光耐久性为实施例1的约0.47倍。
比较例3
比较例3中,作为颜色转换层的发光材料(有机发光材料),使用0.20重量份的化合物G-2,除此以外,与比较例1同样地操作,进行片状颜色转换构件的制作及评价。使用该片状颜色转换构件使来自蓝色LED元件的光(蓝色光)进行颜色转换,结果若仅选取绿色光的发光区域,则可得到峰值波长为526nm、峰值波长处的发光光谱的半值宽度为29nm这样的、高色纯度的绿色发光。另外,在50℃的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果发光峰强度降低5%为止的时间(光耐久性)为20小时。
比较例4
比较例4中,作为颜色转换层的发光材料(有机发光材料),使用0.20重量份的化合物G-3,除此以外,与实施例1同样地操作,进行片状颜色转换构件的制作及评价。使用该片状颜色转换构件使来自蓝色LED元件的光(蓝色光)进行颜色转换,结果若仅选取绿色光的发光区域,则可得到峰值波长为490nm、峰值波长处的发光光谱的半值宽度为55nm这样的绿色发光。另外,在50℃的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果发光峰强度降低5%为止的时间(光耐久性)为300小时。比较例4的片状颜色转换构件的光耐久性为实施例1的约0.23倍。
比较例5
比较例5中,作为颜色转换层的发光材料(有机发光材料),使用0.20重量份的化合物G-3,除此以外,与比较例1同样地操作,进行片状颜色转换构件的制作及评价。使用该片状颜色转换构件使来自蓝色LED元件的光(蓝色光)进行颜色转换,结果若仅选取绿色光的发光区域,则可得到峰值波长为490nm、峰值波长处的发光光谱的半值宽度为55nm这样的绿色发光。另外,在50℃的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果发光峰强度降低5%为止的时间(光耐久性)为25小时。
实施例3
实施例3中,相对于粘合剂树脂(BR-85)100重量份而言,将0.34重量份作为发光材料的化合物G-1、3重量份作为散射材料的二氧化钛粒子(JR-301)、300重量份作为溶剂的乙酸乙酯混合。然后,使用行星式搅拌·脱泡装置“Mazerustar”(注册商标)KK-400(Kurabo公司制),对它们的混合物以1000rpm搅拌·脱泡20分钟,由此,得到作为颜色转换层制作用的树脂组合物的颜色转换组合物。
接着,使用缝模涂布机,将以上述方式得到的颜色转换组合物涂布于“Cerapeel”BLK(Toray Advanced Film Co.,Ltd.制的脱模膜)上,于120℃加热·干燥20分钟。由此,形成平均膜厚20μm的颜色转换层((A)层)。
接着,将原硅酸四乙酯(1.2g)、2-丙醇(0.5g)、与甲醇(0.5g)混合,然后,向它们的混合物中逐渐滴加混合有0.1N的盐酸(4g)和水(5g)的盐酸水溶液。然后,将作为多元醇系树脂的皂化度为98摩尔%以上的聚乙烯醇树脂(0.4g)与滴加上述盐酸水溶液后的混合物混合并搅拌。由此,得到(B)层用树脂液。
接着,使用棒涂方式,将以上述方式得到的(B)层用树脂液涂布于氧化铝蒸镀聚对苯二甲酸乙二醇酯膜“Barrialox”(注册商标)1011HG(Toray公司制,厚度为12μm)之上,然后,于150℃干燥1分钟,作为(B)层,形成了平均膜厚为约1μm的涂覆层。由此,制作了氧阻隔性层叠膜3。该氧阻隔性层叠膜3的氧透过度约为0.2cc/m2·天·atm。另外,该涂覆层的全光线透射率为89%。
然后,使用该氧阻隔性层叠膜3,与实施例2同样地,制作图3所示例这样的构成的片状颜色转换构件并评价。使用该片状颜色转换构件使来自蓝色LED元件的光(蓝色光)进行颜色转换,结果若仅选取绿色光的发光区域,则可得到峰值波长为519nm、峰值波长处的发光光谱的半值宽度为38nm这样的、高色纯度的绿色发光。另外,在50℃的环境下连续照射来自蓝色LED元件的光,结果发光峰强度降低5%为止的时间(光耐久性)为1200小时。就实施例3而言,与上述的比较例1相比,显示出约80倍的光耐久性的提高。
实施例4~7
实施例4~7中,作为颜色转换层的发光材料(有机发光材料),分别使用化合物G-4~G-7,以成为与实施例2的化合物G-1相同的物质量的方式进行调整并混合,除此以外,与实施例2同样地操作,进行片状颜色转换构件的制作及评价。
比较例6~9
比较例6~9中,作为颜色转换层的发光材料(有机发光材料),分别使用化合物G-4~G-8,以成为与比较例1的化合物G-1相同的物质量的方式进行调整并混合,除此以外,与比较例1同样地操作,进行片状颜色转换构件的制作及评价。
比较例10
比较例10中,作为颜色转换层的发光材料(有机发光材料),使用化合物G-8,以成为与比较例2的化合物G-2相同的物质量的方式进行调整并混合,除此以外,与比较例2同样地操作,进行片状颜色转换构件的制作及评价。
比较例11
比较例11中,作为颜色转换层的发光材料(有机发光材料)使用化合物G-8,以成为与比较例3的化合物G-2相同的物质量的方式进行调整并混合,除此以外,与比较例3同样地操作,进行片状颜色转换构件的制作及评价。
实施例1~7及比较例1~11各自的片状颜色转换构件的构成及评价结果如表1所示。
[表1]
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如表1所示,在将包含放出延迟荧光的有机发光材料即化合物G-1的(A)层、与氧阻隔性的(B)层组合的情况下,根据实施例1、2、3与比较例1的对比表明,光耐久性的提高效果非常显著。
另外,如表1所示,在将包含并非放出延迟荧光的有机发光材料的化合物G-2、化合物G-3的(A)层、与氧阻隔性的(B)层组合的情况下,根据比较例2与比较例3的对比、比较例4与比较例5的对比表明,与氧阻隔性的(B)层不存在的情况相比,光耐久性可靠地提高。但是,该情况下的光耐久性的提高没有使用包含放出延迟荧光的有机发光材料即化合物G-1的(A)层时那么大的提高。
由此可知,将包含放出延迟荧光的有机发光材料即化合物G-1的(A)层、与氧阻隔性的(B)层组合时的光耐久性的提高效果非常显著,大幅超过了由现有技术可预测的效果。
如表1所示,该光耐久性的优异提高效果也能够在化合物G-1以外的作为延迟荧光材料的化合物G-4~G-7中确认到。此外,将实施例4与比较例6比较、并且将实施例5与比较例7比较时,使用HOMO能级为-5.6eV的化合物G-4时的光耐久性的提高效果为约52倍,与此相对,使用HOMO能级为-5.8eV的化合物G-5时的光耐久性的提高效果为约30倍。根据该比较结果可知,使用HOMO能级为-5.7eV以上的化合物G-4时,在光耐久性的提高方面显示出更大的效果。另一方面,将比较例2与比较例3比较、并且将比较例10与比较例11比较时,使用并非延迟荧光材料的化合物G-2的情况下,没有观察到上述的由HOMO能级带来的效果差异。即可知,该效果的差异是本发明中可特征性地观察到的差异。
产业上的可利用性
如上所述,本发明涉及的颜色转换构件、包含其的光源单元、显示器及照明装置适于同时实现颜色再现性的提高和耐久性的提高。
附图标记说明
1A、1B、1C颜色转换构件
10基材层
11(A)层
12(B)层
Claims (15)
1.颜色转换构件,其是将入射光转换为波长与该入射光不同的光的颜色转换构件,其特征在于,
所述颜色转换构件至少包含以下的(A)层及(B)层,
所述(A)层为含有至少一种放出延迟荧光的有机发光材料、和粘合剂树脂的颜色转换层,
所述(B)层是氧透过度为1.0cc/m2·天·atm以下的层。
2.如权利要求1所述的颜色转换构件,其特征在于,所述(A)层及所述(B)层以(B)层/(A)层/(B)层的顺序被层叠。
3.如权利要求1或2所述的颜色转换构件,其特征在于,所述(B)层的氧透过度为0.5cc/m2·天·atm以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的颜色转换构件,其特征在于,所述有机发光材料为包含下述的通式(1)表示的部分结构的化合物,
[化学式1]
通式(1)中,B为硼原子,N为氮原子,C为碳原子;n为0以上2以下的整数;n为0的情况下,通式(1)表示的部分结构表示B与N的直接键合结构。
5.如权利要求4所述的颜色转换构件,其特征在于,所述有机发光材料为包含2个以上的所述通式(1)表示的部分结构的化合物。
6.如权利要求1~4中任一项所述的颜色转换构件,其特征在于,所述有机发光材料包含下述的通式(2)或通式(3)表示的化合物,
[化学式2]
通式(2)或通式(3)中,环Za、环Zb及环Zc各自独立地为取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳环、或者取代或未取代的成环碳原子数6~30的杂芳环;Z1及Z2各自独立地为氧原子、NRa(具有取代基Ra的氮原子)或硫原子;Z1为NRa的情况下,取代基Ra可以与环Za或环Zb键合而形成环;Z2为NRa的情况下,取代基Ra可以与环Za或环Zc键合而形成环;E为硼原子、磷原子、SiRa(具有取代基Ra的硅原子)或P=O;E1及E2各自独立地为BRa(具有取代基Ra的硼原子)、PRa(具有取代基Ra的磷原子)、SiRa2(具有2个取代基Ra的硅原子)、P(=O)Ra2(具有2个取代基Ra的氧化膦)或P(=S)Ra2(具有2个取代基Ra的硫化膦)、S(=O)或S(=O)2;E1为BRa、PRa、SiRa2、P(=O)Ra2或P(=S)Ra2的情况下,取代基Ra可以与环Za或环Zb键合而形成环;E2为BRa、PRa、SiRa2、P(=O)Ra2或P(=S)Ra2的情况下,取代基Ra可以与环Za或环Zc键合而形成环;取代基Ra各自独立地为从氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的链烯基、取代或未取代的环烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、羟基、硫醇基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烷基硫基、取代或未取代的芳基醚基、取代或未取代的芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、取代或未取代的羰基、取代或未取代的羧基、取代或未取代的氧基羰基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的氨基甲酰基、取代或未取代的酰胺基、磺酰基、取代或未取代的磺酸酯基、取代或未取代的磺酰胺基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的亚氨基、硝基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的硅氧烷基、取代或未取代的硼烷基、取代或未取代的氧化膦基、以及在与相邻取代基之间形成的稠环及脂肪族环之中选择的取代基;另外,取代基Ra可以被所选择的所述取代基进一步取代。
7.如权利要求6所述的颜色转换构件,其特征在于,所述通式(2)中的E为硼原子,所述通式(3)中的E1及E2为BRa。
8.如权利要求1~7中任一项所述的颜色转换构件,其特征在于,所述有机发光材料通过使用波长400nm以上500nm以下的范围内的激发光而呈现出在500nm以上且小于580nm的区域观测到峰值波长的发光。
9.如权利要求1~8中任一项所述的颜色转换构件,其特征在于,所述有机发光材料的HOMO能级为-5.7eV以上。
10.如权利要求1~9中任一项所述的颜色转换构件,其特征在于,所述(B)层包含无机氧化物层或无机氮化物层。
11.如权利要求1~10中任一项所述的颜色转换构件,其特征在于,所述(B)层含有树脂组合物的固化物层,所述树脂组合物包含多元醇系树脂、和具有烷氧基的硅化合物及其水解物。
12.光源单元,其特征在于,包含:
光源;和
权利要求1~11中任一项所述的颜色转换构件。
13.如权利要求12所述的光源单元,其特征在于,所述光源是在波长430nm以上500nm以下的范围内具有极大发光的发光二极管。
14.显示器,其特征在于,包含权利要求12或13所述的光源单元。
15.照明装置,其特征在于,包含权利要求12或13所述的光源单元。
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