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CN112888763A - 粒子、组合物、膜、层叠结构体、发光装置及显示器 - Google Patents

粒子、组合物、膜、层叠结构体、发光装置及显示器 Download PDF

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CN112888763A
CN112888763A CN201980070371.8A CN201980070371A CN112888763A CN 112888763 A CN112888763 A CN 112888763A CN 201980070371 A CN201980070371 A CN 201980070371A CN 112888763 A CN112888763 A CN 112888763A
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compound
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杉内瑞穗
内藤翔太
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种粒子,其是包含(1)成分和(2)成分的粒子;(1)成分的表面上存在(2)成分,并且所述粒子表面中(1)成分所占的面积作为S1、所述粒子表面中(2)成分所占的面积作为S2时的面积比((S1)/(S2))为0.01以上、0.5以下;(1)成分:发光性半导体粒子;(2)成分:硅氮烷改性体。

Description

粒子、组合物、膜、层叠结构体、发光装置及显示器
技术领域
本发明涉及粒子、组合物、膜、层叠结构体、发光装置及显示器。
背景技术
近年来,对于作为发光材料的具有高量子产率的发光性半导体粒子的关注正在提高。例如,非专利文献1中,报道了涂覆有3-氨基丙基三乙氧基硅烷的钙钛矿化合物。
现有技术文献
专利文献
非专利文献1:Advanced Materials 2016,28,p.10088-10094
发明内容
发明要解决的问题
然而,从提高对于水蒸气的耐久性观点来看,在非专利文献1中记载的包含钙钛矿化合物的组合物存在改良的余地。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供对于水蒸气具有高耐久性的粒子、使用所述粒子的组合物、包含所述粒子的膜、使用所述膜的层叠结构体、具备所述层叠结构体的发光装置及显示器。
解决问题的手段
为解决上述问题,本发明人经专心研究,其结果是,完成了以下的本发明。
本发明包含下述的[1]~[9]。
[1]一种粒子,其是包含(1)成分和(2)成分的粒子;(1)成分的表面上存在(2)成分,并且当所述粒子表面中(1)成分所占的面积作为S1、所述粒子表面中(2)成分所占的面积作为S2时的面积比((S1)/(S2))为0.01以上、0.5以下。
(1)成分:发光性半导体粒子。
(2)成分:选自由硅氮烷改性体、下述式(C1)所示化合物的改性体、下述式(C2)所示化合物的改性体、下述式(A5-51)所示化合物的改性体、下述式(A5-52)所示化合物的改性体和硅酸钠改性体构成的群中的一种以上化合物。
【化1】
Figure BDA0003035467690000021
Figure BDA0003035467690000022
(式(C1)中,Y5表示单键、氧原子或硫原子。
当Y5为氧原子时,R30和R31分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基。
当Y5为单键或硫原子时,R30表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基;R31表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基。
式(C2)中,R30、R31和R32分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基。
式(C1)和式(C2)中,R30、R31和R32表示的烷基、环烷基和不饱和烃基中所含的氢原子可各自独立地被卤素原子或氨基取代。
a为1~3的整数。
当a为2或3时,存在的多个Y5可相同或不同。
当a为2或3时,存在的多个R30可相同或不同。
当a为2或3时,存在的多个R32可相同或不同。
当a为1或2时,存在的多个R31可相同或不同。)
【化2】
Figure BDA0003035467690000031
Figure BDA0003035467690000032
(式(A5-51)和(A5-52)中,AC为二价烃基,Y15为氧原子或硫原子。
R122和R123分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基或碳原子数3~30的环烷基;R124表示碳原子数1~20的烷基或碳原子数3~30的环烷基;R1125和R126分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基或碳原子数3~30的环烷基。
R122~R126表示的烷基和环烷基中所含的氢原子可各自独立地被卤素原子或氨基取代。)
[2]根据[1]记载的粒子,其具有覆盖(1)成分的至少一部分表面的表面修饰剂层;所述表面修饰剂层是以选自由铵离子、胺、伯~季铵阳离子、铵盐、羧酸、羧酸根离子、羧酸盐、式(X1)~(X6)各自所示的化合物以及式(X2)~(X4)各自所示的化合物的盐构成的群中的至少一种化合物或离子作为形成材料。
【化3】
Figure BDA0003035467690000033
【化4】
Figure BDA0003035467690000041
【化5】
Figure BDA0003035467690000042
【化6】
Figure BDA0003035467690000043
【化7】
Figure BDA0003035467690000044
【化8】
Figure BDA0003035467690000051
(式(X1)中,R18~R21分别独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数6~30的芳基,且它们可具有取代基。M-表示抗衡阴离子。
式(X2)中,A1表示单键或氧原子。R22表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数6~30的芳基,且它们可具有取代基。
式(X3)中,A2和A3分别独立地表示单键或氧原子。R23和R24分别独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数6~30的芳基,且它们可具有取代基。
式(X4)中,A4表示单键或氧原子。R25表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数6~30的芳基,且它们可具有取代基。
式(X5)中,A5~A7分别独立地表示单键或氧原子。R26~R28分别独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基、碳原子数6~30的芳基、碳原子数2~20的烯基或碳原子数2~20的炔基,且它们可具有取代基。
式(X6)中,A8~A10分别独立地表示单键或氧原子。R29~R31分别独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基、碳原子数6~30的芳基、碳原子数2~20的烯基或碳原子数2~20的炔基,且它们可具有取代基。
R18~R31各自表示的基团中所含的氢原子可分别独立地被卤素原子取代。)
[3]根据[1]或[2]记载的粒子,其中,(1)成分是以A、B和X作为构成成分的钙钛矿化合物。
(A是在钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的六面体的各顶点的成分,且为1价阳离子。
X表示在钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的八面体的各顶点的成分,且为选自由卤素离子和硫氰酸根离子构成的群中的至少一种阴离子。
B是在钙钛矿型晶体结构中位于将A配置在顶点的六面体以及将X配置在顶点的八面体的中心的成分,且为金属离子。)
[4]根据[2]或[3]记载的粒子,其中,所述表面覆盖层是以选自由胺、羧酸以及它们的盐或离子构成的群中的至少一种化合物或离子作为形成材料。
[5]一种组合物,其包含:[1]~[4]中任一项记载的粒子;以及选自由(3)成分、(4)成分和(4-1)成分构成的群中的至少一种。
(3)成分:溶剂
(4)成分:聚合性化合物
(4-1)成分:聚合物
[6]一种膜,其包含[1]~[4]中任一项记载的粒子。
[7]一种层叠结构体,其包含[6]记载的膜。
[8]一种发光装置,其具备[7]记载的层叠结构体。
[9]一种显示器,其具备[7]记载的层叠结构体。
发明效果
根据本发明,可提供对于水蒸气具有高耐久性的粒子、使用所述粒子的组合物、包含所述粒子的膜、使用所述膜的层叠结构体、具备所述层叠结构体的发光装置及显示器。
附图说明
图1是示出的本发明涉及的层叠结构体的一实施方式的截面图。
图2是示出的本发明涉及的显示器的一实施方式的截面图。
图3是用于说明二值化处理的一例示意图。
图4是用于说明二值化处理的一例示意图。
符号说明
1a 第一层叠结构体
1b 第二层叠结构体
10 膜
20 第一基板
21 第二基板
22 密封层
2 发光装置
3 显示器
30 光源
40 液晶面板
50 棱镜片
60 导光板
具体实施方式
以下,通过示出实施方式对本发明进行详细说明。
<粒子>
本实施方式的粒子具有发光性。“发光性”是指发出光的性质。发光性优选为通过电子激发而发光的性质,更优选为通过利用激发光进行电子激发而发光的性质。激发光的波长,例如,可为200nm~800nm、250nm~750nm或300nm~700nm。
以下的说明中,为了从字面上区分本实施方式涉及的粒子和构成粒子的作为(1)成分的发光性半导体粒子,本实施方式涉及的粒子称为“发光性粒子”。另外,以下,将(1)成分记载为“(1)半导体粒子”,并将(2)成分记载为“以(2)表示的化合物”或“(2)改性体群”。
本实施方式的粒子包含(1)半导体粒子和(2)改性体群。进一步地,在(1)半导体粒子的表面上存在(2)改性体群。“在(1)半导体粒子的表面上存在(2)改性体群”包含以下的形式:
通过(2)改性体群直接接触(1)半导体粒子来进行覆盖的形式;以及
通过(2)改性体群不直接接触(1)半导体粒子表面来进行覆盖的形式,其是通过(2)改性体群直接接触在(1)半导体粒子表面上所形成的其他层的表面而形成的形式。
本实施方式的发光性粒子优选以覆盖有表面处理剂的(1)半导体粒子为核而形成壳结构。具体而言,优选将(2)改性体群覆盖在包覆于(1)半导体粒子表面的表面修饰剂的表面,也可将(2)改性体群覆盖在不被表面修饰剂包覆的(1)半导体粒子表面。
另外,(2)改性体群覆盖(1)半导体粒子的“表面”是指除了通过(2)改性体群直接接触(1)半导体粒子来进行覆盖以外,还包含:通过(2)改性体群不直接接触(1)半导体粒子表面来进行覆盖,其是将(2)改性体群直接接触在(1)半导体粒子表面上所形成的其他层表面来形成的。
本实施方式的发光性粒子的形状,并没有特别限定,可为球状、变形的球状、围棋状或橄榄球状等。发光性粒子的平均尺寸,并没有特别限定,但平均费雷特直径为0.1~30μm,优选为0.1~10μm。作为计算平均费雷特直径的方法,例如,可举出以下的方法:使用透射型电子显微镜(以下,也称为TEM)或扫描型电子显微镜(以下,也称为SEM)观察到的发光性粒子的TEM图像或SEM图像中,任意观察20个发光性粒子,并求出其平均值。
另外,本说明书中的“费雷特直径”是指在TEM图像或SEM图像中,当发光性粒子的图像夹在两条平行线之间时的平行线之间的间隔。
当计算平均费雷特直径时,测定多个发光性粒子的费雷特直径时的平行线应彼此平行。例如,当SEM图像的视野为矩形时,求出以矩形视野中的相对两边平行的两条平行线夹持作为测定对象的发光性粒子时的费雷特直径。
作为观察本实施方式的发光性粒子表面的方法,例如,可举出:使用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)等的观察方法。进一步地,通过使用SEM或TEM的能量色散型X射线分析(EDX)测定(STEM-EDX测定)来分析详细的元素分布。
具体而言,对于将包含发光性粒子的组合物浇铸在TEM专用的带支持膜的格栅上并自然干燥而得的浇铸膜的表面,用TEM图像进行观察。另外,在与该TEM图像相同的视野中,进行STEM-EDX测定,从而获得元素映射图像。对于目标元素,可举出:硅或(1)半导体粒子中所含的一种金属元素。作为(1)半导体粒子中所含的一种金属元素,例如,可举出铅。
本实施方式的发光性粒子中,通过观察上述发光性粒子表面的方法,可观察到(2)改性体群覆盖(1)半导体粒子“表面”的状态。
作为观察发光性粒子表面的方法,优选具备以下工序的方法:通过上述方法获得元素映射图像的工序;获得SEM图像或TEM图像的工序;第一个二值化工序;以及第二个二值化工序。
·第一个二值化工序
首先,图3示出了二值化处理前的TEM图像或SEM图像的示意图。在二值化前的阶段中,存在:以符号A表示存在于发光性粒子表面的半导体粒子(黑色)、以符号B表示改性体群(白色)以及以符号C表示的无法明确判断为A(黑色)或B(白色)的区域。
将TEM图像或SEM图像导入计算机,并用图像分析软件进行二值化处理。
与通过STEM-EDX测定所得的(1)半导体粒子中所含的一种金属元素的元素映射图像相比,检测出来自(1)半导体粒子成分的位置确认转换为黑色。对照元素映射图像,调整阈值进行使区域C变为白色或黑色的二值化处理。图像分析软件,可适当地选择Image J或Photoshop等。
例如,如图4所示,对照元素映射图像,如果能确定A1为检测到来自(1)半导体粒子的成分的位置,则其为黑色的A1(A);如果能确定B1为检测到来自(2)改性体群的成分的位置,则其为白色的B1(B)。
例如,如图4所示,当对区域C通过与元素映射图像进行对照,判断来自(1)半导体粒子的成分时,调整阈值使区域C变为黑色的A1(C)。
·第二个二值化工序
在通过将TEM图像或SEM图像导入计算机而获得的TEM图像或SEM图像中,具有:存在于发光性粒子表面的(1)半导体粒子(白色);(2)改性体群(黑色);以及与第一个二值化工序相同的无法明确判断为黑色的区域。
此时,通过与STEM-EDX测定而得的硅的元素映射图像进行比较,确认检测到来自(2)改性体群成分的位置转换为黑色。发现差异时,例如,无法明确判断为黑色时,对照元素映射图像,调整阈值进行二值化处理。
对于上述二值化处理完成后的图像,使用图像分析软件,计算(1)半导体粒子存在区域的面积和以(2)表示的化合物存在区域的面积。此处,当以(2)表示的化合物的内部存在(1)半导体粒子时,通过从以(2)表示的化合物存在区域的面积中减去(1)半导体粒子存在区域的面积,从而算出仅以(2)表示的化合物存在区域的面积。
将占据上述发光性粒子表面的(1)半导体粒子面积作为S1并将占据上述发光性粒子表面的(2)改性体群的面积作为S2时的面积比((S1)/(S2))是通过下述方法求得的。
使用上述记载的观察方法所察到的图像中的(1)半导体粒子存在区域的面积作为(S1)。(2)表示的化合物存在区域的面积作为(S2)。这时的面积比作为(S1)/(S2)。
本发明的实施方式中,(S1)/(S2)为0.01以上、0.5以下。
从提高发光性半导体粒子对于水蒸气的耐久性观点来看,(S1)/(S2)优选为0.20以下,更优选为0.13以下;从粒子的分散性观点来看,(S1)/(S2)优选为0.03以上,更优选为0.05以上。
上述上限值和下限值可任意组合。
《(1)成分》
(1)成分是具有发光性的半导体粒子。
以下,对(1)的发光性半导体粒子进行说明。
作为本实施方式的发光性粒子中所含的半导体粒子,可举出下述(i)~(viii)。
(i)包含II族-VI族化合物半导体的半导体粒子
(ii)包含II族-V族化合物半导体的半导体粒子
(iii)包含III族-V族化合物半导体的半导体粒子
(iv)包含III族-IV族化合物半导体的半导体粒子
(v)包含III族-VI族化合物半导体的半导体粒子
(vi)包含IV族-VI族化合物半导体的半导体粒子
(vii)包含过渡金属-p区化合物半导体的半导体粒子
(viii)包含具有钙钛矿结构的化合物半导体的半导体粒子
<(i)包含II族-VI族化合物半导体的半导体粒子>
作为II族-VI族化合物半导体,可举出:包含周期表中的第2列族元素和第16列族元素的化合物半导体;以及包含周期表中的第12列族元素和第16列族元素的化合物半导体。
另外,本说明书中,“周期表”是指长式周期表。
以下说明中,将包含第2列族元素和第16列族元素的化合物半导体称为“化合物半导体(i-1)”,并将包含第12列族元素和第16列族元素的化合物半导体称为“化合物半导体(i-2)”。
化合物半导体(i-1)中,作为二元系化合物半导体,例如,可举出:MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe或BaTe。
另外,作为化合物半导体(i-1),可为:
(i-1-1)包含一种第2列族元素和两种第16列族元素的三元系化合物半导体;
(i-1-2)包含两种第2列族元素和一种第16列族元素的三元系化合物半导体;或
(i-1-3)包含两种第2列族元素和两种第16列族元素的四元系化合物半导体。
化合物半导体(i-2)中,作为二元系化合物半导体,例如,可举出:ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe或HgTe。
另外,作为化合物半导体(i-2),可为:
(i-2-1)包含一种第12列族元素和两种第16族元素的三元系化合物半导体;
(i-2-2)包含两种第12列族元素和一种第16列族元素的三元系化合物半导体;或
(i-2-3)包含两种第12列族元素和两种第16列族元素的四元系化合物半导体。
II族-VI族化合物半导体还可包含除第2列族元素、第12列族元素和16列族元素以外的元素作为掺杂元素。
<(ii)包含II族-V族化合物半导体的半导体粒子>
II族-V族化合物半导体包含第12列族元素和第15列族元素。
II族-V族化合物半导体中,作为二元系化合物半导体,例如,可举出:Zn3P2、Zn3As2、Cd3P2、Cd3As2、Cd3N2或Zn3N2
另外,作为II族-V族化合物半导体,可为:
(ii-1)包含一种第12列族元素和两种第15列族元素的三元系化合物半导体;
(ii-2)包含两种第12列族元素和一种第15列族元素的三元系化合物半导体;或
(ii-3)包含两种第12列族元素和两种第15列族元素的四元系化合物半导体。
II族-V族化合物半导体还可包含除第12列族元素和第15列族元素以外的元素作为掺杂元素。
<(iii)包含III族-V族化合物半导体的半导体粒子>
III族-V族化合物半导体包含第13列族元素和第15列族元素。
III族-V族化合物半导体中,作为二元系化合物半导体,例如,可举出:BP、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlN或BN。
另外,作为III族-V族化合物半导体,可为:
(iii-1)包含一种第13列族元素和两种第15列族元素的三元系化合物半导体;
(iii-2)包含两种第13列族元素和一种第15列族元素的三元系化合物半导体;或
(iii-3)包含两种第13列族元素和两种第15列族元素的四元系化合物半导体。
III族-V族化合物半导体还可包含除第13列族元素和第15列族元素以外的元素作为掺杂元素。
<(iv)包含III族-IV族化合物半导体的半导体粒子>
III族-IV族化合物半导体包含第13列族元素和第14列族元素。
III族-IV族化合物半导体中,作为二元系化合物半导体,例如,可举出:B4C3、Al4C3和Ga4C3
另外,作为III族-IV族化合物半导体,可为:
(iv-1)包含一种第13列族元素和两种第14列族元素的三元系化合物半导体;
(iv-2)包含两种第13列族元素和一种第14列族元素的三元系化合物半导体;或
(iv-3)包含两种第13列族元素和两种第14列族元素的四元系化合物半导体。
III族-IV族化合物半导体还可包含除第13列族元素和第14列族元素以外的元素作为掺杂元素。
<(v)包含III族-VI族化合物半导体的半导体粒子>
III族-VI族化合物半导体包含第13列族元素和第16列族元素。
III族-VI族化合物半导体中,作为二元系化合物半导体,例如,可举出:Al2S3、Al2Se3、Al2Te3、Ga2S3、Ga2Se3、Ga2Te3、GaTe、In2S3、In2Se3、In2Te3或InTe。
另外,作为III族-VI族化合物半导体,可为:
(v-1)包含一种第13列族元素和两种第16列族元素的三元系化合物半导体;
(v-2)包含两种第13列族元素和一种第16列族元素的三元系化合物半导体;或
(v-3)包含两种第13列族元素和两种第16列族元素的四元系化合物半导体。
III族-VI族化合物半导体还可包含除第13列族元素和第16列族元素以外的元素作为掺杂元素。
<(vi)包含IV族-VI族化合物半导体的半导体粒子>
IV族-VI族化合物半导体包含第14列族元素和第16列族元素。
IV族-VI族化合物半导体中,作为二元系化合物半导体,例如,可举出:PbS、PbSe、PbTe、SnS、SnSe或SnTe。
另外,作为IV族-VI族化合物半导体,可为:
(vi-1)包含一种第14列族元素和两种第16列族元素的三元系化合物半导体;
(vi-2)包含两种第14列族元素和一种第16列族元素的三元系化合物半导体;或
(vi-3)包含两种第14列族元素和两种第16列族元素的四元系化合物半导体。
III族-VI族化合物半导体还可包含除第14列族元素和第16列族元素以外的元素作为掺杂元素。
<(vii)包含过渡金属-p区化合物半导体的半导体粒子>
过渡金属-p区化合物半导体包含过渡金属元素和p区元素。“p区元素”是属于周期表中的第13列族至第18列族的元素。
过渡金属-p区化合物半导体中,作为二元系化合物半导体,例如,可举出:NiS和CrS。
另外,作为过渡金属-p区化合物半导体,可为:
(vii-1)包含一种过渡金属元素和两种p区元素的三元系化合物半导体;
(vii-2)包含两种过渡金属元素和一种p区元素的三元系化合物半导体;或
(vii-3)包含两种过渡金属元素和两种p区元素的四元系化合物半导体。
过渡金属-p区化合物半导体还可包含除过渡金属元素和p区元素以外的元素作为掺杂元素。
作为上述三元系化合物半导体或四元系化合物半导体的具体例子,可举出:ZnCdS、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、ZnCdSSe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs、CuInS2或InAlPAs等。
本实施方式的发光性粒子中,在上述化合物半导体中,优选包含作为第12列族元素的Cd的化合物半导体和包含作为第13列族元素的In的化合物半导体。另外,本实施方式的发光性粒子中,在上述化合物半导体中,优选包含Cd和Se的化合物半导体以及包含In和P的化合物半导体。
包含Cd和Se的化合物半导体,优选二元系化合物半导体、三元系化合物半导体和四元系化合物半导体中的任一种。其中,特别优选作为二元系化合物半导体的CdSe。
包含In和P的化合物半导体,优选二元系化合物半导体、三元系化合物半导体和四元系化合物半导体中的任一种。其中,特别优选作为二元系化合物半导体的InP。
本实施方式中,优选包含Cd的半导体粒子或包含In的半导体粒子,更优选CdSe或InP。
<(viii)包含具有钙钛矿结构的化合物半导体的半导体粒子>
具有钙钛矿结构的化合物半导体,具备以A、B和X作为构成成分的钙钛矿型晶体结构。以下说明中,具有钙钛矿结构的化合物半导体存在仅称为“钙钛矿化合物”的情况。
A是在钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的六面体的各顶点的成分,其为1价阳离子。
B是在钙钛矿型晶体结构中位于将A配置在顶点的六面体以及将X配置在顶点的八面体的中心的成分,是金属离子。B是可作为X的八面体配位的金属阳离子。
X表示在钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的八面体的各顶点的成分,是选自由卤素离子和硫氰酸根离子构成的群中的至少一种阴离子。
作为以A、B和X作为构成成分的钙钛矿化合物,并没有特别限定,可为具有三维结构、二维结构、准二维(quasi-2D)结构中的任意结构的化合物。
在三维结构的情况下,钙钛矿化合物的组成式以ABX(3+δ)表示。
在二维结构的情况下,钙钛矿化合物的组成式以A2BX(4+δ)表示。
此处,δ是能够根据B的电荷平衡适当改变的数,为-0.7以上、0.7以下。例如,当A为一价阳离子、B为二价阳离子、X为一价阴离子时,可选择δ,使得钙钛矿化合物为电中性。钙钛矿化合物为电中性意味着钙钛矿化合物的电荷为零。
钙钛矿化合物包含以B为中心且顶点为X的八面体。八面体以BX6表示。
当钙钛矿化合物具有三维结构时,钙钛矿化合物中所含的BX6是通过使位于八面体(BX6)顶点的一个X在晶体中相邻的2个八面体(BX6)共有的方式来构成三维网络。
当钙钛矿化合物具有二维结构时,钙钛矿化合物中所含的BX6是通过使位于八面体(BX6)顶点的2个X在晶体中相邻的2个八面体(BX6)共有的方式来共享八面体的棱线,从而构成二维连接的层。钙钛矿化合物具有由二维连接的BX6构成的层和由A构成的层交替层叠而成的结构。
本说明书中,钙钛矿化合物的晶体结构可通过X射线衍射图来确认。
钙钛矿化合物具有三维结构的钙钛矿型晶体结构时,在X射线衍射图中,通常在2θ=12~18°的位置确认到来自(hkl)=(001)的峰。或者在2θ=18~25°的位置确认到来自(hkl)=(110)的峰。
钙钛矿化合物具有三维结构的钙钛矿型晶体结构时,在2θ=13~16°的位置确认到来自(hkl)=(001)的峰或者在2θ=20~23°的位置确认到来自(hkl)=(110)的峰。
钙钛矿化合物具有二维结构的钙钛矿型晶体结构时,在X射线衍射图中,通常在2θ=1~10°的位置确认到来自(hkl)=(002)的峰。另外,优选在2θ=2~8°的位置确认到来自(hkl)=(002)的峰。
钙钛矿化合物优选具有三维结构。
(构成成分A)
构成钙钛矿化合物的A是一价阳离子。作为A,可举出:铯离子、有机铵离子或脒鎓离子。
(有机铵离子)
作为A的有机铵离子,具体而言,可举出下述式(A3)所示的阳离子。
【化9】
Figure BDA0003035467690000171
式(A3)中,R6~R9分别独立地表示氢原子、烷基或环烷基。然而,R6~R9中的至少一个为烷基或环烷基,所有的R6~R9不会同时成为氢原子。
R6~R9所示的烷基可为直链状或支链状。另外,R6~R9所示的烷基也可分别独立地具有氨基作为取代基。
R6~R9为烷基时,碳原子数各自独立地通常为1~20,优选为1~4,更优选为1~3,进一步优选为1。
R6~R9表示的环烷基可各自独立地具有氨基作为取代基。
R6~R9表示的环烷基的碳原子数各自独立地通常为3~30,优选为3~11,更优选为3~8。碳原子数也包含取代基的碳原子数。
作为R6~R9表示的基团,优选各自独立地为氢原子或烷基。
当钙钛矿化合物包含以上述式(A3)表示的有机铵离子作为A时,式(A3)中可包含的烷基和环烷基的数目优选为少。另外,式(A3)中可包含的烷基和环烷基的碳原子数优选为少。由此,可获得具有高发光强度的三维结构的钙钛矿化合物。
式(A3)表示的有机铵离子中,R6~R9表示的烷基和环烷基中所含的碳原子总数优选为1~4。另外,式(A3)表示的有机铵离子中,更优选R6~R9中的一个为碳原子1~3的烷基,R6~R9中的3个为氢原子。
作为R6~R9的烷基,可示例出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、1-甲基丁基、正己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、正庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、2,4-二甲基戊基、3,3-二甲基戊基、3-乙基戊基、2,2,3-三甲基丁基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基和二十烷基。
作为R6~R9的环烷基,可分别独立地举出R6~R9的烷基中示例的碳原子数为3以上的烷基形成环的环烷基。作为一例,可示例出:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、降冰片基、异冰片基、1-金刚烷基、2-金刚烷基和三环癸基等。
作为以A表示的有机铵离子,优选CH3NH3 +(也称为甲基铵离子)、C2H5NH3 +(也称为乙基铵离子)或C3H7NH3 +(也称为丙基铵离子),更优选CH3NH3 +或C2H5NH3 +,进一步优选CH3NH3 +
(脒鎓离子)
作为以A表示的脒鎓离子,例如,可举出下述式(A4)所示的脒鎓离子。
(R10R11N=CH-NR12R13)+···(A4)
式(A4)中,R10~R13分别独立地表示氢原子、可具有氨基作为取代基的烷基或可具有氨基作为取代基的环烷基。
R10~R13表示的烷基可各自独立地为直链状或支链状。另外,R10~R13表示的烷基可各自独立地具有氨基作为取代基。
R10~R13表示的烷基的碳原子数各自独立地通常为1~20,优选为1~4,更优选为1~3。
R10~R13表示的环烷基可各自独立地具有氨基作为取代基。
R10~R13表示的环烷基的碳原子数各自独立地通常为3~30,优选为3~11,更优选为3~8。碳原子数包含取代基的碳原子数。
作为R10~R13的烷基的具体例子,可分别独立地举出与R6~R9中示例的烷基相同的基团。作为R10~R13的环烷基的具体例子,可分别独立地举出与R6~R9中示例的环烷基相同的基团。
作为R10~R13表示的基团,各自独立地优选氢原子或烷基。
通过减少式(A4)中所含的烷基和环烷基的数量以及减少烷基和环烷基的碳原子数,可得到发光强度高的三维结构的钙钛矿化合物。
脒鎓离子中,R10~R13表示的烷基和环烷基中所含的碳原子总数优选为1~4,更优选R10为碳原子数1的烷基、R11~R13为氢原子。
钙钛矿化合物中,当A是铯离子、碳原子数为3以下的有机铵离子或碳原子数为3以下的脒鎓离子时,钙钛矿化合物通常具有三维结构。
钙钛矿化合物中,当A是碳原子数为4以上的有机铵离子或碳原子数为4以上的脒鎓离子时,钙钛矿化合物具有二维结构和准二维(quasi-2D)结构中的任一种或两种。在这种情况下,钙钛矿化合物可在晶体的一部分或全部中具有二维结构或准二维结构。当层叠多个二维钙钛矿型晶体结构时,其等同于三维钙钛矿型晶体结构(参考文献:P.PBoix等人,J.Phys.Chem.Lett.2015,6,898-907等)。
钙钛矿化合物中的A优选为铯离子或脒鎓离子。
(构成成分B)
构成钙钛矿化合物的B可为选自由一价金属离子、二价金属离子和三价金属离子构成的群中的一种以上金属离子。B优选包含二价金属离子,更优选包含选自由铅和锡构成的群中的一种以上金属离子,进一步优选铅。
(构成成分X)
构成钙钛矿化合物的X可为选自由卤素离子和硫氰酸根离子构成的群中的至少一种阴离子。
作为卤素离子,可举出:氯离子、溴离子、氟离子和碘离子。X优选为溴离子。
当X为两种以上卤素离子时,卤素离子的含有比率可根据发光波长进行适当选择。例如,可为溴离子和氯离子的组合,或者溴离子和碘离子的组合。
X可根据所期望的发光波长进行适当选择。
X为溴离子的钙钛矿化合物,通常可发出在480nm以上、优选为500nm以上、更优选为520nm以上的波长范围内具有最大强度峰的荧光。
另外,X为溴离子的钙钛矿化合物,通常可发出在700nm以下、优选为600nm以下、更优选为580nm以下的波长范围内具有最大强度峰的荧光。
上述波长范围的上限值和下限值可任意组合。
当钙钛矿化合物中的X为溴离子时,发出荧光的峰通常在480~700nm处,优选500~600nm,更优选520~580nm。
X为碘离子的钙钛矿化合物,通常可发出在520nm以上、优选为530nm以上、更优选为540nm以上的波长范围内具有最大强度峰的荧光。
另外,X为碘离子的钙钛矿化合物,通常可发出在800nm以下、优选为750nm以下、更优选为730nm以下的波长范围内具有最大强度峰的荧光。
上述波长范围的上限值和下限值可任意组合。
当钙钛矿化合物中的X为碘离子时,发出荧光的峰通常在520~800nm处,优选530~750nm,更优选540~730nm。
X为氯离子的钙钛矿化合物,通常可发出在300nm以上、优选为310nm以上、更优选为330nm以上的波长范围内具有最大强度峰的荧光。
另外,X为氯离子的钙钛矿化合物,通常可发出在600nm以下、优选为580nm以下、更优选为550nm以下的波长范围内具有最大强度峰的荧光。
上述波长范围的上限值和下限值可任意组合。
当钙钛矿化合物中的X为氯离子时,发出荧光的峰通常在300~600nm处,优选310~580nm,更优选330~550nm。
(三维结构的钙钛矿化合物的示例)
作为以ABX(3+δ)表示的三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr(3-y)Iy(0<y<3)、CH3NH3PbBr(3-y)Cly(0<y<3)、(H2N=CH-NH2)PbBr3、(H2N=CH-NH2)PbCl3和(H2N=CH-NH2)PbI3
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
CH3NH3Pb(1-a)CaaBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)SraBr3(0<a≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)LaaBr(3+δ)(0<a≦0.7,0<δ≦0.7)、CH3NH3Pb(1-a)BaaBr3(0<a≦0.7)和CH3NH3Pb(1-a)DyaBr(3+δ)(0<a≦0.7,0<δ≦0.7)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
CH3NH3Pb(1-a)NaaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0);以及
CH3NH3Pb(1-a)LiaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
CsPb(1-a)NaaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0);以及
CsPb(1-a)LiaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
CH3NH3Pb(1-a)NaaBr(3+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)LiaBr(3+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)NaaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3);以及
CH3NH3Pb(1-a)LiaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)NaaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0);
(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)LiaBr(3+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0);
(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)NaaBr(3+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3);以及
(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)NaaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<3)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:CsPbBr3、CsPbCl3、CsPbI3、CsPbBr(3-y)Iy(0<y<3)和CsPbBr(3-y)Cly(0<y<3)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr3(0<a≦0.7);
CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ)(0<a≦0.7,0≦δ≦0.7);
CH3NH3Pb(1-a)CoaBr3(0<a≦0.7);
CH3NH3Pb(1-a)MnaBr3(0<a≦0.7);以及
CH3NH3Pb(1-a)MgaBr3(0<a≦0.7)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
CsPb(1-a)ZnaBr3(0<a≦0.7);
CsPb(1-a)AlaBr(3+δ)(0<a≦0.7、0<δ≦0.7);
CsPb(1-a)CoaBr3(0<a≦0.7);
CsPb(1-a)MnaBr3(0<a≦0.7);以及
CsPb(1-a)MgaBr3(0<a≦0.7)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ-y)Iy(0<a≦0.7,0<δ≦0.7,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)CoaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)MnaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)MgaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)AlaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7,0<δ≦0.7,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)CoaBr(3+δ-y)Cly(0<a≦0.7,0<y<3);
CH3NH3Pb(1-a)MnaBr(3-y)Cly(0<a≦0.7,0<y<3);以及
CH3NH3Pb(1-a)MgaBr(3-y)Cly(0<a≦0.7,0<y<3)。
作为三维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(H2N=CH-NH2)ZnaBr3(0<a≦0.7);
(H2N=CH-NH2)MgaBr3(0<a≦0.7);
(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Iy(0<a≦0.7、0<y<3);以及
(H2N=CH-NH2)Pb(1-a)ZnaBr(3-y)Cly(0<a≦0.7、0<y<3)。
上述三维结构的钙钛矿化合物中,更优选CsPbBr3、CsPbBr(3-y)Iy(0<y<3)和(H2N=CH-NH2)PbBr3,进一步优选(H2N=CH-NH2)PbBr3
(二维结构的钙钛矿化合物的示例)
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(C4H9NH3)2PbBr4
(C4H9NH3)2PbCl4
(C4H9NH3)2PbI4
(C7H15NH3)2PbBr4
(C7H15NH3)2PbCl4
(C7H15NH3)2PbI4
(C4H9NH3)2Pb(1-a)LiaBr(4+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)NaaBr(4+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0);以及
(C4H9NH3)2Pb(1-a)RbaBr(4+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)。
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(C7H15NH3)2Pb(1-a)NaaBr(4+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0);
(C7H15NH3)2Pb(1-a)LiaBr(4+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0);以及
(C7H15NH3)2Pb(1-a)RbaBr(4+δ)(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0)。
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(C4H9NH3)2Pb(1-a)NaaBr(4+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<4);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)LiaBr(4+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<4);以及
(C4H9NH3)2Pb(1-a)RbaBr(4+δ-y)Iy(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<4)。
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(C4H9NH3)2Pb(1-a)NaaBr(4+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<4);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)LiaBr(4+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<4);以及
(C4H9NH3)2Pb(1-a)RbaBr(4+δ-y)Cly(0<a≦0.7,-0.7≦δ<0,0<y<4)。
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:(C4H9NH3)2PbBr4和(C7H15NH3)2PbBr4
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:(C4H9NH3)2PbBr(4-y)Cly(0<y<4)和(C4H9NH3)2PbBr(4-y)Iy(0<y<4)。
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr4(0<a≦0.7);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr4(0<a≦0.7);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr4(0<a≦0.7);以及
(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr4(0<a≦0.7)。
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(C7H15NH3)2Pb(1-a)ZnaBr4(0<a≦0.7);
(C7H15NH3)2Pb(1-a)MgaBr4(0<a≦0.7);
(C7H15NH3)2Pb(1-a)CoaBr4(0<a≦0.7);以及
(C7H15NH3)2Pb(1-a)MnaBr4(0<a≦0.7)。
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr(4-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<4);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr(4-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<4);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr(4-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<4);以及
(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr(4-y)Iy(0<a≦0.7,0<y<4)。
作为二维结构的钙钛矿化合物的优选例子,可举出:
(C4H9NH3)2Pb(1-a)ZnaBr(4-y)Cly(0<a≦0.7,0<y<4);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)MgaBr(4-y)Cly(0<a≦0.7,0<y<4);
(C4H9NH3)2Pb(1-a)CoaBr(4-y)Cly(0<a≦0.7,0<y<4);以及
(C4H9NH3)2Pb(1-a)MnaBr(4-y)Cly(0<a≦0.7,0<y<4)。
(半导体粒子的粒径)
发光性粒子中所含的(1)半导体粒子的平均粒径,并没有特别限定,但为了维持良好的晶体结构,优选为1nm以上。半导体粒子的平均粒径更优选为2nm以上,进一步优选为3nm以上。
另外,为了易于维持所期望的发光特性,半导体粒子的平均粒径优选为10μm以下。半导体粒子的平均粒径更优选为1μm以下,进一步优选为500nm以下。此外,“发光特性”是指通过用激发光照射发光性半导体粒子而得的转换光的量子产率、发光强度和色纯度等光学特性。对于色纯度,可通过转换光的光谱的半值宽度来进行评价。
半导体粒子的平均粒径的上限值和下限值可任意组合。
例如,半导体粒子的平均粒径优选为1nm以上、10μm以下,更优选为2nm以上、1μm以下,进一步优选为3nm以上、500nm以下。
本说明书中,对于(1)半导体粒子的平均粒径,例如,可通过TEM或SEM进行测定。具体而言,可通过以下方法求出平均粒径:通过TEM或SEM测定20个半导体粒子的最大费雷特直径,并计算作为测定值的算术平均值的平均最大费雷特直径。
本说明书中的“最大费雷特直径”是指将半导体粒子夹在TEM或SEM图像上的两条平行直线之间的最大距离。
另外,对于发光性粒子中所含的(1)半导体粒子的平均粒径,例如,可通过使用扫描透射电子显微镜法(STEM)的能量色散型X射线分析(EDX)测定(STEM-EDX测定),求出(1)半导体粒子中所含元素的元素分布,并根据所得的元素分布图像,从而求出(1)半导体粒子的平均粒径。根据元素分布图像,测定20个半导体粒子的最大费雷特直径,并计算作为测定值的算术平均值的平均最大费雷特直径,从而求出平均粒径。
(1)半导体粒子的中值直径(D50)并没有特别限定,但为了能维持良好的晶体结构,优选为3nm以上。半导体粒子的中值直径更优选为4nm以上,进一步优选为5nm以上。
另外,为了易于维持所期望的发光特性,半导体粒子的中值直径(D50)优选为5μm以下。半导体粒子的平均粒径更优选为500nm以下,进一步优选为100nm以下。
半导体粒子的中值直径(D50)的上限值和下限值可任意组合。例如,半导体粒子的中值直径(D50)优选为3nm以上、5μm以下,更优选为4nm以上、500nm以下,进一步优选为5nm以上、100nm以下。
本说明书中,对于半导体粒子的粒度分布,例如,可通过TEM或SEM进行测定。具体而言,通过TEM或SEM观察20个半导体粒子的最大费雷特直径,并根据最大费雷特直径的分布,求出中值直径(D50)。
《(2)成分》
(2)成分是选自由硅氮烷改性体、下述式(C1)所示化合物的改性体、下述式(C2)所示化合物的改性体、下述式(A5-51)所示化合物的改性体、下述式(A5-52)所示化合物的改性体和硅酸钠改性体构成的群中的一种以上化合物。
(2)改性体群可仅使用一种上述改性体或将两种以上并用。
本说明书中的“改性”是指具有Si-N键、Si-SR键(R为氢原子或有机基团)或者Si-OR键(R为氢原子或有机基团)的硅化合物被水解而生成具有Si-O-Si键的硅化合物。Si-O-Si键可通过分子间的缩合反应来形成或通过分子内的缩合反应来形成。
本说明书中的“改性体”是指通过对具有Si-N键、Si-SR键或Si-OR键的硅化合物进行改性而得的化合物。
(1.硅氮烷改性体)
硅氮烷是具有Si-N-Si键的化合物。硅氮烷可为直链状、支链状或环状中的任一种。
硅氮烷可为低分子硅氮烷或高分子硅氮烷。本说明书中,高分子硅氮烷存在记载为聚硅氮烷的情况。
本说明书中的“低分子”是指数均分子量小于600。另外,本说明书中的“高分子”是指数均分子量为600以上、2000以下。
本说明书中的“数均分子量”是指通过凝胶渗透色谱(GPC)法所测定的聚苯乙烯换算值。
(1-1.低分子硅氮烷的改性体1)
作为硅氮烷改性剂,例如,优选为下述式(B1)所示的二硅氮烷的改性体,其为低分子硅氮烷。
【化10】
Figure BDA0003035467690000281
式(B1)中,R14和R15分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数6~20的芳基或者碳原子数1~20的烷基甲硅烷基。
R14和R15可具有氨基等取代基。多个R15可相同或不同。
作为式(B1)所示的低分子硅氮烷,可举出:1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二苯基四甲基二硅氮烷和1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷。
(1-2.低分子硅氮烷的改性体2)
作为硅氮烷改性剂,例如,优选为下述式(B2)所示的低分子硅氮烷的改性体。
【化11】
Figure BDA0003035467690000282
式(B2)中,R14和R15如同上述式(B1)中的R14和R15
多个R14可相同或不同。
多个R15可相同或不同。
式(B2)中,n1表示1以上、20以下的整数。n1可为1以上、10以下的整数,也可为1或2。
作为式(B2)所示的低分子硅氮烷,可举出:八甲基环四硅氮烷、2,2,4,4,6,6-六甲基环三硅氮烷和2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基环三硅氮烷。
作为低分子硅氮烷,优选八甲基环四硅氮烷和1,3-二苯基四甲基二硅氮烷,更优选八甲基环四硅氮烷。
(1-3.高分子硅氮烷的改性体1)
作为硅氮烷改性体,例如,优选下述式(B3)所示的高分子硅氮烷(聚硅氮烷)的改性体。
聚硅氮烷是具有Si-N-Si键的高分子化合物。式(B3)所示的聚硅氮烷的结构单元可为一种或多种。
【化12】
Figure BDA0003035467690000291
式(B3)中,R14和R15如同上述式(B1)中的R14和R15
式(B3)中,*表示结合键。分子链末端的N原子的结合键上键合有R14。分子链末端的Si原子的结合键上键合有R15
多个R14可相同或不同。
多个R15可相同或不同。
m表示2以上、10000以下的整数。
式(B3)所示的聚硅氮烷,可以是例如,R14和R15全部为氢原子的全氢聚硅氮烷。
另外,式(B3)所示的聚硅氮烷,例如,可以是至少一个R15为氢原子以外的基团的有机聚硅氮烷。根据用途,可适当选择全氢聚硅氮烷和有机聚硅氮烷,也可混合使用。
(1-4.高分子硅氮烷的改性体2)
作为硅氮烷改性体,例如,还优选具有下述式(B4)所示结构的聚硅氮烷的改性体。
聚硅氮烷可在分子内的一部分具有环结构,例如,可具有式(B4)所示的结构。
【化13】
Figure BDA0003035467690000301
式(B4)中,*表示结合键。
式(B4)的结合键,可与式(B3)所示的聚硅氮烷的结合键或者式(B3)所示的聚硅氮烷的结构单元的结合键键合。
另外,当聚硅氮烷在分子内包含多个式(B4)所示的结构时,式(B4)所示的结构的结合键也可与其他式(B4)所示的结构的结合键直接键合。
不与式(B3)所示的聚硅氮烷的结合键、式(B3)所示的聚硅氮烷的结构单元的结合键以及其他式(B4)所示结构的结合键中的任一个相键合的N原子的结合键,与R14键合。
不与式(B3)所示的聚硅氮烷的结合键、式(B3)所示的聚硅氮烷的结构单元的结合键以及其他式(B4)所示结构的结合键中的任一个相键合的Si原子的结合键,与R15键合。
n2表示1以上、10000以下的整数。n2可为1以上、10以下的整数,也可为1或2。
一般的聚硅氮烷是例如存在直链结构和6元环或8元环等环结构的结构,即,具有上述(B3)和(B4)所示的结构。一般的聚硅氮烷分子量以数均分子量(Mn)计为600~2000左右(聚苯乙烯换算),根据分子量,其可为液体或固体的物质。
聚硅氮烷可使用市售品;作为市售品,可举出:NN120-10、NN120-20、NAX120-20、NN110、NAX120、NAX110、NL120A、NL110A、NL150A、NP110和NP140(AZ Electronic Materials株式会社制造);以及AZNN-120-20、Durazane(注册商标)1500 Slow Cure、Durazane1500Rapid Cure、Durazane1800和Durazane1033(Merck Performance Materials株式会社制造)等。
聚硅氮烷优选为AZNN-120-20、Durazane1500 Slow Cure和Durazane1500 RapidCure,更优选为Durazane1500 Slow Cure。
关于式(B2)所示的低分子硅氮烷的改性体,相对于全部硅原子,不与氮原子键合的硅原子比例优选为0.1~100%。另外,不与氮原子键合的硅原子比例更优选为10~98%,进一步优选为30~95%。
另外,“不与氮原子键合的硅原子比例”是使用后述的测定值并通过(Si(mol)-(SiN键中的N(mol)))/Si(mol)×100而求得的。考虑改性反应时,“不与氮原子键合的硅原子比例”是指“在改性处理时所产生的硅氧烷键中所含的硅原子例子”。
对于式(B3)所示的聚硅氮烷的改性体,相对于全部硅原子,不与氮原子键合的硅原子比例优选为0.1~100%。另外,不与氮原子键合的硅原子比例更优选为10~98%,进一步优选为30~95%。
对于具有式(B4)所示结构的聚硅氮烷的改性体,相对于全部硅原子,不与氮原子键合的硅原子比例优选为0.1~99%。另外,不与氮原子键合的硅原子比例更优选为10~97%,进一步优选为30~95%。
改性体中的Si原子数和SiN键数可通过X射线光电子能谱法(XPS)进行测定。
对于改性体,相对于全部硅原子,通过使用上述方法获得的测定值而求出的“不与氮原子键合的硅原子比例”优选为0.1~99%,更优选为10~99%,进一步优选为30~95%。
作为硅氮烷的改性体,并没有特别限定,但从提高分散性和抑制凝集的观点来看,优选为有机聚硅氮烷的改性体。
作为有机聚硅氮烷,例如,可以是式(B3)所示的R14和R15中的至少一个为碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数6~20的芳基或者碳原子数1~20的烷基甲硅烷基的有机聚硅氮烷。
另外,作为有机聚硅氮烷,例如,也可为以下的有机聚硅氮烷:
包含式(B4)所示的结构,并且至少一个结合键与R14或R15键合;上述R14和R15中的至少一个为碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数6~20的芳基或者碳原子数1~20的烷基甲硅烷基。
有机聚硅氮烷优选为式(B3)所示的R14和R15中的至少一个为甲基的有机聚硅氮烷或者以下的聚硅氮烷:
包含式(B4)所示的结构,并且至少一个结合键与R14或R15键合,且该R14和R15中的至少一个为甲基。
(2.式(C1)所示的化合物的改性体、式(C2)所示的化合物的改性体)
作为具有硅氧烷键的有机硅化合物和具有硅氧烷键的无机硅化合物,可为下述式(C1)所示的化合物的改性体和下述式(C2)所示的化合物的改性体。
【化14】
Figure BDA0003035467690000331
Figure BDA0003035467690000332
式(C1)中,Y5表示单键、氧原子或硫原子。
当Y5为氧原子时,R30和R31分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基。
当Y5为单键或硫原子时,R30表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基;R31表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基。
式(C2)中,R30、R31和R32分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基。
式(C1)和式(C2)中,R30、R31和R32表示的烷基、环烷基和不饱和烃基中所含的氢原子可各自独立地被卤素原子或氨基取代。
作为可取代R30、R31和R32表示的烷基、环烷基和不饱和烃基中所含的氢原子的卤素原子,例如,可举出:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;从化学稳定性的观点来看,优选氟原子。
式(C1)和式(C2)中,a为1~3的整数。
当a为2或3时,存在的多个Y5可相同或不同。
当a为2或3时,存在的多个R30可相同或不同。
当a为2或3时,存在的多个R32可相同或不同。
当a为1或2时,存在的多个R31可相同或不同。
R30和R31表示的烷基可为直链状或支链状。
式(C1)所示的化合物中,当Y5为氧原子时,从快速进行改性方面来看,R30表示的烷基的碳原子数优选为1~20。另外,R30表示的烷基的碳原子数更优选为1~3,进一步优选为1。
式(C1)所示的化合物中,当Y5为单键或硫原子时,R30表示的烷基的碳原子数优选为5~20,更优选为8~20。
式(C1)所示的化合物中,从快速进行改性方面来看,Y5优选为氧原子。
式(C2)所示的化合物中,从快速进行改性方面来看,R30和R32表示的烷基的碳原子数分别独立地优选为1~20。另外,R30和R32表示的烷基的碳原子数分别独立地更优选为1~3,进一步优选为1。
式(C1)所示的化合物和式(C2)所示的化合物中,R31表示的烷基的碳原子数优选为1~5,更优选为1~2,进一步优选为1。
作为R30、R31和R32表示的烷基的具体例子,可举出:R6~R9表示的基团中所示例的烷基。
R30、R31和R32表示的环烷基的碳原子数优选为3~20,更优选为3~11。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R30、R31和R32表示的环烷基中的氢原子分别独立地被烷基取代时,环烷基的碳原子数为4以上。对于环烷基中的氢原子可被取代的烷基,其碳原子数为1~27。
作为R30、R31和R32表示的环烷基的具体例子,可举出:R6~R9表示的基团中所示例的环烷基。
R30、R31和R32表示的不饱和烃基可为直链状、支链状或环状。
R30、R31和R32表示的不饱和烃基的碳原子数优选为5~20,更优选为8~20。
作为R30、R31和R32表示的不饱和烃基,优选为烯基,更优选碳原子数8~20的烯基。
作为R30、R31和R32表示的烯基,可示例出以下的烯基:R6~R9表示的基团中所示例的直链状或支链状的烷基中,任意一个碳原子间的单键(C-C)被双键(C=C)替换而得的烯基。烯基中,双键的位置并不限定。
作为这样的烯基的优选例子,可举出:乙烯基、丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基、2-壬烯基、2-十二碳烯基和9-十八碳烯基。
R30和R32优选为烷基或不饱和烃基,更优选为烷基。
R31优选为氢原子、烷基或不饱和烃基,更优选为烷基。
当R31表示的烷基、环烷基和不饱和烃基为上述碳原子数时,以式(C1)所示的化合物和式(C2)所示的化合物易于被水解,从而容易产生改性体。由此,式(C1)所示的化合物的改性体和式(C2)所示的化合物的改性体易于覆盖(1)半导体粒子的表面。其结果是,认为即使在高湿度环境下,(1)半导体粒子也难以劣化,从而获得耐久性高的粒子。
作为式(C1)所示的化合物,具体而言,可举出:四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基苯基硅烷、乙氧基三乙基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、甲氧基二甲基(苯基)硅烷、五氟苯基乙氧基二甲基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、3-氯丙基二甲氧基甲基硅烷、(3-氯丙基)二乙氧基(甲基)硅烷、(氯甲基)二甲氧基(甲基)硅烷、(氯甲基)二乙氧基(甲基)硅烷、二乙氧基二甲基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、二甲氧基二苯基硅烷、二甲氧基甲基苯基硅烷、二乙氧基二苯基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基(甲基)苯基硅烷、二甲氧基(甲基)(3,3,3-三氟丙基)硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、(3-溴丙基)三甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、(氯甲基)三乙氧基硅烷、(氯甲基)三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、三乙氧基乙基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、三甲氧基(甲基)硅烷、三乙氧基甲基硅烷、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-正辛基硅烷、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-九氟己基)硅烷、三甲氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷等。
其中,作为式(C1)所示的化合物,优选为三甲氧基苯基硅烷、甲氧基二甲基(苯基)硅烷、二甲氧基二苯基硅烷、二甲氧基甲基苯基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-正辛基硅烷、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-九氟己基)硅烷、三甲氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四丁氧基硅烷和四异丙氧基硅烷,更优选为四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四丁氧基硅烷和四异丙氧基硅烷,最优选为四甲氧基硅烷。
进一步地,作为式(C1)所示的化合物,可为十二烷基三甲氧基硅烷、三甲氧基苯基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷和三甲氧基(1H,1H,2H,2H-九氟己基)硅烷。
(3.式(A5-51)所示化合物的改性体、式(A5-52)所示化合物的改性体)
作为(2)改性体群,可为下述式(A5-51)所示化合物的改性体和式(A5-52)所示化合物的改性体。
【化15】
Figure BDA0003035467690000371
Figure BDA0003035467690000372
式(A5-51)和(A5-52)中,AC为二价烃基,Y15为氧原子或硫原子。
式(A5-51)和(A5-52)中,R122和R123分别独立地表示氢原子、烷基或环烷基。
式(A5-51)和式(A5-52)中,R124表示烷基或环烷基。
式(A5-51)和(A5-52)中,R125和R126分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基或环烷基。
当R122~R126为烷基时,其可为直链状或支链状。烷基的碳原子数通常为1~20,优选为5~20,更优选为8~20。
当R122~R126为环烷基时,该环烷基可具有烷基作为取代基。环烷基的碳原子数通常为3~30,优选为3~20,更优选为3~11。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R122~R126表示的烷基和环烷基中所含的氢原子可分别独立地被卤素原子或氨基取代。
作为R122~R126表示的烷基和环烷基中所含的氢原子可被取代的卤素原子,例如,可举出:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;从化学稳定性的观点来看,优选为氟原子。
作为R122~R126的烷基的具体例子,可举出:R6~R9中所示例的烷基。
作为R122~R126的环烷基的具体例子,可举出:R6~R9中所示例的环烷基。
作为R125和R126的烷氧基,可示例出:R6~R9中所示例的直链状或支链状的烷基与氧原子键合的一价基团。
R125和R126为烷氧基时,可举出:甲氧基、乙氧基和丁氧基等,优选为甲氧基。
AC表示的二价烃基,只要是从烃化合物中去除两个氢原子而得的基团的话,即可;该烃化合物可为脂肪族烃、芳香族烃或者饱和脂肪族烃。A为亚烷基时,其可为直链状或支链状。亚烷基的碳原子数通常为1~100,优选为1~20,更优选为1~5。
作为式(A5-51)所示的化合物,优选为三甲氧基[3-(甲基氨基)丙基]硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基甲基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
另外,作为式(A5-51)所示的化合物,优选R122和R123为氢原子、R124为烷基、R125和R126为烷氧基的化合物。例如,更优选为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
作为式(A5-51)所示的化合物,更优选为3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
作为式(A5-52)所示的化合物,更优选为3-巯基丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷。
(硅酸钠改性体)
作为(2)表示的化合物,可为硅酸钠(Na2SiO3)的改性体。对于硅酸钠,通过用酸处理进行水解,以进行改性。
《表面处理剂》
本实施方式的发光性粒子可具有覆盖(1)半导体粒子的至少一部分表面的表面处理剂层。本实施方式的发光性粒子可在(1)半导体粒子和(2)改性体群之间配备表面处理剂层。
另外,表面处理剂层覆盖(1)半导体粒子的“表面”是指表面处理剂层除了直接接触(1)半导体粒子来进行覆盖以外,还包含:表面处理剂层直接接触在(1)半导体粒子表面上所形成的其他层的表面而形成的不直接接触(1)半导体粒子表面的覆盖。
本实施方式的发光性粒子,其特征在于,上述面积比((S1)/(S2))为0.01以上、0.5以下。面积S1是占据发光性粒子表面的(1)的面积,而面积S2是占据发光性粒子表面的(2)的面积。表面处理剂层优选存在于(1)半导体粒子和(2)改性体群之间。然而,在发光性粒子的表面上,当(1)半导体粒子仅被表面处理剂层覆盖时,即,当存在表面处理剂层暴露部分时,该部分作为面积S1。
《表面修饰剂层》
表面修饰剂层是以选自由铵离子、胺、伯~季铵阳离子、铵盐、羧酸、羧酸根离子、羧酸盐、式(X1)~(X6)各自表示的化合物以及式(X2)~(X4)各自表示的化合物的盐构成的群中的至少一种化合物或离子作为形成材料。其中,表面修饰剂层优选以选自由胺、伯~季铵阳离子、铵盐、羧酸以及羧酸根离子和羧酸盐构成的群中的至少一种作为形成材料;更优选以选自由胺和羧酸构成的群中的至少一种作为形成材料。
以下,存在将表面修饰剂层的形成材料称为“表面修饰剂”的情况。
表面修饰剂是以下的化合物:
在通过后述制造方法制造本实施方式的发光性粒子时,其能吸附在半导体粒子的表面上,并具有使半导体粒子稳定分散在组合物中的作用。
<铵离子、伯~季铵阳离子、铵盐>
作为表面修饰剂的铵离子和伯~季铵阳离子由下述式(A1)表示。作为表面修饰剂的铵盐是包含下述式(A1)所示离子的盐。
【化16】
Figure BDA0003035467690000401
式(A1)所示的离子中,R1~R4表示氢原子或一价烃基。
R1~R4表示的烃基可为饱和烃基或不饱和烃基。作为饱和烃基,,可举出:烷基或环烷基。
R1~R4表示的烷基可为直链状或支链状。R1~R4表示的烷基的碳原子数通常为1~20,优选为5~20,更优选为8~20。
环烷基的碳原子数通常为3~30,优选为3~20,更优选为3~11。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R1~R4的不饱和烃基可为直链状或支链状。
R1~R4的不饱和烃基的碳原子数通常为2~20,优选为5~20,更优选为8~20。
R1~R4优选为氢原子、烷基或不饱和烃基。作为不饱和烃基,优选为烯基。R1~R4优选为碳原子数8~20的烯基。
作为R1~R4的烷基的具体例子,可举出:R6~R9中所示例的烷基。
作为R1~R4的环烷基的具体例子,可举出:R6~R9中所示例的环烷基。
作为R1~R4的烯基,可示例出:R6~R9中所示例的上述直链状或支链状的烷基中,任意一个碳原子间的单键(C-C)被双键(C=C)替换而得的烯基;双键的位置并不限定。
作为R1~R4的烯基的优选例子,例如,可举出:乙烯基、丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基、2-壬烯基、2-十二碳烯基和9-十八碳烯基。
式(A1)所示的铵阳离子形成盐时,作为抗衡阴离子,并没有特别限定。作为抗衡阴离子,优选为卤素离子和羧酸根离子等。作为卤素离子,可举出::溴离子、氯离子、碘离子和氟离子。
作为具有式(A1)所示的铵阳离子和抗衡阴离子的铵盐,作为优选的例子,可举出:正辛基铵盐和油基铵盐。
<胺>
作为表面修饰剂的胺可由下述式(A11)表示。
【化17】
Figure BDA0003035467690000411
上述式(A11)中,R1~R3表示与上述式(A1)所具有的R1~R3相同的基团。然而,R1~R3中的至少一个是一价烃基。
作为表面修饰剂的胺,可为伯~叔胺中的任一种,但优选为伯胺和仲胺,更优选为伯胺。
作为表面修饰剂的胺,优选为油胺。
<羧酸、羧酸根离子、羧酸盐>
作为表面修饰剂的羧酸根离子由下述式(A2)表示。作为表面修饰剂的羧酸盐是包含下述式(A2)所示离子的盐。
R5-CO2 -…(A2)
作为表面修饰剂的羧酸,可举出:将质子(H+)键合至上述(A2)所示的羧酸盐阴离子而形成的羧酸。
式(A2)所示的离子中,R5表示一价烃基。R5表示的烃基可为饱和烃基或不饱和烃基。作为饱和烃基,可举出:烷基或环烷基。
R5表示的烷基可为直链状或支链状。
R5表示的烷基的碳原子数通常为1~20,优选为5~20,更优选为8~20。
环烷基的碳原子数通常为3~30,优选为3~20,更优选为3~11。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R5表示的不饱和烃基可为直链状或支链状。
R5表示的不饱和烃基的碳原子数通常为2~20,优选为5~20,更优选为8~20。
R5优选为烷基或不饱和烃基。作为不饱和烃基,优选为烯基。
作为R5的烷基的具体例子,可举出:R6~R9中所示例的烷基。作为R5的环烷基的具体例子,可举出:R6~R9中所示例的环烷基。
作为R5的烯基的具体例子,可举出:R1~R4中所示例的烯基。
式(A2)所示的羧酸盐阴离子优选为油酸根阴离子。
当羧酸盐阴离子形成盐时,作为抗衡阳离子,并没有特别限定,但作为优选的例子,可举出:碱金属阳离子、碱土金属阳离子和铵阳离子等。
作为表面修饰剂的羧酸,优选为油酸。
<式(X1)所示的化合物>
【化18】
Figure BDA0003035467690000431
式(X1)所示的化合物(盐)中,R18~R21分别独立地表示可具有取代基的碳原子数1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数3~30的环烷基或者可具有取代基的碳原子数6~30的芳基。
R18~R21表示的烷基可为直链状或支链状。
R18~R21表示的烷基优选具有芳基作为取代基。R18~R21表示的烷基的碳原子数通常为1~20,优选为5~20,更优选为8~20。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R18~R21表示的环烷基优选具有芳基作为取代基。R18~R21表示的环烷基的碳原子数通常为3~30,优选为3~20,更优选为1~11。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R18~R21表示的芳基优选具有烷基作为取代基。R18~R21表示的芳基的碳原子数通常为6~30,优选为6~20,更优选为6~10。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R18~R21表示的基团优选为烷基。
作为R18~R21表示的烷基的具体例子,可举出:R6~R9表示的烷基中所示例的烷基。
作为R18~R21表示的环烷基的具体例子,可举出:R6~R9表示的环烷基中所示例的环烷基。
作为R18~R21表示的芳基的具体例子,可举出:苯基、苄基、甲苯基和邻二甲苯基等。
R18~R21表示的基团中所含的氢原子可分别独立地被卤素原子取代。作为卤素原子,例如,可举出:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。被卤素原子取代的化合物具有高的化学稳定性,因而,作为取代的卤素原子,优选氟原子。
式(X1)所示的化合物中,M-表示抗衡阴离子。作为抗衡阴离子,优选为卤素离子和羧酸根离子等。作为卤素离子,可举出:溴离子、氯离子、碘离子和氟离子;优选为溴离子。
作为式(X1)所示的化合物的具体例子,可举出:四乙基氯化鏻、四乙基溴化鏻、四乙基碘化鏻;四丁基氯化鏻、四丁基溴化鏻、四丁基碘化鏻;四苯基氯化鏻、四苯基溴化鏻、四苯基碘化鏻;四正辛基氯化鏻、四正辛基溴化鏻、四正辛基碘化鏻;三丁基正辛基溴化鏻;三丁基十二烷基溴化鏻;三丁基十六烷基氯化鏻、三丁基十六烷基溴化鏻和三丁基十六烷基碘化鏻。
为了期待提高发光性粒子的热耐久性,作为式(X1)所示的化合物,优选为三丁基十六烷基溴化鏻和三丁基正辛基溴化鏻,更优选为三丁基正辛基溴化鏻。
<式(X2)所示的化合物、式(X2)所示的化合物的盐>
【化19】
Figure BDA0003035467690000441
式(X2)所示的化合物中,A1表示单键或氧原子。
式(X2)所示的化合物中,R22表示可具有取代基的碳原子数1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数3~30的环烷基或者可具有取代基的碳原子数6~30的芳基。
R22表示的烷基可为直链状或支链状。
作为R22表示的烷基,可采用与R18~R21表示的烷基相同的基团。。
作为R22表示的环烷基,可采用与R18~R21表示的环烷基相同的基团。
作为R22表示的芳基,可采用与R18~R21表示的芳基相同的基团。。
R22表示的基团优选为烷基。
R22表示的基团中所含的氢原子可分别独立地被卤素原子取代;作为卤素原子,例如,可举出:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;从化学稳定性的观点来看,优选为氟原子。
式(X2)所示的化合物的盐中,阴离子性基团由下述式(X2-1)表示。
【化20】
Figure BDA0003035467690000451
式(X2)所示的化合物的盐中,作为与式(X2-1)配对的抗衡阳离子,例如,可举出:铵离子。
式(X2)所示的化合物的盐中,作为与式(X2-1)配对的抗衡阳离子,并没有特别限定,例如,可举出:Na+、K+和Cs+等一价离子。
作为式(X2)所示的化合物和式(X2)所示的化合物的盐,可举出:磷酸苯酯、磷酸苯基二钠水合物、1-萘基磷酸二钠水合物、1-萘基磷酸一钠一水合物、月桂醇磷酸酯、月桂基磷酸钠、油醇磷酸酯、二苯甲基膦酸、癸基膦酸、十二烷基膦酸、乙基膦酸、十六烷基膦酸、庚基膦酸、己基膦酸、甲基膦酸、壬基膦酸、十八烷基膦酸、正辛基膦酸、苯膦酸、苯基磷酸二钠水合物、苯乙基膦酸、丙基膦酸、十一烷基膦酸、十四烷基膦酸、肉桂基膦酸和1-己烷膦酸钠。
为了能期待提高发光性粒子的热耐久性,作为式(X2)所示的化合物,更优选为油醇磷酸酯、十二烷基膦酸、乙基膦酸、十六烷基膦酸、庚基膦酸、己基膦酸、甲基膦酸、壬基膦酸、十八烷基膦酸和正辛基膦酸,进一步优选为十八烷基膦酸。
<式(X3)所示的化合物和式(X3)所示的化合物的盐>
【化21】
Figure BDA0003035467690000461
式(X3)所示的化合物中,A2和A3分别独立地表示单键或氧原子。
式(X3)所示的化合物中,R23和R24分别独立地表示可具有取代基的碳原子数1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数3~30的环烷基或者可具有取代基的碳原子数6~30的芳基。
R23和R24表示的烷基分别独立地为直链状或支链状。
作为R23和R24表示的烷基,可采用与R18~R21表示的烷基相同的基团。
作为R23和R24表示的环烷基,可采用与R18~R21表示的环烷基相同的基团。
作为R23和R24表示的芳基,可采用与R18~R21表示的芳基相同的基团。
R23和R24分别独立地优选为烷基。
R23和R24表示的基团中所含的氢原子可分别独立地被卤素原子取代;作为卤素原子,例如,可举出:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;从化学稳定性的观点来看,优选为氟原子。
式(X3)所示的化合物的盐中,阴离子性基团由下述式(X3-1)表示。
【化22】
Figure BDA0003035467690000471
式(X3)所示的化合物的盐中,作为与式(X3-1)配对的抗衡阳离子,例如,可举出铵离子。
式(X3)所示的化合物的盐中,作为与式(X3-1)配对的抗衡阳离子,并没有特别限定,例如,可举出:Na+、K+和Cs+等一价离子。
作为式(X3)所示的化合物的盐,可举出:二苯基次膦酸、磷酸二丁酯、磷酸二癸酯和磷酸二苯酯。作为式(X3)所示的化合物的盐,可举出上述化合物的盐。
为了能期待提高发光性粒子的热耐久性,更优选为二苯基次膦酸、磷酸二丁酯和磷酸二癸酯,更优选为二苯基次膦酸及其盐。
<式(X4)所示的化合物和式(X4)所示的化合物的盐>
【化23】
Figure BDA0003035467690000481
式(X4)所示的化合物中,A4表示单键或氧原子。
式(X4)所示的化合物中,R25表示的基团为可具有取代基的碳原子数1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数3~30的环烷基或者可具有取代基的碳原子数6~30的芳基。R25表示的烷基可为直链状或支链状。
作为R25表示的烷基,可采用与R18~R21表示的烷基相同的基团。。
作为R25表示的环烷基,可采用与R18~R21表示的环烷基相同的基团。
作为R25表示的芳基,可采用与R18~R21表示的芳基相同的基团。。
R25表示的基团优选为烷基。
R25表示的基团中所含的氢原子可分别独立地被卤素原子取代;作为卤素原子,例如,可举出:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;从化学稳定性的观点来看,优选为氟原子。
作为式(X4)所示的化合物,可举出:1-辛烷磺酸、1-癸烷磺酸、1-十二烷磺酸、十六烷基硫酸、月桂基硫酸、肉豆蔻基硫酸、月桂基聚氧乙烯醚硫酸和十二烷基硫酸。
式(X4)所示的化合物的盐中,阴离子性基团由下述式(X4-1)表示。
【化24】
Figure BDA0003035467690000491
式(X4)所示的化合物的盐中,作为与式(X4-1)配对的抗衡阳离子,例如,可举出铵离子。
式(X4)所示的化合物的盐中,作为与式(X4-1)配对的抗衡阳离子,并没有特别限定,例如,可举出:Na+、K+和Cs+等一价离子。
作为式(X4)所示的化合物的盐,可举出:1-辛烷磺酸钠、1-癸烷磺酸钠、1-十二烷磺酸钠、十六烷基硫酸钠、月桂基硫酸钠、肉豆蔻基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠。
为了能期待提高发光性粒子的热耐久性,优选为十六烷基硫酸钠和十二烷基硫酸钠,更优选为十二烷基硫酸钠。
<式(X5)所示的化合物>
【化25】
Figure BDA0003035467690000492
式(X5)所示的化合物中,A5~A7分别独立地表示单键或氧原子。
式(X5)所示的化合物中,R26~R28分别独立地表示可具有取代基的碳原子数1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数3~30的环烷基、可具有取代基的碳原子数6~30的芳基、可具有取代基的碳原子数2~20的烯基或者可具有取代基的碳原子数2~20的炔基。
R26~R28表示的烷基可分别独立地为直链状或支链状。
作为R26~R28表示的烷基,可采用与R18~R21表示的烷基相同的基团。
作为R26~R28表示的环烷基,可采用与R18~R21表示的环烷基相同的基团。
作为R26~R28表示的芳基,可采用与R18~R21表示的芳基相同的基团。
R26~R28表示的烯基分别独立地优选具有烷基或芳基作为取代基。R26~R28表示的烯基的碳原子数通常为2~20,优选为6~20,更优选为12~18。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R26~R28表示的炔基分别独立地优选具有烷基或芳基作为取代基。R26~R28表示的炔基的碳原子数通常为2~20,优选为6~20,更优选为12~18。碳原子数包含取代基的碳原子数。
R26~R28表示的基团分别独立地优选为烷基。
作为R26~R28表示的烯基的具体例子,可举出:己烯基、辛烯基、癸烯基、十二碳烯基、十四碳烯基、十六碳烯基、十八碳烯基和二十碳烯基。
作为R26~R28表示的炔基的具体例子,可举出:己炔基、辛炔基、癸炔基、十二碳炔基、十四碳炔基、十六碳炔基、十八碳炔基和二十碳炔基。
R26~R28表示的基团中所含的氢原子可分别独立地被卤素原子取代;作为卤素原子,例如,可举出:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;从化学稳定性的观点来看,优选为氟原子。
作为式(X5)所示的化合物,可举出:亚磷酸三油酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三己酯、亚磷酸三异癸酯、亚磷酸三甲酯、环己基二苯基膦、二叔丁基苯基膦、二环己基苯基膦、二乙基苯基膦、三丁基膦、三叔丁基膦、三己基膦、三甲基膦、三正辛基膦和三苯膦。
为了能期待提高发光性粒子的热耐久性,优选为亚磷酸三油酯、三丁基膦、三己基膦和亚磷酸三己酯,更优选为亚磷酸三油酯。
<式(X6)所示的化合物>
【化26】
Figure BDA0003035467690000511
式(X6)所示的化合物中,A8~A10分别独立地表示单键或氧原子。
式(X6)所示的化合物中,R29~R31分别独立地表示可具有取代基的碳原子数1~20的烷基、可具有取代基的碳原子数3~30的环烷基、可具有取代基的碳原子数6~30的芳基、可具有取代基的碳原子数2~20的烯基或者可具有取代基的碳原子数2~20的炔基。
作为R29~R31表示的烷基分别独立地为直链状或支链状。
作为R29~R31表示的烷基,可采用与R18~R21表示的烷基相同的基团。
作为R29~R31表示的环烷基,可采用与R18~R21表示的环烷基相同的基团。
作为R29~R31表示的芳基,可采用与R18~R21表示的芳基相同的基团。
作为R29~R31表示的烯基,可采用与R26~R28表示的烯基相同的基团。
作为R29~R31表示的炔基,可采用与R26~R28表示的炔基相同的基团。
R29~R31表示的基团分别独立地优选为烷基。
R29~R31表示的基团中所含的氢原子可分别独立地被卤素原子取代;作为卤素原子,例如,可举出:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;从化学稳定性的观点来看,优选为氟原子。
作为式(X6)所示的化合物,可举出:三正辛基氧化膦、三丁基氧化膦、甲基(二苯基)氧化膦、三苯基氧化膦、三对甲苯基氧化膦、环己基二苯基氧化膦、磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三(2-丁氧基乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三对甲苯酯、磷酸三间甲苯酯和磷酸三邻甲苯酯。
为了能期待提高发光性粒子的热耐久性,优选为三正辛基氧化膦和三丁基氧化膦,更优选为三正辛基氧化膦。
上述表面修饰剂中,优选为铵盐、铵离子、伯~季铵阳离子、羧酸盐和羧酸根离子。
在铵盐和铵离子中,更优选为油胺盐和油基铵离子。
在羧酸盐和羧酸根离子中,更优选为油酸盐和油酸阳离子。
本实施方式的粒子中,可仅使用一种上述表面修饰剂,也可将两种以上并用。
<各成分的混合比>
本实施方式的粒子中,可根据(1)和(2)的种类等,适当地确定(1)半导体粒子和(2)改性体群的混合比。
本实施方式的粒子中,当(1)半导体粒子为钙钛矿化合物粒子时,作为钙镁矿化合物的B成分的金属离子与(2)覆盖层的Si元素之间的摩尔比[Si/B]可为0.001~200或0.01~50。
本实施方式的粒子中,当(2)改性体群的形成材料是以式(B1)或(B2)所示的硅氮烷的改性体时,作为(1)半导体粒子的B成分的金属离子与(2)改性体群的Si之间的摩尔比[Si/B]可为0.001~100、0.001~50或1~20。
本实施方式的粒子中,当(2)改性体群为具有式(B3)所示的结构单元的聚硅氮烷时,作为(1)半导体粒子的B成分的金属离子与(2)改性体群的Si元素之间的摩尔比[Si/B]可为0.001~100、0.01~100、0.1~100、1~50或1~20。
在特别良好地发挥通过(2)改性体群来提高对于水蒸气的耐久性作用方面,(1)半导体粒子与(2)改性体群之间的混合比的范围为上述范围内的粒子是优选的。
在特别良好地发挥通过(2)改性体群来提高对于水蒸气的耐久性作用方面,(1)半导体粒子与(2)改性体群之间的混合比的范围为上述范围内的粒子是优选的。
在特别良好地发挥通过(2)改性体群来提高对于光的耐久性作用方面,(1)半导体粒子与(2)改性体群之间的混合比的范围为上述范围内的发光性粒子是优选的。
作为上述钙钛矿化合物的B成分的金属离子与改性体的Si元素之间的摩尔比[Si/B]可通过以下所述的方法来求出。
作为钙钛矿化合物的B成分的金属离子的物质的量(B)(单位:mol)是通过电感耦合等离子体质谱分析(ICP-MS)测定作为B成分的金属的质量并将测定值换算成物质的量而求出的。
改性体的Si元素的物质的量(Si)是根据将所使用的改性体的原料化合物的质量换算成物质的量而得的值以及单位质量的原料化合物中所含的Si量(物质的量)而求得的。原料化合物的单位质量含义如下:
若原料化合物为低分子化合物,则原料化合物的单位质量为原料化合物的分子量;
若原料化合物为高分子化合物,则原料化合物的单位质量为原料化合物的重复单元的分子量。
根据Si元素的物质的量(Si)和作为钙钛矿化合物的B成分的金属离子的物质的量(B),可算出摩尔比[Si/B]。
本实施方式中,从充分提高耐久性的观点来看,将(1)半导体粒子的质量份作为1时,(2)改性体群的质量份优选为1.1质量份以上,更优选为1.5质量份以上,进一步优选为1.8质量份以上;并且将(1)半导体粒子的质量份作为1时,(2)改性体群的质量份优选为10质量份以下,更优选为4.9质量份以下,进一步优选为2.5质量份以下。
上述上限值和下限值可任意组合。
<组合物>
本实施方式的组合物包含:上述发光性粒子;以及选自由(3)成分、(4)成分和(4-1)成分构成的群中的至少一种。
(3)成分:溶剂
(4)成分:聚合性化合物
(4-1)成分:聚合物
另外,当本实施方式的组合物包含上述发光性粒子和(4-1)聚合物时,相对于组合物的总质量,发光性粒子和(4-1)的总含有比例可为90质量%以上。
本实施方式的组合物中,可仅使用一种上述发光性粒子,也可将两种以上并用。
以下的说明中,存在将(3)溶剂、(4)聚合性化合物和(4-1)聚合物进行统称并成为“分散介质”的情况。本实施方式的组合物可分散在这些分散介质中。
本说明书中的“分散”是指本实施方式的发光性粒子浮游在分散介质中的状态或者本实施方式的发光性粒子悬浮在分散介质中的状态。当(1)半导体粒子分散在分散介质中时,一部分发光性粒子可沉淀。
以下,对本实施方式的组合物中所含的各成分进行说明。
(3)溶剂
对于本实施方式的组合物中所具有的溶剂,只要是能够使本实施方式的发光性粒子分散的介质即可,并没有特别限定。本实施方式的组合物所具有的溶剂优选为难以溶解本实施方式的发光性粒子的溶剂。
本说明书中的“溶剂”是指在1个大气压、25℃下呈液体状态的物质。然而,溶剂不包含后述的聚合性化合物和聚合物。
作为溶剂,可举出:下述(a)~(k)。
(a)酯
(b)酮
(c)醚
(d)醇
(e)二醇醚
(f)具有酰胺基的有机溶剂
(g)具有腈基的有机溶剂
(h)具有碳酸酯基的有机溶剂
(i)卤代烃
(j)烃
(k)二甲亚砜
作为(a)酯,例如,可举出:甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸戊酯等。
作为(b)酮,可举出:γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、二异丁酮、环戊酮、环己酮和甲基环己酮等。
作为(c)醚,可举出:乙醚、甲基叔丁基醚、二异丙醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、苯甲醚和苯乙醚等。
作为(d)醇,可举出:甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、甲氧基丙醇、二丙酮醇、环己醇、2-氟乙醇、2,2,2-三氟乙醇和2,2,3,3-四氟-1-丙醇等。
作为(e)二醇醚,可举出:乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚乙酸酯和三乙二醇二甲醚等。
作为(f)具有酰胺基的有机溶剂,可举出:N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺和N,N-二甲基乙酰胺等。
作为(g)具有腈基的有机溶剂,可举出:乙腈、异丁腈、丙腈和甲氧基乙腈等。
作为(h)具有碳酸酯基的有机溶剂,可举出:碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯等。
作为(i)卤代烃,可举出:二氯甲烷和氯仿等。
作为(j)烃,可举出:正戊烷、环己烷、正己烷、1-十八碳烯、苯、甲苯和二甲苯等。
这些溶剂中,考虑到极性低、难以溶解本实施方案的发光性粒子,因而,优选为(a)酯、(b)酮、(c)醚、(g)具有腈基的有机溶剂、(h)具有碳酸酯基的有机溶剂、(i)卤代烃和(j)烃。
进一步地,作为在本实施方式的组合物中所使用的溶剂,更优选为(i)卤代烃和(j)烃。
本实施方式的组合物中,可仅使用一种上述溶剂,也可将两种以上并用。
(4)聚合性化合物
本实施方式的组合物中所具有的聚合性化合物,优选为在制造本实施方式的组合物的温度下难以溶解本实施方式的发光性粒子的聚合性化合物。
本说明书中的“聚合性化合物”是指具有聚合性基团的单体化合物(单体)。例如,对于聚合性化合物,可举出:在1个大气压、25℃下呈液体状态的单体。
例如,当在室温、常压下制造时,作为聚合性化合物,并没有特别限定。作为聚合性化合物,例如,可举出:苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和丙烯腈等公知的聚合性化合物。其中,作为聚合性化合物,优选作为丙烯酸系树脂的单体的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的任一种或两种。
本实施方式的组合物中,可仅使用一种聚合性化合物,也可将两种以上并用。
本实施方式的组合物中,相对于全部(4)聚合性化合物,丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的总量比例可为10mol%以上。该总量比例还可为30mol%以上、50mol%以上、80mol%以上或100mol%。
(4-1)聚合物
本实施方式的组合物中所含的聚合物优选为在制造本实施方式的组合物的温度下本实施方式的粒子的溶解度低的聚合物。
例如,当在室温、常压下制造时,作为聚合物,并没有特别限定,例如,可举出:聚苯乙烯、丙烯酸系树脂和环氧树脂等公知的聚合物。其中,作为聚合物,优选为丙烯酸系树脂。丙烯酸系树脂包含来源于丙烯酸酯的结构单元和来源于甲基丙烯酸酯的结构单元中的任一方或两方。
本实施方式的组合物中,相对于(4-1)聚合物中所含的全部结构单元,来源于丙烯酸酯的结构单元和来源于甲基丙烯酸酯的结构单元的总量比例可为10mol%以上。该总量比例还可为30mol%以上、50mol%以上、80mol%以上或100mol%。
(4-1)聚合物的重均分子量优选为100~1200000,更优选为1000~800000,进一步优选为5000~150000。
本说明书中的“重均分子量”是指通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定的聚苯乙烯换算值。
本实施方式的组合物中,可仅使用一种上述聚合物,也可将两种以上并用。
<关于各成分的混合比>
在包含发光性粒子和分散介质的组合物中,相对于组合物总质量的发光性粒子含有比例并没有特别限定。
从防止浓度猝灭的观点来看,上述含有比例优选为90质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为10质量%以下,特别优选为3质量%以下。
另外,从获得良好的量子产率的观点来看,上述含有比例优选为0.0002质量%以上,更优选为0.002质量%以上,进一步优选为0.01质量%以上。
上述上限值和下限值可任意组合。
相对于组合物总质量的发光性粒子含有比例通常为0.0002~90质量%。
相对于组合物总质量的发光性粒子含有比例优选为0.001~40质量%,更优选为0.002~10质量%,进一步优选为0.01~3质量%。
在难以产生(1)半导体粒子的凝集并能良好地发挥发光性方面,相对于组合物总质量的发光性粒子含有比例在上述范围内的组合物是优选的。
另外,上述组合物中,相对于组合物总质量,发光性粒子和分散介质的总含有比例可为90质量%以上、95质量%以上、99质量%以上或100质量%。
上述组合物中,相对于发光性粒子的分散介质的质量比[发光性粒子/分散介质]可为0.00001~10、0.0001~5或0.0005~3。
在难以产生发光性粒子的凝集并良好发光方面,发光性粒子与分散介质之间的混合比的范围在上述范围内的组合物是优选的。
本实施方式的组合物还可具有除了上述发光性粒子、(3)溶剂、(4)聚合性化合物和(4-1)聚合物以外的成分(以下,称为“其他成分”)。
作为其他成分,例如,可举出:若干杂质、由构成半导体粒子的元素成分构成的具有非晶结构的化合物以及聚合引发剂。
相对于组合物总质量,其他成分的含有比例优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为1质量%以下。
作为本实施方式的组合物中所含的(4-1)聚合物,可以采用上述(4-1)聚合物。
本实施方式的组合物中,优选将发光性粒子分散在(4-1)聚合物中。
上述组合物中,对于发光性粒子与(4-1)聚合物之间的混合比,只要能良好发挥由发光性粒子所引起的发光作用的程度即可。上述混合比可根据发光性粒子和(4-1)聚合物的种类适当确定。
上述组合物中,发光性粒子相对于组合物总质量的含有比例并没有特别限定。为了防止浓度猝灭,上述含有比例优选为90质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为10质量%以下,特别优选为3质量%以下。
另外,为了能获得良好的量子产率,上述含有比例优选为0.0002质量%以上,更优选为0.002质量%以上,进一步优选为0.01质量%以上。
上述上限值和下限值可任意组合。
发光性粒子相对于组合物总质量的含有比例通常为0.0001~30质量%。
相对于组合物总质量的发光性粒子含有比例优选为0.0001~10质量%,更优选为0.0005~10质量%,进一步优选为0.001~3质量%。
上述组合物中,相对于发光性粒子的(4-1)聚合物的质量比[发光性粒子/(4-1)聚合物]可为0.00001~10、0.0001~5或0.0005~3。
在良好发光方面,发光性粒子与(4-1)聚合物之间的混合比的范围在上述范围内的组合物是优选的。
本实施方式的组合物中,例如,相对于整个组合物,发光性粒子和(4-1)聚合物的总量为90质量%以上。相对于整个组合物,发光性粒子和(4-1)聚合物的总量可为95质量%以上、99质量%以上或100质量%。
本实施方案的组合物还可包含与上述其他组分相同的成分。
相对于组合物总质量,其他成分的含有比例优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为1质量%以下。
《发光性粒子的制造方法》
上述发光性粒子可通过以下方法制造:在制造(1)半导体粒子后,在(1)半导体粒子的表面上形成包含(2)所示的化合物的层。
<(1)半导体粒子的制造方法>
((i)~(vii)的半导体粒子的制造方法)
(i)~(vii)的半导体粒子可通过以下的方法制造:
将构成半导体粒子的元素的单体或构成半导体粒子元素的化合物与脂溶性溶剂混合而得的混合液进行加热。
作为包含构成半导体粒子元素的化合物的例子,并没有特别限定,可举出:氧化物、乙酸盐、有机金属化合物、卤化物和硝酸盐等。
作为脂溶性溶剂,例如,可举出:具有碳原子数4~20的烃基的含氮化合物和具有碳原子数4~20的烃基的含氧化合物等。
作为碳原子数4~20的烃基,可举出:饱和脂肪族烃基、不饱和脂肪族烃基、脂环式烃基和芳香族烃基。
作为碳原子数4~20的饱和脂肪族烃基,可举出:正丁基、异丁基、正戊基、辛基、癸基、十二烷基、十六烷基和十八烷基等。
作为碳原子数4~20的不饱和脂肪族烃基,可举出油基。
作为碳原子数4~20的脂环式烃基,可举出:环戊基和环己基等。
作为碳原子数4~20的芳香族烃基,可举出:苯基、苄基、萘基和萘基甲基等。
作为碳原子数4~20的烃基,优选为饱和脂肪族烃基和不饱和脂肪族烃基。
作为含氮化合物,可举出:胺类和酰胺类。
作为含氧化合物,可举出脂肪酸类。
在这样的脂溶性溶剂中,优选为具有碳原子数4~20的烃基的含氮化合物。作为这样的含氮化合物,优选为烷基胺(例如,正丁胺、异丁胺、正戊胺、正己胺、辛胺、癸胺、十二烷基胺、十六烷基胺和十八烷基胺等)以及烯基胺(如油胺等)。
这样的脂溶性溶剂可键合到通过合成产生的半导体粒子的表面上。作为脂溶性溶剂键合到半导体粒子表面时的键,例如,可举出:共价键、离子键、配位键、氢键和范德华键等的化学键。
上述混合液的加热温度可根据所使用的原料(单体或化合物)的种类适当设定。混合液的加热温度,例如,优选为130~300℃,更优选为240~300℃。当加热温度为上述下限值以上时,晶体结构易于单一化,因而优选。当加热温度为上述上限值以下时,生成的半导体粒子的晶体结构难以崩解,易于获得目标物,因而优选。
混合液的加热时间可根据所使用的原料(单体或化合物)的种类和加热温度来适当设定。混合液的加热时间,例如,优选为数秒~数小时,更优选为1~60分钟。
上述半导体粒子的制造方法中,通过冷却加热后的混合液,可获得包含作为目标物的半导体粒子的沉淀物。通过分离沉淀物并适当洗涤,获得作为目标物的半导体粒子。
对于通过分离沉淀物而得的上清液,可添加使合成的半导体粒子不溶或难溶的溶剂,以使上清液中的半导体粒子溶解度下降而生成沉淀物,从而回收上清液中所含的半导体粒子。作为“使半导体粒子不溶或难溶的溶剂”,例如,可举出:甲醇、乙醇、丙酮和乙腈等。
上述半导体粒子的制造方法中,可将分离而得的沉淀物放入有机溶剂(例如,氯仿、甲苯、己烷和正丁醇等)中,以作为包含半导体粒子的溶液。
((viii)的半导体粒子制造方法)
(viii)的半导体粒子制造方法可通过参照已知文献(Nano Lett.2015,15,3692-3696、ACSNano,2015,9,4533-4542)并按照以下所述的方法进行制造。
(第一种制造方法)
作为钙钛矿化合物的制造方法,可举出包含以下工序的制造方法:
使包含构成钙钛矿化合物的A成分的化合物、包含B成分的化合物以及包含X成分的化合物溶解于第一溶剂而获得溶液的工序;以及
将所得溶液和第二溶剂混合的工序。
第二溶剂是对钙钛矿化合物的溶解度低于第一溶剂的溶剂。
另外,溶解度是指在进行将所得溶液和第二溶剂混合的工序的温度下的溶解度。
作为第一溶剂和第二溶剂,可举出:选自作为上述(a)~(k)所列出的有机溶剂的群中的至少两种。
例如,当在室温(10℃~30℃)下进行将溶液和第二溶剂混合的工序时,作为第一溶剂,可举出:上述(d)醇、(e)二醇醚、(f)具有酰胺基的有机溶剂和(k)二甲亚砜。
另外,当在室温(10℃~30℃)下进行将溶液和第二溶剂混合的工序时,作为第二溶剂,可举出:上述(a)酯、(b)酮、(c)醚、(g)具有腈基的有机溶剂、(h)具有碳酸酯基的有机溶剂、(i)卤代烃和(j)烃。
以下,对第一制造方法进行具体说明。
首先,使包含A成分的化合物、包含B成分的化合物以及包含X成分的化合物溶解于第一溶剂,获得溶液。“包含A成分的化合物”也可包含X成分。“包含B成分的化合物”也可包含X成分。
接着,将所得的溶液和第二溶剂混合。对于将溶液和第二溶剂混合的工序,可进行以下的操作:(I)将溶液添加到第二溶剂中;或(II)将第二溶剂添加到溶液中。为了使通过第一制造方法所产生的钙钛矿化合物粒子易于分散在溶液中,进行(I)的操作较好:将溶液添加到第二溶剂中。
将溶液和第二种溶剂混合时,可将其中一方滴入到另一方中。另外,可边搅拌边将溶液和第二溶剂混合。
将溶液和第二溶剂混合的工序中,溶液和第二溶剂的温度并没有特别限定。为了使所得钙钛矿化合物易于析出,优选-20℃~40℃的范围,更优选-5℃~30℃的范围。溶液的温度和第二溶剂的温度可相同或不同。
第一溶剂和第二溶剂的对于钙钛矿化合物的溶解度差优选为100μg/溶剂100g~90g/溶剂100g,更优选为1mg/溶剂100g~90g/溶剂100g。
作为第一溶剂和第二溶剂的组合,优选:第一溶剂为N,N-二甲基乙酰胺等的具有酰胺基的有机溶剂或二甲亚砜;第二溶剂为卤代烃或烃。
当第一溶剂和第二溶剂为这些溶剂的组合时,例如,当在室温(10℃~30℃)下进行混合工序时,为了易于控制,第一溶剂和第二溶剂之间的溶解度差优选为100μg/溶剂100g~90g/溶剂100g。
通过将溶液和第二溶剂混合而得的混合液中,钙钛矿化合物的溶解度下降,钙钛矿化合物析出。由此,获得包含钙钛矿化合物的分散液。
对于包含所得钙钛矿化合物的分散液,通过进行固液分离,可回收钙钛矿化合物。作为固液分离的方法,可举出:过滤和通过溶剂蒸发进行的浓缩等。通过进行固液分离,可仅回收钙钛矿化合物。
另外,上述制造方法中,为了使所得的钙钛矿化合物粒子易于稳定分散在分散液中,优选包含添加上述表面修饰剂的工序。
添加表面修饰剂的工序优选在将溶液和第二溶剂混合的工序之前进行。具体而言,可将表面修饰剂添加到第一溶剂中,也可将表面修饰剂添加到溶液中,还可将表面修饰剂添加到第二溶剂中。另外,也可将表面修饰剂添加到第一溶剂和第二溶剂这两者中。
此外,上述制造方法中,优选包含以下的工序:在将溶液和第二溶剂混合的工序后,通过离心分离、过滤等方法去除粗大粒子的工序。通过去除工序来去除的粗大粒子的尺寸优选为10μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为500nm以上。
(第二制造方法)
作为钙钛矿化合物的制造方法,可举出包含以下工序的制造方法:
使包含构成钙钛矿化合物的A成分的化合物、包含B成分的化合物以及包含X成分的化合物溶解于高温的第三溶剂而获得溶液的工序;以及
冷却溶液的工序。
以下,对第二制造方法进行具体说明。
首先,使包含A成分的化合物、包含B成分的化合物以及包含X成分的化合物溶解于高温的第三溶剂,获得溶液。“包含A成分的化合物”也可包含X成分。“包含B成分的化合物”也可包含X成分。
本工序中,还可将各化合物添加到高温的第三溶剂中并溶解以获得溶液。此外,本工序中,还可在将各化合物添加到第三溶剂中后,通过升温获得溶液。
作为第三溶剂,可举出:能溶解作为原料的包含A成分的化合物、包含B成分的化合物以及包含X成分的化合物的溶剂。具体而言,作为第三溶剂,例如,可举出:上述第一溶剂和第二溶剂。
对于“高温”,只要是溶解各原料的温度的溶剂即可。例如,作为高温的第三溶剂的温度,优选为60~600℃,更优选为80~400℃。
接着,冷却所得的溶液。
作为冷却温度,优选为-20~50℃,更优选为-10~30℃。
作为冷却速度,优选为0.1~1500℃/分钟,更优选为10~150℃/分钟。
通过冷却高温溶液,由于溶液的温度差所引起的溶解度差异,能使钙钛矿化合物析出。由此,获得包含钙钛矿化合物的分散液。
对于包含所得钙钛矿化合物的分散液,通过进行固液分离,可回收钙钛矿化合物。作为固液分离的方法,可举出第一制造方法中所示的方法。
另外,上述制造方法中,为了使所得的钙钛矿化合物粒子易于稳定分散在分散液中,优选包含添加上述表面修饰剂的工序。
添加表面修饰剂的工序优选在冷却工序之前进行。具体而言,可将表面修饰剂添加到第三溶剂中,也可将表面修饰剂添加到包含A成分的化合物、包含B成分的化合物以及包含X成分的化合物中的至少一种物质的溶液中。
另外,上述制造方法中,优选包含以下的工序:
在冷却工序后,通过第一制造方法中所示的离心分离、过滤等方法去除粗大粒子的工序。
(第三制造方法)
作为钙钛矿化合物的制造方法,可举出包含以下工序的制造方法:
使包含构成钙钛矿化合物的A成分的化合物和包含B成分的化合物溶解而获得第一溶液的工序;
使包含构成钙钛矿化合物的X成分的化合物溶解而获得第二溶液的工序;
将第一溶液和第二溶液混合而获得混合液的工序;以及
冷却所得混合液的工序。
以下,对第三制造方法进行具体说明。
首先,将包含A成分的化合物和包含B成分的化合物溶解于高温的第四溶剂,获得第一溶液。
作为第四溶剂,可举出能使包含A成分的化合物和包含B成分的化合物溶解的溶剂。具体而言,作为第四溶剂,可举出上述第三溶剂。
对于“高温”,只要是能溶解包含A成分的化合物和包含B成分的化合物的温度即可。例如,作为高温的第四溶剂的温度,优选为60~600℃,更优选为80~400℃。
另外,使包含X成分的化合物和包含B成分的化合物溶解于第五溶剂,获得第二溶液。
作为第五溶剂,可举出能溶解包含X成分的化合物的溶剂。具体而言,作为第五溶剂,可举出上述第三溶剂。
接着,将所得的第一溶液和第二溶液混合,获得混合液。将第一溶液和第二溶液混合时,可将其中一方滴入到另一方中。另外,可边搅拌边将第一溶液和第二溶液混合。
接着,冷却所得的混合液。
作为冷却温度,优选为-20~50℃,更优选为-10~30℃。
作为冷却速度,优选为0.1~1500℃/分钟,更优选为10~150℃/分钟。
通过冷却混合液,由于混合液的温度差所引起的溶解度差异,能使钙钛矿化合物析出。由此,获得包含钙钛矿化合物的分散液。
对于包含所得钙钛矿化合物的分散液,通过进行固液分离,可回收钙钛矿化合物。作为固液分离的方法,可举出第一制造方法中所示的方法。
另外,上述制造方法中,为了使所得的钙钛矿化合物粒子易于稳定分散在分散液中,优选包含添加上述表面修饰剂的工序。
添加表面修饰剂的工序优选在冷却工序之前进行。具体而言,可将表面修饰剂添加到第四溶剂、第五溶剂、第一溶液、第二溶液和混合液中的任一种中。
另外,上述制造方法中,优选包含以下的工序:
在冷却工序后,通过第一制造方法中所示的离心分离、过滤等方法去除粗大粒子的工序。
在(1)半导体粒子的表面上存在(2)改性体群的发光性粒子制造方法
在(1)半导体粒子的表面上存在(2)改性体群的粒子,可通过以下方法制造:将(1)半导体粒子和(2B)原料化合物混合,然后,对(2B)原料化合物进行改性处理。
(2B)原料化合物是指选自由硅氮烷、式(C1)所示的化合物、式(C2)所示的化合物、式(A5-51)所示的化合物、式(A5-52)所示的化合物和硅酸钠构成的群中的一种以上化合物。
(2)改性体群可通过实施以下的工序而获得:
将(1)半导体粒子和(3)溶剂的混合物与(2B)原料化合物混合,制备混合液,并对所得的混合物进行改性处理。
制备混合液时,可边搅拌液体边混合各原料。
对于制备混合液时的温度,并没有特别限定。为了使混合液容易地进行均匀混合,制备混合液时的温度优选在0℃~100℃的范围内,更优选在10℃~80℃的范围内。
对于改性处理的方法,可举出:对(2B)原料化合物照射紫外线的方法以及使(2B)原料化合物与水蒸气反应的方法等的公知方法。以下说明中,存在以下的情况:将(2B)原料化合物与水蒸气反应的处理称为“加湿处理”。
照射紫外线的方法中所使用的紫外线波长通常为10~400nm,优选为10~350nm,更优选为100~180nm。作为产生紫外线的光源,例如,可举出:金属卤化物灯、高压汞灯、低压汞灯、氙弧灯、碳弧灯、准分子灯和UV激光等。
进行加湿处理时,例如,可使上述混合物在后述的湿度条件下静置一定时间或进行搅拌。加湿处理时,优选搅拌混合液。
对于加湿处理中的温度,只要是充分进行改性的温度即可。加湿处理中的温度,例如,优选为5~150℃,更优选为10~100℃,进一步优选为15~80℃。
对于加湿处理中的湿度,只要是向所使用的(2B)原料化合物供应充分水分的湿度即可。加湿处理中的湿度,例如,优选为30%~100%,更优选为40%~95%,进一步优选为60%~90%。上述温度是指在进行加湿处理的温度下的相对湿度。
对于加湿处理所需的时间,只要是能进行充分改性的时间即可。加湿处理所需的时间,例如,优选为10分钟以上、1周以下,更优选为1小时以上、5天以下,进一步优选为2小时以上、3天以下。
使用加湿处理作为改性处理方法时,由于易于在(1)半导体粒子附近形成牢固的保护区域,因而是优选的。
加湿处理中的水供应可通过使包含水蒸气的气体在反应容器中流通进行,也可通过在包含水蒸气的气氛中搅拌,以从界面供应水分。
使包含水蒸气的气体在反应容器中流通时,为了提高所得发光性粒子的耐久性,包含水蒸气的气体流量优选为0.01L/分钟以上、100L/分钟以下,更优选为0.1L/分钟以上、10L/分钟以下,进一步优选为0.15L/分钟以上、5L/分钟以下。作为包含水蒸气的气体,例如,可举出包含饱和量水蒸气的氮气。
本实施方式的发光性粒子,例如,可在以下条件下获得:
相对于(1)半导体粒子1质量份,(2B)原料化合物的总使用量为1.1质量份~10质量份,温度为60℃~120℃。
发光性粒子的制造方法中,可在混合了(2B)原料化合物的状态下进行通过上述方法的(1)半导体粒子制造,并对所得的包含(1)半导体粒子的分散液进行改性处理。制造(1)半导体粒子时,还可包含添加表面修饰剂的工序。
在将溶液和第二溶剂混合的工序(第一制造方法)或冷却工序(第二制造方法、第三制造方法)之前,可将(2B)原料化合物与反应液混合。通过在包含(2B)原料化合物的状态下进行上述第一~第三制造方法中的任一种,获得包含(2B)原料化合物和(1)半导体粒子的分散液。通过对所得分散液进行改性处理,可获得发光性粒子。
当使用硅酸钠作为(2B)原料化合物时,适宜通过酸处理进行改性,从而获得改性体。
本实施方式中,作为将发光性粒子表面的(1)半导体粒子面积(S1)与(2)改性体群的面积(S2)之间的比值((S1)/(S2))控制在上述特定范围内的方法,可通过以下操作进行控制:
调整(1)半导体粒子和(2B)原料化合物的各自添加量,并且在加湿处理中的温度为60℃~120℃下进行调整。
《组合物的制造方法1》
以下,为了易于理解所得组合物的性状,将组合物的制造方法1中所得的组合物称为“液体组合物”。
本实施方式的液体组合物可通过将发光性粒子与(3)溶剂和(4)聚合性化合物中的一种或两种混合而制造。
另外,通过上述制造方法制造发光性粒子时所得的发光性粒子的分散液相当于本实施方式中的液体组合物。
当将发光性粒子和(4)聚合性化合物混合时,优选边搅拌边进行混合。
当将发光性粒子和(4)聚合性化合物混合时,混合时的温度并没有特别限定,但为了容易地均匀混合发光性粒子,优选0℃~100℃的范围,更优选10℃~80℃的范围。
其他液体组合物的制造方法,可举出:下述(c1)~(c3)的制造方法。
制造方法(c1),其是包含以下工序的制造方法:
使(1)半导体粒子分散在(4)聚合性化合物中而获得分散体的工序;
将所得的分散体与(2B)原料化合物混合的工序;以及
进行改性处理的工序。
制造方法(c2),其是包含以下工序的制造方法:
使(2B)原料化合物分散在(4)聚合性化合物中而获得分散体的工序;
将所得的分散体与(1)半导体粒子混合的工序;以及
进行改性处理的工序。
制造方法(c3),其是包含以下工序的制造方法:
使(1)半导体粒子和(2B)原料化合物分散在(4)聚合性化合物中而获得分散体的工序;以及进行改性处理的工序。
上述(c1)~(c3)的制造方法的改性处理中,在获得各分散体的工序中,可将(4)聚合性化合物滴入到(1)半导体粒子和(2B)原料化合物中的任一方或两方中,也可将(1)半导体粒子和(2B)原料化合物中的任一方或两方滴入到(4)聚合性化合物中。
为了容易地进行均匀分散,优选将(1)半导体粒子和(2B)原料化合物中的任一方或两方滴入到(4)聚合性化合物中。
对于上述(c1)~(c3)的制造方法的改性工序,在各混合工序中,可将(1)半导体粒子或(2B)原料化合物滴入到分散体中,也可将分散体滴入到(1)半导体粒子或(2B)原料化合物中。
为了容易地进行均匀分散,优选将(1)半导体粒子或(2B)原料化合物滴入到分散体中。
可将(4-1)聚合物溶解在(4)聚合性化合物中。另外,制造方法(c1)~(c3)中,可使用溶解于溶剂中的(4-1)聚合物代替(4)聚合性化合物。
对于溶解(4-1)聚合物的溶剂,只要是溶解(4-1)聚合物的溶剂,就没有特别限定。作为溶剂,优选难以溶解(1)半导体粒子的溶剂。
作为溶解(4-1)聚合物的溶剂,例如,可举出:与上述第三溶剂相同的溶剂。
其中,第二溶剂是优选的,因为它被认为极性低并难以溶解(1)半导体粒子。
第二溶剂中,更优选卤代烃和烃。
本实施方式的液体组合物的制造方法可为下述(c4)的制造方法。
制造方法(c4),其是包含以下工序的制造方法:
将(1)半导体粒子分散在(3)溶剂中而获得分散液的工序;
将分散液和(4)聚合性化合物混合而获得混合液的工序;
将混合液和(2B)原料化合物混合的工序;以及
进行改性处理的工序。
《组合物的制造方法2》
作为本实施方式的组合物的制造方法,可举出包含以下工序的制造方法:
将(1)半导体粒子、(2B)原料化合物和(4)聚合性化合物混合的工序;进行改性处理的工序;以及使(4)聚合性化合物聚合的工序。
另外,作为本实施方式的组合物的制造方法,可举出包含以下工序的制造方法:
将(1)半导体粒子、(2B)原料化合物和溶解于(3)溶剂的(4-1)聚合物混合的工序;进行改性处理的工序;以及去除(3)溶剂的工序。
上述制造方法中所含的混合工序中,可使用与上述组合物的制造方法相同的混合方法。
组合物的制造方法,例如,可举出下述(d1)~(d6)的制造方法。
制造方法(d1),其是包含以下工序的制造方法:
使(1)半导体粒子分散在(4)聚合性化合物中而获得分散体的工序;
将所得的分散体与(2A)原料化合物和表面修饰剂混合的工序;
进行改性处理的工序(步骤1);
将所得的反应液与(2B)原料化合物混合的工序;
进行改性处理的工序(步骤2);以及
使(4)聚合性化合物聚合的工序。
制造方法(d2),其是包含以下工序的制造方法:
使(1)半导体粒子分散在溶解有(4-1)聚合物的(3)溶剂中而获得分散体的工序;
将所得的分散体与(2B)原料化合物和表面修饰剂混合的工序;
进行改性处理的工序;以及
去除(3)溶剂的工序。
制造方法(d3),其是包含以下工序的制造方法:
使(2B)原料化合物和表面修饰剂分散在(4)聚合性化合物中而获得分散体的工序;
将所得的分散体与(1)半导体粒子混合的工序;
进行改性处理的工序;以及
使(4)聚合性化合物聚合的工序。
制造方法(d4),其是包含以下工序的制造方法:
使(2B)原料化合物和表面修饰剂分散在溶解有(4-1)聚合物的(3)溶剂中而获得分散体的工序;
将所得的分散体与(1)半导体粒子混合的工序;
进行改性处理的工序;以及
去除(3)溶剂的工序。
制造方法(d5),其是包含以下工序的制造方法:
使由(1)半导体粒子、(2B)原料化合物和表面修饰剂形成的混合物分散在(4)聚合性化合物中的工序;
进行改性处理的工序;以及
使(4)聚合性化合物聚合的工序。
制造方法(d6),其是包含以下工序的制造方法:
使由(1)半导体粒子、(2B)原料化合物和表面修饰剂形成的混合物分散在溶解有(4-1)聚合物的(3)溶剂中的工序;
进行改性处理的工序;以及
去除(3)溶剂的工序。
制造方法(d2)、(d4)和(d6)中所含的去除(3)溶剂的工序,可为在室温下静置并进行自然干燥的工序,也可为通过使用真空干燥机进行减压干燥或加热而使(3)溶剂蒸发的工序。
去除(3)溶剂的工序中,例如,可通过在0~300℃下干燥1分钟~7天来去除(3)溶剂。
对于制造方法(d1)、(d3)和(d5)中所含的使(4)聚合性化合物聚合的工序,适宜使用自由基聚合等公知的聚合反应来进行。
例如,自由基聚合时,可通过在由(1)半导体粒子、包含(2)表示的化合物的层和(4)聚合性化合物形成的混合物中添加自由基聚合引发剂以产生自由基,从而进行聚合反应。
自由基聚合引发剂并没有特别限定,例如,可举出光自由基聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,例如,可举出双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等。
《组合物的制造方法3》
另外,本实施方式的组合物的制造方法可采用下述(d7)的制造方法。
制造方法(d7)是包含将发光性粒子和(4-1)聚合物熔融混炼工序的制造方法。
制造方法(d7)中,可将由发光性粒子和(4-1)聚合物形成的混合物熔融混炼,也可将发光性粒子添加到熔融的(4-1)聚合物中。
作为(4-1)聚合物的熔融混炼方法,可采用公知的方法作为聚合物的混炼方法。例如,可采用使用单轴挤出机或双轴挤出机的挤出加工。
《发光性半导体粒子的测定》
本发明组合物中所含的发光性半导体粒子的量是通过干燥质量法算出的固体成分浓度(质量%)。
《量子产率的测定》
本发明的发光性粒子的量子产率是通过使用绝对PL量子产率测定装置(例如,滨松光子学(Hamamatsu Photonics)株式会社制造,C9920-02)在激发光450nm、室温、大气下进行测定的。
在包含发光性粒子的组合物中,用甲苯将组合物中所含的钙钛矿化合物的固体成分浓度调整为230ppm(μg/g),并进行测定。
《对于水蒸气的耐久性评价》
将本发明的组合物涂布在1cm×1cm的玻璃基板上并进行干燥,并将其放置在处于65℃温度、95%湿度下的一定恒温恒湿槽中,进行对于水蒸气的耐久性试验。测定试验前后的量子产率,并算出(7天的对于水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对于水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值作为对于水蒸气的耐久性指标。
对于本实施方式的组合物,通过上述测定方法所测定的7天的对于水蒸气的耐久性试验后的耐久性可为0.2以上、0.25以上或0.74以上。
对于本实施方式的组合物,通过上述测定方法所测定的7天的热耐久性试验后的热耐久性可为0.2以上、1.0以下,更优选为0.25以上、1.0以下,进一步优选为0.74以上、1.0以下。
<膜>
本发明涉及的膜包含上述本实施方式的发光性粒子。本实施方式涉及的膜是以上述组合物为形成材料。例如,本发明涉及的膜包含粒子和(4-1)聚合物,并且相对于膜总质量,发光性粒子和(4-1)聚合物的总量为90质量%以上。
膜的形状并没有特别特定,可为片状或棒状等任意形状。本说明书中的“棒状的形状”是指例如在一个方向上延伸的俯视带状的形状。作为俯视带状的形状,可示例出各边长度不同的板状的形状。
膜厚度可为0.01μm~1000mm、0.1μm~10mm或1μm~1mm。本说明书中的膜厚度是指膜的长、宽和高中的值最小的一边作为“厚度方向”时的膜厚度方向的正面和背面之间的距离。具体而言,使用千分尺,在膜的任意三个点处测定膜厚度,并以这三个点的测定值的平均值作为膜厚度。
膜可为单层或多层。在多层的情况下,各层可使用同一类型的实施方式的组合物,也可使用彼此不同类型的实施方式的组合物。
对于膜,例如,可通过后述的层叠结构体的制造方法来获得形成在基板上的膜。另外,膜可从基板上剥离而获得。
<层叠结构体>
本实施方式涉及的层叠结构体具有多层,并且至少一层为上述膜。
层叠结构体所具有的多层中,作为上述膜以外的层,可举出:基板、阻挡层和光散射层等任意层。层叠膜的形状并没有特别限定,可为片状或棒状等任意形状。
(基板)
基板并没有特别限定,可为膜。基板优选为具有透光性的基板。具有基板(该基板具有透光性)的层叠结构体中,由于易于取出由发光性粒子发出的光,因而是优选的。
作为基板的形成材料,例如,可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚合物或玻璃等的公知材料。例如,层叠结构体中,可将上述膜设置在基板上。
图1是显示本实施方式的层叠结构体的构成的截面示意图。第一层叠结构体1a中,在第一基板20和第二基板21之间设有本实施方式的膜10。膜10被密封层22密封。
本发明的一个侧面是一种层叠结构体1a,其特征在于,所述层叠结构体1a是具有第一基板20、第二基板21、位于第一基板20与第二基板21之间的本实施方式涉及的膜10以及密封层22的层叠结构体;并且密封层22配置在膜10的不与第一基板20和第二基板21接触的表面上。
(阻挡层)
作为本实施方式涉及的层叠结构体可具有的层,并没有特别限定,可举出阻挡层。从保护上述组合物不受外部空气的水蒸气和大气中的空气影响的观点来看,可包含阻挡层。
阻挡层并没有特别限定,但从取出所发出光的观点来看,优选透明的阻挡层。作为阻挡层,例如,可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚合物或玻璃膜等的公知阻挡层。
(光散射层)
作为本实施方式涉及的层叠结构体可具有的层,并没有特别限定,可举出光散射层。从有效利用入射光的观点出发,包含光散射层。光散射层并没有特别限定,但从取出所发出光的观点来看,优选透明的光散射层。作为光散射层,可使用诸如二氧化硅粒子等光散射粒子或诸如增强扩散膜等的公知光散射层。
<发光装置>
本发明涉及的发光装置可通过将本发明实施方式的组合物或上述层叠结构体与光源组合而获得。发光装置是通过将从光源发射的光照射在设置于后段的组合物或层叠结构体而使组合物或层叠结构体发光并取出光的装置。
上述发光装置中的层叠结构体所具有的多个层中,作为上述膜、基板、阻挡层和光散射层以外的层,可举出光反射部件、亮度增强部、棱镜片、导光板和元件间的介质材料层等任何层。
本发明的一个侧面是一种发光装置2,其是将棱镜片50、导光板60、上述第一层叠结构体1a和光源30依次层叠而得。
(光源)
构成本发明涉及的发光装置的光源,并没有特别限定,但从使上述组合物或层叠结构体中的半导体粒子发光的观点来看,优选具有600nm以下发光波长的光源。作为光源,例如,可使用蓝色发光二极管等发光二极管(LED)、激光器和EL等公知的光源。
(光反射部件)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,并没有特别限定,可举出光反射部件。从向上述组成物或层叠结构体照射光源的光的观点来看,可包含光反射部件。光反射部件没有特别限定,其可为反射膜。作为反射膜,例如,可使用反射镜、反射粒子膜、反射金属膜或反射体等公知的反射膜。
(亮度增强部)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,并没有特别限定,可举出亮度增强部。从将光的一部分朝向光被传送的方向反射回去的观点来看,也可包含亮度增强部。
(棱镜片)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,并没有特别限定,可举出棱镜片。棱镜片代表性地具有基材部和棱镜部。另外,基材部也可根据邻接的部件而省略。棱镜片可经由任意适当的粘接层(例如,粘接剂层和粘合剂层)贴合于邻接的部件。棱镜片由向与观看侧相反的一侧(背面侧)凸出的多个单位棱镜并列而构成。通过将棱镜片的凸部朝向背面侧配置,透过棱镜片的光容易聚光。另外,如果将棱镜片的凸部朝向背面侧配置,则与将凸部朝向观看侧配置的情况相比,不入射到棱镜片而反射的光少,能获得高亮度的显示器。
(导光板)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,并没有特别限定,可举出导光板。作为导光板,例如,可使用在背面侧形成有透镜图案的导光板、在背面侧和/或观看侧形成有棱镜形状等的导光板等任意适当的导光板以使来自横向的光能向厚度方向偏转。
(元件间的介质材料层)
作为构成本发明涉及的发光装置的层叠结构体可具有的层,并没有特别限定,可举出在邻接的元件(层)间的光路上由1个以上的介质材料构成的层(元件间的介质材料层)。
对于元件间的介质材料层中所含的1个以上的介质,并没有特别限定,包含:真空、空气、气体、光学材料、粘接剂、光学粘接剂、玻璃、聚合物、固体、液体、凝胶、固化材料、光学结合材料、折射率匹配或折射率不匹配材料、梯度折射率材料、包覆或抗包覆材料、垫片(spacer)、硅胶、亮度强化材料、散射或扩散材料、反射或抗反射材料、波长选择性材料、波长选择性抗反射材料、滤色器或者上述技术领域中已知的合适介质。
作为本发明涉及的发光装置的具体例子,例如,可举出具备EL显示器或液晶显示器用的波长转换材料的发光装置。具体而言,可举出以下的背光源:
(E1)背光源(侧光型(on-edge)的背光源),其是通过如下方式形成的:将本发明的组合物放入玻璃管等中进行密封,将其以沿着导光板的端面(侧面)的方式配置在作为光源的蓝色发光二极管和导光板之间,从而将蓝光转换为绿光或红光;
(E2)背光源(表面贴装型背光源),其是通过如下方式形成的:将本发明的组合物片材化,用2张阻挡膜将其夹持密封成膜,并将其设置在导光板上,从而将从置于导光板的端面(侧面)的蓝色发光二极管通过导光板照射到上述片材上的蓝光转换为绿光或红光;
(E3)背光源(芯片封装型背光源),其是通过如下方式形成的:将本发明的组合物分散在树脂等中并设置在蓝色发光二极管的发光部附近,从而将照射的蓝光转换为绿光或红光;
(E4)背光源,其是通过如下方式形成的:将本发明的组合物分散在抗蚀剂中并设置于滤色器上,从而将从光源照射的蓝光转换为绿光或红光。
另外,作为本发明涉及的发光装置的具体例子,可举出以下的照明:
将本发明的实施方式的组合物成形,并将其配置在作为光源的蓝色发光二极管的后段,将蓝光转换为绿光或红光以发出白光。
<显示器>
如图2所示,本实施方式的显示器3从观看侧依次具备液晶面板40和上述发光装置2。发光装置2具备第2层叠构造体1b和光源30。第2层叠结构体1b是在上述第一层叠结构体1a上还具备棱镜片50和导光板60的层叠结构体。显示器还可具备任意适当的其他部件。
本发明的一个侧面是液晶面板40、棱镜片50、导光板60、上述第一层叠结构体1a和光源30依次层叠而成的液晶显示器3。
(液晶面板)
上述液晶面板代表性地具备液晶单元、配置在上述液晶单元的观看侧的观看侧偏振板以及配置在上述液晶单元背面侧的背面侧偏振板。观看侧偏振板和背面侧偏振板能以各自的吸收轴实质上正交或平行的方式配置。
(液晶单元)
液晶单元具有一对基板和夹持在上述基板之间的作为显示介质的液晶层。在一般的结构中,在一个基板上设置有滤色器和黑矩阵,在另一个基板上设置有控制液晶的电气光学特性的开关元件、向该开关元件提供栅极信号的扫描线和提供源极信号的信号线、像素电极以及对电极。上述基板的间隔(单元间隙)可通过垫片(spacer)等进行控制。在上述基板的与液晶层接触的一侧,例如,可设置由聚酰亚胺构成的取向膜等。
(偏振板)
偏振板代表性地具有偏振片和配置在偏振片两侧的保护层。偏振片代表性的是吸收型偏振片。
作为上述偏振片,可使用任意适当的偏振片。例如,可举出:在聚乙烯醇系膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯·醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜上吸附碘或二色性染料等二色性物质并单轴拉伸而成的膜;聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向膜等。其中,在聚乙烯醇系膜上吸附碘等二色性物质并进行单轴拉伸而得到的偏振片的偏光二色性比高,是特别优选的。
作为本发明组合物的用途,例如,可举出发光二极管(LED)用的波长转换材料。
<LED>
本发明的组合物,例如,可用作LED的发光层材料。
作为包含本发明组合物的LED,例如,可举出以下的方式:对于将本发明组合物与诸如ZnS等导电性粒子混合并层叠为膜状,并在一个面上层叠n型输送层,在另一个面上层叠p型输送层的结构,通过流通电流,在接合面的组合物中所含的发光性粒子中,p型半导体的空穴和n型半导体的电子将电荷抵消,由此进行发光。
<太阳能电池>
本发明的组合物可用作太阳能电池的活性层中所含的电子输送性材料。
作为上述太阳能电池,对构成没有特别限定,例如,可举出:依次具有氟掺杂的氧化锡(FTO)基板、氧化钛致密层、多孔氧化铝层、包含本发明组合物的活性层、2,2’,7,7’-四[N,N'-二(对甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-MeOTAD)等空穴输送层和银(Ag)电极的太阳能电池。
氧化钛致密层具有以下功能:电子输送功能;抑制FTO粗糙度的效果;以及抑制反向电子移动。
多孔氧化铝层具有提高光吸收效率的功能。
活性层中所含的本发明组合物具有电荷分离和电子输送的功能。
《膜的制造方法》
膜的制造方法,例如,可举出下述(e1)~(e3)的制造方法。
制造方法(e1)是包含以下工序的膜制造方法:
通过涂布组合物而获得涂膜的工序;以及从涂膜去除(3)溶剂的工序。
制造方法(e2)是包含以下工序的膜制造方法:
通过涂布包含(4)聚合性化合物的组合物而获得涂膜的工序;以及使所得涂膜中包含的(4)聚合性化合物聚合的工序。
制造方法(e3)是将上述这种方法(d1)~(d6)中所得的组合物进行成形加工的膜制造方法。
《层叠结构体的制造方法》
层叠结构体的制造方法,例如,可举出下述(f1)~(f3)的制造方法。
制造方法(f1)是包含以下工序的层叠结构体的制造方法:
组合物的制造工序;
将所得的组合物涂布在基板上的工序;以及
从所得涂膜中去除(3)溶剂的工序。
制造方法(f2)是包含将膜贴合在基板上的工序的层叠结构体制造方法。
制造方法(f3)是包含以下工序的制造方法:
包含(4)聚合性化合物的组合物制造工序;
将所得组合物涂布在基板上的工序;以及
使所得涂膜中包含的(4)聚合性化合物聚合的工序。
制造方法(f1)和(f3)中的组合物制造工序可采用上述制造方法(c1)~(c4)。
对于将制造方法(f1)和(f3)中的组合物涂布在基板上的工序,并没有特别限定,使用凹版涂布法、棒涂布法、印刷法、喷涂法、旋涂法、浸渍法和模涂法等公知的涂布、涂覆方法。
制造方法(f1)中的去除(3)溶剂的工序,可为与上述制造方法(d2)、(d4)和(d6)中所包含的去除(3)溶剂的工序相同的工序。
制造方法(f3)中的使(4)聚合性化合物聚合的工序可为与上述制造方法(d1)、(d3)和(d5)中所包含的使(4)聚合性化合物聚合的工序相同的工序。
制造方法(f2)的将膜贴合在基板上的工序中,可使用任何粘接剂。
对于粘接剂,只要是不溶解发光性粒子的物质即可,没有特别限定,可使用公知的粘接剂。
层叠结构体的制造方法也可包含:在所得的层叠结构体上,进一步贴合任意膜的工序。
作为贴合的任意膜,例如,可举出:反射膜和扩散膜。
在贴合膜的工序中,可使用任意的粘接剂。
对于上述粘接剂,只要是不溶解发光性粒子的物质即可,没有特别限定,可使用公知的粘接剂。
<发光装置的制造方法>
例如,可举出:包含在上述光源和从光源开始的后段光路上设置上述组合物或层叠结构体的工序的制造方法。
另外,本发明的技术范围并不局限于上述实施方式,在不脱离本发明宗旨的范围内,可追加各种变更。
<传感器>
本发明的组合物可用作以下的检测部使用中所含的光电转换元件(光检测元件)材料:X射线摄像设备和CMOS图像传感器等的固体摄像装置用的图像检测部(图像传感器);指纹检测部、脸检测部、静脉检测部和虹膜检测部等检测生物体的一部分特定特征的检测部;以及脉搏血氧仪等光学生物传感器的检测部。
实施例
以下,基于实施例和比较例对本发明进行更具体地说明,但本发明并不局限于以下的实施例。
(发光性半导体粒子的固体成分浓度测定)
实施例1~3和比较例1所得的组合物中的钙钛矿化合物的固体成分浓度是通过以下方法算出的:
将各自通过再分散获得的包含性半导体粒子和溶剂的分散液在105℃下干燥3小时后,测定残留的质量,并通过下述公式来算出。
固体成分浓度(质量%)=干燥后的质量÷干燥前的质量×100
(量子产率的测定)
使用绝对PL量子产率测定装置(滨松光子学株式会社制造,C9920-02),在激发光450nm、室温、大气下测定实施例1~3和比较例1中所得组合物的量子产率。
(对于水蒸气的耐久性评价1)
将实施例1~3和比较例1中所得的组合物置于恒定在65℃温度、95%湿度下的烘箱中,7天后,使用绝对PL量子产率测定装置(滨松光子学株式会社制造,C9920-02),在激发光450nm、室温、大气下测定量子产率。耐久性试验是通过将100μL组合物涂布在1cm×1cm的玻璃基板上并自然干燥蒸发后进行评价的。
通过以(7天的对于水蒸气的耐久性试验后的量子产率)/(对于水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值作为对于水蒸气的耐久性指标来进行评价。
<通过透射型电子显微镜(TEM)观察粒子表面>
本实施方式的粒子表面是通过使用透射型电子显微镜(TEM)(日本电子株式会社制造,JEM-2200FS)获得的TEM图像进行观察的。将包含所制造的粒子的组合物浇铸在TEM专用的带支持膜的格栅上并自然干燥后而得的浇铸膜作为观察用样品。观察条件是200kV的加速电压。
<通过使用TEM的能量色散型X射线分析(STEM-EDX)观察粒子表面>
在所制造的粒子的TEM图像的视野中,进行能量色散型X射线分析(日本电子株式会社制造,JED-2300),从而获得元素映射图像。测定条件如下:
在上述粒子的TEM图像的视野中,选定作为构成(1)半导体粒子成分的Pb元素和作为构成(2)改性体群的元素的Si元素进行元素映射。
<占据粒子表面的(1)发光半导体粒子面积和(2)改性体群面积的测定>
在所得的粒子TEM图像中,获得将存在(1)发光性半导体粒子的区域转化为黑色、除此之外的区域转化为白色的二值化处理完成图像。此时,通过与STEM-EDX测定所得的元素映射图像比较,确认了检测出来自(1)发光性半导体粒子的成分的位置转换为黑色。
接着,获得将存在(2)改性体群的区域转换为黑色而除此之外的区域转换为白色的二值化处理完成图像。此时,通过与STEM-EDX测定所得的元素映射图像比较,确认了检测出来自(2)改性体群的成分的区域转换为黑色。
上述二值化处理完成的图像中,使用图像分析软件算出存在(1)发光半导体粒子的区域面积和存在(2)改性体群的区域面积。此处,当(2)改性体群的内部存在(1)发光性半导体粒子时,通过从存在(2)改性体群的区域面积中减去存在发光性半导体粒子的区域面积,从而算出仅存在(2)改性体群的区域面积。
发光性半导体粒子面积相对于(2)改性体群面积的比值是通过采用下述公式算出的,并采用通过观察10个视野以上所测定值的平均值。
面积比=(S1)/(S2)
[实施例1]
((1)半导体粒子的制造)
将25mL油胺和200mL乙醇混合后,边用冰冷却边搅拌并边添加17.12mL氢溴酸水溶液(48%)后,减压干燥,获得沉淀物。用乙醚洗涤沉淀物后,减压干燥,获得溴化油基铵。
将21g溴化油基铵与200mL甲苯混合,制造包含溴化油基铵的溶液。将1.52g乙酸铅三水合物、1.56g醋酸甲脒、160mL 1-十八碳烯溶剂和40mL油酸混合。边进行搅拌,边流通氮气边加热至130℃后,添加53.4mL包含上述溴化油基铵的溶液。添加后,将溶液降温至室温,获得包含半导体粒子1的分散液1。
通过对200mL上述分散液1中混入100mL甲苯和50mL乙腈而得的溶液进行过滤,以进行固液分离。然后,对于过滤而得的固体成分,用100mL甲苯和50mL乙腈的混合溶液进行2次回流洗涤,过滤。由此,获得半导体粒子1。
用甲苯分散所得的半导体粒子1,获得分散液2。当对分散液2进行XRD测定时,XRD光谱中,在2θ=14.75°的位置上具有来自(hkl)=(001)的峰。根据测定结果,确认了回收的半导体粒子1是具有三维钙钛矿型晶体结构的化合物。
分散液2的XRD测定中,使用思百吉(Spectris)公司制造的装置(XRD,Cu Kα射线,X’pert PRO MPD)。
(发光性粒子的制造)
在200mL上述分散液2中混入甲苯,以将半导体粒子1的浓度调整为0.23质量%。此处,相对于分散液2中的1质量份半导体粒子1,加入1.9质量份有机聚硅氮烷(1500SlowCure,Durazane,Merck Performance Materials株式会社制造)。然后,用水蒸气进行改性处理4小时,获得包含发光性粒子1的组合物1。
作为此时的改性处理条件,其为水蒸气流量0.2L/min(同时供应N2气体,30℃的饱和水蒸气量)、加热温度80℃。
相对于组合物1的总质量,发光性粒子1的浓度为0.69质量%。
将100μL上述组合物1涂布在1cm×1cm的玻璃基板上,以自然干燥的方式进行蒸发,获得膜状的组合物后,进行对于水蒸气的耐久性试验。
作为对于水蒸气的耐久性试验结果,(对于水蒸气的耐久性试验7天后的量子产率)/(对于水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.75。
将上述组合物1浇铸在TEM专用的带指示膜的格栅上并自然干燥后,获得包含所得发光性粒子1的浇铸膜1。将所得的浇铸膜1作为观察用样品,获得TEM图像。使用所得的TEM图像并通过上述方法计算(S1)/(S2)的面积比时,其为0.074。
[实施例2]
除了将半导体粒子的制造工序中的加热处理温度设为100℃以外,其他如同上述实施例1的方法,获得组合物。
通过上述方法算出的(S1)/(S2)的面积比为0.154。
作为对于水蒸气的耐久性试验结果,(对于水蒸气的耐久性试验7天后的量子产率)/(对于水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.28。
[实施例3]
除了将发光性粒子的制造工序中的反应时的有机硅氮烷投入量变为4.9质量份以外,其他如同实施例1的方法,获得组合物。通过上述方法算出的(S1)/(S2)的面积比为0.135。
作为对于水蒸气的耐久性试验结果,(对于水蒸气的耐久性试验7天后的量子产率)/(对于水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.73。
[比较例1]
除了将发光性粒子的制造工序中的反应时的有机硅氮烷投入量变为1质量份以外,其他如同实施例1的方法,获得组合物。通过上述方法算出的(S1)/(S2)的面积比为0.696。
对于水蒸气的耐久性试验前的量子产率为69.4%,对于水蒸气的耐久性试验7天后的量子产率为11.8%。(对于水蒸气的耐久性试验7天后的量子产率)/(对于水蒸气的耐久性试验前的量子产率)的值为0.17。
根据上述结果,与不应用本发明的比较例1的组合物相比,确认了应用本发明的实施例1~3涉及的组合物对于水蒸气具有优良的耐久性。
[参考例1]
将实施例1~3记载的组合物放入玻璃管等中并密封后,将其配置在作为光源的蓝色发光二极管和导光板之间,制造能将蓝色发光二极管的蓝光转换为绿色或红光的背光源。
[参考例2]
将实施例1~3记载的组合物进行片材化而获得树脂组合物,通过用2张阻隔膜夹持并密封该树脂组合物而成的膜设置在导光板上,制造以下的背光源:
能将从置于导光板的端面(侧面)的蓝色发光二极管通过导光板照射到上述片材的蓝光转换为绿光或红光。
[参考例3]
将实施例1~3记载的组合物设置在蓝色发光二极管的发光部附近,制造可将照射的蓝光转换为绿光或红光的背光源。
[参考例4]
将实施例1~3记载的组合物与抗蚀剂混合后,通过去除溶剂,可获得波长转换材料。通过将所得的波长转换材料配置在作为光源的蓝色发光二极管与导光板之间或作为光源的OLED的后段,制造能将光源的蓝光转换为绿光或红光的背光源。
[参考例5]
将实施例1~3记载的组合物与ZnS等导电性粒子混合成膜,在一面上层叠n型输送层,在另一面上层叠p型传输层,由此得到LED。通过通入电流,p型半导体的空穴和n型半导体的电子在接合面的钙钛矿化合物中抵消电荷,从而使LED发光。
[参考例6]
在氟掺杂的氧化锡(FTO)基板的表面上层叠氧化钛致密层,在其上方层叠多孔氧化铝层,并在其上方层叠实施例1~3记载的组合物,去除溶剂后,在其上方层叠2,2’,7,7’-四[N,N'-二(对甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)等空穴输送层,并在其上方层叠银(Ag)层,制作太阳能电池。
[参考例7]
通过从实施例1~3记载的组合物中除去溶剂并进行成形,可获得本实施方式的组合物,并通过将其设置在蓝色发光二极管的后段,制造以下的激光二极管照明:
将从蓝色发光二极管照射到组合物的蓝色光转换为绿光或红光而发出白色光。
[参考例8]
通过去除实施例1~3记载的组合物的溶剂并进行成形,可获得本实施方式的组合物。通过将所得的组合物作为光电转换层的一部分,制造用于检测光的检测部中所含的光电转换元件(光检测元件)材料。
光电转换元件材料可用于:X射线摄像装置和CMOS图像传感器等固体摄像装置用的图像检测部(图像传感器);指纹检测部、脸检测部、静脉检测部和虹膜检测部等检测生物体的一部分特定特征的检测部;以及脉搏血氧仪等光学生物传感器。
产业上的利用可能性
根据本发明,能提供包含对于水蒸气具有高耐久性的发光性粒子的组合物、上述组合物的制造方法;以及提供由上述组合物构成的膜、包含上述组合物的层叠结构体和使用上述组合物的显示器。
因此,本发明的组合物、由上述组合物构成的膜、包含上述组合物的层叠结构体以及使用上述组合物的显示器可适合用于发光用途。

Claims (9)

1.一种粒子,其是包含(1)成分和(2)成分的粒子;(1)成分的表面上存在(2)成分,并且所述粒子表面中(1)成分所占的面积作为S1、所述粒子表面中(2)成分所占的面积作为S2时的面积比(S1)/(S2)为0.01以上、0.5以下;
(1)成分:发光性半导体粒子;
(2)成分:选自由硅氮烷改性体、下述式(C1)所示化合物的改性体、下述式(C2)所示化合物的改性体、下述式(A5-51)所示化合物的改性体、下述式(A5-52)所示化合物的改性体和硅酸钠改性体构成的群中的一种以上化合物;
【化1】
Figure FDA0003035467680000011
式(C1)中,Y5表示单键、氧原子或硫原子;
当Y5为氧原子时,R30和R31分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基;
当Y5为单键或硫原子时,R30表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基;R31表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基;
式(C2)中,R30、R31和R32分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数2~20的不饱和烃基;
式(C1)和式(C2)中,R30、R31和R32表示的烷基、环烷基和不饱和烃基中所含的氢原子各自独立地任选被卤素原子或氨基取代或不被取代;
a为1~3的整数;
当a为2或3时,存在的多个Y5任选相同或不同;
当a为2或3时,存在的多个R30任选相同或不同;
当a为2或3时,存在的多个R32任选相同或不同;
当a为1或2时,存在的多个R31任选相同或不同;
【化2】
Figure FDA0003035467680000021
式(A5-51)和(A5-52)中,AC为二价烃基,Y15为氧原子或硫原子,
R122和R123分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基或碳原子数3~30的环烷基;R124表示碳原子数1~20的烷基或碳原子数3~30的环烷基;R1125和R126分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基或碳原子数3~30的环烷基;
R122~R126表示的烷基和环烷基中所含的氢原子各自独立地任选被卤素原子或氨基取代或不被取代。
2.根据权利要求1记载的粒子,其中,所述粒子具有覆盖(1)成分的至少一部分表面的表面修饰剂层;所述表面修饰剂层是以选自由铵离子、胺、伯~季铵阳离子、铵盐、羧酸、羧酸根离子、羧酸盐、式(X1)~(X6)各自所示的化合物以及式(X2)~(X4)各自所示的化合物的盐构成的群中的至少一种化合物或离子作为形成材料;
【化3】
Figure FDA0003035467680000022
【化4】
Figure FDA0003035467680000031
【化5】
Figure FDA0003035467680000032
【化6】
Figure FDA0003035467680000033
【化7】
Figure FDA0003035467680000034
【化8】
Figure FDA0003035467680000035
式(X1)中,R18~R21分别独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数6~30的芳基,且它们任选具有或不具有取代基;M-表示抗衡阴离子;
式(X2)中,A1表示单键或氧原子;R22表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数6~30的芳基,且它们任选具有或不具有取代基;
式(X3)中,A2和A3分别独立地表示单键或氧原子;R23和R24分别独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数6~30的芳基,且它们任选具有或不具有取代基;
式(X4)中,A4表示单键或氧原子;R25表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基或碳原子数6~30的芳基,且它们任选具有或不具有取代基;
式(X5)中,A5~A7分别独立地表示单键或氧原子;R26~R28分别独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基、碳原子数6~30的芳基、碳原子数2~20的烯基或碳原子数2~20的炔基,且它们任选具有或不具有取代基;
式(X6)中,A8~A10分别独立地表示单键或氧原子;R29~R31分别独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~30的环烷基、碳原子数6~30的芳基、碳原子数2~20的烯基或碳原子数2~20的炔基,且它们任选具有或不具有取代基;
R18~R31各自表示的基团中所含的氢原子分别独立地任选被卤素原子取代或不被取代。
3.根据权利要求1或2记载的粒子,其中,(1)成分是以A、B和X作为构成成分的钙钛矿化合物;
A是在钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的六面体的各顶点的成分,且为1价阳离子;
X表示在钙钛矿型晶体结构中位于以B为中心的八面体的各顶点的成分,且为选自由卤素离子和硫氰酸根离子构成的群中的至少一种阴离子;
B是在钙钛矿型晶体结构中位于将A配置在顶点的六面体以及将X配置在顶点的八面体的中心的成分,且为金属离子。
4.根据权利要求2或3记载的粒子,其中,所述表面修饰剂层是以选自由胺、羧酸以及它们的盐或离子构成的群中的至少一种化合物或离子作为形成材料。
5.一种组合物,其包含:权利要求1~4中任一项记载的粒子;以及选自由(3)成分、(4)成分和(4-1)成分构成的群中的至少一种;
(3)成分:溶剂
(4)成分:聚合性化合物
(4-1)成分:聚合物。
6.一种膜,其包含权利要求1~4中任一项记载的粒子。
7.一种层叠结构体,其包含权利要求6记载的膜。
8.一种发光装置,其具备权利要求7记载的层叠结构体。
9.一种显示器,其具备权利要求7记载的层叠结构体。
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