(57)【要約】より安定した構造のＤＮＡを含む発光材料、これを用いた表示装置を提供する。そのため、本発明の一の観点に係る発光材料は、デオキシリボ核酸と、デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、発光性物質と、を含むことを特徴とする。また本観点において、限定されるわけではないが発光材料における脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含むことが好ましい。また本観点において、限定されるわけではないが発光材料において、発光性物質の重量を１とした場合に、デオキシリボ核酸及び脂質化合物の重量が１以上１０未満の範囲内にあることが好ましい。また、本発明の他の一観点に係る表示装置は、一対の基板と、一対の基板の間に挟持される発光材料と、を備える表示装置であって、発光材料は、デオキシリボ核酸と、デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、発光性物質と、を含むことを特徴とする。
2016035722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デオキシリボ核酸と、
前記デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、
発光性物質と、を含む発光材料。
【請求項２】
前記脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含む請求項１記載の発光材料。
【請求項３】
前記発光性物質の重量を１とした場合に、デオキシリボ核酸及び前記脂質化合物の重量が１以上１０未満の範囲内にある請求項１記載の発光材料。
【請求項４】
一対の基板と、
前記一対の基板の間に挟持される発光材料と、を備える表示装置であって、
前記発光材料は、デオキシリボ核酸と、前記デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、発光性物質と、を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記発光材料の脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含む請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
前記発光性物質の重量を１とした場合に、デオキシリボ核酸及び前記脂質化合物の重量が１以上１０未満の範囲内にある請求項４記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光材料及びこれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビやパソコンモニタ、携帯電話のディスプレイを始めとした情報を表示するための装置（表示装置）は、近年の情報化社会において欠かすことのできない装置である。【０００３】
表示装置は一般に、多数の画素を平面的に配置しており、この各画素における色、明るさ等をそれぞれ調整することで画像として表示することができる。この表示装置の一例として、画素に対応する領域ごとに電極が配置された一対の基板の間に発光材料を配置し、この電極に電圧を引加することで発光材料を発光させ、表示を行おうとするＥＣＬ表示装置がある。【０００４】
一方近年、表示装置から発せられる光自体に偏光性を持たせようとする試みがなされてきている。表示装置から発せられる光自体に偏光性を持たせることで、例えば使用者に立体感を感じさせるいわゆる３Ｄ表示、商品等の偽造を検出するための識別マーク等への応用が期待できる。【０００５】
表示装置から発せられる光自体に偏光性を持たせようとする試みに関しては、例えば下記特許文献１、２に記載がある。下記特許文献１には、キラルな配位子を有する発光性希土類錯体に別の配位子を有する分子を結合させることによって、錯体全体の構造を変化させて円偏光発光の異方性を大きくする技術が開示されている。また下記特許文献２には、デオキシリボ核酸（以下「ＤＮＡ」という。）とカチオン性官能基を備える脂質化合物と、発光材料を組み合わせて円偏光を発生させようとする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２１９２１号公報
【特許文献２】特開２０１２−０３６２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１では、円偏光強度を高めるために複雑な分子設計や多段階の合成過程、精製過程が必要で、発光材料として使用できる量を合成するのに多くのコストと時間を要するといった課題がある。またこの技術では発光性希土類錯体を溶解又は分散させる溶媒・ポリマー種に大きな制限をうけており、場合によっては円偏光性が失われてしまう場合もあるため、溶媒等の同時に使用する材料の選択に大きな制限を受けてしまうといった課題がある。【０００８】
また、上記特許文献２では、カチオン性官能基を備える脂質化合物を用いるものであるため、材料の安定性において課題が残る。【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を鑑み、より安定した構造のＤＮＡを含む発光材料、これを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の一の観点に係る発光材料は、デオキシリボ核酸と、デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、発光性物質と、を含むことを特徴とする。【００１１】
また本観点において、限定されるわけではないが発光材料における脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含むことが好ましい。【００１２】
また本観点において、限定されるわけではないが発光材料において、発光性物質の重量を１とした場合に、デオキシリボ核酸及び脂質化合物の重量が１以上１０未満の範囲内にあることが好ましい。【００１３】
また、本発明の他の一観点に係る表示装置は、一対の基板と、一対の基板の間に挟持される発光材料と、を備える表示装置であって、発光材料は、デオキシリボ核酸と、デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、発光性物質と、を含むことを特徴とする。【００１４】
また、本観点において、限定されるわけではないが、発光材料における脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含むことが好ましい。【００１５】
また本観点において、限定されるわけではないが発光材料において、発光性物質の重量を１とした場合に、デオキシリボ核酸及び脂質化合物の重量が１以上１０未満の範囲内にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上、本発明により、より安定した構造のＤＮＡを含む発光材料、これを用いた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態にかかる表示装置の概略を示す図である。
【図２】実施例に係る発光材料の発光増強効果を示す図である。
【図３】実施例に係る発光材料の円偏光発光スペクトルを示す図である。
【図４】実施例に係る表示装置の構成の概略を示す図である。
【図５】実施例に係る表示装置の周波数と電気化学発光強度の関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態、実施例の例示に限定されるものではない。【００１９】
図１は、本実施形態に係る表示装置（以下「本装置」という。）１の断面に関する概略図である。本図で示すように、本装置１は、それぞれにおいて電極２１、３１が形成された一対の基板２、３と、この一対の基板２１、３１の間に挟持された発光材料４と、を有して構成されている。【００２０】
本実施形態において一対の基板２、３は、発光材料４を挟み保持するために用いられるものであって、基板２、３の少なくとも一方が透明であればよいが、双方透明であれば、透過型の表示装置を実現することができる。本実施形態では説明のため双方透明な場合で説明する。なお、基板２、３の材料としては、ある程度の硬さ、化学的安定性を有し、安定的に材料層を保持することができる限りにおいて限定されるわけではないが、ガラス、プラスチック、金属、半導体等を採用することができ、透明な基板として用いる場合はガラスやプラスチックを用いることができる。【００２１】
また本実施形態において、一対の基板２、３のそれぞれには、対向する面側（内側）に、上記のとおり電極２１、３１が形成されている。この電極は一対の電極２、３によって挟持される材料層に電圧を印加するために用いられるものである。電極の材料としては、好適な導電性を有する限りにおいて限定されるわけではないが、例えば基板２、３の材質が透明な基板である場合はＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極であることが好ましい。【００２２】
また本実施形態に係る電極は、基板上に、表示したい文字などのパターンにあわせた形状として形成してもよく、また、同じ複数の領域毎に区分された電極パターンを複数基板上に並べて形成したものであってもよい。複数の領域毎に区分すると、この各領域を画素とし、画素毎に表示を制御し、複雑な形状の表示にも対応できるといった利点がある。【００２３】
電極間の距離としては、電極間に電圧を印加し、発光材料を発光させることができる限りにおいて限定されるわけではないが、１μｍ以上１０ｍｍ以下が可能であり、望ましくは１μｍ以上１ｍｍ以下の範囲である。【００２４】
なお本実施形態に係る電極は、それぞれ導電性を有する配線を介して電源に接続されており、この電源のＯＮ、ＯＦＦにより材料層に電圧の印加、印加の解除を制御することができる。なお電圧印加の際の電圧の強度としては、一対の基板間の距離によって適宜調整が可能であり限定されるわけではないが、例えば１．０×１０４Ｖ／ｍ以上１．０×１０６Ｖ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。【００２５】
また本実施形態に係る発光材料４は、上記のとおり電圧の印加によって発光する成分を含む材料であって、少なくとも、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）と、デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、発光性物質と、を含む。【００２６】
本実施形態において、ＤＮＡは、二重らせん構造を備えた構造となっている。具体的には、二本のポリヌクレオチド鎖が平行して配置され、それぞれ相補的な塩基対の水素結合によって結合し、らせん構造を備えたものである。本実施形態におけるＤＮＡは、リン酸基を備えて二重らせん構造を構成することができる限りにおいて特段の制限はなく、ＤＮＡの塩基配列に特段の制限はない。【００２７】
また本実施形態に係る発光材料４は、上記ＤＮＡのほか、脂質化合物を含む。脂質化合物は、水に対する難溶性を備えるものであって、ＤＮＡのリン酸基と静電的に結合することのできるものであれば特に限定されるわけではないが、好ましくは、脂肪族又は芳香族の炭化水素基を備えたものであることが好ましく、より好ましくは炭素数が１０以上であることが好ましい。さらに、脂質化合物は、上記のとおり、リン酸基と静電的に結合するためにカチオン性官能基を備えていることが好ましく、例えば四級アンモニウム基を備えたものであることが好ましい。【００２８】
また本実施形態に係る発光材料４は、発光性物質を備えている。発光物質としては、上記のとおり発光することができる限りにおいて限定されるわけではないが、例えば発光性分子又は発光性金属錯体の少なくともいずれかであることが好ましい。【００２９】
発光性金属錯体としては、限定されるわけではないが、例えば、ルテニウム錯体、イリジウム錯体、ロジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、亜鉛錯体、アルミニウム錯体、ルビジウム錯体、及びＬｎで記載される希土類錯体の少なくともいずれかであることが好ましい。なお、希土類錯体の場合、Ｌｎは、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、プラセオジム（Ｐｒ）、セリウム（Ｃｅ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）のいずれかのイオンであることが好ましい。【００３０】
また、本実施形態において、発光材料は、上記各物質を均一に溶解又は分散させるための溶媒を備えている。溶媒としては上記の機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが水系又はアルコール系の溶媒を用いることが好ましい。なお、溶媒に対する上記発光物質の濃度としては特に限定されず、例えば１ｍＭ以上５Ｍ以下であることが好ましい。【００３１】
本装置は、電極間に電圧を印加することで、電気化学的に精製された酸化体と還元体を衝突させて発光することができる。特に、本装置では、高周波であっても電気化学発光を得ることができる。【００３２】
また、本装置では、一対の基板間に発光材料を挟む構成に基づいて説明しているが、発光材料は、例えば、一対の基板に配置される電極の修飾材料として用いられてもよい。例えば、電極上にＤＮＡを含む溶液を塗布し、脂質化合物及び発光性物質を導入することにより修飾電極を作製し、この電極間に、電解液を配置することで実現することもできる。【００３３】
以上、本発明により、より安定した構造のＤＮＡを含む発光材料、これを用いた表示装置を提供することができる。より具体的に説明すると、本発明では、ＤＮＡ、脂質化合物、発光材料を複合化させることで非常に簡便な手法によってその発光を増強させることができる。またこの系において、発光性分子又は発光性金属錯体からの円偏光発光強度も飛躍的に増大する。従来の技術、例えば上記特許文献１に記載の技術では、円偏光強度を高めるために精密な分子設計や煩雑な有機合成プロセスを要するといった課題が残るのに対し、本発明ではシンプルな構造の発光性分子、発光性金属錯体をＤＮＡ複合材料と混合するのみといった非常に簡易な手法で大幅な発光強度の増加や円偏光発光強度の増加を達成することができる。また、この際に使用する溶媒は水系やアルコール系であることから、低コスト、小工程で環境負荷の低い材料作成プロセスが可能となる。また、ＤＮＡ複合材料はこの状態のままフィルム化が可能であるため、従来発明で見られたようなマトリクスの種類による円偏光発光性の喪失の可能性はほとんどなく、種々のデバイスへの応用が容易になると考えられる。【００３４】
さらに、本発明で得た複合材料の修飾電極を用いて表示装置を構築すれば、素子への印加電圧の変化に対する発光応答性は著しく向上する。従来の技術ではイオン性物質の存在や膜の不均一性が課題として残るが、本発明による表示装置はその駆動原理上、イオン性物質の存在が必要であり、また膜の平坦性や均一性はそれほど高くなくとも駆動が可能である。このように、本発明ではＤＮＡ複合材料の材料特性を生かした表示装置を構築することで従来技術の課題を解決することができる。
【実施例】
【００３５】
ここで、実際に上記表示装置について作成し、その効果の確認を行なった。以下説明する。【００３６】
（実施例１）
まず、溶媒にブタノールを用い、１ｍＭ  Ｅｕ（ＩＩＩ）（Ｄ−ｆａｃａｍ）３錯体溶液に対し、［ＤＮＡ−ＣＴＭＡ］：［Ｅｕ（ＩＩＩ）（Ｄ−ｆａｃａｍ）３］＝２：１（試料１），５：１（試料２），１０：１（試料３），２０：１（試料４）となるように混合し、ＤＮＡ−ＣＴＭＡ／Ｅｕ（ＩＩＩ）（Ｄ−ｆａｃａｍ）３溶液（以下「複合溶液」という。）を調整した（なおここでＤＮＡはリン酸基濃度である）。【００３７】
ここで、複合溶液の発光スペクトルを測定したところ、ＤＮＡを加えるに従い、発光強度が増加していることを確認し、好ましい範囲としては１当量以上１０当量未満であった。この結果を図２に示しておく。特に、ＤＮＡリン酸基濃度がＥｕ（ＩＩＩ）錯体の３当量の場合、ＤＮＡ未複合時に比べて発光強度が３０倍近くにまで増加していることが確認された。【００３８】
また、この際の円偏光発光スペクトルを測定したところ、ＤＮＡとの未複合時（Ｅｕ（ＩＩＩ）錯体のみ）に比較して、ＤＮＡ−ＣＴＭＡと複合化させると、非常に大きな円偏光発光性を示した。この結果を図３に示しておく。なお図中、左側はＥｕ（ＩＩＩ）（Ｄ−ｆａｃａｍ）３の円偏光発光スペクトルを、右側はＤＮＡ−ＣＴＭＡとＥｕ（ＩＩＩ）（Ｄ−ｆａｃａｍ）３の複合体の円偏光発光スペクトルを示す。本図で示すように、５９０ｎｍの発光帯における円偏光発光性の高さを示す異方性因子（ｇ値）は０．３程度から０．７５まで増加していることが分かる。一般の光学活性名有機分子のＣＰＬスペクトルのｇ値は０．００１程度、光学活性希土類錯体のｇ値は０．１〜０．５程度であることから、本実施例で得られたＤＮＡ複合材料の円偏光特性は非常に高いことが分かる。【００３９】
（実施例２）
５ｍｍｏｌ／ＬのＤＮＡ水溶液をＩＴＯ基板上にキャストし、厚さ約０．５μｍのＤＮＡ膜を作製し、１０ｍｍｏｌ／ＬのＲｕ（ｂｐｙ）３Ｃｌ２水溶液中に導入し、この膜に−１．５Ｖ（Ａｇ／Ａｇ＋）の電位を印加し、Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋を膜内へ導入した。作製した複合膜に対して、サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）測定及び吸収スペクトル測定を行った。この結果、作製した複合膜はＲｕ（ｂｐｙ）３２＋のＭＬＣＴに基づく吸収を示したことから、ＤＮＡ膜内にＲｕ（ＩＩ）錯体が導入されていることが分かった。また、ＣＶ測定では、Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋に起因する酸化還元挙動が認められ、膜内のＲｕ（ＩＩ）錯体は電気化学活性であることが明らかとなった。【００４０】
さらに、２枚のＤＮＡ／Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋修飾電極間（電極間距離７５μｍ）に過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムの炭酸プロピレン溶液（１００ｍｍｏｌ／Ｌ）を挟み込み、ＥＣＬ素子を作製した。このＥＣＬ素子の電気化学特性及び矩形波交流電圧印加時の電気化学発光特性の評価を行った。なお作製した表示装置の概略を図４に、この電気化学発光特性を図５に示しておく。なおこの電気化学発光特性の測定は、表示装置の電極間に±４Ｖ矩形波交流電圧を印加し、高周波数から低周波数へ印加周波数を掃引させた際の発光強度−周波数特性を示す。また、比較例として、通常のＩＴＯ電極の間に上記Ｒｕ（ｂｐｙ）３Ｃｌ２水溶液を挟持させた表示装置を作製して用いた。【００４１】
この結果、１００００Ｈｚより、波長６２０ｎｍ付近にピークを持つオレンジ色の電気化学発光が認められ、周波数の低下とともにこの発光強度は増大した。Ｒｕ錯体を電解液中に溶解させた同面積のＩＴＯ／ＩＴＯ素子の発光が６００Ｈｚで開始したのと比較し、非常に高い周波数でＥＣＬが得られることが明らかとなった。１００００Ｈｚ交流電圧を印加した際の電流・発光の応答性を測定したところ、５０μ秒以下での発光の応答が観測された。【００４２】
以上、これら実施例により、本発明の有用性が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、表示装置及びこれに用いられる発光材料として産業上の利用可能性がある。
【図１】
2016035722.tif 000003
【図２】
2016035722.tif 000004
【図３】
2016035722.tif 000005
【図４】
2016035722.tif 000006
【図５】
2016035722.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月29日(2016.4.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デオキシリボ核酸と、
前記デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、
発光性物質と、を含む発光材料に対し、
交流電圧を印加することで円偏光を発光させる方法。
【請求項２】
前記脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含む請求項１記載の円偏光を発光させる方法。
【請求項３】
前記発光性物質の重量を１とした場合に、デオキシリボ核酸及び前記脂質化合物の重量が１以上１０未満の範囲内にある請求項１記載の円偏光を発光させる方法。
【請求項４】
一対の基板と、
前記一対の基板の間に挟持される発光材料と、
前記発光材料に交流電圧を印加する電源と、を備える表示装置であって、
前記発光材料は、デオキシリボ核酸と、前記デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、発光性物質と、を含むことを特徴とする円偏光を発光させる表示装置。
【請求項５】
前記発光材料の脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含む請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
前記発光性物質の重量を１とした場合に、デオキシリボ核酸及び前記脂質化合物の重量が１以上１０未満の範囲内にある請求項４記載の表示装置。

【手続補正書】
【提出日】平成28年7月31日(2016.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デオキシリボ核酸と、
前記デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、
発光性物質と、を含む発光材料に対し、
交流電圧を印加することで円偏光を発光させる方法であって、
前記発光性物質は、Ｅｕ（ＩＩＩ）錯体とし、
前記発光性物質の重量を１とした場合に、前記デオキシリボ核酸及び前記脂質化合物の重量が２以上４以下の範囲内とし、
５９０ｎｍ付近にピークを有する発光において円偏光を発光させる方法。
【請求項２】
前記脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含む請求項１記載の円偏光を発光させる方法。
【請求項３】
一対の基板と、
前記一対の基板の間に挟持される発光材料と、
前記発光材料に交流電圧を印加する電源と、を備える表示装置であって、
前記発光材料は、デオキシリボ核酸と、前記デオキシリボ核酸のリン酸基に静電的に結合する脂質化合物と、発光性物質と、を含み、
前記発光性物質は、Ｅｕ（ＩＩＩ）錯体とし、
前記発光性物質の重量を１とした場合に、デオキシリボ核酸及び前記脂質化合物の重量が２以上４以下の範囲内とし、
５９０ｎｍ付近にピークを有する発光において円偏光を発光させる表示装置。
【請求項４】
前記発光材料の脂質化合物は、炭素数が１０以上の四級アンモニウム塩を含む請求項３記載の表示装置。

【国際調査報告】
2016035722.tif 000008
2016035722.tif 000009
2016035722.tif 000010
2016035722.tif 000011