(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置の製造方法であって、
前記発光装置が、可視青色光を放出するバックライトユニットと、
前記バックライトユニットからの前記青色光を受け取る色変換アレイと、を備え、
前記色変換アレイが、緑色変換層および赤色変換層を含み、
前記緑色変換層および前記赤色変換層のうちの少なくとも一方が、それぞれ緑色または赤色の光を放出する第１または第２の表面改質粒子を含み、前記第１または第２の表面改質粒子が、ゾル−ゲルナノ粒子および前記ゾル−ゲルナノ粒子の表面に付着した複数の発光団を含み、前記発光団が、４３０〜５００ｎｍのスペクトル領域において少なくとも１０００Ｍ−１ｃｍ−１の吸収を有し、かつ１００ｎｍ未満の発光帯の半値全幅を示し、
前記色変換アレイが、前記バックライトユニットの青色光の少なくとも一部を通過させることによって、少なくとも赤色、緑色、および青色の光が前記発光装置によって放出され、赤色、緑色、および青色の成分を含む色を作り出し、
前記第１及び第２の表面改質粒子はカプセル化有機発光化合物ではなく、
前記第１及び第２の表面改質粒子は、それぞれ独立して、
（ｉ）ＳｉＸ１４の構造（式中、Ｘ１は置換または非置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシである）を有する有機シラン化合物、および任意にＭＸ１３もしくはＭＸ１４の構造（式中、Ｘ１は加水分解性置換基であり、ＭはＡｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、もしくはそれらの組み合わせから選択される）を有する有機金属化合物、またはそれらの混合物を加水分解することによってヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を提供することと、
（ｉｉ）工程（ｉ）からの前記ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を下記式ＩＩＩ：
Ｄ−Ｌ−ＳｉＸ３   （ＩＩＩ）
（式中、Ｄは、前記発光団であり、Ｌは、直接結合または有機基であり、Ｘは、加水分解性置換基である）の構造を有するシラン官能性発光化合物と反応させることと、によって得られる、発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記色変換アレイが、前記第１の表面改質粒子を含む緑色変換層と、前記第２の表面改質粒子を含む赤色変換層と、を含み、
前記色変換アレイが、前記バックライトユニットの青色光の少なくとも一部を通過させることによって、赤色、緑色、および青色光が前記発光装置によって放出され、赤色、緑色、および青色の成分を含む色を作り出す、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記複数の発光団が、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−、−Ａｌ−Ｏ−Ｓｉ−、−Ｔｉ−Ｏ−Ｓｉ−、−Ｚｒ−Ｏ−Ｓｉ−、またはそれらの組み合わせを介して前記ゾル−ゲルナノ粒子と共有結合している、請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子の表面上の少なくとも５％のヒドロキシル基が、前記シラン官能性発光化合物と反応して、ゾル−ゲル法によって共有結合を形成する、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｉｉ）が、
（ｉｉ）工程（ｉ）からの前記ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を、
（ａ）式（ＩＩＩ）の構造を有するシラン官能性発光化合物、
Ｄ−Ｌ−ＳｉＸ３   （ＩＩＩ）
（式中、Ｄは、前記発光団であり、Ｌが、直接結合または有機基であり、Ｘが、加水分解性置換基である）および
（ｂ）Ｘ１が、加水分解性置換基であるＳｉＸ１４の構造を有する有機シラン化合物を含む混合物と反応させることである、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の表面改質粒子中の前記発光団が、式（Ｉ）の構造を有する有機発光化合物から誘導され、
【化１】
0006902606.tif 000010
式中、Ｒ１１〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＮＯ２、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、−ＳＯ３Ｈ、スルホネート、−ＳＯ２Ｏ−、チオエーテル、エーテル、尿素、−ＣＯ２Ｈ、エステル、アミド、アミン、Ｃ６−Ｃ２０の置換または非置換芳香族基、およびＣ５−Ｃ２０の置換または非置換芳香族複素環基からなる群から選択され、Ｒ１１とＲ１２とは互いに結合して、それらが結合している原子と共に５、６、７員環を形成してもよく、Ｒ１２とＲ１３とは互いに結合して、それらが結合している原子と共に５、６、７員環を形成してもよく、Ｒ１４とＲ１５とは互いに結合して、それらが結合している原子と共に５、６、７員環を形成してもよく、Ｒ１５とＲ１６とは互いに結合して、それらが結合している原子と共に５、６、７員環を形成してもよく、
Ｘ１は、ＮまたはＣＲ１７であり、Ｒ１７は、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、置換または非置換Ｃ６−Ｃ２０芳香族基、置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０ヘテロ芳香族基、エーテル、エステル、カルボン酸、−ＯＨ、アミド、アミン、およびスルフィドからなる群から選択され、
Ｘ２およびＸ３は、それぞれ独立して、ハロゲン、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキン、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、Ｃ６−Ｃ２０置換または非置換芳香族基、置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０ヘテロ芳香族基、および置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシからなる群から選択され、Ｘ２とＸ３とは互いに結合して単一の置換基を形成してもよい、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の表面改質粒子中の前記発光団が、式（ＩＩ）の構造を有する有機発光化合物から誘導され、
【化２】
0006902606.tif 000011
式中、Ｒ２１〜Ｒ２５は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＮＯ２、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、−ＳＯ３Ｈ、スルホネート、−ＳＯ２Ｏ− 、チオエーテル、エーテル、尿素、−ＣＯ２Ｈ、エステル、アミド、アミン、置換または非置換Ｃ６−Ｃ２０芳香族基、および置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０芳香族複素環基からなる群から選択され、Ｒ２６およびＲ２７は、それぞれ独立して、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２０アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２０アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２アルコキシ、置換または非置換Ｃ６−Ｃ２４アリール基、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、および置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０ヘテロ芳香族基からなる群から選択される、請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の表面改質粒子中の前記発光団が、ペリレンジイミド、ホウ素−ジピロメテン、ジケトピロロピロール、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル−４Ｈ−ピラン、クマリン、ローダミン、フルオレセイン、およびシアニンから選択される有機発光化合物から誘導される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１または第２の表面改質粒子中の前記ゾル−ゲルナノ粒子が、独立して、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の粒径を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記バックライトユニットからの前記青色光の波長が、４３０ｎｍ〜５００ｎｍである、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記色変換アレイが、前記バックライトユニットから離れて前記赤色変換層および／ または前記緑色変換層の上に置かれた、１つ以上の青色光吸収材料を含む１つ以上の青色光遮断層をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記赤色変換層が、有機赤色発光化合物、無機蛍光体、量子ドット、またはそれらの混合物をさらに含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記緑色変換層が、有機緑色発光化合物、無機蛍光体、量子ドット、またはそれらの混合物をさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法を含む、電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記電子デバイスが、ＬＣＤディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、またはＯＬＥＤディスプレイである、請求項１４に記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置およびそれを備えた電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスは、ＬＣＤユニットと、ＬＣＤユニットを白色光で均一に照明するバックライトユニットとを含む。ＬＣＤデバイスの最大色性能を決定する主な要因は、バックライトユニットから放出された光とＬＣＤユニットのカラーフィルタアレイとの間のスペクトル相互作用である。カラーフィルタアレイは、個別にアドレス指定可能なピクセルのモザイクからなり、各ピクセルは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のサブピクセルからなる。
【０００３】
従来のＬＣＤデバイスの主な問題は、バックライト光源の上方のＬＣＤユニットに関連する大きな光損失である。典型的には、バックライト光源から放出される光の１０％未満しか使用されず、残りの９０％を超える光は、偏光フィルタ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ、液晶セル、およびカラーフィルタアレイを含むＬＣＤユニットによって吸収される。特に、各サブピクセルは、３つの原色のうちの１つを通過させることしかできないので、ＲＧＢサブピクセルカラーフィルタを通る透過率は、最も低い（約３０％）。
【０００４】
従来のＬＣＤデバイスの別の問題は、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）黄色蛍光体コーティングを有する青色発光ダイオード（ＬＥＤ）チップで作製された二色白色バックライトである。この二色白色バックライトは、ＲＧＢカラーフィルタの分光透過率とは理想的には一致せず、ディスプレイの色品質が不十分になる。この問題に対処するために、ＲＧＢ  ＬＥＤ、広色域蛍光体、および量子ドット（ＱＤ）強化フィルムなどの新しいディスプレイ技術が、ＬＣＤデバイスの色性能を改善するために最近導入された。しかしながら、高品質の色およびエネルギー経済性の両方を付与する発光装置を提供することが依然として必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、青色バックライトユニットと、少なくとも赤色、緑色、および青色のピクセルを含む色変換アレイとを備える新規な発光装置を提供する。狭い発光帯域幅（例えば、１００ナノメートル未満の発光帯の半値全幅、またはＦＷＨＭ）を有する表面改質粒子は、従来のカラーフィルタアレイにおける現存の光吸収材料を置き換えるために色変換アレイにおいて用いられる。表面改質粒子は、液晶成分によって変調される均一な青色バックライトによって励起される。青色光を吸収して緑色光を発生する表面改質粒子は、緑色ピクセル内に位置してもよい。青色光を吸収して赤色光を発生する表面改質粒子は、赤色ピクセル内に位置してもよい。青色ピクセル領域の場合、光は、青色バックライトユニットから直接来てもよい。一実施形態では、この新規な発光装置は、高純度のＲ、Ｇ、およびＢ色の組み合わせによって高品質の色を生成する。より重要なことには、そのような設計は、従来のカラーフィルタアレイに対して、潜在的に約５０％の電力消費削減をもたらし得る。
【０００６】
第１の態様において、本発明は、
可視青色光を放出するバックライトユニットと、
バックライトユニットからの青色光を受け取る色変換アレイとを備える発光装置であって、
色変換アレイが、緑色変換層および赤色変換層を含み、
緑色変換層および赤色変換層のうちの少なくとも一方が、それぞれ緑色または赤色の光を放出する第１または第２の表面改質粒子を含み、前記第１または第２の表面改質粒子が、ゾル−ゲルナノ粒子およびゾル−ゲルナノ粒子の表面に付着した複数の発光団を含み、発光団が、４３０〜５００ナノメートル（ｎｍ）のスペクトル領域において少なくとも１０００Ｍ−１ｃｍ−１の吸収を有し、かつ１００ｎｍ未満の発光帯の半値全幅を示し、
色変換アレイが、バックライトユニットの青色光の少なくとも一部を通過させることによって、少なくとも赤色、緑色、および青色の光が発光装置によって放出され、赤色、緑色、および青色の成分を含む色を作り出す、発光装置を提供する。
【０００７】
第２の態様において、本発明は、第１の態様の発光装置を備える電子デバイスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１ａ】それぞれ本発明の発光装置の一実施形態の概略斜視図である。
【図１ｂ】それぞれ本発明の発光装置の一実施形態の概略斜視図である。
【図１ｃ】それぞれ本発明の発光装置の一実施形態の概略斜視図である。
【図２ａ】それぞれ本発明の発光装置の一実施形態における色変換アレイの断面図である。
【図２ｂ】それぞれ本発明の発光装置の一実施形態における色変換アレイの断面図である。
【図２ｃ】それぞれ本発明の発光装置の一実施形態における色変換アレイの断面図である。
【図３】実施例１の表面改質粒子の走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）像である。
【図４】実施例２の表面改質粒子のＳＴＥＭ像である。
【図５】実施例３の表面改質粒子のＳＴＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書における「発光団」は、電磁放射線に露光されたときにその発光特性を担う化学化合物中の化学単位を指す。発光団は、本明細書において発光基と呼ばれることがあり、またその逆もある。
【００１０】
本明細書における「ゾル−ゲル粒子」は、加水分解および縮合反応を介してコロイドを形成するためのモノマーの変換を伴うゾルゲルプロセスによって形成された粒子を指す。
【００１１】
本明細書における「共有結合」は、ゾル−ゲル粒子と発光団との間に形成されている少なくとも１つの化学結合を指す。
【００１２】
本明細書における「電子デバイス」は、電子機器の原理を適用し、その動作のために電子流の操作を使用するデバイスを指す。
【００１３】
本明細書における「アルキル」は、非環式飽和一価炭化水素基を指し、非置換またはハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、スルホ、ニトロ、アルキル、ペルフルオロアルキル、またはそれらの組み合わせで置換された水素を有する直鎖および分岐鎖基を含む。
【００１４】
本明細書における「ヘテロアルキル」は、アルキル基内の炭素原子のうちの１つ以上が、ヘテロ原子または少なくとも１つのヘテロ原子を含有するヘテロ官能基で置換されている直鎖または分岐鎖構造を有する飽和炭化水素基を指す。ヘテロ原子は、例えば、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓなどを含み得る。本明細書において少なくとも１つのヘテロ原子を含有するヘテロ官能基としては、例えば、ＣＯＯＲ’、ＯＣＯＯＲ’、ＯＲ’、ＮＲ’２、ＰＲ’２、Ｐ（＝Ｏ）Ｒ’２、またはＳｉＲ’３が挙げられ得、各Ｒは、Ｈ、置換もしくは非置換Ｃ１−Ｃ３０ヒドロカルビル基、または置換もしくは非置換Ｃ６−Ｃ３０芳香族基である。
【００１５】
本明細書における「アルケニル」は、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含有する不飽和炭化水素を指す。置換アルケニルは、炭素二重結合上の水素のうちの少なくとも１つがＨ以外の原子または基、例えばＣ１−Ｃ３０アルキル基またはＣ６−Ｃ３０芳香族基で置換されているアルケニルを指す。「アルキニル」は、少なくとも１つの炭素−炭素三重結合を含有する不飽和炭化水素を指す。置換アルケニルは、炭素二重結合上の水素のうちの少なくとも１つがＨ以外の原子または基、例えばＣ１−Ｃ３０アルキル基またはＣ６−Ｃ３０芳香族基で置換されているアルケニルを指す。アルケニルまたはアルキニル基が２つ以上の不飽和結合を含有する場合、これらの結合は、通常、累積されないが、−［ＣＨ＝ＣＨ−］ｐのように交互の順序で配置されてもよく、ｐは、２〜５０の範囲であってもよい。他に定義されない限り、好ましいアルキルは１〜２２個の炭素原子を含有し、好ましいアルケニルおよびアルキニルは、２〜２２個の炭素原子を含有する。
【００１６】
本明細書における「アルコキシ」は、酸素と単結合したアルキル基を指す。Ｃ１−Ｃ２４アルコキシなどのアルコキシは、直鎖または分岐鎖ラジカル、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、イソオクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルアルコキシ、ドデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、およびオクタデシルオキシである。置換アルコキシは、酸素と単結合した置換アルキル基を指す。
【００１７】
本明細書における「脂肪族環式基」は、脂肪族および環式の両方である有機基を指す。脂肪族環式基は、飽和でも不飽和であってもよい１つ以上の炭素環を含有する。置換脂肪族環式基は、１つ以上の側鎖が結合していてもよく、側鎖は、置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換ヘテロアルキル、置換もしくは非置換アルケニル、置換もしくは非置換アルキニル、または置換もしくは非置換アルコキシであり得る。脂肪族環式基の例としては、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、ジメチルシクロヘキシル、トリメチルシクロヘキシル、１−アダマンチル、および２−アダマンチルが挙げられる。
【００１８】
本明細書における「複素環式基」は、その環のメンバーとして少なくとも２つの異なる元素の原子を有する環式化合物を指す。複素環式基は、通常５〜７つの環員を含有し、その中でも、通常Ｏ、Ｓ、およびＮＲ’から選択される少なくとも１つ、特に１〜３つの複素環を含有する。例としては、ピペリジル、テトラヒドロフラニル、ピペラジニル、およびモルホリニルなどのＯ、Ｓ、またはＮＲ’で中断されたＣ４−Ｃ１８シクロアルキルが挙げられる。不飽和変種は、それらの間の二重結合の形成を伴う隣接する環員上の水素原子の引き抜きによってこれらの構造から誘導され得、そのような部分の例は、シクロヘキセニルである。置換複素環式基は、１つ以上の側鎖が結合していてもよく、側鎖は、置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換ヘテロアルキル、置換もしくは非置換アルケニル、置換もしくは非置換アルキニル、置換もしくは非置換アルコキシ、または一緒に直接連結されたもしくは連結基を介した別の複素環式基であり得る。
【００１９】
本明細書における「芳香族基」は、環を形成する炭素原子間にシグマ結合および非局在化パイ電子を有する炭化水素、通常はベンゼン系またはアリール基を指す。アリールは、任意に互いに縮合しているかまたは炭素−炭素単結合によって互いに結合している１〜４つの芳香環（各環は、６つの共役炭素原子を含有し、ヘテロ原子を含有しない）を含有する芳香族または多環芳香族置換基として定義される。換芳香族基またはアリール基は、環上の水素原子を置換する１つ以上の置換基を有するアリール環を指す。アリール基は、非置換であるか、または独立してハロゲン、シアノ、スルホ、カルボキシ、アルキル、ペルフルオロアルキル、アルコキシ、アルキルチオ、アミノ、モノアルキルアミノ、またはジアルキルアミノである置換基の任意の合成的にアクセス可能で化学的に安定な組み合わせによって、任意にかつ独立して置換されてもよい。例としては、フェニルの置換もしくは非置換誘導体、ビフェニル、ｏ−、ｍ−、またはｐ−テルフェニル、１−ナフタル、２−ナフタル、１−、２−、または９−アントリル、１−、２−、３−、４−、または９−フェナントレニル、および１−、２−、または４−ピレニルが挙げられる。好ましい芳香族基またはアリール基は、フェニル、置換フェニル、ナフチル、または置換ナフチルである。
【００２０】
本明細書における「ヘテロ芳香族基」または「ヘテロアリール基」は、追加の６員芳香環に任意に縮合しているか、または５もしくは６員ヘテロ芳香環に任意に縮合している５もしくは６員ヘテロ芳香環を指す。ヘテロ芳香環は、Ｏ、Ｓ、およびＮからなる群から選択される少なくとも１つかつ最大３つのヘテロ原子を含有する。置換ヘテロ芳香族またはヘテロアリール基は、環上の水素原子を置換する１つ以上の置換基を有するヘテロ芳香族またはヘテロアリール環を指す。ヘテロ芳香族基またはヘテロアリール基は、非置換であるか、または独立してハロゲン、シアノ、スルホ、カルボキシ、アルキル、ペルフルオロアルキル、アルコキシ、アルキルチオ、アミノ、モノアルキルアミノ、またはジアルキルアミノである置換基の任意の合成的にアクセス可能で化学的に安定な組み合わせによって、任意にかつ独立して置換されてもよい。例としては、２−もしくは３−フラニルの置換もしくは非置換誘導体、２−もしくは３−チエニル、Ｎ−、２−、もしくは３−ピロイル、２−もしくは３−ベンゾフラニル、２−もしくは３−ベンゾチエニル、Ｎ−、２−、もしくは３−インドリル、２−、３−、もしくは４−ピリジル、２−、３−、もしくは４−キノリル、１−、３−、もしくは４−イソキニリル、２−ベンゾオキサゾリル、２−、４−、もしくは５−（１，３−オキサゾリル）、２−、４−、もしくは５−（１，３−チアゾリル）、２−ベンゾチアゾリル、３−、４−、もしくは５−イソキサゾリル、Ｎ−、２−、もしくは４−イミダゾリル、Ｎ−もしくは２−ベンゾイミダゾリル、１−もしくは２−ナフトフラニル、１−もしくは２−ナフトチエイル、Ｎ−、２−、もしくは３−ベンズインドリル、または２−、３−、もしくは４−ベンゾキノリルが挙げられる。
【００２１】
本明細書における「励起状態」は、電子がその分子についての別のエネルギー状態よりも高いエネルギー状態を占める分子の電子状態である。
【００２２】
本発明の発光装置は、色変換層のための青色光を放出するバックライトユニットを備える。青色光の一般的な光源は、ＬＥＤランプである。別の青色光源は、有機発光素子（ＯＬＥＤ）である。これらの青色光源は、色変換層の背面に均質な青色光を提供しなければならない。そのような均質な青色光を提供するための一般的な技術は、多くの場合光ガイドと呼ばれる透明プラスチックシートの縁部に光源を光学的に結合することである。光ガイドは、光が光ガイドの前面から放出されるようにシートの上面に対してほぼ垂直に光を曲げることができる。明るさおよび均一性を改善するために、反射体を光ガイドの背面の後ろに置いてもよい。光源はまた、ディスプレイにわたって光を均一に分配するために拡散器を用いてディスプレイの後ろに置くこともできる。バックライトユニットからの青色光の波長は、４３０ｎｍ〜５００ｎｍ、４４４ｎｍ〜４９５ｎｍ、または４５０ｎｍ〜４７５ｎｍであり得る。青色光の強度は、最終用途に応じて調整され得る。
【００２３】
本発明の発光装置は、バックライトユニットから青色光を受け取る色変換アレイをさらに備える。本発明において有用な色変換アレイは、バックライトユニットの青色光の少なくとも一部を通過させることができることによって、赤色、緑色、および青色光が、発光装置によって放出され、赤色、緑色、および青色の成分を含む色を作り出す。例えば、色変換アレイは、バックライトユニットの青色光の最大３０％、最大２５％、最大２０％、最大１５％、最大１０％、または最大５％を通過させ得る。
【００２４】
本発明において有用な色変換アレイは、緑色変換層および赤色変換層を含み、緑色変換層および赤色変換層の少なくとも一方は、それぞれ、緑色光または赤色光を放出する第１または第２の表面改質粒子を含む。すなわち、第１または第２の表面改質粒子は、バックライトユニットからの青色光をそれぞれ緑色または赤色に変換する。一実施形態では、色変換アレイは、バックライトユニットからの青色光を緑色光に変換する第１の表面改質粒子を含む緑色変換層と、有機赤色発光化合物、無機蛍光体、量子ドット、またはそれらの混合物を含む赤色変換層とを含む。別の実施形態では、色変換アレイは、バックライトユニットからの青色光を赤色光に変換する第２の表面改質粒子を含む赤色変換層と、有機緑色発光化合物、無機蛍光体、量子ドット、またはそれらの混合物を含む緑色変換層とを含む。さらなる実施形態では、色変換アレイは、バックライトユニットからの青色光を緑色光に変換する第１の表面改質粒子を含む緑色変換層と、バックライトユニットからの青色光を赤色光に変換する第２の表面改質粒子を含む赤色変換層とを含む。一実施形態では、色変換アレイは、バックライトユニットの青色光の少なくとも一部を通過させることによって、赤色、緑色、および青色光が発光装置によって放出され、赤色、緑色、および青色の成分を含む色を作り出す。
【００２５】
色変換アレイに有用な第１および第２の表面改質粒子は、それぞれ独立して、１００ｎｍ未満、９０ｎｍ未満、７０ｎｍ未満、またはさらに５０ｎｍ未満の発光帯の半値全幅（ＦＷＨＭ）を示すことができ、４３０〜５００ｎｍのスペクトル領域において少なくとも１０００Ｍ−１ｃｍ−１の吸収を有する。第１および第２の表面改質粒子は、球状であり得る。第１および第２の表面改質粒子は、それぞれ独立して、動的光散乱によって測定して、０．７未満、０．５未満、またはさらに０．２未満の多分散性指数を有してもよい。第１および第２の表面改質粒子は、独立して、単峰性分布を有することが好ましい。
【００２６】
色変換アレイに有用な第１および第２の表面改質粒子は、それぞれ独立して、ゾル−ゲルナノ粒子およびゾル−ゲルナノ粒子の表面に付着した複数の発光団を含み得る。発光団は、１００ｎｍ未満の発光帯のＦＷＨＭを示し得、４３０〜５００ｎｍのスペクトル領域に少なくとも１０００Ｍ−１ｃｍ−１の吸収を有する。好ましくは、発光団は、９０ｎｍ未満、７０ｎｍ未満、またはさらに５０ｎｍ未満の発光帯のＦＷＨＭを示す。第１および第２の表面改質粒子は、所望のスペクトル発光色の出力を達成するために、ゾル−ゲル粒子の表面に付着した２種類以上の発光団を含み得る。
【００２７】
第１または第２の表面改質粒子中の発光団は、光子の放出を担う励起状態の性質に応じて、一重項発光団（蛍光体）または三重項発光団（リン光体）としてさらに分類することができる。一方、いくつかの発光団は、もっぱら一重項発光団または三重項発光団として分類することができない。ほとんどの蛍光体は、共役パイ系からなる。典型的な発光団は、例えばピレン、アントラセン、アクリジン、スチルベン、インドールまたはベンゾインドール、ポルフィリン、ペリレン、シアニン、クマリン、ナフタルイミド、ローダミン、フルオレセイン、キサンテン、ベンゾキサンテン、ジケトピロロピロールなどの芳香族またはヘテロ芳香族化合物である。
【００２８】
第１および第２の表面改質粒子中の発光団は、独立して、有機発光化合物（すなわち、「発光団含有化合物」）から誘導され、例えば発光団は、加水分解性シラン前駆体と共有結合を形成した後に有機発光化合物を反応させることによって得られる化学単位または部分であり得る。第１および第２の表面改質粒子中の発光団は、例えば−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−、−Ａｌ−Ｏ−Ｓｉ−、−Ｔｉ−Ｏ−Ｓｉ−、−Ｚｒ−Ｏ−Ｓｉ−、−Ａｌ−Ｏ−Ａｌ−、またはそれらの組み合わせなどの結合を介して、ゾル−ゲルナノ粒子と独立して直接的もしくは間接的に共有結合し得る。好ましくは、第１および第２の表面改質粒子のそれぞれの発光団は、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−結合を介してゾル−ゲルナノ粒子と直接的または間接的に共有結合している。
【００２９】
本発明において有用な有機発光化合物は、有機および有機金属錯体発光化合物を含み得る。有機金属錯体発光化合物の例としては、トリス（２−フェニルピリジニル）イリジウムなどの遷移金属錯体が挙げられる。有機発光化合物は、上記の発光団と実質的に同じ発光特性、例えば発光帯のＦＷＨＭおよび４３０〜５００ｎｍのスペクトル領域における吸収を有し得る。
【００３０】
第１の表面改質粒子中の発光団は、式（Ｉ）の構造を有する有機発光化合物から誘導され得、
【００３１】
【化１】
0006902606.tif 000002
【００３２】
式中、Ｒ１１〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＮＯ２、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、−ＳＯ３Ｈ、スルホネート、−ＳＯ２Ｏ−、チオエーテル、エーテル、尿素、−ＣＯ２Ｈ、エステル、アミド、アミン、置換または非置換Ｃ６−Ｃ２０芳香族基、および置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０芳香族複素環基からなる群から選択され、Ｒ１１とＲ１２とは互いに結合して、それらが結合している原子と共に５、６、７員環を形成してもよく、Ｒ１２とＲ１３とは互いに結合して、それらが結合している原子と共に５、６、７員環を形成してもよく、Ｒ１４とＲ１５とは互いに結合して、それらが結合している原子と共に５、６、７員環を形成してもよく、Ｒ１５とＲ１６とは互いに結合して、置換されていても非置換であってもよい、それらが結合している原子と共に５員、６員、７員の環を形成してもよく、
Ｘ１は、ＮまたはＣＲ１７であり、Ｒ１７は、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、置換または非置換Ｃ６−Ｃ２０芳香族基、置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０ヘテロ芳香族基、エーテル、エステル、カルボン酸、−ＯＨ、アミド、アミン、およびスルフィドからなる群から選択され、
Ｘ２およびＸ３は、それぞれ独立して、ハロゲン、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキン、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、Ｃ６−Ｃ２０置換または非置換芳香族基、置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０ヘテロ芳香族基、および置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシからなる群から選択され、Ｘ２とＸ３とは互いに結合して単一の置換基を形成してもよい。
【００３３】
好ましくは、式（Ｉ）中のＲ１１〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、Ｈ、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＯＨ、ハロゲン、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ペルフルオロメチル、フェニル、置換フェニル、ナフチル、置換ナフチル、メトキシ、エトキシ、スチリル、ピリジル、置換ピリジル、チエニル、置換チエニル、ピロリル、置換ピロリル、エステル、スルホネート、ニトロ、アミン、アミド、またはそれらの組み合わせから選択される。
【００３４】
好ましくは、式（Ｉ）中のＲ１２およびＲ１５は、それぞれ独立して、トリハライド、アミド、エステル、アンモニウム、第４級アミン、第４級アンモニウム塩基、スルホネート、−ＳＯ３Ｈ、−ＣＮ、または−ＮＯ２から選択される電子求引性基である。より好ましくは、式（Ｉ）中のＲ１２およびＲ１５は、それぞれ独立して、−ＣＮ、−ＮＯ２、エステル、アミド、トリフルオロメチル、およびスルホネートからなる群から選択される。
【００３５】
好ましくは、式（Ｉ）中のＸ１は、ＣＲ１７であり、式中、Ｒ１７は、Ｈ、−ＣＮ、メチル、エチル、フェニル、置換フェニル、ナフチル、置換ナフチル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ３アルキル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ４アルケニル、チオール、複素環式基、およびヘテロ芳香族基である。より好ましくは、Ｒ１７はメチルである。また好ましくは、Ｒ１７は、置換または非置換Ｃ６−Ｃ１０芳香族基、例えば、フェニルまたは置換フェニルである。
【００３６】
式（Ｉ）中のＸ２およびＸ３は、それぞれ独立して、Ｆ、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、アダマンチル、置換または非置換フェニル、メトキシなどのＣ１−Ｃ６アルコキシ、エチニルトルエン、エチニルピレン、およびエチニルフェニルなどの置換または非置換エチニルからなる群から選択することができる。好ましくは、Ｘ２およびＸ３は、それぞれＦである。
【００３７】
一実施形態では、第１の表面改質粒子中の発光団は、式（ＩＩ）の構造を有する有機発光化合物から誘導され、
【００３８】
【化２】
0006902606.tif 000003
【００３９】
式中、Ｒ２１〜Ｒ２５は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＮＯ２、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、−ＳＯ３Ｈ、スルホネート、−ＳＯ２Ｏ−、チオエーテル、エーテル、尿素、−ＣＯ２Ｈ、エステル、アミド、アミン、置換または非置換Ｃ６−Ｃ２０芳香族基、および置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０芳香族複素環基からなる群から選択され、
Ｒ２６およびＲ２７は、それぞれ独立して、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２０アルキル、Ｃ２−Ｃ２０置換または非置換アルケニル、置換または非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニル、置換または非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、置換または非置換Ｃ６−Ｃ２４アリール基、置換または非置換Ｃ３−Ｃ２０環式または複素環式基、および置換または非置換Ｃ５−Ｃ２０ヘテロ芳香族基からなる群から選択される。
【００４０】
上記式（Ｉ）または（ＩＩ）中の置換もしくは非置換Ｃ１−Ｃ２４アルキルは、置換もしくは非置換Ｃ１−Ｃ２２、Ｃ１−Ｃ１６、Ｃ１−Ｃ１２、またはＣ１−Ｃ５アルキルを含み得る。アルキルの例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチルペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４１】
上記式（Ｉ）または（ＩＩ）中の置換もしくは非置換Ｃ２−Ｃ２４アルケニルは、Ｃ２−Ｃ２２、Ｃ２−Ｃ１６、Ｃ２−Ｃ１２、またはＣ２−Ｃ５の置換もしくは非置換アルケニルを含み得る。置換もしくは非置換アルケニルの例としては、エチレン、ｎ−プロピレン、ｉ−プロピレン、ｎ−、ｉ−、ｓｅｃ、ｔｅｒｔ−ブチレン、ｎ−ペンチレン、ｎ−ヘキシレン、ｎ−ヘプチレン、ｎ−オクチレン、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４２】
上記式（Ｉ）または（ＩＩ）中の置換もしくは非置換Ｃ２−Ｃ２４アルキニルは、置換もしくは非置換Ｃ２−Ｃ２０、Ｃ２−Ｃ１６、Ｃ２−Ｃ５、またはＣ２−Ｃ３アルキニルが挙げられ得る。置換もしくは非置換アルキニルの例としては、エチニル、プロピニル、フェニルエチニル、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４３】
上記式（Ｉ）または（ＩＩ）中の置換もしくは非置換Ｃ１−Ｃ２４アルコキシは、置換もしくは非置換Ｃ１−Ｃ２０、Ｃ１−Ｃ１６、Ｃ１−Ｃ１２、またはＣ１−Ｃ５アルコキシを含み得る。置換もしくは非置換アルコキシの例のとしては、メトキシ、エトキシ、ｎ−、ｉ−プロポキシ、ｎ−、ｉ−、ｓｅｃ−、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ｎ−ペニオキシ、ｎ−ヘキソキシ、ｎ−ヘプトキシ、ｎ−オクトキシ、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４４】
上記式（Ｉ）または（ＩＩ）中の置換もしくは非置換Ｃ３−Ｃ２０環式もしくは複素環式基は、置換もしくは非置換Ｃ３−Ｃ１８、Ｃ６−Ｃ１４、またはＣ６−Ｃ８環式もしくは複素環基を含み得る。置換もしくは非置換環式もしくは複素環式基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、ジメチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、１−アダマンチル、２−アダマンチル、ピペリジル、テトラヒドロフラン、ピペラジニル、モルホリニル、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ、シクロヘプチルオキシ、シクロオクチルオキシ、またはそれらの混合物が挙げられる。不飽和変種は、それらの間の二重結合の形成を伴う２つの隣接する環員上の水素原子の引き抜きによってこれらの構造から誘導され得、そのような部分の例は、シクロヘキセニルである。
【００４５】
上記式（Ｉ）または（ＩＩ）中の置換もしくは非置換Ｃ６−Ｃ３０芳香族基としては、置換もしくは非置換Ｃ６−Ｃ２０、Ｃ６−Ｃ１８、Ｃ６−Ｃ１４、またはＣ６−Ｃ１０の芳香族基が挙げられ得る。例としては、フェニル、ビフェニル、ｏ−、ｍ−、もしくはｐ−テルフニル、１−ナフチル、２−ナフチル、１−、２−、もしくは９−アントリル、１、２、３、４、もしくは９−フェナントレニル、１、２、もしくは４−ピレニル、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４６】
上記式（Ｉ）または（ＩＩ）中の置換もしくは非置換Ｃ５−Ｃ３０ヘテロ芳香族基としては、置換もしくは非置換Ｃ５−Ｃ２０、Ｃ５−Ｃ１６、Ｃ５−Ｃ１２、またはＣ５−Ｃ８のヘテロ芳香族基が挙げられ得る。例としては、２−もしくは３−フラニル、２−もしくは３−チエニル、Ｎ−、２−、もしくは３−ピロイル、２−もしくは３−ベンゾフラニル、２−もしくは３−ベンゾチエニル、Ｎ−、２−、もしくは３−インドリル、２−、３−、もしくは４−ピリジル、２−、３−、もしくは４−キノリル、１−、３−、もしくは４−イソキニリル、２−ベンゾオキサゾリル、２−、４−、もしくは５−（１，３−オキサゾリル）、２−、４−、もしくは５−（１，３−チアゾリル）、２−ベンゾチアゾリル、３−、４−、もしくは５−イソキサゾリル、Ｎ−、２−、もしくは４−イミダゾリル、Ｎ−もしくは２−ベンゾイミダゾリル、１−もしくは２−ナフトフラニル、１−もしくは２−ナフトチエイル、Ｎ−、２−、もしくは３−ベンズインドリル、２−、３−、もしくは４−ベンゾキノリル、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４７】
第１の表面改質粒子中の発光団は、例えば、
【００４８】
【化３】
0006902606.tif 000004
【００４９】
またはそれらの混合を含む有機発光化合物から誘導され得る。
【００５０】
第２の表面改質粒子中の発光団は、ペリレンジイミド、ホウ素−ジピロメテン、ジケトピロロピロール、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル−４Ｈ−ピラン、クマリン、ローダミン、フルオレセイン、シアニン、またはそれらの混合物から選択される有機発光化合物から誘導され得る。好適な有機発光化合物の具体例としては、
【００５１】
【化４】
0006902606.tif 000005
【００５２】
またはそれらの混合物が挙げられる。
【００５３】
第１および第２の表面改質粒子中のゾル−ゲルナノ粒子は、独立して、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、またはそれらの混合物から選択され得る。第１および第２の表面改質粒子中のゾル−ゲルナノ粒子は、独立して、１０〜２，０００ｎｍ、２０〜２００ｎｍ、または３０〜１００ｎｍの範囲の粒径、すなわちゾル−ゲルナノ粒子の直径を有してもよい。粒径は、走査透過電子顕微鏡を使用して測定され得る。
【００５４】
色変換アレイに有用な第１および第２の表面改質粒子は、それぞれ独立して、１種以上のヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を、ゾル−ゲル法による式（ＩＩＩ）：Ｄ−Ｌ−ＳｉＸ３の構造を有する１つ以上のシラン官能性発光化合物および任意に、分光放射色の望ましい出力を達成するための１つ以上の有機シラン化合物と反応させることによって得られる。本明細書における「ヒドロキシ官能性」は、ヒドロキシル官能性ゾル−ゲルナノ粒子の表面に存在する１つ以上のヒドロキシル基を指す。一実施形態では、色変換アレイに有用な第１および第２の表面改質粒子は、それぞれ独立して、
（ｉ）ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を提供することと、
（ｉｉ）工程（ｉ）からのヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を、ヒドロキシル基を介して式（ＩＩＩ）の構造を有するシラン官能性発光化合物と反応させることとによって得られる。
Ｄ−Ｌ−ＳｉＸ３  （ＩＩＩ）
（式中、Ｄは、上記の発光団であり、Ｌは、直接結合または有機基であり、Ｘは、加水分解性置換基である。）２種類以上のそのような化合物の混合物が使用され得る。式（ＩＩＩ）中のＬは、二価、三価、四価、または五価の部分を含み得る。例えば、Ｌは、置換もしくは非置換Ｃ１−Ｃ１２、Ｃ１−Ｃ８、またはＣ１−Ｃ４アルキルなどの置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換Ｃ１−Ｃ１２、Ｃ１−Ｃ８、またはＣ１−Ｃ４アルコキシなどの置換もしくは非置換アルコキシ、置換もしくは非置換Ｃ２−Ｃ１２、Ｃ２−Ｃ８、またはＣ２−Ｃ４アルケニル基などの置換もしくは非置換アルケニル基、置換もしくは非置換Ｃ２−Ｃ１２、Ｃ２−Ｃ８、またはＣ２−Ｃ４アルキニル基などの置換もしくは非置換アルキニル基、置換もしくは非置換Ｃ３−Ｃ２０、Ｃ５−Ｃ１０、またはＣ５−Ｃ６脂肪族環式基などの置換もしくは非置換脂肪族環式基、置換もしくは非置換Ｃ３−Ｃ２０、Ｃ５−Ｃ１０、またはＣ５−Ｃ６複素環式基などの置換もしくは非置換複素環式基、置換もしくは非置換Ｃ６−Ｃ２０、Ｃ６−Ｃ１４、またはＣ６−Ｃ１０芳香族基などの置換もしくは非置換芳香族基、置換もしくは非置換Ｃ５−Ｃ２０、Ｃ５−Ｃ１４、またはＣ５−Ｃ６ヘテロ芳香族基などの置換もしくは非置換ヘテロ芳香族基、エーテル、エステル、ウレタン、スルフィド、アミド、またはアミンであり得る。好ましくは、Ｌは、Ｃ１−Ｃ８置換もしくは非置換アルキルまたはＣ１−Ｃ１０置換もしくは非置換アルコキシである。
【００５５】
式（ＩＩＩ）中のＸは、加水分解性置換基である。本発明における加水分解性置換基または化合物は、任意に、触媒の存在下で、水の添加により化学結合が切断される官能基または化合物を指す。好適なＸ基の例としては、置換または非置換Ｃ１−Ｃ１８アルコキシ基、好ましくは置換または非置換Ｃ１−Ｃ４アルコキシが挙げられる。より好ましくは、Ｘは、メトキシ、エトキシ、または２−メトキシ−エトキシである。Ｘは、−ＯＨ基でもあり得る。
【００５６】
第１および第２の表面改質粒子を調製するのに有用なシラン官能性発光化合物は、既知のプロセスによって調製され得、上述の発光化合物は、最初に、アリル基、エポキシ基、アミン基、カルボン酸、またはそれらの組み合わせなどの１つ以上の反応性基と結合し、次いで加水分解性シラン前駆体と反応する反応性発光化合物を形成し、シラン官能性発光化合物、Ｄ−Ｌ−ＳｉＸ３を形成する。シラン官能性発光化合物を形成するのに有用な加水分解性シラン前駆体は、反応性発光化合物の反応性基と反応して共有結合を形成することができる少なくとも１つの官能基、例えば−Ｓｉ−Ｃ−を含有する。加水分解性シラン前駆体は、一般式Ｒ（４−ｎ）ＳｉＸｎを有してもよく、式中、Ｘは、エトキシ、メトキシ、または２−メトキシ−エトキシなどの式（ＩＩＩ）において上述したような加水分解性置換基であり、Ｒは、Ｈ、１〜１２個の炭素原子を有し、例えばメルカプト、エポキシ、アクリリル、メタクリル、およびアミノなどの官能性有機基を含有する一価の有機基であり得、ｎは１〜４の整数、好ましくは２〜４の整数である。一実施形態では、シラン官能性発光化合物を形成するのに有用な加水分解性シラン前駆体は、ＨＳｉ（ＯＥｔ）３である。
【００５７】
別の実施形態では、第１および第２の表面改質粒子を調製する工程（ｉｉ）は、ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を、（ａ）シラン官能性発光化合物、および（ｂ）ＳｉＸ１４の構造を有する有機シラン化合物、ならびに任意に、（ｃ）ＭＸ１４もしくはＭＸ１３の有機金属化合物またはそれらの混合物を含む混合物と反応させることを含み、式中、各Ｘ１は、同じかまたは異なり、独立して加水分解性置換基であり、Ｍは、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、またはそれらの組み合わせから選択される。Ｘ１は、式（ＩＩＩ）中のＸについて上述したそれらの基を含んでもよく、好ましくは、Ｘ１は、Ｃ１−Ｃ１８アルコキシである。好適な有機シラン化合物の例としては、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、およびテトラ−ｎ−ブトキシシランなどの置換もしくは非置換テトラ−Ｃ１−Ｃ８アルコキシシラン、テトラキス（メトキシエトキシ）シラン、テトラキス（エトキシエトキシ）シラン、テトラキス（メトキシエトキシエトキシ）シラン、テトラキス（メトキシプロポキシ）シラン、テトラキス（２−メチル−ヘキソキシ）シラン、ジメチルテトラエトキシジシロキサンなどのジ−Ｃ１−Ｃ４アルキル−テトラ−Ｃ１−Ｃ８アルコキシジシラン、テトラアセトキシシランなどのテトラ−Ｃ１−Ｃ４アシルオキシシラン、テトラアリルオキシシランなどのテトラ−Ｃ２−Ｃ４アルケニルオキシシラン、またはそれらの混合物が挙げられる。有機シラン化合物は、好ましくは、ＴＥＯＳ、ＴＭＯＳ、またはそれらの混合物である。
【００５８】
第１および第２の表面改質粒子の調製において、有機金属化合物が使用される場合、それはＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、またはＴｉＯ２を形成することができる。好適な有機金属化合物の例としては、ジブトキシ−アルミノキシ−トリエトキシ−シランなどのジ−Ｃ１−Ｃ４アルコキシアルミノキシトリ−Ｃ１−Ｃ４アルコキシシランのようなトリ−ｎ−、−ｉ−プロポキシアルミネート、トリＣ１−Ｃ４アルコキシアルミネートのようなトリ−ｎ−ブトキシラルミネート、テトラ−ｎ−ブトキシジルコネート、テトラエトキシジルコネート、およびテトラ−ｎ−、−ｉ−プロポキシジルコネート、テトラ−ｎ−ブチルチタネート、テトラエトキシチタネート、テトラメトキシチタネート、およびテトラ−ｎ−、−ｉ−プロポキシチタネートなどのテトラ−Ｃ１−Ｃ４アルコキシジルコネート、またはそれらの混合物が挙げられる。好ましくは、ジルコニウムｎ−ブトキシドなどの有機ジルコニア、ＺｒＸ２４が有機金属化合物として使用される。また、有機金属化合物としては、テトラブチルオルトチタネートなどの有機チタン化合物、ＴｉＸ２４を使用することが好ましい。１つ以上の有機シラン化合物と１つ以上の有機金属化合物との混合物が使用される場合、有機シラン化合物対有機金属化合物のモル比は、０．００１：１〜１０００：１、０．０１：１〜１００：１、０．１：１〜１００：１、または１：１〜１００：１であり得る。好ましくは、ＴＥＯＳと有機ジルコニアとの混合物が使用される。また、好ましくは、ＴＥＯＳと有機チタン化合物との混合物が使用される。
【００５９】
第１および第２の表面改質粒子を調製するのに有用なヒドロキシ官能性ゾルゲルナノ粒子は、それぞれ独立して、触媒と、ＳｉＸ１４（式中、Ｘ１は、加水分解性置換基である）の構造を有する有機シラン化合物、および
任意に、ＭＸ１３もしくはＭＸ１４（式中、Ｘ１は、加水分解性置換基であり、Ｍは、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、もしくはそれらの組み合わせから選択される）の構造を有する有機金属化合物、またはそれらの混合物、
任意に、式（ＩＩＩ）の構造を有するシラン官能性発光化合物、
Ｄ−Ｌ−ＳｉＸ３  （ＩＩＩ）
（式中、Ｄは、発光団であり、Ｌは、直接結合または有機基であり、Ｘは、加水分解性置換基である）、ならびに
任意に、溶媒とを組み合わせて得られる。
【００６０】
ＳｉＸ１４の構造を有する有機シラン化合物、シラン官能性発光化合物、およびヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を調製するのに有用な有機金属化合物は、第１および第２の表面改質粒子の調製工程（ｉｉ）で上述したものを含み得る。１つ以上の有機シラン化合物と１つ以上の有機金属化合物との混合物が使用される場合、有機シラン化合物対有機金属化合物のモル比は、０．００１：１〜１０００：１、０．０１：１〜１００：１、０．１：１〜１００：１、または１：１〜１００：１であり得る。好ましくは、ＴＥＯＳと有機ジルコニアとの混合物が使用される。また、好ましくは、ＴＥＯＳと有機チタン化合物との混合物が使用される。シラン官能性発光化合物（Ｄ−Ｌ−ＳｉＸ３）対有機シラン化合物および有機金属化合物の合計量のモル比は、０．０００１：１〜０．２：１、０．０００２：１〜０．０５：１、または０．０００５：１〜０．０１：１であり得る。
【００６１】
本発明において有用なヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子の調製は、一般に、既知のゾル−ゲル化学によって、例えば有機シラン化合物および／または有機金属化合物の加水分解によって実施される。有機シラン化合物および任意に、有機金属化合物は、加水分解を受け、存在する場合には、シラン官能性発光化合物と共縮合して、触媒の存在下でヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を形成する。好適な触媒の例としては、ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＣＨ３ＣＯＯＨ、ＨＦ、またはＮＨ４ＯＨが挙げられる。ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を形成するための反応は、溶媒の存在下で行うことができる。好ましい溶媒は、有機溶媒である。好適な溶媒の例としては、エタノール、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、またはそれらの混合物などのアルコールが挙げられる。一実施形態では、エタノールが溶媒として使用される。反応物の濃度は、溶媒の体積に基づいて、０．０５〜１ｍｏｌ／Ｌ、０．１〜０．８ｍｏｌ／Ｌ、または０．１〜０．５ｍｏｌ／Ｌの範囲であり得る。そのような反応のための期間は、１時間〜４８時間、１時間〜２４時間、または２時間〜１２時間の範囲であり得る。反応は、２０℃〜１００℃、４０℃〜７０℃、または５０℃〜６０℃の範囲の温度で実施され得る。
【００６２】
上記のヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子、シラン官能性発光化合物、ならびに任意に、有機シラン化合物および／または有機金属化合物は、反応して第１および第２の表面改質粒子を形成することができる。そのような反応は、ゾル−ゲル法、例えば、ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子の調製において上述したのと同様の方法で実施することができる。ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子を作製するために使用されるシラン官能性発光化合物対有機シラン化合物のモル比は、０．０００１：１〜０．２：１、０．００２：１〜０．０５：１、または０．００５：１〜０．０１：１であり得る。
【００６３】
一実施形態では、反応後、ヒドロキシ官能性ゾル−ゲルナノ粒子の表面上の少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、またはさらに少なくとも２０％のヒドロキシル基が、シラン官能性発光化合物と反応してゾル−ゲル法により上記の少なくとも１つの共有結合を形成する。
【００６４】
色変換アレイ中の緑色変換層は、ポリマー結合剤をさらに含んでもよい。好適なポリマー結合剤の例は、ポリスチレン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、またはそれらの混合物から選択される。ポリマー結合剤は、透明であるか、または少なくとも半透明であることが好ましい。一実施形態では、結合剤は、結合剤樹脂、架橋剤、光重合開始剤、溶媒、および添加剤を含むフォトレジスト樹脂である。広く使用されている結合剤樹脂は、アクリル酸、アクリル酸エステル、アクリルアミド、マレイン酸、アクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、およびマレイミドのホモポリマーまたはコポリマーを含む。なかでも、アクリル酸とカルボキシル基のアクリル酸エステルとのコポリマーが最も好ましい。光重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、エチルグリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、グリセロアクリレート、オキシムエステル、およびビスフェノールエポキシジアクリレートなどのエステル基が挙げられ得る。溶媒は、酢酸エチルおよび酢酸ブチルなどのエステル、シクロヘキサノンおよびエチルブチルケトンなどのケトン、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどのアルコール誘導体、ならびにジメチルホルムアミドなどの窒素含有基から選択され得る。これらの有機溶媒は、単独でまたは少なくとも２つの要素を組み合わせて用いてもよい。最後に、熱重合防止剤、可塑剤、補助安定剤、表面保護剤、レベリング剤コーティング剤、またはそれらの混合物などの添加剤をフォトレジスト樹脂に追加的に用いてもよい。緑色変換層が第１の表面改質粒子を含む場合、第１の表面改質粒子は、上記の１つ以上のポリマー結合剤によって形成されたフィルムに埋め込まれてもよい。ポリマー結合剤中の第１の表面改質粒子の含有量は、第１の表面改質粒子の総固形分重量にポリマー結合剤を加えた重量の０．００１重量％〜８０重量％、０．０１重量％〜６０重量％、０．１重量％〜３０重量％、または１重量％〜３０重量％であり得る。一実施形態では、第１の表面改質粒子に加えて、緑色変換層は、緑色光を放出する上述の有機発光化合物、無機蛍光体、または量子ドットなどの他の種類の緑色発光材料をさらに含み得る。
【００６５】
色変換アレイ中の赤色変換層は、緑色変換層に記載のものを含むポリマー結合剤をさらに含んでもよい。赤色変換層が第２の表面改質粒子を含む場合、赤色変換層中の第２の表面改質粒子の含有量は、上記の緑色変換層中の第１の表面改質粒子の含有量と実質的に同じであり得る。一実施形態では、第２の表面改質粒子に加えて、赤色変換層は、赤色光を放出する上記の有機発光化合物、無機蛍光体、または量子ドットなどの他の種類の赤色発光材料をさらに含んでもよい。赤色の色変換層は、緑色の色変換層の形成で説明したのと同じプロセスで形成され得る。
【００６６】
本発明において有用な色変換アレイは、１つ以上の青色光吸収材料を含む１つ以上の青色光遮断層をさらに含み得る。青色光遮断層は、バックライトユニットから離れて赤色変換層および／または緑色変換層の上に置かれ得る。青色光吸収材料は、ペリレン、ピレン、クマリン、エチニルアントラセン、または他の好適な黄色着色剤であり得る。一実施形態では、緑色変換層の上に置かれた青色光遮断材料も赤色光を遮断し得る。別の実施形態では、赤色変換層の上に置かれた青色光遮断材料も緑色光を遮断し得る。
【００６７】
色変換層は、ギャップコーティング、ドロップコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、インクジェット、スピンコーティング、または他の好適なコーティング技術によって調製され得る。色変換アレイを製作するためにピクシレーションプロセスを用いてもよい。ピクシレーションプロセスは、紫外線（ＵＶ）光線が順次に赤色変換層および緑色変換層を選択的に露光するために照射されるフォトリソグラフィープロセスであってもよい。次いで露光層を現像して色変換パターンを形成する。現像プロセスは、浸漬法、バブル法、およびシャワースプレー法のうちの１つを使用して実行される。現像後、色変換層を約２００〜２３０℃の高温条件で硬化させ得る。ピクシレーションプロセスの後、アクリル樹脂またはポリアミド樹脂を利用して色変換アレイ表面全体に平坦化層を堆積させ得、それによって、透明オーバーコート層を形成する。
【００６８】
一実施形態では、上述の色変換アレイに加えて、本発明の発光装置は、青色光を放出するバックライトユニットをさらに備える。好ましくは、バックライトユニットは、アクティブマトリックス発光ダイオードである。より好ましくは、バックライトユニットは、アクティブマトリックスＯＬＥＤである。
【００６９】
別の実施形態では、本発明の発光装置は、ライトバルブとして機能することができる液晶成分をさらに含み得る。この場合、バックライトユニットは、青色ランプであり得る。好ましくは、バックライトユニットは、青色ＬＥＤランプである。一実施形態では、液晶構成要素は、バックライトユニットと色変換アレイとの間に挟まれてもよい。別の実施形態では、液晶構成要素は、バックライトユニットを覆う色変換アレイの上に置かれ得る。
【００７０】
本発明の発光装置は、例えば、テレビ、携帯電話、タブレット、および自動車用電子機器を含む様々なデバイスに使用され得る。本発明はまた、発光装置を備えた電子デバイスに関する。電子デバイスは、ＬＣＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、またはＬＥＤディスプレイであり得る。
【００７１】
図１ａを参照すると、色変換アレイ１１およびバックライトユニット１２を備える、本明細書に開示される発光装置１０の一実施形態の概略斜視図が示されている。
【００７２】
図１ｂを参照すると、色変換アレイ２１、バックライトユニット２２、およびそれらの間に挟まれた液晶構成要素２３を備える、本明細書に開示される発光装置２０の一実施形態の概略斜視図が示される。
【００７３】
図１ｃを参照すると、色変換アレイ３１が、バックライトユニット３２と液晶構成要素３３との間にあるように、色変換アレイ３１、バックライトユニット３２、および液晶構成要素３３を備える、本明細書に開示される発光装置３０の一実施形態の概略斜視図が示されている。
【００７４】
図２ａを参照すると、本発明の発光装置における色変換アレイ４０の一実施形態の断面図が示されている。色変換アレイ４０は、青色ピクセル領域４１と、第１の表面改質粒子を含む緑色変換層４２と、第２の表面改質粒子を含む赤色変換層４３とを含む。
【００７５】
図２ｂを参照すると、本発明の発光装置における色変換アレイ５０の一実施形態の断面図が示されている。色変換アレイ５０は、青色ピクセル領域５１と、第１の表面改質粒子を含む緑色変換層５２と、第２の表面改質粒子を含む赤色変換層５３とを含む。色変換アレイ５０は、緑色変換層５２および赤色変換層５３の上に青色光遮断層５４をさらに含む。
【００７６】
図２ｃを参照すると、本発明の発光装置における色変換アレイ６０の一実施形態の概略斜視図が示されている。色変換アレイ６０は、青色ピクセル領域６１と、第１の表面改質粒子を含む緑色変換層６２と、第２の表面改質粒子を含む赤色変換層６３とを含む。色変換アレイ６０は、青色ピクセル領域６１、緑色変換層６２、および赤色変換層６３の上に遮光層６４をさらに含む。
【実施例】
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態は、以下の実施例においてここに記載され、全ての部およびパーセンテージは、他に特定されない限り、重量による。
【００７８】
実施例では以下の材料を使用する。
全ての溶媒および試薬は、商業的供給業者から入手したものであり、他に特定しない限り、入手可能な最も高い純度または分析グレードで使用した。
【００７９】
オルトケイ酸テトラエチル（「ＴＥＯＳ」）、メチルトリエトキシシラン（「ＭＴＥＳ」）、トリエトキシシラン、２−アリル−フェノール、ＰＯＣｌ３、フェノール、および臭化アリル（ＣＡＳ番号１０６−９５−６）は全て、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能である。
【００８０】
無水エタノール、２−プロパノール、アンモニア（２５〜２８重量％）、２，３−ジシアノ−５，６−ジクロロベンゾキノン（「ＤＤＱ」）、Ｎ−メチル−ピロリドン（「ＮＭＰ」）、石油エーテル、ＮＨ４Ｃｌ、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＣＯ３、テトラヒドロフラン（「ＴＨＦ」）、酢酸エチル（「ＥＡ」）、およびメタノールは全て、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅａｇｅｎｔ  Ｃｏ．，Ｌｔｄから入手可能である。
【００８１】
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（「ＰＧＭＥＡ」）およびＮ、Ｎ’−ビス（２，６−ジイソプロピルフェニル）−１，６，７，１２−テトラフェノキシ−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ＣＡＳ番号１２３１７４−５８−３）は両方ともＴＣＩ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能である。
【００８２】
Ｊ＆Ｋ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｌｔｄ．から入手可能なカルステット触媒は、キシレン中の白金ジビニルテトラメチル−シロキサン錯体（３重量％）である。
【００８３】
Ｅｖｏｎｉｋ  Ｄｅｇｕｓｓａから入手可能なＰＬＥＸＩＧＬＡＳ  ６Ｎポリメチルメタクリレート（「ＰＭＭＡ」）を結合剤として使用する。
【００８４】
Ｓｈｏｗａ  Ｄｅｎｋｏから入手可能な試料Ａは、アクリル結合剤（ＰＧＭＥＡ中３０％）である。
【００８５】
１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−エタノン−１−（Ｏ−アセチルオキシム）（「ＯＸＥ−０２」、ＣＡＳ番号４７８５５６−６６−０）ＢＡＳＦから入手可能であり、光開始剤として使用される。
【００８６】
実施例１  表面改質粒子１Ａの合成
（１）シラン官能性発光化合物１の合成
シラン官能性発光化合物１の合成の概略図を以下に示す。
【００８７】
【化５】
0006902606.tif 000006
【００８８】
アセトン（４０ｍＬ）中４−ヒドロキシベンズアルデヒド（４．０グラム（ｇ）、３２．７ｍｍｏｌ、１．０当量（ｅｑｕｉｖ．））溶液に、Ｋ２ＣＯ３（１３．６ｇ、３．０当量）および臭化アリル（４．３ｍＬ、１．５当量）を添加した。反応混合物を室温で２時間撹拌し、さらに一晩加熱還流した。室温に冷却した後、溶液を濾過し、アセトンで洗浄し、真空中で濃縮して、４−（アリルオキシ）ベンズアルデヒドを得た。
【００８９】
数滴のトリフルオロ酢酸を、２，４−ジメチル−１Ｈ−ピロール−３−カルボン酸エチル（２．１ｇ、２．０当量）およびアルデヒド（１．０ｇ、１．０当量）の２００ｍＬのジクロロメタン溶液に添加した。薄層クロマトグラフィーにより追跡されたアルデヒドの消費まで、暗色の反応混合物を室温で撹拌した。酸化剤（ＤＤＱ、１．４ｇ）、次いで３０分後に１３．０ｍＬのＥｔ３Ｎ、および最後に１５．０ｍＬのトリフルオロボレートエーテラートを連続して添加した。混合物をシリカパッドを通して濾過するか、または未精製のまま使用した。濾液を濃縮し、残渣をシリカゲルもしくはアルミナゲル上のクロマトグラフィーまたは自動クロマトグラフィーにより精製して、アリル官能化ホウ素−ジピロメテン（ＢＯＤＩＰＹ）誘導体を得た（収率、７５％）。
【００９０】
１００ミリグラム（ｍｇ）の上記合成アリル官能化ＢＯＤＩＰＹ誘導体（０．２ｍｍｏｌ）をトルエンに溶解した。窒素（Ｎ２）下で、ＨＳｉ（ＯＥｔ）３（１２５ｍｇ、４．０当量）をシリンジを通して注入し、続いて一滴のカルステット触媒を添加した。得られた混合物を６０℃で一晩撹拌した。溶液を減圧下で蒸発させた。さらに精製することなく、シラン官能性発光化合物１の粗生成物を得た。
【００９１】
（２）表面改質粒子１Ａの合成
１００ｍＬのエタノールを２５０ｍＬの三口フラスコに添加し、続いて５ｍＬのアンモニアを添加した。混合物を５０℃に加熱しながらゆっくり撹拌した。３ｍＬのＴＥＯＳを反応フラスコに添加した。得られた混合物を５０℃で３時間撹拌した。次いで、１８ｍＬのエタノールに溶解した２ｍＬのＴＥＯＳを蠕動ポンプにより１８０分で反応フラスコに滴下し、５０℃で一晩撹拌し続けた。３０ｍＬのエタノールに溶解した１７ｍｇのシラン官能性発光化合物１を反応フラスコに添加し、５０℃で４〜５時間撹拌し続けた。得られたコロイド懸濁液を遠心分離により回収し、エタノールで３回洗浄した後、５０℃の真空オーブンで乾燥し、実施例１の表面改質粒子１Ａの固形粉末を得た。得られた表面改質粒子１ＡのＳＴＥＭ像を図３に示す。
【００９２】
実施例２  表面改質粒子１Ｂの合成
７０ｍＬのエタノールを２５０ｍＬの三口フラスコに添加し、続いて５ｍＬのアンモニアを添加した。混合物をゆっくり撹拌し、５０℃に加熱しながらＮ２でバブリングした。８０ｍｇのシラン官能性発光化合物１（実施例１と同じエミッター）を４０ｍＬのエタノールに溶解してエミッター−エタノール溶液を得た。１．５ｍＬのＴＥＯＳと共に１０ｍＬのエミッター−エタノール溶液を反応フラスコに添加した。得られた混合物を５０℃で１．５時間撹拌した。次いで、２．５ｍＬのＴＥＯＳと残りの３０ｍＬのエミッター−エタノール溶液とを一緒に混合し、次いで蠕動ポンプにより２．５時間かけて反応フラスコ中に滴下し、５０℃で撹拌し続けた。１ｍＬのＴＥＯＳを１０ｍＬのエタノールと混合して反応フラスコに滴下し、５０℃で２時間撹拌し続けた。２．７ｍＬのＭＴＥＳを反応フラスコに添加し、反応をさらに２〜３時間保持した。得られたコロイド懸濁液を遠心分離により回収し、エタノールで３回洗浄した後、５０℃の真空オーブンで乾燥し、実施例２の表面改質粒子１Ｂの固形粉末を得た。得られた表面改質粒子１ＢのＳＴＥＭ像を図４に示す。得られた表面改質粒子１Ｂの熱安定性を以下のようにして評価した。
【００９３】
表面改質粒子１Ｂを２３０℃の対流式オーブンに１時間入れた後、フォトルミネッセンス試験用に取り出した。試料のフォトルミネセンススペクトルの発光ピーク強度を分光蛍光光度計（ＨＯＲＩＢＡ  ＦｌｕｏｒｏＭａｘ−４）で特徴付けた。その結果、表面改質粒子１Ｂの初期発光ピーク強度の９５％が、２３０℃で１時間ベークした後に維持されていた。
【００９４】
実施例３  表面改質粒子２の合成
（１）シラン官能性発光化合物２の合成
シラン官能性発光化合物２の合成の概略図を以下に示す。
【００９５】
【化６】
0006902606.tif 000007
【００９６】
Ｎ，Ｎ’−ビス（２，６−ジイソプロピルフェニル）−１，６，７，１２−テトラクロロペリレン−３，４：９，１０−テトラカルボン酸ジイミド（１．５０ｇ、１．７６ｍｍｏｌ）をＮ−メチル−ピロリドン（５０ｍＬ）中の２−アリル−フェノール（１．４２ｇ、１０．５８ｍｍｏｌ）およびＫ２ＣＯ３（１．４６ｇ、１０．５８ｍｍｏｌ）で処理した。反応混合物をＮ２下で８０℃で１６時間加熱し、次いで室温に冷却し、希塩酸（１００ｍＬ）を添加した。沈殿物が形成され、濾別し、中性ｐＨになるまで水で洗浄し、真空下で乾燥させた。次いで、粗生成物をジクロロメタン／石油エーテル（１：１）溶媒混合物を用いるシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにより精製した。乾燥後、純粋な紫色の固体が得られた（１．１５ｇ、収率５３％）。
【００９７】
上記で得られた０．５ｇの生成物を３０ｍＬのＮＭＰに溶解し、次いで４．０当量の過剰量のフェノールおよびＫ２ＣＯ３を添加した。混合物を１００℃で２４時間撹拌した。次いで、希釈剤（ＨＣｌ水溶液）を添加した。沈殿物が形成され、濾別し、水で洗浄し、次いで熱水で中性のｐＨに洗浄し、真空下で乾燥させた。次いで、粗生成物をジクロロメタン／石油エーテル（１：１）溶媒混合物を用いるシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーにより精製した。得られたアリル官能化生成物をトリエトキシシランによるさらなるヒドロシリル化に使用した。
【００９８】
調製したままの６０ｍｇのアリル官能化生成物（０．０５ｍｍｏｌ）を５ｍＬのＴＨＦに溶解した。Ｎ２下で、ＨＳｉ（ＯＥｔ）３（０．１ｍＬ、１０．０当量）をシリンジを通して注入し、続いて一滴のカルステット触媒（キシレン中の白金ジビニルテトラメチル−シロキサン錯体、３重量％）を注入した。得られた混合物を６０℃で一晩撹拌した。溶液を減圧下で蒸発させた。さらに精製することなく、シラン官能性発光化合物２の粗生成物を得た。
【００９９】
（２）表面改質粒子の合成２
表面改質粒子２の合成は、実施例１の表面改質粒子１Ａの調製と同じ手順に従った。得られた第２の表面改質粒子２のＳＴＥＭ像を図５に示す。
【０１００】
実施例４
上記の実施例２からの１５０ｍｇの表面改質粒子１Ｂを１ｇのＰＧＭＥＡに溶解して透明な溶液を形成した。次いで、溶液を３ｇのＰＭＭＡ溶液（ＰＧＭＥＡ中３０重量％）と均質に混合し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上にコーティングし、次いで８０℃のオーブン中で２時間乾燥してＰＧＭＥＡ溶媒を蒸発させた。乾燥フィルムの厚さは、約８０〜１００μｍであった。得られたフィルムの光安定性を下記の試験方法に従って決定した。
【０１０１】
光源として１４５０〜１５００Ｃｄ／ｍ２の光強度の青色バックライトユニットを使用した。表面改質粒子１Ｂ−ＰＭＭＡフィルム試料を、屋外で連続照射するために青色バックライトユニットの前に置いた。フォトルミネセンススペクトルのピーク強度を分光蛍光光度計（ＨＯＲＩＢＡ  ＦｌｕｏｒｏＭａｘ−４）を用いて経時的に追跡した。初期発光ピーク強度の保持対照射時間の結果を表１に示す。
【０１０２】
実施例５
実施例５において表面改質粒子２を使用した以外は、実施例４の表面改質粒子１Ｂ−ＰＭＭＡフィルムを調製するための上記と同じ手順に従って、表面改質粒子２−ＰＭＭＡフィルムを調製した。表面改質粒子２−ＰＭＭＡフィルムの光安定性を、実施例４に上記した試験方法に従って評価した。
【０１０３】
表１は、実施例４および５のフィルムの光安定性を示す。表１に示すように、表面改質粒子１Ｂ−ＰＭＭＡおよび表面改質粒子２−ＰＭＭＡフィルムは、良好な光安定性を示し、青色バックライトによる１００時間照射後の初期光強度をそれぞれ約９０％および１００％保持した。
【０１０４】
【表１】
0006902606.tif 000008
【０１０５】
実施例６
上記実施例１から得られた１５０ｍｇの表面改質粒子１Ａを１．２ｇのＰＧＭＥＡに溶解して透明な溶液を形成した。次いで、その溶液を、伝統的なカラーフィルタ用に開発されたフォトレジストアクリル結合剤（Ｓｈｏｗａ  Ｄｅｎｋｏから入手可能な試料Ａアクリル結合剤（ＰＧＭＥＡ中３０重量％））および９ｍｇの光開始剤ＯＸＥ−０２と均質に混合した。十分に混合した後、混合物をスピンコーティングによってガラス基板上にコーティングし、次いでオーブン中で１００℃にて２分間プリベークした。得られたフィルムを３６５ｎｍのＵＶ下で５０ｍＪ／ｃｍ２の強度で照射し、続いて２３０℃で６０分間ベークした。試料のフォトルミネセンススペクトルを、分光蛍光光度計（ＨＯＲＩＢＡ  ＦｌｕｏｒｏＭａｘ−４）を用いて各工程の前後に記録した。ＵＶ硬化およびハードベーキング条件下における表面改質粒子１Ａの安定性を表２に示す。
【０１０６】
表２は、従来のカラーフィルタアレイを形成するために一般的に使用されるＵＶ硬化およびハードベーキング条件に対する、アクリル結合剤中の表面改質粒子１Ａの安定性能を示す。表２に示すように、アクリル系結合剤中の表面改質粒子１Ａは、ＵＶ硬化条件に対して安定していた。２３０℃で６０分間ベークした後、その初期発光ピーク強度の５６％が維持された。
【０１０７】
【表２】
0006902606.tif 000009
【０１０８】
要約すると、調製されたままの表面改質粒子は、良好な色性能、ならびに良好な光安定性および熱安定性を実証した。カラーフィルタを調製するために一般的に使用されるプロセスに適用した場合、それらはまた、有望な結果を示した。したがって、表面改質粒子は、色変換アレイに使用するための潜在的な候補である。
【図１ａ】
0006902606.tif 000012
【図１ｂ】
0006902606.tif 000013
【図１ｃ】
0006902606.tif 000014
【図２ａ】
0006902606.tif 000015
【図２ｂ】
0006902606.tif 000016
【図２ｃ】
0006902606.tif 000017
【図３】
0006902606.tif 000018
【図４】
0006902606.tif 000019
【図５】
0006902606.tif 000020