CN1860828A - 色变换层和发光元件 - Google Patents

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Abstract

提供一种色变换层,其能够有效地将发光体的光转换为包含更长波长的光的光,且劣化更少、寿命更长。一种色变换层,其包含具有将发光体所发出的光变换为更长波长的光的功能的荧光体,且浊度值为50~95%。由于该色变换层能够有效地对发光体所发出的光进行色变换,因而可以实现色变换层的薄膜化、提高构图等加工性。

Description

色变换层和发光元件
技术领域
本发明涉及色变换层。更具体地说,涉及可与发光体组合物使用的、构成多色发光装置的色变换层。
背景技术
在将发光体的光变换为包含具有更长波长的光的成分的光的情况下,一般使用吸收发光体的光(例如蓝色范围内光)、并发出更长波长的荧光的色变换层(荧光体层)。
这时,从发光体所发出的光,由于其未被充分地吸收在色变换层中或者由于色变换层内的荧光体的自吸收的等原因而向荧光外部的取出受到阻碍,因此不能充分有效地进行颜色变换。
另外,对光散射性粒子分散于色变换层内的结构进行了研究,结果公开了颜色变换过滤器的寿命得到改善(参阅例如特开2002-216962号公报)
但是,仅仅通过将光散射性粒子分散在色变换层中并不能更有效地进行颜色变换。
此外,存在如下的情况,即色变换层内的荧光材料和光散射性粒子发生相互作用而引起荧光的消光,并且由于发光体的发光,随着时间颜色变换效率降低。
因此,需要一种能够更有效地进行颜色变换的物理性范围得以明确、且随时间发生的劣化小的色变换层。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的在于提供一种能够有效地将发光体的光变换为包含更长波长的光、劣化更少且寿命长的色变换层。
为了解决该问题,本发明者进行了积极的研究,结果发现:通过将色变换层的浊度值(浊度价)控制在规定的范围内,可以提高色变换层的变换效率。
根据本发明,提供了如下色变换层、发光元件和显示装置。
1.一种色变换层,其包含具有将发光体所发出的光变换为更长波长的光的功能的荧光体,且浊度值为50~95%。
2.如1所述的色变换层,其中所述色变换层包含有机物和/或无机物的微粒。
3.一种色变换层,其包含:具有将发光体所发出的光变换为更长波长的光的功能的荧光体,以及用抑制上述荧光体的消光的材料覆盖的有机物和/或无机物的微粒。
4.如3所述的色变换层,其中上述色变换层的浊度值为50~95%。
5.如1~4任一项所述的色变换层,其中上述荧光体将上述发光体的蓝色范围的光变换为更长波长的光。
6.如2~5任一项所述的色变换层,其中上述无机物的微粒包括无机氧化物、无机氮化物或无机氮氧化物。
7.如6所述的色变换层,其中上述无机物的微粒为选自SiOx、SiNx、SiOxNy、AlOx、TiOx、TaOx、ZnOx、ZrOx、CeOx和ZrSiOx(式中,x表示0.1~2,y表示0.5~1.3)的物质。
8.如2~7任一项所述的色变换层,其中上述有机物和/或无机物的微粒是中空的。
9.如1~8任一项所述的色变换层,其中在上述色变换层上层叠有滤色器。
10.如1~8任一项所述的色变换层,其中上述色变换层为荧光体材料和滤色器材料的混合层。
11.一种发光元件,其具有上述1~10任一项所述的色变换层、和发光体。
12.如11所述的发光元件,其中上述发光体为发光二极管。
13.如11所述的发光元件,其中上述发光体为场致发光元件。
14.如11~13任一项所述的发光元件,其发出白色光。
15.一种显示装置,其具有包含上述11~14任一项所述的发光元件而构成的画面。
在本发明中,通过限定更有效地变换颜色的物理性质范围,可以提供颜色变换率高的色变换层。此外,可以提供随时间的劣化少的色变换层。进而,可以实现色变换层的薄膜化,可以提供构图等加工性。
附图说明
图1是本发明的色变换层的概念图。
图2是表示实施例1~4和比较例1~4的微粒含量和浊度值的关系的图。
图3是表示实施例1~4和比较例1~4的浊度值和红色变换效率的关系的图。
图4是表示实施例5~7和比较例5~8的微粒含量和浊度值的关系的图。
图5是表示实施例5~7和比较例5~8的浊度值和绿色变换效率的关系的图。
具体实施方式
下面,针对本发明进行具体的说明。
1.色变换层
本发明的色变换层具有将从发光体所发出的光变换为包含具有更长波长的成分光的功能。例如,在发光体所发出的光中,蓝色光的成分(波长为400nm~500nm)通过透过色变换层,变换为波长更长的绿色或红色光。另外,本发明的色变换层通过使发光体的一部分蓝色光成分透过,同时使黄色~红色变换光混合,可以将从发光体所发出的光变换为白色光。
该色变换层的特征在于:浊度值(浊度价)为50%~95%。通过将浊度值控制在该范围内,能够提高色变换层的颜色变换效率。色变换层的浊度值优选为60%~90%,更优选为65%~85%。
图1为本发明的色变换层的概念图。
本发明的色变换层1由分散有荧光体的结合剂树脂部分2和微粒3组成。由发光体发出的光4在通过色变换层1时,通过荧光体变换为长波长的光。透射光5为包含未通过荧光体变换的光和被变换的长波长的光(变换光)的光,或者仅含变换光的光。
本发明的色变换层1通过在分散有荧光体的结合剂树脂部分2中分散微粒3,可以浊度值为较高的值。浊度值较高的状态意味着扩散光线透射率占总光线透射率的比例高。因此,入射到色变换层中的光4大多在层内部发生散射,因而色变换层1内部的光路41变长。
另一方面,在浊度值低的状态下,平行光线透射率占总光线透射率的比例高。因此,入射到色变换层1中的光大多不在层内部发生散射,而直线通过,因而光路41变短。
通过这种方式,通过延伸色变换层1内部内的光路长度,从发光体发出的入射光4被吸收到色变换层1中,能够有效地变换为其他的颜色。
此外,色变化层1的薄膜化成为可能,构图等加工性提高。
此外,可以认为:由于变换光也发生散射,取出到外部的变换光在与空气的界面中发生的全反射变少,具有有效地取出到外部的效果。
另外,本发明的色变换层1并不限于图1所示的结构。例如,如后所述,可以不使用结合剂树脂而仅仅由荧光体形成,即使不添加微粒3,只要浊度值位于上述范围内即可。
此外,在本说明书中,浊度值、扩散光线透射率、平行光线透射率是按照JIS K7105的规定测定的值。
色变换层至少包含变换从发光体入射的光的波长的荧光体,并且根据需要,包含结合剂树脂、调整浊度值的有机物和/或无机物的微粒等。
作为荧光体,可以使用通常所使用的荧光色素等有机荧光体和无机荧光体。
在蓝色荧光体中,作为将发光体的近紫外光的紫色发光变换为蓝色发光的荧光体,可以举出1,4-双(2-甲基苯乙烯基)苯(Bis-MBS)、反式-4,4’-二苯基芪(DPS)等芪类色素、7-羟基-4-甲基香豆素(香豆素4)等香豆素类色素。
此外,关于将蓝色、蓝绿色或白色发光变换为绿色发光的情况下的荧光体,可以列举出例如2,3,5,6-1H,4H-四氢-8-三氟甲基喹啉(9,9a,1-gh)香豆素(香豆素153)、3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)、3-(2’-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基氨基香豆素(香豆素7)等香豆素色素;作为其他的香豆素色素类染料的碱性黄-51、以及溶剂黄-11、溶剂黄-116等萘二甲酰亚氨色素。
此外,关于在将从蓝色到绿色的发光或者白色的发光变换为橙色至红色的发光的情况下的荧光色素,可以举出例如4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)等花青类色素;1-乙基-2-(4-(对二甲基氨基苯基)-1,3-丁二烯基)-吡啶鎓全盐酸盐(吡啶1)等吡啶类色素;若丹明B、若丹明6G、碱性生物红11等若丹明类色素;其他的噁嗪类色素等。
进而,各种染料(直接染料、酸性染料、碱性染料、分散染料)只要具有荧光性,就可以选择作为荧光体。
此外,也可以将荧光体预先捏合到聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、醇酸树脂、芳族磺酰胺树脂、脲醛树脂、黑色素树脂、苯并鸟粪胺树脂等颜料树脂中进行颜料化。
作为无机荧光体,可以使用由金属化合物等无机化合物组成的、吸收紫外光至可见光、并发出比吸收的光更长波长的荧光的无机荧光体。在荧光体表面上,为了提高对后述的结合剂树脂的分散性,可以通过长链烷基或磷酸等有机物修饰表面。通过使用无机荧光体,可以提高色变换层的耐久性。具体来说,可以使用如下物质。
(a)在金属氧化物中掺杂过渡金属离子的微粒
在Y2O3、Gd2O3、ZnO、Y3Al5O12、Zn2SiO4等金属氧化物中掺杂Eu2+、Eu3+、Ce3+、Tb3+等吸收紫外光到可见光的过渡金属离子的微粒。
(b)在金属硫属化物中掺杂过渡金属离子的微粒
在ZnS、CdS、CdSe等金属硫属化物中掺杂Eu2+、Eu3+、Ce3+、Tb3+等吸收可见光的过渡金属离子的微粒。为了防止S或Se等通过后述结合剂树脂的反应成分而被吸引出来,可以使用二氧化硅等金属氧化物或有机物等进行表面修饰。
(c)利用半导体的能带隙,吸收、发出可见光的微粒CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、InP等半导体微粒。如特表2002-510866号公报所已知的那样,这些微粒通过将粒径纳米化,控制能带隙,其结果是能够改变吸收-荧光波长。为了防止S或Se等通过后述结合剂树脂的反应成分而被吸引出来,可以使用二氧化硅等金属氧化物或有机物等进行表面修饰。
例如,可以通过像ZnS这样的更高能带隙的半导体材料的壳来覆盖CdSe微粒的表面。通过这种方式,可以容易地实现封闭中心微粒内所产生的电子的效果。
此外,上述无机荧光体可以单独使用一种,或者将两种或更多种组合使用。
结合剂树脂优选为透明的(可见光的光透过率为50%或以上)材料。例如可以举出聚甲基丙烯酸烷基酯、聚丙烯酸酯、甲基丙烯酸烷基酯/甲基丙烯酸共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯啉酮、羟基乙基纤维素、羧甲基纤维丝等透明树脂(高分子)。
此外,为了平面地分离配置色变换层,也可以选择能够适用光刻法的感光性树脂。可以举出例如丙烯酸类、甲基丙烯酸类、聚肉桂酸乙烯酯类、环橡胶类等具有反应性乙烯基的光固化型抗蚀剂材料。此外,在使用印刷法的情况下,选择使用透明树脂的印刷油墨(介质)。可以使用例如聚氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、苯酚树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、马来酸树脂、聚酰胺树脂等单体、寡聚物、聚合物或者聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯啉酮、羟乙基纤维素、羧甲基纤维丝等透明树脂。
作为控制色变换层的浊度值的微粒,包括混合有机物和/或无机物的微粒的方法。
作为有机物微粒,可以举出聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等乙烯基聚合物、三聚氰胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂等。
此外,作为无机微粒,可以举出由无机氧化物、无机氮化物、或无机氮氧化物所形成的微粒。具体来说,可以举出选自SiOx、SiNx、SiOxNy、AlOx、TiOx、TaOx、ZnOx、ZrOx、CeOx和ZrSiOx(式中,x表示0.1~2,y表示0.5~1.3)的物质。其中,优选TiOx、ZnOx、ZrOx、CeOx。
在微粒的表面,可以形成抑制荧光体的消光的覆盖层。所谓抑制荧光体的消光的覆盖层,可以举出例如防止由具有光催化作用的微粒的色素或结合剂树脂而导致的破坏的覆盖层、或将具有半导体性的微粒绝缘化的覆盖层。作为形成这样的覆盖层的微粒,包括例如氧化铝、氧化锆、二氧化硅、硅酸氧化锆、硅酸氧化铝、硼硅酸玻璃等玻璃。
此外,微粒也可以是中空体。如果使用中空微粒,空气(中空部分)与结合剂树脂的折射率增大(相对于空气的折射率1.0,结合剂树脂为大约1.5~1.6),光的散射效果大。此外,由于存在空气中的氧气抑制荧光体的劣化的情形,故优选。
在这些微粒中,优选折射率高的微粒或折射率低的微粒,具体来说折射率为2.0~2.8或者1.0~1.2的微粒。通过使用这样的微粒,可以增长发光体发出的光在色变换层内的光路长度,色变换层能够有效地吸收从发光体所发出的光。此外,还能够通过散射变换光来提高取出效率。因此,能够提高色变换层的变换效率。作为这样的微粒,可以举出例如TiO2微粒(折射率=2.7)、ZnO(折射率=2.0)、CeO2(折射率=2.4)、ZrO2(折射率=2.2)、中空二氧化硅、中空玻璃等。
对于微粒的一次平均粒径,只要浊度值在上述范围内即可,并没有特别的限制,优选1nm~小于100nm,特别优选5nm~小于80nm。当粒径为100nm或以上时,不能均匀地分散在颜色变换层中,不能得到均匀的发光,在光刻法等中存在不能形成高精度的图案的问题。另一方面,如果不足1nm,则存在不能产生充分的光散射的问题。另外,在色变换层内,虽然存在微粒通过凝集达到100nm或以上的粒径的情况,但只要一级粒径为1nm~小于100nm即可。
此外,对于色变换层的微粒的添加量,只要是浊度值在上述范围内即可,并没有特别的限制,通常优选大于5重量%而小于70重量%,特别优选大于10重量%而小于50重量%。当为5重量%或以下时,有不能产生充分的光散射的情况,当为70重量%或以上时,则色变换层机械上变得脆弱。
此外,上述有机物或无机物的微粒可单独使用1种,或者将2种或多种混合使用。
色变换层的形成方法主要有如下2种。
当色变换层主要仅仅由荧光体构成的时,优选在玻璃板等基板上介由可以得到所希望的色变换层的图案的掩模,通过真空蒸镀进行成膜。
当色变换层是由荧光体和结合剂树脂构成时,优选将荧光体、结合剂树脂和适当的溶剂混合、分散或可溶化,形成液状物,在基板等上通过旋转涂布法、辊涂法、浇注法等方法将该液状物成膜,然后,通过光刻法构图为所希望的色变换层图案,或通过喷墨法、丝网印刷法等方法构图为所希望的图案,形成色变换层。
对于色变换层的厚度,只要能够充分接收(吸光)发光体的发出光,同时不妨碍颜色变换的功能,并没有特别的限制,优选为例如10nm~1000μm,更优选为0.1μm~500μm,进一步优选为2μm~100μm。
其理由是,如果色变换层的厚度不足10nm,则为了吸收发光体的发光,就需要高浓度的荧光体,因而会引起浓度消光。另一方面,如果色变换层的厚度超过1nm,则光透射率显著降低,取出到外部的光量降低,在通过与发光体组合形成发光元件时,有时难以实现元件的薄型化。
本发明的色变换层优选通过与滤色器层叠使用。通过形成与滤色器的层叠结构,可以进一步提高透过色变换层的光的色纯度。
关于滤色器,其材料并没有特别的限制,例如是由染料、颜料和树脂组成的,或者仅有染料、颜色组成。在由染料、颜料和树脂组成的滤色器中,可以举出将染料、颜料溶解或分散于结合剂树脂中的固体状态。
关于滤色器中所使用的染料、颜料,优选可以举出二萘嵌苯、异吲哚满、花青、偶氮、噁嗪、酞菁、喹吖酮、蒽醌、二酮吡咯并吡咯等。
此外,本发明的色变换层可以是通过将上述色变换层中所包含的荧光体材料与滤色器材料混合形成的层。通过这种方式,可以使色变换层具有变换发光体所发出的光的功能,同时使其具有提高色纯度的滤色器的功能,因而结构简单。
2.发光元件
本发明的发光元件是上述色变换层和发光体的组合物。
作为发光体,只要是包含白色光源或蓝色光源、紫外一可见光范围的光的发光体即可,并且可以使用例如有机电致发光元件(以下将电致发光称为EL)、无机EL元件、发光二极管、荧光显示管、CRT、等离子显示面板(PDP)、液晶显示装置(LCD)等。其中,为了轻量且高效率地发光,优选发光二极管和EL元件。
作为发光二极管,可以使用例如《光电子基础和应用--从发光二极管到光偶合器、红光线光纤的应用,硬件设计系列(8)》;晶体管技术编辑部、《发光二极管及其应用》;スタンレ一电子技术研究所,《发光二极管》;奥野保男(产业图书)等记载的发光二极管。
作为EL元件,可以使用例如WO02/017689A、WO03/043382A、WO03/069957A、PCT/JP03/02708等所记载的EL元件。
将色变换层与发光体组合的方法,可以是通过将组合发光元件中所常用的方法组合而进行,所述方法包括:例如使用粘合剂将构成色变换层的基板和形成发光体的基板结合的方法、在构成了上述色变换层的基板上层叠发光体的方法、在基板上并排设置色变换层和发光体的方法、将发光体在色变换层进行成型(moulding)的方法等。
实施例
下面,通过实施例对本发明进行具体的说明。另外,本发明并不限于这些实施例。
色变换层的评价是按照如下方法进行的。
(1)浊度值(浊度价)
使用HGM-20DP(须贺试验机公司制造),按照JIS 7105进行测定。
(2)发光亮度、CIE色度坐标
通过色彩色差计(CS100、美能达公司制造)进行测定。
(3)发光光谱
通过分光放射亮度计(CS-1000,美能达公司制造)进行测定。
实施例1
(1)色变换基板(透明基板和红色变换层)的制造
将作为红色变换层材料的70mg香豆素6、30mg碱性紫色11、30mg若丹明6G,和作为结合剂树脂的、28.4g甲基丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯的共聚物(平均分子量3万、酸价85、折射率1.5)的丙二醇-甲醚-乙酸酯溶液(固形成分浓度为35%),及17g环己酮混合。
在5.0g该混合液(固体成分浓度22%、对固体成分色素浓度1.3%)中,加入90mg涂布了氧化铝的氧化钛微粒(テイカ公司制造的MT500HD、一级平均粒径30nm、氧化钛的折射率为2.7),剧烈搅拌,制备分散液。涂布了氧化铝的氧化钛微粒相对于这时的固体成分的含量为7.5wt%。
将该分散液旋转涂布在25mm×50mm×1.1mm厚的玻璃基板(ジォマテツク公司制造的蓝板)上,在140℃的烤箱中干燥30分钟,制造色变换基板(色变换层的膜厚10μm)。
该基板的浊度值为58.5%。
另外,由于玻璃基板的浊度值低到0.1%,基板对所得到的测定值的影响小。因此,可以将所得到的测定值作为色变换层的值。
进而,为了使红色变换效率测定变得简便化(为了仅仅取出红色变换的发光),在玻璃基板上形成红色滤色器(富士Film Arch公司制造的CRY-S840B),然后和上述步骤一样,在其上面形成红色变换层。
另外,红色滤色器基板的浊度值为1.9,红色滤色器的浊度值几乎可以忽视。
(2)发光体(有机EL元件)的制造
制备带有ITO膜(130nm厚、通过溅射法成膜)的25mm×75mm×1.1mm厚的玻璃基板(ジォマテツク公司制造的蓝板),使用纯水和异丙醇对该基板进行超声波洗涤,使用空气流干燥,然后UV洗涤。
接着,将基板转移到有机蒸镀装置(日本真空技术制)中,将基板固定在基板固定支架上。
另外,预先在各个钼制加热皿中分别加入作为空穴注入材料的4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(MTDATA)、4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPD),作为发光材料的4,4’-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯(DPVBi)、作为电子注入材料的三(8-羟基喹啉)铝(Alq),进而,将作为阴极的AlLi合金(Li浓度:10atm%)安装到钼制细丝中。
然后,将真空槽减压到5×10-7torr,然后按照如下顺序从空穴注入层到阴极、在过程中不破坏真空始终保持真空的状态下依次层叠。
首先作为空穴注入层,以0.1~0.3nm/秒的蒸镀速度形成膜厚为60nm的MTDATA,以0.1~0.3nm/秒的蒸镀速度形成膜厚为20nm的NPD。
首先,作为发光层,以0.1~0.3nm/秒的蒸镀速度形成膜厚为50nm的DPVBi。作为电子注入层,以0.1~0.3nm/秒的蒸镀速度形成膜厚为20nm的Alq,进而作为阴极,分别以0.5~1.0nm/秒的蒸镀速度形成膜厚为150nm的Al和Li。
通过这种方式,在基板上制造有机EL元件,然后,以不与大气接触的方式将基板移动到通入了干燥氮气的球形盒中。在该球形盒内,通过密封基板的蓝板玻璃覆盖显示部分,在显示部分的周边部分涂布阳离子固化性的粘合剂(TB3102:スリ一ボンド公司制造),然后使其光固化并密封。
接着,在ITO电极和阴极之间施加DC8V的电压(ITO电极:(+)、阴极:(一)),各电极的交叉部分(象素)发光。
可以得到发光亮度为300cd/cm2,CIE色度坐标为X=0.16、Y=0.15的蓝色发光。如果确认发光光谱,发光峰波长为470nm。
(3)发光元件的制造
将上述(1)制造的带有红色滤色器的色变换基板的色变换层一侧与上述(2)所制造的有机EL元件的玻璃基板一侧(ITO电极一侧)彼此相对,通过在其间夹隔硅油使其贴合,制得发光元件。
使有机EL元件发光,对从颜色变换基板取出的光进行测定,得到CIE色度坐标为X=0.63、Y=0.36的红色发光。此外,发光亮度为108cd/m2(变换效率为36.0%),确认为高变换效率。
另外,色变换效率是通过下式计算的。
色变换效率(%)=(变换后的亮度/发光体的亮度)×100
实施例1和后述实施例2~4、比较例1~4所制造的色变换层的微粒的含量、浊度值和色变换效率如表1所示。
表1
微粒含量(wt%)   浊度值   红色变换效率(%)
  实施例1 7.5   58.5   36.0
  实施例2 10   69.5   37.8
  实施例3 20   84.8   37.8
  实施例4 30   89.2   36.8
  比较例1 0   6.4   30.8
  比较例2 1   16.4   31.6
  比较例3 3   30.8   33.9
  比较例4 5   40.8   33.0
实施例2~4、比较例1~4
除了改变涂布了氧化铝的氧化钛微粒的添加量之外,和实施例1-样,制造红色变换层,并进行评价。
在实施例1~4和比较例1~4中,微粒含量与浊度值的关系如图2所示。此外,浊度值与红色变换效率的关系如图3所示。
这样,通过调整氧化钛微粒的含量,可以控制浊度值,并且,在浊度值为50%或以上的范围中,可以确认红色变换效率变高。
实施例5
将作为绿色变换层材料的70mg香豆素6、和作为结合剂树脂的、28.4g甲基丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯的共聚物(平均分子量3万,酸价85)的丙二醇-甲醚-乙酸酯溶液(固形成分浓度35%)、和17g环己酮混合。
在5.0g该混合液(固体成分浓度22%、对固体成分色素浓度为0.7%)中,加入90mg涂布了氧化铝的氧化钛微粒(テイカ公司制造的MT500HD、一级平均粒径30nm),剧烈搅拌,制备分散液。
涂布了氧化铝的氧化钛微粒相对于这时的固体成分的含量为7.5wt%。
下面,除了在实施例1的变换效率的测定中使用绿色滤色器(富士Film Arch公司制造,CG-8510L)之外,与实施例1同样地制作色变换层,该色变换层的变换效率为98.8%,CIE色度坐标为X=0.22、Y=0.63,可以高变换效率地得到绿色发光。
实施例5和后述实施例6、7,比较例5~8所制造的色变换层的微粒的含量、浊度值和色变换效率如表2所示。
表2
微粒含量(wt%)   浊度值   绿色变换效率(%)
  实施例5 7.5   60.1   98.8
  实施例6 10   70.9   100.6
  实施例7 20   86.3   97.8
  比较例5 0   3.3   93.1
  比较例6 1   13.4   92.2
  比较例7 3   33.7   95.0
  比较例8 5   41.7   94.5
实施例6、7,比较例5~8
除了改变涂布了氧化铝的氧化钛微粒的添加量之外,和实施例5一样,制造绿色变换层和发光元件,并进行评价。
在实施例5~7和比较例5~8中,微粒含量与浊度值的关系如图4所示。此外,浊度值与绿色变换效率的关系如图5所示。
这样,通过调整氧化钛微粒的含量,可以控制浊度值,并且,在浊度值为50%或以上的范围中,可以确认绿色变换效率升高。
实施例8
微粒表面处理效果
进一步使用烘箱对实施例3的红色变换基板(红色变换效率37.8%)进行200℃、30分钟的热处理。结果是,红色变换效率为36.2%,略低。
进而,在氮气中,对该红色变换基板连续照射蓝色LED(GaN系)光(400cd/m2),测定红色变换效率和色度的随时间的变换。通过1000小时的蓝色LED光照射,红色变换效率的变化率为-5%或以内、色度变化为CIEx、CIEy均为0.005以内。
这样,可以确认:由于热处理和蓝色LED光照射所导致的红色变换基板的变换效率和色的变化小。
比较例9
在实施例3的红色变换基板中,除了使用未涂布氧化铝的氧化钛微粒(一级平均粒径为20nm)的红色变换层(相对于固体成分的氧化钛微粒的含量为20wt%)之外,在与实施例3相同条件下制造红色变换层。这时的红色变换基板的浊度值为10.1,红色变换效率为31.2%。
和实施例8一样,在烘箱中对该基板进行200℃、30分钟的热处理。结果是,红色变换效率为26.2%,相当低下。
进而,对该红色基板进行和实施例8相同的色LED光照射试验,结果是,红色变换效率的变化率为-10%,色度的变化为CIEx为0.009、CIEy为0.008,变化大。
对于由于热处理和蓝色LED光照射所导致的色变化来讲,虽然浊度值小是其中一个原因,但可以推定由于所添加氧化钛的表面未涂布有氧化铝,因此氧化钛表面是活性的,由于氧化钛的光催化作用等,引起红色变换色素的消光和劣化。
实施例9
[通过与发光体的组合而形成的白色发光元件]
在实施例3中,除了将红色变换层的膜厚从10μm变为4μm之外,在相同条件下制造色变换基板。该基板的浊度值为66.3%。
在与实施例1的相同条件下将该基板与有机EL元件组合,得到发光元件。使有机EL元件发光,对从色变换基板取出的光进行测定,得到CIE色度坐标为X=0.28、Y=0.28的白色发光。
实施例10
在实施例9中,除了使用蓝色LED(GaN系)作为发光体之外,同样地得到发光元件。
使蓝色LED发光,对从色变换基板取出的光进行测定,得到CIE色度坐标为X=0.28、Y=0.28的白色发光。
比较例10
在比较例2中,除了将红色变换层的膜厚从10μm变为4μm之外,在相同条件下制造色变换基板。该基板的浊度值为39.9%。
在与实施例1的相同条件下将该基板与有机EL元件组合,得到发光元件。使有EL元件发光,对从色变换基板取出的光进行测定,得到CIE色度坐标为X=0.25、Y=0.25的白色发光,不能得到充分的白色发光。
另外,在本比较例中,如果将红色变换层的膜厚从4μm变为5μm进行厚膜化,则可以得到CIE色度坐标为X=0.28、Y=0.28的白色光。即,为了得到相同的白色光,在浊度值高的实施例9中,红色变换层为4μm,而在浊度值低本比较例中,红色变换层必须为5μm,通过提高浊度值可以实现色变换层的薄膜化。
工业实用性
本发明的色变换层可以有效地对从发光体发出的光进行色变换。此外,可以实现色变换层的薄膜化,提高构图等加工性。进而是一种随时间的劣化少的色变换层。
因此,可以用于工业用、民用(移动电话、车载、家电)等显示装置(显示器)、照明、装饰品等。

Claims (15)

1.一种色变换层,其包含具有将发光体所发出的光变换为更长波长的光的功能的荧光体,且浊度值为50~95%。
2.如权利要求1所述的色变换层,其中所述色变换层包含有机物和/或无机物的微粒。
3.一种色变换层,其包含:具有将发光体所发出的光变换为更长波长的光的功能的荧光体,以及用抑制上述荧光体的消光的材料覆盖了的有机物和/或无机物的微粒。
4.如权利要求3所述的色变换层,其中上述色变换层的浊度值为50~95%。
5.如权利要求1~4中任一项所述的色变换层,其中上述荧光体将上述发光体的蓝色区域的光变换为更长波长的光。
6.如权利要求2~4中任一项所述的色变换层,其中上述无机物的微粒包括无机氧化物、无机氮化物或无机氮氧化物。
7.如权利要求6所述的色变换层,其中上述无机物的微粒为选自SiOx、SiNx、SiOxNy、AlOx、TiOx、TaOx、ZnOx、ZrOx、CeOx和ZrSiOx的物质,式中,x表示0.1~2,y表示0.5~1.3。
8.如权利要求2~4中任一项所述的色变换层,其中上述有机物和/或无机物的微粒是中空的。
9.如权利要求1~4中任一项所述的色变换层,其中在上述色变换层上层叠有滤色器。
10.如权利要求1~4中任一项所述的色变换层,其中上述色变换层为荧光体材料和滤色器材料的混合层。
11.一种发光元件,其具有上述1~4中任一项所述的色变换层、和发光体。
12.如权利要求11所述的发光元件,其中上述发光体为发光二极管。
13.如权利要求11所述的发光元件,其中上述发光体为电致发光元件。
14.如权利要求11任一项所述的发光元件,其发出白色光。
15.一种显示装置,其具有包含权利要求11所述的发光元件而构成的显示画面。
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