JP2007317807A - Light-emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
Light-emitting device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007317807A JP2007317807A JP2006144704A JP2006144704A JP2007317807A JP 2007317807 A JP2007317807 A JP 2007317807A JP 2006144704 A JP2006144704 A JP 2006144704A JP 2006144704 A JP2006144704 A JP 2006144704A JP 2007317807 A JP2007317807 A JP 2007317807A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- light
- emitting device
- glass tube
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Description
本発明は、発光装置およびその製造方法、特に、白色LEDが実現できる発光装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a light emitting device capable of realizing a white LED and a manufacturing method thereof.
従来、発光装置としては、リードフレームや絶縁基板(ガラエポ、セラミック、MID)上に、LED素子をAgペースト等で実装し、ワイヤーボンドで接続し、これをエポキシ樹脂やシリコーン樹脂で封止してLEDランプとしていた。白色LEDの場合は、GaN系青色素子を使い、上記樹脂中にYAG蛍光体を混合してLEDランプを構成し、励起光としての黄色とYAG蛍光体を透過した青色とで擬似白色を実現していた(特許文献1)。
しかし、上記YAG蛍光体は何れも無機系蛍光体であるため励起スペクトルが広く、液晶カラーフ
ィルターとのマッチングが悪く、 効率、クロストーク、等の課題があった。
そこで、色再現性を広げる為に上記樹脂中のYAG蛍光体に加え、赤色蛍光体を加えたり、赤色LEDを付加したりしていた。
これらの中で、特許文献2、3等に提案されているジケトン、或いは、特許文献4等に提案のカルボン酸を配位子とするEu錯体は、発光強度が高く、かつ、演色性に優れ、色再現性に優れた赤色発光物質である。
しかし、これらの錯体は、酸素や湿度に敏感であり、気密封止を必要とする。
従来、このような封止を行う方法として、発光素子の外部キャップの内部の内壁に蛍光体層を塗布により、形成して、内部を真空または不活性ガスの雰囲気にして気密封止をすることが提案されている(特許文献5)。しかし、この提案では、キャップの材質や何℃程度の温度で封着するのか等についての開示は一切なく、現実に封着を行ったものではない。
その他、有機高分子錯体を発光体として用いることに関する提案もある(特許文献6)が、具体的な封止方法に関する点については一切開示されていない。
However, since all of the YAG phosphors are inorganic phosphors, they have a wide excitation spectrum, poor matching with a liquid crystal color filter, and problems such as efficiency and crosstalk.
Therefore, in order to expand the color reproducibility, in addition to the YAG phosphor in the resin, a red phosphor or a red LED has been added.
Among these, the diketone proposed in
However, these complexes are sensitive to oxygen and humidity and require hermetic sealing.
Conventionally, as a method for performing such sealing, a phosphor layer is formed on the inner wall of the outer cap of the light emitting element by coating, and the inside is sealed in a vacuum or an inert gas atmosphere. Has been proposed (Patent Document 5). However, in this proposal, there is no disclosure about the material of the cap and the temperature at which the sealing is performed, and the sealing is not actually performed.
In addition, there is also a proposal regarding the use of an organic polymer complex as a light emitter (Patent Document 6), but there is no disclosure regarding a specific sealing method.
有機系蛍光体は、耐熱温度が低く、例えば、200℃以上には、封止の際の温度を上げることは
できない。
従って、本発明の目的は、有機系蛍光体を気密に封止するに当たって、その耐熱温度に充分耐えられる気密封止法を提案することによって、色ばらつきの少ない白色LEDを実現できる発光装置およびその製造方法を提供することである。
The organic phosphor has a low heat-resistant temperature. For example, the temperature during sealing cannot be increased to 200 ° C. or higher.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting device capable of realizing a white LED with little color variation by proposing an air-tight sealing method that can sufficiently withstand the heat-resistant temperature in hermetically sealing an organic phosphor. It is to provide a manufacturing method.
このような目的は、ガラス管の内面に有機系蛍光体を塗布し、このガラス管の片側または両側に、発光素子が実装された基板を配して気密封止したことを特徴とする発光装置によって実現する。
この場合、前記発光素子は、近紫外光を発光する近紫外LEDであることが好ましい。
また、前記ガラス管と基板との間に、半田材料を付与して、封止を行うことが好ましい
また、前記基板とガラス管を圧入により気密封止することも好ましい。
そして、前記発光素子とガラス管の間には、導光部材が設けられていることが好ましい。
そして、前記ガラス管の内面には、微細加工が施されていることも好ましい。
また、前記ガラス管の内部には、透光性の充填材が充填されていることが好ましい。
そして、前記ガラス管の端面は、溶融処理または研磨処理が施されていることも好ましい。
これらの場合、前記半田材料は、SnCu合金から形成されていることが好ましい。
さらに、前記有機系蛍光体は、赤色蛍光体錯体であることが好ましい。
そして、前記赤色蛍光体錯体は、Euのジケトンまたはカルボン酸錯体であることが好ましい。
そして、前記有機系蛍光体に加え、緑、青色の蛍光体を含むことが好ましい。
この場合、前記ガラス管の端面は、溶融処理または研磨処理が施されていることが好ましい。
また、前記LEDとガラス管の間には、導光部材が設けられていることが好ましい。
そして、前記ガラス管の内面には、微細加工が施されていることも好ましい。
この場合、ガラス管の内面に有機系蛍光体を塗布し、このガラス菅の片側または両側に、
発光素子を実装した基板を配し、前記ガラス菅と前記基板との少なくとも一方の接合部分に半田材料を付与し、常温で圧入することによって気密封止して発光装置を製造することが好ましい。
For this purpose, a light-emitting device is characterized in that an organic phosphor is applied to the inner surface of a glass tube, and a substrate on which a light-emitting element is mounted is disposed on one or both sides of the glass tube and hermetically sealed. Realized by.
In this case, the light emitting element is preferably a near ultraviolet LED that emits near ultraviolet light.
Moreover, it is preferable to seal by applying a solder material between the glass tube and the substrate. It is also preferable to hermetically seal the substrate and the glass tube by press-fitting.
A light guide member is preferably provided between the light emitting element and the glass tube.
The inner surface of the glass tube is preferably finely processed.
Moreover, it is preferable that the inside of the said glass tube is filled with the translucent filler.
And it is also preferable that the end surface of the glass tube is subjected to a melting treatment or a polishing treatment.
In these cases, the solder material is preferably formed of an SnCu alloy.
Further, the organic phosphor is preferably a red phosphor complex.
The red phosphor complex is preferably a Eu diketone or a carboxylic acid complex.
In addition to the organic phosphor, it is preferable to include green and blue phosphors.
In this case, the end surface of the glass tube is preferably subjected to a melting process or a polishing process.
A light guide member is preferably provided between the LED and the glass tube.
The inner surface of the glass tube is preferably finely processed.
In this case, an organic phosphor is applied to the inner surface of the glass tube, and on one or both sides of this glass bottle,
It is preferable that a light-emitting device is manufactured by providing a substrate on which a light-emitting element is mounted, applying a solder material to at least one joint portion between the glass bottle and the substrate, and press-fitting at room temperature.
本発明によれば、有機系蛍光体の特性劣化を伴うことなく、有機系蛍光体の塗布量並びに位置が制御できるので、色ばらつきの少ない白色LEDが実現できる。また、近紫外LEDから照射される近紫外の光を蛍光体によって励起光に変換しているので、温度や長期劣化による色座標のズレが生じない。また、有機系蛍光体の励起光は鋭いので、色再現性および彩度の高い白色LEDを実現できる。 According to the present invention, since the application amount and position of the organic phosphor can be controlled without accompanying deterioration of characteristics of the organic phosphor, a white LED with little color variation can be realized. Further, since near-ultraviolet light emitted from the near-ultraviolet LED is converted into excitation light by the phosphor, there is no color coordinate shift due to temperature or long-term deterioration. Further, since the excitation light of the organic phosphor is sharp, a white LED with high color reproducibility and saturation can be realized.
本実施形態における発光装置10は、ガラス管4の内面に有機系蛍光体を塗布して、このガラス管4の一方または両方に、近紫外域のLEDの発光素子1を実装した1つまたは2つのステム基板2が圧入され、気密封止した点に特徴がある。基本的な構成は、図1に示されるように、発光装置10は、基板としてはステム基板2を用い、このステム基板2に実装される発光素子1とを有する。そして、この発光装置10には、ガラス管4が設けられている。ガラス管4の内面には、有機系蛍光体7が塗布により設けられている。なお、図1に示される例では、外部と一体化されている例を示したが、両者は別体であってもよいことは言うまでもない。また、ステム基板2と発光素子1はワイヤー8を介して電気的に接続されている(図2、3参照)。
この場合、気密に封止するとは、真空であっても窒素、Ar、F等の不活性ガス雰囲気中に封止したものであってもよく、酸素ガス濃度が100ppm以下、好ましくは、20ppm以下の雰囲気に気密に封止することが好ましい。
The light emitting device 10 according to the present embodiment is one or two in which an organic phosphor is applied to the inner surface of the
In this case, sealing hermetically may be vacuum or sealed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, Ar, F, etc., and the oxygen gas concentration is 100 ppm or less, preferably 20 ppm or less. It is preferable to hermetically seal the atmosphere.
ガラス管4は、可視域で透明で、強度の高いものが好ましく、所謂、冷陰極管(CCFL)として、従来採用されているガラス管をそのまま採用することができる。
このため、ガラス管のサイズは、外径1〜6mmの中から、採用すればよい。また、長さは、例えば、ディスプレイの線状光源として使用する場合には、ディスプレイのサイズに合わせるなど、任意に設定すればよい。
ガラス管4の材質のヤング率としては、50〜80MPa程度、密度としては、2〜3g/cm3、屈折率としては、1.4〜1.6程度、軟化点としては、600〜1600℃の任意の範囲にあればよい。なお、可視域の透過率は、400nm以上で、80%以上、特に、85%以上あることが好ましい。
そして、350nm以下の近紫外域における透過率は、40%以下であることが好ましい。
このようなガラス材料としては、アルミノホウ珪酸ガラスが好ましい。
アルミノホウ珪酸ガラスとしては、例えば、SiO250〜70%、Al2O310〜20%、B2O33〜10%、Na2O,KO2の総計1%以下、MgO,CaOの総計15〜30%ものが好ましい。
The
For this reason, what is necessary is just to employ | adopt the size of a glass tube from the outer diameters 1-6 mm. Further, the length may be arbitrarily set, for example, in accordance with the size of the display when used as a linear light source of the display.
The Young's modulus of the material of the
The transmittance in the near ultraviolet region of 350 nm or less is preferably 40% or less.
As such a glass material, aluminoborosilicate glass is preferable.
As aluminoborosilicate glass, for example,
このようなガラス管4を用いて両者を封着するには、紫外線硬化樹脂等の接着剤を用いることもできるが、本発明では、特に、図2、3に示されるように、半田材料5をメッキによって付与し、圧入することが好ましい。本実施形態では、ステム基板2の側面のみに半田メッキを施しているが、ガラス菅4内周面の端部にも、半田メッキを施す場合もある。このような圧入による封止によれば、常温にて気密封止できる。
半田メッキに使用する半田材料としては、SnCu系合金が好ましく、合金組成については、特に制限はなく、好ましくは、Cuが1〜10%、より好ましくは2〜3%のものが好ましい。
In order to seal both using such a
The solder material used for solder plating is preferably an SnCu-based alloy, and the alloy composition is not particularly limited, and Cu is preferably 1 to 10%, more preferably 2 to 3%.
このような圧入封止を行うためのより効率的な方法を示す。
図2、3に示される例では、真空雰囲気、或いは、不活性ガス雰囲気下で、ガラス管4両端に、ステム基板2が圧入され封止されている。このような場合には、先ず、ガラス管4の内側に、有機系蛍光体7を塗布する。有機系蛍光体7は、例えば、シリケート樹脂等に分散させてペーストを調製した後、一旦、このペーストをガラス菅4の内部に注入し、注入した後に排出させる。すると、有機系蛍光体7が分散された例えばシリケート樹脂等の膜が、ガラス管内周面に形成される。その後、例えば、150℃程度以下の温度で加熱することにより、蛍光体を内周面に固着させる。
ペーストを調製する材料としては、上記のシリケート樹脂の他に、シリコーン樹脂、あるいはポリビニルアルコール等を用いることができる。上記のシリケート樹脂の他には、シリコーン樹脂、あるいはポリビニルアルコール等を各種透光性の充填材を用いることができる。この場合も加熱温度は、蛍光体が溶けない温度の150℃程度以下の温度が好ましい。
A more efficient method for performing such press-fit sealing is shown.
In the example shown in FIGS. 2 and 3, the
As a material for preparing the paste, a silicone resin, polyvinyl alcohol or the like can be used in addition to the silicate resin. In addition to the above silicate resin, various translucent fillers such as silicone resin or polyvinyl alcohol can be used. Also in this case, the heating temperature is preferably about 150 ° C. or less, at which the phosphor does not melt.
次に、ステム基板2の側面に半田を付与しておく。
また、ガラス管4の両端部分の内周にも半田を付与しておく場合には、あらかじめガラス管4の半田付与部分に、金属を蒸着させた後に半田を付与する。そして、ガラス菅4の両端に、LED発光素子1を実装したステム基板2を所定の圧力で圧入する。
なお、発光素子1が実装されたステム基板2を、ガラス管の一端のみに圧入する場合の上記との相違点は、ガラス管4の他端に、封止部材が圧入される点のみあるので、他の説明は省略する。
Next, solder is applied to the side surface of the
In addition, when solder is applied to the inner periphery of both end portions of the
Note that the difference from the above in the case where the
続いて、圧入封止を行うためのより効率的な他の方法を示す。
図4、5、6に示すように、発光装置10は、ガラス管4の内周面に有機系蛍光体7を塗布して、このガラス管4の一方または両方を、枠体6が一体に設けられたステム基板9に圧入して、気密封止した点に特徴がある。特に、基本的な構成は、図4、5、6に示すように、発光装置10は、ステム基板9に実装される発光素子1を有する。そして、発光装置10には、ガラス管4が設けられている。ガラス管4の内周面には、有機系蛍光体7が塗布により設けられ、ガラス管4の両端部をステム基板9に、常温の下、所定の圧力でこれを圧入すればよい。この際、ステム基板9の枠体6の内周面、或いは、ガラス管4の端部には、予め、メッキ等により、半田材料5を塗設しておく。なお、ガラス菅に半田メッキを施す場合には、予めガラス菅端部に、Cr、Ni、Agの金属の多層蒸着を行う。なお、枠体6は必ずしもステム基板9と一体でなくてもよく、別体であってもよい。
Subsequently, another more efficient method for performing press-fit sealing will be described.
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, in the light emitting device 10, an
なお、本実施形態の上記のガラス管4の端面には、予め、溶融処理や研磨処理を施しておいて、端面のエッジ部をガラス管4の径と同度の曲率半径を持つように、所謂、R加工を行っておくことが好ましい。これにより、圧入時の端面の割れが防止される。
また、ガラス管4の内周面、或いは、外周面には、磨りガラス構造等の表面微細加工を施しておき、導光性の均一性を高めておくことが好ましい。
さらに、発光装置10の発光素子1とガラス管4の間には、光を効率よく導くための導光部材、例えば、凸レンズ状の構造を設けておくことも好ましい。この場合、焦点距離は、発光素子1が実装されたステム基板2を、一端のみに圧入している場合にはガラス管4の長さとし、両端に圧入されている場合にはガラス管の半分程度の長さに設定する。
そして、ガラス管4の内部には、透光性の充填材である、例えばシリコーン樹脂等を充填しておくことも好ましい。これにより、発光効率が向上する。
In addition, the end surface of the
Further, it is preferable that the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the
Furthermore, it is also preferable to provide a light guide member for efficiently guiding light, for example, a convex lens-like structure, between the light emitting element 1 of the light emitting device 10 and the
And it is also preferable to fill the inside of the
次に、有機系蛍光体について説明する。
本発明では、蛍光体として、有機系蛍光性錯体が用いられる。その他、各種蛍光体部分を主鎖中に含むポリマー等本の有機系蛍光体も用いることができる。蛍光性錯体としては、特に限定されないが、通常、1種または2種以上の配位子アニオンと3価の希土類元素のイオンとの錯体である希土類イオン錯体が使用される。希土類元素しては、Sm、Eu、Tb、Ey、Tm等が挙げられる。なかでも、赤色蛍光体としてはEu(ユーロピウム)元素、青色蛍光体としてはTm(ツリウム)元素、緑色蛍光体としては、Tb(テルビウム)元素のイオン錯体が好ましい。
このような蛍光性錯体としては、特開2005−8872号公報、特開2004−356358号公報、特開2004−352928号公報、特開2005−41941号公報、特開2005−41942号公報、特開2005−112923号公報、特開2005−252250号公報、特開2003−81986号公報、特許第3668966号公報、特開2003−147346号公報、国際公開第2004/104136号パンフレット、国際公開第2004/107459号パンフレット、国際公開第2005/75598号パンフレット等に記載されているものを例示することができる。
Next, the organic phosphor will be described.
In the present invention, an organic fluorescent complex is used as the phosphor. In addition, organic phosphors such as polymers containing various phosphor portions in the main chain can also be used. Although it does not specifically limit as a fluorescent complex, Usually, the rare earth ion complex which is a complex of the 1 type (s) or 2 or more types of ligand anion and the ion of a trivalent rare earth element is used. Examples of rare earth elements include Sm, Eu, Tb, Ey, Tm and the like. Of these, an Eu (europium) element is preferable as the red phosphor, a Tm (thulium) element as the blue phosphor, and an ion complex of Tb (terbium) element as the green phosphor.
Examples of such fluorescent complexes include JP-A-2005-8872, JP-A-2004-356358, JP-A-2004-352928, JP-A-2005-41941, JP-A-2005-41942, JP 2005-112923 A, JP 2005-252250 A, JP 2003-81986 A, JP 3668966 A, JP 2003-147346 A, International Publication No. 2004/104136 Pamphlet, International Publication No. 2004. / 107459 pamphlet, the international publication 2005/75598 pamphlet, etc. can be illustrated.
特に、赤色蛍光性錯体であるユーロピウム錯体が好ましく用いられる。本発明においては、主鎖に蛍光体物質を含むポリマーを用いることもできるが、発光効率の点では、赤色蛍光体としてジケトン、或いは、カルボン酸を配位子とするユーロピウム錯体を用いることが好ましい。
このような錯体の好ましい例としては、まず、下記式(1)で表される特定のβ−ジケトンのアニオンを配位子とする錯体が挙げられる。
In particular, a europium complex which is a red fluorescent complex is preferably used. In the present invention, a polymer containing a phosphor substance in the main chain can be used, but in terms of luminous efficiency, it is preferable to use a diketone or a europium complex having a carboxylic acid as a ligand as the red phosphor. .
As a preferable example of such a complex, first, a complex having a specific β-diketone anion represented by the following formula (1) as a ligand is exemplified.
式(1)において、pは1または2であり、qは1、2、3または4である。Xは各々同一であっても異なっていてもよく、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、炭素数1〜20の基、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、またはメルカプト基を表す。Yは各々同一であっても異なっていてもよく、炭素数1〜20の基、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、またはメルカプト基を表す。Zは水素原子または重水素原子を表す。 In the formula (1), p is 1 or 2, and q is 1, 2, 3 or 4. X may be the same or different and each is a hydrogen atom, deuterium atom, halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), group having 1 to 20 carbon atoms, hydroxyl group, nitro group, amino group, sulfonyl Represents a group, a cyano group, a silyl group, a phosphonic acid group, a diazo group, or a mercapto group. Y may be the same or different and each represents a group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitro group, an amino group, a sulfonyl group, a cyano group, a silyl group, a phosphonic acid group, a diazo group, or a mercapto group. To express. Z represents a hydrogen atom or a deuterium atom.
炭素数1〜20の基としては;
直鎖または分枝を有するアルキル基(CnH2n+1;n=1〜20)、およびパーフルオロアルキル基(CnF2n+1;n=1〜20)、パークロロアルキル基(CnCl2n+1;n=1〜20)などの直鎖または分枝を有するパーハロゲン化アルキル基;
直鎖または分枝を有するアルケニル基(ビニル基、アリル基、ブテニル基)、およびパーフルオロアルケニル基(パーフルオロビニル基、パーフルオロアリル基、パーフルオロブテニル基)、パークロロアルケニル基などの直鎖または分枝を有するパーハロゲン化アルケニル基;
シクロアルキル基(CnH2n−1;n=3〜20)、およびパーフルオロシクロアルキル基(CnF2n−1;n=3〜20)、パークロロアルキル基(CnCl2n−1;n=3〜20)などの直鎖または分枝を有するパーハロゲン化アルキル基;
シクロアルケニル基(シクロペンテン−イル基、シクロヘキセン−イル基等)、およびパーフルオロシクロアルケニル基、パークロロアルケニル基などのパーハロゲン化アケニル基;
フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等の芳香族基、およびパーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基、パーフルオロビフェニル基、パークロロフェニル基、パークロロナフチル基、パークロロビフェニル基などのパーハロゲン化芳香族基;
ピリジル基等のヘテロ芳香族基、およびパーフルオロピリジル基等のパーハロゲン化ヘテロ芳香族基;
ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、およびパーフルオロベンジル基などのパーハロゲン化アラルキル基;
等を挙げることができる。
As the group having 1 to 20 carbon atoms;
A linear or branched alkyl group (C n H 2n + 1 ; n = 1 to 20), a perfluoroalkyl group (C n F 2n + 1 ; n = 1 to 20), a perchloroalkyl group (C a perhalogenated alkyl group having a straight chain or a branch, such as n Cl 2n + 1 ; n = 1 to 20);
Straight or branched alkenyl groups (vinyl group, allyl group, butenyl group), perfluoroalkenyl groups (perfluorovinyl group, perfluoroallyl group, perfluorobutenyl group), perchloroalkenyl groups, etc. A perhalogenated alkenyl group having a chain or a branch;
Cycloalkyl group (C n H 2n-1; n = 3~20), and perfluoro cycloalkyl group (C n F 2n-1; n = 3~20), perchlorethylene alkyl group (C n Cl 2n-1 A perhalogenated alkyl group having a straight chain or a branch, such as n = 3 to 20);
A cycloalkenyl group (cyclopenten-yl group, cyclohexen-yl group and the like), and a perhalogenated alkenyl group such as a perfluorocycloalkenyl group and a perchloroalkenyl group;
Aromatic groups such as phenyl, naphthyl and biphenyl, and perhalogenated aromatics such as perfluorophenyl, perfluoronaphthyl, perfluorobiphenyl, perchlorophenyl, perchloronaphthyl and perchlorobiphenyl Group;
Heteroaromatic groups such as pyridyl groups and perhalogenated heteroaromatic groups such as perfluoropyridyl groups;
Aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group, and perhalogenated aralkyl groups such as perfluorobenzyl group;
Etc.
XおよびYで表される炭素数1〜20の基は、必要に応じて重水素原子、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メルカプト基などの置換基で置換されていていてもよい。
また、炭素数1〜20の基の任意の位置のC−C単結合の間に−O−、−COO−、−CO−を一個または複数個介在させて、エーテル、エステル、ケトン構造としてもよい。
The group having 1 to 20 carbon atoms represented by X and Y is a deuterium atom, a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a hydroxyl group, a nitro group, an amino group, a sulfonyl group, a cyano group, if necessary. It may be substituted with a substituent such as a silyl group, a phosphonic acid group, a diazo group, or a mercapto group.
Further, an ether, ester, or ketone structure may be formed by interposing one or more —O—, —COO—, or —CO— between C—C single bonds at arbitrary positions of a group having 1 to 20 carbon atoms. Good.
XおよびYがアルケニル基である式(1)のユーロピウム錯体を、必要に応じてエチレン、プロピレンなどのオレフィンおよびハロゲン化オレフィン重合させて高分子ユーロピウム錯体としてもよい。 The europium complex of the formula (1) in which X and Y are alkenyl groups may be polymerized with an olefin such as ethylene and propylene and a halogenated olefin as necessary to form a high-molecular europium complex.
式(1)で表される化合物において、Yとしては、前記のものが使用可能であるが、特に、ユーロピウム錯体あるいはユーロピウム錯体を含む固体担体の安定性および発光強度の点を考慮すると、炭素数1〜4のアルキル基、パーハロゲン化アルキル基、芳香族基、パーハロゲン化芳香族基、ヘテロ芳香族基、パーハロゲン化ヘテロ芳香族基が好ましく、なかでもパーフルオロアルキル基、芳香族基、ヘテロ芳香族基が最も好ましい。 In the compound represented by the formula (1), the above-mentioned compounds can be used as Y. In particular, in view of the stability and emission intensity of a solid support containing a europium complex or a europium complex, the number of carbon atoms 1-4 alkyl groups, perhalogenated alkyl groups, aromatic groups, perhalogenated aromatic groups, heteroaromatic groups, perhalogenated heteroaromatic groups are preferred, among which perfluoroalkyl groups, aromatic groups, Heteroaromatic groups are most preferred.
pは1または2であるが、好ましくは2である。qは1〜4のいずれかであるが、好ましくは3である。 p is 1 or 2, but is preferably 2. q is any one of 1 to 4, and is preferably 3.
式(1)で表される錯体であってZが重水素原子Dであるものは、Zが水素原子である式(1)で表される錯体と重水素化剤を重水素置換反応することにより得られる。用いられる重水素化剤は、重水素を含むプロトン性化合物、具体的には、重水、重水素化メタノール、重水素化エタノールなどの重水素化アルコール、重塩化水素、重水素化アルカリなどが挙げられる。反応を促進させるためにトリメチルアミン、トリエチルアミンなどの塩基剤や添加剤を加えてもよい。重水素置換反応は、Zが水素原子である式(1)で表される錯体と重水素化剤を混合することにより得られるが、反応時に非プロトン性の溶媒を加えてもよい。非プロトン性溶媒としてはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン等のハロゲン系溶媒、ジメチルスルオキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)等が挙げられる。中でも、式(1)が溶解可溶な溶媒が好ましい。 A complex represented by the formula (1) in which Z is a deuterium atom D is a deuterium substitution reaction between the complex represented by the formula (1) in which Z is a hydrogen atom and a deuterating agent. Is obtained. Examples of the deuterating agent used include deuterium-containing protic compounds, specifically, deuterated alcohols such as deuterated water, deuterated methanol, and deuterated ethanol, deuterated hydrogen chloride, and deuterated alkali. It is done. In order to accelerate the reaction, a base agent or additive such as trimethylamine or triethylamine may be added. The deuterium substitution reaction is obtained by mixing the complex represented by the formula (1) in which Z is a hydrogen atom and a deuterating agent, but an aprotic solvent may be added during the reaction. Examples of aprotic solvents include ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran, halogen solvents such as chloroform and methylene chloride, dimethyl sulfoxide (DMSO), and dimethylformamide (DMF). It is done. Among these, a solvent in which the formula (1) is soluble and soluble is preferable.
また、用いる重水素化剤の量としては、式(1)で表される錯体の総量(1質量部とする)に対して1〜100質量部程度が例示され、好ましくは1〜20質量部程度である。 Moreover, as a quantity of the deuterating agent to be used, about 1-100 mass parts is illustrated with respect to the total amount (it is set as 1 mass part) of the complex represented by Formula (1), Preferably it is 1-20 mass parts Degree.
混合する方法としては特に限定されず、室温から150℃の温度で、好ましくは30℃から100℃の温度で、必要に応じて撹拌下、0.1〜100時間、好ましくは00.1〜20時間混合すればよい。 The mixing method is not particularly limited, and is performed at a temperature of room temperature to 150 ° C., preferably at a temperature of 30 ° C. to 100 ° C., with stirring as necessary for 0.1 to 100 hours, preferably 0 to 20-20. Mix for hours.
撹拌後、重水素化剤および溶媒を留去することにより、重水素化錯体が得られる。また、必要に応じて、再結晶、カラムクロマト、昇華等の方法によりさらに精製可能である。 After the stirring, the deuterating agent and the solvent are distilled off to obtain a deuterated complex. Moreover, it can further refine | purify by methods, such as recrystallization, column chromatography, and sublimation, as needed.
式(1)で表される錯体の具体例としては、式(1)の表記に従って示すと、
X=H,Y=CF3,Z=H,p=2,q=3の組合せで示されるもの(錯体化合物1−1)、
X=H,Y=CF3,Z=D,p=2,q=3の組合せで示されるもの(錯体化合物1−2)、
などが挙げられる。
As a specific example of the complex represented by the formula (1), according to the notation of the formula (1),
A compound represented by a combination of X = H, Y = CF 3 , Z = H, p = 2 and q = 3 (complex compound 1-1),
A compound represented by a combination of X = H, Y = CF 3 , Z = D, p = 2, q = 3 (complex compound 1-2),
Etc.
また、ユーロピウム錯体の好ましい例としては、芳香族環を含む置換基を有するβ−ジケトンのアニオン、あるいは芳香族基を含む置換基を有するカルボン酸イオンを配位子とする錯体が挙げられる。 Moreover, as a preferable example of a europium complex, the complex which uses the anion of (beta) -diketone which has a substituent containing an aromatic ring, or the carboxylate ion which has a substituent containing an aromatic group as a ligand is mentioned.
芳香族環を含む置換基を有するβ−ジケトンのアニオンを配位子とする錯体としては、例えば、下記式(2)、(3)または(4)で表されるユーロピウム錯体が挙げられる。
(R1)3Eu (2)
(R1)3Eu(R2)2
(3)
〔(R1)4Eu〕−R3 + (4)
式(2)、(3)および(4)において、R1は芳香族環を含む置換基を有するβ−ジケトンのアニオンであり、R2はルイス塩基からなる補助配位子であり、R3 +は4級アンモニウムイオンである。
Examples of the complex having a β-diketone anion having a substituent containing an aromatic ring as a ligand include a europium complex represented by the following formula (2), (3) or (4).
(R 1 ) 3 Eu (2)
(R 1 ) 3 Eu (R 2 ) 2
(3)
[(R 1 ) 4 Eu] − R 3 + (4)
In the formulas (2), (3) and (4), R 1 is an anion of a β-diketone having a substituent containing an aromatic ring, R 2 is an auxiliary ligand composed of a Lewis base, and R 3 + Is a quaternary ammonium ion.
式(2)、(3)および(4)における芳香族環を含む置換基を有するβ−ジケトンとしては、少なくとも1つの芳香族基を有することが好ましく、さらに、この芳香族基としては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素化合物または芳香族複素環(ヘテロ環)化合物から誘導される基が挙げられる。
芳香族炭化水素化合物としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン等が挙げられる。芳香族複素環化合物としては、フラン、チオフェン、ピラゾリン、ピリジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン等の酸素、窒素、硫黄原子を含む複素環化合物が挙げられる。
The β-diketone having a substituent containing an aromatic ring in the formulas (2), (3) and (4) preferably has at least one aromatic group. And a group derived from an aromatic hydrocarbon compound or an aromatic heterocyclic (heterocyclic) compound which may have a group.
Examples of the aromatic hydrocarbon compound include benzene, naphthalene, phenanthrene, and the like. Examples of the aromatic heterocyclic compound include heterocyclic compounds containing oxygen, nitrogen, and sulfur atoms such as furan, thiophene, pyrazoline, pyridine, carbazole, dibenzofuran, and dibenzothiophene.
また、これらの芳香族炭化水素化合物または芳香族複素環化合物の置換基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル基;トリフルオロメチル、ペンタフルオロメチル等のフルオロアルキル基;メトキシ、エトキシ等のアルコキシ基;ベンジル、フェネチル等のアリールオキシ基;ヒドロキシル基;アリル基;アセチル、プロピオニル等のアシル基;アセトキシ、プロピオニルオキシ、ベンゾイルオキシ等のアシルオキシ基;メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル等のアリールオキシカルボニル基;カルボキシル基;カルバモイル基;アミノ基;ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、メチルベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、アセチルメチルアミノ等の置換アミノ基;メチルチオ、エチルチオ、フェニルチオ、ベンジルチオ等の置換チオ基;メルカプト基;エチルスルフォニル、フェニルスルフォニル等の置換スルフォニル基;シアノ基;フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード等のハロゲン基等が挙げられる。これらの置換基は、互いに結合して環を形成してもよい。 Examples of the substituent of these aromatic hydrocarbon compounds or aromatic heterocyclic compounds include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl; fluoroalkyl groups such as trifluoromethyl and pentafluoromethyl; methoxy, Alkoxy groups such as ethoxy; aryloxy groups such as benzyl and phenethyl; hydroxyl groups; allyl groups; acyl groups such as acetyl and propionyl; acyloxy groups such as acetoxy, propionyloxy and benzoyloxy; alkoxycarbonyls such as methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl Group; aryloxycarbonyl group such as phenoxycarbonyl; carboxyl group; carbamoyl group; amino group; substituted dimethylamino, diethylamino, methylbenzylamino, diphenylamino, acetylmethylamino, etc. Amino group; methylthio, ethylthio, phenylthio, substituted thio group such as benzylthio; a mercapto group; ethylsulfonyl, substituted sulfonyl groups such as phenylsulfonyl; cyano group; fluoro, chloro, bromo, and the like halogen groups iodine and the like. These substituents may be bonded to each other to form a ring.
β−ジケトンを構成する芳香族基以外の置換基としては、前述した芳香族炭化水素化合物または芳香族複素環化合物の置換基と同様な置換基(但し、ハロゲン基は除く)が挙げられる。芳香族環を含む置換基を有するβ−ジケトンの具体例(1〜19)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples of the substituent other than the aromatic group constituting the β-diketone include the same substituents as those of the aromatic hydrocarbon compound or aromatic heterocyclic compound described above (however, the halogen group is excluded). Specific examples (1 to 19) of β-diketone having a substituent containing an aromatic ring are shown below, but the present invention is not limited thereto.
式(2)で表されるユーロピウム錯体の具体例(1〜7)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Specific examples (1 to 7) of the europium complex represented by the formula (2) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
次に、式(3)で表されるユーロピウム錯体について説明する。式(3)におけるルイス塩基からなる補助配位子(R2)としては特に限定されないが、通常、ユーロピウムイオンに配位可能な窒素原子または酸素原子を有するルイス塩基化合物から選択される。それらの例としては、置換基を有していてもよいアミン、アミンオキシド、ホスフィンオキシド、スルホキシド等が挙げられる。補助配位子として使用される2個のルイス塩基化合物は、それぞれ異なる化合物でもよく、また、2個の化合物で1つの化合物を形成していてもよい。 Next, the europium complex represented by Formula (3) will be described. Is not particularly limited as consisting Lewis base auxiliary ligand (R 2) in formula (3) it is generally selected from a Lewis base compound having capable of coordinating nitrogen atom or an oxygen atom in the europium ions. Examples thereof include amines, amine oxides, phosphine oxides, sulfoxides and the like which may have a substituent. The two Lewis base compounds used as auxiliary ligands may be different from each other, or two compounds may form one compound.
具体的には、例えば、アミンとしては、ピリジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、フェナントリジン、2,2’−ビピリジン、1,10−フェナントロリン等が挙げられる。アミンオキシドとしては、ピリジン−N−オキシド、2,2’−ビピリジン−N,N’−ジオキシド等の上記アミンのN−オキシドが挙げられる。ホスフィンオキシドとしては、トリフェニルホスフィンオキシド、トリメチルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド等が挙げられる。スルホキシドとしては、ジフェニルスルホキシド、ジオクチルスルホキシド等が挙げられる。これらに置換する置換基としては、前述した置換基が例示される。中でも、特に、アルキル基、アリール基、アルコシキル基、アラルキル基、アリールオキシ基、ハロゲン基等が好ましい。 Specifically, for example, amines include pyridine, pyrazine, quinoline, isoquinoline, phenanthridine, 2,2'-bipyridine, 1,10-phenanthroline, and the like. Examples of the amine oxide include N-oxides of the above amines such as pyridine-N-oxide and 2,2'-bipyridine-N, N'-dioxide. Examples of the phosphine oxide include triphenylphosphine oxide, trimethylphosphine oxide, and trioctylphosphine oxide. Examples of the sulfoxide include diphenyl sulfoxide and dioctyl sulfoxide. Examples of the substituent that substitutes for these include the substituents described above. Among these, an alkyl group, an aryl group, an alkoxyl group, an aralkyl group, an aryloxy group, a halogen group and the like are particularly preferable.
これらのルイス塩基化合物の中でも、ビピリジンやフェナントロリン等のように、分子内に配位する原子、例えば窒素原子等の2個存在する場合は、1つのルイス塩基化合物で2個の補助配位子と同様な働きをさせてもよい。なお、これらのルイス塩基化合物に置換する置換基としては、前述した置換基が例示される。中でも、特に、アルキル基、アリール基、アルコシキル基、アラルキル基、アリールオキシ基、ハロゲン基等が好ましい。 Among these Lewis base compounds, when two atoms coordinated in the molecule, such as a nitrogen atom, such as bipyridine and phenanthroline, are present, two auxiliary ligands can be combined with one Lewis base compound. You may do the same work. In addition, as a substituent substituted by these Lewis base compounds, the substituent mentioned above is illustrated. Among these, an alkyl group, an aryl group, an alkoxyl group, an aralkyl group, an aryloxy group, a halogen group and the like are particularly preferable.
補助配位子として使用するルイス塩基化合物(R2)の具体例(1〜23)を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Specific examples (1 to 23) of the Lewis base compound (R 2 ) used as the auxiliary ligand are exemplified below, but the present invention is not limited thereto.
式(3)で表されるユーロピウム錯体の具体例(1〜13)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Specific examples (1 to 13) of the europium complex represented by the formula (3) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
次に、式(4)で表されるユーロピウム錯体について説明する。式(4)におけるアンモニウムイオンとしては、アルキルアミン、アリールアミン、アラルキルイオンから誘導される4級アンモニウム塩が挙げられる。アミンの置換基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル等のアルキル基;ヒドロキシエチル、メトキシエチル等の置換アルキル基;フェニル、トリル等のアリール基;ベンジル、フェネチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。 Next, the europium complex represented by Formula (4) will be described. Examples of ammonium ions in formula (4) include quaternary ammonium salts derived from alkylamines, arylamines, and aralkyl ions. Examples of amine substituents include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl and octyl; substituted alkyl groups such as hydroxyethyl and methoxyethyl; aryl groups such as phenyl and tolyl; arylalkyls such as benzyl and phenethyl groups Groups and the like.
式(4)で表されるユーロピウム錯体の具体例(1〜5)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Specific examples (1-5) of the europium complex represented by the formula (4) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
一方、芳香族基を含む置換基を有するカルボン酸イオンを配位子とする錯体としては、例えば、式(5)で表されるユーロピウム錯体が挙げられる。
(R4−(X1)n−COO)3Eu(R5)2
(5)
式(5)において、R4は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環または芳香族複素環を少なくとも1つ含む基であり、X1は2価の連結基であり、nは0または1であり、R5は、ルイス塩基からなる補助配位子である。
On the other hand, examples of the complex having a carboxylate ion having a substituent containing an aromatic group as a ligand include a europium complex represented by the formula (5).
(R 4 - (X 1) n -COO) 3 Eu (R 5) 2
(5)
In Formula (5), R 4 is a group containing at least one aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring which may have a substituent, X 1 is a divalent linking group, and n is 0 or 1 and R 5 is an auxiliary ligand comprising a Lewis base.
式(5)で表される配位子は、芳香族環を少なくとも1つ含み、π電子を8個以上有し、π電子共役系を構成するカルボン酸イオンを配位子として用いることが、吸収波長域の点から好ましい。また、芳香族環の個数は、カルボン酸イオンの母体化合物の三重項エネルギーが、ユーロピウムイオン励起状態エネルギーレベルよりも高いものであれば特に制限されないが、通常、3環式以下の芳香族または芳香族複素環を用いることが好ましい。芳香族環の個数が4環以上の場合は、例えば、芳香族環を4環以上有するピレン等の化合物は、半導体発光素子等からの光を吸収して励起された三重項エネルギーが低くなり、ユーロピウム錯体が発光しなくなるおそれがある。 The ligand represented by the formula (5) includes at least one aromatic ring, has 8 or more π electrons, and uses a carboxylate ion constituting a π electron conjugated system as a ligand. This is preferable from the viewpoint of the absorption wavelength region. The number of aromatic rings is not particularly limited as long as the triplet energy of the carboxylate ion matrix compound is higher than the europium ion excited state energy level. It is preferable to use a group heterocycle. When the number of aromatic rings is 4 or more, for example, a compound such as pyrene having 4 or more aromatic rings has low triplet energy excited by absorbing light from a semiconductor light emitting device or the like, The europium complex may not emit light.
式(5)中のR4は、置換基を有していてもよい3環式以下の芳香族環、または複素芳香族環から誘導される1価の基であることが好ましい。芳香族環としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、インデン、ビフェニレン、アセナフテン、フルオレン、フェナントレン、テトラリン、インダン、インデン等の芳香族単環式炭化水素または芳香族縮合多環式炭化水素;ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン等の芳香族炭化水素から誘導される化合物等が挙げられる。複素(ヘテロ)芳香族環としては、フラン、ピロール、チオフェン、オキサゾール、イソキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピリジン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、クマリン、ベンゾピラン、カルバゾール、キサンテン、キノリン、トリアジン等の芳香族単環式複素環または芳香族縮合多環式複素環等が挙げられる。 R 4 in formula (5) is preferably a monovalent group derived from a tricyclic or lower aromatic ring which may have a substituent, or a heteroaromatic ring. Examples of the aromatic ring include aromatic monocyclic hydrocarbons or aromatic condensed polycyclic hydrocarbons such as benzene, naphthalene, indene, biphenylene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, tetralin, indane, and indene; benzoquinone, naphthoquinone, And compounds derived from aromatic hydrocarbons such as anthraquinone. Heteroaromatic rings include aromatic monocyclic heterocycles such as furan, pyrrole, thiophene, oxazole, isoxazole, thiazole, imidazole, pyridine, benzofuran, benzothiophene, coumarin, benzopyran, carbazole, xanthene, quinoline, and triazine. Examples thereof include a ring or an aromatic condensed polycyclic heterocycle.
また、R4が有していてもよい置換基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル基;トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル等のフルオロアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;エチニル基;フェニルエチニル、ピリジルエチニル、チエニルエチニル等のアリールエチニル基;メトキシ、エトキシ等のアルコキシ基;フェニル、ナフチル等のアリール基;ベンジル、フェネチル等のアラルキル基;フェノキシ、ナフトキシ、ビフェニルオキシ等のアリールオキシ基;ヒドロキシル基;アリル基;アセチル、プロピオニル、ベンゾイル、トルオイル、ビフェニルカルボニル等のアシル基;アセトキシ、プロピオニルオキシ、ベンゾイルオキシ等のアシルオキシ基;メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル等のアリールオキシカルボニル基;カルボキシル基;カルバモイル基;アミノ基;ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、メチルベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、アセチルメチルアミノ等の置換アミノ基;メチルチオ、エチルチオ、フェニルチオ、ベンジルチオ等の置換チオ基;メルカプト基;エチルスルフォニル、フェニルスルフォニル基等の置換スルフォニル基;シアノ基;フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード等のハロゲン基等が挙げられる。これらの中でも、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルキル基、アリールオキシ基、アラルキル基、エチニル基、ハロゲン基が好ましい。なお、R4においては、これらの置換基に限定されるものではない。また、これらの置換基はさらに置換基を有していてもよい。 Examples of the substituent that R 4 may have include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl; fluoroalkyl groups such as trifluoromethyl and pentafluoroethyl; cycloalkyl groups such as cyclohexyl group; ethynyl Groups; arylethynyl groups such as phenylethynyl, pyridylethynyl and thienylethynyl; alkoxy groups such as methoxy and ethoxy; aryl groups such as phenyl and naphthyl; aralkyl groups such as benzyl and phenethyl; aryloxy such as phenoxy, naphthoxy and biphenyloxy Hydroxyl group; allyl group; acyl groups such as acetyl, propionyl, benzoyl, toluoyl, biphenylcarbonyl; acyloxy groups such as acetoxy, propionyloxy, benzoyloxy; methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl An alkoxy group such as phenoxycarbonyl; a carboxyl group; a carbamoyl group; an amino group; a substituted amino group such as dimethylamino, diethylamino, methylbenzylamino, diphenylamino, acetylmethylamino; methylthio, ethylthio, phenylthio; And substituted thio groups such as benzylthio; mercapto groups; substituted sulfonyl groups such as ethylsulfonyl and phenylsulfonyl groups; cyano groups; halogen groups such as fluoro, chloro, bromo and iodo. Among these, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a cycloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryloxy group, an aralkyl group, an ethynyl group, and a halogen group are preferable. R 4 is not limited to these substituents. Moreover, these substituents may further have a substituent.
次に、式(5)におけるカルボン酸イオンは、2価の連結基であるX1を有しない場合(n=0)と、有する場合(n=1)とに分けられる。更に、2価の連結基であるX1を有する場合(n=1)、X1は、カルボニル基を有する場合と、有しない場合との2種類に分けられる。このため、式(5)におけるカルボン酸イオンは、さらに、カルボニル基を有しない式(5−1)と、カルボニル基を有する式(5−2)とで表される。ユーロピウム錯体は、これらのカルボン酸イオンを配位子とする錯体構造のいずれであってもよい。
R4−R6−COO− (5−1)
R4−(CO)−(R6)m−COO− (5−2)
Next, the carboxylate ion in Formula (5) is divided into a case where it does not have X 1 which is a divalent linking group (n = 0) and a case where it has (n = 1). Furthermore, when having X 1 is a divalent linking group (n = 1), X 1 is a case of having a carbonyl group, are divided into two types of case no. For this reason, the carboxylate ion in Formula (5) is further represented by Formula (5-1) having no carbonyl group and Formula (5-2) having a carbonyl group. The europium complex may have any of complex structures having these carboxylate ions as ligands.
R 4 -R 6 -COO - (5-1 )
R 4 - (CO) - ( R 6) m -COO - (5-2)
式(5−1)および式(5−2)において、R6は、2価の連結基となるものであればよいが、例えば、アルキレン基、環集合炭化水素から誘導される2価の連結基、脂肪族環、芳香族環、複素環から誘導される2価の連結基等が挙げられる。また、式(5−2)において、mは0または1である。R6の、アルキレン基としては、メチレン、エチレン等が挙げられる。環集合炭化水素としては、ビフェニル、テルフェニル、ビナフチル、シクロヘキシルベンゼン、フェニルナフタレン等が挙げられる。脂肪族環としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、ノルボルナン、ビシクロヘキシル等が挙げられる。芳香族環としては、前述した芳香族環の具体例と同様な化合物が挙げられる。複素環としては、前述した芳香族複素環の他に、ピラゾリン、ピペラジン、イミダゾリジン、モルホリン等の脂肪族複素環が挙げられる。その他、−SCH2−等のチオアルキレン;−OCH2−等のオキシアルキレン;ビニレン(−C=C−)等が挙げられる。なお、R6は、これらの2価の置換基に限定されるものではない。また、これらの2価の置換基はさらに置換基を有していてもよい。 In the formula (5-1) and the formula (5-2), R 6 may be any divalent linking group, and for example, a divalent linking derived from an alkylene group or a ring-assembled hydrocarbon. And a divalent linking group derived from a group, an aliphatic ring, an aromatic ring, or a heterocyclic ring. In Formula (5-2), m is 0 or 1. Examples of the alkylene group for R 6 include methylene and ethylene. Examples of the ring assembly hydrocarbon include biphenyl, terphenyl, binaphthyl, cyclohexylbenzene, and phenylnaphthalene. Examples of the aliphatic ring include cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, norbornane, bicyclohexyl and the like. Examples of the aromatic ring include the same compounds as the specific examples of the aromatic ring described above. Examples of the heterocyclic ring include aliphatic heterocyclic rings such as pyrazoline, piperazine, imidazolidine, and morpholine in addition to the aromatic heterocyclic ring described above. Other examples include thioalkylene such as —SCH 2 —; oxyalkylene such as —OCH 2 —; vinylene (—C═C—) and the like. R 6 is not limited to these divalent substituents. Moreover, these divalent substituents may further have a substituent.
式(5)におけるカルボン酸イオンが誘導されるカルボン酸の具体例を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。式(5)においてnが0の場合の化合物は、以下のカルボン酸(1〜10)が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic acid from which the carboxylic acid ion in formula (5) is derived are illustrated below, but the present invention is not limited thereto. The following carboxylic acid (1-10) is mentioned as a compound in case n is 0 in Formula (5).
式(5)においてnが1であり、XがR6である場合(式(5−1))の化合物は、以下のカルボン酸(11〜15)が挙げられる。 In the formula (5), when n is 1 and X is R 6 (formula (5-1)), the following carboxylic acids (11 to 15) may be mentioned.
式(5−2)において、mが0の場合の化合物は、以下のカルボン酸(16,17)が挙げられる。 In the formula (5-2), examples of the compound when m is 0 include the following carboxylic acids (16, 17).
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4がフェニル基、R6がフェニル基の場合の化合物は、以下のカルボン酸(18〜30)が挙げられる。 In the formula (5-2), the following carboxylic acids (18 to 30) are exemplified as a compound in which m is 1 and R 4 is a phenyl group and R 6 is a phenyl group.
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4がフェニル基、R6がナフチル基の場合の化合物は、以下のカルボン酸(31〜34)が挙げられる。 In the formula (5-2), the following carboxylic acids (31 to 34) may be mentioned as a compound when m is 1 and R 4 is a phenyl group and R 6 is a naphthyl group.
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4がフェニル基、R6がその他の基の場合の化合物は、以下のカルボン酸(35〜37)が挙げられる。 In the formula (5-2), when m is 1, R 4 is a phenyl group, and R 6 is another group, the following carboxylic acids (35 to 37) are exemplified.
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4がナフチル基、R6が芳香族環の場合の化合物は、以下のカルボン酸(38〜41)が挙げられる。 In the formula (5-2), the following carboxylic acids (38 to 41) may be mentioned as a compound when m is 1 and R 4 is a naphthyl group and R 6 is an aromatic ring.
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4がナフチル基、R6がその他の基の場合の化合物は、以下のカルボン酸(42〜44)が挙げられる。 In the formula (5-2), examples of the compound in which m is 1 and R 4 is a naphthyl group and R 6 is another group include the following carboxylic acids (42 to 44).
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4がアセナフチル基、R6がフェニル基その他の場合の化合物は、以下のカルボン酸(45〜48)が挙げられる。 In the formula (5-2), examples of the compound in which m is 1 and R 4 is an acenaphthyl group, R 6 is a phenyl group or the like include the following carboxylic acids (45 to 48).
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4がフルオレニル基、R6がフェニル基の場合の化合物は、以下のカルボン酸(49〜55)が挙げられる。 In the formula (5-2), the following carboxylic acids (49 to 55) may be mentioned as compounds in which m is 1 and R 4 is a fluorenyl group and R 6 is a phenyl group.
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4がフェナントレニル基、R6がフェニル基その他の場合の化合物は、以下のカルボン酸(56〜59)が挙げられる。 In the formula (5-2), examples of the compound in which m is 1 and R 4 is a phenanthrenyl group, R 6 is a phenyl group or the like include the following carboxylic acids (56 to 59).
式(5−2)において、mが1の場合であって、R4が複素環基、R6がフェニル基の場合の化合物は、以下のカルボン酸(60,61,I−1〜I−21)が挙げられる。 In the formula (5-2), when m is 1, R 4 is a heterocyclic group, and R 6 is a phenyl group, the compound has the following carboxylic acid (60, 61, I-1 to I— 21).
式(5)における配位子としてのカルボン酸イオンが誘導されるカルボン酸は、公知の合成方法により合成することができる。合成法については、例えば、新実験化学講座第14巻「有機化合物の合成と反応(II)」第921頁(1977)日本化学会編、または、第4版実験化学講座第22巻「有機合成IV」第1頁(1992)日本化学会編等に記載されている。代表的な合成法としては、対応する第1アルコールやアルデヒドの酸化反応、エステルやニトリルの加水分解反応、酸無水物によるフリーデル・クラフツ反応等が挙げられる。 The carboxylic acid from which the carboxylate ion as the ligand in formula (5) is derived can be synthesized by a known synthesis method. Regarding the synthesis method, for example, New Experimental Chemistry Course Vol. 14 “Synthesis and Reaction of Organic Compounds (II)”, page 921 (1977), edited by The Chemical Society of Japan, or 4th edition Experimental Chemistry Course Volume 22 “Organic Synthesis”. IV ", page 1 (1992) edited by the Chemical Society of Japan. Typical examples of the synthesis method include oxidation reaction of the corresponding primary alcohol or aldehyde, hydrolysis reaction of ester or nitrile, Friedel-Crafts reaction with acid anhydride, and the like.
特に、無水フタル酸、ナフタル酸無水物、無水こはく酸、ジフェン酸無水物、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、2,3−ピリダジンジカルボン酸無水物等のジカルボン酸の環状無水物を用いたフリーデル・クラフツ反応では、分子内にカルボニル基を有するカルボン酸が合成できる。例えば、芳香族炭化水素または芳香族複素環と無水フタル酸とを用いたフリーデル・クラフツ反応によれば、下記反応式に示すように、ベンゼン環のオルト位にカルボニル基が結合したカルボン酸が容易に合成できる。ベンゼン環のオルト位にカルボニル基が結合したカルボン酸は、パラ位置換体に比べ輝度が高い錯体が得られやすいことから好ましい。なお、式中、Arは、芳香族炭化水素または芳香族複素環を表す。 In particular, cyclic anhydrides of dicarboxylic acids such as phthalic anhydride, naphthalic anhydride, succinic anhydride, diphenic anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, 2,3-pyridazine dicarboxylic anhydride were used. In the Friedel-Crafts reaction, a carboxylic acid having a carbonyl group in the molecule can be synthesized. For example, according to the Friedel-Crafts reaction using an aromatic hydrocarbon or aromatic heterocycle and phthalic anhydride, a carboxylic acid having a carbonyl group bonded to the ortho position of the benzene ring is represented by the following reaction formula. Easy to synthesize. A carboxylic acid having a carbonyl group bonded to the ortho position of the benzene ring is preferable because a complex having higher luminance than that of the para-substituted product can be easily obtained. In the formula, Ar represents an aromatic hydrocarbon or an aromatic heterocyclic ring.
式(5)におけるルイス塩基からなる補助配位子(R5)としては、前述した式(3)におけるルイス塩基からなる補助配位子(R2)と同様な化合物が挙げられる。 Examples of the auxiliary ligand (R 5 ) composed of the Lewis base in Formula (5) include the same compounds as the auxiliary ligand (R 2 ) composed of the Lewis base in Formula (3) described above.
このようなカルボン酸を配位したユーロピウム錯体としては以下のものを例示することができる。 The following can be illustrated as a europium complex which coordinated such carboxylic acid.
本発明においては、赤色蛍光性錯体であるユーロピウム錯体とともに用いられる青色蛍光体と緑色蛍光体としては、前記の蛍光性錯体の他、公知の蛍光体を使用することができる。このような蛍光体としては、例えば、青色蛍光体として、ZnS:Ag、Sr5(PO4)3Cl:Eu、BaMgAl10O17:Eu等の無機蛍光体が挙げられる。また、緑色蛍光体としては、ZnS:Cu、ZnS:CuAl、BaMgAl10O17:Eu,Mn等の無機蛍光体が挙げられる。
白色光を発光させるには、これらの蛍光体を組み合わせて使用すればよい。
In the present invention, as the blue phosphor and the green phosphor used together with the europium complex which is a red fluorescent complex, known phosphors can be used in addition to the above-described fluorescent complexes. Examples of such phosphors include inorganic phosphors such as ZnS: Ag, Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu as blue phosphors. In addition, examples of the green phosphor include inorganic phosphors such as ZnS: Cu, ZnS: CuAl, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn.
In order to emit white light, these phosphors may be used in combination.
本発明に用いるLED(発光ダイオード)は、近紫外LEDであり、発光ピーク波長としては、360nmから470nmの範囲にあることが好ましく、特に、380nmから470nmにピーク波長を有することが好ましい。とりわけ、405±10nmの発光ピーク波長を有するLEDを用いることが好ましい。
ピーク波長が過度に短波長側にあると、錯体等の有機化合物が光劣化しやすくなり、ピーク波長が過度に長波長側にある場合は、蛍光性錯体の発光に必要な光励起エネルギーが得られず、蛍光体が発光できなくなる。
The LED (light emitting diode) used in the present invention is a near-ultraviolet LED, and the emission peak wavelength is preferably in the range of 360 nm to 470 nm, and particularly preferably has a peak wavelength in the range of 380 nm to 470 nm. In particular, it is preferable to use an LED having an emission peak wavelength of 405 ± 10 nm.
If the peak wavelength is excessively short, organic compounds such as complexes are likely to be photodegraded. If the peak wavelength is excessively long, photoexcitation energy necessary for the emission of the fluorescent complex can be obtained. Therefore, the phosphor cannot emit light.
昭和電工株式会社製の近紫外LED GU35S400T(中心波長400nm)を実装したステム基板2に、ガラス管4を装着した。
ガラス管4は、日本電気硝子社製のアルミノホウ珪酸ガラス(硼珪酸ガラスBFK)を用いた。内径φ5mm、外径φ6mm、長さ300mmのものを用い、その内周面には、表面微細加工を施した。また、その端面には、曲率半径6mmのRを設けた。この内周面に、窒素中の雰囲気で、前述のユーロピウム錯体化合物1−1[式(1)において、X=H、Y=CF3、Y=H、p=2、q=3の組合せのもの]を配置した。ステム基板2の外周面の半田メッキには、Sn系半田であるSnCu系のCu2.5%の半田メッキを用い、ガラス菅4にステム基板2を常温の下、所定の圧力で圧入して気密封止した(図2、3参照)。
気密性をレッド液で検査した。この液に浸漬して、6時間後、外観検査で判断した。その結果、気密性に優れることがわかった。
その結果、高い色再現性を持った赤色発光が観察された。
A
As the
Airtightness was checked with red liquid. After 6 hours of immersion in this solution, the appearance was judged by visual inspection. As a result, it turned out that it is excellent in airtightness.
As a result, red light emission with high color reproducibility was observed.
実施例1と同様のガラス管4を用い、この内周面に、窒素中の雰囲気で、前述のユーロピウム錯体化合物1−1[式(1)において、X=H、Y=CF3、Y=H、p=2、q=3の組合せのもの]を配置した。使用する基板は、ステム基板2に枠体6が一体に形成されたステム基板9を用いている。枠体6の内周面は、実施例1と同様に半田メッキされており、ガラス菅4にステム基板9を常温の下、所定の圧力で圧入し、気密封止した(図4、5、6参照)。
気密性をレッド液で検査した。この液に浸漬して、6時間後、外観検査で判断した。その結果、気密性に優れることがわかった。
その結果、高い色再現性を持った赤色発光が観察された。
Using the
Airtightness was checked with red liquid. After 6 hours of immersion in this solution, the appearance was judged by visual inspection. As a result, it turned out that it is excellent in airtightness.
As a result, red light emission with high color reproducibility was observed.
実施例1、2において、注入するペーストとして、BaMgAl10O17:Eu(青色蛍光体)、ZnS:Cu(緑色蛍光体)、および実施例1と同じユーロピウム錯体化合物1−1(赤色蛍光体)の混合物をポリビニルアルコールに分散させたものを用いるほかは同様の操作を行い、実施例1、2と同様にして発光装置を組み立てたところ、高い色再現性を持った白色発光が観察された。 In Examples 1 and 2, as pastes to be injected, BaMgAl 10 O 17 : Eu (blue phosphor), ZnS: Cu (green phosphor), and the same europium complex compound 1-1 (red phosphor) as in Example 1 A light emitting device was assembled in the same manner as in Examples 1 and 2 except that the above mixture was dispersed in polyvinyl alcohol, and white light emission with high color reproducibility was observed.
実施例1〜3において、ユーロピウム錯体(赤色蛍光体)を、前述の各種例示化合物にかえるほかは、同様の操作を行ったところ、同様に、良好な結果が得られた。
また、上記の本実施形態および本実施例1〜3で述べた発光装置によって、白色光を発光させれば、液晶ディスプレイで用いられる線状光源として有用である。
In Examples 1 to 3, when the same operation was performed except that the europium complex (red phosphor) was changed to the above-described various exemplary compounds, similarly good results were obtained.
In addition, if white light is emitted by the light emitting device described in the present embodiment and Examples 1 to 3, it is useful as a linear light source used in a liquid crystal display.
白色LED、特に色ばらつきの少ない白色LEDを実現できる発光装置が得られる。 A light emitting device capable of realizing a white LED, particularly a white LED with little color variation is obtained.
1 発光素子
10 発光装置
2、9 ステム基板
3 リード
4 ガラス管
5 半田材料
6 枠体
7 有機系蛍光体
8 ワイヤー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element 10 Light-emitting
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006144704A JP2007317807A (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Light-emitting device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006144704A JP2007317807A (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Light-emitting device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007317807A true JP2007317807A (en) | 2007-12-06 |
Family
ID=38851420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006144704A Pending JP2007317807A (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Light-emitting device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007317807A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012509578A (en) * | 2008-11-18 | 2012-04-19 | クリー インコーポレイテッド | Semiconductor light emitting device including elongated hollow wavelength conversion tube and method of assembling the same |
US8853712B2 (en) | 2008-11-18 | 2014-10-07 | Cree, Inc. | High efficacy semiconductor light emitting devices employing remote phosphor configurations |
US9052416B2 (en) | 2008-11-18 | 2015-06-09 | Cree, Inc. | Ultra-high efficacy semiconductor light emitting devices |
EP3281923A1 (en) * | 2016-08-03 | 2018-02-14 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Synthetic quartz glass lid and optical device package |
-
2006
- 2006-05-24 JP JP2006144704A patent/JP2007317807A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012509578A (en) * | 2008-11-18 | 2012-04-19 | クリー インコーポレイテッド | Semiconductor light emitting device including elongated hollow wavelength conversion tube and method of assembling the same |
US8853712B2 (en) | 2008-11-18 | 2014-10-07 | Cree, Inc. | High efficacy semiconductor light emitting devices employing remote phosphor configurations |
US9046248B2 (en) | 2008-11-18 | 2015-06-02 | Cree, Inc. | Semiconductor light emitting apparatus including bulb and screw-type base |
US9052416B2 (en) | 2008-11-18 | 2015-06-09 | Cree, Inc. | Ultra-high efficacy semiconductor light emitting devices |
EP3281923A1 (en) * | 2016-08-03 | 2018-02-14 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Synthetic quartz glass lid and optical device package |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007317787A (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2007324337A (en) | Linear light emitter and its manufacturing method, and light emitting device using the same | |
US20060132011A1 (en) | Light emitting device | |
US7396488B2 (en) | Light emitting device and fluorescent material | |
JP4559922B2 (en) | Fluorescent complex and lighting device using the same | |
JP5731693B2 (en) | Organic electronic devices | |
US8377334B2 (en) | Coated phosphors, methods of making them, and articles comprising the same | |
JP2008297250A (en) | Fluorescent rare earth metal complex, and luminescent element, security medium and illumination device produced by using the complex | |
JP2007317807A (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2008124114A (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
WO2005075598A1 (en) | Light emitting device and lighting device using it, image display unit | |
JP4948713B2 (en) | Color conversion material, composition containing the material, color conversion optical component using the composition, and light-emitting device using the color conversion optical component | |
JP2004356358A (en) | Light emitting device and lighting device | |
JP2008124117A (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
KR101503986B1 (en) | Organic light emitting device | |
JP2005252250A (en) | Light emitting device, and lighting device and image display unit using it | |
JP2005041942A (en) | Luminescent substance, light emitting apparatus using the same, lighting apparatus and image display apparatus using light emitting apparatus | |
JP2006016577A (en) | Organic electroluminescent material and light-emitting device | |
JP2005008872A (en) | Light emitting device and fluorophor | |
JP2020121936A (en) | Organic iridium complex for organic electroluminescent element | |
JP2010077058A (en) | Terbium complex and light-emitting device using the same | |
JP2005041941A (en) | Luminescent substance, method for producing the same, light emitting apparatus using luminescent substance, lighting apparatus and image display apparatus using light emitting apparatus | |
JP2003212959A (en) | Luminescent device | |
JP4686715B2 (en) | Organic EL hybrid material and manufacturing method thereof | |
CN115368254B (en) | Radioactive source excitable compound, preparation method and luminescent material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20090525 |