[发明专利]光子上转换膜及其制造方法

说明书

本发明提供一种新的上转换膜及其制造方法，所述上转换膜的发光效率高且为固体体系。本发明的上转换膜是由至少包含受体、供体和基体树脂的组合物构成的拉伸膜，其中，所述基体树脂为聚乙烯醇类树脂，所述基体树脂通过拉伸而进行取向。本发明的上转换膜的制造方法是包括对至少包含受体、供体和基体树脂的组合物进行拉伸的工序的光子上转换膜的制造方法，其中，所述基体树脂为聚乙烯醇类树脂，所述拉伸为在硼酸水溶液中的湿式拉伸。

技术领域

本发明涉及光子上转换膜及其制造方法，该光子上转换膜针对激发光的照射而显示出比激发光更靠短波长侧的发光。

背景技术

将低能量的光转换为高能量的光子上转换(以下有时仅记载为“上转换”)现象是一般不会被观测到的特殊现象，如果能够将该技术实用化，则可期待与目前为止的光的利用方法不同的应用展开(太阳能电池领域、光催化剂领域、生物成像领域、光学设备领域等)。

作为有机材料中的上转换发光，已知有利用三重态的分子互相碰撞而引起的三重态-三重态湮灭(TTA)的技术。

在利用TTA的上转换中，对于将供体分子和受体分子溶解于溶剂中得到的溶液体系而言，通过供体分子和受体分子的扩散而有效地进行能量的给予和接受。

但是，对于溶液体系而言，所能够实用化的领域有限，无法扩大未来的应用展开的可能性。

因此，也正在进行固体状态下的高效率上转换发光的研究开发。

但是，在固体状态下几乎不会发生分子的扩散。因此，还研究了通过在基体中高浓度地混合分子从而增大TTA的概率来实现上转换现象，但由于扩散有限，因此无法期望TTA的概率大幅提高。

在以上的背景下，还提出了利用具有被精密控制的晶体结构的MOF(metalorganic framework：金属有机框架)络合物的方法(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/204301号

发明内容

据报道，在利用MOF络合物的上述方法中，通过这些络合物的特征、亦即有序性良好地配置的分子，三重态能量高效地在分子间转移，显示出优异的上转换特性。

然而，仅以极微小的MOF络合物来制作成型物是非常困难的。而且，在与树脂复合化的情况下，材料整体的效率显著下降。

因此，本发明从与以往不同的观点进行了研究，其课题在于，提供发光效率高且固体体系的新的上转换膜及其制造方法。

为了解决上述问题，本发明具有以下的构成。

即，本发明的上转换膜是由至少包含受体、供体和基体树脂的组合物构成的拉伸膜，其中，所述基体树脂为聚乙烯醇类树脂，所述基体树脂通过拉伸而进行取向。

此外，本发明的上转换膜的制造方法是包括对至少包含受体、供体和基体树脂的组合物进行拉伸的工序的光子上转换膜的制造方法，其中，所述基体树脂为聚乙烯醇类树脂，所述拉伸为在硼酸水溶液中的湿式拉伸。

发明效果

根据本发明，从供体向受体的三重态能量的转移可高效地进行，并且，由于可以作为固体体系的膜提供，因此不仅应用可能性高，还具有其制作也能够简易地进行这样的优点。

附图说明

图1示出基于三重态-三重态湮灭的上转换的机理的示意图。

图2为示出实施例1、2和比较例1的膜的发光特性的曲线图。

图3为示出实施例3和比较例2的膜的发光特性的曲线图。

图4为示出实施例4和比较例3的膜的发光特性的曲线图。