JP2018522848A - 化合物およびこれを含む色変換フィルム - Google Patents

化合物およびこれを含む色変換フィルム Download PDF

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Abstract

本明細書は、新規な化合物、これを含む色変換フィルム、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関する。

Description

本出願は、2015年10月27日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10−2015−0149665号、および2016年5月31日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10−2016−0067503号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、新規な化合物、これを含む色変換フィルム、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関する。
既存の発光ダイオード(LED)は、青色光発光ダイオードに緑色燐光体および赤色燐光体を混合するか、UV光放出発光ダイオードに黄色燐光体および青−緑色燐光体を混合して得られる。しかし、この方式は色を制御しにくく、これによって演色性が良くない。したがって、色再現率が低下する。
このような色再現率の低下を克服し、生産費用を低減するために、量子ドットをフィルム化して青色LEDに結合させる方式で緑色および赤色を実現する方式が、最近試みられている。しかし、カドミウム系の量子ドットは、安全性の問題があり、その他の量子ドットは、カドミウム系に比べて効率が大きく低下する。また、量子ドットは、酸素および水に対する安定度が低下し、凝集する場合、その性能が著しく低下するという欠点がある。さらに、量子ドットの生産時、その大きさを一定に維持しにくく、生産単価が高い。
韓国特許公開第2000−0011622号
本明細書は、新規な化合物、これを含む色変換フィルム、バックライトユニットおよびディスプレイ装置を提供する。
本明細書の一実施態様によれば、下記化学式1で表される化合物を提供する。
[化学式1]
前記化学式1において、
X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基;ニトリル基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;−O(C=O)R;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアルキニル基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
Rは、置換もしくは非置換のアルキル基であり、
R1〜R6のうちの少なくとも1つは、下記化学式2で表され、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、下記化学式3で表される基;水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
R7は、−(L)−Aで表され、
Lは、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
Aは、下記化学式3で表される基;水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
rは、1〜10の整数であり、
rが2以上の場合、2以上のLは、互いに同一または異なり、
[化学式2]
前記化学式2において、
L1は、下記化学式4〜6のうちのいずれか1つで表され、
L2は、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
Ar1は、下記化学式3で表され、
mは、1〜5の整数であり、
nは、1〜3の整数であり、
mおよびnがそれぞれ2以上の場合、2以上の括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
は、前記化学式1のR1〜R6のうちの少なくとも1つに結合される部位であり、
[化学式3]
前記化学式3において、
Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、前記化学式2のL2と結合される部位であるか、前記化学式1のR1〜R7のうちのいずれか1つに結合される部位であり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、隣接した基は、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成し、
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
前記化学式4〜6において、
*は、前記化学式1のR1〜R6のうちの少なくとも1つに結合される部位であるか、前記化学式2のL2に結合される部位であり、
G1〜G6は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
M1は、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、樹脂マトリックス;および前記樹脂マトリックス内に分散した、前記化学式1で表される化合物を含む色変換フィルムを提供する。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記色変換フィルムを含むバックライトユニットを提供する。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記バックライトユニットを含むディスプレイ装置を提供する。
本明細書の一実施態様に係る金属錯体すなわち、前記化学式1で表される化合物は、蛍光効率が高いだけでなく、水や酸素に対して安定し、量子ドットに比べて生産単価が低い。したがって、本明細書に記載の化学式1で表される化合物を色変換フィルムの蛍光物質として用いることにより、輝度および色再現率に優れ、製造工程が簡単で製造単価が低い色変換フィルムを提供することができる。
本明細書の一実施態様に係る色変換フィルムをバックライトに適用した模式図である。 化合物1−1の輝度スペクトルを示す図である。 化合物1−23の輝度スペクトルを示す図である。 化合物1−25の輝度スペクトルを示す図である。 化合物1−71の輝度スペクトルを示す図である。 化合物1−79の輝度スペクトルを示す図である。 化合物1−80の輝度スペクトルを示す図である。 化合物1−82の輝度スペクトルを示す図である。 化合物1−83の輝度スペクトルを示す図である。 化合物1−84の輝度スペクトルを示す図である。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書の一実施態様に係る色変換フィルムは、前記化学式1で表される化合物を提供する。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、2つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合された水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子の置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、2以上置換される場合、2以上の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;イミド基;アミド基;カルボニル基;エステル基;エーテル基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のクマリン基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロ環基からなる群より選択された1または2以上の置換基で置換されているか、前記例示された置換基のうちの2以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、またはいずれの置換基も有しないことを意味する。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、2個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。
本明細書において、
は、他の置換基または結合部に結合される部位を意味する。
本明細書において、ハロゲン基は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素になってもよい。
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜30のものが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、アミド基は、アミド基の窒素が水素、炭素数1〜30の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数6〜30のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、カルボニル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜30のものが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が炭素数1〜25の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数6〜30のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、エーテル基は、エーテル基の酸素が炭素数1〜25の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数6〜30のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、クマリン基(coumarin)は、クマリン基の炭素がハロゲン基、ニトリル基、炭素数1〜25の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基;アミン基;炭素数1〜25の直鎖もしくは分枝鎖アルコキシ基;または炭素数6〜30のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1〜30のものが好ましい。具体例としては、メチル、エチル、プロピル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、1−メチル−ブチル、1−エチル−ブチル、ペンチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、ヘキシル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、ヘプチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、n−オクチル、tert−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、1−エチル−プロピル、1,1−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、2−メチルペンチル、4−メチルヘキシル、5−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3〜30のものが好ましく、具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、3−メチルシクロペンチル、2,3−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,3−ジメチルシクロヘキシル、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖もしくは環鎖であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜30のものが好ましい。具体的には、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、i−プロピルオキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、sec−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、3,3−ジメチルブチルオキシ、2−エチルブチルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ、ベンジルオキシ、p−メチルベンジルオキシなどになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アミン基は、−NH;モノアルキルアミン基;ジアルキルアミン基;N−アルキルアリールアミン基;モノアリールアミン基;ジアリールアミン基;N−アリールヘテロアリールアミン基;N−アルキルヘテロアリールアミン基、モノヘテロアリールアミン基、およびジヘテロアリールアミン基からなる群より選択されてもよいし、炭素数は特に限定されないが、1〜30のものが好ましい。アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、9−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、ジトリルアミン基、N−フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基、N−フェニルビフェニルアミン基;N−フェニルナフチルアミン基;N−ビフェニルナフチルアミン基;N−ナフチルフルオレニルアミン基;N−フェニルフェナントレニルアミン基;N−ビフェニルフェナントレニルアミン基;N−フェニルフルオレニルアミン基;N−フェニルターフェニルアミン基;N−フェナントレニルフルオレニルアミン基;N−ビフェニルフルオレニルアミン基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、N−アルキルアリールアミン基は、アミン基のNにアルキル基およびアリール基が置換されたアミン基を意味する。
本明細書において、N−アリールヘテロアリールアミン基は、アミン基のNにアリール基およびヘテロアリール基が置換されたアミン基を意味する。
本明細書において、N−アルキルヘテロアリールアミン基は、アミン基のNにアルキル基およびヘテロアリール基が置換されたアミン基を意味する。
本明細書において、アルキルアミン基、N−アルキルアリールアミン基、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基、N−アルキルヘテロアリールアミン基中のアルキル基は、前述したアルキル基の例示の通りである。具体的には、アルキルチオキシ基としては、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、tert−ブチルチオキシ基、ヘキシルチオキシ基、オクチルチオキシ基などがあり、アルキルスルホキシ基としては、メシル、エチルスルホキシ基、プロピルスルホキシ基、ブチルスルホキシ基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2〜30のものが好ましい。具体例としては、ビニル、1−プロペニル、イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、3−メチル−1−ブテニル、1,3−ブタジエニル、アリル、1−フェニルビニル−1−イル、2−フェニルビニル−1−イル、2,2−ジフェニルビニル−1−イル、2−フェニル−2−(ナフチル−1−イル)ビニル−1−イル、2,2−ビス(ジフェニル−1−イル)ビニル−1−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、シリル基は、具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ホウ素基は、−BR100101であってもよいし、前記R100およびR101は、同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;置換もしくは非置換の炭素数3〜30の単環もしくは多環のシクロアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜30の単環もしくは多環のアリール基;および置換もしくは非置換の炭素数2〜30の単環もしくは多環のヘテロアリール基からなる群より選択されてもよい。
本明細書において、ホスフィンオキシド基は、具体的には、ジフェニルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシドなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数6〜30のものが好ましく、前記アリール基は、単環式もしくは多環式であってもよい。
前記アリール基が単環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数6〜30のものが好ましい。具体的には、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
前記アリール基が多環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数10〜30のものが好ましい。具体的には、多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、トリフェニル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記フルオレニル基は置換されていてもよいし、隣接した基が互いに結合して環を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、
などになってもよい。ただし、これらに限定されるものではない。
本明細書において、「隣接した」基は、当該置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、当該置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、または当該置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味することができる。例えば、ベンゼン環におけるオルト(ortho)位に置換された2個の置換基、および脂肪族環における同一炭素に置換された2個の置換基は、互いに「隣接した」基と解釈されてもよい。
本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基、N−アリールアルキルアミン基、N−アリールヘテロアリールアミン基、およびアリールホスフィン基中のアリール基は、前述したアリール基の例示の通りである。具体的には、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、p−トリルオキシ基、m−トリルオキシ基、3,5−ジメチル−フェノキシ基、2,4,6−トリメチルフェノキシ基、p−tert−ブチルフェノキシ基、3−ビフェニルオキシ基、4−ビフェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−メチル−1−ナフチルオキシ基、5−メチル−2−ナフチルオキシ基、1−アントリルオキシ基、2−アントリルオキシ基、9−アントリルオキシ基、1−フェナントリルオキシ基、3−フェナントリルオキシ基、9−フェナントリルオキシ基などがあり、アリールチオキシ基としては、フェニルチオキシ基、2−メチルフェニルチオキシ基、4−tert−ブチルフェニルチオキシ基などがあり、アリールスルホキシ基としては、ベンゼンスルホキシ基、p−トルエンスルホキシ基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記アリール基が2以上を含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含んでもよい。例えば、前記アリールアミン基中のアリール基は、前述したアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、ヘテロアリール基は、炭素でない原子、異種原子を1以上含むものであって、具体的には、前記異種原子は、O、N、Se、およびSなどからなる群より選択される原子を1以上含むことができる。炭素数は特に限定されないが、炭素数2〜30のものが好ましく、前記ヘテロアリール基は、単環式もしくは多環式であってもよい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラニル基、ピロール基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、アクリジル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、 フェナントロリン基(phenanthroline)、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、フェノチアジニル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロアリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のジヘテロアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリヘテロアリールアミン基がある。前記ヘテロアリール基が2以上を含むヘテロアリールアミン基は、単環式ヘテロアリール基、多環式ヘテロアリール基、または単環式ヘテロアリール基と多環式ヘテロアリール基を同時に含んでもよい。例えば、前記ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、前述したヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、N−アリールヘテロアリールアミン基およびN−アルキルヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基の例示は、前述したヘテロアリール基の例示の通りである。
本明細書において、隣接した基が互いに結合して形成される置換もしくは非置換の環において、「環」は、置換もしくは非置換の炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロ環を意味する。
本明細書において、炭化水素環は、芳香族、脂肪族、または芳香族と脂肪族との縮合環であってもよいし、前記1価でないものを除き、前記シクロアルキル基またはアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、芳香族環は、単環もしくは多環であってもよいし、1価でないものを除き、前記アリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、ヘテロ環は、炭素でない原子、異種原子を1以上含むものであって、具体的には、前記異種原子は、O、N、Se、およびSなどからなる群より選択される原子を1以上含むことができる。前記ヘテロ環は、単環もしくは多環であってもよいし、芳香族、脂肪族、または芳香族と脂肪族との縮合環であってもよいし、1価でないものを除き、前記ヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、R2およびR5のうちの少なくとも1つは、前記化学式2で表される。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、R2は、前記化学式2で表される。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、R5は、前記化学式2で表される。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、R2およびR5は、前記化学式2で表される。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1は、下記化学式1−1または1−2で表される。
[化学式1−1]
[化学式1−2]
前記化学式1−1および1−2において、
R1〜R7、X1およびX2の定義は、前記化学式1と同じであり、
L1、L2、並びにmおよびnの定義は、前記化学式2と同じであり、
Q11およびQ12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、隣接した基は、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成し、
L11は、前記化学式4〜6のうちのいずれか1つで表され、
L12は、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
q11、q12およびm1はそれぞれ、1〜5の整数であり、
n1は、1〜3の整数であり、
q11、q12、m1およびn1がそれぞれ2以上の場合、2以上の括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1は、下記化学式1−3〜1−8のうちのいずれか1つで表される。
[化学式1−3]
[化学式1−4]
[化学式1−5]
[化学式1−6]
[化学式1−7]
[化学式1−8]
前記化学式1−3〜1−8において、
R1〜R7、X1およびX2の定義は、前記化学式1と同じであり、
L1、L2、並びにmおよびnの定義は、前記化学式2と同じであり、
G1およびG2の定義は、前記化学式4と同じであり、
G3およびG4の定義は、前記化学式5と同じであり、
G5およびG6の定義は、前記化学式6と同じであり、
Q11およびQ12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、隣接した基は、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成し、
L11は、前記化学式4〜6のうちのいずれか1つで表され、
L12およびG11〜G16は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
q11、q12およびm1はそれぞれ、1〜5の整数であり、
n1は、1〜3の整数であり、
q11、q12、m1およびn1がそれぞれ2以上の場合、2以上の括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基;ニトリル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;−O(C=O)R;置換もしくは非置換のアルキニル基;または置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基;ニトリル基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルコキシ基;−O(C=O)R;アルキル基で置換されたシリル基、アルキル基で置換もしくは非置換のアリール基、前記化学式3で表される基、またはヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアルキニル基;またはハロゲン基、ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基;ニトリル基;メトキシ基;ハロゲン基で置換されたn−ブトキシ基;−O(C=O)R;アルキル基で置換されたシリル基、アルキル基で置換もしくは非置換のアリール基、前記化学式3で表される基、またはヘテロアリール基で置換もしくは非置換のエチニル基(ethynyl);ハロゲン基、ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基で置換もしくは非置換のフェニル基;またはアルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基である。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記Rは、置換もしくは非置換のアルキル基である。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記Rは、ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基である。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記Rは、ハロゲン基で置換もしくは非置換のメチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フッ素;ニトリル基;メトキシ基;フッ素で置換されたn−ブトキシ基;−O(C=O)CH;−O(C=O)CF;メチル基で置換されたシリル基、イソプロピル基で置換されたシリル基、t−ブチル基で置換されたフェニル基、ピレニル基、クマリン基、またはジベンゾフラン基で置換もしくは非置換のエチニル基(ethynyl);フッ素、フッ素で置換もしくは非置換のメチル基、t−ブチル基、ナフチル基、またはカルバゾリル基で置換もしくは非置換のフェニル基;またはメチル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Lは、直接結合;−O−;アルキレン基;アリーレン基;またはヘテロアリーレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Lは、直接結合;−O−;メチレン基;エチレン基;n−プロピレン基;n−ブチレン基;フェニレン基;ビフェニリレン基;ターフェニレン基またはトリアゾリレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Aは、ハロゲン基;ニトリル基;エステル基;カルボキシ基(−COOH);ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基;アルコキシ基;または前記化学式3で表される基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Aは、フッ素;ニトリル基;アルキルエステル基;カルボキシ基(−COOH);フッ素で置換もしくは非置換のアルキル基;アルコキシ基;または前記化学式3で表される基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Aは、フッ素;ニトリル基;メチルエステル基;カルボキシ基(−COOH);フッ素で置換もしくは非置換のメチル基;t−ブチル基;メトキシ基;ヘキシルオキシ基、クマリン基;またはフッ素で置換されたメチル基で置換されたクマリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、R1〜R6のうちの少なくとも1つは、前記化学式2で表され、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基;ハロゲン基、アリール基で置換されたアルキル基、ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基、前記化学式3で表される基、アルコキシ基、アリール基、およびアリール基で置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択される1以上で置換もしくは非置換のアリール基;アリール基で置換もしくは非置換のヘテロアリール基;または前記化学式3で表される基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、R1〜R6のうちの少なくとも1つは、前記化学式2で表され、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基;ハロゲン基、アリール基で置換されたアルキル基、ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基、前記化学式3で表される基、アルコキシ基、アリール基、およびアリール基で置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択される1以上で置換もしくは非置換のフェニル基;ナフチル基;ピレニル基;アルキル基で置換されたフルオレニル基;アリール基で置換もしくは非置換のカルバゾリル基;ジベンゾフラン基;またはアルキルアミン基で置換もしくは非置換のクマリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、R1〜R6のうちの少なくとも1つは、前記化学式2で表され、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;ハロゲン基で置換もしくは非置換のメチル基;ハロゲン基、アリール基で置換されたアルキル基、ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基、前記化学式3で表される基、アルコキシ基、アリール基、およびアリール基で置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択される1以上で置換もしくは非置換のフェニル基;ナフチル基;ピレニル基;アルキル基で置換されたフルオレニル基;アリール基で置換もしくは非置換のカルバゾリル基;ジベンゾフラン基;またはアルキルアミン基で置換もしくは非置換のクマリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1において、R1〜R6のうちの少なくとも1つは、前記化学式2で表され、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;フッ素で置換もしくは非置換のメチル基;フッ素、t−ブチル基、フェニル基で置換されたメチル基、フッ素で置換されたメチル基、メトキシ基、フェニル基で置換されたトリアジニル基、およびクマリン基からなる群より選択される1以上で置換もしくは非置換のフェニル基;ナフチル基;ピレニル基;メチル基で置換されたフルオレニル基;フェニル基で置換もしくは非置換のカルバゾリル基;ジベンゾフラン基またはジエチルアミン基で置換もしくは非置換のクマリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式2において、L2は、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;アルキレン基;アリーレン基;またはヘテロアリーレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式2において、L2は、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;メチレン基;エチレン基;n−プロピレン基;イソプロピレン基;n−ブチレン基;t−ブチレン基;ヘキシレン基;フェニレン基;またはトリアゾリレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式4〜6において、G1〜G6は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;またはアルキレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式4〜6において、G1〜G6は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;メチレン基;またはエチレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式3において、Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、前記化学式2のL2と結合される部位であるか、前記化学式1のR1〜R7のうちのいずれか1つに結合される部位であり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;ハロゲン基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基;またはジアルキルアミン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式3において、Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、前記化学式2のL2と結合される部位であるか、前記化学式1のR1〜R7のうちのいずれか1つに結合される部位であり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;ハロゲン基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のメチル基;エチル基;メトキシ基;またはジエチルアミン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式3において、Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、前記化学式2のL2と結合される部位であるか、前記化学式1のR1〜R7のうちのいずれか1つに結合される部位であり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;塩素;フッ素で置換もしくは非置換のメチル基;エチル基;メトキシ基;またはジエチルアミン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式3において、Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、前記化学式2のL2と結合される部位であるか、前記化学式1のR1〜R7のうちのいずれか1つに結合される部位であり、残りのうちの隣接した2以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換のヘテロ環を形成する。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式3において、Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、前記化学式2のL2と結合される部位であるか、前記化学式1のR1〜R7のうちのいずれか1つに結合される部位であり、残りのうちの隣接した2以上の基は、互いに結合してヘキサヒドロキノリジン環を形成する。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式3において、Q2、Q3およびQ4は、互いに結合してヘキサヒドロキノリジン環を形成する。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1で表される化合物は、フィルム状態における最大発光ピークが500nm〜550nm内に存在する。このような化合物は、緑色光を発光する。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1で表される化合物は、フィルム状態における最大発光ピークが500nm〜550nm内に存在し、発光ピークの半値幅が50nm以下である。このような小さい半値幅を有する場合、色再現率をさらに高めることができる。この時、前記化学式1で表される化合物の発光ピークの半値幅は小さいほど良い。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1で表される化合物は、フィルム状態における最大発光ピークが600nm〜650nm内に存在する。このような化合物は、赤色光を発光する。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1で表される化合物は、フィルム状態における最大発光ピークが600nm〜650nm内に存在し、発光ピークの半値幅が60nm以下である。このような小さい半値幅を有する場合、色再現率をさらに高めることができる。この時、前記化学式1で表される化合物の発光ピークの半値幅は、5nm以上であってもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1で表される化合物の量子効率は、0.8以上である。
本明細書において、「フィルム状態」とは、溶液状態でなく、前記化学式1で表される化合物単独で、または半値幅、量子効率を測定するのに影響を及ぼさない他の成分と混合してフィルム状に製造した状態を意味する。
本明細書において、前記半値幅は、前記化学式1で表される化合物から発光した光の最大発光ピークにおける最大高さの半分の時の発光ピークの幅を意味する。
本明細書において、前記量子効率は、当技術分野で知られている方法を利用して測定することができ、例えば、積分球を用いて測定することができる。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1は、下記化合物の中から選択される。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1で表される化合物のコアは、下記のような一般式1および2の一般的な製造方法により製造できるが、これにのみ限定されるものではない。
[一般式1]
前記一般式1において、G'1およびG'11の定義は、前述したG1と同じであり、R7、L2、Ar1、L12、Ar11、n、n1、m、m1、X1およびX2の定義は、前述したものと同じである。例えば、前記一般式1において、前記BODIPYの両方にエステルあるいはアミド結合でクマリン基が連結された構造の場合、カルボキシル基を有するピロールにエステルあるいはアミド結合でクマリン基を導入した後、BODIPY骨格を形成して製造可能である。追加的に、ボロンのフルオロ基を置換可能である。
[一般式2]
前記一般式2において、G'1の定義は、前述したG1と同じであり、R'1の定義は、前述したR1と同じであり、R7、L2、Ar1、n、m、X1およびX2の定義は、前述したものと同じである。例えば、前記一般式2において、非対称構造の場合には、ピロールとアルデヒドでBODIPY骨格を形成した後、アルデヒドを導入し、NISを用いてハロゲンを導入した。スズキカップリングによりアリールおよびヘテロアリール基を導入した後、酸化させてカルボン酸を作った。エステルおよびアミド結合によりクマリン誘導体を導入した後、必要に応じて、ボロンのフルオロ基を他の官能基に置換させた。
本明細書の一実施態様によれば、樹脂マトリックス;および前記樹脂マトリックス内に分散した、化学式1で表される化合物を含む色変換フィルムを提供する。
前記色変換フィルム中の前記化学式1で表される化合物の含有量は、0.001〜10重量%の範囲内であってもよい。
前記色変換フィルムは、前記化学式1で表される化合物を1種含んでもよく、2種以上含んでもよい。例えば、前記色変換フィルムは、前記化学式1で表される化合物のうち緑色発光する化合物1種を含むことができる。もう一つの例として、前記色変換フィルムは、前記化学式1で表される化合物のうち赤色発光する化合物1種を含むことができる。もう一つの例として、前記色変換フィルムは、前記化学式1で表される化合物のうち緑色発光する化合物1種と赤色発光する化合物1種とを含むことができる。
前記色変換フィルムは、前記化学式1で表される化合物のほか、追加の蛍光物質をさらに含んでもよい。青色光を発光する光源を用いる場合には、前記色変換フィルムは、緑色発光蛍光物質と赤色発光蛍光物質がすべて含まれることが好ましい。また、青色光と緑色光を発光する光源を用いる場合には、前記色変換フィルムは、赤色発光蛍光物質のみを含むことができる。ただし、これに限定されるものではなく、青色光を発光する光源を用いる場合にも、緑色発光蛍光物質を含む別のフィルムを積層する場合には、前記色変換フィルムは、赤色発光化合物のみを含むことができる。逆に、青色光を発光する光源を用いる場合にも、赤色発光蛍光物質を含む別のフィルムを積層する場合には、前記色変換フィルムは、緑色発光化合物のみを含むことができる。
本明細書の一実施態様によれば、前記色変換フィルムのヘイズ値は、50〜95%である。好ましくは、65〜85%である。前記色変換フィルムのヘイズ値が前記範囲の場合、色変換フィルムの色変換効率を向上させることができる。
本明細書の一実施態様によれば、前記色変換フィルムは、有機物および無機物のうちの1以上からなる1以上の微粒子をさらに含む。
前記微粒子は、前記化学式1で表される化合物の消光を抑制する材料で被覆されている。
前記無機物微粒子は、無機酸化物、無機窒化物、または無機酸窒化物を含む。具体的には、前記微粒子は、SiO、SiN、SiO、AlO、TiO、TaO、ZnO、ZrO、CeO、およびZrSiO(式中、xは0.1〜2、yは0.5〜1.3)からなる群より選択される1以上であってもよいし、これらのうち、TiO、ZnO、ZrO、CeOが好ましい。
前記微粒子の表面には、前記化学式1で表される化合物の消光を抑制する被覆層を形成することができる。蛍光体の消光を抑制する被覆層としては、例えば、光触媒作用をする微粒子による色素またはバインダー樹脂の破壊を防止するものや、半導体性を有する微粒子を絶縁化するものが挙げられる。このような被覆層を形成するものとして、例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ケイ酸ジルコニア、ケイ酸アルミナ、ボロケイ酸ガラスなどがある。
また、微粒子は、中空体であってもよい。中空の微粒子を用いると、空気(中空部)と前記樹脂マトリックスとの屈折率が大きく(空気の屈折率1.0に対して、前記樹脂マトリックスとしては1.5〜1.6)、光の散乱効果が大きい。さらに、空気中の酸素が前記化学式1で表される化合物の劣化を抑制する場合があって、好ましい。
前記微粒子のうち屈折率の高い微粒子または低い微粒子、具体的には、屈折率が2.0〜2.8または1.0〜1.2のものが好ましい。このような微粒子を用いることによって、光源から光の色変換フィルム内における光路長を長くすることができ、色変換フィルムが光源からの光を効率的に吸収することができる。また、変換光を散乱し、抽出効率を向上させることができる。したがって、色変換フィルムの変換効率を向上させることができる。このような微粒子として、例えば、TiO微粒子(屈折率=2.7)、ZnO(屈折率=2.0)、CeO(屈折率=2.4)、ZrO(屈折率=2.2)、中空シリカ、中空ガラスなどが挙げられる。
微粒子の一次平均粒径は、ヘイズ値が前記範囲以内であれば特に制限されないが、1nm〜500nmであり、1nm以上100nm未満が好ましく、特に5nm以上80nm未満が好ましい。粒径が500nm以上では、前記微粒子が色変換フィルム内に均一に分散せず、均一な発光が得られなかったり、フォトリソなどで高細密にパターニングできない恐れがある。一方、1nm未満では、光散乱が十分に生じない恐れがある。一方、色変換フィルム内では微粒子が凝集して100nmの直径以上になる場合があるが、一次平均粒径が1nm以上100nm未満であれば問題はない。
また、色変換フィルムにおける微粒子の添加量は、ヘイズ値が前記範囲以内であれば特に制限されないが、前記色変換フィルムの全体重量に対して、通常1重量%〜75重量%であることが好ましく、特に10重量%以上50重量%以下であることが好ましい。1重量%未満では、光散乱が十分に発生しない恐れがあり、75重量%超過では、色変換フィルムが機械的に脆くなる恐れがある。
一方、前記有機物または無機物の微粒子は、1種単独で用いるか、2種以上を混合して用いることができる。
前記色変換フィルムは、樹脂マトリックス;および前記樹脂マトリックス内に分散し、前記化学式1で表される化合物と異なる波長の光を発光する化合物を含む追加の層をさらに含んでもよい。前記化学式1で表される化合物と異なる波長の光を発光する化合物も、前記化学式1で表現される化合物であってもよく、公知の他の蛍光物質であってもよい。
前記樹脂マトリックスの材料は、熱可塑性高分子または熱硬化性高分子であることが好ましい。具体的には、前記樹脂マトリックスの材料としては、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のようなポリ(メタ)アクリル系、ポリカーボネート系(PC)、ポリスチレン系(PS)、ポリアリーレン系(PAR)、ポリウレタン系(TPU)、スチレン−アクリロニトリル系(SAN)、ポリビニリデンフルオライド系(PVDF)、改質されたポリビニリデンフルオライド系(modified−PVDF)などが使用できる。
本明細書の一実施態様によれば、前述した実施態様に係る色変換フィルムが追加的に光拡散粒子を含む。輝度を向上させるために、従来使用される光拡散フィルムの代わりに光拡散粒子を色変換フィルムの内部に分散させることにより、別の光拡散フィルムを用いることに比べて、付着工程を省略できるだけでなく、より高い輝度を示すことができる。
光拡散粒子としては、樹脂マトリックスと屈折率の高い粒子が使用可能であり、例えば、TiO、シリカ、ボロシリケート、アルミナ、サファイア、空気または他のガス、空気−またはガス−充填された中空ビーズまたは粒子(例えば、空気/ガス−充填されたガラスまたはポリマー);ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、アクリル、メチルメタクリレート、スチレン、メラミン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、またはメラミンおよびホルムアルデヒド樹脂をはじめとするポリマー粒子、またはこれらの任意の好適な組み合わせが使用できる。
前記光拡散粒子の粒径は、0.1μm〜5μmの範囲内、例えば、0.3μm〜1μmの範囲内であってもよい。光拡散粒子の含有量は、必要に応じて定められ、例えば、樹脂マトリックス100重量部を基準として約1〜30重量部の範囲内であってもよい。
前述した実施態様に係る色変換フィルムは、厚さが2μm〜200μmであってもよい。特に、前記色変換フィルムは、厚さが2μm〜20μmの薄い厚さでも高い輝度を示すことができる。これは、単位体積上に含まれる蛍光物質分子の含有量が量子ドットに比べて高いからである。
前述した実施態様に係る色変換フィルムは、一面に基材が備えられる。この基材は、前記色変換フィルムの製造時に支持体としての機能を果たすことができる。基材の種類としては特に限定されず、透明で、前記支持体としての機能を果たせるものであればその材質や厚さに限定されない。ここで、透明とは、可視光線透過率が70%以上であることを意味する。例えば、前記基材としては、PETフィルムが使用できる。
前述の色変換フィルムは、前述の化学式1で表される化合物が溶解した樹脂溶液を基材上にコーティングし、乾燥するか、前述の化学式1で表される化合物を樹脂と共に押出してフィルム化することにより製造できる。
前記樹脂溶液中には前述の化学式1で表される化合物が溶解しているため、化学式1で表される化合物が溶液中に均質に分布する。これは、別の分散工程を必要とする量子ドットフィルムの製造工程とは異なる。
前記化学式1で表される化合物が溶解した樹脂溶液は、溶液中に前述の化学式1で表される化合物が樹脂の溶けている状態であれば、その製造方法は特に限定されない。
一例によれば、前記化学式1で表される化合物が溶解した樹脂溶液は、化学式1で表される化合物を溶媒に溶かして第1溶液を用意し、樹脂を溶媒に溶かして第2溶液を用意し、前記第1溶液および第2溶液を混合する方法により製造できる。前記第1溶液および第2溶液を混合する時、均質に混ざることが好ましい。しかし、これに限定されず、溶媒に化学式1で表される化合物と樹脂を同時に添加して溶かす方法、溶媒に化学式1で表される化合物を溶かし、次に、樹脂を添加して溶かす方法、溶媒に樹脂を溶かし、次に、化学式1で表される化合物を添加して溶かす方法などが使用できる。
前記溶液中に含まれている樹脂としては、前述の樹脂マトリックス材料、この樹脂マトリックス樹脂として硬化可能なモノマー、またはこれらの混合が使用できる。例えば、前記樹脂マトリックス樹脂として硬化可能なモノマーとしては、(メタ)アクリル系モノマーがあり、これは、UV硬化によって樹脂マトリックス材料として形成される。このように硬化可能なモノマーを用いる場合、必要に応じて、硬化に必要な開始剤がさらに添加されてもよい。
前記溶媒としては特に限定されず、前記コーティング工程に悪影響を及ぼすことなく後の乾燥によって除去できるものであれば特に限定されない。前記溶媒の非制限的な例としては、トルエン、キシレン、アセトン、クロロホルム、各種アルコール系溶媒、MEK(メチルエチルケトン)、MIBK(メチルイソブチルケトン)、EA(エチルアセテート)、ブチルアセテート、DMF(ジメチルホルムアミド)、DMAc(ジメチルアセトアミド)、DMSO(ジメチルスルホキシド)、NMP(N−メチル−ピロリドン)などが使用可能であり、1種または2種以上が混合されて使用できる。前記第1溶液および第2溶液を使用する場合、これらそれぞれの溶液に含まれる溶媒は、同一であっても、異なっていてもよい。前記第1溶液と前記第2溶液に互いに異なる種類の溶媒が使用される場合にも、これらの溶媒は、互いに混合できるように相溶性を有することが好ましい。
前記化学式1で表される化合物が溶解した樹脂溶液を基材上にコーティングする工程は、ロールツーロール工程を利用することができる。例えば、基材が巻取られたロールから基材を解いた後、前記基材の一面に、前記化学式1で表される化合物が溶解した樹脂溶液をコーティングし、乾燥した後、これを再びロールに巻取る工程で行われる。ロールツーロール工程を利用する場合、前記樹脂溶液の粘度を前記工程が可能な範囲で決定することが好ましく、例えば、200〜2,000cpsの範囲内で決定可能である。
前記コーティング方法としては、公知の多様な方式を利用することができ、例えば、ダイ(die)コーターが用いられてもよく、コンマ(comma)コーター、逆コンマ(reverse comma)コーターなど多様なバーコーティング方式が使用されてもよい。
前記コーティング後に乾燥工程を行う。乾燥工程は、溶媒を除去するのに必要な条件で行うことができる。例えば、基材がコーティング工程時の進行方向に、コーターに隣接して位置したオーブンにて溶媒が十分に飛散する条件で乾燥して、基材上に所望の厚さおよび濃度の化学式1で表される化合物をはじめとする蛍光物質を含む色変換フィルムを得ることができる。
前記溶液中に含まれる樹脂として、前記樹脂マトリックス樹脂として硬化可能なモノマーを使用する場合、前記乾燥前に、または乾燥と同時に硬化、例えば、UV硬化を行うことができる。
前記化学式1で表される化合物を樹脂と共に押出してフィルム化する場合には、当技術分野で知られている押出方法を利用することができ、例えば、化学式1で表される化合物を、ポリカーボネート系(PC)、ポリ(メタ)アクリル系、スチレン−アクリロニトリル系(SAN)のような樹脂を共に押出することにより、色変換フィルムを製造することができる。
本明細書の一実施態様によれば、前記色変換フィルムは、少なくとも一面に保護フィルムまたはバリアフィルムが備えられる。保護フィルムおよびバリアフィルムとしては、当技術分野で知られているものが使用できる。
本明細書の一実施態様によれば、前述の色変換フィルムを含むバックライトユニットを提供する。前記バックライトユニットは、前記色変換フィルムを含むことを除けば、当技術分野で知られているバックライトユニット構成を有することができる。図1に、一例によるバックライトユニット構造の模式図を示した。図1によるバックライトユニットは、側鎖型光源101と、光源を取り囲む反射板102と、前記光源から直接発光するか、前記反射板から反射した光を誘導する導光板103と、前記導光板の一面に備えられた反射層104と、前記導光板の前記反射層に対向する面の反対面に備えられた色変換フィルム105とを含む。図1で灰色表示された部分は、導光板の光分散パターン106である。導光板の内部に流入した光は、反射、全反射、屈折、透過などの光学的過程の繰り返しで不均一な光分布を有するが、これを均一な明るさに誘導するために二次元的な光分散パターンを用いることができる。しかし、本発明の範囲が図1によって限定されるものではなく、光源は、側鎖型だけでなく、直下型が用いられてもよいし、反射板や反射層は、必要に応じて省略または他の構成に代替されてもよいし、必要に応じて追加のフィルム、例えば、光拡散フィルム、集光フィルム、輝度向上フィルムなどがさらに追加的に備えられてもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記バックライトユニットを含むディスプレイ装置を提供する。バックライトユニットを含むディスプレイ装置であれば特に限定されず、TV、コンピュータのモニタ、ノートパソコン、携帯電話などに含まれてもよい。
以下、本明細書を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本明細書に係る実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本明細書の範囲が以下に詳述する実施例に限定されると解釈されない。本明細書の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
製造例1.化合物1−1の製造
化合物P−1の製造:フラスコに、2,4−ジメチル−1H−ピロール−3−カルボン酸(3.1g、22.2mmol)とジクロロメタン(150mL)を入れた後、4−Dimethylaminopyridine(DMAP)(3.26g、26.6mmol)とN,N'−Dicyclohexylcarbodiimide(DCC)(5.5g、26.6mmol)を入れて、常温で30分間撹拌した。ウンベリフェロンを入れた後、12時間還流撹拌した。常温に温度を下げた後、飽和水酸化ナトリウム溶液を入れてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより白色の固体化合物P−1(4.9g、78%)を得た。
[M+H]=284
化合物1−1の製造:フラスコに、P1(3.0g、10.6mol)、メシチルアルデヒド(0.78g、5.2mol)、トリフルオロ酢酸(0.5mL)、および乾燥ジクロロメタン(200mL)を混合後、窒素下、12時間還流撹拌した。TLCで出発物質が無くなったことを確認後、0℃で、2,3−Dichloro−5,6−Dicyanobenzoquinone(DDQ)(1.2g、5.3mol)を添加した。常温で1時間撹拌後、トリエチルアミン(26g、0.25mol)をゆっくり滴加した。30分間常温で撹拌後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(65g、0.46mol)をゆっくり滴加した。反応物を常温で5時間撹拌後、水を入れた後、ジクロロメタンで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により橙色の化合物1−1(2.6g、67%)を得た。
図2は、化合物1−1の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−1のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ506nmおよび521nmであり、量子効率は0.94である。
[M−F]=723
製造例2.化合物1−23の製造
化合物P−2の製造:フラスコに、2,4−ジメチル−1H−ピロール−3−カルボン酸(4.0g、28.7mmol)、7−(2−ブロモエトキシ)−2H−クロメン−2−オン(8.0g、29.7mmol)、KCO(6.5g、47.0mmol)、CHCN(150mL)を入れて、70℃で12時間撹拌した。常温に温度を下げた後、水を入れてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより白色の固体化合物P−2(6.1g、64%)を得た。
[M+H]=328
化合物1−23の製造:フラスコに、P−2(2.5g、7.63mol)、メシチルアルデヒド(0.78g、5.2mol)、トリフルオロ酢酸(0.2mL)、および乾燥ジクロロメタン(200mL)を混合後、窒素下、12時間還流撹拌した。TLCで出発物質が無くなったことを確認後、0℃で2,3−Dichloro−5,6−Dicyanobenzoquinone(DDQ)(1.2g、5.3mol)を添加した。常温で1時間撹拌後、トリエチルアミン(26g、0.25mol)をゆっくり滴加した。30分間常温で撹拌後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(40g、0.28mol)をゆっくり滴加した。反応物を常温で5時間撹拌後、水を入れた後、ジクロロメタンで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により橙色の化合物1−23(1.7g、39%)を得た。
図3は、化合物1−23の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−23のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ504nmおよび516nmであり、量子効率は0.98である。
[M−F]=811
製造例3.化合物1−25の製造
化合物P−3の製造:フラスコに、2,4−ジメチル−1H−ピロール−3−カルボン酸(3.5g、25.1mmol)、7−((6−ブロモヘキシル)オキシ)−2H−クロメン−2−オン(8.2g、25.2mmol)、KCO(5.3g、38.3mmol)、CHCN(150mL)を入れて、70℃で12時間撹拌した。常温に温度を下げた後、水を入れてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより白色の固体化合物P−3(6.9g、71%)を得た。
[M+H]=384
化合物1−25の製造:フラスコに、P−3(4.5g、11.7mol)、メシチルアルデヒド(0.87g、5.8mol)、トリフルオロ酢酸(0.1mL)、および乾燥ジクロロメタン(200mL)を混合後、窒素下、12時間還流撹拌した。TLCで出発物質が無くなったことを確認後、0℃で2,3−Dichloro−5,6−Dicyanobenzoquinone(DDQ)(1.4g、6.1mol)を添加した。常温で1時間撹拌後、トリエチルアミン(30g、0.29mol)をゆっくり滴加した。30分間常温で撹拌後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(50g、0.35mol)をゆっくり滴加した。反応物を常温で5時間撹拌後、水を入れた後、ジクロロメタンで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により橙色の化合物1−25(2.9g、51%)を得た。
図4は、化合物1−25の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−25のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ505nmおよび517nmであり、量子効率は0.92である。
[M−F]=923
製造例4.化合物1−71の製造
化合物1−71の製造:窒素下、化合物1−23(1.2g、1.22mmol)をジクロロメタンに溶かした後、AlCl(0.38g、2.62mmol)を0℃で入れた。2時間還流撹拌後、メタノール(0.50g、15.6mmol)を滴加した。5時間還流撹拌後、常温に温度を下げた後、水に反応溶液を入れた。ジクロロメタンで抽出後、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物1−71(0.87g、82%)を得た。
図5は、化合物1−71の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−71のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ504nmおよび516nmであり、量子効率は0.91である。
[M+H]=855
製造例5.化合物1−79の製造
化合物P4の製造:フラスコに、2,4−ジメチルピロール(10g、0.10mol)、メシチルアルデヒド(7.8g、0.052mol)、トリフルオロ酢酸(2drop)、および乾燥ジクロロメタン(500mL)を混合後、窒素下、5時間常温で撹拌した。TLCで出発物質が無くなったことを確認後、0℃でDDQ(12g、0.052mol)を添加した。常温で1時間撹拌後、トリエチルアミン(26g、0.25mol)をゆっくり滴加した。30分間常温で撹拌後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(65g、0.46mol)をゆっくり滴加した。反応物を常温で5時間撹拌後、水を入れた後、ジクロロメタンで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により赤色の化合物P4(7.8g、40%)を得た。
[M−F]=347
化合物P5の製造:フラスコに、ジメチルホルムアミド(4mL)とジクロロエタン(50mL)を混合後、0℃に温度を下げる。窒素雰囲気下、POCl(4mL)をゆっくり滴下した後、常温で30分間撹拌した。前記反応溶液に化合物P4(3g、8.2mmol)を添加した後、60℃に昇温して1時間撹拌した。常温に冷やした後、氷と飽和水酸化ナトリウム水溶液との混合液に入れた。常温で2時間撹拌後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により赤色の固体化合物P5(2.9g、89%)を得た。
[M−F]=375
化合物P6の製造:フラスコに、化合物P5(2.1g、5.3mmol)とNIodosuccinimide(3.6g、16mmol)をDMFに溶かした後、60℃で5時間撹拌した。常温に冷やした後、水を入れて固体をフィルタした。固体をCHClに溶かした後、飽和Na溶液で洗った。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカフィルタした。減圧蒸留して溶媒を除去した後、シリカカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により黒赤色の化合物P6(2.3g、83%)を得た。
[M−F]=501
化合物P7の製造:化合物P6(2.0g、3.84mmol)と1−(トリフルオロメチル)フェニルボロン酸(0.91g、4.79mmol)をトルエンとエタノールに溶かした後、炭酸カリウム(KCO、potassium carbonate、1.60g、11.5mmol)を水と共に反応溶液に添加した後、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.2g、0.16mmol)を添加した。5時間還流撹拌後、常温に温度を下げてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより赤色の固体P7(1.71g、82%)を得た。
[M−F]=519
化合物P8の製造:化合物P7(1.5g、2.78mmol)とNHSOH(0.30g、3.09mol)をテトラヒドロフランに溶かした後、水に溶かしたNaClO(0.26g、2.87mmol)を0℃でゆっくり滴加した。常温で1時間撹拌後、飽和Na溶液を入れた後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去して、赤色の化合物P8(1.39g、89%)を得た。
[M−F]=535
化合物P9の製造:フラスコに、P8(1.1g、1.98mmol)、7−((6−ブロモヘキシル)オキシ)−2H−クロメン−2−オン(0.65g、2.4mmol)、KCO(0.5g、3.61mmol)、CHCN(50mL)を入れて、70℃で12時間撹拌した。常温に温度を下げた後、水を入れてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物P9(1.1g、77%)を得た。
[M−F]=723
化合物1−79の製造:化合物P9(1.0g、1.34mmol)をジクロロメタンに溶かした後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(0.40g、2.81mmol)を0℃でゆっくり滴加した。常温で3時間撹拌後、TMSCN(0.50g、5.03mmol)を滴加した。常温で5時間撹拌後、飽和NaHCO溶液を入れた後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物1−79(0.67g、65%)を得た。
図6は、化合物1−79の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−79のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ506nmおよび519nmであり、量子効率は0.91である。
[M+H]=757
製造例6.化合物1−80の製造
化合物P10の製造:フラスコに、P8(2.0g、3.60mmol)とジクロロメタン(100mL)を入れた後、DMAP(0.53g、4.33mmol)とDCC(0.87g、4.21mmol)を入れて、常温で30分間撹拌した。ウンベリフェロン(0.65g、4.00mol)を入れた後、12時間還流撹拌した。常温に温度を下げた後、飽和水酸化ナトリウム溶液を入れてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより白色の固体化合物P10(2.1g、83%)を得た。
[M−F]=679
化合物1−80の製造:化合物P10(1.2g、1.71mmol)をジクロロメタンに溶かした後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(0.49g、3.45mmol)を0℃でゆっくり滴加した。常温で3時間撹拌後、TMSCN(0.70g、7.05mmol)を滴加した。常温で5時間撹拌後、飽和NaHCO溶液を入れた後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物1−80(0.71g、57%)を得た。
図7は、化合物1−80の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−80のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ505nmおよび517nmであり、量子効率は0.99である。
[M+H]=757
製造例7.化合物1−82の製造
化合物P11の製造:化合物P6(2.0g、3.84mmol)と(2,4−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボロン酸(1.50g、5.81mmol)をトルエンとエタノールに溶かした後、炭酸カリウム(KCO、potassium carbonate、1.60g、11.5mmol)を水と共に反応溶液に添加した後、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.2g、0.16mmol)を添加した。5時間還流撹拌後、常温に温度を下げてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより赤色の固体P11(1.80g、77%)を得た。
[M−F]=587
化合物P12の製造:化合物P11(1.5g、2.47mmol)とNHSOH(0.30g、3.09mol)をテトラヒドロフランに溶かした後、水に溶かしたNaClO(0.26g、2.87mmol)を0℃でゆっくり滴加した。常温で1時間撹拌後、飽和Na溶液を入れた後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去して、赤色の化合物P12(1.40g、90%)を得た。
[M−F]=603
化合物P13の製造:フラスコに、P12(1.3g、2.08mmol)、7−((6−ブロモヘキシル)オキシ)−2H−クロメン−2−オン(0.65g、2.4mmol)、KCO(0.5g、3.61mmol)、CHCN(50mL)を入れて、70℃で12時間撹拌した。常温に温度を下げた後、水を入れてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物P13(1.4g、82%)を得た。
[M−F]=791
化合物1−82の製造:化合物P13(1.0g、1.23mmol)をジクロロメタンに溶かした後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(0.40g、2.81mmol)を0℃でゆっくり滴加した。常温で3時間撹拌後、TMSCN(0.50g、5.03mmol)を滴加した。常温で5時間撹拌後、飽和NaHCO溶液を入れた後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物1−82(0.71g、70%)を得た。
図8は、化合物1−82の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−82のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ506nmおよび519nmであり、量子効率は0.89である。
[M+H]=825
製造例8.化合物1−83の製造
化合物P14の製造:フラスコに、2,4−ジメチルピロール(10g、0.10mol)、2−メトキシベンザアルデヒド(7.1g、0.052mol)、トリフルオロ酢酸(2drop)、および乾燥ジクロロメタン(500mL)を混合後、窒素下、5時間常温で撹拌した。TLCで出発物質が無くなったことを確認後、0℃でDDQ(12g、0.052mol)を添加した。常温で1時間撹拌後、トリエチルアミン(26g、0.25mol)をゆっくり滴加した。30分間常温で撹拌後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(65g、0.46mol)をゆっくり滴加した。反応物を常温で5時間撹拌後、水を入れた後、ジクロロメタンで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により赤色の化合物P14(9.8g、52%)を得た。
[M−F]=335
化合物P15の製造:フラスコに、ジメチルホルムアミド(4mL)とジクロロエタン(50mL)を混合後、0℃に温度を下げる。窒素雰囲気下、POCl(4mL)をゆっくり滴下した後、常温で30分間撹拌した。前記反応溶液に化合物P14(3.1g、8.7mmol)を添加した後、60℃に昇温して1時間撹拌した。常温に冷やした後、氷と飽和水酸化ナトリウム水溶液との混合液に入れた。常温で2時間撹拌後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により赤色の固体化合物P15(2.7g、80%)を得た。
[M−F]=363
化合物P16の製造:フラスコに、化合物P15(2.5g、6.5mmol)とNIodosuccinimide(3.0g、13.3mmol)をDMFに溶かした後、60℃で5時間撹拌した。常温に冷やした後、水を入れて固体をフィルタした。固体をCHClに溶かした後、飽和Na溶液で洗った。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカフィルタした。減圧蒸留して溶媒を除去した後、シリカカラム(ヘキサン/エチルアセテート)により黒赤色の化合物P16(2.4g、72%)を得た。
[M−F]=489
化合物P17の製造:化合物P16(2.0g、3.93mmol)と1−(トリフルオロメチル)フェニルボロン酸(0.91g、4.79mmol)をトルエンとエタノールに溶かした後、炭酸カリウム(KCO、potassium carbonate、1.60g、11.5mmol)を水と共に反応溶液に添加した後、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.2g、0.16mmol)を添加した。5時間還流撹拌後、常温に温度を下げてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより赤色の固体P17(1.70g、82%)を得た。
[M−F]=507
化合物P18の製造:化合物P17(1.5g、2.85mmol)とNHSOH(0.30g、3.09mol)をテトラヒドロフランに溶かした後、水に溶かしたNaClO(0.26g、2.87mmol)を0℃でゆっくり滴加した。常温で1時間撹拌後、飽和Na溶液を入れた後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去して、赤色の化合物P18(1.2g、78%)を得た。
[M−F]=523
化合物P19の製造:フラスコに、P18(1.0g、1.84mmol)、7−((6−ブロモヘキシル)オキシ)−2H−クロメン−2−オン(0.65g、2.4mmol)、KCO(0.5g、3.61mmol)、CHCN(50mL)を入れて、70℃で12時間撹拌した。常温に温度を下げた後、水を入れてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物P19(1.0g、74%)を得た。
[M−F]=711
化合物1−83の製造:化合物P19(1.0g、1.36mmol)をジクロロメタンに溶かした後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(0.40g、2.81mmol)を0℃でゆっくり滴加した。常温で3時間撹拌後、TMSCN(0.50g、5.03mmol)を滴加した。常温で5時間撹拌後、飽和NaHCO溶液を入れた後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物1−83(0.65g、64%)を得た。
図9は、化合物1−83の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−83のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ506nmおよび520nmであり、量子効率は0.96である。
[M+H]=745
製造例9.化合物1−84の製造
化合物P20の製造:フラスコに、P18(2.0g、3.68mmol)とジクロロメタン(100mL)を入れた後、DMAP(0.53g、4.33mmol)とDCC(0.87g、4.21mmol)を入れて、常温で30分間撹拌した。ウンベリフェロン(0.65g、4.00mol)を入れた後、12時間還流撹拌した。常温に温度を下げた後、飽和水酸化ナトリウム溶液を入れてクロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより白色の固体化合物P20(1.8g、71%)を得た。
[M−F]=667
化合物1−84の製造:化合物P20(1.2g、1.75mmol)をジクロロメタンに溶かした後、三フッ化ホウ素エチルエーテル錯化合物(0.49g、3.45mmol)を0℃でゆっくり滴加した。常温で3時間撹拌後、TMSCN(0.70g、7.05mmol)を滴加した。常温で5時間撹拌後、飽和NaHCO溶液を入れた後、クロロホルムで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、フィルタし、減圧蒸留して溶媒を除去した。シリカゲルカラムにより橙色の固体化合物1−84(0.66g、53%)を得た。
図10は、化合物1−84の輝度スペクトルを示す図であり、化合物1−84のトルエン溶液(1X10−5M)で吸収および発光最大波長はそれぞれ506nmおよび518nmであり、量子効率は0.99である。
[M+H]=701
実施例1
化合物1−1を溶媒トルエンに溶かして第1溶液を製造した。熱可塑性樹脂SANを溶媒トルエンに溶かして第2溶液を製造した。前記SAN100重量部を基準として前記有機蛍光体の量が0.3重量部、TiOの量が5重量部となるように前記第1溶液と第2溶液を混合し、前記SAN100重量部を基準としてTiOの量が5重量部となるように入れた後、均質に混合した。混合された溶液の固形分含有量は20重量%であり、粘度が200cpsであった。この溶液をPET基材にコーティングした後、乾燥して色変換フィルムを製造した。製造された色変換フィルムの厚さは10〜15mmであり、ヘイズ値は73%である。製造された色変換フィルムの輝度スペクトルを分光放射輝度計(TOPCON社のSR series)で測定した。具体的には、製造された色変換フィルムをLED青色バックライト(最大発光波長450nm)と導光板を含むバックライトユニットの導光板の一面に積層し、色変換フィルム上にプリズムシートとDBEFフィルムを積層した後、フィルムの輝度スペクトルを測定した。輝度スペクトルの測定時、W/o色変換フィルム基準で青色LED光の明るさが600nitとなるように初期値を設定した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、537nmで発光した。
温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は22%減少した。
実施例2
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに化合物1−23を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、532nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は20%減少した。
実施例3
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに化合物1−25を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、534nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は23%減少した。
実施例4
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに化合物1−71を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、526nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は18%減少した。
実施例5
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに化合物1−79を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、537nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は10%減少した。
実施例6
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに化合物1−80を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、537nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は9%減少した。
実施例7
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに化合物1−82を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、532nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は11%減少した。
実施例8
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに化合物1−83を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記化合物の色変換フィルムは、青色LED光の下、537nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は12%減少した。
実施例9
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに化合物1−84を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、537nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は13%減少した。
比較例1
[比較例の化合物1]
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに前記比較例の化合物1を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、532nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は60%減少した。
比較例2
[比較例の化合物2]
前記実施例1において、化合物1−1の代わりに前記比較例の化合物2を用いたことを除けば、同様にして色変換フィルムを製造した。前記色変換フィルムは、青色LED光の下、538nmで発光した。温度60℃の条件で、青色バックライト(600nit)の駆動下、500時間後の緑色蛍光の強度は58%減少した。
前記実施例1〜9、比較例1および2から分かるように、本明細書の一実施態様に係る化学式1で表される化合物は、既存の化合物である比較例の化合物1および比較例の化合物2に比べて耐光性に優れた色変換フィルムの製造に使用できる。
101:側鎖型光源
102:反射板
103:導光板
104:反射層
105:色変換フィルム
106:光分散パターン

Claims (24)

  1. 下記化学式1で表される化合物:
    [化学式1]
    前記化学式1において、
    X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基;ニトリル基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;−O(C=O)R;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアルキニル基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    Rは、置換もしくは非置換のアルキル基であり、
    R1〜R6のうちの少なくとも1つは、下記化学式2で表され、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、下記化学式3で表される基;水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    R7は、−(L)−Aで表され、
    Lは、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    Aは、下記化学式3で表される基;水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    rは、1〜10の整数であり、
    rが2以上の場合、2以上のLは、互いに同一または異なり、
    [化学式2]
    前記化学式2において、
    L1は、下記化学式4〜6のうちのいずれか1つで表され、
    L2は、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    Ar1は、下記化学式3で表され、
    mは、1〜5の整数であり、
    nは、1〜3の整数であり、
    mおよびnがそれぞれ2以上の場合、2以上の括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
    は、前記化学式1のR1〜R6のうちの少なくとも1つに結合される部位であり、
    [化学式3]
    前記化学式3において、
    Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、前記化学式2のL2と結合される部位であるか、前記化学式1のR1〜R7のうちのいずれか1つに結合される部位であり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、隣接した基は、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成し、
    [化学式4]
    [化学式5]
    [化学式6]
    前記化学式4〜6において、
    *は、前記化学式1のR1〜R6のうちの少なくとも1つに結合される部位であるか、前記化学式2のL2に結合される部位であり、
    G1〜G6は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    M1は、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
  2. 前記化学式1において、
    R2およびR5のうちの少なくとも1つは、
    前記化学式2で表されるものである、
    請求項1に記載の化合物。
  3. 前記化学式1は、
    下記化学式1−1または1−2で表されるものである、
    請求項1に記載の化合物:
    [化学式1−1]
    [化学式1−2]
    前記化学式1−1および1−2において、
    R1〜R7、X1およびX2の定義は、前記化学式1と同じであり、
    L1、L2、並びにmおよびnの定義は、前記化学式2と同じであり、
    Q11およびQ12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボキシ基(−COOH);エーテル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、隣接した基は、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成し、
    L11は、前記化学式4〜6のうちのいずれか1つで表され、
    L12は、直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;置換もしくは非置換のアルキレン基;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    q11、q12およびm1はそれぞれ、1〜5の整数であり、
    n1は、1〜3の整数であり、
    q11、q12、m1およびn1がそれぞれ2以上の場合、2以上の括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
  4. 前記X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基;ニトリル基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルコキシ基;−O(C=O)R;アルキル基で置換されたシリル基、アルキル基で置換もしくは非置換のアリール基、前記化学式3で表される基、またはヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアルキニル基;またはハロゲン基、ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアリール基であり、
    前記Rは、ハロゲン基で置換もしくは非置換のメチル基である、請求項1から3のいずれか1項に記載の化合物。
  5. 前記Lは、
    直接結合;−O−;アルキレン基;アリーレン基;またはヘテロアリーレン基である、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の化合物。
  6. 前記Aは、
    ハロゲン基;ニトリル基;エステル基;カルボキシ基(−COOH);ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基;アルコキシ基;または前記化学式3で表される基である、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の化合物。
  7. 前記R1〜R6のうちの少なくとも1つは、前記化学式2で表され、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基;ハロゲン基、アリール基で置換されたアルキル基、ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基、前記化学式3で表される基、アルコキシ基、アリール基、およびアリール基で置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択される1以上で置換もしくは非置換のアリール基;アリール基で置換もしくは非置換のヘテロアリール基;または前記化学式3で表される基である、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の化合物。
  8. 前記L2は、
    直接結合;−O−;−N(H)−;−OC(=O)−;アルキレン基;アリーレン基;またはヘテロアリーレン基である、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の化合物。
  9. 前記G1〜G6は、
    互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;またはアルキレン基である、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の化合物。
  10. 前記Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、
    前記化学式2のL2と結合される部位であり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;ハロゲン基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のアルキル基;またはジアルキルアミン基である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の化合物。
  11. 前記Q1〜Q6のうちのいずれか1つは、
    前記化学式2のL2と結合される部位であり、残りのうちの隣接した2以上の基は、互いに結合してヘテロ環を形成するものである、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の化合物。
  12. 前記化合物は、
    フィルム状態における最大発光ピークが500nm〜550nm内に存在するものである、
    請求項1から11のいずれか1項に記載の化合物。
  13. 前記化合物は、
    フィルム状態における最大発光ピークが600nm〜650nm内に存在するものである、
    請求項1から11のいずれか1項に記載の化合物。
  14. 前記化合物は、
    フィルム状態における最大発光ピークが600nm〜650nm内に存在し、
    発光ピークの半値幅が60nm以下である、
    請求項1から11のいずれか1項に記載の化合物。
  15. 前記化合物の量子効率は、
    0.8以上である、
    請求項1から14のいずれか1項に記載の化合物。
  16. 前記化学式1は、
    下記化合物の中から選択されるものである、
    請求項1に記載の化合物:
  17. 樹脂マトリックス;
    および前記樹脂マトリックス内に分散した、
    請求項1〜16のいずれか1項に記載の化学式1で表される化合物を含む色変換フィルム。
  18. 前記色変換フィルムは、
    有機物および無機物のうちの1つ以上からなる1以上の微粒子をさらに含むものである、
    請求項17に記載の色変換フィルム。
  19. 前記微粒子は、
    前記化学式1で表される化合物の消光を抑制する材料で被覆されているものである、
    請求項18に記載の色変換フィルム。
  20. 前記色変換フィルムのヘイズ値は、
    50〜95%である、
    請求項17から19のいずれか1項に記載の色変換フィルム。
  21. 前記微粒子は、
    SiO、SiN、SiO、AlO、TiO、TaO、ZnO、ZrO、CeO、およびZrSiO(式中、xは0.1〜2、yは0.5〜1.3)からなる群より選択される1以上のものである、
    請求項18または19に記載の色変換フィルム。
  22. 前記微粒子の含有量は、
    前記色変換フィルムの全体重量に対して、
    1重量%〜75重量%である、
    請求項18、19、21のいずれか1項に記載の色変換フィルム。
  23. 請求項17から22のいずれか1項に記載の色変換フィルムを含むバックライトユニット。
  24. 請求項23に記載のバックライトユニットを含むディスプレイ装置。
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