KR20190104210A - 시아노아릴-치환된 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물을 기재로 하는 형광 착색제 - Google Patents

시아노아릴-치환된 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물을 기재로 하는 형광 착색제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학식 (I)의 시아노아릴-치환된 나프토일렌 벤즈이미다졸 화합물 또는 그의 혼합물에 관한 것이며,
Figure pct00053

여기서 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 서로 독립적으로 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고, 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로 수소 및 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴로부터 선택되고, 여기서 RAr은 청구범위 및 설명에 정의된 바와 같다. 본 발명은 색 변환기에서의 상기 화합물(들)의 용도, 상기 색 변환기 및 그의 용도, 및 적어도 1개의 LED 및 적어도 1개의 상기 색 변환기를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.

Description

시아노아릴-치환된 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물을 기재로 하는 형광 착색제
본 발명은 형광 착색제로서 유용한 시아노아릴-치환된 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물, 및 청색 LED로부터 방출된 광을 제2의 더 긴 파장의 광으로 변환시키기 위한 또는 백색 LED로부터 방출된 광을 변환시켜 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위한 색 변환기에서의 그의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이들 색 변환기, 조명 장치에서의 그의 용도, 적어도 1개의 LED 및 적어도 1개의 이러한 색 변환기를 포함하는 조명 장치, 및 광기전력 전지 및 상기 색 변환기를 포함하는, 조명 시 전력을 생산하는 장치에 관한 것이다.
백열 램프 및 할로겐 램프는 광원으로서 통상적으로 사용된다. 열 방사체이기 때문에, 흑체 방사의 플랑크 법칙에 근접하고 태양광을 매우 닮은 방사선 특징을 갖는 광범위한 스펙트럼이 방출되기 때문에 매우 우수한 색 재현을 갖는 광을 발생시킨다. 매우 많은 양의 전기 에너지가 열로 전환되고 방출된 광의 상당 부분이 가시 스펙트럼 범위의 밖에 있기 때문에, 백열 램프 및 형광 램프의 단점은 높은 전력 소비이다.
발광 다이오드 (LED)는 그의 더 높은 에너지 효율 및 더 긴 수명으로 인해 일반적인 조명 적용을 위한 기존 광원 예컨대 백열 램프 및 형광 램프를 대체하고 있다. 광 방출은 순방향 바이어스 반도체 pn 접합의 접합 영역에서의 전자-정공 쌍 (여기자)의 재조합에 기초한다. 이러한 반도체의 밴드 갭의 크기는 방출된 광의 대략적인 파장을 결정한다. LED는 좁은 스펙트럼 파장 범위의 광을 발생시키며, 여기서 중심 방출 파장은 활성 층을 형성하는 반도체 물질에 의해 결정된다. 예를 들면 청색 내지 녹색 LED는 질화물 반도체 예컨대 AIN (질화알루미늄), GaN (질화갈륨), InN (질화인듐) 또는 InGaN (질화인듐갈륨)을 사용하여 생산될 수 있다.
백색 광 조명은 일반 조명 목적뿐만 아니라 광범위한 다른 응용분야 예컨대 디스플레이 백라이팅에서도 종종 필요하다. 현재, 백색 광을 직접 방출할 수 있는 LED는 존재하지 않는다. 백색 광을 생성하기 위해, LED, 바람직하게는 청색 LED를 포함하는 조명 장치, 및 인광체로도 지칭되는 파장 변환 물질이 종종 사용된다.
백색 광 LED는 황색 발광 물질로 코팅되거나 또는 그로 덮인 청색- 또는 근자외선-방출 LED 칩으로부터 생성될 수 있다. 이 개념에 따르면, 발광 물질은 LED 광원 (LED 칩)에 사이 공간 없이 직접 적용된다. 이러한 개념은 또한 "칩 상 인광체"로서 지칭된다. 칩 LED 상 인광체에서, 사용되는 발광 물질은 일반적으로 무기 물질이다. 발광 물질은 단일 인광체 물질 또는 상이한 인광체 물질의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 세륨 도핑된 이트륨 알루미늄 (Ce:YAG) 가넷(garnet)으로 이루어질 수 있는 발광 물질은 일정 비율의 청색 광을 흡수하고 넓은 방출 밴드를 갖는 더 긴 파의 광을 방출하여, 투과 청색 광 및 방출 광의 혼합으로 백색 광이 생성되도록 한다. 최근, 가장 널리 사용되는 백색 발광 다이오드는 InGaN 청색-방출 칩 및 황색 인광체로서의 세륨-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷으로 만들어진 인광체-변환 LED이다. 발생된 백색 광의 스펙트럼의 적색 성분이 매우 약하기 때문에, 이 유형의 백색-광 LED는 6000 K 초과의 상관 색 온도 CCT를 갖고, 즉, 그들은 차가운 백색 광을 발생시킨다. 게다가 그의 평균 연색성 지수 CRI는 낮으며, 통상적으로 약 70 내지 85이다.
6000 K 미만의 CCT를 갖는, 보다 쾌적하고 자연스러운 백색 광을 제공하기 위해 상이한 개념이 사용될 수 있다. 이 개념에 따르면, 발광 물질은 청색 LED 칩으로부터 일정한 거리에 있는 중합체 매트릭스 중에 용해 또는 분산된다. 이러한 구조는 "원격 인광체"로도 지칭된다. 공간적 거리는 열 및 방사선으로 인한 응력을, 적합한 유기 인광체에 의해 안정성에 대한 요건이 달성될 수 있을 정도로 감소시킨다. 발광 물질은 단일 인광체 물질일 수 있다. 종종, 상이한 인광체의 혼합물, 예를 들면 황색 및 적색 형광 유기 착색제의 혼합물이 스펙트럼을 넓히는데 사용된다.
6000 K 미만의 CCT를 갖는 백색 광 LED는 청색-방출 LED 칩 및 무기 황색 인광체 예컨대 세륨-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷을 적어도 1종의 유기 인광체를 포함하는 색 변환기와 조합하여 만들어진 칩 LED 상 인광체로부터 또한 구성될 수 있고, 여기서 칩 LED 상 인광체 및 색 변환기 사이에는 공간적 거리가 있다 (원격 인광체 배열). 종종, 색 변환기는 황색 유기 인광체 또는 녹색 유기 인광체와 적색 유기 인광체의 조합을 포함한다.
색 재현 및 색 온도는 LED 조명의 중요한 특성이다. "연색성"으로도 지칭되는 색 재현은 스펙트럼의 모든 색을 정확하게 렌더링하는 능력을 나타내다. 평균 연색성 지수 (CRI Ra)는 선택된 8종의 파스텔 시험 색의 연색성 특성을 나타낸다. CRI Ra는 포화된 색, 예를 들어 포화된 적색은 고려하지 않는다. 샘플 색 R9는 포화된 적색이다. 종종, 적색은 종종 가공 색으로 혼합된 색으로 발견되기 때문에, 색을 정확하게 렌더링하기 위해서는 적색을 잘 재현하는 능력이 필수적이다. 따라서, 높은 R9 연색성 값을 갖는 광원은 적색빛 색을 생생하게 재현하는데 바람직하다. 색 온도는 백색 광의 색 틴트를 나타낸다. LED는 백열 방사기가 아니기 때문에, 이는 켈빈으로 측정되는 "상관 색 온도" (CCT)로도 지칭된다.
발광 변환 물질의 선택은 조명 장치의 표적화 색 온도 및 색 재현에 중요하다. 태양광은 공지된 상업적 백색 LED와 달리 상대적으로 점진적이고 부드러운 전이로 모든 가시 파장에서 출력을 갖는다. 상업적 백색 LED, 예컨대 Ce:YAG와 같은 황색 인광체로 코팅된 청색 LED 기반 백색 LED는 그의 넓은 방출 스펙트럼으로 인해 통상적으로 사용된다. 스펙트럼은 청색 성분 및 넓은 황색 성분이 풍부하지만, 백색 광의 적색 및 녹색 성분은 상대적으로 희박하고 이는 가시 파장의 전체 범위의 불완전한 커버를 유도한다. 백색 LED의 스펙트럼 에너지의 녹색 갭 및 청색 LED에 의해 방출되는 것 이외의 파장에서의 상대적인 부족은 연색성을 제한한다. 이러한 백색 LED 광에 의해 크게 손상되는 색 범위는 녹색 스펙트럼 범위이다. 예를 들어, 대상이 공지된 백색 LED 하에 조명될 때, 그들은 천연 광에 의해 조명된 색을 잘 모방할 수 없다. 따라서, 청색 LED로부터의 여기 에너지를 효율적으로 흡수하고, 청색-방출 LED의 파장보다 길지만 황색 무기 인광체 방출의 파장보다 짧은 파장에서 방출하여 백색 광 방출 조명 장치에서의 연색성을 개선시키는 유기 인광체에 대한 필요가 존재한다.
일반 조명 적용, 백라이팅 및 다양한 다른 적용의 경우, 우수한 색 재현 (연색성) (예를 들어 90 초과의 CRI Ra)은 종종 필수적이다. 특히, (i) 6000 K 미만, 특히 5000 K 미만, 보다 특히 4000 K 미만 또는 심지어 3000 K 미만의 상관 색 온도 CCT에 상응하는 따뜻한-백색 또는 중성-백색, 및 (ii) 90 초과, 바람직하게는 92 초과, 특히 95 초과의 CRI Ra에 상응하는 우수한 색 재현을 갖는 백색 광을 발생시키는 조명 장치에 대한 필요가 존재한다.
청색 LED에 의해 여기되고 490 - 600 nm의 파장 범위에서 재방출할 수 있는 수많은 유기 형광 화합물이 선행 기술에서 제안된 바 있다.
WO 2012/168395에는 적어도 1종의 중합체 및 적어도 1종의 유기 황색-형광 착색제를 포함하며, 여기서 유기 형광 착색제는 화학식 (A)의 적어도 1개의 구조 단위를 포함하는 것인 색 변환기가 기재되어 있고,
Figure pct00001
여기서 구조 단위는 동일하거나 상이한 치환기에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있고, 여기서 도시된 벤즈이미다졸 구조의 6-원 고리 내의 1개 이상의 CH 기는 질소에 의해 대체될 수 있다. 이 참고문헌에는 또한 적색 유기 인광체와 조합된 화학식 (A)의 적어도 1개의 구조 단위를 포함하는 적어도 1종의 인광체를 포함하는 색 변환기가 기재되어 있다.
WO 2015/019270에는 시안화 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물 및 그의 황색-형광 착색제로서의 용도, 특히 색 변환기에서의 그의 용도가 기재되어 있다. 참고문헌에는 또한 청색 LED를 사용하여, 적색 유기 인광체와 조합된 적어도 1종의 시안화 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물을 포함하는 혼합물을 펌핑하는 백색 LED가 기재되어 있다. 상기 시안화 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물은 종종 다단계 합성으로 어려움을 겪고, 과정은 또한 종종 정제를 위한 정교한 절차가 요구된다.
선행 기술의 상기 언급된 화합물은 백색 LED 광에서 전형적으로 나타나는 녹색 스펙트럼 범위에서 갭을 좁히는 것이 종종 불가능하다.
따라서 본 발명의 목적은 청색 LED로부터의 여기 에너지를 흡수하고 녹색-황색 파장 범위 (490 내지 540 nm의 파장 범위)에서 방출할 수 있는 유기 형광 착색제를 제공하는 것이다. 신규 유기 인광체는 또한 목적하는 CCT 및 높은 평균 연색성 지수 CRI Ra 및/또는 R9 값을 갖는 백색 광을 수득하기 위한 색 변환기에 사용하는데 적합하여야 한다. 신규 형광 화합물은 6000 K 미만의 CCT, 높은 색 품질 (CRI Ra >90) 및 양성 R9 값 (특히 R9 > 66)을 갖는 백색 광을 생성하기 위해 추가의 착색제와 조합하는데 특히 적합하여야 한다.
추가로, 하기 특성 중 하나 이상을 갖는 유기 형광 착색제에 대한 진행 중인 필요가 존재한다:
- 청색 광 조사 조건 하에 높은 광 안정성;
- 청색 광 조사 조건 하에 높은 열 안정성;
- 수분 및 산소에 대한 높은 화학적 안정성;
- 긴 수명;
- 높은 형광 양자 수율; 및
- 용이하게 순수한 형태로 수득가능.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 목적은 6000 K 미만의 CCT를 갖고, 평균 연색성 지수 CRI가 90 초과, 바람직하게는 적어도 92, 특히 95 초과인 조명 장치를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 6000 K 미만의 CCT 및 66 초과의 R9 값을 갖는 조명 장치를 제공하는 것이다.
이제 높은 연색성 지수 CRI Ra를 갖는 백색 광을 생성하는데 유리하게 적합한 신규 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물을 발견하였다.
따라서, 본 발명은 특히 색 변환기에 사용하기 위한 유기 형광 화합물 또는 유기 형광 화합물의 혼합물을 제공하는 목적에 기반한다.
따라서, 제1 측면에서, 본 발명은 화학식 (I)의 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물 또는 그의 혼합물에 관한 것이다.
Figure pct00002
여기서
라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 서로 독립적으로 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3 또는 4개의 동일하거나 상이한 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고, 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로 수소 및 및 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴로부터 선택되고
여기서
RAr은 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 할로겐,
C1-C30-알킬, C2-C30-알케닐, C2-C30-알키닐 (여기서 3개의 후자의 라디칼은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Ra 기를 보유함),
C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴 (여기서 2개의 후자의 라디칼은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rb 기를 보유함),
아릴 및 헤테로아릴 (여기서 2개의 후자의 라디칼은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rc 기를 보유함)
로부터 선택되고,
여기서
Ra는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 시아노, 할로겐, C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서 C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rb1 기를 갖고, 여기서 아릴 및 헤테로아릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rc1 기를 갖고;
Rb는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 시아노, 할로겐, C1-C18-알킬, C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서 C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rb1 기를 갖고, 여기서 아릴 및 헤테로아릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rc1 기를 갖고;
Rc는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 시아노, 할로겐, C1-C18-알킬, C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서 C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rb1 기를 갖고, 여기서 아릴 및 헤테로아릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rc1 기를 갖고;
Rb1은 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 할로겐, C1-C18-알킬 및 C1-C18-할로알킬로부터 선택되고,
Rc1은 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 할로겐, C1-C18-알킬 및 C1-C18-할로알킬로부터 선택된다.
화학식 (I)의 신규 화합물은 녹색 파장 범위에서 방출하며 따라서 녹색 스펙트럼 범위에서 갭을 좁히기 때문에, 색 변환기에서 그의 용도와 관련하여 매우 유리하다. 게다가 신규 화합물은 그들이 용이하게 제조될 수 있고 높은 순도로 수득된다는 이점을 갖는다. 화학식 (I)의 화합물 및 화학식 (I)의 화합물과 상이한 추가의 유기 형광 착색제를 포함하는 색 변환기는 90 초과의 평균 연색성 지수 CRI Ra 및 66 초과의 R9 값을 갖는 백색 광을 수득하는데 적합하다.
따라서, 추가 측면에서, 본 발명은 3000 K 내지 20000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로부터 방출된 광을 변환시켜 더 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위한 색 변환기에서의, 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 및 그의 혼합물의 용도에 관한 것이다.
추가 측면에서, 본 발명은 400 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED로부터 방출된 광을 제2의 더 긴 파장의 광으로 변환시켜 90 초과의 평균 연색성 지수 CRI Ra 및 66 초과의 R9 값을 갖는 백색 광을 제공하기 위한 색 변환기에서의, 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 및 그의 혼합물의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 색 변환기는 예를 들어 6000 K 미만, 특히 5000 K 미만, 보다 특히 4000 K 미만 또는 3000 K 미만의 표적화 상관 색 온도와 함께, 높은 평균 연색성 지수 (CRI Ra > 90) 및 높은 R9 값 (R9 > 66)을 갖는 백색 광이 발생되도록 한다.
추가 측면에서, 본 발명은, 중합체 매트릭스 중 형광 착색제로서의 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물 또는 그의 혼합물, 및
(a) 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 오렌지색 형광 착색제 및 그의 혼합물; 및
(b) 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 적색 형광 착색제 및 그의 혼합물;
로부터 선택된 추가의 적어도 1종의 유기 형광 착색제,
및 임의로 산란체로서의 적어도 1종의 무기 백색 안료
를 포함하는 색 변환기에 관한 것이다.
추가 측면에서, 본 발명은 400 nm 내지 480 nm, 특히 420 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED에 의해 발생된 광을 변환시켜 백색 광을 제공하기 위한, 또는 3000 K 내지 20000 K, 특히 6000 내지 20000 K의 상관 색 온도를 갖는 차가운 백색 LED에 의한 발생된 광을 변환시켜 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위한 상기 정의된 바와 같은 색 변환기의 용도에 관한 것이다.
추가 측면에서, 본 발명은
(i) 400 nm 내지 480 nm, 특히 420 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED 및 3000 K 내지 20000 K, 특히 6000 내지 20000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로부터 선택된 적어도 1개의 LED; 및
(ii) 상기 정의된 바와 같은 적어도 1개의 색 변환기
를 포함하며, 여기서 적어도 1개의 색 변환기는 적어도 1개의 LED로부터 원격 배열된 것인 조명 장치에 관한 것이다.
추가 측면에서, 본 발명은 광기전력 전지 및 상기 정의된 바와 같은 색 변환기를 포함하는, 조명 시 전력을 생산하는 장치에 관한 것이며, 여기서 광기전력 전지에 흡수되지 않은 광의 적어도 일부는 색 변환기에 의해 흡수된다.
나프토일렌벤즈이미다졸 화합물은 나프탈렌 벤즈이미다졸 화합물로도 지칭된다.
형광 착색제에는 특정한 파장의 광을 흡수하고 이것을 다른 파장의 광으로 변환시킬 수 있는 모든 물질이 포함된다. 유기 형광 착색제는 유기 형광 안료 또는 유기 형광 염료일 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "발광 물질"은 인광체(들)로도 지칭된다. 발광 물질은 무기 고체 또는 유기 형광 착색제일 수 있다.
따라서, 본 발명의 문맥에서, 용어 "인광체" 및 "착색제"는 제1 파장의 광을 제2 파장의 광으로 변환하는 발광 물질을 기재하는데 상호교환가능하게 사용된다.
용어 "변환 물질"은 제1 파장의 광자에 의해 여기되고, 제2의 상이한 파장의 광자를 방출하는 물질을 지칭한다.
본 발명의 문맥에서, "인광체-변환 LED"는 LED 소자에 의해 방출된 광의 색을 상이한 색으로 변환 또는 변경하기 위해 그 위에 코팅된 인광체 물질 층을 갖는 LED 소자를 지칭한다.
양자점은 양자 기계적 특성을 나타내도록 충분히 작은 반도체 물질로 제조된 나노결정이다. 양자점은 상당히 좁은 방출 스펙트럼, 즉, 현저하게 작은 FWHM (반치 전폭)을 나타낸다. 도트의 색 출력(color output)은 결정의 크기를 조절함으로써 조율될 수 있다. 양자점의 크기가 더 작을수록, 양자점이 더 짧은 파장의 광을 방출한다.
본 발명의 문맥에서, "색 변환기"는, 특정한 파장의 광을 흡수하고 이를 제2 파장의 광으로 변환시킬 수 있는 모든 물리적 장치를 의미하는 것으로 이해된다. 색 변환기는, 예를 들어 조명 장치, 특히 LED 또는 OLED를 광원으로서 사용하는 그러한 조명 장치, 또는 형광 변환 태양 전지의 부분이다. 따라서, 청색 광은 여기 파장보다 긴 파장의 가시 광으로 (적어도) 부분적으로 변환될 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 용어 주어진 분광 분포 F(λ)의 "중심 파장"은 하기 평균으로 정의된다: λc = ∫λ·F(λ) dλ / ∫F(λ) dλ.
본 발명의 문맥에서, "청색 LED"는 400 내지 480 nm, 바람직하게는 420 내지 480 nm, 보다 바람직하게는 440 내지 470 nm, 가장 바람직하게는 440 내지 460 nm의 중심 파장을 갖는 전자기 스펙트럼의 청색 범위에서 광을 방출하는 LED를 의미하는 것으로 이해된다. 적합한 반도체 물질은 탄화규소, 셀레늄화아연 및 질화물 예컨대 질화알루미늄 (AlN), 질화갈륨 (GaN), 질화인듐 (InN) 및 질화인듐갈륨 (InGaN)이다. LED는 전형적으로 그의 피크 파장에 중심이 있는 좁은 파장 분포를 갖는다. 표준 InGaN계 청색 LED는 사파이어 기재 상에 제작되고, 피크 방출 파장은 통상적으로 445 내지 455 nm에 중심이 있다.
백열 방사기가 아닌 광원은 상관 색 온도를 갖는다. 상관 색 온도 (CCT)는 인간 눈에 의해 LED와 동일한 백색 광을 방출하는 것으로 인지되는 흑체 방사기의 온도이다. 상관 색 온도 (CCT)는 전기 광원으로부터 방출되는 백색 광의 색 외관을 기재하고, 켈빈으로 측정된다. 이는 CIE 국제 표준에 따라 결정된다. 백색 광원으로부터의 CCT는 통상적으로 1500 K 내지 20000 K, 특히 2000 K 내지 20000 K의 범위이다. 더 높은 CCT를 갖는 백색 광은 더 낮은 CCT를 갖는 백색 광과 비교하여 짧은 파장 영역 (청색)에서 상대적으로 더 높은 강도 및 더 긴 파장 영역 (적색)에서 상대적으로 더 낮은 강도를 함유한다. 따라서, 더 높은 CCT는 일반적으로 더 유의한 청색 성분 또는 차가운 톤을 갖는 백색 광을 나타내며, 더 낮은 CCT는 일반적으로 더 유의한 적색 틴트 또는 따뜻한 톤을 갖는 백색 광을 나타낸다. 4500 K 내지 20000 K 범위의 CCT를 갖는 백색 광은 종종 차가운 백색 광으로 지칭되고, 2700 K 내지 3200 K 범위의 CCT를 갖는 백색 광은 종종 따뜻한 백색 광으로 지칭되고, 3200 K 내지 4500 K 범위의 CCT를 갖는 백색 광은 종종 중성 백색으로 지칭된다. 보다 따뜻한 색 온도는 생활 공간에 특히 적합하다.
연색성 (CRI)은 광원이 물체의 색을 인간 눈에 어떻게 보이게 하는지 및 색조의 미묘한 변동이 얼마나 잘 보여지는지의 척도이다. CIE 17.4, 국제 조명 용어에 따르면, 연색성 (CRI)은 "참조 발광체 하의 색 외관과의 의식적 또는 무의식적 비교에 의한 물체의 색 외관에 대한 발광체의 효과"로서 정의된다. 평균 또는 일반 연색성 지수 Ra는 8개의 파스텔 CIE 표준 (참조) 색 샘플 R1 내지 R8 (CIE 13.3-1995)의 색도에서의 차이로부터 계산된다. 음의 값이 또한 가능하다. 참조 광원, 예컨대 흑체 방사선은 CRI 지수 (Ra) 100 (이것이 최대임)을 갖는 것으로 정의되며, 즉 100의 값은 해당 광원이 참조 광원과 동일한 방식으로 색을 렌더링함을 나타낸다. CRI 지수가 더 낮을수록, 색이 덜 정확하게 재현될 것이다. 많은 일반 실내 조명 응용분야의 경우, 80 초과의 CRI 값 (Ra)이 허용된다. 일반 조명의 경우, 연색성 지수는 85 초과여야 한다. 정확한 연색성이 요구되는 적용에서, 광원에 의해 조광된 대상이 인간 눈에 더욱 천연 착색을 갖는 것처럼 나타날 수 있도록, 적어도 90의 높은 CRI Ra는 통상적으로 대단히 바람직하다.
CRI Ra는 6개의 고도로 포화된 색 (R9-R14)에 상응하는 계수를 포함하지 않는다. 이들 중, R9는, 색을 렌더링하는데 유익할 수 있는 적색-녹색 콘트라스트에 영향을 미칠 수 있는 강한 적색에 상응한다. 종종, 적색은 종종 가공 색으로 혼합된 색으로 발견되기 때문에, 색을 정확하게 렌더링하기 위해서는 적색을 잘 재현하는 능력이 필수적이다. 따라서, 광원이 적색을 정확하게 렌더링할 수 없는 경우에는, 적색빛인 물체가 탁색으로 변할 것이다. 따라서, 높은 CRI Ra 및 양의 R9 값을 갖는 갖는 광원은 가장 선명한 색을 생성하는 경향이 있다.
CIE 1931 표준 비색 시스템에 따르면, 색은 특정한 색 곡선을 따라 인간 눈에 의해 인지된다. 표준 광도 곡선 Vλ는 인간 눈의 감도의 파장 의존성을 설명한다. 광도 곡선은, 파장 555 nm의 단색 광 (녹색)의 경우, 683 lm/W의 가능한 최대 값을 갖는다. 광속은 인지되는 광 출력의 척도이다.
본 발명과 관련하여 용어 "본질적으로"는 단어 "완전히", "전체적으로" 및 "모두"를 포괄한다. 상기 단어는 90% 이상, 예컨대 95% 이상, 특히 99% 또는 100%의 비율을 포괄한다.
본 발명의 문맥에서, 어구 "화학식 (I)의 화합물"은 또한 "화학식 I의 화합물", "화합물 (I)" 또는 "화합물 I"으로 표현된다.
본 발명의 문맥에서, 어구 "비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴"은 또한 "0, 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴"로 표현된다.
상기 화학식에 명시된 가변기의 정의는 일반적으로 각각의 치환기를 대표하는 집합적 용어를 사용한다. 정의 Cn-Cm은 각각의 치환기 또는 치환기 모이어티에서 각 경우에 가능한 탄소 원자의 수를 제공한다.
용어 "할로겐"은 각 경우에 플루오린, 브로민, 염소 또는 아이오딘을 나타낸다.
본원에 사용된 용어 "알킬"은 1 내지 30개 ("C1-C30-알킬"), 1 내지 18개 ("C1-C18-알킬"), 1 내지 12개 ("C1-C12-알킬"), 1 내지 8개 ("C1-C8-알킬"), 1 내지 6개 ("C1-C6-알킬"), 1 내지 4개 ("C1-C4-알킬") 또는 1 내지 2개 ("C1-C2-알킬")의 탄소 원자를 갖는 포화 직쇄 또는 분지형 탄화수소 라디칼을 지칭한다. C1-C2-알킬은 메틸 또는 에틸이다. C1-C4-알킬은 추가적으로 n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 1-메틸프로필 (sec-부틸), 2-메틸프로필 (이소부틸) 또는 1,1-디메틸에틸 (tert-부틸)이다. C1-C6-알킬은 추가적으로, 또한 예를 들어, n-펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 2,2-디메틸프로필, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 1,1-디메틸부틸, 1,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 2,3-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,2,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1-메틸프로필 또는 1-에틸-2-메틸프로필이다. C1-C6-알킬은 예를 들어 추가적으로 또한 n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본원에 사용된 용어 "할로알킬"은 이들 기 내의 일부 또는 모든 수소 원자가 상기에 명시된 바와 같은 할로겐 원자로 치환된, 1 내지 6개 ("C1-C6-할로알킬")의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬 기 (상기에 명시된 바와 같음)이다. 예는 클로로메틸, 브로모메틸, 디클로로메틸, 트리클로로메틸, 플루오로메틸, 디플루오로메틸, 트리플루오로메틸, 클로로플루오로메틸, 디클로로플루오로메틸, 클로로디플루오로메틸, 1-클로로에틸, 1-브로모에틸, 1-플루오로에틸, 2-플루오로에틸, 2,2-디플루오로에틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 2-클로로-2-플루오로에틸, 2-클로로-2,2-디플루오로에틸, 2,2-디클로로-2-플루오로에틸, 2,2,2-트리클로로에틸, 펜타플루오로에틸, 1-플루오로프로필, 2-플루오로프로필, 3-플루오로프로필, 1,1-디플루오로프로필, 2,2-디플루오로프로필, 1,2-디플루오로프로필, 3,3-디플루오로프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필, 헵타플루오로프로필, 1,1,1-트리플루오로프로프-2-일, 3-클로로프로필 등이다.
본원에 사용된 용어 "시클로알킬"은 통상적으로 3 내지 8개 ("C3-C8-시클로알킬") 또는 3 내지 6개의 탄소 원자 ("C3-C6-시클로알킬")를 갖는 모노시클릭 또는 비시클릭 포화 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 모노시클릭 라디칼의 예는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸 및 시클로헥실을 포함한다. 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 모노시클릭 라디칼의 예는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 및 시클로옥틸을 포함한다. 7 또는 8개의 탄소 원자를 갖는 비시클릭 라디칼의 예는 비시클로[2.2.1]헵틸, 비시클로[3.1.1]헵틸, 비시클로[2.2.2]옥틸, 비시클로[3.3.0]옥틸 및 비시클로[3.2.1]옥틸을 포함한다. 바람직하게는, 용어 시클로알킬은 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 모노시클릭 포화 탄화수소 라디칼을 나타낸다.
본원에 사용된 용어 "알케닐"은 2 내지 30개 ("C2-C30-알케닐"), 예를 들어 2 내지 20개 ("C2-C20-알케닐") 또는 3 내지 10개 ("C2-C10-알케닐")의 탄소 원자 및 임의의 위치의 1개의 이중 결합을 갖는 단일불포화 직쇄 또는 분지형 히드로카르빌 라디칼을 지칭하고, 예를 들어 에테닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐, 1-메틸에테닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-메틸-1-프로페닐, 2-메틸-1-프로페닐, 1-메틸-2-프로페닐, 2-메틸-2-프로페닐이다.
본원에 사용된 용어 "알키닐"은 2 내지 30개 (C2-C30-알키닐), 예를 들어 2 내지 20개 ("C2-C20-알키닐") 또는 3 내지 10개 ("C2-C10-알키닐")의 탄소 원자 및 임의의 위치의 1개의 삼중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 히드로카르빌 라디칼을 지칭하고, 예를 들어 1-프로피닐, 2-프로피닐, 1-부티닐, 2-부티닐, 3-부티닐, 1-메틸-2-프로피닐이다.
본원에 사용된 용어 "헤테로시클릴"은 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 고리원 (C3-C8-헤테로시클릴)을 가지며, 고리원으로서의 탄소 원자뿐만 아니라, O, N, S, SO 및 S(O)2로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 헤테로원자 또는 헤테로원자-함유 기를 고리원으로서 포함하는 모노- 또는 비시클릭 포화 또는 부분 불포화 고리계를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "아릴"은 6 내지 14개, 보다 바람직하게는 6 내지 10개의 탄소 원자를 가지며, 어떠한 고리 헤테로원자도 포함하지 않는 일핵, 이핵 또는 삼핵 (모노시클릭, 비시클릭 또는 트리시클릭) 방향족 히드로카르빌 라디칼을 지칭한다. 아릴의 예는 특히 페닐, 나프틸, 인데닐, 플루오레닐, 안트라세닐, 페난트레닐, 특히 페닐 또는 나프틸이다.
본원에 사용된 용어 "헤테로아릴 (헤타릴)"은 5 내지 14개의 고리원을 가지며, 이들 중 일부가 상기 언급된 아릴로부터 유도될 수 있고, 여기서 아릴 기재 골격 내의 적어도 1개의 탄소 원자가 헤테로원자에 의해 대체된 일핵, 이핵 또는 삼핵 (모노시클릭, 비시클릭 또는 트리시클릭) 방향족 고리계를 지칭한다. 바람직한 헤테로원자는 N, O 및 S이다. 보다 바람직하게는, 헤테로아릴 라디칼은 5 내지 13개의 고리 원자를 갖는다. 보다 바람직하게는, 헤테로아릴 라디칼은 탄소 원자뿐만 아니라, O, S 및 N으로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 헤테로원자를 고리원으로서 갖는다.
본 발명에 따른 화학식 (I)의 화합물의 용도를 고려하면, 가변기 RAr, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10에 관한 하기 언급은 그 자체로도 및 특히 모든 가능한 서로간의 조합으로도 유효하다.
바람직한 실시양태에서, 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 1, 2, 3 또는 4개는 1 또는 2개의 시아노 기 및 0, 1 또는 2개의 라디칼 RAr을 보유하는 아릴이고; 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 0, 1, 2, 3 또는 4개는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 RAr을 보유하는 아릴이고; 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 수소이다. RAr은 존재하는 경우에 상기 주어진 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 C1-C10-알킬, C1-C6-할로알킬, C3-C8-시클로알킬, 또는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 Rc를 보유하는 페닐이다. 존재하는 경우에, Rc는 상기 정의된 바와 같다.
보다 바람직한 실시양태에서, 라디칼 R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고, 나머지 라디칼 R7, R8, R9 및 R10은, 서로 독립적으로, 수소 및 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 RAr을 보유하는 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
보다 더 바람직한 실시양태에서, 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 1, 2, 3 또는 4개는 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고; 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 0, 1, 2 또는 3개는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 RAr을 보유하는 페닐이고; 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 수소이다. 존재하는 경우에, RAr은 바람직한 것으로 언급된 의미 중 하나를 갖는다. 마찬가지로 보다 더 바람직한 실시양태에서, 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 1, 2, 3 또는 4개는 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고, 여기서 라디칼 R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고; 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 0, 1, 2 또는 3개는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 RAr을 보유하는 페닐이고; 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 수소이다. 존재하는 경우에, RAr은 바람직한 것으로 언급된 의미 중 하나를 갖는다.
특히, 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 2, 3 또는 4개는 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고; 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 1 또는 2개는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 RAr을 보유하는 페닐이고; 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 수소이다. 존재하는 경우에, RAr은 바람직한 것으로 언급된 의미 중 하나를 갖는다.
마찬가지로 특히, 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 2, 3 또는 4개는 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고, 여기서 라디칼 R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고; 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 1 또는 2개는 비치환되거나 또는 1 또는 2 또는 3개의 라디칼 RAr을 보유하는 페닐이고; 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 수소이다. 특히, R7은 수소이다. 존재하는 경우에, RAr은 바람직한 것으로 언급된 의미 중 하나를 갖는다.
화학식 (I-A)의 화합물에 상응하는 화학식 (I)의 화합물이 특히 바람직하다.
Figure pct00003
여기서
R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소; 페닐; 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐; 또는 C1-C10-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐이고;
라디칼 R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고; 나머지 라디칼 R8, R9 및 R10은 수소 및 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (I-A)의 화합물 중에, R8 및 R10이 동일한 의미를 가지며, 둘 다 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐인 화합물이 바람직하다. 특히, R8 및 R10은 동일한 의미를 갖고, R9는 수소이다.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태는
R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소; 페닐; 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐; 및 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬 치환기를 보유하는 페닐; 특히 수소, 페닐 또는 1개의 시아노 기를 보유하는 페닐로부터 선택되고;
R8은 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐; 페닐; 또는 1, 2 또는 3개의 치환기 C1-C10-알킬을 보유하는 페닐이고;
R9는 수소이고;
R10은 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐; 페닐; 또는 1, 2 또는 3개의 치환기 C1-C10-알킬을 보유하는 페닐인
화학식 (I-A)의 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 보다 특히 바람직한 실시양태는
R3은 페닐; 1개의 시아노 기를 보유하는 페닐; 또는 C1-C10-알킬로부터 선택된 1개의 치환기를 보유하는 페닐; 특히 1개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고;
R4는 수소이고;
R8 및 R10은 각각 1개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고;
R9는 수소인
화학식 (I-A)의 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 추가의 특히 바람직한 실시양태는
R3은 수소이고;
R4는 페닐; 1개의 시아노 기를 보유하는 페닐; 또는 C1-C10-알킬로부터 선택된 1개의 치환기를 보유하는 페닐; 특히 1개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고;
R8 및 R10은 각각 1개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고;
R9는 수소인
화학식 (I-A)의 화합물에 관한 것이다.
화학식 (I-A)의 바람직한 화합물의 예는 화학식 (I-A.1), (I-A.2) (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물이다.
Figure pct00004
화학식 I의 화합물 및 그의 혼합물은 표준 방법, 예를 들어 WO 2012/168395, 특히 페이지 64 - 81, WO 2015/019270, 페이지 21 - 30에 기재된 바 또는 본 출원의 실험 섹션에 기재된 바와 유사하게 제조될 수 있다.
예로서, 라디칼 R7, R8, R9 및 R10이 중 적어도 1개는 서로 독립적으로 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고, 나머지 라디칼 R7, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로 수소 및 비치환되거나 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴로부터 선택되고; R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 서로 독립적으로 수소 및 0, 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴로부터 선택된 것인 화학식 (I)의 화합물의 제조가 하기에 상세히 기재되어 있다. 제조는 하기 단계를 포함한다:
(i) 화학식 (V)의 디아민을
Figure pct00005
(여기서, 라디칼 R7, R8, R9 또는 R10 중 적어도 1개는 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고, 나머지 라디칼 R7, R8, R9 또는 R10은 수소 또는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴임);
화학식 (VI)의 1,8-나프탈산 무수물과 반응시켜
Figure pct00006
(여기서,
Hal은 브로민 또는 염소이고;
R은 서로 독립적으로 수소 및 0, 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴로부터 선택되고;
m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;
n은 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고;
단 m + n의 합계는 6임)
화학식 (VII)의 화합물을 수득하는 단계
Figure pct00007
(여기서 (R)n, (Hal)m, R7, R8, R9 및 R10은 상기 정의된 바와 같음);
(ii) 단계 (i)에서 수득된 화학식 (VII)의 화합물을 전이 금속 촉매의 존재 하에 화학식 (VIII)의 유기금속 화합물과 교차 커플링시켜
Figure pct00008
(여기서,
Ar은 0, 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고;
Met은 B(OH)2, B(OR')(OR"), Zn-Hal' 또는 Sn(R*)3이고,
여기서
R' 및 R"은 각각 독립적으로 수소, C1-C30-알킬, C5-C8-시클로알킬, C6-C14-아릴 또는 헤테로아릴이거나, 또는 R' 및 R"은 함께 C1-C4-알킬, C5-C8-시클로알킬, C6-C14-아릴 및 헤테로아릴로부터 선택된 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 치환기를 임의로 갖는 C2-C4-알킬렌이고,
Hal'는 염소 또는 브로민이고,
R*는 C1-C8-알킬 또는 페닐임),
화학식 I의 화합물을 수득하는 단계.
Figure pct00009
(여기서
라디칼 R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 서로 독립적으로 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고, 나머지 라디칼 R7, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로 수소 및 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴로부터 선택되고;
R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 서로 독립적으로 수소 및 0, 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴로부터 선택됨).
단계 (i)
반응은 바람직하게는 극성 비양성자성 용매의 존재 하에 수행된다. 적합한 극성 비양성자성 용매는 질소 헤테로사이클 예컨대 피리딘, 피리미딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴날딘, N-메틸피페리딘, N-메틸피페리돈 및 N-메틸피롤리돈 (NMP) 또는 알킬 아릴 에테르 예컨대 아니솔이다.
반응은 유리하게는 이미드화 촉매의 존재 하에 실행된다. 적합한 이미드화 촉매는 유기 및 무기 산, 예를 들어 포름산, 아세트산, 프로피온산 및 인산이다. 적합한 이미드화 촉매는 또한 전이 금속, 예컨대 아연, 철, 구리 및 마그네슘의 유기 및 무기 염이다. 이들의 예는 아세트산아연, 프로피온산아연, 산화아연, 아세트산철(II), 염화철(III), 황산철(II), 아세트산구리(II), 산화구리(II) 및 아세트산마그네슘을 포함한다. 무수물 대 이미드화 촉매의 몰비는 일반적으로 1.2:1 내지 1:1.2이다.
반응 온도는 일반적으로 주위 온도 내지 200℃, 바람직하게는 120℃ 내지 160℃이다.
화학식 (V) 및 (VI)의 화합물은 상업적으로 입수가능하거나, 표준 방법에 따라 제조될 수 있다. 화학식 (V)의 화합물은 예를 들어 2-니트로아닐린의 브로민화로부터 출발하여, 문헌 방법에 따라 제조될 수 있다. 수득한 브로민화 2-니트로아닐린은 스즈키 커플링의 관점에서 시아노아릴보론산으로 처리하였다. 염화아연을 사용하는 방향족 니트로 기의 아민 기로의 환원은 화학식 (V)의 화합물을 수득한다.
단계 (i)에서 수득된 화학식 (VII)의 화합물은 일반적으로 추가 정제 및/또는 분리 없이 후속 반응에 사용된다.
통상의 기술자는 단계 (i)의 반응이 화학식 (VI)의 1,8-나프탈산 무수물의 나프탈렌 골격 상의 치환 패턴 및 화학식 (V)의 디아민의 치환 패턴에 따른 위치이성질체를 수득할 수 있다는 것을 용이하게 인지할 것이다.
단계 (ii)
단계 (i)에서 수득된 화학식 (VII)의 화합물은 화학식 (VIII)의 유기금속 화합물과 교차 커플링된다.
촉매 활성량의 주기율표의 전이족 VIII (IUPAC에 따른 10족)의 전이 금속, 예를 들어 니켈, 팔라듐 또는 백금의 존재 하에, 특히 팔라듐 촉매의 존재 하에 반응을 실시하는 것이 바람직하다. 적합한 촉매는, 예를 들어 팔라듐-포스핀 착물, 예컨대 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0), PdCl2(o-톨릴3P)2, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드, [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]팔라듐(II) 클로라이드-디클로로메탄 착물, 비스[1,2-비스(디페닐포스피노)에탄]팔라듐(0) 및 [1,4-비스(디페닐포스피노)부탄]팔라듐(II) 클로라이드, 포스핀 화합물의 존재 하의 활성탄 상 팔라듐, 및 포스핀 화합물 예컨대 트리페닐포스핀의 존재 하의 팔라듐(II) 화합물, 예컨대 염화팔라듐(II) 또는 비스(아세토니트릴)팔라듐(II) 클로라이드, 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센, 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄, 1,3-비스(디페닐포스피노)프로판 및 1,4-비스(디페닐포스피노)부탄이다. 촉매의 양은 화학식 (VII)의 화합물을 기준으로 하여 전형적으로 10 내지 150 mol%이다.
특히 적합한 유기금속 화합물 (VIII)는 적절하게 치환된 아릴보론산 및 아릴보론산 에스테르 (Met = B(OH)2 또는 B(OR')(OR")이고, 여기서 R', R" = C1-C4-알킬이거나, 또는 R' 및 R"는 함께 C1-C4-알킬로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 치환기를 임의로 갖는 C2-C4-알킬렌인 화합물 VIII)이다.
반응은, 예를 들어 문헌 [Suzuki et al., Chem. Rev., 1995, 95, 2457-2483] 및 그에 인용된 문헌으로부터 공지된 바와 같은 스즈키(Suzuki) 커플링의 조건 하에 실시된다. 아릴보론산 및 그의 에스테르는 문헌으로부터 공지되어 있거나, 상업적으로 입수가능하거나, 또는 적절한 붕산 에스테르와의 반응에 의해 상응하는 아릴마그네슘 화합물로부터 제조될 수 있다.
적합한 유기금속 화합물 (VIII)는 특히 또한 아릴스탄난 (Met = Sn(R*)3이고, 여기서 R*은 특히 C1-C4-알킬인 화합물 VIII)이다. 이러한 경우에, 반응은, 예를 들어 문헌 [D. Milstein, J. K. Stille, J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, p. 3636-3638 또는 V. Farina, V. Krishnamurthy, W. J. Scott, Org. React. 1997, 50, 1-652]으로부터 공지된 바와 같은 스틸(Stille) 커플링의 조건 하에 실시된다. 아릴스탄난 VIII는 아릴리튬 화합물과 (R*)3SnCl과의 반응에 의해 공지된 방법과 유사하게 제조될 수 있다.
적합한 유기금속 화합물 VIII는 추가로 유기아연 화합물 (Met = Zn-Hal'이고, 여기서 Hal' = Cl, Br, 특히 Br인 화합물 VIII)이다. 이러한 경우에, 반응은, 예를 들어 문헌 [A. Luetzen, M. Hapke, Eur. J. Org. Chem., 2002, 2292-2297]으로부터 공지된 바와 같은 네기시(Negishi) 커플링의 조건 하에 실시된다. 아릴아연 화합물은 아연 염, 예컨대 염화아연과의 반응에 의해 아릴리튬 화합물 또는 아릴마그네슘 화합물로부터 그 자체로 공지된 방식으로 제조될 수 있다.
화학식 (VII)의 화합물과 유기금속 화합물 (VIII)의 반응은, 특히 스즈키 커플링의 경우에 염기성 조건 하에 실시된다. 적합한 염기는 알칼리 금속 탄산염 및 알칼리 금속 탄산수소염, 예컨대 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산세슘, 탄산수소나트륨, 알칼리 토금속 탄산염 및 알칼리 토금속 탄산수소염, 예컨대 탄산마그네슘 또는 탄산수소마그네슘, 또는 3급 아민, 예컨대 트리에틸아민, 트리메틸아민, 트리이소프로필아민 또는 N-에틸-N-디이소프로필아민이다.
전형적으로, 커플링은 용매 중에서 실시된다. 적합한 용매는 유기 용매 예컨대 방향족, 예를 들어 톨루엔, 에테르, 예를 들어 디알킬에테르 예컨대 1,2-디메톡시에탄, 시클릭 에테르 예컨대 테트라히드로푸란 또는 1,4-디옥산, 알킬 아릴 에테르 예컨대 아니솔, 폴리알킬렌 글리콜 예컨대 디에틸렌 글리콜, 카르보니트릴 예컨대 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 카르복스아미드 예컨대 디메틸포름아미드 또는 디메틸아세트아미드이다. 스즈키 커플링에서, 상기 언급된 용매는 또한 물과의 혼합물로 사용될 수 있으며; 예를 들어, 유기 용매 대 물의 비는 5:1 내지 1:5 범위일 수 있다.
교환될 할로겐 원자의 mol당 적어도 1 mol의 유기금속 화합물 VIII가 사용된다. 교환될 할로겐 원자의 mol당 5 내지 30% 몰 과량의 화학식 V의 유기금속 화합물을 사용하는 것이 유리할 수 있다.
수득된 화학식 (I)의 화합물은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 통상의 공정, 예컨대 추출, 증류, 재결정화, 적합한 고정상 상에서의 분리 및 이들 조치의 조합에 의해 정제될 수 있다.
통상의 기술자는 출발 물질 VII가 위치이성질체의 혼합물인 경우에, 반응이 화학식 (I)의 위치이성질체의 혼합물을 수득한다는 것을 용이하게 인지할 것이다. 수득된 화학식 (I)의 화합물은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 통상의 공정, 예컨대 추출, 증류, 재결정화, 적합한 고정상 상에서의 분리 및 이들 조치의 조합에 의해 분리 및/또는 정제될 수 있다.
상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 또는 그의 혼합물은, 예를 들어 색 변환기에서 형광 착색제로서의, 모든 일련의 최종 용도에 사용될 수 있다. 따라서, 3000 K 내지 20000 K, 예를 들어 6000 K 내지 20000 K, 또는 4500 내지 20000 K의 CCT를 갖는 백색 LED에 의해 생성된 광을, 상기 백색 LED에 의해 발생된 광을 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 색 변환기에 통과시킴으로써, 더 낮은 CCT를 갖는 광 (즉, 더 따뜻한 백색 광)으로 변환시키는 것이 가능하다. 마찬가지로, 400 nm 내지 480 nm, 예를 들어 420 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED에 의해 생성된 광을, 상기 LED에 의해 발생된 광을 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 색 변환기에 통과시킴으로써, 백색 광으로 변환시키는 것이 가능하다.
본 발명은 또한 중합체 매트릭스 중 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물 또는 그의 혼합물을 형광 착색제로서 포함하는 색 변환기를 또한 제공한다. 덜 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기는 화학식 (I)의 화합물 또는 그의 혼합물을 단일 인광체 성분으로서 포함한다.
발생된 광의 스펙트럼 조성은, 화학식 (I)의 화합물 또는 그의 혼합물이 화학식 (I)의 화합물과 상이한 추가의 형광 착색제와 조합하여 사용되는 경우에, 의도되는 용도에 더 우수하게 적합화될 수 있다. 구체적 실시양태에 따르면, 화학식 (I)의 화합물 또는 화학식 (I)의 화합물의 혼합물은 적어도 1종의 추가의 인광체, 특히 유기 형광 착색제와 조합하여 사용될 수 있다. 적합한 추가의 유기 형광 착색제는 원칙적으로 광을 흡수하고 이를 다른 파장의 광으로 변환할 수 있는 모든 유기 염료 또는 안료이다. 추가의 착색제는 중합체 매트릭스 중에 균질하게 용해 또는 분산될 수 있어야 하고, 열 및 방사성 응력에 대한 충분한 안정성을 가져야 한다.
따라서, 추가 측면에서, 본 발명은 중합체 매트릭스 중 형광 착색제로서의 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물, 및
(a) 540 내지 600 nm 미만, 바람직하게는 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 오렌지색 형광 착색제 및 그의 혼합물; 및
(b) 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 적색 형광 착색제 및 그의 혼합물
로부터 선택된 추가의 적어도 1종의 유기 형광 착색제;
및 임의로 산란체로서의 적어도 1종의 무기 백색 안료
를 포함하는 색 변환기를 제공한다.
이와 관련해서, 유기 오렌지색 형광 착색제(들) 및 유기 적색 형광 착색제(들)의 형광 스펙트럼은 해당 색 변환기에 사용된 중합체 또는 중합체 혼합물 중에서 기록된다.
추가의 형광 착색제는 400 내지 480 nm, 특히 420 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED의 광의 적어도 부분을 흡수할 수 있다.
540 내지 600 nm 미만, 특히 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적합한 유기 오렌지색 형광 착색제는 코어-시안화 벤즈이미다졸 유형의 화합물, 베이-비치환된 페릴렌 비스이미드 화합물 및 강성 2,2'-비페녹시 가교를 갖는 아릴옥시-치환된 페릴렌 비스이미드를 포함한다.
바람직하게는, 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 오렌지색 형광 착색제는 하기로부터 선택된다.
(a.1) 화학식 (II)의 코어-시안화 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물 및 그의 혼합물;
Figure pct00010
여기서
R23 또는 R24 중 1개는 서로 독립적으로 시아노이고 다른 라디칼 R23 또는 R24는 시아노, 페닐, 4-시아노페닐, 및 C1-C10-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐로부터 선택되고;
R27, R28, R29 및 R210은 서로 독립적으로 수소, 페닐, 4-시아노페닐, 또는 C1-C10-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐임;
(a.2) 화학식 (III)의 페릴렌 비스이미드 화합물;
Figure pct00011
여기서
R31 및 R32는 서로 독립적으로 C1-C30-알킬, C3-C8-시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 3개의 후자의 라디칼 내의 (헤테로)방향족 고리는 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬에 의해 일치환 또는 다치환됨;
(a.3) 화학식 (IV)의 강성 2,2'-비페녹시 가교를 갖는 페릴렌 비스이미드 화합물 및 그의 혼합물;
Figure pct00012
여기서
R41 및 R42는 서로 독립적으로 수소, 비치환되거나 또는 C6-C10-아릴 (이는 다시 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환됨)에 의해 치환된 C1-C10-알킬, 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 C3-C8-시클로알킬, 및 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 C6-C10-아릴이고;
R43, R44, R45, R46, R47, R48, R49, R410, R411, R412, R413, R414, R415, R416, R417 및 R418은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C18-알킬, C6-C10-아릴, C6-C10-아릴-C1-C10-알킬렌, C6-C10-아릴옥시 및 C6-C10-아릴티오로부터 선택되며, 여기서 C6-C10-아릴, C6-C10-아릴-C1-C10-알킬렌, C6-C10-아릴옥시 및 C6-C10-아릴티오의 아릴 모이어티는 비치환되거나 또는 1개 이상의 C1-C10-알킬에 의해 치환됨.
화학식 (II)의 화합물은 WO 2015/019270으로부터 공지되어 있다. 특히 화학식 II의 적합한 화합물은 R28 및 R210이 각각 페닐이고, R27 및 R29는 수소인 화합물이다. 특히 바람직한 것은 WO 2015/019270의 화합물 (27)에 상응하는 화학식 (II.1)의 화합물이다.
Figure pct00013
화학식 (III)의 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물은, 예를 들면, DE 1 130 099, US 4,379,934, US 4,446,324 또는 EP 0657436에 기재되어 있다. 화학식 (III)의 특히 바람직한 페릴렌 착색제는 R31 및 R32이 독립적으로 C1-C10-알킬, 2,6-디(C1-C10-알킬)아릴 및 2,4-디(C1-C10-알킬)아릴로부터 선택된 것인 화합물이다. 보다 바람직하게는, R31과 R32는 동일하다. 화학식 (III.1)의 화합물이 특히 바람직하다.
Figure pct00014
화학식 (IV)의 강성 2,2'-비페녹시 가교를 갖는 페릴렌 비스이미드 화합물은 미공개된 PCT/EP2017/050621 (후-공개된 WO 2017/121833)의 대상이다. 특히 바람직한 페릴렌비스이미드 화합물은 R41 및 R42가 서로 독립적으로, 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C6-알킬에 의해 치환된 페닐로부터 선택되고; R43, R44, R45, R46, R47, R48, R49, R410, R411, R412, R413, R414, R415, R416, R417 및 R418은 각각 수소이다. 화학식 (IV.1)의 화합물이 특히 바람직하다.
Figure pct00015
화학식 (IV)의 화합물은 화학식 (IX)의 적절한 염소화 또는 브로민화 페릴렌 비스이미드를
Figure pct00016
(여기서
Hal은 각 경우에 브로민 또는 각 경우에 염소이고;
R41 및 R42는 상기 정의된 바와 같음);
화학식 (X)의 2,2'-비페놀 화합물 및, 적절한 경우에, 화학식 (XI)의 2,2'-비페놀 화합물과 반응시킴으로써 제조될 수 있고,
Figure pct00017
여기서
R43, R44, R45, R46, R47, R48, R49, R410, R411, R412, R413, R414, R415, R416, R417 및 R418은 상기 정의된 바와 같다.
화학식 (XI)의 2,2'-비페놀은 또한 화학식 (X)의 2,2'-비페놀에 대해 정의된 바와 같을 수 있다 (화학식 (X)의 단지 1종의 2,2'-비페놀이 할로겐 치환 반응에 사용되는 경우).
반응은 통상적으로 염기의 존재 하에 수행된다. 적합한 염기는 특히 무기 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염기이고, 알칼리 금속 염기가 특히 적합하다. 무기 염기의 예는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 카르보네이트 및 히드로겐카르보네이트, 히드록시드, 히드라이드 및 아미드이다. 바람직한 염기는 카르보네이트 및 히드로겐카르보네이트이고, 카르보네이트가 특히 바람직하다. 바람직한 알칼리 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨 및 세슘이고; 특히 적합한 알칼리 토금속은 마그네슘 및 칼슘이다. 염기 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능한 것으로 인지될 것이다. 매우 특히 바람직한 염기는 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨 및 탄산세슘이다.
반응은 통상적으로 극성, 비양성자성 용매의 존재 하에 수행된다. 적합한 용매는 특히 지방족 카르복스아미드, 바람직하게는 N,N-디-C1-C4-알킬-C1-C4-카르복스아미드, 락탐 예컨대 디메틸포름아미드, 디에틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸부티르아미드 및 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP), 니트릴 예컨대 아세토니트릴이다. 극성, 비양성자성 용매의 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다. NMP가 특히 바람직하다.
반응 온도는 일반적으로 실온 내지 용매의 비점, 바람직하게는 40 내지 160℃ 범위 내이다.
화학식 (IX)의 화합물은 US 4,845,223에 기재된 방법과 유사하게 제조될 수 있다. 화학식 (X) 및 (XI)의 화합물은 상업적으로 입수가능하거나, 문헌 방법에 따라 제조될 수 있다.
600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적합한 유기 적색 형광 착색제는 1,6,7,12-테트라아릴옥시-치환된 페릴렌 비스이미드 화합물을 포함한다.
바람직하게는, 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제는 발광 성분으로부터 발생된 청색 광의 부분을 흡수할 수 있다. 특히, 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제는 화학식 (V)의 페릴렌 비스이미드 화합물이고,
Figure pct00018
여기서
R51 및 R52는 서로 독립적으로, 비치환되거나 또는 C6-C10-아릴 (이는 다시 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환됨)에 의해 치환된 C1-C10-알킬, 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 C3-C8-시클로알킬, 또는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 C6-C10-아릴이고;
Y는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 C1-C10-알킬, 페닐, 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C6-알킬, C1-C6-알콕시-C1-C6-알킬 및 C1-C6-알콕시에 의해 치환된 페닐이고;
y는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이다.
화학식 (V)의 바람직한 페릴렌 비스이미드 화합물의 예는 R51 및 R52가 각각 독립적으로 C1-C10-알킬, 2,6-디(C1-C10-알킬)아릴 및 2,4-디(C1-C10-알킬)아릴로부터 선택된 것인 화합물이다. 특히, R51과 R52는 동일하다. 매우 특히, R51 및 R52는 각각 2,6-디이소프로필페닐 또는 2,4-디-tert-부틸페닐이다.
구체적 실시양태에서, y은 0이고, 즉, (Y)y는 부재한다. 이들 화합물은 US 4,845,223으로부터 공지되어 있다. N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라페녹시페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드가 특히 바람직하다.
추가의 구체적 실시양태에서, 각각의 y는 1이고, 특히 오르토-위치의 각각의 Y는 페닐이다. 이들 화합물은 미공개된 EP 16192617.5의 대상이다.
추가의 구체적 실시양태에서, 각각의 y는 1이다. Y는 각각 C1-C10-알킬, 특히 2차 C3-C10-알킬 또는 tert C4-C10-알킬이다. 특히 바람직하게는, Y는 오르토/파라 위치의 2차 C3-C10-알킬, 예를 들어 오르토-위치의 이소프로필이다.
특히 적합한 예는 하기 제시된 화학식 (V.1), (V.2) 및 (V.3)의 페릴렌 비스이미드 화합물이다.
Figure pct00019
놀랍게도, 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물, 540 내지 600 nm 미만, 특히 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 착색제, 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 형광 착색제를 포함하는 색 변환기가 90 초과, 바람직하게는 적어도 92, 특히 95 초과의 CRI Ra 값을 갖는 백색 광을 수득하도록 한다는 사실을 발견하였다. 특히, 수득된 백색 광은 66 초과, 특히 70 초과, 보다 특히 75 초과의 R9 값을 갖는다.
따라서, 추가 측면에서, 본 발명은 또한
- 형광 착색제로서의 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물;
- 540 내지 600 nm 미만, 바람직하게는 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 오렌지색 형광 착색제;
- 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 적색 형광 착색제; 및
- 임의로 산란체로서의 적어도 1종의 무기 백색 안료
를 포함하는 색 변환기를 제공한다.
540 내지 600 nm 미만, 바람직하게는 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 오렌지색 형광 착색제 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적색 형광 착색제와 조합하여 사용되는 화학식 (I)의 형광 착색제의 수는 임의의 수, 바람직하게는 1 내지 5일 수 있다.
화학식 (I)의 형광 착색제 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제와 조합하여 사용되는, 540 내지 600 nm 미만, 바람직하게는 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제의 수는 임의의 수, 바람직하게는 1 내지 5일 수 있다.
화학식 (I)의 형광 착색제 및 540 내지 600 nm 미만, 바람직하게는 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제와 조합하여 사용되는, 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제의 수는 임의의 수, 바람직하게는 1 내지 5일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 색 변환기는 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (II)의 적어도 1종의 화합물 및 화학식 (V)의 적어도 1종의 화합물을 포함한다. 마찬가지로 바람직하게는, 본 발명의 색 변환기는 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (III)의 적어도 1종의 화합물 및 화학식 (V)의 적어도 1종의 화합물을 포함한다. 마찬가지로 바람직하게는, 본 발명의 색 변환기는 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (IV)의 적어도 1종의 화합물 및 화학식 (V)의 적어도 1종의 화합물을 포함한다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (II)의 적어도 1종의 화합물 및 화학식 (V)의 적어도 1종의 화합물을 포함한다. 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다. 추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다. 추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
마찬가지로 보다 바람직하게는, 본 발명의 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (III)의 적어도 1종의 화합물 및 화학식 (V)의 적어도 1종의 화합물을 포함한다. 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다. 추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다. 추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
마찬가지로 보다 바람직하게는, 본 발명의 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (IV)의 적어도 1종의 화합물 및 화학식 (V)의 적어도 1종의 화합물을 포함한다. 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다. 추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다. 추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A)의 적어도 1종의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.1)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.2)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (II.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (III.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.2)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.4)의 화합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
추가의 구체적 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I-A.3) 및 (I-A.4)의 화합물의 혼합물, 화학식 (IV.1)의 화합물 및 화학식 (V.3)의 화합물을 포함한다.
중합체 매트릭스 중 유기 형광 착색제의 농도는 색 변환기의 두께 및 중합체의 유형에 따라 설정된다. 얇은 중합체 층이 사용되는 경우에, 유기 형광 착색제(들)의 농도는 일반적으로 두꺼운 중합체 층의 경우보다 더 높다.
전형적으로, 중합체 중 유기 형광 착색제의 양은 또한 달성하고자 하는 상관 색 온도 CCT에 따라 달라진다. 통상의 기술자는 화학식 I의 유기 형광 착색제의 농도 및 추가의 유기 형광 착색제(들)의 농도를 증가시킴으로써, LED로부터 방출된 광이 더 긴 파장으로 조율되어 표적화 CCT를 갖는 백색 광이 수득됨을 인지할 것이다.
전형적으로, 본 발명의 화학식 I의 적어도 1종의 유기 형광 착색제의 농도는 각 경우에 사용된 중합체의 양을 기준으로 하여, 0.001 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 0.005 내지 0.3 중량%, 가장 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%이다.
전형적으로, 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 유기 오렌지색 형광 착색제의 농도는 사용된 중합체의 양을 기준으로 하여, 0.0001 내지 0.2 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.01 중량%이다.
전형적으로, 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 유기 적색 형광 착색제의 농도는 사용된 중합체의 양을 기준으로 하여, 0.0001 내지 0.2 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.01 중량%이다.
화학식 I의 적어도 1종의 본 발명의 유기 형광 착색제 대 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 유기 오렌지색 형광 착색제의 비는 전형적으로 9:1 내지 50:1, 바람직하게는 10:1 내지 40:1의 범위이다. 예는 10:1 내지 35:1 또는 10:1 내지 25:1이다.
화학식 (I)의 적어도 1종의 본 발명의 유기 형광 착색제 대 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 유기 적색 형광 착색제의 비는 전형적으로 2:1 내지 20:1, 바람직하게는 3:1 내지 15:1의 범위이다.
화학식 (I)의 형광 착색제 대 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 1종의 유기 오렌지색 형광 착색제와 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 유기 적색 형광 착색제의 합계의 비는 전형적으로 2:1 내지 1:10, 바람직하게는 1:1 내지 1:8, 보다 바람직하게는 1:2 내지 1:7의 범위이다. 통상의 기술자는 착색제의 비가 선택된 광원에 의존한다는 것을 용이하게 인지할 것이다. 표적화 CCT의 경우, 광이 420 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED에 의해 발생되는 경우에, 각각 본 발명의 착색제 대 540 내지 590 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 오렌지색 착색제의 비, 및 본 발명의 착색제 대 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적색 착색제의 비는, 광이 6000 내지 20000 K의 CCT를 갖는 백색 LED에 의해 발생되는 경우의 본 발명의 착색제 대 황색 착색제 및 적색 착색제의 상응하는 비와 비교하여 각각 더 크다.
본 발명에 따른 색 변환기의 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리부텐, 실리콘, 폴리아크릴레이트, 에폭시 수지, 폴리비닐 알콜, 폴리(에틸렌 비닐알콜)-공중합체 (EVA, EVOH), 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드 (PVDC), 폴리스티렌 아크릴로니트릴 (SAN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리비닐 부티레이트 (PVB), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 또는 그의 혼합물로 본질적으로 이루어진다.
특히, 적어도 1종의 중합체는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 그의 혼합물로 본질적으로 이루어진다.
본원에서, 폴리스티렌은 특히 스티렌 및/또는 스티렌의 유도체의 중합으로부터 생성된 모든 단독중합체 또는 공중합체를 의미하는 것으로 이해된다. 스티렌의 유도체는, 예를 들어 알킬스티렌 예컨대 알파-메틸스티렌, 오르토-, 메타-, 파라-메틸스티렌, 파라-부틸스티렌, 특히 파라-tert-부틸스티렌, 알콕시스티렌 예컨대 파라-메톡시스티렌, 파라-부톡시스티렌, 파라-tert-부톡시스티렌이다. 일반적으로, 적합한 폴리스티렌은 10,000 내지 1,000,000 g/mol, 바람직하게는 20,000 내지 750,000 g/mol, 보다 바람직하게는 30,000 내지 500,000 g/mol의 평균 몰 질량 Mn을 갖는다 (GPC에 의해 결정됨).
바람직한 실시양태에서, 색 변환기의 매트릭스는 스티렌 또는 스티렌 유도체의 단독중합체로 본질적으로 또는 완전히 이루어진다. 보다 특히, 중합체는 폴리스티렌으로 이루어진다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 매트릭스는, 마찬가지로 본 출원과 관련하여 폴리스티렌으로 간주되는 스티렌 공중합체로 본질적으로 또는 완전히 이루어진다. 스티렌 공중합체는 추가의 구성성분으로서, 예를 들어 단량체로서의 부타디엔, 아크릴로니트릴, 말레산 무수물, 비닐카르바졸 또는 아크릴산, 메타크릴산 또는 이타콘산의 에스테르를 포함할 수 있다. 적합한 스티렌 공중합체는 일반적으로 적어도 20 중량%의 스티렌, 바람직하게는 적어도 40 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 60 중량%의 스티렌을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 이들은 적어도 90 중량%의 스티렌을 포함한다.
바람직한 스티렌 공중합체는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (SAN) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS), 스티렌-1,1'-디페닐에텐 공중합체, 아크릴산 에스테르-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (ASA), 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (MABS)이다. 추가의 바람직한 중합체는 알파-메틸스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (AMSAN)이다. 스티렌 단독중합체 또는 공중합체는, 예를 들어 자유-라디칼 중합, 양이온성 중합, 음이온성 중합에 의해, 또는 유기금속 촉매의 영향 (예를 들어, 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매작용) 하에 제조될 수 있다. 이는 이소택틱, 신디오택틱 또는 어택틱 폴리스티렌 또는 공중합체를 유도할 수 있다. 이들은 바람직하게는 자유-라디칼 중합에 의해 제조된다. 중합은 현탁 중합, 유화 중합, 용액 중합 또는 괴상 중합으로서 수행될 수 있다. 적합한 폴리스티렌의 제조는, 예를 들어 문헌 [Oscar Nuyken, Polystyrenes and Other Aromatic Polyvinyl Compounds, in Kricheldorf, Nuyken, Swift, New York 2005, p.73-150] 및 그에 인용된 문헌; 및 문헌 [Elias, Macromolecules, Weinheim 2007, p. 269-275]에 기재되어 있다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산의 축합에 의해 수득가능하다.
마찬가지로 보다 특히, 중합체는 폴리카르보네이트로 이루어진다. 폴리카르보네이트는 탄산과 방향족 또는 지방족 디히드록실 화합물의 폴리에스테르이다. 바람직한 디히드록실 화합물은, 예를 들어 메틸렌디페닐렌디히드록실 화합물, 예를 들어 비스페놀 A이다. 폴리카르보네이트를 제조하는 하나의 방식은 적합한 디히드록실 화합물과 포스겐의 계면 중합으로의 반응이다. 또 다른 방식은 탄산의 디에스테르 예컨대 디페닐 카르보네이트와의 축합 중합으로의 반응이다. 적합한 폴리카르보네이트의 제조는, 예를 들어 문헌 [Elias, Macromolecules, Weinheim 2007, p. 343-347]에 기재되어 있다.
바람직한 실시양태에서, 산소의 배제 하에 중합된 중합체가 사용된다. 바람직하게는, 중합 도중의 단량체는 산소를 총 1000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 100 ppm 이하, 특히 바람직하게는 10 ppm 이하로 포함하였다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적합한 중합체는 투명 중합체이다. 또 다른 실시양태에서, 적합한 중합체는 불투명 중합체이다.
상기에 언급된 중합체는 화학식 (I)의 화합물 및 그의 혼합물, 및 존재하는 경우에, 다른 파장 변환 물질을 위한 매트릭스 물질의 역할을 한다. 예를 들면, 다른 파장 변환 물질은 상기 정의된 바와 같은 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제 및 그의 혼합물, 및 상기 정의된 바와 같은 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제 및 그의 혼합물이다. 본 발명의 형광 착색제(들), 그러나 임의로 또한 다른 파장 변환 물질은 중합체 중에 용해될 수 있거나, 또는 균질하게 분산된 혼합물의 형태일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 화학식 (I)의 형광 착색제 또는 그의 혼합물, 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 형광 착색제는 중합체 중에 용해된다.
적합한 중합체는, 추가의 구성성분으로서, 첨가제 예컨대 난연제, 산화방지제, 광 안정화제, UV 흡수제, 자유-라디칼 스캐빈저, 대전방지제를 포함할 수 있다. 이러한 종류의 안정화제는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
적합한 산화방지제 또는 자유-라디칼 스캐빈저는, 예를 들어 페놀, 특히 입체 장애 페놀 예컨대 부틸히드록시아니솔 (BHA) 또는 부틸히드록시톨루엔 (BHT), 또는 입체 장애 아민 (HALS)이다. 이러한 종류의 안정화제는, 예를 들어, 바스프(BASF)에 의해 이르가녹스(Irganox)® 상표명 하에 시판된다. 일부 경우에, 산화방지제 및 자유-라디칼 스캐빈저는 바스프에 의해 이르가포스(Irgafos)® 상표명 하에 시판되는 바와 같은, 2차 안정화제, 예컨대 포스파이트 또는 포스포네이트에 의해 보충될 수 있다.
적합한 UV 흡수제는 예를 들어 벤조트리아졸 예컨대 2-(2-히드록시페닐)-2H-벤조트리아졸 (BTZ), 트리아진 예컨대 (2-히드록시페닐)-s-트리아진 (HPT), 히드록시벤조페논 (BP) 또는 옥살아닐리드이다. 이러한 종류의 UV 흡수제는, 예를 들어 바스프에 의해 우비눌(Uvinul)® 상표명 하에 시판된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 적합한 중합체는 어떠한 산화방지제 또는 자유-라디칼 스캐빈저도 포함하지 않는다.
또한, 색 변환기는 무기 발광 물질 또는 복수의 무기 발광 물질을 포함할 수 있다. 무기 인광체 물질은 바람직하게는 가넷, 규산염, 황화물, 질화물 및 산질화물로부터 선택된다. 이들 중에서도, 가넷, 규산염, 황화물, 질화물 및 산질화물로부터 선택된 것들이 특히 바람직하다. 가넷, 규산염, 황화물, 질화물 및 산질화물의 적합한 예는 하기 표 I에 수록되어 있다:
표 I:
Figure pct00020
본 발명의 색 변환기는 적어도 1종의 양자점을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 양자점은 약 20 nm 이하의 직경을 갖는 반도체 물질의 나노결정이다. 양자점은 Si계 나노결정, II-VI족 화합물 반도체 나노결정, III-V족 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족 화합물 나노결정 중 1종 및 그의 혼합물을 포함할 수 있다. II-VI족 화합물 반도체 나노결정은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HggZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 및 HgZnSTe로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 포함할 수 있다. III-V족 화합물 반도체 나노결정은 GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs, 및 InAlPAs로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 포함할 수 있다. IV-VI 화합물 반도체 나노결정은 SnTe일 수 있다.
나노결정을 양자점의 형태로 합성하기 위해, 양자점은 증착 예컨대 금속 유기 화학 증착 또는 분자 빔 에피택시에 의해, 또는 1종 이상의 전구체를 유기 용매에 첨가함으로써 결정을 성장시키는 습식 화학 공정에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 본 발명의 색 변환기는 적층 구조를 갖는다. 이는 단층 구조, 또는 일반적으로 1종 이상의 형광 착색제 및/또는 산란체를 포함하는 복수의 중합체 층으로 구성된 다층 구조를 가질 수 있다. 색 변환기가 다층 구조를 갖는 경우에, 1개의 층은 540 내지 600 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 오렌지색 형광 착색제 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 적색 형광 착색제를 포함할 수 있고, 또 다른 층은 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 형광 착색제를 포함한다.
한 실시양태에서, 540 내지 600 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 오렌지색 형광 착색제 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 적색 형광 착색제는 색 변환기의 LED와 면하는 층에 존재한다. 또 다른 실시양태에서, 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물은 색 변환기의 LED와 면하는 층에 존재한다.
임의의 상기 실시양태에 따르면, 색 변환기는 산란체로서, 적어도 1종의 무기 백색 안료를 추가로 포함한다.
바람직한 실시양태에서, 유기 형광 착색제를 포함하는 층 또는 매트릭스 중 적어도 1개가 광에 대한 산란체를 포함한다.
적합한 산란체는 DIN 13320에 따른 평균 입자 크기가 0.01 내지 10 μm, 바람직하게는 0.1 내지 1 μm, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.4 μm인 무기 백색 안료, 예를 들어 이산화티타늄, 황산바륨, 리토폰, 산화아연, 황화아연, 탄산칼슘, 특히 TiO2를 기재로 하는 산란체이다.
산란체는 각 경우에 산란체를 포함하는 층의 중합체를 기준으로 하여, 전형적으로 0.01 내지 2.0 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 1 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%의 양으로 포함된다.
바람직한 실시양태에서, 색 변환기는 2층 구조를 갖고, 여기서 1개의 층은 540 내지 600 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 형광 착색제 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 형광 착색제를 포함하고, 다른 층은 화학식 (I)의 적어도 1종의 형광 착색제를 포함하고, 540 내지 600 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 형광 착색제 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 형광 착색제를 포함하는 층은 청색 광원과 면한다. 이러한 실시양태에서, 둘 다의 층이 산란체로서 TiO2를 포함한다.
한 실시양태에서, 색 변환기는 복합재를 형성하도록 함께 적층된 복수의 중합체 층으로 이루어지며, 여기서 다양한 형광 착색제 및/또는 산란체가 상이한 중합체 층에 존재할 수 있다.
본 발명의 색 변환기가 1종 초과의 유기 형광 착색제를 포함하는 경우에, 본 발명의 한 실시양태에서 복수의 형광 착색제가 1개의 층에 서로 함께 존재하는 것이 가능하다.
또 다른 실시양태에서, 다양한 형광 착색제는 다양한 층에 존재한다.
추가 실시양태에서, 색 변환기의 적어도 1개의 중합체 층은 유리 섬유로 기계적으로 강화되었다.
본 발명의 색 변환기는 임의의 원하는 기하학적 배열로 존재할 수 있다. 색 변환기는, 예를 들어 필름, 시트 또는 플라크의 형태일 수 있다. 동등하게, 유기 형광 착색제를 함유하는 매트릭스는 액적 형태 또는 반구 형태, 또는 볼록 및/또는 오목, 편평 또는 구형 표면을 갖는 렌즈의 형태일 수 있다. "캐스팅"은 LED 또는 LED를 포함하는 구성요소가 유기 형광 착색제를 포함하는 중합체로 캐스팅 또는 완전히 봉입되는 실시양태를 지칭한다. 본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 유기 형광 착색제를 포함하는 중합체 층 (매트릭스)은 25 내지 400 마이크로미터 (μm), 바람직하게는 35 내지 300 μm, 특히 50 내지 250 μm 두께이다.
또 다른 실시양태에서, 유기 형광 착색제를 포함하는 중합체 층은 0.2 내지 5 mm, 바람직하게는 0.3 내지 3 mm, 보다 바람직하게는 0.4 내지 1 mm 두께이다.
색 변환기가 1개의 층으로 이루어지거나 또는 적층 구조를 갖는 경우, 바람직한 실시양태에서, 개별 층은 연속적이며 어떠한 구멍 또는 중단도 갖지 않는다.
본 발명의 색 변환기는 추가의 구성성분 예컨대 백킹 층을 임의로 포함할 수 있다.
백킹 층은 색 변환기에 기계적 안정성을 부여하도록 기능한다. 백킹 층을 위한 물질의 유형은 투명하고 목적하는 기계적 강도를 갖는 한, 결정적이지는 않다. 백킹 층을 위한 적합한 물질은, 예를 들어 유리 또는 투명 경질 유기 중합체 예컨대 폴리카르보네이트, 폴리스티렌 또는 폴리메타크릴레이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트이다.
백킹 층은 일반적으로 0.1 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 0.2 mm 내지 5 mm, 보다 바람직하게는 0.3 mm 내지 2 mm의 두께를 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기는 WO 2012/152812에 개시된 바와 같이 산소 및/또는 수분에 대한 적어도 1개의 장벽 층을 갖는다. 장벽 층을 위한 적합한 장벽 물질은, 예를 들어 유리, 석영, 금속 산화물, SiO2, Al2O3 및 SiO2 층의 교호 층으로 구성된 다층 시스템, 질화티타늄, SiO2/금속 산화물 다층 물질, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드 (PVDC), 액정 중합체 (LCP), 폴리스티렌-아크릴로니트릴 (SAN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리부틸렌 나프탈레이트 (PBN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리비닐 부티레이트 (PBT), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 에폭시 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA)로부터 유도된 중합체 및 에틸렌-비닐 알콜 (EVOH)로부터 유도된 중합체이다. 장벽 층을 위한 바람직한 물질은 유리, 또는 Al2O3 및 SiO2 층의 교호 층으로 구성된 다층 시스템이다.
바람직하게는, 적합한 장벽 층은 산소에 대한 투과성이 낮다.
보다 바람직하게는, 적합한 장벽 층은 산소 및 수분에 대한 투과성이 낮다.
상기 기재된 바와 같은 중합체 매트릭스 중 유기 형광 착색제의 조합물은 청색 광의 공급원 예컨대 청색 LED에 의해 여기될 수 있다. 마찬가지로, 중합체 매트릭스 중 유기 형광 착색제의 상기 기재된 조합물은 백색 광의 공급원 예컨대 백색 LED에 의해 여기될 수 있다.
따라서, 추가 측면에서 본 발명은 400 nm 및 480 nm, 바람직하게는 420 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED에 의해 발생된 광을 변환시켜 백색 광을 제공하기 위한 상기 기재된 바와 같은 색 변환기의 용도에 관한 것이다. 적합한 청색 LED는, 예를 들어 질화갈륨 (GaN) 또는 질화인듐갈륨 (InGaN)을 기재로 하는 것이다. 수은 램프에 의해, 유기 발광 다이오드 (OLED)에 의해, 또는 백색 LED에 의해 발생된 광의 변환을 위한 그의 사용이 마찬가지로 가능하다.
특히, 그들은 높은 연색성 지수 CRI Ra 및 높은 R9 값을 제공하는 청색 LED에 의해 발생된 광의 변환에 적합하다.
추가 측면에서, 본 발명은 3000 K 내지 20000 K의 상관 색 온도를 갖는 차가운 백색 LED에 의해 발생된 광을 변환시켜 더 낮은 상관 색 온도 및 90 초과, 바람직하게는 적어도 92, 특히 95 초과의 높은 CRI Ra를 갖는 백색 광을 제공하기 위한 상기 정의된 바와 같은 색 변환기의 용도에 관한 것이다. 보다 특히, 그들은 20000 K 내지 3000 K, 예컨대 20000 K 내지 8000 K, 20000 내지 6000 K, 15000 K 내지 8100 K, 12000 K 내지 8200 K, 10000 내지 6000 K 또는 10000 내지 4000 K의 CCT를 갖는 백색 LED에 의해 발생된 광을 변환시켜 더 낮은 CCT를 가지며, 그의 CRI Ra가 90 초과, 바람직하게는 적어도 92, 특히 95 초과인 광을 발생시키는데 적합하다. 다시 말해서, 본 발명의 색 변환기는 백색 광원의 파장을 더 긴 파장 방향을 향해 이동 (즉, 적색이동)시켜 따뜻한 광 톤 및 높은 색 품질, 예컨대 높은 CRI Ra 및 R9를 갖는 백색 광을 발생시킬 수 있다.
3000 K 내지 20000 K의 CCT를 갖는 백색 LED는 상업적으로 입수가능하다. 400 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED는 또한 상업적으로 입수가능하다.
본 발명의 색 변환기는 추가로 광기전장치 및 형광 변환 태양 전지에서의 집광 시스템 (형광 수집기)로서 적용하기에 적합하다.
본 발명의 화학식 (I)의 형광 착색제는 420 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED에 의해 발생된 광으로 조명 시 높은 광안정성을 갖는다. 본 발명의 화학식 (I)의 형광 착색제는 또한 20000 K 내지 6000 K의 CCT를 갖는 백색 LED에 의해 발생된 광으로 조명 시 높은 광안정성을 갖는다. 더욱이, 본 발명의 화학식 (I)의 형광 착색제는 산소 및 수분에 대해 안정하다. 그들은 순수한 형태로 용이하게 수득될 수 있다.
본 발명의 색 변환기는 상이한 방법에 의해 제조될 수 있다.
한 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기를 제조하는 방법은 용매 중 적어도 1종의 중합체 및 적어도 1종의 유기 형광 착색제 및 존재하는 경우에 추가의 유기 형광 착색제의 용해, 및 후속적인 용매의 제거를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기를 제조하는 방법은 적어도 1종의 유기 형광 착색제 및 존재하는 경우에 추가의 유기 형광 착색제와, 적어도 1종의 중합체의 압출을 포함한다.
화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물, 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 오렌지색 형광 착색제 및 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 적어도 1종의 적색 형광 착색제를 포함하는 발광 장치는 CCT 및 CRI Ra의 관점에서 우수한 특성을 유도한다. 따라서, 본 발명의 추가 측면은 3000 K 내지 20000 K의 CCT를 갖는 적어도 1개의 백색 LED 및 상기 정의된 바와 같은 적어도 1개의 색 변환기를 포함하며, 여기서 색 변환기 및 LED는 원격 인광체 배열된 것인 조명 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 추가 측면은 400 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 적어도 1개의 청색 LED 및 상기 정의된 바와 같은 적어도 1개의 색 변환기를 포함하며, 여기서 색 변환기 및 LED는 원격 인광체 배열된 것인 조명 장치에 관한 것이다.
한 실시양태에서, 본 발명의 조명 장치는 정확하게 1개의 LED를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 조명 장치는 2개 이상의 LED를 포함한다. 특히, 본 발명의 조명 장치는 복수의 LED를 포함한다.
한 실시양태에서, 본 발명의 조명 장치는 모두가 청색인 복수의 LED를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 조명 장치는 적어도 1개의 LED는 청색이고 적어도 1개의 LED는 청색이 아닌 또 다른 색, 예를 들어 적색인 광을 방출하는 복수의 LED를 포함한다.
추가적으로, 사용되는 LED의 유형은 본 발명의 조명 장치에 결정적이지 않다. 바람직한 실시양태에서, 변환기 플레이트의 표면을 충돌하는 청색 LED 광의 출력 밀도는 통상적으로 200 mW/cm2, 바람직하게는 120 mW/cm2 미만, 보다 바람직하게는 80 mW/cm2 미만이다. 보다 높은 출력 밀도, 예컨대 150 또는 200 mW/cm2의 LED를 사용하는 것이 마찬가지로 가능하다. 그러나, 변환기 표면에서의 LED의 보다 높은 출력 밀도는 형광 착색제 및 색 변환기의 수명을 감소시킬 수 있다.
추가 실시양태에서, 본 발명의 조명 장치는, 400 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED 및 3000 K 내지 20000 K의 CCT를 갖는 백색 LED로부터 선택된 복수의 LED를 포함한다.
본 발명의 색 변환기는 실질적으로 임의의 기하학적 형태로 및 조명 장치의 구성과 무관하게, 400 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED 및 3000 K 내지 20000 K의 CCT를 갖는 백색 LED로부터 선택된 LED와 조합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 색 변환기는 원격 인광체 설정으로 사용되고, 즉, 색 변환기는 공간적으로 LED로부터 분리된다. 일반적으로, LED와 색 변환기 사이의 거리는 0.1 cm 내지 50 cm, 바람직하게는 0.2 내지 10 cm, 가장 바람직하게는 0.5 내지 3 cm이다. 색 변환기와 LED 사이에는 다양한 매질 예컨대 공기, 영족 기체, 질소 또는 다른 기체 또는 그의 혼합물이 존재할 수 있다.
색 변환기는, 예를 들어 LED 주위에 동심으로 배열될 수 있거나, 또는 평면 기하구조를 가질 수 있다. 이는, 예를 들어 플라크, 시트 또는 필름의 형태를 취할 수 있거나, 액적 형태일 수 있거나, 또는 캐스팅의 형태를 취할 수 있다.
본 발명의 조명 장치는 실내, 실외에서의, 사무실의, 차량의, 토치, 게임 콘솔, 가로등, 교통 표지에서의 조명에 적합하다.
본 발명의 조명 장치는 높은 평균 연색성 지수를 갖는 따뜻한 톤의 백색 광을 나타낸다. 추가로, 이들은 긴 수명, 특히 청색 광으로 조명 시 높은 광안정성을 갖는다.
본 발명은 광기전력 전지 (태양 전지) 및 상기 정의된 바와 같은 색 변환기를 포함하는, 조명 시에 전력을 생산하는 장치를 추가로 제공하며, 여기서 광기전력 전지 (태양 전지)에 의해 흡수되지 않은 광의 적어도 일부가 색 변환기에 의해 흡수된다. 색 변환기는 통상적으로 광기전력 전지의 상부에 존재한다. 색 변환기는 UV 및 가시 광선이 태양 전지에 의해 보다 높은 효율로 변환되는 보다 장파색단 스펙트럼으로 변환되도록 스펙트럼을 변형시키는데 사용된다.
이제, 본 발명은 어떠한 제한도 부과하지 않으면서 하기 실시예에 의해 더 상세하게 예시된다.
실시예
I. 화학식 (I)의 화합물의 제조
실시예 1: 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물
Figure pct00021
1.1 2,4-디브로모-6-니트로아닐린
10 g (0.072 mol)의 2-니트로아닐린, 100 mL의 빙초산, 14.5 mL (0.29 mol; 46.4 g)의 브로민의 혼합물을 약 45℃에서 가열하였다. 2시간 후, 추가의 브로민 3.0 mL (0.06 mol)를 첨가하고, 반응 혼합물을 추가의 2시간 동안 교반하였다. 과량의 브로민을 방출시켰다. 반응 혼합물에, 물을 첨가하였다. 침전물을 흡인하고, 물로 세척하고, 건조시켜 황색 고체 21.0 g (98%)을 수득하였다.
Rf(톨루엔/ 에틸 아세테이트 10:1) = 0.8.
1.2 4-[4-아미노-3-(4-시아노페닐)-5-니트로-페닐]벤조니트릴
367 mL의 톨루엔, 19.45 g (0.066 mol)의 실시예 1.1의 화합물, 21.72 g (0.242 mol)의 4-시아노페닐보론산, 50 mL 물 중 용해된 31.6 g (0.114 mol)의 탄산칼륨, 6.02g (0.0066 mol)의 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 및 톨루엔 중 트리-tert-부틸포스핀 용액 26 mL (0.0264 mol)의 혼합물을 질소 하에 80 내지 90℃에서 3시간 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 침전물을 여과하고, 물로 세척하고, 건조시켜 황색 고체 21.6 g (96%)을 수득하였다.
Rf(톨루엔/에틸 아세테이트 10:1) = 0.29.
1.3 4-[3,4-디아미노-5-(4-시아노페닐)페닐]벤조니트릴
19.9 g (0.0584 mol)의 실시예 1.2의 화합물, 에탄올 400 mL, N-메틸피롤리돈 100 mL 및 염화아연(II) 44.0 g (0.2328 mol)의 혼합물을 환류 하에 85℃에서 2시간 동안 가열하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 여과하고, 에탄올을 여과물로부터 증류에 의해 제거하였다. 표제 화합물을 물 및 에탄올의 첨가에 의해 침전시켰다. 침전물을 여과하고, 온수로 세척하고, 진공 하에 건조시켜 무기 염을 함유하는 황색 화합물 25.9 g (143%)을 수득하였다.
Rf(톨루엔/ 에틸 아세테이트 10:1) = 0.1.
1.4
Figure pct00022
의 혼합물
퀴놀린 250 mL, 4-브로모-1,8-나프탈산 무수물 8.8 g (0.032 mol), 실시예 1.3으로부터의 혼합물 11.0 g (0.032 mol; 90% 순도), 아세트산아연 6.0 g (0.032 mol)의 혼합물을 질소 하에 2시간 동안 130℃에서 가열하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 메탄올 200 mL을 첨가하였다. 혼합물을 밤새 교반하고 이어서 여과하였다. 잔류물을 메탄올 및 물로 세척하였다. 황색 침전 11.45 g (65%)을 수득하였다.
Rf(톨루엔/에틸 아세테이트 10:1) = 0.5.
1.5 화학식 (I-A.1) 및 (I-A.2)의 화합물의 혼합물
실시예 1.4로부터의 화합물의 혼합물 11.0 g (0.02 mol), 페닐보론산 2.68 g (0.02 mol), 탄산칼륨 5.52 g (0.04 mol), 물 30 mL, 톨루엔 250 mL 및 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 0.23 g (0.0002 mol)의 혼합물을 2시간 동안 90℃에서 가열하였다. 실온으로 냉각한 후, 잔류물을 여과하고, 메탄올 및 물로 세척하고, 진공 하에 건조시켜 황색-흑색 잔류물 10.5 (95%)를 수득하였다. 이 잔류물을 환류 하에 가열시킴으로써 톨루엔 400 mL 중에 용해시키고, 활성탄 2.0 g을 첨가하고, 혼합물을 30분 동안 교반하고, 이어서 고온 여과하였다. 여과물을 밤새 냉각되도록 하고, 침전물을 여과하였다. 수율: 팔라듐을 함유하지 않는 표제 화합물 2.3 g.
Rf(톨루엔/에틸 아세테이트 10:1) = 0.5.
람다 최대 방출: 519 nm (폴리카르보네이트 중).
실시예 2: 화학식 (I-A.3)의 화합물
Figure pct00023
2.1
Figure pct00024
의 제조
WO 2012/168395의 실시예 6에 기재된 절차에 따라, 표제 화합물의 혼합물 및 상응하는 일브로민화 및 이브로민화 및 사브로민화 화합물의 혼합물을 수득하였다. 삼브로민화 화합물은 약 40 중량%를 이루었다.
2.2 화합물 (I-A.3)의 제조
실시예 2.1의 삼브로민화 화합물 2.5 g (0.005 mol), 4-시아노페닐보론산 4.41 g (0.03 mol), 물 5 mL 중 용해된 탄산칼륨 2.07 g (0.015 mol) 및 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐(0) 0.174 g (0.00015 mol)의 혼합물을 4시간 동안 90℃에서 가열하였다. 실온으로 냉각한 후, 잔류물을 여과하고, 메탄올 및 물로 세척하고, 진공 하에 건조시켜 조 생성물 2.29 g을 수득하였다. 화합물을 칼럼 크로마토그래피 (실리카 겔; 톨루엔/에틸 아세테이트 20:1)에 의해 정제하여 황색 고체 0.92 g (32%)을 수득하였다.
Rf(톨루엔/에틸 아세테이트 10:1) = 0.3.
람다 최대 방출 = 508 nm (폴리카르보네이트).
II. 색 변환기의 제조
사용 물질:
LED 1: 8595 K의 CCT를 갖는 차가운 백색 LED
LED 2: 450 nm의 최대 파장을 갖는 청색 LED
중합체 1: 비스페놀 A와 포스겐의 중축합물을 기재로 하는 투명 폴리카르보네이트 (바이엘 머티리얼사이언스 아게(Bayer MaterialScience AG)로부터의 마크롤론(Makrolon)® 2805). 실시예에서, 중합체 1을 사용하였으나, 유사한 데이터가 다른 중합체에 의해 수득될 수 있다.
이산화티타늄: TiO2 루틸 안료: 크로노스(Kronos)® 2233 - 크로노스 티탄(Kronos Titan)으로부터
착색제 1: 황색 형광 화합물 (본 발명에 따르지 않음)
하기 Col 1의 화학식 (VI-5)의 화합물
Figure pct00025
WO 2012/168395의 실시예 10에 기재된 바에 이어서, 크로마토그래피로 정제하여 수득하였다. 화합물 VI-5를 포함하는 혼합물을 추가로 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 화합물 VI-5를 수득하였다.
람다 최대 방출: 536 nm (폴리카르보네이트 중).
착색제 2: 하기 Col 2의 화학식 (I-A.1) 및 (I.-A.2)의 본 발명의 화합물의 혼합물 (실시예 1로부터의 화합물)
Figure pct00026
람다 최대 방출: 519 nm (폴리카르보네이트 중).
착색제 3: 하기 Col 3의 화학식 (I-A.3)의 본 발명의 화합물 (실시예 2로부터의 화합물)
Figure pct00027
람다 최대 방출: 508 nm (폴리카르보네이트 중)
착색제 4: 하기 Col 4의 화학식 (III.1)의 화합물
Figure pct00028
람다 최대 방출: 548 및 578 nm (폴리카르보네이트 중)
착색제 5: 하기 Col 5의 화학식 (II.1)의 화합물
Figure pct00029
WO 2015/019270에 기재된 방법과 유사하게, 화학식 (II.1)의 화합물을 하기와 같이 제조하였다:
단계 1:
Figure pct00030
의 제조
4,5-디브로모-나프탈렌-1,8-디카르복실산 무수물 42.72 g (0.12 mol), 1,2 디아미노-3,5-디페닐벤젠 42.96 g (0.12 mol), 퀴놀린 500 ml, 아세트산아연 22.0 g (0.06mol)의 혼합물을 4시간 동안 135℃에서 가열하였다. 반응 혼합물을 70℃로 냉각하고, 생성물은 에탄올 500 mL의 첨가 후 침전하였다. 생성물을 여과하고, 에탄올 및 물로 세척하였다. 생성물 58.1 g을 단리시켰다.
Rf (톨루엔 에틸아세테이트 10:1) = 0.82.
단계 2:
Figure pct00031
의 제조
톨루엔 88 mL, 단계 1로부터의 상기 언급된 화합물 3.3 g (5.5 mmol), 물 20 mL 중에 용해된 탄산칼륨 2.2 g (16 mmol), 4-시아노페닐보론산 0.8 g (5.5 mmol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 0.64 g (0.55 mmol)의 혼합물을 18시간 동안 100℃에서 교반하였다. 추가의 0.64 g (0.55 mmol)의 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐을 첨가하였고, 혼합물을 추가로 2시간 동안 교반하였다. 4-시아노페닐보론산 0.4 g (2.35 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 추가로 8시간 동안 교반하였다. 생성물을 메탄올 500 mL로 침전시키고, 여과하고, 물 및 메탄올로 세척하고, 감압 하에 건조시켰다. 생성물을 실리카 상에서 칼럼 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 톨루엔을 사용하여 정제하였다. 순수한 생성물 0.7 g을 단리시켰다. Rf (톨루엔) = 0.2.
단계 3: 화학식 (II.1)의 표제 화합물의 제조
N-메틸피롤리돈 10 mL, 단계 2로부터의 상기 언급된 화합물 0.7 g (1.2 mmol), CuCN 135 mg (1.5 mmol)의 혼합물을 2시간 동안 160℃로 가열하였다. 또 다른 135 mg (1.5 mmol) CuCN을 첨가하고, 혼합물을 추가의 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, 메탄올 10 mL 및 물 10 mL를 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 후, 혼합물을 여과하고, 메탄올 및 물로 세척하고, 감압 하에 건조시키고, 조 물질을 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 6.5 cm의 직경을 갖는 칼럼을 6 cm의 높이에 도달하도록 실리카 120 g으로 충전하였다. 톨루엔 에틸아세테이트 100:1의 혼합물을 사용하였다. 생성물을 0.37의 Rf 값으로 단리하였다. 크로마토그래피를 동일한 조건 하에 반복하고, 밤새 정치 후, 톨루엔 에틸아세테이트 혼합물로부터 순수한 생성물 8 mg을 결정화하였다.
람다 최대 방출: 568 nm (폴리카르보네이트 중).
착색제 6: 하기 Col 6의 화학식 (IV.1)의 화합물을 PCT/EP2017/050621의 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였다.
Figure pct00032
15 g (17.7 mmol)의 N,N'-(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라클로로-페릴렌-3,4;9,10 디이미드, 6.9 g (37.1 mmol)의 2,2'-비페놀, 5.13 g (37.1 mmol)의 K2CO3 및 90 mL의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP)의 혼합물을 110℃에서 21시간 동안 가열한 다음, 140℃에서 24시간 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 80℃로 냉각되도록 하고 이어서 90 mL의 아세트산/물 (1/2)을 60분 내에 교반 하에 (125 rpm) 첨가하고 이어서 밤새 교반하였다. 잔류물을 여과하고, 에탄올 90 mL 및 NMP 20 mL의 혼합물로 세척하고, 이어서, 온수로 세척하였다. 잔류물을 건조시켜 조 생성물 (16.81 g)을 수득하였다. 크로마토그래피에 의해 정제하여 표제 화합물을 수득하였다.
Rf (시클로헥산/에틸 아세테이트 10:1) = 0.1.
람다 최대 방출: 579 nm (폴리카르보네이트 중).
착색제 7: 하기 Col 7의 화학식 (V.2)의 화합물을
Figure pct00033
EP 16192617.5의 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였다.
N,N'-(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12,-테트라클로로-페릴렌테트라카르복실산 디이미드 5 g (5.9 mmol), 비페닐-2-올 4.23 g (24.9 mmol), 탄산칼륨 138.21 g (16.9 mmol) 및 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 30 mL의 혼합물을 실온에서 24시간 동안 교반하고, 이어서 115℃에서 48시간 동안 교반하였다. 80℃로 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 아세트산 10 mL 및 물 20 mL의 혼합물에 15분 내에 적가하고, 2시간의 기간에 걸쳐 실온으로 냉각시키고, 이어서 여과하였다. 잔류물을 에탄올/물 (1:1)의 혼합물 300 mL에 이어서 에탄올/물/NMP (4:4:1)의 혼합물 600 mL로 세척하였다. 잔류물을 에탄올 35 mL 및 NMP 5 mL의 혼합물 중에 환류 하에 용해시키고, 이어서 실온으로 냉각시키고, 분리하여 적색 착색제 5.6 g (62%)을 수득하였으며, 이를 크로마토그래피에 의해 시클로헥산/에틸 아세테이트를 사용하여 정제하였다. 수율은 2.06 g (23%)이었다.
Rf (시클로헥산/에틸 아세테이트 10:1) = 0.29.
람다 최대 방출: 622 nm (폴리카르보네이트 중).
착색제 8: 하기 Col 8의 화학식 (V.3)의 화합물
Figure pct00034
1,6,7,12-테트라클로로-N,N'-2,6-디이소프로필페닐페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 2.2 g (2.6 mmol), 2-이소프로필페놀 4.25 g (31.2 mmol), 2.52 g (18.2 mmol)의 K2CO3 및 N-메틸피롤리돈 170 mL의 혼합물을 17시간 동안 90℃로 가열하였다. 이후에 혼합물을 10시간 동안 110℃로 가열하였다. 추가로 2-이소프로필페놀 2.12 g (15.6 mmol) 및 K2CO3 1.26 g을 첨가하고, 23시간 동안 가열을 계속하였다. 추가로 2-이소프로필페놀 2.12 g (15.6 mmol) 및 K2CO3 1.26 g을 첨가하고, 6시간 동안 가열을 계속하였다. 생성물을 1L의 묽은 HCl로 침전시켰다. 디클로로메탄으로 추출한 후, 톨루엔 디클로로메탄을 사용하여 칼럼 크로마토그래피에 의해 추가로 정제하여 액체 조 물질 7.5 g을 수득하였다. 순수한 표제 화합물 0.28 g을 단리하였다.
Rf (석유 에테르 / 에틸아세테이트 8:1) = 0.3.
람다 최대 방출: 616 nm (폴리카르보네이트 중)
착색제 9: 하기 Col 9의 화학식 (V.1)의 화합물, 즉 N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라페녹시페릴렌-3,4;9,10-테트라카르복실산 디이미드
Figure pct00035
람다 최대 방출: 615 nm (폴리카르보네이트 중)
형광 스펙트럼
분석 샘플의 형광 양자 수율 (FQY)은 (하마마츠(Hamamatsu)로부터의) C9920-02 양자 수율 측정 시스템으로 측정하였다. 이는 적분구 (울브리히트(Ulbricht) 구) 내에서 각각의 샘플에 445 내지 455 nm의 광을 조명함으로써 수행하였다. 샘플이 없는 울브리히트 구에서의 참조 측정치와 비교하여, 여기 광 및 샘플에 의해 방출된 형광 광의 비흡수 분율을 CCD 분광계에 의해 결정하였다. 비흡수된 여기 광의 스펙트럼에 걸친 또는 방출된 형광 광의 스펙트럼에 걸친 강도의 적분은 각각의 샘플의 흡수의 정도 또는 형광 강도 또는 형광 양자 수율을 제공한다.
PC = 폴리카르보네이트
형광 양자 수율 측정의 결과:
Col 1: (본 발명에 따르지 않음)
Figure pct00036
PC-필름 (0.01 중량%): 방출 λmax: 536 nm; FQY: 86%.
Col 2 (본 발명에 따름)
Figure pct00037
PC-필름 (0.022 중량%): 방출 λmax: 519 nm; FQY: 87%.
Col 5 (본 발명에 따르지 않음)
Figure pct00038
PC-필름 (0.014 중량%): 방출 λmax: 568 nm; FQY: 85%.
알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 Col 2의 람다 최대 방출은 벤즈이미다졸 골격에서의 시아노페닐 기 대신 페닐 기를 보유하는 화합물 (Col 1) 또는 나프틸렌 골격 (Col 5)의 코어에서의 시아노 기를 보유하는 화합물 (Col 5)과 비교하여 더 짧은 파장으로 이동된다. 따라서, Col 2는 구조적으로 관련된 선행 기술 화합물 Col 1 및 Col 5와 달리 녹색 스펙트럼 범위에서 갭을 좁힐 수 있다.
색 변환기의 제조 방법:
변환기의 제조를 위해, 물질, 즉, 폴리카르보네이트, 착색제 및 TiO2 (크로노스 2233)을 목적하는 농도에 따라 함께 혼합하였다 (표 II 및 III 참조). 물질의 양은 사용된 중합체 폴리카르보네이트의 양과 관련하여 주어졌다. 이어서, 메틸렌 클로라이드를 첨가하고 혼합물을 밤새 교반하였다. 어플리케이터 프레임 (습윤 필름 두께 800 μm, 에릭슨(Ericsen)으로부터)을 사용하여, 수득된 용액/분산액을 유리 표면 상에 코팅하였다. 용매를 2시간 동안 건조시킨 후, 필름을 유리로부터 탈착시키고, 50℃에서 진공 하에 건조시켰다. 이들 필름으로부터, 상이한 기하구조를 갖는 샘플을 어플리케이터 (각각 LED1 또는 LED2)에 따라, 호일로부터 잘라냈다.
표 II: 차가운 백색 LED를 위한 Col 1과 비-본 발명의 변환기 혼합물
Figure pct00039
# 사용된 중합체 폴리카르보네이트의 양을 기준으로 하여 중량%의 농도
표 III: 차가운 백색 LED를 위한 황색 col 2 및 col 3 및 오렌지색 col 5와 본 발명의 변환기 혼합물
Figure pct00040
# 중합체 폴리카르보네이트의 양을 기준으로 하여 중량%의 농도
조명 장치의 특징화:
LED 1 및 LED 2는 각각 변환기 필름을 펌핑하기 위한 광원으로서 사용하였다.
차가운 백색 LED 1을 T8 포맷의 투명 플라스틱 튜브에 삽입하였다. 변환기 필름의 직사각형 조각을 세미튜브 형태로 만들고 튜브에 삽입하였다. 따라서 변환기 필름은 차가운 백색 LED를 덮었다.
LED 2: 혼합 챔버 내의 청색 LED (450 nm)가 장착된 하향 광을 61mm 직경을 갖는 변환기 필름의 평면 원형 소판에 의해 완전히 덮었다.
이들 장치의 표면으로부터 조사된 광을 광도 측정에 적용하였으며, 여기서 장치로부터 조사된 전체 광을 적분구 ISP 500-100, 및 CCD 검출기 CAS 140CT-156 (뮌헨 인스트루먼트 시스템즈(Instrument Systems)로부터)가 장비된 광도 측정 도구에 의해 측정하였다. 측정된 방사휘도 스펙트럼을 사용하여 모든 관련 광도측정 데이터 예컨대 켈빈 [K] 단위의 CCT (= 상관 색 온도), 플랑크 곡선 (BBL)으로부터의 색 포인트의 거리, 평균 연색성 지수 CRI, 및 참조 색 번호 9에 대한 연색성 지수 (R9), 효능 데이터 등을 도출하였다. 결과는 표 III 및 IV 및 VI에 주어진다.
표 IV: 차가운 백색 LED 1에 대한 비-본 발명의 변환기의 광도측정 데이터 (비교를 위해)
Figure pct00041
표 V: 차가운 백색 LED 1에 대한 본 발명의 변환기의 광도측정 데이터
Figure pct00042
표 VI: 청색 LED를 위한 변환기
Figure pct00043
표 VII: 청색 LED에 대한 변환기의 광도측정 데이터
Figure pct00044
비-본 발명 및 본 발명의 변환기를 표 II, III 및 VI에 기재하였다. 광도측정 데이터는 표 IV 및 V 및 VII에 제시된다. 변환기는 거의 유사한 CIE 색 좌표를 갖는 따뜻한 백색 광을 생성하였다. 본 발명의 색 변환기는 평균 CRI 및 R9의 현저하게 더 높은 값을 나타냈다. 비교 실시예에서의 오렌지색 및 적색 착색제는 본 발명의 실시예에서와 동일하기 때문에, 평균 CRI 및 R9의 개선은 본 발명의 황색 착색제 2 및 본 발명의 황색 착색제 3에 기인할 수 있다.

Claims (16)

  1. 화학식 (I)의 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물 또는 그의 혼합물.
    Figure pct00045

    여기서
    라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 서로 독립적으로 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고, 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로 수소 및 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴로부터 선택되고,
    여기서
    RAr은 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 할로겐,
    C1-C30-알킬, C2-C30-알케닐, C2-C30-알키닐 (여기서 3개의 후자의 라디칼은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Ra 기를 보유함),
    C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴 (여기서 2개의 후자의 라디칼은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rb 기를 보유함),
    아릴 및 헤테로아릴 (여기서 2개의 후자의 라디칼은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rc 기를 보유함)
    로부터 선택되고,
    여기서
    Ra는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 시아노, 할로겐, C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서 C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rb1 기를 갖고, 여기서 아릴 및 헤테로아릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rc1 기를 갖고;
    Rb는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 시아노, 할로겐, C1-C18-알킬, C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서 C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rb1 기를 갖고, 여기서 아릴 및 헤테로아릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rc1 기를 갖고;
    Rc는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 시아노, 할로겐, C1-C18-알킬, C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택되고, 여기서 C3-C8-시클로알킬, 3- 내지 8-원 헤테로시클릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rb1 기를 갖고, 여기서 아릴 및 헤테로아릴은 비치환되거나 또는 1개 이상의 Rc1 기를 갖고;
    Rb1은 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 할로겐, C1-C18-알킬 및 C1-C18-할로알킬로부터 선택되고,
    Rc1은 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 할로겐, C1-C18-알킬 및 C1-C18-할로알킬로부터 선택된다.
  2. 제1항에 있어서, RAr은 C1-C10-알킬, C1-C6-할로알킬, C3-C8-시클로알킬, 또는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 Rc를 보유하는 페닐인 화학식 (I)의 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 1, 2, 3 또는 4개는 1 또는 2개의 시아노 기 및 0, 1 또는 2개의 라디칼 RAr을 보유하는 아릴이고; 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 중 0, 1, 2, 3 또는 4개는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 RAr을 보유하는 아릴이고; 나머지 라디칼 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10은 수소인 화학식 (I)의 화합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 라디칼 R7, R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 1, 2 또는 3개의 시아노 기 및 0, 1, 2, 3 또는 4개의 치환기 RAr을 보유하는 아릴이고, 나머지 라디칼 R7, R8, R9 및 R10은, 서로 독립적으로, 수소 및 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 RAr을 보유하는 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 화학식 (I)의 화합물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (I-A)의 화합물에 상응하며,
    Figure pct00046

    여기서
    R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소; 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐 또는 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐이고;
    라디칼 R8, R9 및 R10 중 적어도 1개는 1 또는 2개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고; 나머지 라디칼 R8, R9 및 R10은 수소 및 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐로 이루어진 군으로부터 선택된 것인
    화학식 (I)의 화합물.
  6. 400 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED로부터 방출된 광을 제2의 더 긴 파장의 광으로 변환시키기 위한, 또는 3000 K 내지 20000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로부터 방출된 광을 변환시켜 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위한 색 변환기에서의 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 또는 그의 혼합물의 용도.
  7. 중합체 매트릭스 중
    - 형광 착색제로서의 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물, 및
    (a) 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 오렌지색 형광 착색제 및 그의 혼합물; 및
    (b) 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 적색 형광 착색제 및 그의 혼합물;
    로부터 선택된 추가의 적어도 1종의 유기 형광 착색제,
    - 및 임의로 산란체로서의 적어도 1종의 무기 백색 안료
    를 포함하는 색 변환기.
  8. 제7항에 있어서, 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 오렌지색 형광 착색제가 하기로부터 선택된 것이며,
    (a.1) 화학식 (II)의 코어-시안화 나프토일렌벤즈이미다졸 화합물 및 그의 혼합물;
    Figure pct00047

    여기서
    R23 또는 R24 중 1개는 서로 독립적으로 시아노이고 다른 라디칼 R23 또는 R24는 시아노, 페닐, 4-시아노페닐, 및 C1-C10-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐로부터 선택되고;
    R27, R28, R29 및 R210은 서로 독립적으로 수소, 페닐, 4-시아노페닐, 또는 C1-C10-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐임;
    (a.2) 화학식 (III)의 페릴렌 비스이미드 화합물;
    Figure pct00048

    여기서
    R31 및 R32는 서로 독립적으로 C1-C30-알킬, C3-C8-시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 3개의 후자의 라디칼 내의 (헤테로)방향족 고리는 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬에 의해 일치환 또는 다치환됨;
    (a.3) 화학식 (IV)의 강성 2,2'-비페녹시 가교를 갖는 페릴렌 비스이미드 화합물 및 그의 혼합물;
    Figure pct00049

    여기서
    R41 및 R42는 서로 독립적으로 수소, 비치환되거나 또는 C6-C10-아릴 (이는 다시 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환됨)에 의해 치환된 C1-C10-알킬, 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 C3-C8-시클로알킬, 및 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 C6-C10-아릴이고;
    R43, R44, R45, R46, R47, R48, R49, R410, R411, R412, R413, R414, R415, R416, R417 및 R418은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C18-알킬, C6-C10-아릴, C6-C10-아릴-C1-C10-알킬렌, C6-C10-아릴옥시 및 C6-C10-아릴티오로부터 선택되며, 여기서 C6-C10-아릴, C6-C10-아릴-C1-C10-알킬렌, C6-C10-아릴옥시 및 C6-C10-아릴티오의 아릴 모이어티는 비치환되거나 또는 1개 이상의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 것인
    색 변환기.
  9. 제8항에 있어서, 540 내지 600 nm 미만의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 오렌지색 형광 착색제가 화학식 (II.1), (III.1) 및 (IV.1)의 착색제로부터 선택된 것인 색 변환기.
    Figure pct00050
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 적색 형광 착색제가 화학식 (V)의 페릴렌 비스이미드 화합물이며,
    Figure pct00051

    여기서
    R51 및 R52는 서로 독립적으로, 비치환되거나 또는 C6-C10-아릴 (이는 다시 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환됨)에 의해 치환된 C1-C10-알킬, 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 C3-C8-시클로알킬, 또는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C10-알킬에 의해 치환된 C6-C10-아릴이고;
    Y는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 C1-C10-알킬, 페닐, 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C6-알킬, C1-C6-알콕시-C1-C6-알킬 및 C1-C6-알콕시에 의해 치환된 페닐이고;
    y는 서로 독립적으로 및 각 경우에 독립적으로 0, 1, 2 또는 3인
    색 변환기.
  11. 제10항에 있어서, 600 내지 670 nm의 파장 범위에서 최대 방출을 갖는 유기 적색 형광 착색제가 화학식 (V.1), (V.2) 및 (V.3)의 페릴렌 비스이미드 화합물로부터 선택된 것인 색 변환기.
    Figure pct00052
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (I-A) + (II.1) + (V.1), (I-A) + (II.1) + (V.2), (I-A) + (II.1) + (V.3), (I-A) + (III.1) + (V.1), (I-A) + (III.1) + (V.2), (I-A) + (III.1) + (V.3), (I-A) + (IV.1) + (V.1), (I-A) + (IV.1) + (V.2), 및 (I-A) + (IV.1) + (V.3)의 화합물로부터 선택된 유기 형광 착색제의 조합을 포함하는 색 변환기.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 매트릭스가 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리부텐, 실리콘, 폴리아크릴레이트, 에폭시 수지, 폴리비닐 알콜, 폴리(에틸렌 비닐알콜)-공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리스티렌 아크릴로니트릴 (SAN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐 부티레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 또는 그의 혼합물, 바람직하게는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 본질적으로 이루어진 것인 색 변환기.
  14. 400 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED에 의해 발생된 광을 변환시켜 백색 광을 제공하기 위한, 또는 3000 K 내지 20000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED에 의해 발생된 광을 변환시켜 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위한 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 색 변환기의 용도.
  15. (i) 400 nm 내지 480 nm의 중심 방출 파장을 갖는 청색 LED 및 3000 K 내지 20000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로부터 선택된 적어도 1개의 LED; 및
    (ii) 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 적어도 1개의 색 변환기
    를 포함하며, 여기서 적어도 1개의 색 변환기는 적어도 1개의 LED로부터 원격 배열된 것인 조명 장치.
  16. 광기전력 전지 및 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 색 변환기를 포함하며, 여기서 광기전력 전지에 의해 흡수되지 않은 광의 적어도 일부가 색 변환기에 의해 흡수되는 것인, 조명 시 전력을 생산하는 장치.
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