KR20200100702A - 시아노아릴 치환된 벤즈(오티)오크산텐 화합물 - Google Patents

시아노아릴 치환된 벤즈(오티)오크산텐 화합물 Download PDF

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게르하르트 바겐블라스트
소린 이바노비치
한나 스테파니 만골트
히사토시 쿠라
마미코 마츠나가
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바스프 에스이
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Abstract

본 발명은 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물에 관한 것이다.
Figure pct00074

여기서, m은 0 내지 4이고; R2, R3, R4 및 R5는 수소, 염소, 브로민 및 C6-C24-아릴로부터 선택되고, 이는 1 내지 3개의 시아노를 보유하고; 각각의 R1는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, -NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌 등으로부터 선택되고, 단 라디칼 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 1개는 C6-C24-아릴이고, 이는 1 내지 3개의 시아노를 보유하고; X는 O, S, SO 또는 SO2이고; A는 화학식 (A.1), (A.2), (A.3) 또는 (A.4)의 디라디칼이고,
Figure pct00075

여기서 *, R6, (R7)n, (R8)o 및 (R9)p는 청구범위 및 상세한 설명에서 정의된 바와 같다. 본 발명은 또한 색 변환기에서의 상기 화합물(들)의 용도, 상기 색 변환기 및 그의 용도, 적어도 1종의 화합물 (I)을 포함하는 조명 디바이스, 액정 디스플레이용 백라이트 유닛, 액정 디스플레이 디바이스 및 자체-방출 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

Description

시아노아릴 치환된 벤즈(오티)오크산텐 화합물
본 발명은 신규 시아노아릴 치환된 벤즈(오티)오크산텐 화합물 및 그의 유도체 및 중간체 벤조크산텐 화합물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 색 변환기에서의 이들 시아노아릴 치환된 화합물의 용도, 중합체 매트릭스 물질 및 적어도 1종의 시아노아릴 치환된 벤즈(오티)오크산텐 화합물 또는 그의 유도체를 포함하는 색 변환기, 이들 색 변환기의 용도, 그를 포함하는 LED 조명 디바이스, 색 변환기를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 유닛, 색 변환기를 포함하는 자체-방출 및 비-방출 디스플레이 및 조명시 전력을 생성하는 디바이스에 관한 것이다.
오늘날, 발광 다이오드 (LED)는 백열 램프 및 형광 램프와 같은 통상적인 광원을 점점 더 많이 대체하고 있다. LED에 기반한 조명 디바이스는 광범위한 응용분야를 위한, 예컨대 일반 조명용 조명, 건축, 자동차 또는 항공기 조명용 백색 광의 공급원으로서, 평판 디스플레이 응용분야를 포함한 풀-컬러(full-color) 디스플레이에서의 백라이트로서 사용된다. LED 조명은 수명이 길고, 매우 에너지 효율적이어서 많은 발전이 있었다.
백색 광의 방출은 항상 다양한 색상의 중첩 (혼합)에 기반한다. 백색 광을 생성하는 한가지 접근법은 적색, 녹색 및 청색 (RGB) LED를 갖는 LED 모듈을 사용하는 것이다. 다양한 발광 다이오드에 대한 상이한 휘도 및 작동 조건 때문에, 다중-LED는 기술적으로 복잡하고 따라서 비용이 많이 든다. 더욱이, 그들의 색역은 상당히 제한적이고 다중-LED의 구성요소 소형화가 심각하게 제한된다.
백색 광을 생성하는 또 다른 접근법은 인광체-변환된 백색 LED를 사용하는 것으로, 이는 황색 인광체 또는 황색 및 적색 인광체와 같은 무기 인광체(들)에 의해 커버된 청색 또는 근-자외선 방출 LED 칩에 기반하여 백색 광을 방출한다. 결합제 층에 분산될 수 있는 인광체(들)는 LED 광원 (LED 칩)에 직접적으로 적용된다. 인광체가 LED 칩에 직접적으로 및 개재 공간 없이 적용되어 있는 구성은 "칩 상 인광체" 구성이라고도 지칭된다. 이러한 LED는 흔히 황색 인광체로서의 세륨-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷 (Ce:YAG)으로 코팅된 청색 LED를 포함한다. Ce:YAG는 청색 광의 일부를 흡수하고, 약 550 nm의 방출 대역을 갖는 보다 긴 파장의 광을 방출하여, 투과된 청색 광 및 Ce:YAG에 의해 방출된 광의 혼합에 의해 백색 광을 발생시킨다. 청색 LED로부터의 방출과 인광체로부터의 방출 간의 광의 균형은 적절한 연색성 (CRI) 및/또는 상관 색 온도 (CCT)를 갖는 백색 광을 얻는데 중요하다. 황색 인광체로 코팅된 청색 LED는 통상적으로 높은 상관 색 온도, 일반적으로 6000 K 초과의 상관 색 온도에 상응하는 청색빛-백색 광 색상 및 약 70 내지 85의 연색성 지수로 색 충실도가 불량함을 특징으로 하며, 적용 가능성이 제한된다. 강한 연색성을 갖는 조명 디바이스를 수득하기 위해, 적색 방출 인광체가 추가로 인광체-함유 층에 포함되어야 한다. 칩 상 인광체 구성을 갖는 LED에서, 현재까지 사용된 인광체는 일반적으로 높은 열 및 방사선 안정성을 갖는 무기 인광체였으며, 유기 인광체는 칩 상 인광체 LED에 사용하기에 적합하지 않았다.
청색 광으로부터 색 변환에 의해 백색 광을 생성하기 위해, 일반적으로 하나 이상의 인광체 및 중합체 매트릭스 물질을 포함하는 색 변환기 (간단히 "변환기"라고도 지칭됨)를 청색 LED 칩으로부터 특정 거리에 두는 추가의 접근법이 있다. 예를 들어, 인광체가 공기 갭에 의해 청색 LED로부터 분리될 수 있다. 이러한 구성은 "원격 인광체"라고도 지칭된다. 1차 광원, 즉 청색 LED와 색 변환기 사이의 공간적 거리는, 많은 유기 인광체들에 의해 안정성에 대한 요건이 달성될 수 있을 정도로 열 및 방사선으로부터 야기되는 응력을 감소시킨다. 다시, 인광체는 청색 LED에 의해 방출되는 방사선의 일부를 흡수하고 상이한 색상 (파장)의 방사선을 재방출한다. 인광체(들)은 통상적으로 황색 광, 또는 녹색과 적색 광, 황색과 적색 광, 또는 녹색과 황색 광의 조합을 재방출한다. 파장들 (색상들)이 함께 혼합되면 백색 광이 얻어져 인간의 눈에 색상이 백색인 것으로 나타난다.
오늘날, 10000 K 미만의 CCT 및 약 90의 평균 연색성 지수를 갖는 백색 LED는 흔히, 색 변환기가 청색 LED로부터 원격 배치된 청색 LED, 또는 무기 황색 인광체로 코팅된 청색 LED와 상기 청색 LED로부터 원격 배치된 색 변환기를 포함한다. 색 변환기는 스펙트럼의 확장을 위해 일반적으로 2 또는 3개의 유기 인광체의 혼합물을 포함한다.
일반적으로, 상관 색 온도 CCT 및 CIE 색도 좌표는, 청색 LED에 의해 방출된 광의 상대적 혼합 부분을 인광체(들)에 의해 방출된 광으로 변화시킴으로써 조정가능하다. 따라서, 무기 및 유기 인광체는 생성되는 백색 광의 상관 색 온도, 색역, 연색성 지수 및 CIE 색도 좌표에 의해 정의되는 색 품질, 휘도 및 비용 효과성에 큰 영향을 준다.
유기 인광체의 사용은 다양한 이점을 제공한다. 첫째로, 유기 인광체는 그의 상당히 보다 높은 질량-특이적 흡수 때문에 훨씬 보다 높은 수율을 나타내는데, 이는 효율적 방사선 변환에 무기 인광체의 경우에서보다 상당히 더 적은 재료가 요구된다는 것을 의미한다. 둘째로, 이들은 광의 색상을 조정하여 따뜻한 백색 LED 광을 생성할 수 있다. 또한, 이들은 희토류를 포함하는 어떠한 물질도 필요로 하지 않는데, 이러한 희토류는 비용이 많이 들고 불편한 방식으로 채광 및 제공되어야 하며, 제한된 정도로만 이용가능한 것이다.
백색 광은 유기 전계발광 물질을 사용하는 유기 발광 다이오드 (OLED)로도 생성될 수 있다. 백색 유기 발광 다이오드 (WOLED)는 자체-방출 디스플레이 응용분야에서 주로 사용된다.
일반 조명 응용분야와 같은 일부 조명 응용분야의 경우, 백색 LED의 주요 파라미터는 그의 상관 색 온도 (CCT), CIE 색도 좌표, 평균 연색성 지수 (CRI Ra), 포화 적색에 대한 연색성 지수 R9 및 그의 발광 효능이다. 고급 응용분야를 위해, 자연 광, 예컨대 약 5000 K의 색 온도를 갖는 주광의 특성을 모방하는 상관 색 온도에서 높은 색 재현율 (높은 CRI Ra 및 높은 R9 값)을 갖는 백색 광 또는 약 2700 K 내지 3500 K의 색 온도를 갖는 백열광을 제공하는 것이 흔히 중요하다.
태양광은 공지된 상업용 백색 LED와 달리, 상대적으로 점진적이고 매끄러운 전이로 모든 가시 파장에서 출력된다. 그러나, Ce:YAG와 같은 황색 인광체로 코팅된 청색 LED를 기반으로 하는 백색 LED와 같은 상업용 백색 LED는, 청색 성분 (LED로부터의 청색 광 방출) 및 넓은 황색 성분이 풍부화된 스펙트럼을 생성한다. 황색 인광체 코팅의 방출된 광에서 유래된 백색 광의 적색 및 녹색 성분은 상대적으로 약하고, 결과적으로 전체 가시 파장 범위에 대한 커버범위가 불완전해진다. 스펙트럼 에너지에서의 이러한 갭 및 청색 LED에 의해 방출된 것 이외의 파장에 대한 상대적인 결여는 백색 광의 연색성을 제한한다. 이러한 백색 LED 광에 의해 크게 손상되는 색 범위는 녹색 스펙트럼 범위이다. 따라서, 녹색 스펙트럼을 개선하여 우수한 연색성을 갖는 광을 생성하기 위해서는 청색-방출 LED의 파장보다 더 길지만 황색 발광체 방출의 파장보다는 짧은 파장에서 뚜렷한 피크를 갖는 인광체가 필요하다.
일부 디스플레이 응용분야, 특히 풀 컬러 디스플레이 응용분야의 경우, 넓은 색역이 매우 중요한데, 그 이유는 그것이 보다 자연스럽고, 생생하며, 실제와 같은 색상을 가능하게 하기 때문이다. 액정 디스플레이 (LCD)는 가장 널리 사용되는 평면 패널 디스플레이 중 하나이다. LCD 백라이팅에서, 오늘날은 백색 LED가 사용된다. 백색 광이 적색, 녹색 및 청색 (RGB) 컬러 필터를 투과하는 경우, 적절한 컬러 필터 통과 대역의 파장을 갖는 광은 투과되고, 적절한 컬러 필터 통과 대역의 파장을 갖지 않는 광은 흡수된다. 컬러 필터는 전형적으로 색역이 아닌 광 투과에 대하여 최적화되기 때문에, 특정 색상의 컬러 필터는 특정 색상 이외의 색상의 혼합물은 통과시키는 경향이 있어, 특정 색상의 탈포화를 야기한다. 현재의 백색 LED는 흔히 광대역 광 방출을 가지며, 따라서 방출된 적색, 녹색 및 청색은 완전히 포화되지는 않는다. 백라이트의 색역을 향상시키기 위해 백색 광이 잘 분리된 방출 피크를 가져야 RGB 원색들 사이의 거리가 더 커지고 협 대역통과 RGB 컬러 필터를 사용할 수 있다. CIE 1931 색 공간에서, 녹색 색상은 넓은 영역을 차지하고, 원색 색상 녹색의 색좌표는 색역에 상당한 영향을 준다. 그러나, 가시 스펙트럼의 녹색 부분은 흔히 현재의 백색 LED에서는 과소-표현된다. 따라서, 방출 피크가 녹색 컬러 필터의 투과 피크와 잘 일치하는 협-대역폭 방사체가 필요하다.
오늘날, RGB 컬러 필터를 갖는 백색 유기 발광 다이오드 (WOLED)를 기반으로 하는 유기 발광 다이오드 디스플레이가 LCD를 대체하고 있는데, 이는 이들이 자체-방출 디바이스이고, 백라이트 유닛을 필요로 하지 않기 때문이다. 또한, 이들은 LED 백라이트에 비해 보다 얇은 디스플레이 패널, 보다 넓은 시야각, 보다 높은 콘트라스트 비 및 보다 짧은 응답 시간을 가능하게 한다. 통상적인 WOLED는 유리 또는 클리어(clear) 플라스틱 기판, 및 캐소드 층과 애노드 층 사이에 유기 발광 물질의 스택을 갖는 발광 영역을 포함한다. 유기 발광 영역은 적색, 녹색 및 청색의 3원색 또는 2개의 보색인 황색 및 청색을 방출한다. 그러나, 백색 광은 RGB 필터를 통해 여과되어야 하고, 이는 LCD 디스플레이의 경우에서와 같이 매칭되지 않은 색상 범위에서의 광의 흡수 손실을 야기한다.
따라서, RGB 필터를 갖는 디스플레이의 색역을 확장시키기 위해서는 녹색 인광체, 특히 잘 분리된 방출 피크를 갖는 협-대역 녹색 인광체가 필요하다. 따라서, LCD 내 녹색 컬러 필터와 보다 잘 매칭되도록 청색 광의 일부를 목적하는 녹색 스펙트럼 범위로 하향변환시키는 협 대역 방출을 갖는 인광체가 지속적으로 요구되고 있다.
오늘날, 조명을 데이터 전송과 결합할 수 있는 색 변환기용 인광체가 또한 크게 요구되고 있다. 백색 LED를 조명 및 데이터 전송 둘 다에 사용하는 신규 기술은 가시광 통신 (VLC)으로 공지되어 있다. VLC는 신속하고 안전한 무선 통신을 구현하여 기존의 무선 기술을 대체 또는 보완하는 것을 목표로 하는 빠르게 성장하고 있는 기술 분야이다. 특히 원격 인광체 LED에서 색 변환기로서 사용될 수 있는 유기 인광체는 그의 가시적 밴드 갭(band gap), 짧은 방사성 수명 및 높은 형광 양자 수율로 인해 VLC에 많은 잠재적 이점을 제공한다. LiFi (라이파이(Light Fidelity))는 다양한 강도의 LED 조명을 고속 무선 통신에 사용하는, 조명을 통한 데이터 전송에 대해 확립된 용어이다. LiFi는 사무실, 가로등 및 가정에서 광범위하게 사용되는 LED 조명을 비롯한 기존의 조명 기반시설에 추가 혜택을 제공한다. 수 나노초 범위, 바람직하게는 훨씬 더 낮은 범위의 높은 데이터 전송 속도 요건을 충족시키기 위해서는 추가의 유기 인광체가 필요하다.
청색 LED에 의해 여기될 수 있고 녹색 또는 녹색-황색 파장 범위 (490 내지 560 nm의 파장 범위)에서 재방출될 수 있는, 예를 들어 나프토일벤즈이미다졸 화합물 또는 벤조크산텐 화합물을 비롯한 수많은 유기 형광 화합물이 선행 기술에서 제안되었다.
공개되지 않은 PCT/EP2018/072714에는 LiFi 응용분야를 위한 변환기에 사용하기 위한 유기 인광체의 용도가 기재되어 있다.
WO 2015/019270에는 적어도 1개의 시아노 기를 필수적으로 보유하는 나프토일벤즈이미다졸 화합물, 및 유기 형광 착색제로서의 그의 용도, 특히 LED에 의해 방출된 광을 변환시키기 위한 색 변환기에서의 그의 용도가 기재되어 있다.
WO 2014/131628에는 (i) 광원으로서의 청색 LED 및 (ii) 중합체 매트릭스, 및 시아노아릴 기 또는 시아노 기를 보유하지 않는 벤조크산텐 또는 벤조티오크산텐 화합물을 포함하는 색 변환기를 포함하는 조명 디바이스가 기재되어 있다.
WO 2015/062916에는 LED 조명을 위한 벤즈이미다조크산테노이소퀴놀린 기재의 녹색/황색 방출 유기 형광 염료가 기재되어 있다.
WO 2016/151068에는, 벤즈(오티)오크산텐 골격에 부착된 적어도 1개의 시아노 기를 필수적으로 보유하는 벤조크산텐 화합물 및 벤조티오크산텐 화합물 및 그의 유도체, 및 LED 조명에서의 그의 용도가 기재되어 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 언급된 단점을 극복하기 위해, 400 내지 480 nm 파장 범위의 청색 광에 의해 여기될 수 있고, 스펙트럼의 녹색 부분, 특히 490 내지 560 nm, 바람직하게는 490 내지 540 nm 범위에서 방출하는 유기 인광체를 제공하는 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 목적은 좁은 방출 대역 및 좁은 반치 전폭 (FWHM)을 갖는 녹색 유기 인광체를 제공하는 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 목적은 90 초과의 일반 연색성 지수를 백색 광을 생성하는 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 목적은 넓은 색역을 갖는 풀 컬러 디스플레이 디바이스에 사용하기 위한 색 변환기를 제공하는 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 목적은 넓은 색역 디스플레이를 제공하는 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 목적은 대략 2,000 K 내지 6,500 K 범위의 상관 색 온도에서 높은 R9 값 (60 초과)과 함께 높은 연색성 지수 값 (90 초과)을 갖는 백색 광을 제공할 수 있는 유기 인광체의 조성물을 제공하는 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 목적은, 높은 발광 효능 (예를 들어, 230 lm/w 초과)을 갖는, 바람직하게는 높은 연색성 지수 및/또는 높은 R9 값을 갖는, 2,000 내지 6,500 K 범위의 CCT의 백색 광을 생성하기 위한 유기 인광체의 조성물을 제공하는 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 목적은, 데이터를 전송하기 위한, 그리고 수 나노초 범위의 짧은 여기-상태 수명 및 우수한 색 재현율 및 색 온도를 갖는 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 송신기를 포함하는 LiFi 응용분야용 주파수 변환기에 사용하기 위한 추가의 유기 인광체를 제공하는 것이다.
바람직하게는, 유기 인광체는 또한 하기 특성 중 하나 이상을 특징으로 해야 한다:
- 적어도 90%의 높은 형광 양자 수율 (QY);
- 수 나노초 정도의 짧은 형광 수명;
- 청색 및/또는 백색 광 조사 조건 하에서의 장기 광안정성;
- 청색 및/또는 백색 광 조사 조건 하에서의 열, 산소 및 수분에 대한 장기 안정성;
- 용이한 고순도 제조.
상기 및 추가의 목적이 하기 본원에 정의된 화학식 (I)의 화합물에 의해 달성된다.
또한, 본 발명에 의해 대안적으로 달성될 수 있는 다른 목적은 신규 유기 인광체의 효율적 제조 방법, 이를 포함하는 색 변환기, 조명 디바이스 및 조명시 전력을 생성하는 디바이스의 효율적 제조 방법을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
상기 및 추가의 목적은 하기 정의된 화학식 (I)의 화합물에 의해 달성된다.
발명의 요약
따라서, 제1 측면에서 본 발명은 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물에 관한 것이다.
Figure pct00001
여기서
m은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
각각의 R1는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, -NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴, 아릴옥시 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R1a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고;
R2, R3, R4 및 R5는 수소, 염소, 브로민, 및 1, 2 또는 3개의 시아노 기를 보유하는 C6-C24-아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
단 라디칼 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 1개는 1, 2 또는 3개의 시아노 기를 보유하는 C6-C24-아릴이고;
X는 O, S, SO 또는 SO2이고;
A는 화학식 (A.1), (A.2), (A.3) 및 (A.4)의 디라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된 디라디칼이고,
Figure pct00002
여기서
*은 각 경우에 분자의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
n은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
o는 0, 1, 2 또는 3이고;
p는 0, 1, 2 또는 3이고;
R6은 수소, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C3-C24-시클로알킬, C6-C24-아릴 또는 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막에 언급된 3개의 라디칼에서 시클로알킬, 아릴 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R6a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 헤테로원자 또는 헤테로원자 기가 개재될 수 있고;
각각의 R7는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, -NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R7a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고;
각각의 R8는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R8a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고;
각각의 R9는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R9a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고;
R1a, R6a, R7a, R8a, R9a는 서로 독립적으로 C1-C24-알킬, C1-C24-플루오로알킬, C1-C24-알콕시, 플루오린, 염소, 브로민 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되고;
Ra, Rb, Rc는 서로 독립적으로 수소, C1-C20-알킬, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤타릴 및 C6-C24-아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 (I)의 화합물은 청색 광 (400 내지 480 nm의 파장 범위)을 보다 낮은 에너지의 녹색 광으로 변환시킨다. 이들은 색상이 황색으로 나타난다. 특히, 이들은 490 내지 560 nm, 특히 490 내지 540 nm 파장 범위에서 강하고 뚜렷한 방출 피크를 나타낸다.
본 발명의 화학식 (I)의 화합물은 색 변환기에 사용하기에 특히 적합하다.
따라서, 본 발명의 추가 측면에서, 본원에서 제공되는 것은, 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED로부터 방출된 광을 제2의 보다 긴 파장의 광으로 변환시키기 위한, 또는 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로부터 방출된 광을, 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위해 변환시키기 위한 색 변환기에서의, 또는 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 색 변환기에서의, 또는 디스플레이 유닛에서의, 본원에 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 또는 그의 혼합물의 용도이다.
본 발명의 추가 측면에서, 본원에서 제공되는 것은, 형광 염료로서의 본원에 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 시아노아릴 치환된 화합물 및 중합체 매트릭스를 포함하는 색 변환기이며, 여기서 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리부텐, 실리콘, 에폭시 수지, 비닐 에스테르 수지, 폴리비닐 알콜, 폴리(에틸렌 비닐알콜)-공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리스티렌 아크릴로니트릴, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르, 폴리비닐 부티레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 푸라노에이트를 포함하거나 그로 이루어지거나, 또는 중합체 매트릭스는 중합성 (경화성) 조성물의 반응 생성물을 포함한다.
본 발명의 추가 측면에서, 본원에서 제공되는 것은, 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED에 의해 생성된 광을, 백색 광을 제공하기 위해 변환시키기 위한, 또는 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED에 의해 생성된 광을, 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위해 변환시키기 위한, 또는 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 송신기에서의, 또는 디스플레이에서의, 본원에서 상기 정의된 바와 같은 색 변환기의 용도이다.
본 발명의 추가 측면에서, 본원에서 제공되는 것은, (i) 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED 및 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 LED; 및 (ii) 상기 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 LED로부터 원격 배열로 존재하는 것인 조명 디바이스이다.
본 발명의 추가적인 측면에서, 본원에서 제공되는 것은, (i) 적어도 하나의 광원, 바람직하게는 6,000 내지 12,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED 또는 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 발광 다이오드; 및 (ii) 본원에서 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터 원격 인광체 배열로 존재하는 것인 액정 디스플레이용 백라이트 유닛이다.
본 발명의 추가 측면에서, 본원에서 제공되는 것은, (i) 박막 트랜지스터 (TFT) 어레이, 액정 층, 및 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 액정 패널; (ii) 적어도 하나의 광원; 및 (iii) 본원에서 정의된 바와 같은 색 변환기를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 광원과 액정 패널 사이에 배열되거나, 컬러 필터 어레이 내에 통합된 것인 액정 디스플레이 디바이스이다.
본 발명의 추가 측면에서, 본원에서 제공되는 것은, (i) 적어도 하나의 광원; (ii) 적어도 하나의 본원에서 정의된 바와 같은 색 변환기; 및 (iii) 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 임의적인 컬러 필터 어레이를 포함하는 자체-방출 디스플레이 디바이스이다.
본 발명의 추가적인 측면에서, 본원에서 제공되는 것은, 광기전력 전지 및 상기 정의된 바와 같은 색 변환기를 포함하는, 조명시 전력을 생성하는 디바이스이며, 여기서 광기전력 전지에 의해 흡수되지 않는 광의 적어도 일부가 색 변환기에 의해 흡수된다.
본 발명의 추가 측면에서, 본원에 제공되는 것은, 화학식 (II.a)의 벤조크산텐 중간체 화합물이다.
Figure pct00003
여기서
X는 O이고;
Hal은 각각 염소이거나 또는 각각 브로민이고;
R1은 브로민, 염소, 시아노, -NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴, 아릴옥시 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R1a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고, 여기서 R1a, Ra, Rb 및 Rc는 상기 정의된 바와 같고;
m은 0, 1, 2, 3 또는 4이다.
발명의 설명
형광 착색제는 특정 파장의 광을 흡수하고 이를 또 다른 파장의 광으로 변환시킬 수 있는 모든 물질을 포함한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "인광체" ("형광 착색제" 또는 간단히 "착색제"라고도 지칭함)는 제1 파장의 광을 제2의 상이한 (보다 긴) 파장의 광으로 변환시키는 고체 물질을 지칭한다. 인광체는 무기 또는 유기일 수 있다. 광의 색상 (광 파장)에 따라, 인광체는 녹색, 황색, 오렌지색, 적색 인광체 등으로 분류될 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "유기 형광체", "유기 형광 착색제" 및 "유기 착색제"는 상호교환가능하게 사용된다. 유기 형광 착색제는 유기 형광 안료 또는 유기 형광 염료일 수 있다. 바람직하게는, 이들은 유기 형광 염료이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "녹색 인광체"는 또한 실시양태에서 복수의 녹색 인광체에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "적색 인광체"는 또한 실시양태에서 복수의 적색 인광체에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "황색 인광체"는 또한 실시양태에서 복수의 황색 인광체에 관한 것일 수 있다.
용어 "변환 물질"은 제1 파장의 광자에 의해 여기되고, 제2의 (보다 긴) 상이한 파장의 광자를 방출하는 물질을 지칭한다.
양자점은 양자역학적 특성을 나타내기에 충분히 작은 반도체 물질로 제조된 나노결정이다. 양자점은 현저히 좁은 방출 스펙트럼, 즉, 특별히 작은 FWHM (반치 전폭)을 나타낸다. 도트의 색 출력(color output)은 결정의 크기를 조절함으로써 조율될 수 있다. 양자점의 크기가 보다 작을수록, 양자점이 보다 짧은 파장의 광을 방출한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "중합체 매트릭스"는 인광체 물질이 분산되거나 분자적으로 용해되는 중합체를 지칭한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "색 변환기" 및 "주파수 변환기" (간단히 "변환기"라고도 지칭됨)는 특정 파장의 광을 흡수하고 이를 제2 파장의 광으로 변환시킬 수 있는 모든 물리적 디바이스를 의미하는 것으로 이해된다. 색 변환기는, 예를 들어 조명 디바이스, 특히 UV 광 또는 LED 또는 OLED를 광원으로서 사용하는 조명 디바이스, 자체-방출 디스플레이, 또는 형광 변환 태양 전지의 부분이다.
본 발명의 문맥에서, 주어진 스펙트럼 분포 F(λ)에서 용어 "중심 파장"은 하기 평균:
Figure pct00004
으로 정의된다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "반치 전폭 (FWHM)"은 최대 진폭의 절반에서의 선 형상의 폭을 의미한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "방출 수명 τ0"은 τ0= τv/QY로 정의되고, 여기서 τv는 여기-상태 수명이고, QY는 형광 양자 수율이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "여기-상태 수명 τv"는 "형광 수명 τv"라고도 지칭되며, 이는 착색제가 광자 방출을 통해 바닥 상태가 되기 전에 여기 상태로 유지되는 평균 시간에 해당한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "형광 양자 수율 (QY)"은 흡수된 광자의 수에 대한 방출된 광자의 수의 비로 정의된다.
2 종류의 발광 다이오드가 존재한다. 하나는 무기 물질 (LED)을 기재로 하고, 반면에 다른 하나는 유기 물질 (OLED)을 기재로 한다. 따라서, 본원에 사용된 용어 "LED"는 무기 발광 다이오드를 지칭하고, 반면에 본원에 사용된 용어 "OLED" 또는 "유기 LED"는 유기 발광 다이오드를 지칭한다. 두 종류의 발광 다이오드는 모두 본질적으로, 양전하 운반체 및 음전하 운반체가 반도체 물질 내로 주입되고 전하 운반체가 디바이스 스택의 광 방출 구역에서 재조합될 때 광 방출이 발생한다는 유사한 원리로 작동한다.
본 발명의 문맥에서, "청색 LED"는 400 내지 480 nm, 바람직하게는 420 내지 480, 보다 바람직하게는 440 내지 470 nm, 가장 바람직하게는 440 내지 460 nm 범위의 방출 중심 파장을 갖는, 전자기 스펙트럼의 청색 범위의 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 파장을 중심으로 집중된 좁은 파장 분포를 갖는다. 표준 InGaN계 청색 LED는 사파이어 기재 상에 제작되고, 피크 방출 파장은 통상적으로 445 내지 455 nm에 중심이 있다.
본 발명의 문맥에서, "백색 LED" (백색 광 생성 LED)는 인간의 눈에 백색으로 인식되는 광을 방출하는 LED를 의미하는 것으로 이해된다. 그 예는 적색, 녹색 및 청색 LED로 이루어진 다중-LED (RGB LED 시스템이라고도 불림)이며, 그의 광 방출은 혼합되어 백색 광을 형성한다. 추가의 예는 청색 LED 및 UV-LED이며, 여기서는 광이 인광체 물질을 통과한다. 무기 인광체 물질, 특히 황색 인광체, 예컨대 YAG 또는 적색, 녹색, 또는 임의의 다른 색상 또는 조합의 인광체, 특히 황색 인광체로 코팅된 청색 LED가 바람직하다. 무기 인광체 물질, 특히 황색 인광체, 예컨대 YAG 또는 적색, 녹색 또는 임의의 다른 색상 또는 조합의 인광체로, 및 추가의 원격 인광체 층으로 코팅된 청색 LED가 또한 바람직하다.
UV-LED는 자외선 전자기 방사선, 즉 400 nm 미만, 예를 들어 350 내지 400 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선을 방출하는 발광 다이오드이다.
본 발명의 문맥에서, "백색 유기 발광 다이오드" (백색 OLED 또는 WOLED라고도 지칭됨)는 인간의 눈에 백색으로 인식되는 광을 방출하는 유기 백색 발광 다이오드를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 문맥에서, 녹색 파장 범위의 광은 490 nm 내지 560 nm, 특히 490 내지 540 nm의 방출 중심 파장을 갖는다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "백색 광"은 2,000 내지 20,000 K, 특히 2,500 내지 20,000 K의 상관 색 온도 (CCT)를 갖는 광에 관한 것이다. 상업적으로 입수가능한 백색 LED는 흔히, 3,000 K 이상, 예를 들면 3,000 내지 20,000 K 또는 4,000 내지 20,000 K의 범위의 상관 색 온도를 갖는다.
본 발명의 문맥에서, 가시 스펙트럼 범위를 포함하는 전자기 방사선이 또한 광으로 지정된다.
LED는 흑체 또는 백열 공급원이 아니므로, 상관 색 온도 (CCT)를 갖는다. CCT는 인간의 눈에 LED와 동일한 백색 광을 방출하는 것으로 인식되는 흑체 방사기의 온도이다. CCT는 전기 광원으로부터 방출된 백색 광의 색상 외관을 나타내고, 켈빈으로 측정된다. 이는 CIE 국제 표준에 따라 결정된다. 보다 높은 CCT를 갖는 백색 광은 보다 낮은 CCT를 갖는 백색 광과 비교하여 짧은 파장 영역 (청색)에서 상대적으로 더 높은 강도를 가지며 보다 긴 파장 영역 (적색)에서 상대적으로 더 낮은 강도를 갖는다. 따라서, 보다 높은 CCT는 일반적으로 보다 유의한 청색 성분 또는 차가운 톤을 갖는 백색 광을 나타내며, 보다 낮은 CCT는 일반적으로 보다 유의한 적색 틴트 또는 따뜻한 톤을 갖는 백색 광을 나타낸다. 6,000 내지 20,000 K 범위의 CCT를 갖는 백색 광은 비교적 높은 청색 성분을 갖는다. 백색 LED의 CCT는 사용된 인광체 조성물에 의해 결정된다.
연색성 (CRI)은 광원이 물체의 색을 인간의 눈에 어떻게 보이게 하는지 및 색조의 미묘한 변동이 얼마나 잘 보여지는지의 척도이다. 일반적으로, CRI는 색 온도보다 더 중요한 조명 품질인 것으로 간주된다. CIE 17.4, 국제 조명 용어에 따르면, 연색성 (CRI)은 "참조 조명원 하의 대상의 색상 외관과의 의식적 또는 무의식적 비교에 의한, 대상의 색상 외관에 대한 조명원의 효과"로서 정의된다. 평균 또는 일반 연색성 지수 Ra는 8개의 파스텔 CIE 표준 (참조) 색상 샘플 R1 내지 R8의 색도에서의 차이로부터 계산된다 (CIE 13.3-1995). 음의 값이 또한 가능하다. 참조 광원, 예컨대 흑체 방사선은 CRI 지수 (Ra)가 100 (이것이 최대임)인 것으로 정의되며, 즉 100의 값은 해당 광원이 참조 광원과 동일한 양상으로 연색함을 나타낸다. CRI 지수가 더 낮을수록, 색이 덜 정확하게 재현될 것이다. 많은 일반 실내 조명 응용분야의 경우, 80 초과의 CRI 값 (Ra)이면 허용가능하다. 일반 조명의 경우, 연색성 지수는 85를 초과해야 한다. 정확한 연색성이 요구되는 응용분야에서는, 광원에 의해 조명된 대상이 인간의 눈에 보다 자연스려운 색상을 갖는 것처럼 나타날 수 있도록, 적어도 90의 높은 CRI Ra가 통상적으로 매우 바람직하다.
평균 연색성 지수 Ra는, 6개의 고도로 포화된 색상 (R9 - R14)에 해당하는 계수를 포함하지 않는다. 이들 중, R9는 강한 적색에 해당하는 것으로, 이는 연색에 유익할 수 있는 적색-녹색 콘트라스트에 영향을 줄 수 있다. 가공된 색상에 적색 색상이 혼합되는 것이 흔히 발견되므로, 정확한 연색을 위해서는 적색 색상을 우수하게 재현하는 능력이 종종 필수적이다. 따라서, 광원이 적색을 정확하게 연색할 수 없는 경우에는, 적색빛 물체가 흐릿하게 될 것이다. 따라서, 높은 CRI Ra 및 양의 R9 값을 갖는 갖는 광원이 가장 생생한 색상을 생성하는 경향이 있다.
CIE 1931 표준 비색 시스템에 따르면, 색상은 특정 색상 곡선을 따라 인간의 눈에 인식된다. 표준 광도 곡선 Vλ는 인간의 눈 감수성의 파장 의존성을 설명한다. 광도 곡선은, 파장 555 nm의 단색 광 (녹색)의 경우, 가능한 최대 값이 683 lm/W이다. 광속은 인식되는 광 출력의 척도이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "색역"은 디스플레이가 생성할 수 있는 색상의 범위를 정의한다. 디스플레이의 색역을 표현하는 통상적인 방법은 조명에 대한 국제 위원회 (CIE)에 의해 확립된 XYZ 색상 시스템의 xy 색도 다이어그램이다. 색역은 xy 색도 다이어그램 상의 삼각형으로 정의된다. 추가로 또는 대안적으로, 색역 평가에, 조명에 대한 국제 위원회에 의해 확립된 u'v' 다이어그램을 사용한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "RGB 색 공간"은 적색, 녹색 및 청색의 3원색의 색도에 의해 정의되며, 여기서 적색, 녹색 및 청색 광이 함께 첨가되어 색상을 생성한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "발광 효능"은 와트 당 생성되는 광 루멘 생성에서 출력 스펙트럼의 효능을 정량화한다. 발광 효능의 단위는 루멘/와트이다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 단수 형태는 내용이 달리 명백하게 지시하지 않는 한 복수 지시대상을 포함한다.
본 발명의 문맥에서 단어 "본질적으로"는 단어 "완전히", "전체적으로" 및 "모두"를 포괄한다. 상기 단어는 90% 이상, 예컨대 95% 이상, 특히 99% 또는 100%의 비율을 포괄한다.
상기 화학식에 명시된 가변기의 정의는 각각의 치환기를 일반적으로 대표하는 집합적 용어를 사용한다. 정의 Cn-Cm은 각각의 치환기 또는 치환기 모이어티에서 각 경우에 가능한 탄소 원자의 수를 제공한다.
표현 "할로겐"은 각 경우에 플루오린, 브로민, 염소 또는 아이오딘, 특히 염소, 브로마이드 또는 아이오딘을 나타낸다.
본 발명의 문맥에서, 표현 "각 경우에 비치환 또는 치환된 알킬, 시클로알킬 및 아릴"은 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 및 비치환 또는 치환된 아릴을 나타낸다.
마찬가지로, 본 발명의 문맥에서, 표현 "각 경우에 비치환 또는 치환된 C1-C30-알킬, 폴리알킬렌옥시, C1-C30-알콕시, C1-C30-알킬티오, C3-C20-시클로알킬, C3-C20-시클로알킬옥시, C6-C24-아릴 및 C6-C24-아릴옥시"는 비치환 또는 치환된 C1-C30-알킬, 비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시, 비치환 또는 치환된 C1-C30-알콕시, 비치환 또는 치환된 C1-C30-알킬티오, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 C6-C24-아릴 및 비치환 또는 치환된 C6-C24-아릴옥시를 나타낸다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "지방족 라디칼"은 비-시클릭 포화 또는 불포화, 직쇄 또는 분지형 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 통상적으로 지방족 라디칼은 1 내지 100개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 라디칼의 예는 알킬, 알케닐 및 알키닐이다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "시클로지방족 라디칼"은 통상적으로 3 내지 20개의 고리 탄소 원자를 갖는 시클릭, 비-방향족 포화 또는 불포화 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 예는 시클로알칸, 시클로알켄 및 시클로알킨이다. 시클로지방족 라디칼은 N, O, S 및 SO2로 이루어진 군으로부터 선택된 헤테로원자 또는 헤테로원자 기를 또한 포함할 수 있다.
본원에서 알콕시, 알킬티오, 알킬술피닐, 알킬술포닐, 알킬아미노, 디알킬아미노, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 등의 알킬 모이어티에서 사용된 용어 "알킬"은, 통상적으로 1 내지 100개 ("C1-C100-알킬"), 1 내지 30개 ("C1-C30-알킬"), 1 내지 18개 ("C1-C18-알킬"), 1 내지 12개 ("C1-C12-알킬"), 1 내지 8개 ("C1-C8-알킬") 또는 1 내지 6개 ("C1-C6-알킬")의 탄소 원자를 갖는 포화 직쇄 또는 분지형 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 알킬은 바람직하게는 C1-C30-알킬, 보다 바람직하게는 C1-C20-알킬이다. 알킬 기의 예는 특히 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 1-메틸부틸, 1-에틸프로필, neo-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 2-메틸헥실, 1-에틸펜틸, 1-프로필부틸, 2-에틸펜틸, n-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-메틸헵틸, 1-에틸헥실, 2-에틸헥실, 1-프로필펜틸, 2-프로필펜틸, n-노닐 등이다.
치환된 알킬 기는, 알킬 쇄의 길이에 따라, 1개 이상 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 또는 5개 초과)의 치환기를 갖는다. 이들은 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 시클로알킬티오, 비치환 또는 치환된 헤테로시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 비치환 또는 치환된 헤타릴, 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘, 히드록실, 메르캅토, 비치환 또는 치환된 알콕시, 비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시, 비치환 또는 치환된 알킬티오, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 시아노, 니트로, 비치환 또는 치환된 알킬카르보닐옥시, 포르밀, 아실, COOH, 카르복실레이트, -COORAr1, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 E1 및 E2은 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2은 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다. 특히, 치환된 알킬 기는 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 플루오린, 염소, 브로민, 히드록실, 알콕시, 폴리알킬렌옥시, 메르캅토, 알킬티오, 시아노, 니트로, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 치환기(들)을 가지며, 여기서 E1, E2는 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2는 각각 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다.
치환된 알킬 기의 특정한 실시양태는 1개의 수소 원자가 아릴 라디칼, 특히 페닐 라디칼에 의해 대체된 알킬 기 ("아르알킬", 이하에서 아릴알킬 또는 아릴알킬렌이라고도 지칭됨)이다. 아릴 라디칼은 또한 비치환 또는 치환될 수 있으며, 적합한 치환기는 아릴에 대해 하기 언급된 치환기이다. 아릴-C1-C4-알킬의 특정한 예는 벤질, 1-페네틸, 2-페네틸, 1-페닐프로필, 2-페닐프로필, 3-페닐-1-프로필, 2-페닐-2-프로필, 나프틸메틸, 나프틸에틸 등을 포함한다.
치환된 알킬 기의 추가의 특정한 실시양태는 이들 기 내의 일부 또는 모든 수소 원자가 상기 언급된 바와 같은 할로겐 원자에 의해 대체된 알킬 기, 예를 들어 C1-C4-할로알킬이다.
본원에 사용된 용어 "알케닐"은 통상적으로 2 내지 100개 ("C2-C100-알케닐"), 2 내지 18개 ("C2-C18-알케닐"), 2 내지 10개 ("C2-C10-알케닐"), 2 내지 8개 ("C2-C8-알케닐"), 또는 2 내지 6개 ("C2-C6-알케닐")의 탄소 원자 및 임의의 위치에 1개 이상, 예를 들어 2 또는 3개의 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 탄화수소 기를 지칭한다. 치환된 알케닐 기는, 알케닐 쇄의 길이에 따라, 1개 이상 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 또는 5개 초과)의 치환기를 갖는다. 이들은 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 시클로알킬티오, 비치환 또는 치환된 헤테로시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 비치환 또는 치환된 헤타릴, 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘, 히드록실, 메르캅토, 비치환 또는 치환된 알콕시, 비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시, 비치환 또는 치환된 알킬티오, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 시아노, 니트로, 비치환 또는 치환된 알킬카르보닐옥시, 포르밀, 아실, COOH, 카르복실레이트, -COORAr1, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 E1 및 E2은 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2은 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다. 특히, 치환된 알케닐 기는 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 플루오린, 염소, 브로민, 히드록실, 알콕시, 폴리알킬렌옥시, 메르캅토, 알킬티오, 시아노, 니트로, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 치환기(들)을 가지며, 여기서 E1, E2는 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2는 각각 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다.
본원에 사용된 용어 "알키닐" (탄소 쇄가 1개 이상의 삼중 결합을 포함할 수 있는 알킬이라고도 지칭됨)은, 통상적으로 2 내지 100개 ("C2-C100-알키닐"), 2 내지 18개 ("C2-C18-알키닐"), 2 내지 10개 ("C2-C10-알키닐"), 2 내지 8개 ("C2-C8-알키닐"), 또는 2 내지 6개 ("C2-C6-알키닐")의 탄소 원자 및 임의의 위치에 1개 이상, 예를 들어 2 또는 3개의 삼중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 탄화수소 기를 지칭한다. 치환된 알키닐 기는, 알키닐 쇄의 길이에 따라, 1개 이상 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 또는 5개 초과)의 치환기를 갖는다. 이들은 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 시클로알킬티오, 비치환 또는 치환된 헤테로시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 비치환 또는 치환된 헤타릴, 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘, 히드록실, 메르캅토, 비치환 또는 치환된 알콕시, 비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시, 비치환 또는 치환된 알킬티오, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 시아노, 니트로, 비치환 또는 치환된 알킬카르보닐옥시, 포르밀, 아실, COOH, 카르복실레이트, -COORAr1, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 E1 및 E2은 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2은 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다. 특히, 치환된 알키닐 기는 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 플루오린, 염소, 브로민, 히드록실, 알콕시, 폴리알킬렌옥시, 메르캅토, 알킬티오, 시아노, 니트로, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2, 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 치환기(들)을 가지며, 여기서 E1, E2는 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2는 각각 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다.
본원에 사용된 용어 "알콕시"는 산소 원자를 통해 결합된 알킬 기를 지칭하며, 즉 "알콕시" 기는 -O-알킬로 나타내어질 수 있고, 여기서 알킬은 상기 정의된 바와 같다. C1-C2-알콕시는 메톡시 또는 에톡시이다. C1-C4-알콕시는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-메틸에톡시 (이소프로폭시), 부톡시, 1-메틸프로폭시 (sec-부톡시), 2-메틸프로폭시 (이소부톡시) 또는 1,1-디메틸에톡시 (tert-부톡시)이다.
따라서, 본원에 사용된 용어 "비치환 또는 치환된 알콕시"는 -O-알킬을 지칭하며, 여기서 알킬은 비치환 또는 상기 정의된 바와 같이 치환된다.
본원에 사용된 용어 "폴리옥시알킬렌"은, 알킬에 1개 이상의 비-인접 산소 원자가 개재되고 알킬은 상기 정의된 바와 같은 것인, 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 결합된 알킬 기를 지칭한다.
따라서, 본원에 사용된 용어 "비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시"는, 알킬에 1개 이상의 비-인접 산소 원자가 개재되고 알킬은 비치환 또는 상기 정의된 바와 같이 치환된 것인 -O-알킬을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "알킬티오"는 황 원자를 통해 결합된 알킬 기를 지칭하며, 즉 "알킬티오" 기는 -S-알킬로서 나타내어질 수 있고, 여기서 알킬은 상기 정의된 바와 같다. C1-C2-알킬티오는 메틸티오 또는 에틸티오이다. C1-C4-알킬티오는, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오, n-프로필티오, 1-메틸에틸티오 (이소프로필티오), 부틸티오, 1-메틸프로필티오 (sec-부틸티오), 2-메틸프로필티오 (이소부틸티오) 또는 1,1-디메틸에틸티오 (tert-부틸티오)이다.
따라서, 본원에 사용된 용어 "비치환 또는 치환된 알킬티오"는 알킬이 비치환 또는 상기 정의된 바와 같이 치환된 -S-알킬을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "시클로알킬"은 통상적으로 3 내지 24개 (C3-C24-시클로알킬), 3 내지 20개 ("C3-C20-시클로알킬")의 원자, 바람직하게는 3 내지 8개 ("C3-C8-시클로알킬") 또는 3 내지 6개의 탄소 원자 ("C3-C6-시클로알킬")를 갖는 모노시클릭 또는 비시클릭 또는 폴리시클릭 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 내지 12개의 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, 비시클로[3.2.1]옥틸, 비시클로[3.3.1]노닐, 비시클로[4.2.1]노닐, 비시클로[4.3.1]데실, 비시클로[3.3.2]데실, 비시클로[4.4.0]데실, 비시클로[4.2.2]데실, 비시클로[4.3.2] 운데실, 비시클로[3.3.3]운데실, 비시클로[4.3.3]도데실, 및 퍼히드로나프틸을 포함한다. 폴리시클릭 고리의 예는 퍼히드로안트라실, 퍼히드로플루오레닐, 퍼히드로크리세닐, 퍼히드로피세닐, 및 아다만틸이다.
치환된 시클로알킬 기는, 고리 크기에 따라, 1개 이상 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 또는 5개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 알케닐, 비치환 또는 치환된 알키닐, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 시클로알킬티오, 비치환 또는 치환된 헤테로시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 비치환 또는 치환된 헤타릴, 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘, 히드록실, 메르캅토, 비치환 또는 치환된 알콕시, 비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시, 비치환 또는 치환된 알킬티오, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 시아노, 니트로, 비치환 또는 치환된 알킬카르보닐옥시, 포르밀, 아실, COOH, 카르복실레이트, -COORAr1, -NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 E1 및 E2은 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2은 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다. 특히, 치환된 시클로알킬 기는 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 플루오린, 염소, 브로민, 히드록실, 알콕시, 폴리알킬렌옥시, 메르캅토, 알킬티오, 시아노, 니트로, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 치환기(들)을 가지며, 여기서 E1, E2는 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2는 각각 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다.
본원에 사용된 용어 "시클로알킬옥시"는 산소 원자를 통해 결합된 시클로알킬 기를 지칭하며, 즉 "시클로알킬옥시" 기는 -O-시클로알킬로서 나타내어질 수 있고, 여기서 시클로알킬은 상기 정의된 바와 같다.
따라서, 본원에 사용된 용어 "비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시"는, 시클로알킬이 비치환 또는 상기 정의된 바와 같이 치환된 것인 -O-시클로알킬을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "시클로알킬티오"는 황 원자를 통해 결합된 시클로알킬 기를 지칭하며, 즉 "시클로알킬티오" 기는 -S-시클로알킬로서 나타내어질 수 있고, 여기서 시클로알킬은 상기 정의된 바와 같다.
따라서, 본원에 사용된 용어 "비치환 또는 치환된 시클로알킬티오"는, 시클로알킬이 비치환 또는 상기 정의된 바와 같이 치환된 것인 -S-시클로알킬을 지칭한다.
용어 "헤테로시클로알킬"은, 일반적으로 5 내지 8개의 고리 구성원, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리 구성원을 가지며, 탄소 원자 이외에도 고리 구성원으로서, O, N, NRcc, S, SO 및 S(O)2로 이루어진 군으로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 헤테로원자 또는 헤테로원자-함유 기를 고리 구성원으로서 포함하는 비방향족, 부분 불포화 또는 완전 포화, 헤테로시클릭 고리를 지칭하며, 여기서 Rcc는 수소, C1-C20-알킬, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, C6-C24-아릴 또는 헤테로아릴이다. 헤테로시클로알킬 기의 예는 특히 피롤리디닐, 피페리디닐, 이미다졸리디닐, 피라졸리디닐, 옥사졸리디닐, 모르폴리닐, 티아졸리디닐, 이소티아졸리디닐, 이속사졸리디닐, 피페라지닐, 테트라히드로티오페닐, 디히드로티엔-2-일, 테트라히드로푸라닐, 디히드로푸란-2-일, 테트라히드로피라닐, 2-옥사졸리닐, 3-옥사졸리닐, 4-옥사졸리닐 및 디옥사닐이다.
치환된 헤테로시클로알킬 기는, 고리 크기에 따라, 1개 이상 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 또는 5개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 알케닐, 비치환 또는 치환된 알키닐, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 시클로알킬티오, 비치환 또는 치환된 헤테로시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 비치환 또는 치환된 헤타릴, 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘, 히드록실, 메르캅토, 비치환 또는 치환된 알콕시, 비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시, 비치환 또는 치환된 알킬티오, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 시아노, 니트로, 비치환 또는 치환된 알킬카르보닐옥시, 포르밀, 아실, COOH, 카르복실레이트, -COORAr1, -NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 E1 및 E2은 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2은 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다. 특히, 치환된 헤테로시클로알킬 기는 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 플루오린, 염소, 브로민, 히드록실, 알콕시, 폴리알킬렌옥시, 메르캅토, 알킬티오, 시아노, 니트로, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 치환기(들)을 가지며, 여기서 E1, E2는 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2는 각각 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "아릴"은 모노시클릭 방향족 탄화수소 라디칼 (즉, 페닐), 또는 적어도 1개의 융합된 페닐 고리를 갖는 융합된 비시클릭, 트리시클릭 또는 폴리시클릭 방향족 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 아릴 기 내의 탄소 고리 원자의 수는 다양할 수 있고, 통상적으로 6 내지 24이다. 아릴이 모노시클릭 방향족 탄화수소 라디칼, 즉 페닐이 아닌 경우, 상기 용어는 융합된 고리(들)에 대하여, 포화 형태 (퍼히드로 형태), 부분 불포화 형태 (예를 들어, 디히드로 형태 또는 테트라히드로 형태) 또는 방향족 형태를 포함한다. 용어 "아릴"은, 예를 들어 고리 둘 다가 방향족인 비시클릭 방향족 라디칼, 및 단지 1개의 고리만이 방향족인 비시클릭 방향족 라디칼을 포함한다. 비시클릭 또는 트리시클릭 방향족 카르보사이클의 예는 나프틸, 1,2-디히드로나프틸, 1,4-디히드로나프틸, 1,2,3,4-테트라히드로나프틸, 인다닐, 인데닐, 안트라세닐, 플루오레닐 등을 포함한다. 바람직하게는, 용어 "아릴"은 페닐 및 나프틸을 지칭한다.
치환된 아릴은, 그의 고리계의 수 및 크기에 따라, 1개 이상 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 또는 5개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 알케닐, 비치환 또는 치환된 알키닐, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 시클로알킬티오, 비치환 또는 치환된 헤테로시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 비치환 또는 치환된 헤타릴, 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘, 히드록실, 메르캅토, 비치환 또는 치환된 알콕시, 비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시, 비치환 또는 치환된 알킬티오, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 시아노, 니트로, 비치환 또는 치환된 알킬카르보닐옥시, 포르밀, 아실, COOH, 카르복실레이트, -COORAr1, -NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 E1 및 E2은 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2은 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다. 특히, 치환된 아릴 기는 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 플루오린, 염소, 브로민, 히드록실, 알콕시, 폴리알킬렌옥시, 메르캅토, 알킬티오, 시아노, 니트로, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 치환기(들)을 가지며, 여기서 E1, E2는 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2는 각각 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다.
치환된 아릴은 바람직하게는 적어도 1개의 알킬 기에 의해 치환된 아릴 ("알크아릴", 이하에서 알킬아릴이라고도 지칭됨)이다. 알크아릴 기는, 방향족 고리계의 크기에 따라, 1개 이상 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9개 또는 9개 초과)의 알킬 치환기를 가질 수 있다. 알킬 치환기는 비치환 또는 치환될 수 있다. 이와 관련하여, 비치환 및 치환된 알킬에 관한 상기 언급을 참조한다. 특정한 실시양태는, 알킬이 비치환된 것인 알크아릴 기에 관한 것이다. 바람직하게는, 알크아릴은 1, 2, 3, 4 또는 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개, 보다 바람직하게는 1 또는 2개의 알킬 치환기를 갖는 페닐이다. 1개 이상의 알킬 라디칼을 갖는 아릴은, 예를 들어 2-, 3- 및 4-메틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디메틸페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 2-, 3- 및 4-에틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디에틸페닐, 2,4,6-트리에틸페닐, 2-, 3- 및 4-n-프로필페닐, 2-, 3- 및 4-이소-프로필페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디-n-프로필페닐, 2,4,6-트리프로필페닐, 2-, 3- 및 4-이소프로필페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디이소프로필페닐, 2,4,6-트리이소프로필페닐, 2-, 3- 및 4-부틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디부틸페닐, 2,4,6-트리부틸페닐, 2-, 3- 및 4-이소부틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디이소부틸페닐, 2,4,6-트리이소부틸페닐, 2-, 3- 및 4-sec-부틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디-sec-부틸페닐, 2,4,6-트리-sec-부틸페닐, 2-, 3- 및 4-tert-부틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디-tert-부틸페닐 및 2,4,6-트리-tert-부틸페닐이다.
C6-C24-아릴옥시: 산소 원자 (-O-)를 통해 골격에 결합된, 상기 정의된 바와 같은 C6-C24-아릴. 페녹시 및 나프틸옥시가 바람직하다.
따라서, 본원에 사용된 용어 "비치환 또는 치환된 아릴옥시"는 아릴이 비치환 또는 상기 정의된 바와 같이 치환된 것인 -O-아릴을 지칭한다.
C6-C24-아릴티오: 황 원자 (-S-)를 통해 골격에 결합된, 상기 정의된 바와 같은 C6-C24-아릴. 페닐티오 및 나프틸티오가 바람직하다.
따라서, 본원에 사용된 용어 "비치환 또는 치환된 아릴티오"는 아릴이 비치환 또는 상기 정의된 바와 같이 치환된 것인 -S-아릴을 지칭한다.
본 발명의 문맥에서, 표현 "헤타릴" (헤테로아릴이라고도 지칭됨)은 헤테로방향족, 모노시클릭 또는 폴리시클릭 기를 포함한다. 고리 탄소 원자 이외에도, 이들은 고리 구성원으로서 1, 2, 3, 4개 또는 4개 초과의 헤테로원자를 갖는다. 헤테로원자는 바람직하게는 산소, 질소, 셀레늄 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 헤타릴 기는 바람직하게는 5 내지 18개, 예를 들어 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13 또는 14개의 고리 원자를 갖는다.
모노시클릭 헤타릴 기는 바람직하게는 5- 또는 6-원 헤타릴 기, 예컨대 2-푸릴 (푸란-2-일), 3-푸릴 (푸란-3-일), 2-티에닐 (티오펜-2-일), 3-티에닐 (티오펜-3-일), 1H-피롤-2-일, 1H-피롤-3-일, 피롤-1-일, 이미다졸-2-일, 이미다졸-1-일, 이미다졸-4-일, 피라졸-1-일, 피라졸-3-일, 피라졸-4-일, 피라졸-5-일, 3-이속사졸릴, 4-이속사졸릴, 5-이속사졸릴, 3-이소티아졸릴, 4-이소티아졸릴, 5-이소티아졸릴, 2-옥사졸릴, 4-옥사졸릴, 5-옥사졸릴, 2-티아졸릴, 4-티아졸릴, 5-티아졸릴, 1,2,4-옥사디아졸-3-일, 1,2,4-옥사디아졸-5-일, 1,3,4-옥사디아졸-2-일, 1,2,4-티아디아졸-3-일, 1,2,4-티아디아졸-5-일, 1,3,4-티아디아졸-2-일, 4H-[1,2,4]-트리아졸-3-일, 1,3,4-트리아졸-2-일, 1,2,3-트리아졸-1-일, 1,2,4-트리아졸-1-일, 피리딘-2-일, 피리딘-3-일, 피리딘-4-일, 3-피리다지닐, 4-피리다지닐, 2-피리미디닐, 4-피리미디닐, 5-피리미디닐, 2-피라지닐, 1,3,5-트리아진-2-일 및 1,2,4-트리아진-3-일이다.
폴리시클릭 헤타릴 기는 2, 3, 4개 또는 4개 초과의 융합된 고리를 갖는다. 융합된 고리는 방향족, 포화 또는 부분 불포화일 수 있다. 폴리시클릭 헤타릴 기의 예는 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 인돌리지닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 벤족사졸릴, 벤즈이속사졸릴, 벤즈티아졸릴, 벤족사디아졸릴, 벤조티아디아졸릴, 벤족사지닐, 벤조피라졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤조트리아졸릴, 벤조트리아지닐, 벤조셀레노페닐, 티에노티오페닐, 티에노피리미딜, 티아졸로티아졸릴, 디벤조피롤릴 (카르바졸릴), 디벤조푸라닐, 디벤조티오페닐, 나프토[2,3-b]티오페닐, 나프타[2,3-b]푸릴, 디히드로인돌릴, 디히드로인돌리지닐, 디히드로이소인돌릴, 디히드로퀴놀리닐 및 디히드로이소퀴놀리닐이다.
치환된 헤타릴 기는, 그들의 고리계의 수 및 크기에 따라, 1개 이상 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5개 또는 5개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 알케닐, 비치환 또는 치환된 알키닐, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 시클로알킬티오, 비치환 또는 치환된 헤테로시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 비치환 또는 치환된 헤타릴, 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘, 히드록실, 메르캅토, 비치환 또는 치환된 알콕시, 비치환 또는 치환된 폴리알킬렌옥시, 비치환 또는 치환된 알킬티오, 비치환 또는 치환된 시클로알킬옥시, 비치환 또는 치환된 아릴옥시, 비치환 또는 치환된 아릴티오, 시아노, 니트로, 비치환 또는 치환된 알킬카르보닐옥시, 포르밀, 아실, COOH, 카르복실레이트, -COORAr1, -NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 E1 및 E2은 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고, RAr1 및 RAr2은 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴이다. 특히, 치환된 헤타릴 기는 비치환 또는 치환된 알킬, 비치환 또는 치환된 시클로알킬, 비치환 또는 치환된 아릴, 플루오린, 염소, 브로민, 히드록실, 알콕시, 폴리알킬렌옥시, 메르캅토, 알킬티오, 시아노, 니트로, NE1E2, -NRAr1CORAr2, -CONRAr1RAr2, -SO2NRAr1RAr2 및 -SO3RAr2로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의, 예를 들어 1, 2 또는 3개의 치환기(들)을 가지며, 여기서 E1, E2, RAr1 및 RAr2는 상기 정의된 바와 같다.
융합된 고리계는 지환족, 지방족 헤테로시클릭, 방향족 및 헤테로방향족 고리 및 그의 조합, 융합에 의해 연결된 히드로방향족을 포함할 수 있다. 융합된 고리계는 2, 3개 또는 그 초과 (예를 들어, 4, 5, 6, 7 또는 8개)의 고리를 포함한다. 융합된 고리계 내의 고리들이 연결되는 방식에 따라, 즉 각각의 고리가 각각의 인접 고리와 함께 적어도 1개의 에지 또는 2개의 원자를 공유하는 것인 오르토-융합과, 탄소 원자가 2개 초과의 고리에 속하는 페리-융합으로 구분된다. 바람직한 융합된 고리계는 오르토-융합된 고리계이다.
# 또는 *는, 본 발명의 화합물의 하위구조를 나타내는 화학식에서 나타난 경우, 나머지 분자에의 부착 결합을 나타낸다.
화학식 (I)의 화합물의 가변기 (치환기)의 바람직한 실시양태에 대하여 하기 제시된 언급은 그 자체 뿐만 아니라, 바람직하게는 서로간의 조합으로 유효하다.
가변기의 바람직한 실시양태에 대하여 하기 제시된 언급은 또한 화학식 (I)의 화합물에 대해 뿐만 아니라, 적용가능한 경우, 본 발명에 따른 용도에 대하여도 그 자체 뿐만 아니라, 바람직하게는 서로간의 조합으로 유효하다.
화학식 (I)의 화합물
본 발명에 따른 바람직한 화합물은 가변기 X가 산소인 화학식 (I)의 화합물이다.
본 발명에 따른 바람직한 화합물은 R2, R3, R4 및 R5가 수소, 및 1, 2 또는 3개의 시아노 기를 보유하는 C6-C10-아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학식 (I)의 화합물이다.
보다 바람직하게는, R2 및 R4는 1, 2 또는 3개의 시아노 기를 보유하는 C6-C10-아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 R2 및 R4는 각각, 1, 2 또는 3개의 시아노 기, 특히 1 또는 2개의 시아노 기(들)을 보유하는 페닐이다. 특히 바람직한 R3 및 R5는 각각 수소이다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 화학식 (I)의 화합물에서의 가변기 A는 화학식 (A.1)의 디라디칼이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 화학식 (I)의 화합물에서의 가변기 A는 화학식 (A.2)의 디라디칼이다. (A.2)의 문맥에서, R6은 바람직하게는 수소, 선형 C1-C24-알킬, 분지형 C3-C24-알킬, C6-C10-아릴 및 C6-C10-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 2개의 모이어티 내의 아릴 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R6a로 치환된다. 특히, R6은 수소, 선형 C1-C24-알킬, 분지형 C3-C24-알킬, 페닐 및 페닐-C1-C10-알킬렌으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 2개의 모이어티 내의 페닐 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R6a로 치환된다. 보다 바람직하게는, R6은 선형 C1-C24-알킬, 화학식 (B.1)의 라디칼, 화학식 (B.2)의 라디칼 및 라디칼 (B.3)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Figure pct00005
여기서
#은 질소 원자에 대한 결합 부위를 나타내고;
화학식 (B.1)에서 Rd 및 Re는 서로 독립적으로 C1-C22-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Rd 및 Re 라디칼의 탄소 원자의 합은 2 내지 23의 정수이고;
화학식 (B.2)에서 Rf, Rg 및 Rh는 독립적으로 C1- 내지 C21-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Rf, Rg 및 Rh 라디칼의 탄소 원자의 합은 3 내지 23의 정수이고;
화학식 (B.3)에서 Ri 및 Rk는 독립적으로 C1- 내지 C21-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Ri 및 Rk 라디칼의 탄소 원자의 합은 2 내지 22의 정수이다.
특히, R6은 선형 C6-C24-알킬이다. 여기서, R6의 구체적 예는 n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-노나데실, n-에이코실, n-운에이코실, n-도코실이다.
여기서, 라디칼 (B.1)의 구체적 예는 1-메틸에틸, 1-메틸프로필, 1-메틸부틸, 1-메틸펜틸, 1-메틸헥실, 1 메틸헵틸, 1-메틸옥틸, 1-에틸프로필, 1-에틸부틸, 1-에틸펜틸, 1-에틸헥실, 1 에틸헵틸, 1-에틸옥틸, 1-프로필부틸, 1-프로필펜틸, 1-프로필헥실, 1 프로필헵틸, 1-프로필옥틸, 1-부틸펜틸, 1-부틸헥실, 1-부틸헵틸, 1-부틸옥틸, 1 펜틸헥실, 1 펜틸헵틸, 1-펜틸옥틸, 1-헥실헵틸, 1-헥실옥틸, 1-헵틸옥틸이다.
여기서, 라디칼 (B.2)의 구체적 예는 tert-부틸이다.
여기서, 라디칼 (B.3)의 구체적 예는 이소부틸, 2-메틸부틸, 2-에틸부틸, 2-에틸펜틸 및 2-에틸헥실이다.
마찬가지로 보다 바람직하게는, R6은 화학식 (C.1)의 라디칼, 화학식 (C.2)의 라디칼 및 화학식 (C.3)의 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Figure pct00006
여기서
#은 질소 원자에 대한 결합 부위를 나타내고;
B는 존재하는 경우 C1-C10-알킬렌 기이고, 이에는 -O- 및 -S-로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 비인접 기가 개재될 수 있고;
y는 0 또는 1이고;
Rm은 서로 독립적으로 C1-C24-알킬, C1-C24-플루오로알킬, 플루오린, 염소 및 브로민으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
Rn은 서로 독립적으로 C1-C24-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고;
화학식 (C.2) 및 (C.3)에서 x는 1, 2, 3, 4 또는 5이다.
R6의 문맥에서, 화학식 (C.1), (C.2) 또는 (C.3)에서의 y는 바람직하게는 0이고, 즉 B는 부재하다. R6의 문맥에서, 화학식 (C.2)에서의 Rm은 바람직하게는 C1-C24-알킬이다. R6의 문맥에서, 화학식 (C.2)에서의 x는 바람직하게는 1 또는 2이다. R6의 문맥에서, 화학식 (C.3)에서의 Rn은 바람직하게는 C1-C24-알킬이다. R6의 문맥에서, 화학식 (C.3)에서의 x는 바람직하게는 1 또는 2이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 화학식 (I)의 화합물에서의 가변기 A는 화학식 (A.3)의 디라디칼이다. (A.3)의 문맥에서, 화학식 (A.3)에서의 n는 바람직하게는 0, 1 또는 2이다. R7는 존재하는 경우 바람직하게는 시아노, 브로민 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이는 비치환되거나 또는 C1-C4-알킬로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2개의 라디칼을 보유한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 화학식 (I)의 화합물에서의 가변기 A는 화학식 (A.4)의 디라디칼이다. (A.4)의 문맥에서, 화학식 (A.4)에서의 o 및 p는 바람직하게는 0이고, 즉 R8 및 R9가 둘 다 부재하다. 마찬가지로 바람직하게는, (A.4)의 문맥에서, o 및 p의 합은 1, 2, 3 또는 4이다. 이 문맥에서, R8 및 R9는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 시아노, 브로민, 염소, C1-C4-알킬, C1-C4-알콕시, C1-C4-할로알킬, 페닐 및 페닐옥시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 2개의 라디칼 내의 페닐은 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬로 이루어진 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유한다.
본 발명에 따른 바람직한 화합물은 화학식 (I)의 화합물이고, 여기서 화학식 (I)에서의 m은 0, 1 또는 2이고, m이 1 또는 2인 경우에, 각각의 R1은 독립적으로 선형 C1-C24-알킬, 화학식 (D.1)의 라디칼, 화학식 (D.2)의 라디칼, 화학식 (D.3)의 라디칼, 화학식 (D.4)의 라디칼 및 화학식 (D.5)의 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Figure pct00007
여기서
#은 화학식 (I)의 화합물의 나머지 부분에 대한 결합 부위를 나타내고;
화학식 (D.1)에서 Ro 및 Rp는 서로 독립적으로 C1-C22-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Ro 및 Rp 라디칼의 탄소 원자의 합은 2 내지 23의 정수이고;
화학식 (D.2)에서 Rq, Rr 및 Rs는 독립적으로 C1- 내지 C21-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Rq, Rr 및 Rs 라디칼의 탄소 원자의 합은 3 내지 23의 정수이고;
화학식 (D.3)에서 Rt 및 Ru는 독립적으로 C1- 내지 C21-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Rt 및 Ru 라디칼의 탄소 원자의 합은 2 내지 22의 정수이고;
B는 존재하는 경우 C1-C10-알킬렌 기이고, 이에는 -O- 및 -S-로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 비인접 기가 개재될 수 있고;
화학식 (D.4) 및 (D.5)에서 y는 0 또는 1이고;
화학식 (D.5)에서 x는 1, 2 또는 3이고;
R1a는 시아노, C1-C24-알킬 및 C1-C24-알콕시로 이루어진 군으로부터 선택된다.
R1의 문맥에서, 화학식 (I)에서의 m은 바람직하게는 0이고, 즉 R1이 부재하다. 마찬가지로 보다 바람직하게는, R1의 문맥에서, 화학식 (I)에서의 m은 1, 2 또는 3이다. R1은 존재하는 경우 바람직하게는 선형 C6-C24-알킬로 이루어진 군으로부터 선택된다. 여기서, R1의 구체적 예는 n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-노나데실, n-에이코실, n-운에이코실, n-도코실이다.
R1의 문맥에서, 화학식 (D.1)에서의 Ro 및 Rp는 바람직하게는 각각 독립적으로 C1-C12-알킬이다. R1의 문맥에서, 화학식 (D.2)에서의 Rq 및 Rs는 바람직하게는 각각 독립적으로 C1-C6-알킬이고, 화학식 (D.2)에서의 Rr은 바람직하게는 분지형 C4-C21-알킬이다. 라디칼 (D.2)의 구체적 예는 tert-옥틸이다. R1의 문맥에서, 화학식 (D.5)에서의 x는 바람직하게는 1 또는 2이고, R1a는 바람직하게는 시아노 또는 C1-C12-알킬이다. 보다 바람직하게는, R1은 부재하거나 또는 화학식 D.2의 라디칼 또는 화학식 (D.5) (여기서 R1a는 시아노이고, y는 0이고, x는 1 또는 2임)의 라디칼이다. 여기서, 라디칼 (D.5)의 바람직한 예는 4-시아노페닐이다.
화학식 (I)의 바람직한 화합물의 예는 하기에 도시된 것들이다:
Figure pct00008
화학식 (I)의 화합물은 할로겐화 벤즈(오티)오크산텐 화합물 및 시아노아릴보론산 또는 에스테르로부터 출발하여 적합한 전이 금속 촉매의 존재 하에 공지된 커플링 반응과 유사하게, 또는 하기 또는 본원의 실험 부분에 기재된 바와 같은 제조 방법에 따라 제조할 수 있다.
일반적으로, 화학식 (I)의 화합물은 반응식 1에 나타낸 바와 같은 스즈키 커플링의 관점에서 화학식 (II)의 화합물을 시안아릴 보론산 또는 에스테르로 처리함으로써 제조할 수 있다.
반응식 1:
Figure pct00009
여기서
(R1)m 및 A는 상기 정의된 바와 같고;
라디칼 R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 1개는 염소 및 브로민으로 이루어진 군으로부터 선택된 할로겐이고, 나머지 라디칼은 각각 수소이고, 단 수소가 아닌 라디칼은 동일한 의미를 가지며;
X는 O 또는 S이고;
Ar*는 1, 2 또는 3개의 시아노 기를 보유하는 C6-C24-아릴이고;
R', R"는 서로 독립적으로 C1-C10-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되거나 또는 R' 및 R"는 함께 C2-C4-알킬렌이고, 이는 C1-C4-알킬로 이루어진 군으로부터 선택된 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 치환기를 임의로 보유한다.
반응은 통상적으로 염기 및 촉매, 특히 팔라듐 촉매의 존재 하에 수행된다. 적합한 촉매는 테트라키스(트리페닐포스핀)-팔라듐(0); 비스[비스-(1,2-디페닐포스피노)에탄]팔라듐(0); 비스(디벤질리덴-아세톤)팔라듐(0); 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0); 비스(트리페닐-포스핀)팔라듐(II) 클로라이드; 비스(아세토니트릴)팔라듐(II) 클로라이드; [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]-팔라듐(II) 클로라이드/메틸렌 클로라이드 (1:1) 착물; 비스(비스-(1,2-디페닐포스피노)부탄]-팔라듐(II) 클로라이드; 팔라듐(II) 아세테이트; 팔라듐(II) 클로라이드; 및 팔라듐(II) 아세테이트/트리-o-톨릴포스핀 착물, 또는 포스핀과 Pd 염 또는 포스핀과 Pd-착물의 혼합물, 예를 들어 디벤질리덴아세톤-팔라듐 및 트리-tert-부틸포스핀 (또는 그의 테트라플루오로보레이트); 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) 및 트리-tert-부틸포스핀; 또는 중합체-결합된 Pd-트리페닐포스핀 촉매계, 예를 들어 폴리스티렌 상 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐이다.
적합한 염기는 일반적으로 무기 화합물, 예컨대 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 산화물, 예컨대 산화리튬, 산화나트륨, 산화칼슘 및 산화마그네슘, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 탄산염, 예컨대 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산세슘 및 탄산칼슘, 및 또한 알칼리 금속 중탄산염, 예컨대 중탄산나트륨, 유기 염기 예를 들어 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 알콕시드, 예컨대 소듐 메톡시드, 소듐 에톡시드, 칼륨 에톡시드 및 칼륨 tert.-부톡시드, 예를 들어 3급 아민, 예컨대 트리메틸아민, 트리에틸아민, 디이소프로필에틸아민 및 N-메틸피페리딘, 피리딘, 치환된 피리딘, 예컨대 콜리딘, 루티딘 및 4-디메틸아미노피리딘, 및 또한 비시클릭 아민이다. 특히 바람직한 것은 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산세슘, 트리에틸아민 및 중탄산나트륨과 같은 염기이다.
반응은 주로 불활성 유기 용매 중에서 수행된다. 적합한 용매는 지방족 탄화수소, 예컨대 펜탄, 헥산, 시클로헥산 및 석유 에테르, 방향족 탄화수소, 예컨대 톨루엔, o-, m- 및 p-크실렌, 에테르, 예컨대 디이소프로필 에테르, tert.-부틸 메틸 에테르, 디옥산, 아니솔 및 테트라히드로푸란 및 디메톡시에탄, 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤 및 tert.-부틸 메틸 케톤, 및 또한 디메틸 술폭시드, 디메틸-형태-아미드 및 디메틸아세트아미드이다. 언급된 용매의 혼합물, 또는 물과의 혼합물 또는 소량의 유기 용매를 갖는 물과의 혼합물을 사용하는 것 또한 가능하다.
반응은 통상적으로 20℃ 내지 180℃, 바람직하게는 40℃ 내지 120℃의 온도에서 수행된다.
반응 완료 후, 화학식 (I)의 화합물은, 예를 들어 반응 혼합물을 물에 첨가하고, 유기 용매로 추출하며, 추출물을 농축하는 등의 통상적인 방법을 이용함으로써 단리할 수 있다. 단리된 화합물 (I)을, 필요한 경우에, 크로마토그래피, 재결정화 등과 같은 기술에 의해 정제할 수 있다.
시아노아릴보론산 또는 에스테르는 상업적으로 입수가능하거나, 또는 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
화학식 (II)의 화합물은 WO 2016/151068의, 특히 35면 1행 내지 36면 8행에 기재된 방법과 유사하게 수득될 수 있다.
X가 SO 또는 SO2인 화학식 (I)의 화합물은 X가 S인 화학식 (I)의 화합물을 산화시킴으로써 수득될 수 있다. 적합한 산화제는 메타-클로로퍼벤조산, 차아염소산염 또는 과산화수소이다.
화학식 (I)의 화합물은 통상적으로 녹색 형광 염료이다. 화학식 (I)의 화합물은 상응하는 코어 시안화 벤즈(오티)오크산텐 화합물과 비교하여 흡수 및/또는 방출 대역의 장파장쪽 옮김을 나타낸다. 화학식 (I)의 화합물은 청색 광을 녹색 광으로 하향-변환시킨다. 특히, 화학식 (I)의 화합물은 LED-기반 조명 디바이스에서 높은 발광 효능 및 높은 CRI Ra 및 높은 R9 값을 갖는 백색 광을 생성할 수 있다. 특히, 화학식 (I)의 화합물은, 사용되는 중합체의 양을 기준으로 하여, 0.02 중량% 초과, 예를 들어 0.02 중량% 내지 0.1 중량%의 농도로 사용되는 경우, 75 nm 미만, 바람직하게는 70 nm 이하, 예를 들어 30 내지 70 nm 또는 30 내지 65 nm의 FWHM을 갖는다. 예를 들어, 화학식 (I)의 화합물이, 사용되는 중합체의 양을 기준으로 하여, 0.1 내지 2 중량% 범위의 농도로 사용되는 경우, 65 nm 이하의 FWHM을 가지며, 이는 화학식 (I)의 화합물이 디스플레이의 색역을 확대할 수 있게 한다.
화학식 (I)의 화합물은 또한 청색 및/또는 백색 광 조사 조건 하에 매우 높은 안정성, 특히 높은 광견뢰도, 열안정성, 및 수분 및 산소에 대한 안정성을 특징으로 한다.
화학식 (I)의 화합물은 순수한 형태로 용이하게 제조 및 수득될 수 있다.
화학식 (II)의 화합물로서, X가 O이고, A가 화학식 (A.2)의 디라디칼 (여기서, R6은 2-에틸헥실임)이고, R3 및 R5가 수소이고, R2 및 R4가 각각 염소 또는 각각 브로민이고, (R1)m이 상기 정의된 바와 같은 것인 화합물이 또한 신규하고, 따라서 또한 본 발명의 일부이다. 이들은 X가 O인 화학식 (I)의 화합물의 제조를 위한 중간체 화합물로서 매우 적합하다. 이들 화합물은 또한 화학식 (II.a)의 화합물로 지칭된다.
따라서, 본 발명의 추가의 목적은 화학식 (II.a)의 벤조크산텐 화합물에 관한 것이다.
Figure pct00010
여기서
X는 O이고;
Hal은 각각 브로민 또는 각각 염소이고;
R1은 브로민, 염소, 시아노, -NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴, 아릴옥시 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R1a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고, 여기서 R1a, Ra, Rb 및 Rc는 상기 정의된 바와 같고;
m은 0, 1, 2, 3 또는 4이다.
화학식 (II.a)의 화합물은 하기 반응식 2에 요약된 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식 2:
Figure pct00011
Figure pct00012
반응식 2에서, Hal은 각각 염소 또는 각각 브로민이고, (R1)m은 상기 정의된 바와 같고, Rl 및 Rm은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C4-알킬이거나, 또는 Rl 및 Rm은 함께 1,2-에틸렌 또는 1,2-프로필렌 모이어티를 형성하고, 그의 탄소 원자는 비치환되거나 또는 모두 또는 부분적으로 메틸 기에 의해 치환될 수 있다.
반응식 2의 단계 (i)에서, 화학식 (1)의 4,5-디할로나프탈렌-1,8-디카르복실산 무수물을 화학식 (3)의 2-에틸헥실아민을 사용하여 이미드화 반응시켜 화학식 (2)의 4,5-디할로나프탈렌 모노이미드를 수득한다. 용매의 존재 하에 반응을 수행하는 것이 바람직하다. 적합한 용매는 에탄올, 톨루엔 및 그의 혼합물이다. 축합 촉진제, 예컨대 염화아연, 아세트산아연, 프로피온산아연 또는 히드로클로라이드 산의 존재 하에 반응을 수행하는 것이 유리할 수 있다. 4,5-디클로로나프탈렌-1,8-디카르복실산 무수물 및 4,5-디브로모나프탈렌-1,8-디카르복실산 무수물은 상업적으로 입수가능하거나 또는 US 3163659에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 마찬가지로, 화학식 (2)의 화합물은 4,5-디할로나프탈렌-1,8-디카르복실산으로부터 출발하여 유사한 방식으로 제조될 수 있다.
반응식 2의 단계 (ii)에서, 화학식 (2)의 화합물을 탠덤 스즈키 페녹실화 반응의 관점에서 염기 및 전이 금속 촉매의 존재 하에 화학식 (4)의 보론산 유도체로 처리하여 화학식 (5)의 벤조크산텐 화합물을 수득한다. 바람직하게는, 반응은 팔라듐 촉매의 존재 하에, 예를 들어 하기 문헌에 기재된 바와 같이 수행한다: Synth. Commun. Vol. 11, p. 513 (1981); Acc. Chem. Res. Vol. 15, pp. 178-184 (1982); Chem. Rev. Vol. 95, pp. 2457-2483 (1995); Organic Letters Vol. 6 (16), p. 2808 (2004); "Metal catalyzed cross coupling reactions", 2nd Edition, Wiley, VCH 2005 (Eds. De Meijere, Diederich); "Handbook of organopalladium chemistry for organic synthesis" (Eds Negishi), Wiley, Interscience, New York, 2002; "Handbook of functionalized organometallics", (Ed. P. Knochel), Wiley, VCH, 2005. 적합한 Pd-촉매 및 염기에 관하여, 본 출원의 반응식 1에 기재된 스즈키 커플링 또는 WO 2016/151068의 38면 12행 내지 39면 35행에 요약된 것을 참조한다.
반응식 2의 단계 (iii)에서, 화학식 (5)의 화합물을 브로민화 또는 염소화시켜 화학식 (II.a)의 디할로겐화된 벤조크산텐 화합물을 수득한다. 브로민화는 전형적으로, 예를 들어 WO 2014/131628에 기재된 바와 같이 용매 중에서 원소 브로민에 의해 수행된다. 추가의 적합한 브로민화제는 N-브로모숙신이미드 및 디브로모이소시아누르산이다. 적합한 용매는 물 또는 지방족 모노카르복실산, 및 염소화 탄화수소, 예컨대 클로로벤젠 및 트리클로로메탄이다. 적합한 지방족 모노카르복실산은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 것, 예컨대 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 펜탄카르복실산 및 헥산카르복실산, 및 그의 혼합물이다. 지방족 모노카르복실산이 용매로서 사용되는 경우에, 아이오딘을 촉매로서 사용하는 것이 유리할 수 있다.
염소화는 전형적으로, 예를 들어 US 2011/0068328에 기재된 바와 같이 불활성 용매 중에서 원소 염소, N-클로로숙신이미드, 클로로술폰산, 술푸릴 클로라이드에 의해 수행된다. 추가의 적합한 염소화제는 N-클로로숙신이미드이다.
화학식 (I)의 화합물은 어떠한 문제도 없이 유기 물질 및 무기 물질에 혼입될 수 있다. 특히, 이들은 유기 중합체에 용해되고 균질하게 분포될 수 있다. 따라서, 화학식 (I)의 화합물 및 그의 혼합물은 색 변환기에서 형광 착색제로서, 특히 형광 염료로서 특히 적합하다.
따라서, 본 발명의 추가의 목적은,
- 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED로부터 방출된 광을 제2의 보다 긴 파장의 광으로 변환시키기 위한;
- 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로부터 방출된 광을, 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위해 변환시키기 위한; 또는
- 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한
색 변환기에서의 본원에 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 또는 그의 혼합물의 용도에 관한 것이다.
화학식 (I)의 화합물은 또한, 보통 0.1 내지 9 ns의 범위인 그의 짧은 형광 소멸 시간으로 인해, 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 송신기를 포함하는 라이파이 응용분야에서의 데이터 전송을 위한 변환기에서의 용도에서 특히 관심대상이다.
색 변환기
따라서, 본 발명은 형광 염료로서의 상기 본원에 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 및 중합체 매트릭스를 포함하는 색 변환기를 추가로 제공하며, 여기서 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리부텐, 실리콘, 에폭시 수지, 비닐 에스테르 수지, 폴리비닐 알콜, 폴리(에틸렌 비닐알콜)-공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리스티렌 아크릴로니트릴, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르, 폴리비닐 부티레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는, 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 푸라노에이트를 포함하거나 그로 이루어지거나; 또는 중합체 매트릭스는 중합성 (경화성) 조성물의 반응 생성물을 포함한다.
용어 "실리콘 "은 또한 용어 "(폴리)실록산"으로 공지되어 있다.
특히, 중합체 매트릭스 물질은 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 푸라노에이트로 본질적으로 또는 완전히 이루어진다.
본원에서, 폴리스티렌은 스티렌 및/또는 스티렌 유도체의 중합으로부터 생성된 특히 모든 단독중합체 또는 공중합체를 의미하는 것으로 이해된다. 스티렌 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 (GPC에 의해 결정됨), 바람직하게는 20,000 내지 750,000 g/mol, 보다 바람직하게는 30,000 내지 500,000 g/mol의 평균 몰 질량 Mn을 갖는다.
바람직한 실시양태에서, 색 변환기의 매트릭스는 본질적으로 또는 완전히 스티렌 또는 스티렌 유도체의 단독중합체로 이루어진다. 보다 특히, 중합체 매트릭스 물질은 완전히 폴리스티렌으로 이루어진다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 중합체 매트릭스 물질은, 본 출원의 문맥에서 마찬가지로 폴리스티렌으로서 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, 양이온 중합, 음이온 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 벌크 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, 중합체 매트릭스 물질은 본질적으로 또는 완전히 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진다. 본원에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 단독중합체 또는 그의 공중합체를 의미하는 것으로 이해된다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 그의 공중합체는 재활용 또는 순수(virgin) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 그의 공중합체일 수 있다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 단독중합체는 통상적으로 승온에서 물 (또는 메탄올)을 제거하면서 에틸렌 글리콜과 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트를 축합시킴으로써 수득가능하다. 공중합체는 에틸렌 글리콜을 또 다른 디올, 트리올 또는 보다 고급 관능성 기반의 폴리올로 부분적으로 대체하고/거나 테레프탈산을 또 다른 디카르복실산으로 부분적으로 대체함으로써 수득가능하다. 에틸렌 글리콜과는 상이한 디올의 대표적인 예는 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸렌디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 폴리에테르 디올, 예컨대 디에틸렌 글리콜, 및 그의 조합이다. 보다 고급 관능성 기반의 폴리올의 대표적인 예는 펜타에리트리톨이다. 테레프탈산과는 상이한 적합한 디카르복실산의 대표적인 예는 이소프탈산, 1-나프토산, 2-나프토산, 글루타르산 및 그의 조합이다. 테레프탈산으로부터 형성된 디메틸에스테르를 테레프탈산과는 상이한 디카르복실산으로부터 형성된 또 다른 디에스테르로 대체하는 것에 의해 동일한 효과가 달성된다. 예를 들어, PETG (글리콜 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트)로서 공지된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체는 테레프탈산, 및 우세한 양의 에틸렌 글리콜과 및 소량의 1,4-시클로헥산 디메탄올의 혼합물로부터 유도된 구조 단위를 포함한다. 공중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 결정화를 억제한다.
용어 "폴리에틸렌 테레프탈레이트"는 또한 중합체 백본 또는 중합체 쇄에 사슬 연장제 단위가 혼입된 고분자량 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한다. 특히, 사슬 연장제는 2개의 개별 에스테르 분자의 말단 카르복시 기를 연결하기 위해 사용된다. 사슬 연장제의 대표적인 예는 테트라카르복실산 이무수물, 예컨대 피로멜리트산 이무수물, 폴리아실락탐, 디아민 및 폴리아민, 및 높은 에폭시 관능가를 갖는 화합물, 예컨대 바스프 에스이(BASF SE)(독일)로부터 상업적으로 입수가능한 존크릴(Jonacryl)® 브랜드 사슬 연장제를 포함한다.
이러한 실시양태에 따르면, 중합체 매트릭스는 바람직하게는 매트릭스 물질의 총 중합체 함량을 기준으로 하여 적어도 90 중량%의 단독중합체 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한다. 즉, 총 중합체 함량을 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 10 중량% 이하가 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체이다. 보다 바람직하게는, 중합체 매트릭스는 매트릭스 물질의 총 중합체 함량을 기준으로 적어도 95 중량%의 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 단독중합체를 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 중합체 매트릭스는 완전히 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 단독중합체로 이루어진다. 이러한 실시양태에 따르면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체 매트릭스 물질은 중합체 골격에 임의의 사슬 연장제를 포함하지 않는다.
마찬가지로 보다 특히, 중합체 매트릭스 물질은 본질적으로 또는 완전히 폴리카르보네이트로 이루어진다. 보다 바람직하게는, 중합체 매트릭스 물질은 완전히 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.
마찬가지로 보다 특히, 중합체 매트릭스 물질은 본질적으로 또는 완전히 2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르로 이루어진다. 2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르는 (i) 지방족 C2-C20-디올 및 시클로지방족 C3-C20-디올로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 디올을, (ii) 2,5-푸란디카르복실산 및/또는 그의 에스테르 형성 유도체 및 (iii) 임의로 1,2-시클로헥산-디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 3,4-푸란디카르복실산, 테레프탈산 및 2,6-나프탈산 및/또는 그의 에스테르 형성 유도체로부터 선택된 적어도 1종의 추가의 디카르복실산과 반응시킴으로써 수득가능하다.
적합한 지방족 C2-C20-디올은 바람직하게는 선형 또는 분지형 C2-C15-알칸디올, 특히 선형 또는 분지형 C2-C10-알칸디올 예컨대 에탄-1,2-디올 (에틸렌 글리콜), 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올 (프로필렌 글리콜), 부탄-1,3-디올, 부탄-1,4-디올 (부틸렌 글리콜), 2-메틸-1,3-프로판디올, 펜탄-1,5-디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 (네오펜틸 글리콜), 헥산-1,6-디올, 헵탄-1,7-디올, 옥탄-1,8-디올, 노난-1,9-디올, 데칸-1,10-디올 등이다. 적합한 시클로지방족 C3-C20-디올은 바람직하게는 C3-C10-시클로알킬렌디올, 예컨대 1,2-시클로펜탄디올, 1,3-시클로펜탄디올, 1,2-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,2-시클로헵탄디올 또는 1,4-시클로헵탄디올이다. 다른 적합한 시클로지방족 C3-C20-디올은 1,3-시클로헥산 디메탄올 및 1,4-시클로헥산 디메탄올 또는 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-시클로부탄디올 또는 그의 조합을 포함한다. 특히 바람직한 디올은 C2-C6-알칸디올, 특히 에탄-1,2-디올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 펜탄-1,5-디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 및 그의 혼합물이다. 에탄-1,2-디올 및 프로판-1,3-디올, 특히 에탄-1,2-디올이 보다 특히 바람직하다.
또한 생물학적으로 유래된 ("생물-유래된") C2-C10-알칸디올, 특히 C2-C6-알칸디올 예컨대 에탄-1,2-디올 및 프로판-1,3-디올이 보다 특히 바람직하다. 생물-기반 에탄-1,2-디올은 리그노셀룰로스 바이오매스 공급원으로부터 그 안에 함유된 탄수화물의 변환에 의해 수득될 수 있다. 바이오매스로부터 C2-C10-알칸디올을 제조하는 방법은 관련 기술분야, 예를 들어 US 2011/0306804에 공지되어 있다.
바람직하게는, 디올 성분 (i)은 바람직한 것으로 언급된 1종의 디올, 특히 에탄-1,2-디올만으로 이루어진다. 디올 성분 (i)은 또한 2종, 3종 또는 3종 초과의 상이한 디올을 포함할 수 있다. 2종, 3종 또는 3종 초과의 상이한 디올이 사용되는 경우, 상기 바람직한 것으로 언급된 것들이 바람직하다. 이 경우에, 성분 (i)의 총 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 에탄-1,2-디올이 주요 성분이다.
2,5-푸란디카르복실산의 에스테르 형성 유도체는 특히 2,5-푸란디카르복실산의 C1-C10-디알킬 에스테르이다. 특히 바람직한 디에스테르는 2,5-푸란디카르복실산의 C1-C6-디알킬 에스테르, 특히 디메틸 에스테르 및 디에틸 에스테르이다. 성분 (ii)는 또한 2,5-푸란디카르복실산의 2종, 3종 또는 3종 초과의 상이한 디에스테르를 포함할 수 있다. 2,5-푸란디카르복실산은 생물-기반 당으로부터 생산될 수 있다. Co, Mn 및/또는 Ce를 포함하는 촉매를 사용한 2,5-이치환된 푸란, 예컨대 5-히드록시메틸푸르푸랄의 공기 산화를 사용하는 2,5-푸란디카르복실산의 제조 경로가 최근 WO 2010/132740, WO 2011/043660, WO 2011/043661, US 2011/0282020, US 2014/0336349 및 WO 2015/137804에서 보고되었다. 2,5-푸란디카르복실산의 디알킬 에스테르의 제조 경로는 예를 들어 WO 2011/043661에도 기재되어 있다.
바람직하게는, 중합체는 (i) 지방족 C2-C20-디올 및 시클로지방족 C3-C20-디올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 디올 및 (ii) 2,5-푸란디카르복실산 또는 2,5-푸란디카르복실산의 디에스테르(들)만으로 이루어진다.
바람직하게는, 2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르는 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트), 폴리(프로필렌-2,5-푸란디카르복실레이트), 폴리(에틸렌-co-프로필렌-2,5-푸란디카르복실레이트), 폴리(부틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트), 폴리(펜틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트), 폴리(네오펜틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트) 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히, 본 발명에 따른 색 변환기에 사용하기 위한 중합체 매트릭스 물질은 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트), 폴리(트리메틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트) 및 폴리(부틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트)로 이루어지거나 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 색 변환기에 사용하기 위한 중합체 매트릭스 물질은 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트)로 이루어진다. 추가의 특정한 실시양태에서, 색 변환기의 중합체성 매트릭스 물질은 상기 정의된 바와 같은 상이한 2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르의 혼합물 (블렌드), 예를 들어 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트) 및 폴리(프로필렌-2,5-푸란디카르복실레이트)의 블렌드를 포함한다. 폴리(프로필렌-2,5-푸란디카르복실레이트)는 또한 폴리 (트리메틸렌 2,5-푸란디카르복실레이트)로 지칭되고; 폴리(부틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트)는 또한 폴리(테트라메틸렌 2,5-푸란-디카르복실레이트)로 지칭되고, 폴리 (펜틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트)는 또한 폴리(펜타메틸렌 2,5-푸란-디카르복실레이트)로 지칭된다.
상기 정의된 바와 같은 적어도 1종의 디올 성분 (i), 상기 정의된 바와 같은 성분 (ii), 및 1,2-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 3,4-푸란디카르복실산, 테레프탈산 및 2,6-나프탈산 및/또는 그의 에스테르 형성 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 추가의 이산 또는 디에스테르 성분 (iii)을 반응시킴으로써 수득가능한 2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르가 마찬가지로 적합하다. 1,2-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 3,4-푸란디카르복실산, 테레프탈산 및 2,6-나프탈산의 에스테르 형성 유도체는 특히 C1-C10-디알킬 에스테르이다. 특히 바람직한 에스테르는 C1-C6-디알킬 에스테르, 특히 디메틸 에스테르 및 디에틸 에스테르이다. 성분 (ii) 및 성분 (iii)의 조합을 사용하는 경우, 성분 (ii)는 성분 (ii) 및 (iii)의 총 중량을 기준으로 하여 주요 성분이다. 예는 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-co-1,2-시클로헥산디카르복실레이트), 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-co-1,4-시클로헥산디카르복실레이트), 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-co-테레프탈레이트), 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-co-2,6-나프탈레이트) 또는 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-co-3,4-푸란디카르복실레이트), 바람직하게는 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-co-테레프탈레이트), 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-co-2,6-나프탈레이트) 또는 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-co-3,4-푸란디카르복실레이트이다.
2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르 (A)는 US 2,551,731에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
특히, 조명 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 폴리스티렌으로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 조명 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스는 폴리카르보네이트로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 조명 응용분야에 사용하기 위해, 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 조명 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스는 폴리에틸렌 푸라노에이트로 이루어진다.
특히, 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스는 폴리스티렌 또는 폴리스티렌계 수지, 예컨대 스티렌, 알파-메틸스티렌 및 아크릴산의 공중합체, 또는 메틸 메타크릴레이트 및 아크릴산과 3,4-에폭시시클로헥실메틸 (메트) 아크릴레이트의 공중합체, 또는 그의 혼합물의 반응 생성물이다.
마찬가지로 특히, 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스는, 각각 단독중합체 또는 공중합체인 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 특히 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스는 폴리카르보네이트로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진다.
특히 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스는 비닐 에스테르 수지로 이루어진다. 에폭시 아크릴레이트 수지로도 공지된 비닐 에스테르 수지는 본원에서 불포화 카르복실산 (통상 (메트)아크릴산)과 에폭시 수지의 반응으로부터 제조된 불포화 수지를 의미하는 것으로 이해된다. 통상적으로, 비닐 에스테르 수지는 고분자량을 갖는 에폭시 수지 백본을 가지며 비닐 에스테르는 말단 불포화를 갖는다. 상업용 제품의 예는 쇼와 덴코 케이.케이.(Showa Denko K.K.)(일본) 로부터 입수가능한 아크릴레이트 수지 리폭시(Ripoxy)® SPC-2000이다.
사용된 용어 "(메트)아크릴산"은 아크릴산 뿐만 아니라 상응하는 메타크릴산을 지칭하는 것으로 의도된다.
마찬가지로 특히, 디스플레이 디바이스에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스는 중합성 (경화성) 조성물의 반응 생성물을 포함한다. 바람직하게는, 중합체 매트릭스는 경화성 조성물의 반응 생성물로 이루어지며, 여기서 경화성 수지 조성물은 적어도 1종의 결합제, 적어도 1종의 단량체, 적어도 1종의 광개시제 및/또는 광산-생성기, 임의적인 열 라디칼 개시제, 임의적인 유기 용매, 임의적인 적어도 1종의 분산제, 임의적인 적어도 1종의 계면활성제 및 임의적인 산란 입자를 포함하는 감광성 레지스트 조성물이다.
적합한 결합제의 예는 불포화 폴리에스테르; 비닐 에스테르 수지 (에폭시 아크릴레이트 수지); 노볼락 수지; 폴리비닐 페놀 수지; 카르복실-기 함유 우레탄 수지, 또는 그의 혼합물을 포함한다. 예는, 예를 들어 WO 2008/101841, 18면 28행 내지 25면 21행 또는 US 2015/0183955, 단락 [0100] 내지 단락 [0101]에 개시되어 있다. 적합한 결합제는 또한 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 에폭시 수지, 실리콘 등이다.
바람직한 결합제는 카르복실산 관능기를 펜던트 기로서 갖는 아크릴 수지이다. 예는, 예를 들어, WO 2010/108835, 4면 11행 내지 11면 5행에 개시되어 있다. 상업용 제품의 대표적인 예는 쇼와 덴코 케이.케이.(일본)에 의해 제공되는 리폭시®SPC-1000을 포함한다.
경화성 조성물 중에 존재하는 결합제의 양은 감광성 레지스트 조성물 중 고체 함량의 총량을 기준으로 하여 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 90 중량%의 범위이다.
적합한 단량체의 예는 방향족 비닐 화합물, 예컨대 스티렌, 알파-메틸스티렌, 불포화 카르복실레이트, 예컨대 메틸 (메트)아크릴레이트, 불포화 아미노알킬 카르복실레이트, 불포화 글리시딜 카르복실레이트, 불포화 아미드 및 불포화 이미드, 중합체 분자 사슬 말단에 모노(메트)아크릴로일 기를 갖는 거대단량체 및 폴리실록산 및 그의 혼합물을 포함한다. 예는, 예를 들어, US 2015/0183955, 단락 [0102]에 기재되어 있다.
적합한 단량체의 예는 또한 임의의 아크릴레이트-유형 단량체를 포함한다. 예는, 예를 들어, WO 2010/108835, 11면 13행 내지 14면 13행에 기재된 것들이다. 바람직한 단량체는 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 올리고머 예컨대 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디- 트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리스(2-히드록시 에틸) 이소시아누레이트 트리아크릴레이트 및 그의 혼합물을 포함한다.
경화성 조성물 내에 존재하는 단량체의 양은 라디칼 감광성 레지스트 조성물 내의 고체 함량의 총량을 기준으로 하여 5 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 7 내지 30 중량%의 범위이다.
광개시제의 사용은 중요하지 않다. 광개시제는 통상적으로 벤조페논, 방향족 알파-히드록시케톤, 벤질케탈, 방향족 알파-아미노케톤, 페닐글리옥살산 에스테르, 모노-아실포스핀옥시드, 비스-아실포스핀옥시드, 트리스-아실포스핀옥시드, 방향족 케톤으로부터 유도된 옥심에스테르 및/또는 카르바졸 유형의 옥심에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된다. 예는, 예를 들어, WO 2010/108835, 15면, 6행 내지 17면 13면 또는 WO 2010/081749, 7면 11행 내지 10면 3행에 기재되어 있다.
한 실시양태에서, 광개시제는 1-[4-(페닐티오) 페닐]-,2-(O-벤질옥심) (이르가큐어(IRGACURE) OXE01®, CAS 번호: 253585-83-0; 바스프 에스이로부터 입수가능함)이다.
광개시제의 총량은 감광성 레지스트 조성물 중 고체 함량의 총량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.05 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%이다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 감광성 레지스트 조성물은 적어도 광산 발생제를 추가로 포함할 수 있다. 광산 발생제의 적합한 예는 오늄 이온, 예컨대 술포늄, 아이오도늄, 셀레늄, 암모늄 및 포스포늄 이온, 및 음이온의 염이다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 감광성 레지스트 조성물은 예를 들어 WO 2010/108835, 17면 15행 내지 35면 20행에 기재된 바와 같이, 과산화물 또는 히드록실아민 에스테르와 같은 열 라디칼 개시제를 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 감광성 레지스트 조성물은 적어도 1종의 용매를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 용매의 예는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 에틸 2-히드록시프로피오네이트, 3-메틸-3-메톡시부틸 프로피오네이트, 에틸 3-메톡시프로피오네이트, 메틸 3-에톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, n-부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 이소아밀 아세테이트, n-부틸 프로피오네이트, 에틸 부티레이트, 이소프로필 부티레이트, n-부틸 부티레이트, 및 에틸피루브산 및 그의 조합이다.
존재하는 경우, 용매의 양은 감광성 레지스트 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 80 중량%이다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 감광성 레지스트 조성물은 적어도 1종의 분산제를 추가로 포함할 수 있고, 적어도 1종의 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 계면활성제는 예를 들어, 양이온성, 음이온성, 비이온성 또는 양쪽성 계면활성제, 또는 실리콘계 또는 플루오린계 계면활성제이다. 적합한 계면활성제의 예는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 예컨대 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르 및 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르; 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 예컨대 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르 및 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르; 폴리에틸렌 글리콜 디에스테르 예컨대 폴리에틸렌 글리콜 디라우레이트 및 폴리에틸렌 글리콜 디스테아레이트; 소르비탄 지방산 에스테르; 지방산 개질된 폴리에스테르; 3급 아민 개질된 폴리우레탄; 폴리에틸렌 이민; 등을 포함한다.
적합한 분산제의 예는 중합체성 분산제이다. 그 예는 폴리카르복실레이트, 예컨대 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트; 불포화 폴리아미드; 폴리카르복실산의 (부분) 아민 염, 암모늄 염 및 알킬 아민 염; 폴리실록산; 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트; 히드록실 기-함유 폴리카르복실레이트; 및 그의 개질된 생성물; 유리 카르복실산 기를 갖는 폴리에스테르를 폴리 (저급 알킬렌 이민) 및 그의 염과 반응시킴으로써 형성된 아미드; 등을 포함한다. 한 실시양태에서, 분산제는 바스프 에스이 (독일)로부터 입수가능한 아크릴 블록 공중합체인 EFKA 4300이다.
바람직한 실시양태에서, 중합체의 제조는 산소의 부재 하에 수행된다. 바람직하게는, 중합 동안 단량체는 총 1000 ppm 이하의 산소, 보다 바람직하게는 100 ppm 이하, 특히 바람직하게는 10 ppm 이하의 산소를 포함하였다.
전형적으로, 화학식 (I)의 화합물의 농도는 중합체의 양을 기준으로 하여 0.0001 내지 10.0 중량%의 범위이다. 예를 들어, 일반적인 조명 응용분야에서 사용하기 위한, 화학식 (I)의 화합물의 농도는 중합체의 양을 기준으로 하여 0.0001 내지 0.8 중량%, 바람직하게는 0.002 내지 0.8 중량%, 보다 바람직하게는 0.003 내지 0.6 중량%의 범위이다. 예를 들어, 디스플레이 응용분야에 사용하기 위한, 화학식 (I)의 화합물의 농도는 사용되는 중합체의 양을 기준으로 하여 0.001 내지 8.0 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 7.0 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 범위이다.
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, 바스프에 의해 이르가녹스®라는 상표명으로 판매되고 있다. 일부 경우에, 산화방지제 및 자유 라디칼 스캐빈저는, 예를 들어, 바스프에 의해 이르가포스®라는 상표명으로 판매되는 2차 안정화제, 예컨대 포스파이트 또는 포스포나이트에 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)®이라는 상표명으로 판매된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 적합한 중합체는 임의의 산화방지제 또는 자유-라디칼 스캐빈저를 포함하지 않는다.
본 발명의 추가 실시양태에서, 적합한 중합체는 투명 중합체이다.
또 다른 실시양태에서, 적합한 중합체는 불투명 중합체이다.
바람직한 실시양태에 따르면, 색 변환기는 추가적으로 적어도 1종의 무기 백색 안료를 산란체로서 포함한다.
적합한 산란체는 DIN 13320에 따른 평균 입자 크기가 0.001 내지 10 μm, 바람직하게는 0.01 내지 1 μm, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.4 μm인 무기 백색 안료, 예를 들어 이산화티타늄, 황산바륨, 리토폰, 산화아연, 황화아연, 탄산칼슘, 특히 TiO2 기재의 산란체이다.
산란체는 각 경우에 산란체를 포함하는 층의 중합체의 중량을 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.
상기 언급된 중합체는 화학식 (I)의 화합물 및 존재하는 경우 하기 기재된 다른 유기 형광 염료에 대한 매트릭스 물질로서 기능한다. 하기 기재되는 화학식 (I)의 형광 화합물(들) 및 임의로 또한 다른 유기 형광 염료는 중합체에 용해되거나, 또는 균질하게 분포된 혼합물의 형태일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 색 변환기는 본 발명의 화학식 (I)의 적어도 1종의 형광 염료 및 적어도 1종의 추가의 유기 형광 염료를 포함한다.
유기 형광 염료 B
추가의 바람직한 실시양태에 따르면, 색 변환기는 하기 성분으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 추가의 유기 형광 염료 B를 포함한다:
(B1) 화학식 (III)의 아릴옥시-치환된 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물
Figure pct00013
(여기서
q는 1 내지 4이고,
R30은 아릴옥시이고, 이는 비치환되거나 또는 할로겐, C1-C10-알킬 또는 C6-C10-아릴에 의해 일치환 또는 다치환되고, 여기서 R30 라디칼은 *로 나타낸 위치 중 하나 이상에 존재하고;
R31, R32는 각각 독립적으로 C1-C30-알킬, C3-C8-시클로알킬, 아릴, 헤타릴 또는 아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막 3개의 라디칼에서 (헤트)방향족 고리는 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬에 의해 일치환 또는 다치환됨);
및 그의 혼합물;
(B2) 화학식 (IV)의 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물
Figure pct00014
(여기서
R41, R42는 각각 독립적으로 C1-C30-알킬, C3-C8-시클로알킬, 아릴, 헤타릴 또는 아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막 3개의 라디칼에서 (헤트)방향족 고리는 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬에 의해 일치환 또는 다치환됨);
(B3) 화학식 (V)의 강성 2,2'-비페녹시 가교를 갖는 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물
Figure pct00015
(여기서
R51 및 R52는 서로 독립적으로 수소, 각 경우에 비치환 또는 치환된 C1-C30-알킬, 폴리알킬렌옥시, C1-C30-알콕시, C1-C30-알킬티오, C3-C20-시클로알킬, C3-C20-시클로알킬옥시, C6-C24-아릴 및 C6-C24-아릴옥시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R53, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R510, R511, R512, R513, R514, R515, R516, R517 및 R518은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노, 히드록실, 메르캅토, 니트로, -NE51E52, -NRAr51CORA52, -CONRAr51RAr52, -SO2NRA51RA52, -COORAr51, -SO3RAr52, 각 경우에 비치환 또는 치환된 C1-C30-알킬, 폴리알킬렌옥시, C1-C30-알콕시, C1-C30-알킬티오, C3-C20-시클로알킬, C3-C20-시클로알콕시, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시 및 C6-C24-아릴티오로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서 R53 및 R54, R54 및 R55, R55 및 R56, R56 및 R57, R57 및 R58, R58 및 R59, R59 및 R510, R511 및 R512, R512 및 R513, R513 및 R514, R55 및 R515, R515 및 R516, R516 및 R517, 및/또는 R517 및 R518은 이들이 결합되어 있는 비페닐릴 모이어티의 탄소 원자와 함께, 추가의 융합된 방향족 또는 비-방향족 고리계를 또한 형성할 수 있고, 여기서 융합된 고리계는 비치환 또는 치환되고;
여기서
E51 및 E52는 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고;
RAr51 및 RAr52는 각각 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴임); 및
(B4) 화학식 (VI)의 코어-시안화 나프토일벤즈이미다졸 화합물
Figure pct00016
(여기서
R63 또는 R64는 서로 독립적으로 하나는 시아노이고, 다른 라디칼 R63 또는 R64는 시아노, 페닐, 4-시아노페닐, 및 C1-C10-알킬로부터 선택되는 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R67, R68, R69 및 R610는 서로 독립적으로 수소, 시아노, 페닐, 4-시아노페닐, 또는 C1-C10-알킬로 이루어진 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐임).
유기 형광 염료 (B1)
화학식 (III)의 화합물의 적합한 예는, 예를 들어 WO 2007/006717에서, 특히 1면 5행 내지 22면 6행에; US 4,845,223에서, 특히 칼럼 2의 54행 내지 칼럼 6의 54행에; WO 2014/122549에서, 특히 3면 20행 내지 9면 11행에; EP 3072887에 및 EP 16192617.5에서, 특히 35면 34행 내지 37면 29행에; EP 17187765.7에서, 특히 22면 12행 내지 24면 3행에 명시된 페릴렌 유도체이다. 화학식 (III)의 화합물은 통상적으로 오렌지색 또는 적색 형광 염료이다. 화학식 (III)의 화합물로서, R31 및 R32가 각각 독립적으로 C1-C10-알킬, 2,6-디(C1-C10-알킬)아릴 및 2,4-디(C1-C10-알킬)아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화합물이 바람직하다. 보다 바람직하게는, R31 및 R32는 동일하다. 매우 특히, R31 및 R32는 각각 2,6-디이소프로필페닐 또는 2,4-디-tert-부틸페닐이다. R30은 바람직하게는 페녹시이고, 이는 비치환되거나 또는 플루오린, 염소, C1-C10-알킬 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2개의 동일하거나 상이한 치환기에 의해 치환된다. 바람직하게는, q는 2, 3 또는 4이고, 특히 2 또는 4이다.
화학식 (III)의 화합물은 예를 들어 WO 2007/006717, US 4,845,223, EP 3072887 및 WO 2014/122549에 기재된 방법과 유사하게 제조될 수 있다.
적합한 유기 형광 염료 B1은, 예를 들어, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6-디(2,6-디이소프로필페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,6-디이소프로필페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6-디(p-tert-옥틸페녹시)페릴렌-3,4;9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(p-tert-옥틸페녹시)페릴렌-3,4;9,10-테트라카르복스이미드, N,N' 비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6-디페녹시페릴렌-3,4;9,10-테트라카르복스이미드, N,N' 비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디페녹시페릴렌-3,4;9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6-디(2,6-디페닐페녹시)페릴렌-3,4;9,10-테트라카르복스이미드, N,N' 비스(2,6-디이소-프로필페닐)-1,7-디(2,6-디페닐페녹시)페릴렌-3,4;9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,7-디(2,3-디플루오로페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라-카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라페녹시페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2-페닐페녹시-)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2-이소프로필페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2-페닐페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2,4-디페닐페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스-이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(3-플루오로-페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(3-클로로-페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소-프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2,3-디플루오로페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필-페닐)-1,6,7,12-테트라(2,5-디플루오로페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2,6-디플루오로-페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2,3-디클로로페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2,6-디클로로페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라(2,5-디클로로-페녹시)페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복스이미드이다.
특히, 유기 형광 염료 (B1)는 화합물 III-1, III-2, III-3 및 III-4로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Figure pct00017
유기 형광 염료 (B2)
화학식 (IV)의 화합물은 관련 기술분야에, 예를 들어 US 4,379,934, US 4,446,324 또는 EP 0657436에 공지되어 있다. 이들은 통상의 방법에 의해, 예를 들어 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 또는 그의 이무수물을 아민과 축합함으로써 제조될 수 있다. 이들은 통상적으로 오렌지색 형광 염료이다. 바람직하게는, 화학식 (IV)의 화합물에서, R41 및 R42는 선형 또는 분지형 C1-C18 알킬 라디칼, C4-C8 시클로알킬 라디칼 (이는 할로겐에 의해 또는 선형 또는 분지형 C1-C18 알킬에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있음), 또는 페닐 또는 나프틸 (이는 할로겐에 의해 또는 선형 또는 분지형 C1-C18 알킬에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있음)이다. 바람직하게는, R41 및 R42는 동일한 의미를 갖는다. 한 실시양태에서, 화학식 (IV)에서의 R41 및 R42는 WO 2009/037283 A1에서 16면 19행 내지 25면 8행에 명시된 바와 같은 소위 제비꼬리 치환을 갖는 화합물을 나타낸다. 바람직한 실시양태에서, R41 및 R42는 서로 독립적으로 1-알킬알킬, 예를 들어 1-에틸프로필, 1-프로필부틸, 1-부틸펜틸, 1-펜틸헥실 또는 1-헥실헵틸이다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, R41 및 R42는 2,4-디(tert-부틸)페닐 2,6-디이소프로필페닐 또는 2,6-디(tert-부틸)페닐이다. 화학식 (IV)의 바람직한 화합물은 N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실산 디이미드 (CAS-번호: 82953-57-9)이다.
유기 형광 염료 (B3)
화학식 (V)의 화합물은 WO 2017/121833의 대상이다. 화학식 (V)의 화합물은 통상적으로 오렌지색 또는 적색 형광 염료이다. 화학식 (V)의 화합물로서, R51 및 R52가 서로 독립적으로 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되고 (이는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C6-알킬에 의해 치환됨); R53, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R510, R511, R512, R513, R514, R515, R516, R517 및 R518은 각각 수소인 화합물이 바람직하다. 상기 정의된 바와 같은 화학식 (V)의 화합물은 바람직하게는 화학식 (V.1)의 화합물이다.
Figure pct00018
유기 형광 염료 (B4)
화학식 (VI)의 시안화 나프토일벤즈이미다졸 화합물은 WO 2015/019270에 공지되어 있다.
화학식 (VI)의 화합물의 예는 하기 화합물이다.
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
화학식 (VI)의 특히 적합한 화합물은 R63 또는 R64 중 하나가 시아노이고 다른 라디칼 R63 또는 R64는 페닐, 4-시아노페닐, 및 C1-C10-알킬로 이루어진 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐인 화합물이다. 마찬가지로, 화학식 (VI)의 특히 적합한 화합물은 라디칼 R67, R68, R69 및 R610 중 2개가 페닐이고, 다른 2개의 라디칼 R67, R68, R69 및 R610은 수소인 화합물이다. 이들 중에서, 화합물 VI-1, VI-2, VI-3, VI-4 및 그의 혼합물, 특히 화합물 VI-1이 보다 바람직하다. 화합물 VI-13, VI-14, VI-15, VI-16 및 그의 혼합물, 특히 화합물 VI-13이 또한 보다 바람직하다.
바람직한 실시양태에 따르면, 색 변환기는 상기 정의된 바와 같은 1 또는 2종의 유기 형광 염료 B를 포함하고, 각각의 염료는, 혼합 광이 특정 색 온도, 평균 연색성 지수 및/또는 R9 값을 갖는 백색 광을 생성하도록 하는 상이한 색상을 생성한다. 특히, 색 변환기는 2종의 유기 형광 염료 B를 추가로 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I)의 화합물, 화학식 (III)의 화합물 및 화학식 (IV)의 화합물을 포함한다. 추가의 특정 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I)의 화합물, 화학식 (III)의 화합물 및 화학식 (VI)의 화합물을 포함한다.
중합체 매트릭스 중 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 및 유기 형광 염료(들) B의 농도는 색 변환기의 두께 및 중합체의 유형에 따라 설정된다. 얇은 중합체 층이 사용되는 경우, 유기 형광 염료(들)의 농도는 일반적으로 두꺼운 중합체 층의 경우에서보다 더 높다. 전형적으로, 중합체 내 유기 형광 염료(들) B의 총량은 또한 의도되는 용도에 따라 달라진다. 통상의 기술자는 황색 형광 염료(들) 및 적색 형광 염료(들) 농도의 증가에 의해, LED로부터 방출된 광이 보다 긴 파장으로 조율되어 낮은 CCT를 갖는 백색 광이 얻어진다는 것을 이해할 것이다.
전형적으로, 일반적인 조명 응용분야에 사용하기 위해, 적어도 1종의 염료 B가 존재하는 경우, 염료 B의 총량은 사용되는 중합체의 양을 기준으로 하여 0.0001 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.1 중량%의 범위이다. 색 변환기에 존재하는 염료 (B)의 총량에 대한 화학식 (I)의 화합물의 비는 전형적으로 1:1 내지 20:1, 바람직하게는 2:1 내지 15:1, 보다 바람직하게는 2:1 내지 10:1, 예컨대 2:1 내지 6:1의 범위이다. 통상의 기술자는 염료의 비가 선택된 광원 및 목적하는 상관 색 온도에 따라 달라진다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 목적하는 CCT에 대하여, 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED에 의해 광이 발생되는 경우의 화학식 (I)의 화합물 / 염료 B의 비는, 3,000 내지 20,000 K의 CCT를 갖는 백색 LED에 의해 광이 발생되는 경우의 화학식 (I)의 화합물 / 염료 B의 비에 비해 훨씬 더 크다.
전형적으로, 디스플레이 디바이스에 사용하기 위해, 특히 화학식 (I)의 화합물에 의해 색역을 개선시키기 위해, 색 변환기는 적어도 1종의 염료 B를 포함한다. 화학식 (I)의 화합물은 적어도 1종의 염료 B보다 상대적으로 더 높은 함량으로 존재할 필요가 있다. 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 적어도 1종의 형광 염료 B의 총량은 사용되는 중합체의 양을 기준으로 하여 0.002 내지 0.8 중량%, 바람직하게는 0.003 내지 0.6 중량%일 수 있다.
추가 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 색 변환기는 임의로 또는 대안적으로 추가의 형광 물질로서 적어도 1종의 무기 형광 물질을 포함할 수 있다. 적어도 1종의 무기 형광 물질은 바람직하게는 가넷, 규산염, 황화물, 질화물 및 산화질화물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
가넷, 규산염, 황화물, 질화물 및 산화질화물의 적합한 예는 하기 표 I에 수록되어 있다:
표 I:
Figure pct00023
추가 실시양태에 따르면, 본 발명의 색 변환기는 적어도 하나의 양자점을 포함한다. 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 및 그의 혼합물 중 하나를 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 하나를 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 하나를 포함할 수 있다. IV-VI 화합물 반도체 나노결정은 SnTe일 수 있다.
양자점 형태의 나노결정을 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 보다 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기는 양자점을 포함하지 않는다. 마찬가지로, 본 발명의 보다 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기는 무기 형광 물질을 포함하지 않는다.
본 발명의 한 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기는 적층 구조를 갖는다. 이는 단층 구조를 갖거나, 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 본 발명에 따른 형광 착색제를 포함하고 또 다른 층은 본 발명에 의해 포함되는 적어도 1종의 형광 착색제를 포함한다.
한 실시양태에서, 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물은 LED를 대면하는 색 변환기의 층에 존재한다. 또 다른 실시양태에서, 적어도 1종의 추가의 형광 착색제/염료가, LED를 대면하는 색 변환기의 층에 존재한다.
본 발명의 색 변환기가 적어도 1종의 추가의 유기 형광 착색제/염료를 포함하는 경우에, 본 발명의 한 실시양태에서 복수의 형광 착색제/염료가 1개의 층에 서로 함께 존재하는 것이 가능하다. 또 다른 실시양태에서, 다양한 형광 착색제/염료가 다양한 층에 존재한다.
구체적 실시양태에서, 유기 형광 착색제/염료를 포함하는 층 또는 매트릭스 중 적어도 하나가 광에 대한 산란체를 포함한다.
특정한 실시양태에서, 색 변환기는 다층 구조, 바람직하게는 2층 구조를 가지며, 여기서 각각의 층은 적어도 1종의 유기 형광 착색제/염료를 포함한다. 이러한 실시양태에서, 층들 중 하나가, 또는 모든 층은 아니나 하나를 초과하는 층이, 또는 모든 층들이 산란체, 바람직하게는 TiO2를 포함한다.
한 실시양태에서, 색 변환기는 복합재를 형성하도록 함께 적층된 복수의 중합체 층으로 이루어지며, 여기서 다양한 형광 착색제/염료 및/또는 산란체가 상이한 중합체 층에 존재할 수 있다.
추가 실시양태에서, 색 변환기의 적어도 하나의 중합체 층은 유리 섬유로 기계적으로 강화된다.
적합한 색 변환기는 임의의 목적하는 기하학적 배열로 존재할 수 있다. 색 변환기는, 예를 들어 필름, 시트 또는 플라크의 형태를 취할 수 있다. 동등하게, 유기 형광 염료를 함유하는 매트릭스는 액적 형태 또는 반구 형태, 또는 볼록 및/또는 오목, 편평 및/또는 구형 표면을 갖는 렌즈의 형태일 수 있다.
"캐스팅"은 LED 또는 LED를 포함하는 구성요소가 유기 형광 염료를 포함하는 중합체에 의해 완전히 캐스팅 또는 봉입되는 실시양태를 지칭한다. 본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 유기 형광 염료를 포함하는 중합체 층 (매트릭스)은 두께가 25 내지 1000 마이크로미터 (μm), 바람직하게는 35 내지 400 μm, 특히 50 내지 300 μm이다.
또 다른 실시양태에서, 유기 형광 염료를 포함하는 중합체 층은 두께가 0.2 내지 5 mm, 바람직하게는 0.3 내지 3 mm, 보다 바람직하게는 0.4 내지 1 mm이다.
색 변환기가 1개의 층으로 이루어지거나 또는 적층 구조를 갖는 경우, 바람직한 실시양태에서, 개별 층은 연속적이며 임의의 구멍 또는 중단부를 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, 결정적이지 않다. 백킹 층을 위한 적합한 물질은, 예를 들어 유리 또는 투명 경질 유기 중합체, 예컨대 폴리카르보네이트, 폴리스티렌 또는 폴리메타크릴레이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다.
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 층과 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 층과 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.
본 발명의 색 변환기는 상이한 방법에 의해 제조될 수 있다. 한 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기의 제조 방법은 용매 중에 적어도 1종의 중합체 및 적어도 1종의 유기 형광 염료를 용해시키고, 용매를 후속 제거하는 것을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기의 제조 방법은 적어도 1종의 중합체와 적어도 1종의 유기 형광 염료를 압출시키는 것을 포함한다. 압출가능한 중합체의 대표적인 예는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 푸라노에이트를 포함한다. 특히, 압출가능한 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다.
색 변환기는, 예를 들어 압출 라인에서 압출하여 제조할 수 있다. 압출 라인은 통상적으로 가소화 유닛으로서의 압출기, 성형 도구로서의 시트 다이, 임의로 칼리브레이션 다이로서의 연마 스택/캘린더, 임의로 후냉각을 위한 냉각 층 및/또는 롤러 컨베이어, 임의로 테이크-오프 롤 및 분리 톱을 포함한다.
색 변환기의 제조 방법은 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물 및 적어도 1종의 압출가능한 중합체를 압출기에 공급하고, 공급물을 가소화하고, 가소화된 공급물을 다이를 통해 압출하고, 이어서 임의로, 연마 스택에서 시트 또는 층을 칼리브레이션, 평활화 및 냉각시키고, 임의로 시트를 소정 크기로 절단하는 것을 포함한다. 유리하게는, 방법은 임의의 첨가 용매 없이 수행된다.
가공 전에 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 물 함량을 감소시키는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 바람직하게는 압출 전 4 내지 10시간 동안 130 내지 180℃에서 건조시킨다.
본 발명에 따르면, 상기 언급된 바와 같은 적어도 1종의 산란 물질 및 임의로 추가의 첨가제에 대하여, 이들이 압출에 사용되는 압출가능한 중합체 매트릭스 물질 내에 이미 함유되어 있거나 또는 이들이 층의 제조 동안 압출기 내로 계량투입되는 것이 가능하다. 예를 들어, 광 안정화제는 마스터배치 기술을 통해 첨가될 수 있고, 여기서 광 안정화제는 고체 담체 물질에 완전히 분산된다. 적합한 담체 물질은 열가소성 물질, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 압출가능한 중합체와 충분히 상용성인 다른 중합체이다.
압출가능한 중합체, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 압출기에서 용융되고, 즉 공급물이 가소화된다. 압출기가 다수의 개별 온도 조절가능한 가열 구역을 갖는 것이 유리할 수 있다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 용융물의 온도는 바람직하게는 250 내지 280℃의 범위이고, 용융물의 온도는 본질적으로 압출기의 온도, 가열 구역 길이, 압출기 내의 용융물의 체류 시간, 압출기 토크 및/또는 스크류 회전 속도를 통해 조정될 수 있다.
이어서, 가소화된 공급물은 다이를 통해 압출기로부터 배출된다. 이 다이는 바람직하게는 시트 다이이다.
압출기에서 가소화된 색 변환 조성물은 시트 다이에 의해 성형될 수 있고, 임의로는, 평활 캘린더 롤에 의해 칼리브레이션, 즉, 강력하게 냉각되고 평활화될 수 있다.
사용되는 압출기는 일축 스크류, 이축 스크류, 다축 스크류 압출기 또는 유성형 롤러 압출기일 수 있다. 대안적으로, 압출력은 피스톤 또는 램 (램 압출)에 의해 가해질 수 있다.
압출에 의해 제조된 색 변환기는 전형적으로 임의의 첨가 용매를 함유하지 않는다.
본 발명의 색 변환기는 디스플레이 디바이스에 사용하기에 특히 적합하다.
본 발명의 색 변환기는 청색 광을 백색 광으로 변환시키는데 특히 적합하다. 보다 특히, 그들은 400 nm 및 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED에 의해 발생된 광을 변환시켜 백색 광을 제공하는데 적합하다. 적합한 청색 LED는, 예를 들어 질화갈륨 (GaN) 또는 질화인듐갈륨 (InGaN)을 기재로 하는 것이다. 이들은 상업적으로 입수가능하다.
본 발명의 색 변환기는 또한 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 차가운 백색 LED에 의해 발생된 광을 변환시켜 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하는데 특히 적합하다. 적합한 백색 LED에 대하여는, 본원에서 상기 언급된 것을 참조한다. 3,000 K 내지 20,000 K의 CCT를 갖는 백색 LED가 또한 상업적으로 입수가능하다.
본 발명에 따른 색 변환기는 높은 발광 효능, 예를 들어 와트 당 230 루멘 초과의 발광 효능으로, 5,000 K 미만, 특히 4,500 K 이하, 또는 4,000 K 이하, 또는 3,500 K 이하 CCT의 백색 광을 제공할 수 있게 한다. 또한, 본 발명에 따른 색 변환기는 90 초과의 높은 평균 연색성 지수 CRI Ra로 5,000 K 미만, 특히 4,500 K 이하, 보다 특히 4,000 K 이하 또는 3,500 K 이하의 백색 광을 제공할 수 있게 한다. 특히, 5,000 K 미만, 특히 4,500 K 이하, 보다 특히 4,000 K 이하, 또는 3,500 K 이하의 CCT의 백색 광이 높은 평균 연색성 지수 CRI Ra와 함께 60 초과의 높은 R9 값을 특징으로 한다. 바람직하게는, CRI Ra는 적어도 92, 보다 바람직하게는 적어도 95이다. 바람직하게는, R9 값은 적어도 70, 보다 바람직하게는 적어도 75이다.
수은 램프에 의해 또는 유기 발광 다이오드 (OLED)에 의해 발생된 광을 변환시키는데 이들을 사용하는 것이 마찬가지로 가능하다.
조명 디바이스에 사용하기 위한 본 발명의 색 변환기는 원격 인광체 설정으로 사용된다. 이러한 경우에, 색 변환기는 LED와 공간적으로 분리된다. 일반적으로, LED와 색 변환기 사이의 거리는 통상적으로 0.1 mm 초과, 예컨대 0.2 mm 이상, 일부 실시양태에서 0.1 cm 이상 내지 10 cm, 예컨대 0.3 내지 5 cm 또는 0.5 내지 3 cm이다. 색 변환기와 LED 사이에는 상이한 매질 예컨대 공기, 영족 기체, 질소 또는 다른 기체 또는 그의 혼합물이 존재할 수 있다.
디스플레이 디바이스에 사용하기 위한 본 발명의 색 변환기와 관련하여, LED 광원과 색 변환기 사이의 거리는 0.01 내지 20 mm, 예를 들어 0.01 내지 10 mm 또는 0.01 내지 5 mm 또는 0.05 내지 3.5 mm의 범위일 수 있다.
본 발명의 색 변환기는 추가적으로 광기전장치 및 형광 변환 태양 전지에서의 집광 시스템 (형광 수집기)으로서의 응용분야에 적합하다.
화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 벤즈이미노 화합물은 또한, 보통 0.1 내지 9 ns의 범위인 그의 짧은 형광 소멸 시간으로 인해, 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 송신기를 포함하는 라이파이 응용분야에서의 데이터 전송을 위한 색 변환기에서의 용도에서 특히 관심대상이다.
따라서, 본 발명은 또한 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 송신기에 관한 것으로, 상기 송신기는
- 제1 전자기 방사선을 생성 및 방출하기 위한 방사선원, 및
- 전송될 데이터에 따라 제1 전자기 방사선을 변조하여 변조된 제1 전자기 방사선을 생성하도록 적합화된 변조기
를 포함하고, 상기 송신기는
- 변조된 제1 전자기 방사선의 적어도 일부를, 변조된 제1 전자기 방사선과는 상이한 변조된 제2 전자기 방사선으로 변환시키기 위한 색 변환기
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하며,
여기서 색 변환기는 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 및 중합체 매트릭스를 포함한다.
다수의 상이한 방사선원이 본 발명의 송신기에 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시양태에 따르면, 방사선원은 LED이다. 추가로, 레이저 다이오드가 방사선원으로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 송신기의 방사선원은 UV-LED, 청색 LED, RGB LED 시스템, 유기 LED 및 차가운 백색 LED로 이루어진 군으로부터 선택된다.
송신기에 사용되는 색 변환기와 관련하여, 상기 본원에서 상기 언급된 것을 참조한다. 특히, 방사선원과 색 변환기 사이의 거리는 0.01 내지 10 cm의 범위이다.
화학식 (I)의 화합물은 녹색 스펙트럼 범위 (490 내지 560 nm, 특히 490 내지 540 nm의 파장 범위)에서의 그의 협-대역 방출로 인해, 디스플레이 디바이스, 예컨대 비-방출 디스플레이 및 자체-방출 디스플레이에서의 용도에서 특히 관심대상이다. 화학식 (I)의 화합물은, 그의 좁은 FWHM으로 인해, 청색 광의 일부가 보다 긴 녹색 파장으로 하향-변환되므로, RGB 필터를 갖는 디스플레이의 색역을 유의하게 증가시킨다.
따라서, 본 발명은 추가로,
(i) 적어도 하나의 광원; 및
(ii) 상기 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기
를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터 원격 인광체 배열로 존재하는 것인, 액정 디스플레이 (LCD)용 백라이트 유닛을 제공한다.
표준 LCD 백라이트 유닛 (BLU)에서의 광원은 통상적으로 복수의 발광 다이오드 (LED)이다. 바람직하게는, LED는 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED이다. 적합한 청색 LED는, 예를 들어, 질화갈륨 (GaN) 또는 질화인듐갈륨 (InGaN)을 기재로 하는 것이다. 마찬가지로 바람직하게는, LED는 6000 내지 12000 K, 바람직하게는 6500 내지 11000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED이다. 특히, 백색 LED로부터 방출된 광은 400 내지 700 nm 범위의 파장을 포함한다.
백라이트 유닛은 에지-릿(edge-lit) 백라이트 또는 풀-어레이(full-array) 백라이트일 수 있다. 에지-릿 백라이트는 광원의 배치가 풀-어레이 백라이트와 상이하다. 에지-릿 구성에서, LED는 직사각형 도광판의 가장자리(들)에 조립되고, LED로부터의 광은 도광판의 내측 표면에서 내부 전반사를 거쳐 최종적으로 도광판의 상부 표면을 통해 추출된다. 색 변환기는 도광판의 상단 면을 대면한다. 풀-어레이 백라이트에서, 색 변환기는 원격 인광체 배열로 광원의 어레이 위에 배열된다.
본 발명에 따르면, 백라이트 유닛은 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 적어도 하나의 색 변환기를 포함한다. 색 변환기는 추가의 유기 형광 염료, 특히 적어도 1종의 형광 염료 B를 포함할 수 있다. 추가의 염료(들)는 또한 적어도 하나의 광원에 의해 여기될 수 있다. 적어도 1종의 추가의 염료, 특히 화학식 B의 염료를 사용하는 것이 특히 유리하다.
백라이트 유닛은 광 가이드 아래에 배치된 반사기, 광 가이드 상에 배치된 하부 확산기, 휘도 향상 필름 및/또는 확산기 필름을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 색 변환기는 상기 정의된 바와 같은 산란 입자를 포함하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 색 변환기는 산란 입자를 포함한다. 적합한 산란 입자는 상기 언급된 것들, 알루미나, 이산화티타늄, 지르코니아 (ZrO2), 황산바륨 및 산화아연이다. 산란 입자는 통상적으로 5 내지 500 nm 범위의 직경을 갖는다.
색 변환기는 통상적으로 2 마이크로미터 내지 200 마이크로미터의 두께를 갖는다.
본 발명에 따르면, 색 변환기는 광원으로부터 물리적으로 분리되고, 즉 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터의 원격 인광체 배열로 존재한다.
본 발명은 추가로,
(i) 박막 트랜지스터 (TFT) 어레이, 액정 층, 및 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 액정 패널;
(ii) 적어도 하나의 광원; 및
(iii) 상기 본원에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기
를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 광원과 액정 패널 사이에 배열되거나 컬러 필터 어레이에 통합된 것인 액정 디스플레이 디바이스를 제공한다. 예를 들어, 적어도 하나의 광원 및 적어도 하나의 색 변환기는 액정 패널 아래에 배열될 수 있다 (직접적 백라이팅). 대안적으로, 적어도 하나의 광원은 가장자리에 있고, 색 변환기는 LCD와 평행한 시트 (LCD와 도파관 사이)이다. 가장자리 조명은 LCD의 측면 가장자리, 상부 가장자리 또는 저부 가장자리를 따라 발생할 수 있다. 백라이팅은 광을 전체 LCD 패널로 확산시키기 위해 도파관을 사용할 수 있다.
광원은 통상적으로 복수의 발광 다이오드이다. 적합한 광원은 상기 정의된 바와 같은 백색 발광 다이오드 또는 청색 발광 다이오드이다.
색 변환기가 액정 패널 아래에 배열되는 경우, 적어도 하나의 색 변환기 및 적어도 하나의 광원은 상기 정의된 바와 같은 백라이트 유닛의 일부이다. 색 변환기의 중합체 매트릭스는 바람직하게는 폴리스티렌 또는 폴리스티렌계 수지, 예컨대 스티렌, 알파-메틸스티렌 및 아크릴산의 공중합체의 반응 생성물이거나; 또는 색 변환기의 중합체 매트릭스는 바람직하게는 각각 단독중합체 또는 공중합체인 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 특히 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트이다. 특히, 중합체 매트릭스는 폴리카르보네이트로 이루어지거나 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진다. 특히, 색 변환기는 또한 적어도 1종의 추가의 유기 형광 염료, 특히 상기 본원에 정의된 바와 같은 유기 형광 염료 B를 포함한다. 색 변환기는 또한 산란 입자를 포함할 수 있다.
액정 디스플레이 패널은 컬러 필터 어레이, 컬러 필터 기판 반대측의 박막 트랜지스터 (TFT) 어레이, 및 액정 층을 포함한다.
액정 디스플레이가 풀 어레이 또는 에지-릿 LED 광원으로 구성되는지 관계없이, 광은 액정 층 및 컬러 필터 어레이를 순차적으로 통과한다.
추가 실시양태에서, 색 변환기는 컬러 필터 어레이에 통합된다. 색 변환기의 중합체 매트릭스는 바람직하게는 상기 기재된 바와 같은 에폭시 수지 또는 비닐 에스테르 수지 또는 감광성 포토레지스트 조성물이다. 이러한 실시양태에서, 색 변환기는 추가의 유기 형광 염료, 특히 적어도 1종의 형광 염료 B를 포함할 수 있다. 추가의 염료(들)는 또한 적어도 하나의 광원에 의해 여기될 수 있다. 적어도 1종의 추가의 염료, 특히 화학식 B의 염료를 사용하는 것이 특히 유리하다. 색 변환기는 또한 산란 입자를 포함할 수 있다. 실시양태에 따르면, 적어도 하나의 광원에 의해 방출된 광은 액정 층을 통과한 후, 컬러 필터 어레이를 통과한다. 컬러 필터 어레이의 일부인 본 발명에 따른 색 변환기는 액정 층과 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터 사이에 위치하거나 컬러 필터 내에 함유된다.
컬러 필터 어레이는 복수의 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터, 즉 적색 화소용 적색 필터, 녹색 화소용 녹색 필터, 및 청색 화소용 청색 필터를 포함한다. 3개의 컬러 필터 각각은 독립적으로 작동되고, 단일 화소의 색상은 3개의 색상 중 하나에 의해 또는 3개의 색상 중 적어도 2개의 조합에 의해 표시된다. 컬러 필터 어레이는 통상적으로 화소 영역의 매트릭스를 정의하기 위한 광 차단 부재를 포함한다. 광 차단 부재는 블랙 매트릭스라고도 지칭된다. 블랙 매트릭스는 다른 방식으로 기판의 관찰 측에 나타나는 디스플레이에 외인성인 광을 차단하여, 전체 콘트라스트를 감소시킨다.
컬러 필터 어레이는 상기 기재된 감광 포토레지스트 조성물을 패턴화함으로써 또는 인쇄에 의해 제작될 수 있다. 패턴화 방법에서, 패턴화는 컬러 필터의 착색제, 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물, 존재하는 경우 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 추가의 유기 형광 염료를 포함하는 감광성 레지스트 조성물을 광에 노출시키고 현상함으로써 수행되고, 패턴화는 순서대로 필요한 횟수로 반복된다. 화학식 (I)의 화합물 및 존재하는 경우 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 유기 형광 염료(들)는 상이한 레지스트 조성물에 또는 동일한 레지스트 조성물에 존재할 수 있다.
존재하는 경우, 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 유기 형광 염료(들)는 바람직하게는 상기 언급된 추가의 유기 형광 염료 B로부터 선택된다. 군 (B1)으로 부터 선택된 추가의 유기 형광 염료 B가 특히 바람직하다. 추가의 염료(들)는 또한 적어도 하나의 광원에 의해 여기될 수 있다. 적어도 1종의 추가의 염료, 특히 화학식 B의 염료를 사용하는 것이 특히 유리하다. 색 변환기는 또한 산란 입자를 포함할 수 있다.
액정 층은 복수의 액정 분자를 포함한다. 액정 디스플레이 디바이스는 한 쌍의 편광자를 추가로 포함한다.
액정 디스플레이 패널은 투과형 디스플레이 패널, 반사 디스플레이 패널 또는 반투과형 디스플레이 패널일 수 있다.
상기 기재된 액정 디스플레이 디바이스는 수동 매트릭스 방식 또는 능동 매트릭스 방식이다. 능동 매트릭스 액정 디스플레이는 각각의 화소 요소 내에 박막 트랜지스터 (TFT) 또는 다이오드와 같은 능동 구동 요소를 포함한다.
능동 매트릭스 LCD 디바이스는 트위스트-네마틱 (TN), 인 플레인 스위칭 (IPS), 수직 정렬 (VA) 또는 다중-도메인 수직 정렬 (MVA) 기술에 따라 작동될 수 있다.
본 발명의 색 변환기로 인해, 선행 기술의 LED 백라이트에 비해 필터링될 필요가 있는 광이 더 적다. 본 발명에 따른 LCD는 1차 파장에서 집중된 피크를 생성하고, 이는 혼합되어 보다 자연스럽고 생생한 색상으로 더 넓은 색역을 생성할 수 있다.
액정 디스플레이 디바이스는 컴퓨터 모니터, 텔레비전, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 프로젝터, 스마트폰, 전자 사진 프레임, GPS 디스플레이, 전자 사인, 산업 장비 디스플레이, 의료 디바이스 디스플레이, 및 많은 다른 시각 디스플레이로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 측면은
(i) 적어도 하나의 광원;
(ii) 상기 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기; 및
(iii) 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 임의적인 컬러 필터 어레이
를 포함하는 자체-방출 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 광원과 컬러 필터 어레이 사이에 배치된다. 이 실시양태에서, 색 변환기는 광원 위에 및 컬러 필터 어레이 아래에 배열된다. 마찬가지로, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 색 변환기는 컬러 필터 어레이에 통합된다.
색 변환기의 중합체 매트릭스는 바람직하게는 상기 기재된 바와 같은 에폭시 수지 또는 비닐 에스테르 수지 또는 감광성 포토레지스트 조성물이다. 화학식 (I)의 화합물 및 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 유기 형광 염료(들)이 상이한 레지스트 조성물에 존재할 수 있다.
또 다른 실시양태에 따르면, 화학식 (I)의 화합물 및 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 유기 형광 염료(들)이 동일한 레지스트 조성물 중에 존재한다. 이러한 실시양태에서, 화학식 (I)의 화합물 및 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 형광 염료는, 예를 들어, 회르스터(Foerster) 공명 에너지 전달 (FRET)의 관점에서, 화학식 (I)의 화합물로부터 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 상기 유기 형광 염료로의 여기 에너지의 비-방사성 전달이 발생할 수 있도록 서로로부터 소정의 거리를 두고 배열되고, 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 형광 염료는 상기 에너지 전달 이후에 제2 파장의 광자를 방출한다. 화학식 (I)의 화합물과 상이한 화합물은 통상적으로 580 내지 640 nm 파장 범위의 적색 광을 방출하는 유기 형광 염료이다. 특정한 실시양태에 따르면, 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 형광 염료는 청색 및 녹색광에 의해 여기되고 적색 광을 방출한다.
색 변환기는 또한 산란 입자를 포함할 수 있다.
컬러 필터 어레이는 상기 기재된 감광 포토레지스트 조성물을 패턴화함으로써 또는 인쇄에 의해 제작될 수 있다. 패턴화 방법에서, 패턴화는 컬러 필터용 착색제, 화학식 (I)의 적어도 1종의 화합물, 존재하는 경우 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 추가의 유기 형광 염료를 포함하는 감광성 레지스트 조성물을 광에 노출시키고, 현상함으로써 수행되고, 패턴화는 순서대로 필요한 횟수로 반복된다. 통상의 기술자는 화학식 (I)의 화합물 및 존재하는 경우 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 유기 형광 염료(들)가 상이한 레지스트 조성물에 존재한다는 것을 인지할 것이다.
존재하는 경우, 화학식 (I)의 화합물과는 상이한 유기 형광 염료(들)는 바람직하게는 상기 언급된 추가의 유기 형광 염료 B로부터 선택된다. 추가의 염료(들)는 또한 적어도 하나의 광원에 의해 여기될 수 있다. 적어도 1종의 추가의 염료, 특히 화학식 B의 염료를 사용하는 것이 특히 유리하다. 컬러 필터 어레이의 일부인 본 발명에 따른 색 변환기는 광원과 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터 사이에 위치하거나 컬러 필터 어레이에 함유된다.
본 발명의 실시양태에 따르면, 광원은 복수의 유기 발광 다이오드 (OLED)이다. OLED는 일반적으로 적어도 3개의 층, 캐소드 층, 캐소드 층 상에 배치된 발광 층, 및 발광 층 상에 배치된 애노드 층을 포함한다. OLED는 기능성 층, 예컨대 전자 수송 층 (ETL), 정공 수송 층 (HTL), 전자 장벽 층 (EBL) 및 정공 장벽 층 (HBL)을 추가로 포함할 수 있다. 특정 실시양태에 따르면, 광원은 복수의 적색 유기 발광 다이오드, 녹색 유기 발광 다이오드 및 청색 유기 발광 다이오드를 포함한다. 추가의 특정 실시양태에 따르면, 광원은 백색 유기 발광 다이오드이다. 본 발명에 따른 색 변환기와 조합된 백색 OLED의 사용은 별도로 패턴화된 적색, 녹색 및 청색 발광체를 갖는 OLED보다 더 간단한 제조 방법을 제공한다. 핀 아키텍처, 즉 p-도핑된 정공 수송 층, 고유 전도성 방출 구역 및 n-도핑된 전자 수송 층을 갖는 OLED를 갖는 백색 OLED가 특히 적합하다. 그 예는 인광 백색 핀 OLED 및 형광 백색 핀 OLED이다.
백색 OLED (WOLED)는 박막 다층 구조를 가질 수 있고, 여기서 상이한 방출 색상을 갖는 2개 이상의 개별 방출 층으로부터의 광의 동시 방출이 백색 광을 초래한다. 발광 층은 보색 관계, 즉 청색 및 황색 방출체 층을 가질 수 있거나, 또는 3원색, 즉 청색, 적색 및 녹색의 광을 방출할 수 있다. 흔히, 적색 및 녹색 방출체는 인광 유기 화합물인 반면, 청색 방출체는 유기 형광 화합물이거나, 또는 청색 형광 화합물과 조합된 황색 인광 유기 화합물이다. 방출 층은 수평으로 또는 수직으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 황색 인광 핀-OLED는 청색 형광 핀-OLED의 상부에 적층될 수 있다. 또한, 단일 방출 층 구조를 가지며, 상기 층은 상이한 염료로 도핑된 청색 방출체 또는 2종 이상의 중합체의 블렌딩으로 이루어진 것인 WOLED가 적합하다. WOLED는 평면형 저부-방출, 평면형 상부-방출, 비-평면형 저부-방출, 또는 비-평면형 상부-방출 디바이스 구조를 가질 수 있다.
WOLED는 통상적으로 6000 내지 12000 K, 바람직하게는 6500 내지 11000 K의 상관 색 온도를 갖는다. 특히, WOLED에 의해 방출되는 백색 광은 400 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하여 목적하는 방출 스펙트럼을 생성한다. 광원이 복수의 OLED, 특히 WOLED인 경우, 자체-방출 디스플레이 디바이스는 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함한다. 임의로, 컬러 필터 어레이는 또한 백색 화소를 포함한다. 유기 발광 다이오드 디스플레이 디바이스는 컬러 필터 층들 사이의 경계에 배치된 블랙 매트릭스를 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 광원은 복수의 청색 유기 발광 다이오드, 특히 400 내지 480 nm의 방출 중심을 갖는 청색 OLED이다.
OLED의 구동 방법에 따라, OLED 패널은 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드 (PMOLED) 패널 및 능동 매트릭스 유기 발광 다이오드 (AMOLED) 패널로 분류될 수 있다. 특히, 본 발명의 일부 실시양태에서, 디스플레이는 AMOLED 디스플레이이다.
OLED 디스플레이는 열 증발 및 미세-금속 마스크를 사용하여, 포토리소그래피에 의해 또는 잉크젯 인쇄 기술에 의해 제조될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 광원은 복수의 마이크로 LED이다. 마이크로-LED는 표준 LED보다 수백 배 더 작은 전형적인 크기를 갖는다. 예를 들어, 각각의 마이크로 LED 디바이스는 1 내지 100 μm의 최대 폭을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 마이크로 LED 디바이스는 p-n 다이오드 내에 양자 웰 층을 포함한다. 마이크로 LED 디바이스는 자외선 (UV) 또는 가시 스펙트럼에서 특정 파장을 방출하도록 설계될 수 있다. 보다 바람직하게는, 마이크로 LED는 청색 광을 방출하고, 반도체 물질, 예컨대 질화갈륨 (GaN), 질화인듐갈륨 (InGaN), 또는 셀레늄화아연 (ZnSe)으로 형성된다. 통상적으로, 마이크로 LED는 400 내지 480 nm의 중심 파장을 갖는 광을 방출한다. 광원이 복수의 마이크로 LED인 경우, 자체-방출 디스플레이는 컬러 필터 어레이를 포함하지 않는다.
컬러 필터 어레이는 어레이 내에 백색 화소를 추가로 포함할 수 있다.
컬러 필터 어레이는 추가로 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다.
컬러 필터 어레이는 상기 기재된 감광 포토레지스트 조성물을 패턴화함으로써 또는 인쇄에 의해 제작될 수 있다.
추가로, 일부 실시양태에서, 디스플레이는 터치-감지 요소와 함께 제공될 수 있다.
광원으로서 적어도 하나의 백색 OLED 또는 청색 LED를 포함하는 디스플레이는 유리, 플라스틱 또는 규소 기판 상에 형성될 수 있다.
OLED 디스플레이는 액정 디스플레이와 비교하여 보다 신속한 반응, 보다 가벼운 중량, 보다 적은 시야각 제한 및 보다 큰 콘트라스트를 갖는다. 이는 전자 종이, OLED 패널, 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿, 텔레비젼 세트, 디지털 사진 프레임 또는 GPS 디바이스의 디스플레이로서 특히 적합하다.
마이크로 LED 디스플레이는 스마트 시계 및 증강 현실 유리 및 스마트폰과 같은 착용가능한 디바이스에 특히 적합하다.
자체-방출 디바이스는 임의의 패턴화 기술, 예컨대 섀도우 마스킹 및 포토리소그래피/레지스트 공정을 사용하여 패턴화될 수 있다. 자체-방출 디바이스는 또한 잉크젯 인쇄 기술을 사용하여 패턴화될 수 있다.
본 발명의 추가 측면은,
(i) 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED 및 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 LED; 및
(ii) 상기 본원에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기
를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 LED로부터 원격 배열로 존재하고, 즉 색 변환기가 LED로부터 공간적으로 분리되는 것인 조명 디바이스 (조명용 디바이스)에 관한 것이다.
한 실시양태에서, 본 발명의 조명 디바이스는 정확하게 1개의 LED를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 조명 디바이스는 수개의 LED를 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 조명 디바이스는, 모두 청색인 수개의 LED를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 조명 디바이스는 수개의 LED를 포함하고, 그 중 적어도 1개의 LED는 청색이고 적어도 1개의 LED는 청색이 아닌 또 다른 색상으로 광을 방출한다.
일반적으로, 사용되는 LED의 유형은 본 발명의 조명 디바이스에 결정적이지 않다. 바람직한 실시양태에서, 변환기 플레이트의 표면에 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.
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 디바이스는 실내, 실외, 사무실, 차량, 토치, 게임 콘솔, 가로등, 교통 표지에서의 조명에 적합하다.
본 발명의 조명 디바이스는 높은 발광 효능을 갖는 탁월한 광학 성능을 나타낸다. 이들은 230 루멘/와트 초과의 높은 발광 효능과 함께, 90 초과, 바람직하게는 적어도 92, 특히 적어도 95의 높은 평균 연색성 지수; 60 초과, 바람직하게는 적어도 70, 특히 적어도 75의 높은 R9 값으로, 4000 K 미만, 특히 3500 K 미만의 CCT의 따뜻한-톤의 백색 광을 나타낸다.
본 발명은 광기전력 전지 (태양 전지) 및 상기 정의된 바와 같은 색 변환기를 포함하는, 조명시 전력을 생산하는 디바이스를 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.
본 발명이 이제 하기 실시예에 의해 임의의 제한 부여 없이 추가로 상세히 설명된다.
실시예
사용된 약어: Ex는 실시예를 의미하고; QY는 양자 수율을 의미하고; PC는 폴리카르보네이트를 의미하고; PET는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 의미하고; TLC는 박층 크로마토그래피를 의미한다.
I. 화학식 (I)의 화합물의 제조
제조 실시예 1:
Figure pct00024
1.1 하기 화합물의 제조
Figure pct00025
5.0 g (14 mmol)의 4,5-디브로모나프탈렌-1,8-이무수물 및 100 mL의 톨루엔 및 100 mL의 에탄올의 혼합물에 3.7 g (28 mmol)의 2-에틸헥실아민을 첨가하였다. 이 혼합물을 환류 하에 2시간 동안 가열하였다. 반응이 완료된 후, 용매를 증발시켰다. 침전물을 수집하고, 디클로로메탄 및 에탄올의 혼합물로부터 재결정화시켜, 약간 황색빛의 표제 화합물 3.6 g을 수득하였다.
TLC (시클로헥산/CH2Cl2 1:2): Rt = 0.5
1.2
Figure pct00026
제조 실시예 1.1의 화합물 7.4 g (16 mmol), 톨루엔 290 mL, 2-히드록시페닐보론산 4.4 g (32 mmol), 탄산칼륨 4.4 g (32 mmol) 및 물 14.5 mL의 혼합물에 폴리스티렌 상에 결합된 Pd(PPh3)4 7.3 g (0.77 mmol)(용량 0.11 mmol/g)을 첨가하였다. 혼합물을 80℃로 가열하고, 16시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 여과하고, 침전물을 톨루엔으로 세척하였다. 여과물을 증발시키고, 잔류물을 디클로로메탄 및 메탄올의 혼합물로부터 재결정화시켰다. 조 표제 화합물을 메탄올로 세척하여 황색 물질 5.2 g (82%)을 수득하였다.
TLC (시클로헥산/CH2Cl2 1:2): Rf = 0.2
1.3 하기 화합물의 제조
Figure pct00027
클로로포름 45 mL 중 제조 실시예 1.2의 화합물 0.62 g (1.6 mmol)의 용액에 브로민 2.5 g (15.9 mmol)을 첨가하고, 반응 혼합물을 환류 하에 16시간 동안 가열하였다. 브로민 (1.9 g 11.7 mmol)을 2회 첨가하고 반응이 완료될 때까지 (박층 크로마토그래피에 의한 조절) 반응을 24시간 동안 계속하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 브로민을 증류시키고, Na2S2O3의 수용액 및 디클로로메탄을 사용하여 잔류 용액을 후처리하였다. 황색 화합물 455 mg (52%)을 수득하였다.
TLC (톨루엔/에틸 아세테이트 10:1): Rt (생성물)= 0.7.
1.4 하기 화합물의 제조
Figure pct00028
불활성 아르곤 분위기 하에 제조 실시예 1.3의 화합물 455 mg을 톨루엔 10 mL 중에 용해시켰다. 4-시아노페닐보론산 287 mg (2 mmol) 및 탄산칼륨 430 mg (3 mmol)을 첨가하였다. 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 75 mg (0.08 mmol) 및 트리-tert.-부틸포스핀 66 mg (0.3 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 16시간 동안 90℃로 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 실리카 약 2 g을 첨가하고, 잔류물을 시클로헥산 및 디클로로메탄을 사용하여 칼럼 크로마토그래피에 적용하였다. 황색 화합물 120 mg (24%)을 수득하였다.
TLC (시클로헥산/CH2Cl2 1:2): Rt (생성물)= 0.2.
람다 최대 방출: 508 nm (폴리카르보네이트 중)
람다 최대 방출: 495 nm (디클로로메탄 중)
제조 실시예 2: 하기 화합물의 제조
Figure pct00029
2.1 2-브로모-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀의 제조
p-tert.-옥틸페놀 10.3 g (50 mmol) 및 물 40 mL의 혼합물을 교반하면서 70℃로 가열하였다. 이 혼합물에 브로민 6.8 g (2.2 ml, 43 mmol)을 적하 깔때기를 통해 물 5 ml와 함께 첨가하였다. 첨가가 완료된 후, 혼합물을 추가로 60분 동안 교반하고, 추가의 브로민 3.1 g (20 mmol)을 첨가하였다. 1시간 후, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, NaOH를 첨가하여 알칼리성으로 만들었다. 조 표제 화합물을 에틸 아세테이트로 추출하고, 물로 세척하고, 건조시키고, 감압 하에 증발시켰다. 최종적으로 용리액으로서 시클로헥산 및 톨루엔을 사용하여 칼럼 크로마토그래피에 의한 정제를 수행하여 유성 생성물 17.5 g (정량적)을 수득하였다.
Rf (톨루엔: 석유 에테르= 1:1)= 0.37
2.2 4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페놀
제조 실시예 2.1의 화합물 1.0 g (3.5 mmol), 톨루엔 50 mL, 비스-피나콜레이토디보론 2.67 g (10.5 mmol), 아세트산칼륨 2.7 g 및 1,1'-비스 (디페닐포스피노)페로센-팔라듐(II)디클로라이드 0.256 g (0.35 mmol)의 혼합물을 22시간 동안 70℃로 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 톨루엔 50 mL로 희석하고, 목탄 1 g을 첨가하였다. 혼합물을 10분 동안 교반한 다음, 여과하고, 용매를 진공 하에 증발시켰다. 생성물을 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 25%의 tert.-옥틸페놀을 함유하는 표제 화합물 1.3 g (83%)을 수득하였다.
Rf (톨루엔)= 0.15.
2.3 하기 화합물의 제조
Figure pct00030
제조 실시예 1.1의 화합물 0.62 g (1.33 mmol), 톨루엔 10 mL, 물 1 mL에 용해된 K2CO3 0.37 g, 4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤란-2-일)페놀 0.885 g 및 폴리스티렌 상 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 0.6 g (0.11 mmol/g, 바이오타지(Biotage))의 혼합물을 80℃로 밤새 가열하였다. 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 톨루엔:석유 에테르 10:1을 사용하는 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 0.4 g (59%)의 황색 물질을 수득하였고, 이는 미량의 p-tert-옥틸페놀을 함유하였다.
Rf (톨루엔: 석유 에테르 10:1) = 0.77
2.4 하기 화합물의 제조
Figure pct00031
CHCl3 10 mL 및 제조 실시예 2.3의 화합물 0.3 g (0.6 mmol)의 혼합물에 브로민 1.0 g (0.34 mL, 6 mmol)을 첨가하였다. 혼합물을 50℃로 1.5시간 동안 가열하였다. 브로민 및 CHCl3을 증발시키고, 황색 오일 0.39 g (정량적)을 수득하였다. 생성물을 후속 단계에 추가 정제 없이 사용하였다.
Rf (톨루엔: 에틸 아세테이트= 10:1)= 0.91.
2.5 하기 화합물의 제조
Figure pct00032
톨루엔 10 mL 중 제조 실시예 2.4의 화합물 0.39 g (5.8 mmol), 4-시아노페닐보론산 0.188 g (12.8 mmol), 물 50 mL에 용해된 K2CO3 0.18 g (12.8 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)-디팔라듐 0.053 g (0.058 mmol), 톨루엔 (1.0 mol/L)에 용해된 트리 tert-부틸포스핀 0.23 ml (0.23 mmol)를 90℃로 가열하였다. 2시간 후, 추가의 4-시아노페닐보론산 0.188 g (1.28 mmol)을 첨가하였다. 이 절차를 추가의 1시간 후에 동일한 양의 촉매 및 리간드와 함께 반복하였다. 5시간 후, 반응을 중지시키고, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 생성물을 용리액으로서 톨루엔 및 에틸 아세테이트를 사용하는 칼럼 크로마토그래피에 의해 단리하였다. 62 mg (15%)의 생성물을 단리하였다.
Rf (톨루엔: 에틸 아세테이트= 10:1)= 0.47
람다 최대 방출: 513 nm (폴리카르보네이트 중)
람다 최대 방출: 500 nm (디클로로메탄 중)
실시예 3:
Figure pct00033
톨루엔 20 mL, 하기 도시된 WO 2016/151068의 실시예 2.3의 화합물 3.0 g (3.79 mmol)의 혼합물
Figure pct00034
4-시아노페닐보론산 1.83 g, 물 10 mL에 용해된 K2CO3 1.0 g 및 트리스 (디벤질리덴아세톤)디팔라듐 0.18 g (0.197 mmol) 및 톨루엔 중 1 mol/l 트리-tert-부틸포스핀 용액 0.75 mL (0.75 mmol)를 3시간 동안 90℃로 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 목탄 0.5 g 및 톨루엔 20 mL를 첨가하였다. 혼합물을 교반 여과하고, 톨루엔 증발이 거의 완료된 후, 결정화가 시작되었다. 메탄올 30 mL를 첨가하고, 생성된 잔류물을 여과하고, 메탄올 및 물로 세척하고, 진공 하에 건조시켰다. 생성물을 톨루엔 에틸 아세테이트 40:1을 사용하는 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 황색 생성물 2.59 g (80%)을 단리하였다.
Rf (톨루엔 에틸 아세테이트= 10:1)= 0.83
람다 최대 방출: 548 nm (폴리카르보네이트 중)
람다 최대 방출: 542 nm (디클로로메탄 중)
제조예 4
Figure pct00035
디클로로메탄 60 mL 중 제조 실시예 3에서 제조된 화합물 326.5 mg (0.38 mmol), 3-클로로퍼옥시벤조산 78.7 g (0.46 mmol)의 혼합물을 25℃에서 24시간 동안 교반하였다. 추가의 3-클로로퍼옥시벤조산 8.5 mg (0.05 mmol)을 첨가하고, 4시간 동안 실온에서 유지시켰다. 생성된 용액을 5% NaOH 용액으로 2회 추출하고, 유기 상을 MgSO4로 건조시키고, 용매를 증발시켰다. 잔류물을 톨루엔 에틸 아세테이트를 사용하는 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 황색 고체 257 mg (77%)를 수득할 수 있었다.
Rf (톨루엔: 에틸 아세테이트 10:1)= 0.1
람다 최대 방출: 527 nm (폴리카르보네이트 중)
람다 최대 방출: 551 nm (디클로로메탄 중)
실시예 5
Figure pct00036
디클로로메탄 60 mL 중 제조 실시예 3으로부터의 화합물 300 mg (0.349 mmol), 3-클로로퍼옥시벤조산 181 mg (1.05 mmol)의 혼합물을 실온에서 6시간 동안 교반하였다. 추가의 3-클로로퍼옥시벤조산 78 mg (0.45 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 이 온도에서 6시간 동안 유지하였다. 생성된 용액을 5%의 NaOH 용액으로 2회 추출하고, 유기 상을 MgSO4로 건조시키고, 용매를 증발시켰다. 잔류물을 톨루엔 에틸 아세테이트를 사용하는 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 황색 고체 221 mg (71%)을 수득할 수 있었다.
Rf (톨루엔: 에틸 아세테이트 10:1)= 0.3
람다 최대 방출: 493 nm (폴리카르보네이트 중)
람다 최대 방출: 493 nm (디클로로메탄 중)
제조 실시예 6:
Figure pct00037
6.1 하기 화합물의 제조
Figure pct00038
디클로로벤젠 150 mL 중 실시예 1.2의 화합물 11.5 g (28.8 mmol)의 용액에 브로민 25 g (1.59 mmol)을 첨가하고, 반응 혼합물을 70℃로 가열하고, 이 온도에서 3시간 동안 유지하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 이 온도에서 3일 동안 교반하였다. 브로민을 증류시키고, 잔류 용액을 Na2S2O3의 수용액 및 디클로로메탄을 사용하여 후처리하였다. 황색 화합물 15.36 g mg (96%)을 수득하였다.
TLC (톨루엔/에틸 아세테이트 10:1): Rt (생성물)= 0.9 (매우 강함), 0.8 (낮은 강함). HPLC에 따르면, 생성물은 75%의 디브로민화 화합물 및 25%의 삼브로민화 화합물을 함유하였다.
6.2 하기 화합물의 제조
Figure pct00039
불활성 아르곤 분위기 하에, 실시예 6.1의 화합물 14.7 g (25.9 mmol)을 톨루엔 140 mL 중에 용해시켰다. 4-시아노페닐보론산 8.47 g mg (56.7 mmol) 및 탄산칼륨 7.0 g (52.5 mmol)을 첨가하였다. 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 1.18 g (1.3 mmol) 및 톨루엔 중의 1 M (4.9 mmol) 트리-tert.-부틸포스핀 4.9 mL를 첨가하고, 혼합물을 3시간 동안 90℃로 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 실리카 약 2 g을 첨가하고, 잔류물을 톨루엔 및 에틸 아세테이트를 사용하여 칼럼 크로마토그래피하였다. 황색의 삼치환된 화합물 600 mg (23)을 수득하였고, 이치환된 화합물 9.63 g (61%)을 수득하였다.
TLC (톨루엔/EtOAc 10:1): Rt (생성물)= 0.32.
람다 최대 방출: 513 nm (폴리카르보네이트 중)
람다 최대 방출: 498 nm (디클로로메탄 중)
II. 색 변환기의 제조
사용 재료:
LED 1: 8595 K의 CCT를 갖는 차가운 백색 LED
LED 2: 450 nm의 피크 파장을 갖는 청색 LED
중합체 1: 비스페놀 A와 포스겐의 중축합물을 기재로 하는 투명 폴리카르보네이트 (바이엘 머티리얼사이언스 아게(Bayer MaterialScience AG)로부터의 마크롤론(Makrolon)® 2805).
중합체 2: 테르 헬 플라스틱스 게엠베하(TER HELL PLASTIC GmbH)로부터의 폴리에틸렌 테레프탈레이트, PET 테레즈(Terez) 3200.
실시예에서, 중합체 1 및 2를 사용하였지만, 유사한 데이터를 다른 중합체에 의해 달성할 수 있었다.
이산화티타늄: TiO2 루틸 안료: 크로노스(Kronos)® 2233 - 크로노스 티탄(Kronos Titan)으로부터
염료 1: 하기 염료 1의 황색 형광 화합물 (본 발명에 따른 것이 아님)
Figure pct00040
WO 2012/168395의 실시예 10에 기재된 바와 같이 수득하고, 이어서 크로마토그래피로 정제하였다. 화합물 염료 1을 포함하는 혼합물을 추가의 칼럼 크로마토그래피로 처리하여 순수한 표제 화합물을 수득하였다.
람다 최대 방출: 536 nm (폴리카르보네이트 중).
염료 2: 하기 염료 2의, 본 발명에 따른 제조 실시예 1로부터의 화합물
Figure pct00041
람다 최대 방출: 508 nm (폴리카르보네이트 중).
염료 3: 하기 염료 3의, 화학식 (VI-1)의 형광 화합물
Figure pct00042
WO 2015/019270으로부터의 화합물 (11)에 상응함.
람다 최대 방출: 552 nm (폴리카르보네이트 중).
염료 4: 하기 염료 4의, N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실산 디이미드 (CAS-번호: 82953-57-9)
Figure pct00043
람다 최대 방출: 548 및 578 nm (폴리카르보네이트 중).
화합물은 상업적으로 입수가능하다.
염료 5: 하기 염료 5의, 화학식 (V.1)의 형광 화합물
Figure pct00044
화학식 (V.1)의 화합물을 WO 2017/121833의 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였다. 람다 최대 방출: 580 nm (폴리카르보네이트 중)
염료 6: 하기 염료 6의, 화학식 (III-4)의 화합물
Figure pct00045
WO 2018/065502의 실시예 1에서 기재된 바와 같이 제조됨.
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 염료 5.6 g (62%)을 수득하였으며, 이를 시클로헥산/에틸 아세테이트를 사용하여 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 수율은 2.06 g (23%)이었다.
Rf (시클로헥산/에틸 아세테이트 10:1) = 0.29. 람다 최대 방출: 622 nm (폴리카르보네이트 중).
염료 7: 하기 염료 7의, 화학식 (III-3)의 화합물
Figure pct00046
화학식 (III-3)의 화합물을 WO 2018/134263에서 기재된 바와 같이 제조하였다.
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), K2CO3 2.52 g (18.2 mmol) 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, 액체 조 물질 7.5 g을 수득하였고, 이를 톨루엔 디클로로메탄을 사용하여 칼럼 크로마토그래피에 의해 추가로 정제하였다. 순수한 표제 화합물 0.28 g을 단리하였다.
Rf (석유 에테르 / 에틸아세테이트 8:1) = 0.3.
람다 최대 방출: 616 nm (폴리카르보네이트 중)
염료 8: 화학식 (III-2)의 화합물, 즉 하기 염료 8의 N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-1,6,7,12-테트라페녹시페릴렌-3,4;9,10-테트라카르복실산 디이미드
Figure pct00047
바스프 (독일)로부터 상업적으로 입수가능함.
람다 최대 방출: 615 nm (폴리카르보네이트 중)
색 변환기를 제조하는 방법:
용액 가공에 의해
변환기의 제조를 위해, 재료, 즉, 폴리카르보네이트, 염료 및 TiO2 (크로노스 2233)을 원하는 농도에 따라 함께 혼합하였다 (표 II 및 III 참조). 사용된 중합체 폴리카르보네이트의 양에 대한 농도가 제공된다. 이어서, 메틸렌 클로라이드를 첨가하고, 혼합물을 밤새 교반하였다. 용액/분산액을 어플리케이터 프레임 (에릭슨(Ericsen), 습윤 필름 두께 800 μm)을 사용하여 유리 표면 상에 코팅하였다. 용매를 2시간 동안 건조시킨 후, 필름을 유리로부터 박리시키고, 50℃에서 진공 하에 건조시켰다. LED 1 또는 LED 2의 사용에 따라, 정의된 기하구조를 갖는 샘플을 호일로부터 절단하였다.
<표 II> 백색 LED에 대하여 염료 1을 사용한 비(non)-본 발명의 변환기 혼합물
Figure pct00048
# 사용된 중합체 폴리카르보네이트의 양을 기준으로 한 중량% 농도
<표 III> 백색 LED에 대하여 본 발명에 따른 황색 염료 2를 사용한 본 발명의 변환기 혼합물
Figure pct00049
# 사용된 중합체 폴리카르보네이트의 양을 기준으로 한 중량% 농도
조명 디바이스의 특징화:
LED 1 및 LED 2를 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. 이에 따라 변환기 필름이 차가운 백색 LED를 커버했다.
LED 2: 혼합 챔버 내부에 청색 LED (450 nm)가 장착된 하향-광을 61 mm 직경을 갖는 변환기 필름의 평면형 원형 소판에 의해 완전히 커버했다.
이들 디바이스의 표면으로부터 조사된 광을 광도측정에 적용하였으며, 여기서 디바이스로부터 조사된 전체 광을 적분구 ISP 500-100, 및 CCD 검출기 CAS 140CT-156 (인스트루먼트 시스템즈(Instrument Systems)(뮌헨))가 구비된 광도측정 도구에 의해 측정하였다. 측정된 방사휘도 스펙트럼을 사용하여 모든 관련 광도측정 데이터 예컨대 켈빈 [K] 단위의 CCT (= 상관 색 온도), 플랑크 곡선 (BBL)으로부터의 색점의 거리, 평균 연색성 지수 CRI, 및 참조 색상 번호 9 (R9)에 대한 연색성 지수, 효능 데이터 등을 도출하였다. 결과는 표 III 및 IV 및 VI에 제공된다.
<표 IV> 백색 LED 1에 대한 비-본 발명의 변환기의 광도측정 데이터 (비교용)
Figure pct00050
<표 V> 백색 LED 1에 대한 본 발명의 변환기의 광도측정 데이터
Figure pct00051
비-본 발명 및 본 발명의 변환기를 표 II 및 III에 기재하였다. 광도측정 데이터는 표 IV 및 V에 제공하였다. 변환기는 거의 유사한 CIE 색 좌표를 갖는 따뜻한 백색 광을 생성하였다. 본 발명의 색 변환기는 현저하게 더 높은 값의 평균 CRI Ra 및 R9를 나타냈다. 비교 실시예에서의 오렌지색 및 적색 염료는 본 발명의 실시예에서와 동일하기 때문에, 평균 CRI 및 R9의 개선은 본 발명의 황색 염료 2에 기인한 것으로 볼 수 있다.
<표 VI> 청색 LED에 대한 변환기
Figure pct00052
# 중합체 폴리카르보네이트의 양을 기준으로 한 중량% 농도
<표 VII> 청색 LED에 대한 변환기의 광도측정 데이터
Figure pct00053
III. 컬러 필터 및 컬러 변환 필름
적용 실시예 1: 녹색 컬러 필터의 제조
하기 물질을 37 mL 스크류 병에 도입하였다.
1.34 g C.I. 피그먼트 그린 58 (파스토겐 그린(FASTOGEN Green) A350, DIC 코포레이션(DIC Corporation) (일본 도쿄)로부터 입수가능함)
0.66 g C.I. 피그먼트 옐로우 138 (팔리오톨 옐로우(Paliotol Yellow), 바스프 에스이 (독일)로부터 입수가능함)
16.15 g 프로필렌 글리콜 1-모노메틸 에테르 2-아세테이트
1.00 g 분산제 (EFKA 4300, 아크릴 블록 공중합체, 바스프 에스이 (독일)로부터 입수가능함)
5.85 g 결합제 중합체 (아크릴레이트 수지 리폭시(Ripoxy) SPC-2000, 쇼와 덴코 케이.케이. (일본)으로부터 입수가능함)
30.0 g 0.5 mm 지르코니아 비드
병을 내부 컵으로 밀봉한 다음, 15시간 동안 페인트 컨디셔너에 적용하여 분산액을 수득하였다. 이렇게 수득된 분산액을 스핀 코팅에 의해 유리 기판 상에 캐스팅하고, 여기서 회전 속도를 조절함으로써 층 두께를 조정하여 목적하는 색점 (표준 C 광 사용, 관찰 2 도)을 갖는 필름을 제공하고, 이어서 80℃에서 10분 동안 및 230℃에서 30분 동안 건조시켰다.
이렇게 수득된 분산액 필름의 광학 특성을 분광광도계 (UV-2500PC, 시마즈 (Shimadzu))를 사용하여 측정하고 표준 C 광을 사용하여 색점 (C.I.E.1931 x, y 색도 다이어그램)을 계산하였다.
분산액 필름의 층 두께를 스타일러스 표면 프로파일러(stylus surface profiler) (데크탁(Dektak) 6M, 울바크 인크.(ULVAC Inc.))를 사용하여 측정하였다.
샘플의 안료 비율 및 층 두께를, C 광에 의한 x=0.23, y=0.66이 얻어지도록 조정하였고, 이 색상은 백색 OLED에 의해 DCI 규격 (TV 시스템에 대한 표준 색상으로서 허용됨)을 달성한다.
<표 VIII> 녹색 분산액 필름의 광학 특성
Figure pct00054
Y: 휘도
적용 실시예 2: 제조 실시예 1의 화합물을 함유하는 색 변환기의 제조
하기 물질을 5 mL 스크류 병에 도입하였다.
20 mg 제조 실시예 1의 화합물 (염료 2)
1011 mg 결합제 중합체 (아크릴레이트 수지 리폭시 SPC-2000, 쇼와 덴코 케이.케이. (일본)으로부터 입수가능함)
969 mg 프로필렌 글리콜 1-모노메틸 에테르 2-아세테이트 (PGMEA)
3 g 0.5 mm 지르코니아 비드
병을 밀봉한 다음, 30분 동안 페인트 컨디셔너에 적용하여 염료 용액을 수득하였다. 지르코니아 비드를 여과하였다. 염료 용액을 스핀 코팅 400 rpm에 의해 유리 기판 상에 캐스팅한 다음, 80℃에서 10분 동안 건조시켰다. 분산액 필름의 층 두께를 스타일러스 표면 프로파일러 (데크탁 6M, 울바크 인크.)를 사용하여 측정하였다. 필름 두께: 3.2 μm
적용 실시예 3: 클리어 필름의 제조 (참조용)
하기 물질을 5 mL 스크류 병에 도입하였다.
1064 mg 결합제 중합체 (아크릴레이트 수지 리폭시 SPC-2000, 쇼와 덴코 케이.케이. (일본)으로부터 입수가능함)
936 mg 프로필렌 글리콜 1-모노메틸 에테르 2-아세테이트 (PGMEA)
3 g 0.5 mm 지르코니아 비드
병을 밀봉한 다음, 페인트 컨디셔너에 30분 동안 적용하여 염료 용액을 수득하였다. 지르코니아 비드를 여과하였다. 용액을 스핀 코팅 400 rpm에 의해 유리 기판 상에 캐스팅한 다음, 80℃에서 10분 동안 건조시켰다.
분산액 필름의 층 두께를 스타일러스 표면 프로파일러 (덱탁 6M, 울바크 인크.)를 사용하여 측정하였다.
필름 두께: 3.75 μm
적용 실시예 4: 제조 실시예 1의 화합물을 포함하는 레지스트
모든 작업을 황색 광 하에 수행하였다. 하기 물질을 5 mL 스크류 병에 도입하였다.
25 mg 제조 실시예 1의 화합물
819 mg 결합제 중합체 (아크릴레이트 수지 리폭시 SPC-1000, 쇼와 덴코 케이.케이. (일본)으로부터 입수가능함)
238 mg 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 (DPHA)
919 mg 프로필렌 글리콜 1-모노메틸 에테르 2-아세테이트 (PGMEA)
5 mg 광중합 개시제 이르가큐어 OXEO1, 바스프 재팬 리미티드(BASF Japan Ltd.)로부터 입수가능함
3 g 0.5 mm 지르코니아 비드
병을 밀봉한 다음, 30분 동안 페인트 컨디셔너에 적용하여 염료 용액을 수득하였다. 지르코니아 비드를 여과하였다.
염료 용액을 스핀 코팅 400 rpm에 의해 유리 기판 상에 캐스팅한 다음, 80℃에서 10분 동안 건조시켰다. 15 cm 거리에서 250W 초고압 수은 램프 (USH-250BY, 우시오(USHIO))를 사용하여 노출을 수행하였다. 광학 출력 계측기(optical power meter) (UV-35 검출기가 구비된 모델(Model) UV-M02, ORC UV 라이트 매저(Light Measure))를 사용하여 유리 필터 상의 총 노출 조사량이 300 mJ/cm2이도록 조정한 다음, 230℃에서 30분 동안 베이킹하였다. 분산액 필름의 층 두께를 스타일러스 표면 프로파일러 (데크탁 6M, 울바크 인크.(ULVAC Inc.))를 사용하여 측정하였다. 필름 두께: 3.0 μm
적용 실시예 5: 참고용 클리어 레지스트
모든 작업을 황색 광 하에 수행하였다. 하기 물질을 5 mL 스크류 병에 도입하였다.
862 mg 결합제 중합체 (아크릴레이트 수지 리폭시 SPC-1000, 쇼와 덴코 케이.케이. (일본)으로부터 입수가능함)
250 mg 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 (DPHA)
888 mg 프로필렌 글리콜 1-모노메틸 에테르 2-아세테이트 (PGMEA)
5 mg 광중합 개시제 이르가큐어 OXEO1, 바스프 재팬 리미티드로부터 입수가능함
3 g 0.5 mm 지르코니아 비드
병을 밀봉한 다음, 30분 동안 페인트 컨디셔너에 적용하여 클리어 레지스트를 수득하였다. 지르코니아 비드를 여과하였다.
클리어 레지스트를 스핀 코팅 400 rpm에 의해 유리 기판 상에 캐스팅한 다음, 80℃에서 10분 동안 건조시켰다. 15 cm 거리에서 250W 초고압 수은 램프 (USH-250BY, 우시오)를 사용하여 노출을 수행하였다. 광학 출력 계측기 (UV-35 검출기가 구비된 모델 UV-M02, ORC UV 라이트 매저)를 사용하여 유리 필터 상의 총 노출 조사량이 300 mJ/cm2이도록 조정한 다음, 230℃에서 30분 동안 베이킹하였다. 분산액 필름의 층 두께를 스타일러스 표면 프로파일러 (데크탁 6M, 울바크 인크.)를 사용하여 측정하였다. 필름 두께: 3.19 μm.
백색 LED에 의해 여기된 방출 스펙트럼의 측정
CCT가 7565 K인 백색 LED (크리 엑스램프(CREE Xlamp) XM-L2 LED 쿨 화이트, 필터 (호야(HOYA) 광 밸런싱 필터 (앰버(Amber)) LA-40) 장착)로 이루어진 장치를 측정에 사용하였다. 컬러 필터 및 색 변환기를 상기 광원 상에 배치하였다. 이어서, 색 변환기를 통해 방출된 광을 반구체 및 스펙트럼 검출기, QE-2100HMB (오츠카 일렉트로닉스(Otsuka Electronics))를 사용한 적분 측정에 의해 측정하였다. 스펙트럼을 사용하여 방출된 광에 대한 관련 광 분석 파라미터를 결정하였다. 결과가 표 IX에 수록되어 있다.
<표 IX>
Figure pct00055
Appl. ex.: 적용 실시예
IV LCD 백라이트에 대한 색 변환기를 제조하는 방법:
변환기의 제조를 위해, 재료, 즉, 폴리카르보네이트, 염료 및 TiO2 (크로노스 2233)를 원하는 농도에 따라 함께 혼합하였다 (표 I 참조). 사용된 중합체 폴리카르보네이트의 양에 대한 농도가 제공된다. 이어서, 메틸렌 클로라이드를 첨가하고, 혼합물을 밤새 교반하였다. 용액/분산액을 어플리케이터 프레임을 사용하여 유리 표면 상에 코팅하였다. 용매를 2시간 동안 건조시킨 후, 필름을 유리로부터 박리시키고, 50℃에서 진공 하에 건조시켰다.
<표 X> 청색 LED 2에 대한 변환기
Figure pct00056
<표 XI> 청색 LED에 대한 변환기의 광도측정 데이터
Figure pct00057
DCI 커버범위의 결정
TV에 있어서 REC2020 뿐만 아니라 DCI가 특히 중요하다. DCI는 현재 디지털 시네마 표준이고, REC2020은 UHD 컨텐츠에 대한 제안된 표준이다. 두 색역(color gamut) 모두 특히 새로운 톤의 녹색을 고려한다. DCI는 디지털 영화 프로젝션을 위한 일반적 RGB 공간이다. 0.5% TiO2를 갖는 PC (폴리카르보네이트) 중 염료 2의 농도 시리즈, 67 μm 필름 두께, 450 nm에서의 여기를 표 XII에 나타낸 바와 같이 수행하였다. 색 변환기를 상기 기재된 방법과 유사하게 제조하였다.
<표 XII> PC 중 염료 2의 농도 시리즈
Figure pct00058
# 폴리카르보네이트의 양을 기준으로 한 중량%
표 XII로부터 알 수 있는 바와 같이, 염료의 양이 증가할 때, FWHM은 더 작아졌다.
모델링
본 발명에 따른 색 변환기를 사용할 때 얼마나 많은 색역이 커버될 수 있는지를 평가하기 위해 DCI 커버범위 및 REC2020 커버범위를 각각 결정하기 위한 모델링을 수행하였다. 2개의 시트, 즉 폴리카르보네이트 중 1 중량%의 염료 2 및 0.5 중량%의 TiO2를 갖는 시트 및 폴리카르보네이트 중 0.05 중량%의 염료 8 및 0.5 중량%의 TiO2를 함유하는 또 다른 시트를 사용하였다. 바스프 컬러 필터를 모델링에 사용하였다.
<표 XIII> DCI 커버범위
Figure pct00059
알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물은 60 nm 미만의 FWHM을 갖는 좁은 녹색 피크로 인해 색 공간의 탁월한 커버범위를 허용한다. DCI 및 REC2020과 같은 색상 공간 표준은 본 발명에 따른 색 변환기를 사용할 때 충분히 커버된다.
V. 가시 광선 통신에 사용하기 위한 색 변환기:
본 발명에 따른 형광 염료를 사용하여 하기 기재된 방법에 의해 중합체 매트릭스 내로 혼입시킴으로써 주파수 변환기를 제조하였다. 사용된 중합체는 폴리카르보네이트 (바이엘(Bayer)로부터의 PC, 마크롤론(Macrolon)® 2808)였다. 각 경우에 사용된 중합체의 양을 기준으로 하여, 중합체 약 2.5 g 및 염료 0.032 중량%를 메틸렌 클로라이드 약 5 mL 중에 용해시키고, TiO2 (크로노스(Kronos) 2220) 0.5 중량%를 그 안에 분산시켰다. 수득된 용액/분산액을 어플리케이터 프레임 (에릭슨, 습윤 필름 두께 400 μm)을 사용하여 유리 표면 상에 코팅하였다. 용매를 건조시킨 후, 필름을 유리로부터 박리시키고, 50℃에서 밤새 진공 건조 캐비넷 내에서 건조시켰다. 15 mm의 직경을 갖는 80 내지 85 μm 두께의 2개의 원형 필름 조각을 각각의 필름으로부터 펀칭해내고, 이들을 분석 샘플로서 사용하였다.
양자 수율의 측정:
분석 샘플의 형광 양자 수율 (QY)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. 비흡수 여기 광에 대한 스펙트럼 및 방출된 형광 광에 대한 강도들의 적분으로 각각 흡수 정도 및 형광 강도를 제공하고, 이에 따라 각각의 샘플의 형광 양자 수율을 계산할 수 있었다.
여기-상태 수명 τv 및 방출 수명 τ0의 결정:
제조된 박막의 여기-상태 수명 (τv)은, 10 kHz (85 μW, 105 μW/cm2)에서 작동되는 450 nm의 여기 파장을 갖는 펄스형 다이오드 레이저 (피코퀀트(Picoquant)로 박막을 여기시키고, 시간 상관 단일 광자 카운팅 (TCSPC)으로 방출을 검출함으로써 측정한다. 이 파장은 조명 기기에 근접하도록 하기 위해 선택되었으며, 여기서 450 nm 방출 최대를 갖는 청색 LED가 사용된다. 감쇠 곡선에 대한 단일-지수함수 피팅을 사용하여 여기-상태 수명 (τv)을 결정하였다.
방출 수명 τ0은 τ0 = τv / QY로 계산된다. 여기서는 단지 복사선 감쇠 과정만이 고려되기 때문에 상기 값은 상이한 물질 사이에 비교하는 것이 중요하다. 하기 표 XIV에는 결과가 요약되어 있다. 여기는 450 nm에서였고, 감쇠율은 제2 칼럼에 주어진 방출 최대에서 결정되었다.
<표 XIV>
Figure pct00060
VI. 압출에 의해 제조된 색 변환기
장비
혼합 롤러 랙
압출기 이축 스크류 16mm / 36 D, 닥터 콜린 게엠베하(Dr.Collin GmbH)
과립화기 과립화기, 셰어(Scheer), 슈투트가르트
호일 티치-라인(Foils Teach-Line) 압출기 + 냉각-롤, 닥터 콜린 게엠베하
시험 절차
중합체 2 폴리에틸렌 테레프탈레이트, PET 테레즈(Terez) 3200
사전-건조 8시간 동안 150℃
중합체 + 염료 + TiO2 (존재하는 경우)의 혼합 20분 터뷸라 푸크스(Turbula Fuchs)
압출 260℃ 최대 (저온, 150℃, 250℃, 260℃, 260℃, 260℃ 및 260℃)에서
건조 8시간 동안 150℃
호일 티치-라인 압출기 20 mm / 25 D
280℃ 최대 (저온, 260℃, 275℃, 280℃, 280℃, 280℃ 및 280℃)에서
슬롯 노즐 150 mm 폭
온도 280℃
냉각-롤
롤 온도 75℃
염료 2를 사용하여 압출에 의해 색 변환기를 제조하였다. 이러한 목적으로, 제조 실시예 1의 화합물을 상기 기재된 바와 같이 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (테르 헬 플라스틱 게엠베하로부터의 PET 테레즈 3200)로 구성된 매트릭스 내로 혼입하였다.
분석 샘플의 형광 양자 수율 (FQY)은 C9920-02 양자 수율 측정 시스템 (하마마츠로)으로 측정하였다. 이는 적분구 (울브리히트 구) 내에서 각각의 샘플에 470 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. 결과가 하기 표 XV에 수록되어 있다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 매트릭스 내 제조 실시예 1의 화합물의 T80 값을 결정하였다. T80은, 100 mW/cm2의 청색 광 (450 nm)으로 조명되는 동안의, 초기 값의 80%까지의 형광의 감쇠 (곱 abs*QY)이다. 이를 위해, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 중합체 필름 및 제조 실시예 1의 화합물을 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. 결과가 하기 표 XV에 수록되어 있다.
<표 XV>
Figure pct00061
놀랍게도, 제조 실시예 1의 화합물은 압출 동안 열화되거나 분해되지 않는다.
압출에 의한 디스플레이 필름
제조 실시예 1의 형광 염료 (염료 2)를 사용하여 압출에 의해 색 변환기를 제조하였다. 이러한 목적으로, 염료 2, 염료 8 및 TiO2를 상기 기재된 바와 같이 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성된 매트릭스 내로 및 하기 표 XVI에 기재된 농도로 혼입하였다.
<표 XVI> 황색 염료 2 및 적색 염료 8을 사용한 본 발명의 색 변환기
Figure pct00062
LED 2를 색 변환기 A10을 펌핑하기 위한 광원으로서 사용하였다. 광도측정은 상기 기재된 바와 같이 수행하였다. 결과가 하기 표 XVIII에 제공되어 있다.
<표 XVIII> 청색 LED 2에 대한 본 발명의 변환기의 광도측정 데이터
Figure pct00063

Claims (23)

  1. 하기 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물.
    Figure pct00064

    여기서
    m은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
    각각의 R1는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, -NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴, 아릴옥시 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R1a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고;
    R2, R3, R4 및 R5는 수소, 염소, 브로민, 및 1, 2 또는 3개의 시아노 기를 보유하는 C6-C24-아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    단 라디칼 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 1개는 1, 2 또는 3개의 시아노 기를 보유하는 C6-C24-아릴이고;
    X는 O, S, SO 또는 SO2이고;
    A는 하기 화학식 (A.1), (A.2), (A.3) 및 (A.4)의 디라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된 디라디칼이고,
    Figure pct00065

    여기서
    *은 각 경우에 분자의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
    n은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
    o는 0, 1, 2 또는 3이고;
    p는 0, 1, 2 또는 3이고;
    R6은 수소, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C3-C24-시클로알킬, C6-C24-아릴 또는 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막에 언급된 3개의 라디칼에서 시클로알킬, 아릴 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R6a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 헤테로원자 또는 헤테로원자 기가 개재될 수 있고;
    각각의 R7는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, -NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R7a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고;
    각각의 R8는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R8a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고;
    각각의 R9는 서로 독립적으로 브로민, 염소, 시아노, NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R9a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고;
    R1a, R6a, R7a, R8a, R9a는 서로 독립적으로 C1-C24-알킬, C1-C24-플루오로알킬, C1-C24-알콕시, 플루오린, 염소, 브로민 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    Ra, Rb, Rc는 서로 독립적으로 수소, C1-C20-알킬, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤타릴 및 C6-C24-아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  2. 제1항에 있어서, X가 O인 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, R2 및 R4가 각각, 1, 2 또는 3개의 시아노 기를 보유하는 페닐이고, R3 및 R5가 각각 수소인 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, A가 화학식 (A.2)의 라디칼인 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물.
  5. 제4항에 있어서, R6이 선형 C1-C24-알킬, 하기 화학식 (B.1)의 라디칼, 하기 화학식 (B.2)의 라디칼 및 하기 라디칼 (B.3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물.
    Figure pct00066

    여기서
    #은 질소 원자에 대한 결합 부위를 나타내고;
    화학식 (B.1)에서 Rd 및 Re는 서로 독립적으로 C1-C22-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Rd 및 Re 라디칼의 탄소 원자의 합은 2 내지 23의 정수이고;
    화학식 (B.2)에서 Rf, Rg 및 Rh는 독립적으로 C1- 내지 C21-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Rf, Rg 및 Rh 라디칼의 탄소 원자의 합은 3 내지 23의 정수이고;
    화학식 (B.3)에서 Ri 및 Rk는 독립적으로 C1- 내지 C21-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Ri 및 Rk 라디칼의 탄소 원자의 합은 2 내지 22의 정수이다.
  6. 제4항에 있어서, R6이 하기 화학식 (C.1)의 라디칼, 하기 화학식 (C.2)의 라디칼 및 하기 화학식 (C.3)의 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물.
    Figure pct00067

    여기서
    #은 질소 원자에 대한 결합 부위를 나타내고;
    B는 존재하는 경우 C1-C10-알킬렌 기이고, 이에는 -O- 및 -S-로부터 선택된 1개 이상의 비인접 기가 개재될 수 있고;
    y는 0 또는 1이고;
    Rm은 서로 독립적으로 C1-C24-알킬, C1-C24-플루오로알킬, 플루오린, 염소 및 브로민으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    Rn은 서로 독립적으로 C1-C24-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    화학식 (C.2) 및 (C.3)에서 x는 1, 2, 3, 4 또는 5이다.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (I)에서 m은 0, 1 또는 2이고, m이 1 또는 2인 경우에, 각각의 R1은 선형 C1-C24-알킬, 하기 화학식 (D.1)의 라디칼, 하기 화학식 (D.2)의 라디칼, 하기 화학식 (D.3)의 라디칼, 하기 화학식 (D.4)의 라디칼 및 하기 화학식 (D.5)의 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물.
    Figure pct00068

    여기서
    #은 화학식 (I)의 화합물의 나머지 부분에 대한 결합 부위를 나타내고;
    화학식 (D.1)에서 Ro 및 Rp는 서로 독립적으로 C1-C22-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Ro 및 Rp 라디칼의 탄소 원자의 합은 2 내지 23의 정수이고;
    화학식 (D.2)에서 Rq, Rr 및 Rs는 독립적으로 C1- 내지 C21-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Rq, Rr 및 Rs 라디칼의 탄소 원자의 합은 3 내지 23의 정수이고;
    화학식 (D.3)에서 Rt 및 Ru는 독립적으로 C1- 내지 C21-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Rt 및 Ru 라디칼의 탄소 원자의 합은 2 내지 22의 정수이고;
    B는 존재하는 경우 C1-C10-알킬렌 기이고, 이에는 -O- 및 -S-로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 비인접 기가 개재될 수 있고;
    화학식 (D.4) 및 (D.5)에서 y는 0 또는 1이고;
    화학식 (D.5)에서 x는 1, 2 또는 3이고;
    R1a는 시아노, C1-C24-알킬 및 C1-C24-알콕시로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  8. 제7항에 있어서, 화학식 (I)에서 m은 0 또는 1이고, m이 1인 경우에, R1이 화학식 (D.1)의 라디칼이고 여기서 Ro 및 Rp는 각각 독립적으로 C1-C12-알킬이거나, 또는 R1이 화학식 (D.2)의 라디칼이고 여기서 Rq 및 Rs는 각각 독립적으로 C1-C6-알킬이고 Rr은 분지형 C4-C21-알킬이거나, 또는 R1이 라디칼 (D.5)이고 여기서 R1a는 시아노 또는 C1-C12-알킬이고 y는 0이고 x는 1 또는 2인 화학식 (I)의 시아노아릴 치환된 화합물.
  9. 형광 염료로서의 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 적어도 1종의 시아노아릴 치환된 화합물 및 중합체 매트릭스를 포함하는 색 변환기이며, 여기서 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리부텐, 실리콘, 에폭시 수지, 비닐 에스테르 수지, 폴리비닐 알콜, 폴리(에틸렌 비닐알콜)-공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리스티렌 아크릴로니트릴, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르, 폴리비닐 부티레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 푸라노에이트를 포함하거나 그로 이루어지거나, 또는 중합체 매트릭스는 중합성 (경화성) 조성물의 반응 생성물을 포함하는 것인 색 변환기.
  10. 제9항에 있어서, 중합체 매트릭스가 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하거나 그로 이루어진 것인 색 변환기.
  11. 제9항에 있어서, 중합체 매트릭스가 경화성 조성물의 반응 생성물로 이루어지고, 여기서 경화성 수지 조성물은 적어도 1종의 결합제, 적어도 1종의 단량체, 적어도 1종의 광개시제 및/또는 광산-발생제, 임의적인 열 라디칼 개시제, 임의적인 유기 용매, 임의적인 적어도 1종의 분산제, 임의적인 적어도 1종의 계면활성제 및 임의적인 산란 입자를 포함하는 감광성 레지스트 조성물인 색 변환기.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 무기 백색 안료를 산란체로서 추가로 포함하는 색 변환기.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 (B1), (B2), (B3) 및 (B4)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 추가의 유기 형광 염료 B를 포함하는 색 변환기:
    (B1) 하기 화학식 (III)의 아릴옥시-치환된 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물
    Figure pct00069

    (여기서
    q는 1, 2, 3 또는 4이고,
    R30은 아릴옥시이고, 이는 비치환되거나 또는 할로겐, C1-C10-알킬 또는 C6-C10-아릴에 의해 일치환 또는 다치환되고, 여기서 R30 라디칼은 *로 나타낸 위치 중 하나 이상에 존재하고;
    R31, R32는 각각 독립적으로 C1-C30-알킬, C3-C8-시클로알킬, 아릴, 헤타릴 또는 아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막 3개의 라디칼에서 (헤트)방향족 고리는 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬에 의해 일치환 또는 다치환됨)
    및 그의 혼합물;
    (B2) 하기 화학식 (IV)의 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물
    Figure pct00070

    (여기서
    R41, R42는 각각 독립적으로 C1-C30-알킬, C3-C8-시클로알킬, 아릴, 헤타릴 또는 아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막 3개의 라디칼에서 (헤트)방향족 고리는 비치환되거나 또는 C1-C10-알킬에 의해 일치환 또는 다치환됨);
    (B3) 하기 화학식 (V)의 강성 2,2'-비페녹시 가교를 갖는 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물
    Figure pct00071

    (여기서
    R51 및 R52는 서로 독립적으로 수소, 각 경우에 비치환 또는 치환된 C1-C30-알킬, 폴리알킬렌옥시, C1-C30-알콕시, C1-C30-알킬티오, C3-C20-시클로알킬, C3-C20-시클로알킬옥시, C6-C24-아릴 및 C6-C24-아릴옥시로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R53, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R510, R511, R512, R513, R514, R515, R516, R517 및 R518은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노, 히드록실, 메르캅토, 니트로, -NE51E52, -NRAr51CORA52, -CONRAr51RAr52, -SO2NRA51RA52, -COORAr51, -SO3RAr52, 각 경우에 비치환 또는 치환된 C1-C30-알킬, 폴리알킬렌옥시, C1-C30-알콕시, C1-C30-알킬티오, C3-C20-시클로알킬, C3-C20-시클로알콕시, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시 및 C6-C24-아릴티오로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    여기서 R53 및 R54, R54 및 R55, R55 및 R56, R56 및 R57, R57 및 R58, R58 및 R59, R59 및 R510, R511 및 R512, R512 및 R513, R513 및 R514, R55 및 R515, R515 및 R516, R516 및 R517, 및/또는 R517 및 R518은 이들이 결합되어 있는 비페닐릴 모이어티의 탄소 원자와 함께, 추가의 융합된 방향족 또는 비-방향족 고리계를 또한 형성할 수 있고, 여기서 융합된 고리계는 비치환 또는 치환되고;
    여기서
    E51 및 E52는 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알케닐, 비치환 또는 치환된 C2-C18-알키닐, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 또는 비치환 또는 치환된 C6-C10-아릴이고;
    RAr51 및 RAr52는 각각 서로 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 C1-C18-알킬, 비치환 또는 치환된 C3-C20-시클로알킬, 비치환 또는 치환된 헤테로시클릴, 비치환 또는 치환된 C6-C20-아릴, 또는 비치환 또는 치환된 헤테로아릴임); 및
    (B4) 하기 화학식 (VI)의 코어-시안화 나프토일벤즈이미다졸 화합물
    Figure pct00072

    (여기서
    R63 또는 R64는 서로 독립적으로 하나는 시아노이고, 다른 라디칼 R63 또는 R64는 시아노, 페닐, 4-시아노페닐, 및 C1-C10-알킬로 이루어진 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    R67, R68, R69 및 R610는 서로 독립적으로 수소, 시아노, 페닐, 4-시아노페닐, 또는 C1-C10-알킬로 이루어진 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기를 보유하는 페닐임).
  14. 제13항에 있어서, 군 B1로부터 선택된 적어도 1종의 형광 염료 B를 포함하는 색 변환기.
  15. (i) 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED 및 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 LED; 및
    (ii) 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기
    를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 LED로부터 원격 인광체 배열로 존재하는 것인 조명 디바이스.
  16. (i) 적어도 하나의 광원, 바람직하게는 6,000 내지 12,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED 또는 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 발광 다이오드; 및
    (ii) 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기
    를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터 원격 인광체 배열로 존재하는 것인 액정 디스플레이용 백라이트 유닛.
  17. (i) 박막 트랜지스터 (TFT) 어레이, 액정 층, 및 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 액정 패널;
    (ii) 적어도 하나의 광원; 및
    (iii) 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기
    를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 색 변환기는 적어도 하나의 광원과 액정 패널 사이에 배열되거나 컬러 필터 어레이에 통합된 것인 액정 디스플레이 디바이스.
  18. (i) 적어도 하나의 광원;
    (ii) 제9항, 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 색 변환기; 및
    (iii) 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 임의적인 컬러 필터 어레이
    를 포함하는 자체-방출 디스플레이 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 적어도 하나의 광원이 백색 유기 발광 다이오드 (WOLED), 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 유기 발광 다이오드 및 마이크로-LED로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 자체-방출 디스플레이 디바이스.
  20. 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED로부터 방출된 광을 제2의 보다 긴 파장의 광으로 변환시키기 위한, 또는 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED로부터 방출된 광을, 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위해 변환시키기 위한 색 변환기에서의, 또는 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 색 변환기에서의, 또는 디스플레이 유닛에서의, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 화학식 (I)의 화합물 또는 그의 혼합물의 용도.
  21. 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED에 의해 생성된 광을, 백색 광을 제공하기 위해 변환시키기 위한, 또는 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED에 의해 생성된 광을, 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위해 변환시키기 위한, 또는 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 송신기에서의, 또는 디스플레이에서의, 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 색 변환기의 용도.
  22. 광기전력 전지 및 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 색 변환기를 포함하며, 광기전력 전지에 의해 흡수되지 않은 광의 적어도 일부가 색 변환기에 의해 흡수되는 것인, 조명시 전력을 생성하는 디바이스.
  23. 하기 화학식 (II.a)의 벤조크산텐 화합물.
    Figure pct00073

    여기서
    X는 O이고;
    Hal은 각각 염소 또는 각각 브로민이고;
    R1은 브로민, 염소, 시아노, -NRaRb, C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, C1-C24-할로알콕시, C3-C24-시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, C6-C24-아릴, C6-C24-아릴옥시, C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 마지막에 언급된 6개의 라디칼에서 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 헤테로아릴, 아릴, 아릴옥시 및 아릴-알킬렌의 고리는 비치환되거나 또는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 동일하거나 상이한 라디칼 R1a로 치환되고, 여기서 C1-C24-알킬, C1-C24-할로알킬, C1-C24-알콕시, 및 C6-C24-아릴-C1-C10-알킬렌의 알킬렌 모이어티에는 O, S 및 NRc로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기가 개재될 수 있고, 여기서 R1a, Ra, Rb 및 Rc는 제1항에 정의된 바와 같고;
    m은 0, 1, 2, 3 또는 4이다.
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