KR20210024034A - 디스플레이 및 조명 응용분야를 위한 녹색 방출체로서의 광안정성 시아노-치환된 붕소-디피로메텐 염료 - Google Patents

디스플레이 및 조명 응용분야를 위한 녹색 방출체로서의 광안정성 시아노-치환된 붕소-디피로메텐 염료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중합체 매트릭스 물질 및 화학식 I.a, I.b, I.c의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료를 포함하는 색 변환기에 관한 것으로,
Figure pct00039

여기서 R1, R2, R3, R5, R6, R7은 수소, C1-C20-알킬 또는 C6-C14-아릴-C1-C10-알킬렌이며, 여기서 아릴 모이어티는 비치환되거나 또는 k개의 치환기 R9에 의해 치환되고; R4a, R4b는 플루오린, 염소, 시아노 또는 OR10이고, R8a, R8b는 C1-C20-알킬이고; R8c는 C1-C20-알킬, C6-C10-아릴 또는 C6-C10-아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 상기 언급된 라디칼 2개에서의 아릴 모이어티는 비치환되거나 또는 k개의 치환기 R9에 의해 치환되고; k, R9 및 R10은 청구범위 및 명세서에서 정의된 바와 같다. 본 발명은 또한 색 변환기의 용도, 이러한 색 변환기를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 유닛, 액정 디스플레이 디바이스 및 자체-방출 디스플레이 디바이스, 및 화학식 I.a, I.b, I.c의 화합물을 포함하는 잉크 제제 및 그의 용도에 관한 것이다.

Description

디스플레이 및 조명 응용분야를 위한 녹색 방출체로서의 광안정성 시아노-치환된 붕소-디피로메텐 염료
본 발명은 중합체 매트릭스 물질 및 적어도 1종의 시아노-치환된 BODIPY (붕소-디피로메텐) 염료를 포함하는 색 변환기, 그를 포함하는 액정 디스플레이용 백라이트 유닛, 자체-방출 및 비-방출 디스플레이 및 디바이스, 상기 색 변환기의 용도, 적어도 1종의 시아노-치환된 BODIPY 염료를 포함하는 잉크 제제 및 상기 잉크 제제의 용도에 관한 것이다.
오늘날, 백색 발광 다이오드 (WLED)는 백열 램프 및 형광 램프와 같은 통상적인 광원을 점점 더 많이 대체하고 있다. WLED는 일반적인 조명 또는 디스플레이 응용분야와 같은 많은 응용분야에 사용될 수 있다. 백색 광은 전형적으로 청색 발광 다이오드 (LED)를 적어도 1종의 파장-변환 물질 (통상적으로 인광체 물질로서 공지됨)과 조합하여 사용함으로써 생성된다. 인광체 물질은 청색 LED 광원으로부터 방출된 광을 흡수하고, 흡수된 광과 상이한 파장을 갖는 광을 방출한다. 인광체 물질은 통상적으로 황색, 적색 및/또는 녹색 성분을 추가하므로, 인광체에 의해 방출된 광은, 청색 LED로부터의 나머지 청색 광과 조합되어, 백색으로 인지되는 광을 생성한다. 인광체 물질은 통상적으로 LED 칩 상에 직접 적용되며, 인광체가 LED 칩에 개재 공간 없이 직접 적용되는 구성은 "칩 상 인광체" 구성이라고도 지칭된다.
상업적으로 입수가능한 전형적이며 매우 효율적인 WLED는 황색 발광 하향 변환 이트륨 알루미늄 가넷 기재 (YAG-인광체)로 코팅된 청색 발광 InGaN LED 칩으로 구성된다. 인광체는 통상적으로 중합체 매트릭스 물질 중에 분산된 세륨-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷 (Ce:YAG)이다. LED로부터의 청색 광은 Ce:YAG 인광체를 여기시켜 황색 광을 방출시키고, 이는 후속적으로 청색 광과 혼합되어 백색 광을 생성한다. 칩 상 인광체 구성을 갖는 WLED에서, 현재까지 사용된 인광체 물질은 그의 높은 열 및 방사선 안정성 때문에 일반적으로 무기 물질이었다. 칩 상 인광체 구성을 갖는 WLED는 흔히 녹색 및 적색 스펙트럼 결핍으로 인해 80 미만의 불량한 연색성 지수 (CRI) 및 6000 K 초과의 높은 상관 색 온도를 갖는 광을 제공한다. 그러나, 적색 기여를 개선시킬 수 있는 공지된 무기 적색-발광 인광체는 효율이 상대적으로 불량하며 보통 고가의 희토류 금속 화합물이다.
인광체-기반 백색 LED에 대한 또 다른 접근법은 청색 LED 및 색 변환기이며, 이는 일반적으로 원격 인광체 구성의 중합체 층 및 캐리어를 포함하고, 즉 인광체 물질이 LED 칩으로부터 특정 거리에 배열된다. 중합체 층은 적어도 1종의 유기 인광체 (이하, 유기 형광 염료로 지칭됨)를 포함한다. 색 변환기는 흔히 황색-발광 유기 형광 염료 및 적색 발광 유기 형광 염료의 혼합물을 포함한다. 효율적인 유기 황색-발광 형광 염료 및 유기 적색-발광 형광 염료는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 공지되어 있다.
인광체-기반 백색 LED에 대한 또 다른 접근법은 칩 상 인광체 구성 (배열)으로 황색 인광체로 코팅되고 원격 인광체 구성 (배열)으로 색 변환기와 커플링된 청색 LED로 이루어진 WLED였다. 색 변환기는 전형적으로 적어도 1종의 적색 발광 유기 형광 염료를 포함한다.
현재, 유기 형광 염료는 백색 광 출력이 요구되는 LED 기반 광원에서 무기 인광체를 대체하기 위해 고려되고 있다. 그를 사용하면 다양한 이점이 제공된다. 첫째로, 유기 형광 염료는 높은 질량-특이적 흡수를 특징으로 하며, 이는 무기 인광체의 경우에서보다 상당히 더 적은 물질이 효율적 방사선 전환에 필요하다는 것을 의미한다. 둘째로, 이들은 광의 색상을 조정하여 따뜻한 백색 LED 광을 생성할 수 있다. 셋째로, 이들은, 비용이 많이 들며 불편한 방식으로 채굴 및 제공되어야 하며 제한된 정도로만 입수가능한 희토류를 포함하는 어떠한 물질도 필요로 하지 않는다. 게다가, 이들은 통상적으로 용액 가공가능하다.
일반적인 조명 목적에서, 높은 연색성 특성을 갖는 WLED를 달성하려면 파장 변환 물질의 선택이 중요하다. 우수한 연색성은 420 내지 780 nm 범위의 가시 스펙트럼의 대부분에 걸친 방출을 요구한다. 그러나, 대부분의 상업적으로 입수가능한 WLED의 스펙트럼은, 청색 성분 (LED로부터의 청색 광 방출) 및 황색 성분 (Ce:YAG로부터의 황색 광 방출)은 풍부하지만, 녹색 및 적색 결핍을 갖는다. 따라서, 청색 LED 방출 파장보다 긴 방출 파장, 그러나 황색 인광체 물질 방출 파장보다는 짧은 파장에서 방출하는, 높은 광안정성, 특히 높은 형광 양자 수율과 조합된 높은 광안정성을 갖는 녹색-방출 유기 형광 염료에 대한 지속적인 요구가 있다.
오늘날, 조명을 데이터 전송과 결합할 수 있는 색 변환기용 유기 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. 따라서, 수 나노초, 바람직하게는 그 보다 낮은 범위의 높은 데이터 전송 속도의 목적을 위해, 특히 높은 형광 양자 수율과 함께, 높은 광안정성 및 짧은 형광 수명을 갖는 녹색-발광 형광 염료에 대한 지속적인 요구가 있다.
녹색 및 적색 유기 형광 염료를 포함하는 색 변환기는 또한 현대 디스플레이 디바이스에서 흔히 사용된다. 오늘날, 디스플레이 디바이스의 추세는 보다 자연스럽고 선명하며 생생한 색상을 가능하게 하는 보다 넓은 색역을 향하고 있다. 특히, 풀 컬러 디스플레이는 포화 적색, 녹색 및 청색 화소를 필요로 한다. 색역의 크기는 색 변환기에 사용되는 유기 형광 염료의 선택에 따라 크게 좌우된다. 특히 유기 형광 염료는 좁은 방출 스펙트럼, 즉 좁은 반치 전폭 (FWHM)을 가져야 한다. 녹색 스펙트럼 영역 (490 내지 560 nm)에서 좁은 밴드 방출을 갖는 선행 기술의 유기 형광 염료는 대개 조사 조건 하에서의 장기 광안정성이 부족하다. 따라서, 높은 장기 광안정성을 가지며 녹색 스펙트럼 영역에서 좁은-밴드 방출을 갖는 형광 염료에 대한 지속적인 요구가 있다. 바람직하게는 염료는 청색 광 (400 내지 490 nm 미만)에 의해 효율적으로 여기되어야 하고 높은 형광 양자 수율을 가져야 한다.
널리 공지된 바와 같이, 붕소-디피로메텐 화합물 (BODIPY)은 흔히 가시광선 내지 근적외선 파장에서의 좁은 흡수 및 방출 밴드, 높은 형광 양자 수율, 짧은 형광 수명 및 우수한 열 안정성을 나타낸다. 니트로-치환된 BODIPY는 통상적으로 낮은 형광 양자 수율을 특징으로 하거나 또는 심지어 형광을 나타내지 않는다는 것이 또한 잘 알려져 있다.
엠 티 사자드(Sajjad) 등은 문헌 [Adv. Optical Mater. 2015, 3, 536 - 540]에서 VLC에 대한 주파수 변환기 물질로서의 형광 적색-방출 BODIPY-올리고플루오렌 성상 분자를 기술한다.
나오야 이에다(Naoya Ieda), 유지 호타(Yuji Hotta), 나오키 미야타(Naoki Miyata), 가즈노리 기무라(Kazunori Kimura) 및 히데히코 나카가와(Hidehiko Nakagawa)는 문헌 [J. Am. Chem. Soc 2014,136, 7085-7091]에서 화학식 NOBL-1의 청색-광 제어가능한 산화질소 방출체를 기술한다. 화학식 (A)의 화합물이 참조 화합물로서 사용되었다.
Figure pct00001
WO 2014/025435는 시아노 기를 가질 수 있는 4,4-디플루오로-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센 (BODIPY) 화합물을 포함하는 유기 감광성 광전자 디바이스, 예컨대 태양 전지, 광검출기, 광센서 및 광전도체를 기술한다.
US 2014/0125222는 LED, 및 임의의 유기 인광체 화합물, 예를 들어 페릴렌 유래 화합물, 디플루오라이드 붕소 디피로메텐 유도체, 플루오렌 유도체, 쿠마린 염료 등을 포함할 수 있는 파장 변환 요소를 포함하는 발광 디바이스를 기술한다.
WO 2017/155297, US 2016/0223162, US 2016/0230960, US 2017/0247610, US 2017/267921, US 2018/0134952, US 2018/0134953, US 2018/0274753, US 2018/0208838 및 US 2019/093008은 수지 매트릭스 내에, 특히 시아노-치환된 BODIPY 염료일 수 있는 BODIPY 염료를 포함하는 색 변환기, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 디바이스에서의 그의 용도를 기술한다.
US 2016/0272884는 디스플레이에 사용하기 위한 유기 도트를 포함하는 보상 필름을 기술한다. 유기 도트는 페릴렌 화합물 및/또는 변형된 BODIPY 화합물, 예컨대 시아노-치환된 BODIPY 화합물일 수 있다.
US 2019/0062348은 탄소 코어 골격의 2-, 6-위치에 시아노 기를 가질 수 있는 적색 형광 BODIPY 화합물 및 색 변환 필름에서의 그의 용도에 관한 것이다. 색 변환기는 수지 매트릭스 내에 분산된 이러한 화합물을 포함한다.
WO 2018/021866은 수지 매트릭스 내에 녹색 형광 BODIPY 화합물을 포함하는 색 변환기, 이를 함유하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 디바이스를 기술한다. WO 2018/021866의 BODIPY 화합물은 2-위치 또는 6-위치에서 시아노에 의해 일치환될 수 있다. 참조 목적을 위해 하기 도시된 화학식 A의 BODIPY 화합물을 포함하는 색 변환기가 기술된다.
Figure pct00002
WO 2018/068299는 청색 백라이트 유닛, 및 녹색 또는 적색 광을 각각 방출하는 표면-개질된 입자를 포함하는 녹색 색 변환 층 및 적색 색 변환 층을 포함하는 색 변환 어레이를 포함하는 발광 디바이스를 기술하며, 상기 표면-개질된 입자는 졸-겔 나노입자 및 졸-겔 나노입자의 표면에 부착된 복수의 발광체, 예컨대 BODIPY 염료를 포함한다.
선행 기술의 유기 녹색 형광 BODIPY 염료는 흔히 불충분한 광안정성을 겪는다. 그러나, 조명 디바이스 및 디스플레이에 적용하기 위해서는, 높은 형광 양자 수율 및 작은 FWHM 이외에도, 장기 조사 하에서의 높은 광안정성이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 높은 광안정성을 갖는 유기 녹색 형광 BODIPY 염료를 제공하는 것이다. 녹색 형광 BODIPY 염료는 광원으로부터 방출된 광에 의해 여기되어야 하며, 디스플레이 응용분야에 필요한 고채도 녹색 원색 색상을 가능하게 하는 490 내지 560 nm 스펙트럼 범위에서 좁은 FWHM을 갖는 효율적인 방출을 나타내어야 한다.
바람직하게는, 유기 형광 염료는 또한 하기 특징 중 하나 이상을 가져야 한다:
- 수 나노초 정도의 짧은 형광 수명;
- 청색 광 및/또는 백색 광 조사 조건 하에서의 높은 열 안정성;
- 수분 및 산소에 대한 높은 화학적 안정성;
- 우수한 가공성, 바람직하게는 우수한 용액 가공성.
이들 및 추가의 목적은 하기 정의된 화학식 (Ia), (I.b), (I.c)의 화합물 및 그의 혼합물을 사용하여 달성된다.
발명의 요약
제1 측면에서, 본 발명은 중합체 매트릭스 물질 및 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료를 포함하는 색 변환기에 관한 것이다:
Figure pct00003
여기서
화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)에서, R1, R2, R3, R5, R6 및 R7은, 존재하는 경우, 서로 독립적으로 수소, C1-C20-알킬 또는 C6-C14-아릴-C1-C10-알킬렌으로부터 선택되며, 여기서 C6-C14-아릴-C1-C10-알킬렌에서의 아릴 모이어티는 비치환되거나 또는 k개의 동일하거나 상이한 치환기 R9에 의해 치환되고;
화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)에서, R4a, R4b는 서로 독립적으로 플루오린, 염소, 시아노 또는 OR10으로부터 선택되고,
화학식 (I.a)에서 R8a는 C1-C20-알킬이고;
화학식 (I.b)에서 R8b는 C1-C20-알킬이고;
화학식 (I.c)에서 R8c는 C1-C20-알킬, C6-C10-아릴 또는 C6-C10-아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 상기 언급된 라디칼 2개에서의 아릴 모이어티는 비치환되거나 또는 k개의 동일하거나 상이한 치환기 R9에 의해 치환되고;
여기서
k는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;
R9는 C1-C10-알킬, C1-C10-알콕시, CN, 할로겐, 페닐 또는 페녹시이고;
R10은 C1-C10-알킬 또는 히드록시-C1-C10-알킬이다.
본 발명자들은 BODIPY 코어에 부착된 2개의 시아노 기가 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물에 높은 장기간 광안정성을 제공한다는 것을 발견하였다. 본 발명에 따른 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물을 사용하면 높은 광안정성, 높은 형광 양자 수율, 60 nm 미만의 좁은 FWHM을 갖는 490-560 nm 파장 범위에서의 방출 스펙트럼의 관점에서 유리하다. 추가의 이점은 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물이 발광 요소 (광원), 전형적으로 청색 LED, 백색 LED, 청색 유기 LED 또는 백색 유기 LED의 광에 의해 여기될 수 있다는 것이다. 추가의 이점은 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물이 용액 가공가능하다는 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 이들 색 변환기의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 색 변환기는 디스플레이 응용분야에 특히 유용하다. 본 발명의 색 변환기는 또한 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED에 의해 생성된 광을 변환시켜 백색 광을 제공하는데, 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED에 의해 생성된 광을 변환시켜 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하는데, 또는 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위에서의 전자기 방사선을 방출하는데 특히 유용하다.
추가의 측면에서, 본 발명은 또한 상기 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기 및 적어도 하나의 광원을 포함하며, 여기서 적어도 1종의 색 변환기 및 적어도 하나의 광원은 원격 인광체 배열로 존재하는 것인, 조명 디바이스에 관한 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 또한 (i) 적어도 하나의 광원, 바람직하게는 6000 내지 12000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED 또는 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 발광 다이오드 및 (ii) 상기 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 색 변환기 및 적어도 하나의 광원은 원격 인광체 배열로 존재하는 것인, 액정 디스플레이용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 또한 (i) 박막 트랜지스터 (TFT) 어레이, 액정 층, 및 적색, 녹색 및 청색 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 액정 패널; (ii) 적어도 하나의 광원; 및 상기 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기를 포함하는 액정 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 또한 (i) 백색 유기 발광 다이오드, 청색 유기 발광 다이오드, 미니-LED 또는 마이크로-LED로부터 선택된 적어도 하나의 광원; (ii) 상기 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기; 및 (iii) 임의로, 적색, 녹색 및 청색 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함하는 자체-방출 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 또한 상기 정의된 바와 같은 디스플레이 디바이스를 포함하는 텔레비전 디바이스에 관한 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 또한 (i) 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료; (ii) 적어도 1종의 광-경화성 또는 열 경화성 결합제; (iii) 임의로, 광개시제, 광산-발생제, 반응성 단량체, 열 라디칼 개시제 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 성분; 및 (iv) 임의로, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물과 상이한 유기 형광 착색제, 유기 용매, 분산제, 계면활성제, 광 산란제 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 첨가제를 포함하는 잉크 제제에 관한 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 또한 액정 디스플레이 디바이스 또는 자체-방출 디바이스의 제조에서의 상기 잉크 제제의 용도에 관한 것이다.
발명의 설명
용어 "변환 물질"은 제1 파장의 광자에 의해 여기되고, 제2의 (보다 긴) 상이한 파장의 광자를 방출하는 물질을 지칭한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "청색 광"은 400 nm 내지 490 nm 미만 범위의 파장을 갖는 광이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "녹색 광"은 490 내지 560 nm 범위의 파장을 갖는 광이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "황색 광"은 560 nm 초과 내지 600 nm 미만 범위의 파장을 갖는 광이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "적색 광"은 600 내지 780 nm, 바람직하게는 610 내지 660 nm 범위의 파장을 갖는 광을 지칭한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "녹색 발광 유기 형광 염료"는 실시양태에서 또한 복수의 녹색 발광 유기 형광 염료에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "황색 발광 유기 형광 염료"는 실시양태에서 또한 복수의 황색 발광 유기 형광 염료에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "적색 발광 유기 형광 염료"는 실시양태에서 또한 복수의 적색 발광 유기 형광 염료에 관한 것일 수 있다.
양자점은 양자역학적 특성을 나타내기에 충분히 작은 반도체 물질로 제조된 나노결정이다. 양자점은 좁은 방출 스펙트럼, 즉 매우 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 물질" 및 용어 "중합체 매트릭스"는 변환 물질, 즉 본 발명에 따른 적어도 1종의 유기 형광 염료가 분산되거나 분자적으로 용해되는 중합체를 지칭한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "용액 가공가능한"은 용액 또는 현탁액 형태로 액체 매질 중에 용해, 분산 또는 수송되고/거나 그로부터 침착될 수 있다는 것을 의미한다.
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, 백라이트 유닛, 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 "형광 양자 수율 (QY)"은 흡수된 광자의 수에 대한 방출된 광자의 수의 비로 정의된다.
두 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 "유기 LED (OLED)"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. OLED는 일중항 상태 (형광) 또는 삼중항 상태 (인광)에서 광을 방출하는 방출 물질을 갖는다.
본 발명의 문맥에서, "청색 LED"는 400 내지 480 nm, 바람직하게는 420 내지 480 nm, 보다 바람직하게는 440 내지 470 nm, 가장 바람직하게는 440 내지 460 nm 범위에 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, "마이크로-LED"는 주로 청색 광을 방출하는 LED를 의미하는 것으로 이해된다. 이것은 질화갈륨 (GaN) 또는 셀레늄화아연 (ZnSe)과 같은 반도체 물질로 형성된다. 마이크로-LED (μ-LED)는 통상적으로 1 내지 100 μm의 최대 폭을 갖는다.
본 발명의 문맥에서, "미니-LED"는 주로 청색 광을 방출하는 LED를 의미하는 것으로 이해된다. 칩 크기는 통상적으로 100 내지 200 μm이다.
본 발명의 문맥에서, "백색 LED" (WLED라고도 지칭됨)는 인간의 눈에 백색으로 인식되는 광을 방출하는 LED를 의미하는 것으로 이해된다. 그 예는 적색, 녹색 및 청색 LED로 이루어진 다중-LED (RGB LED 시스템이라고도 지칭됨)이며, 그의 광 방출은 혼합되어 백색 광을 형성한다. 추가의 예는 청색 LED이며, 여기서는 방출된 광이 인광체 물질을 통과한다. 무기 인광체 물질, 특히 황색 인광체 물질, 예컨대 YAG 또는 적색, 녹색, 또는 임의의 다른 색상 또는 조합의 인광체, 특히 황색 인광체로 코팅된 청색 LED가 바람직하다. 추가의 예는 또한 무기 인광체 물질, 특히 황색 인광체, 예컨대 YAG 또는 적색, 녹색 또는 임의의 다른 색상 또는 조합의 인광체로, 및 적어도 1종의 유기 형광 염료를 포함하는 추가의 원격 인광체 층으로 코팅된 청색 LED이다.
본 발명의 문맥에서, "백색 유기 발광 다이오드" (백색 OLED 또는 WOLED라고도 지칭됨)는 인간의 눈에 백색으로 인식되는 광을 방출하는 유기 발광 다이오드를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "백색 광"은 통상적으로 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 K 범위의 상관 색 온도를 갖는다.
본 발명의 문맥에서, 420 내지 780 nm의 가시 스펙트럼 범위를 포함하는 전자기 방사선이 또한 가시 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. 따라서, CCT는 전기 광원으로부터 방출된 백색 광의 색상 외관을 나타내고, 켈빈으로 측정된다. 이는 CIE 국제 표준에 따라 결정된다. 높은 CCT를 갖는 백색 광은 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 인광체-변환 LED의 CCT는 사용된 인광체(들)에 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).
본 발명의 문맥에서, 용어 "발광 효능"은 와트 단위로 측정된 입력 전력에 대한 광의 루멘을 생성시키는 출력 스펙트럼의 효능을 정량화한다. 발광 효능 단위는 루멘/와트 (lm/W)이다.
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 명세서 및 청구범위에서 사용된 단수 형태는 내용이 달리 명백하게 지시하지 않는 한 복수 지시대상을 포함한다.
용어 "적어도"는 1종 또는 1종 초과, 예를 들어 1, 2, 3 또는 4종, 바람직하게는 1, 2 또는 3종, 특히 1 또는 2종을 정의하는 것으로 의도된다.
용어 "임의로 치환된"은 지칭되는 라디칼이 비치환 또는 치환되는 것을 의미한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "본질적으로"는 단어 "완전히", "전체적으로" 및 "모두"를 포괄한다. 상기 단어는 90% 이상, 예컨대 95% 이상, 특히 99% 또는 100%의 비율을 포괄한다.
본 출원의 문맥에서 용어 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 뿐만 아니라 상응하는 메타크릴레이트를 지칭하는 것으로 여겨진다.
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.
용어 "BODIPY"는 붕소-디피로메텐 코어 (4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센 코어라고도 지칭됨)를 갖는 화합물을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같은 BODIPY 코어의 넘버링이 하기에 도시된다.
Figure pct00005
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 원자 및 2 내지 100개의 탄소 원자 (불포화, 직쇄 또는 분지형 탄화수소 라디칼의 경우)를 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 또는 SO2로부터 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 10개 ("C1-C10-알킬"), 1 내지 8개 ("C1-C8-알킬") 또는 1 내지 6개 ("C1-C6-알킬") 또는 1 내지 4개 ("C1-C4-알킬")의 탄소 원자를 갖는 포화 직쇄 또는 분지형 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 알킬은 바람직하게는 C1-C30-알킬, 보다 바람직하게는 C1-C20-알킬이다. C1-C4-알킬의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 2-부틸 (= sec-부틸), 이소부틸 및 tert-부틸이다. C1-C6-알킬에 대한 예는, C1-C4-알킬에 대해 언급된 것들 외에, n-펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 2,2-디메틸프로필, 1-에틸프로필, n-헥실, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 1,1-디메틸부틸, 1,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 2,3-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,2,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1-메틸프로필 및 1-에틸-2-메틸프로필이다. C1-C10-알킬에 대한 예는, C1-C6-알킬에 대해 언급된 것들 외에, n-헵틸, 1-메틸헥실, 2-메틸헥실, 3-메틸헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실, 1-에틸펜틸, 2-에틸펜틸, 3-에틸펜틸, n-옥틸, 1-메틸옥틸, 2-메틸헵틸, 1-에틸헥실, 2-에틸헥실, 1,2-디메틸헥실, 1-프로필펜틸, 2-프로필펜틸, 노닐, 데실, 2-프로필헵틸 및 3-프로필헵틸이다.
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 -SO3RAr2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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 "알킬렌" (또는 알칸디일)은 각 경우에 탄소 백본의 임의의 위치에서의 1개의 수소 원자가 1개의 추가의 결합 부위에 의해 대체되어 2가 모이어티를 형성하는 상기 정의된 바와 같은 알킬 라디칼을 지칭한다.
치환된 알킬 기의 특정한 실시양태는 1개의 수소 원자가 아릴 라디칼, 특히 페닐 라디칼에 의해 대체된 알킬 기 ("아르알킬", 이하에서 아릴알킬 또는 아릴알킬렌이라고도 지칭됨)이다. 따라서, 아릴알킬은 알킬 기를 통해 분자의 나머지에 결합된 아릴을 지칭한다. 아릴 라디칼은 또한 비치환 또는 치환될 수 있으며, 적합한 치환기는 아릴에 대해 하기 언급된 치환기이다. 아릴알킬의 특정한 예는 페닐-C1-C4-알킬 예컨대 벤질, 1-페닐에틸, 2-페닐에틸 (페네틸), 1-페닐프로필, 2-페닐프로필, 3-페닐-1-프로필, 2-페닐-2-프로필 및 나프틸-C1-C4-알킬 예컨대 1-나프틸메틸, 1-나프틸에틸, 2-나프틸메틸, 2-나프틸에틸을 포함한다.
용어 "히드록시-C1-C10-알킬"은 1 또는 2개의 수소 원자가 히드록시 (OH) 기에 의해 대체된 것인 알킬 기를 지칭한다. 바람직하게는, 히드록시-C1-C10-알킬은 모노히드록시-C4-C10-알킬 기이다.
치환된 알킬 기의 추가의 특정한 실시양태는 이들 기 내의 수소 원자의 일부 또는 모두가 상기 언급된 바와 같은 할로겐 원자(들)에 의해 대체될 수 있는 알킬 기, 예를 들어 C1-C4-할로알킬이다.
본원에 사용된 용어 "알콕시"는 각 경우에 산소 원자를 통해 결합된 직쇄 또는 분지형 알킬 기를 지칭하며, 즉 "알콕시" 기는 -O-알킬로서 나타내어질 수 있으며, 여기서 알킬은 상기 정의된 바와 같다. C1-C2-알콕시는 메톡시 또는 에톡시이다. C1-C4-알콕시는 추가로, 예를 들어 n-프로폭시, 1-메틸에톡시 (이소프로폭시), 부톡시, 1-메틸프로폭시 (sec-부톡시), 2-메틸프로폭시 (이소부톡시) 또는 1,1-디메틸에톡시 (tert-부톡시)이다. C1-C6-알콕시는 추가로, 예를 들어 펜톡시, 1-메틸부톡시, 2-메틸부톡시, 3-메틸부톡시, 1,1-디메틸프로폭시, 1,2-디메틸프로폭시, 2,2-디메틸프로폭시, 1-에틸프로폭시, 헥속시, 1-메틸펜톡시, 2-메틸펜톡시, 3-메틸펜톡시, 4-메틸펜톡시, 1,1-디메틸부톡시, 1,2-디메틸부톡시, 1,3-디메틸부톡시, 2,2-디메틸부톡시, 2,3-디메틸부톡시, 3,3-디메틸부톡시, 1-에틸부톡시, 2-에틸부톡시, 1,1,2-트리메틸프로폭시, 1,2,2-트리메틸프로폭시, 1-에틸-1-메틸프로폭시 또는 1-에틸-2-메틸프로폭시이다. C1-C8-알콕시는 추가로, 예를 들어 헵틸옥시, 옥틸옥시, 2-에틸헥실옥시 및 그의 위치 이성질체이다.
따라서, 본원에 사용된 용어 "비치환 또는 치환된 알콕시"는 알킬이 비치환 또는 상기 정의된 바와 같이 치환된 것인 -O-알킬을 지칭한다.
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 것인 -S-알킬을 지칭한다.
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 -SO3RAr2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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 "시클로알킬"은 각 경우에 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 -SO3RAr2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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)2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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 나프틸 (C6-C10-아릴)을 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 -SO3RAr2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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 황으로부터 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, 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 -SO3RAr2로부터 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 -SO3RAr2로부터 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 지점을 나타낸다.
화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물의 가변기 (치환기)의 바람직한 실시양태에 관한 하기 언급은 그 자체로 뿐만 아니라 바람직하게는 서로 조합되어 유효하다.
화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물.
본 발명에 따라 사용되는 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물은 BODIPY 코어에 부착된 2개의 시아노 기를 특징으로 한다. 이들 시아노 기는 실제 자극 조건 하에 본 발명에 따라 사용되는 화합물의 광안정성을 유의하게 개선시킨다.
본 발명에 따른 바람직한 화합물은 R1, R2, R3, R5, R6 및 R7은, 존재하는 경우에, 서로 독립적으로, 수소, C1-C10-알킬 또는 페닐-C1-C4-알킬로부터 선택되고, 여기서 페닐-C1-C4-알킬 내의 페닐 모이어티는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 동일하거나 상이한 라디칼 R9에 의해 치환된 것인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물이다. 이와 관련하여, R9는 바람직하게는 C1-C4-알킬, C1-C4-알콕시, CN, 페닐 또는 페녹시이다. 특히, R9는 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시이다. R1, R2, R3, R5, R6 및 R7은, 존재하는 경우에, 서로 독립적으로, 보다 바람직하게는 C1-C6-알킬 또는 페닐-C1-C2-알킬로부터 선택되고, 여기서 페닐-C1-C2-알킬 내의 페닐 모이어티는 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 라디칼 R9에 의해 치환되고, 여기서 R9는 상기 정의된 바와 같고, 특히 바람직한 것으로 언급된 의미 중 하나를 갖는다. 특히, R1, R2, R3, R5, R6 및 R7은 존재하는 경우에 서로 독립적으로 C1-C4-알킬로부터 선택된다. 본원에서, 특히, R1, R2, R3, R5, R6 및 R7은 존재하는 경우에 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸이다.
화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 R4a 및 R4b는 서로 독립적으로 바람직하게는 플루오린, 염소, 시아노, C1-C6-알콕시 또는 모노히드록시-C4-C10-알킬로부터 선택된다. C1-C6-알콕시의 예는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 특히 메톡시이다. 모노히드록시-C4-C10-알킬의 예는 2-히드록시-1,1-디메틸프로폭시, 2-히드록시-1,2-디메틸프로폭시, 2-히드록시-1,1,2-트리메틸프로폭시, 2-히드록시-1,1,2-트리메틸프로폭시, 3-히드록시-1-메틸프로폭시, 3-히드록시-1,1-디메틸-프로폭시, 특히 2-히드록시-1,1,2-트리메틸프로폭시이다. 바람직한 실시양태에서, R4a 및 R4b는 동일한 의미를 갖는다. 특히, R4a 및 R4b는 각각 플루오린이다.
바람직하게는, 화학식 (I.a)에서 R8a는 C1-C10-알킬이다. 보다 바람직하게는, R8a는 C1-C4-알킬이다. 가장 바람직하게는, R8a는 메틸 또는 에틸이다.
바람직하게는, 화학식 (I.b)에서 R8b는 C1-C10-알킬이다. 보다 바람직하게는, R8b는 C1-C4-알킬이다. 가장 바람직하게는, R8b는 메틸 또는 에틸이다.
바람직하게는, 화학식 (I.c)에서 R8c는 C1-C10-알킬, 페닐-C1-C4-알킬 또는 페닐이고, 여기서 마지막에 언급된 2개의 라디칼 중 페닐은 비치환되거나 또는 k개의 동일하거나 상이한 라디칼 R9에 의해 치환되고, 여기서 k는 1, 2 또는 3이다. 이와 관련하여, R9는 바람직하게는 C1-C4-알킬, C1-C4-알콕시, CN, 페닐 또는 페녹시이다. 특히, R9는 C1-C4-알킬 또는 C1-C4-알콕시이다. 보다 바람직하게는, R8c는 C1-C4-알킬이다. 가장 바람직하게는, R8c는 메틸 또는 에틸이다. 마찬가지로 보다 바람직하게는, R8c는, 비치환되거나 또는 C1-C4-알킬로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 라디칼 R9에 의해 치환된 페닐이다.
바람직한 화합물의 예는 하기 표 A 내지 C에 정리된 개별 화합물이다.
바람직한 화학식 (I.a)의 화합물의 예는 하기 표 A에 정리되어 있다:
Figure pct00006
표 A
Figure pct00007
2-htp: 2-히드록시-1,1,2-트리메틸프로폭시
바람직한 화학식 (I.b)의 화합물의 예는 하기 표 B에 정리되어 있다:
Figure pct00008
표 B
Figure pct00009
2-htp: 2-히드록시-1,1,2-트리메틸프로폭시
화학식 (I.b)의 화합물 중에서, 화합물 (I.b-1), (I.b-6), (I.b-11) 및 (I.b-16)이 보다 바람직하다.
바람직한 화학식 (I.c)의 화합물의 예는 하기 표 C에 정리되어 있다:
Figure pct00010
표 C
Figure pct00011
2-htp: 2-히드록시-1,1,2-트리메틸프로폭시
화학식 (I.c)의 화합물 중에서, 화합물 (I.c-1), (I.c-6), (I.c-11), (I.c-16), (Ic-21) 및 (Ic-26)이 보다 바람직하다.
본 발명의 한 실시양태에서, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 유기 형광 염료는 색 변환기에서 490 nm 내지 545 nm의 방출 중심 파장을 갖는 유일한 유기 형광 염료이다.
본 발명에 따라 사용되는 화합물은 통상의 기술자에게 친숙한 상용 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 시아노 기를 BODIPY 스캐폴드에 도입하는 두 가지 별개의 일반적인 방법이 존재한다. 한 가지 방법은 활성화된 카르보닐 화합물 및 시안화 피롤로부터 출발하여 시안화 디피로메텐을 수득하고 이어서 붕소 공급원과의 착물화를 수행하는 것이다. 또 다른 방법은 디할로겐화 붕소 디피린을 시아나이드로 후관능화하는 것이다. 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 모든 화합물이 두 방법을 통해 제조될 수 있는 것은 아니다.
특히, 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물은 하기 반응식에 따라 제조될 수 있으며, 여기서 가변기는, 달리 언급되지 않는 한, 상기 정의된 바와 같다. 이와 별개로, 통상의 기술자는 하기 반응식에 도시된 합성에 적합한 반응 조건을 일상적으로 용이하게 찾을 수 있다. 추가의 세부사항은 또한 본원에 포함된 제조 실시예로부터 취할 수 있다.
R4a 및 R4b가 각각 플루오린인 화학식 (I.b)의 화합물은 반응식 1에 약술된 바와 같이 제조할 수 있다.
반응식 1:
Figure pct00012
반응식 1에서, LG는 이탈기 예컨대 클로라이드, 브로마이드 또는 R'-C(=O)-O (여기서 R'는 C1-C6-알킬임)이다. 반응식 1의 단계 (i)에서 화학식 (3)의 활성화된 카르보닐 화합물과 화학식 (1)의 피롤 및 후속적으로 화학식 (2)의 피롤의 축합에 의해 화학식 (4)의 디피로메텐 화합물을 수득한다. 어떠한 이론에 얽매이는 것을 원하지는 않지만, 화학식 (3)의 활성화된 카르보닐 화합물과 화학식 (1)의 피롤의 반응은 모노아실화된 피롤을 제공하고 이어서 이는 화학식 (2)의 피롤과 반응하는 것으로 여겨진다. 이러한 모노아실화 피롤은 화학식 (1)의 피롤이 화학식 (2)의 피롤과 상이한 경우에 단리된다. 반응식 1의 단계 (ii)에서, 화학식 (4)의 화합물은 BF3 공급원, 예컨대 BF3 에테레이트와 용이하게 착물을 형성한다. 유리하게는, 착물화는 염기의 존재 하에 수행된다. 적합한 염기는 특히 2급 및 3급 아민, 특히 3급 아민 예컨대 트리(C1-C10-알킬)아민, 특히 트리에틸아민 또는 디이소프로필 에틸 아민이다.
화학식 (1)의 화합물은 반응식 2에 약술된 바와 같이 화학식 (5)의 알파 아미노 케톤과 화학식 (6)의 알파 시아노 케톤 사이의 축합 반응에 의해 제조될 수 있다.
반응식 2:
Figure pct00013
화학식 (2)의 화합물은 화학식 (1)의 화합물과 유사한 방식으로 제조될 수 있다.
화학식 (5)의 화합물은 화학식 (7)의 2-옥소알데히드로부터 출발하여 하기 반응식 3에 약술된 바와 같이 제조할 수 있다. 화학식 (7)의 2-옥소알데히드와 히드록실아민의 축합 반응에 의해 화학식 (8)의 2-옥소알독심을 수득한다. 후속적으로, 화학식 (8)의 화합물을 환원시켜 화학식 (5)의 아민을 수득한다.
반응식 3:
Figure pct00014
화학식 (6)의 화합물은 염기의 존재 하에 화학식 (9)의 에스테르를 아세토니트릴로 처리함으로써 하기 반응식 4에 약술된 바와 같이 제조할 수 있다.
반응식 4:
Figure pct00015
반응식 4에서, R'는 C1-C6-알킬, 바람직하게는 C1-C4-알킬이다.
화학식 (I.c)의 화합물은 하기 반응식 5에 도시된 바와 같이 화학식 (I.b)의 화합물과 유사한 방식으로, 그러나 화학식 (10)의 3-시아노피롤 화합물, 화학식 (11)의 3-시아노피롤 화합물 및 화학식 (12)의 화합물로부터 출발하여 제조될 수 있다.
반응식 5:
Figure pct00016
반응식 5에서, LG는 이탈기 예컨대 클로라이드, 브로마이드 또는 R'-C(=O)-O (여기서 R'는 C1-C6-알킬임)이다. 반응식 5의 단계 (i)에서의 축합 반응은 반응식 1에서의 단계 (i)과 유사하게 수행된다. 반응식 5의 단계 (ii)에서의 착물화는 반응식 1에서의 단계 (ii)와 유사하게 수행된다.
화학식 (10)의 화합물은 하기 반응식 6에 약술된 바와 같이 제조될 수 있다. 반응식 6의 단계 (i)에서, 화학식 (14)의 옥심을 염기, 예컨대 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 수산화물, 예를 들어 KOH의 존재 하에 1,2-디클로로에탄으로 처리하여 화학식 (15)의 화합물의 피롤을 수득한다. 반응식 6의 단계 (ii)에서 화학식 (15)의 피롤을 N-보호시켜 화학식 (16)의 N-보호된 피롤을 수득하는 것은 그 자체로 공지된 방법에 따라, 예를 들어 실릴화 시약 예컨대 tert-부틸디메틸실릴 클로라이드, 트리이소프로필실릴 클로라이드 또는 tert-부틸디페닐실릴 클로라이드를 사용하여 수행될 수 있다. 반응식 6의 단계 (iii)에서의 브로민화에 이어서 단계 (iv)에서의 브로민과 시아나이드 공급원의 친핵성 치환 및 최종적으로 반응식 6의 단계 (v)에서의 탈보호는 화학식 (10)의 피롤 화합물을 제공한다. 반응식 6의 단계 (iii)에서의 브로민화는 브로민 또는 N-브로모숙신이미드를 사용하여 수행될 수 있다. 브로민화는 염기의 존재 하에 수행될 수 있다. 반응식 6의 단계 (iv)에서 시아나이드 공급원은 시안화구리 (I)일 수 있다. 보호기 PG는 반응식 6의 단계 (v)에서 그 자체로 공지된 방법, 예를 들어 문헌 [T. Greene and P. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis (3rd ed.), John Wiley & Sons, NY (1999)]에 기재된 방법에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 실릴 보호기는 용매의 존재 하에 테트라부틸 암모늄 브로마이드 또는 테트라부틸 암모늄 플루오라이드로부터 선택된 탈보호제에 의해 제거될 수 있다.
반응식 6:
Figure pct00017
반응식 6에서, PG는 보호기, 바람직하게는 실릴 보호기를 의미한다.
화학식 (11)의 화합물은 반응식 6에 도시된 화학식 (10)의 화합물의 제조 방법과 유사하게 제조될 수 있다.
대안적으로, 화학식 (I.b)의 화합물은 또한 하기 반응식 7에 도시된 바와 같이 화학식 (17)의 디할로겐화 붕소 디피린의 후관능화에 의해 제조될 수 있다.
반응식 7:
Figure pct00018
반응식 7에서, Hal은 염소 또는 브로민, 바람직하게는 브로민이다. 시아나이드 음이온에 의한 화학식 (17)의 화합물의 시안화는 전이 금속 촉매의 존재 하에 수행된다. 적합한 시아나이드 공급원은 시안화아연이다. 적합한 전이 금속 촉매는 특히 팔라듐 촉매 예컨대 테트라키스(트리페닐-포스핀)-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-디페닐-포스피노)-부탄]-팔라듐(II) 클로라이드; 팔라듐(II) 아세테이트; 팔라듐(II) 클로라이드; 및 팔라듐(II) 아세테이트/트리-o-톨릴포스핀 착물 또는 포스핀 및 Pd 염 또는 포스핀 및 Pd-착물의 혼합물 예를 들어 디벤질리덴아세톤-팔라듐 및 트리-tert-부틸포스핀 (또는 그의 테트라플루오로보레이트); 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0) 및 트리-tert-부틸포스핀; 아세트산팔라듐 및 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄 (테트라메틸에틸렌디아민의 존재 하); 또는 중합체-결합된 Pd-트리페닐포스핀 촉매 시스템, 예를 들어 폴리스티렌 상 테트라키스트리페닐-포스핀-팔라듐이다.
반응은 통상적으로 용매 중에서 수행된다. 적합한 용매는 예를 들어 극성 비양성자성 용매, 예컨대 아세토니트릴, 질소-함유 헤테로사이클, N,N-이치환된 지방족 카르복스아미드, 바람직하게는 N,N-디(C1-C4-알킬)(C1-C4)카르복스아미드) 및 N-알킬락탐 예컨대 디메틸포름아미드, 디에틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸부티르아미드 및 N-메틸피롤리돈 (NMP); 비-극성 용매 예컨대 에테르, 예를 들어 테트라히드로푸란 또는 1,4-디옥산, 또는 방향족 용매 예컨대 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌이다.
각각의 Hal이 브로민이거나 또는 각각의 Hal이 염소인 화학식 (17)의 화합물은 하기 반응식 8에 약술된 바와 같이 제조될 수 있다. 화학식 (18)의 화합물의 브로민화는 반응식 6의 단계 (iii)과 유사하게 수행될 수 있다. 각각의 Hal이 염소인 화학식 (17)의 화합물은 화학식 (18)의 화합물을 N-클로로숙신이미드로 처리함으로써 제조될 수 있다.
반응식 8:
Figure pct00019
화학식 (I.a)의 화합물은 하기 반응식 9에 도시된 바와 같이 루이스 산, 예컨대 사염화주석의 존재 하에 화학식 (19)의 디할로겐화 붕소 디피린을 시안화 시약, 예컨대 트리메틸실릴 시아나이드로 후관능화시킴으로써 제조할 수 있다. 시안화는 문헌 [Biorg. Med. Chem. Lett. 18 (2008), 3112-3116]에 기재된 방법과 유사하게 수행될 수 있다.
반응식 9:
Figure pct00020
화학식 (19)의 화합물은 반응식 10에 약술된 바와 같이 제조할 수 있다. 반응식 10의 단계 (i)에서 화학식 (21) 및 (22)의 피롤은 산성 조건 하에 화학식 (20)의 헤미아세탈 (여기서 R*는 C1-C6-알킬임)과 반응하여 화학식 (23)의 디피로메탄 화합물을 제공한다. 반응식 10의 단계 (ii)에서, 화학식 (23)의 디피롤메탄은 테트라히드로푸란 중 염소화제 예컨대 N-클로로숙신이미드로 처리되어 3,5-위치에 염소를 보유하는 디클로로메탄을 제공한다. 상기 화합물을 5,6-디시아노-1,4-벤조퀴논과 같은 산화제로 후속적으로 처리하여 화학식 (24)의 디클로로피로메텐 화합물을 수득한다 (반응식 10의 단계 (iii)). 반응식 10의 단계 (iv)에서의 착물화는 반응식 1에서의 단계 (ii)와 유사하게 수행된다.
반응식 10:
Figure pct00021
R4a 및 R4b가 플루오린이 아닌 것인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물은 붕소로부터의 플루오라이드 이온의 친핵성 치환에 의해 제조될 수 있다.
R4a 및 R4b가 각각 염소인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물은, 문헌 [Journal of Organic Chemistry, 2013, vol. 78(2), 757-761]에 기재된 바와 같이 R4a 및 R4b가 각각 플루오린인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물을 디클로로메탄 중 삼염화붕소로 처리함으로써 제조할 수 있다.
R4a 및 R4b가 각각 시아노인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물은 문헌 [Photochemical & Photobiological Sciences 2009, 8, 1006-1015] 또는 [Biorg. Med. Chem.Lett. 18 (2008), 3112-3116]에 기재된 방법과 유사하게, R4a 및 R4b가 각각 플루오린인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물을 루이스산, 예컨대 삼플루오린화붕소 에테레이트 또는 사염화주석의 존재 하에 시안화 시약, 예컨대 트리메틸실릴 시아나이드로 처리함으로써 루이스 산 촉매된 친핵체 치환 반응으로 제조할 수 있다.
R4a 및 R4b가 각각 라디칼 OR10인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물은, R4a 및 R4b가 각각 플루오린인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물을 화학식 MeOR10의 금속 알콕시드로 처리함으로써 제조될 수 있다. Me는 바람직하게는 알칼리 금속이다. 통상적으로, 반응은 용매 중에서 수행된다. R10이 C1-C10-알킬인 경우에, 용매는 통상적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알칸올이다. R10이 히드록시-C1-C10-알킬인 경우에, 용매는 통상적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알칸디올이다. 대안적으로, R4a 및 R4b가 각각 라디칼 OR10인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물은, R4a 및 R4b가 각각 플루오린인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물을 삼염화알루미늄의 존재 하에 화학식 HOR10의 알콜로 처리함으로써 제조될 수 있다.
R4a 및 R4b가 각각 염소인 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물은 또한 각각 삼염화붕소와의 화학식 (4), (13) 및 (24)의 화합물의 착물화에 의해 제조될 수 있다.
통상의 기술자는 추가의 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물이 상기 도시된 방법과 유사한 방법을 사용하여 제조될 수 있음을 용이하게 인지할 것이다.
상기 기재된 반응을 질소 또는 아르곤 중에서 수행하는 것이 유리할 수 있다. 출발 물질은, 상업적으로 입수가능하지 않은 경우에, 표준 유기 화학 기술, 공지된 구조적으로 유사한 화합물의 합성과 유사한 기술, 또는 상기 기재된 반응식 또는 합성 실시예 섹션에 기재된 절차와 유사한 기술로부터 선택된 절차에 의해 제조될 수 있다.
바람직한 실시양태에 따르면, 색 변환기는 하기로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료 B를 추가로 포함한다:
(B1) 화학식 (III)의 아릴옥시-치환된 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물
Figure pct00022
(여기서
q는 1, 2, 3, 또는 4이고;
R30은, 비치환되거나 또는 할로겐, C1-C10-알킬 또는 C6-C10-아릴에 의해 일치환 또는 다치환된 아릴옥시이고, 여기서 R30 라디칼은 *로 나타낸 위치 중 하나 이상에 존재하고;
R31 및 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 pct00023
(여기서
R41 및 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 pct00024
(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 또는 C6-C24-아릴옥시로부터 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, -NRAr51CORAr52, -CONRAr51RAr52, -SO2NRAr51RAr52, -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 또는 C6-C24-아릴티오로부터 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, R514 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);
또는 그의 혼합물.
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)아릴로부터 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 페닐로부터 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-테트라카르복스이미드; 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-클로로페녹시)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-디이소프로필페닐)-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 화학식 (III-1), (III-2), (III-3) 또는 (III-4)의 화합물로부터 선택된다.
Figure pct00025
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 적색 형광 염료이다. 바람직하게는, 화학식 (IV)의 화합물에서, R41 및 R42는 선형 또는 분지형 C1-C18 알킬 라디칼, C4-C8-시클로알킬 라디칼, 페닐 또는 나프틸이고, 여기서 마지막에 언급된 2개의 라디칼에서 방향족 고리는 선형 또는 분지형 C1-C10-알킬에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있다. 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 스왈로우테일(swallowtail) 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 적색 형광 염료이다. 화학식 (V)의 화합물로서, R51 및 R52가 서로 독립적으로, 비치환되거나 또는 1, 2 또는 3개의 C1-C6-알킬에 의해 치환된 페닐로부터 선택되고; R53, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R510, R511, R512, R513, R514, R515, R516, R517 및 R518이 각각 수소인 화합물이 바람직하다. 상기 정의된 바와 같은 화학식 (V)의 화합물은 바람직하게는 화학식 (V.1)의 화합물이다.
Figure pct00026
본 발명에 따르면, 색 변환기는 중합체 매트릭스 물질을 포함한다. 화학식 (I.a), (I.b) 및/또는 (I.c)의 화합물을 위한 매트릭스로서의 역할을 하는 바람직한 중합체는 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 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 혼합물로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적합한 중합체 매트릭스 물질은 광학적으로 투명하다.
또 다른 실시양태에서, 적합한 중합체 매트릭스 물질은 광학적으로 불투명하다.
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 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 본질적으로 또는 완전히 이루어진다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산의 축합 또는 디메틸 테레프탈레이트와 에틸렌 글리콜 사이의 에스테르 교환 반응에 의해 수득가능하다. 바람직하게는, 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 완전히 이루어진다.
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-코-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-코-1,2-시클로헥산디카르복실레이트), 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-코-1,4-시클로헥산디카르복실레이트), 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-코-테레프탈레이트), 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-코-2,6-나프탈레이트) 또는 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-코-3,4-푸란디카르복실레이트), 바람직하게는 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-코-테레프탈레이트), 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-코-2,6-나프탈레이트) 또는 폴리(에틸렌-2,5-푸란디카르복실레이트-코-3,4-푸란디카르복실레이트이다.
2,5-푸란디카르복실레이트 폴리에스테르 (A)는 US 2,551,731에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
폴리메타크릴레이트의 예는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)이다.
특히, 조명 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 폴리스티렌으로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 조명 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 폴리카르보네이트로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 조명 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 조명 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 폴리에틸렌 푸라노에이트로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 색 변환기는 적어도 1종의 광 산란제를 포함한다. 적합하고 특히 바람직한 광 산란제와 관련하여서는, 하기에 언급된 것을 참조한다.
특히, 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 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 매트릭스 물질은, 각각 단독중합체 또는 공중합체인 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 특히 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 폴리카르보네이트로 이루어진다.
마찬가지로 특히, 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진다.
특히 디스플레이 응용분야에 사용하기 위해, 중합체 매트릭스 물질은 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 매트릭스 물질은 중합성 (경화성) 조성물의 반응 생성물을 포함한다. 바람직하게는, 중합체 매트릭스 물질은 경화성 수지 조성물의 반응 생성물로 이루어진다. 경화성 수지 조성물은 바람직하게는 적어도 1종의 결합제, 적어도 1종의 반응성 단량체, 적어도 1종의 광개시제 및/또는 광산-생성기를 포함하는 감광성 레지스트 조성물이다. 바람직하게는, 감광성 레지스트 조성물은 열 라디칼 개시제, 유기 용매, 분산제, 계면활성제, 광 산란제 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 첨가제를 추가로 포함한다.
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 예는, 예를 들어, 쇼와 덴코 케이.케이.(일본)에 의해 제공되는 리폭시®SPC-1000이다.
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 반응성 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 반응성 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 반응성 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. 개시제는 광 조사시 경화 과정을 개시하는 라디칼을 생성하는 화합물이다. 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. 1종의 광개시제가 단독으로 사용될 수 있거나 또는 2종 이상이 조합되어 사용될 수 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 발생제는 광 조사시 산을 발생시키는 화합물이며, 다양한 광산 발생제가 상업적으로 입수가능하다. 광산 발생제의 적합한 예는 유기 오늄 염, 예컨대 술포늄, 아이오도늄, 셀레늄, 암모늄 및 포스포늄 양이온, 및 음이온이다.
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 고분자량 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; 등이다. 한 실시양태에서, 분산제는 바스프 에스이(BASF SE) (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.
중합체 매트릭스 물질은, 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, 중합체 매트릭스 물질은 임의의 산화방지제 또는 자유-라디칼 스캐빈저를 포함하지 않는다.
본 발명의 한 실시양태에서, 중합체 매트릭스 물질은 광 산란제를 포함한다. 적합한 광 산란제는 DIN 13320에 따른 평균 입자 크기가 0.01 내지 10 μm, 바람직하게는 0.1 내지 1 μm, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.4 μm 인 무기 백색 안료, 예를 들어 이산화티타늄, 황산바륨, 리토폰, 산화아연, 황화아연, 탄산칼슘이다. 이들 광 산란제는 각 경우에 산란체를 포함하는 중합체 매트릭스를 기준으로 하여 전형적으로 0.01 내지 2.0 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.4 중량%의 양으로 포함된다.
적합한 유기 광 산란제의 예는 폴리(아크릴레이트)를 기재로 하는 것; 폴리(알킬 메타크릴레이트), 예를 들어 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA); 폴리(테트라플루오로에틸렌) (PTFE); 실리콘계 산란제, 예를 들어 가수분해된 폴리(알킬 트리알콕시실란) 및 그의 혼합물을 포함한다. 이들 광 산란제의 크기 (평균 직경-중량 평균)는 통상적으로 0.5 내지 50 μm, 바람직하게는 1 내지 10 μm의 범위이다. 이들 광 산란제는 각 경우에 산란체를 포함하는 층의 중합체를 기준으로 하여 전형적으로 1 내지 10 중량%의 양으로 포함된다. 유용한 광 산란제는 예를 들어 3 내지 5 중량%의 PMMA계 산란제와 1.5 내지 2 중량%의 실리콘계 산란제의 혼합물이다.
EP-A 634 445에 기재된 바와 같은 TiO2와 조합된 코어/쉘 형태를 갖는 비닐 아크릴레이트를 기재로 하는 중합체 입자를 함유하는 광-산란 조성물이 또한 적합하다.
바람직한 실시양태에 따르면, 색 변환기는 적어도 1종의 광 산란제를 추가로 포함한다.
상기 언급된 중합체는 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물, 및 존재하는 경우에, 상기 본원에 기재된 유기 형광 염료 B 또는 하기 본원에 기재된 무기 형광 물질을 위한 매트릭스 물질로서 제공된다. 바람직한 실시양태에서, 색 변환기는 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 적어도 1종의 형광 염료 또는 그의 혼합물 및 적어도 1종의 유기 형광 염료 B를 포함한다.
중합체 매트릭스 물질 중 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 형광 화합물의 농도는, 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물의 여기 파장에서의 흡수 강도 및 형성되는 층 두께를 포함하는 인자에 따라 달라진다. 층이 얇은 경우, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 적어도 1종의 화합물 또는 그의 혼합물의 농도는 일반적으로 두꺼운 층의 경우보다 높다. 본 발명에 따른 색 변환 층에서의 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물(들) 또는 그의 혼합물의 총 농도는, 중합체 매트릭스 물질의 총 중합체 중량을 기준으로 하여, 통상적으로 0.0005 내지 8 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%의 범위이다.
특히, 일반 조명 응용분야에서 사용하기 위해, 색 변환기에서의 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 녹색-방출 화합물 또는 그의 혼합물의 농도는, 중합체 매트릭스 물질의 총 중합체 함량을 기준으로 하여, 전형적으로 0.001 내지 0.8 중량%, 바람직하게는 0.002 내지 0.6 중량%, 보다 바람직하게는 0.003 내지 0.5 중량%의 범위이다.
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.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물의 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.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물 대 염료 B의 비는, 3,000 내지 20,000 K의 CCT를 갖는 백색 LED에 의해 광이 발생되는 경우의 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물 대 염료 B의 비에 비해 훨씬 더 크다.
특히, 디스플레이 응용분야에서 사용하기 위한, 색 변환기에서의 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 녹색-방출 화합물 및 그의 혼합물의 농도는, 중합체 매트릭스 물질의 총 중합체 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.005 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.5 중량%이다.
구체적 실시양태에서, 디스플레이 디바이스에 사용하기 위해, 색 변환기는 적어도 1종의 염료 B를 포함한다. 일부 실시양태에서, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물 및 형광 염료 B는 색 변환기의 다양한 층에 존재한다. 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물은 적어도 1종의 염료 B보다 비교적 더 높은 함량으로 존재할 필요가 있다. 본 발명의 이러한 실시양태에 따르면, 적어도 1종의 형광 염료 B의 총량은 중합체 매트릭스 물질에 사용된 중합체의 총량을 기준으로 하여 전형적으로 0.001 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.8 중량%, 보다 바람직하게는 0.002 내지 0.5 중량%이다.
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 pct00027
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 임의의 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 염료 및/또는 광 산란체를 포함하는 복수의 중합체 층으로 구성된 다층 구조를 가질 수 있다. 색 변환기가 다층 구조를 갖는 경우에, 1개의 층은 본 발명에 따른 형광 염료를 포함하고 또 다른 층은 본 발명에 의해 포함되는 적어도 1종의 형광 물질을 포함한다.
한 실시양태에서, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 형광 염료는 LED를 대면하는 색 변환기의 층에 존재한다. 또 다른 실시양태에서, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 형광 염료가, LED를 대면하지 않는 색 변환기의 층에 존재한다.
본 발명의 색 변환기가 적어도 1종의 유기 형광 염료 B를 포함하는 경우에, 본 발명의 한 실시양태에서 복수의 형광 염료가 1개의 층에 서로 함께 존재하는 것이 가능하다. 또 다른 실시양태에서, 다양한 형광 염료가 다양한 층에 존재한다.
구체적 실시양태에서, 유기 형광 염료를 포함하는 층 또는 매트릭스 중 적어도 하나가 광에 대한 광 산란제를 포함한다.
특정한 실시양태에서, 색 변환기는 다층 구조, 바람직하게는 2층 구조를 가지며, 여기서 각각의 층은 적어도 1종의 유기 형광 염료를 포함한다. 이러한 실시양태에서, 층들 중 하나가, 또는 모든 층은 아니나 하나를 초과하는 층이, 또는 모든 층들이 광 산란제, 바람직하게는 TiO2를 포함한다.
한 실시양태에서, 색 변환기는 복합재를 형성하도록 함께 적층된 복수의 중합체 층으로 이루어지며, 여기서 다양한 형광 염료 및/또는 산란제가 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.
일반적 조명 응용분야에서 사용하기 위해, 본 발명에 따른 색 변환기의 두께는 2 마이크로미터 (μm) 내지 5 mm, 예컨대 0.2 내지 5 mm, 또는 0.3 내지 3 mm 또는 0.4 내지 1 mm이다.
디스플레이 응용분야에서 사용하기 위해, 색 변환기는 통상적으로 1 μm 내지 1000 μm의 두께를 갖는다.
색 변환기가 1개의 층으로 이루어지거나 또는 적층 구조를 갖는 경우, 바람직한 실시양태에서, 개별 층(들)은 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 층은 색 변환 층의 양면에 제공될 수 있거나 또는 색 변환 층은 모든 면에서 적어도 1종의 장벽 층에 의해 둘러싸인다. 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 클로라이드 (PVC), 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 에폭시 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA)로부터 유도된 중합체 및 에틸렌-비닐 알콜 (EVOH)로부터 유도된 중합체이다.
장벽 층에 바람직한 물질은 유리, 또는 Al2O3과 SiO2 층의 교호 층으로 구성된 다층 시스템이다. 바람직하게는, 적합한 장벽 층은 산소에 대해 낮은 투과성을 갖는다. 보다 바람직하게는, 적합한 장벽 층은 산소 및 물에 대해 낮은 투과성을 갖는다. 일반적으로, 장벽 층은 0.01 μm 내지 5 mm, 바람직하게는 0.1 μm 내지 1000 μm, 보다 바람직하게는 1 μm 내지 100 μm의 두께를 갖는다. 유리 장벽 층은 바람직하게는 0.01 내지 5000 μm, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1000 μm의 두께를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 색 변환기는 산소에 대해 낮은 투과성을 갖는 장벽 층을 포함하지 않는다.
본 발명의 색 변환기는 상이한 방법에 의해 제조될 수 있다. 한 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기의 제조 방법은 적어도 1종의 중합체 및 적어도 1종의 유기 형광 염료를 용매에 용해시키고, 바람직한 경우에, 산란제를 첨가하고, 바람직한 경우에, 상기 정의된 바와 같은 추가의 첨가제를 첨가하고, 수득된 혼합물을, 예를 들어 닥터 블레이딩 기술에 의해 코팅하고 용매를 후속 제거하는 것을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 색 변환기의 제조 방법은 적어도 1종의 유기 형광 염료를 적어도 1종의 중합체, 및 바람직한 경우에, 산란제, 및 바람직한 경우에, 상기 정의된 바와 같은 추가의 첨가제와 압출시키는 것을 포함한다. 특히, 색 변환기는 압출, 인쇄, 코팅 또는 성형에 의해 형성된다.
색 변환기는 독립형 필름일 수 있지만, 또한 기판 층 상에 적용될 수 있다. 본 발명의 문맥에서, 독립형 필름은 그의 일부가 지지체 물질, 예컨대 기판과 접촉하지 않는 필름이다. 지지 층은 색 변환기에 기계적 안정성을 부여하도록 기능한다. 지지 층 물질의 유형은 투명하고 목적하는 기계적 강도를 갖는 한, 중요하지 않다. 대표적인 기판 층은 유리, 세라믹, 또는 플라스틱, 예컨대 셀룰로스 아세테이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 지방족 폴리에스테르, 폴리아미드, 아라미드, 폴리이미드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트 및 실리콘의 필름이다. 기판 층은 일반적으로 5 μm 내지 3000 μm의 두께를 갖는다.
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. 적합한 청색 LED는 또한 청색 광을 방출하는 미니-LED 및 마이크로-LED이다.
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.
특히, 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 이상의 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.
수은 램프에 의해 또는 유기 발광 다이오드 (OLED)에 의해 발생된 광을 변환시키는데 이들을 사용하는 것이 마찬가지로 가능하다.
본 발명의 추가의 측면은
(i) 적어도 하나의 광원; 및
(ii) 상기 본원에 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기
를 포함하며,
여기서 적어도 1종의 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터 원격 배열로 존재하는 것인 조명 디바이스 (조명용 디바이스)에 관한 것이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 광원은 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 LED이다. 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 조명 디바이스는 여러 개의 LED를 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 조명 디바이스는, 모두 청색인 여러 개의 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.
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. 본 발명의 조명 디바이스는 실내, 실외, 사무실, 차량, 토치, 게임 콘솔, 가로등, 교통 표지에서의 조명에 적합하다.
본 발명의 조명 디바이스는 높은 발광 효능과 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 발명의 색 변환기는 추가적으로 광기전장치 및 형광 변환 태양 전지에서의 집광 시스템 (형광 수집기)으로서의 응용분야에 적합하다.
화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)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 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.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 유기 형광 염료 및 중합체 매트릭스를 포함한다.
다수의 상이한 방사선원이 본 발명의 송신기에 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 방사선원은 복수의 LED이다. 추가로, 레이저 다이오드가 방사선원으로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 송신기의 방사선원은 청색 LED, RGB LED 시스템, 유기 LED 예컨대 백색 유기 LED 또는 청색 유기 LED 및 차가운 백색 LED로 이루어진 군으로부터 선택된다.
송신기에 사용되는 색 변환기와 관련하여, 상기 본원에서 상기 언급된 것을 참조한다. 특히, 송신기에 사용하기 위한, 방사선원과 색 변환기 사이의 거리는 0.01 내지 10 cm의 범위이다.
화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)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. 그의 사용은 디스플레이의 색역을 유의하게 증가시킨다.
따라서, 본 발명은 추가로,
(i) 적어도 하나의 광원; 및
(ii) 상기된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기
를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터 원격 인광체 배열로 존재하는 것인, 액정 디스플레이 (LCD)용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
표준 LCD 백라이트 유닛 (BLU)에서의 광원은 통상적으로 복수의 LED이다. 바람직하게는, LED는 400 nm 내지 480 nm의 파장 범위에 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED이다. 적합한 청색 LED는, 예를 들어, 질화갈륨 (GaN) 또는 질화인듐갈륨 (InGaN)을 기재로 하는 것이다. 마찬가지로 바람직하게는, LED는 백색 LED이다. 상업적 백색 LED는 전형적으로 청색 광을 방출하는 LED 칩 및 황색, 녹색 및/또는 적색 인광체의 코팅, 특히 Ce:YAG를 갖는 황색 코팅으로 이루어진다. 이들 WLED는 통상적으로 6000 내지 12000 K, 바람직하게는 6500 내지 11000 K의 상관 색 온도를 갖는다. 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.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 유기 형광 염료를 포함하는 적어도 1종의 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 염료 B를 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 임의의 광 산란제를 포함하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 색 변환기는 무기 또는 유기 광 산란제를 포함한다. 적합한 무기 및 유기 광 산란제는 상기 언급된 것들, 특히 바람직한 것으로 언급된 것들이다. 디스플레이 응용분야를 위한 색 변환기에 사용되는 광 산란제는 통상적으로 5 내지 500 nm 범위의 직경을 갖는다.
백라이트 유닛에서 사용하기 위한 색 변환기는 통상적으로 2 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터, 바람직하게는 5 내지 500 μm, 보다 바람직하게는 10 내지 350 μm, 예를 들어 50 내지 300 마이크로미터의 두께를 갖는다. 본 발명에 따르면, 색 변환기는 광원으로부터 물리적으로 분리되고, 즉 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터의 원격 인광체 배열로 존재한다. 백라이트 유닛에서 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 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 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기
를 포함하는 액정 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
광원은 통상적으로 복수의 발광 다이오드이다. 적합한 광원은 상기 정의된 바와 같은 백색 발광 다이오드 또는 청색 발광 다이오드이다. 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. 색 변환기는 통상적으로 2 내지 1000 μm, 바람직하게는 5 내지 500 μm, 보다 바람직하게는 10 내지 350 μm, 예를 들어 50 내지 300 μm의 두께를 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에서, 색 변환기는 액정 패널 아래에 배열되며, 즉 적어도 1종의 색 변환기 및 적어도 하나의 광원은 상기 정의된 바와 같은 백라이트 유닛의 일부이다. 이러한 실시양태에 따르면, 색 변환기의 중합체 매트릭스 물질은 바람직하게는 폴리스티렌 또는 폴리스티렌계 수지, 예컨대 스티렌, 알파-메틸스티렌 및 아크릴산의 공중합체의 반응 생성물이거나; 또는 색 변환기의 중합체 매트릭스 물질은 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 상기 정의된 바와 같은 광 산란제를 포함할 수 있다.
추가 실시양태에서, 색 변환기는 컬러 필터 어레이에 배치된다. 이러한 실시양태에서, 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 상기 정의된 바와 같은 광 산란제를 포함할 수 있다.
이러한 실시양태에 따르면, 적어도 하나의 광원에 의해 방출된 광은 액정 층을 통과한 후, 컬러 필터 어레이를 통과한다. 색 변환기가 컬러 필터 어레이의 일부인 경우, 이는 액정 층과 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터 사이에 위치하거나 컬러 필터 내에 함유될 수 있다.
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 인쇄 기술에 의해 제작될 수 있다. 패턴화 방법에서, 패턴화는 컬러 필터를 위한 착색제, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료, 및 존재하는 경우, 화학식 I의 화합물과 상이한 추가의 유기 형광 염료를 포함하는 감광성 레지스트 조성물을 광에 노출시키고 현상함으로써 수행되고, 패턴화는 필요한 시간 내에 순서대로 반복된다. 통상의 기술자는 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 및, 존재하는 경우, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물과 상이한 유기 형광 염료(들)이 여러 레지스트 조성물들에 존재함을 인지할 것이다.
존재하는 경우, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물과 상이한 유기 형광 염료(들)는 바람직하게는 상기 언급된 유기 형광 염료 B 또는 그의 혼합물로부터 선택된다. 추가의 염료(들)는 또한 적어도 하나의 광원에 의해 여기될 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.
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 따라 사용되는 색 변환기는 녹색 스펙트럼 범위에서 좁은 피크를 제공하며, 이는 선행 기술로부터 공지된 것보다 더 자연적이고 선명한 색상으로 더 넓은 색역을 갖는 LCD를 제공할 수 있게 한다.
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 추가의 측면은
(i) 백색 유기 발광 다이오드, 청색 유기 발광 다이오드, 미니-LED 또는 마이크로-LED로부터 선택된 적어도 하나의 광원;
(ii) 상기 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기; 및
(iii) 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 임의적인 컬러 필터 어레이
를 포함하는 자체-방출 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
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 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 녹색 방출체 층을 가질 수 있거나, 또는 이는 3원색, 즉 청색, 적색 및 녹색의 광을 방출할 수 있다. 마찬가지로, 녹색, 황색 및 적색 인광 층이 청색 형광 층에 혼입될 수 있다. 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 3000 K 내지 12000 K, 예를 들어 6000 내지 12000 K, 또는 6500 내지 11000 K의 상관 색 온도를 갖는다. 특히, WOLED에 의해 방출된 백색 광은 400 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하여 목적하는 방출 스펙트럼을 생성한다.
또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 광원은 복수의 청색 유기 발광 다이오드, 특히 400 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 OLED이다. 또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 광원은 청색 광을 방출하는 복수의 마이크로 LED 또는 미니-LED이다. 한 실시양태에서, 마이크로 LED 디바이스는 p-n 다이오드 내에 양자 웰 층을 포함한다. 통상적으로, 마이크로 LED는 400 내지 480 nm의 중심 파장을 갖는 광을 방출한다.
색 변환기의 중합체 매트릭스 물질은 바람직하게는 에폭시 수지 또는 비닐 에스테르 수지 또는 상기 기재된 바와 같은 감광성 포토레지스트 조성물이다. 색 변환기는 또한 광 산란제를 포함할 수 있다.
색 변환기는 또한 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료와 상이한 유기 형광 염료(들) (존재하는 경우)를 포함할 수 있으며, 이는 바람직하게는 상기 언급된 유기 형광 염료 B 또는 그의 혼합물로부터 선택된다. 추가의 염료(들)는 또한 적어도 하나의 광원에 의해 여기될 수 있다.
자체-방출 디스플레이에 사용하기 위한 색 변환기는 통상적으로 1-20μm의 두께를 갖는다.
색 변환기는 독립형 필름일 수 있거나, OLED와 직접 접촉해 있을 수 있거나, 또는 컬러 필터 어레이 (존재하는 경우)에 배치될 수 있다. 본원에 사용된 "직접 접촉"은 개재 층 또는 공기 갭이 없다는 것을 의미한다.
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 인쇄 기술, 특히 잉크젯 인쇄 기술에 의해 제조될 수 있다.
자체-방출 디스플레이 디바이스는 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이를 포함할 수 있다. 임의로, 컬러 필터 어레이는 또한 백색 화소를 포함한다. 디스플레이 디바이스는 컬러 필터 층 사이의 경계에 배치된 블랙 매트릭스를 추가로 포함할 수 있다.
컬러 필터 어레이는, 존재하는 경우에, 본원에 기재된 감광성 포토레지스트 조성물을 패턴화함으로써 또는 인쇄 기술에 의해 제작될 수 있다. 패턴화 방법에서, 패턴화는 컬러 필터를 위한 착색제, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료, 및 존재하는 경우 이러한 적어도 1종의 유기 형광 염료와 상이한 추가의 유기 형광 염료를 포함하는 감광성 레지스트 조성물을 광에 노출시키고 현상함으로써 수행되고, 패턴화는 필요한 시간 내에 순서대로 반복된다. 통상의 기술자는 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료 및 존재하는 경우 상기 적어도 1종의 유기 형광 염료와 상이한 유기 형광 염료(들)가 여러 레지스트 조성물들에 존재함을 인지할 것이다.
추가로, 일부 실시양태에서, 디스플레이는 터치-감지 요소와 함께 제공될 수 있다.
광원으로서 적어도 하나의 백색 OLED, 청색 OLED 또는 청색 마이크로-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, 텔레비전 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. 이들은 또한 헤드-업 디스플레이, 대형 스크린 텔레비젼 또는 스마트폰에 특히 적합하다.
자체-방출 디바이스는 임의의 패턴화 기술, 예컨대 섀도우 마스킹 및 포토리소그래피/레지스트 공정을 사용하여 패턴화될 수 있다. 자체-방출 디바이스는 또한 인쇄 기술, 특히 잉크젯 인쇄를 사용하여 패턴화될 수 있다.
추가의 측면에서, 본 발명은 상기 정의된 바와 같은 색 변환기를 포함하는 고정식 시각 디스플레이 디바이스; 및 이동식 시각 디스플레이 디바이스로부터 선택되는 디바이스에 관한 것이다. 고정식 시각 디스플레이 디바이스는, 예를 들어 컴퓨터, 텔레비전의 시각 디스플레이 디바이스, 프린터, 주방용 기구 및 광고 패널, 조명 및 안내 패널에서의 시각 디스플레이 유닛이다. 이동식 시각적 디스플레이 유닛은, 예를 들어, 스마트폰, 랩톱, 태블릿 PC, 디지털 카메라, mp-3 플레이어, 차량, 및 버스 및 기차의 행선지 디스플레이에서의 시각적 디스플레이 유닛이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 상기 정의된 바와 같은 디스플레이 디바이스를 포함하는 텔레비전 디바이스에 관한 것이다.
포토리소그래피 기술은 다수의 제조 단계를 포함하며, 인쇄 방법보다 훨씬 더 복잡하다. 또한, 포토리소그래피 기술은 전형적으로 인쇄 기술보다 훨씬 더 비싸다.
따라서, 본 발명의 목적은 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료를 함유하는 필름을 인쇄하기에 적합한 잉크 제제를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 추가의 측면은 하기를 포함하는 잉크 제제에 관한 것이다:
(i) 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료;
(ii) 적어도 1종의 광-경화성 또는 열 경화성 결합제;
(iii) 임의로, 광개시제, 광산-발생제, 반응성 단량체, 열 라디칼 개시제 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 성분; 및
(iv) 임의로, 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)의 화합물과 상이한 유기 형광 착색제, 유기 용매, 분산제, 계면활성제, 광 산란제, 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 첨가제.
잉크 제제는 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료를 함유하는 디스플레이 디바이스의 층을 인쇄하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 결합제는 적어도 1종의 중합체 성분을 포함한다. 중합체 성분은 통상적으로 폴리에테르 (메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트, 에폭시 (메트)아크릴레이트, 우레탄 (메트)아크릴레이트를 포함한다.
본 발명에 따른 잉크 제제는 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 6개 초과의 올레핀계 이중 결합을 함유하는 반응성 단량체를 포함할 수 있다.
1개의 올레핀계 이중 결합을 갖는 반응성 단량체의 예는 모노(메트)아크릴레이트를 포함한다. 모노(메트)아크릴레이트는 알킬 라디칼이 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르, 예컨대 메틸 (메트)아크릴레이트 및 에틸 (메트)아크릴레이트 또는 시클릭 트리메틸올프로판 포르말 (메트)아크릴레이트; 알콕실화 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트; 페녹시알킬 (메트)아크릴레이트, 예컨대 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트 및 페녹시메틸 (메트)아크릴레이트; 2-(2-에톡시에톡시) 에틸 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트를 포함한다.
2개의 올레핀계 이중 결합을 갖는 반응성 단량체의 예는 디(메트)아크릴레이트를 포함한다. 해당하는 적합한 디(메트)아크릴레이트는 또한 에톡실화, 프로폭실화, 또는 에톡실화와 프로폭실화의 혼합물인 것들일 수 있다. 디(메트)아크릴레이트의 예는 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 약 200 내지 약 500 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 약 200 내지 약 500 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖는 폴리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 에톡실레이트 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 프로폭실레이트(2) 디(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 1,12-도데칸디올 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀-A 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀-A 에톡실레이트 디(메트)아크릴레이트를 포함한다.
3, 4, 5 또는 6개 또는 그 초과의 올레핀계 이중 결합을 갖는 반응성 단량체의 예는 트리(메트)아크릴레이트, 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타(메트)아크릴레이트 및 더 높은 관능가의 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 적합한 반응성 단량체는 트트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 또는 알콕실화 알콜의 아크릴산 에스테르, 예를 들어 글리세롤 에톡실레이트 트리아크릴레이트, 글리세롤 프로폭실레이트 트리아크릴레이트, 프로폭실화 글리세롤 트리아크릴레이트를 포함한다.
잉크 제제는 중합 과정을 개시하기 위해 적어도 1종의 (통상적) 광개시제를 포함할 수 있다. 인쇄 잉크 제제는 (통상적) 광산-발생제를 포함할 수 있다. 인쇄 잉크 제제는 (통상적) 열 라디칼 개시제를 포함할 수 있다.
잉크 제제는 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물과 상이한 유기 형광 착색제, 유기 용매, 분산제, 계면활성제, 광 산란제, 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 추가의 첨가제를 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 원하는 경우에 임의의 유효량으로 인쇄 잉크 제제에 포함될 수 있다. 잉크 제제의 점도 및/또는 표면 장력을 조정하는데 적합한 용매는 특히 유기 용매, 예컨대 에스테르, 에테르, 디올, 글리콜 및 방향족 탄화수소이다. 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 및 그의 혼합물과 상이한 매우 다양한 유기 및 무기 염료 및 안료가 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다. 화학식 (I.a), (I.b) 또는 (I.c)의 화합물과 상이한 유기 형광 착색제는 특히 상기 정의된 바와 같은 형광 염료 B 또는 그의 혼합물로부터 선택된다. 인쇄 잉크 제제는 중합체 성분에 분산된 광 산란제를 포함할 수 있다. 광 산란제에 대해서는 상기 언급된 것을 참조한다.
인쇄 잉크 제제의 중합은 열, 전자 빔 방사선, UV 방사선 또는 LED 방사선에 의해 촉발될 수 있다. 전자 빔에 의한 경화, UV 노출, LED로부터의 방사선 또는 열은 산소-함유 분위기 하에 또는 특히 불활성 기체 하에 일어날 수 있다. 경화시키고자 하는 잉크 제제에 따라, 경화가 오로지 방사선에 의해 수행될 수 있지만, 방사선 이전, 동안 또는 이후의 열 경화가 유리할 수 있다.
일부 실시양태에서, 결합제는 잉크 제제에서의 주요 성분이다.
잉크 제제는 하기를 포함할 수 있다:
(i) 0.1 내지 40 중량%의, 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료;
(ii) 30 내지 90 중량%의 적어도 1종의 광-경화성 또는 열 경화성 결합제 시스템;
(iii) 0 내지 60 중량%의, 광개시제 및/또는 광산-발생제, 반응성 단량체, 열 라디칼 개시제 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 성분; 및
(iv) 0 내지 40 중량%의, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물과 상이한 유기 형광 착색제, 유기 용매, 분산제, 계면활성제, 광 산란제, 또는 그의 혼합물로부터 선택된 임의로 적어도 1종의 추가의 첨가제.
인쇄 잉크 제제는 개별 성분들을 혼합함으로써 통상적인 방식으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 인쇄 잉크 제제는 스크린 인쇄 또는 잉크젯 인쇄에 특히 적합하다.
인쇄 잉크 제제는 바람직하게는 액정 디스플레이 디바이스 또는 자체-방출 디바이스의 제조에 사용된다.
본 발명은 하기 기재된 실시예에 의해 상세히 설명된다. 동시에, 실시예는 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 특히, 화학식 I의 형광 화합물 및 본 발명의 경화성 오르가노폴리실록산 조성물은 실제 실시예를 참고로 더 상세히 추가로 기재될 것이다. 본 발명에 따른 화합물의 제조는 실시예에 의해 예시되지만; 본 발명의 대상은 제공된 실시예에 제한되지 않는다.
실시예
I. 제조예
실시예 1: 하기 화합물의 제조
Figure pct00028
경로 a)
1.1 하기 화합물의 제조
Figure pct00029
클로로벤젠 100 mL, 4,4-디플루오로-1,3,5,7-펜타메틸-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센 (CAS 121207-31-6, TCI로부터 입수가능함) 5.0 g (19.1 mmol) 및 브로민 16.5 g (5.5 mL)의 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 그 후, 브로민을 취입 제거하고, 생성물을 메탄올 100 mL의 첨가에 의해 침전시키고, 여과하고, 메탄올로 세척하고, 건조시키고, 적색 고체 4.2 g (53%)을 95%의 순도로 수득하였다 (HPLC).
Rf (톨루엔) = 0.82.
1.2 하기 화합물의 제조
Figure pct00030
N-메틸피롤리돈 (NMP, 실시예 1.1로부터의 디브로모화합물 1.0 g (2.4 mmol)) 40 mL, 시안화아연 0.84 g (7.1 mmol), 트리스-(디벤질리덴아세톤)-디팔라듐 0.88 g (1.0 mmol) 및 톨루엔 중 1.0 M 트리-tert.-부틸포스핀 용액 1.68 mL (2.0 mmol)의 혼합물을 100℃로 2.5시간 동안 가열하였다. 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 여과하고, 여과물이 거의 무색이 될 때까지 NMP로 세척하였다. 여과물을 물로 희석하고, 메틸-tert.-부틸에테르로 추출하고, 합한 유기 상을 진공 하에 농축시키고, 잔류물을 실리카 상에서 톨루엔/에틸아세테이트 20:1을 사용한 칼럼 크로마토그래피에 의해 2회 정제하였다. 2.0 mg의 표제 화합물을 수득하였다.
Rf (톨루엔:에틸아세테이트 = 20:1) = 0.57
경로 b)
1.3 2-옥소프로판알 옥심의 제조
테트라히드로푸란 (THF) 80 mL, 물 중 메틸글리옥살의 40% 용액 6.15 mL (2.88 g, 0.04 mol) 및 히드록실아민 히드로클로라이드 2.78 g (0.04 mol)의 혼합물을 실온에서 24시간 동안 교반하였다. 혼합물을 후속 단계에 추가 단리 및 정제 없이 사용하였다.
Rf (시클로헥산:아세톤 1:1) = 0.7
1.4 1-아미노프로판-2-온의 제조
실시예 1.3으로부터의 용액에 70 mL의 물 및 23.8 g (0.2 mol)의 금속성 주석을 첨가하였다. 이 현탁액에 19.0 g의 진한 염산을 3시간 내에 첨가하였다. 반응 혼합물을 42℃ 미만으로 유지하였다. 잔류 주석을 여과하였다. 여과물에 약 50 mL의 20% NaOH를 약간 염기성이 될 때까지 첨가하였다 (pH= 9). 염이 침전되었으며, 이를 여과하였다. 수득된 혼합물을 후속 단계에 추가 단리 및 정제 없이 사용하였다.
1.5 2,4-디메틸-1H-피롤-3-카르보니트릴의 제조
실시예 1.4로부터 수득된 혼합물에 3-옥소부탄니트릴 3.5 g (0.04 mol)을 첨가하였다. 혼합물을 45-50℃에서 밤새 pH=9에서 교반하였다. 반응물을 실온으로 냉각시키고, 디클로로메탄 200 mL로 3회 추출하고, 용매를 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 톨루엔/에틸아세테이트 10:1을 사용한 칼럼 크로마토그래피로 처리하였다. 0.32 g (모든 단계에서 26%)의 백색 고체를 수득하였다.
Rf (톨루엔:에틸 아세테이트= 10:1) = 0.39
1.6 하기 화합물의 제조
Figure pct00031
실시예 1.5로부터의 화합물 0.22 g (1.8 mmol)을 디클로로에탄 3 mL 중에 용해시켰다. 아세틸 클로라이드 0.52 g (6.6 mmol)을 첨가하고, 반응 혼합물을 환류 (78℃) 하에 3시간 동안 가열하였다. 추가의 아세틸 클로라이드 1.0 g (13.2 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 추가로 1시간 동안 환류하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 석유 에테르 30 mL를 첨가하였다. 현탁액을 1시간 동안 교반하고, 여과하였다. 수득된 흑색 잔류물 (220 mg)을 후속 단계에 추가 정제 없이 사용하였다.
1.7 하기 화합물의 제조
Figure pct00032
질소 하에 실시예 1.6으로부터의 암색 고체 220 mg (0.8 mmol)의 혼합물을 톨루엔 400 mL 중에 현탁시키고, 트리에틸아민 0.71 g (7 mmol)을 첨가하였다. 이 혼합물에 1.38 g (9.7 mmol)의 삼플루오린화붕소 에테레이트를 첨가하고, 혼합물을 80℃에서 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 용액을 물로 2회 추출하고, 용리액으로서 디클로로메탄을 사용한 칼럼 크로마토그래피에 적용하였다. 용액 중 녹색 형광을 가진 17 mg (6.6%)의 적색 고체를 수득하였다.
Rf (디클로로메탄) = 0.6
실시예 2:
4,5-디메틸-1-트리이소프로필실릴-피롤-3-카르보니트릴의 제조
2.1 2,3-디메틸-1H-피롤의 제조
2-부타논 옥심 10 g (0.114 mol)을 디메틸술폭시드 170 mL 중에 용해시켰다. 34.50 g (0.455 mol)의 85% 분말 KOH를 첨가하였다. 혼합물을 110℃로 가열하였다. 이 혼합물에 20 mL의 디메틸술폭시드 중에 용해된 18.75 g (0.19 mol)의 디클로로에탄의 용액을 110 내지 120℃에서 30분 이내에 첨가하였다. 그 후, 반응 혼합물을 105℃로 냉각시키고, 이 온도에서 1시간 동안 교반한 다음, 실온으로 냉각시켰다. 혼합물을 빙수에 첨가하고, NH4Cl 용액을 첨가하고, 혼합물을 메틸 tert-부틸 에테르로 추출하였다. 합한 유기부를 MgSO4로 건조시키고, 용매를 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 칼럼 크로마토그래피로 처리하였다. 2.90 g (26%)의 오일을 단리하였다. Rf (시클로헥산:디클로로메탄 1:2) = 0.69
2.2 (2,3-디메틸피롤-1-일)-트리이소프로필-실란의 제조
1.21 g의 NaH (30 mmol)를 40 mL의 디메틸포름아미드 (DMF)에 용해시키고 0℃로 냉각하였다. DMF 10 mL 중에 용해된 실시예 2.1로부터의 화합물 2.9 g의 용액을 20분 내에 적가하였다. DMF 20 mL를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 그 후, 혼합물을 0℃로 냉각시켰다. 30분 이내에 트리이소프로필실릴클로라이드 5.29 g (27 mmol)의 용액을 0 내지 4℃로 냉각시켜 첨가하였다. 혼합물을 90분 동안 교반하였다. 잔류 NaH를 파괴하기 위해 이소프로판올 2 mL를 반응 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 물에 붓고, 메틸 tert-부틸 에테르로 추출하였다. 합한 유기 상을 MgSO4로 건조시키고, 용매를 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 용리액으로서 시클로헥산 디클로로메탄을 사용한 칼럼 크로마토그래피로 처리하였다. 4.34 g (63%)의 무색 오일을 수득하였다. Rf (시클로헥산:디클로로메탄 1:2) = 0.96
2.3 (4-브로모-2,3-디메틸-피롤-1-일)-트리이소프로필-실란의 제조
2.6 g (9.88 mmol)의 실시예 2.2로부터의 화합물을 25 mL의 THF에 용해시키고, -78℃로 냉각하였다. 1.75 g의 N-브로모숙신이미드를 1시간 내에 다섯 부분으로 첨가하였다. 혼합물을 이 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 펜탄 25 mL를 첨가하고, 반응 혼합물을 중성 Al2O3 상에서 여과하였다. 암색 오일 3.26 g (95%)을 단리하였다. Rf (시클로헥산) = 0.48
2.4 4,5-디메틸-1-트리이소프로필실릴-피롤-3-카르보니트릴의 제조
아르곤 하에, 실시예 2.3으로부터의 화합물 4.10 g (12.4 mmol), Zn(CN)2 2.19 g (18.6 mmol), 트리스디벤질리덴아세톤 디팔라듐 568 mg (0.62 mmol) 및 디옥산 40 mL의 혼합물에 톨루엔 중 트리-tert-부틸포스핀의 1M 용액 2.4 mL (2.4 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 환류 (98℃) 하에 5시간 동안 가열하였다. 동일한 양의 Zn(CN)2, 트리스디벤질리덴아세톤-팔라듐 및 트리-tert-부틸포스핀을 첨가하고, 혼합물을 22시간 동안 추가로 환류시켰다. 추가로 Zn(CN)2 1.1 g, 트리스디벤질리덴아세톤디팔라듐 284 mg 및 트리-tert-부틸포스핀 1.2 mL를 첨가하고, 혼합물을 추가로 5시간 동안 환류하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 물 80 mL에 부었다. 염수 10 mL를 첨가하고, 생성물을 반복해서 에틸 아세테이트로 추출하였다. 합한 유기 상을 MgSO4로 건조시키고, 용매를 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 용리액으로서 디클로로메탄 및 시클로헥산을 사용한 칼럼 크로마토그래피로 처리하였다. 1.92 g (56%)의 오일을 단리하였다. Rf (디클로로메탄:시클로헥산 2:1) = 0.53
2.5 4,5-디메틸-1H-피롤-3-카르보니트릴의 제조
실시예 2.4로부터의 화합물 1.94 g (6.9 mmol)을 THF 20 mL 중에 용해시켰다. THF 중 테트라부틸암모늄 플루오라이드의 1M 용액 6.9 mL (6.9 mmol)의 용액을 실온에서 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 15분 동안 교반하였다. 그 후, 메틸 tert-부틸 에테르 20 mL를 첨가하고, 용액을 물 30 mL 및 염수 10 mL로 2회 세척하였다. 유기 상을 MgSO4로 건조시키고, 용매를 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 펜탄 10 mL 중에 현탁시키고, 여과하고, 펜탄 1 mL로 3회 세척하였다. 무색 오일 0.69 g (83%)을 단리하였다. Rf (디클로로메탄:시클로헥산 2:1) = 0.18
II. 광안정성
염료 시험을 위한 색 변환기의 제조:
실시예 1의 형광 염료를 사용하여 색 변환기를 제조하였다. 이러한 목적으로, 화합물을 하기에 기재된 바와 같이 폴리카르보네이트 (PC, 바이엘(Bayer)로부터의 마크롤론® 2808)로 구성된 매트릭스에 혼입시켰다.
중합체 약 2.5 g 및 염료 0.05 중량%를 메틸렌 클로라이드 약 5 mL 중에 용해시키고, TiO2 (크로노스(Kronos) 2233) 0.2 중량%를 그 안에 분산시켰다. 수득된 용액/분산액을 닥터 블레이드를 사용하여 400 μm의 습윤 필름 두께로 유리 표면 상에 코팅하였다. 용매를 건조시킨 후, 필름을 유리로부터 박리시키고, 50℃의 진공 건조 캐비넷 내에서 밤새 건조시켰다. 15 mm의 직경을 갖는 2개의 원형 필름 단편을 두께 67 μm의 각각의 필름으로부터 펀칭하고, 이들을 분석 샘플로서 제공하였다.
분석 샘플의 형광 양자 수율 (FQY)은 C9920-02 양자 수율 측정 시스템 (하마마츠(Hamamatsu)로부터)으로 측정하였다. 이는 적분구 (울브리히트 구)에서 각각의 샘플에 445 내지 455 nm의 광을 조명함으로써 수행하였다. 샘플이 없는 울브리히트 구에서의 참조 측정치와 비교하여, 여기 광의 비흡수 분율 및 샘플에 의해 방출된 형광 광을 CCD 분광계에 의해 결정하였다. 비흡수된 여기 광의 스펙트럼에 걸친 강도 또는 방출된 형광 광의 스펙트럼에 걸친 강도의 적분은 각각의 샘플의 흡수의 정도 또는 형광 강도 또는 형광 양자 수율을 제공한다.
형광 양자 수율 측정의 결과:
실시예 1의 화합물:
PC-필름: 방출 λmax: 532 nm; 방출, FWHM: 43 nm;
FQY: 89%.
PC-필름 내 실시예 1의 화합물 및 비교 화합물 C1 (시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 상업적으로 입수가능함)의 T80 값을 결정하였다.
Figure pct00033
T80은, 110 mW/cm2의 청색 광 (450 nm)으로 조명되는 동안의, 초기 값의 80%까지의 형광의 감쇠 (곱 abs*QY)이다. 이를 위해, TiO2 및 형광 염료로 도핑된 PC-중합체-필름을 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. 결과를 하기 표 II에 요약하였다.
표 II: 조사시 수명(일) (T80)
Figure pct00034
표 II로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 사용된 실시예 1의 화합물은 구조적으로 유사한 비-시안화 화합물 C1보다 조사 조건 하에 실질적으로 더 긴 수명을 갖는다.

Claims (19)

  1. 중합체 매트릭스 물질, 및 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료를 포함하는 색 변환기:
    Figure pct00035

    여기서
    화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)에서, R1, R2, R3, R5, R6 및 R7은, 존재하는 경우, 서로 독립적으로 수소, C1-C20-알킬 또는 C6-C14-아릴-C1-C10-알킬렌으로부터 선택되며, 여기서 C6-C14-아릴-C1-C10-알킬렌에서의 아릴 모이어티는 비치환되거나 또는 k개의 동일하거나 상이한 치환기 R9에 의해 치환되고;
    화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)에서, R4a, R4b는 서로 독립적으로 플루오린, 염소, 시아노 또는 OR10으로부터 선택되고,
    화학식 (I.a)에서 R8a는 C1-C20-알킬이고;
    화학식 (I.b)에서 R8b는 C1-C20-알킬이고;
    화학식 (I.c)에서 R8c는 C1-C20-알킬, C6-C10-아릴 또는 C6-C10-아릴-C1-C10-알킬렌이고, 여기서 상기 언급된 라디칼 2개에서의 아릴 모이어티는 비치환되거나 또는 k개의 동일하거나 상이한 치환기 R9에 의해 치환되고;
    여기서
    k는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;
    R9는 C1-C10-알킬, C1-C10-알콕시, CN, 할로겐, 페닐 또는 페녹시이고;
    R10은 C1-C10-알킬 또는 히드록시-C1-C10-알킬이다.
  2. 제1항에 있어서, 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)에서 R4a 및 R4b가 각각 플루오린인 색 변환기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식 (I.b)에서 R8b가 C1-C4-알킬인 색 변환기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식 (I.a)에서의 R8a가 C1-C4-알킬이거나 또는 화학식 (I.c)에서의 R8c가 C1-C4-알킬, 또는 비치환되거나 또는 k개의 라디칼 R9에 의해 치환된 페닐이고, 여기서 k는 1, 2 또는 3이고, R9는 C1-C4-알킬인 색 변환기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (I.a), (I.b) 및 (I.c)에서 R1, R2, R3, R5, R6 및 R7이, 존재하는 경우, 서로 독립적으로 C1-C4-알킬로부터 선택되는 것인 색 변환기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    (B1) 화학식 (III)의 아릴옥시-치환된 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 디이미드 화합물
    Figure pct00036

    (여기서
    q는 1 내지 4이고;
    R30은, 비치환되거나 또는 할로겐, C1-C10-알킬 또는 C6-C10-아릴에 의해 일치환 또는 다치환된 아릴옥시이고, 여기서 R30 라디칼은 *로 나타낸 위치 중 하나 이상에 존재하고;
    R31 및 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 pct00037

    (여기서
    R41 및 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 pct00038

    (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 또는 C6-C24-아릴옥시로부터 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, -NRAr51CORAr52, -CONRAr51RAr52, -SO2NRAr51RAr52, -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 또는 C6-C24-아릴티오로부터 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, R514 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);
    또는 그의 혼합물
    로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료 B를 추가로 포함하는 색 변환기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 매트릭스 물질이 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 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 또는 그의 혼합물로부터 선택되는 것인 색 변환기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1종의 광 산란제를 포함하는 색 변환기.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 매트릭스 물질이 적어도 1종의 결합제, 적어도 1종의 반응성 단량체, 적어도 1종의 광개시제 및/또는 광산-발생제를 포함하는 감광성 레지스트 조성물인 색 변환기.
  10. 제9항에 있어서, 감광성 레지스트 조성물이 열 라디칼 개시제, 유기 용매, 분산제, 계면활성제, 광 산란제 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 첨가제를 포함하는 것인 색 변환기.
  11. (i) 적어도 하나의 광원, 바람직하게는 6000 내지 12000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED 또는 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 발광 다이오드; 및
    (ii) 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기
    를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터 원격 인광체 배열로 존재하는 것인 액정 디스플레이용 백라이트 유닛.
  12. (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) 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기
    를 포함하는 액정 디스플레이 디바이스.
  13. (i) 백색 유기 발광 다이오드, 청색 유기 발광 다이오드, 미니-LED 또는 마이크로-LED로부터 선택된 적어도 하나의 광원;
    (ii) 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 적어도 1종의 색 변환기; 및
    (iii) 임의로, 적색, 녹색 및 청색 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이
    를 포함하는 자체-방출 디스플레이 디바이스.
  14. (i) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 유기 형광 염료;
    (ii) 적어도 1종의 광-경화성 또는 열 경화성 결합제;
    (iii) 임의로, 광개시제, 광산-발생제, 반응성 단량체, 열 라디칼 개시제 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 성분; 및
    (iv) 임의로, 화학식 (I.a), (I.b), (I.c)의 화합물과 상이한 유기 형광 착색제, 유기 용매, 분산제, 계면활성제, 광 산란제, 또는 그의 혼합물로부터 선택된 적어도 1종의 첨가제
    를 포함하는 잉크 제제.
  15. 액정 디스플레이 디바이스 또는 자체-방출 디스플레이 디바이스의 제조에서의, 제14항에 정의된 바와 같은 잉크 제제의 용도.
  16. 디스플레이에서의, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 색 변환기의 용도.
  17. 400 nm 내지 480 nm의 방출 중심 파장을 갖는 청색 LED에 의해 생성된 광을 변환시켜 백색 광을 제공하기 위한, 3,000 K 내지 20,000 K의 상관 색 온도를 갖는 백색 LED에 의해 생성된 광을 변환시켜 보다 낮은 상관 색 온도를 갖는 백색 광을 제공하기 위한, 또는 데이터를 전송하고 가시 스펙트럼 범위의 전자기 방사선을 방출하기 위한 송신기에서의, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 색 변환기의 용도.
  18. 적어도 하나의 광원 및 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 적어도 1종의 색 변환기를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 색 변환기는 적어도 하나의 광원으로부터 원격 인광체 배열로 존재하는 것인 조명 디바이스.
  19. 제12항 또는 제13항에 따른 디스플레이 디바이스를 포함하는 텔레비전 디바이스.

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