TWI776840B - 基於氰基芳基取代之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物之螢光顏料 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於式(I)之氰基芳基取代之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物
Figure 107101619-A0101-11-0001-1
或其混合物,其中基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之至少一者彼此獨立地為帶有一個、兩個或三個氰基及0個、1個、2個、3個或4個取代基RAr 之芳基及其餘基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 彼此獨立地選自氫及未經取代或帶有1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基,其中RAr 係如申請專利範圍及描述中所定義。本發明亦關於一種以該等化合物於色彩轉換器中之用途,關於該等色彩轉換器及其用途,及關於包括至少一個LED及至少一個該等色彩轉換器之照明裝置。

Description

基於氰基芳基取代之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物之螢光顏料
本發明係關於適用作螢光顏料之氰基芳基取代之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物及關於其在色彩轉換器中於將自藍色LED發出的光轉換成第二更長波長的光或於轉換自白色LED發出的光以提供具有更低相關色溫的白光之用途。本發明亦關於該等色彩轉換器,關於其在照明裝置中之用途,關於包括至少一個LED及至少該色彩轉換器之照明裝置及關於包括光伏打電池及該色彩轉換器之在照射後產生電能之裝置。
白熾燈及鹵素燈常被用作光源。作為熱輻射體,其等產生具有極佳色彩再現的光,因為所發射的寬光譜具有接近黑體輻射之布蘭克定律(Planck's law)且極類似太陽光之輻射特性。白熾燈及螢光燈的一個缺點係高能耗,因為非常大量的電能被轉換成熱及所發射的光中很大一部分超出可見光譜範圍。 發光二極體(LED)就一般照明應用而言因其高得多的能效及較長壽命而逐漸取代習知光源(諸如白熾燈及螢光燈)。光發射係基於正向偏壓半導體pn接面之接面區域中電子-電洞對(激子)之重組。該半導體之能帶隙之大小決定發射光之近似波長。LED產生在窄光譜波長範圍內的光,其中中心發射波長係由形成活性層之半導體材料決定。例如,可藉由使用氮化物半導體,諸如AlN(氮化鋁)、GaN(氮化鎵)、InN(氮化銦)或InGaN(氮化鎵銦),來製造藍色至綠色LED。 就一般照明目的以及在寬廣範圍之其他應用(諸如用於顯示器之背光) 而言,通常需要白光照明。迄今,不存在可直接發射白光的LED。為產生白光,通常使用包括LED(較佳係藍色LED)及波長轉換材料(亦稱為磷光體)之照明裝置。 白光LED可由經塗佈或覆蓋黃色發光材料之發藍色-或發近紫外光之LED晶片製造。根據該概念,發光材料係直接地且無介入空間地施加至LED光源(LED晶片)。該概念亦稱為「晶片載磷光體(phosphor on a chip)」。在晶片載磷光體LED中,所使用的發光材料一般為無機材料。該發光材料可為單一磷光體材料或不同磷光體材料之混合物。可由例如鈰摻雜釔鋁(Ce:YAG)石榴石組成之發光材料吸收一定比例的藍光及發射具有寬發射帶之更長波長的光,以致經透射藍光及發射光之混合產生白光。現今,最廣為使用的發白光二極體為由InGaN發藍光晶片及作為黃色磷光體之鈰摻雜釔鋁石榴石製成之磷光體轉換LED。此類型之白光LED具有大於6 000 K之相關色溫CCT,即,其等產生冷白光,乃因所產生白光之光譜中之紅色分量過於微弱。此外,其平均演色指數CRI低,通常約70至85。 為提供具有低於6 000 K之CCT之更令人愉悅且自然之白光,可使用不同概念。根據該概念,將發光材料溶解或分散於位在距藍色LED晶片特定距離處的聚合基質中。此結構稱為「遠程磷光體」。該空間距離使由熱及輻射所產生之應力減小至對穩定性的要求可藉由適宜的有機磷光體來達成之程度。該發光材料可為單一磷光體材料。通常,使用不同磷光體之混合物來拓寬光譜,例如黃色及紅色螢光有機顏料之混合物。 具有低於6 000 K之CCT之白光LED亦可由以發藍光LED晶片及無機黃色磷光體(諸如鈰摻雜釔鋁石榴石)製成之晶片載磷光體LED與包含至少一種有機磷光體之色彩轉換器組合來構成,其中該晶片載磷光體LED及色彩轉換器係呈一定空間距離(遠程磷光體配置)。通常,該色彩轉換器包含黃色有機磷光體或綠色有機磷光體與紅色有機磷光體之組合。 色彩再現及色溫係LED照明之重要特性。色彩再現(亦稱為「演色」)描述準確呈現光譜中所有色彩之能力。平均演色指數(CRI Ra)代表所選八種柔和測試色彩之演色性質。CRI Ra並未將飽和色(例如飽和紅色)考慮在內。樣色R9為飽和紅色。通常,充分再現紅色之能力係為準確呈現色彩所必需的,因常發現紅色被混合在處理色中。因此,需要具有高R9演色值之光源以鮮明地再現淡紅色。色溫描述白光的色彩。因LED非白熾輻射體,故其被稱作「相關色溫」(CCT),以凱氏溫度(Kelvin)測量。 發光轉換材料之選擇對照明裝置之目標色溫及色彩再現至為關鍵。相對已知的商業白色LED,太陽光具有在所有可見波長下且相對逐步及平順轉變之輸出。商業白色LED(諸如基於塗佈黃色磷光體(諸如Ce:YAG)之藍色LED的白色LED)因其寬發射光譜而經常被使用。該光譜含有大量藍色分量及寬黃色分量,但白光之紅色及綠色分量相對微弱,此繼而導致整個可見波長範圍之不完全覆蓋。白色LED之光譜能量中之綠光能隙(green gap)及相對缺少除由藍色LED發射的該等波長外之波長限制演色。因該白色LED光而極大程度受損之色彩範圍為綠色光譜範圍。例如,當物體在已知白色LED下照射時,其等不能很好地模擬被自然光照射的色彩。因此,需要有效吸收來自藍色LED之激發能及在比發藍光之LED之波長長但比黃色無機磷光體發射之波長短的波長下發射,以增進發白光之照明裝置中之演色性之有機磷光體。 就一般照明應用、背光及各種其他應用而言,良好色彩再現(演色性)(例如大於90之CRI Ra)常係必要條件。尤其,需要產生具有(i)對應於低於6 000 K,尤其低於5 000 K,更尤其低於4 000 K或甚至低於3 000 K之相關色溫CCT之暖白或中性白色彩及(ii)具有對應於大於90,較佳大於92及尤其大於95之CRI Ra之良好色彩再現之白光之照明裝置。 先前技術中已提出許多有機螢光化合物,其可藉由藍色LED激發及在490 - 600 nm之波長範圍中再發射。 WO 2012/168395描述包含至少一種聚合物及至少一種有機黃色螢光顏料之色彩轉換器,其中該有機螢光顏料包含至少一個式(A)之結構單元,
Figure 02_image007
其中該結構單元可經相同或不同取代基單-或多取代及其中所示苯并咪唑結構之六員環中之一或多個CH基可經氮置換。該參考文獻亦描述包含與紅色有機磷光體組合之至少一種包含至少一個式(A)結構單元之磷光體之色彩轉換器。 WO 2015/019270描述氰化伸萘甲醯基苯并咪唑化合物及其作為黃色螢光顏料之用途,特定言之其在色彩轉換器中之用途。該參考文獻亦描述使用藍色LED以泵送包含與紅色有機磷光體組合之至少一種氰化伸萘甲醯基苯并咪唑化合物之混合物的白色LED。該等氰化伸萘甲醯基苯并咪唑化合物通常需要多級合成且該製程亦常需要複雜程序來進行純化。 先前技術之上述化合物通常無法封閉通常在白色LED光中所見到的綠色光譜範圍內之能隙。 因此,本發明之一個目標係提供可吸收來自藍色LED之激發能及在綠色-黃色波長範圍(介於490與540 nm之間之波長範圍)內發射之有機螢光顏料。新穎有機磷光體亦應適合用於色彩轉換器中以得到具有所需CCT及高平均演色指數CRI Ra及/或R9值之白光。該等新穎螢光化合物應特別適合與其他顏料組合以產生具有低於6 000 K之CCT、高色彩品質(CRI Ra >90)及正R9值(尤其R9 > 66)之白光。 此外,持續需要具有一或多種以下特性之有機螢光顏料: - 在藍光照射條件下之高光穩定性; - 在藍光照射條件下之高熱穩定性; - 針對水分及氧之高化學穩定性; - 長壽命; - 高螢光量子產率;及 - 可容易呈純形式得到。 或者或另外,本發明之一個目標係提供具有低於6 000 K之CCT之照明裝置,其平均演色指數CRI大於90,較佳至少92及特定言之大於95。本發明之另一目標亦係提供具有低於6 000 K之CCT及大於66之R9值之照明裝置。 現已發現有利地適用於產生具有高演色指數CRI Ra之白光之新穎的伸萘甲醯基苯并咪唑化合物。
因此,本發明係基於提供尤其用於色彩轉換器中之有機螢光化合物或有機螢光化合物之混合物之目標。 因此,在第一態樣中,本發明係關於式(I)之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物
Figure 02_image009
其中 基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之至少一者彼此獨立地為帶有一個、兩個或三個氰基及0個、1個、2個、3個或4個相同或不同取代基RAr 之芳基及其餘基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 彼此獨立地選自氫及未經取代或帶有1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基, 其中 RAr 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自鹵素、C1 -C30 -烷基、C2 -C30 -烯基、C2 -C30 -炔基,其中後三個基團係未經取代或帶有一或多個Ra 基、C3 -C8 -環烷基、3-至8-員雜環基,其中後兩個基團係未經取代或帶有一或多個Rb 基、芳基及雜芳基,其中後兩個基團係未經取代或帶有一或多個Rc 基, 其中 Ra 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自氰基、鹵素、C3 -C8 -環烷基、3-至8-員雜環基、芳基及雜芳基,其中C3 -C8 -環烷基、3-至8-員雜環基係未經取代或帶有一或多個Rb1 基,及其中芳基及雜芳基係未經取代或帶有一或多個Rc1 基; Rb 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自氰基、鹵素、C1 -C18 -烷基、C3 -C8 -環烷基、3-至8-員雜環基、芳基及雜芳基,其中C3 -C8 -環烷基、3-至8-員雜環基係未經取代或帶有一或多個Rb1 基,及其中芳基及雜芳基係未經取代或帶有一或多個Rc1 基; Rc 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自氰基、鹵素、C1 -C18 -烷基、C3 -C8 -環烷基、3-至8-員雜環基、芳基及雜芳基,其中C3 -C8 -環烷基、3-至8-員雜環基係未經取代或帶有一或多個Rb1 基,及其中芳基及雜芳基係未經取代或帶有一或多個Rc1 基; Rb1 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自鹵素、C1 -C18 -烷基及C1 -C18 -鹵烷基, Rc1 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自鹵素、C1 -C18 -烷基及C1 -C18 -鹵烷基; 或其混合物。 式(I)之新穎化合物就其在色彩轉換器中之用途而言非常有利,因為其等於綠色波長範圍內發射,因此封閉綠色光譜範圍內之能隙。此外,該等新穎化合物具有其等可容易製備及其等係以高純度獲得之優點。包含式(I)化合物及不同於式(I)化合物之其他有機螢光顏料之色彩轉換器係適於得到具有大於90之平均演色指數CRI Ra及大於66之R9值之白光。 因此,在另一個態樣中,本發明係關於一種以如上述定義之式(I)化合物或其混合物在色彩轉換器中用於轉換自白色LED發射之具有介於3 000 K與20 000 K之間之相關色溫的光以提供具有更低相關色溫的白光之用途。 在另一個態樣中,本發明係關於一種以如上文所定義之式(I)化合物或其混合物在色彩轉換器中用於將自藍色LED發射之具有介於400 nm與480 nm之間之中心發射波長的光轉換成第二更長波長的光以提供具有大於90之平均演色指數CRI Ra及大於66之R9值的白光之用途。 根據本發明之色彩轉換器允許產生具有例如低於6 000 K,尤其低於5 000 K,更尤其低於4 000 K或低於3 000 K之目標相關色溫的白光,其具有高平均演色指數(CRI Ra > 90)及高R9值(R9 > 66)。 在又另一個態樣中,本發明係關於一種色彩轉換器,其包含存於聚合介質中作為螢光顏料之至少一種如上文所定義之式(I)之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物或其混合物及至少一種選自以下之其他有機螢光顏料: (a) 在540至小於600 nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料及其混合物;及 (b) 在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料及其混合物; 及視需要,至少一種作為散射體之無機白色色素。 在又另一個態樣中,本發明係關於一種以如上文所定義之色彩轉換器於轉換由藍色LED產生之具有介於400與480 nm之間,尤其420 nm與480 nm之間之中心發射波長的光以提供白光,或於轉換由冷白色LED產生之具有介於3 000 K與20 000 K之間,尤其介於6 000與20 000 K之間之相關色溫的光以提供具有更低相關色溫的白光之用途。 在另一個態樣中,本發明係關於一種照明裝置,其包括 (i) 至少一個選自具有400至480 nm、尤其420 nm至480 nm之中心發射波長之藍色LED及具有介於3 000 K與20 000 K之間、尤其介於6 000 K與20 000 K之間之相關色溫之白色LED之LED;及 (ii) 至少一個如上文所定義之色彩轉換器; 其中該至少一個色彩轉換器係配置在遠離該至少一個LED處。 在又另一個態樣中,本發明係關於一種在照射後產生電能之裝置,其包括光伏打電池及如上文所定義之色彩轉換器,其中未被該光伏打電池吸收的光之至少一部分係被該色彩轉換器吸收。
伸萘甲醯基苯并咪唑化合物亦被稱為萘苯并咪唑化合物。 螢光顏料包括能夠吸收特定波長之光且將其轉換成另一波長之光之所有材料。有機螢光顏料可為有機螢光色素或有機螢光染料。 在本發明之背景內容中,術語「發光材料」亦稱作磷光體。發光材料可為無機固體或有機螢光顏料。 因此,在本發明之背景內容中,術語「磷光體」及「顏料」可互換使用以描述將第一波長之光轉換成第二波長之光之發光材料。 術語「轉換材料」係指由第一波長之光子激發及發射第二不同波長之光子之材料。 在本發明之背景內容中,「磷光體轉換LED」係指其上塗佈磷光體材料層之LED元件,該磷光體材料層將由該LED元件發射的光之色彩轉換或改變成一不同色彩。 量子點為小到足以展現量子力學性質之由半導體材料製成之奈米晶體。量子點顯示極窄發射光譜,即具有特別小的FWHM(半高全寬)。該等量子點之色彩輸出可藉由控制晶體之尺寸來調整。隨著量子點尺寸減小,量子點發射更短波長之光。 在本發明之背景內容中,「色彩轉換器」應理解為意指能夠吸收特定波長之光及將其轉換成第二波長之光之所有物理裝置。色彩轉換器為例如照明裝置(尤其彼等使用LED或OLED作為光源之照明裝置)或螢光轉換太陽能電池之部分。因此,藍光可(至少)部分地被轉換成波長較激發波長更長之可見光。 在本發明之背景內容中,術語所給光譜分佈F(λ)之「中心波長」係定義為以下平均值:λc =∫λ•F(λ) dλ / ∫F(λ) dλ。 在本發明之背景內容中,「藍色LED」應理解為意指發射在電磁光譜之具有在400至480 nm,較佳420至480 nm,更佳440至470 nm,最佳440至460 nm範圍內之中心發射波長之藍色範圍內的光之LED。適宜的半導體材料為碳化矽、硒化鋅及氮化物(諸如氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)及氮化銦鎵(InGaN))。LED通常具有緊密地以其峰值波長為中心之狹窄波長分佈。標準的InGaN基藍色LED係在藍寶石基板上製造及其峰值發射波長之中心通常在445至455 nm。 非白熾輻射體之光源具有相關色溫。相關色溫(CCT)為由人眼感知發射與LED相同白光的黑體輻射體之溫度。相關色溫(CCT)描述自電光源發射的白光之色彩外觀(color appearance)及以凱氏溫度測量。其係根據CIE國際標準測定。通常,白色光源之CCT在1 500 K至20 000 K,尤其2 000 K至20 000 K範圍內。具有較高CCT之白光相較於具有較低CCT之白光包含相對更高強度之短波長區(藍色)及相對更低強度之較長波長區(紅色)。因此,較高CCT一般指示具有更多藍色分量或冷色調之白光,而較低CCT一般指示具有更多紅色色彩或暖色調之光。具有在4 500 K至20 000 K範圍內之CCT之白光通常被稱為冷白光,具有在2 700 K至3 200 K範圍內之CCT之白光通常被稱為暖白光及具有在3 200 K至4 500 K範圍內之CCT之白光通常被稱為中性白光。較暖色溫特別適用於生活空間。 演色性(CRI)係光源將物體的色彩呈現給人眼之方式及顯示色量之極細微變化之方式之量度。根據CIE 17.4(國際照明詞彙),演色性(CRI)定義為「與在參考照明體下之色彩外觀有意識或無意識地比較,照明體對物體色彩外觀之效應」。自八個柔和CIE標準(參考)色彩樣品R1至R8(CIE 13.3-1995)之色度差計算得平均或一般演色指數Ra。負值亦係可能的。將參考光源(諸如黑體輻射)定義為具有100(其係最大值)之CRI指數(Ra),即100之值指示光源以等同於參考光源之方式呈現色彩。CRI評級越低,則將再現越不準確的色彩。就許多一般室內照明應用而言,大於80之CRI值(Ra)係可接受的。就一般照明而言,演色指數應高於85。在需要準確演色之應用中,通常極度期望至少90之高CRI Ra,以致由照明光源照射的物體人眼看起來可能具有更自然的色彩。 CRI Ra不包括對應於六種高度飽和色彩(R9 - R14)之係數。其中,R9對應於濃烈的大紅色,其可影響紅色-綠色對比度從而可有益於演色性。通常,充分再現紅色的能力係為準確呈現色彩所必需的,因常發現紅色被混合在處理色中。因此,若光源不能正確地呈現紅色,則淡紅色的東西將變暗。因此,具有高CRI Ra且具有正R9值之光源傾向於產生最鮮艷的色彩。 根據CIE 1931標準比色系統,色彩係依循特定色彩曲線為人眼所感知。標準光度曲線Vλ說明人眼敏感度與波長之相依性。就在555 nm之波長處之單色光(綠色)的情況而言,光度曲線具有683 lm/W之最大可能值。光通量係所感知光功率的量度。 在本發明之背景內容中,術語「基本上」包涵詞語「完全」、「整體」及「所有」。該詞語包涵90%或更大,諸如95%或更大,尤其99%或100%之比例。 在本發明之背景內容中,詞組「式(I)之化合物」亦表示為「式I之化合物」、「化合物(I)」或「化合物I」。 在本發明之背景內容中,詞組「未經取代或帶有1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基」亦表示為「帶有0個、1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基」。 在上述式中所指定的變量之定義使用一般而言代表各別取代基之總稱。定義Cn -Cm 給出各別取代基或取代基部分之各情況中可能的碳原子數。 在各情況中,術語「鹵素」表示氟、溴、氯或碘。 如本文中所使用,術語「烷基」係指具有1至30個碳原子(「C1 -C30 -烷基」)、1至18個碳原子(「C1 -C18 -烷基」)、1至12個碳原子(「C1 -C12 -烷基」)、1至8個碳原子(「C1 -C8 -烷基」)、1至6個碳原子(「C1 -C6 -烷基」)、1至4個碳原子(「C1 -C4 -烷基」)或1至2個碳原子(「C1 -C2 -烷基」)之飽和直鏈或分支鏈烴基。C1 -C2 -烷基為甲基或乙基。另外,C1 -C4 -烷基為正丙基、異丙基、正丁基、1-甲基丙基(第二丁基)、2-甲基丙基(異丁基)或1,1-二甲基乙基-(第三丁基)。另外,C1 -C6 -烷基亦為例如正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基。另外,C1 -C6 -烷基亦為例如正戊基或正己基。 如本文中所使用,術語「鹵烷基」係指具有1至6個碳原子之直鏈或分支鏈烷基(「C1 -C6 -鹵烷基」)(如上所指定),其中該等基團中之部分或所有氫原子係經如上所指定的鹵原子置換。實例為氯甲基、溴甲基、二氯甲基、三氯甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯氟甲基、二氯氟甲基、氯二氟甲基、1-氯乙基、1-溴乙基、1-氟乙基、2-氟乙基、2,2-二氯乙基、2,2,2-三氟乙基、2-氯-2-氟乙基、2-氯-2,2-二氟乙基、2,2-二氯-2-氟乙基、2,2,2-三氯乙基、五氟乙基、1-氟丙基、2-氟丙基、3-氟丙基、1,1-二氟丙基、2,2-二氟丙基、1,2-二氟丙基、3,3-二氟丙基、3,3,3-三氟丙基、七氟丙基、1,1,1-三氟丙-2-基、3-氯丙基及類似基。 如本文中所使用,術語「環烷基」係指通常具有3至8個碳原子(「C3 -C8 -環烷基」)或3至6個碳原子(「C3 -C6 -環烷基」)之單-或二環飽和烴基。具有3至6個碳原子之單環基團之實例包括環丙基、環丁基、環戊基及環己基。具有3至8個碳原子之單環基團之實例包括環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基或環辛基。具有7或8個碳原子之二環基團之實例包括雙環[2.2.1]庚基、雙環[3.1.1]庚基、雙環[2.2.2]辛基、雙環[3.3.0]辛基及雙環[3.2.1]辛基。較佳地,術語環烷基表示具有3至6個碳原子之單環飽和烴基。 如本文中所使用,術語「烯基」係指具有2至30個碳原子(「C2 -C30 -烯基」),例如2至20個碳原子(「C2 -C20 -烯基」)或3至10個碳原子(「C3 -C10 -烯基」),及在任何位置中的一個雙鍵之單不飽和直鏈或分支鏈烴基,例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基乙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-甲基-1-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基。 如本文中所使用,術語「炔基」係指具有2至30個碳原子(「C2 -C30 -炔基」),例如2至20個碳原子(「C2 -C20 -炔基」) 或3至10個碳原子(「C3 -C10 -炔基」),及在任何位置處的一個三鍵之直鏈或分支鏈烴基,例如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基。 如本文中所使用,術語「雜環基」係指具有3個、4個、5個、6個、7個或8個環成員之單-或二環飽和或部分不飽和環系統(C3 -C8 -雜環基),其除了作為環成員的碳原子之外尚包含作為環成員的一個、兩個、三個或四個選自O、N、S、SO及S(O)2 之雜原子或含雜原子基。 如本文中所使用,術語「芳基」係指具有6至14個及更佳6至10個碳原子之單-、二-或三核(單環、二環或三環)芳族烴基,其不包含任何環雜原子。芳基之實例尤其為苯基、萘基、茚基、茀基、蒽基、菲基,及尤其係苯基或萘基。 如本文中所使用,術語「雜芳基」係指具有5至14個環成員之單-、二-或三核(單環、二環或三環)芳族環系統,其中有些可衍生自上述芳基,其中該芳基基礎主鏈中之至少一個碳原子係經雜原子置換。較佳之雜原子為N、O及S。更佳地,該等雜芳基具有5至13個環原子。更佳地,該等雜芳基除了碳原子之外尚具有一個、兩個、三個或四個選自O、S及N之作為環成員之雜原子。 鑑於根據本發明之式(I)化合物的用途,下文與變量RAr 、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 有關的註解在單獨出現時及特定言之在與彼此之各種可能組合中有效。 在一較佳實施例中,基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之1個、2個、3個或4個基團為帶有1或2個氰基及0個、1個或2個基團RAr 之芳基;基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之0個、1個、2個、3個或4個基團為未經取代或帶有1個、2個或3個基團RAr 之芳基;及其餘基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 為氫。RAr (若存在)具有上述所給出的含義中的一種及較佳為C1 -C10 -烷基、C1 -C6 -鹵烷基、C3 -C8 -環烷基或未經取代或帶有1個、2個或3個基團Rc 之苯基。Rc (若存在)係如上文所定義。 在一更佳實施例中,基團R7 、R8 、R9 及R10 中之至少一者為帶有1個、2個或3個氰基及0個、1個、2個、3個或4個取代基RAr 之芳基及其餘基團R7 、R8 、R9 及R10 彼此獨立地選自由氫及未經取代或帶有1個、2個或3個基團RAr 之芳基組成之群。 在一甚至更佳的實施例中,基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之1個、2個、3個或4個基團為帶有1或2個氰基之苯基;該等基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之0個、1個、2個或3個基團為未經取代或帶有1個、2個或3個基團RAr 之苯基;及其餘基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 為氫。RAr (若存在)具有經述為較佳之含義中的一種。同樣地,在一甚至更佳的實施例中,基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之1個、2個、3個或4個基團為帶有1或2個氰基之苯基,其中該等基團R7 、R8 、R9 及R10 中之至少一者為帶有1或2個氰基之苯基;該等基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之0個、1個、2個或3個基團為未經取代或帶有1個、2個或3個基團RAr 之苯基;及其餘基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 為氫。RAr (若存在)具有經述為較佳的含義中的一種。 尤其,基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之2個、3個或4個基團為帶有1或2個氰基之苯基;基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之1個或2個基團為未經取代或帶有1個、2個或3個基團RAr 之苯基;及其餘基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 為氫。RAr (若存在)具有經述為較佳的含義中的一種。 同樣地,尤其,基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之2個、3個或4個基團為帶有1或2個氰基之苯基,其中基團R8 、R9 及R10 中之至少一者為帶有1或2個氰基之苯基;基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 中之1個或2個基團為未經取代或帶有1個或2個或3個基團RAr 之苯基;及其餘基團R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 及R10 為氫。尤其,R7 為氫。RAr (若存在)具有經述為較佳的含義中的一種。 尤佳者為式(I)之化合物,其係對應於式(I-A)之化合物
Figure 02_image011
其中 R3 及R4 各獨立地為氫;苯基;帶有1個或2個氰基之苯基;或帶有1個、2個或3個選自C1 -C10 -烷基之取代基之苯基;及 基團R8 、R9 及R10 中之至少一者為帶有1個或2個氰基之苯基;及其餘基團R8 、R9 及R10 係選自由氫及未經取代或帶有1個、2個或3個選自C1 -C10 -烷基之取代基之苯基組成之群。 在式(I-A)之化合物當中,較佳為其中的R8 及R10 具有相同含義且均為帶有1或2個氰基之苯基之化合物。特定言之,R8 及R10 具有相同含義且R9 為氫。 本發明之一特佳實施例係關於式(I-A)之化合物,其中 R3 及R4 各獨立地選自氫;苯基;帶有1或2個氰基之苯基;及帶有1個、2個或3個C1 -C10 -烷基取代基之苯基;特定言之係氫、苯基或帶有1個氰基之苯基; R8 為帶有1個或2個氰基之苯基;苯基;或帶有1個、2個或3個取代基C1 -C10 -烷基之苯基; R9 為氫;及 R10 為帶有1個或2個氰基之苯基;苯基;或帶有1個、2個或3個取代基C1 -C10 -烷基之苯基。 本發明之一更特佳實施例係關於式(I-A)之化合物,其中 R3 為苯基;帶有1個氰基之苯基;或帶有1個選自C1 -C10 -烷基之取代基之苯基;特定言之係帶有1個氰基之苯基; R4 為氫; R8 及R10 各為帶有1個氰基之苯基; R9 為氫。 本發明之另一尤佳實施例係關於式(I-A)之化合物,其中 R3 氫; R4 為苯基;帶有1個氰基之苯基;或帶有1個選自C1 -C10 -烷基之取代基之苯基;特定言之係帶有1個氰基之苯基; R8 及R10 各為帶有1個氰基之苯基; R9 為氫。 式(I-A)之較佳化合物之實例為式(I-A.1)、(I-A.2)、(I-A.3)及(I-A.4)之化合物
Figure 02_image013
可類似於例如如WO 2012/168395中(特別在第64 - 81頁)、WO 2015/019270中(在第21 - 30頁)或如本申請案實驗部分中所述之標準方法製備式I之化合物及其混合物。 作為一個實例,在下文中詳細地描述式(I)化合物之製備,其中基團R7 、R8 、R9 及R10 中之至少一者彼此獨立地為帶有一個、兩個或三個氰基及0個、1個、2個、3個或4個取代基RAr 之芳基及其餘基團R7 、R8 、R9 及R10 彼此獨立地選自氫及未經取代或帶有1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基;及R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 彼此獨立地選自氫及帶有0個、1個、2個或3個氰基及0個、1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基。該製備包括以下步驟: (i) 使式(V)之二胺
Figure 02_image015
其中 基團R7 、R8 、R9 或R10 中之至少一者為帶有一個、兩個或三個氰基及0個、1個、2個、3個或4個取代基RAr 之芳基,及其餘基團R7 、R8 、R9 或R10 為氫或未經取代或帶有1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基; 與式(VI)之1,8-萘二甲酸酐反應
Figure 02_image017
其中 Hal 為溴或氯; R 彼此獨立地選自氫及帶有0個、1個、2個或3個氰基及0個、1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基; m 為1、2、3、4、5或6; n 為0、1、2、3、4或5; 其限制條件係m + n之和為6 以獲得式(VII)之化合物
Figure 02_image019
其中(R)n 、(Hal)m 、R7 、R8 、R9 及R10 係如上文所定義; (ii) 使步驟(i)中所得之式(VII)化合物與式(VIII)之有機金屬化合物在過渡金屬觸媒的存在下進行交互耦合 Ar-Met (VIII) 其中 Ar 為帶有0個、1個、2個或3個氰基及0個、1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基;及 Met 為B(OH)2 、B(OR')(OR'')、Zn-Hal'或Sn(R*)3 , 其中 R'及R''各獨立地為氫、C1 -C30 -烷基、C5 -C8 -環烷基、C6 ‑C14 -芳基或雜芳基,或R'及R''共同為視需要帶有1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個或8個選自C1 -C4 -烷基、C5 -C8 -環烷基、C6 -C14 -芳基及雜芳基之取代基之C2 -C4 -伸烷基, Hal' 為氯或溴及 R* 為C1 -C8 -烷基或苯基, 以獲得式I之化合物
Figure 02_image009
其中 基團R7 、R8 、R9 及R10 中之至少一者彼此獨立地為帶有一個、兩個或三個氰基及0個、1個、2個、3個或4個取代基RAr 之芳基及其餘基團R7 、R8 、R9 及R10 彼此獨立地選自氫及未經取代或帶有1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基;及 R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 彼此獨立地選自氫及帶有0個、1個、2個或3個氰基及0個、1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr 之芳基。 步驟(i) 該反應較佳係在極性非質子性溶劑的存在下進行。適宜的極性非質子性溶劑為氮雜環,諸如吡啶、嘧啶、喹啉、異喹啉、喹吶啶(quinaldine)、N-甲基哌啶、N-甲基哌啶酮及N-甲基吡咯啶酮(NMP)或烷基芳基醚(諸如苯甲醚)。 該反應係在醯亞胺化觸媒的存在下有利地進行。適宜的醯亞胺化觸媒為有機及無機酸,例如甲酸、乙酸、丙酸及磷酸。適宜的醯亞胺化觸媒亦為過渡金屬(諸如鋅、鐵、銅及鎂)之有機及無機鹽。該等鹽之實例包括乙酸鋅、丙酸鋅、氧化鋅、乙酸鐵(II)、氯化鐵(III)、硫酸鐵(II)、乙酸銅(II)、氧化銅(II)及乙酸鎂。一般而言,酸酐與醯亞胺化觸媒之莫耳比為1.2:1至1:1.2。 一般而言,反應溫度為環境溫度至200℃,較佳120℃至160℃。 式(V)及(VI)之化合物可於市面購得或可依標準方法製備。式(V)之化合物可依文獻方法,例如自2-硝基苯胺之溴化開始而製備。用氰基芳基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸在鈴木耦合(Suzuki coupling)意義上處理所得經溴化之2-硝基苯胺。使用氯化鋅將芳族硝基還原為胺基得到式(V)之化合物。 一般而言,步驟(i)中所得的式(VII)化合物係在未進一步純化及/或分離下用於後續反應。 熟練技術者將輕易瞭解步驟(i)中的反應可根據式(VI)之1,8-萘二甲酸酐之萘主鏈上之取代模式及式(V)之二胺之取代模式而得到區域異構體。 步驟(ii) 使步驟(i)中所得的式(VII)化合物與式(VIII)之有機金屬化合物進行交互耦合。 較佳地,在催化活性量之週期表過渡族VIII(根據IUPAC之第10族)之過渡金屬(例如鎳、鈀或鉑)的存在下,尤其在鈀觸媒的存在下,進行該反應。適宜的觸媒為例如鈀-膦錯合物,諸如肆(三苯基膦)鈀(0)、PdCl2 (鄰-甲苯基3 P)2 、雙(三苯基膦)氯化鈀(II)、[1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵]氯化鈀(II)-二氯甲烷錯合物、雙[1,2-雙(二苯基膦基)乙烷]鈀(0)及[1,4-雙(二苯基膦基)丁烷]氯化鈀(II)、存在膦化合物下的活性碳載鈀、及存在膦化合物(諸如三苯基膦、1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵、1,2-雙(二苯基膦基)乙烷、1,3-雙(二苯基膦基)丙烷及1,4-雙(二苯基膦基)丁烷)下的鈀(II)化合物(諸如氯化鈀(II)或雙(乙腈)氯化鈀(II))。以式(VII)之化合物計,觸媒的量通常為10至150莫耳%。 特別適宜的有機金屬化合物(VIII)為經適宜取代之芳基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸及芳基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸酯(化合物VIII,其中Met=B(OH)2 或B(OR')(OR''),其中R'、R''=C1 -C4 -烷基,或R'及R''共同為視需要帶有1個、2個、3個或4個選自C1 -C4 -烷基之取代基之C2 -C4 -伸烷基)。 該反應係在如例如從Suzuki等人,Chem. Rev.,1995,95,2457-2483及本文中所引述文獻已知的鈴木耦合的條件下進行。該等芳基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸及其酯係從文獻已知,可購買得到,或可自對應之芳基鎂化合物藉由與適宜的硼酸酯反應製備。 適宜的有機金屬化合物(VIII)尤其亦為芳基錫烷(化合物VIII,其中Met=Sn(R*)3 ,其中R*尤其係C1 -C4 -烷基)。在該情形下,該反應係在如例如從D. Milstein、J. K. Stille,J. Am. Chem. Soc. 1978,100,P. 3636-3638或V. Farina、V. Krishnamurthy、W. J. Scott,Org. React. 1997,50,1-652已知的斯蒂爾耦合(Stille coupling)的條件下進行。芳基錫烷VIII可類似於已知方法藉由使芳基鋰化合物與(R*)3 SnCl反應來製備。 另外,適宜的有機金屬化合物VIII為有機鋅化合物(化合物VIII,其中Met=Zn-Hal',其中Hal'=Cl、Br,尤其係Br)。在此情形下,該反應係在如例如從A. Lützen、M. Hapke,Eur. J. Org. Chem.,2002,2292-2297已知的根岸耦合(Negishi coupling)的條件下進行。芳基鋅化合物可依本身已知的方法自芳基鋰化合物或自芳基鎂化合物藉由與鋅鹽(諸如氯化鋅)反應來製備。 尤其就鈴木耦合而言,式(VII)化合物與有機金屬化合物(VIII)之反應係在鹼性條件下進行。適宜的鹼為鹼金屬碳酸鹽及鹼金屬碳酸氫鹽(諸如碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、碳酸氫鈉)、鹼土金屬碳酸鹽及鹼土金屬碳酸氫鹽(諸如碳酸鎂或碳酸氫鎂)或三級胺(諸如三乙基胺、三甲基胺、三異丙基胺或N-乙基-N-二異丙基胺)。 通常,在溶劑中進行該耦合。適宜的溶劑為有機溶劑,諸如芳香烴(例如甲苯)、醚(例如二烷基醚(諸如1,2-二甲氧基乙烷))、環醚(諸如四氫呋喃或1,4-二噁烷)、烷基芳基醚(諸如苯甲醚)、聚烷二醇(諸如二乙二醇)、腈(諸如乙腈、丙腈)、羧醯胺(諸如二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺)。在鈴木耦合中,前述溶劑亦可以與水的混合物使用;例如,有機溶劑與水之比可在5:1至1:5範圍內。 每莫耳待交換鹵原子使用至少一莫耳之有機金屬化合物VIII。每莫耳待交換鹵原子可有利地使用5至30莫耳%過量的式V之有機金屬化合物。 可藉由熟習此項技術者已知的習知方法,諸如萃取、蒸餾、再結晶、在適宜固定相上分離及該等方法之組合來純化所得的式(I)化合物。 熟練技術者將輕易瞭解,若起始物質VII為區域異構體之混合物,則該反應可得到式(I)之區域異構體之混合物。可藉由熟習此項技術者已知的習知方法,諸如萃取、蒸餾、再結晶、在適宜固定相上分離及該等方法之組合來分離及/或純化所得的式(I)之區域異構體。 如上文所定義之式(I)化合物或其混合物可用於一系列最終用途,例如,用作色彩轉換器中的螢光顏料。因此,可藉由使由白色LED產生的具有介於3 000 K與20 000 K(例如6 000 K與20 000K、或4 500與20 000 K)之間之CCT的光通過包含式(I)化合物之色彩轉換器來將由該白色LED產生的光轉換成具有更低CCT的光(即更暖白光)。同樣地,可藉由使由藍色LED產生的具有介於400 nm與480 nm(例如420與480 nm)之間之中心發射波長的光通過包含式(I)化合物之色彩轉換器來將由該LED產生的光轉換成白光。 本發明亦提供一種色彩轉換器,其包含存於聚合基質中作為螢光顏料之至少一種如上文所定義之式(I)之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物或其混合物。在一較不佳的實施例中,本發明色彩轉換器包含作為單一磷光體組分之式(I)化合物或其混合物。 若式(I)化合物或其混合物與不同於式(I)化合物之其他螢光顏料組合使用,則所產生光的光譜組成可能更適合所欲用途。根據一特定實施例,式(I)化合物或式(I)化合物之混合物係與至少一種其他磷光體(尤其有機螢光顏料)組合使用。適宜的其他有機螢光顏料原則上為可吸收光及將其轉換成其他波長的光之所有有機染料或色素。該等其他顏料應能夠均勻地溶解或分佈在聚合基質中及應對熱及輻射應力具有足夠的穩定性。 因此,在另一個態樣中,本發明提供一種色彩轉換器,其包含存於聚合基質中作為螢光顏料之至少一種如上文所定義之式(I)之伸萘甲醯基本并咪唑化合物及至少一種選自以下之其他有機螢光顏料 (a) 在540至小於600 nm(較佳540至590 nm)之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料及其混合物;及 (b) 在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料及其混合物; 及視需要,至少一種作為散射體之無機白色色素。 在本文中,記錄用於所述色彩轉換器中之聚合物或聚合物混合物中有機橙色螢光顏料及有機紅色螢光顏料之螢光光譜。 該等其他螢光顏料可吸收藍色LED之具有介於400至480 nm(尤其420 nm與480 nm)之間之中心發射波長之至少一部分的光。 在540至小於600 nm(尤其540至590 nm)之波長範圍內具有最大發射之適宜有機橙色螢光顏料包括核-氰化苯并咪唑類型之化合物、灣(bay)-未經取代之苝雙醯亞胺化合物及具有硬2,2'-聯苯氧基橋之經芳基氧基取代之苝雙醯亞胺。 較佳地,該具有在540至590 nm之波長範圍內之最大發射的橙色螢光顏料係選自 (a.1) 式(II)之核-氰化伸萘甲醯基苯并咪唑化合物
Figure 02_image021
其中 R23 或R24 中之一者彼此獨立地為氰基及另一基團R23 或R24 係選自氰基、苯基、4-氰基苯基及帶有1個、2個或3個選自C1 -C10 -烷基之取代基之苯基; R27 、R28 、R29 及R210 彼此獨立地為氫、苯基、4-氰基苯基或帶有1個、2個或3個選自C1 -C10 -烷基之取代基之苯基, 及其混合物; (a.2) 式(III)之苝雙醯亞胺化合物
Figure 02_image023
其中 R31 及R32 彼此獨立地為C1 -C30 -烷基、C3 -C8 -環烷基、芳基、雜芳基或芳基-C1 -C10 -伸烷基,其中後三個基團中之該(雜)芳族環係未經取代或經C1 -C10 -烷基單-或多取代; (a.3) 式(IV)之具有硬2,2'-聯苯氧基橋之苝雙醯亞胺化合物
Figure 02_image025
其中 R41 及R42 彼此獨立地選自氫、未經取代或經C6 -C10 -芳基(其繼而係未經取代或經1個、2個或3個C1 -C10 -烷基取代)取代之C1 -C10 -烷基、未經取代或經1個、2個或3個C1 -C10 -烷基取代之C3 -C8 -環烷基及未經取代或經1個、2個或3個C1 -C10 -烷基取代之C6 -C10 -芳基; R43 、R44 、R45 、R46 、R47 、R48 、R49 、R410 、R411 、R412 、R413 、R414 、R415 、R416 、R417 及R418 彼此獨立地選自氫、鹵素、C1 -C18 -烷基、C6 -C10 -芳基、C6 -C10 -芳基-C1 -C10 -伸烷基、C6 -C10 -芳基氧基及C6 -C10 -芳基硫基,其中C6 -C10 -芳基、C6 -C10 -芳基-C1 -C10 -伸烷基、C6 -C10 -芳基氧基及C6 -C10 -芳基硫基之芳基部分係未經取代或經一或多個C1 -C10 -烷基取代 及其混合物。 從WO 2015/019270已知式(II)之化合物。式II之特別適宜的化合物為其中R28 及R210 各為苯基及R27 及R29 為氫之彼等。尤佳者為式(II.1)之化合物,其對應於WO 2015/019270之化合物(27)
Figure 02_image027
式(III)之苝-3,4,9,10-四羧酸二醯亞胺化合物例如描述在DE 1 130 099、US 4,379,934、US 4,446,324或EP 0657436中。式(III)之尤佳的苝顏料係其中R31 及R32 獨立地選自C1 -C10 -烷基、2,6-二(C1 -C10 -烷基)芳基及2,4-二(C1 -C10 -烷基)芳基的彼等。更佳地,R31 及R32 相同。特佳者為式III.1之化合物
Figure 02_image029
式(IV)之具有硬2,2'-聯苯氧基橋之苝雙醯亞胺化合物為尚未公開的PCT/EP2017/050621(公開後的WO 2017/121833)之標的。特佳的苝雙醯亞胺化合物為其中R41 及R42 彼此獨立地選自未經取代或經1個、2個或3個C1 -C6 -烷基取代之苯基;及R43 、R44 、R45 、R46 、R47 、R48 、R49 、R410 、R411 、R412 、R413 、R414 、R415 、R416 、R417 及R418 各為氫之彼等。特佳者為式(IV.1)之化合物
Figure 02_image031
可藉由使適宜的經氯化或溴化之式(IX)之苝雙醯亞胺
Figure 02_image033
其中 Hal 在各情形中為溴或在各情形中為氯;及 R41 及R42 係如上文所定義; 與式(X)之2,2'-聯苯酚化合物及若適宜與式(XI)之2,2'-聯苯酚化合物反應來製備式(IV)之化合物
Figure 02_image035
其中 R43 、R44 、R45 、R46 、R47 、R48 、R49 、R410 、R411 、R412 、R413 、R414 、R415 、R416 、R417 及R418 係如上文所定義。 式(XI)之2,2'-聯苯酚亦可如針對式(X)之2,2'-聯苯酚所定義(若僅將一種式(X)之2,2'-聯苯酚用於鹵素置換反應)。 通常在鹼的存在下進行該反應。特定言之,適宜的鹼為無機鹼金屬或鹼土金屬鹼,鹼金屬鹼係特別適宜。無機鹼之實例為鹼金屬及鹼土金屬之碳酸鹽及碳酸氫鹽、氫氧化物、氫化物及醯胺。較佳之鹼為碳酸鹽及碳酸氫鹽,尤佳係碳酸鹽。較佳之鹼金屬為鋰、鈉、鉀及銫;特別適宜的鹼土金屬為鎂及鈣。應瞭解,亦可使用鹼混合物。極特佳的鹼為碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀及碳酸銫。 通常在極性非質子性溶劑的存在下進行該反應。適宜的溶劑尤其為脂族羧醯胺(較佳係N,N-二-C1 -C4 -烷基-C1 -C4 -羧醯胺)、內醯胺(諸如二甲基甲醯胺、二乙基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二甲基丁醯胺及N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP))、腈(諸如乙腈)。亦可使用極性非質子性溶劑之混合物。特佳係NMP。 反應溫度一般在室溫至溶劑沸點範圍內,較佳40至160℃。 可類似於US 4,845,223中所述的方法製備式(IX)之化合物。式(X)及(XI)之化合物可於市面購得或可依文獻方法製備。 在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之適宜有機紅色螢光顏料包括1,6,7,12-四芳基氧基-取代之苝雙醯亞胺化合物。 較佳地,在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料能夠吸收自發光組分產生的一部分藍色光。特定言之,在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料為式(V)之苝雙醯亞胺化合物
Figure 02_image037
其中 R51 及R52 彼此獨立地為未經取代或經C6 -C10 -芳基(其繼而係未經取代或經1個、2個或3個C1 -C10 -烷基取代)取代之C1 -C10 -烷基、未經取代或經1個、2個或3個C1 -C10 -烷基取代之C3 -C8 -環烷基、或未經取代或經1個、2個或3個C1 -C10 -烷基取代之C6 -C10 -芳基; Y 彼此獨立地且在每次出現時獨立地為C1 -C10 -烷基、苯基或經1個、2個或3個C1 -C6 -烷基、C1 -C6 -烷氧基-C1 -C6 -烷基及C1 -C6 -烷氧基取代之苯基;及 y 彼此獨立地且在每次出現時獨立地為0、1、2或3。 較佳之式(V)之苝雙醯亞胺化合物之實例為其中R51 及R52 各獨立地選自C1 -C10 -烷基、2,6-二(C1 -C10 -烷基)芳基及2,4-二(C1 -C10 -烷基)芳基之彼等。特定言之,R51 及R52 相同。極特別地,R51 及R52 各為2,6-二異丙基苯基或2,4-二-第三丁基苯基。 在一特定實施例中,y為0,即(Y)y 不存在。自US 4,845,223已知該等化合物。特佳者為N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4:9,10-四甲醯亞胺。 在另一特定實施例中,各y為1及各Y為苯基,特定言之係在鄰位。該等化合物為尚未公開的EP 16192617.5之標的。 在又另一特定實施例中,各y為1。Y各為C1 -C10 -烷基,特定言之第二C3 -C10 -烷基或第三C4 -C10 -烷基。尤佳地,Y為在鄰/對位處的第二C3 ‑C10 -烷基,例如在鄰位處的異丙基。 特別適宜的實例為下文所顯示的式(V.1)、(V.2)及(V.3)之苝雙醯亞胺化合物。
Figure 02_image039
出乎意料地,發現包含至少一種如上文所定義之式(I)化合物、至少一種在540至小於600 nm(尤其540至590 nm)之波長範圍內具有最大發射之顏料及至少一種在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料之色彩轉換器可獲得具有大於90、較佳至少92及特定言之大於95之CRI Ra值的白光。特定言之,所得白光具有大於66、尤其大於70及更尤其大於75之R9值。 因此,在另一個態樣中,本發明亦提供一種色彩轉換器,其包含: - 至少一種如上文所定義之作為螢光顏料之式(I)之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物; - 至少一種在540至小於600 nm(較佳540至590 nm)之波長範圍內具有最大發射之橙色螢光顏料; - 至少一種在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之紅色螢光顏料;及 - 視需要,至少一種作為散射體之無機白色色素。 意欲與在540至小於600 nm(較佳係540至590 nm)之波長範圍內具有最大發射之橙色螢光顏料及在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之紅色螢光顏料組合使用的式(I)之螢光顏料的數目可係任何數目,較佳係1至5種。 意欲與式(I)之螢光顏料及具有在600至670 nm之範圍內之中心發射波長之螢光顏料組合使用的在540至小於600 nm(較佳540至590 nm)之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料的數目可係任何數目,較佳係1至5種。 意欲與式(I)之螢光顏料及在540至小於600 nm(較佳540至590 nm)之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料組合使用的在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料的數目可係任何數目,較佳係1至5種。 較佳地,本發明色彩轉換器包含至少一種式(I)之化合物、至少一種式(II)之化合物及至少一種式(V)之化合物。同樣較佳地,本發明色彩轉換器包含至少一種式(I)之化合物、至少一種式(III)之化合物及至少一種式(V)之化合物。同樣較佳地,本發明色彩轉換器包含至少一種式(I)之化合物、至少一種式(IV)之化合物及至少一種式(V)之化合物。 更佳地,本發明色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、至少一種式(II)之化合物及至少一種式(V)之化合物。在一特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(II.1)之化合物及該式(V.1)之化合物。在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(II.1)之化合物及該式(V.2)之化合物。在另一個特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(II.1)之化合物及該式(V.3)之化合物。 同樣更佳地,本發明色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、至少一種式(III)之化合物及至少一種式(V)之化合物。在一特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(III.1)之化合物及該式(V.1)之化合物。在另一個特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(III.1)之化合物及該式(V.2)之化合物。在另一個特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(III.1)之化合物及該式(V.3)之化合物。 同樣更佳地,本發明色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、至少一種式(IV)之化合物及至少一種式(V)之化合物。在一特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(IV.1)之化合物及該式(V.1)之化合物。在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(IV.1)之化合物及該式(V.2)之化合物。在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含至少一種式(I-A)之化合物、該式(IV.1)之化合物及該式(V.3)之化合物。 在一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I‑A.1)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(II.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(II.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(III.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(III.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(IV.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(IV.1)之化合物及式(V.1)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(II.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(II.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(III.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(III.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(IV.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(IV.1)之化合物及式(V.2)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(II.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(II.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(II.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(III.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(III.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(III.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.2)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物、式(IV.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.4)之化合物、式(IV.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 在另一特定實施例中,該色彩轉換器包含式(I-A.3)及(I-A.4)之化合物之混合物、式(IV.1)之化合物及式(V.3)之化合物。 聚合物基質中有機螢光顏料之濃度係經設為色彩轉換器之厚度及聚合物之類型之函數。若使用薄聚合物層,則有機螢光顏料之濃度一般高於厚聚合物層之情況。 通常,聚合物中有機螢光顏料之量亦取決於欲達成的相關色溫CCT。熟練技術者當明瞭,藉由增加式I之有機螢光顏料之濃度及其他有機螢光顏料之濃度,調諧自LED發射的光至更長波長以得到具有目標CCT之白光。 通常,在各情形中以所使用的聚合物的量計,該至少一種式I之本發明有機螢光顏料之濃度為0.001至0.5重量%,較佳0.005至0.3重量%,最佳0.01至0.2重量%。 通常,以所使用的聚合物的量計,該至少一種在540至小於600 nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料之濃度為0.0001至0.2重量%,較佳0.001至0.01重量%。 通常,以所使用的聚合物的量計,該至少一種在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料之濃度為0.0001至0.2重量%,較佳0.001至0.01重量%。 通常,該至少一種式I之本發明有機螢光顏料與該至少一種在540至590 nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料之比係在9:1至50:1(較佳10:1至40:1)範圍內。實例為10:1至35:1或10:1至25:1。 通常,該至少一種式I之本發明有機螢光顏料與該至少一種在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料之比係在2:1至20:1(較佳3:1至15:1)範圍內。 通常,式(I)之螢光顏料與一種在540至小於600 nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料及至少一種在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料之總和之比係在2:1至1:10(較佳1:1至1:8,更佳1:2至1:7)範圍內。熟練技術者將輕易瞭解,該等顏料之比係根據所選光源改變。就目標CCT而言,在光由具有介於420 nm與480 nm之間之中心反射波長之藍色LED產生情況下,本發明顏料與在540至590 nm之波長範圍內具有最大發射之橙色顏料之比及本發明顏料與在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之紅色顏料之比相較於在光由具有介於6 000 K與20 000 K之間之CCT之白色LED產生情況下對應之本發明顏料分別與黃色顏料及紅色顏料之比更大。 根據本發明之色彩轉換器之聚合基質基本上由以下組成:聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯啶酮、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚矽氧、聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)-共聚物(EVA、EVOH)、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚苯乙烯丙烯腈(SAN)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丁酸乙烯酯(PVB)、聚氯乙烯(PVC)、聚醯胺、聚甲醛(polyoxymethylenes)、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺或其混合物。 尤其,該至少一種聚合物基本上由聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯或其混合物組成。 此處聚苯乙烯應理解為尤其意指由苯乙烯及/或苯乙烯之衍生物聚合所得的所有均聚物或共聚物。苯乙烯之衍生物為例如烷基苯乙烯(諸如α-甲基苯乙烯、鄰-、間-、對-甲基苯乙烯、對-丁基苯乙烯,尤其對-第三丁基苯乙烯)、烷氧基苯乙烯(諸如對-甲氧基苯乙烯、對-丁氧基苯乙烯、對-第三丁氧基苯乙烯)。一般而言,適宜的聚苯乙烯具有10 000至1 000 000 g/mol(依GPC測定),較佳20 000至750 000 g/mol,更佳30 000至500 000 g/mol之平均莫耳質量Mn。 在一較佳實施例中,該色彩轉換器之基質基本上或完全地由苯乙烯或苯乙烯衍生物之均聚物組成。更特定言之,該聚合物係由聚苯乙烯組成。 在本發明之另一個較佳實施例中,該基質基本上或完全地由苯乙烯共聚物(其在本申請案之背景內容中同樣被視為聚苯乙烯)組成。苯乙烯共聚物可包含例如作為其他組分之丁二烯、丙烯腈、馬來酸酐、乙烯基咔唑、或作為單體之丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸之酯。一般而言,適宜的苯乙烯共聚物包含至少20重量%之苯乙烯,較佳至少40重量%及更佳至少60重量%之苯乙烯。在另一實施例中,其等包含至少90重量%之苯乙烯。 較佳之苯乙烯共聚物為苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-1,1'-二苯乙烯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)。另一較佳聚合物為α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物(AMSAN)。可例如藉由自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合或在有機金屬觸媒(例如齊格勒-納塔催化作用(Ziegler-Natta catalysis))影響下製備得苯乙烯均聚物或共聚物。此可得到等規、間規或無規聚苯乙烯或共聚物。較佳藉由自由基聚合製備其等。可以懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合或整體聚合來進行該聚合。適宜聚苯乙烯之製備述於,例如,Oscar Nuyken,Polystyrenes and Other Aromatic Polyvinyl Compounds,in Kricheldorf,Nuyken,Swift,New York 2005,p. 73-150及其中所引述之參考文獻;及Elias,Macromolecules,Weinheim 2007,p. 269-275中。 在另一較佳實施例中,該聚合物由聚對苯二甲酸乙二酯組成。聚對苯二甲酸乙二酯可藉由乙二醇與對苯二甲酸之縮合而獲得。 同樣地,更特定言之,該聚合物由聚碳酸酯組成。聚碳酸酯係碳酸與芳族或脂族二羥基化合物之聚酯。較佳之二羥基化合物為,例如,亞甲基二伸苯基二羥基化合物,例如雙酚A。製備聚碳酸酯之一種方法係使適宜的二羥基化合物與光氣在界面聚合中反應。另一方法係與碳酸之二酯(諸如碳酸二苯酯)在縮合聚合中反應。適宜聚碳酸酯之製備述於例如Elias,Macromolecules,Weinheim 2007,p. 343-347中。 在一較佳實施例中,使用不包括氧之已經過聚合之聚合物。較佳地,聚合期間之單體包含總共不大於1000 ppm之氧,更佳不大於100 ppm及尤佳不大於10 ppm之氧。 在本發明之一個實施例中,適宜的聚合物為透明聚合物。在另一實施例中,適宜的聚合物為不透明聚合物。 上文提及的聚合物充作式(I)化合物及其混合物及(若存在)其他波長轉換材料之基質材料。例如,其他波長轉換材料為如上文所定義之在540至小於600 nm之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料及其混合物及如上文所定義之在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料及其混合物。本發明螢光顏料(而且視需要,其他波長轉換材料)可溶解在聚合物中或可呈均勻分佈之混合物形式。在一較佳實施例中,式(I)之螢光顏料或其混合物、在540至小於600 nm之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料及在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之螢光顏料係溶解在聚合物中。 適宜的聚合物可包含作為其他成分之添加劑,諸如阻燃劑、抗氧化劑、光穩定劑、UV吸收劑、自由基清除劑、抗靜電劑。熟習此項技術者已知此類型之穩定劑。 適宜的抗氧化劑或自由基清除劑為例如苯酚,尤其空間位阻苯酚(諸如丁基羥基苯甲醚(BHA)或丁基羥基甲苯(BHT))或空間位阻胺(HALS)。此類型之穩定劑例如由BASF以Irganox®商標名稱銷售。在一些情形下,抗氧化劑及自由基清除劑可由二級穩定劑(諸如亞磷酸鹽或亞膦酸鹽,如例如由BASF以Irgafos®商標名銷售)補充。 適宜的UV吸收劑為例如苯并三唑(諸如2-(2-羥基苯基)-2H-苯并三唑(BTZ))、三嗪(諸如(2-羥基苯基)-s-三嗪(HPT)、羥基二苯甲酮(BP)或草醯苯胺。此類型之UV吸收劑例如由BASF以Uvinul®商標名稱銷售。 在本發明之一較佳實施例中,適宜的聚合物不包含任何抗氧化劑或自由基清除劑。 另外,該色彩轉換器可包含一種無機發光材料或複數種無機發光材料。該無機磷光體材料較佳係選自石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物及氮氧化物。此等中尤佳者為選自石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物及氮氧化物之彼等。石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物及氮氧化物之適宜實例彙整於下表I中: 表I:
Figure 107101619-A0304-0001
本發明色彩轉換器可進一步包含至少一種量子點。適宜的量子點係半導體材料之具有約20 nm或更小直徑之奈米晶體。該量子點可包括Si-基奈米晶體、II-VI族化合物半導體奈米晶體、III-V族化合物半導體奈米晶體、IV-VI族化合物奈米晶體及其混合物中之一者。該II‑VI族化合物半導體奈米晶體可包括選自由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及HgZnSTe組成之群之一者。III-V族化合物半導體奈米晶體可包括選自由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及InAlPAs組成之群之一者。IV-VI族化合物半導體奈米晶體可係SnTe。 為合成呈量子點形式之奈米晶體,可藉由氣相沉積(諸如金屬有機化學氣相沉積或分子束磊晶)或利用藉由添加一或多種前驅物至有機溶劑中來生長晶體之濕式化學製程來製備量子點。 根據本發明之一個實施例,本發明色彩轉換器具有積層結構。其等可具有單層結構或一般由複數個包含一或多種螢光顏料及/或散射體之聚合物層組成之多層結構。若該色彩轉換器具有多層結構,則一個層可包含在540至低於600 nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料及在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料及另一個層包含至少一種如上文所定義之式(I)之螢光顏料。 在一個實施例中,在540至低於600 nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料及在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料係存在於面向LED之色彩轉換器層中。在另一實施例中,該至少一種式(I)之化合物係存在於面向LED之色彩轉換器層中。 根據任一上述實施例,該色彩轉換器可另包含作為散射體之至少一種無機白色色素。 在一較佳實施例中,該等包含有機螢光顏料之層或基質中之至少一者包含光之散射體。 適宜的散射體為無機白色色素,例如二氧化鈦、硫酸鋇、鋅鋇白、氧化鋅、硫化鋅、依DIN 13320具有0.01至10 µm、較佳0.1至1 µm、更佳0.15至0.4 µm之平均粒度之碳酸鈣,尤其係基於TiO2 之散射體。 通常,在各情形中以含散射體層之聚合物計,散射體之包含量為0.01至2.0重量%,較佳0.05至1重量%,更佳0.1至0.5重量%。 在一較佳實施例中,該色彩轉換器具有兩層結構,其中一個層包含在540至低於600 nm之波長範圍內具有最大發射之有機螢光顏料及在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機螢光顏料及另一個層包含至少一種式(I)之螢光顏料,其中該包含在540至低於600 nm之波長範圍內具有最大發射之有機螢光顏料及在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之有機螢光顏料之層面向藍色光源。在此實施例中,兩個層均包含TiO2 作為散射體。 在一個實施例中,該等色彩轉換器係由已層壓在一起共同形成複合物之複數個聚合物層組成及其中該等各種螢光顏料及/或散射體可存在於不同聚合物層中。 若本發明色彩轉換器包含超過一種有機螢光顏料,則在本發明之一個實施例中複數種螢光顏料可彼此同時存在於一個層中。 在另一實施例中,該等不同螢光顏料係存在於不同層中。 在另一實施例中,至少一個色彩轉換器之聚合物層已藉由玻璃纖維機械強化。 本發明色彩轉換器可呈任何所需幾何配置。該等色彩轉換器可例如呈膜、薄片或斑塊之形式。同樣地,該包含有機螢光顏料之基質可呈液滴形式或半球形形式或呈具有凸表面及/或凹表面、平坦表面或球面之透鏡之形式。「澆鑄」係指用包含有機螢光顏料之聚合物完全澆鑄或封裝LED或構成LED之組分之實施例。在本發明之一個實施例中,該等包含至少一種有機螢光顏料之聚合物層(基質)係25至400微米(µm)厚,較佳係35至300 µm及特定言之50至250 µm。 在另一實施例中,該等包含有機螢光顏料之聚合物層係0.2至5毫米厚,較佳係0.3至3 mm及更佳係0.4至1 mm。 若該等色彩轉換器由一個層組成或其等具有積層結構,則在一較佳實施例中,該等個別層係連續且不具有任何孔或中斷。 本發明色彩轉換器可視需要包含其他成分,諸如背襯層。 背襯層可用來賦予色彩轉換器機械穩定性。用於背襯層之材料類型不具關鍵性,只要其係透明且具有所需機械強度即可。用於背襯層之適宜材料為例如玻璃或透明硬質有機聚合物,諸如聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。 一般而言,背襯層具有0.1 mm至10 mm,較佳0.2 mm至5 mm,更佳0.3 mm至2 mm之厚度。 在本發明之一個實施例中,如WO 2012/152812中所揭示,本發明色彩轉換器具有至少一個對抗氧及/或水之障壁層。用於障壁層之適宜障壁材料之實例為例如玻璃、石英、金屬氧化物、SiO2 、由Al2 O3 及SiO2 層之交替層組成之多層系統、氮化鈦、SiO2 /金屬氧化物多層材料、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯(PVDC)、液晶聚合物(LCP)、聚苯乙烯-丙烯腈(SAN)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚丁酸乙烯酯(PBT)、聚氯乙烯(PVC)、聚醯胺、聚甲醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、環氧樹脂、衍生自乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)之聚合物及衍生自乙烯-乙烯醇(EVOH)之聚合物。 用於障壁層之一較佳材料為玻璃或由Al2 O3 及SiO2 層之交替層組成之多層系統。 較佳地,適宜的障壁層具有低氧滲透性。 更佳地,適宜的障壁層具有低氧滲透性及低水滲透性。 如上文所述之聚合基質中之有機螢光顏料之組合可藉由藍色光源(諸如藍色LED)激發。同樣地,聚合基質中之有機螢光顏料之上述組合可藉由白光源(諸如白色LED)激發。 因此,在另一個態樣中,本發明係關於一種以如上文所定義之色彩轉換器於轉換由藍色LED產生之具有介於400 nm與480 nm(較佳420與480 nm)之間之中心發射波長的光以提供白光之用途。適宜的LED為例如基於氮化鎵(GaN)或氮化銦鎵(InGaN)之彼等。同樣可能的係其於轉換由汞燈、有機發光二極體(OLED)或白色LED產生的光之用途。 特定言之,其等適合轉換由藍色LED產生的光,其提供高演色指數CRI Ra及高R9值。 在另一個態樣中,本發明係關於一種以如上文所定義之色彩轉換器於轉換由冷白色LED產生的具有介於3 000 K與20 000 K之間之相關色溫的光以提供具有更低相關色溫及大於90、較佳至少92及特定言之大於95之高CRI Ra的白光之用途。更特定言之,其等適合轉換由白色LED產生的具有介於20 000 K與3 000 K(諸如20 000 K與8 000 K、20 000與6 000 K、15 000 K與8 100 K、12 000 K與8200 K、10 000與6 000 K或10 000與4 000 K)之間之CCT的光以產生具有更低CCT的光,其CRI Ra係大於90,較佳至少92及特定言之大於95。換言之,本發明色彩轉換器能夠使白光源之波長向著更長波長方向移位(即紅移)以產生具有暖光色調及高色彩品質(諸如高CRI Ra及R9)的白光。 具有介於3 000 K與20 000 K之間之CCT之白色LED可於市面購得。具有介於400 nm與480 nm之間之中心發射波長之藍色LED亦可於市面購得。 另外,本發明色彩轉換器適合用於在光伏打及螢光轉換太陽能電池中作為受光系統(螢光收集器)之應用。 式(I)之本發明螢光顏料在以由藍色LED產生的具有介於420 nm與480 nm之間之中心發射波長的光照射時具有高光穩定性。式(I)之本發明螢光顏料在以由白色LED產生的具有介於20 000 K與6 000 K之間之CCT的光照射時亦具有高光穩定性。此外,式(I)之本發明螢光顏料對氧及水穩定。其等可輕易地呈純淨形式獲得。 可藉由不同製程產生本發明色彩轉換器。 在一個實施例中,該用於產生本發明色彩轉換器之製程包括將至少一種聚合物及至少一種有機螢光顏料及其他有機螢光顏料(若存在)溶解於溶劑中及隨後移除該溶劑。 在另一實施例中,該用於產生本發明色彩轉換器之製程包括擠製該至少一種有機螢光顏料及其他有機螢光顏料(若存在)與該至少一種聚合物。 包含至少一種式(I)之化合物、至少一種在540至低於600 nm之波長範圍內具有最大發射之橙色螢光顏料及至少一種在600至670 nm之波長範圍內具有最大發射之紅色螢光顏料之發光裝置在CCT及CRI Ra方面獲致極佳性質。因此,本發明之另一個態樣係關於包含至少一個具有介於3 000 K與20 000 K之間之CCT之白色LED及至少一個如上文所定義之色彩轉換器之照明裝置,其中該色彩轉換器及該LED係呈遠程磷光體配置。 本發明之又另一個態樣係關於包含至少一個具有介於400 nm與480 nm之間之中心發射波長之藍色LED及至少一個如上文所定義之色彩轉換器之照明裝置,其中該色彩轉換器及該LED係呈遠程磷光體配置。 在一個實施例中,本發明照明裝置包括正好一個LED。在另一實施例中,本發明照明裝置包括兩個或更多個LED。尤其,本發明照明裝置包括複數個LED。 在一個實施例中,本發明照明裝置包括複數個LED,該等LED均為藍色LED。在另一實施例中,本發明照明裝置包括複數個LED,至少一個LED為藍色及至少一個LED不為藍色而係發射另一顏色(例如紅色)的光。 此外,所使用LED之類型對於本發明照明裝置而言不具關鍵性。在一較佳實施例中,藍色LED光照射在轉換器板表面之功率密度通常小於200 mW/cm2 ,較佳小於120 mW/cm2 ,更佳小於80 mW/cm2 。同樣可使用較高功率密度(諸如150或200 mW/cm2 )之LED。然而,轉換器表面處LED之較高功率密度可減短螢光顏料及色彩轉換器之壽命。 在另一實施例中,本發明照明裝置包括複數個選自具有介於400 nm與480 nm之間之中心發射波長之藍色LED及具有介於3 000 K與20 000 K之間之CCT之白色LED的LED。 本發明色彩轉換器可與選自具有介於400 nm與480 nm之間之中心發射波長之藍色LED及具有介於3 000 K與20 000 K之間之CCT之白色LED的LED以實質上任何幾何形式組合使用,且不管照明裝置之結構為何。 本發明色彩轉換器係用於遠程磷光體設置中,即,該色彩轉換器在空間上與LED分離。一般而言,LED與色彩轉換器間的距離為0.1 cm至50 cm,較佳0.2至10 cm及最佳0.5至3 cm。在色彩轉換器與LED之間可係不同介質,諸如空氣、稀有氣體、氮氣或其他氣體或其混合物。 該色彩轉換器可例如同心配置在LED周圍或具有平坦幾何結構。其可呈例如斑塊、薄片或膜形式、呈液滴形式或呈澆鑄物形式。 本發明照明裝置適合於室內照明、室外照明、辦公室照明、交通工具照明、手電筒照明、遊戲主控臺照明、路燈照明、交通標誌照明。 本發明照明裝置展現具有高平均演色指數之暖色調白光。此外,其等具有長壽命,尤其係在藍光照射時之高光穩定性。 本發明進一步提供一種在照射時產生電功率之裝置,其包含光伏打電池(太陽能電池)及如上文所定義之色彩轉換器,其中未被光伏打電池(太陽能電池)吸收的光中之至少一部分係被色彩轉換器吸收。該色彩轉換器通常位於光伏打電池頂部。該色彩轉換器係用於調節光譜,使得UV及可見光被轉換成更長波之光譜從而被太陽能電池更高效轉換。 現由隨後實例更詳細地論述本發明,但不對本發明設定任何限制。 實例 I. 式(I)化合物之製備 實例1:式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物
Figure 02_image041
1.1 2,4-二溴-6-硝基苯胺 在約45℃下加熱10 g(0.072 mol) 2-硝基苯胺、100 mL冰乙酸、14.5 mL(0.29 mol;46.4 g)溴之混合物。2小時後,添加另一份3.0 mL(0.06 mol)溴及再攪拌反應混合物兩個小時。使過量溴排氣。將水添加至該反應混合物。吸出沉澱物,用水洗滌然後乾燥以得到21.0 g(98%)黃色固體。 Rf (甲苯/乙酸乙酯 10:1) = 0.8。 1.2 4-[4-胺基-3-(4-氰基苯基)-5-硝基-苯基]苯甲腈 於氮氣中在80至90℃下加熱367 mL甲苯、19.45 g(0.066 mol)實例1.1之化合物、21.72 g(0.242 mol) 4-氰基苯基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸、溶解於50 mL水中之31.6 g(0.114 mol)碳酸鉀、6.02 g(0.0066 mol)三(二亞苄基丙酮)二鈀及26 mL(0.0264 mol)之含在甲苯中之三-第三丁基膦溶液之混合物3小時。使反應混合物冷卻至室溫。過濾出沉澱物,用水洗滌然後乾燥得到21.6 g(96%)黃色固體。 Rf (甲苯/乙酸乙酯 10:1) = 0.29。 1.3 4-[3,4-二胺基-5-(4-氰基苯基)苯基]苯甲腈 於回流下在85℃下加熱19.9 g(0.0584 mol)之實例1.2之化合物、400 mL乙醇、100 mL N-甲基吡咯啶酮及44.0 g(0.2328 mol) 氯化鋅(II)之混合物2小時。在冷卻至室溫及過濾之後,藉由蒸餾自濾液移除乙醇。藉由添加水及乙醇使標題化合物沉澱。過濾出沉澱物,用熱水洗滌然後在真空中乾燥以得到25.9 g(143%)之包含無機鹽之黃色化合物。 Rf (甲苯/乙酸乙酯 10:1) = 0.1。 1.4 以下之混合物
Figure 02_image043
於氮氣下在130℃下加熱250 mL喹啉、8.8 g(0.032 mol) 4-溴-1,8-萘二甲酸酐、11.0 g(0.032 mol;90%純度)之實例1.3之混合物、6.0 g(0.032 mol)之乙酸鋅之混合物2小時。在冷卻至室溫後,添加200 mL甲醇。攪拌該混合物過夜,然後過濾。用甲醇及水洗滌殘餘物。得到11.45 g(65%)黃色沉澱物。 Rf (甲苯/乙酸乙酯 10:1) = 0.5。 1.5 式(I-A.1)及(I-A.2)之化合物之混合物 在90℃下加熱11.0 g(0.02 mol)之實例1.4之化合物之混合物、2.68 g(0.02 mol)苯基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸、5.52 g(0.04 mol)碳酸鉀、30 mL水、250 mL甲苯及0.23 g(0.0002 mol)肆三苯基膦鈀之混合物2小時。在冷卻至室溫後,過濾出殘餘物,用甲醇及水洗滌然後在真空中乾燥以得到10.5 g(95%)黃黑色殘餘物。藉由在回流下加熱將該殘餘物溶解於400 mL甲苯中,添加2.0 g活性木炭,攪拌該混合物30分鐘,然後熱過濾。使該濾液冷卻過夜及過濾出沉澱物。產率:2.3 g無鈀標題化合物。 Rf (甲苯/乙酸乙酯 10:1) = 0.5。 λmax發射:519 nm(於聚碳酸酯中)。 實例2:式(I-A.3)之化合物
Figure 02_image045
2.1 以下物質之製備
Figure 02_image047
依照WO 2012/168395之實例6中所述的程序,得到標題化合物及對應之單-及二-及四溴化化合物之混合物。該三溴化化合物佔約40重量%。 2.2 化合物(I-A.3)之製備 在90℃下加熱2.5 g(0.005 mol)之實例2.1之三溴化化合物、4.41 g (0.03 mol) 4-氰基苯基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸、2.07 g(0.015 mol)之溶於5 mL水中之碳酸鉀及0.174 g(0.00015 mol)肆三苯基膦鈀(0)之混合物4小時。在冷卻至室溫後,過濾出殘餘物,用乙醇及水洗滌然後在真空中乾燥以得到2.29 g粗產物。藉由管柱層析(矽膠;甲苯/乙酸乙酯 20:1)純化該化合物以得到0.92 g(32%)黃色固體。 Rf (甲苯/乙酸乙酯 10:1) = 0.3。 λmax發射=508 nm(聚碳酸酯)。 II. 色彩轉換器之製備 所使用的材料: LED 1:具有8595 K之CCT之冷白色LED LED 2:具有450 nm之最大波長之藍色LED 聚合物1:基於雙酚A及光氣之聚縮物之透明聚碳酸酯(Makrolon® 2805,購自Bayer MaterialScience AG)。在該等實例中,使用聚合物1,然而,可利用其他聚合物達成可比較數據。 二氧化鈦:TiO2 金紅石色素:Kronos® 2233–購自Kronos Titan 顏料1:黃色螢光化合物(非根據本發明) 如WO 2012/168395之實例10中所述得到呈以下顏料1形式之式(VI-5)之化合物,
Figure 02_image049
然後利用層析純化。使包含化合物VI-5之混合物進行進一步的管柱層析以得到純化合物VI-5。 λmax發射:536 nm(於聚碳酸酯中)。 顏料2:式(I-A.1)及(I.-A.2)之本發明化合物之混合物(自實例1得到之化合物),呈以下顏料2形式
Figure 02_image051
λmax發射:519 nm(於聚碳酸酯中)。 顏料3:式(I-A.3)之本發明化合物(自實例2得到之化合物),呈以下顏料3形式
Figure 02_image045
λmax發射:508 nm(於聚碳酸酯中) 顏料4:式(III.1)之化合物,呈以下顏料4形式
Figure 02_image029
λmax發射:548及578 nm(於聚碳酸酯中) 顏料5:式(II.1)之化合物,呈以下顏料5形式
Figure 02_image053
類似於WO 2015/019270中所述的方法,如下製備式(II.1)之化合物: 步驟1:以下物質之製備
Figure 02_image055
在135℃下加熱42.72 g(0.12 mol) 4,5-二溴-萘-1,8-二羧酸酐、42.96 g (0.12 mol) 1,2二胺基-3,5-二苯基苯、500 ml喹啉、22.0 g(0.06mol)乙酸鋅之混合物4小時。使反應混合物冷卻至70℃及在添加500 mL乙醇後產物沉澱。過濾出該產物,用乙醇及水洗滌。單離得58.1 g產物。 Rf (甲苯 乙酸乙酯 10:1) = 0.82。 步驟2:以下物質之製備
Figure 02_image057
在100℃下攪拌88 mL甲苯、3.3 g(5.5 mmol)自步驟1得到之上述化合物、2.2 g(16 mmol)之溶於20 mL水中之碳酸鉀、0.8 g(5.5 mmol) 4-氰基苯基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸、0.64 g(0.55 mmol)肆三苯基膦鈀之混合物18小時。添加另一份0.64 g(0.55 mmol)肆三苯基膦鈀及再攪拌該混合物2小時。添加0.4 g(2.35 mmol) 4-氰基苯基
Figure 107101619-A0101-12-0030-1
酸及再攪拌該混合物8小時。用500 mL甲醇沉澱產物,過濾且用水及甲醇洗滌然後在減壓下乾燥。藉由使用甲苯作為洗脫劑的管柱層析於矽石上純化該產物。單離得0.7 g純產物。Rf (甲苯) = 0.2。 步驟3:式(II.1)之標題化合物之製備 將10 mL N-甲基吡咯啶酮、0.7 g(1.2 mmol)之自步驟2得到之上述化合物、135 mg(1.5 mmol) CuCN之混合物加熱至160℃ 2小時。添加另一份135 mg(1.5 mmol) CuCN及再攪拌該混合物一小時。使反應混合物冷卻至室溫及添加10 mL甲醇及10 mL水。在攪拌一小時後,過濾該混合物,用甲醇及水洗滌,在減壓下乾燥然後藉由管柱層析純化粗製物質。將具有6.5 cm直徑之管柱填充120 g矽石以達成6 cm之高度。使用甲苯乙酸乙酯100:1之混合物。單離得具有0.37之Rf值之產物。在相同條件下重複層析及在靜置過夜後自甲苯乙酸乙酯混合物結晶8 mg純產物。 λmax發射:568 nm(於聚碳酸酯中)。 顏料6:式(IV.1)之化合物,呈以下顏料6形式
Figure 02_image059
如PCT/EP2017/050621之實例1中所述製備。 在110℃下加熱15 g(17.7 mmol) N,N'-(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12,-四氯-苝-3,4;9,10二醯亞胺、6.9 g(37.1 mmol) 2,2'-聯苯酚、5.13 g (37.1 mmol) K2 CO3 及90 mL N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)之混合物 21小時及然後在140℃下加熱24小時。使反應混合物冷卻至80℃,然後於攪拌(125 rpm)下在60分鐘內添加90 mL乙酸/水(1/2)及於隨後攪拌過夜。過濾出殘餘物及用90 mL乙醇及20 mL NMP之混合物洗滌及然後用溫水洗滌。乾燥該殘餘物以得到粗產物(16.81 g)。藉由層析純化得到標題化合物。 Rf (環己烷/乙酸乙酯 10:1) = 0.1。 λmax發射:579 nm(於聚碳酸酯中)。 顏料7:式(V.2)之化合物,呈以下顏料7形式
Figure 02_image061
如EP 16192617.5之實例1中所述製備。 在室溫下攪拌5 g (5.9 mmol) N,N'-(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12,-四氯-苝四羧酸二醯亞胺、4.23 g (24.9 mmol)聯苯-2-醇、138.21 g(16.9 mmol)碳酸鉀及30 mL N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)之混合物24小時及然後在115℃下攪拌48小時。在冷卻至80℃後,在15分鐘內將反應混合物逐滴添加至10 mL乙酸及20 mL水之混合物,歷時2小時期間冷卻至室溫及然後過濾。用300 mL 乙醇/水(1:1)之混合物洗滌殘餘物及然後用600 mL乙醇/水/NMP(4:4:1)混合物洗滌。在回流下將該殘餘物溶解於35 mL乙醇及5 mL NMP之混合物中,然後冷卻至室溫並分離以得到5.6 g(62%)紅色顏料,藉由使用環己烷/乙酸乙酯之層析純化該紅色顏料。產率為2.06 g(23%)。 Rf(環己烷/乙酸乙酯 10:1) = 0.29。 λmax發射:622 nm(於聚碳酸酯中)。 顏料8:式(V.3)之化合物,呈以下顏料8形式
Figure 02_image063
將2.2 g(2.6 mmol) 1,6,7,12-四氯-N,N'-2,6-二異丙基苯基苝-3,4,9,10-四羧酸二醯亞胺、4.25 g(31.2 mmol) 2-異丙基苯酚、2.52 g(18.2 mmol) K2 CO3 及170 mL N-甲基吡咯啶酮之混合物加熱至90℃ 17小時。其後,將該混合物加熱至110℃ 10小時。添加另一份2.12 g(15.6 mmol) 2-異丙基苯酚及1.26 g K2 CO3 及繼續加熱23小時。添加另一份2.12 g (15.6 mmol) 2-異丙基苯酚及1.26 g K2 CO3 及繼續加熱6小時。用1 L稀HCl沉澱產物。用二氯甲烷萃取後,得到7.5 g液體粗製物質,藉由使用甲苯二氯甲烷之管柱層析進一步純化該液體粗製物質。單離得0.28 g純標題化合物。 Rf(石油醚/乙酸乙酯 8:1) = 0.3。 λmax發射:616 nm(於聚碳酸酯中) 顏料9:式(V.1)之化合物,即N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4;9,10-四羧酸二醯亞胺,呈以下顏料9形式
Figure 02_image065
λmax發射:615 nm(於聚碳酸酯中) 螢光光譜 利用C9920-02量子產率測定系統(購自Hamamatsu)測定分析樣品之螢光量子產率(FQY)。此係藉由在積分球(烏布里希球(Ulbricht sphere))中用445至455 nm的光照射各樣品來進行。藉由與無樣品之烏布里希球中之參考測定比較,藉助CCD光譜儀來確定激發光及由樣品發射之螢光之未吸收部分。對在未吸收激發光之光譜範圍或在所發射螢光之光譜範圍之強度積分得到各樣品之吸收程度或螢光強度或螢光量子產率。 PC = 聚碳酸酯 螢光量子產率測定之結果: 顏料 1:(非根據本發明)
Figure 02_image049
PC-膜(0.01重量%):發射λmax :536 nm;FQY:86%。 顏料 2(根據本發明)
Figure 02_image067
PC-膜(0.022重量%):發射λmax :519 nm;FQY:87%。 顏料 5(非根據本發明)
Figure 02_image053
PC-膜(0.014重量%):發射λmax :568 nm;FQY:85%。 可看出,相較於在苯并咪唑主鏈處帶有苯基替代氰基苯基之化合物(顏料1)或在伸萘甲醯基主鏈之核處帶有氰基之化合物(顏料5),根據本發明之顏料 2之λmax發射移位至更短波長。因此,與結構上相關之先前技術化合物顏料1及顏料5對比,顏料2可封閉綠色光譜範圍中之能隙。 用於製備色彩轉換器之方法: 為製備轉換器,依所需濃度(參見表II及III)將材料(即聚碳酸酯、顏料及TiO2 (Kronos 2233))混合在一起。該等材料的量係相對於所使用聚合物聚碳酸酯的量給出。然後添加二氯甲烷及攪拌該等混合物過夜。使用施料框架(濕膜厚度800 µm,購自Ericsen)將所得溶液/分散液塗佈至玻璃表面上。在已乾燥溶劑2小時後,自玻璃分離該膜然後在真空中於50℃下乾燥。取決於應用而定(分別利用LED1或LED2),自箔片切下來自該等膜之具有不同幾何結構之樣品。 表II:用於冷白色LED之利用顏料1之非本發明轉換器混合物
Figure 107101619-A0304-0002
# 重量%濃度係以所使用聚合物聚碳酸酯的量計 表III:用於冷白色LED之利用黃色顏料2及顏料3及橙色顏料5之本發明轉換器混合物
Figure 107101619-A0304-0003
# 重量%濃度係以聚合物聚碳酸酯的量計 照明裝置之表徵: 分別使用LED 1及LED 2作為用於泵送轉換器膜之光源。 將冷白色LED 1插入至T8規格之透明塑料管中。將轉換器膜之矩形件成形成半管並插入至該管中。因此,該轉換器膜覆蓋該等冷白色LED。 LED 2:用轉換器膜之具61 mm直徑之平坦、圓形薄板完全覆蓋混合腔室內部配備藍色LED(450 nm)之下照式燈(down-light)。 對自該等裝置之表面照射的光進行光度測定,其中藉由配備積分球(ISP 500-100)及CCD偵測器CAS 140CT-156(購自Instrument Systems,Munich)之光度測定工具測定自該裝置照射的總光。使用所測得輻射光譜來導出所有相關光度數據,諸如CCT(=相關色溫),單位為凱氏溫度(Kelvin)[K]、色點距普朗克(Planck)-曲線(BBL)的距離、平均演色指數CRI及針對參考色號9(R9)之演色指數、效力數據等。結果提供於表III及IV及VI。 表IV:用於冷白色LED 1之非本發明轉換器之光度數據(供比較用)
Figure 107101619-A0304-0004
表V:用於冷白色LED 1之本發明轉換器之光度數據
Figure 107101619-A0304-0005
表VI:用於藍色LED之轉換器
Figure 107101619-A0304-0006
表VII:用於藍色LED之轉換器之光度數據
Figure 107101619-A0304-0007
非本發明及本發明轉換器述於表II、III及VI中。光度數據提供於表IV及V及VII中。該等轉換器產生具有幾乎相似CIE色彩座標之暖白光。本發明色彩轉換器展現明顯更高的平均CRI值及R9值。因為在比較實例中該等橙色及紅色顏料與在本發明實例中相同,故平均CRI及R9之改良可歸因於本發明黃色顏料2及本發明黃色顏料3。
Figure 107101619-A0101-11-0002-3

Claims (17)

  1. 一種式(I)之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物,
    Figure 107101619-A0305-02-0068-1
    其中基團R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10中之至少一者彼此獨立地為帶有一個、兩個或三個氰基及0個、1個、2個、3個或4個取代基RAr之芳基及其餘基團R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10彼此獨立地選自氫及未經取代或帶有1個、2個、3個、4個或5個取代基RAr之芳基,其中RAr 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自鹵素、C1-C30-烷基、C2-C30-烯基、C2-C30-炔基,其中後三個基團係未經取代或帶有一或多個Ra基,C3-C8-環烷基、3-至8-員雜環基,其中後兩個基團係未經取代或帶有一或多個Rb基,芳基及雜芳基,其中該後兩個基團係未經取代或帶有一或多個Rc基,其中Ra 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自氰基、鹵素、 C3-C8-環烷基、3-至8-員雜環基、芳基及雜芳基,其中C3-C8-環烷基、3-至8-員雜環基係未經取代或帶有一或多個Rb1基,及其中芳基及雜芳基係未經取代或帶有一或多個Rc1基;Rb 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自氰基、鹵素、C1-C18-烷基、C3-C8-環烷基、3-至8-員雜環基、芳基及雜芳基,其中C3-C8-環烷基、3-至8-員雜環基係未經取代或帶有一或多個Rb1基,及其中芳基及雜芳基係未經取代或帶有一或多個Rc1基;Rc 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自氰基、鹵素、C1-C18-烷基、C3-C8-環烷基、3-至8-員雜環基、芳基及雜芳基,其中C3-C8-環烷基、3-至8-員雜環基係未經取代或帶有一或多個Rb1基,及其中芳基及雜芳基係未經取代或帶有一或多個Rc1基;Rb1 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自鹵素、C1-C18-烷基及C1-C18-鹵烷基,Rc1 彼此獨立地且在每次出現時獨立地選自鹵素、C1-C18-烷基及C1-C18-鹵烷基。
  2. 如請求項1之式(I)化合物,其中RAr為未經取代或帶有1個、2個或3個基團Rc之C1-C10-烷基、C1-C6-鹵烷基、C3-C8-環烷基或苯基。
  3. 如請求項1或2之式(I)化合物,其中該等基團R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10中之1個、2個、3個或4個為帶有1個或2個氰基及0個、1個或2個基團RAr之芳基;該等基團R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10中之0個、1個、2個、3個或4個為未經取代或帶有1個、2個 或3個基團RAr之芳基;及其餘基團R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10為氫。
  4. 如請求項1或2之式(I)化合物,其中基團R7、R8、R9及R10中之至少一者為帶有1個、2個或3個氰基及0個、1個、2個、3個或4個取代基RAr之芳基及其餘基團R7、R8、R9及R10彼此獨立地選自由氫及未經取代或帶有1個、2個或3個基團RAr之芳基組成之群。
  5. 如請求項1或2之式(I)化合物,其對應於式(I-A)之化合物,
    Figure 107101619-A0305-02-0070-2
    其中R3及R4 各獨立地為氫、帶有1個或2個氰基之苯基或未經取代或帶有1個、2個或3個選自C1-C10-烷基之取代基之苯基;及基團R8、R9及R10中之至少一者為帶有1個或2個氰基之苯基;及其餘基團R8、R9及R10係選自由氫及未經取代或帶有1個、2個或3個選自C1-C10-烷基之取代基之苯基組成之群。
  6. 一種以如請求項1至5中任一項之式(I)化合物或其混合物於色彩轉換器中將自藍色LED發射的具有介於400nm與480nm之間之中心發射波長的光轉換成第二更長波長的光或於轉換自白色LED發射的具有介於3,000 K與20,000K之間之相關色溫的光以提供具有更低相關色溫的白光之用途。
  7. 一種色彩轉換器,其包含存於聚合基質中之:作為螢光顏料之至少一種如請求項1至5中任一項之式(I)之伸萘甲醯基苯并咪唑化合物及至少一種選自以下之其他有機螢光顏料(a)在540至小於600nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料及其混合物;及(b)在600至670nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料及其混合物;及視需要,至少一種作為散射體之無機白色色素。
  8. 如請求項7之色彩轉換器,其中該在540至小於600nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料係選自:(a.1)式(II)之核-氰化伸萘甲醯基苯并咪唑化合物及其混合物,
    Figure 107101619-A0305-02-0071-4
    其中R23或R24中之一者彼此獨立地為氰基及另一基團R23或R24係選自氰基、苯基、4-氰基苯基及帶有1個、2個或3個選自C1-C10-烷基之取代基之苯基;R27、R28、R29及R210彼此獨立地為氫、苯基、4-氰基苯基或帶 有1個、2個或3個選自C1-C10-烷基之取代基之苯基;(a.2)式(III)之苝雙醯亞胺化合物,
    Figure 107101619-A0305-02-0072-5
    其中R31及R32 彼此獨立地為C1-C30-烷基、C3-C8-環烷基、芳基、雜芳基或芳基-C1-C10-伸烷基,其中該後三個基團中之(雜)芳環係未經取代或經C1-C10-烷基單-或多取代;(a.3)式(IV)之具有硬2,2'-聯苯氧基橋之苝雙醯亞胺化合物及其混合物,
    Figure 107101619-A0305-02-0072-7
    其中R41及R42彼此獨立地選自氫、未經取代或經C6-C10-芳基(其繼而係未經取代或經1個、2個或3個C1-C10-烷基取代)取代之C1-C10-烷基、未經取代或經1個、2個或3個C1-C10-烷基取代之C3-C8-環烷基及未經取代或經1個、2個或3個C1-C10-烷基取代之C6-C10-芳基; R43、R44、R45、R46、R47、R48、R49、R410、R411、R412、R413、R414、R415、R416、R417及R418彼此獨立地選自氫、鹵素、C1-C18-烷基、C6-C10-芳基、C6-C10-芳基-C1-C10-伸烷基、C6-C10-芳基氧基及C6-C10-芳基硫基,其中C6-C10-芳基、C6-C10-芳基-C1-C10-伸烷基、C6-C10-芳基氧基及C6-C10-芳基硫基之芳基部分係未經取代或經一或多個C1-C10-烷基取代。
  9. 如請求項8之色彩轉換器,其中該在540至小於600nm之波長範圍內具有最大發射之有機橙色螢光顏料係選自式(II.1)、(III.1)及(IV.1)之顏料
    Figure 107101619-A0305-02-0073-10
  10. 如請求項7至9中任一項之色彩轉換器,其中該在600至670nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料為式(V)之苝雙醯亞胺化合物,
    Figure 107101619-A0305-02-0073-9
    其中 R51及R52彼此獨立地為未經取代或經C6-C10-芳基(其繼而係未經取代或經1個、2個或3個C1-C10-烷基取代)取代之C1-C10-烷基、未經取代或經1個、2個或3個C1-C10-烷基取代之C3-C8-環烷基、或未經取代或經1個、2個或3個C1-C10-烷基取代之C6-C10-芳基;Y 彼此獨立地且在每次出現時獨立地為C1-C10-烷基、苯基或經1個、2個或3個C1-C6-烷基、C1-C6-烷氧基-C1-C6-烷基及C1-C6-烷氧基取代之苯基;及y 彼此獨立地且在每次出現時獨立地為0、1、2或3。
  11. 如請求項10之色彩轉換器,其中該在600至670nm之波長範圍內具有最大發射之有機紅色螢光顏料係選自式(V.1)、(V.2)及(V.3)之苝雙醯亞胺化合物:
    Figure 107101619-A0305-02-0074-11
  12. 如請求項11之色彩轉換器,其包含選自式(I-A)+(II.1)+(V.1)、(I-A)+(II.1)+(V.2)、(I-A)+(II.1)+(V.3)、(I-A)+(III.1)+(V.1)、(I-A)+(III.1)+(V.2)、(I-A)+(III.1)+(V.3)、(I-A)+(IV.1)+(V.1)、(I-A)+(IV.1)+(V.2)及(I-A)+(IV.1)+(V.3)之化合物之有機螢光顏料之組 合。
  13. 如請求項7至9中任一項之色彩轉換器,其中該聚合基質基本上係由聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯啶酮、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚矽氧、聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)-共聚物、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯丙烯腈(SAN)、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丁酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚醯胺、聚甲醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺或其混合物組成。
  14. 如請求項13之色彩轉換器,其中該聚合基質基本上係由聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二酯或其混合物組成。
  15. 一種以如請求項7至14中任一項之色彩轉換器於轉換由藍色LED產生之具有介於400nm與480nm之間之中心發射波長的光以提供白光或於轉換由白色LED產生之具有介於3,000K與20,000K之間之相關色溫的光以提供具有更低相關色溫的白光之用途。
  16. 一種照明裝置,其包括:(i)至少一個選自具有400nm至480nm之中心發射波長之藍色LED及具有介於3,000K與20,000K之間之相關色溫之白色LED之LED;及(ii)至少一個如請求項7至14中任一項之色彩轉換器,其中該至少一個色彩轉換器係配置在遠離該至少一個LED處。
  17. 一種在照射後產生電能之裝置,其包括光伏打電池及如請求項7至14中任一項之色彩轉換器,其中未被該光伏打電池吸收的光之至少一部分係被該色彩轉換器吸收。
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