TWI821256B - 黃光發射裝置、其用途及提供黃光之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於黃光發射裝置，其包含光源及色彩轉換器，其中該黃光發射裝置之總發射輻射功率之至多1%係在短於520nm之波長範圍內發射。本發明亦係關於該黃光發射裝置之用途。
Description
本發明係關於黃光發射裝置，其包含光源及色彩轉換器，其中該黃光發射裝置之總發射輻射功率之至多1%係在短於520nm之波長範圍內發射。本發明亦係關於該黃光發射裝置在工作空間中用於處置對波長低於520nm之光敏感之材料的用途，且係關於藉由使用此黃光發射裝置提供其中總輻射功率之至多1%係在短於520nm之光譜範圍內之黃光之方法。
光阻劑用於積體電路之光微影結構化中。市售光阻劑通常對可見光譜中自近UV(紫外)至約460nm範圍內之波長敏感。此敏感性不會突然終止，但認為不發射或幾乎不發射低於520nm之輻射之輻射源用於照明光微影室係安全的。當為光微影應用之房間照明時，通常使用螢光燈或發光二極體(LED)，其覆蓋有濾波器以抑制幾乎所有低於520nm之波長，從而避免在光阻劑之處置及處理期間光阻劑之不期望聚合。該等照明裝置產生幾乎不具有藍光之黃光。具有濾波器之先前技術照明裝置不能達成高效率，此乃因濾波器將低於520nm之光譜分量轉換成熱。因此，業內極其需要具有更佳效率之黃光發射裝置。
LED之光譜輸出可藉助包含磷光體材料之色彩轉換器來改
變，該磷光體材料係例如能夠吸收自該LED所發射之光且將其轉換成更長波長之光的有機螢光染料。WO 2012/168395闡述與藍色LED組合使用以產生白光之色彩轉換器。該色彩轉換器包含至少一種聚合物及至少一種有機黃色-螢光著色劑，其中該有機螢光著色劑包含至少一個式(A)之結構單元，
其中該結構單元可由相同或不同之取代基單取代或多取代且其中所示苯并咪唑結構之6員環中之一或多個CH基團可由氮替代。此參考文獻亦闡述包含至少一種包含至少一個式(A)之結構單元之磷光體與紅色有機磷光體之組合的色彩轉換器。
WO 2015/019270闡述核心氰化之萘苯并咪唑化合物及其作為黃色-螢光染料之用途、特定而言其在色彩轉換器中用於產生白光之用途。
WO 2017/121833闡述具有剛性2,2'-聯苯氧基橋之苝雙醯亞胺及其在色彩轉換器中之用途。此參考文獻亦闡述包含具有剛性2,2'-聯苯氧基橋之苝雙醯亞胺及黃色有機螢光染料之色彩轉換器，及該等色彩轉換器在照明裝置中用於產生白光之用途。
該等參考文獻均未闡述使用包含有機螢光染料之色彩轉換器用於幾乎不發射小於520nm之波長範圍內之光的照明裝置。
因此，本發明之目標係提供用於適用於房間之照明裝置之色彩轉換器中之有機螢光染料，其中處置對波長低於520nm之光敏感之
材料，尤其用於光微影應用中之室內照明。
較佳地，有機螢光染料應具有以下特性中之一或多者：- 利用自藍色LED發射之光可激發；- 高於520nm之寬發射光譜；- 高莫耳消光係數；- 高量子產率；- 在藍光及/或白光輻照條件下之高光穩定性；- 在藍光及/或白光輻照條件下之高熱穩定性；- 關於水分及氧之高化學穩定性；- 良好擠出加工性；- 良好溶液加工性。
令人驚訝地發現，該等目標可由包含以下之光發射裝置來達成：(i)光源，其選自藍色或白色發光二極體(LED)或其組合及(ii)包含至少一種螢光染料之色彩轉換器，該至少一種螢光染料包含至少一個如本文所定義之式(I)之結構單元。
因此，本發明之第一態樣係關於黃光發射裝置，其包含(i)光源，其選自至少一個中心發射波長為400nm至480nm之藍色發光二極體、至少一個相關色溫介於2 700K與30 000K之間的白色發光二極體或其組合；及(ii)至少一個色彩轉換器，其包含至少一種在聚合物基質中之有機螢光染料且其中該至少一種有機螢光染料包含至少一個式(I)之結構單元
其中所示苯并咪唑結構之6員環之一或多個CH基團可由氮替代且其中符號各自定義如下：n1 對於該式(I)之每一結構單元係0至(10-p1)之數值；其中p1係所示苯并咪唑結構之6員環中由氮替代之CH單元數X1 係化學鍵、O、S、SO、SO2、NR1；且R係脂肪族基團、環脂族基團、芳基、雜芳基，其各自可攜帶取代基，芳香族或雜芳香族環或環系統，其各自稠合至該式(I)之結構單元之其他芳香族環或當X1不係化學鍵時，係F、Cl、Br、CN或H；其中兩個R基團可接合以給出一個環狀基團，且其中當n1>1時，X1及R可相同或不同；R1 各自獨立地係氫、C1-C18-烷基或環烷基，其碳鏈可包含一或多個-O-、-S-、-CO-、-SO-及/或-SO2-部分且其可經單取代或多取代；芳基或雜芳基，其可經單取代或多取代；及其混合物，其中該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料吸收光源所發射光之至少一部分且發射包含在520nm至590nm範圍內之波長之光；且其中該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料在該色彩轉換器中之重量百分比滿足方程式(A)
其中w1係該聚合物基質中之該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料基於聚合物之總重量之重量百分比，且d係該色彩轉換器之厚度(μm)；其中該黃光發射裝置之總發射輻射功率之至多1%係在短於520nm之波長範圍內發射；且其中該黃光發射裝置之特徵在於發光效率為至少80流明/瓦特。
本發明之黃光發射裝置較佳用於光微影應用中之室內照明。
本發明之特殊態樣係關於黃光發射裝置，其包含(i)至少一個發光二極體作為光源，該至少一個發光二極體係選自中心發射波長為400nm至480nm之藍色發光二極體或相關色溫介於3 000K與30 000K之間的白色發光二極體；及(ii)至少一個色彩轉換器，其包含至少一種在聚合物基質中之有機螢光染料且其中該至少一種有機螢光染料包含至少一個式(I)之結構單元
其中所示苯并咪唑結構之6員環之一或多個CH基團可由氮替代且其中符號各自定義如下：n1 對於該式(I)之每一結構單元係0至(10-p1)之數值；其中p1係所示苯并咪唑結構之6員環中由氮替代之CH單元數
X1 係化學鍵、O、S、SO、SO2、NR1；且R係脂肪族基團、環脂族基團、芳基、雜芳基，其各自可攜帶取代基，芳香族或雜芳香族環或環系統，其各自稠合至該式(I)之結構單元之其他芳香族環或當X1不係化學鍵時，係F、Cl、Br、CN或H；其中兩個R基團可接合以給出一個環狀基團，且其中當n1>1時，X1及R可相同或不同；其中R1 各自獨立地係氫、C1-C18-烷基或環烷基，其碳鏈可包含一或多個-O-、-S-、-CO-、-SO-及/或-SO2-部分且其可經單取代或多取代；芳基或雜芳基，其可經單取代或多取代；及其混合物，其中該黃光發射裝置之總發射輻射功率之至多1%係在短於520nm之波長範圍內發射。
根據本發明之第二態樣，提供如本文所定義之該黃光發射裝置之用途，其用於照明用於處置對波長低於520nm之光敏感之材料的工作空間。
根據本發明之第三態樣，提供用於提供其中總輻射功率之至多1%係在小於520nm之光譜範圍內之黃光之方法，該方法包含以下步驟：(i)提供光源，其係選自至少一個中心發射波長為400nm至480nm之藍色發光二極體、至少一個相關色溫介於2 700K與30 000K之間的
白色發光二極體或其組合；(ii)提供至少一個色彩轉換器，其包含至少一種在聚合物基質中之有機螢光染料且其中該至少一種有機螢光染料包含至少一個式(I)之結構單元
其中所示苯并咪唑結構之6員環之一或多個CH基團可由氮替代且其中符號各自定義如下：n1 對於該式(I)之每一結構單元係0至(10-p1)之數值；其中p1係所示苯并咪唑結構之6員環中由氮替代之CH單元數X1 係化學鍵、O、S、SO、SO2、NR1；且R係脂肪族基團、環脂族基團、芳基、雜芳基，其各自可攜帶取代基，芳香族或雜芳香族環或環系統，其各自稠合至該式(I)之結構單元之其他芳香族環或當X1不係化學鍵時，係F、Cl、Br、CN或H；其中兩個R基團可接合以給出一個環狀基團，且其中當n1>1時，X1及R可相同或不同；R1 各自獨立地係氫、C1-C18-烷基或環烷基，其碳鏈可包含一或多個-O-、-S-、-CO-、-SO-及/或-SO2-部分且其可經單取代或多取代；
芳基或雜芳基，其可經單取代或多取代；及其混合物，且其中該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料能夠吸收該光源所發射光之至少一部分且發射包含在520nm至590nm範圍內之波長之光，且其中該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料在該色彩轉換器中之重量百分比滿足方程式(A)
其中w1係該聚合物基質中之該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料基於聚合物之總重量之重量百分比，且d係該色彩轉換器之厚度(μm)；及(iii)佈置該色彩轉換器以接收該光源所發射光之至少一部分。
本發明之較佳實施例可參見說明書及申請專利範圍。不同實施例之組合屬本發明之範圍內。
圖1顯示本發明之光發射裝置(LD1)及具有濾波器之先前技術光發射裝置(LD2)之發射強度對波長。
本文所闡述之本發明具有若干優點：
- 如本文所定義之黃光發射裝置可有利地用作針對對低於520nm之輻射敏感之材料之室內光照明、尤其在半導體製造潔淨室中。
- 如本文所定義之黃光發射裝置可尤其用於微影、印刷電
路板及微電子領域中用於潔淨室(黃色室)照明。
- 如本文所定義之黃光發射裝置具有較高之發光效率，且因此具有低於先前技術黃光發射裝置之電消耗。
- 如本文所定義之黃光發射裝置具有高於先前技術裝置之插座效率(wall plug efficiency)。
本發明之黃光發射裝置之優點源自包含至少一種有機螢光染料之色彩轉換器，該至少一種有機螢光染料包含至少一個式I之結構單元。該螢光染料能夠吸收分別由藍色LED及白色LED所發射之光，且將其轉換成更長波長之光，而非如濾波器一般吸收低於520nm之波長且將其轉換成熱。
在本發明之上下文中，術語「磷光體」可係單一磷光體或亦係磷光體混合物。術語「磷光體」係指波長轉換材料，其在由一次輻射激發時，發射不同波長之二次輻射。
在本發明之上下文中，術語「螢光著色劑」包括能夠吸收特定波長之光且將其轉換成另一波長之光的所有材料。有機螢光著色劑可係有機螢光顏料或有機螢光染料。
在本發明之上下文中，術語「有機螢光染料」係指吸收第一波長之光且發射第二波長之光的有機染料，該第二波長較所吸收波長長。
在本發明之上下文中，術語「無機發光材料」係指吸收第一波長之光且發射第二波長之光的材料，該第二波長較所吸收光之波長長。
在本發明之上下文中，術語「LED」或「發光二極體」係
指具有無機半導體層堆疊(「晶片」)之裝置，其包括在偏置時發射光以產生流過該裝置之電流之作用區，及附接至堆疊之觸點。
在本發明之上下文中，術語「光發射裝置」係指包括LED及色彩轉換器之裝置，該色彩轉換器包含至少一種在聚合物基質中之有機螢光染料，其中該色彩轉換器適於接收來自該LED之激發光且發射波長長於該激發光之光。
在本發明之上下文中，術語「聚合物基質」係指有機螢光染料分散或分子溶解於其中之聚合物。
在本發明之上下文中，術語「色彩轉換器」亦簡稱為「轉換器」，應理解為意指能夠吸收特定波長之光且將其轉換成第二(更長)波長之光的所有物理裝置。色彩轉換器係(例如)照明裝置、尤其利用藍色LED作為光源之彼等照明裝置之一部分。
與色彩轉換器相比，濾光器選擇性地透射特定波長範圍內之光，同時吸收剩餘部分。因此，濾波器不能將波長較短之光轉換成波長較長之光。
量子點係由半導體材料製得之奈米晶體，其足夠小以展現量子力學性質。量子點顯示顯著狹窄之發射光譜，即具有非常小的FWHM(半幅全寬)。該等點之色彩輸出可藉由控制晶體大小來調諧。量子點之大小愈小，該等量子點所發射光之波長愈短。
在本發明之上下文中，「藍色LED」應理解為意指發射在電磁光譜藍色範圍內且中心發射波長在400nm至480nm、較佳地420nm至480nm、更佳地440nm至475nm、最佳地440nm至460nm範圍內之光的LED。適宜半導體材料係碳化矽、硒化鋅及氮化物，例如氮化鋁
(AlN)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)及氮化銦鎵(InGaN)。LED通常具有窄的波長分佈，其緊密地以其峰值波長為中心。標準的基於InGaN之藍色LED係在藍寶石基板上製作且峰值發射波長通常以445nm至455nm為中心。
在本發明之上下文中，術語「藍色發射」或「藍光」係指波長在約400nm至480nm範圍內之光。
在本發明之上下文中，術語「具有波長」或「包含波長」指示發射具有在指定範圍內之波長。
在本發明之上下文中，術語「白光發射裝置」或「白色LED」係指能夠產生白光之光發射裝置。「白光」係指由人類觀察者感知為白色之光。白光之特定實施例包括演色性指數(CRI)大於約85之光。
「相關色溫介於2 700K與30 000K之間及3 000K與30 000K之間的白色發光二極體」應理解為分別意指相關色溫分別介於2 700與30 000K之間及3 000K與30 000K之間的磷光體轉換白色LED。白色發光二極體通常係磷光體轉換白色LED。磷光體轉換白色LED包括一或多種光發光材料(磷光體材料)，其吸收由LED所發射輻射之一部分且重新發射不同波長(色彩)之光，該不同波長(色彩)之光較所吸收波長長。通常，LED產生藍光且該(等)磷光體吸收藍光之一部分且重新發射黃光或黃光及/或紅光之組合。LED所發射藍光中未被該(等)磷光體吸收之部分與由該(等)磷光體發射之光組合提供在人類觀察者看來呈現白色之光。磷光體材料可係無機磷光體材料及/或有機磷光體材料(亦稱為有機螢光著色劑或染料)。目前，存在三種用於實現磷光體轉換白色LED之概念。一種概念為利用磷光體材料覆蓋或塗覆發藍光LED晶片。由於磷光體直接施加至LED
晶片之表面且與其無中間空間，因此此構形亦稱為「磷光體於晶片上」構形。磷光體於晶片上構形需要極高之磷光體之熱及光化學穩定性。因此，最常用之磷光體係無機磷光體，例如摻雜有稀土離子之無機氧化物。使用最廣泛且商業可購得之白色LED係基於來自InGaN晶片之藍光發射，該InGaN晶片塗覆有摻雜鈰之釔鋁石榴石(Ce：YAG)磷光體(在黃色光譜範圍(大約560nm)內發射)。不言而喻，可使用其他黃色磷光體(例如BOSE磷光體(BaSr)2SiO2：Eu2+)來代替Ce：YAG。亦可使用黃色無機磷光體及橙色-紅色無機磷光體(波長長於600nm)之摻合物(例如氮化物磷光體)來克服缺乏紅色發射。根據另一概念，將磷光體材料溶解或分散於距藍色LED晶片一定距離之聚合基質中。此結構稱為「遠端磷光體」。由於遠端磷光體材料安裝在距藍色LED光源足夠之距離處，因此實質上無來自光源之熱進入至遠端磷光體材料中。因此，遠端磷光體材料可係有機磷光體材料。
根據另一概念，白色磷光體轉換LED係由發藍光LED晶片及無機黃色磷光體(例如摻雜鈰之釔鋁石榴石)與包含至少一種有機螢光化合物之色彩轉換器之組合製得的磷光體於晶片上之LED，其中該磷光體於晶片上之LED及該色彩轉換器係呈空間距離(遠端磷光體佈置)。
在本發明之上下文中，術語「黃色發射」或「黃光」係指波長等於或長於520nm之光，即其中總光譜功率分佈之至多1%低於520nm之光。
在本發明之上下文中，術語「黃光發射裝置」係指幾乎不產生短波長藍光之光發射裝置，即總光譜功率分佈之至多1%低於520nm。
在本發明之上下文中，術語「輻射功率」定義為自源所輻
射在光學波長內之每單位時間能量(dQ/dt)。輻射功率之單位係W(瓦特)。輻射功率有時亦稱為輻射通量。使用積分球與分光光度計對其進行量測。
在本發明之上下文中，術語「光譜功率分佈」(SPD)描述由特定光源所產生光之每一波長之功率(強度)，即光譜功率對波長之分佈。
在本發明之上下文中，術語給定光譜分佈F(λ)之「中心波長」定義為以下平均值：λc=∫λ‧F(λ)dλ/∫F(λ)dλ。
在本發明之上下文中，術語「螢光量子產率(QY)」定義為所發射光子數對所吸收光子數之比率。
以克耳文(Kelvin)量測之相關色溫(CCT)通常描述自電光源所發射白光之色彩外觀。其係根據CIE國際標準來測定。與具有較低CCT之白光相比，具有較高CCT之白光在短波長區域(藍色)中含有相對較高之強度且在較長波長區域(紅色)中含有相對較低之強度。
根據CIE 1931標準色度系統，人眼遵循特定色彩曲線感知色彩。標準發光度曲線V λ說明人眼靈敏度之波長依賴性。
電功率至光功率之轉換效率稱為插座效率(WPE)。其定義為總光輸出功率對輸入電功率之比率。
發光通量(LF)係光之感知功率之量度。通常使用積分球來量測發光通量。可見頻帶以外之光對此沒有貢獻。
以流明/瓦特量測之發光效率係光源產生光之效率的量度。其係發光通量除以電功率。
在本發明之上下文中，包含可見光譜範圍之電磁輻射亦指定為光。
除非上下文另外明確指明，否則如本說明書及申請專利範圍中所使用，單數形式「一(a、an)」及「該」包括複數個指示物。
詞語「基本上」在本發明上下文中涵蓋詞語「完全」、「整個」及「全部」。該詞語涵蓋90%或更多、例如95%或更多、尤其99%或100%之比例。
此處及在整個本說明書中，與化合物或分子部分結合使用之前綴Cn-Cm各自指示分子部分或化合物可具有之可能碳原子數之範圍。
術語「鹵素」在每一情形下表示氟、溴、氯或碘。
如本文所使用，術語「脂肪族基團」係指非環狀飽和或不飽和、直鏈或具支鏈烴基團。通常，脂肪族基團具有1至100個碳原子。脂肪族基團之實例係烷基、烯基及炔基。
如本文所使用，術語「環脂族基團」係指通常具有3至20個環碳原子之環狀、非芳香族飽和或不飽和烴基團。實例係環烷烴、環烯烴及環炔烴。環脂族基團亦可包含選自N、O、S及SO2之雜原子或雜原子基團。
如本文所使用之術語「烷基」係指具有1至30個(「C1-C30-烷基」)、1至18個(「C1-C18-烷基」)、1至12個(「C1-C12-烷基」)、1至8個(「C1-C8-烷基」)、1至6個(「C1-C6-烷基」)、1至4個(「C1-C4-烷基」)或1至2個(「C1-C2-烷基」)碳原子之飽和直鏈或具支鏈烴基團。C1-C2-烷基係甲基或乙基。C1-C4-烷基另外係正丙基、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)。C1-C6-烷基另外亦係(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。C1-C6-烷基另外亦係(例如)正戊基或正己基。
如本文所使用之術語「鹵代烷基」係指具有1至6個(「C1-C6-鹵代烷基」)碳原子(如上文所指定)之直鏈或具支鏈烷基，其中該等基團中之一些或所有氫原子如上文所指定由鹵素原子替代。實例係氯甲基、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、2,2-二氟乙基、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-氯丙基及諸如此類。
如本文所使用之術語「環烷基」係指通常具有3至8(「C3-C8-環烷基」)或3至6個碳原子(「C3-C6-環烷基」)之單環或二環飽和烴基團。具有3至6個碳原子之單環基團之實例包含環丙基、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含環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基。具有7或8個碳原子之二環基團之實例包含二環[2.2.1]庚基、二環[3.1.1]庚基、二環[2.2.2]辛基、二環[3.3.0]辛基及二環[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團。
如本文所使用之術語「烯基」係指具有2至30個(「C2-C30-烯基」)、例如2至20個(「C2-C20-烯基」)或3至10個(「C2-C10-烯基」)碳原子及一個任一位置處之雙鍵之單不飽和直鏈或具支鏈烴基，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。
如本文所使用之術語「炔基」係指具有2至30個(C2-C30-炔基)、例如2至20個(「C2-C20-炔基」)或3至10個(「C2-C10-炔基」)碳原子及一個任一位置處之三鍵之直鏈或具支鏈烴基，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。
如本文所使用之術語「雜環基」係指具有3、4、5、6、7或8個環成員(C3-C8-雜環基)之單環或二環飽和或部分不飽和環系統，其除作為環成員之碳原子以外亦包含一個、兩個、三個或四個選自O、N、S、SO及S(O)2之雜原子或含有雜原子之基團作為環成員。
如本文所使用之術語「芳基」係指具有6至14個且更佳地6至10個碳原子之單核、二核或三核(單環、二環或三環)芳香族烴基，其不包含任何環雜原子。芳基之實例尤其係苯基、萘基、茚基、茀基、蒽基、菲基，且尤其係苯基或萘基。
如本文所使用之術語「雜芳基(heteroaryl、hetaryl)」係指具有5至14個環成員之單核、二核或三核(單環、二環或三環)芳香族環系統，其中之一些可衍生自上文所提及之芳基，其中芳基基礎骨架中之至少一個碳原子由雜原子替代。較佳雜原子係N、O及S。更佳地，雜芳基具有5至13個環原子。更佳地，雜芳基除碳原子以外亦具有一個、兩個、三個
或四個選自O、S及N之雜原子作為環成員。
如本文所使用之術語「伸烷基」(或烷二基)在每一情形下表示如上文所定義之烷基，其中碳主鏈之任一位置處之一個氫原子由一個另一結合位點替代，由此形成二價部分。
如本文所使用之術語「C6-C14-芳基-C1-C10-伸烷基」(其亦可稱為芳烷基)係指如本文所定義具有至少一個未經取代或經取代芳基之經C6-C14-芳基取代之烷基。該芳烷基之烷基可間雜有一或多個選自O、S及NRa之非毗鄰基團，其中Ra係如上文所定義。C6-C14-芳基-C1-C10-伸烷基較佳係苯基-C1-C10-伸烷基，更佳係苯基-C1-C4-伸烷基，例如苄基、1-苯乙基、2-苯乙基、1-苯并-1-基、2-苯并-1-基、3-苯并-1-基、1-苯丁-1-基、2-苯丁-1-基、3-苯丁-1-基、4-苯丁-1-基、1-苯丁-2-基、2-苯丁-2-基、3-苯丁-2-基或4-苯丁-2-基；較佳係苄基及2-苯乙基。
光源(i)
在本發明之一個實施例中，光源係中心發射波長為400nm至480nm之藍色LED。
在本發明之另一實施例中，光源係相關色溫介於2 700K與30 000K之間、較佳地3 000K與30 000K之間的白色LED。較佳地，白色LED具有介於3 000K與20 000K之間的相關色溫。更佳地，白色LED具有介於3 000K與12 000K之間的相關色溫。例示性白色LED係相關色溫介於4 000K與12 000K之間的白色LED或相關色溫介於4 500K與12 000K之間的白色LED。白色LED可商業購得。
較佳地，本發明黃光發射裝置包含複數個LED，其全部均
為藍色LED。同樣較佳地，本發明黃光發射裝置包含複數個LED，其全部均為白色LED。同樣較佳地，本發明黃光發射裝置包含複數個LED，其一部分為藍色LED且其一部分為白色LED。
色彩轉換器(ii)
色彩轉換器經佈置用於吸收來自光源之第一輻射之至少一部分且將該第一輻射之第一波長轉換成第二輻射之第二波長，其中該第二波長較該第一波長長。在任一情形中，LED所發射之光必須通過色彩轉換器。
聚合物基質
較佳地，聚合物基質包含選自以下之聚合物：聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚矽氧、環氧樹脂、聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)-共聚物、聚丙烯腈、聚二氯亞乙烯、聚苯乙烯丙烯腈、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、2,5-呋喃二甲酸酯聚酯、聚丁酸乙烯基酯、聚氯乙烯、聚醯胺、聚甲醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺或其混合物。
較佳地，聚合物基質基本上係由以下各項組成：聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚矽氧、環氧樹脂、聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)-共聚物、聚丙烯腈、聚二氯亞乙烯、聚苯乙烯丙烯腈、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、2,5-呋喃二甲酸酯聚酯、聚丁酸乙烯基酯、聚氯乙烯、聚醯胺、聚甲醛、聚醯亞胺、聚醚
醯亞胺或其混合物。
術語「聚矽氧」亦稱為術語「(聚)矽氧烷」。
在本發明之第一態樣之一個實施例中，聚合物基質包含透明聚合物或由其組成。在本發明之第一態樣之另一實施例中，聚合物基質包含不透明聚合物或由其組成。
尤其，聚合物基質材料基本上或完全由聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯或聚呋喃二甲酸乙二酯組成。
聚苯乙烯在本文中應理解為尤其意指源自苯乙烯及/或苯乙烯之衍生物之聚合的所有均聚物或共聚物。苯乙烯之衍生物係(例如)烷基苯乙烯，例如α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、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，例如對甲氧基苯乙烯、對丁氧基苯乙烯、對第三丁氧基苯乙烯。一般而言，適宜聚苯乙烯之平均莫耳質量Mn為10 000g/mol至1 000 000g/mol(藉由GPC測定)、較佳為20 000g/mol至750 000g/mol、更佳為30 000g/mol至500 000g/mol。
在本發明之第一態樣之較佳實施例中，色彩轉換器之基質基本上或完全由苯乙烯或苯乙烯衍生物之均聚物組成。更具體而言，聚合物基質材料完全由聚苯乙烯組成。
在本發明之第一態樣之其他較佳實施例中，聚合物基質材料基本上或完全由苯乙烯共聚物組成，在本申請案之背景中其同樣視為聚苯乙烯。苯乙烯共聚物可包含作為其他成分之(例如)丁二烯、丙烯腈、馬來酸酐、乙烯基咔唑或丙烯酸、甲基丙烯酸或伊康酸之酯作為單體。適宜苯乙烯共聚物通常包含至少20重量%之苯乙烯、較佳至少40%且更佳至少
60重量%之苯乙烯。在另一實施例中，其包含至少90重量%之苯乙烯。
較佳之苯乙烯共聚物係苯乙烯-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'-二苯基乙烯共聚物、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)。另一較佳之聚合物係α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物(AMSAN)。苯乙烯均聚物或共聚物可(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Ziegler-Natta催化)之影響下製備。此可產生等規立構、間規立構或無規立構聚苯乙烯或共聚物。其較佳藉由自由基聚合製備。聚合可實施為懸浮液聚合、乳液聚合、溶液聚合或本體聚合。適宜聚苯乙烯之製備闡述於(例如)Oscar Nuyken，Polystyrenes and Other Aromatic Polyvinyl Compounds,Kricheldorf,Nuyken,Swift,New York 2005，第73-150頁及其中所引用之參考文獻；及Elias，Macromolecules,Weinheim 2007，第269-275頁中。
在本發明之第一態樣之另一較佳實施例中，聚合物基質材料完全由聚對苯二甲酸乙二酯組成。聚對苯二甲酸乙二酯可藉由使乙二醇與對苯二甲酸縮合來獲得。
在本發明之第一態樣之另一較佳實施例中，聚合物基質材料基本上或完全由聚碳酸酯組成。更佳地，聚合物基質材料完全由聚碳酸酯組成。聚碳酸酯係碳酸與芳香族或脂肪族二羥基化合物之聚酯。較佳之二羥基化合物係(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式係適宜二羥基化合物與光氣以界面聚合反應。另一方式係與碳酸之二酯(例如碳酸二苯基酯)以縮合聚合反應。適宜聚碳酸酯之製備闡述於(例如)Elias，Macromolecules,Weinheim 2007，第343-347頁
中。
同樣更具體而言，聚合物基質材料基本上或完全由2,5-呋喃二甲酸酯聚酯組成。2,5-呋喃二甲酸酯聚酯可藉由使(i)至少一種選自由脂肪族C2-C20-二醇及環脂族C3-C20-二醇組成之群之二醇與(ii)2,5-呋喃二甲酸及/或其成酯衍生物及(iii)視情況至少一種選自由1,2-環己烷二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、對苯二甲酸及2,6-萘二甲酸組成之群之其他二羧酸及/或其成酯衍生物反應來獲得。
適宜脂肪族C2-C20-二醇較佳係直鏈或具支鏈C2-C15-烷烴二醇、尤其直鏈或具支鏈C2-C10-烷烴二醇，例如乙烷-1,2-二醇(乙二醇)、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇(丙二醇)、丁烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇(丁二醇)、2-甲基-1,3-丙二醇、戊烷-1,5-二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、己烷-1,6-二醇、庚烷-1,7-二醇、辛烷-1,8-二醇、壬烷-1,9-二醇、癸烷-1,10-二醇等。適宜環脂族C3-C20-二醇較佳係C3-C10-伸環烷基二醇，例如1,2-環戊烷二醇、1,3-環戊烷二醇、1,2-環己烷二醇、1,4-環己烷二醇、1,2-環庚烷二醇或1,4-環庚烷二醇。其他適宜環脂族C3-C20-二醇包括1,3-環己烷二甲醇及1,4-環己烷二甲醇或2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二醇或其組合。尤佳之二醇係C2-C6-烷烴二醇，特定而言乙烷-1,2-二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇及其混合物。更尤佳者係乙烷-1,2-二醇及丙烷-1,3-二醇、尤其乙烷-1,2-二醇。
更尤佳者亦係源自生物(「生物源」)之C2-C10-烷烴二醇、尤其C2-C6-烷烴二醇，例如乙烷-1,2-二醇及丙烷-1,3-二醇。基於生物之乙烷-1,2-二醇可自木質纖維素生質源藉由轉化其中所含之碳水化合物來獲
得。用於自生質製備C2-C10-烷烴二醇之方法為業內所已知，例如來自US 2011/0306804之方法。
較佳地，二醇組分(i)僅由一種較佳提及之二醇、尤其乙烷-1,2-二醇構成。二醇組分(i)亦可包含兩種、三種或三種以上不同的二醇。若使用兩種、三種或三種以上不同的二醇，則較佳者係上文所提及為較佳之彼等。在此情形中，基於組分(i)之總重量，乙烷-1,2-二醇較佳係主要組分。
2,5-呋喃二甲酸之成酯衍生物尤其係2,5-呋喃二甲酸之C1-C10-二烷基酯。尤佳之二酯係2,5-呋喃二甲酸之C1-C6-二烷基酯、尤其二甲基酯及二乙基酯。組分(ii)亦可包含2,5-呋喃二甲酸之兩種、三種或三種以上不同的二酯。2,5-呋喃二甲酸可自基於生物之糖產生。使用2,5-二取代呋喃(例如5-羥基甲基糠醛)之空氣氧化與包含Co、Mn及/或Ce之觸媒用於製備2,5-呋喃二甲酸之途徑最近報導於WO 2010/132740、WO 2011/043660、WO 2011/043661、US 2011/0282020、US 2014/0336349及WO 2015/137804中。用於製備2,5-呋喃二甲酸之二烷基酯之途徑亦闡述於(例如)WO 2011/043661中。
較佳地，聚合物僅由以下構成：(i)一種選自由脂肪族C2-C20-二醇及環脂族C3-C20-二醇組成之群之二醇及(ii)2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸之二酯。
較佳地，2,5-呋喃二甲酸酯聚酯係選自由以下組成之群：聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸丙二酯)、聚(乙烯-共-2,5-呋喃二甲酸丙二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸丁二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸戊二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸新戊二酯)及其混合物。特定而言，用於本發明之
色彩轉換器中之聚合基質材料可由聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸三亞甲基酯)及聚(2,5-呋喃二甲酸丁二酯)組成或可基本上由其組成。尤其，用於本發明之色彩轉換器中之聚合基質材料係由聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯)組成。在另一具體實施例中，色彩轉換器之聚合基質材料包含如上文所定義之不同2,5-呋喃二甲酸酯聚酯之混合物(摻合物)，例如聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯)及聚(2,5-呋喃二甲酸丙二酯)之摻合物。聚(2,5-呋喃二甲酸丙二酯)亦稱為聚(2,5-呋喃二甲酸三亞甲基酯)；聚(2,5-呋喃二甲酸丁二酯)亦稱為聚(2,5-呋喃-二甲酸四亞甲基酯)，聚(2,5-呋喃二甲酸戊二酯)亦稱為聚(2,5-呋喃-二甲酸五亞甲基酯)。
同樣適宜者係可藉由使以下各項進行反應獲得之2,5-呋喃二甲酸酯聚酯：至少一種如上文所定義之二醇組分(i)、如上文所定義之組分(ii)及至少一種選自由1,2-環己烷二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、對苯二甲酸及2,6-萘二甲酸及/或其成酯衍生物組成之群之其他二酸或二酯組分(iii)。1,2-環己烷二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、對苯二甲酸及2,6-萘二甲酸之成酯衍生物尤其係C1-C10-二烷基酯。尤佳酯係C1-C6-二烷基酯、尤其二甲基酯及二乙基酯。當使用組分(ii)與組分(iii)之組合時，基於組分(ii)及(iii)之總重量，組分(ii)係主要組分。實例係聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯-共-1,2-環己烷二甲酸酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯-共-1,4-環己烷二甲酸酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯-共-對苯二甲酸酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯-共-2,6-萘二甲酸酯)或聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯-共-3,4-呋喃二甲酸酯)，較佳為聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯-共-對苯二甲酸酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯-共-2,6-萘二甲酸酯)或聚(2,5-呋喃二甲酸乙二酯-共-3,4-呋喃二甲酸酯)。
2,5-呋喃二甲酸酯聚酯(A)可如US 2,551,731中所闡述來製備。
尤其，聚合物基質完全由聚呋喃二甲酸乙二酯組成。
包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料
包含式I之結構單元之有機螢光染料(化合物)完全或部分吸收自光源發射之光且以更長波長形式將其重新發射。自WO 2012/168395得知包含式I之結構單元之有機螢光染料。包含式I之結構單元之有機螢光染料通常吸收400nm至500nm波長範圍內之光，其源自中心發射波長為400nm至480nm之藍色LED或相關色溫介於2 700K與30 000K之間的白色LED。有利地，其具有520nm至590nm之寬發射光譜。
包含至少一個式(I)之結構單元之較佳有機螢光染料係其中X1係單鍵之彼等。關於在本發明之色彩轉換器中之使用，具有式(I)之結構單元之染料較佳係如WO 2012/168395中在第28頁第14列至第32頁第5列及第33頁第3列至第37頁第10列中所指定之化合物。
在本發明之較佳實施例中，在具有式(I)之結構單元之有機螢光染料中，(X1-R)係苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、苯并芘基、茀基、二氫茚基、茚基、四氫萘基、苯氧基，其各自可經相同或不同的基團單取代或多取代，該等相同或不同的基團係彼此獨立地選自C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基及氰基。n1較佳係2、3、4、5、6、7、8、9或10。
更佳地，具有式(I)之結構單元之有機螢光染料係選自以下各式之化合物或其混合物：(I-2)、(I-3)、(I-4)、(I-5)、(I-6)、(I-7)、(I-8)、(I-9)、(I-10)、(I-11)、(I-12)、(I-13)、(I-14)、(I-15)、(I-16)、(I-
17)、(I-18)、(I-19)、(I-20)、(I-21)、(I-22)、(I-23)、(I-24)、(I-25)、(I-26)、(I-27)、(I-28)、(I-29)、(I-30)、(I-31)、(I-32)、(I-33)、(I-34)、(I-35)、(I-36)、(I-37)、(I-38)、(I-39)、(I-40)、(I-41)、(I-42)、(I-43)、(I-44)、(I-45)、(I-46)、(I-47)、(I-48)、(I-49)、(I-50)、(I-51)、(I-52)、(I-53)、(I-54)、(I-55)
及其混合物，其中n1係0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10之數值；R11 獨立地係氫、C1-C18-烷基或環烷基，其碳鏈可包含一或多個-O-、-S-、-CO-、-SO-及/或-SO2-部分且其可經單取代或多取代；芳基或雜芳基，其可經單取代或多取代。
尤佳者係式(I-5)、(I-6)、(I-7)及(I-8)之化合物及其混合物。尤佳者係式(I-5)及(I-7)之化合物，且尤其係式(I-5)化合物。
具有式I之結構單元之有機螢光染料重新發射波長較藍色LED之彼等波長長之光，且因此與先前技術黃色照明裝置相比，該黃光發射裝置之發光效率及插座效率增加。與僅切斷低於520nm之波長之先前技術黃色照明裝置相比，將波長短於520nm之光轉換成更長波長之光使得發光效率及插座效率增加。
有機螢光染料(A)
在本發明之第一態樣之另一實施例中，色彩轉換器較佳包含至少一種選自由以下組成之群之其他有機螢光染料(A)：(a)式(II)之苝-3,4,9,10-四甲酸二醯亞胺化合物
其中R21、R22各自獨立地係C1-C30-烷基、C3-C8-環烷基、C6-C14-芳基、雜芳基或C6-C14-芳基-C1-C10-伸烷基，其中後三個基團中之(雜)芳香族環
未經取代或經C1-C10-烷基單取代或多取代；(b)式(III)之經芳基氧基取代之苝-3,4,9,10-四甲酸二醯亞胺化合物
其中q係1至4，R30 係芳基氧基，其未經取代或經鹵素、C1-C10-烷基或C6-C10-芳基單取代或多取代，其中該等R30基團係處於由*所指示位置中之一或多者處；R31、R32各自獨立地係C1-C30-烷基、C3-C8-環烷基、C6-C14-芳基、雜芳基或C6-C14-芳基-C1-C10-伸烷基，其中後三個基團中之(雜)芳香族環未經取代或經C1-C10-烷基單取代或多取代；及其混合物；(c)式(IV)之核心氰化之萘甲醯基苯并咪唑化合物
其中R43或R44中之一者彼此獨立地係氰基且另一基團R43或R44係選自由以下組成之群：氰基、苯基、4-氰基苯基及攜帶1個、2個或3個選自由C1-C10-烷基組成之群之取代基之苯基；R47、R48、R49及R410彼此獨立地係氫、氰基、苯基、4-氰基苯基或攜帶1個、2個或3個選自由C1-C10-烷基組成之群之取代基之苯基；及其混合物及(d)式(V)之具有剛性2,2'-聯苯氧基橋之苝-3,4,9,10-四甲酸二醯亞胺化合物
其中R51及R52彼此獨立地選自由以下組成之群：氫、在每一情形下未經取代或經取代之C1-C30-烷基、聚伸烷基氧基、C1-C30-烷氧基、C1-C30-烷硫基、C3-C20-環烷基、C3-C20-環烷基氧基、C6-C24-芳基及C6-C24-芳基氧基；R53、R54、R55、R56、R57、R58、R59、R510、R511、R512、R513、R514、R515、R516、R517及R518彼此獨立地選自由以下組成之群：氫、鹵
素、氰基、羥基、巰基、硝基、-NE51E52、-NRAr51CORA52、-CONRAr51RAr52、-SO2NRA51RA52、-COORAr51、-SO3RAr52、在每一情形下未經取代或經取代之C1-C30-烷基、聚伸烷基氧基、C1-C30-烷氧基、C1-C30-烷硫基、C3-C20-環烷基、C3-C20-環烷氧基、C6-C24-芳基、C6-C24-芳基氧基及C6-C24-芳硫基，其中R53及R54、R54及R55、R55及R56、R56及R57、R57及R58、R58及R59、R59及R510、R511及R512、R512及R513、R513及R514、R514及R515、R515及R516、R516及R517及/或R517及R518與其所鍵結之聯苯基部分之碳原子一起亦可形成另一稠合芳香族或非芳香族環系統，其中該稠合環系統未經取代或經取代；其中E51及E52彼此獨立地係氫、未經取代或經取代之C1-C18-烷基、未經取代或經取代之C2-C18-烯基、未經取代或經取代之C2-C18-炔基、未經取代或經取代之C3-C20-環烷基或未經取代或經取代之C6-C10-芳基；RAr51及RAr52各自彼此獨立地係氫、未經取代或經取代之C1-C18-烷基、未經取代或經取代之C3-C20-環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C6-C20-芳基或未經取代或經取代之雜芳基；及其混合物，及其混合物。
該至少一種其他有機螢光染料(A)能夠吸收自光源所發射之光及/或能夠吸收自具有式I之結構單元之有機螢光染料所發射之光。該至少一種其他有機螢光染料(A)較佳在520nm至750nm之波長範圍下，更佳在520nm至700nm下、甚至更佳在520nm至630nm下發射。該等值係指
發射光譜中具有最大發射係數之波長。
式II化合物
式II化合物為業內所熟知，例如自US 4,379,934或US 4,446,324所熟知。其可藉由習用製程來製備，例如藉由將苝-3,4,9,10-四甲酸或其二酸酐與胺縮合來實施。
較佳地，在式II化合物中，R21及R22係直鏈C1-C18烷基、具支鏈C3-C18烷基、C4-C8-環烷基、苯基或萘基，其可經C1-C10烷基單取代或多取代。較佳地，R21及R22具有相同含義。在一個實施例中，式II中之R21及R22表示具有所謂的燕尾取代之化合物，如WO 2009/037283 A1中之第16頁第19列至第25頁第8列中所指定。在較佳實施例中，R21及R22彼此獨立地係1-烷基烷基，例如1-乙基丙基、1-丙基丁基、1-丁基戊基、1-戊基己基或1-己基庚基。更佳地，R21及R22係C1-C18-烷基、苯基或萘基，其中最後兩個所提及基團中之芳香族環未經取代或經1個、2個或3個C1-C4-烷基取代。甚至更佳地，式II中之R21及R22係2,4-二(第三丁基)苯基、2,4-二(異丙基)苯基、2,6-二(第三丁基)苯基、2,6-二(異丙基)苯基，特定而言2,6-二異丙基苯基。
式II之較佳化合物係N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四甲酸二醯亞胺(CAS編號：82953-57-9)。
式III化合物
式III之經芳基氧基取代之苝醯亞胺化合物為業內所已知，式III化合物之適宜實例係(例如)以下中所指定之苝衍生物：WO 2007/006717中，
尤其在第1頁第5列至第22頁第6列；US 4,845,223中，尤其第2欄第54列至第6欄第54列；WO 2014/122549中，尤其在第3頁第20列至第9頁第11列；EP 3072887及WO2018/065502中，尤其在第36頁第13列至第38頁第16列；WO2018/134263中，尤其在第22頁第12列至第24頁第3列。式III化合物通常為紅色螢光染料。較佳者係其中R31及R32各自獨立地選自C1-C10-烷基、2,6-二(C1-C10-烷基)苯基及2,4-二(C1-C10-烷基)苯基之式III化合物。更佳地，R31及R32係相同的。尤其較佳地，R31及R32各自係2,6-二異丙基苯基或2,4-二-第三丁基苯基。R30較佳係苯氧基，其未經取代或經1個或2個選自氟、氯、C1-C10-烷基或苯基之相同或不同取代基取代。較佳地，q係2、3或4，特定而言為2或4。
式III化合物可類似於(例如)WO 2007/006717、US 4,845,223及WO 2014/122549中所闡述之方法來製備。
式III之適宜有機螢光染料係(例如)N,N’-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N’-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,6-二異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(對第三辛基苯氧基)苝-3,4；9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(對第三辛基苯氧基)苝-3,4；9,10-四甲醯亞胺、N,N'雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二苯氧基苝-3,4；9,10-四甲醯亞胺、N,N'雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二苯氧基苝-3,4；9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6-二(2,6-二苯基苯氧基)苝-3,4；9,10-四甲醯亞胺、N,N'雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,6-二苯基苯氧基)苝-3,4；9,10-四甲醯亞胺、N,N’-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,7-二(2,3-二氟苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、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、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2-苯基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2-異丙基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2-苯基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,4-二苯基苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺；N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(3-氟苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(3-氯苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,3-二氟苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,5-二氟苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,6-二氟苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,3-二氯苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,6-二氯苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,5-二氯苯氧基)苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺。
特定而言，式III化合物係選自化合物III-1、III-2、III-3、III-4、III-5或III-6及其混合物
尤佳者係式III-4化合物，即N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4：9,10-四甲醯亞胺。
式IV化合物
自WO 2015/019270得知式IV之核心氰化之萘甲醯基苯并咪唑化合物。式IV化合物之實例係以下化合物
尤其適宜之式IV化合物係以下彼等：其中R43或R44中之一者係氰基且另一基團R43或R44係苯基、4-氰基苯基及攜帶1個、2個或3個選自由C1-C10-烷基組成之群之取代基之苯基。同樣，尤其適宜之式IV化合物係以下彼等：其中基團R47、R48、R49及R410中之兩者係苯基且另兩個基團R47、R48、R49及R410係氫。在該等化合物中，更佳者係化合物IV-1、IV-2、IV-3、IV-4及其混合物、尤其化合物IV-1。同樣，更佳者係化合物IV-13、IV-14、IV-15、IV-16及其混合物、尤其化合物IV-13。
式V化合物
式V化合物係WO 2017/121833之標的物。較佳者係以下式V化合物：其中R51及R52彼此獨立地選自由未經取代或經1個、2個或3個C1-C6-
烷基取代之苯基組成之群；且R53、R54、R55、R56、R57、R58、R59、R510、R511、R512、R513、R514、R515、R516、R517及R518各自係氫。如上文所定義之式V化合物較佳係式V.1化合物
較佳地，色彩轉換器包含至少一種其他有機螢光染料(A)、尤其在520nm至630nm之波長下發射以增加黃光發射裝置之發光效率及/或插座效率且減少低於520nm之發射之螢光染料。
較佳地，該至少一種其他有機螢光染料(A)係選自式II化合物、式III化合物及其混合物。
因此，根據本發明之第一態樣之較佳實施例，色彩轉換器除至少一種包含至少一個式I之結構單元之有機螢光染料以外亦包含至少一種式II化合物。
根據本發明之第一態樣之此較佳實施例，色彩轉換器更佳包含式I-5化合物及N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四甲酸二醯亞胺(式II化合物)。
根據本發明之第一態樣之另一較佳實施例，色彩轉換器包含式I-7化合物及N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四甲酸二醯亞胺(式II化合物)。
根據本發明之第一態樣之另一較佳實施例，色彩轉換器包含式I-5化合物、式I-7化合物及N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四
甲酸二醯亞胺(式II化合物)。
根據本發明之第一態樣之另一較佳實施例，色彩轉換器除至少一種包含至少一個式I之結構單元之有機螢光染料以外亦包含至少一種式II化合物及至少一種式III化合物。
根據本發明之第一態樣之此較佳實施例，色彩轉換器更佳包含式I-5化合物、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四甲酸二醯亞胺及式III化合物，該式III化合物係選自由以下組成之群：化合物III-1、III-2、III-3、III-4、III-5、III-6及其混合物、特定而言式III-4化合物。
根據本發明之第一態樣之此較佳實施例，色彩轉換器更佳包含式I-7化合物、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四甲酸二醯亞胺及式III化合物，該式III化合物係選自由以下組成之群：化合物III-1、III-2、III-3、III-4、III-5、III-6及其混合物、特定而言式III-4化合物。
根據本發明之第一態樣之此較佳實施例，色彩轉換器更佳包含式I-5化合物、式I-7化合物、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四甲酸二醯亞胺及式III化合物，該式III化合物係選自由以下組成之群：化合物III-1、III-2、III-3、III-4、III-5、III-6及其混合物、特定而言式III-4化合物。
在本發明之第一態樣之具體實施例中，選自如上文所定義之式II、式III、式IV及式V之化合物之該(等)至少一種其他有機螢光染料包埋於聚合物基質中。
當色彩轉換器包含一種以上之螢光染料時，在本發明之一個實施例中，若干種螢光染料可彼此一起存在於一個層中。在另一實施例中，色彩轉換器具有多層結構，其通常由複數個包含一或多種螢光染料之
聚合物層構成。
其他添加劑
根據本發明之第一態樣之另一較佳實施例，色彩轉換器包含散射劑(散射體(scattering body)或簡稱為散射體(scatterer))。
適宜光散射劑係無機白色顏料，例如根據DIN 13320，平均粒徑為0.01μm至10μm、較佳地0.1μm至1μm、更佳地0.15μm至0.4μm之二氧化鈦、硫酸鋇、鋅鋇白、氧化鋅、硫化鋅、碳酸鈣。該等散射劑通常在每一情形下以基於包含散射體之層之聚合物0.01重量%至2.0重量%、較佳地0.05重量%至0.5重量%、更佳地0.1重量%至0.4重量%之量納入。
適宜有機光散射劑之實例包括基於以下之彼等：聚(丙烯酸酯)；聚(甲基丙烯酸烷基酯)，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)；聚(四氟乙烯)(PTFE)；基於聚矽氧之散射劑，例如水解之聚(烷基三烷氧基矽烷)、經改質之聚矽氧珠粒(例如聚(烷基倍半矽氧烷)、尤其聚(甲基倍半矽氧烷))及其混合物。該等光散射劑之大小(平均直徑-重量平均值)通常係在0.5μm至50μm、較佳地1μm至10μm範圍內。該等散射劑通常以每100重量份聚合物1至10重量份之量納入。可用散射劑係(例如)3重量%至5重量%之基於PMMA之散射劑及1.5重量%至2重量%之基於聚矽氧之散射劑的混合物。
亦適宜者係含有具有核心/殼形態學之基於丙烯酸乙烯酯之聚合顆粒與如EP-A 634 445中所闡述之TiO2之組合的光散射組合物。
較佳地，至少一種散射劑係基於聚(甲基丙烯酸甲酯)之散射
劑、基於聚矽氧之散射劑或TiO2。同樣較佳地，散射劑係聚(甲基倍半矽氧烷)。
此外，色彩轉換器可包含無機發光材料或複數種無機發光材料。無機發光材料較佳係選自量子點、石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物及氮氧化物。石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物及氮氧化物之適宜實例匯總於下表I中：
適宜量子點係直徑為約20nm或更小之半導體材料之奈米晶體。量子點可包括以下中之一者：基於Si之奈米晶體、第II-VI族化合物半導體奈米晶體、第III-V族化合物半導體奈米晶體、第IV-VI族化合物奈米晶體及其混合物。第II-VI族化合物半導體奈米晶體可包括選自由以下組成之群者：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。第III-V族化合物半導體奈米晶體可包括選自由以下組成之群者：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。IV-VI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，可藉由氣相沈積(例如金
屬有機化學氣相沈積或分子束外延)或藉由濕化學製程(其中藉由將一或多種前體添加至有機溶劑中來生長晶體)來製備量子點。
當色彩轉換器含有無機發光材料時，該無機發光材料基於無機發光材料及一或多種有機螢光染料之總量係次要組分。
較佳地，色彩轉換器不包括任何無機發光材料。適宜基質材料可包含諸如阻燃劑、抗氧化劑、光穩定劑、UV吸收劑、自由基清除劑、抗靜電劑等添加劑作為其他成分。此等穩定劑為熟習此項技術者所已知。
適宜抗氧化劑或自由基清除劑係(例如)酚、尤其立體阻礙酚(例如丁基羥基茴香醚(BHA)或丁基羥基甲苯(BHT))或立體阻礙胺(HALS)。此類穩定劑由(例如)BASF以Irganox®商標名出售。在一些情形下，抗氧化劑及自由基清除劑可補充有由(例如)BASF以Irgafos®商標名出售之二級穩定劑(例如亞磷酸鹽或亞膦酸鹽)。
適宜UV吸收劑係(例如)苯并三唑，例如2-(2-羥基苯基)-2H-苯并三唑(BTZ)；三嗪，例如(2-羥基苯基)-s-三嗪(HPT)；羥基二苯甲酮(BP)；或草醯苯胺。此類UV吸收劑係由(例如)BASF以Uvinul®商標名出售。
較佳地，聚合物基質不包含任何抗氧化劑或自由基清除劑。
在一個實施例中，適宜基質材料已經玻璃纖維機械強化。
色彩轉換器可視情況包含其他成分，例如背襯層。
背襯層用於賦予色彩轉換器機械穩定性。用於背襯層之材料之類型並不重要，前提係其係透明的且具有期望機械強度。用於背襯層
之適宜材料係(例如)玻璃或透明剛性有機聚合物，例如聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
背襯層之厚度通常為0.1mm至10mm、較佳地0.2mm至5mm、更佳地0.3mm至2mm。
在本發明之一個實施例中，色彩轉換器具有至少一個抵抗氧及/或水之障壁層，如WO 2012/152812中所揭示。用於障壁層之適宜障壁材料之實例係(例如)玻璃、石英、金屬氧化物、SiO2、由Al2O3及SiO2層之交替層構成之多層系統、氮化鈦、SiO2/金屬氧化物多層材料、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚二氯亞乙烯(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)、聚丁酸乙烯基酯(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、自乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)衍生之聚合物及自乙烯-乙烯醇(EVOH)衍生之聚合物。
用於障壁層之較佳材料係玻璃或由Al2O3及SiO2層之交替層構成之多層系統。
較佳地，適宜障壁層對於氧具有低滲透性。
更佳地，適宜障壁層對於氧及水具有低滲透性。
將如上文所定義之至少一種具有式I之結構單元之有機螢光染料的濃度設定為隨色彩轉換器之聚合物層之厚度、聚合物之類型及所選光源而變化。若使用薄聚合物層，則該(等)具有式I之結構單元之有機螢光染料之濃度及至少一種其他有機螢光染料(若存在)之濃度通常高於厚聚合物層之情形。若使用藍色LED作為光源，則與若使用白色LED作為光源
相比，該(等)具有式I之結構單元之有機螢光染料之濃度及至少一種其他有機螢光染料(若存在)之濃度更高。在本發明之一個實施例中，色彩轉換器之厚度為0.001毫米至10毫米、較佳為0.001mm至5mm且更佳為0.01mm至3mm。
在另一實施例中，色彩轉換器之厚度為0.2毫米至5毫米、較佳為0.3mm至3mm且更佳為0.4mm至2mm。
在另一實施例中，色彩轉換器之厚度為25微米(μm)至1000微米、較佳為35μm至400μm且具體而言為50μm至300μm。
在最佳實施例中，色彩轉換器之厚度為50μm-2000μm、較佳為200μm-1500μm且更佳為700μm至1200μm。
為達成黃色照明，其中發光裝置之總發射輻射功率之至多1%係在短於520nm之波長範圍內發射，該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料之重量百分比與色彩轉換器之厚度的乘積必須滿足方程式(A)
其中w1係該聚合物基質中之該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料基於聚合物之總重量之重量百分比，且d係該色彩轉換器之厚度(μm)。
因此，該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料之重量百分比通常為每100份聚合物基質材料0.01重量份至2重量份。較佳地，該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料之重量百分比通常為每100份聚合物基質材料0.01重量份至0.3重量份。
較佳地，色彩轉換器以滿足方程式(B)之量包含至少一種其
他有機螢光染料(A)
其中w2係基於所有其他有機螢光染料(A)之組合重量且基於聚合物之總重量之重量百分比，且d係該色彩轉換器之厚度(μm)。
因此，所有其他有機螢光染料(A)之組合重量之重量百分比通常為每100份聚合物基質材料0.002重量份至1.6重量份。較佳地，該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料之重量百分比為每100份聚合物基質材料0.002重量份至1.0重量份、更佳為每100份聚合物基質材料0.002重量份至0.5重量份且最佳為每100份聚合物基質材料0.002重量份至0.2重量份。
本發明之黃光發射裝置之特徵在於極低百分比之輻射功率落在短於520nm之波長範圍內。
在由藍色LED所發射之輻射中，短於520nm之輻射功率之至少99%被吸收且其全部或大多數轉換成更長波長範圍，從而使得產生黃光。由白色LED所發射之輻射包含兩個波長範圍，即短於520nm之波長範圍及長於或等於520nm之波長範圍。在波長範圍短於520nm之輻射中，至少99%被吸收且其全部或大部分轉換成更長波長範圍，從而使得產生黃光。
色彩轉換器可藉由不同製程來產生，例如擠出、印刷、塗覆或模製。
在一種方法中，將包含至少一個式(I)之結構單元、若期望至少一種其他螢光染料(A)及若期望散射顆粒(散射體)以及其他成分之螢光染料藉由擠出混合於聚合物中。隨後可將其熔融處理(擠出)以產生螢光
材料於聚合物基質中之膜/板/注射模具。
在替代方法中，可將聚合物、包含至少一個式(I)之結構單元、若期望至少一種其他螢光染料(A)及若期望散射顆粒(散射體)以及其他成分之螢光染料溶解於適宜溶劑中。然後將所獲得之溶液/分散液塗覆於基板(例如玻璃)上。在溶劑乾燥之後，將膜自基板分離。
在另一替代方法中，可使用諸如噴墨印刷或網版印刷等印刷技術來產生色彩轉換器。
色彩轉換器可呈任何期望之幾何佈置。色彩轉換器可(例如)呈膜、片或斑形式。同樣，含有有機螢光著色劑之基質可呈液滴形式或半球形形式或呈具有凸起及/或凹陷、平坦或球形表面之鏡片形式。「澆注」係指其中LED或包含LED之組件經包含有機螢光著色劑之聚合物完全澆注或包被之實施例。
若色彩轉換器由一個層組成或其具有壓層結構，則在較佳實施例中，個別層連續且不具有任何孔或中斷。
根據本發明所使用之色彩轉換器用於遠端磷光體設置中。在此情形下，色彩轉換器與LED在空間上分離。一般而言，LED與色彩轉換器之間的距離為0.1cm至50cm、較佳為0.2cm至10cm且最佳為0.5cm至3cm。在色彩轉換器與LED之間可為不同介質，例如空氣、稀有氣體、氮氣或其他氣體或其混合物。
色彩轉換器可(例如)在LED周圍同心佈置或具有平面幾何學。其可採用(例如)斑、片或膜形式，呈液滴形式或採用澆注形式。
黃光發射裝置
黃光發射裝置之特徵在於總發射輻射功率之至多1%係在短於520nm之波長範圍內發射。較佳地，黃光發射裝置之總發射輻射功率之至多0.8%係在短於520nm之波長範圍內發射。
較佳地，黃光發射裝置具有至少25%之插座效率。
較佳地，當光源係相關色溫介於2 700K與30 000K之間的白色發光二極體時，黃光之發光效率大於白色發光二極體之流明效率之70%、更佳地大於75%。在本發明之較佳實施例中，本發明之照明裝置不包含任何濾波器。
由黃光發射裝置所發射之光較佳根據1931 CIE標準色度系統利用具有以下方程式及參數之橢圓由色度坐標x,y來表徵：
，其中h,k及a,b分別係x及y方向上之位移及半軸，且A係自x軸所量測之角度，其中h=0,52、k=0,46、a=0,25、b=0,03、A=-42。
本發明之黃光發射裝置之特別優點在於其可用於照明其中處置對波長短於520nm之光敏感之材料的工作空間，例如用於容許安全且可重複之阻劑處理之潔淨室中之環境照明。
因此，本發明之第二態樣係關於如上文所定義之黃光發射裝置之用途，其用於照明用於處置對波長範圍低於520nm之光敏感之材料的工作空間。由於本發明之黃色照明裝置使用自藍色或白色LED所發射之藍光作為光源且該黃光發射裝置之總發射輻射功率之至多1%係在短於520nm之波長範圍內發射，因此其可有利地用於微電子製作工廠、尤其用於光阻劑處理。
本發明之第三態樣係關於提供其中總輻射功率之至多1%係
在小於520nm之光譜範圍內之黃光之方法，該方法包含以下步驟：(i)提供光源，其係選自至少一個中心發射波長為400nm至480nm之藍色發光二極體、至少一個相關色溫介於2 700K與30 000K之間的白色發光二極體或其組合；(ii)提供至少一個色彩轉換器，其包含至少一種在聚合物基質中之有機螢光染料且其中該至少一種有機螢光染料包含至少一個式(I)之結構單元
其中所示苯并咪唑結構之6員環之一或多個CH基團可由氮替代且其中符號各自定義如下：n1 對於該式(I)之每一結構單元係0至(10-p1)之數值；其中p1係所示苯并咪唑結構之6員環中由氮替代之CH單元數X1 係化學鍵、O、S、SO、SO2、NR1；且R係脂肪族基團、環脂族基團、芳基、雜芳基，其各自可攜帶取代基，芳香族或雜芳香族環或環系統，其各自稠合至該式(I)之結構單元之其他芳香族環或當X1不係化學鍵時，係F、Cl、Br、CN或H；其中兩個R基團可接合以給出一個環狀基團，且其中當n1>1時，X1及R可相同或不同；
R1 各自獨立地係氫、C1-C18-烷基或環烷基，其碳鏈可包含一或多個-O-、-S-、-CO-、-SO-及/或-SO2-部分且其可經單取代或多取代；芳基或雜芳基，其可經單取代或多取代；及其混合物，且其中該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料能夠吸收該光源所發射光之至少一部分且發射包含在520nm至590nm範圍內之波長之光，且其中該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料在該色彩轉換器中之重量百分比滿足方程式(A)
其中w1係該聚合物基質中之該至少一種包含至少一個式(I)之結構單元之有機螢光染料基於聚合物之總重量之重量百分比，且d係該色彩轉換器之厚度(μm)；及(iii)佈置該色彩轉換器以接收該光源所發射光之至少一部分。
關於光源及色彩轉換器，參考上文所述內容。
色彩轉換器之製備
所用材料：
光源：
LED 1：白色LED(Lextar 5000K管；管直徑：27mm；管長度：2ft/4ft)
LED 2：具有450nm發射之藍色LED(Philips Fortimo)
LED 3：白色LED(Toshiba 4918K)
LED 4：白色LED(Toshiba 3092K)
LED 5：白色LED，4528K
色彩轉換器：
PC：基於雙酚A及光氣之縮聚物之透明聚碳酸酯(來自Chimei之PC110或來自Formosa Idemitsu之A2200或來自Covestro之Makrolon LED 2245)。
二氧化鈦：TiO2金紅石顏料：Kronos® 2233(來自Kronos)或Kronos® 2230
聚甲基倍半矽氧烷：HSP-200，2μm，來自SAU applied materials,Ltd.,Taiwan
染料1：黃色螢光化合物，在下文中染料1
如WO 2012/168395之實例10中所闡述獲得，之後進行層析純化。使包含化合物染料1之混合物再經受管柱層析以獲得純淨標題化合物。
λ最大發射：536nm(於聚碳酸酯中)。
染料2：N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四甲酸二醯亞胺(CAS編號：82953-57-9)，在下文中染料2
λ最大發射：548nm及578nm(於聚碳酸酯中)。
該化合物可商業購得。
染料3：N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4；9,10-四甲酸二醯亞胺，在下文中染料3
可自BASF SE,Germany商業購得。
λ最大發射：615nm(於聚碳酸酯中)
用於產生色彩轉換器之方法：
色彩轉換器1之製備：
對於色彩轉換器1之製備，根據表II將聚碳酸酯(PC110)、TiO2(Kronos® 2233)及染料混合，且藉由雙螺桿混料機複合成均勻糰粒，且在乾燥後利用環形模具將基於PC之染色糰粒進一步擠出成管。擠出管之厚
度為0.8mm，且該等管之外直徑為27mm。
色彩轉換器2及3之製備：
對於該等色彩轉換器之製備，將Makrolon聚碳酸酯、染料及TiO2(Kronos 2233)根據期望濃度一起擠出(參見表III)。材料之量係以基於聚合物聚碳酸酯之量之重量%給出。藉由擠出來製造膜。對於色彩轉換器2，膜厚度為222μm，且對於色彩轉換器3，膜厚度為276μm。
色彩轉換器4及5之製備：
對於該等色彩轉換器之製備，將PC(A2200)、染料及TiO2(Kronos 2230)及聚甲基倍半矽氧烷分別根據期望濃度一起擠出(參見表IV)。材料之量係以基於聚合物聚碳酸酯之量之重量%給出。藉由擠出來製造膜。每一轉換器中之膜厚度為800μm。
照明裝置之表徵
以下使用之照明裝置為：
照明裝置1(LD1)：
使用LED 1作為光源以泵激色彩轉換器1。將色彩轉換器1(擠出管)切割成2ft或4ft長，將LED 1插入且固定至色彩轉換器1中。當點亮LED 1時，LED 1之白光由色彩轉換器1吸收，且然後轉換成無任何藍光之黃光。
照明裝置2(LD2)：螢光燈Osram L18W/62(用於比較)
照明裝置3(LD3)：Laser tek黃色管，LED T8(用於比較)
照明裝置4(LD4)：HapoLight黃色管，LED T8(用於比較)
使自裝置表面輻照之光經受光度量測，其中藉由裝配有積分球U-1000(D=100cm，來自AMA Optics,Taiwan)及CCD光譜儀LE-5400(來自Otsuka，Japan)之光度量測工具來量測自裝置輻照之總光。使用所量測之輻射光譜來推導所有相關之光度資料，例如CCT(=相關色溫)(以克耳文[K]計)、自普朗克(Planck)曲線(BBL)之色點距離、發光效率(以流明/瓦特計)、插座效率(=WPE)。結果於表V中給出。
表V顯示本發明光源LD1以及比較光源LD2、LD3及LD4距普朗克軌跡(Planckian locus)過遠而不感知為白色。另外，本發明光發射裝置較先前技術光發射裝置展現顯著更高之發光效率值及插座效率值。特定而言，與使用濾波器之先前技術光發射裝置LD2相比，本發明光發射裝置之發光效率高244%。
圖1顯示LD1及LD2在低於520nm之光譜範圍內幾乎不具有發射。
下表VI比較本發明LD1及比較LD2在低於520nm之臨界光譜範圍內之輻射功率，在該等臨界光譜範圍內之波長均係不期望的：
表VI顯示本發明光發射裝置較先前技術光發射裝置LD2更佳地消除低於520nm之輻射功率。
對於色彩轉換器2及3之量測，使用LED2作為背光。使自裝置表面輻照之光經受光度量測，其中藉由裝配有積分球ISP 500-100及CCD檢測器CAS 140CT-156(來自Instrument Systems,Munich)之光度量測工具來量測自裝置輻照之總光。使用所量測之輻射光譜來推導所有相關之光度資料，例如CCT(=相關色溫)(以克耳文[K]計)、自普朗克曲線(BBL)之色點距離、發光效率、插座效率。結果於表VII中給出。
表VII顯示>99%之藍光分別由色彩轉換器2及3二者吸收。
對於色彩轉換器4之量測，使用LED3及LED4作為背光。
照明裝置5(LD5)：
使用LED 3作為光源以泵激色彩轉換器4。當點亮LED 3時，LED 3之白光由色彩轉換器4吸收，且然後轉換成黃光。
照明裝置6(LD6)：
使用LED 4作為光源以泵激色彩轉換器4。當點亮LED 4時，LED 4
之白光由色彩轉換器4吸收，且然後轉換成黃光。
照明裝置7(LD7)：
使用LED 5作為光源以泵激色彩轉換器5。當點亮LED 5時，LED 5之白光由色彩轉換器5吸收，且然後轉換成黃光。
使自裝置表面輻照之光經受光度量測，其中藉由裝配有積分球ISP 500-100及CCD檢測器CAS 140CT-156(來自Instrument Systems,Munich)之光度量測工具來量測自裝置輻照之總光。使用所量測之輻射光譜來推導所有相關之光度資料，例如CCT(=相關色溫)(以克耳文[K]計)、自普朗克曲線(BBL)之色點距離、發光效率及插座效率。結果於表VIII及IX中給出。
Claims (20)
- 一種黃光發射裝置，其包含：(i)光源，其選自至少一個中心發射波長為400nm至480nm之藍色發光二極體、至少一個相關色溫介於2 700K與30 000K之間的白色發光二極體或其組合；及(ii)至少一個色彩轉換器，其包含至少一種在聚合物基質中之有機螢光染料且其中該至少一種有機螢光染料包含至少一個式(I)之結構單元
- 如請求項1之黃光發射裝置，其中該黃光發射裝置之總發射輻射功率之至多0.8%係在短於520nm之波長範圍內發射。
- 如請求項1或2之黃光發射裝置，其具有至少25%之插座效率(wall plug efficiency)。
- 如請求項1或2之黃光發射裝置，其中該光源係相關色溫介於2 700K與30 000K之間的白色發光二極體，且該黃光之發光效率大於該白色發光二極體之發光效率之70%。
- 如請求項1或2之黃光發射裝置，其中由該黃光發射裝置所發射之光譜係根據1931 CIE標準色度系統利用具有以下方程式及參數之橢圓由色度坐標x,y來表徵：，其中h,k及a,b分別係x及y方向上之位移及半軸，且A係自x軸所量測之角度，其中h=0,52、k=0,46、a=0,25、b=0,03、A=-42。
- 如請求項1或2之黃光發射裝置，其中該至少一種包含至少一個式I之結構單元之有機螢光染料係式I-5或I-7之化合物或該等式I-5及I-7之化合物之混合物
- 如請求項1之黃光發射裝置，其中該色彩轉換器包含至少一種選自由以下組成之群之其他有機螢光染料(A)：(a)式(II)之苝-3,4,9,10-四甲酸二醯亞胺化合物
- 如請求項7之黃光發射裝置，其中該至少一種其他有機螢光染料(A)係選自式II化合物、式III化合物及其混合物。
- 如請求項7或8之黃光發射裝置，其中該式II化合物中之該等基團R21及R22各自獨立地選自C1-C18-烷基、苯基或萘基，其中最後兩個所提及基團中之芳香族環未經取代或經1個、2個或3個C1-C4-烷基取代。
- 如請求項7或8之黃光發射裝置，其中在該式III化合物中，R30 係苯氧基，其未經取代或經1個或2個選自氟、氯、C1-C10-烷基或苯基之相同或不同取代基取代；R31、R32各自獨立地選自C1-C10-烷基、2,6-二(C1-C10-烷基)苯基或2,4-二(C1-C10-烷基)苯基；且q係2、3或4。
- 如請求項7或8之黃光發射裝置，其中該色彩轉換器以滿足方程式(B)之量包含該至少一種其他有機螢光染料(A)
- 如請求項1、2、7或8之黃光發射裝置，其中該色彩轉換器包含式(I-5)化合物及N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)-3,4,9,10-苝四甲酸二醯亞胺。
- 如請求項1、2、7或8之黃光發射裝置，其中該聚合物基質包含選自以下之聚合物：聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚矽氧、環氧樹脂、聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)-共聚物、聚丙烯腈、聚二氯亞乙烯、聚苯乙烯丙烯腈、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、2,5-呋喃二甲酸酯聚酯、聚丁酸乙烯基酯、聚氯乙烯、聚醯胺、聚甲醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺或其混合物。
- 如請求項13之黃光發射裝置，其中該聚合物係由聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯或聚呋喃二甲酸乙二酯組成。
- 如請求項1、2、7或8之黃光發射裝置，其中該色彩轉換器包含至少一種光散射劑。
- 如請求項15之黃光發射裝置，其中該光散射劑為基於聚(甲基丙烯酸甲酯)之散射劑、基於聚矽氧之散射劑或TiO2。
- 如請求項1、2、7或8之黃光發射裝置，其中該色彩轉換器包含至少一種選自量子點、石榴石、矽酸鹽、硫化物、氮化物或氮氧化物之無機發光材料。
- 一種如請求項1至17中任一項之黃光發射裝置之用途，其用於照明用於處置對波長低於520nm之光敏感之材料的工作空間。
- 一種提供黃光之方法，其中總輻射功率之至多1%係在小於520nm之光譜範圍內，該方法包含以下步驟：(i)提供光源，其係選自至少一個中心發射波長為400nm至480nm之藍色發光二極體、至少一個相關色溫介於2 700K與30 000K之間的白色發光二極體或其組合；(ii)提供至少一個色彩轉換器，其包含至少一種在聚合物基質中之有機螢光染料且其中該至少一種有機螢光染料包含至少一個式(I)之結構單元
- 如請求項19之方法，其中該色彩轉換器係如請求項6至17中任一項中所定義。
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