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作为用于显示器和照明应用的绿色发射体的光稳定氰基取代硼二吡咯亚甲基染料

摘要

本发明涉及一种包含聚合物基质材料和至少一种有机荧光着色剂的色彩转换器,该至少一种有机荧光着色剂选自式I.a、式I.b、式I.c的化合物或其混合物,其中R1、R2、R3、R5、R6、R7为氢、C1‑C20‑烷基或C6‑C14‑芳基‑C1‑C10‑亚烷基,其中该芳基结构部分未经取代或经k个取代基R9取代;R4a、R4b为氟、氯、氰基或OR10,R8a、R8b为C1‑C20‑烷基;R8c为C1‑C20‑烷基、C6‑C10‑芳基或C6‑C10‑芳基‑C1‑C10‑亚烷基,其中两个前述基团中的所述芳基结构部分未经取代或经k个取代基R9取代;k、R9和R10如权利要求和描述中所定义。本发明也描述色彩转换器的用途;用于液晶显示器的背光单元;包含此色彩转换器和油墨配制剂的液晶显示设备和自发光显示设备,该油墨配制剂包含式I.a、式I.b或式I.c的化合物,及其用途。

著录项

  • 公开/公告号CN112384593A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 巴斯夫欧洲公司;

    申请/专利号CN201980042009.X

  • 申请日2019-06-18

  • 分类号C09K11/02(20060101);C07F5/02(20060101);C09K11/06(20060101);C09B57/00(20060101);G02F1/13(20060101);G02B5/23(20060101);G02F1/1335(20060101);

  • 代理机构11247 北京市中咨律师事务所;

  • 代理人李颖;林柏楠

  • 地址 德国莱茵河畔路德维希港

  • 入库时间 2023-06-19 09:54:18

说明书

本发明涉及一种包含聚合物基质材料和至少一种氰基取代BODIPY (硼二吡咯亚甲基,boron-dipyrromethene)染料的色彩转换器、用于液晶显 示器的背光单元、自发光和不发光显示器和包含它们的装置、所述色彩转 换器的用途、包含至少一种氰基取代BODIPY染料的油墨配制剂和所述油 墨配制剂的用途。

背景技术

现今,白色发光二极管(WLED)已愈来愈多地替代诸如白炽灯和荧光 灯的常规光源。WLED可用于许多应用,例如一般照明或显示器应用。白 光通常通过将蓝色发光二极管(LED)与通常已知为磷光体(phosphor)材 料的一种或多种波长转换材料组合使用来产生。磷光体材料吸收由蓝色 LED光源发射的光并发射波长与所吸收的光不同的光。磷光体材料通常添 加黄色、红色和/或绿色分量,因此磷光体所发射的光与来自蓝色LED的 剩余蓝光组合产生感知为白色的光。磷光体材料通常直接施加于LED芯片 上,并且磷光体直接且没有中间空间地施加至LED芯片上的构造也称为 “芯片载磷光体”构造。

典型的市售、极有效的WLED由蓝色发光InGaN LED芯片构成,该 芯片涂覆有黄色发光的下转换(down-converting)钇铝石榴石基(YAG-磷 光体)。磷光体通常为分散于聚合物基质材料中的铈掺杂钇铝石榴石 (Ce:YAG)。来自LED的蓝光激发Ce:YAG磷光体以发射黄光,该黄光随 后与蓝光混合产生白光。在具有芯片载磷光体构造的WLED中,迄今所用 的磷光体材料通常为无机材料,这是由于它们的高热稳定性和辐射稳定性。 具有芯片载磷光体构造的WLED通常由于其绿色和红色光谱缺陷而提供 具有大于6000K的高相关色温和小于80的不良显色指数(CRI)的光。然而, 已知的可增加红色比重的无机红色发光磷光体具有相对较差的效率且通常 为昂贵的稀土金属化合物。

用于基于磷光体的白色LED的另一手段为蓝色LED和色彩转换器, 其通常包含承载体和聚合物层,为远程磷光体构造,即磷光体材料布置于 距LED芯片一定距离处。聚合物层包含一种或多种有机磷光体(下文中称 为有机荧光染料)。色彩转换器通常包含黄色发光有机荧光染料与红色发光 有机荧光染料的混合物。有效的有机黄色发光荧光染料和有机红色发光荧 光染料为本领域中已知的。

基于磷光体的白色LED的又一手段为由蓝色LED组成的WLED,该 蓝色LED涂有芯片载磷光体构造(布置)的黄色磷光体,且与远程磷光体构 造(布置)的色彩转换器耦联。色彩转换器通常包含至少一种红色发光有机 荧光染料。

当前,正考虑将有机荧光染料用于替代需要白光输出的基于LED的光 源中的无机磷光体。它们的使用提供各种优点。第一,有机荧光染料以高 的质量-比吸收而独特,这意味着与在无机磷光体的情况下相比,有效辐射 转换所需的材料显著较少。第二,其允许调整光的色调且因此允许形成暖 白色LED光。第三,其无需任何包含稀土的材料,而稀土须以昂贵且不方 便的方式开采和提供且仅在有限程度上可获得。此外,其通常为可溶液加 工的。

出于一般照明的目的,波长转换材料的选择对于实现具有高显色特性 的WLED而言至关重要。良好显色性需要在420至780nm的大部分可见 光谱范围内发射。然而,大多数市售WLED的光谱富含蓝色分量(来自LED 的蓝光发射)和黄色分量(来自Ce:YAG的黄光发射),但具有绿色和红色不 足。因此,一直需要具有高光稳定性的在比蓝色LED发射波长更长的发射 波长但比黄色磷光体材料发射波长更短的波长下发射的绿光有机荧光染 料,所述绿光有机荧光染料尤其要兼具高的光稳定性和高的荧光量子产率。

现今,也非常需要用于色彩转换器的有机磷光体,所述色彩转换器可 将照明与数据传输合并。将白色LED用于照明和数据传输两者的新技术称 为可见光通信(visible-light communication,VLC)。VLC为快速发展的技 术领域,其旨在实施快速和安全的无线通信以替代或补充现有无线技术。 在远程磷光体LED中可尤其用作色彩转换器的有机磷光体归因于其可见 带隙、短辐射寿命和高荧光量子产率而为VLC提供许多潜在优势。LiFi(光保真度,)是针对通过强度改变的照明(利用LED光)传送数据来实现高速无 线通信所建立的术语。伴随着LED照明在办公室、路灯和住宅中的广泛使 用,LiFi是现有照明基础设施的附加益处。因此,出于在数纳秒和优选地 甚至更少时间内进行高速率数据传输的目的,一直需要具有高的光稳定性 和短荧光寿命、特别是兼具高的荧光量子产率的绿色发光荧光染料。

包含绿色和红色有机荧光染料的色彩转换器也通常用于现代显示设备 中。现今,显示设备的趋势为朝向更大色域发展,其使得色彩更加自然、 鲜艳和逼真。具体而言,全色显示器需要饱和红色、绿色和蓝色像素。色 域大小很大程度上取决于用于色彩转换器中的有机荧光染料的选择。有机 荧光染料尤其应具有窄的发射光谱,即窄的半高全宽(FWHM)。在绿色光 谱区(490-560nm)中具有窄带发射的在先技术有机荧光染料通常在照射条 件下缺乏长期的光稳定性。因此,一直需要在绿色光谱区中具有窄带发射 的具有高长期光稳定性的荧光染料。优选地,染料应由蓝光(400至小于490 nm)有效地激发且应具有高荧光量子产率。

众所周知,硼二吡咯亚甲基化合物(BODIPY)通常呈现在可见至近红外 波长下的窄的吸收和发射带宽、高荧光量子产率、短荧光寿命和良好热稳 定性。也熟知的是,硝基取代的BODIPY通常以低荧光量子产率或甚至不 呈现荧光为特征。

M.T.Sajjad等人在Adv.Optical Mater.2015,3,536-540中将发红光 的荧光BODIPY-低聚芴星形分子描述为用于VLC的频率转换器材料。

Naoya Ieda、Yuji Hotta、Naoki Miyata、Kazunori Kimura和Hidehiko Nakagawa在J.Am.Chem.Soc 2014,136,7085-7091中描述了式NOBL-1 的蓝光可控氮氧化物释放剂。式(A)化合物用作参考化合物。

WO 2014/025435描述了有机光敏光电装置,例如太阳能电池、光检测 器、光传感器和光导体,其包含可带有氰基的4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二氮杂 -s-二环戊二烯并苯(BODIPY)化合物。

US 2014/0125222描述了包含LED和波长转换元件的发光装置,该波 长转换元件可包含任何有机磷光体化合物,如例如苝衍生的化合物、二氟 硼二吡咯亚甲基衍生物、芴衍生物、香豆素染料等。

WO 2017/155297、US 2016/0223162、US 2016/0230960、US 2017/0247610、US2017/267921、US 2018/0134952、US 2018/0134953、US 2018/0274753、US 2018/0208838和US 2019/093008描述了一种色彩转换 器,其包含在树脂基质中的BODIPY染料(其可尤其为氰基取代BODIPY 染料)、包含该BODIPY染料的背光单元及其在显示设备中的用途。

US 2016/0272884描述了包括用于显示器中的有机点的补偿膜。有机点 可为苝化合物和/或经改性的BODIPY化合物,例如氰基取代BODIPY化 合物。

US 2019/0062348涉及可在碳环骨架的2位、6位处带有氰基的红色荧 光BODIPY化合物及其在色彩转换膜中的用途。色彩转换器包含分散在树 脂基质中的这些化合物。

WO 2018/021866描述了一种色彩转换器,其包含在树脂基质中的绿色 荧光BODIPY化合物、背光单元和含有所述单元的显示设备。WO 2018/021866的BODIPY化合物可在2位或6位处经氰基单取代。出于参 考目的,描述了包含如下所示的式A的BODIPY化合物的色彩转换器。

WO 2018/068299描述了一种包含蓝色背光单元和色彩转换阵列的发 光装置,该色彩转换阵列包含绿色转换层和红色转换层,该绿色转换层和 该红色转换层包含分别发射绿光或红光的经表面改性的颗粒,所述经表面 改性的颗粒包含溶胶-凝胶纳米颗粒和附着于溶胶-凝胶纳米颗粒表面的多 种发光磷光体(lumiphor),例如BODIPY染料。

在先技术的有机绿色荧光BODIPY染料通常受不足的光稳定性影响。 然而,对于发光装置和显示器中的应用,除了高荧光量子产率和小FWHM 之外,也需要在长期照射下的高的光稳定性。

因此,本发明的一个目的是提供具有高的光稳定性的有机绿色荧光 BODIPY染料。绿色荧光BODIPY染料应由光源发射的光激发且应呈现在 490至560nm光谱范围内的具有窄FWHM的有效发射,其能够实现显示 器应用所必需的绿色原色的高色彩饱和度。

优选地,有机荧光染料也应具有以下特征中的一种或多种:

-呈数纳秒量级的短荧光寿命;

-在蓝光和/或白光照射条件下的高热稳定性;

-对于湿气和氧气的高化学稳定性;

-良好可加工性,优选地为良好可溶液加工性。

这些以及其他目的通过使用下文所定义的式(Ia)、式(I.b)、式(I.c)的化 合物及其混合物来实现。

发明内容

在第一方面中,本发明涉及一种包含聚合物基质材料和至少一种有机 荧光染料的色彩转换器,该至少一种有机荧光染料选自式(I.a)、式(I.b)、 式(I.c)的化合物或其混合物:

其中

式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)中的R

式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)中的R

式(I.a)中的R

式(I.b)中的R

式(I.c)中的R

k为1、2、3、4、5或6;

R

R

发明人发现BODIPY核附接的两个氰基使式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的 化合物具有高长期光稳定性。根据本发明的式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合 物或其混合物的使用是有利的,这是由于高光稳定性、高荧光量子产率、 490-560nm波长范围内的具有小于60nm的窄FWHM的发射光谱。其他 优点为:式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化合物可通过发光元件(光源)的光激发, 该发光元件通常为蓝色LED、白色LED、蓝色有机LED或白色有机LED。 另一优点为:式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化合物为可溶液加工的。

在另一方面中,本发明涉及这些色彩转换器的用途。本发明的色彩转 换器尤其适用于显示器应用。本发明的色彩转换器也尤其适用于转换由中 心发射波长在400nm与480nm之间的蓝色LED产生的光以提供白光, 适用于转换由相关色温在3 000K与20 000K之间的白色LED产生的光以 提供具有较低相关色温的白光,或适用于在发送器中传输数据且发射可见 光谱范围内的电磁辐射。

在另一方面中,本发明也涉及一种包含如上文所定义的至少一种色彩 转换器和至少一种光源的照明装置,其中至少一种色彩转换器和至少一种 光源呈远程磷光体布置。

在另一方面中,本发明也涉及一种用于液晶显示器的背光单元,其包 含(i)至少一种光源,优选的是相关色温在6000与12000K之间的白色LED 或中心发射波长为400nm至480nm的蓝色发光二极管,和(ii)如上文所定 义的至少一种色彩转换器,其中至少一种色彩转换器和至少一种光源呈远 程磷光体布置。

在另一方面中,本发明也涉及一种液晶显示设备,其包含(i)液晶面板, 其包含薄膜晶体管(TFT)阵列、液晶层和滤色器阵列,该滤色器阵列包含红 色、绿色和蓝色滤色器;(ii)至少一种光源;和如上文所定义的至少一种色 彩转换器。

在另一方面中,本发明也涉及一种自发光显示设备,其包含(i)至少一 种光源,其选自白色有机发光二极管、蓝色有机发光二极管、迷你LED或 微型LED;(ii)如上文所定义的至少一种色彩转换器;和(iii)任选地,滤色 器阵列,其包含红色、绿色和蓝色滤色器。

在另一方面中,本发明也涉及一种电视装置,其包含如上文所定义的 显示设备。

在又另一方面中,本发明也涉及一种油墨配制剂,其包含(i)至少一种 有机荧光染料,其选自如上文所定义的式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或 其混合物;(ii)至少一种可光固化或可热固化粘合剂;(iii)任选地,至少一 种选自以下的组分:光引发剂、光酸产生剂、反应性单体、热自由基引发 剂或其混合物;和(iv)任选地,至少一种选自以下的添加剂:与式(I.a)、 式(I.b)、式(I.c)的化合物不同的有机荧光着色剂、有机溶剂、分散剂、表面 活性剂、光散射剂或其混合物。

在又另一方面中,本发明也涉及该油墨配制剂在液晶显示设备或自发 光装置制造中的用途。

具体实施方式

术语“转换材料”是指通过第一波长的光子激发且发射第二(较长)不 同波长的光子的材料。

在本发明的上下文中,术语“蓝光”为波长在400至小于490nm范 围内的光。

在本发明的上下文中,术语“绿光”为波长在490至560nm范围内 的光。

在本发明的上下文中,术语“黄光”为波长在大于560至小于600nm 范围内的光。

在本发明的上下文中,术语“红光”是指波长在600至780nm(优选 为610至660nm范围内的光。

在本发明的上下文中,术语“绿色发光有机荧光染料”也可在实施方 案中涉及复数种绿色发光有机荧光染料。

在本发明的上下文中,术语“黄色发光有机荧光染料”也可在实施方 案中涉及复数种黄色发光有机荧光染料。

在本发明的上下文中,术语“红色发光有机荧光染料”也可在实施方 案中涉及复数种红色发光有机荧光染料。

量子点为由足够小以呈现量子机械特性的半导体材料制得的纳米晶。 量子点呈现窄发射光谱,即具有极小FWHM(半高全宽)。点的色彩输出可 通过控制结晶的大小来调谐。在量子点的较小尺寸的情况下,量子点发射 较短波长的光。

在本发明的上下文中,术语“聚合物基质材料”和术语“聚合物基质” 是指转换材料(即根据本发明的至少一种有机荧光染料)分散或以分子形式 溶解在其中的聚合物。

在本发明的上下文中,术语“可溶液加工”是指能以溶液或悬浮液形 式溶解、分散或传递到液体介质中和/或由液体介质以溶液或悬浮液形式沉 积。

在本发明的上下文中,术语“色彩转换器”和“频率转换器”(也简称 为“转换器”)应理解为是指能够吸收特定波长的光且将其转换为第二波长 的光的所有物理装置。例如,色彩转换器为发光装置(尤其利用UV光或 LED或OLED作为光源的那些发光装置)、背光单元、自发光显示器或荧 光转换太阳能电池的部件。

在本发明的上下文中,给定光谱分布F(λ)的术语“中心波长”定义为 以下平均值:λ

在本发明的上下文中,术语“半高全宽(FWHM)”是指线形在其最大 幅度一半处的宽度。

在本发明的上下文中,术语“荧光量子产率(QY)”定义为所发射光子 的数目与所吸收光子的数目的比率。

存在两种发光二极管。一种是基于无机材料(LED),而另一种是基于 有机材料(OLED)。因此,如本文中所用的术语“LED”是指无机发光二极 管,而如本文中所用的术语“有机LED(OLED)”是指有机发光二极管。 两种发光二极管基本上均适用以下类似原理:其中将正和负电荷载流子注 入至半导体材料中且当电荷载流子在设备堆栈的光发射区中重组时进行光 发射。OLED具有由单重态(荧光)或由三重态(磷光)发射光的发光材料。

在本发明的上下文中,“蓝色LED”应理解为是指发射电磁光谱的蓝 色范围内的光的LED,其中心发射波长在400至480nm,优选420至480, 更优选440至470nm,最优选440至460nm的范围内。适合的半导体材 料为碳化硅、硒化锌和氮化物如氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN) 和氮化铟镓(InGaN)。LED通常具有围绕其峰值波长紧密居中的窄波长分 布。基于InGaN的标准蓝色LED在蓝宝石基底上制造且峰值发射波长通 常集中在445至455nm。

在本发明的上下文中,“微型LED”应理解为是指主要发射蓝光的 LED。其由诸如氮化镓(GaN)或硒化锌(ZnSe)的半导体材料形成。微型LED (μ-LED)的最大宽度通常为1至100μm。

在本发明的上下文中,“迷你LED”应理解为是指主要发射蓝光的 LED。芯片大小通常在100与200μm之间

在本发明的上下文中,“白色LED”(也称为WLED)应理解为是指发 射人眼感知为白色的光的LED。实例为由红色、绿色和蓝色LED组成的 多LED(称为RGB LED系统),所述红色、绿色和蓝色LED的光发射混 合形成白光。其他实例为蓝色LED,其所发射的光穿过磷光体材料。优选 为蓝色LED,其涂覆有无机磷光体材料,尤其黄色磷光体材料(诸如YAG) 或红色、绿色或任何其他颜色的磷光体或其组合,具体而言黄色磷光体。 其他实例还有蓝色LED,其涂覆有无机磷光体材料,尤其黄色磷光体(诸 如YAG)或红色、绿色或任何其他颜色的磷光体或其组合,且涂覆有包含 至少一种有机荧光染料的额外远程磷光体层。

在本发明的上下文中,“白色有机发光二极管”(也称为白色OLED 或WOLED)应理解为是指发射人眼感知为白色的光的有机发光二极管。

在本发明的上下文中,术语“白光”是指具有通常在2 000至20 000K, 尤其2 500至20 000K之间的相关色温(CCT)的光。市售的白色LED的相 关色温通常在3000K或更高,例如在3 000至20 000K或4 000至20 000 K的范围内。

在本发明的上下文中,包含420至780nm的可见光谱范围的电磁辐 射也命名为可见光。

LED不为黑体或白炽光源且因此具有相关色温(CCT)。CCT为由人眼 感知的黑体辐射体用于发射与LED相同的白光的温度。因此,CCT描述 了由电光源发射的白光的色彩外观且以克耳文(Kelvin)为单位进行测量。其 根据CIE国际标准测定。与具有低CCT的白光相比,具有高CCT的白光 在短波长区(蓝色)中含有相对较高强度且在较长波长区(红色)中含有相对 较低强度。因此,较高CCT通常指示具有更显著蓝色分量或冷色调的白光, 而较低CCT通常指示具有更显著红色色泽或暖色调的光。CCT在6 000-20 000K的范围内的白光具有相对高的蓝色分量。白色磷光体转换LED的 CCT由所用的磷光体决定。

显色性(CRI)为光源使物体的色彩呈现在人眼的程度以及色调的细微 变化展现程度的测量。通常,将CRI视为比色温更重要的照明质量。根据 国际照明词汇(International Lighting Vocabulary)的CIE 17.4,显色性(CRI) 定义为“通过在参考照明体下与色彩外观的有意识或无意识对比,照明体 对物体的色彩外观的影响”。平均或一般显色指数Ra根据八个淡色CIE 标准(参考)色彩样本R1至R8的色度的差异来计算(CIE13.3-1995)。

在本发明的上下文中,术语“发光效率”量化了相对于以瓦特为单位 测量的输入功率的输出光谱产生光流明的效率。发光效率的单位为流明/ 瓦特(lm/W)。

在本发明的上下文中,术语“色域”定义显示器可产生的色彩范围。 表示显示器的色域的常见方法为国际照明委员会(International Commission on Illumination,CIE)所建立的XYZ色彩系统的xy色度图。 色域由xy色度图上的三角形限定。此外或替代地,使用国际照明委员会所 建立的u'v'图来评估色域。

在本发明的上下文中,术语“RGB色彩空间”由三个原色(红色、绿 色和蓝色)的色度定义,其中将红光、绿光和蓝光加在一起以产生色彩。

如本说明书和权利要求中所使用,除非上下文此外明确指示,否则单 数形式“a”、“an”和“the”包括复数个提及物。

术语“至少”意欲定义一或大于一,例如一、二、三或四,优选为一、 二或三,尤其为一或二。

术语“任选地经取代”是指所提到的基团未经取代或经取代。

术语“基本上”在本发明的上下文中涵盖词语“完全”、“全部地” 和“所有”。该词语涵盖90%或更多(如95%或更多,尤其99%或100%) 的比例。

在本申请的上下文中,术语“(甲基)丙烯酸酯”意指丙烯酸酯以及相 应甲基丙烯酸酯。

前面结构式式中指定的变量的定义使用通常表示各个取代基的集合术 语。定义C

术语“BODIPY”是指具有硼二吡咯亚甲基核(也称为4-硼-3a,4a-二氮 杂-s-二环戊二烯并苯核)的化合物。如本文中所用的BODIPY核的编号如 下所示。

表述“卤素”在各情况下表示氟、溴、氯或碘,特别是氯、溴或碘。

在本发明的上下文中,表述“在各情况下未经取代或经取代的烷基、 环烷基和芳基”表示未经取代或经取代的烷基、未经取代或经取代的环烷 基和未经取代或经取代的芳基。

同样地,在本发明的上下文中,表述“在各情况下未经取代或经取代 的C

对本发明而言,术语“脂族基”是指非环状饱和或不饱和的直链或支 化烃基。通常,脂族基具有1至100个碳原子和2至100个碳原子(在不饱 和的直链或支化烃基的情况下)。脂族基的实例为烷基、烯基和炔基。

对本发明而言,术语“脂环族基”是指具有通常3至20个环碳原子的 环状的非芳族饱和或不饱和烃基。实例为环烷烃、环烯烃和环炔烃。脂环 族基也可包含选自N、O、S和SO

如本文中所用的和在烷氧基、烷硫基、烷基亚磺酰基、烷基磺酰基、 烷氨基、二烷氨基、烷基羰基、烷氧基羰基等中的烷基部分中的术语“烷 基”是指具有通常1至100个碳原子(“C

取决于烷基链的长度,经取代的烷基具有一个或多个(例如1、2、3、4、 5个或大于5个)取代基。这些优选地各自彼此独立地选自未经取代或经取 代的环烷基、未经取代或经取代的环烷基氧基、未经取代或经取代的环烷 基硫基、未经取代或经取代的杂环烷基、未经取代或经取代的芳基、未经 取代或经取代的芳氧基、未经取代或经取代的芳硫基、未经取代或经取代 的杂芳基、氟、氯、溴、碘、羟基、巯基、未经取代或经取代的烷氧基、 未经取代或经取代的聚亚烷氧基、未经取代或经取代的烷硫基、未经取代 或经取代的环烷基氧基、未经取代或经取代的芳氧基、未经取代或经取代 的芳硫基、氰基、硝基、未经取代或经取代的烷基羰氧基、甲酰基、酰基、 COOH、羧酸酯基、-COOR

如本文中所用的术语“亚烷基”(或烷二基)在各情况下表示如上文所 定义的烷基,其中在碳主链的任何位置处的一个氢原子被另一结合位点替 代,因此形成二价结构部分。

经取代的烷基的特定实施方案为这样的烷基,其中一个氢原子已被芳 基(特别是苯基)替代(“芳烷基”,在下文中也称为芳基烷基或芳基亚烷基)。 因此,芳基烷基是指经由烷基键合至分子的剩余部分的芳基。芳基又可以 未经取代或经取代,适合的取代基是下文针对芳基所提及的取代基。芳基 烷基的具体实例包括苯基-C

术语“羟基-C

经取代的烷基的其他特定实施方案为烷基,其中这些基团中的氢原子 中的一些或全部可经如上文所提及的卤素原子替代,例如C

如本文中所用的术语“烷氧基”在各情况下是指经由氧原子键合的直 链或支化烷基,即“烷氧基”可表示为-O-烷基,其中烷基如上文所定义。 C

因此,如本文中所用的术语“未经取代或经取代的烷氧基”是指-O- 烷基,其中烷基如上文所定义是未经取代或经取代的。

如本文中所用的术语“聚氧亚烷基”是指经由氧原子键合至分子的剩 余部分的烷基,其中烷基间杂有一个或多个不相邻氧原子,且烷基如上文 所定义。

因此,如本文中所用的术语“未经取代或经取代的聚亚烷氧基”是指 -O-烷基,其中烷基间杂有一个或多个不相邻氧原子,且烷基如上文所定义 是未经取代或经取代的。

如本文中所用的术语“烷硫基”是指经由硫原子键合的烷基,即“烷 硫基”可表示为-S-烷基,其中烷基如上文所定义。C

因此,如本文中所用的术语“未经取代或经取代的烷硫基”是指-S-烷 基,其中烷基如上文所定义是未经取代或经取代的。

如本文中所用的术语“烯基”是指具有通常2至100个碳原子(“C

如本文中所用的术语“炔基”(也称为烷基,其碳链可包含一个或多个 三键)是指具有通常2至100个碳原子(“C

如本文中所用的术语“环烷基”在各情况下表示具有通常3至24个碳 原子(C

经取代的环烷基取决于环大小可具有一个或多个(例如1、2、3、4、5 个或大于5个)取代基。这些优选地各自彼此独立地选自未经取代或经取代 的烷基、未经取代或经取代的烯基、未经取代或经取代的炔基、未经取代 或经取代的环烷基、未经取代或经取代的环烷基氧基、未经取代或经取代 的环烷基硫基、未经取代或经取代的杂环烷基、未经取代或经取代的芳基、 未经取代或经取代的芳氧基、未经取代或经取代的芳硫基、未经取代或经 取代的杂芳基、氟、氯、溴、碘、羟基、巯基、未经取代或经取代的烷氧 基、未经取代或经取代的聚亚烷氧基、未经取代或经取代的烷硫基、未经 取代或经取代的环烷基氧基、未经取代或经取代的芳氧基、未经取代或经 取代的芳硫基、氰基、硝基、未经取代或经取代的烷基羰氧基、甲酰基、 酰基、COOH、羧酸酯基、-COOR

如本文中所用的术语“环烷基氧基”是指经由氧原子键合的环烷基, 即“环烷基氧基”可表示为-O-环烷基,其中环烷基如上文所定义。

因此,如本文中所用的术语“未经取代或经取代的环烷基氧基”是指 -O-环烷基,其中环烷基如上文所定义是未经取代或经取代的。

如本文中所用的术语“环烷基硫基”是指经由硫原子键合的环烷基, 即“环烷基硫基”可表示为-S-环烷基,其中环烷基如上文所定义。

因此,如本文中所用的术语“未经取代或经取代的环烷基硫基”是指 -S-环烷基,其中环烷基如上文所定义是未经取代或经取代的。

术语“杂环烷基”是指具有通常5至8个环成员(优选5或6个环成员) 的非芳族的部分不饱和或完全饱和的杂环,其除了作为环成员的碳原子以 外也包含一个、两个、三个或四个杂原子或含杂原子的基团作为环成员, 所述含杂原子的基团选自O、N、NR

经取代的杂环烷基取决于环大小可具有一个或多个(例如1、2、3、4、 5个或大于5个)取代基。这些优选地各自彼此独立地选自未经取代或经取 代的烷基、未经取代或经取代的烯基、未经取代或经取代的炔基、未经取 代或经取代的环烷基、未经取代或经取代的环烷基氧基、未经取代或经取 代的环烷基硫基、未经取代或经取代的杂环烷基、未经取代或经取代的芳 基、未经取代或经取代的芳氧基、未经取代或经取代的芳硫基、未经取代 或经取代的杂芳基、氟、氯、溴、碘、羟基、巯基、未经取代或经取代的 烷氧基、未经取代或经取代的聚亚烷氧基、未经取代或经取代的烷硫基、 未经取代或经取代的环烷基氧基、未经取代或经取代的芳氧基、未经取代 或经取代的芳硫基、氰基、硝基、未经取代或经取代的烷基羰氧基、甲酰 基、酰基、COOH、羧酸酯基、-COOR

对本发明而言,术语“芳基”是指单环芳族烃基(即苯基)或具有至少 一个稠合苯环的稠合双环、三环或多环芳族烃基。芳基中的碳环原子的数 目可变化且通常为6至24。若芳基不为单环芳族烃基,即苯基,则针对稠 合环的术语包括饱和形式(全氢形式)、部分不饱和形式(例如二氢形式或四 氢形式)或芳族形式。术语“芳基”包括例如两个环均为芳环的双环芳族基 团和仅一个环为芳环的双环芳族基团。双环或三环芳族碳环的实例包括萘基、1,2-二氢萘基、1,4-二氢萘基、1,2,3,4-四氢萘基、茚满基、茚基、蒽基、 芴基等。优选地,术语“芳基”表示苯基和萘基(C

经取代的芳基取决于其环体系的数目和大小具有一个或多个(例如1、 2、3、4、5个或大于5个)取代基。这些优选地各自彼此独立地选自未经取 代或经取代的烷基、未经取代或经取代的烯基、未经取代或经取代的炔基、 未经取代或经取代的环烷基、未经取代或经取代的环烷基氧基、未经取代 或经取代的环烷基硫基、未经取代或经取代的杂环烷基、未经取代或经取 代的芳基、未经取代或经取代的芳氧基、未经取代或经取代的芳硫基、未 经取代或经取代的杂芳基、氟、氯、溴、碘、羟基、巯基、未经取代或经 取代的烷氧基、未经取代或经取代的聚亚烷氧基、未经取代或经取代的烷 硫基、未经取代或经取代的环烷基氧基、未经取代或经取代的芳氧基、未 经取代或经取代的芳硫基、氰基、硝基、未经取代或经取代的烷基羰氧基、 甲酰基、酰基、COOH、羧酸酯基、-COOR

经取代的芳基优选地为经至少一个烷基取代的芳基(“烷芳基”,在下 文中也称为烷基芳基)。烷芳基取决于芳环体系的大小可具有一个或多个 (例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或大于9个)烷基取代基。烷基取代基 可未经取代或经取代。就此而言,可参见上文关于未经取代和经取代的烷 基的描述。特定实施方案涉及烷芳基,其中烷基未经取代。烷芳基优选地 为苯基,其带有1、2、3、4或5个(优选地1、2或3个,更优选地1或2 个)烷基取代基。带有一个或多个烷基的芳基为例如2-甲基苯基、3-甲基苯 基和4-甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基和2,6- 二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2-乙基苯基、3-乙基苯基和4-乙基苯基、 2,4-二乙基苯基、2,5-二乙基苯基、3,5-二乙基苯基和2,6-二乙基苯基、2,4,6- 三乙基苯基、2-正丙基苯基、3-正丙基苯基和4-正丙基苯基、2-异丙基苯基、3-异丙基苯基和4-异丙基苯基、2,4-二正丙基苯基、2,5-二正丙基苯基、3,5- 二正丙基苯基和2,6-二正丙基苯基、2,4,6-三丙基苯基、2-异丙基苯基、3- 异丙基苯基和4-异丙基苯基、2,4-二异丙基苯基、2,5-二异丙基苯基、3,5- 二异丙基苯基和2,6-二异丙基苯基、2,4,6-三异丙基苯基、2-丁基苯基、3- 丁基苯基和4-丁基苯基、2,4-二丁基苯基、2,5-二丁基苯基、3,5-二丁基苯 基和2,6-二丁基苯基、2,4,6-三丁基苯基、2-异丁基苯基、3-异丁基苯基和 4-异丁基苯基、2,4-二异丁基苯基、2,5-二异丁基苯基、3,5-二异丁基苯基和 2,6-二异丁基苯基、2,4,6-三异丁基苯基、2-仲丁基苯基、3-仲丁基苯基和 4-仲丁基苯基、2,4-二仲丁基苯基、2,5-二仲丁基苯基、3,5-二仲丁基苯基和 2,6-二仲丁基苯基、2,4,6-三-仲丁基苯基、2-叔丁基苯基、3-叔丁基苯基和 4-叔丁基苯基、2,4-二叔丁基苯基、2,5-二叔丁基苯基、3,5-二叔丁基苯基和 2,6-二叔丁基苯基以及2,4,6-三-叔丁基苯基。

C

因此,如本文中所用的术语“未经取代或经取代的芳氧基”是指-O- 芳基,其中芳基如上文所定义是未经取代或经取代的。

C

因此,如本文中所用的术语“未经取代或经取代的芳硫基”是指-S-芳 基,其中芳基如上文所定义是未经取代或经取代的。

在本发明的上下文中,表述“杂芳基(hetaryl)”(也称为杂芳基 (heteroaryl))包括杂芳族、单环或多环基团。除了环碳原子之外,这些具有 1、2、3、4个或大于4个杂原子作为环成员。杂原子优选地选自氧、氮、 硒和硫。杂芳基优选地具有5至18个(例如5、6、8、9、10、11、12、13 或14个)环原子。

单环杂芳基优选为5员或6员杂芳基,例如2-呋喃基(呋喃-2-基)、3- 呋喃基(呋喃-3-基)、2-噻吩基(噻吩-2-基)、3-噻吩基(噻吩-3-基)、1H-吡咯-2- 基、1H-吡咯-3-基、吡咯-1-基、咪唑-2-基、咪唑-1-基、咪唑-4-基、吡唑-1- 基、吡唑-3-基、吡唑-4-基、吡唑-5-基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁 唑基、3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁 唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、1,2,4-噁二唑-3-基、1,2,4-噁二唑-5- 基、1,3,4-噁二唑-2-基、1,2,4-噻二唑-3-基、1,2,4-噻二唑-5-基、1,3,4-噻二唑-2-基、4H-[1,2,4]-三唑-3-基、1,3,4-三唑-2-基、1,2,3-三唑-1-基、1,2,4-三 唑-1-基、吡啶-2-基、吡啶-3-基、吡啶-4-基、3-哒嗪基、4-哒嗪基、2-嘧啶 基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、2-吡嗪基、1,3,5-三嗪-2-基和1,2,4-三嗪-3-基。

多环杂芳基具有2、3、4个或大于4个稠合环。稠合的环可为芳族的 饱和或部分不饱和环。多环杂芳基的实例为喹啉基、异喹啉基、吲哚基、 异吲哚基、吲哚嗪基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噁 唑基、苯并异噁唑基、苯并噻唑基、苯并噁二唑基、苯并噻二唑基、苯并 噁嗪基、苯并吡唑基、苯并咪唑基、苯并三唑基、苯并三嗪基、苯并硒吩基、噻吩并噻吩基、噻吩并嘧啶基、噻唑并噻唑基、二苯并吡咯基(咔唑基)、 二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、萘并[2,3-b]噻吩基、萘并[2,3-b]呋喃基、二 氢吲哚基、二氢吲哚嗪基、二氢异吲哚基、二氢喹啉基和二氢异喹啉基。

经取代的杂芳基取决于其环体系的数目和大小可具有一个或多个(例 如1、2、3、4、5个或大于5个)取代基。这些优选地各自彼此独立地选自 未经取代或经取代的烷基、未经取代或经取代的烯基、未经取代或经取代 的炔基、未经取代或经取代的环烷基、未经取代或经取代的环烷基氧基、 未经取代或经取代的环烷基硫基、未经取代或经取代的杂环烷基、未经取 代或经取代的芳基、未经取代或经取代的芳氧基、未经取代或经取代的芳 硫基、未经取代或经取代的杂芳基、氟、氯、溴、碘、羟基、巯基、未经 取代或经取代的烷氧基、未经取代或经取代的聚亚烷氧基、未经取代或经 取代的烷硫基、未经取代或经取代的环烷基氧基、未经取代或经取代的芳 氧基、未经取代或经取代的芳硫基、氰基、硝基、未经取代或经取代的烷 基羰氧基、甲酰基、酰基、COOH、羧酸酯基、-COOR

稠合环体系可包含脂环、脂族杂环、芳族和杂芳环及其组合、由稠合 接合的氢化芳环。稠合环体系包含两个、三个或更多个(例如4、5、6、7 或8个)环。取决于稠环体系中环连接的方式,可分为:邻位稠合,即各个 环与各相邻环共享至少一个边或两个原子,以及迫位稠合(peri-fusion),其 中碳原子属于超过两个环。优选的稠合环体系为邻位稠合环体系。

当在显示本发明化合物的子结构的式中出现#或*时,它们表示与分子 其余部分之间的连接键。

以下关于式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化合物的变量(取代基)的优选实施 方案作出的说明本身就是有效的,优选地彼此组合是有效的。

根据本发明使用的式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化合物的特征在于 BODIPY核附接的两个氰基。这些氰基在实际照射条件下显著提高根据本 发明使用的化合物的光稳定性。

根据本发明的优选化合物为式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化合物,其中 R

式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的R

优选地,式(I.a)的R

优选地,式(I.b)的R

式(I.c)的R

优选化合物的实例为在下文总结于下表A至表C中的各个化合物。

优选的式(I.a)化合物的实例总结在下表A中:

表A

2-htp:2-羟基-1,1,2-三甲基丙氧基

优选的式(I.b)化合物的实例总结在下表B中:

表B

2-htp:2-羟基-1,1,2-三甲基丙氧基

在式(I.b)化合物中,更优选化合物(I.b-1)、(I.b-6)、(I.b-11)和(I.b-16)。

优选式(I.c)化合物的实例总结在下表C中:

表C

2-htp:2-羟基-1,1,2-三甲基丙氧基

在式(I.c)化合物中,更优选化合物(I.c-1)、(I.c-6)、(I.c-11)、(I.c-16)、 (Ic-21)和(Ic-26)。

在本发明的实施方案中,选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混 合物的有机荧光染料为在色彩转换器中具有490nm至545nm的中心发射 波长的仅有的有机荧光染料。

根据本发明使用的化合物可通过使用本领域技术人员所熟悉的常规方 法来制备。有两种不同的将氰基引入至BODIPY架构的常见方法。一种方 法为由活化羰基化合物和氰化吡咯起始,提供氰化的二吡咯亚甲基,随后 与硼源络合。另一方法为用氰化物对二卤化硼二吡咯亚甲基(dipyrrin)进行 后官能化。并非所有式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化合物均可经由两种方法制 备。

特别地,式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化合物可根据以下流程制备,其中 若非另外说明,则变量如上文所定义。除此之外,本领域技术人员将容易 地中通过常规手段找到以下流程所示的合成的合适反应条件。其他细节也 可自本文中所含的制备实施例得出。

可如流程1中所概述地制备式(I.b)的化合物,其中R

流程1:

在流程1中,LG为离去基团,例如氯、溴或R'-C(=O)-O,其中R' 为C

式(1)化合物可如流程2中所概述通过式(5)的α氨基酮与式(6)的α氰基 酮之间的缩合反应来制备。

流程2:

式(2)化合物可以与式(1)化合物类似的方式制备。

式(5)化合物可如以下流程3中所概述由式(7)的2-氧代醛起始来制备。 式(7)的2-氧代醛与羟胺的缩合反应提供式(8)的2-氧代醛肟。随后,将式(8) 化合物还原以产生式(5)的胺。

流程3:

式(6)化合物可如以下流程4中所概述通过在碱存在下用乙腈处理式(9) 的酯来制备。

流程4:

在流程4中,R'为C

式(I.c)化合物可以与式(I.b)化合物类似的方式制备,但如以下流程5 中所示由式(10)的3-氰基吡咯化合物、式(11)的3-氰基吡咯化合物和式(12) 化合物为起始。

流程5:

在流程5中,LG为离去基团,例如氯、溴或R'-C(=O)-O,其中R' 为C

式(10)化合物可如以下流程6中所概述地制备。在流程6的步骤(i)中, 在诸如碱金属或碱土金属氢氧化物(例如KOH)的碱存在下用1,2-二氯乙烷 处理式(14)的肟,得到式(15)化合物的吡咯。在流程6的步骤(ii)中对式(15) 的吡咯进行N-保护提供式(16)的经N-保护的吡咯,其可根据本身已知的方 法进行,例如使用甲硅烷化试剂如叔丁基二甲基甲硅烷基氯、三异丙基甲 硅烷基氯或叔丁基二苯基甲硅烷基氯。在流程6的步骤(iii)中溴化,随后在 步骤(iv)中用氰化物源对溴进行亲核取代,且最后在流程6的步骤(v)中去保 护,得到式(10)的吡咯化合物。在流程6的步骤(iii)中的溴化可用溴或N- 溴代琥珀酰亚胺进行。溴化可在碱存在下进行。流程6的步骤(iv)中的氰化 物源可为氰化铜(I)。可在流程6的步骤(v)中通过本身已知的方法去除保护 基PG,例如T.Greene和P.Wuts,ProtectiveGroups in Organic Synthesis (第3版),John Wiley&Sons,NY(1999)中所描述的方法。例如,可在溶剂 存在下通过选自四丁基溴化铵或四丁基氟化铵的去保护剂来去除甲硅烷基保护基。

流程6:

在流程6中,PG是指保护基,优选甲硅烷基保护基。

式(11)化合物可以与流程6中所示的用于制备式(10)化合物方法类似地 制备。

或者,式(I.b)化合物也可如以下流程7中所示通过对式(17)的二卤化硼 二吡咯亚甲基进行后官能化来制备。

流程7:

在流程7中,Hal为氯或溴,优选为溴。在过渡金属催化剂存在下用 氰化物阴离子对式(17)化合物进行氰化。适合的氰化物源为氰化锌。适合 的过渡金属催化剂具体而言为钯催化剂,例如四(三苯膦)钯(0);双[双-(1,2- 二苯膦基)乙烷]钯(0);双(二亚苄基丙酮)钯(0);三(二亚苄基丙酮)二钯(0); 双(三苯膦)氯化钯(II);双(乙腈)氯化钯(II);[1,1'-双(二苯膦基)二茂铁]-氯 化钯(II)/二氯甲烷(1:1)配合物;双(双-(1,2-二苯膦基)丁烷]-氯化钯(II);乙 酸钯(II);氯化钯(II);和乙酸钯(II)/三邻甲苯基膦配合物或膦与Pd盐的混 合物或膦和Pd配合物的混合物,例如二亚苄基丙酮-钯和三叔丁基膦(或其 四氟硼酸盐);三(二亚苄基丙酮)二钯(0)和三叔丁基膦;在四甲基乙二胺存 在下的乙酸钯和1,2-双(二苯膦基)乙烷;或聚合物键合的Pd-三苯膦催化剂 体系,例如聚苯乙烯上的四-三苯膦钯。

反应通常在溶剂中进行。适合的溶剂为例如极性非质子性溶剂,例如 乙腈、含氮杂环、N,N-二取代的脂族甲酰胺(优选N,N-二(C

可如以下流程8中所概述地制备式(17)化合物,其中各Hal为溴或各 Hal为氯。可与流程6的步骤(iii)类似地进行式(18)化合物的溴化。可通过 用N-氯代琥珀酰亚胺处理式(18)化合物来制备式(17)化合物,其中各Hal 为氯。

流程8:

式(I.a)化合物可如以下流程9中所示在诸如四氯化锡的路易斯酸存在 下通过用诸如氰化三甲基硅烷的氰化试剂对式(19)的二卤化硼二吡咯亚甲 基进行后官能化来制备。可与Biorg.Med.Chem.Lett.18(2008),3112-3116 中所描述的方法类似地进行氰化。

流程9:

可如流程10中所概述地制备式(19)化合物。在流程10的步骤(i)中, 式(21)和式(22)的吡咯在酸性条件下与式(20)的半缩醛发生反应,得到式(23) 的二吡咯甲烷化合物,其中R

流程10:

R

R

R

R

R

本领域技术人员将容易理解,可使用与上文所示的方法类似的方法来 制备式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的其他化合物。

可有利的是在氮气或氩气中进行上文所描述的反应。起始物质若不可 购得,则可通过选自以下的程序来制备:标准有机化学技术、与已知的结 构上类似的化合物的合成类似的技术或与上述流程或合成实施例部分中描 述的程序类似的技术。

根据一个优选的实施方案,色彩转换器此外包含选自以下的至少一种 有机荧光染料B:

(B1)式(III)的经芳氧基取代的苝-3,4,9,10-四甲酸二酰亚胺化合物及其 混合物

其中

q为1、2、3或4;

R

R

(B2)式(IV)的苝-3,4,9,10-四甲酸二酰亚胺化合物

其中R

(B3)式(V)的具有刚性2,2'-联苯氧基桥的苝-3,4,9,10-四甲酸二酰亚胺 化合物或其混合物:

其中

R

R

其中R

其中

E

R

有机荧光染料(B1)

式(III)化合物的适合实例为例如以下各文献中描述的苝衍生物:WO 2007/006717,尤其在第1页第5行至第22页第6行处;US 4,845,223,尤 其在第2栏第54行至第6栏第54行处;WO 2014/122549,尤其第在3页 第20行至第9页第11行处;EP 3072887和EP16192617.5,尤其在第35 页第34行至第37页第29行处;EP 17187765.7,尤其在第22页第12行 至第24页第3行处。式(III)化合物通常为橙色或红色荧光染料。优选这样 的式(III)化合物,其中R

式(III)化合物可与例如WO 2007/006717、US 4,845,223、EP 3072887 和WO2014/122549中所描述的方法类似地制备。

适合的有机荧光染料(B1)为例如N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6-二 (2,6-二异丙基苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯 基)-1,7-二(2,6-二异丙基苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异 丙基苯基)-1,6-二(对叔辛基苯氧基)苝-3,4;9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二 异丙基苯基)-1,7-二(对叔辛基苯氧基)苝-3,4;9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6- 二异丙基苯基)-1,6-二苯氧基苝-3,4;9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基 苯基)-1,7-二苯氧基苝-3,4;9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯 基)-1,6-二(2,6-二苯基苯氧基)苝-3,4;9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙 基苯基)-1,7-二(2,6-二苯基苯氧基)苝-3,4;9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二 异丙基苯基)-1,7-二(2,3-二氟苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6- 二异丙基苯基)-1,6,7,12-四苯氧基苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异 丙基苯基)-1,6,7,12-四(2-苯基苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6- 二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(2-异丙基苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'- 双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(2-苯基苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、 N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,4-二苯基苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲 酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(3-氟苯氧基)苝-3,4:9,10-四 甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(3-氯苯氧基)苝-3,4:9,10- 四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,3-二氟苯氧基)苝 -3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,5-二氟苯氧 基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,6-二 氟苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四 (2,3-二氯苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,6-二氯苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺、N,N'-双(2,6-二异 丙基苯基)-1,6,7,12-四(2,5-二氯苯氧基)苝-3,4:9,10-四甲酰亚胺。

特别多地,有机荧光染料(B1)选自式(III-1)、式(III-2)、式(III-3)或式 (III-4)的化合物。

有机荧光染料(B2)

式(IV)化合物是本领域已知的,例如由US 4,379,934、US 4,446,324或 EP0657436已知。其可通过常规方法制备,例如通过使苝-3,4,9,10-四甲酸 或其二酐与胺缩合来制备。其通常为红色荧光染料。优选地,在式(IV)化 合物中,R

有机荧光染料(B3)

式(V)化合物为WO 2017/121833的主题。式(V)化合物通常为红色荧光 染料。优选这样的式(V)化合物,其中R

根据本发明,色彩转换器包含聚合物基质材料。充当式(I.a)、式(I.b) 和/或式(I.c)的化合物的基质的优选聚合物选自聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙 烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、 聚丁烯、硅酮、环氧树脂、乙烯酯树脂、聚乙烯醇、聚(乙烯-乙烯醇)-共聚 物、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二酯、聚 对苯二甲酸乙二酯、2,5-呋喃二甲酸酯聚酯、聚丁酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚 酰胺、聚甲醛、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺或其混合物。

在本发明的一个实施方案中,适合的聚合物基质材料是光学透明的。

在另一实施方案中,适合的聚合物基质材料是光学不透明的。

术语“硅酮”也称为术语“(聚)硅氧烷”。

尤其地,聚合物基质材料基本上或完全由聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对 苯二甲酸乙二酯或聚呋喃酸乙二酯组成。

聚苯乙烯在此应理解为尤其是指由苯乙烯和/或苯乙烯衍生物的聚合 产生的均聚物或共聚物。苯乙烯的衍生物为例如烷基苯乙烯,例如α-甲基 苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对丁基苯乙烯, 尤其对叔丁基苯乙烯;烷氧基苯乙烯,例如对甲氧基苯乙烯、对丁氧基苯 乙烯、对叔丁氧基苯乙烯。通常,适合的聚苯乙烯具有10 000至1 000 000 g/mol(由GPC测定)(优选地20 000至750 000g/mol,更优选地30 000至 500000g/mol)的平均摩尔质量Mn。

在一个优选的实施方案中,色彩转换器的基质基本上或完全由苯乙烯 或苯乙烯衍生物的均聚物组成。更特别地,聚合物基质材料完全由聚苯乙 烯组成。

在本发明的另一个优选的实施方案中,聚合物基质材料基本上或完全 由苯乙烯共聚物组成,苯在本申请的上下文中乙烯共聚物同样地被视为聚 苯乙烯。苯乙烯共聚物可例如包含作为其他组分的单体丁二烯、丙烯腈、 马来酸酐、乙烯基咔唑或丙烯酸、甲基丙烯酸或依康酸的酯。适合的苯乙 烯共聚物通常包含至少20重量%的苯乙烯,优选地至少40重量%,更优 选地至少60重量%的苯乙烯。在另一实施方案中,其包含至少90重量% 的苯乙烯。

优选的苯乙烯共聚物为苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)和丙烯腈-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)。 另一种优选聚合物为α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物(AMSAN)。苯乙烯均聚 物或共聚物可例如通过自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合或在有机金 属催化剂(例如,齐格勒-纳塔催化(Ziegler-Natta catalysis))的影响下制备。 这可产生等规、间规或无规聚苯乙烯或共聚物。其优选地通过自由基聚合 制备。聚合可进行为悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合或本体聚合。适合的 聚苯乙烯的制备描述于例如Oscar Nuyken,Polystyrenes and Other Aromatic Polyvinyl Compounds;Kricheldorf,Nuyken,Swift,New York 2005,第73-150页及其中所引用的参考文献;和Elias,Macromolecules, Weinheim 2007,第269-275页中。

在另一个优选的实施方案中,聚合物基质材料基本上或完全由聚对苯 二甲酸乙二酯组成。聚对苯二甲酸乙二酯可通过乙二醇与对苯二甲酸的缩 合或通过对苯二甲酸二甲酯与乙二醇之间的酯交换反应来获得。优选地, 聚合物完全由聚对苯二甲酸乙二酯组成。

同样更特别地,聚合物基质材料基本上或完全由聚碳酸酯组成。更优 选地,聚合物基质材料完全由聚碳酸酯组成。聚碳酸酯为碳酸与芳族或脂 族二羟基化合物的聚酯。优选的二羟基化合物为例如亚甲基二亚苯基二羟 基化合物,例如双酚A。制备聚碳酸酯的一种方法为适合的二羟基化合物 与光气以界面聚合方式反应。另一方法为与诸如碳酸二苯酯的碳酸二酯以 缩合聚合方式反应。适合的聚碳酸酯的制备描述于例如Elias,Macromolecules,Weinheim 2007,第343-347页中。

同样更特别地,聚合物基质材料基本上或完全由2,5-呋喃二甲酸酯聚 酯组成。2,5-呋喃二甲酸酯聚酯可通过使(i)选自由脂族C

适合的脂族C

更尤其优选的还有生物衍生的C

优选地,二醇组分(i)仅仅由作为优选提到的一种二醇构成,尤其乙烷-1,2-二醇。二醇组分(i)也可包含两种、三种或大于三种不同二醇。若使用 两种、三种或大于三种不同二醇,则优选上文作为优选提到的那些。在此 情况下,按组分(i)的总重量计,乙烷-1,2-二醇优选为主要组分。

2,5-呋喃二甲酸的成酯衍生物尤其为2,5-呋喃二甲酸的C

优选地,聚合物仅仅由(i)选自由脂族C

优选地,2,5-呋喃二甲酸酯聚酯选自:聚(2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯)、 聚(2,5-呋喃二甲酸丙二醇酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯-共-丙二醇酯)、 聚(2,5-呋喃二甲酸丁二醇酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸戊二醇酯)、聚(2,5-呋喃二 甲酸新戊二醇酯)及其混合物。特别地,用于根据本发明的色彩转换器中的 聚合物基质材料可由或可基本上由聚(2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯)、聚(2,5-呋 喃二甲酸1,3-丙二醇酯)和聚(2,5-呋喃二甲酸丁二醇酯)组成。尤其地,用于 根据本发明的色彩转换器中的聚合物基质材料由聚(2,5-呋喃二甲酸乙二醇 酯)组成。在另一特定实施方案中,色彩转换器的聚合物基质材料包含如上 文所定义的不同2,5-呋喃二甲酸酯聚酯的混合物(掺合物),例如,聚(2,5- 呋喃二甲酸乙二醇酯)与聚(2,5-呋喃二甲酸丙二醇酯)的掺合物。聚(2,5-呋喃 二甲酸丙二醇酯)也称为聚(2,5-呋喃二甲酸1,3-丙二醇酯);聚(2,5-呋喃二甲 酸丁二醇酯)也称为聚(2,5-呋喃二甲酸1,4-丁二醇酯)、聚(2,5-呋喃二甲酸戊 二醇酯)也称为聚(2,5-呋喃二甲酸1,5-戊二醇酯)。

同样合适的是,可通过如下组分反应得到的2,5-呋喃二甲酸酯聚酯: 如上文所定义的至少一种二醇组分(i),如上文所定义的组分(ii),和选自1,2- 环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、对苯二甲酸和2,6-萘 二甲酸和/或它们的成酯衍生物的至少一种其它二酸或二酯组分(iii)。1,2- 环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、对苯二甲酸和2,6-萘 二甲酸的成酯衍生物尤其为C

2,5-呋喃二甲酸酯聚酯(A)可如US 2,551,731中所描述地制备。

聚甲基丙烯酸酯的实例为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

特别地,为用于照明应用,聚合物基质材料由聚苯乙烯组成。

同样特别地,为用于照明应用,聚合物基质材料由聚碳酸酯组成。

同样特别地,为用于照明应用,聚合物基质材料由聚对苯二甲酸乙二 醇酯组成。

同样特别地,为用于照明应用,聚合物基质材料由聚呋喃酸乙二酯组 成。

在本发明的优选实施方案中,色彩转换器包含至少一种光散射剂。关 于适合和尤其优选的光散射剂,参考下文所述内容。

特别地,为用于显示器应用,聚合物基质材料是聚苯乙烯或基于聚苯 乙烯的树脂(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和丙烯酸的共聚物或甲基丙烯酸甲 酯和丙烯酸的共聚物与(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基甲基酯的反应产物) 或其混合物。

同样特别地,为用于显示器应用,聚合物基质材料由均聚或共聚丙烯 酸酯和甲基丙烯酸酯分别组成,尤其为聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或 聚甲基丙烯酸酯。

同样特别地,为用于显示器应用,聚合物基质材料由聚碳酸酯组成。

同样特别地,为用于显示器应用,聚合物基质材料由聚对苯二甲酸乙 二酯组成。

尤其为用于显示器应用,聚合物基质材料由乙烯酯树脂组成。也称为 环氧丙烯酸酯树脂的乙烯酯树脂在此应理解为是指由不饱和羧酸(一般为 (甲基)丙烯酸)与环氧树脂的反应来制得的不饱和树脂。通常,乙烯酯树脂 具有高分子量的环氧树脂主链且乙烯酯具有末端不饱和。市售产品的实例 为可购自日本Showa Denko K.K的丙烯酸酯树脂

所用术语“(甲基)丙烯酸”意指丙烯酸以及相应的甲基丙烯酸。

同样尤其为用于显示设备,聚合物基质材料包含可聚合(可固化)组合 物的反应产物。优选地,聚合物基质材料由可固化树脂组合物的反应产物 组成。可固化树脂组合物优选为包含至少一种粘合剂、至少一种反应性单 体、至少一种光引发剂和/或光酸产生剂的光敏抗蚀剂组合物。优选地,光 敏抗蚀剂组合物此外包含选自以下的至少一种添加剂:热自由基引发剂、 有机溶剂、分散剂、表面活性剂、光散射剂或其混合物。

适合的粘合剂的实例包括不饱和聚酯、乙烯酯树脂(环氧丙烯酸酯树 脂)、酚醛清漆树脂、聚乙烯苯酚树脂、含有羧基的氨基甲酸酯树脂或其混 合物。实例例如公开于WO2008/101841第18页第28行至第25页第21 行或US 2015/0183955第[0100]段至第[0101]段中。适合的粘合剂也为聚酰 亚胺、聚醚酰亚胺、环氧树脂、硅酮及其类似物。

优选的粘合剂为具有羧酸官能团作为侧基的丙烯酸树脂。实例例如公 开于WO2010/108835第4页第11行至第11页第5行中。市售产品的实 例例如为日本Showa Denko,K.K.提供的

存在于可固化组合物中的粘合剂的量在5至95重量%、优选地10至 90重量%的范围内,基于光敏抗蚀剂组合物中固体含量的总量计。

适合的反应性单体的实例包括芳族乙烯基化合物如苯乙烯、α-甲基苯 乙烯,不饱和羧酸酯如(甲基)丙烯酸甲酯,不饱和的羧酸氨基烷基酯,不 饱和的羧酸缩水甘油酯,不饱和酰胺和不饱和酰亚胺,在聚合物分子链末 端具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体以及聚硅氧烷及其混合物。实例例 如描述于US 2015/0183955第[0102]段中。

适合的反应性单体的实例还包括任何丙烯酸酯型单体。实例为例如描 述于WO2010/108835第11页第13行至第14页第13行中的那些。优选 的单体包括多官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物,例如二丙二醇二丙烯酸 酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸 酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四 丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯三丙烯酸酯及其混合物。

存在于可固化组合物中的反应性单体的量在5至70重量%、优选地5 至50重量%、更优选地7至30重量%的范围内,基于自由基型(radically) 光敏抗蚀剂组合物中固体含量的总量计。

光引发剂的用途并不重要。光引发剂为在用光照射后产生引发固化过 程的基团的化合物。光引发剂通常选自二苯甲酮、芳族α-羟基酮、苯偶酰 缩酮(benzilketals)、芳族α-氨基酮、苯基乙醛酸酯、单-酰基氧化膦、双- 酰基氧化膦、三-酰基氧化膦、衍生自芳族酮的肟酯和/或咔唑型肟酯。实例 描述于例如WO 2010/108835第15页第6行至第17页第13行或WO 2010/081749第7页第11行至第10页第3行中。可单独使用一种光引发剂, 或可组合使用两种或更多种光引发剂。

在一个实施方案中,光引发剂为1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苄基肟) (IRGACURE

光引发剂的总量优选为0.01-10重量%,更优选地为0.05-8重量%, 最优选地为0.5至5重量%,基于光敏抗蚀剂组合物中固体含量的总量计。

在一些实施方案中,本文中所公开的光敏抗蚀剂组合物可进一步包含 至少光酸产生剂。光酸产生剂为在用光照射后产生酸的化合物,且各种光 酸产生剂可市购。光酸产生剂的适合实例为有机鎓盐,例如锍、錪、钅西、 铵和鏻阳离子和阴离子。

在一些实施方案中,本文中所公开的光敏抗蚀剂组合物可进一步包括 热自由基引发剂(如过氧化物或羟胺酯),如例如WO 2010/108835第17页 第15行至第35页第20行中所描述。

在一些实施方案中,本文中所公开的光敏抗蚀剂组合物可进一步包括 至少一种溶剂。适合溶剂的实例为乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙 酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、环己酮、2-庚酮、3-庚酮、 2-羟基丙酸乙酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧 基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、 乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯和乙基丙 酮酸及其组合。

基于光敏抗蚀剂组合物的总重量计,溶剂的量(若存在)为1至80%。

在一些实施方案中,本文中所公开的光敏抗蚀剂组合物可进一步包括 至少一种分散剂且可进一步包括至少一种表面活性剂。适合的表面活性剂 为例如阳离子、阴离子、非离子或两性表面活性剂,或基于硅酮或基于氟 的表面活性剂。适合表面活性剂的实例包括聚氧乙烯烷基醚,例如聚氧乙 烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚和聚氧乙烯油基醚;聚氧乙烯烷基苯基醚, 例如聚氧乙烯辛基苯基醚和聚氧乙烯壬基苯基醚;聚乙二醇二酯,例如聚 乙二醇二月桂酸酯和聚乙二醇二硬脂酸酯;脱水山梨糖醇脂肪酸酯;脂肪 酸改性的聚酯;叔胺改性的聚氨基甲酸酯;聚乙烯亚胺;及其类似物。

适合分散剂的实例为聚合分散剂。实例为聚羧酸酯,例如高分子聚丙 烯酸酯;不饱和聚酰胺;聚羧酸的(部分)胺盐、铵盐和烷基胺盐;聚硅氧 烷;长链聚氨基酰胺磷酸酯;含羟基的聚羧酸酯;及其改性产物;通过使 具有游离羧酸基的聚酯与聚(低级亚烷基亚胺)反应而形成的酰胺及其盐; 及其类似物。在一个实施方案中,分散剂为

在一个优选的实施方案中,已在氧不存在下进行聚合物的制备。优选 地,聚合期间的单体包含总共不超过1000ppm的氧气,更优选地不超过 100ppm且尤其优选地不超过10ppm。

聚合物基质材料可包含(作为其他组分)添加剂,例如阻燃剂、抗氧化 剂、光稳定剂、UV吸收剂、自由基清除剂、抗静电剂。此种类型的稳定 剂为本领域技术人员已知。

适合的抗氧化剂或自由基清除剂为例如酚,尤其为诸如丁基羟基苯甲 醚(BHA)或丁基羟基甲苯(BHT)的位阻酚,或位阻胺(HALS)。此种类型的 稳定剂例如由BASF以

适合的UV吸收剂例如为苯并三唑如2-(2-羟苯基)-2H-苯并三唑 (BTZ),三嗪如(2-羟苯基)-s-三嗪(HPT),羟基二苯甲酮(BP)或草酰苯胺。 此种类型的UV吸收剂例如由BASF以

在本发明的优选实施方案中,聚合物基质材料不包含任何抗氧化剂或 自由基清除剂。

在本发明的实施方案中,聚合物基质材料包含光散射剂。适合的光散 射剂为具有0.01至10μm、优选地0.1至1μm、更优选地0.15至0.4μm 的DIN 13320的平均粒度的无机白色颜料,例如二氧化钛、硫酸钡、锌钡 白、氧化锌、硫化锌、碳酸钙。在各情况下基于包含散射体的聚合物基质 计,通常以0.01至2.0重量%、优选地0.05至0.5重量%、更优选地0.1 至0.4重量%的量包括这些光散射剂。

适合的有机光散射剂的实例包括基于以下的那些:聚(丙烯酸酯);聚(甲 基丙烯酸烷酯),例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA);聚(四氟乙烯)(PTFE); 基于硅酮的散射剂,例如水解聚(烷基三烷氧基硅烷)及其混合物。这些光 散射剂的大小(平均直径-重均)通常在0.5至50μm、优选地1至10μm的 范围内。在各情况下基于包含散射体的层的聚合物计,通常以1至10重量 %的量包括这些光散射剂。适用的光散射剂为例如3-5重量%的基于 PMMA的散射剂与1.5至2重量%的基于硅酮的散射剂的混合物。

也适合的是光散射组合物,其含有与TiO

根据一个优选的实施方案,色彩转换器此外包含至少一种光散射剂。

上文所提及的聚合物充当式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物, 以及若存在的话上文所描述的有机荧光染料B或下文所描述的无机荧光材 料的基质材料。在一个优选的实施方案中,色彩转换器包含式(I.a)、式(I.b)、 式(I.c)的至少一种荧光染料或其混合物和至少一种有机荧光染料B。

选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物的荧光化合物在聚合 物基质材料中的浓度取决于包括以下的因素:式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化 合物在激发波长下的吸收强度和所形成的层的厚度。若层较薄,则式(I.a)、 式(I.b)、式(I.c)的至少一种化合物或其混合物的浓度通常比在厚层的情况下 高。基于聚合物基质材料的总聚合物重量计,式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化 合物或其混合物在根据本发明的色彩转换层中的总浓度通常在0.0005至8 重量%、优选地0.001至5重量%、更优选地0.001至1重量%的范围内。

特别地,为用于一般照明应用,通常在色彩转换器中的式(I.a)、式(I.b)、 式(I.c)的发绿光化合物或其混合物浓度在0.001至0.8重量%、优选地0.002 至0.6重量%、更优选地0.003至0.5重量%的范围内,基于聚合物基质材 料的总聚合物含量计。

通常,为用于一般照明应用,若存在至少一种染料B,则染料B的总 量在0.0001至0.5重量%、优选地0.001至0.1重量%的范围内,基于所用 聚合物的量计。存在于色彩转换器中的式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或 其混合物与染料(B)的总量的比率通常在1:1至20:1、优选地2:1至15:1、 更优选地2:1至10:1、例如2:1至6:1的范围内。本领域技术人员将容易理 解,染料的比率取决于所选光源和所需的相关色温。对于所需的CCT,与 在由CCT在3 000与20 000K之间的白色LED产生光的情况下的式(I.a)、 式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物与染料B的比率相比,在由中心发射 波长在400nm与480nm之间的蓝色LED产生光的情况下的式(I.a)、式 (I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物与染料B的比率大得多。

特别地,为用于显示器应用,式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的发绿光化合物 及其混合物在色彩转换器中的浓度优选为0.005至5重量%,更优选0.01 至0.5重量%,基于聚合物基质材料的总聚合物重量计。

在一特定实施方案中,为用于显示设备,色彩转换器包含至少一种染 料B。在一些实施方案中,式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物和 荧光染料B存在于色彩转换器的各种层中。式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合 物或其混合物需要以相比于至少一种染料B较高的含量存在。根据本发明 的该实施方案,至少一种荧光染料B的总量通常为0.001至2重量%,优 选0.001至0.8重量%,更优选0.002至0.5重量%,基于聚合物基质材料 中所用的聚合物的总量计。

根据另一实施方案,根据本发明的色彩转换器可任选地或替代地包含 至少一种无机荧光材料作为其他荧光材料。所述至少一种无机荧光材料优 选选自石榴石、硅酸盐、硫化物、氮化物和氮氧化物。

石榴石、硅酸盐、硫化物、氮化物和氮氧化物的适合实例列于下表I 中:

表I:

根据另一实施方案,本发明的色彩转换器包含至少一种量子点。量子 点是半导体材料的具有约20nm或更小直径的纳米晶体。量子点可包括Si- 基纳米晶体、II-VI族化合物半导体纳米晶体、III-V族化合物半导体纳米 晶体、IV-VI族化合物纳米晶体和其混合物中的一种。II-VI族化合物半导 体纳米晶体可包括选自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和HgZnSTe中的一种。III-V 族化合物半导体纳米晶体可包括选自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和InAlPAs中的一种。IV-VI化合物半导体 纳米晶体可为SnTe。

为了合成量子点形式的纳米晶体,量子点可以通过气相沉积,例如金 属有机化学气相沉积或分子束取向生长法制备,或通过湿化学方法制备, 在所述湿化学方法中通过在有机溶剂中添加一种或多种前体使晶体生长。

在本发明的更优选实施方案中,本发明色彩转换器不包含量子点。同 样,在本发明的更优选实施方案中,本发明色彩转换器不包含任何无机荧 光材料。

在本发明的一个实施方案中,本发明色彩转换器具有层状(laminate) 结构。其可具有单层结构或多层结构,该多层结构通常由包含一种或多种 荧光染料和/或散射体的复数种聚合物层构成。若色彩转换器具有多层结 构,则一层包含根据本发明的荧光染料且另一层包含本发明所涵盖的至少 一种荧光染料。

在一个实施方案中,选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物 的至少一种荧光染料存在于色彩转换器的面向LED的层中。在另一实施方 案中,选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物的至少一种荧光染 料存在于色彩转换器的不面向LED的层中。

若本发明色彩转换器包含至少一种有机荧光染料B,则在本发明的一 个实施方案中,复数种荧光染料可能在一个层中存在于彼此旁边。在另一 实施方案中,各种荧光染料存在于各个层中。

在一特定实施方案中,包含有机荧光染料的层或基质中的至少一个包 含光的光散射剂。

在一特定实施方案中,色彩转换器具有多层结构,优选地为二层结构, 其中各层包含至少一种有机荧光染料。在该实施方案中,所述层中的一个 或大于一层但并非所有层或所有层包含光散射剂,优选TiO

在一个实施方案中,色彩转换器由复数种聚合物层组成,该复数种聚 合物层已层压在一起以形成复合物且其中各种荧光染料和/或散射剂可存 在于不同聚合物层中。

在另一实施方案中,色彩转换器的至少一个聚合物层已使用玻璃纤维 机械地加固。

适合的色彩转化器可呈任何所需的几何布置。色彩转换器可例如呈膜、 薄片或薄板形式。同等地,含有有机荧光染料的基质可呈小液滴形式或半 球形式或呈具有凸面和/或凹面、平坦表面或球形表面的透镜的形式。

为用于一般照明应用,根据本发明的色彩转换器的厚度为2微米(μm) 至5毫米,例如0.2至5毫米厚,或0.3至3mm或0.4至1mm。

为用于显示器应用,色彩转换器通常具有1μm至1000μm的厚度。

若色彩转换器由一个层组成或其具有层状结构,则在优选实施方案中, 单个层是连续的且不具有任何孔洞或中断。

本发明色彩转换器可任选地包含其他元件,例如背衬层。

背衬层用以向色彩转换器赋予机械稳定性。用于背衬层的材料类型并 不重要,只要其为透明的且具有所需的机械强度即可。用于背衬层的适合 材料为例如玻璃或透明刚性有机聚合物,例如聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲 基丙烯酸酯或聚甲基丙稀酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二酯。

背衬层通常具有0.1mm至10mm、优选地0.2mm至5mm、更优选 地0.3mm至2mm的厚度。

在本发明的一个实施方案中,本发明色彩转换器具有针对氧气和/或水 的至少一个阻隔层,如WO 2012/152812中所公开。可在色彩转换层的两 面上都设置阻隔层或者色彩转换层在所有侧面上由至少一个阻隔层包围。 用于阻隔层的适合阻隔材料的实例为例如玻璃、石英、金属氧化物、SiO

用于阻隔层的优选材料为玻璃或由Al

在本发明的另一实施方案中,色彩转换器不包含具有低透氧率的阻隔 层。

本发明色彩转换器可通过不同方法生产。在一个实施方案中,用于生 产本发明色彩转换器的方法包括:将至少一种聚合物和至少一种有机荧光 染料溶解于溶剂中,且如果需要的话添加散射剂和如果需要的话如上文所 定义的其他添加剂,例如通过刮涂技术涂覆所得混合物,以及随后去除溶 剂。在另一实施方案中,用于产生本发明色彩转换器的方法包括:将至少 一种有机荧光染料与至少一种聚合物和如果需要的话散射剂和如果需要的 话如上文所定义的其他添加剂挤出。特别地,色彩转换器通过挤出、印刷、 涂覆或模制形成。

色彩转换器可为自立式膜但也可涂覆于基底层上。在本发明的上下文 中,自立式膜为这样的膜:其一部分不与诸如基底的载体材料接触。支撑 层用以向色彩转换器赋予机械稳定性。支撑层的材料类型并不重要,只要 其为透明的且具有所需的机械强度即可。代表性基底层为玻璃、陶瓷或塑 料膜,例如乙酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃(如聚乙烯和聚丙烯)、 聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂族聚酯、聚酰胺、芳族聚酰胺、 聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚碳酸酯和硅酮。基底层通常具有5μm 至3000μm的厚度。

本发明色彩转换器尤其适用于将蓝光转换成白光。更尤其,其适用于 转换由中心发射波长在400nm与480nm之间的蓝色LED产生的光以提 供白光。适合的蓝色LED为例如基于氮化镓(GaN)或氮化铟镓(InGaN)的 那些。它们是市售的。适合的蓝色LED也为发射蓝光的迷你LED和微型 LED。

本发明色彩转换器也尤其适用于转换由相关色温在3 000K与20 000 K之间的冷白色LED产生的光以提供具有较低相关色温的白光。关于适合 的白色LED,参考上文所述内容。CCT在3 000K至20 000K之间的白 色LED也是市售的。

特别地,根据本发明的色彩转换器允许提供CCT低于5 000K(尤其 等于或小于4500K或等于或小于4 000K或等于或小于3 500K)的具有高 发光效率(例如大于230流明/瓦特的发光效率)的白光。此外,根据本发明 的色彩转换器允许提供低于5 000K(尤其等于或小于4 500K,更尤其等 于或小于4 000K或等于或小于3 500K)的具有等于或大于90的高平均显 色指数CRI Ra的白光。

同样可能的是使用本发明的色彩转换器转换由汞灯或由有机发光二极 管(OLED)产生的光。

本发明的另一方面涉及一种发光装置(照明装置),其包含

(i)至少一种光源;和

(ii)如上文中所定义的至少一种色彩转换器,其中至少一种色彩转换 器在与至少一种光源的远程布置中。

优选地,所述至少一种光源是选自如下的LED:中心发射波长为400 nm至480nm的蓝色LED和相关色温在3 000K与20 000K之间的白色 LED。

在一个优选的实施方案中,本发明发光装置包含若干LED。在一个实 施方案中,本发明发光装置包含若干LED,其均为蓝色的。在另一实施方 案中,本发明发光装置包含若干LED,至少一个LED为蓝色的且至少一 个LED不为蓝色,而是发射另一色彩的光。

通常,所用LED的类型对于本发明发光装置而言并不重要。在一个优 选的实施方案中,蓝色LED灯照射转换器板的表面的功率密度通常小于 200mW/cm

色彩转换器可例如围绕LED同心地布置或具有平面几何结构。其可采 取例如薄板、薄片或膜的形式,呈小液滴的形式或采取浇铸的形式。

用于发光装置中的本发明色彩转换器用于远程磷光体设置。在此情况 下,色彩转换器与LED空间上分开。一般,LED与色彩转换器之间的距 离通常大于0.1mm,例如0.2mm或更大,且在一些实施方案中等于或大 于0.1至10cm,例如0.3至5cm或0.5至3cm。色彩转换器与LED之间 可有不同媒介,例如空气、惰性气体、氮气或其他气体或其混合物。本发 明发光装置适用于室内、室外、办公室、车辆、炬、游戏控制台、街道照 明、交通信号的照明。

本发明发光装置呈现具有高发光效率的极佳光效能。其呈现暖色调白 光,CCT低于4000K,尤其低于3500K,具有大于90(优选地至少92且 尤其至少95)的高平均显色指数;大于60(优选地至少70且尤其至少75) 的高R9值;以及大于230流明/瓦特的高发光效率。

本发明色彩转换器此外适用于如光伏打装置和荧光转换太阳能电池中 的光收集系统(荧光收集器)的应用。

由于短荧光衰变时间(通常在0.1至9ns的范围内),式(I.a)、式(I.b) 和式(I.c)的化合物在色彩转换器中用于在包含用于传输数据和用于发射在 可见范围内的电磁辐射的发送器的光保真度应用中进行数据传输而备受关 注。

因此,本发明也涉及一种用于传输数据和用于发射在可见光谱范围内 的电磁辐射的发送器,所述发送器包含:

-用于产生和发射第一电磁辐射的辐射源,和

-适于根据待传送的数据调制第一电磁辐射从而产生经调制的第一电 磁辐射的调制器,

其特征在于该发送器还包括

-用于将该经调制的第一电磁辐射的至少一部分转换成经调制的第二 电磁辐射的色彩转换器,所述经调制的第二电磁辐射不同于经调制的第一 电磁辐射,

其中色彩转换器包含选自如上文中所定义的式(I.a)、式(I.b)、式(I.c) 的化合物或其混合物的有机荧光染料和聚合物基质。

本发明的发送器可使用许多不同辐射源。然而,根据本发明的一个优 选实施方案,辐射源为多个LED。此外,激光二极管可用作辐射源。优选 地,本发明的发送器的辐射源选自蓝色LED、RGB LED系统、有机LED(如 白色有机LED或蓝色有机LED)和冷白色LED。

关于发送器中所用的色彩转换器,参见上文所述内容。特别地,为用 于发送器中,辐射源与色彩转换器之间的距离在0.01至10cm的范围内。

由于式(I.a)、式(I.b)和式(I.c)的化合物在绿色光谱范围(波长范围为490 至560nm,尤其为490至540nm)内的窄带发射,它们在显示设备如非发 光显示器和自发光显示器中的应用备受关注。它们的使用显著增加了显示 器的色域。

因此,本发明进一步涉及一种用于液晶显示器(LCD)的背光单元,其 包含

(i)至少一种光源;和

(ii)如上文的至少一种色彩转换器;

其中至少一种色彩转换器程与至少一种光源的远程磷光体布置。

标准LCD背光单元(BLU)中的光源通常为多个LED。优选地,LED 为中心发射波长在400nm至480nm的波长范围内的蓝色LED。适合的蓝 色LED为例如基于氮化镓(GaN)或氮化铟镓(InGaN)的那些。同样优选地, LED为白色LED。市售白色LED通常由发射蓝光的LED芯片和黄色、 绿色和/或红色磷光体的涂层(尤其具有Ce:YAG的黄色涂层)组成。这些 WLED通常具有在6000与12000K之间、优选地在6500与11000K之间 的相关色温。特别地,白色LED发射的光包括在400至700nm的范围内 的波长。

背光单元可为侧光式(edge-lit)背光或全阵列背光。侧光式背光不同于 光源的放置中的全阵列背光。在侧光式构造中,LED组装于矩形光导板的 边缘处,来自LED的光在光导板的内表面处经历全内反射,最终经由光导 板的顶部表面提取。色彩转换器面向光导板的顶部侧面。在全阵列背灯中, 色彩转换器在远程磷光体布置中布置于光源阵列上方。

根据本发明,背光单元包含至少一种色彩转换器,其包含选自式(I.a)、 式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物的有机荧光染料。色彩转换器可包括其 他有机荧光染料,尤其是至少一种荧光染料B。所述其他染料也可由至少 一种光源激发。所述至少一种其他染料(尤其染料B)的使用特别有利。

背光单元可进一步包括安置于光导下的反射器、安置于光导上的下部 漫射器、增亮膜和/或漫射膜。

根据本发明的一个实施方案,色彩转换器不包含任何光散射剂。

根据本发明的一个优选实施方案,色彩转换器包含无机或有机光散射 剂。适合的无机和有机光散射剂为上文所提及的那些,尤其作为优选提及 的那些。用于显示器应用的色彩转换器中所用的光散射剂通常具有在5至 500nm的范围内的直径。

用于背光单元中的色彩转换器通常具有2微米至1000微米、优选地5 至500μm、更优选地10至350μm、例如50-300微米的厚度。根据本发 明,色彩转换器与光源实体上分开,即色彩转换器在与所述至少一种光源 的远程磷光体布置中。关于用于背光单元中的本发明色彩转换器,LED光 源与色彩转换器之间的距离可在0.01至20mm,例如0.01至10mm或0.01至5mm或0.05至3.5mm的范围内。

本发明进一步涉及一种液晶显示设备,其包含

(i)液晶面板,其包含薄膜晶体管(TFT)阵列、液晶层和滤色器阵列, 该滤色器阵列包含红色、绿色和蓝色滤色器;

(ii)至少一种光源;和

(iii)如上文所定义的至少一种色彩转换器。

光源通常为多个发光二极管。适合的光源为如上文所定义的白色发光 二极管或蓝色发光二极管。光源与色彩转换器之间的距离可在0.01至20 mm(例如0.01至10mm或0.01至5mm或0.05至3.5mm)的范围内。色 彩转换器通常具有2至1000μm、优选地5至500μm且更优选地10至350 μm(例如50-300μm)的厚度。

在本发明的一个实施方案中,色彩转换器布置于液晶面板下方,即, 至少一种色彩转换器和至少一种光源为如上文所定义的背光单元的部分。 根据此实施方案,色彩转换器的聚合物基质材料优选为聚苯乙烯或基于聚 苯乙烯的树脂,例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和丙烯酸的共聚物的反应产物; 或色彩转换器的聚合物基质材料优选分别为均聚或共聚丙烯酸酯和甲基丙 烯酸酯,尤其为聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸酯。特别 地,聚合物基质由聚碳酸酯组成或由聚对苯二甲酸乙二酯组成。特别地, 色彩转换器也包括至少一种其他有机荧光染料,尤其如上文中所定义的有 机荧光染料B。色彩转换器也可包含如上文所定义的光散射剂。

在另一实施方案中,色彩转换器安置于滤色器阵列中。在此实施方案 中,色彩转换器的聚合物基质优选为如上文所描述的环氧树脂或乙烯酯树 脂或光敏光致抗蚀剂组合物。在此实施方案中,色彩转换器可包括其他有 机荧光染料,尤其可包括至少一种荧光染料B。其他染料也可由至少一种 光源激发。至少另一种染料(尤其式B染料)的使用是特别有利的。色彩转 换器也可包含如上文所定义的光散射剂。

根据这些实施方案,由至少一种光源发射的光穿过液晶层,且随后穿 过滤色器阵列。当色彩转换器为滤色器阵列的部分时,其可定位于液晶层 与红色、绿色和蓝色滤色器之间或可含于滤色器中。

滤色器阵列包含多个红色、绿色和蓝色滤色器,针对红色像素的红色 滤光器;针对绿色像素的绿色滤光器以及针对蓝色像素的蓝色滤光器。三 种滤色器各自独立地操作,且单个像素的色彩由三种色彩中的一个或由三 种色彩中的至少两者的组合表示。滤色器阵列通常包含用于界定像素区的 矩阵的光阻挡部件。光阻挡部件也是指黑矩阵。黑矩阵阻挡与显示器无关 的光,否则这样的光会在基底的观察侧上浮现且由此降低整体对比度。

滤色器阵列可通过图案化上文中所描述的光敏光致抗蚀剂组合物或通 过印刷技术来制造。在图案化方法中,图案化通过将包含着色剂的用于滤 色器的光敏抗蚀剂组合物、选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合 物的至少一种有机荧光染料、与式I化合物不同的其他有机荧光染料(若存 在)曝露于光并显影来实现,且以所需次数依次重复图案化。本领域技术人 员将理解,式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物和与式(I.a)、式(I.b)、式(I.c) 的化合物不同的有机荧光染料(若存在)存在于不同光致抗蚀剂组合物中。

与式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物不同的有机荧光染料若存在,则优 选选自上文所提及的有机荧光染料B或其混合物。其他染料也可由所述至 少一种光源激发。

液晶显示面板包含滤色器阵列、与滤色器基底相对的薄膜晶体管(TFT) 阵列和液晶层。

无论液晶显示器是否构造有全阵列或侧光式LED光源,光均依序穿过 液晶层和滤色器阵列。

液晶层包含多个液晶分子。液晶显示设备进一步包含一对偏光器。

液晶显示面板可为透射型显示面板、反射型显示面板或透射反射型显 示面板。

上文所描述的液晶显示设备为被动矩阵液晶显示设备或主动矩阵液晶 显示设备。主动矩阵液晶显示器在各像素元件中包含主动驱动元件,例如 薄膜晶体管(TFT)或二极管。

主动矩阵LCD装置可根据扭转向列(TN)、共平面切换(IPS)、竖直对 准(VA)或多域竖直对准(MVA)技术来操作。

归因于本发明色彩转换器,与在先技术的LED背灯相比需要滤出较少 光。根据本发明使用的色彩转换器在绿色光谱范围内提供窄峰,该绿色光 谱范围允许提供具有比在先技术中已知的更大的色域以及更自然、鲜艳的 色彩的LCD。

液晶显示设备可用作计算机监视器、电视机、平板计算机、笔记本电 脑、投影仪、智能电话、电子相框、GPS显示器、电子广告牌、工业设备 显示器、医疗装置显示器和许多其他视觉显示器。

本发明的另一方面涉及一种自发光显示设备,其包含

(i)至少一种光源,其选自白色有机发光二极管、蓝色有机发光二极管、 迷你LED或微型LED;

(ii)如上文所定义的至少一种色彩转换器;和

(iii)任选地,滤色器阵列,其包含红色、绿色和蓝色滤色器。

根据本发明的实施方案,光源为多个有机发光二极管(OLED)。OLED 通常包括至少三层:阴极层、安置于阴极层上的发光层和安置于发光层上 的阳极层。OLED可进一步包含诸如电子传输层(ETL)、空穴传输层(HTL)、 电子阻隔层(EBL)和空穴阻隔层(HBL)的功能层。根据一特定实施方案,光 源为白色有机发光二极管。白色OLED与根据本发明的色彩转换器组合使 用提供比具有分别图案化的红色、绿色和蓝色发射体的OLED更简单的制 造方法。尤其适合的是具有pin结构的白色OLED,即,具有p掺杂空穴 传输层、本征导电发射区和n掺杂电子传输层的OLED。实例为磷光白色 pin OLED和荧光白色pin OLED。

白色OLED(WOLED)可具有薄膜多层结构,其中由具有不同发射色 彩的两个或更多个单独发射层的同时发射光产生白光。发射层可具有补色 关系,即蓝色和黄绿色发射体层,或它们发射三种原色的光,即蓝色、红 色和绿色。同样,绿色、黄色和红色磷光层可并入蓝色荧光层中。发光层 可水平地或竖直地堆栈。例如,黄色磷光pin-OLED可堆栈于蓝色荧光 pin-OLED的顶部上。也适合的是具有单个发光层结构的WOLED,该层 由掺杂有不同染料或掺合两种或更多种聚合物的蓝色发射体组成。 WOLED可具有平面底部发射、平面顶部发射、非平面底部发射或非平面 顶部发射装置结构。

WOLED通常具有在3000K至12000K之间(例如在6000至12000K 或6500至11000K之间)的相关色温。特别地,由WOLED发射的白光包 含在400至700nm的范围内的波长以产生所需的发射光谱。

根据另一个优选的实施方案,光源为多个蓝色有机发光二极管,尤其 为中心发射波长在400至480nm之间的蓝色OLED。根据另一个优选的 实施方案,光源为多个发射蓝光的微型LED或迷你LED。在一实施方案 中,微型LED装置在p-n二极管内包含量子井层。通常,微型LED发射 具有400至480nm的中心波长的光。

色彩转换器的聚合物基质材料优选为如上文所描述的环氧树脂或乙烯 酯树脂或光敏光致抗蚀剂组合物。色彩转换器也可包含光散射剂。

色彩转换器也可包含与选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合 物的至少一种有机荧光染料不同的有机荧光染料,该有机荧光染料若存在, 则优选选自上文所提及的有机荧光染料B或其混合物。其他染料也可由所 述至少一种光源激发。

用于自发光显示器中的色彩转换器通常具有1-20μm的厚度。

色彩转换器可为自立式膜,可与OLED直接接触或可安置于任选存在 的滤色器阵列中。如本文中所用,“直接接触”是指不存在中间层或空气 间隙。

根据OLED的驱动方法,OLED面板可分类为被动矩阵有机发光二极 管(PMOLED)面板和主动矩阵有机发光二极管(AMOLED)面板。尤其地, 在本发明的一些实施方案中,显示器为AMOLED显示器。

OLED显示器可通过使用热蒸发和精细金属掩膜、通过光刻或通过印 刷技术(尤其喷墨印刷技术)来制得。

自发光显示设备可包含滤色器阵列,该滤色器阵列包含红色、绿色和 蓝色滤色器。任选地,滤色器阵列也包含白色像素。显示设备可进一步包 含安置于滤色器层之间的边界处的黑矩阵。

滤色器阵列若存在,则可通过图案化上文中所描述的光敏光致抗蚀剂 组合物或通过印刷技术来制造。在图案化方法中,图案化通过将包含着色 剂的用于滤色器的光敏抗蚀剂组合物、选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合 物或其混合物的至少一种有机荧光染料、与此至少一种有机荧光染料不同 的其他有机荧光染料(若存在)曝露于光并显影来实现,且以所需次数依次 重复图案化。本领域技术人员将理解,选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合 物或其混合物的至少一种有机荧光染料和与所述至少一种有机荧光染料不同的有机荧光染料(若存在)存在于不同光致抗蚀剂组合物中。

此外,在一些实施方案中,显示器可与触敏式元件一起提供。

包含至少一种白色OLED、蓝色OLED或蓝色微型LED作为光源的 显示器可形成于玻璃、塑料或硅基底上。

OLED显示器与液晶显示器相比具有更快响应、更轻重量、更少视角 限制和更高对比度。其尤其适用作电子纸、OLED面板、智能电话、笔记 本电脑、平板计算机、电视机、数字相框或GPS装置的显示器。

微型LED显示器尤其适用于随身装置,例如智能型手表和增强现实眼 镜和智能电话。它们也尤其适用于抬头显示器、大屏幕电视机或智能电话。

自发光装置可使用任何图案化技术(诸如荫罩法和光刻/光阻方法)进行 图案化。自发光装置也可使用印刷技术(尤其喷墨印刷)进行图案化。

在另一方面中,本发明涉及一种装置,选自包含如上文所定义的色彩 转换器的固定视觉显示设备、移动视觉显示设备。固定视觉显示单元为例 如计算机、电视的视觉显示单元;打印机、厨房电器中的视觉显示单元; 和广告面板、照明和信息面板。移动视觉显示单元为例如智能电话、膝上 型计算机、平板PC、数字相机、mp-3播放器、车辆中的视觉显示单元以 及公共汽车和列车上的目的地显示器。

在另一方面中,本发明涉及一种电视装置,其包含如上文所定义的显 示设备。

光刻技术涉及大量产生步骤,且比印刷方法复杂得多。此外,光刻技 术通常比印刷技术昂贵得多。

因此,本发明的一个目的是提供适用于印刷含有选自式(I.a)、式(I.b)、 式(I.c)的化合物或其混合物的至少一种有机荧光染料的膜的油墨配制剂。

因此,本发明的另一方面涉及一种油墨配制剂,其包含

(i)至少一种有机荧光染料,其选自如上文所定义的式(I.a)、式(I.b)、 式(I.c)的化合物或其混合物;

(ii)至少一种可光固化或可热固化粘合剂;

(iii)任选地,选自以下的至少一种组分:光引发剂、光酸产生剂、反 应性单体、热自由基引发剂或其混合物;和

(iv)任选地,选自以下的至少一种添加剂:与式(I.a)、式(I.b)和式(I.c) 的化合物不同的有机荧光着色剂、有机溶剂、分散剂、表面活性剂、光散 射剂或其混合物。

油墨配制剂可用于印刷含有显示设备的层的选自式(I.a)、式(I.b)、式(I.c) 的化合物或其混合物的至少一种有机荧光染料。

根据本发明,粘合剂包括至少一种聚合物组分。聚合物组分通常包括 聚醚(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环氧酯、氨基甲 酸酯(甲基)丙烯酸酯。

根据本发明的油墨配制剂可包括含有一个、两个、三个、四个、五个、 六个或大于六个烯烃双键的反应性单体。

具有一个烯烃双键的反应性单体的实例包括单(甲基)丙烯酸酯。单(甲 基)丙烯酸酯包括其烷基具有1至20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如 (甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸乙酯或;环状三羟甲基丙烷缩甲醛(甲基) 丙烯酸酯;烷氧基化四氢呋喃(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸苯氧基烷基酯, 例如(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯和(甲基)丙烯酸苯氧基甲酯;(甲基)丙烯酸 2-(2-乙氧基乙氧基)乙基酯;(甲基)丙烯酸异冰片酯。

具有两个烯烃双键的反应性单体的实例包括二(甲基)丙烯酸酯。所讨 论的适合的二(甲基)丙烯酸酯也可为经乙氧基化、丙氧基化或乙氧基化与 丙氧基化混合的那些。二(甲基)丙烯酸酯的实例包括乙二醇二(甲基)丙烯酸 酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、数均分子量在约200至约500g/mol的范 围内的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二 (甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、数均分子量在约200至约500 g/mol的范围内的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸 酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙 氧基化新戊二醇(2)二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6- 己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲 基)丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯。

具有三个、四个、五个或六个或更多个烯烃双键的反应性单体的实例 包括三(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸酯、五(甲基)丙烯酸酯和更高官能 度(甲基)丙烯酸酯。适合的反应性单体包括三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸 酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、 二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯 或烷氧基化醇的丙烯酸酯,例如甘油乙氧基化物三丙烯酸酯、甘油丙氧基化物三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯。

油墨配制剂可包含用以引发聚合方法的至少一种(常规)光引发剂。印 刷油墨配制剂可包含(惯用)光酸产生剂。印刷油墨配制剂可包含(惯用)热自 由基引发剂。

油墨配制剂可包含选自以下的至少一种其他添加剂:与式(I.a)、式 (I.b)、式(I.c)的化合物不同的有机荧光着色剂、有机溶剂、分散剂、表面活 性剂、光散射剂或其混合物。这些添加剂可视需要以任何有效量包括于印 刷油墨配制剂中。用以调节油墨配制剂的黏度和/或表面张力的适合溶剂特 别是诸如酯、醚、二醇、二醇和芳族烃的有机溶剂。可单独或组合使用与 式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物及其混合物不同的多种有机和无机染料和 颜料。与式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物不同的有机荧光着色剂尤其选自如上文所定义的荧光染料B或其混合物。印刷油墨配制剂可包括分散于聚 合物组分中的光散射剂。关于光散射剂,参考上文所述内容。

印刷油墨配制剂的聚合可通过热、电子束辐射、UV辐射或LED辐射 触发。可在含氧氛围下或(特别是)在惰性气体下进行通过电子束、UV曝露、 来自LED的辐射或热的固化。取决于待固化的油墨配制剂,可仅通过辐射 进行固化,然而,在辐射之前、期间或之后热固化可为有利的。

在一些实施方案中,粘合剂为油墨配制剂中的主要组分。

油墨配制剂可包含

(i)0.1至40重量%的至少一种有机荧光染料,其选自如上文所定义的 式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物或其混合物;

(ii)30至90重量%的至少一种可光固化或可热固化粘合剂系统;

(iii)0至60重量%的选自以下的至少一种组分:光引发剂和/或光酸产 生剂、反应性单体、热自由基引发剂或其混合物;和

(iv)0至40重量%的任选地,选自以下的至少一种其他添加剂:与式(I.a)、式(I.b)、式(I.c)的化合物不同的有机荧光着色剂、有机溶剂、分散剂、 表面活性剂、光散射剂或其混合物。

印刷油墨配制剂可通过混合单个组分以惯用方式制备。

根据本发明的印刷油墨配制剂尤其适用于网版印刷或喷墨印刷。

印刷油墨配制剂优选用于制造液晶显示设备或自发光装置。

本发明通过下文中所描述的实施例来详细地说明。同时,不应将实施 例视为对本发明的限制。特别地,本发明的式I的荧光化合物和可固化有 机聚硅氧烷组合物将参考实践实施例来进一步更详细地描述。通过实施例 来说明根据本发明的化合物的制备;然而,本发明的主题不限于所给实施 例。

实施例

I.制备

实施例1:制备

途径a)

1.1制备

将100mL氯苯、5.0g(19.1mmol)4,4-二氟-1,3,5,7-五甲基-4-硼-3a,4a- 二氮杂-s-二环戊二烯并苯(CAS 121207-31-6,可购自TCI)和16.5g(5.5mL) 溴的混合物在室温下搅拌三小时。此后,吹除溴并通过添加100mL甲醇 沉淀出产物,过滤,用甲醇洗涤并干燥,获得具有95%纯度(HPLC)的4.2 g(53%)红色固体。

Rf(甲苯)=0.82。

1.2制备

将40mL的N-甲基吡咯烷酮(NMP,来自实施例1.1的1.0g(2.4mmol) 二溴化合物)、0.84g(7.1mmol)氰化锌、0.88g(1.0mmol)三(二亚苄基丙酮) 二钯和1.68mL(2.0mmol)的1.0M三-叔丁基膦甲苯溶液的混合物加热至 100℃持续2.5小时。混合物冷却至室温,过滤且用NMP洗涤直至滤液几 乎无色。滤液用水稀释且用甲基叔丁基醚萃取,合并的有机相在真空下浓 缩,且残余物通过使用甲苯/乙酸乙酯20:1在二氧化硅上进行柱层析来纯化 两次。获得2.0mg标题化合物。

Rf(甲苯:乙酸乙酯=20:1)=0.57

途径b)

1.3制备2-氧代丙醛肟

将80mL四氢呋喃(THF)、6.15mL(2.88g,0.04mol)的40%甲基乙 二醛水溶液和2.78g(0.04mol)羟胺盐酸盐的混合物在室温下搅拌24小时。 混合物不经进一步分离和纯化用于下一步骤中。

Rf(环己烷:丙酮1:1)=0.7

1.4制备1-氨基丙-2-酮

向来自实施例1.3的溶液中添加70mL水和23.8g(0.2mol)金属锡。 在3小时内向此悬浮液中添加19.0g浓盐酸。保持反应混合物低于42℃。 滤出残余锡。向滤液中添加约50mL的20%NaOH,直至其略呈碱性(pH =9)。滤出所沉淀的盐。所得混合物不经进一步分离和纯化用在下一步骤 中。

1.5制备2,4-二甲基-1H-吡咯-3-甲腈

向来自实施例1.4的所得混合物中添加3.5g(0.04mol)3-氧代丁腈。在 45-50℃下在pH=9下搅拌混合物隔夜。将反应物冷却至室温,用200mL 二氯甲烷萃取三次,在减压下蒸发溶剂。使用甲苯/乙酸乙酯10:1对残余物 进行柱层析。获得0.32g(26%所有步骤)白色固体。

Rf(甲苯:乙酸乙酯=10:1)=0.39

1.6制备

将来自实施例1.5的0.22g(1.8mmol)化合物溶解于3mL二氯乙烷中。 添加0.52g(6.6mmol)乙酰氯且将反应混合物加热至回流(78℃)持续三小 时。此外添加1.0g(13.2mmol)乙酰氯且将混合物再回流一小时。使反应混 合物冷却至室温且添加30mL石油醚。搅拌悬浮液一小时并过滤。所得黑 色残余物(220mg)不经进一步纯化用于下一步骤中。

1.7制备

在氮气下将来自实施例1.6的220mg(0.8mmol)深色固体的混合物悬 浮于400mL甲苯中且添加0.71g(7mmol)三乙胺。向此混合物中添加1.38 g(9.7mmol)三氟化硼乙醚合物且在80℃下搅拌混合物一小时。使反应混 合物冷却至室温,溶液用水萃取两次且使用二氯甲烷作为洗脱剂进行柱层 析。在溶液中获得17mg(6.6%)带有绿色荧光的红色固体。

Rf(二氯甲烷)=0.6

实施例2:制备4,5-二甲基-1-三异丙基甲硅烷基-吡咯-3-甲腈

2.1制备2,3-二甲基-1H-吡咯

将10g(0.114mol)2-丁酮肟溶解于170mL二甲亚砜中。添加34.50g (0.455mol)的85%粉末状KOH。将混合物加热至110℃。在110与120℃ 之间在30分钟内向此混合物中添加18.75g(0.19mol)二氯乙烷溶解于20 mL二甲基亚砜中的溶液。随后使反应混合物冷却至105℃且在此温度下搅 拌一小时且随后冷却至室温。将混合物添加至冰水中,添加NH

Rf(环己烷:二氯甲烷1:2)=0.69

2.2制备(2,3-二甲基吡咯-1-基)-三异丙基甲硅烷

将1.21g NaH(30mmol)溶解于40mL二甲基甲酰胺(DMF)中且冷却 至0℃。在20分钟内逐滴添加来自实施例2.1的2.9g化合物溶解于10mL DMF中的溶液。添加20mL DMF且在室温下搅拌反应混合物一小时。随 后使混合物冷却至0℃。在冷却至0-4℃后在30分钟内添加5.29g(27mmol) 三异丙基氯甲硅烷溶液。搅拌混合物90分钟。将2mL异丙醇添加至反应 混合物中以破坏剩余NaH。将混合物倒入水中,用甲基叔丁基醚萃取。合 并的有机相经MgSO

Rf(环己烷:二氯甲烷1:2)=0.96

2.3制备(4-溴-2,3-二甲基-吡咯-1-基)-三异丙基甲硅烷

将来自实施例2.2的2.6g(9.88mmol)化合物溶解于25mL THF中且 冷却至-78℃。在一小时内分5份添加1.75g N-溴琥珀酰亚胺。在此温度下 搅拌混合物一小时。添加25mL戊烷且经由中性Al

Rf(环己烷)=0.48

2.4制备4,5-二甲基-1-三异丙基硅基-吡咯-3-甲腈

在氩气下,向来自实施例2.3的4.10g(12.4mmol)化合物、2.19g(18.6 mmol)Zn(CN)

2.5制备4,5-二甲基-1H-吡咯-3-甲腈

将来自实施例2.4的1.94g(6.9mmol)化合物溶解于20mL THF中。 在室温下添加6.9mL(6.9mmol)的1M氟化四丁铵溶液的THF溶液。在 室温下搅拌混合物15分钟。随后添加20mL甲基叔丁基醚且溶液用30mL 水和10mL盐水洗涤两次。有机相经MgSO

制造用于测试染料的色彩转换器:

使用实施例1的荧光染料制造色彩转换器。出于此目的,如下文中所 描述将化合物并入由聚碳酸酯(PC,来自Bayer的

将约2.5g聚合物和0.05重量%的染料溶解于约5mL二氯甲烷中,将 0.2重量%的TiO

通过C9920-02量子产率测量系统(来自Hamamatsu)测量分析样本的 荧光量子产率(FQY)。这通过在积分球(Ulbricht球)中用445至455nm的 光照射各样本来进行。与不具有样本的Ulbricht球中的参考测量相比,借 助CCD光谱仪来测定激发光的未吸收部分和由样本发射的荧光。未吸收 的激发光的光谱内或所发射荧光的光谱内的强度积分给出各样本的吸收度 或荧光强度或荧光量子产率。

荧光量子产率测量的结果:

实施例1的化合物:

PC膜:发射λ

FQY:89%。

测定PC膜中的实施例1的化合物和(可购自Sigma-Aldrich的)对比化 合物C1的T80值:

T80为在用110mW/cm

表II:照射后的使用寿命(天数)(T80)

如自表II可看出,根据本发明使用的实施例1的化合物在照射条件下 具有比结构上类似的非氰化化合物C1显著更长的使用寿命。

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