Новый преобразователь цвета

Новый преобразователь цвета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

В настоящем изобретении описаны преобразователи цвета, содержащие по меньшей мере один полимер в качестве матриксного материала и по меньшей мере один органический флуоресцентный краситель, содержащий по меньшей мере один структурный фрагмент формулы (I)

где указанный структурный фрагмент может быть моно- или полизамещен одинаковыми или разными заместителями, и где одна или более CH групп шестичленного цикла в изображенной бензимидазольной структуре может быть заменена на атом азота, и способы их производства.

В настоящем изобретении также описаны осветительные устройства, содержащие по меньшей мере один светодиод (LED) и по меньшей мере один преобразователь цвета, содержащий по меньшей мере один полимер в качестве матриксного материала и по меньшей мере один органический флуоресцентный краситель, содержащий по меньшей мере один структурный фрагмент формулы (I)

где указанный структурный фрагмент может быть моно- или полизамещен одинаковыми или разными заместителями, и где одна или более CH групп шестичленного цикла в изображенной бензимидазольной структуре может быть заменена на атом азота.

В настоящем изобретении также описаны смеси полимеров, содержащие подходящие флуоресцентные красители.

В настоящем изобретении также описаны новые органические флуоресцентные красители.

20% общемирового потребления энергии идет на нужды освещения.

Осветительное оборудование является объектом технического совершенствования в плане его энергоэффективности, цветовоспроизведения, срока службы, стоимости производства и удобства использования.

Лампы накаливания и галогеновые лампы, представляющие собой теплоизлучатели, дают свет с очень хорошим цветовопроизведением, поскольку излучают в широком спектре с характеристиками излучения, близкими к закону Планка для излучения черного тела, и очень близком по характеристикам к солнечному свету. Недостатком ламп накаливания является их высокое энергопотребление, поскольку очень большая часть электрической энергии превращается в тепло.

Более высокой эффективностью обладают флуоресцентные лампы, которые дают линейный спектр излучения ртути за счет разряда возбужденных электричеством паров ртути. На внутренней поверхности этих компактных флуоресцентных ламп находятся фосфор-содержащие соли редкоземельных металлов, которые поглощают часть спектра излучения ртути и испускают зеленый и красный свет. Спектр излучения компактной флуоресцентной лампы состоит из различных линий, что в результате дает намного более бедное цветовоспроизведение. Свет компактной флуоресцентной лампы многие люди считают менее натуральным и менее приятным, чем солнечный свет или свет от ламп накаливания.

Больший срок службы и очень хорошую энергоэффективность демонстрирует большинство светодиодов (LED). Излучение света основано на рекомбинации пар электрон-дырка (экситонов) в площади перехода прямосмещенного полупроводникового pn-перехода. Размер запрещенной зоны в полупроводнике определяет примерную длину волны. Можно производить светодиоды различного цвета.

Стабильные и энергоэффективные синие светодиоды могут давать белый свет за счет преобразования цвета. В соответствии с известным методом реализации этой задачи, полимерный материал, содержащий светопреобразующий люминофор, наносят непосредственно на светодиодный источник света (светодиодный чип). Часто полимерный материал наносят на светодиодный чип в виде капель или полусфер, в результате чего в светоизлучение вносят свой вклад определенные оптические эффекты. Такие структуры, в которых светопреобразующий люминофор в полимерном матриксе наносится непосредственно на светодиодный чип без разделительного пространства, называют также «чип с нанесенным люминофором». В светодиодах типа «чип с нанесенным люминофором», применяемые светопреобразующие люминофоры обычно представляют собой неорганические вещества. Светопреобразующие люминофоры, которые могут состоять, например, из легированного церием алюмо-иттриевого граната, поглощают определенную часть синего света и излучают свет с большей длиной волны с широким спектром излучения, так что смешение пропускаемого синего света и излучаемого света дает белый свет.

В светодиодах типа «чип с нанесенным люминофором», полимерный материал и светопреобразующий люминофор (также называемый флуоресцирующим красителем или флуоресцентным красителем) подвергаются относительно сильному термическому и радиационному стрессу. По этой причине органические светопреобразующие люминофоры до настоящего времени не были пригодны для использования в светодиодах типа «чип с нанесенным люминофором».

Для получения белого света из синего света путем цветопреобразования, существует другая концепция, в которой преобразователь цвета (называемый также "преобазователь" или "преобразователь света"), который обычно содержит носитель и полимерный слой, находится на некотором расстоянии от светодиодного чипа. Такая структура носит название «удаленный люминофор».

Пространственное расстояние между источником первичного света, светодиодом и преобразователем цвета уменьшает стресс от нагрева и излучения настолько, что требованиям к устойчивости начинают соответствовать подходящие органические флуоресцентные красители. Кроме того, светодиоды по концепции «удаленного люминофора» являются даже более энергоэффективными, чем светодиоды по концепции «чип с нанесенным люминофором». Применение органических флуоресцентных красителей в таких преобразователях дает различные преимущества. Они позволяют достичь хорошего цветовоспроизведения и способны давать приятный свет. Кроме того, для них не требуется материалов, содержащих редкоземельные элементы, которые необходимо добывать и обрабатывать дорогостоящими и неудобными методами, и запасы которых ограничены. Таким образом, востребована разработка преобразователей цвета для светодиодов, содержащих подходящие органические флуоресцентные красители.

Количество красителей, поглощающих синий свет, практически неограничено. Количество красителей, которые поглощают синий свет и обладают флуоресценцией, также огромно.

Однако, для того, чтобы органические флуоресцентные красители могли применяться в качестве преобразователей цвета, они дополнительно должны иметь, в частности, высокий квантовый выход флуоресценции.

В Appl. Phys. Letters 92, 143309 (2008) описано получение белого света из света синих светодиодов с помощью структур с удаленным люминофором и посредством «чипа с нанесенным люминофором», с применением особых периленовых красителей.

В DE 102008057720 A1 описывается концепция светодиодов с удаленным люминофором и применение, в дополнение к преобразующим слоям, содержащим неорганические цветопреобразующие люминофоры, органических цветопреобразующих люминофоров, заключенных в полимерный матрикс.

В WO 03/038915 A, US 20080252198 описано применение периленовых красителей в качестве цветопреобразующих люминофоров для чипов с нанесенным люминофором.

В JP 2001-240733 А описано применение замещенных нафталинбензимидазолов в окраске полибутилен терефталата для достижения максимально черного цвета.

Задачей настоящего изобретения являлась разработка преобразователей цвета, осветительных устройств, смесей полимеров и органических флуоресцентных красителей, которые не имеют недостатков, присущих предшествующему уровню техники, и которые, в особенности, имеют высокий квантовый выход флуоресценции. Они дополнительно должны иметь высокую стабильность и большой срок службы.

Поставленная задача была решена посредством преобразователей цвета, осветительных устройств, смесей полимеров и органических флуоресцентных красителей, описанных в настоящем тексте.

Под преобразователями цвета в контексте настоящего изобретения понимают все физические устройства, способные поглощать свет с определенными длинами волн и превращать их в свет с другой длиной волны. Преобразователи цвета являются, например, частью осветительных приборов, в особенности таких осветительных приборов, в которых применяются светодиоды или органические светодиоды (OLED) в качестве источника света, или фотоэлементов.

При использовании в настоящем тексте, термин "органический флуоресцентный краситель, содержащий по меньшей мере один структурный фрагмент формулы (I)" означает органический флуоресцентный краситель который состоит из одного структурного фрагмента формулы (I) или содержит один или более, например 2, 3, 4 или более 4 структурных фрагментов формулы I. Если органический флуоресцентный краситель состоит из одного структурного фрагмента формулы (I), то органический флуоресцентный краситель является синонимом структурного фрагмента формулы (I).

Органические фрагменты, упомянутые в представленных выше определениях переменных, представляют собой - как термин «галоген» - собирательные понятия для отдельных наборов индивидуальных представителей. Префикс C_n-C_m в каждом случае указывает возможное число атомов углерода в группе.

Термин галоген в каждом случае означает фтор, бром, хлор или иод.

Термин "алифатический радикал" означает ациклический насыщенный или ненасыщенный, линейный или разветвленный углеводородный радикал. Обычно алифатический радикал содержит 1-100 атомов углерода. Примерами алифатического радикала являются алкил, алкенил и алкинил.

Термин "циклоалифатический радикал" означает циклический, неароматический насыщенный или ненасыщенный углеводородный радикал, обычно содержащий в цикле 3-20 атомов углерода. Примерами являются циклоалканы, циклоалкены и циклоалкины. Циклоалифатический радикал может также содержать гетероатомы или группы гетероатомов.

Термин "алкил" при использовании в настоящем тексте, а также в алкильных фрагментах алкокси-, алкилтио-, алкилсульфинил-, алкилсульфонил-, алкилкарбонил-, алкоксикарбонил- и тому подобных групп относится к насыщенным линейным или разветвленным углеводородным радикалам, содержащим 1-100 ("C₁-C₁₀₀-алкил"), 1-30 ("C₁-C₃₀-алкил"), 1-18 ("C₁-C₁₈-алкил"), 1-12 ("C₁-C₁₂-алкил"), 1-8 ("C₁-C₈-алкил") или 1-16 ("C₁-C₆-алкил") атомов углерода.

Термин "алкенил" при использовании в настоящем тексте (его также называют алкилом, углеродная цепочка которого может содержать одну или более двойных связей) относится к линейным или разветвленным углеводородным группам, содержащим 2-100 ("C₂-C₁₀₀-алкенил"), 2-18 ("C₂-C₁₈-алкенил"), 2-10 ("C₂-C₁₀-алкенил"), 2-8 ("C₂-C₈-алкенил") или 2-6 ("C₂-C₆-алкенил") атомов углерода, и одну или более, например 2 или 3, двойных связей в любом положении.

Термин "алкинил" при использовании в настоящем тексте (его также называют алкилом, углеродная цепочка которого может содержать одну или более тройных связей) относится к линейным или разветвленным углеводородным группам, содержащим 2-100 ("C₂-C₁₀₀-алкинил"), 2-18 ("C₂-C₁₈-алкинил"), 2-10 ("C₂-C₁₀-алкинил"), 2-8 ("C₂-C₈-алкинил"), или 2-6 ("C₂-C₆-алкинил") атомов углерода, и одну или более, например 2 или 3, тройных связей в любом положении.

Термин "циклоалкил" при использовании в настоящем тексте относится к моно- или би- или полициклическим насыщенным углеводородным радикалам, содержащим 3-20 ("C₃-C₂₀-циклоалкил") атомов углерода, предпочтительно 3-8 ("C₃-C₈-циклоалкил") или 3-6 атомов углерода ("C₃-C₆-циклоалкил"). Примеры моноциклических радикалов, содержащих 3-6 атомов углерода, включают циклопропил, циклобутил, циклопентил и циклогексил. Примеры моноциклических радикалов, содержащих 3-8 атомов углерода, включают циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил, циклогептил и циклооктил. Примеры бициклических радикалов, содержащих 7 или 8 атомов углерода, включают бицикло[2.2.1]гептил, бицикло[3.1.1]гептил, бицикло[2.2.2]октил и бицикло[3.2.1]октил.

Циклоалкильное кольцо, где циклоалкильное кольцо может содержать гетероатомы или группы гетероатомов, называют также гетероциклическим кольцом. Гетероциклическое кольцо обычно содержит, помимо атомов углерода в качестве членов цикла, 1, 2, 3 или 4 гетероатомов, выбранных из O, S и N, в качестве членов цикла.

Термин "арил" при использовании в настоящем тексте относится к моно-, или полициклическому, например би-, три-, тетра- или пентациклическому, ароматическому углеводородному радикалу, содержащему 6-22, предпочтительно 6-10, 6-13, 6-14, 6-16, 6-18, 6-20 или 6-22 атомов углерода в качестве членов цикла. Примерами являются фенил, нафтил, флуоренил, антранил, тетраценил, пентаценил, пиренил или бензопиренил.

Термин "алкарил" означает арил, определение которому дано выше, замещенный по меньшей мере одной алкильной группой, определение которой дано выше. Алкарильные группы могут, в зависимости в от размера ароматической циклической системы, иметь один или больше (например 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или больше 9) алкильных заместителей.

Термин "аралкил" означает алкил, определение которому дано выше, замещенный по меньшей мере одной арильной группой, определение которой дано выше. Аралкильные группы могут, в зависимости в от размера ароматической циклической системы, иметь один или больше (например 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или больше 9) арильных заместителей.

Термин "гет(еро)арил" при использовании в настоящем тексте относится к моно- или полициклическому, например би- или трициклическому гетероароматическому углеводородному радикалу, предпочтительно к моноциклическому или бициклическому гетероароматическому радикалу.

Гетарил обычно представляет собой 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11-, 12-, 13-, 14- или 15-членный циклический радикал, имеющий помимо атомов углерода в качестве членов цикла, 1, 2, 3 или 4 гетероатомов, выбранных из O, S и N, в качестве членов цикла.

Термин "арил или гетарил, с каждым из которых могут быть дополнительно сопряжены насыщенные или ненасыщенные 5-7-членные циклы, углеводородный скелет которых может содержать один или более -O-, -S-, -CO- и/или -SO₂-фрагменты" означает арил или гетарил, который соединен по двум соседним положениям с насыщенными или ненасыщенными 5-7-членными циклами таким образом, что для обоих циклов являются общими атомы в указанных двух положениях.

Преобразователи цвета по настоящему изобретению содержат по меньшей мере один полимер и по меньшей мере один органический флуоресцентный краситель, содержащий по меньшей мере один структурный фрагмент формулы (I)

где указанный структурный фрагмент может быть моно- или полизамещен одинаковыми или разными заместителями.

Примерами структурных фрагментов формулы (I), в которых одна или более CH групп шестичленного цикла в бензимидазольной структуре заменены на атом азота, являются структурные фрагменты формулы (I'),

в которых по меньшей мере одна из переменных D¹-D⁴ представляет собой N, а остальные переменные D¹-D⁴ представляют собой CH.

Подходящие полимеры представляют собой в принципе все полимеры, способные растворять или однородно распределять в себе указанный по меньшей мере один органический флуоресцентный краситель в достаточном количестве.

Подходящие полимеры могут представлять собой неорганические полимеры или органические полимеры.

Подходящие неорганические полимеры представляют собой, например, силикаты или диоксид кремния. Условием применения неорганических полимеров является то, что указанный по меньшей мере один органический флуоресцентный краситель может быть растворен или однородно распределен в нем без разложения. В случае силикатов или диоксида кремния этого можно достичь, например, нанесением полимера из стекловидного водного раствора.

Подходящие органические полимеры представляют собой, например, полистирол, поликарбонат, полиметилметакрилат, поливинилпирролидон, полиметакрилат, поливинил ацетат, поливинилхлорид, полибутен, полиэтиленгликоль, силикон, полиакрилат, эпоксидный полимер, поливиниловый спирт, полиакрилонитрил, поливинилиден хлорид (PVDC), полистирол-акрилонитрил (SAN), полибутилен терефталат (РВТ), полиэтилен терефталат (PET), поливинил бутират (PVB), поливинил хлорид (ПВХ), полиамиды, полиоксиметилены, полиимиды, полиэфирный имид или их смеси.

В предпочтительном варианте осуществления, указанный по меньшей мере один органический полимер главным образом состоит из полистирола, поликарбоната, полиметилметакрилата, поливинилпирролидона, полиметакрилата, поливинил ацетата, поливинилхлорида, полибутена, полиэтиленгликоля, силикона, полиакрилата, эпоксидного полимера, поливинилового спирта, полиакрилонитрила, поливинилиден хлорида (PVDC), полистирол-акрилонитрила (SAN), полибутилен терефталата (РВТ), полиэтилен терефталата (PET), поливинил бутирата (PVB), поливинилхлорида (ПВХ), полиамидов, полиоксиметиленов, полиимидов, полиэфирного имида или их смесей.

Предпочтительно, указанный по меньшей мере один полимер главным образом состоит из полистирола, поликарбоната, полиметилметакрилата или их смесей.

Наиболее предпочтительно, указанный по меньшей мере один полимер главным образом состоит из полистирола или поликарбоната.

В настоящем тексте понимается, что полистирол включает все гомо- илм сопролимеры, которые получаются при полимеризации стирола и/или производных стирола. Производными стирола являются, например, алкилстиролы, такие как альфа-метилстирол, орто-, мета-, пара-метилстирол, пара-бутилстирол, в особенности пара-трет-бутилстирол, алкоксистирол, такой как пара-метоксистирол, пара-бутоксистирол, пара-трет-бутоксистирол.

В целом, подходящие полистиролы имеют среднюю молярную массу M_n от 10000 до 1000000 г/моль (определяется методом гель-проникающей хроматографии), предпочтительно от 20000 до 750000 г/моль, более предпочтительно от 30000 до 500000 г/моль.

В предпочтительном варианте осуществления, матрикс преобразователя цвета состоит главным образом или полностью из гомополимера стирола или производных стирола.

В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, матрикс состоит главным образом или полностью из сополимера стирола, который также считается полистиролом в контексте настоящей заявки. Сополимеры стирола могут содержать, как дополнительные строительные блоки, например, бутадиен, акрилонитрил, малеиновый ангидрид, винилкарбазол или сложные эфиры акриловой кислоты, метакриловой кислоты или итаконовой кислоты, в качестве мономеров. Подходящие сополимеры стирола содержат обычно по меньшей мере 20 масс. % стирола, предпочтительно по меньшей мере 40 масс. %, и более предпочтительно по меньшей мере 60 масс. % стирола. В другом варианте осуществления, они содержат по меньшей мере 90 масс. % стирола. Предпочтительные сополимеры стирола представляют собой стирол-акрилонитрильные сополимеры (SAN) и акрилонитрил-бутадиен-сополимеры стирола (ABS), стирол-1,1'-дифенилэтен сополимеры, акриловый эфир-стирол-акрилонитрил сополимеры (ASA), метилметакрилат-акрилонитрил-бутадиен-сополимеры стирола (MABS). Более предпочтительным полимером является альфа-метилстирол-акрилонитрил сополимер (AMSAN).

Гомо- или сополимеры стирола можно получить, например, свободнорадикальной полимеризацией, катионной полимеризацией, анионной полимеризацией или под действием металл-органических катализаторов (например, катализаторов Циглера-Натта). Они могут давать изотактический, синдиотактический, атактический полистирол или сополимеры. Их предпочтительно получают свободнорадикальной полимеризацией. Полимеризацию можно осуществлять методом полимеризации в суспензии, эмульсионной полимеризации, полимеризации в растворе или объемной полимеризации.

Получение подходящих полистиролов описано, например, в Oscar Nuyken, Polystyrene and Other Aromatic Polyvinyl Compounds, in Kricheldorf, Nuyken, Swift, New York 2005, p.73-150, и в процитированных там источниках; и в Elias, Macromolecules, Weinheim 2007, p.269-275.

Поликарбонаты представляют собой полиэфиры угольной кислоты с ароматическими или алифатическими дигидроксильными соединениями. Предпочтительными дигидроксильными соединениями являются, например, метилендифенилдигидроксильные соединения, например бисфенол А.

Одним способом получения поликарбонатов является реакция подходящих дигидроксильных соединений с фосгеном в ходе полимеризации на поверхности раздела фаз. Другим способом является реакция с диэфирами угольной кислоты, такими как дифенилкарбонат, в ходе конденсационной полимеризации.

Получение подходящих поликарбонатов описано, например, в Elias, Macromolecules, Weinheim 2007, p.343-347.

В предпочтительном варианте осуществления, применяют полимеры, которые были получены полимеризацией в отсутствие кислорода. Мономеры предпочтительно содержат, во время полимеризации, в сумме максимально 1000 частей на млн. кислорода, более предпочтительно максимально 100 частей на млн., и особенно предпочтительно максимально 10 частей на млн.

Подходящие полимеры могут содержать в качестве дополнительных компонентов такие добавки как ингибиторы горения, антиоксиданты, фотостабилизаторы, УФ-поглотители, уловители свободных радикалов, антистатики. Такие стабилизаторы известны квалифицированным специалистам в данной области техники.

Подходящие антиоксиданты или уловители свободных радикалов представляют собой, например, фенолы, в особенности стерически затрудненные фенолы, такие как бутилгидроксианизол (ВНА) или бутилгидрокситолуол (ВНТ), или стерически затрудненные амины (HALS). Такие стабилизаторы продаются, например, компанией BASF под торговой маркой Irganox^®. В некоторых случаях, антиоксиданты и уловители свободных радикалов могут дополняться вторичными стабилизаторами, такими как фосфиты или фосфонаты, которые продаются, например, компанией BASF под торговой маркой Irgafos^®.

Подходящие УФ-поглотители представляют собой, например, бензотриазолы, такие как 2-(2-гидроксифенил)-2Н-бензотриазолы (BTZ), триазины, такие как (2-гидроксифенил)-s-триазины (НРТ), гидроксибензофеноны (BP) или оксальанилиды. Такие УФ-поглотители продаются, например, компанией BASF под торговой маркой Uvinul^®.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, подходящие полимеры не содержат никаких антиоксидантов или уловителей свободных радикалов.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения, подходящие полимеры представляют собой прозрачные полимеры.

В другом варианте осуществления, подходящие полимеры представляют собой непрозрачные полимеры.

Указанные выше полимеры служат матриксным материалом для подходящих органических флуоресцентных красителей.

Авторами настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что особенно подходящие органические флуоресцентные красители для применения в преобразователях цвета представляют собой красители, содержащие по меньшей мере один структурный фрагмент формулы (I)

где указанный структурный фрагмент может быть моно- или полизамещен одинаковыми или разными заместителями, и где одна или более CH групп шестичленного цикла в изображенной бензимидазольной структуре может быть заменена на атом азота.

Предпочтительно, подходящие органические флуоресцентные красители содержат по меньшей мере один структурный фрагмент (II)

где одна или более CH групп шестичленного цикла в изображенной бензимидазольной структуре может быть заменена на атом азота, и где имеющиеся символы имеют следующие значения:

n представляет собой число, выбранное из интервала от 0 до (10-p) для каждого структурного фрагмента формулы (II); где p это число CH фрагментов, которые были заменены на атомы азота в 6-членном кольце в изображенной бензимидазольной структуре;

X представляет собой химическую связь, O, S, SO, SO₂, NR¹;

R представляет собой алифатический радикал, циклоалифатический радикал, арил, гетарил, каждый из которых может иметь любые необходимые заместители,

ароматический или гетероароматический цикл или циклическую систему, каждый из которых сконденсирован с другими ароматическими циклами структурного фрагмента формулы (II),

представляет собой F, Cl, Br, CN, H, когда X не является химической связью;

где два радикала R могут быть соединены с образованием одного циклического радикала, и

где X и R, когда n>1, могут быть одинаковыми или разными;

R¹ каждый независимо представляет собой атом водорода, C₁-C₁₈-алкил или циклоалкил, углеродная цепочка которого может содержать один или более -O-, -S-, -CO-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, и который может быть моно- или полизамещен;

арил или гетарил, который может быть моно- или полизамещен.

Бром менее предпочтителен в качестве радикала R, поскольку он ослабляет флуоресценцию.

Когда два радикала R соединены с образованием одного циклического радикала, эти два радикала R вместе с атомами, с которыми они связаны, могут формировать конденсированную циклическую систему, содержащую один или больше, например 1, 2, 3, 4 или более 4 циклов. Указанная конденсированная циклическая система может быть насыщенной или частично ненасыщенной. Кроме того, указанная конденсированная циклическая система может содержать, помимо атомов углерода в качестве членов цикла, один или больше гетероатомов или гетероароматических групп, выбранных из CO, SO, O, S и N, в качестве членов цикла.

Примерами структурных фрагментов формулы (II), в которых одна или более CH групп шестичленного цикла в бензимидазольной структуре заменены на атом азота, являются структурные фрагменты формулы (II'),

в которых по меньшей мере одна из переменных D¹-D⁴ представляет собой N, а остальные переменные D¹-D⁴ представляют собой CH.

В одном варианте осуществления, до двух CH групп шестичленного цикла бензимидазольной группы ("бензимидазольного кольца") структурного фрагмента (II) заменены на атомы азота. В данном варианте осуществления, две переменные D¹-D⁴ представляют собой N, а остальные переменные D¹-D⁴ представляют собой CH. В этом случае, максимальное значение для n уменьшается на число атомов азота, которые замещают CH группу. В случае двух дополнительных атомов азота, максимально возможное число радикалов (X-R) в структурном фрагменте (II) уже не 10, а 8. На предпочтительные значения для n не влияет число атомов азота в структурном фрагменте (II), при условии что предпочтительный верхний предел не превышает максимально возможное число радикалов (X-R). В другом варианте осуществления, одна переменная D¹-D⁴ представляет собой N, а остальные переменные представляют собой CH. Более предпочтительно, число атомов азота p в 6-членном цикле в изображенной бензимидазольной структуре в формуле (II) равно 0 или 1.

Предпочтительно, структурный фрагмент (I) или (II) имеет по меньшей мере один заместитель. Он предпочтительно имеет 1-8, например 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, заместителей (X-R), более предпочтительно 2, 3, 4, 5 или 6. В одном варианте осуществления, он имеет 3, 4 или 5 заместителей. В предпочтительном варианте осуществления, n равен 1-4, например 1, 2, 3, 4.

В одном варианте осуществления, радикалы X-R выбраны таким образом, что они увеличивают электронную плотность в ароматической системе, с которой они непосредственно связаны.

В другом, менее предпочтительном варианте осуществления, радикалы X-R выбраны таким образом, что они уменьшают электронную плотность в ароматической системе, с которой они непосредственно связаны.

В другом варианте осуществления, один или несколько радикалов X-R выбраны таким образом, что они уменьшают электронную плотность в ароматической системе, с которой они непосредственно связаны, и один или несколько радикалов X-R выбраны таким образом, что они увеличивают электронную плотность в ароматической системе, с которой они непосредственно связаны.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения, указанный по меньшей мере один органический флуоресцентный краситель содержит по меньшей мере один структурный фрагмент формул (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X), (XX), (XXI), (XXII), (XXIII), (XIV), (XXV) или (XXVI):

где Z представляет собой CR¹R², NR¹ или O.

Более предпочтительно, символы в формулах (II)-(X) и (XX)-(XXVI) имеют следующие значения:

X представляет собой химическую связь, O, S, SO, SO₂ или NR¹;

R представляет собой алифатический или циклоалифатический радикал, выбранный из

C₁-C₁₀₀, более предпочтительно C₂-C₃₀, алкила или циклоалкила, углеродная цепочка которого может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -C≡C-, -CR¹=CR¹-, -CO-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, может содержать одну или больше двойных или тройных связей и может быть моно- или полизамещена следующими заместителями: C₁-C₁₂-алкокси, C₁-C₆-алкилтио, -C≡CR¹, , гидроксил, меркапто, галоген, циано, нитро, -NR²R³, -NR²COR³, -CONR²R³, -SO₂NR²R³, -COOR², -SO₃R², арил и/или насыщенный или ненасыщенный C₄-C₇-циклоалкил, углеводородный скелет которых может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -CR¹=CR¹-, -CO-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, где арильные и циклоалкильные радикалы каждый могут быть моно- или полизамещены C₁-C₁₈-алкилом и/или перечисленными выше радикалами, указанными в качестве заместителей для алкила;

арил или гетарил, с каждым из которых могут быть дополнительно сопряжены насыщенные или ненасыщенные 5-, 6- или 7-членные циклы, углеводородный скелет которых может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -CO-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, где вся арильная или гетарильная кольцевая система может быть моно- или полизамещена радикалами (i), (ii), (iii), (iv) и/или (v):

(i) C₁-C₃₀-алкил, углеродная цепочка которого может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -C≡C-, -CR¹=CR¹-, -СО-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, и который может быть моно- или полизамещен следующими заместителями: C₁-C₁₂-алкокси, C₁-C₆-алкилтио, -C≡CR¹, , гидроксил, меркапто, галоген, циано, нитро, -NR²R³, -NR²COR³, -CONR²R³, -SO₂NR²R³, -COOR², -SO₃R₂, арил и/или насыщенный или ненасыщенный C₄-C₇-циклоалкил, углеводородный скелет которых может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -CR¹CR¹-, -СО, -SO-и/или -SO₂-фрагментов, где арильные и циклоалкильные радикалы каждый могут быть моно- или полизамещены C₁-C₁₈-алкилом и/или перечисленными выше радикалами, указанными в качестве заместителей для алкила;

(ii) C₃-C₈-циклоалкил, углеводородный скелет которого может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -CR¹=CR¹-, -CO-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, и с которым могут быть дополнительно сопряжены насыщенные или ненасыщенные 5-7-членные циклы, углеводородный скелет которых может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -CR¹=CR¹-, -CO-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, где вся циклическая система может быть моно- или полизамещена следующими заместителями: C₁-C₁₈-алкил, C₁-C₁₂-алкокси, C₁-C₆-алкилтио, -C≡CR¹, , гидроксил, меркапто, галоген, циано, нитро, -NR²R³, -NR²COR³, -CONR²R³, -SO₂NR²R³, -COOR² и/или -SO₃R²;

(iii) арил или гетарил, с каждым из которых могут быть дополнительно сопряжены насыщенные или ненасыщенные 5-7-членные циклы, углеводородный скелет которых может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -CR¹=CR¹-, -CO-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, где вся циклическая система может быть моно- или полизамещена следующими заместителями: C₁-C₁₈-алкил, C₁-C₁₂-алкокси, C₁-C₆-алкилтио, -C≡CR¹, , гидроксил, меркапто, галоген, циано, нитро, -NR²R³, -NR²COR³, -CONR²R³, -SO₂NR²R³, -COOR²,-SO₃R², арил и/или гетарил, каждый из которых может быть моно- или полизамещен следующими заместителями: C₁-C₁₈-алкил, C₁-C₁₂-алкокси, гидроксил, меркапто, галоген, циано, нитро, -NR²R³, -NR²COR³, -CONR²R³, -SO₂NR²R³, -COOR² и/или -SO₃R²;

(iv) -U-арильный радикал, который может быть моно- или полизамещен описанными выше радикалами, указанными в качестве заместителей для арильных радикалов (iii), где U представляет собой -O-, -S-, -NR¹-, -СО-, -SO- или -SO₂-фрагмент;

(v) C₁-C₁₂-алкокси, C₁-C₆-алкилтио, -C≡CR¹, , гидроксил, меркапто, галоген, циано, нитро, -NR²R³, -NR²COR³, -CONR²R³, -SO₂NR²R³, -COOR² и/или -SO₃R²;

ароматический или гетероароматический цикл или циклическая система, каждый из которых сконденсирован с другими ароматическими циклами структурного фрагмента формулы (II)-(X) или (XX)-(XXVI), и с каждым из которых могут быть дополнительно сопряжены насыщенные или ненасыщенные 5-, 6- или 7-членные циклы, углеводородный скелет которых может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -N=CR¹-, -СО-, -SO- и/или -SO₂-фрагменов, где вся циклическая система может быть моно- или полизамещена радикалами (i), (ii), (iii), (iv) и/или (v);

F, Cl, Br, CN, H, когда X не является химической связью;

где два радикала R могут быть соединены с формированием одного циклического радикала,

где X и R, когда n>1, могут быть одинаковыми или разными;

R¹, R², R³ каждый независимо представляют собой атом водорода;

C₁-C₁₈-алкил, углеродная цепочка которого может содержать один или более -O-, -S-, -CO-, -SO- и/или -SO₂-фрагментов, и который может быть моно- или полизамещен следующими заместителями: C₁-C₁₂-алкокси, C₁-C₆-алкилтио, гидроксил, меркапто, галоген, циано, нитро и/или -COOR¹;

арил или гетарил, с каждым из которых могут быть дополнительно сопряжены насыщенные или ненасыщенные 5-7-членные циклы, углеводородный скелет которых может содержать один или более -O-, -S-, -CO- и/или -SO₂-фрагментов, где вся циклическая система может быть моно- или полизамещена C₁-C₁₂-алкилом и/или перечисленными выше радикалами, указанными в качестве заместителей для алкила.

Особенно предпочтительно,

X представляет собой химическую связь, O, S, NR¹ и

R представляет собой алифатический или циклоалифатический радикал, выбранный из следующих:

C₁-C₁₀₀ алкил или циклоалкил;

C₆-C₂₂ арил или C₆-C₁₅ гетарил, где их кольцевая система может быть моно- или полизамещена радикалами (i), (ii), (iii), (iv) и/или (v):

(i) C₁-C₃₀-алкил, углеродная цепочка которого может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-C≡C-, -CR¹=CR¹-фрагментов, и который может быть моно- или полизамещен следующими заместителями: C₁-C₁₂-алкокси, C₁-C₆-алкилтио, гидроксил, галоген, циано, нитро, -NR²R³;

(ii) C₃-C₈-циклоалкил, углеводородный скелет которого может содержать один или более -O-, -S-, -NR¹-, -CR¹=CR¹-фрагментов, и который может быть моно- или полизамещен следующими заместителями: C₁-C₁₈-алкил, C₁-C₁₂-алкокси;

(iii) арил