CN112204109B - 近红外线吸收色素、滤光片和成像装置 - Google Patents

近红外线吸收色素、滤光片和成像装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包含由式(A)表示的化合物的近红外线吸收色素。式(A)中,R11~R14各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、烷基、芳基或芳烷基。R11和R12、R12和R13、以及R13和R14中的各对可以相互连接而形成环。R15和R16各自独立地为烷基或芳烷基。R15和R16可以连接并与氮原子一起形成5元~10元的杂环。

Description

近红外线吸收色素、滤光片和成像装置
技术领域
本发明涉及透射可见光波长范围内的光并且阻隔近红外波长范围内的光的近红外线吸收色素、滤光片和具有该滤光片的成像装置。
背景技术
在使用固态成像元件的成像装置中,为了良好地再现色调而得到鲜明的图像,使用透射可见区域的光(以下也称为“可见光”)并且阻隔近红外区域的光(以下也称为“近红外光”)的滤光片。作为该滤光片,已知近红外截止滤光片,所述近红外截止滤光片具有包含近红外吸收剂的吸收层和包含阻隔近红外光的介质多层膜的反射层。即,由于介质多层膜本身的光谱透射率曲线根据入射角而变化,因此包含反射层和吸收层这两者的近红外截止滤光片可以得到利用吸收层的吸收特性抑制了入射角依赖性的光谱透射率曲线。
近年来,在搭载了这样的成像装置的各种设备中同时搭载使用长波长的近红外光、例如波长850nm~1100nm的激光的光学部件的情况增多。因此,对于近红外截止滤光片而言,要求在抑制可见光透射率的降低的同时充分截止长波长的近红外光的特性。
对于近红外截止滤光片而言,一直以来,已知大量使用在比较长的波长范围内显示出吸收的吸收剂的技术。具体而言,已知如下技术:使用方酸内
Figure BDA0002802337560000011
盐色素的技术(例如,参见专利文献1);将方酸内
Figure BDA0002802337560000012
盐色素与花青色素、酞菁色素等组合的技术(例如,参见专利文献2、3);使用二亚铵色素、金属二硫醇盐络合物、无机微粒等的技术(例如,参见专利文献4、5、6);等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/104283号
专利文献2:国际公开第2013/054864号
专利文献3:国际公开第2016/158461号
专利文献4:国际公开第2017/094672号
专利文献5:国际公开第2014/168189号
专利文献6:国际公开第2014/168190号
发明内容
发明所要解决的问题
但是,上述的近红外截止滤光片均不能兼顾可见光的高透射性和对长波长的近红外光的高阻隔性。
本发明的目的在于,提供近红外光的阻隔性、特别是长波长的近红外光的阻隔性优异并且具有高可见光透射性的近红外线吸收色素、滤光片和使用该滤光片的颜色再现性优异的成像装置。
用于解决问题的手段
本发明提供包含由式(A)表示的化合物的近红外线吸收色素(以下,也称为近红外线吸收色素(A))。
Figure BDA0002802337560000021
式(A)中,
R11~R14各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、或者烷基、芳基或芳烷基,所述烷基、芳基或芳烷基可以具有取代基,在所述烷基、芳基或芳烷基的碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键,并且在所述烷基、芳基或芳烷基的与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。R11和R12、R12和R13、以及R13和R14中的各对可以相互连接而形成单环或2个~4个环稠合而成的多环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代。
R15和R16各自独立地为烷基或芳烷基,所述烷基或芳烷基可以具有取代基并且在碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子或氮原子。或者,R15和R16可以相互连接并与氮原子一起形成5元~10元的杂环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代。
另外,本发明的滤光片的特征在于,所述滤光片具有吸收层,所述吸收层含有上述近红外线吸收色素(A)和树脂。
另外,本发明的成像装置的特征在于,所述成像装置具有固态成像元件、成像透镜和上述滤光片。
发明效果
根据本发明,能够提供近红外光的阻隔性、特别是长波长的近红外光的阻隔性优异并且具有高可见光透射性的近红外线吸收色素。此外,根据本发明,能够提供使用该色素的滤光片和使用该滤光片的颜色再现性优异的成像装置。
附图说明
[图1]图1为示意性地表示实施方式的滤光片的一例的剖视图。
[图2]图2为示意性地表示实施方式的滤光片的另一例的剖视图。
[图3]图3为示意性地表示实施方式的滤光片的另一例的剖视图。
[图4]图4为示意性地表示实施方式的滤光片的另一例的剖视图。
[图5]图5为示意性地表示实施方式的滤光片的另一例的剖视图。
[图6]图6为示意性地表示实施方式的滤光片的另一例的剖视图。
[图7]图7为示意性地表示实施方式的滤光片的另一例的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。
在本说明书中,有时将近红外线吸收色素简记为“NIR色素”,将紫外线吸收色素简记为“UV色素”。
在本说明书中,将由式(A)表示的化合物称为化合物(A)。由其它结构式表示的化合物也一样。将包含化合物(A)的NIR色素也称为NIR色素(A),对于其它色素也一样。另外,例如将由式(1a)表示的基团也记为基团(1a),由其它结构式表示的基团也一样。
在本说明书中,表示数值范围的“~”包含上限和下限。
<NIR色素(A)>
本发明的NIR色素(A)如式(A)所示通过在分子结构的中央具有方酸内
Figure BDA0002802337560000041
盐骨架并且在方酸内
Figure BDA0002802337560000042
盐骨架的左右分别键合如下基团而构成,所述基团为2个噻吩环连接而成的基团,其中远离方酸内
Figure BDA0002802337560000043
盐骨架的一侧的噻吩环具有氨基(其中,不具有芳环直接键合在氮原子上的结构)。
Figure BDA0002802337560000051
R11~R14各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、烷基、芳基或芳烷基。
烷基、芳基或芳烷基可以具有取代基。
另外,烷基、芳基或芳烷基在碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。
此外,烷基、芳基或芳烷基在与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。
需要说明的是,可以具有取代基的烷基、芳基或芳烷基是指烷基、芳基或芳烷基中的与碳原子键合的氢原子可以被取代基取代。另外,在碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键的芳基或芳烷基是指芳基或芳烷基所具有的烷基在碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。
酯键从靠近噻吩环的一侧起可以是-O-C(=O)-,也可以是-C(=O)-O-。酰胺键可以是-NR-C(=O)-,也可以是-C(=O)-NR-。硫代酰胺键从靠近噻吩环的一侧起可以是-NR-C(=S)-,也可以是-C(=S)-NR-。在此,酰胺键和硫代酰胺键中的R为氢原子或碳原子数1~12的烷基。
式(A)中的2个R11在方酸内
Figure BDA0002802337560000061
盐骨架的左右可以不同,但是从容易制造的观点出发,优选左右相同。对于R12~R14和后述的R15和R16也一样。
在此,在本说明书中,除非另有说明,烷基可以是直链状、支链状、环状或将这些结构组合而得到的结构。烷基在碳-碳原子间具有不饱和键的情况为直链状或支链状的情况或者为环状且不形成芳环的情况。作为烷基为环状且在碳-碳原子间具有不饱和键但不形成芳环的例子,可以列举环烯烃。
烷基在碳-碳原子间具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键的情况可以是直链状、支链状、环状中的任一种情况。对于烷氧基所具有的烷基也一样。此外,对于以下的芳基具有烷基的情况下的烷基、芳烷基的烷基也一样。作为卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,优选氟原子和氯原子。
在本说明书中,除非另有说明,芳基是指经由构成芳香族化合物所具有的芳环、例如苯环、萘环、联苯、呋喃环、噻吩环、吡咯环等的碳原子键合的基团。芳基包含与除了对该键合作出贡献的碳原子以外的环构成原子键合的氢原子被烷基取代的结构、例如甲苯基、二甲苯基。
在本说明书中,除非另有说明,芳烷基是指在芳环上键合有烷基并经由构成该烷基的碳原子键合的基团。芳烷基包含与除了对该键合作出贡献的烷基所键合的原子以外的环构成原子键合的氢原子被烷基取代的结构。
作为R11~R14中的取代基,可以列举:卤素原子、羟基、羧基、磺基、氰基、氨基、N-取代氨基、硝基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、N-取代氨基甲酰基、酰亚胺基、碳原子数1~10的烷氧基。在R11~R14为芳基或芳烷基的情况下,取代基为取代在芳环上键合的氢原子或者芳基或芳烷基所具有的烷基的氢原子的基团,并且除了上述取代基以外,取代基还包括芳基。
在R11~R14为烷基的情况下,碳原子数优选为1~20、更优选为1~15、进一步优选为1~12。在R11~R14为芳基的情况下,碳原子数优选为4~20、更优选为4~17、进一步优选为4~14。在R11~R14为芳烷基的情况下,碳原子数优选为5~20、更优选为5~18、进一步优选为5~15。
在R11~R14具有取代基的情况下,上述碳原子数中包含取代基的碳原子数。
在R11~R14中还包括烷基、芳基或芳烷基在与噻吩环键合的末端具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键的结构。在与噻吩环键合的末端具有氧原子的基团例如由-OX表示,X为烷基、芳基或芳烷基。在与噻吩环键合的末端具有酯键的基团例如由-O-C(=O)-X或-C(=O)-O-X表示,X为烷基、芳基或芳烷基。
在与噻吩环键合的末端具有酰胺键的基团例如由-NR-C(=O)-X或-C(=O)-NR-X表示,X为烷基、芳基或芳烷基。在与噻吩环键合的末端具有硫代酰胺键的基团例如由-NR-C(=S)-X、-C(=S)-NR-X表示,X为烷基、芳基或芳烷基。在此,酰胺键和硫代酰胺键中的R为氢原子或碳原子数1~12的烷基。
在这些情况下,烷基、芳基或芳烷基也可以具有取代基,并且在碳-碳原子间也可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。
R11和R12、R12和R13、以及R13和R14中的各对可以相互连接而形成单环或2个~4个环稠合而成的多环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代。
R11和R12、以及R13和R14连接而形成的环可以是脂环,也可以是芳环,可以是烃环,也可以是杂环。优选为芳环。作为单环,可以列举苯环,作为多环,可以列举萘环、蒽环、菲环、并四苯环、
Figure BDA0002802337560000081
环等。键合在R11和R12、以及R13和R14连接而形成的环上的氢原子可以被取代基取代。
在R12和R13连接的情况下,NIR色素(A)包含在2个噻吩环之间形成环从而至少3个环稠合而成的结构。键合在R12和R13连接而形成的环上的氢原子可以被取代基取代。
作为取代在这些环上键合的氢原子的取代基,可以列举与R11~R14中的取代基相同的基团和可以具有取代基的烃基。作为该烃基所具有的取代基,可以列举与R11~R14中的取代基相同的基团。另外,在烃基键合在环上的情况下,未形成环的R11~R14可以与该烃基键合而形成环。例如,在R12和R13连接而形成二价基团-CRaRb-的情况下,Ra和Rb可以分别与R14、R11形成环。
R15和R16各自独立地为烷基或芳烷基,所述烷基或芳烷基可以具有取代基并且在碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子或氮原子。或者,R15和R16可以相互连接并与氮原子一起形成5元~10元的杂环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代。
作为R15和R16中的取代基,可以列举与R11~R14中的取代基相同的取代基、即卤素原子、羟基、羧基、磺基、氰基、氨基、N-取代氨基、硝基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、N-取代氨基甲酰基、酰亚胺基、碳原子数1~10的烷氧基等。在R15和R16为芳烷基的情况下,它们所具有的烷基还可以被芳基取代。
R15和R16在不形成杂环的情况下各自为不具有芳环直接键合在氮原子上的结构的基团。在此情况下,R15和R16可以是具有不直接键合在氮原子上的芳环的基团,也可以是不具有芳环的基团。从耐热性、NIR吸收波长的长波长化的方面考虑,优选R15和R16具有芳环的情况。从耐光性、容易制造、在树脂和溶剂中的溶解性的方面考虑,优选R15和R16不具有芳环的情况。
在R15和R16为烷基的情况下,碳原子数优选为1~20、更优选为1~12、进一步优选为1~10。从可见光透射性、在树脂和溶剂中的溶解性的观点出发,R15和R16优选为在碳-碳原子间可以含有氧原子的碳原子数3~20的直链状、支链状或环状的烷基。关于烷基的碳原子数,在直链状的情况下,更优选为3~12,在支链状的情况下,更优选为3~10,在环状的情况下,更优选为5~10。在R15和R16具有取代基的情况下,上述碳原子数中包含取代基的碳原子数。
R15和R16例如进一步优选为选自基团(1a)~(15a)中的基团,特别优选为基团(1a)。
Figure BDA0002802337560000101
R15和R16可以相互连接并与氮原子一起形成5元~10元的杂环。杂环中除了含有氮原子以外还可以含有氧原子作为环构成元素。杂环优选为5元杂环或6元杂环、特别优选为5元杂环。在键合在杂环上的氢原子被取代的情况下,作为取代氢原子的取代基,可以列举卤素原子、羟基、碳原子数1~10的烷基或碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数7~20的芳烷基。
在由-Q-表示R15和R16键合而成的二价基团的情况下,作为-Q-,具体而言,可以列举以下的基团(11)~(14)。
-(CH2)4-……(11)
-(CH2)5-……(12)
-C(CH3)2(CH2)2C(CH3)2-……(13)
-C(CH3)2(CH2)3C(CH3)2-……(14)
NIR色素(A)为碳-碳原子的单键和4个以上的双键从中央的方酸内
Figure BDA0002802337560000111
盐骨架到两端的氨基交替地连接而成的结构,并且为在式(A)中除了R11~R16的取代基以外在连接方酸内
Figure BDA0002802337560000112
盐骨架到两端的氨基的碳-碳链中不包含苯环的结构。
NIR色素(A)从上述中央的方酸内
Figure BDA0002802337560000113
盐骨架到两端的氨基具有4个以上的碳-碳原子的双键,由此π共轭结构变大,因此在近红外光的长波长侧具有高吸收特性。而且,由于不包含上述额外的苯环,因此可见光、特别是可见光中的短波长侧的蓝色光的透射率高。此外,NIR色素(A)不是在式(A)中芳环直接键合在R15和R16所键合的氮原子上的结构,由此从R15和R16直接键合的氨基向噻吩环的给电子性变强,短波长侧的可见光透射率变高,并且对更长波长侧的近红外光表现出高吸收特性。
NIR色素(A)例如优选为由以下的式(Aa)表示的化合物(NIR色素(Aa))或由后述的式(Ab)表示的化合物(NIR色素(Ab))。NIR色素(Aa)为通过在NIR色素(A)中R12和R13连接而形成二噻吩并环戊二烯环而得到的化合物。NIR色素(Ab)为包含在NIR色素(A)中R12和R13未连接、而2个噻吩环键合而成的结构的化合物。
(NIR色素(Aa))
NIR色素(Aa)为如下结构:在分子结构的中央具有方酸内
Figure BDA0002802337560000114
盐骨架,在方酸内
Figure BDA0002802337560000122
盐骨架的左右各键合1个二噻吩并环戊二烯环,并且该二噻吩并环戊二烯环的与方酸内
Figure BDA0002802337560000123
盐骨架相反侧的噻吩环具有氨基(其中,不具有芳环直接键合在氮原子上的结构)。
Figure BDA0002802337560000121
式(Aa)中,R1~R4各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、或者烷基、芳基或芳烷基,所述烷基、芳基或芳烷基可以具有取代基,在所述烷基、芳基或芳烷基的碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键,并且在所述烷基、芳基或芳烷基的与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。R5和R6与式(A)中的R15和R16的含义相同。
式(Aa)中的R1相当于式(A)中的R11,可以为与R11相同的原子或基团。在NIR色素(Aa)中,从光稳定性的观点出发,R1优选为氢原子或碳原子数1~12的烷基,特别优选为氢原子。
从可见光透射性、耐光性、在树脂和溶剂中的溶解性的观点出发,R2和R3优选为在碳-碳原子间可以含有氧原子的碳原子数1~20的直链状、支链状或环状的烷基。关于烷基的碳原子数,在直链状的情况下,更优选为1~12,在支链状的情况下,更优选为3~10,在环状的情况下,更优选为5~10。R2和R3例如进一步优选为选自基团(1a)~(15a)中的基团,特别优选为基团(1a)或基团(3a)或基团(9a)。
从耐热性、耐光性、NIR吸收波长的长波长化的观点出发,R2和R3优选为可以具有1个~5个取代基的苯基或可以具有1个~7个取代基的萘基或碳原子数5~10的环状烷基。作为苯基和萘基的取代基,可以列举在碳-碳原子间可以含有不饱和键或氧原子的碳原子数1~12的烷基、或在碳-碳原子间可以含有不饱和键或氧原子的碳原子数1~12的烷氧基、或在碳-碳原子间可以含有不饱和键或氧原子的烷基氨基(烷基的碳原子数为1~12),特别优选甲基、叔丁基、二甲基氨基、甲氧基等。苯基和萘基优选未取代或者1个~3个氢原子被取代。
作为可以具有1个~5个取代基的苯基,具体而言,可以列举基团(P1)~(P9)。
Figure BDA0002802337560000131
作为可以具有1个~7个取代基的萘基,具体而言,可以列举基团(N1)~(N9)。
Figure BDA0002802337560000141
R2和R3具体地优选为甲基、苯基、萘基、甲苯基、3,5-二叔丁基苯基、环己基、异丙基、2-乙基己基等,特别优选为苯基、环己基、异丙基。
式(Aa)中的R4相当于式(A)中的R14,可以为与R14相同的原子或基团。在NIR色素(Aa)中,从可见光透射性、在树脂和溶剂中的溶解性的观点出发,R4与R2和R3一样优选为在碳-碳原子间可以含有氧原子的碳原子数1~20的直链状、支链状或环状的烷基。关于烷基的碳原子数,在直链状的情况下,更优选为1~12,在支链状的情况下,更优选为3~10,在环状的情况下,更优选为5~10。R4例如进一步优选为选自基团(1a)~(15a)中的基团,特别优选为基团(1a)。
从容易制造的观点出发,R4优选为氢原子或碳原子数1~8的烷基,特别优选为氢原子。
式(Aa)中的R5和R6与式(A)中的R15和R16包括优选的方式在内是相同的。
在NIR色素(Aa)中,优选R1~R6中选自R2、R3、R5和R6中的2个以上、更优选3个以上、进一步优选4个全部为在碳-碳原子间可以含有氧原子的碳原子数3~20的直链状或支链状的烷基。由此,能够制成可见光透射性、在树脂和溶剂中的溶解性高的NIR色素(Aa)。
作为NIR色素(Aa),更具体而言,可以列举R1~R6如以下的表1中所示的化合物(在表1中一并示出NIR色素(Aa)的代号)。在表1中,在R1~R6为由上述的结构式表示的基团的情况下,示出了结构式的标号。在表1中所示的所有化合物中,R1~R6在结构式的左右全部相同。在表1中,由-CnH2n+1(n为3以上的整数)表示的烷基表示直链烷基。
[表1]
Figure BDA0002802337560000151
(NIR色素(Ab))
NIR色素(Ab)为在NIR色素(A)中R12和R13未连接的化合物。
Figure BDA0002802337560000161
式(Ab)中,R21~R24各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、或者烷基、芳基或芳烷基,所述烷基、芳基或芳烷基可以具有取代基,在所述烷基、芳基或芳烷基的碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键,并且在所述烷基、芳基或芳烷基的与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。R21和R22、以及R23和R24中的各对可以相互连接而形成单环或2个~4个环稠合而成的多环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代。R22和R23不相互连接。R25和R26与式(A)中的R15和R16的含义相同。
式(Ab)中的R21相当于式(A)中的R11,可以为与R11相同的原子或基团。式(Ab)中的R22相当于式(A)中的R12,可以为与R12相同的原子或基团。在NIR色素(Ab)中,从容易制造的观点出发,R21和R22优选为氢原子或碳原子数1~8的烷基,特别优选为氢原子。
在NIR色素(Ab)中,R21和R22各自独立地优选为羟基、或者烷基、芳基或芳烷基,所述烷基、芳基或芳烷基可以具有取代基,在所述烷基、芳基或芳烷基的碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键,并且在所述烷基、芳基或芳烷基的与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。
在R21和R22各自独立地为在与噻吩环键合的末端具有氧原子或硫代酰胺键的烷基、芳基或芳烷基的情况下,NIR色素(Ab)能够获得在更长波长侧具有最大吸收波长的光学特性。在该情况下的烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10。芳基的碳原子数优选为4~16,更优选为4~10。芳烷基的碳原子数优选为5~36,更优选为5~20。
R21和R22例如进一步优选为选自氢原子、-NH-C(=S)-CH3、甲基、乙基、甲氧基中的基团。
式(Ab)中的R23和R24分别相当于式(A)中的R13和R14,可以为与R13和R14相同的原子或基团。在NIR色素(Ab)中,从可见光透射性、在树脂和溶剂中的溶解性的观点出发,R23和R24各自独立地优选为在碳-碳原子间可以含有氧原子的碳原子数1~20的直链状、支链状或环状的烷基。关于烷基的碳原子数,在直链状的情况下,更优选为1~12,在支链状的情况下,更优选为3~10,在环状的情况下,更优选为5~10。R24例如进一步优选为选自基团(1a)~(15a)中的基团,特别优选为基团(1a)。
从容易制造的观点出发,R23和R24各自独立地优选为氢原子或碳原子数1~8的烷基,特别优选为氢原子。
式(Ab)中的R25和R26与式(A)中的R15和R16包括优选的方式在内是相同的。
在NIR色素(Ab)中,优选R21~R26中选自R23、R24、R25和R26中的2个以上、更优选3个以上、进一步优选4个全部为在碳-碳原子间可以含有氧原子的碳原子数3~20的直链状或支链状的烷基。由此,NIR色素(Ab)的可见光透射性、在树脂和溶剂中的溶解性高。
作为NIR色素(Ab),更具体而言,可以列举R21~R26如以下的表2中所示的化合物(在表2中一并示出NIR色素(Ab)的代号)。在表2中,在R21~R26为由上述的结构式表示的基团的情况下,示出了结构式的标号。在表2中所示的所有化合物中,R21~R26在结构式的左右全部相同。
[表2]
Figure BDA0002802337560000181
以上,对NIR色素(A)的化学结构进行了说明。具有这样的化学结构的NIR色素(A)以在二氯甲烷溶液中最大吸收波长λmax(A)的光的透射率为10%的方式调节了浓度时,波长400nm~500nm的光的平均透射率优选为90%以上、更优选为92%以上、进一步优选为94%以上。
另外,NIR色素(A)以在二氯甲烷溶液中最大吸收波长λmax(A)的光的透射率为10%的方式调节了浓度时,波长500nm~600nm的光的平均透射率优选为90%以上、更优选为92%以上、进一步优选为95%以上。
此外,NIR色素(A)以在二氯甲烷溶液中最大吸收波长λmax(A)的光的透射率为10%的方式调节了浓度时,波长600nm~700nm的光的平均透射率优选为90%以上、更优选为92%以上、进一步优选为95%以上。
对于NIR色素(Aa)而言,在表1中所示的NIR色素(Aa)中,从能够保持高耐光性的观点出发,优选NIR色素(A3)、NIR色素(A7)、NIR色素(A9)、NIR色素(A12)、NIR色素(A13)、NIR色素(A14)等。另外,从在树脂和溶剂中的溶解性的观点出发,优选NIR色素(A1)、NIR色素(A2)、NIR色素(A3)、NIR色素(A5)、NIR色素(A6)、NIR色素(A7)、NIR色素(A9)、NIR色素(A11)、NIR色素(A12)、NIR色素(A16)等。另外,从容易制造的观点出发,优选NIR色素(A1)、NIR色素(A5)、NIR色素(A8)、NIR色素(A15)等。
对于NIR色素(Ab)而言,在表2中所示的NIR色素(Ab)中,从在树脂和溶剂中的溶解性的观点出发,优选NIR色素(A22)、NIR色素(A23)、NIR色素(A24)等。另外,从容易制造的观点出发,优选NIR色素(A21)、NIR色素(A22)、NIR色素(A23)等。
利用NIR色素(A),例如在溶解于二氯甲烷中而测定的波长400nm~1200nm的吸收光谱中,能够得到最大吸收波长λmax(A)为800nm~1000nm的吸收特性。另外,还能够得到限定范围而使得最大吸收波长λmax(A)为850nm~980nm的吸收特性。这样的吸收特性例如为适合作为在要求在850nm~1050nm具有极大吸收的近红外光的环境光传感器中使用的吸收层的特性。
NIR色素(A)在有机溶剂中的溶解性良好,并且在透明树脂中的相容性也良好。结果,即使吸收层变薄,也具有优异的光谱透射率特性,并且能够使滤光片薄型化,因此能够抑制由加热引起的吸收层的热膨胀。因此,例如在形成在该吸收层上层叠的反射层、减反射层等功能层时的热处理时,能够抑制这些层的裂纹等的产生。
NIR色素(A)例如能够通过使3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮(方酸)与具有氨基末端的噻吩衍生物反应而制造,所述具有氨基末端的噻吩衍生物能够通过与方酸键合而形成式(A)所示的结构。例如,在NIR色素(A)为左右对称的结构的情况下,相对于1当量的方酸,可以在上述范围内使2当量的具有所期望的结构的噻吩衍生物反应。
以下,作为具体例,示出在得到NIR色素(Aa)时的反应途径。在下述反应流程图(F1)中,以(s)表示方酸。在反应流程图(F1)中,R1~R6与式(Aa)中的R1~R6的含义相同。
根据反应流程图(F1),在叔丁基锂的存在下,在具有所期望的取代基(R1、R2、R3、R4)的二噻吩并环戊二烯衍生物的氨基引入位置引入碘而得到中间体A-1。需要说明的是,在上述氨基引入位置引入的卤素基团也可以是溴等。
使中间体A-1与具有所期望的取代基(R5、R6)的叔胺反应而得到具有所期望的取代基(R1、R2、R3、R4、NR5R6)的二噻吩并环戊二烯衍生物作为中间体A-2。需要说明的是,向中间体A-1中引入叔胺的方法不限于上述方法。相对于1当量的方酸(s),使2当量的中间体A-2反应而得到NIR色素(Aa)。
Figure BDA0002802337560000201
以下,作为具体例,示出在得到NIR色素(Ab)时的反应途径。在下述反应流程图(F2)中,以(s)表示方酸。在反应流程图(F2)中,R21~R26与式(Ab)中的R21~R26的含义相同。
根据反应流程图(F2),通过在缩合剂的存在下使具有所期望的取代基(R21、R22、R23、R24)的噻吩衍生物A2-a与具有取代基(R25、R26)的叔胺反应而得到具有所期望的取代基(R21、R22、R23、R24、R25、R26)的噻吩衍生物A2-b。需要说明的是,向A2-a中引入叔胺的方法不限于上述方法。通过使A2-b与劳森试剂(ローソン試薬)反应而得到联噻吩衍生物A2-c。通过使A2-c与方酸反应而得到NIR色素(Ab)。
Figure BDA0002802337560000211
本发明的NIR色素(A)的用途没有特别限定。例如,能够应用于阻隔近红外光、特别是较长波长侧的近红外光的滤光片。另外,如上所述,也能够作为在环境光传感器中使用的吸收层应用。
<滤光片>
本发明的一个实施方式的滤光片(以下,也称为“本滤光片”)具有吸收层,所述吸收层含有本发明的NIR色素(A)和树脂。
本滤光片除了具有上述吸收层以外,可以还具有反射层,所述反射层包含介质多层膜。在以下的说明中,“反射层”是指包含介质多层膜的反射层。
本滤光片可以还具有透明基板。在此情况下,吸收层设置在透明基板的主面上。在本滤光片具有透明基板以及吸收层和反射层的情况下,吸收层和反射层设置在透明基板的主面上。本滤光片可以在透明基板的同一主面上具有吸收层和反射层,也可以在不同的主面上具有吸收层和反射层。在同一主面上具有吸收层和反射层的情况下,它们的层叠顺序没有特别限定。
本滤光片还可以具有其它功能层。作为其它功能层,例如可以列举抑制可见光的透射率损失的减反射层。特别是,在采用吸收层为最外表面的结构的情况下,由于在吸收层与空气的界面处产生由反射引起的可见光透射率损失,因此可以在吸收层上设置减反射层。
接着,使用附图对本滤光片的结构例进行说明。图1为表示包含吸收层11的滤光片10A的剖视图。吸收层11可以由含有NIR色素(A)和树脂的层构成。在滤光片10A中,吸收层11可以采用膜、基板的形态。
图2为在吸收层11的一个主面上具有反射层12的滤光片10B的结构例。在滤光片10B中,吸收层11可以由含有NIR色素(A)和树脂的层构成。需要说明的是,“在吸收层11的一个主面(上)具有反射层12”不限于以与吸收层11接触的方式具有反射层12的情况,还包括在吸收层11与反射层12之间具有其它功能层的情况,以下的结构也一样。
图3为示意性地表示具有透明基板和吸收层的实施方式的滤光片的一例的剖视图。图4为示意性地表示具有透明基板、吸收层和反射层的实施方式的滤光片的一例的剖视图。滤光片10C具有透明基板13和配置在透明基板13的一个主面上的吸收层11。滤光片10D具有透明基板13、配置在透明基板13的一个主面上的吸收层11、以及设置在透明基板13的另一个主面上的反射层12。在滤光片10C、10D中,吸收层11可以由含有NIR色素(A)和树脂的层构成。
图5为在透明基板13的一个主面上具有吸收层11、在透明基板13的另一个主面上以及在吸收层11的主面上具有反射层12a和12b的滤光片10E的结构例。图6为在透明基板13的两个主面上具有吸收层11a和11b、并且在吸收层11a和11b的主面上具有反射层12a和12b的滤光片10F的结构例。
在图5和图6中,组合的两层反射层12a、12b可以相同也可以不同。例如,反射层12a、12b可以为如下构成:具有反射紫外光和近红外光并透射可见光的特性,反射层12a反射紫外光和第一近红外区域的光,反射层12b反射紫外光和第二近红外区域的光。
另外,在图6中,两层吸收层11a和11b可以相同也可以不同。在吸收层11a与11b不同的情况下,例如,吸收层11a和11b可以是分别为近红外线吸收层与紫外线吸收层的组合,也可以是分别为紫外线吸收层与近红外线吸收层的组合。该近红外线吸收层可以由含有NIR色素(A)和树脂的层构成。
图7为在图4所示的滤光片10D的吸收层11的主面上具有减反射层14的滤光片10G的结构例。减反射层14可以为不仅覆盖吸收层11的最外表面、还覆盖吸收层11的整个侧面的结构。在此情况下,能够提高吸收层11的防湿效果。
以下,对吸收层、反射层、透明基板和减反射层进行说明。
(吸收层)
吸收层含有一种或两种以上的NIR色素(A)。只要在不妨碍本发明的效果的范围内,则吸收层可以还含有除NIR色素(A)以外的NIR色素(以下,称为其它NIR色素)。
以NIR色素(A)与其它NIR色素的合计量计,相对于100质量份的树脂,吸收层中的NIR色素(A)的含量优选为0.1质量份~30质量份。在NIR色素(A)与其它NIR色素的合计含量为0.1质量份以上时,能够得到所期望的近红外线吸收能力,在NIR色素(A)与其它NIR色素的合计含量为30质量份以下时,能够抑制近红外线吸收能力的降低、雾度值的升高等。另外,NIR色素(A)与其它NIR色素的合计含量更优选为0.5质量份~25质量份,进一步优选为1质量份~20质量份。
作为其它NIR色素,例如可以列举在比NIR色素(A)的最大吸收波长λmax(A)更短的波长侧具有最大吸收波长的NIR色素,具体而言,在660nm以上且NIR色素(A)的最大吸收波长λmax(A)-30nm以下具有最大吸收波长λmax(AII)的NIR色素(AII)。需要说明的是,在利用两种以上的NIR色素得到宽的吸收宽度的情况下,NIR色素(AII)的最大吸收波长λmax(AII)优选为λmax(A)-50nm以下、更优选为λmax(A)-80nm以下、进一步优选为λmax(A)-100nm以下。
此外,作为其它NIR色素,例如,可以列举在比NIR色素(A)的最大吸收波长λmax(A)更长的波长侧具有最大吸收波长的NIR色素,具体而言,在NIR色素(A)的最大吸收波长λmax(A)+30nm以上且1100nm以下具有最大吸收波长λmax(AIII)的NIR色素(AIII)。需要说明的是,在利用两种以上的NIR色素得到宽的吸收宽度的情况下,NIR色素(AIII)的最大吸收波长λmax(AIII)优选为λmax(A)+50nm以上、更优选为λmax(A)+80nm以上、进一步优选为λmax(A)+100nm以上。
需要说明的是,在上述中,各NIR色素的最大吸收波长为在二氯甲烷溶液中测定的最大吸收波长。
作为NIR色素(AII),可以列举花青类化合物、酞菁类化合物、萘酞菁类化合物、二硫醇金属络合物类化合物、二亚铵类化合物、聚甲炔类化合物、苯酞化合物、萘醌类化合物、蒽醌类化合物、靛酚类化合物和方酸内
Figure BDA0002802337560000251
盐类化合物中的、在上述范围内具有最大吸收波长λmax(AII)的色素。
作为NIR色素(AIII),可以列举花青类化合物、酞菁类化合物、萘酞菁类化合物、二硫醇金属络合物类化合物、二亚铵类化合物、聚甲炔类化合物、苯酞化合物、萘醌类化合物、蒽醌类化合物、靛酚类化合物和方酸内
Figure BDA0002802337560000252
盐类化合物中的、在上述范围内具有最大吸收波长λmax(AIII)的色素。NIR色素(AII)、NIR色素(AIII)各自可以单独使用一种,也可以将两种以上混合使用。
吸收层含有NIR色素(A)和树脂,典型地,吸收层为通过将NIR色素(A)均匀地溶解或分散在树脂中而得到的层或(树脂)基板。树脂通常为透明树脂,吸收层除了含有NIR色素(A)以外还可以含有其它NIR色素。此外,吸收层也可以含有除NIR色素以外的色素、特别是UV色素。
作为UV色素的具体例,可以列举:
Figure BDA0002802337560000253
唑类、部花青类、花青类、萘二甲酰亚胺类、
Figure BDA0002802337560000254
二唑类、
Figure BDA0002802337560000255
嗪类、
Figure BDA0002802337560000256
唑烷类、萘二甲酸类、苯乙烯基类、蒽类、环状羰基类、三唑类等的色素。其中,优选
Figure BDA0002802337560000257
唑类、部花青类的色素。另外,UV色素在吸收层中可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
作为透明树脂,可以列举:丙烯酸类树脂、环氧树脂、烯-硫醇树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚芳酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚对苯撑树脂、聚亚芳基醚氧化膦树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、环状烯烃树脂、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂等聚酯树脂等。这些树脂可以单独使用一种,也可以将两种以上混合使用。
从透明性、耐热性和NIR色素(A)的溶解性的观点出发,上述透明树脂优选玻璃化转变温度(Tg)高的树脂。具体而言,优选选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚芳酯树脂、聚酰亚胺树脂和环氧树脂中的一种以上,更优选选自聚酯树脂、聚酰亚胺树脂中的一种以上。
在不损害本发明的效果的范围内,吸收层可以还具有增粘剂、色调修正色素、流平剂、防静电剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、分散剂、阻燃剂、润滑剂、增塑剂等任选成分。
吸收层例如可以通过如下方式形成:将包含NIR色素(A)的色素、树脂或树脂的原料成分、根据需要配合的各成分溶解或分散在溶剂中而制备涂布液,将其涂布在基材上并使其干燥,然后根据需要使其固化。上述基材可以是任选地包含在本滤光片中的透明基板,也可以是仅在形成吸收层时使用的可剥离的基材。另外,溶剂只要是能够稳定地分散的分散介质或能够溶解的溶剂即可。
另外,为了改善由微小的气泡产生的空隙、由异物等的附着引起的凹陷、干燥工序中的缩孔等,涂布液可以包含表面活性剂。此外,涂布液的涂布例如可以使用浸涂法、流延涂布法或旋涂法等。将上述涂布液涂布在基材上,然后使其干燥,由此形成吸收层。另外,在涂布液含有树脂的原料成分的情况下,进一步进行热固化、光固化等固化处理。
另外,吸收层可以通过挤出成型而制成膜状,也可以将该膜层叠在其它构件上,并通过热压接等而使其一体化。例如,在本滤光片包含透明基板的情况下,可以将该膜粘贴在透明基板上。
本滤光片可以具有两层以上的吸收层。在吸收层由两层以上构成的情况下,各层可以相同也可以不同。在吸收层为两层以上的结构的情况下,可以列举如下例子:一层为包含含有NIR色素的树脂的近红外线吸收层,另一层为包含含有UV色素的树脂的紫外线吸收层。另外,吸收层本身可以是基板(树脂基板)。
在本滤光片中,吸收层的厚度优选为0.1μm~100μm。在吸收层包含多层的情况下,各层的合计厚度优选为0.1μm~100μm。在厚度小于0.1μm时,有可能无法充分表现出所期望的光学特性,在厚度大于100μm时,有可能层的平坦性降低,产生吸收率的面内变动。吸收层的厚度更优选为0.3μm~50μm。另外,在具有反射层、减反射层等其它功能层的情况下,根据其材质,当吸收层过厚时,有可能产生裂纹等。因此,吸收层的厚度更优选为0.3μm~10μm。
(透明基板)
在本滤光片中,透明基板为任选的构成要素。在本滤光片具有透明基板的情况下,该透明基板的厚度优选为0.03mm~5mm,从薄型化的方面考虑,更优选为0.05mm~1mm。作为透明基板的材料,只要是透射可见光的材料,则可以利用玻璃、(双折射性)晶体、树脂。
作为透明基板用玻璃,可以列举:在氟磷酸盐类玻璃、磷酸盐类玻璃等中添加有CuO等的吸收型玻璃(近红外线吸收玻璃基材)、钠钙玻璃、硼硅酸玻璃、无碱玻璃、石英玻璃等。需要说明的是,在“磷酸盐玻璃”中还包括玻璃的骨架的一部分由SiO2构成的硅磷酸盐玻璃。
在透明基板为氟磷酸盐类玻璃的情况下,具体而言,优选以阳离子%表示,含有P5 +:20%~45%、Al3+:1%~25%、R+:1%~30%(其中,R+为Li+、Na+、K+中的至少一种,前述的值为各自的含有比例的合计值)、Cu2+:1%~20%、R2+:1%~50%(其中,R2+为Mg2+、Ca2+、Sr2 +、Ba2+、Zn2+中的至少一种,前述的值为各自的含有比例的合计值),并且以阴离子%表示,含有F-:10%~65%,O2-:35%~90%。
另外,在透明基板为磷酸盐类玻璃的情况下,优选以质量%表示,含有P2O5:30%~80%、Al2O3:1%~20%、R2O:0.5%~30%(其中,R2O为Li2O、Na2O、K2O中的至少一种,前述的值为各自的含有比例的合计值)、CuO:1%~12%、RO:0.5%~40%(其中,RO为MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO中的至少一种,前述的值为各自的含有比例的合计值)。
在例示市售品时,可以列举:NF-50E、NF-50EX、NF-50T、NF-50TX(AGC株式会社制造,商品名)等;BG-60、BG-61(以上为肖特公司制造,商品名)等;CD5000(HOYA株式会社制造,商品名)等。
上述含有CuO的玻璃可以还含有金属氧化物。例如在含有Fe2O3、MoO3、WO3、CeO2、Sb2O3、V2O5等中的一种或两种以上作为金属氧化物时,含有CuO的玻璃具有紫外线吸收特性。关于这些金属氧化物的含量,优选相对于上述含有CuO的玻璃100质量份,选自由Fe2O3、MoO3、WO3和CeO2构成的组中的至少一种为Fe2O3:0.6质量份~5质量份、MoO3:0.5质量份~5质量份、WO3:1质量份~6质量份、CeO2:2.5质量份~6质量份;或者Fe2O3和Sb2O3两种为Fe2O3:0.6质量份~5质量份+Sb2O3:0.1质量份~5质量份;或者V2O5和CeO2两种为V2O5:0.01质量份~0.5质量份+CeO2:1质量份~6质量份。
作为透明基板用透明树脂,可以列举:丙烯酸类树脂、环氧树脂、烯-硫醇树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚芳酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚对苯撑树脂、聚亚芳基醚氧化膦树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、环状烯烃树脂、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂等聚酯树脂等。这些树脂可以单独使用一种,也可以将两种以上混合使用。
(反射层)
在本滤光片中,反射层为任选的构成要素。反射层包含介质多层膜,并且具有阻隔特定的波长范围内的光的功能。作为反射层,例如可以列举:透射可见光并且主要反射除吸收层的遮光区域以外的波长的光的、具有波长选择性的反射层。在此情况下,反射层的反射区域可以包含吸收层的近红外区域中的遮光区域。反射层不限于上述特性,可以根据阻隔规定的波长范围内的光的技术要求适当设计。
在本滤光片中具有反射层的情况下,可以具有NIR色素(A)的最大吸收波长λmax(A)的光的透射率为1%以下的反射特性。由此,本滤光片在NIR色素(A)的最大吸收波长λmax(A)下能够协同地得到高遮光性(高OD值)。
本滤光片可以具有一层反射层,也可以具有两层以上的反射层。在反射层由两层以上构成的情况下,各层可以相同也可以不同。在反射层为两层以上的结构的情况下,可以为如下组合:一层为至少阻隔近红外光的、特别是具有上述反射特性的近红外线阻隔层;另一层为至少阻隔紫外光的紫外线阻隔层。
反射层由介质多层膜构成,所述介质多层膜通过将低折射率的介质膜(低折射率膜)和高折射率的介质膜(高折射率膜)交替地层叠而得到。作为高折射率膜的材料,可以列举Ta2O5、TiO2、Nb2O5。其中,从成膜性、折射率等的重现性、稳定性等方面考虑,优选TiO2。作为低折射率膜的材料,可以列举SiO2、SiOxNy等。从成膜性的重现性、稳定性、经济性等方面考虑,优选SiO2。另外,反射层的膜厚优选为2μm~10μm。
(减反射层)
作为减反射层,可以列举:介质多层膜或中间折射率介质、折射率逐渐变化的蛾眼结构等。其中,从光利用效率高、生产率的观点出发,优选使用介质多层膜。
本滤光片通过具有含有NIR色素(A)的吸收层,能够在近红外光的长波长范围内实现优异的遮光性,并且能够实现高可见光透射性。本滤光片例如能够用于数码相机等成像装置、环境光传感器等。
使用本滤光片的成像装置具有固态成像元件、成像透镜和本滤光片。本滤光片例如可以通过配置在成像透镜与固态成像元件之间或者经由粘合剂层直接粘贴在成像装置的固态成像元件、成像透镜等上而使用。
[实施例]
接着,通过实施例更具体地说明本发明。首先,在例1~例7中,如下制造了作为NIR色素(Aa)的、在表1中示出结构的NIR色素(A1)~(A7)。此外,在例8中,制造了结构与NIR色素(A)不同的比较例的NIR色素(Acf)。另外,在例9~例15中,如下制造了作为NIR色素(Ab)的、在表2中示出结构的NIR色素(A21)~(A27)。测定并评价了所得到的NIR色素的光学特性。
另外,对具有含有所得到的NIR色素的吸收层的滤光片的实施例(例16)进行说明。
需要说明的是,在以下的各例中,通过1H NMR确认了所制造的NIR色素的结构。另外,在NIR色素、包含该NIR色素的吸收层的光学特性的评价中,使用紫外可见分光光度计(日立高新技术株式会社制造,U-4150型)。
[例1]
按照以下所示的反应途径合成了NIR色素(A1)。
Figure BDA0002802337560000311
<步骤A1-1>
在烧瓶中加入4,4-双(2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[1,2-b:5,4-b’]二噻吩(4.50g,11.2毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水乙醚(23ml)中。将上述溶液冷却至0℃,滴加1.6M的叔丁基锂的己烷溶液(7.34ml,11.2毫摩尔),并在室温下搅拌1小时。将上述混合液冷却至0℃,滴加溶解有碘(2.98g,11.2毫摩尔)的无水乙醚溶液(40ml),并在室温下搅拌1小时。在反应结束后,倒入冰水中,并利用二异丙基醚萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,然后通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体A1-1(5.55g,收率94%)。
<步骤A1-2>
在烧瓶中加入在步骤A1-1中得到的中间体A1-1(2.00g,3.78毫摩尔)、磷酸钾(1.60g,7.56毫摩尔)、铜粉(0.0240g,0.378毫摩尔)、吡咯烷(0.402g,5.65毫摩尔),在氮气气氛下溶解在二甲基氨基乙醇(3.78ml)中,并在60℃下搅拌一昼夜。在反应结束后,倒入水(4ml)中,并利用二异丙基醚萃取。除去所得到的有机层的溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:三乙胺=100:3)而得到了中间体A1-2(1.69g,收率95%)。
<步骤A1-3>
在烧瓶中加入在步骤A1-2中得到的中间体A1-2(1.69g,3.59毫摩尔)、3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮(0.205g,1.80毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在正丁醇(9ml)与甲苯(9ml)的混合溶液中。回流搅拌3小时,在反应结束后,除去溶剂,并通过NH2-硅胶层析(己烷:二氯甲烷=1:1)而得到了NIR色素(A1)(0.311g,收率17%)。
[例2]
在例1中的NIR色素(A1)的制造中,在步骤A1-2中使用二丙胺代替吡咯烷,除此以外,与例1同样地操作而得到了NIR色素(A2)。
Figure BDA0002802337560000321
[例3]
按照以下所示的反应途径合成了NIR色素(A3)。
Figure BDA0002802337560000331
<步骤A3-1>
在烧瓶中加入4,4-双(2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[1,2-b:5,4-b’]二噻吩(3.00g,7.45毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水二甲基甲酰胺(7.5ml)中。将上述溶液冷却至-15℃,并滴加溶解有N-溴代丁二酰亚胺(1.32g,7.45毫摩尔)的无水二甲基甲酰胺溶液(7.45ml)。在室温下将上述混合液搅拌30分钟,然后在60℃下搅拌5小时。在反应结束后,倒入冰水中,并利用二异丙基醚萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,然后通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体A3-1(3.69g,收率100%)。
<步骤A3-2>
在烧瓶中加入在步骤A3-1中得到的中间体A3-1(1.5g,4.15毫摩尔)、切屑状镁(0.202g,8.30毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水四氢呋喃(6ml)中。将上述溶液回流3小时,并冷却至-40℃。在另一烧瓶中,在氮气气氛下将N-氯代丁二酰亚胺(0.554g,4.15毫摩尔)溶解在无水甲苯(20ml)中,加入双(2-乙基己基)胺(1.00g,4.15毫摩尔),并搅拌20分钟。
向冷却至-40℃的混合溶液中滴加钛酸四异丙酯(0.554g,4.15毫摩尔),搅拌5分钟,然后接着滴加N-氯代丁二酰亚胺与双(2-乙基己基)胺的混合溶液。在室温下搅拌3小时,在反应结束后,加入饱和碳酸钾水溶液(8ml)。接着,利用乙酸乙酯稀释并过滤,利用乙酸乙酯萃取所得到的溶液。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:三乙胺=100:3)而得到了中间体A3-2(0.187g,收率7.02%)。
<步骤A3-3>
在烧瓶中加入在步骤A3-2中得到的中间体A3-2(0.18g,0.28毫摩尔)、3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮(0.016g,0.14毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在正丁醇(1ml)与甲苯(1ml)的混合溶液中。回流搅拌3小时,在反应结束后,除去溶剂,并通过NH2-硅胶层析(己烷:二氯甲烷=3:1)而得到了NIR色素(A3)(0.022g,收率12%)。
[例4]
按照以下所示的反应途径合成了NIR色素(A4)。
Figure BDA0002802337560000351
<步骤A4-1>
在烧瓶中加入2,3-二溴噻吩(5.01g,20.7毫摩尔)、4-十二烷基-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)噻吩(8.59g,22.7毫摩尔),在氮气气氛下溶解在二氧杂环己烷(250ml)中,加入溶解有碳酸钠(8.69g,82毫摩尔)的水溶液(41ml),加入[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加合物(0.340g,0.414毫摩尔),并在100℃下搅拌4小时。在反应结束后,加入250ml的水,并利用二异丙基醚萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体A4-1(3.04g,收率36%)。
<步骤A4-2>
在烧瓶中加入在步骤A4-1中得到的中间体A4-1(3.00g,7.26毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在乙醚(58ml)中。将上述溶液冷却至-78℃,滴加1.6M的正丁基锂的己烷溶液(4.7ml,7.26毫摩尔),并搅拌1小时。接着,滴加溶解有9-十七烷酮(1.85g,7.26毫摩尔)的四氢呋喃溶液(15ml)。在室温下将上述混合溶液搅拌一昼夜。在反应结束后,加入饱和氯化铵水溶液(47ml),并利用二异丙基醚萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:乙酸乙酯=4:1)而得到了中间体A4-2(3.69g,收率86%)。
<步骤A4-3>
在烧瓶中加入在步骤A4-2中得到的中间体A4-2(3.69g,6.26毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在己烷(81ml)中。滴加浓硫酸(4.1ml),并在室温下搅拌一昼夜。在反应结束后,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体A4-3(1.66g,收率46%)。
<步骤A4-4>
在烧瓶中加入在步骤A4-3中得到的中间体A4-3(1.66g,2.9毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在乙醚(6ml)中。将上述溶液冷却至0℃,滴加1.6M的正丁基锂(2.1ml,3.2毫摩尔),并在室温下搅拌1小时。接着,再次冷却至0℃,滴加碘(0.81g)的乙醚溶液(24ml),并在室温下搅拌1小时。在反应结束后,倒入冰水中,并利用二异丙基醚萃取。利用硫酸氢钠饱和水溶液洗涤所得到的有机层,利用饱和食盐水洗涤,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体A4-4(1.85g,收率92%)。
<步骤A4-5>
在烧瓶中加入在步骤A4-4中得到的中间体A4-4(1.85g,2.65毫摩尔)、磷酸钾(1.12g,5.3毫摩尔)、铜粉(0.0168g,0.265毫摩尔)、吡咯烷(0.283g,3.98毫摩尔),在氮气气氛下溶解在二甲基氨基乙醇(2.65ml)中,并在60℃下搅拌一昼夜。在反应结束后,倒入水(3ml)中,并利用二异丙基醚萃取。除去所得到的有机层的溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:三乙胺=100:3)而得到了中间体A4-5(1.01g,收率60%)。
<步骤A4-6>
在烧瓶中加入在步骤A4-5中得到的中间体A4-5(1.01g,1.58毫摩尔)、3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮(0.0901g,0.79毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在正丁醇(8ml)与甲苯(8ml)的混合溶液中。回流搅拌3小时,在反应结束后,除去溶剂,并通过NH2-硅胶层析(己烷:二氯甲烷=4:1)而得到了NIR色素(A4)(0.0185g,收率1.7%)。
[例5]
按照以下所示的反应途径合成了NIR色素(A5)。
Figure BDA0002802337560000371
<步骤A5-1>
在烧瓶中加入2-溴噻吩(9.00g,55.2m毫摩尔)、镁(4.03g,165毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水四氢呋喃(55ml)中。在80℃下将上述混合溶液搅拌1小时。在另一烧瓶中加入[1,3-双(二苯基膦基)丙烷]二氯化镍(II)(1.20g,2.21毫摩尔)、2,3-二溴噻吩(12.7g,52.5毫摩尔),并溶解在无水乙醚(110ml)中。将上述乙醚混合溶液冷却至0℃,滴加上述四氢呋喃混合溶液,并在室温下搅拌3小时。在反应结束后,在上述混合溶液中加入水(55ml),利用乙酸乙酯萃取,利用饱和食盐水洗涤有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体A5-1(8.93g,收率66%)。
<步骤A5-2>
在烧瓶中加入在步骤A5-1中得到的中间体A5-1(8.09g,33毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水乙醚(230ml)中。将上述溶液冷却至-78℃,滴加1.6M的正丁基锂的己烷溶液(20ml,32.0毫摩尔),并搅拌1小时。接着,滴加溶解有二苯甲酮(6.56g,36.0毫摩尔)的无水乙醚溶液(120ml)。在室温下将上述混合溶液搅拌一昼夜。在反应结束后,加入饱和氯化铵水溶液(200ml),并利用二异丙基醚萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:二氯甲烷=1:1)而得到了中间体A5-2(8.81g,收率77%)。
<步骤A5-3>
在烧瓶中加入在步骤A5-2中得到的中间体A5-2(4.94g,14.4毫摩尔)、Amberlyst15(2.3g),并在氮气气氛下溶解在无水甲苯(300ml)中。将上述混合溶液回流搅拌7小时。在反应结束后,过滤而得到滤液,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:二氯甲烷=2:1)而得到了中间体A5-3(4.29g,91%)。
<步骤A5-4>
在烧瓶中加入在步骤A5-3中得到的中间体A5-3(4.00g,12.1毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水二甲基甲酰胺(120ml)中。向上述溶液中滴加溶解有N-溴代丁二酰亚胺(2.16g,12.1毫摩尔)的无水二甲基甲酰胺溶液(30ml)。在室温下将上述混合液搅拌一昼夜。在反应结束后,倒入冰水中,并利用二异丙基醚萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,然后通过硅胶柱层析(二氯甲烷)而得到了中间体A5-4(3.67g,收率74%)。
<步骤A5-5>
在烧瓶中加入在步骤A5-4中得到的中间体A5-4(3.50g,8.55毫摩尔)、切屑状镁(0.416g,17.1毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水四氢呋喃(20ml)中。将上述溶液回流3小时,并冷却至-40℃。在另一烧瓶中,在氮气气氛下将N-氯代丁二酰亚胺(1.03g,7.70毫摩尔)溶解在无水甲苯(20ml)中,加入双(2-乙基己基)胺(1.86g,7.70毫摩尔),并搅拌20分钟。
向冷却至-40℃的混合溶液中滴加钛酸四异丙酯(2.43g,8.55毫摩尔),搅拌5分钟,然后接着滴加N-氯代丁二酰亚胺与双(2-乙基己基)胺的混合溶液。在室温下搅拌3小时,在反应结束后,加入饱和碳酸钾水溶液(17ml)。接着,利用乙酸乙酯稀释并过滤,利用乙酸乙酯萃取所得到的溶液。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:三乙胺=100:3)而得到了中间体A5-5(1.34g,收率27.5%)。
<步骤A5-6>
在烧瓶中加入在步骤A5-5中得到的中间体A5-5(1.30g,2.28毫摩尔)、3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮(0.130g,1.14毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在正丁醇(6ml)与甲苯(6ml)的混合溶液中。回流搅拌3小时,在反应结束后,除去溶剂,并通过硅胶层析(二氯甲烷:甲醇:三乙胺=100:1:3)而得到了NIR色素(A5)(0.445g,收率32%)。
[例6]
按照以下所示的反应途径合成了NIR色素(A6)。
Figure BDA0002802337560000401
<步骤A6-1>
在烧瓶中加入3-噻吩甲酸(15.0g,117毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水四氢呋喃(230ml)中。将上述溶液冷却至-78℃,滴加1.6M的正丁基锂的己烷溶液(90ml,234毫摩尔),搅拌30分钟,然后加入溴(20.6g,129毫摩尔),并在室温下搅拌一昼夜。在反应结束后,加入1M的盐酸水溶液,利用乙酸乙酯萃取,利用饱和食盐水洗涤,并除去溶剂,从而得到了中间体A6-1(13.9g,57%)。
<步骤A6-2>
在烧瓶中加入在步骤A6-1中得到的中间体A6-1(13.9g,67.1毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在乙醇(336ml)中。向上述溶液中滴加1.28M的硫酸水溶液(3.36ml),并回流搅拌12小时。在反应结束后,利用1M的氢氧化钠水溶液进行中和,并利用乙酸乙酯萃取,从而得到了有机层。利用饱和食盐水洗涤上述有机层,并除去溶剂,从而得到了中间体A6-2(13.8g,87%)。
<步骤A6-3>
在烧瓶中加入在步骤A6-2中得到的中间体A6-2(10.6g,45.0毫摩尔)、2-噻吩硼酸(17.3g,135毫摩尔)、[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加合物(1.87g,2.25毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在1,4-二氧杂环己烷(45ml)中。向上述混合溶液中滴加17M的碳酸钾水溶液(5.2ml),并回流搅拌一昼夜。在反应结束后,过滤而得到滤液,并利用乙酸乙酯萃取,从而得到了有机层。利用饱和食盐水洗涤上述有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:乙酸乙酯=7:1)而得到了中间体A6-3(10.5g,98%)。
<步骤A6-4>
在烧瓶中加入1-溴-3,5-二叔丁基苯(24.6g,90.4毫摩尔)、切屑状镁(3.29g,136毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水四氢呋喃(34ml)中。将上述混合溶液回流搅拌1小时。在另一烧瓶中加入中间体A6-3(5.38g,22.6毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水四氢呋喃(34ml)中。冷却至-15℃,向上述溶解有中间体A6-3的溶液中滴加上述包含1-溴-3,5-二叔丁基苯的溶液,并回流搅拌4小时。在反应结束后,加入饱和氯化铵水溶液,并利用乙酸乙酯萃取,从而得到了有机层。利用饱和食盐水洗涤上述有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:二氯甲烷=1:1)而得到了中间体A6-4(11.3g,94%)。
<步骤A6-5>
在烧瓶中加入在步骤A6-4中得到的中间体A6-4(9.69g,17.5毫摩尔)、Amberlyst15(2.79g),并在氮气气氛下溶解在无水甲苯(524ml)中。将上述混合溶液回流搅拌7小时。在反应结束后,过滤而得到滤液,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:二氯甲烷=10:1)而得到了中间体A6-5(6.62g,68%)。
<步骤A6-6>
在烧瓶中加入在步骤A6-5中得到的中间体A6-5(6.00g,10.8毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水二甲基甲酰胺(107ml)中。向上述溶液中滴加溶解有N-溴代丁二酰亚胺(1.92g,10.8毫摩尔)的无水二甲基甲酰胺溶液(27ml)。在室温下将上述混合液搅拌一昼夜。在反应结束后,倒入冰水中,并利用二异丙基醚萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,然后通过硅胶柱层析(己烷:二氯甲烷=1:1)而得到了中间体A6-6(6.29g,收率92%)。
<步骤A6-7>
在烧瓶中加入在步骤A6-6中得到的中间体A6-6(6.00g,9.47毫摩尔)、切屑状镁(0.460g,18.9毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水四氢呋喃(14ml)中。将上述溶液回流3小时,并冷却至-40℃。在另一烧瓶中,在氮气气氛下将N-氯代丁二酰亚胺(1.14g,8.53毫摩尔)溶解在无水甲苯(21ml)中,加入双(2-乙基己基)胺(2.06g,8.53毫摩尔),并搅拌20分钟。向冷却至-40℃的混合溶液中滴加钛酸四异丙酯(2.69g,9.47毫摩尔),搅拌5分钟,然后接着滴加N-氯代丁二酰亚胺与双(2-乙基己基)胺的混合溶液。在室温下搅拌3小时,在反应结束后,加入饱和碳酸钾水溶液(19ml)。接着,利用乙酸乙酯稀释并过滤,利用乙酸乙酯萃取所得到的溶液。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:三乙胺=100:3)而得到了中间体A6-7(0.303g,收率4.0%)。
<步骤A6-8>
在烧瓶中加入在步骤A6-7中得到的中间体A6-7(0.300g,0.378毫摩尔)、3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮(0.0215g,0.189毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在正丁醇(1ml)与甲苯(1ml)的混合溶液中。回流搅拌3小时,在反应结束后,除去溶剂,并通过硅胶层析(二氯甲烷:甲醇:三乙胺=100:1:3)而得到了NIR色素(A6)(0.161g,收率51%)。
[例7]
按照以下所示的反应途径合成了NIR色素(A7)。
Figure BDA0002802337560000431
<步骤A7-1>
与例5的步骤A5-1同样地操作而得到了中间体A5-1。
<步骤A7-2>
在烧瓶中加入在步骤A7-1中得到的中间体A5-1(9.00g,36.7毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水乙醚(250ml)中。将上述溶液冷却至-78℃,滴加1.6M的正丁基锂的己烷溶液(21.8ml,34.9毫摩尔),并搅拌1小时。接着,滴加溶解有2,6-二甲基-4-庚酮(5.74g,40.4毫摩尔)的无水乙醚溶液(100ml)。在室温下将上述混合溶液搅拌一昼夜。在反应结束后,加入饱和氯化铵水溶液(220ml),并利用乙酸乙酯萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:乙酸乙酯=9:1)而得到了中间体A7-2(6.83g,收率60%)。
<步骤A7-3>
在烧瓶中加入在步骤A7-2中得到的中间体A7-2(6.63g,21.5毫摩尔),并溶解在正辛烷(200ml)中。向上述溶液中滴加浓硫酸(14.0ml),并在室温下搅拌一昼夜。在反应结束后,加入水和二氯甲烷,利用二氯甲烷萃取。利用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤所得到的有机层,利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体A7-3(3.57g,收率57%)。
<步骤A7-4>
在烧瓶中加入在步骤A7-3中得到的中间体A7-3(3.57g,12.3毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水二甲基甲酰胺(120ml)中。向上述溶液中滴加溶解有N-溴代丁二酰亚胺(2.19g,12.3毫摩尔)的无水二甲基甲酰胺溶液(30ml)。在室温下将上述混合液搅拌一昼夜。在反应结束后,倒入冰水中,并利用乙酸乙酯萃取。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,然后通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体A7-4(4.39g,收率97%)。
<步骤A7-5>
在烧瓶中加入在步骤A7-4中得到的中间体A7-4(4.31g,11.7毫摩尔)、切屑状镁(0.85g,35.0毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水四氢呋喃(17ml)中。将上述溶液回流3小时,并冷却至-40℃。在另一烧瓶中,在氮气气氛下将N-氯代丁二酰亚胺(1.40g,10.5毫摩尔)溶解在无水甲苯(28ml)中,加入双(2-乙基己基)胺(2.53g,10.5毫摩尔),并搅拌20分钟。
向冷却至-40℃的混合溶液中滴加钛酸四异丙酯(3.32g,11.7毫摩尔),搅拌5分钟,然后接着滴加N-氯代丁二酰亚胺与双(2-乙基己基)胺的混合溶液。在室温下搅拌3小时,在反应结束后,加入饱和碳酸钾水溶液(24ml)。接着,利用乙酸乙酯稀释并过滤,利用乙酸乙酯萃取所得到的溶液。利用饱和食盐水洗涤所得到的有机层,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷:三乙胺=100:3)而得到了中间体A7-5(0.76g,收率12%)。
<步骤A7-6>
在烧瓶中加入在步骤A7-5中得到的中间体A7-5(0.76g,1.43毫摩尔)、3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮(0.082g,0.717毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在正丁醇(3.5ml)与甲苯(3.5ml)的混合溶液中。回流搅拌3小时,在反应结束后,除去溶剂,并通过硅胶层析(二氯甲烷:甲醇:三乙胺=100:1:3)而得到了NIR色素(A7)(0.338g,收率41%)。
[例8]
按照以下所示的反应途径合成了NIR色素(Acf)。
Figure BDA0002802337560000451
<步骤Acf-1>
与例3的步骤A3-1同样地操作而得到了中间体A3-1。
<步骤Acf-2>
在烧瓶中加入乙酸钯(II)(0.0276g,0.123毫摩尔)、叔丁醇钠(0.477g,4.96毫摩尔)、三叔丁基膦(0.0498g,0.246毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在无水甲苯(3ml)中。在60℃下将上述混合溶液搅拌10分钟,恢复至室温,滴加利用甲苯(2ml)将4,4’-二甲基二苯胺(0.539g,2.73毫摩尔)和在步骤Acf-1中得到的中间体A3-1(1.19g,2.48毫摩尔)溶解而得到的混合溶液,并回流搅拌3小时。在反应结束后,过滤而得到滤液,除去溶剂,并通过硅胶柱层析(己烷)而得到了中间体Acf-2(0.966g,65%)。
<步骤Acf-3>
在烧瓶中加入在步骤Acf-2中得到的中间体Acf-2(0.966g,1.62毫摩尔)、3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮(0.0924g,0.810毫摩尔),并在氮气气氛下溶解在正丁醇(2ml)与甲苯(6ml)的混合溶液中。回流搅拌3小时,在反应结束后,除去溶剂,并通过NH2-硅胶层析(己烷:二氯甲烷=1:1)而得到了NIR色素(Acf)(0.0273g,收率2.6%)。
[例9]
经由以下所示的反应流程图和中间体而得到了NIR色素(A21)。
Figure BDA0002802337560000471
[A2-1-1的合成]
在冰冷却下,向噻吩(9.20g,109毫摩尔)和4-氯-4-氧代丁酸乙酯(18.0g,109毫摩尔)的二氯甲烷溶液(150mL)中滴加氯化锡(IV)(12.9mL,109毫摩尔)。在室温下将反应液搅拌2小时,然后加入到冰水中,并利用二氯甲烷萃取。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,由此得到了A2-1-1(21.6g,102毫摩尔,收率93%)。
[A2-1-2的合成]
向A2-1-1(21.6g,102毫摩尔)的水/乙醇混合溶液(60mL/150mL)中加入氢氧化钠(6.5g,160毫摩尔),在搅拌的同时加热回流2小时。冷却至室温,然后在冰冷却下使用盐酸(3N)进行中和。通过过滤而收集所析出的固体,并进行真空干燥,由此得到了A2-1-2(15.4g,83.3毫摩尔,收率82%)。
[A2-1-3的合成]
向A2-1-2(15.4g,83.3毫摩尔)和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(19.2g,100毫摩尔)的二氯甲烷溶液(350mL)中加入1-羟基苯并三唑(13.5g,100毫摩尔)的四氢呋喃溶液(190mL)。再加入三乙胺(15.1mL,108毫摩尔)和双(2-乙基己基)胺(25.0mL,83.3毫摩尔)的四氢呋喃溶液(10mL),并在室温下搅拌一晚。在减压下将反应溶液浓缩,然后加入二氯甲烷(150mL),并利用碳酸氢钠水溶液和水进行洗涤。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,由此得到了作为粗纯化物的A2-1-3(34.8g,85.4毫摩尔,收率103%)。粗纯化物不经过纯化而用于下一反应。
[A2-1-4的合成]
对通过向A2-1-3(16.2g,39.7毫摩尔)和劳森试剂(19.3g,47.7毫摩尔)中加入甲苯(150mL)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时加热回流90分钟。自然冷却至室温,并在减压下将溶剂蒸馏除去。通过抽滤而除去通过向残渣中加入二氯甲烷/己烷(10mL/100mL)而析出的沉淀,然后将溶液浓缩,并利用将己烷/乙酸乙酯(98:2)的混合溶剂作为洗脱液的硅胶柱层析进行纯化,由此得到了A2-1-4(14.6g,36.0毫摩尔,收率91%)。
[NIR色素(A21)的合成]
对通过向A2-1-4(7.00g,17.3毫摩尔)和方酸(1.01g,8.85毫摩尔)中加入1-丙醇(940mL)、原甲酸三甲酯(10mL,91毫摩尔)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时在80℃下加热2小时30分钟。自然冷却至室温,然后将溶剂减压蒸馏除去,并加入二氯甲烷(15mL)。通过过滤而收集所析出的沉淀,并利用己烷进行洗涤。将滤液浓缩,然后将己烷/乙酸乙酯作为洗脱液,利用硅胶柱层析进行纯化,并浓缩。与过滤出的固体合并,由此得到了NIR色素(A21)(1.44g,1.62毫摩尔,收率19%)。
[例10]
经由以下所示的反应流程图和中间体而得到了NIR色素(A22)。
Figure BDA0002802337560000491
[A2-2-1的合成]
在冰冷却下,向3-甲基噻吩(5.00g,50.9毫摩尔)和4-氯-4-氧代丁酸乙酯(8.38g,50.9毫摩尔)的二氯甲烷溶液(150mL)中滴加氯化锡(IV)(6.0mL,51毫摩尔)。在冰冷却下,将反应液搅拌2小时,然后加入到冰水中,并利用二氯甲烷萃取。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,将己烷/乙酸乙酯作为洗脱液,利用硅胶柱层析进行纯化,由此得到了A2-2-1(8.28g,36.6毫摩尔,收率72%)。
[A2-2-2的合成]
向A2-2-1(8.28g,36.6毫摩尔)的水/乙醇混合溶液(60mL/150mL)中加入氢氧化钠(3.84g,96.0毫摩尔),在搅拌的同时加热回流2小时。冷却至室温,然后在冰冷却下使用盐酸(3N)进行中和。通过过滤而收集所析出的固体,并进行真空干燥,由此得到了A2-2-2(6.79g,34.3毫摩尔,收率94%)。
[A2-2-3的合成]
向A2-2-2(2.69g,13.6毫摩尔)和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(3.10g,16.2毫摩尔)的二氯甲烷溶液(60mL)中加入1-羟基苯并三唑·一水合物(2.48g,16.2毫摩尔)的四氢呋喃溶液(50mL)。再加入三乙胺(2.44mL,17.5毫摩尔)和双(2-乙基己基)胺(4.04mL,13.5毫摩尔)的四氢呋喃溶液(10mL),并在室温下搅拌一晚。在减压下将反应溶液浓缩,然后加入二氯甲烷(50mL),并利用碳酸氢钠水溶液和水进行洗涤。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,由此得到了作为粗纯化物的A2-2-3(5.88g,13.9毫摩尔,收率103%)。粗纯化物不经过纯化而用于下一反应。
[A2-2-4的合成]
对通过向A2-2-3(5.88g,13.9毫摩尔)和劳森试剂(6.77g,16.7毫摩尔)中加入甲苯(100mL)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时加热回流2小时。自然冷却至室温,并在减压下将溶剂蒸馏除去。利用将己烷/乙酸乙酯(98:2)的混合溶剂作为洗脱液的硅胶柱层析对残渣进行纯化,由此得到了A2-2-4(2.85g,6.79毫摩尔,收率49%)。
[NIR色素(A22)的合成]
对通过向A2-2-4(6.00g,14.3毫摩尔)和方酸(907mg,7.86毫摩尔)中加入1-丙醇(772mL)、原甲酸三甲酯(9.0mL,82毫摩尔)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时在80℃下加热2小时30分钟。自然冷却至室温,然后将溶剂减压蒸馏除去。将二氯甲烷/乙酸乙酯、己烷/乙酸乙酯分别作为洗脱液,利用硅胶柱层析对残渣进行二次纯化,由此得到了NIR色素(A22)(549mg,598微摩尔,收率8.4%)。
[例11]
经由以下所示的反应流程图和中间体而得到了NIR色素(A23)。
Figure BDA0002802337560000511
[A2-3-1的合成]
在冰冷却下,向3-乙基噻吩(5.03g,44.8毫摩尔)和4-氯-4-氧代丁酸乙酯(7.37g,44.8毫摩尔)的二氯甲烷溶液(150mL)中滴加氯化锡(IV)(5.4mL,46毫摩尔)。在室温下将反应液搅拌2小时,然后加入到冰水中,并利用二氯甲烷萃取。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,将己烷/乙酸乙酯作为洗脱液,利用硅胶柱层析进行纯化,由此得到了A2-3-1(6.28g,26.1毫摩尔,收率59%)。
[A2-3-2的合成]
向A2-3-1(17.4g,72.3毫摩尔)的水/乙醇混合溶液(50mL/150mL)中加入氢氧化钠(7.4g,190毫摩尔),在搅拌的同时加热回流2小时。冷却至室温,然后在冰冷却下使用盐酸(3N)进行中和。通过过滤而收集所析出的固体,并进行真空干燥,由此得到了A2-3-2(14.0g,66.1毫摩尔,收率91%)。
[A2-3-3的合成]
向A2-3-2(8.00g,37.7毫摩尔)和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(8.72g,45.5毫摩尔)的二氯甲烷溶液(200mL)中加入1-羟基苯并三唑·一水合物(6.94g,45.3毫摩尔)的四氢呋喃溶液(130mL)。再加入三乙胺(7.0mL,50毫摩尔)和双(2-乙基己基)胺(11.5mL,38.3毫摩尔)的四氢呋喃溶液(10mL),并在室温下搅拌一晚。在减压下将反应溶液浓缩,然后加入二氯甲烷(100mL),并利用碳酸氢钠水溶液和水进行洗涤。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,由此得到了作为粗纯化物的A2-3-3(17.33g,39.8毫摩尔,收率106%)。粗纯化物不经过纯化而用于下一反应。
[A2-3-4的合成]
对通过向A2-3-3(17.33g,39.8毫摩尔)和劳森试剂(19.3g,47.73毫摩尔)中加入甲苯(250mL)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时加热回流2小时。自然冷却至室温,在减压下将溶剂蒸馏除去。利用将己烷/乙酸乙酯(98:2)的混合溶剂作为洗脱液的硅胶柱层析对残渣进行纯化,由此得到了A2-3-4(12.8g,29.5毫摩尔,收率74%)。
[NIR色素(A23)的合成]
对通过向A2-3-4(12.8g,29.5毫摩尔)和方酸(1.87g,16.4毫摩尔)中加入1-丙醇(1.6L)、原甲酸三甲酯(16mL,150毫摩尔)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时在80℃下加热2小时30分钟。自然冷却至室温,然后将溶剂减压蒸馏除去。将二氯甲烷/乙酸乙酯、己烷/乙酸乙酯分别作为洗脱液,利用硅胶柱层析对残渣进行二次纯化,由此得到了NIR色素(A23)(830mg,878微摩尔,收率6.0%)。
[例12]
经由以下所示的反应流程图和中间体而得到了NIR色素(A24)。
Figure BDA0002802337560000531
[A2-4-1的合成]
向3-甲氧基噻吩(25.1g,220毫摩尔)和4-氯-4-氧代丁酸乙酯(31.0mL,220毫摩尔)的二氯甲烷溶液(300mL)中滴加氯化锡(IV)(26.0mL,221毫摩尔)。在室温下将反应液搅拌2小时,然后加入到冰水中,并利用二氯甲烷萃取。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,由此得到了A2-4-1(43.9g,181毫摩尔,收率83%)。
[A2-4-2的合成]
向A2-4-1(10.9g,45.0毫摩尔)的水/乙醇混合溶液(50mL/150mL)中加入氢氧化钠(4.40g,110毫摩尔),在搅拌的同时加热回流2小时。冷却至室温,然后在冰冷却下使用盐酸(3N)进行中和。通过过滤而收集所析出的固体,并进行真空干燥,由此得到了A2-4-2(8.96g,41.8毫摩尔,收率93%)。
[A2-4-3的合成]
向A2-4-2(8.96g,41.8毫摩尔)和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(9.8g,51毫摩尔)的二氯甲烷溶液(200mL)中加入1-羟基苯并三唑·一水合物(7.8g,51毫摩尔)的四氢呋喃溶液(190mL)。再加入三乙胺(7.6mL,55毫摩尔)和双(2-乙基己基)胺(12.6mL,42.0毫摩尔)的四氢呋喃溶液(10mL),并在室温下搅拌一晚。在减压下将反应溶液浓缩,然后加入二氯甲烷(150mL),并利用碳酸氢钠水溶液和水进行洗涤。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,由此得到了作为粗纯化物的A2-4-3(18.9g,43.3毫摩尔,收率103%)。粗纯化物不经过纯化而用于下一反应。
[A2-4-4的合成]
对通过向A2-4-3(18.9g,43.3毫摩尔)和劳森试剂(21.8g,53.9毫摩尔)中加入甲苯(200mL)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时加热回流2小时。自然冷却至室温,并在减压下将溶剂蒸馏除去。利用将己烷/乙酸乙酯(98:2)的混合溶剂作为洗脱液的硅胶柱层析对残渣进行纯化,由此得到了A2-4-4(12.1g,27.7毫摩尔,收率64%)。
[NIR色素(A24)的合成]
对通过向A2-4-4(81.7mg,18.8微摩尔)和方酸(11.8mg,10.3微摩尔)中加入1-丙醇(10mL)、原甲酸三甲酯(100μL,0.9毫摩尔)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时在80℃下加热1小时30分钟。自然冷却至室温,然后将溶剂减压蒸馏除去。将二氯甲烷/乙酸乙酯、己烷/乙酸乙酯分别作为洗脱液,利用硅胶柱层析对残渣进行二次纯化,由此得到了NIR色素(A24)(6.4mg,6.7微摩尔,收率7.2%)。
[例13]
经由以下所示的反应流程图和中间体而得到了NIR色素(A25)。
Figure BDA0002802337560000551
[A2-5-1的合成]
向A2-3-2(5.0g,23毫摩尔)和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(5.37g,28.0毫摩尔)的二氯甲烷溶液(100mL)中加入1-羟基苯并三唑·一水合物(4.4g,29毫摩尔)的四氢呋喃溶液(40mL)。再加入三乙胺(4.5mL,32毫摩尔)和二异丙基胺(4.1mL,29毫摩尔)的四氢呋喃溶液(10mL),并在室温下搅拌一晚。在减压下将反应溶液浓缩,然后加入二氯甲烷(50mL),并利用碳酸氢钠水溶液和水进行洗涤。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,将己烷/乙酸乙酯作为洗脱液,利用硅胶柱层析进行纯化,由此得到了A2-5-1(1.52g,5.11毫摩尔,收率22%)。
[A2-5-2的合成]
对通过向A2-5-1(1.79g,6.06毫摩尔)和劳森试剂(2.98g,7.37毫摩尔)中加入甲苯(100mL)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时加热回流2小时。自然冷却至室温,并在减压下将溶剂蒸馏除去。利用将己烷/乙酸乙酯的混合溶剂作为洗脱液的硅胶柱层析对残渣进行纯化,由此得到了A2-5-2(751mg,2.56毫摩尔,收率42%)。
[NIR色素(A25)的合成]
对通过向A2-5-2(1.5g,5.1毫摩尔)和方酸(320mg,2.8毫摩尔)中加入1-丙醇(150mL)、原甲酸三甲酯(60μL,0.5毫摩尔)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时在80℃下加热1小时。自然冷却至室温,然后将溶剂减压蒸馏除去。利用将二氯甲烷/乙酸乙酯作为洗脱液的硅胶柱层析对残渣进行纯化,并利用己烷对所得到的固体进行洗涤,由此得到了NIR色素(A25)(98mg,147微摩尔,收率5.8%)。
[例14]
经由以下所示的反应流程图和中间体而得到了NIR色素(A26)。
Figure BDA0002802337560000561
[A2-6-1的合成]
向A2-4-2(10.0g,46.7毫摩尔)和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(11.0g,57.3毫摩尔)的二氯甲烷溶液(200mL)中加入1-羟基苯并三唑·一水合物(8.61g,56.2毫摩尔)的四氢呋喃溶液(90mL)。再加入三乙胺(9.0mL,65毫摩尔)和二异丙基胺(8.0mL,57毫摩尔)的四氢呋喃溶液(10mL),并在室温下搅拌一晚。在减压下将反应溶液浓缩,然后加入二氯甲烷(100mL),并利用碳酸氢钠水溶液和水进行洗涤。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,利用将己烷/乙酸乙酯作为洗脱液的硅胶柱层析进行纯化,由此得到了A2-6-1(3.33g,11.2毫摩尔,收率24%)。
[A2-6-2的合成]
对通过向A2-6-1(3.33g,11.2毫摩尔)和劳森试剂(5.78g,14.3毫摩尔)中加入甲苯(100mL)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时加热回流1小时30分钟。自然冷却至室温,并在减压下将溶剂蒸馏除去。利用将己烷/乙酸乙酯的混合溶剂作为洗脱液的硅胶柱层析对残渣进行纯化,由此得到了A2-6-2(630mg,2.1毫摩尔,收率19%)。
[NIR色素(A26)的合成]
对通过向A2-6-2(800mg,2.71毫摩尔)和方酸(178mg,1.56毫摩尔)中加入1-丙醇(100mL)、原甲酸三甲酯(1.5mL,14毫摩尔)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时在80℃下加热3小时。自然冷却至室温,然后将溶剂减压蒸馏除去。将二氯甲烷/乙酸乙酯、己烷/乙酸乙酯分别作为洗脱液,利用硅胶柱层析对残渣进行二次纯化,由此得到了NIR色素(A26)(140mg,209微摩尔,收率15%)。
[例15]
经由以下所示的反应流程图和中间体而得到了NIR色素(A27)。
Figure BDA0002802337560000571
[A2-7-1的合成]
向A2-1-3(10.1g,24.8毫摩尔)和氯化铝(III)(9.81g,73.6毫摩尔)的氯仿悬浮液(150mL)中滴加溴(1.30mL,25.3毫摩尔),然后在40℃下将反应液搅拌4天。在冰冷却下,使用3M盐酸使反应停止,利用硫代硫酸钠水溶液进行洗涤,并利用二氯甲烷萃取。利用硫酸钠对有机层进行干燥,然后在减压下进行浓缩,利用将己烷/乙酸乙酯作为洗脱液的硅胶柱层析进行纯化,由此得到了A2-7-1(4.55g,9.35毫摩尔,收率38%)。
[A2-7-2的合成]
对加入了碘化亚铜(I)(25.2mg,132微摩尔)、乙酰胺(77mg,1.30毫摩尔)和碳酸钾(295mg,2.13毫摩尔)的施兰克管进行氮气置换,然后加入A2-7-1(505mg,1.04毫摩尔)、反式-1,2-二氨基环己烷(外消旋体)(15μL,120微摩尔)的1,4-二氧杂环己烷溶液(1.0mL)。在氮气下将该悬浮液加热回流1天,然后冷却至室温,在利用二氯甲烷对固体进行洗涤的同时使用硅藻土(セライト)进行过滤。在减压下将滤液浓缩,并利用将己烷/乙酸乙酯作为洗脱液的硅胶柱层析进行纯化,由此得到了A2-7-1(200mg,43.0微摩尔,收率41%)。
[A2-7-3的合成]
对通过向A2-7-2(1.38g,2.97毫摩尔)和劳森试剂(2.40g,6.08毫摩尔)中加入甲苯(70mL)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时加热回流2小时。自然冷却至室温,并在减压下将溶剂蒸馏除去。利用将己烷/乙酸乙酯的混合溶剂作为洗脱液的硅胶柱层析对残渣进行纯化,由此得到了A2-7-3(269mg,562微摩尔,收率19%)。
[NIR色素(A27]的合成]
对通过向A2-7-3(99.8mg,208微摩尔)和方酸(15.3mg,134微摩尔)中加入1-丙醇(12mL)、原甲酸三甲酯(0.15mL,1.4毫摩尔)而得到的悬浮液在进行搅拌的同时在80℃下加热25分钟。自然冷却至室温,然后将溶剂减压蒸馏除去。将残渣溶解在二氯甲烷中,然后使用己烷使其再沉淀。将己烷/乙酸乙酯作为洗脱液,利用硅胶柱层析对所得到的固体进行纯化,由此得到了NIR色素(A27)(16.8mg,16.2微摩尔,收率16%)。
[评价]
(二氯甲烷中的透射率测定)
将在上述中得到的NIR色素(A1)~(A7)和NIR色素(Acf)分别溶解在二氯甲烷中,测定波长400nm~1200nm的光的吸收光谱,由吸光度曲线求出最大吸收波长λmax(A)DCM。然后,由以使得最大吸收波长λmax(A)DCM下的光的透射率为10%的方式调节了二氯甲烷中的色素浓度后的吸光度曲线求出波长400nm~500nm的平均透射率T400-500(A)DCM、波长500nm~600nm的平均透射率T500-600(A)DCM和波长600nm~700nm的平均透射率T600-700(A)DCM。将结果示于表3中。
[表3]
Figure BDA0002802337560000591
由表3的结果可知,例1~例7的NIR色素(A1)~(A7)在波长400nm~500nm的平均透射率T400-500(A)DCM、波长500nm~600nm的平均透射率T500-600(A)DCM和波长600nm~700nm的平均透射率T600-700(A)DCM中的所有情况下均显示出90%以上的高透射率。与此相对,作为比较例的例8的NIR色素(Acf)在所有情况下均为约80%的低透射率。上述结果显示出例1~例7的NIR色素(A1)~(A7)为可见光区域的透射率高并且在近红外光区域具有光吸收的优异的近红外光吸收色素。
以同样的方式将在上述中得到的NIR色素(A21)~(A27)分别溶解在二氯甲烷中,测定波长400nm~1200nm的光的吸收光谱,由吸光度曲线求出最大吸收波长λmax(A)DCM。此外,由以使得最大吸收波长λmax(A)DCM下的光的透射率为10%的方式调节了二氯甲烷中的色素浓度后的吸光度曲线求出波长400nm~500nm的平均透射率T400-500(A)DCM、波长500nm~600nm的平均透射率T500-600(A)DCM和波长600nm~700nm的平均透射率T600-700(A)DCM。将结果示于表4中。
[表4]
Figure BDA0002802337560000601
由表4的结果可知,例9~例15的NIR色素(A21)~(A27)在波长400nm~500nm的平均透射率T400-500(A)DCM、波长500nm~600nm的平均透射率T500-600(A)DCM和波长600nm~700nm的平均透射率T600-700(A)DCM中的所有情况下均显示出90%以上的高透射率。上述结果显示出例9~例15的NIR色素(A21)~(A27)为可见光区域的透射率高并且在近红外光区域具有光吸收的优异的近红外光吸收色素。
(在制成吸收层的情况下的透射率测定)
分别使用在上述中得到的NIR色素中的、作为代表例的可见光透射率最高的NIR色素(A5)和比较例的NIR色素(Acf),与透明树脂混合而制作了吸收层,并评价了光学特性。
对NIR色素、透明树脂(Neopulim(注册商标)C3G30(三菱瓦斯化学株式会社制造,商品名,聚酰亚胺树脂)、环己酮充分地进行搅拌,使其均匀地溶解。将所得到的溶液涂布在玻璃板(D263;肖特公司制造,商品名)上,并进行干燥,从而得到了膜厚1μm的吸收层。调节色素的添加量(色素浓度)以使得在膜厚为1μm时最大吸收波长λmax(A)TR下的光的透射率为10%。使用带波长350nm~1200nm的吸收层的玻璃板的吸光度曲线和玻璃板的吸光度曲线得到了吸收层的吸光度曲线。由吸收层的吸光度曲线求出最大吸收波长λmax(A)TR、波长400nm~500nm的平均透射率T400-500(A)TR、波长500nm~600nm的平均透射率T500-600(A)TR和波长600nm~700nm的平均透射率T600-700(A)TR。将结果示于表5中。
[表5]
Figure BDA0002802337560000611
由表5的结果可知,使用了作为实施例的例5的NIR色素(A5)的吸收层在波长400nm~500nm的平均透射率T400-500(A)DCM、波长500nm~600nm的平均透射率T500-600(A)DCM和波长600nm~700nm的平均透射率T600-700(A)DCM中的所有情况下均显示出90%以上的高透射率。与此相对,使用了作为比较例的例8的NIR色素(Acf)的吸收层在所有情况下均为约60%~约80%水平的低透射率。上述结果显示出实施例的色素(A)为可见光区域的透射率高并且在近红外光区域具有光吸收的优异的近红外光吸收色素。
[例16]
通过以下的方法制造在图7中所示的结构的滤光片。
使用包含含有CuO的氟磷酸盐玻璃(旭硝子公司制造,商品名:NF-50GX)的厚度为0.21mm的玻璃基板、或厚度为0.2mm的玻璃基板(D263;肖特公司制造,商品名)作为透明基板。
使用如下形成的介质多层膜作为反射层。介质多层膜通过利用蒸镀法在玻璃基板的一个主面上例如交替地层叠合计42层TiO2膜和SiO2膜而形成。反射层的结构以如下方式设计:以介质多层膜的层叠数量、TiO2膜的膜厚和SiO2膜的膜厚作为参数进行模拟,在入射角为0度的光谱透射率曲线中,波长850nm~1100nm的光的平均透射率为0.03%。
另外,在玻璃基板的与形成有反射层的主面相反侧的主面上,将透明树脂和NIR色素(A)中的一种或两种以上组合而形成厚度约1.0μm的吸收层。然后,通过蒸镀法在吸收层的表面上交替地层叠7层TiO2膜和SiO2膜而形成减反射层,从而得到滤光片(NIR滤光片)。
详细且参照特定的实施方式对本发明进行了说明,但是对于本领域技术人员而言,显然能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变更或修正。本申请基于2018年5月30日申请的日本专利申请(日本特愿2018-103772),其内容以引用的形式并入本申请中。
产业实用性
本发明的滤光片的可见光透射性良好,并且近红外光的阻隔性、特别是长波长的近红外光的阻隔性优异。因此,可用于同时具有成像装置和使用激光的光学部件的设备中的成像装置用滤光片的用途中。
标号说明
10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G……滤光片,11、11a、11b……吸收层,12、12a、12b……反射层,13……透明基板,14……减反射层。

Claims (12)

1.一种近红外线吸收色素,其中,所述近红外线吸收色素包含由式(A)表示的化合物,
Figure FDA0003428619730000011
式(A)中,
R11~R14各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、或者烷基、芳基或芳烷基,所述烷基、芳基或芳烷基可以具有取代基,在所述烷基、芳基或芳烷基的碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键,并且在所述烷基、芳基或芳烷基的与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键;R11和R12、R12和R13、以及R13和R14中的各对可以相互连接而形成单环或2个~4个环稠合而成的多环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代;
R15和R16各自独立地为烷基,所述烷基可以具有取代基并且在碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子或氮原子;或者,R15和R16可以相互连接并与氮原子一起形成5元~10元的杂环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代。
2.如权利要求1所述的近红外线吸收色素,其中,所述化合物为由式(Aa)表示的化合物,
Figure FDA0003428619730000021
式(Aa)中,
R1~R4各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、或者烷基、芳基或芳烷基,所述烷基、芳基或芳烷基可以具有取代基,在所述烷基、芳基或芳烷基的碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键,并且在所述烷基、芳基或芳烷基的与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键;
R5和R6各自独立地为烷基,所述烷基可以具有取代基并且在碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子或氮原子;或者,R5和R6可以相互连接并与氮原子一起形成5元~10元的杂环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代。
3.如权利要求2所述的近红外线吸收色素,其中,所述R1为氢原子。
4.如权利要求1所述的近红外线吸收色素,其中,所述化合物为由式(Ab)表示的化合物,
Figure FDA0003428619730000031
式(Ab)中,
R21~R24各自独立地为氢原子、卤素原子、羟基、或者烷基、芳基或芳烷基,所述烷基、芳基或芳烷基可以具有取代基,在所述烷基、芳基或芳烷基的碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键,并且在所述烷基、芳基或芳烷基的与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键;R21和R22、以及R23和R24中的各对可以相互连接而形成单环或2个~4个环稠合而成的多环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代;R22和R23不相互连接;
R25和R26各自独立地为烷基,所述烷基可以具有取代基并且在碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子或氮原子;或者,R25和R26可以相互连接并与氮原子一起形成5元~10元的杂环,在此情况下,键合在该环上的氢原子可以被取代基取代。
5.如权利要求4所述的近红外线吸收色素,其中,所述R22为氢原子、羟基或烷基,所述烷基可以具有取代基,在所述烷基的碳-碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键,并且在所述烷基的与噻吩环键合的末端可以具有氧原子、酯键、酰胺键或硫代酰胺键。
6.一种滤光片,其特征在于,所述滤光片具有吸收层,所述吸收层含有树脂和权利要求1~5中任一项所述的近红外线吸收色素。
7.如权利要求6所述的滤光片,其中,所述滤光片还具有反射层,所述反射层包含介质多层膜。
8.如权利要求6或7所述的滤光片,其中,所述滤光片还具有透明基板,并且在所述透明基板上具有所述吸收层。
9.如权利要求8所述的滤光片,其中,所述透明基板由玻璃构成。
10.如权利要求9所述的滤光片,其中,所述玻璃为近红外线吸收玻璃。
11.如权利要求8所述的滤光片,其中,所述透明基板由树脂构成。
12.一种成像装置,其特征在于,所述成像装置具有固态成像元件、成像透镜和权利要求6~11中任一项所述的滤光片。
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