JPH0176A - アントラキノン化合物 - Google Patents

アントラキノン化合物

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JPH0176A
JPH0176A JP62-154333A JP15433387A JPH0176A JP H0176 A JPH0176 A JP H0176A JP 15433387 A JP15433387 A JP 15433387A JP H0176 A JPH0176 A JP H0176A
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恭好 森下
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日本化薬株式会社
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は近赤外領域に強い吸収を示す新規なアントラキ
ノン化合物に関するものであり、更に詳しくは近赤外線
フィルター用、元ディスクメモリ用あるいは熱書き込み
液晶素子用の材料として有用な新規なアントラキノン化
合物に関するものである。
従来の技術 近赤外領域に強い吸収をもつ有機材料の用途は数多くあ
るが、以下に3例を挙げて説明する。
■ 近赤外線フィルター用 近赤外線フィルターはテレビ・ラジオ、ステレオ等の電
気製品、工業用ロボットのワイヤレスリモートコントロ
ール装置、カメラの自動焦点距離測定装置、バコードリ
ーダーなどに使用されている。例えば、電気製品等のワ
イヤレスリモートコントロール装置では、送信部に近赤
外線の発光素子である赤外発光ダイオード(汎用品の発
光波長800〜101000nが、受信部に受光素子で
ある近赤外感度フォトダイオード(汎用品の感度波長6
50〜101000nが取り付けられているが、この装
置を使用する環境下では、太陽、白熱電球、螢光灯等か
らの可視光、近赤外光のために誤動作が起ることがある
これらの装置の使用環境下での可視光、近赤外光をカッ
トするため罠、受光部に特定波長以下の可視光ならびに
近赤外光を吸収する近赤外線フィルターを使用すれば、
近赤外線による発光情報を選択的処効率よく受光でき、
誤動作を少なくすることが期待できる。
従来、この種のフィルターとしては鉛ガラスにマンガン
やクロムの酸化物を加えるか、カリ亜鉛ガラスに硫化カ
ドミウムやセレンな加えてえた無機ガラスフィルター、
ゼラチンやアセテート中に着色成分を加えたフィルター
、あるいはカラーインデックス記載のアントラキノン系
油性染料であるソルベントグリーン20、ソルベントグ
リーン28、あるいはフタロシアニン系顔料であるピグ
メントグリ−77、ピグメント グリーン 36、ピグ
メントグリーン37、ピグメントグリーン   138
、等を透明な樹脂、例えばABS樹脂、メタクリル樹脂
と共忙加熱溶融して板状あるいはフィルム状にしたフィ
ルターが使用されている。
■ 光デイスクメモリ用 元ディスクメモリは、レーザ光ビームを絞ってその焦点
の温度上昇により、回転する円板上の記録薄膜にビット
を形成して情報を記録(書き込み)し、再生(読み出し
)は記鎌時より弱いレーザ光を照射することにより、記
録部と未記録部の光学変化の差を利用して行うものであ
る。
元ディスクメモリの記録薄膜に使用される材料としては
、Te単体、Te合金例えばTeとAs、 Se等の固
溶合金、Te酸化物のような無機金属化合物、およびポ
リメチン系色素、。
シアニン系色素、メロシアニン系色素、スクワリウム系
色素、フタロシアニン系色素のような有機化合物が使用
されている。
■ 熱書き込み液晶素子用 レーザ光による熱書き込み液晶素子は、適当な配向処理
をした1対の透明電極あるいは適当な基板によってサン
ドイッチされた液晶に、レーザ光を照射して液晶をアイ
ソトロピック相(等方性液体)にした後急冷することに
より、光学的に透明な部分と不透明な部分を与えて、所
望の画像を書き込み表示するものである。
このような液晶素子に用いられる液晶としては、負の誘
電異方性をもつネマチック液晶とコレステリック液晶と
の混合液晶、あるいは正の誘電異方性をもつスメクチッ
ク液晶があげられる。
レーザ光により加熱後急冷した部分は光散乱状態を示す
ので、適当な投影光学系ではレーザ光の走査パターンに
対応する画像が、Black −on −Whiteの
形で大型スクリーン上に表示することが可能である。
またこの種の液晶素子では、前述の如き方法で熱書き込
みをした画像を消去することも可能である。即ちレーザ
元とは別の熱源、例えばヒーターで素子全体を加熱して
液晶をアイソトロピック相まで加熱し1、次いで電極間
に電圧を印加した状態で冷却することにより初期の状態
にすることができる。
この方式における光信号発生器のビーム源としては、小
型・軽量という理由で半導体レーザが用いられるように
なってきたが、半導体レーザが近赤外部(例えば750
 nm以上)に発振波長を持っているにもかかわらず、
前述の液晶素子では、近赤外部ビームに対する熱交換効
率が低いため、書き込みが行なえないか、あるいは書き
込みスピードが遅くなるので、近赤外領域に吸収をもつ
色素を添加して熱交換効率を上げる試みがなされている
このような液晶素子の半導体レーザ元に対する熱交換効
率を上げるために添加される色素としては、これまでに
ポリメチン系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系
色素等が知られている。
発明が解決しようとする問題点 前記の用途■〜■に使用されている公知の材料は以下に
述べるような欠点を有している。
まず用途■に使用されている無機ガラス裂フィルターは
加工性、ゼラチン製フィルターは取扱いに問題があり高
価である。また樹脂製フィルターは、加工性および取扱
い上は問題がないが、カット波長限界が750〜800
 nmと短かく、例えば800〜900 nmまでの近
赤外線をカットし透過曲線の立ち上がりの急峻なものを
という要求を満足することができない。
次に用途■で使用されているTe単体、Te合金は化学
的に不安定であり、空気中で容易に劣化することと、材
料自体の毒性が問題である。
また、Te酸化物は、Te合金などよりも安定であるが
、その化学特性、例えば吸収率、反射率が酸化状態に敏
感に依存する。そのため、酸化状態を厳しく制御しなけ
ればならないという欠点がある。また、ポリメチン系色
素、シアニン系色糸、メロシアニン系色素は書き込み後
の読み出しの際の読み出し元の繰り返し照射によって色
素が脱色し、読み出しのS/N比が劣化するといういわ
ゆる再生劣化が大きく、実用性に問題があるという欠点
がある。スクヮリウム系色素は感度が低く、また形成さ
れた膜の状態が悪い。フタロシアニン系色素は高堅牢度
青色顔料として知られているが、近赤外部に吸収を有す
るものは熱的に不安定な結晶形を有するものであり、よ
り安定な短波長吸収に自己変化する性質をもっている。
さらに用途■で使用されているポリメチン系色素、シア
ニン系色素は、前記用途■で説明した通り耐光堅牢度に
問題があり、またフタロシアニン系色素は用途■に使用
するには液晶忙対する溶解性に問題がある。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、前記用途■〜■を含む各種用途に使用す
ることのできる近赤外領域に強い吸収を示し、元、熱お
よび化学的に安定で、合成樹脂、有機溶剤あるいは液晶
との相容性が良好な有機材料につき鋭意研究したところ
、式(1)又は(II) R1tt。
〔式(1)又は(II)中、R+ 、 R3、Raはそ
れぞれ独立に水素、フッ素、塩素、臭素、シアノ、メチ
ル、エチル、メトキシ、エトキシ又はトリフロロメチル
を表す。またR2 、 R4、Reはそれぞれ独立に水
素、フッ素、塩素、臭素、シアノ、ニトロ、トリフロロ
メチル、ノナフロロブチル、  Ry −ORy 。
−8R7,−8O2R,、−COR,、−((、’)旬
mcO,R,,→JHCOR,。
−NHCOOR? 、 (司>R’r 、べE)−R,
、−OR,を表す。
(但しR2とR4は同じ基であることはない。)ソシて
% R7はシクロヘキシル、シクロヘキシルオキシ、フ
ェニル、フェノキシで置換されていてもよいC1〜12
のアルキル(これらにおいて炭素鎖は1〜3個の酸素原
子で中断されていてもよい)を表し、R8は少なくとも
3個以上の水素がフッ素により置換された02〜.のア
ルキルを表し、mは0.1又は2を表す。〕 で表される新規なアントラキノン化合物がそれらの性質
を具備していることを見出し本発明を完處させた。
本発明の式(I)又は(…)で表されるアント2キノン
化合物は例えば以下の方法により合成することができる
即ち、弐(Ill 〔式(II)中、R+ 、 R2、Rs −R4は前記
と同じ意味を表し、Xは塩素又は臭素を表す。〕 で表されるアントラキノン化合物と式(IV)〔式(I
V)中、R5,R6は前記と同じ意味を表す。〕で表さ
れるオルソアミノチオフェノール誘導体を無溶媒あるい
は溶媒の存在下、必要に応じて酸結合剤の存在下加熱下
で反応させることにより合成することができる。
式(lの化合物と式(IIの化合物を反応させる際に、
場合忙より使用される溶媒の具体的な例としては、N−
メチルピロリドン、 N、N−″ジメチ。
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルイミ
ダゾリジノンなどが挙げられる。また式(1)の化合物
と式a■の化合物を反応させる際に、必要に応じて共存
させる酸結合剤としては水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリ
ウムなどがあげられ、その好ましい使用量は式(IIJ
のアントラキノン化合物1モルに対して1モル以上、好
ましくは1〜3モルである。
式(釦の化合物と式(IV)の化合物を反応させて、式
<1)又は(If)の化合物を合成する際、その反応温
度をコントロールすることにより式(1)又は(If)
の化合物を合成することができる。
即ち、反応温度が100〜160 ’C附近では式(I
)の化合物が、反応温度が180〜220°C附近では
式(II)の化合物が主生成物として生成する。そして
反応温度が160〜180°C附近では式(1)と(1
13のほぼ同量混合物として合成される。
得られた化合物は再結晶あるいはカラムクロマトグラフ
ィーにより式(1)又は(…)の化合物に単離精製する
ことが可能であるが、前記の工業的用途に使用する際に
は混合物のままでも差し支えない。
どのようにして得られた式(1)又は(II)で表され
る新規なアントラキノン化合物は、合成樹脂、有機溶剤
あるいは液晶中で樹脂、溶剤の種類により異なるが70
0〜900 flmの近赤外領域に吸収を示し、光熱お
よび化学的に安定であり、合成樹脂、有機溶剤あるいは
液晶との相容性も良好である。
本発明の式(1)又は+II)で表されるアントラキノ
ン化合物は各種用途に使用することができるが、前記の
3例について具体的疋述べる。
まず近赤外線フィルター用として用いる場合には式(1
)又は(II)で表されるアントラキノン化合物の1種
又は2種以上を、ポリスチレン、As樹脂、ABS樹脂
、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート
、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などの合成樹脂および場合
により加えてもよい可塑剤、硬化剤のような添加物と共
に混合、加熱した後板状又はフィルム状に成形加工する
この際、式(I)又は(It)で表されるアントラキノ
ン化合物の1種又は2種以上を、合成樹脂に対して重量
比で0.0001〜5チ、好ましくは0,01〜1%添
加することが望ましい。
次に光デイスクメモリ用として用いる場合には弐(1)
又は(II)で表されるアントラキノン化合物の1種又
は2種以上を溶媒に溶解し、基板上に塗布し乾燥する。
又、必要ならば樹脂系のバインダーなどを加えてもよい
。用いられる溶媒の例としては、ジクロロメタン、ジク
ロロエタン、アセトン、メチルエチルケトン等を挙げる
ことが出来る。塗布の方法としてはスプレー又はスピン
ナーを用いて10〜1000 nm、好ましくは50〜
2001mの厚さに塗布する。
記録層を形成する基板の材質は特に制限はなく、各種樹
脂、ガラス、セラミックス、金属等いづれであってもよ
いが、基板の成型、取り扱いの難易、保存性、色素の基
板へのマイグレーション防止等の観点からアクリル樹脂
板又はポリカーボネート樹脂板が好ましい。
記録の書き込みおよび読み出しの光源としては近赤外レ
ーザ、例えば発振波長が750〜850 nmの半導体
レーザな用いるのが好都合である。
さらに熱書き込み液晶素子用として用いる場合には、式
(1)又は(IIIで表されるアントラキノン化合物の
1種又は2種以上を、液晶に対して重責比で0.01〜
10%、好ましくは0.1〜5チ添加して液晶組成物を
調製して用いることができる。
この液晶組成物を調製するための液晶化合物としては、
ピフェニル系、ターフェニル系、フェニルシクロヘキサ
ン系、ジクロロへキシルシクロヘキサン系、エステル系
、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルメチル
エーテル系、シッフ系、アゾ系、アゾキシ系の負の誘電
異方性をもつネマチック液晶の混合系、あるいは正の誘
電異方性をもつスメクチック液晶の混合系がある。また
負の誘電異方性をもつネマチック液晶に添加するコレス
テリック液晶としては、コレステリルブロマイド、コレ
ステリルアセテート、コレステリルグロピオネイト、コ
レステリルヘキシルエーテルあるいはシップ系、アゾ系
、アゾキシ系、エステル系、ビフェニル系、ターフェニ
ル系液晶の末端に光学活性の2−メチルブチル基、3−
メチルブチル基等を導入したものがある。
式(11又は(II)で表されるアントラキノン化合物
の1種又は2種以上を含有する液晶組成物を用いた熱書
き込み液晶素子用の書き込みの光源としては、発振波長
が750〜850 rlmの半導体レーザを用いるのが
好都合である。
本発明の式(1)又は(II)で表されるアントラキノ
ン化合物の用途は、前記3例に限定されるものではなく
近赤外線吸収インキ、電子写真感光体、電子写真用トナ
ーなどに用いることもできる。
本発明のアントラキノン化合物は近赤外部に強い吸収を
示し、元、熱および化学的作用に安定であり又有機溶剤
、樹脂液晶に対する相溶性が極めて高いので近赤外線フ
ィルター用、光デイスクメモリー用あるいは熱書き込み
液晶素子用等の色素として極めて利用価値がたかいもの
である。
実施例 以下実施例によって本発明を更に詳細に説明する。実施
例において「部」、「チ」はそれぞれ重量部、重1%を
意味する。
実施例1゜ N−メチルピロリドン300部にO−アミノチオフェノ
ール125部、1.8−ジヒドロキシ−2,7−ジプロ
ムー4−(P−n−ブチルアニリノ)−5−(P−メチ
ルアニリノンアントラキノン65部を加え、195°C
まで昇温する。
昇温後195〜200°Cで6時間反応する。反応終了
後70°Cまで冷却し、メタノール500部を加える。
析出した結晶をr別(−、メタノール、水で洗浄したの
ち乾燥する。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフ
ィーで精製すると、下記式の色素1が36部得られた。
色素1. ・ 融点 147〜148°C テトラヒドロフラン中での最大吸収波長(以下λmax
で表す)および分子吸光係数(以下εで表す)はそれぞ
れ780nm、29,900であった。構造はマススペ
クトルにより確認した。
実施例2゜ 実施例1において反応温度を195〜200°Cとする
かわりに反応温度を150〜155°CKする以外、実
施例1と同様の反応を行い、得られた粗生成物をキシレ
ンで再結晶すると下記式の色素2.3 の混合物(混合
比約1対1)が50部得られた。
色素3゜ 混合物の融点 135〜137°に の混合物のテトラヒドロフラン中での λmay、εはそれぞれ776 nm、 36700で
あった。
また、BDH社裂液晶E−8中での、λmaxは805
 nmであり、同液晶に対する溶解度は1%以上であっ
た。
実施例3゜ N、N−ジメチルホルムアミド35部に2−アミノ−5
−エトキシチオフェノール16.9部、i、s−ジヒド
ロキシ−2,7−ジプロムー4−(P−n−ブチルアニ
リノ)−5−(P−メチルアニリノ)アントラキノン6
.5部を加え、150〜153°Cで18時間反応する
。反応終了後70°Cまで冷却し、メタノール50部を
加える。析出した結晶をr別し、メタノール、水で洗浄
したのち乾燥する。得られた粗生成物をカラムクロマト
グラフィーで精製す′ると下記式の\ 色素4.5の混合物(混合比約1対1)が5部得られた
色素4゜ 色素5゜ 混合物の融点 102〜105°C λmax 801 n” m  g  35 t 00
0 (テトラヒドロフラン中) 実施例4゜ ジメチルイミダゾリジノン30部に0−アミノチオフェ
ノール12.5部、1.8−ジヒドロキシ−2,7−ジ
プロムー4−アニリノ−5−(P−メチルアニリノ)ア
ントラキノン5.9部を加え、190〜200°Cで5
時間反応する。反応終了後70°Cまで冷却してメタノ
ール50部を加える。析出した結晶をr別し、メタノー
ル、水で洗浄したのち乾燥する。得られた粗生成物をカ
ラムクロマトグラフィーで精製すると下記式の色素6が
2.5部得られた。
色素6゜ 融点 276へ279°C λmax so+nml ε 30.900(テトラヒ
ドロフラン中) 実施5゜ 実施例4において反応温度を190〜200°Cとする
かわりに反応温度を150〜155°Cにする以外、実
施例1と同様の反応を行い得られた粗生成物をキシレン
で再結晶すると下記式の色素7.8の混合物(混合比約
1対1)が3部得られた。
色素8゜ 混合物の融点 153〜155°C λmax77βnm、ε36,300 (テトラヒドロ
フラン中) 実施例6゜ 0−アミノチオフェノール50部K 1.8−ジヒドロ
キシ−2,7−ジプロムー4−(P−メトキシアニリノ
)−5−(P−メチルアニリノ)アントラキノン6部を
加え190°Cに昇温する。
昇温後190〜2000Cで10時間反応する。反応終
了後メタノール250部を加える。析出した結晶をr別
し、メタノール、水で洗浄したのち乾燥する。得られた
粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製すると下記
式の色素9が2.3部得られた。
色素9゜ 融点 280〜283°C λmax  800 nmeε33,100(テトラヒ
ドロフラン中) 応用例1゜ ポリスチレン(スタイロン666、旭化成■)100部
に実施例1で合成した色素1を0.02部加え充分に混
合する。次いで200°Cに加熱融解し、型に入れ成型
して厚さ1mmの、板を作る。淡緑色に着色したポリス
チレン板が得られた。
得られたポリスチレン板の光吸収曲線を第1図に示す。
波長700〜850nmの近赤外線を有効に吸収してい
ることが判る。
応用例2゜ エポキシ樹脂(R−140,三井石油化学エポキシ■)
1000部に硬化剤(MH−700,新日本理化■)7
00部、オクチル酸スズ3.4部さらに実施例2で合成
した色素2,3の混合物(混合比約1対1)を8.5部
加え充分に混合する。
次いで140°Cで6時間加熱、成型して厚さ2mmの
板を作る。緑色に着色したエポキシ樹脂板が得られた。
得られたエポキシ樹脂板の光透過曲線を第2図に示す。
920 nm以下の近赤外光線を完全にカットしている
ことが判る。
応用例3゜ 実施例1で合成した色素1.    3部ジクロルエタ
ン         100部上記組成よりなる混合物
を均一に溶解し、アクリル基板(アクリルライトMR−
200三菱レーヨン製)にスピナーで塗布、乾燥させて
厚さ1500mの光記録層を得た。この記録層に半導体
レーザ(830部m)をビーム径1μmで照射したとこ
ろ、照射部に明瞭なピットが形成された。
応用例4゜ 実施例4で合成した色素6    3部ポリスチレ7 
        10部ジクロルエタン       
  100部上記組成より成る混合物を均一に溶解し、
ガラス基板上にスピナーで塗布、乾燥して厚さ200 
nm0元記録層を得た。この記録層に半導体レーザ(8
30nm)をビーム径1.5μmで照射したところ、照
射部に明瞭なビットが形成された。
応用例5゜ 実施例2で合成した色素2.3の混合物(混合比約1対
1)をBDH社製のスメクチック液晶S2に0.5%添
加して液晶組成物を得た。次にこの液晶組成物を垂直配
向処理を施した2枚の透明ガラス電極基板を約10μm
の間隔で対向せしめたセル中に封入して液晶素子を得た
。得られた液晶素子に半導体レーザ(830nm)をビ
ーム径10μmで照射したところ、照射部は温度上昇し
て等方性液体となり、次いで急冷されるため散乱状態と
なった。この液晶素子にハロゲンランプを透過させてス
クリーン上に拡大すると明瞭なりlack−on−wh
ite の画像が得られた。
実施例7〜90 実施例1〜6に準じて式(1)又は(II)で表される
アントラキノン化合物を合成した。
表1〜2べ式(1) 、 (IC又は(It’)で表さ
れるアントラキノン化合物の構造式及びテトラヒドロフ
ラン中でのスmaxを示した。
また、R,、R3については−NH基に対してオルート
位、メタ位のものをそれぞれ0−2m−で表し、R3に
ついては−S−基に対してオルト位、メタ位、パラ位の
ものをそれぞれO−、m−、P−で表した。
[)TI’)の混合比が約1対1の混合物。
表2、 発明の効果 近赤外領域に強い吸収を示すアントラキノン化合物が得
られた。このものは光、熱および化学的に安定で、合成
樹脂、有機溶剤あるいは液晶との相客性が良好であり、
近赤外線フィルター、光デイスクメモリあるいは熱書き
込み液晶素子用等の材料として極めて利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本文記載の応用例1で得られたポリスチレン板
の吸収曲線を、第2図は応用例2で得られたエポキシ樹
脂板の光透過曲線を示す。 特許出願人  日本化薬株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式( I )又は(II) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) 〔式( I )又は(II)中、R_1、R_3、R_5は
    それぞれ独立に水素、フッ素、塩素、臭素、シアノ、メ
    チル、エチル、メトキシ、エトキシ又はトリフロロメチ
    ルを表す。またR_2、R_4、R_6はそれぞれ独立
    に水素、フッ素、塩素、臭素、シアノ、、ニトロ、トリ
    フロロメチル、ノアフロロブチル、−R_7、−OR_
    7、−SR_7、−SO_2R_7、−COR_7、−
    (CH_2)mCO_2R_7、−NHCOR_7、−
    NHCOOR_7、▲数式、化学式、表等があります▼
    、▲数式、化学式、表等があります▼、−OR_8を表
    す。(但しR_2とR_4は同じ基であることはない。 )そして、R_7はシクロヘキシル、シクロヘキシルオ
    キシ、フェニル、フェノキシで置換されていてもよいC
    _1〜_1_2のアルキル(これらにおいて炭素鎖は1
    〜3個の酸素原子で中断されてもよい)を表し、R_8
    は少なくとも3個以上の水素がフッ素により置換された
    C_2〜_9のアルキルを表し、mは0、1又は2を表
    す。〕 で表されるアントラキノン化合物。
JP62154333A 1987-06-23 1987-06-23 Anthraquinone compound Pending JPS6476A (en)

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