KR20180024694A - 테트라아자포르피린 색소 화합물, 이를 포함하는 코팅용 잉크 조성물, 및 광선택 흡수필터 - Google Patents

테트라아자포르피린 색소 화합물, 이를 포함하는 코팅용 잉크 조성물, 및 광선택 흡수필터 Download PDF

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이민정
이윤아
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Abstract

본 발명은 용해도가 우수하고 투과도 및 특정 파장 흡수성능이 우수한 광흡수필터용 색소 화합물인 하기 화학식 1 내지 화학식 4로 나타내어지는 테트라아자포르피린 화합물, 하기 화학식 1 내지 화학식 4로 나타내어지는 테트라아자포르피린 화합물을 하나 이상 포함하는 코팅용 잉크 조성물, 및 이를 포함하는 광선택 흡수필터에 관한 것이다.

Description

테트라아자포르피린 색소 화합물, 이를 포함하는 코팅용 잉크 조성물, 및 광선택 흡수필터{A TETRAAZAPORPHYRINE COLORANT COMPOUND, A COATING INK COMPOSITION CONTAINING THE SAME, AND A SELECTIVE LIGHT ABSORPTION FILTER MANUFACTURED USING THE COATING INK COMPOSITION}
본 발명은 테트라아자포르피린 색소 화합물, 이를 포함하는 코팅용 잉크 조성물, 및 상기 코팅용 잉크 조성물을 사용한 디스플레이 또는 조명용 색보정 필터에 관한 것으로, 구체적으로는 용해성이 우수한 신규의 테트라아자포르피린 색소 화합물 및 저장안정성이 뛰어난 코팅용 잉크 조성물 및 이를 사용하여 제조한 색보정 효과가 뛰어난 색보정 필터에 관한 것이다.
본 발명은 백색 LED 및 백색 OLED를 광원으로 사용하는 디스플레이 및 조명장치의 색보정 필터 및 이에 사용되는 특정의 테트라아자포르피린 색소 화합물 및 상기 색소 화합물을 포함하는 코팅용 잉크 조성물에 관한 것이다.
최근 표시장치로 액정표시장치 및 유기전계발광표시장치가 널리 사용되고 있다.
액정표시장치의 경우 백라이트의 광원으로 기존에 냉음극관이 사용되고 있었으나 최근에는 백색 LED가 주로 사용되고 있다. 백색 LED의 경우 다양한 조합으로 백색광을 구현할 수 있으나, 경제성 면에서 가장 유리한 청색 발광 LED와 황색발광 형광체의 조합이 가장 널리 사용되고 있다.
액정 표시장치의 경우 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 사용하여 색을 표현하는 장치인데 청색 LED와 황색발광 형광체 조합에 의한 백색광의 경우 녹색광과 적색광 사이 즉, 580~600nm에서 발광하는 불필요한 주황색을 포함하고 있어 색재현성이 좋지 않은 문제가 있다. 백색 OLED를 사용하는 표시장치의 경우 청색 LED와 황색형광체를 사용하는 백색 LED에 비해 색재현성에서 유리하긴 하나, 역시 불필요한 주황색 광을 포함하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로 최근 백색 LED 자체의 색재현성 향상을 위한 시도나, OLED, 퀀텀닷 디스플레이 및 퀀텀닷필름을 적용한 디스플레이들 등 다양한 기술이 개발되고 있으나, 이에 사용되는 OLED 또는 퀀텀닷 소재의 가격이 매우 높은 등 경제적 또는 기술적 문제들이 많아 상용화가 쉽지 않은 문제가 있다.
최근, 이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로, 일본특허 제4388360호는 백색 LED 백라이트의 상부에 특정 파장의 광을 흡수하는 광흡수필터를 삽입하여 색재현성을 개선하는 방법을 제안하고 있다. 또한, 일본특허출원공개 제2011-221456호 및 제2012-027298호는 테트라아자포르피린 색소를 사용한 광선택 흡수필터를 제안하고 있다.
그러나 상기 특허문헌들에 제안된 테트라아자포르피린 색소의 경우 용해도가 충분하지 않아 필름형성을 위한 코팅용 잉크 조성물의 안정성에 문제가 있거나 필름형성 후 색소의 응집 또는 석출에 의한 투과도 저하 등 다양한 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구자들은 테트라아자포르피린 색소 화합물에 대한 다양한 연구 결과 특정 치환기를 가진 테트라아자포르피린 색소 화합물의 경우 용해도가 매우 우수하여 코팅용 잉크 조성물의 제조 후 우수한 안정성을 나타내는 것은 물론 필름 형성시 응집이나 석출이 일어나지 않아 투과도가 우수하고 특정 파장의 흡수성능이 우수한 광선택 흡수필터의 제조가 가능함을 발견하게 되었다.
본 발명은 상기 서술한 문제점을 해결하기 위하여 용해도가 우수하여 광선택 흡수 성능이 우수하고 코팅용 잉크 조성물의 안정성이 우수하며, 광선택 흡수필터 제조시 응집 또는 석출현상이 없는, 특정 치환기를 가진 테트라아자포르피린 색소 화합물을 제공한다.
또한, 본 발명은 특정 치환기를 가진 테트라아자포르피린 화합물을 하나 이상 포함하는 코팅용 잉크 조성물 및 이를 포함하는 광선택 흡수필터를 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 색소 화합물로서 하기 화학식 1 내지 화학식 4의 테트라아자포르피린 화합물을 제공한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 화학식 1 내지 화학식 4에서,
R은 탄소수 7 내지 12의 직쇄형 혹은 가지형 알킬기이고,
M은 2가의 금속원자, 3가 또는 4가의 치환 금속원자 또는 산화 금속원자를 나타낸다.
또한, 본 발명은 화학식 1 내지 화학식 4의 색소화합물 중 하나 이상을 포함하는 코팅용 잉크 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 화학식 1 내지 화학식 4의 색소화합물 중 하나 이상의 화합물의 이성질체 혼합물을 포함하는 코팅용 잉크 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 화학식 1 내지 화학식 4의 색소화합물 중 하나 이상을 포함하는 코팅용 잉크 조성물을 사용하여 제조된 광흡수필터를 제공한다.
또한, 본 발명은 화학식 1 내지 화학식 4의 색소화합물 중 하나 이상의 화합물의 이성질체 혼합물을 포함하는 코팅용 잉크 조성물을 사용하여 제조된 광흡수필터를 제공한다.
본 발명의 연구자들은 테트라아자포르피린 화합물에 대하여 치환기 및 금속원자 또는 치환 금속원자, 산화 금속원자에 대하여 여러 실험을 진행하여 특정 치환기 및 특정 금속원자를 가지는 테트라아지포르피린 색소 화합물이 용해성과 특정 파장 흡수능력이 우수하다는 결과를 얻었다. 본 발명에 따른 색소 화합물을 사용한 코팅용 잉크 조성물의 경우 용해도가 우수하여 저장 안정성이 우수하며, 본 발명의 코팅용 잉크 조성물을 사용하여 제조된 특정 파장 흡수필터는 색소의 응집이나 석출이 없이 코팅성이 우수하여 투과도가 우수하고 특정 파장 흡수성능이 우수하다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 용해도가 우수하고 투과도 및 특정 파장 흡수성능이 우수한 광흡수 필터용 색소 화합물로 하기 화학식 1 내지 화학식 4로 나타내어지는 테트라아자포르피린 색소 화합물에 관한 것이다.
화학식 1
화학식 2
Figure pat00006
화학식 3
Figure pat00007
화학식 4
Figure pat00008
상기 화학식 1 내지 화학식 4에서,
R은 탄소수 7 내지 12의 직쇄형 혹은 가지형 알킬기이고,
M은 2가의 금속원자, 3가 또는 4가의 치환 금속원자 또는 산화 금속원자를 나타낸다.
상기 탄소수 7 내지 12의 직쇄형 혹은 가지형 알킬기의 구체적인 예로서,헵틸,옥틸,이소옥틸,노닐,데실,도데실,에틸헥실 등이 있다. 상기 탄소수는 바람직하게는 7 내지 12개, 보다 바람직하게는 7 내지 10개 이다. 또한, 상기 2가의 금속원자의 예로서 Cu, Zn, Fe, Co, Ni, Pt, Mn, Mg, Ti, Hg, Pb, Sn, Ru, Rh, Pd 등이 있고, 3가 또는 4가의 치환 금속원자의 예로서 AlCl, InCl, FeCl, TiCl2, SnCl2, SiCl2, GeCl2 등이 있으며, 산화 금속원자의 예로서 VO, TiO, MnO 등이 있다.
본 발명에 따른 화학식 1 내지 화학식 4로 나타내어지는 테트라아자포르피린 색소 화합물 각각은 최대 4종의 이성질체로 존재할 수 있으며, 본 발명은 각각의 이성질체 및 이들의 혼합물에 관한 것일 수 있다.
본 발명에 따른 코팅용 잉크 조성물은 색소로서 상기 화학식 1 내지 화학식 4로 나타내어지는 테트라아자포르피린 색소 화합물을 하나 이상 포함하고, 바인더 수지, 유기용제를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 코팅용 잉크 조성물은 화학식 1 내지 화학식 4의 색소화합물 중 하나 이상의 화합물의 이성질체 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 코팅용 잉크 조성물은 색소 화합물의 고형분을 기준으로 0.1 내지 5 중량%를 사용한다. 본 발명에 따른 코팅용 잉크 조성물은 상기 색소 화합물, 바인더 수지, 유기용제 외에 개시제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 코팅용 잉크 조성물에 있어, 바인더 수지로는 폴리아크릴계, 폴리비닐알코올계 등의 투명 수지를 사용하는 것이 바람직하나 특별히 제한을 두지 않으며, 수지의 함량은 유기용제의 중량 기준 5 내지 40 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 코팅용 잉크 조성물에 있어 유기용제는 예를 들어, 케톤, 알킬렌 글리콜 에테르, 알코올 및 방향족 화합물일 수 있다. 이들로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 케톤 군에는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 시클로헥사논 등이 있고;
알킬렌 글리콜 에테르 군에는 메틸셀로솔브(에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르), 부틸셀로솔브(에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르), 메틸셀로솔브 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 프로필 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 이소프로필 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 t-부틸 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 프로필 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 이소프로필 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 t-부틸 에테르 아세테이트 등이 있고;
알코올 군에는 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, n-부틸 알코올, 3-메틸-3-메톡시 부탄올 등이 있고;
방향족 용매 군에는 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등이 있다.
추가의 다른 용매로는 N-메틸-2-피롤리돈, 1,2-프로판디올 디아세테이트, 3-메틸-3-메틸-3메톡시부틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 테트라하이드로푸란 등이 있다.
전술한 용매들은 단독으로 또는 혼합물로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 코팅용 잉크 조성물에는 색 재현성을 향상하기 위해 추가적인 착색제로 아조염료, 안트라퀴논염료, 크산텐염료, 트리페닐메탄염료, 프탈로시아닌염료, 시아닌염료 등을 더 포함할 수 있다. 이때 추가 염료의 함량은 잉크 조성물 전체 중량의 0.05 내지 2 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 코팅용 잉크 조성물에는 필름형성시 경화에 의해 필름층을 견고하게 형성할 수 있도록 개시제 및 중합가능한 모노머를 더 포함할 수 있다. 개시제로는 열경화 개시제, 광경화 개시제 또는 이들의 조합일 수 있으며, 바람직하게는 광경화 개시제일 수 있고, 이러한 광경화 개시제는 가시광선 또는 자외선의 흡수결과, 예를 들어 상기 단량체 및/또는 바인더의 중합 반응을 유도할 수 있는 화합물이다. 반응성 불포화 화합물은 열경화성 단량체나 올리고머, 광경화성 단량체나 올리고머 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있고, 바람직하게는 상기 광경화성 단량체일 수 있으며, 분자 내에 하나 이상의 반응성 이중결합 및 추가 반응성기를 함유할 수 있다.
이와 관련하여 유용한 광경화성 단량체는 특히 반응성 용매 또는 반응성 희석제, 예를 들어 모노-, 디-, 트리- 및 다관능성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 비닐 에테르, 글리시딜 에테르 등이다. 추가 반응성기에는 아릴, 히드록실, 포스페이트, 우레탄, 2차아민, N-알콕시메틸기 등이 포함된다.
단량체의 선택은 특히 사용되는 조사의 종류 및 강도, 광개시제에 의한 목적 반응 및 필름 특성에 좌우된다. 이들 광경화성 단량체는 단독으로 또는 단량체의 조합으로 사용하는 것도 가능하다. 개시제의 함량은 잉크 조성물 전체 중양에 대해 0.1 내지 3 중량%가 바람직하며, 모노머 함량은 잉크 조성물 전체 중량에 대해 3 내지 20 중량%가 바람직하다.
본 발명의 코팅용 잉크 조성물은 표시장치에 장착할 유기, 플라스틱 필름에 별도로 코팅처리하여 사용하거나, 표시장치의 부품상에 직접 코팅처리하여 사용할 수 있다. 이러한 코팅은 통상적 방법으로 가능하며, 예를 들어 스핀코팅법, 롤코팅법을 사용할 수 있다. 또한 코팅 방법으로는 통상적인 방법으로 코팅 후 건조하는 방법으로 하거나 개시제 및 모노머를 추가로 사용하는 감광성 코팅 조성물의 경우 코팅, 노광, 건조 과정을 거칠 수 있다. 본 발명의 코팅용 잉크 조성물은 1 내지 30㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다. 1㎛ 미만일 경우 광흡수 능력이 떨어지며, 30㎛를 초과할 경우 코팅성이 저하되므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 광선택 흡수필터는 상술한 코팅용 잉크 조성물을 코팅 및 건조하거나 코팅 및 건조, 노광하여 제조한다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 >
1. 테트라아자포르피린 화합물의 합성
하기 표 1에 기재된 화합물 1 내지 화합물 9 및 비교예 1의 화합물 10종을 합성하였다.
R M
화합물 1 2-Ethylpentyl Cu
화합물 2 2-Ethylpentyl Zn
화합물 3 2-Ethylpentyl Co
화합물 4 2-Ethylpentyl VO
화합룰 5 2,4,4-Trimethylpentyl Cu
화합물 6 2,4,4-Trimethylpentyl Zn
화합물 7 2,4,4-Trimethylpentyl Co
화합물 8 Nonyl Cu
화합물 9 Undecyl Cu
비교 화합물 1 tert-butyl Cu
(1) 화합물 1의 합성
2-(헥산-3-일)말레오니트릴 3 g, 염화구리 0.48 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 2.25 g을 아밀알코올 15 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 20 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 1.20 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+ 질량 분석 결과 m/z 712.3[M-H]+로 화합물 1 exact mass의 711.3을 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(2) 화합물 2의 합성
2-(헥산-3-일)말레오니트릴 5 g, 염화아연 1.11 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 3.75 g을 아밀알코올 25 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 35 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 2.20 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 713.3[M-H]+로 화합물 2 exact mass의 712.3을 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(3) 화합물 3의 합성
2-(헥산-3-일)말레오니트릴 5 g, 브롬화코발트 1.78 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 3.75 g을 아밀알코올 25 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 35 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 1.85 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 709.3[M-H]+로 화합물 3 exact mass의 708.3을 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(4) 화합물 4의 합성
2-(헥산-3-일)말레오니트릴 5 g, 산화바나듐 0.54 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 3.75 g을 아밀알코올 25 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 35 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 2.10 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 717.4[M-H]+로 화합물 4 exact mass의 716.4를 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(5) 화합물 5의 합성
2-(2,4-디메틸펜탄-2-일)말레오니트릴 3 g, 염화구리 0.44 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 2.07 g을 아밀알코올 15 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 20 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 1.53 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 768.4[M-H]+로 화합물 5 exact mass의 767.4를 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(6) 화합물 6의 합성
2-(2,4-디메틸펜탄-2-일)말레오니트릴 10 g, 염화아연 2.04 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 6.92 g을 아밀알코올 50 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 70 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 5.54 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 769.4[M-H]+로 화합물 6 exact mass의 768.4를 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(7) 화합물 7의 합성
2-(2,4-디메틸펜탄-2-일)말레오니트릴 4 g, 브롬화코발트 1.31 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 2.76 g을 아밀알코올 25 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 70 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 2.10 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 765.4[M-H]+로 화합물 7 exact mass의 764.4를 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(8) 화합물 8의 합성
2-옥틸말레오니트릴 4 g, 염화구리 0.69 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 3.20 g을 아밀알코올 25 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 30 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 1.65 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 824.5[M-H]+로 화합물 8 exact mass의 823.5를 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(9) 화합물 9의 합성
2-데실말레오니트릴 3 g, 염화구리 0.36 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 1.67 g을 아밀알코올 15 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 20 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 1.43 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 936.6[M-H]+로 화합물 9 exact mass의 935.6을 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
(10) 비교 화합물 1의 합성
2-터트-부틸말레오니트릴 5 g, 염화구리 0.97 g, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-엔 4.54 g을 아밀알코올 25 g에 투입하고 교반한다. 반응 온도를 130 ℃로 승온하여 8시간 동안 반응한다. 반응완료 후 반응액을 냉각한 후, 감압 농축하여 2/3 제거한 후 메탄올을 투입하여 결정화를 한다. 결정을 감압 여과 후, 메탄올 35 g 혼합액에 1시간 동안 분산 교반한다. 결정을 흡입 여과 후, 60 ℃에서 진공 건조하여 테트라아자포르피린 화합물 2.77 g을 얻었다. 이온화 모드 ESI+로 질량 분석 결과 m/z 600.2[M-H]+로 화합물 9 exact mass의 599.2를 주성분으로 한 화합물인 것을 확인하였다.
2. 용해도 평가
화합물 1 내지 화합물 9와 비교 화합물을 PGMEA에 용해하여 각각의 용해도를 확인하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
화합물 용해도
화합물 1 >13%
화합물 2 >10%
화합물 3 >9%
화합물 4 >9%
화합물 5 >15%
화합물 6 >13%
화합물 7 >11%
화합물 8 >7%
화합물 9 >6%
비교 화합물 1 <0.5%
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물 1 내지 화합물 9의 경우, 비교 화합물 1보다 용해도가 우수한 것을 알 수 있다.
3. 코팅용 잉크 조성물의 제조
실시예 1 : 코팅용 잉크 조성물의 제조
바인더 수지로 폴리메틸메타크릴레이트 30 g 및 용기용제로 메틸에틸케톤 100 ml를 혼합하였다. 이 조제액에 화합물 1 50 mg을 용해시켜 코팅용 잉크 조성물을 얻었다.
실시예 2 내지 9 및 비교예 : 코팅용 잉크 조성물의 제조
표 3에 기재 된 바와 같이 착색제로서 화합물 1 대신 화합물 2 내지 화합물 9 및 비교 화합물 1을 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 조성과 방법으로 수지 조성물을 제조하였다
실시예 화합물 실시예 화합물
실시예 2 화합물 2 실시예 3 화합물 3
실시예 4 화합물 4 실시예 5 화합물 5
실시예 6 화합물 6 실시예 7 화합물 7
실시예 8 화합물 8 실시예 9 화합물 9
비교예 비교 화합물 1
4. 코팅용 잉크 조성물의 저장안정성 평가
실시예 1 및 실시예 2 내지 실시예 9 및 비교예의 코팅용 잉크 조성물을 코니칼튜브에 넣은 후 각각 5, 25, 40℃로 설정된 항온조에 30일간 보관하였다. 30일 후 코니칼튜브 벽면에 색소 석출 유무를 육안으로 판별 후 하기 표 4에 결과를 나타내었다.
○ : 색소 석출 안됨
× : 색소 석출 됨
구분 평가 결과 구분 평가 결과
실시예 1 ○ 실시예 2 ○
실시예 3 ○ 실시예 4 ○
실시예 5 ○ 실시예 6 ○
실시예 7 ○ 실시예 8 ○
실시예 9 ○ 비교예 ×
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 9의 경우, 비교예보다 코팅용 잉크 조성물의 저장안정성이 우수한 것을 알 수 있다.
5. 광선택 흡수필터의 제조
10 ㎝ × 10 ㎝의 유리기판 위에 상기 실시예 1내지 실시예 9 및 비교예의 코팅용 잉크 조성물을 스핀 코팅하여 90 ℃의 핫플레이트에서 건조한 후, 상온에서 냉각하여 각각 8 ㎛ 두께로 된 광선택 흡수필터를 얻었다.
6. 광선택 흡수필터의 특정 파장 흡수성능 평가
상기 방법으로 제조된 광선택 흡수필터를 분광광도계인 Otsuka electronic사의 MCPD3700을 사용하여 색 특성을 확인하였다. 즉 λmax 파장 부근의 최저 투과율과 그 전후 파장 500nm 및 630nm에서의 투과율의 비로 특정 파장의 흡수성능의 여부를 평가하여 표 5에 나타내었다.
○ : 투과율 비 15 초과
△ : 투과율 비 5 이상 15 이하
× : 투과율 비 5 미만
구분 λmax (nm) 500nm 투과율/λmax 투과율 630nm 투과율/λmax 투과율 평가 결과
실시예 1 590 20.22 19.57 ○
실시예 2 595 16.80 17.25 ○
실시예 3 593 14.89 14.54 △
실시예 4 598 19.25 19.93 ○
실시예 5 587 18.87 17.90 ○
실시예 6 591 17.43 17.55 ○
실시예 7 588 19.14 18.76 ○
실시예 8 597 16.93 17.82 ○
실시예 9 595 15.65 15.29 ○
비교예 2 585 4.32 3.97 ×
표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 9의 경우, 비교예보다 특정 파장 흡수성능이 월등히 우수한 것을 확인할 수 있다.

Claims (6)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 색소 화합물.
    화학식 1
    Figure pat00009

    상기 화학식 1에서,
    R은 탄소수 7 내지 12의 직쇄형 또는 가지형 알킬기이고,
    M은 2가의 금속원자, 3가 또는 4가의 치환 금속원자 또는 산화 금속원자를 나타낸다.
  2. 하기 화학식 2로 표시되는 색소 화합물.
    화학식 2
    Figure pat00010

    상기 화학식 2에서,
    R은 탄소수 7 내지 12의 직쇄형 또는 가지형 알킬기이고,
    M은 2가의 금속원자, 3가 또는 4가의 치환 금속원자 또는 산화 금속원자를 나타낸다.
  3. 하기 화학식 3으로 표시되는 색소 화합물.
    화학식 3
    Figure pat00011

    상기 화학식 3에서,
    R은 탄소수 7 내지 12의 직쇄형 또는 가지형 알킬기이고,
    M은 2가의 금속원자, 3가 또는 4가의 치환 금속원자 또는 산화 금속원자를 나타낸다.
  4. 하기 화학식 4로 표시되는 색소 화합물.
    화학식 4
    Figure pat00012

    상기 화학식 4에서,
    R은 탄소수 7 내지 12의 직쇄형 또는 가지형 알킬기이고,
    M은 2가의 금속원자, 3가 또는 4가의 치환 금속원자 또는 산화 금속원자를 나타낸다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 하나 이상 포함하는, 코팅용 잉크 조성물.
  6. 제5항에 따른 코팅용 잉크 조성물을 포함하는 광선택 흡수필터.
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