JP7772129B2 - Optical filter, imaging device and optical sensor - Google Patents
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Description
本発明は、可視波長領域の光を透過し、近赤外波長領域の光を遮蔽する光学フィルタおよび該光学フィルタを備えた撮像装置および光学センサーに関する。 The present invention relates to an optical filter that transmits light in the visible wavelength range and blocks light in the near-infrared wavelength range, as well as an imaging device and optical sensor equipped with the optical filter.
固体撮像素子を用いた撮像装置には、色調を良好に再現し鮮明な画像を得るため、可視域の光(以下「可視光」ともいう)を透過し近赤外域の光(以下「近赤外光」ともいう)を遮蔽する光学フィルタが用いられる。該光学フィルタとしては、ガラス基材上に、近赤外吸収色素と樹脂を含む吸収層と、近赤外光を遮蔽する誘電体多層膜からなる反射層とを設けた近赤外カットフィルタが知られている。 In order to reproduce color tones well and obtain clear images, imaging devices using solid-state imaging elements use optical filters that transmit light in the visible range (hereinafter also referred to as "visible light") and block light in the near-infrared range (hereinafter also referred to as "near-infrared light"). A known example of such an optical filter is a near-infrared cut filter, which has an absorption layer containing a near-infrared absorbing dye and resin on a glass substrate, and a reflective layer made of a dielectric multilayer film that blocks near-infrared light.
このような近赤外カットフィルタは、環境光センサーなどの用途に用いられており、その場合、近赤外光の特定の長波長域の光を吸収し、可視光域は高い透過率を有することが求められていた。 Such near-infrared cut filters are used in applications such as ambient light sensors, and in these cases, they are required to absorb light in a specific long wavelength range of near-infrared light and have high transmittance in the visible light range.
環境光センサー用の光学フィルタとして、例えば、特許文献1には、近赤外光の長波長域である波長850~1050nmに吸収能をもつ色素を用いた光学フィルタが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an optical filter for an ambient light sensor that uses a dye that has absorption capabilities in the long wavelength range of near-infrared light, that is, wavelengths of 850 to 1050 nm.
また、特許文献2には、近赤外光の長波長域に吸収を有する吸収ガラスに代わって、該波長域における吸収特性が良好であるとともに、小型で肉厚の薄い形状が容易に得られ、なおかつ研磨加工時に微小欠陥が発生しにくく、コストと生産性に優れた近赤外線カットフィルタの技術が記載されている。特許文献2では、ジイモニウム系色素、シアニン系色素およびオニウム塩を組み合わせた色素と透明樹脂を含有する光学フィルムを用いて上記特性の近赤外線カットフィルタを得る技術が開示されている。 Patent Document 2 also describes a technology for near-infrared cut filters that, instead of absorbing glass that absorbs in the long wavelength region of near-infrared light, have good absorption characteristics in this wavelength region, can be easily produced in small, thin shapes, are less likely to develop micro-defects during polishing, and are cost-effective and productive. Patent Document 2 discloses a technology for obtaining near-infrared cut filters with the above characteristics using an optical film containing a transparent resin and a dye that combines a diimonium dye, a cyanine dye, and an onium salt.
しかしながら、近赤外光の長波長域において吸収能を有する特定の色素と透明樹脂を含有する吸収層を用いた上記の光学フィルタにおいては、可視光の透過率、特に視感に強く影響する緑色や赤色の透過率が十分に高いとは言えなかった。 However, the above-mentioned optical filters, which use an absorption layer containing a specific dye and transparent resin that has the ability to absorb light in the long wavelength range of near-infrared light, do not have a sufficiently high transmittance for visible light, particularly for green and red light, which have a strong influence on visual perception.
本発明は、近赤外光の長波長域、特には、850~1100nmの波長域の光を効果的に遮蔽できるとともに、可視光の透過率、特に緑色や赤色の透過率を十分に高く維持できる光学フィルタ、および該光学フィルタを用いた色再現性に優れる撮像装置および光学センサーの提供を目的とする。 The present invention aims to provide an optical filter that can effectively block light in the long wavelength range of near-infrared light, particularly light in the wavelength range of 850 to 1100 nm, while maintaining sufficiently high transmittance for visible light, particularly green and red light, and to provide an imaging device and optical sensor that use this optical filter and have excellent color reproducibility.
本発明の一態様に係る光学フィルタは、透明樹脂と、最大吸収波長が850~1100nmの波長領域にある近赤外線吸収色素(A)を含有する吸収層と、誘電体多層膜とを有する光学フィルタであって、
下記(3-2)~(3-8)の要件をすべて満足する。
(3-2)入射角0度で測定される光学特性において、490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(0°)が82%以上である。
(3-3)入射角0度で測定される光学特性において、590~630nmの波長領域における平均透過率TAVE590-630(0°)が50%以上である。
(3-4)600~800nmの波長領域において、入射角0度で透過率が50%となる波長λ50%(0°)と入射角30度で透過率が50%となる波長λ50%(30°)の差の絶対値|λ50%(30°)-λ50%(0°)|が5nm以下である。
(3-5)入射角30度で測定される490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(30°)が80%以上である。
(3-6)入射角30度で測定される、前記近赤外線吸収色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値が3以上である。
(3-7)600~800nmの波長領域において、入射角0度で透過率が50%となる波長λ50%(0°)と入射角50度で透過率が50%となる波長λ50%(50°)の差の絶対値|λ50%(50°)-λ50%(0°)|が15nm以下である。
(3-8)入射角50度で測定される490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(50°)が70%以上である。
An optical filter according to one aspect of the present invention is an optical filter including a transparent resin, an absorption layer containing a near-infrared absorbing dye (A) having a maximum absorption wavelength in a wavelength region of 850 to 1100 nm, and a dielectric multilayer film,
Satisfy all of the following requirements (3-2) to (3-8).
(3-2) In the optical properties measured at an incident angle of 0 degrees, the average transmittance T AVE490-560 (0°) in the wavelength range of 490 to 560 nm is 82% or more.
(3-3) In the optical properties measured at an incident angle of 0 degrees, the average transmittance T AVE590-630 (0°) in the wavelength range of 590 to 630 nm is 50% or more.
(3-4) In the wavelength region of 600 to 800 nm, the absolute value of the difference between the wavelength λ 50% (0°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 0 degrees and the wavelength λ 50% (30°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 30 degrees, |λ 50% (30°) −λ 50% (0°) |, is 5 nm or less.
(3-5) The average transmittance T AVE490-560(30°) in the wavelength region of 490 to 560 nm measured at an incident angle of 30 degrees is 80% or more.
(3-6) The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR of the near-infrared absorbing dye (A) ±10 nm, measured at an incident angle of 30 degrees, is 3 or more.
(3-7) In the wavelength region of 600 to 800 nm, the absolute value of the difference between the wavelength λ 50%(0°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 0 degrees and the wavelength λ 50%(50°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 50 degrees, |λ 50%(50°) −λ 50%(0°) |, is 15 nm or less.
(3-8) The average transmittance T AVE490-560(50°) in the wavelength region of 490 to 560 nm measured at an incident angle of 50 degrees is 70% or more.
本発明はまた、本発明の光学フィルタを備えた撮像装置および光学センサーを提供する。 The present invention also provides an imaging device and an optical sensor equipped with the optical filter of the present invention.
本発明によれば、近赤外光の長波長域、特には、850~1100nmの波長域の光を効果的に遮蔽できるとともに、可視光の透過率、特に緑色や赤色の透過率を十分に高く維持できる光学フィルタ、および該光学フィルタを用いた色再現性に優れる撮像装置および光学センサーが提供できる。 The present invention provides an optical filter that can effectively block light in the long wavelength range of near-infrared light, particularly light in the wavelength range of 850 to 1100 nm, while maintaining sufficiently high transmittance for visible light, particularly green and red light, as well as an imaging device and optical sensor that use this optical filter and have excellent color reproducibility.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本明細書において、近赤外線吸収色素を「NIR色素」、紫外線吸収色素を「UV色素」と略記することもある。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
In this specification, the near-infrared absorbing dye may be abbreviated as "NIR dye" and the ultraviolet absorbing dye may be abbreviated as "UV dye".
本明細書において、式(A1)で示される化合物を化合物(A1)という。他の式で表される化合物も同様である。化合物(A1)からなる色素を色素(A1)ともいい、他の色素についても同様である。また、例えば、式(1x)で表される基を基(1x)とも記し、他の式で表される基も同様である。 In this specification, a compound represented by formula (A1) is referred to as compound (A1). The same applies to compounds represented by other formulas. A dye consisting of compound (A1) is also referred to as dye (A1), and the same applies to other dyes. Furthermore, for example, a group represented by formula (1x) is also referred to as group (1x), and the same applies to groups represented by other formulas.
本明細書において、内部透過率とは、実測透過率/(100-反射率)の式で示される、実測透過率から界面反射の影響を引いて得られる透過率である。本明細書において、樹脂からなる透明基板の透過率、吸収層等の色素が樹脂に含有される場合を含む樹脂層の透過率の分光は、「透過率」と記載されている場合も全て「内部透過率」である。一方、色素をジクロロメタン等の溶媒に溶解して測定される透過率、誘電体多層膜を有する光学フィルタの透過率は、実測透過率である。 In this specification, internal transmittance is the transmittance obtained by subtracting the effect of interfacial reflection from the measured transmittance, as expressed by the formula: measured transmittance / (100 - reflectance). In this specification, the transmittance of a transparent substrate made of resin, and the transmittance spectrum of a resin layer, including those in which a dye such as an absorption layer is contained in the resin, are all "internal transmittance" even when referred to as "transmittance." On the other hand, the transmittance measured by dissolving a dye in a solvent such as dichloromethane, and the transmittance of an optical filter having a dielectric multilayer film are all measured transmittance.
本明細書において、特定の波長域について、透過率が例えば90%以上とは、その全波長領域において透過率が90%を下回らない、すなわちその波長領域において最小透過率が90%以上であることをいう。同様に、特定の波長域について、透過率が例えば1%以下とは、その全波長領域において透過率が1%を超えない、すなわちその波長領域において最大透過率が1%以下であることをいう。内部透過率においても同様である。特定の波長域における平均透過率および平均内部透過率は、該波長域の1nm毎の透過率および内部透過率の相加平均である。
本明細書において、数値範囲を表す「~」では、上下限を含む。
In this specification, for example, a transmittance of 90% or more in a specific wavelength range means that the transmittance is not below 90% in the entire wavelength range, i.e., the minimum transmittance in that wavelength range is 90% or more. Similarly, for example, a transmittance of 1% or less in a specific wavelength range means that the transmittance is not more than 1% in the entire wavelength range, i.e., the maximum transmittance in that wavelength range is 1% or less. The same applies to internal transmittance. The average transmittance and average internal transmittance in a specific wavelength range are the arithmetic mean of the transmittance and internal transmittance per 1 nm in that wavelength range.
In this specification, the use of "to" to indicate a range of values includes the upper and lower limits.
<光学フィルタ>
本発明の一実施形態の光学フィルタ(以下、「本フィルタ」ともいう。)は、ガラス転移点(以下、「Tg」ともいう。)が130℃以上の透明樹脂(以下、透明樹脂(P)ともいう。)と、下記(1-1)~(1-6)の全ての要件を満足するNIR色素(A)を含有する吸収層と、誘電体多層膜からなる反射層とを有する。
<Optical filter>
An optical filter according to one embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as "the filter") comprises a transparent resin (hereinafter also referred to as "transparent resin (P)") having a glass transition temperature (hereinafter also referred to as "Tg") of 130°C or higher, an absorption layer containing an NIR dye (A) that satisfies all of the requirements (1-1) to (1-6) below, and a reflective layer made of a dielectric multilayer film.
(1-1)NIR色素(A)を透明樹脂(P)に含有させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線SCTRにおいて、最大吸収波長λmax(A)TRが850~1100nmの波長領域にある。
(1-2)分光透過率曲線SCTRにおいて最大吸収波長λmax(A)TRでの内部透過率を10%としたときの波長490~560nmの光の平均内部透過率TAVE490-560(A)TRが90%以上である。
(1-1) In the spectral transmittance curve SC TR at wavelengths of 350 to 1200 nm measured by incorporating the NIR dye (A) into the transparent resin (P), the maximum absorption wavelength λ max(A)TR is in the wavelength region of 850 to 1100 nm.
(1-2) In the spectral transmittance curve SC TR , when the internal transmittance at the maximum absorption wavelength λ max(A)TR is 10%, the average internal transmittance T AVE490-560(A)TR of light with wavelengths of 490 to 560 nm is 90% or more.
(1-3)分光透過率曲線SCTRにおいて最大吸収波長λmax(A)TRでの内部透過率を10%としたときの波長590~630nmの光の平均内部透過率TAVE590-630(A)TRが90%以上である。
(1-4)分光透過率曲線SCTRは、最大吸収波長λmax(A)TRでの内部透過率を10%としたときに、650~1150nmの波長領域で内部透過率が50%となる波長を2つ有し、該2つの波長間の幅が180nm以上である。
(1-3) In the spectral transmittance curve SC TR , when the internal transmittance at the maximum absorption wavelength λ max(A)TR is 10%, the average internal transmittance T AVE590-630(A)TR of light with wavelengths of 590 to 630 nm is 90% or more.
(1-4) The spectral transmittance curve SC TR has two wavelengths in the wavelength region of 650 to 1150 nm at which the internal transmittance is 50% when the internal transmittance at the maximum absorption wavelength λ max(A)TR is 10%, and the width between the two wavelengths is 180 nm or more.
(1-5)NIR色素(A)をジクロロメタンに溶解させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線SCDCMにおける最大吸収波長λmax(A)DCMでの光の透過率を10%としたときの波長490~560nmの光の平均透過率TAVE490-560(A)DCMから平均内部透過率TAVE490-560(A)TRを引いた値が10%以下である。
(1-6)分光透過率曲線SCDCMにおける最大吸収波長λmax(A)DCMでの光の透過率を10%としたときの波長590~630nmの光の平均透過率TAVE590-630(A)DCMから平均内部透過率TAVE590-630(A)TRを引いた値が10%以下である。
(1-5) The NIR dye (A) is dissolved in dichloromethane and measured at a wavelength of 350 to 1200 nm in a spectral transmittance curve SC DCM . When the transmittance of light at the maximum absorption wavelength λ max(A) DCM is set to 10%, the value obtained by subtracting the average internal transmittance T AVE490-560(A) TR from the average transmittance T AVE490-560(A) DCM for light with a wavelength of 490 to 560 nm is 10% or less.
(1-6) The spectral transmittance curve SC DCM has a maximum absorption wavelength λ max (A) DCM. When the transmittance of light at this wavelength is 10%, the average transmittance T AVE590-630(A) DCM for light having a wavelength of 590 to 630 nm is subtracted from the average internal transmittance T AVE590-630(A) TR , which is 10% or less.
本フィルタは、吸収層が(1-1)~(1-6)の特性を有するNIR色素(A)と透明樹脂(P)を含有することで、近赤外光の長波長域、特には、850~1100nmの波長域の光を効果的に遮蔽できるとともに、可視光の透過率、特に緑色や赤色の透過率を十分に高く維持できる。一般的には,最大吸収波長が長波長域にあるNIR色素では会合の寄与もあり、ジクロロメタン中での可視光の高透過率を透明樹脂中では再現しづらいことが知られている。NIR色素(A)は、上記(1-5)~(1-6)に示されるとおり、透明樹脂(P)との関係において、ジクロロメタン中での可視光の高透過率を維持していることがわかる。 This filter's absorption layer contains an NIR dye (A) with properties (1-1) to (1-6) and a transparent resin (P), which effectively blocks light in the long wavelength range of near-infrared light, particularly light in the 850 to 1100 nm wavelength range, while maintaining sufficiently high transmittance for visible light, particularly green and red light. It is generally known that NIR dyes with maximum absorption wavelengths in the long wavelength range, due in part to aggregation, make it difficult to reproduce the high transmittance of visible light in dichloromethane in a transparent resin. As shown above in (1-5) to (1-6), the NIR dye (A) maintains high transmittance for visible light in dichloromethane in relation to the transparent resin (P).
NIR色素(A)は、さらに以下の(1-7)~(1-9)から選ばれる1以上を満足するのが好ましく、2以上を満足するのがより好ましく、全てを満足するのが特に好ましい。 The NIR dye (A) preferably satisfies one or more of the following (1-7) to (1-9), more preferably two or more, and particularly preferably all of them.
(1-7)分光透過率曲線SCDCMにおける最大吸収波長λmax(A)DCMでの光の透過率を10%としたときの波長435~480nmの光の平均透過率TAVE435-480(A)DCMから、分光透過率曲線SCTRにおける最大吸収波長λmax(A)TRでの内部透過率を10%としたときの波長435~480nmの光の平均内部透過率TAVE435-480(A)TRを引いた値が10%以下である。
(1-8)平均透過率TAVE490-560(A)DCMから平均内部透過率TAVE490-560(A)TRを引いた値が5%以下である。
(1-9)平均透過率TAVE590-630(A)DCMから平均内部透過率TAVE590-630(A)TRを引いた値が5%以下である。
(1-7) The average internal transmittance T AVE435-480(A)TR of light having a wavelength of 435 to 480 nm when the internal transmittance at the maximum absorption wavelength λ max(A)TR in the spectral transmittance curve SC TR is 10% is less than or equal to 10%.
(1-8) The value obtained by subtracting the average internal transmittance T AVE490-560(A) TR from the average transmittance T AVE490-560(A) DCM is 5% or less.
(1-9) The value obtained by subtracting the average internal transmittance T AVE590-630(A) TR from the average transmittance T AVE590-630(A) DCM is 5% or less.
本フィルタは、透明基板をさらに有してもよい。この場合、吸収層および反射層は、透明基板の主面上に設けられる。本フィルタは、吸収層と反射層を、透明基板の同一主面上に有してもよく、異なる主面上に有してもよい。吸収層と反射層を同一主面上に有する場合、これらの積層順は特に限定されない。 The filter may further include a transparent substrate. In this case, the absorbing layer and the reflective layer are provided on the main surface of the transparent substrate. The filter may include the absorbing layer and the reflective layer on the same main surface of the transparent substrate, or on different main surfaces. When the absorbing layer and the reflective layer are provided on the same main surface, there are no particular limitations on the order in which they are stacked.
本フィルタは、また他の機能層を有してもよい。他の機能層としては、例えば可視光の透過率損失を抑制する反射防止層が挙げられる。特に、吸収層が最表面の構成をとる場合には、吸収層と空気との界面で反射による可視光透過率損失が発生するため、吸収層上に反射防止層を設けるとよい。 This filter may also have other functional layers. Examples of other functional layers include an anti-reflection layer that suppresses loss of visible light transmittance. In particular, when the absorption layer is configured as the outermost surface, loss of visible light transmittance occurs due to reflection at the interface between the absorption layer and air, so it is recommended to provide an anti-reflection layer on the absorption layer.
次に、図面を用いて本フィルタの構成例について説明する。図1は、吸収層11の一方の主面上に反射層12を備えた光学フィルタ10Aの構成例である。光学フィルタ10Aにおいて、吸収層11は、NIR色素(A)と透明樹脂(P)とを含有する層で構成できる。吸収層11は、後述のNIR色素(B)および/またはNIR色素(C)をさらに含有してもよい。その場合、吸収層11は、複数の層が積層した構成であってよく、各層にはNIR色素(A)、NIR色素(B)および/またはNIR色素(C)が適宜組み合わされて含有される。なお、「吸収層11の一方の主面(上)に、反射層12を備える」とは、吸収層11に接触して反射層12が備わる場合に限らず、吸収層11と反射層12との間に、別の機能層が備わる場合も含み、以下の構成も同様である。 Next, an example of the filter configuration will be described using the drawings. FIG. 1 shows an example of an optical filter 10A having a reflective layer 12 on one major surface of an absorbing layer 11. In the optical filter 10A, the absorbing layer 11 can be composed of a layer containing an NIR dye (A) and a transparent resin (P). The absorbing layer 11 may further contain an NIR dye (B) and/or an NIR dye (C), as described below. In this case, the absorbing layer 11 may be composed of multiple laminated layers, each containing an appropriate combination of an NIR dye (A), an NIR dye (B), and/or an NIR dye (C). Note that "having a reflective layer 12 on one major surface (above) of the absorbing layer 11" does not necessarily mean that the reflective layer 12 is provided in contact with the absorbing layer 11, but also includes a case in which another functional layer is provided between the absorbing layer 11 and the reflective layer 12, and the same applies to the following configurations.
図2は、透明基板と吸収層と反射層を有する実施形態の光学フィルタの一例を概略的に示す断面図である。光学フィルタ10Bは、透明基板13と透明基板13の一方の主面上に配置された吸収層11と透明基板13の他方の主面上に設けられた反射層12を有する。光学フィルタ10Bにおいて、吸収層11は、光学フィルタ10Aと同様の構成とできる。 Figure 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of an optical filter according to an embodiment having a transparent substrate, an absorption layer, and a reflection layer. Optical filter 10B has a transparent substrate 13, an absorption layer 11 disposed on one major surface of transparent substrate 13, and a reflection layer 12 disposed on the other major surface of transparent substrate 13. In optical filter 10B, absorption layer 11 can have the same configuration as optical filter 10A.
図3は、吸収層11を備え、吸収層11の両主面上に、反射層12aおよび12bをそれぞれ備えた光学フィルタ10Cの構成例である。図4は、透明基板13の一方の主面に吸収層11を備え、透明基板13の他方の主面上および吸収層11の主面上に、反射層12aおよび12bを備えた光学フィルタ10Dの構成例である。光学フィルタ10C、10Dにおいて、吸収層11は、光学フィルタ10Aと同様の構成とできる。 Figure 3 shows an example of the configuration of optical filter 10C, which includes an absorption layer 11 and reflective layers 12a and 12b on both major surfaces of the absorption layer 11. Figure 4 shows an example of the configuration of optical filter 10D, which includes an absorption layer 11 on one major surface of a transparent substrate 13 and reflective layers 12a and 12b on the other major surface of the transparent substrate 13 and on the major surface of the absorption layer 11. In optical filters 10C and 10D, the absorption layer 11 can have the same configuration as optical filter 10A.
図5は、透明基板13の両主面に吸収層11aおよび11bを備え、さらに吸収層11aおよび11bの主面上に、反射層12aおよび12bを備えた光学フィルタ10Eの構成例である。 Figure 5 shows an example configuration of an optical filter 10E that includes absorption layers 11a and 11b on both major surfaces of a transparent substrate 13, and further includes reflection layers 12a and 12b on the major surfaces of the absorption layers 11a and 11b.
図3、図4および図5において、組み合わせる2層の反射層12a、12bは、同一でも異なってもよい。例えば、反射層12a、12bは、紫外光および近赤外光を反射し、可視光を透過する特性を有し、反射層12aが、紫外光と第1の近赤外域の光を反射し、反射層12bが、紫外光と第2の近赤外域の光を反射する構成でもよい。 In Figures 3, 4, and 5, the two combined reflective layers 12a, 12b may be the same or different. For example, reflective layers 12a, 12b may have the properties of reflecting ultraviolet light and near-infrared light and transmitting visible light, with reflective layer 12a reflecting ultraviolet light and light in the first near-infrared range, and reflective layer 12b reflecting ultraviolet light and light in the second near-infrared range.
また、図5において、2層の吸収層11aと11bは、少なくとも一方が本フィルタにおける上記構成を備える吸収層である。吸収層11aと11bは同一でも異なってもよい。吸収層11aと11bが異なる場合、例えば、吸収層11aと11bが、各々、近赤外線吸収層と紫外線吸収層の組合せでもよく、紫外線吸収層と近赤外線吸収層の組合せでもよい。 Also, in Figure 5, at least one of the two absorption layers 11a and 11b has the above-described configuration in this filter. Absorption layers 11a and 11b may be the same or different. When absorption layers 11a and 11b are different, for example, absorption layers 11a and 11b may each be a combination of a near-infrared absorption layer and an ultraviolet absorption layer, or a combination of an ultraviolet absorption layer and a near-infrared absorption layer.
また、光学フィルタ10Eにおいて、吸収層11a、11bがNIR色素(A)に加えて後述のNIR色素(B)および/またはNIR色素(C)を含有する場合、吸収層11aと11bにそれぞれ含有されるNIR色素は、適宜組み合わせが可能である。例えば、光学フィルタ10Eが、NIR色素(A)~(C)を含有する場合、吸収層11aおよび11bの一方がNIR色素(A)~(C)から選ばれる1種を含有し、他方が2種を含有する構成であってもよい。さらに、吸収層11aおよび11bは、それぞれ、単層でもよく複数の層が積層した構成であってもよい。 Furthermore, in the optical filter 10E, when the absorption layers 11a and 11b contain NIR dye (B) and/or NIR dye (C) described below in addition to the NIR dye (A), the NIR dyes contained in the absorption layers 11a and 11b can be combined as appropriate. For example, when the optical filter 10E contains NIR dyes (A) to (C), one of the absorption layers 11a and 11b may contain one type selected from the NIR dyes (A) to (C), and the other may contain two types. Furthermore, the absorption layers 11a and 11b may each be a single layer or a laminate of multiple layers.
図6は、図2に示す光学フィルタ10Bの吸収層11の主面上に反射防止層14を備えた光学フィルタ10Fの構成例である。反射層が設けられず、吸収層が最表面の構成をとる場合には、吸収層上に反射防止層を設けるとよい。なお、反射防止層は、吸収層の最表面だけでなく、吸収層の側面全体も覆う構成でもよい。その場合、吸収層の防湿の効果を高められる。 Figure 6 shows an example of the configuration of an optical filter 10F that has an anti-reflection layer 14 on the main surface of the absorption layer 11 of the optical filter 10B shown in Figure 2. If no reflection layer is provided and the absorption layer is configured as the outermost surface, it is preferable to provide an anti-reflection layer on the absorption layer. The anti-reflection layer may be configured to cover not only the outermost surface of the absorption layer, but also the entire side surface of the absorption layer. In this case, the moisture-proof effect of the absorption layer can be enhanced.
以下、吸収層、反射層、透明基板および反射防止層について説明する。
(吸収層)
吸収層は、上記(1-1)~(1-6)の特性を有する、好ましくはさらに上記(1-7)~(1-9)から選ばれる1以上の特性を有するNIR色素(A)と透明樹脂(P)を含有する。
The absorbing layer, the reflective layer, the transparent substrate and the anti-reflection layer will be described below.
(Absorption layer)
The absorbing layer contains an NIR dye (A) having the properties (1-1) to (1-6) above, and preferably further having one or more properties selected from the properties (1-7) to (1-9) above, and a transparent resin (P).
吸収層は、典型的には、透明樹脂(P)中にNIR色素(A)が均一に溶解または分散した層または(樹脂)基板である。吸収層は、本発明の効果を損なわない範囲でNIR色素(A)以外にその他のNIR色素を含有してもよい。さらに、吸収層は、本発明の効果を損なわない範囲でNIR色素以外の色素、特にはUV色素を含有してもよい。 The absorbing layer is typically a layer or (resin) substrate in which the NIR dye (A) is uniformly dissolved or dispersed in the transparent resin (P). The absorbing layer may contain other NIR dyes in addition to the NIR dye (A) as long as the effects of the present invention are not impaired. Furthermore, the absorbing layer may contain dyes other than the NIR dye, particularly UV dyes, as long as the effects of the present invention are not impaired.
その他のNIR色素としては、透明樹脂(P)に含有させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線において、それぞれ、1100~1200nmの波長領域に最大吸収波長を有するNIR色素(B)、630~750nmの波長領域に最大吸収波長を有するスクアリリウム色素であるNIR色素(C)が好ましい。本フィルタの要求特性に応じて、吸収層はNIR色素(A)に加えて、NIR色素(B)およびNIR色素(C)のいずれか一方を含有してもよく、両方を含有してもよい。 Other preferred NIR dyes are NIR dye (B), which has a maximum absorption wavelength in the wavelength range of 1100 to 1200 nm, and NIR dye (C), which is a squarylium dye, which has a maximum absorption wavelength in the wavelength range of 630 to 750 nm, when measured in a spectral transmittance curve for wavelengths of 350 to 1200 nm when incorporated into a transparent resin (P). Depending on the required characteristics of the filter, the absorption layer may contain either NIR dye (B) or NIR dye (C), or both, in addition to NIR dye (A).
吸収層がNIR色素(B)を含有することで、NIR色素(A)の吸収波長域より長波長域の近赤外光を吸収でき、該吸収層により吸収ガラスに相当する波長域の吸収が得られる。吸収層がNIR色素(C)を含有することで、本フィルタにおける誘電体多層膜からなる反射層の入射角依存性の影響を低減できる。 By including NIR dye (B) in the absorption layer, it is possible to absorb near-infrared light in a wavelength range longer than the absorption wavelength range of NIR dye (A), and the absorption layer can achieve absorption in a wavelength range equivalent to that of absorbing glass. By including NIR dye (C) in the absorption layer, it is possible to reduce the effect of the incidence angle dependency of the reflective layer, which is made of a dielectric multilayer film, in this filter.
[NIR色素(A)]
NIR色素(A)は、(1-1)に規定されるとおり、最大吸収波長λmax(A)TRが850~1100nmの波長領域にある。最大吸収波長λmax(A)TRは、900~1050nmの波長領域にあるのが好ましい。
[NIR dye (A)]
As defined in (1-1), the NIR dye (A) has a maximum absorption wavelength λ max ( A)TR in the wavelength range of 850 to 1100 nm, and preferably in the wavelength range of 900 to 1050 nm.
NIR色素(A)は、(1-2)に規定されるとおり、TAVE490-560(A)TRが90%以上である。TAVE490-560(A)TRは、92%以上が好ましく、94%以上がより好ましい。NIR色素(A)は、(1-3)に規定されるとおり、TAVE590-630(A)TRが90%以上である。TAVE590-630(A)TRは、91%以上が好ましく、94%以上がより好ましい。 As defined in (1-2), the NIR dye (A) has a T AVE490-560(A)TR of 90% or more. The T AVE490-560(A)TR is preferably 92% or more, and more preferably 94% or more. As defined in (1-3), the NIR dye (A) has a T AVE590-630(A)TR of 90% or more. The T AVE590-630(A)TR is preferably 91% or more, and more preferably 94% or more.
NIR色素(A)は、(1-4)に規定されるとおり、最大吸収波長λmax(A)TRでの内部透過率を10%としたときの分光透過率曲線SCTRが、650~1150nmの波長領域で内部透過率が50%となる波長を2つ有し、該2つの波長間の幅WT50%が180nm以上である。WT50%は200nm以上が好ましく、300nm以上がより好ましい。上記50%となる波長のうち短波長側の波長は、650nm以上が好ましく、700nm以上がより好ましい。WT50%の上限は380nm程度が好ましく、370nm程度がより好ましく、320nm程度がさらに好ましい。 As defined in (1-4), the NIR dye (A) has a spectral transmittance curve SC TR , when the internal transmittance at the maximum absorption wavelength λ max (A) TR is 10%, at two wavelengths in the wavelength region of 650 to 1150 nm at which the internal transmittance is 50%, and the width W T50% between the two wavelengths is 180 nm or more. W T50% is preferably 200 nm or more, more preferably 300 nm or more. The wavelength on the shorter wavelength side of the wavelengths at which the internal transmittance is 50% is preferably 650 nm or more, more preferably 700 nm or more. The upper limit of W T50% is preferably about 380 nm, more preferably about 370 nm, and even more preferably about 320 nm.
NIR色素(A)は、(1-5)に規定されるとおり、TAVE490-560(A)DCM-TAVE490-560(A)TRが10%以下であり、(1-6)に規定されるとおり、TAVE590-630(A)DCM-TAVE590-630(A)TRが10%以下である。TAVE490-560(A)DCM-TAVE490-560(A)TRおよびTAVE590-630(A)DCM-TAVE590-630(A)TRはそれぞれ、8%以下が好ましい。 As defined in (1-5), the NIR dye (A) has a T AVE490-560(A)DCM -T AVE490-560(A)TR of 10% or less, and as defined in (1-6), the T AVE590-630(A)DCM -T AVE590-630(A)TR of 10% or less. Each of T AVE490-560(A)DCM -T AVE490-560(A)TR and T AVE590-630(A)DCM -T AVE590-630(A)TR is preferably 8% or less.
ここで、TAVE490-560(A)DCMおよびTAVE590-630(A)DCMは、NIR色素(A)をジクロロメタンに溶解させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線SCDCMにおける最大吸収波長λmax(A)DCMでの光の透過率を10%としたときの、それぞれ波長490~560nmの光の平均透過率および波長590~630nmの光の平均透過率である。λmax(A)DCMは、850~1100nmの波長領域にあることが好ましく、900~1000nmの波長領域にあることがより好ましい。 Here, T AVE490-560(A)DCM and T AVE590-630(A)DCM are the average transmittance of light with a wavelength of 490 to 560 nm and the average transmittance of light with a wavelength of 590 to 630 nm, respectively, when the transmittance of light at the maximum absorption wavelength λ max(A)DCM in the spectral transmittance curve SC DCM of 350 to 1200 nm measured by dissolving the NIR dye (A) in dichloromethane is 10%. λ max(A)DCM is preferably in the wavelength range of 850 to 1100 nm, more preferably in the wavelength range of 900 to 1000 nm.
NIR色素(A)は、(1-7)に示すTAVE435-480(A)DCM-TAVE435-480(A)TRが10%以下であることが好ましく、9%以下がより好ましく、7%以下がさらに好ましい。NIR色素(A)は、(1-8)に示すTAVE490-560(A)DCM-TAVE490-560(A)TRが5%以下であることが好ましく、4%以下がより好ましく、3%以下がさらに好ましい。NIR色素(A)は、(1-9)に示すTAVE590-630(A)DCM-TAVE590-630(A)TRが5%以下であることが好ましく、4%以下がより好ましく、3%以下がさらに好ましい。 The NIR dye (A) preferably has a T AVE435-480(A)DCM -T AVE435-480(A)TR shown in (1-7) of 10% or less, more preferably 9% or less, and even more preferably 7% or less. The NIR dye (A) preferably has a T AVE490-560(A)DCM -T AVE490-560(A)TR shown in (1-8) of 5% or less, more preferably 4% or less, and even more preferably 3% or less. The NIR dye (A) preferably has a T AVE590-630(A)DCM -T AVE590-630(A)TR shown in (1-9) of 5% or less, more preferably 4% or less, and even more preferably 3% or less.
NIR色素(A)としては、透明樹脂(P)との関係において(1-1)~(1-6)の要件を満たす限り、分子構造は特に制限されない。具体的には、シアニン色素、クロコニウム色素、フタロシアニン色素、スクアリリウム色素、ジイモニウム色素、トリス型イモニウム色素、およびジケトピロロピロール色素からなる群から選ばれる少なくとも1種の色素が挙げられ、可視光高透過性の観点および吸収層幅の広さからトリス型イモニウム色素が特に好ましい。 There are no particular restrictions on the molecular structure of the NIR dye (A), so long as it satisfies the requirements (1-1) to (1-6) in relation to the transparent resin (P). Specific examples include at least one dye selected from the group consisting of cyanine dyes, croconium dyes, phthalocyanine dyes, squarylium dyes, diimonium dyes, tris-type immonium dyes, and diketopyrrolopyrrole dyes. Tris-type immonium dyes are particularly preferred from the standpoint of high visible light transmittance and wide absorption layer width.
NIR色素(A)であるトリス型イモニウム色素として、具体的には、下式(A1)で示される化合物および下式(A2)で示される化合物から選ばれる1種以上が好ましい。 Specific examples of the tris-type immonium dye that is the NIR dye (A) include one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (A1) and compounds represented by the following formula (A2):
式(A1)および(A2)中の記号は以下のとおりである。
R201~R206およびR221~R226はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、スルホ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、リン酸基、炭素原子間に酸素原子を有してもよく、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、または、置換されていてもよい、炭素数6~14のアリール基、炭素数7~14のアラルキル基、もしくは員数が3~14のヘテロ環基である。ただし、置換または非置換のアミノ基がフェニル基に結合した基は除く。さらに、R201~R206およびR221~R226において、同一の窒素原子に結合する2つの基は互いに結合して、前記窒素原子とともに員数3~8のヘテロ環を形成していてもよく、該環に結合する水素原子は、炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。
The symbols in formulas (A1) and (A2) are as follows:
R 201 to R 206 and R 221 to R 226 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a sulfo group, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a phosphate group, an optionally substituted alkyl or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have an oxygen atom between the carbon atoms, or an optionally substituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms, or a heterocyclic group having 3 to 14 members, excluding groups in which a substituted or unsubstituted amino group is bonded to a phenyl group. Furthermore, in R 201 to R 206 and R 221 to R 226 , two groups bonded to the same nitrogen atom may bond to each other to form a 3 to 8-membered heterocyclic ring together with the nitrogen atom, and a hydrogen atom bonded to the ring may be substituted with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
R207~R218およびR227~R238はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよいアミノ基、アミド基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、または、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基である。R207~R218およびR227~R238において、互いにとなり合う2つの基は、互いに結合してフェニル基の2個の炭素原子とともに員数3~8の環を形成してもよく、該環に結合する水素原子は、炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。 R 207 to R 218 and R 227 to R 238 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted amino group, an amido group, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, or an alkyl group or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom. In R 207 to R 218 and R 227 to R 238 , two adjacent groups may be bonded to each other to form a ring having 3 to 8 members together with two carbon atoms of the phenyl group, and a hydrogen atom bonded to the ring may be substituted with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
R201~R206およびR221~R226において、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、置換されていてもよい、炭素数6~14のアリール基、炭素数7~14のアラルキル基、もしくは員数が3~14のヘテロ環基における置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~6のアルキル基で置換されていてもよいアミノ基、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、炭素数1~6のアシルオキシ基が挙げられる。 In R 201 to R 206 and R 221 to R 226 , examples of the substituent in the optionally substituted alkyl or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, the optionally substituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms, the aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms, or the heterocyclic group having 3 to 14 members include a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxyl group, a sulfo group, a cyano group, and an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms.
環を形成していない場合のR207~R218およびR227~R238は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または、炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基が好ましい。アルキル基もしくはアルコキシ基の炭素数は1~6が好ましく、1~4がより好ましい。 When no ring is formed, R 207 to R 218 and R 227 to R 238 are each independently preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. The alkyl or alkoxy group preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably has 1 to 4 carbon atoms.
R207~R218およびR227~R238において、互いにとなり合う2つの基が結合してフェニル基の2個の炭素原子とともに形成される環は、脂環であっても芳香環であってもよく、ヘテロ環であってもよい。ヘテロ原子としては窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられる。 In R 207 to R 218 and R 227 to R 238 , the ring formed by bonding two adjacent groups together with the two carbon atoms of the phenyl group may be an alicyclic ring, an aromatic ring, or a heterocyclic ring. Examples of heteroatoms include a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom.
R207~R218およびR227~R238において、互いにとなり合う2つの基が結合する組合せは、式(A1)、式(A2)において、中心の窒素原子に結合する3個の各フェニル基において2組ずつ計6組存在する。具体的には、式(A1)においては、R207とR208、R209とR210、R211とR212、R213とR214、R215とR216、R217とR218の6組である。式(A2)においては、R227とR228、R229とR230、R231とR232、R233とR234、R235とR236、R237とR238の6組である。 In R 207 to R 218 and R 227 to R 238 , there are six combinations in total of two pairs of adjacent groups bonded to each other in the three phenyl groups bonded to the central nitrogen atom in formula (A1) and formula (A2). Specifically, in formula (A1), there are six pairs: R 207 and R 208 , R 209 and R 210 , R 211 and R 212 , R 213 and R 214 , R 215 and R 216 , and R 217 and R 218 . In formula (A2), there are six pairs of R 227 and R 228 , R 229 and R 230 , R 231 and R 232 , R 233 and R 234 , R 235 and R 236 , and R 237 and R 238 .
式(A1)のR207~R218および式(A2)のR227~R238において、となり合う2つの基が結合する組数は1組であっても、2組以上であってもよく、最大6組全てが結合してもよい。3個のフェニル基について、各1組合計3組が結合するのが好ましい。 In R 207 to R 218 in formula (A1) and R 227 to R 238 in formula (A2), the number of pairs of adjacent groups bonded may be one, two or more, or up to six pairs may all be bonded. It is preferred that one pair for each of the three phenyl groups, for a total of three pairs, be bonded.
上記となり合う2つの基が結合した2価の基として、具体的には、ヘテロ原子として窒素原子を1~2個含んでもよく、原子間に不飽和結合を有してもよい、炭素数1~6のアルキレン基が挙げられる。より具体的には、以下の基(X-1)~(X-4)が挙げられる。なお、これらの2価の基が有する水素原子は、炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。 Specific examples of the divalent group formed by bonding two adjacent groups include alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, which may contain 1 or 2 nitrogen atoms as heteroatoms and which may have an unsaturated bond between atoms. More specific examples include the following groups (X-1) to (X-4). Note that the hydrogen atoms in these divalent groups may be substituted with alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms.
-(CH2)n-(nは1~6の整数) …(X-1)
-CH=CH-CH=CH- …(X-2)
-CH2-CH=CH- …(X-3)
-N=CH-NH- …(X-4)
—(CH 2 ) n —(n is an integer of 1 to 6) (X-1)
-CH=CH-CH=CH-...(X-2)
-CH 2 -CH=CH-...(X-3)
-N=CH-NH-...(X-4)
R207~R218およびR227~R238は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または、炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基が好ましく、水素原子または炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基が好ましい。アルキル基もしくはアルコキシ基の炭素数は1~6が好ましく、1~4がより好ましい。 R 207 to R 218 and R 227 to R 238 are each independently preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. The alkyl or alkoxy group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms.
また、R201とR207、R202とR210、R203とR211、R204とR214、R205とR215、R206とR218、R221とR227、R222とR230、R223とR231、R224とR234、R225とR235、R226とR238は、互いに結合して、フェニル基に結合する窒素原子および該フェニル基の2個の炭素原子とともに員数4~8のヘテロ環を形成してもよく、該環に結合する水素原子は、炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。
Xa-およびXb-はそれぞれ独立して一価の陰イオンを表す。
Furthermore, R 201 and R 207 , R 202 and R 210 , R 203 and R 211 , R 204 and R 214 , R 205 and R 215 , R 206 and R 218 , R 221 and R 227 , R 222 and R 230 , R 223 and R 231 , R 224 and R 234 , R 225 and R 235 , and R 226 and R 238 may be bonded to each other to form a 4-8 membered heterocycle together with the nitrogen atom bonded to the phenyl group and two carbon atoms of the phenyl group, and a hydrogen atom bonded to the ring may be substituted by an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
Xa - and Xb - each independently represent a monovalent anion.
上記において、アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状またはこれらの構造を組み合わせた構造でもよい。また、以下のアリール基がアルキル基を有する場合のアルキル基、アラルキル基のアルキル基についても同様である。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子および塩素原子が好ましい。 In the above, the alkyl group may be linear, branched, or cyclic, or may be a combination of these structures. The same applies to the alkyl group when the aryl group below has an alkyl group, and the alkyl group of the aralkyl group below. Examples of halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms, with fluorine and chlorine atoms being preferred.
上記において、アリール基は芳香族化合物が有する芳香環(ただし、ヘテロ原子を含まない)、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル等を構成する炭素原子を介して結合する基をいう。アリール基は該結合に寄与する炭素原子以外の環構成原子に結合する水素原子がアルキル基置換されている構造、例えば、トリル基、キシリル基を含む。 In the above, an aryl group refers to a group that bonds via a carbon atom constituting an aromatic ring (but not including a heteroatom) possessed by an aromatic compound, such as a benzene ring, naphthalene ring, or biphenyl. Aryl groups also include structures in which hydrogen atoms bonded to ring-constituting atoms other than the carbon atom that contributes to the bond are substituted with alkyl groups, such as tolyl and xylyl groups.
上記において、アラルキル基は、芳香環(ただし、ヘテロ原子を含まない)にアルキル基が結合し、該アルキル基を構成する炭素原子を介して結合する基をいう。アラルキル基は、該結合に寄与するアルキル基が結合する原子以外の環構成原子に結合する水素原子がアルキル基置換されている構造を含む。 In the above, an aralkyl group refers to a group in which an alkyl group is bonded to an aromatic ring (but does not contain heteroatoms) via a carbon atom that constitutes the alkyl group. Aralkyl groups also include structures in which a hydrogen atom bonded to a ring-constituting atom other than the atom to which the alkyl group that contributes to the bond is bonded is substituted with an alkyl group.
上記において、ヘテロ環基は、環を構成する原子が炭素原子と炭素原子以外の原子からなる脂環または芳香環を構成する原子を介して結合する基である。ヘテロ環基は該結合に寄与する原子以外の環構成原子に結合する水素原子がアルキル基置換されている構造を含む。ヘテロ環が有する炭素原子以外の原子としては、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子が挙げられ、個数としては1~2個が好ましい。 In the above, the heterocyclic group is a group in which the atoms constituting the ring are bonded via atoms constituting an alicyclic or aromatic ring composed of carbon atoms and atoms other than carbon atoms. Heterocyclic groups include a structure in which hydrogen atoms bonded to ring-constituting atoms other than the atoms contributing to the bond are substituted with alkyl groups. Atoms other than carbon atoms contained in the heterocyclic ring include oxygen atoms, nitrogen atoms, and sulfur atoms, and the number of atoms other than carbon atoms is preferably 1 to 2.
Xa-およびXb-としては、それぞれ独立して、Cl-、Br-、I-、F-、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、CF3SO3 -、CH3C6H4SO3 -、N[SO2Rf]2 -、C[SO2Rf]3 -等が挙げられる。 Xa - and Xb - each independently include Cl - , Br - , I - , F - , ClO 4 - , BF 4 - , PF 6 - , SbF 6 - , CF 3 SO 3 - , CH 3 C 6 H 4 SO 3 - , N[SO 2 R f ] 2 - , C[SO 2 R f ] 3 - , and the like.
ここで、Rfは、炭素数1~4のフルオロアルキル基であり、炭素数1~2のフルオロアルキル基であることが好ましく、炭素数1のフルオロアルキル基であることがより好ましい。炭素数が上記範囲内であると、耐熱性、耐湿性等の耐久性、および後述する有機溶媒への溶解性が良好である。このようなRfとしては、例えば、-CF3、-C2F5、-C3F7、-C4F9等のパーフルオロアルキル基、-C2F4H、-C3F6H、-C2F8H等が挙げられる。 Here, Rf is a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a fluoroalkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and more preferably a fluoroalkyl group having 1 carbon atom. When the number of carbon atoms is within the above range, durability such as heat resistance and moisture resistance, and solubility in organic solvents described below are good. Examples of such Rf include perfluoroalkyl groups such as -CF3 , -C2F5 , -C3F7 , and -C4F9 , -C2F4H , -C3F6H , and -C2F8H .
耐湿性の観点からは、上記フルオロアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましく、トリフルオロメチル基であることがより好ましい。 From the standpoint of moisture resistance, the fluoroalkyl group is preferably a perfluoroalkyl group, and more preferably a trifluoromethyl group.
Xa-およびXb-としては、それぞれ独立して、I-、BF4-、SbF6 -、PF6 -、ClO4 -、N[SO2CF3]2 -、C[SO2CF3]3 -等が好ましく、ジクロロメタン溶液中と樹脂中との光学特性の差が小さい点で、SbF6 -、PF6 -およびN[SO2CF3]2 -がより好ましく、SbF6 -、N[SO2CF3]2 -が特に好ましい。また、光耐久性の観点から、BF4-、PF6 -、N[SO2CF3]2 -が好ましい。 Xa - and Xb - are each independently preferably I - , BF 4 - , SbF 6 - , PF 6 - , ClO 4 - , N[SO 2 CF 3 ] 2 - , C[SO 2 CF 3 ] 3 - , etc., with SbF 6 - , PF 6 - and N[SO 2 CF 3 ] 2 - being more preferred in terms of small difference in optical properties between a dichloromethane solution and a resin, and SbF 6 - and N[SO 2 CF 3 ] 2 - being particularly preferred. Also, from the viewpoint of light durability, BF 4 - , PF 6 - , and N[SO 2 CF 3 ] 2 - are preferred.
色素(A1)について、中心の窒素原子に結合する3個のフェニル基の4位に結合する窒素原子に結合する基の構造に基づいて以下の式(A1a)、式(A1b)、式(A1c)でそれぞれ示される3種類の色素(A1a)~(A1c)に分類した。色素(A2)についても同様に、中心の窒素原子に結合する3個のフェニル基の4位に結合する窒素原子に結合する基の構造に基づいて以下の式(A2a)、式(A2b)、式(A2c)でそれぞれ示される3種類の色素(A2a)~(A2c)に分類した。 Dye (A1) was classified into three types of dyes (A1a) to (A1c) represented by the following formulas (A1a), (A1b), and (A1c), respectively, based on the structure of the group bonded to the nitrogen atom bonded to the 4th position of the three phenyl groups bonded to the central nitrogen atom. Dye (A2) was similarly classified into three types of dyes (A2a) to (A2c) represented by the following formulas (A2a), (A2b), and (A2c), respectively, based on the structure of the group bonded to the nitrogen atom bonded to the 4th position of the three phenyl groups bonded to the central nitrogen atom.
色素(A1a)および色素(A2a)は、3個のフェニル基の4位に結合する窒素原子(以下、4位の窒素原子)がヘテロ環を形成していない構造である。 Dye (A1a) and dye (A2a) have a structure in which the nitrogen atoms bonded to the 4-positions of the three phenyl groups (hereinafter referred to as the 4-position nitrogen atoms) do not form a heterocycle.
色素(A1b)および色素(A2b)は、3個の4位の窒素原子に結合するそれぞれ2つの基のうち少なくとも1組が互いに結合してヘテロ環を形成した構造である。3個の4位の窒素原子に結合するそれぞれ2つの基の2組が互いに結合しても、3組全てが結合していてもよい。 Dye (A1b) and dye (A2b) each have a structure in which at least one pair of two groups bonded to three nitrogen atoms at the 4-position are bonded to each other to form a heterocycle. Two pairs of two groups bonded to three nitrogen atoms at the 4-position may be bonded to each other, or all three pairs may be bonded to each other.
色素(A1c)および色素(A2c)は、3個の4位の窒素原子に結合する2つの基の少なくとも1つがフェニル基の3位または5位に結合する基と結合してヘテロ環を形成した構造である。色素(A1c)および色素(A2c)は、該ヘテロ環を2~6個有してもよい。 Dye (A1c) and dye (A2c) have a structure in which at least one of the two groups bonded to the three nitrogen atoms at the 4-position is bonded to a group bonded to the 3- or 5-position of the phenyl group to form a heterocycle. Dye (A1c) and dye (A2c) may have 2 to 6 such heterocycles.
式(A1a)および式(A2a)において、R201~R206およびR221~R226は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、スルホ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、リン酸基、炭素原子間に酸素原子を有してもよく、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、または、置換されていてもよい、炭素数6~14のアリール基、炭素数7~14のアラルキル基、もしくは員数が3~14のヘテロ環基である。ただし、置換または非置換のアミノ基がフェニル基に結合した基は除く。R201~R206およびR221~R226は、それぞれ独立して、炭素数1~12のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましい。R207~R218およびR227~R238は、それぞれ独立して、式(A1)および式(A2)におけるR207~R218およびR227~R238と同様にできる。 In formula (A1a) and formula (A2a), R 201 to R 206 and R 221 to R 226 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a sulfo group, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a phosphate group, an optionally substituted alkyl or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have an oxygen atom between the carbon atoms, or an optionally substituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms, or a heterocyclic group having 3 to 14 members. However, groups in which a substituted or unsubstituted amino group is bonded to a phenyl group are excluded. R 201 to R 206 and R 221 to R 226 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 207 to R 218 and R 227 to R 238 may each independently be the same as R 207 to R 218 and R 227 to R 238 in formula (A1) and formula (A2).
式(A1b)において、Q1、Q2およびQ3は、式(A1)におけるR201とR202、R203とR204およびR205とR206が、それぞれ結合して、これらの基が結合していた窒素原子とともに員数3~8のヘテロ環を形成した場合の2価の基を示す。式(A2b)において、Q11、Q12およびQ13は、式(A2)におけるR221とR222、R223とR224およびR225とR226が、それぞれ結合して、これらの基が結合していた窒素原子とともに員数3~8のヘテロ環を形成した場合の2価の基を示す。 In formula (A1b), Q 1 , Q 2 and Q 3 represent divalent groups formed when R 201 and R 202 , R 203 and R 204 , and R 205 and R 206 in formula (A1) are bonded to each other to form, together with the nitrogen atom to which these groups were bonded, a heterocycle having 3 to 8 members. In formula (A2b), Q 11 , Q 12 and Q 13 represent divalent groups formed when R 221 and R 222 , R 223 and R 224 , and R 225 and R 226 in formula (A2) are bonded to each other to form, together with the nitrogen atom to which these groups were bonded, a heterocycle having 3 to 8 members.
式(A1b)および式(A2b)は、それぞれQ1~Q3およびQ11~Q13のうち少なくとも1つを有すればよく、2つ以上有してもよく、3つ有してもよい。なお、Q1~Q3およびQ11~Q13に結合する水素原子は、独立して炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。 Formula (A1b) and Formula (A2b) may each have at least one of Q 1 to Q 3 and Q 11 to Q 13 , and may have two or more, or even three. The hydrogen atoms bonded to Q 1 to Q 3 and Q 11 to Q 13 may be independently substituted with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
Q1~Q3およびQ11~Q13は、それぞれ独立して、-(CH2)n1-(n1は2~7の整数)で示されるアルキレン基であるのが好ましく、該アルキレン基の水素原子は、炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。 It is preferable that Q 1 to Q 3 and Q 11 to Q 13 are each independently an alkylene group represented by —(CH 2 ) n1 — (n1 is an integer of 2 to 7), and a hydrogen atom of the alkylene group may be substituted by an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
ヘテロ環を形成しない場合の、R201~R206およびR221~R226は、それぞれ独立して、式(A1a)および式(A2a)におけるR201~R206およびR221~R226と同様にできる。R207~R218およびR227~R238はそれぞれ独立して、式(A1)および式(A2)におけるR207~R218およびR227~R238と同様にできる。 When no heterocycle is formed, R 201 to R 206 and R 221 to R 226 can each independently be the same as R 201 to R 206 and R 221 to R 226 in formula (A1a) and formula (A2a). R 207 to R 218 and R 227 to R 238 can each independently be the same as R 207 to R 218 and R 227 to R 238 in formula (A1) and formula (A2).
式(A1c)において、Q4~Q9は、それぞれ、R201とR207、R202とR210、R203とR211、R204とR214、R205とR215、R206とR218が結合して、これらの基が結合していた窒素原子およびフェニル基の炭素原子とともに員数4~8のヘテロ環を形成した場合の2価の基を示す。式(A2c)において、Q14~Q19は、それぞれ、R221とR227、R222とR230、R223とR231、R224とR234、R225とR235、R226とR238が結合して、これらの基が結合していた窒素原子およびフェニル基の炭素原子とともに員数4~8のヘテロ環を形成した場合の2価の基を示す。 In formula (A1c), Q 4 to Q 9 each represent a divalent group formed when R 201 and R 207 , R 202 and R 210 , R 203 and R 211 , R 204 and R 214 , R 205 and R 215 , and R 206 and R 218 are bonded to form a 4-8 membered heterocycle together with the nitrogen atom to which these groups are bonded and the carbon atom of the phenyl group. In formula (A2c), Q to Q each represent a divalent group formed by combining R 221 and R 227 , R 222 and R 230 , R 223 and R 231 , R 224 and R 234 , R 225 and R 235 , and R 226 and R 238 together with the nitrogen atom to which these groups are bonded and the carbon atom of the phenyl group to form a 4-8-membered heterocycle.
式(A1c)および式(A2c)は、それぞれQ4~Q9およびQ14~Q19のうち少なくとも1つを有すればよく、2つ以上有してもよく、最大6つ有してもよい。なお、Q4~Q9およびQ14~Q19に結合する水素原子は、独立して炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。 Formula (A1c) and Formula (A2c) may each have at least one of Q4 to Q9 and Q14 to Q19 , and may have two or more, or up to 6. The hydrogen atoms bonded to Q4 to Q9 and Q14 to Q19 may be independently substituted with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
Q4~Q9およびQ14~Q19は、それぞれ独立して、-(CH2)n2-(n2は1~5の整数)で示されるアルキレン基であるのが好ましく、該アルキレン基の水素原子は、炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。 It is preferable that Q 4 to Q 9 and Q 14 to Q 19 are each independently an alkylene group represented by —(CH 2 ) n2 — (n2 is an integer of 1 to 5), and a hydrogen atom of the alkylene group may be substituted by an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
ヘテロ環を形成しない場合の、R201~R218およびR221~R238はそれぞれ独立して、式(A1)および式(A2)におけるR201~R218およびR221~R238と同様にできる。 When no heterocycle is formed, R 201 to R 218 and R 221 to R 238 may each independently be the same as R 201 to R 218 and R 221 to R 238 in formula (A1) and formula (A2).
色素(A1a)および色素(A2a)としては、より具体的には、それぞれR201~R218およびR221~R238が、以下の表1および表2に示される化合物が挙げられる。例示する色素(A1a)においては、R201、R203、R205として同一の基を有するため、表1ではこれらをまとめて1つの欄に示した。R202、R204、R206についても同様にしてまとめて示した。R207~R218については、中心の窒素原子に結合する3個のフェニル基において、同じ位置の置換基をまとめて、「R207、R211、R215」、「R208、R212、R216」、「R209、R213、R217」、「R210、R214、R218」のように示した。色素(A2a)においても同様の記載方法とした。 More specifically, dye (A1a) and dye (A2a) include compounds in which R 201 to R 218 and R 221 to R 238 are shown in Tables 1 and 2, respectively. In the exemplified dye (A1a), R 201 , R 203 , and R 205 have the same group, so they are shown together in one column in Table 1. R 202 , R 204 , and R 206 are also shown together in the same manner. For R 207 to R 218 , the substituents at the same position in the three phenyl groups bonded to the central nitrogen atom are collectively represented as "R 207 , R 211 , R 215 ,""R 208 , R 212 , R 216 ,""R 209 , R 213 , R 217 ," and "R 210 , R 214 , R 218 ." The same notation is used for dye (A2a).
表1中、色素(A1a-21)および色素(A1a-23)については、互いにとなり合う3組の2つの基、R207とR208、R211とR212、およびR215とR216が、それぞれ結合して形成される2価の基を、「R207、R211、R215」の欄と、「R208、R212、R216」の欄を結合した欄に記載した。色素(A1a-22)については、互いにとなり合う3組の2つの基、R209とR210、R213とR214、およびR217とR218が、それぞれ結合して形成される2価の基を、「R209、R213、R217」の欄と、「R210、R214、R218」の欄を結合した欄に記載した。表2中の、色素(A2a-21)、色素(A2a-22)および色素(A2a-23)についても同様の記載方法とした。 In Table 1, for dye (A1a-21) and dye (A1a-23), the divalent groups formed by bonding three adjacent pairs of two groups, R 207 and R 208 , R 211 and R 212 , and R 215 and R 216 , are shown in the column linking "R 207 , R 211 , R 215 , " and the column linking "R 208 , R 212 , R 216 ." For dye (A1a-22), the divalent groups formed by bonding three adjacent pairs of two groups, R 209 and R 210 , R 213 and R 214 , and R 217 and R 218 , respectively, are described in the column combining "R 209 , R 213 , R 217 " and "R 210 , R 214 , R 218 ". The same description method is used for dye (A2a-21), dye (A2a-22), and dye (A2a-23) in Table 2.
表1、2には、Xa-およびXb-を示さないが、いずれの化合物においてもXa-またはXb-は、それぞれ独立して、Cl-、Br-、I-、F-、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、CF3SO3 -、CH3C6H4SO3 -、N[SO2Rf]2 -、または、C[SO2Rf]3 -である。Xa-およびXb-は、それぞれ独立して、I-、BF4-、SbF6 -、PF6 -、ClO4 -、N[SO2CF3]2 -またはC[SO2CF3]3 -が好ましい。 Tables 1 and 2 do not show Xa - and Xb - , but in all compounds, Xa - or Xb - is each independently Cl - , Br - , I - , F - , ClO 4 - , BF 4 - , PF 6 - , SbF 6 - , CF 3 SO 3 - , CH 3 C 6 H 4 SO 3 - , N[SO 2 R f ] 2 - , or C[SO 2 R f ] 3 - . Xa - and Xb - are each preferably independently I - , BF 4 - , SbF 6 - , PF 6 - , ClO 4 - , N[SO 2 CF 3 ] 2 - or C[SO 2 CF 3 ] 3 - .
上記好ましい一価の陰イオンに対応する色素の略号を以下のように示す。色素(A1a-1)においてXa-が、I-の場合を色素(A1a-1I)、BF4-の場合を色素(A1a-1B)、SbF6 -の場合を色素(A1a-1Sb)、PF6 -の場合を色素(A1a-1P)、ClO4 -の場合を色素(A1a-1Cl)、N[SO2CF3]2 -の場合を色素(A1a-1NS)、C[SO2CF3]3 -の場合を色素(A1a-1CS)と示す。表1、2に示す他の色素においても同様である。表1、2中、Phはフェニル基を示し、-C3H7等のアルキル基は全て直鎖のアルキル基である。 The abbreviations for the dyes corresponding to the above-mentioned preferred monovalent anions are shown as follows: When Xa - in dye (A1a-1) is I - , it is shown as dye (A1a-1I), when it is BF 4 - it is shown as dye (A1a-1B), when it is SbF 6 - it is shown as dye (A1a-1Sb), when it is PF 6 - it is shown as dye (A1a-1P), when it is ClO 4 - it is shown as dye (A1a-1Cl), when it is N[SO 2 CF 3 ] 2 - it is shown as dye (A1a-1NS), and when it is C[SO 2 CF 3 ] 3 - it is shown as dye (A1a-1CS). The same applies to the other dyes shown in Tables 1 and 2. In Tables 1 and 2, Ph represents a phenyl group, and all alkyl groups such as -C 3 H 7 are linear alkyl groups.
色素(A1b)としては、より具体的には、Q1~Q3、R207~R218が、以下の表3に示される化合物が挙げられる。例示する色素(A1b)においては、Q1、Q2、Q3として同一の基を有するため、表3ではこれらをまとめて1つの欄に示した。R207~R218については、表1と同様の記載とした。色素(A2b)としては、より具体的には、Q11~Q13、R227~R238が、以下の表4に示される化合物が挙げられる。例示する色素(A2b)においては、Q11、Q12、Q13として同一の基を有するため、表4ではこれらをまとめて1つの欄に示した。R227~R238については、表2と同様の記載とした。 More specific examples of the dye (A1b) include compounds in which Q 1 to Q 3 and R 207 to R 218 are shown in Table 3 below. In the exemplified dye (A1b), Q 1 , Q 2 , and Q 3 have the same groups, so in Table 3, these are shown together in one column. R 207 to R 218 are described in the same way as in Table 1. More specific examples of the dye (A2b) include compounds in which Q 11 to Q 13 and R 227 to R 238 are shown in Table 4 below. In the exemplified dye (A2b), Q 11 , Q 12 , and Q 13 have the same groups, so in Table 4, these are shown together in one column. R 227 to R 238 are described in the same way as in Table 2.
表3、4には、Xa-およびXb-を示さないが、いずれの化合物においてもXa-またはXb-は、表1に示す色素(A1a)と同様である。表3、4中、-C4H9等のアルキル基は全て直鎖のアルキル基である。 Tables 3 and 4 do not show Xa - and Xb - , but in all compounds, Xa - or Xb - is the same as that of dye (A1a) shown in Table 1. In Tables 3 and 4, all alkyl groups such as -C 4 H 9 are linear alkyl groups.
色素(A1c)としては、より具体的には、Q4~Q9、「R202、R204、R206」、「R208、R212、R216」、「R209、R213、R217」、「R210、R214、R218」が以下の表5に示される化合物が挙げられる。例示する色素(A1c)においては、Q4、Q6、Q8として同一の基を有するため、表5ではこれらをまとめて1つの欄に示した。さらに、Q5、Q7、Q9を有する場合、Q5、Q7、Q9として同一の基を有するため、表5ではこれらをまとめて1つの欄に示した。「R202、R204、R206」および「R210、R214、R218」は、色素(A1c)が、Q5、Q7、Q9を有しない場合に、存在する基である。 More specifically, dye (A1c) includes compounds in which Q4 to Q9 , " R202 , R204 , R206 ", " R208 , R212 , R216 ", " R209 , R213 , R217 ", and " R210 , R214 , R218 " are shown in Table 5 below. In the exemplified dye (A1c), Q4 , Q6 , and Q8 have the same group, so these are shown together in one column in Table 5. Furthermore, when Q5 , Q7 , and Q9 are present, Q5 , Q7 , and Q9 have the same group, so these are shown together in one column in Table 5. "R 202 , R 204 , R 206 " and "R 210 , R 214 , R 218 " are groups that are present when the dye (A1c) does not have Q 5 , Q 7 , or Q 9 .
色素(A2c)としては、より具体的には、Q14~Q19、「R222、R224、R226」、「R228、R232、R236」、「R229、R233、R237」、「R230、R234、R238」が以下の表6に示される化合物が挙げられる。例示する色素(A2c)においては、Q14、Q16、Q18として同一の基を有するため、表6ではこれらをまとめて1つの欄に示した。さらに、Q15、Q17、Q19を有する場合、Q15、Q17、Q19として同一の基を有するため、表6ではこれらをまとめて1つの欄に示した。「R222、R224、R226」および「R230、R234、R238」は、色素(A2c)が、Q15、Q17、Q19を有しない場合に、存在する基である。 More specifically, dye (A2c) includes compounds in which Q 14 to Q 19 , "R 222 , R 224 , R 226 ,""R 228 , R 232 , R 236 , ""R 229 , R 233 , R 237 ," and "R 230 , R 234 , R 238 " are shown in Table 6 below. In the exemplified dye (A2c), Q 14 , Q 16 , and Q 18 have the same group, so these are shown together in one column in Table 6. Furthermore, when Q 15 , Q 17 , and Q 19 are present, Q 15 , Q 17 , and Q 19 have the same group, so these are shown together in one column in Table 6. "R 222 , R 224 , R 226 " and "R 230 , R 234 , R 238 " are groups that are present when the dye (A2c) does not have Q 15 , Q 17 , or Q 19 .
「R202、R204、R206」、「R208、R212、R216」、「R209、R213、R217」、「R210、R214、R218」については、表1と同様の記載とした。「R222、R224、R226」、「R228、R232、R236」、「R229、R233、R237」、「R230、R234、R238」については、表2と同様の記載とした。 " R202 , R204 , R206 ", " R208 , R212 , R216 ", " R209 , R213 , R217 ", and " R210 , R214 , R218 " are described in the same way as in Table 1. " R222 , R224 , R226 ", " R228 , R232 , R236 ", " R229 , R233 , R237 ", and " R230 , R234 , R238 " are described in the same way as in Table 2.
なお、色素(A1c)および色素(A2c)において左右が対称の化合物、例えば、色素(A1c-1)と、「Q5、Q7、Q9」が-CH2-CH2-CH2-CH2-であり、「R201、R203、R205」が、-C2H5であり、「R207、R211、R215」、「R208、R212、R216」、「R209、R213、R217」、がHである化合物とは同じ化合物として扱う。 In addition, in dye (A1c) and dye (A2c), compounds that are symmetrical on the left and right, for example, dye (A1c-1) and a compound in which "Q 5 , Q 7 , Q 9 " are -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, "R 201 , R 203 , R 205 " are -C 2 H 5 , and "R 207 , R 211 , R 215 ", "R 208 , R 212 , R 216 ", and "R 209 , R 213 , R 217 " are H, are treated as the same compound.
表5、6には、Xa-およびXb-を示さないが、いずれの化合物においてもXa-またはXb-は、表1に示す色素(A1a)と同様である。表5、6中、-C3H7等のアルキル基は全て直鎖のアルキル基である。また、表5、6中、「Q4、Q6、Q8」、「Q5、Q7、Q9」、「Q14、Q16、Q18」、および「Q15、Q17、Q19」の欄に示す2価の基は、左側が窒素原子に結合し右側がフェニル基の炭素原子に結合する態様である。 Tables 5 and 6 do not show Xa- and Xb- , but in all compounds, Xa- or Xb- is the same as that for dye (A1a) shown in Table 1. In Tables 5 and 6 , all alkyl groups such as -C3H7 are linear alkyl groups. In addition, in Tables 5 and 6, the divalent groups shown in the columns " Q4 , Q6 , Q8 ,"" Q5 , Q7 , Q9 ,"" Q14 , Q16 , Q18 ," and " Q15 , Q17 , Q19 " are in an embodiment where the left side is bonded to a nitrogen atom and the right side is bonded to a carbon atom of a phenyl group.
色素(A1)としては、これらの中でも、色素(A1a)として、色素(A1a-5Sb)、色素(A1a-5NS)、色素(A1a-5P)、色素(A1a-5Cl)、色素(A1a-5B)、色素(A1a-1NS)、色素(A1a-4Sb)、色素(A1a-4NS)、色素(A1a-4P)、色素(A1a-7NS)、色素(A1a-7P)、等が好ましく、色素(A1a-5Sb)、色素(A1a-5NS)、色素(A1a-5P)、色素(A1a-4Sb)、色素(A1a-4NS)、色素(A1a-4P)がより好ましい。 As the dye (A1), among these, dye (A1a) such as dye (A1a-5Sb), dye (A1a-5NS), dye (A1a-5P), dye (A1a-5Cl), dye (A1a-5B), dye (A1a-1NS), dye (A1a-4Sb), dye (A1a-4NS), dye (A1a-4P), dye (A1a-7NS), dye (A1a-7P), etc. are preferred, and dye (A1a-5Sb), dye (A1a-5NS), dye (A1a-5P), dye (A1a-4Sb), dye (A1a-4NS), and dye (A1a-4P) are more preferred.
また、色素(A1b)として、色素(A1b-1Sb)、色素(A1b-1NS)、色素(A1b-1P)等が好ましい。色素(A1c)として、色素(A1c-3NS)、色素(A1c-3P)、色素(A1c-4NS)、色素(A1c-4P)、色素(A1c-10NS)、色素(A1c-10P)等が好ましく、色素(A1b-1NS)、色素(A1b-1NS)、色素(A1c-4NS)、色素(A1c-4P)、色素(A1c-10NS)、色素(A1c-10P)がより好ましい。 Furthermore, as the dye (A1b), dye (A1b-1Sb), dye (A1b-1NS), dye (A1b-1P), etc. are preferred. As the dye (A1c), dye (A1c-3NS), dye (A1c-3P), dye (A1c-4NS), dye (A1c-4P), dye (A1c-10NS), dye (A1c-10P), etc. are preferred, and dye (A1b-1NS), dye (A1c-1NS), dye (A1c-4NS), dye (A1c-4P), dye (A1c-10NS), dye (A1c-10P) are more preferred.
色素(A2)としては、これらの中でも、色素(A2a)として、色素(A2a-5Sb)、色素(A2a-5NS)、色素(A2a-5P)、色素(A2a-5Cl)、色素(A2a-5B)、色素(A2a-1NS)、色素(A2a-4Sb)、色素(A2a-4NS)、色素(A2a-4P)、色素(A2a-7NS)、色素(A2a-7P)、等が好ましく、色素(A2a-5Sb)、色素(A2a-5NS)、色素(A2a-5P)、色素(A2a-4Sb)、色素(A2a-4NS)、色素(A2a-4P)がより好ましい。 As the dye (A2), among these, dye (A2a) such as dye (A2a-5Sb), dye (A2a-5NS), dye (A2a-5P), dye (A2a-5Cl), dye (A2a-5B), dye (A2a-1NS), dye (A2a-4Sb), dye (A2a-4NS), dye (A2a-4P), dye (A2a-7NS), and dye (A2a-7P) are preferred, with dye (A2a-5Sb), dye (A2a-5NS), dye (A2a-5P), dye (A2a-4Sb), dye (A2a-4NS), and dye (A2a-4P) being more preferred.
また、色素(A2b)として、色素(A2b-1Sb)、色素(A2b-1NS)、色素(A2b-1P)等が好ましい。色素(A2c)として、色素(A2c-3NS)、色素(A2c-3P)、色素(A2c-4NS)、色素(A2c-4P)、色素(A2c-10NS)、色素(A2c-10P)等が好ましく、色素(A2b-1NS)、色素(A2b-1NS)、色素(A2c-4NS)、色素(A2c-4P)、色素(A2c-10NS)、色素(A2c-10P)がより好ましい。 Furthermore, as the dye (A2b), dye (A2b-1Sb), dye (A2b-1NS), dye (A2b-1P), etc. are preferred. As the dye (A2c), dye (A2c-3NS), dye (A2c-3P), dye (A2c-4NS), dye (A2c-4P), dye (A2c-10NS), dye (A2c-10P), etc. are preferred, and dye (A2b-1NS), dye (A2b-1NS), dye (A2c-4NS), dye (A2c-4P), dye (A2c-10NS), dye (A2c-10P) are more preferred.
NIR色素(A)は、1種の化合物からなってもよく、2種以上の化合物からなってもよい。2種以上の化合物からなる場合は、個々の化合物がNIR色素(A)の性質を必ずしも有する必要はなく、混合物として、NIR色素(A)の性質を有すればよい。 NIR dye (A) may consist of one type of compound, or two or more types of compounds. When consisting of two or more types of compounds, each individual compound does not necessarily have to have the properties of NIR dye (A); the mixture as a whole must have the properties of NIR dye (A).
色素(A1)および色素(A2)は、それぞれ公知の方法で製造できる。色素(A1a)~色素(A1c)は、例えば、日本国特開2007-197492号公報に記載された方法で製造可能である。色素(A2a)~色素(A2c)は、例えば、日本国特開2009-221146号公報に記載された方法で製造可能である。 Dye (A1) and dye (A2) can each be produced by a known method. Dye (A1a) to dye (A1c) can be produced, for example, by the method described in JP 2007-197492 A. Dye (A2a) to dye (A2c) can be produced, for example, by the method described in JP 2009-221146 A.
[NIR色素(B)]
NIR色素(B)は、透明樹脂(P)に含有させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線において、1100~1200nmの波長領域に最大吸収波長λmax(B)TRを有する色素である。最大吸収波長λmax(B)TRは、1100~1150nmの波長領域にあるのが好ましい。
[NIR dye (B)]
The NIR dye (B) is a dye that has a maximum absorption wavelength λ max(B)TR in the wavelength region of 1100 to 1200 nm in the spectral transmittance curve of 350 to 1200 nm measured when incorporated into the transparent resin (P). The maximum absorption wavelength λ max(B)TR is preferably in the wavelength region of 1100 to 1150 nm.
NIR色素(B)は、さらに、樹脂中での可視透過率が高い性能を有することが好ましい。 It is also preferable that the NIR dye (B) has high visible transmittance in the resin.
NIR色素(B)としては、最大吸収波長λmax(B)TRが1100~1200nmにあれば、分子構造は特に制限されない。具体的には、シアニン色素、クロコニウム色素、フタロシアニン色素、スクアリリウム色素、ジイモニウム色素、ジケトピロロピロール色素、金属錯体色素、および金属酸化物からなる群から選ばれる少なくとも1種の色素が挙げられ、可視光高透過性の観点からジイモニウム色素が特に好ましい。 The molecular structure of the NIR dye (B) is not particularly limited as long as the maximum absorption wavelength λmax (B)TR is in the range of 1100 to 1200 nm. Specific examples include at least one dye selected from the group consisting of cyanine dyes, croconium dyes, phthalocyanine dyes, squarylium dyes, diimonium dyes, diketopyrrolopyrrole dyes, metal complex dyes, and metal oxides. Diimonium dyes are particularly preferred from the viewpoint of high visible light transmittance.
NIR色素(B)であるジイモニウム色素として具体的には、下式(B1)で示される化合物および下式(B2)で示される化合物から選ばれる1種以上が好ましい。 Specific examples of the diimonium dye that is the NIR dye (B) include one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (B1) and compounds represented by the following formula (B2):
式(B1)および(B2)中の記号は以下のとおりである。
R241~R248およびR261~R268は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、スルホ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、リン酸基、炭素原子間に不飽和結合または酸素原子を有してもよく置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、または、置換されていてもよい、炭素数6~14のアリール基、炭素数7~14のアラルキル基、もしくは員数が3~14のヘテロ環基である。R241~R248およびR261~R268において、同一の窒素原子に結合する2つの基は互いに結合して、前記窒素原子とともに員数3~8のヘテロ環を形成していてもよく、該環に結合する水素原子は、炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。
The symbols in formulas (B1) and (B2) are as follows:
R 241 to R 248 and R 261 to R 268 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a sulfo group, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a phosphate group, an alkyl group or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have an unsaturated bond or an oxygen atom between carbon atoms and which may be substituted, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms, or a heterocyclic group having 3 to 14 members, which may be substituted. In R 241 to R 248 and R 261 to R 268 , two groups bonded to the same nitrogen atom may bond to each other to form a heterocyclic ring having 3 to 8 members together with the nitrogen atom, and a hydrogen atom bonded to the ring may be substituted by an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
R241~R248およびR261~R268において、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、置換されていてもよい、炭素数6~14のアリール基、炭素数7~14のアラルキル基、もしくは員数が3~14のヘテロ環基における置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~6のアルキル基で置換されていてもよいアミノ基、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、炭素数1~6のアシルオキシ基が挙げられる。 In R 241 to R 248 and R 261 to R 268 , examples of the substituent in the optionally substituted alkyl or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, the optionally substituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms, the aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms, or the heterocyclic group having 3 to 14 members include a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxyl group, a sulfo group, a cyano group, and an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms.
環を形成していない場合のR241~R248およびR261~R268は、それぞれ独立して、炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基が好ましい。アルキル基もしくはアルコキシ基の炭素数は1~8が好ましい。 When no ring is formed, R 241 to R 248 and R 261 to R 268 are each independently preferably an alkyl group or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. The alkyl group or alkoxy group preferably has 1 to 8 carbon atoms.
R241~R248およびR261~R268としては、以下の観点からは、炭素数4~6の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましい。炭素数4以上とすることにより、有機溶媒に対する溶解性が良好になり、炭素数6以下とすることにより耐熱性が向上する。耐熱性が向上する理由としては、色素の融点が上昇するからと考えられる。 R 241 to R 248 and R 261 to R 268 are preferably linear or branched alkyl groups having 4 to 6 carbon atoms from the following viewpoint: By making the number of carbon atoms 4 or more, solubility in organic solvents becomes good, and by making the number of carbon atoms 6 or less, heat resistance is improved. The reason for the improved heat resistance is thought to be that the melting point of the dye increases.
同一の窒素原子に結合する2つの基が互いに結合した場合の2価の基、すなわち、R241とR242、R243とR244、R245とR246、R247とR248が、それぞれ結合した場合の2価の基としては、-(CH2)n3-(n3は2~7の整数)で示されるアルキレン基であるのが好ましく、該アルキレン基の水素原子は、炭素数1~12のアルキル基に置換されていてもよい。 The divalent group formed when two groups bonded to the same nitrogen atom are bonded to each other, i.e., when R 241 and R 242 , R 243 and R 244 , R 245 and R 246 , and R 247 and R 248 are bonded to each other, is preferably an alkylene group represented by —(CH 2 ) n3 — (n3 is an integer of 2 to 7), and the hydrogen atom of the alkylene group may be substituted by an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
R249~R253およびR269~R273は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよいアミノ基、アミド基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、または、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基である。それぞれ4個のR249~R253、R269~R273は、同じであっても異なってもよい。 R 249 to R 253 and R 269 to R 273 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted amino group, an amido group, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom. Each of the four R 249 to R 253 and R 269 to R 273 may be the same or different.
R249~R253およびR269~R273は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または、炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基が好ましい。アルキル基もしくはアルコキシ基の炭素数は1~6が好ましく、1~4がより好ましい。 It is preferable that R 249 to R 253 and R 269 to R 273 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. The alkyl or alkoxy group preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
Xc-およびXd-はそれぞれ独立して一価の陰イオンを表す。Xc-およびXd-としては、例えば、Cl-、Br-、I-、F-、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、CF3SO3 -、CH3C6H4SO3 -、N[SO2Rf]2 -、C[SO2Rf]3 -等を挙げられる。これらのなかでも、PF6 -、N[SO2Rf]2 -、C[SO2Rf]3 -が好ましく、PF6 -、N[SO2Rf]2 -がより好ましい。 Xc - and Xd - each independently represent a monovalent anion. Examples of Xc - and Xd - include Cl - , Br - , I - , F - , ClO 4 - , BF 4 - , PF 6 - , SbF 6 - , CF 3 SO 3 - , CH 3 C 6 H 4 SO 3 - , N[SO 2 R f ] 2 - , and C[SO 2 R f ] 3 - . Among these, PF 6 - , N[SO 2 R f ] 2 - , and C[SO 2 R f ] 3 - are preferred, and PF 6 - and N[SO 2 R f ] 2 - are more preferred.
ここで、Rfは、上記Xa-およびXb-の場合と好ましい態様も含めて同様にできる。 Here, Rf can be the same as in the above-mentioned Xa- and Xb- , including preferred embodiments.
色素(B1)および色素(B2)としては、より具体的には、それぞれR241~R253およびR261~R273が、以下の表7および表8に示される化合物が挙げられる。例示する色素(B1)においては、R241、R243、R245、R247として同一の基を有するため、表7ではこれらをまとめて1つの欄に示した。R242、R244、R246、R248についても同様にしてまとめて示した。R249 4~R253 4については、R249~R253がそれぞれ4個の基または原子を有することを示し、4個の基または原子が同じ場合は、その基または原子の1つのみを記載した。異なる場合は「H,H,H,-CH3」のように4つの原子または基を記載した。原子または基の結合する位置は特定しない。例えば、「H,H,H,-CH3」は、-CH3がベンゼン環の窒素原子が結合する炭素原子以外の4個の炭素原子のいずれかに結合した場合を示す。 More specifically, examples of dye (B1) and dye (B2) include compounds in which R 241 to R 253 and R 261 to R 273 are shown in Tables 7 and 8 below, respectively. In the exemplified dye (B1), R 241 , R 243 , R 245 , and R 247 have the same group, so in Table 7, these are shown together in one column. The same is true for R 242 , R 244 , R 246 , and R 248. R 249 4 to R 253 4 indicate that R 249 to R 253 each have four groups or atoms, and when the four groups or atoms are the same, only one of those groups or atoms is shown. When they are different, the four atoms or groups are shown as "H, H, H, -CH 3 ". The bonding positions of the atoms or groups are not specified. For example, "H,H,H,-CH 3 " indicates that -CH 3 is bonded to any of the four carbon atoms other than the carbon atom to which the nitrogen atom of the benzene ring is bonded.
表7において、色素(B1-6)は、R241とR242、R243とR244、R245とR246、R247とR248が、それぞれ結合して、いずれも、-CH2-CH2-CH2-CH2-である場合を示す。これら表7における色素(B1)の記載方法を、表8における色素(B2)においても適用した。 In Table 7, dye (B1-6) represents a case where R 241 and R 242 , R 243 and R 244 , R 245 and R 246 , and R 247 and R 248 are bonded to each other to form —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 2 —. The same description method for dye (B1) in Table 7 was also applied to dye (B2) in Table 8.
表7、8には、Xc-およびXd-を示さないが、いずれの化合物においてもXc-またはXd-は、それぞれ独立して、Cl-、Br-、I-、F-、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、CF3SO3 -、CH3C6H4SO3 -、N[SO2Rf]2 -、または、C[SO2Rf]3 -である。Xc-およびXd-は、それぞれ独立して、I-、BF4-、SbF6 -、PF6 -、ClO4 -、N[SO2CF3]2 -またはC[SO2CF3]3 -が好ましい。 Tables 7 and 8 do not show Xc - and Xd - , but in all compounds, Xc - or Xd - is each independently Cl - , Br - , I - , F - , ClO 4 - , BF 4 - , PF 6 - , SbF 6 - , CF 3 SO 3 - , CH 3 C 6 H 4 SO 3 - , N[SO 2 R f ] 2 - , or C[SO 2 R f ] 3 - . Xc - and Xd - are each preferably independently I - , BF 4 - , SbF 6 - , PF 6 - , ClO 4 - , N[SO 2 CF 3 ] 2 - or C[SO 2 CF 3 ] 3 - .
上記好ましい一価の陰イオンに対応する色素の略号を以下のように示す。例えば、色素(B1-1)においてXc-が、I-の場合を色素(B1-1I)、BF4-の場合を色素(B1-1B)、SbF6 -の場合を色素(B1-1Sb)、PF6 -の場合を色素(B1-1P)、ClO4 -の場合を色素(B1-1Cl)、N[SO2CF3]2 -の場合を色素(B1-1NS)、C[SO2CF3]3 -の場合を色素(B1-1CS)と示す。表7、8に示す他の色素においても同様である。表7、8中、Phはフェニル基を示し、-C3H7等のアルキル基は全て直鎖のアルキル基である。 The abbreviations for dyes corresponding to the above-mentioned preferred monovalent anions are shown as follows. For example, when Xc - in dye (B1-1) is I - , it is shown as dye (B1-1I), when it is BF 4 - it is shown as dye (B1-1B), when it is SbF 6 - it is shown as dye (B1-1Sb), when it is PF 6 - it is shown as dye (B1-1P), when it is ClO 4 - it is shown as dye (B1-1Cl), when it is N[SO 2 CF 3 ] 2 - it is shown as dye (B1-1NS), and when it is C[SO 2 CF 3 ] 3 - it is shown as dye (B1-1CS). The same applies to the other dyes shown in Tables 7 and 8. In Tables 7 and 8, Ph represents a phenyl group, and all alkyl groups such as -C 3 H 7 are linear alkyl groups.
色素(B1)としては、これらの中でも、色素(B1-5NS)、色素(B1-5Sb)、色素(B1-5P)、色素(B1-4NS)、色素(B1-4Sb)、色素(B1-4P)等が好ましい。色素(B2)としては、これらの中でも、色素(B2-4NS)、色素(B2-4P)、色素(B2-5NS)、色素(B2-5P)等が好ましい。 Of these, dye (B1) is preferably dye (B1-5NS), dye (B1-5Sb), dye (B1-5P), dye (B1-4NS), dye (B1-4Sb), dye (B1-4P), etc. Among these, dye (B2) is preferably dye (B2-4NS), dye (B2-4P), dye (B2-5NS), dye (B2-5P), etc.
NIR色素(B)は、1種の化合物からなってもよく、2種以上の化合物からなってもよい。2種以上の化合物からなる場合は、個々の化合物がNIR色素(B)の性質を必ずしも有する必要はなく、混合物として、NIR色素(B)の性質を有すればよい。 NIR dye (B) may consist of one type of compound, or two or more types of compounds. When consisting of two or more types of compounds, each individual compound does not necessarily have the properties of NIR dye (B); the mixture as a whole must have the properties of NIR dye (B).
色素(B1)および色素(B2)は、それぞれ公知の方法で製造できる。色素(B1)は、例えば、日本国特開2009-137894号公報に記載された方法で製造できる。色素(B2)は、例えば、日本国特開2000-229931号公報に記載された方法で製造可能である。 Dye (B1) and dye (B2) can each be produced by a known method. Dye (B1) can be produced, for example, by the method described in JP-A-2009-137894. Dye (B2) can be produced, for example, by the method described in JP-A-2000-229931.
また、色素(B1)の市販品を例示すると、例えば、日本化薬(株)製のKayasorbIRG-022、同IRG-023、同IRG-024、同IRG-068、同IRG-069、同IRG-079、日本カーリット(株)製のCIR-1081、CIR-1083、CIR-1085、CIR-RL(以上、いずれも商品名)等が挙げられる。 Commercially available examples of dye (B1) include Kayasorb IRG-022, IRG-023, IRG-024, IRG-068, IRG-069, and IRG-079 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., and CIR-1081, CIR-1083, CIR-1085, and CIR-RL (all trade names) manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.
[NIR色素(C)]
NIR色素(C)は、透明樹脂(P)に含有させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線において、630~750nmの波長領域に最大吸収波長λmax(C)TRを有するスクアリリウム色素である。最大吸収波長λmax(c)TRは、650~740nmの波長領域にあるのが好ましい。
[NIR dye (C)]
The NIR dye (C) is a squarylium dye having a maximum absorption wavelength λ max(C)TR in the wavelength region of 630 to 750 nm in the spectral transmittance curve of 350 to 1200 nm measured when incorporated into the transparent resin (P). The maximum absorption wavelength λ max(C)TR is preferably in the wavelength region of 650 to 740 nm.
NIR色素(C)は、さらに、樹脂中での可視透過率が高く、最大吸収波長λmax(C)TRから短波長側へ透過率が上昇していく際は、急峻な立ち上がりを示すことが好ましい。 Furthermore, the NIR dye (C) preferably has a high visible transmittance in the resin, and exhibits a steep rise in transmittance from the maximum absorption wavelength λ max (C) TR to the shorter wavelength side.
NIR色素(C)は、最大吸収波長λmax(C)TRの要件を満足するスクアリリウム色素であればそれ以外は特に制限されない。NIR色素(C)として、より具体的には、下式(I)または式(II)で表されるスクアリリウム色素が好ましい。 The NIR dye (C) is not particularly limited as long as it is a squarylium dye that satisfies the requirement of maximum absorption wavelength λ max(C)TR . More specifically, the NIR dye (C) is preferably a squarylium dye represented by the following formula (I) or (II):
ただし、式(I)中の記号は以下のとおりである。
R24およびR26は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数1~10のアシルオキシ基、炭素数6~11のアリール基、置換基を有していてもよく炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアラルキル基、-NR27R28(R27およびR28は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、-C(=O)-R29(R29は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有していてもよく、炭素原子間に不飽和結合、酸素原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよい炭素数1~25の炭化水素基)、-NHR30、または、-SO2-R30(R30は、それぞれ1つ以上の水素原子がハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、スルホ基、またはシアノ基で置換されていてもよく、炭素原子間に不飽和結合、酸素原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよい炭素数1~25の炭化水素基)を示す。)、または、下記式(S)で示される基(R41、R42は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1~10のアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。kは2または3である。)を示す。
In the formula (I), the symbols are as follows:
R 24 and R 26 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms which may have a substituent and an oxygen atom between the carbon atoms, -NR 27 R 28 (R 27 and R 28 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, -C(═O)-R 29 (R 29 is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms which may have a substituent and which may contain an unsaturated bond, an oxygen atom, or a saturated or unsaturated ring structure between the carbon atoms), -NHR 30 , or -SO 2 -R 30 (R 30 represents a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfo group, or a cyano group, and which may contain an unsaturated bond, an oxygen atom, or a saturated or unsaturated ring structure between carbon atoms), or a group represented by the following formula (S) (R 41 and R 42 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and k is 2 or 3):
R21とR22、R22とR25、およびR21とR23は、互いに連結して窒素原子と共に員数が5または6のそれぞれヘテロ環A、ヘテロ環B、およびヘテロ環Cを形成してもよい。 R 21 and R 22 , R 22 and R 25 , and R 21 and R 23 may be bonded to each other to form, together with the nitrogen atom, a 5- or 6-membered heterocycle A, heterocycle B, and heterocycle C, respectively.
ヘテロ環Aが形成される場合のR21とR22は、これらが結合した2価の基-Q-として、水素原子が炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~10のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数1~10のアシルオキシ基で置換されてもよいアルキレン基、またはアルキレンオキシ基を示す。 When heterocycle A is formed, R 21 and R 22 bond to form a divalent group -Q-, which is an alkylene group or alkyleneoxy group in which the hydrogen atom may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
ヘテロ環Bが形成される場合のR22とR25、およびヘテロ環Cが形成される場合のR21とR23は、これらが結合したそれぞれ2価の基-X1-Y1-および-X2-Y2-(窒素に結合する側がX1およびX2)として、X1およびX2がそれぞれ下記式(1x)または(2x)で示される基であり、Y1およびY2がそれぞれ下記式(1y)~(5y)から選ばれるいずれかで示される基である。X1およびX2が、それぞれ下記式(2x)で示される基の場合、Y1およびY2はそれぞれ単結合であってもよく、その場合、炭素原子間に酸素原子を有してもよい。 R 22 and R 25 when heterocycle B is formed, and R 21 and R 23 when heterocycle C is formed, are bonded to divalent groups -X 1 -Y 1 - and -X 2 -Y 2 - (X 1 and X 2 are the sides bonded to the nitrogen), where X 1 and X 2 are each a group represented by the following formula (1x) or (2x), and Y 1 and Y 2 are each a group selected from the following formulas (1y) to (5y). When X 1 and X 2 are each a group represented by the following formula (2x), Y 1 and Y 2 may each be a single bond, in which case there may be an oxygen atom between the carbon atoms.
式(1x)中、4個のZは、それぞれ独立して水素原子、水酸基、炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基、または-NR38R39(R38およびR39は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~20のアルキル基を示す)を示す。R31~R36はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基または炭素数6~10のアリール基を、R37は炭素数1~6のアルキル基または炭素数6~10のアリール基を示す。 In formula (1x), four Z's each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or -NR 38 R 39 (R 38 and R 39 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). R 31 to R 36 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and R 37 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
R27、R28、R29、R31~R37、ヘテロ環を形成していない場合のR21~R23、およびR25は、これらのうちの他のいずれかと互いに結合して5員環または6員環を形成してもよい。R31とR36、R31とR37は直接結合してもよい。 R 27 , R 28 , R 29 , R 31 to R 37 , R 21 to R 23 when they do not form a heterocycle, and R 25 may be bonded to any of the others to form a 5- or 6-membered ring. R 31 and R 36 , and R 31 and R 37 may be directly bonded to each other.
ヘテロ環を形成していない場合の、R21、R22、R23およびR25は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数1~10のアシルオキシ基、炭素数6~11のアリール基、または、置換基を有していてもよく炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアラルキル基を示す。 When no heterocycle is formed, R 21 , R 22 , R 23 and R 25 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms which may have a substituent and which may have an oxygen atom between the carbon atoms.
なお、式(I)において、特に断りのない限り、炭化水素基はアルキル基、アリール基、またはアラルキル基である。特に断りのない限り、アルキル基および、アルコキシ基、アリール基またはアラルキル基におけるアルキル部分は、直鎖状、分岐鎖状、環状またはこれらの構造を組み合わせた構造でもよい。 In formula (I), unless otherwise specified, the hydrocarbon group is an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. Unless otherwise specified, the alkyl group and the alkyl portion of the alkoxy group, aryl group, or aralkyl group may be linear, branched, cyclic, or a combination of these structures.
以下の他の式におけるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基においても、同様である。式(I)において、R29における置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、炭素数1~6のアシルオキシ基が挙げられる。R29を除いて「置換基を有してもよい」という場合の置換基としては、ハロゲン原子または炭素数1~15のアルコキシ基が例示できる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子および塩素原子が好ましい。 The same applies to the alkyl groups, alkoxy groups, aryl groups, and aralkyl groups in the other formulae below. In formula (I), examples of the substituent for R 29 include a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a cyano group, and an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the substituent when it is stated that "may have a substituent" other than R 29 include a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, with a fluorine atom and a chlorine atom being preferred.
ただし、式(II)中の記号は以下のとおりである。
環Zは、それぞれ独立して、ヘテロ原子を環中に0~3個有する5員環または6員環であり、環Zが有する水素原子は置換されていてもよい。水素原子が置換される場合、置換基としては、ハロゲン原子、または、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
Here, the symbols in formula (II) are as follows:
Ring Z is independently a 5- or 6-membered ring having 0 to 3 heteroatoms in the ring, and a hydrogen atom of ring Z may be substituted. When a hydrogen atom is substituted, examples of the substituent include a halogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
R1とR2、R2とR3、およびR1と環Zを構成する炭素原子またはヘテロ原子は、互いに連結して窒素原子とともにそれぞれヘテロ環A1、ヘテロ環B1およびヘテロ環C1を形成していてもよく、その場合、ヘテロ環A1、ヘテロ環B1およびヘテロ環C1が有する水素原子は置換されていてもよい。水素原子が置換される場合、置換基としては、ハロゲン原子、または、置換基を有してもよい炭素数1~15のアルキル基が挙げられる。 The carbon atoms or hetero atoms constituting R1 and R2 , R2 and R3 , and R1 and ring Z may be bonded to each other to form heterocycle A1, heterocycle B1, and heterocycle C1 together with the nitrogen atom, respectively, and in this case, the hydrogen atoms in heterocycle A1, heterocycle B1, and heterocycle C1 may be substituted. When a hydrogen atom is substituted, examples of the substituent include a halogen atom or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms which may have a substituent.
ヘテロ環を形成していない場合のR1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または、炭素原子間に不飽和結合、ヘテロ原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよく、置換基を有してもよい炭化水素基を示す。R4およびヘテロ環を形成していない場合のR3は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよく、置換基を有してもよいアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。 When no heterocycle is formed, R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydrocarbon group which may contain an unsaturated bond, a heteroatom, or a saturated or unsaturated ring structure between carbon atoms and which may have a substituent. R4 and R3 when no heterocycle is formed each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group or alkoxy group which may contain a heteroatom between carbon atoms and which may have a substituent.
式(II)において、炭化水素基の炭素数は1~15が挙げられる。アルキル基もしくはアルコキシ基の炭素数は1~10が挙げられる。式(II)において、「置換基を有してもよい」という場合の置換基としては、ハロゲン原子または炭素数1~10のアルコキシ基が例示できる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子および塩素原子が好ましい。 In formula (II), the hydrocarbon group may have 1 to 15 carbon atoms. The alkyl group or alkoxy group may have 1 to 10 carbon atoms. In formula (II), when it says "may have a substituent," examples of the substituent include a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of halogen atoms include a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, and iodine atom, with fluorine and chlorine atoms being preferred.
化合物(I)としては、例えば、式(I-1)~(I-4)のいずれかで示される化合物が挙げられる。 Examples of compound (I) include compounds represented by any of formulas (I-1) to (I-4).
ただし、式(I-1)~式(I-4)中の記号は、式(I)における同記号の各規定と同じであり、好ましい態様も同様である。 However, the symbols in formulas (I-1) to (I-4) have the same definitions as those of the same symbols in formula (I), and the preferred embodiments are also the same.
化合物(I-1)~(I-4)のうちでも、NIR色素(C)としては、これを含有する樹脂層の可視光透過率を高くできる観点から化合物(I-1)~(I-3)が好ましく、化合物(I-1)が特に好ましい。 Of the compounds (I-1) to (I-4), compounds (I-1) to (I-3) are preferred as the NIR dye (C) from the viewpoint of increasing the visible light transmittance of the resin layer containing them, with compound (I-1) being particularly preferred.
化合物(I-1)において、X1としては、基(2x)が好ましく、Y1としては、単結合または基(1y)が好ましい。この場合、R31~R36としては、水素原子または炭素数1~3のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましい。なお、-Y1-X1-として、具体的には、式(11-1)~(12-3)で示される2価の有機基が挙げられる。 In compound (I-1), X 1 is preferably a group (2x), and Y 1 is preferably a single bond or a group (1y). In this case, R 31 to R 36 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group. Specific examples of -Y 1 -X 1 - include divalent organic groups represented by formulas (11-1) to (12-3).
-C(CH3)2-CH(CH3)- …(11-1)
-C(CH3)2-CH2- …(11-2)
-C(CH3)2-CH(C2H5)- …(11-3)
-C(CH3)2-C(CH3)(nC3H7)- …(11-4)
-C(CH3)2-CH2-CH2- …(12-1)
-C(CH3)2-CH2-CH(CH3)- …(12-2)
-C(CH3)2-CH(CH3)-CH2- …(12-3)
-C(CH 3 ) 2 -CH(CH 3 )-...(11-1)
-C( CH3 ) 2 - CH2 -...(11-2)
-C( CH3 ) 2 -CH( C2H5 )-... ( 11-3)
-C( CH3 ) 2 -C( CH3 )( nC3H7 )-...( 11-4 )
-C( CH3 ) 2 - CH2 - CH2 -...(12-1)
-C(CH 3 ) 2 -CH 2 -CH(CH 3 )-...(12-2)
-C( CH3 ) 2 -CH( CH3 ) -CH2 -...(12-3)
また、化合物(I-1)において、R21は、溶解性、耐熱性、さらに分光透過率曲線における可視域と近赤外域の境界付近の変化の急峻性の観点から、独立して、式(4-1)または式(4-2)で示される基がより好ましい。 In addition, in compound (I-1), R 21 is more preferably independently a group represented by formula (4-1) or formula (4-2), from the viewpoints of solubility, heat resistance, and the steepness of the change in the spectral transmittance curve near the boundary between the visible region and the near-infrared region.
式(4-1)および式(4-2)中、R81~R85は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1~4のアルキル基を示す。 In formula (4-1) and formula (4-2), R 81 to R 85 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
化合物(I-1)において、R24は-NR27R28が好ましい。-NR27R28としては、NIR色素(C)と組み合わせる樹脂や、基材上に樹脂層を形成する際に用いる溶媒への溶解性の観点から、-NH-C(=O)-R29が好ましい。化合物(I-1)において、R24が-NH-C(=O)-R29の化合物を式(I-11)に示す。 In compound (I-1), R 24 is preferably —NR 27 R 28. As —NR 27 R 28 , —NH—C(═O)—R 29 is preferred from the viewpoint of solubility in the resin to be combined with NIR dye (C) and in the solvent used when forming a resin layer on a substrate. A compound in which R 24 is —NH—C(═O)—R 29 in compound (I-1) is shown in formula (I-11).
化合物(I-11)における、R23およびR26は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基が好ましく、いずれも水素原子がより好ましい。 In the compound (I-11), R 23 and R 26 are preferably each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.
化合物(I-11)において、R29としては、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~10のアリール基、または置換基を有していてもよく、炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアラルキル基が好ましい。置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のフロロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のアシルオキシ基等が挙げられる。 In compound (I-11), R 29 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may have a substituent, or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms which may have a substituent and which may have an oxygen atom between the carbon atoms. Examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms.
R29としては、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数1~10のアシルオキシ基、炭素数6~11のアリール基、または、置換基を有していてもよく炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアラルキル基が好ましい。 R 29 is preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms which may have a substituent and which may have an oxygen atom between the carbon atoms.
R29としては、フッ素原子で置換されてもよい直鎖状、分岐鎖状、環状の炭素数1~17のアルキル基、炭素数1~6のフロロアルキル基および/または炭素数1~6のアルコキシ基で置換されてもよいフェニル基、および炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18の、末端に炭素数1~6のフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基および/または、炭素数1~6のアルコキシ基で置換されてもよいフェニル基を有するアラルキル基から選ばれる基が好ましい。 R 29 is preferably a group selected from a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 17 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, a phenyl group which may be substituted with a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms and/or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms which may have an oxygen atom between the carbon atoms and which has a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom at the terminal and/or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
R29としては、独立して1つ以上の水素原子がハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、スルホ基、またはシアノ基で置換されていてもよく、炭素原子間に不飽和結合、酸素原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよい、少なくとも1以上の分岐を有する炭素数5~25の炭化水素基である基も好ましく使用できる。このようなR29としては、例えば、下記式(11a)、(11b)、(12a)~(12e)、(13a)~(13e)で示される基が挙げられる。 R 29 may also preferably be a hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms and at least one branch, in which one or more hydrogen atoms may be independently substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfo group, or a cyano group, and which may contain an unsaturated bond, an oxygen atom, or a saturated or unsaturated ring structure between carbon atoms. Examples of such R 29 include groups represented by the following formulas (11a), (11b), (12a) to (12e), and (13a) to (13e).
化合物(I-11)としては、より具体的に、以下の表9に示す化合物が挙げられる。なお、表9において、基(11-1)を(11-1)と示す。他の基についても同様である。以下の他の表においても基の表示は同様である。また、表9に示す化合物は、いずれもスクアリリウム骨格の左右において各記号の意味は同一である。以下の他の表に示すスクアリリウム色素においても同様である。 More specifically, examples of compound (I-11) include the compounds shown in Table 9 below. In Table 9, group (11-1) is represented as (11-1). The same applies to other groups. Groups are represented in the same way in the other tables below. In addition, in all of the compounds shown in Table 9, the symbols on the left and right of the squarylium skeleton have the same meaning. The same applies to the squarylium dyes shown in the other tables below.
化合物(I-1)において、R24は、可視光の透過率、特に波長430~550nmの光の透過率を高める観点から、-NH-SO2-R30が好ましい。化合物(I-1)において、R24が-NH-SO2-R30の化合物を式(I-12)に示す。 In compound (I-1), from the viewpoint of increasing the transmittance of visible light, particularly the transmittance of light with a wavelength of 430 to 550 nm, R 24 is preferably —NH—SO 2 —R 30. Compound (I-1) in which R 24 is —NH—SO 2 —R 30 is represented by formula (I-12).
化合物(I-12)における、R23およびR26は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基が好ましく、いずれも水素原子がより好ましい。 In the compound (I-12), R 23 and R 26 are preferably each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.
化合物(I-12)において、R30は耐光性の点から、独立して、分岐を有してもよい炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基、または不飽和の環構造を有する炭素数6~16の炭化水素基が好ましい。不飽和の環構造としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、フラン、ベンゾフラン等が挙げられる。R30は、独立して、分岐を有してもよい炭素数1~12のアルキル基もしくはアルコキシ基がより好ましい。なお、R30を示す各基において、水素原子の一部または全部がハロゲン原子、特にはフッ素原子に置換されていてもよい。なお、水素原子のフッ素原子への置換は、色素(I-12)を含有する樹脂層と、例えば、透明基板との密着性が落ちない程度とする。 In compound (I-12), from the viewpoint of light resistance, R 30 is preferably independently an alkyl or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, which may be branched, or a hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms and an unsaturated ring structure. Examples of unsaturated ring structures include benzene, toluene, xylene, furan, and benzofuran. R 30 is more preferably independently an alkyl or alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, which may be branched. In each group represented by R 30 , some or all of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms, particularly fluorine atoms. The substitution of hydrogen atoms with fluorine atoms is to an extent that does not reduce the adhesion between a resin layer containing dye (I-12) and, for example, a transparent substrate.
不飽和の環構造を有するR30として具体的には、下記式(P2)、(P3)、(P7)、(P8)、(P10)~(P13)で示される基が挙げられる。 Specific examples of R 30 having an unsaturated ring structure include groups represented by the following formulae (P2), (P3), (P7), (P8), and (P10) to (P13).
化合物(I-12)としては、より具体的に、以下の表10に示す化合物が挙げられる。 More specifically, examples of compound (I-12) include the compounds shown in Table 10 below.
化合物(II)としては、例えば、式(II-1)~(II-3)のいずれかで示される化合物が挙げられる。 Examples of compound (II) include compounds represented by any of formulas (II-1) to (II-3).
ただし、式(II-1)、式(II-2)中、R1およびR2は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または、置換基を有してもよい炭素数1~15のアルキル基を示し、R3~R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基を示す。 In formula (II-1) and formula (II-2), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms which may have a substituent, and R 3 to R 6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
ただし、式(II-3)中、R1、R4、およびR9~R12は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または、置換基を有してもよい炭素数1~15のアルキル基を示し、R7およびR8はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、または、置換基を有してもよい炭素数1~5のアルキル基を示す。 In formula (II-3), R 1 , R 4 , and R 9 to R 12 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
化合物(II-1)および化合物(II-2)におけるR1およびR2は、樹脂への溶解性、可視光透過性等の観点から、独立して、炭素数1~15のアルキル基が好ましく、炭素数7~15のアルキル基がより好ましく、R1とR2の少なくとも一方が、炭素数7~15の分岐鎖を有するアルキル基がさらに好ましく、R1とR2の両方が炭素数8~15の分岐鎖を有するアルキル基が特に好ましい。 In compounds (II-1) and (II-2), from the viewpoints of solubility in resins, visible light transmittance, and the like, R 1 and R 2 are preferably independently an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 7 to 15 carbon atoms, still more preferably at least one of R 1 and R 2 is an alkyl group having a branched chain having 7 to 15 carbon atoms, and particularly preferably both of R 1 and R 2 are alkyl groups having a branched chain having 8 to 15 carbon atoms.
R3は、樹脂への溶解性、可視光透過性等の観点から、独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、水素原子、ハロゲン原子、メチル基がより好ましい。R4は、可視域と近赤外域の境界付近の変化の急峻性の観点から、水素原子、ハロゲン原子が好ましく、水素原子がとくに好ましい。化合物(II-1)におけるR5および化合物(II-2)におけるR6は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子、ハロゲン原子、メチル基がより好ましい。 From the viewpoints of solubility in resins, visible light transmittance, etc., R3 is preferably independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or a methyl group. From the viewpoint of the steepness of the change near the boundary between the visible region and the near-infrared region, R4 is preferably a hydrogen atom or a halogen atom, particularly preferably a hydrogen atom. R5 in compound (II-1) and R6 in compound (II-2) are each independently preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, more preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or a methyl group.
化合物(II-1)および化合物(II-2)としては、より具体的に、それぞれ以下の表11および表12に示す化合物が挙げられる。表11および表12において、-C8H17、-C4H9、-C6H13は、直鎖のオクチル基、ブチル基、ヘキシル基をそれぞれ示す。 More specifically, compound (II-1) and compound (II-2) include the compounds shown in Tables 11 and 12 below, respectively. In Tables 11 and 12, —C 8 H 17 , —C 4 H 9 , and —C 6 H 13 represent linear octyl, butyl, and hexyl groups, respectively.
化合物(II-3)におけるR1は、樹脂への溶解性、可視光透過性等の観点から、独立して、炭素数1~15のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、エチル基、イソプロピル基が特に好ましい。 In compound (II-3), from the viewpoints of solubility in resin, visible light transmittance, and the like, R 1 is preferably independently an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably an ethyl group or an isopropyl group.
R4は、可視光透過性、合成容易性の観点から、水素原子、ハロゲン原子が好ましく、水素原子が特に好ましい。R7およびR8は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子、ハロゲン原子、メチル基がより好ましい。 From the viewpoints of visible light transmittance and ease of synthesis, R4 is preferably a hydrogen atom or a halogen atom, and particularly preferably a hydrogen atom. R7 and R8 are each preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, and more preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or a methyl group.
R9~R12は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~5のアルキル基が好ましい。-CR9R10-CR11R12-として、上記基(11-1)~(11-3)または、以下の式(11-5)で示される2価の有機基が挙げられる。
-C(CH3)(CH2-CH(CH3)2)-CH(CH3)-…(11-5)
Preferably, R 9 to R 12 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted by a halogen atom. Examples of —CR 9 R 10 —CR 11 R 12 — include the above groups (11-1) to (11-3) or a divalent organic group represented by the following formula (11-5):
-C( CH3 )( CH2 -CH( CH3 ) 2 )-CH( CH3 )-...(11-5)
化合物(II-3)としては、より具体的に、以下の表13に示す化合物が挙げられる。 More specifically, examples of compound (II-3) include the compounds shown in Table 13 below.
NIR色素(C)としては、これらの中でも、樹脂や溶媒への溶解性、可視透過性の点から、色素(I-11)および色素(I-12)が好ましく、表9に示す色素(I-11)および表10に示す色素(I-12)がより好ましい。さらに、これらの中でも、色素(I-11-7)、色素(I-12-2)、色素(I-12-9)、色素(I-12-15)、色素(I-12-23)、色素(I-12-24)等が好ましい。 Of these, dye (I-11) and dye (I-12) are preferred as the NIR dye (C) from the viewpoints of solubility in resins and solvents and visible light transmittance, with dye (I-11) shown in Table 9 and dye (I-12) shown in Table 10 being more preferred. Furthermore, of these, dye (I-11-7), dye (I-12-2), dye (I-12-9), dye (I-12-15), dye (I-12-23), dye (I-12-24), etc. are preferred.
NIR色素(C)は、1種の化合物からなってもよく、2種以上の化合物からなってもよい。2種以上の化合物からなる場合は、個々の化合物がNIR色素(C)の性質を必ずしも有する必要はなく、混合物として、NIR色素(C)の性質を有すればよい。 NIR dye (C) may consist of one type of compound, or two or more types of compounds. When consisting of two or more types of compounds, each individual compound does not necessarily have to have the properties of NIR dye (C); the mixture as a whole only needs to have the properties of NIR dye (C).
化合物(I)および化合物(II)は、それぞれ公知の方法で、製造できる。化合物(I)について、化合物(I-11)は、例えば、米国特許第5,543,086号明細書に記載された方法で製造できる。化合物(I-12)は、例えば、米国特許出願公開第2014/0061505号明細書、国際公開第2014/088063号に記載された方法で製造可能である。化合物(II)については、国際公開第2017/135359号に記載された方法で製造可能である。 Compound (I) and compound (II) can each be produced by known methods. Regarding compound (I), compound (I-11) can be produced, for example, by the method described in U.S. Patent No. 5,543,086. Compound (I-12) can be produced, for example, by the methods described in U.S. Patent Application Publication No. 2014/0061505 and WO 2014/088063. Compound (II) can be produced by the method described in WO 2017/135359.
また、吸収層が任意に含有する上記UV色素として、具体例には、オキサゾール系、メロシアニン系、シアニン系、ナフタルイミド系、オキサジアゾール系、オキサジン系、オキサゾリジン系、ナフタル酸系、スチリル系、アントラセン系、環状カルボニル系、トリアゾール系等の色素が挙げられる。この中でも、オキサゾール系、メロシアニン系の色素が好ましい。また、UV色素は、吸収層に1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the UV dyes optionally contained in the absorption layer include oxazole-based, merocyanine-based, cyanine-based, naphthalimide-based, oxadiazole-based, oxazine-based, oxazolidine-based, naphthalic acid-based, styryl-based, anthracene-based, cyclic carbonyl-based, and triazole-based dyes. Of these, oxazole-based and merocyanine-based dyes are preferred. The absorption layer may contain one UV dye alone, or two or more UV dyes may be used in combination.
[透明樹脂(P)]
透明樹脂(P)は、Tgが130℃以上であり、NIR色素(A)との関係において、上記(1-1)~(1~6)を満足する樹脂である。透明樹脂(P)は、NIR色素(A)との関係において、さらに上記(1-7)~(1-9)から選ばれる1以上を満足することが好ましい。
[Transparent resin (P)]
The transparent resin (P) has a Tg of 130°C or higher and satisfies the above (1-1) to (1-6) in relation to the NIR dye (A). It is preferable that the transparent resin (P) further satisfies one or more of the above (1-7) to (1-9) in relation to the NIR dye (A).
Tgは、DSC測定(Differential Scanning Calorimetry)により求められる。透明樹脂(P)のTgは130℃以上であれば、吸収層は、高温使用においてNIR色素(A)の光学特性を維持する耐熱性に優れる。さらに、好ましい態様において、熱や応力による変形が生じにくく、本フィルタにおいて誘電体多層膜の密着性に優れる。Tgは、200℃以上が好ましく、250℃以上がより好ましい。Tgの上限は特にないが、成形加工性等の観点から、透明樹脂(P)のTgは400℃以下が好ましい。 Tg is determined by DSC (Differential Scanning Calorimetry). If the Tg of the transparent resin (P) is 130°C or higher, the absorbing layer has excellent heat resistance, maintaining the optical properties of the NIR dye (A) even when used at high temperatures. Furthermore, in a preferred embodiment, deformation due to heat or stress is unlikely to occur, and the dielectric multilayer film in this filter has excellent adhesion. Tg is preferably 200°C or higher, and more preferably 250°C or higher. There is no particular upper limit for Tg, but from the perspective of moldability, etc., the Tg of the transparent resin (P) is preferably 400°C or lower.
透明樹脂(P)としては、Tgが130℃以上であり、NIR色素(A)との関係において、上記(1-1)~(1~6)の要件を満足すれば、種類は特に制限されず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、シクロオレフィン樹脂、およびポリエステル樹脂等から選ばれる1種以上が使用できる。 The transparent resin (P) is not particularly limited in type as long as it has a Tg of 130°C or higher and satisfies the above requirements (1-1) to (1-6) in relation to the NIR dye (A). For example, one or more resins selected from acrylic resins, epoxy resins, ene-thiol resins, polycarbonate resins, polyether resins, polyarylate resins, polysulfone resins, polyethersulfone resins, polyparaphenylene resins, polyarylene ether phosphine oxide resins, polyimide resins, polyamide-imide resins, polyolefin resins, cycloolefin resins, and polyester resins can be used.
これらのなかでも、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。なお、誘電体多層膜との密着性の観点からは、ポリイミド樹脂が好ましく、Tgが200℃以上のポリイミド樹脂が特に好ましい。 Among these, at least one selected from polyimide resin, polyester resin, polycarbonate resin, cycloolefin resin, and epoxy resin is preferred. From the viewpoint of adhesion to the dielectric multilayer film, polyimide resin is preferred, and polyimide resin with a Tg of 200°C or higher is particularly preferred.
透明樹脂(P)は、1種の樹脂からなってもよく、2種以上の樹脂からなってもよい。2種以上の樹脂からなる場合は、個々の樹脂の性質が必ずしも上記透明樹脂(P)の要件を満たす必要はなく、混合物として、透明樹脂(P)の要件を満たせばよい。 Transparent resin (P) may consist of one type of resin, or two or more types of resin. When it consists of two or more types of resin, the properties of the individual resins do not necessarily need to meet the requirements for transparent resin (P) above; the mixture as a whole must meet the requirements for transparent resin (P).
透明樹脂(P)としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、ポリエステル樹脂として、OKP4HT、B-OKP-2、OKP-850(以上、いずれも大阪ガスケミカル(株)製、商品名)等が挙げられる。 Commercially available products may be used as the transparent resin (P). Examples of commercially available products include polyester resins such as OKP4HT, B-OKP-2, and OKP-850 (all of which are product names manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.).
透明樹脂(P)として使用可能な市販のポリカーボネート樹脂として、FPC-0220(三菱ガス化学(株)社製、商品名)、パンライト(登録商標)SP3810(帝人(株)製、商品名)、PURE-ACE(登録商標)M5(帝人(株)製、商品名)、同S5(帝人(株)製、商品名)等が挙げられる。 Commercially available polycarbonate resins that can be used as the transparent resin (P) include FPC-0220 (trade name, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), Panlite (registered trademark) SP3810 (trade name, manufactured by Teijin Limited), PURE-ACE (registered trademark) M5 (trade name, manufactured by Teijin Limited), and PURE-ACE S5 (trade name, manufactured by Teijin Limited).
透明樹脂(P)として使用可能な市販のポリイミド樹脂として、ワニスの形態で得られる、ネオプリム(登録商標)C-3650(三菱ガス化学(株)製、商品名)、同C-3G30(三菱ガス化学(株)製、商品名)、同C-3450(三菱ガス化学(株)製、商品名)、同P500(三菱ガス化学(株)製、商品名)、JL-20(新日本理化製、商品名)(これらのポリイミド樹脂のワニスには、シリカが含まれていてもよい)等が挙げられる。 Commercially available polyimide resins that can be used as the transparent resin (P) include varnish-form polyimide resins such as Neoprim (registered trademark) C-3650 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., product name), Neoprim C-3G30 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., product name), Neoprim C-3450 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., product name), Neoprim P500 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., product name), and JL-20 (manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd., product name) (these polyimide resin varnishes may contain silica).
透明樹脂(P)として使用可能な市販のシクロオレフィン樹脂として、ARTON(登録商標)F4520(JSR社製、商品名)、ZEONEX(登録商標)K26R、F52R、T62R、APEL(登録商標)APL5014DP,APL6015T(いずれも三井化学社製、商品名)等が挙げられる。 Commercially available cycloolefin resins that can be used as the transparent resin (P) include ARTON (registered trademark) F4520 (trade name, manufactured by JSR Corporation), ZEONEX (registered trademark) K26R, F52R, T62R, APEL (registered trademark) APL5014DP, and APL6015T (all trade names, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
吸収層は、可視光、特に緑色や赤色の光の透過性を十分に高く維持する観点から、上記した必須の色素であるNIR色素(A)、任意の色素であるNIR色素(B)、NIR色素(C)、UV色素等の色素と透明樹脂(P)のみで構成されるのが好ましい。 From the viewpoint of maintaining sufficiently high transmittance of visible light, particularly green and red light, the absorption layer is preferably composed only of the above-mentioned essential dyes, NIR dye (A), optional dyes such as NIR dye (B), NIR dye (C), and UV dye, and a transparent resin (P).
ただし、吸収層は、本発明の効果を損なわない範囲で、密着性付与剤、色調補正色素、レベリング剤、帯電防止剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、分散剤、難燃剤、滑剤、可塑剤等の任意成分を有してもよい。 However, the absorbing layer may contain optional components such as adhesion promoters, color correction dyes, leveling agents, antistatic agents, heat stabilizers, light stabilizers, antioxidants, dispersants, flame retardants, lubricants, and plasticizers, as long as the effects of the present invention are not impaired.
吸収層は、NIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域において平均OD値を1としたときに、以下の(2-1)および(2-2)を満足することが好ましく、さらに、(2-3)および(2-4)から選ばれる1以上を満足することがより好ましく、(2-1)~(2-4)を全て満足することが特に好ましい。 When the average OD value is taken as 1 in a wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR ±10 nm of the NIR dye (A), the absorbing layer preferably satisfies the following (2-1) and (2-2), more preferably satisfies one or more selected from (2-3) and (2-4), and particularly preferably satisfies all of (2-1) to (2-4):
(2-1)490~560nmの波長領域における平均内部透過率TAVE490-560(AL)が88%以上である。TAVE490-560(AL)は90%以上が好ましく、92%以上がより好ましい。 (2-1) The average internal transmittance T AVE490-560 (AL) in the wavelength region of 490 to 560 nm is 88% or more, preferably 90% or more, and more preferably 92% or more.
(2-2)590~630nmの波長領域における平均内部透過率TAVE590-630(AL)が70%以上である。TAVE590-630(AL)は72%以上が好ましく、75%以上がより好ましい。 (2-2) The average internal transmittance T AVE590-630 (AL) in the wavelength region of 590 to 630 nm is 70% or more, preferably 72% or more, and more preferably 75% or more.
(2-3)600~700nmの波長領域に内部透過率が50%となる波長λ50%を有する。波長λ50%は610~640nmの波長領域にあるのがより好ましい。 (2-3) The wavelength λ 50% at which the internal transmittance is 50% is in the wavelength range of 600 to 700 nm, and the wavelength λ 50% is more preferably in the wavelength range of 610 to 640 nm.
(2-4)600~1200nmの波長領域において内部透過率が30%以下となる波長域の幅の合計が250nm以上である。600~1200nmの波長領域において、内部透過率が30%以下となる波長域は1つであっても、複数であってもよい。内部透過率が30%以下となる波長域の幅の合計は250nm以上が好ましく、300nm以上がより好ましい。該幅の合計が大きいほど、吸収層におけるNIR吸収能が高いといえる。 (2-4) The total width of the wavelength range in the 600 to 1200 nm wavelength region where the internal transmittance is 30% or less is 250 nm or more. In the 600 to 1200 nm wavelength region, there may be one or more wavelength ranges in which the internal transmittance is 30% or less. The total width of the wavelength range in which the internal transmittance is 30% or less is preferably 250 nm or more, and more preferably 300 nm or more. The larger this total width, the higher the NIR absorption ability of the absorption layer.
吸収層においてNIR色素(A)の含有量は、本フィルタの設計に応じて本フィルタの効果を発揮できるように適宜設定される。吸収層においてNIR色素(A)の含有量は、可視光の透過率、特に緑色や赤色の透過率を確保しつつ、近赤外光、特に、長波長域の近赤外光を遮光する観点から、透明樹脂(P)100質量部に対して1~15質量部が好ましく、溶解性の観点から1~10質量部がより好ましい。 The content of NIR dye (A) in the absorption layer is set appropriately to achieve the effects of the filter, depending on the design of the filter. From the viewpoint of blocking near-infrared light, particularly near-infrared light in the long wavelength range, while maintaining transmittance of visible light, particularly green and red light, the content of NIR dye (A) in the absorption layer is preferably 1 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of transparent resin (P), and more preferably 1 to 10 parts by mass from the viewpoint of solubility.
吸収層がNIR色素(A)と、NIR色素(B)およびNIR色素(C)から選ばれる1種以上を含有する場合、その含有量は、各NIR色素において、本フィルタの設計に応じて、吸収層が(2-1)および(2-2)の特性を満足するように、好ましくは、さらに(2-3)および(2-4)から選ばれる1以上の特性を満足するように適宜選択される。 When the absorption layer contains one or more NIR dyes selected from NIR dye (A) and NIR dye (B) and NIR dye (C), the content of each NIR dye is appropriately selected according to the design of the filter so that the absorption layer satisfies the characteristics (2-1) and (2-2), and preferably also satisfies one or more characteristics selected from (2-3) and (2-4).
この場合、吸収層におけるNIR色素(A)の含有量は上記と同様であり、NIR色素(B)およびNIR色素(C)から選ばれる1種以上の含有量は、可視光の透過率を確保しつつ、NIR色素(B)やNIR色素(C)の特性を発揮できる観点から、NIR色素(B)およびNIR色素(C)について、それぞれ透明樹脂(P)100質量部に対して1~15質量部が好ましく、溶解性の観点から3~10質量部がより好ましい。さらにNIR色素(A)と、NIR色素(B)およびNIR色素(C)から選ばれる1種以上の合計含有量は、透明樹脂(P)100質量部に対して2~30質量部が好ましく、溶解性の観点から5~27質量部がより好ましい。 In this case, the content of NIR dye (A) in the absorption layer is the same as above, and the content of one or more selected from NIR dye (B) and NIR dye (C) is preferably 1 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of transparent resin (P) for each of NIR dye (B) and NIR dye (C) from the viewpoint of ensuring visible light transmittance while exhibiting the properties of NIR dye (B) and NIR dye (C), and more preferably 3 to 10 parts by mass from the viewpoint of solubility. Furthermore, the total content of NIR dye (A) and one or more selected from NIR dye (B) and NIR dye (C) is preferably 2 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of transparent resin (P), and more preferably 5 to 27 parts by mass from the viewpoint of solubility.
本フィルタにおいて、吸収層の厚さは、0.1~100μmが好ましい。吸収層が複数層からなる場合、各層の合計の厚さは、0.1~100μmが好ましい。厚さが0.1μm未満では、所望の光学特性を十分に発現できないおそれがあり、厚さが100μm超では、層の平坦性が低下し、吸収率の面内バラツキが生じるおそれがある。吸収層の厚さは、0.3~50μmがより好ましい。また、反射層や、反射防止層等の他の機能層を備えた場合、その材質によっては、吸収層が厚すぎると割れ等が生ずるおそれがある。そのため、吸収層の厚さは、0.3~10μmがより好ましい。 In this filter, the thickness of the absorbing layer is preferably 0.1 to 100 μm. If the absorbing layer consists of multiple layers, the total thickness of the layers is preferably 0.1 to 100 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, the desired optical properties may not be fully achieved, and if the thickness is more than 100 μm, the flatness of the layer may decrease, resulting in in-plane variations in absorbance. The thickness of the absorbing layer is more preferably 0.3 to 50 μm. Furthermore, if other functional layers such as a reflective layer or anti-reflective layer are provided, cracks may occur if the absorbing layer is too thick, depending on the material of the layer. Therefore, the thickness of the absorbing layer is more preferably 0.3 to 10 μm.
吸収層は、例えば、NIR色素(A)と、好ましくはNIR色素(A)とNIR色素(B)およびNIR色素(C)から選ばれる1種以上と、特に好ましくは、NIR色素(A)とNIR色素(B)とNIR色素(C)と、透明樹脂(P)または透明樹脂(P)の原料成分と、必要に応じて配合される各成分とを、溶媒に溶解または分散させて塗工液を調製し、これを基材に塗工し乾燥させ、さらに必要に応じて硬化させて形成できる。上記基材は、本フィルタに含まれる透明基板でもよいし、吸収層を形成する際にのみ使用する剥離性の基材でもよい。また、溶媒は、安定に分散できる分散媒または溶解できる溶媒であればよい。 The absorption layer can be formed, for example, by dissolving or dispersing NIR dye (A), preferably one or more selected from NIR dye (A), NIR dye (B), and NIR dye (C), particularly preferably NIR dye (A), NIR dye (B), and NIR dye (C), transparent resin (P) or the raw materials for transparent resin (P), and other components blended as needed, in a solvent to prepare a coating solution, which is then applied to a substrate, dried, and optionally cured. The substrate may be the transparent substrate included in the filter, or a peelable substrate used only when forming the absorption layer. The solvent may be a dispersion medium in which the components can be stably dispersed or dissolved.
また、塗工液は、微小な泡によるボイド、異物等の付着による凹み、乾燥工程でのはじき等の改善のため界面活性剤を含んでもよい。さらに、塗工液の塗工には、例えば、浸漬コーティング法、キャストコーティング法、またはスピンコート法等を使用できる。上記塗工液を基材上に塗工後、乾燥させることにより吸収層が形成される。また、塗工液が透明樹脂(P)の原料成分を含有する場合、さらに熱硬化、光硬化等の硬化処理を行う。 The coating liquid may also contain a surfactant to prevent voids caused by tiny bubbles, depressions caused by the adhesion of foreign matter, and repellency during the drying process. The coating liquid can be applied by, for example, dip coating, cast coating, or spin coating. After applying the coating liquid to the substrate, an absorbing layer is formed by drying. If the coating liquid contains raw materials for the transparent resin (P), it may be further subjected to a curing process such as heat curing or photocuring.
また、吸収層は、押出成形によりフィルム状に製造可能でもあり、このフィルムを他の部材に積層し熱圧着等により一体化させてもよい。例えば、本フィルタが透明基板を含む場合、このフィルムを透明基板上に貼着してもよい。 The absorption layer can also be manufactured into a film by extrusion molding, and this film can be laminated to another member and integrated by thermocompression or the like. For example, if the filter includes a transparent substrate, this film can be attached to the transparent substrate.
吸収層は、本フィルタの中に1層有してもよく、2層以上有してもよい。2層以上有する場合、各層は同じ構成であっても異なってもよい。さらに、吸収層は、単層からなってもよく複数の層が積層した構成であってもよい。また、吸収層は、それ自体が基板(樹脂基板)として機能するものでもよい。 The filter may have one or more absorption layers. If two or more layers are present, the layers may have the same or different configurations. Furthermore, the absorption layer may consist of a single layer or a laminate of multiple layers. The absorption layer may also function as a substrate (resin substrate) itself.
(透明基板)
本フィルタに透明基板を用いる場合、透明基板は、略400~700nmの可視光を透過すれば、構成する材料は特に制限されず、近赤外光や近紫外光を吸収する材料でもよい。例えば、ガラスや結晶等の無機材料や、透明樹脂等の有機材料が挙げられる。
(Transparent substrate)
When a transparent substrate is used in this filter, the material of the transparent substrate is not particularly limited as long as it transmits visible light of approximately 400 to 700 nm, and may be a material that absorbs near-infrared light or near-ultraviolet light, such as inorganic materials such as glass or crystal, or organic materials such as transparent resin.
透明基板に使用できるガラスとしては、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラス等に銅イオンを含む吸収型のガラス(近赤外線吸収ガラス)、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が挙げられる。なお、「リン酸塩系ガラス」は、ガラスの骨格の一部がSiO2で構成されるケイリン酸塩ガラスも含む。 Examples of glass that can be used for the transparent substrate include absorption-type glass (near-infrared absorbing glass) containing copper ions in fluorophosphate glass or phosphate glass, soda-lime glass, borosilicate glass, alkali-free glass, quartz glass, etc. Note that "phosphate glass" also includes silicophosphate glass, in which part of the glass skeleton is composed of SiO2 .
ガラスとしては、ガラス転移点以下の温度で、イオン交換により、ガラス板主面に存在するイオン半径が小さいアルカリ金属イオン(例えば、Liイオン、Naイオン)を、イオン半径のより大きいアルカリイオン(例えば、Liイオンに対してはNaイオンまたはKイオンであり、Naイオンに対してはKイオンである。)に交換して得られる化学強化ガラスを使用してもよい。 The glass may be chemically strengthened glass obtained by ion exchange at a temperature below the glass transition point to replace alkali metal ions with small ionic radii (e.g., Li ions, Na ions) present on the main surface of the glass sheet with alkali ions with larger ionic radii (e.g., Na ions or K ions for Li ions, and K ions for Na ions).
透明基板として使用できる透明樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。 Transparent resin materials that can be used as transparent substrates include polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-vinyl acetate copolymer, norbornene resin, acrylic resins such as polyacrylate and polymethyl methacrylate, urethane resin, vinyl chloride resin, fluororesin, polycarbonate resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl alcohol resin, and polyimide resin.
また、透明基板に使用できる結晶材料としては、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイア等の複屈折性結晶が挙げられる。透明基板の光学特性は、上記吸収層、反射層等と積層して得られる光学フィルタとして、前述した光学特性を有するとよい。結晶材料としてはサファイアが好ましい。 Crystal materials that can be used for the transparent substrate include birefringent crystals such as quartz, lithium niobate, and sapphire. The optical properties of the transparent substrate should be as described above for the optical filter obtained by laminating it with the absorption layer, reflective layer, etc. Sapphire is preferred as the crystal material.
透明基板は、光学フィルタとしての光学特性、機械特性等の長期にわたる信頼性に係る形状安定性の観点、フィルタ製造時のハンドリング性等から、無機材料が好ましく、特にガラス、サファイアが好ましい。 Inorganic materials are preferred for the transparent substrate, with glass and sapphire being particularly preferred, from the standpoint of shape stability related to the long-term reliability of the optical properties and mechanical properties of the optical filter, and ease of handling during filter production.
透明基板の形状は特に限定されず、ブロック状、板状、フィルム状でもよく、その厚さは、例えば、0.03~5mmが好ましく、薄型化の観点からは、0.03~0.5mmがより好ましい。加工性の観点から言えば、ガラスからなる板厚0.05~0.5mmの透明基板が好ましい。 The shape of the transparent substrate is not particularly limited and may be block, plate, or film. Its thickness is preferably, for example, 0.03 to 5 mm, and from the perspective of achieving a thinner substrate, more preferably 0.03 to 0.5 mm. From the perspective of processability, a transparent substrate made of glass and having a thickness of 0.05 to 0.5 mm is preferred.
(反射層)
反射層は、誘電体多層膜からなり、特定の波長域の光を遮蔽する機能を有する。反射層としては、例えば、可視光を透過し、吸収層の遮光域以外の波長の光を主に反射する波長選択性を有するものが挙げられる。反射層は、近赤外光を反射する反射領域を有することが好ましい。この場合、反射層の反射領域は、吸収層の近赤外域における遮光領域を含んでもよい。反射層は、上記特性に限らず、所定の波長域の光、例えば、近紫外域をさらに遮断する仕様に適宜設計してよい。
(reflective layer)
The reflective layer is made of a dielectric multilayer film and has the function of blocking light in a specific wavelength range. Examples of reflective layers include those that transmit visible light and have wavelength selectivity that mainly reflects light of wavelengths other than the light-blocking range of the absorbing layer. The reflective layer preferably has a reflective region that reflects near-infrared light. In this case, the reflective region of the reflective layer may include the light-blocking region of the absorbing layer in the near-infrared range. The reflective layer is not limited to the above characteristics and may be appropriately designed to further block light in a specified wavelength range, for example, the near-ultraviolet range.
反射層が近赤外光を反射する反射領域を有する場合、反射層は具体的には、以下の(iii-1)を満足することが好ましい。
(iii-1)入射角0度の分光透過率曲線において、波長850~1100nmの光の平均透過率TRE850-1100ave0°が0.2%以下である。
平均透過率TRE850-1100ave0°は0.15%以下が好ましく、0.05%以下がより好ましい。
When the reflective layer has a reflective region that reflects near-infrared light, the reflective layer preferably specifically satisfies the following (iii-1):
(iii-1) In the spectral transmittance curve at an incident angle of 0 degrees, the average transmittance T RE850-1100ave0° of light having a wavelength of 850 to 1100 nm is 0.2% or less.
The average transmittance T RE850-1100ave0° is preferably 0.15% or less, and more preferably 0.05% or less.
反射層が近赤外光を反射する反射領域を有する場合、吸収層と反射層は以下の関係を有することが好ましい。 When the reflective layer has a reflective region that reflects near-infrared light, it is preferable that the absorbing layer and the reflective layer have the following relationship:
吸収層において入射角0度の光に対して透過率が20%を示す短波長側の波長λABSHT20-0°が650nm≦λABSHT20-0°≦800nmを満足する場合において、波長λABSHT20-0°と、反射層において入射角0度の光に対して650nm以上の波長域で透過率が20%を示す短波長側の波長λRESHT20-0°との関係が(iii-2)を満足することが好ましい。
(iii-2)λABSHT20-0°+30nm≦λRESHT20-0°≦790nm
In the case where the wavelength λ ABSHT20-0° on the short wavelength side, at which the absorbing layer exhibits a transmittance of 20% for light with an incident angle of 0 degrees, satisfies 650 nm≦λ ABSHT20-0° ≦800 nm, it is preferable that the relationship between the wavelength λ ABSHT20-0° and the wavelength λ RESHT20-0° on the short wavelength side, at which the reflective layer exhibits a transmittance of 20% in the wavelength region of 650 nm or more for light with an incident angle of 0 degrees, satisfies (iii-2).
(iii-2) λ ABSHT20-0° +30nm≦λ RESHT20-0° ≦790nm
反射層は、さらに(iii-3)を満足することが好ましい。
(iii-3)λRESHT20-0°からλRESHT20-0°+300nmまでの波長領域の光における平均透過率が10%以下である。
It is preferable that the reflective layer further satisfies (iii-3).
(iii-3) The average transmittance for light in the wavelength region from λ RESHT20-0° to λ RESHT20-0° +300 nm is 10% or less.
反射層は、低屈折率の誘電体膜(低屈折率膜)と高屈折率の誘電体膜(高屈折率膜)とを交互に積層した誘電体多層膜から構成される。高屈折率膜は、好ましくは、屈折率が1.6以上であり、より好ましくは2.2~2.5である。高屈折率膜の材料としては、例えばTa2O5、TiO2、Nb2O5が挙げられる。これらのうち、成膜性、屈折率等における再現性、安定性等の点から、TiO2が好ましい。 The reflective layer is composed of a dielectric multilayer film in which low-refractive-index dielectric films (low-refractive-index films) and high-refractive-index dielectric films (high-refractive-index films) are alternately laminated. The high-refractive-index films preferably have a refractive index of 1.6 or more, more preferably 2.2 to 2.5. Examples of materials for the high-refractive-index films include Ta 2 O 5 , TiO 2 , and Nb 2 O 5 . Of these, TiO 2 is preferred from the standpoints of film formability, reproducibility in refractive index, etc., and stability.
一方、低屈折率膜は、好ましくは、屈折率1.6未満であり、より好ましくは1.45以上1.55未満である。低屈折率膜の材料としては、例えばSiO2、SiOxNy等が挙げられる。成膜性における再現性、安定性、経済性等の点から、SiO2が好ましい。 On the other hand, the low refractive index film preferably has a refractive index of less than 1.6, more preferably 1.45 or more and less than 1.55. Examples of materials for the low refractive index film include SiO2 and SiOxNy . SiO2 is preferred from the standpoints of reproducibility, stability, economy , etc. in film formation.
さらに、反射層は、透過域と遮光域の境界波長領域で透過率が急峻に変化することが好ましい。この目的のためには、反射層を構成する誘電体多層膜の合計積層数は、15層以上が好ましく、25層以上がより好ましく、30層以上がさらに好ましい。ただし、合計積層数が多くなると、反り等が発生したり、膜厚が増加したりするため、合計積層数は100層以下が好ましく、75層以下がより好ましく、60層以下がより一層好ましい。また、誘電体多層膜の膜厚は、2~10μmが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the reflective layer exhibit a steep change in transmittance in the boundary wavelength region between the transmission and blocking regions. For this purpose, the total number of laminated layers in the dielectric multilayer film constituting the reflective layer is preferably 15 or more, more preferably 25 or more, and even more preferably 30 or more. However, as the total number of laminated layers increases, warping and an increase in film thickness may occur, so the total number of laminated layers is preferably 100 or less, more preferably 75 or less, and even more preferably 60 or less. Furthermore, the film thickness of the dielectric multilayer film is preferably 2 to 10 μm.
誘電体多層膜の合計積層数や膜厚が上記範囲内であれば、反射層は小型化の要件を満たし、高い生産性を維持しながら入射角依存性を抑制できる。また、誘電体多層膜の形成には、例えば、CVD法、スパッタリング法、真空蒸着法等の真空成膜プロセスや、スプレー法、ディップ法等の湿式成膜プロセス等を使用できる。 If the total number of layers and film thickness of the dielectric multilayer film are within the above ranges, the reflective layer will meet the requirements for miniaturization and suppress incidence angle dependency while maintaining high productivity. Furthermore, the dielectric multilayer film can be formed using, for example, vacuum film formation processes such as CVD, sputtering, and vacuum deposition, or wet film formation processes such as spraying and dipping.
反射層は、1層(1群の誘電体多層膜)で所定の光学特性を与えたり、2層で所定の光学特性を与えたりしてもよい。2層以上有する場合、各反射層は同じ構成でも異なる構成でもよい。反射層を2層以上有する場合、通常、反射帯域の異なる複数の反射層で構成される。 The reflective layer may be a single layer (a group of dielectric multilayer films) that provides the desired optical characteristics, or two layers that provide the desired optical characteristics. When there are two or more reflective layers, each reflective layer may have the same or different configurations. When there are two or more reflective layers, they are usually composed of multiple reflective layers with different reflection bands.
例として、2層の反射層を設ける場合、一方を、近赤外域のうち短波長帯の光を遮蔽する近赤外反射層とし、他方を、該近赤外域の長波長帯および近紫外域の両領域の光を遮蔽する近赤外・近紫外反射層としてもよい。また、例えば、本フィルタが透明基板を有する場合に、2層以上の反射層を設ける際には、全てを透明基板の一方の主面上に設けてもよく、各反射層を、透明基板を挟んでその両主面上に設けてもよい。 For example, when two reflective layers are provided, one may be a near-infrared reflective layer that blocks light in the short wavelength band of the near-infrared region, and the other may be a near-infrared/near-ultraviolet reflective layer that blocks light in both the long wavelength band of the near-infrared region and the near-ultraviolet region. Also, for example, when the present filter has a transparent substrate and two or more reflective layers are provided, all may be provided on one major surface of the transparent substrate, or each reflective layer may be provided on both major surfaces of the transparent substrate, sandwiching the transparent substrate.
(反射防止層)
反射防止層としては、誘電体多層膜や中間屈折率媒体、屈折率が漸次的に変化するモスアイ構造などが挙げられる。中でも光学的効率、生産性の観点から誘電体多層膜が好ましい。反射防止層は、反射層と同様に誘電体膜を交互に積層して得られる。
(Anti-reflection layer)
Examples of antireflection layers include dielectric multilayer films, intermediate refractive index media, and moth-eye structures in which the refractive index changes gradually. Among these, dielectric multilayer films are preferred from the viewpoints of optical efficiency and productivity. Antireflection layers are obtained by alternately laminating dielectric films, similar to reflective layers.
本フィルタは、他の構成要素として、例えば、特定の波長域の光の透過と吸収を制御する無機微粒子等による吸収を与える構成要素(層)などを備えてもよい。無機微粒子の具体例としては、ITO(Indium Tin Oxides)、ATO(Antimony-doped Tin Oxides)、タングステン酸セシウム、ホウ化ランタン等が挙げられる。ITO微粒子、タングステン酸セシウム微粒子は、可視光の透過率が高く、かつ1200nmを超える赤外波長領域の広範囲に光吸収性を有するため、かかる赤外光の遮蔽性を必要とする場合に使用できる。 This filter may also include other components (layers) that provide absorption using inorganic fine particles that control the transmission and absorption of light in specific wavelength ranges. Specific examples of inorganic fine particles include ITO (indium tin oxide), ATO (antimony-doped tin oxide), cesium tungstate, and lanthanum boride. ITO fine particles and cesium tungstate fine particles have high transmittance for visible light and absorb light over a wide range of infrared wavelengths above 1200 nm, making them suitable for use in applications requiring blocking of such infrared light.
本フィルタは、反射層と、NIR色素(A)と透明樹脂(P)を含有する吸収層を有することで、可視光特には緑色や赤色の透過性を良好に維持しながら、近赤外光の遮蔽性において、特に長波長近赤外光の遮蔽性に優れる。 This filter has a reflective layer and an absorption layer containing an NIR dye (A) and a transparent resin (P), which allows it to maintain good transmittance of visible light, particularly green and red light, while providing excellent near-infrared light blocking, particularly long-wavelength near-infrared light blocking.
本フィルタは、入射角0度で測定される光学特性に関し、以下の(3-1)~(3-3)の要件をすべて満足することが好ましい。本フィルタは、さらに、これらに加えて、(3-4)~(3-9)の要件をすべて満足することがより好ましい。 It is preferable that this filter satisfy all of the following requirements (3-1) to (3-3) regarding its optical characteristics measured at an incident angle of 0 degrees. It is even more preferable that this filter satisfy all of the following requirements (3-4) to (3-9) in addition to these.
(3-1)NIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値が4以上である。入射角0度における該最小OD値は5以上がより好ましい。 (3-1) The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR of the NIR dye (A) ±10 nm is 4 or more. The minimum OD value at an incident angle of 0 degrees is more preferably 5 or more.
(3-2)490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(0°)が82%以上である。平均透過率TAVE490-560(0°)は83.0%以上がより好ましく、83.5%以上がさらに好ましい。 (3-2) The average transmittance T AVE490-560(0 ° ) in the wavelength region of 490 to 560 nm is 82% or more, more preferably 83.0% or more, and even more preferably 83.5% or more.
(3-3)590~630nmの波長領域における平均透過率TAVE590-630(0°)が50%以上である。平均透過率TAVE590-630(0°)は55%以上がより好ましく、60%以上がさらに好ましい。 (3-3) The average transmittance T AVE590-630 ( 0°) in the wavelength region of 590 to 630 nm is 50% or more, more preferably 55% or more, and even more preferably 60% or more.
(3-4)600~800nmの波長領域において、入射角0度で透過率が50%となる波長λ50%(0°)と入射角30度で透過率が50%となる波長λ50%(30°)の差の絶対値|λ50%(30°)-λ50%(0°)|が5nm以下である。|λ50%(30°)-λ50%(0°)|は4nm以下がより好ましく、3nm以下がさらに好ましい。 (3-4) In the wavelength region of 600 to 800 nm, the absolute value of the difference between the wavelength λ 50%(0°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 0 degrees and the wavelength λ 50%(30°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 30 degrees, |λ 50%(30°) -λ 50%(0°) |, is 5 nm or less. |λ 50%(30°) -λ 50%(0°) | is more preferably 4 nm or less, and even more preferably 3 nm or less.
(3-5)入射角30度で測定される490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(30°)が80%以上である。平均透過率TAVE490-560(30°)は81%以上がより好ましく、83%以上がさらに好ましい。 (3-5) The average transmittance T AVE490-560(30°) in the wavelength region of 490 to 560 nm measured at an incident angle of 30 degrees is 80% or more. The average transmittance T AVE490-560(30°) is more preferably 81% or more, and even more preferably 83% or more.
(3-6)入射角30度で測定される、NIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値が3以上である。入射角30度における該最小OD値は4以上がより好ましい。 (3-6) The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR of the NIR dye (A) ±10 nm, measured at an incident angle of 30 degrees, is 3 or more. The minimum OD value at an incident angle of 30 degrees is more preferably 4 or more.
(3-7)600~800nmの波長領域において、入射角0度で透過率が50%となる波長λ50%(0°)と入射角50度で透過率が50%となる波長λ50%(50°)の差の絶対値|λ50%(50°)-λ50%(0°)|が15nm以下である。|λ50%(50°)-λ50%(0°)|は13nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。 (3-7) In the wavelength region of 600 to 800 nm, the absolute value of the difference between the wavelength λ 50%(0°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 0 degrees and the wavelength λ 50%(50°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 50 degrees, |λ 50%(50°) -λ 50%(0°) |, is 15 nm or less. |λ 50%(50°) -λ 50%(0°) | is more preferably 13 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
(3-8)入射角50度で測定される490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(50°)が70%以上である。平均透過率TAVE490-560(50°)は72%以上がより好ましく、74%以上がさらに好ましい。 (3-8) The average transmittance T AVE490-560(50°) in the wavelength region of 490 to 560 nm measured at an incident angle of 50 degrees is 70% or more. The average transmittance T AVE490-560(50°) is more preferably 72% or more, and even more preferably 74% or more.
(3-9)入射角50度で測定される、NIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値が3以上である。入射角50度における該最小OD値は4以上がより好ましい。 (3-9) The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR of the NIR dye (A) ±10 nm, measured at an incident angle of 50 degrees, is 3 or more. The minimum OD value at an incident angle of 50 degrees is more preferably 4 or more.
本フィルタは、例えば、デジタルスチルカメラ等の撮像装置とレーザ光を用いる光学部品をともに有する機器において、撮像装置用の光学フィルタの用途に有用である。また、本フィルタは、環境光センサー等の光学センサーの用途に有用である。 This filter is useful as an optical filter for imaging devices, such as digital still cameras, in devices that have both imaging devices and optical components that use laser light. This filter is also useful for optical sensors, such as ambient light sensors.
本フィルタを用いた撮像装置は、固体撮像素子と、撮像レンズと、本フィルタとを備える。本フィルタは、例えば、撮像レンズと固体撮像素子との間に配置されたり、撮像装置の固体撮像素子、撮像レンズ等に粘着剤層を介して直接貼着されたりして使用できる。 An imaging device using this filter comprises a solid-state imaging element, an imaging lens, and this filter. This filter can be used, for example, by being placed between the imaging lens and the solid-state imaging element, or by being directly attached to the solid-state imaging element, imaging lens, etc. of the imaging device via an adhesive layer.
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。まず、実施例の吸収層に用いるNIR色素(A)の合成例および特性を説明する。次いで、光学フィルタの実施例について説明する。 Next, the present invention will be explained in more detail using examples. First, a synthesis example and characteristics of the NIR dye (A) used in the absorption layer of the example will be described. Next, an example of an optical filter will be described.
[試験例1~29;色素の合成、評価]
(色素の合成、評価)
以下の方法で、NIR色素(A)、NIR色素(B)、その他のNIR色素を合成した。合成例1~11がNIR色素(A)の合成例であり、合成例12~15がNIR色素(B)の合成例であり、合成例16、17がその他のNIR色素の合成例である。また、NIR色素(A)として、下記式(S0772)に示す市販品であるFew Chemicals社製の商品名S0772、その他のNIR色素として、下記式(S2437)に示す市販品であるFew Chemicals社製の商品名S2437を準備した。
[Test Examples 1 to 29: Synthesis and Evaluation of Dyes]
(Synthesis and evaluation of pigments)
NIR dye (A), NIR dye (B), and other NIR dyes were synthesized by the following methods. Synthesis Examples 1 to 11 are synthesis examples of NIR dye (A), Synthesis Examples 12 to 15 are synthesis examples of NIR dye (B), and Synthesis Examples 16 and 17 are synthesis examples of other NIR dyes. Furthermore, as the NIR dye (A), a commercially available product manufactured by Few Chemicals and shown in the following formula (S0772) was prepared, and as the other NIR dye, a commercially available product manufactured by Few Chemicals and shown in the following formula (S2437) was prepared, shown in the following formula (S2437):
また、これらの色素の光学特性の評価には、紫外可視近赤外分光光度計((株)日立ハイテクサイエンス社製、UH4150)を用い、以下の光学特性(分光透過率曲線)の評価にも同様に、UH4150を用いた。 The optical properties of these dyes were evaluated using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer (UH4150, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation), and the UH4150 was also used to evaluate the optical properties (spectral transmittance curves) below.
[合成例1]
以下に示す反応経路にしたがい、色素(A1a-5Sb)を合成した。
[Synthesis Example 1]
The dye (A1a-5Sb) was synthesized according to the reaction pathway shown below.
<ステップ1>
1Lナスフラスコにトリス(4-ニトロフェニル)アミン(25g、66mmol)とパラジウム-活性炭素(パラジウム10%)(6.5g)、1、4-ジオキサン(350mL)、メタノール(300mL)を加え、0℃に冷却・撹拌し、ギ酸アンモニウム(65g、990mmol)を追加し、室温で4h撹拌した。反応液を濾過後、ろ液をジクロロメタンで抽出操作を行い、溶媒を除去し、残った固体にヘキサンを300mL入れて1日撹拌し、洗浄した。ヘキサンをろ過操作で取り除いたところ、灰色固体である中間体1を18.1g(収率95%)得た。
<Step 1>
Tris(4-nitrophenyl)amine (25 g, 66 mmol), palladium-activated carbon (palladium 10%) (6.5 g), 1,4-dioxane (350 mL), and methanol (300 mL) were added to a 1 L recovery flask and stirred. The mixture was cooled to 0°C and stirred. Ammonium formate (65 g, 990 mmol) was added and stirred at room temperature for 4 hours. After filtering the reaction mixture, the filtrate was extracted with dichloromethane, the solvent was removed, and the remaining solid was added with 300 mL of hexane and stirred for one day. The mixture was washed. After removing the hexane by filtration, 18.1 g (yield 95%) of intermediate 1 was obtained as a gray solid.
<ステップ2>
1Lナスフラスコにステップ1で得られた中間体1(15g、52mmol)と炭酸カリウム(71.4g、520mmol)、1-ブロモ-2メチルプロパン(127g、930mmol)、N,N-ジメチルホルムアミド(150mL)を加え、115℃で24h撹拌した。室温に戻した後、ろ過操作を実施し、ジクロロメタンで洗浄後、ろ液をジクロロメタンで抽出し、溶媒除去後、メタノールで洗浄を行ったところ、茶色固体である中間体2を18.2g(収率56%)得た。
<Step 2>
Intermediate 1 (15 g, 52 mmol) obtained in Step 1, potassium carbonate (71.4 g, 520 mmol), 1-bromo-2-methylpropane (127 g, 930 mmol), and N,N-dimethylformamide (150 mL) were added to a 1 L recovery flask and stirred at 115°C for 24 hours. After returning to room temperature, a filtration operation was carried out and the mixture was washed with dichloromethane. The filtrate was extracted with dichloromethane, and after removing the solvent, the extract was washed with methanol, yielding 18.2 g (yield 56%) of intermediate 2 as a brown solid.
<ステップ3>
500mLナスフラスコにステップ2で得られた中間体2(3g、4.8mmol)とN,N-ジメチルホルムアミド(60mL)を加え、60℃で溶解するまで撹拌した。その後、ヘキサフルオロアンチモン(V)酸銀(3.79g、11mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(30mL)に溶解させた溶液を、中間体2を溶解させた溶液に加え、60℃で3h撹拌させた。析出してきた固体をろ過後、回収した固体をカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:メタノール=1000:30)にて単離し、溶媒除去した後、固体をジクロロメタンに少量溶解させ、酢酸エチルを用いて再沈作業を行い、緑色固体である色素(A1a-5Sb)を2.8g(収率54%)得た。
<Step 3>
Intermediate 2 (3 g, 4.8 mmol) obtained in step 2 and N,N-dimethylformamide (60 mL) were added to a 500 mL recovery flask and stirred at 60 °C until dissolved. Subsequently, a solution of silver hexafluoroantimonate(V) (3.79 g, 11 mmol) dissolved in N,N-dimethylformamide (30 mL) was added to the solution containing Intermediate 2 and stirred at 60 °C for 3 h. The precipitated solid was filtered, and the recovered solid was isolated by column chromatography (dichloromethane:methanol = 1000:30). After removing the solvent, the solid was dissolved in a small amount of dichloromethane and reprecipitated using ethyl acetate, yielding 2.8 g (yield 54%) of the dye (A1a-5Sb) as a green solid.
[合成例2]
500mLナスフラスコに合成例1のステップ2で得られた中間体2(3g、4.8mmol)と酢酸エチル(50mL)を加え、60℃で溶解するまで撹拌した。その後、カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(3.8g、12mmol)とペルオキソ二硫酸アンモニウム(2.7g、12mmol)をアセトニトリル(30mL)と水(30mL)の混合溶媒に溶解させた溶液を、中間体2を溶解させた溶液に加え、60℃で4h撹拌させた。反応終了後、室温に戻し、水(100mL)とヘキサン(200mL)を加え、固体を析出させ、ろ過し、酢酸エチルで洗浄した。回収した固体をカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:メタノール=1000:30)にて単離し、溶媒除去した後、固体をジクロロメタンに少量溶解させ、酢酸エチルを用いて再沈作業を行い、緑色固体である色素(A1a-5NS)を3.6g(収率63%)得た。
[Synthesis Example 2]
Intermediate 2 (3 g, 4.8 mmol) obtained in Step 2 of Synthesis Example 1 and ethyl acetate (50 mL) were added to a 500 mL recovery flask and stirred at 60 °C until dissolved. Subsequently, a solution of potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (3.8 g, 12 mmol) and ammonium peroxodisulfate (2.7 g, 12 mmol) dissolved in a mixed solvent of acetonitrile (30 mL) and water (30 mL) was added to the solution containing intermediate 2 and stirred at 60 °C for 4 h. After completion of the reaction, the mixture was returned to room temperature, water (100 mL) and hexane (200 mL) were added, and the solid was precipitated, filtered, and washed with ethyl acetate. The recovered solid was isolated by column chromatography (dichloromethane:methanol = 1000:30). After removing the solvent, the solid was dissolved in a small amount of dichloromethane and reprecipitated using ethyl acetate, yielding 3.6 g (yield 63%) of a green solid dye (A1a-5NS).
[合成例3]
カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドをヘキサフルオロリン酸カリウム(2.2g、12mmol)に変更する以外は合成例2と同様の方法で、緑色固体である色素(A1a-5P)を2.6g(収率59%)得た。
[Synthesis Example 3]
A green solid dye (A1a-5P) (2.6 g, yield 59%) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2, except that potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide was replaced with potassium hexafluorophosphate (2.2 g, 12 mmol).
[合成例4]
カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドを過塩素酸ナトリウム(1.5g、12mmol)に変更する以外は合成例2と同様の方法で、緑色固体である色素(A1a-5Cl)を2.5g(収率63%)得た。
[Synthesis Example 4]
A green solid dye (A1a-5Cl) (2.5 g, yield 63%) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2, except that potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide was changed to sodium perchlorate (1.5 g, 12 mmol).
[合成例5]
カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドをテトラフルオロホウ酸ナトリウム(1.3g、12mmol)に変更する以外は合成例2と同様の方法で、緑色固体である色素(A1a-5B)を2.7g(収率71%)得た。
[Synthesis Example 5]
A green solid dye (A1a-5B) (2.7 g, yield 71%) was obtained in the same manner as in Synthesis example 2, except that potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide was changed to sodium tetrafluoroborate (1.3 g, 12 mmol).
[合成例6]
以下に示す反応経路にしたがい、色素(A1a-4P)を合成した。
[Synthesis Example 6]
The dye (A1a-4P) was synthesized according to the reaction pathway shown below.
<ステップ1>
合成例1のステップ2で用いた1-ブロモ-2メチルプロパンを1-ブロモブタン(127g、930mmol)に変更する以外は同様の原料を用いて反応させ、ジクロロメタンで抽出操作を行った後、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1000:40)にて単離し、淡黄色の油状物質である中間体3を23g(収率71%)得た。
<Step 1>
A reaction was carried out using the same starting materials as in Step 2 of Synthesis Example 1, except that 1-bromo-2-methylpropane was changed to 1-bromobutane (127 g, 930 mmol). The reaction product was extracted with dichloromethane and then isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate=1000:40) to obtain 23 g (yield 71%) of Intermediate 3 as a pale yellow oily substance.
<ステップ2>
500mLナスフラスコに合成例6のステップ1で得られた中間体3(3g、4.8mmol)と酢酸エチル(50mL)を加え、60℃で溶解するまで撹拌した。その後、ヘキサフルオロリン酸カリウム(2.2g、12mmol)とペルオキソ二硫酸アンモニウム(2.7g、12mmol)をアセトニトリル(30mL)と水(30mL)の混合溶媒に溶解させた溶液を、中間体3を溶解させた溶液に加え、60℃で4h撹拌させた。反応終了後、室温に戻し、水(100mL)とヘキサン(200mL)を加え、固体を析出させ、ろ過し、酢酸エチルで洗浄した。回収した固体をカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:酢酸エチル=10:1)にて単離し、溶媒除去した後、固体をジクロロメタンに少量溶解させ、ヘキサンを用いて再沈作業を行い、緑色固体である色素(A1a-4P)を2.8g(収率63%)得た。
<Step 2>
Intermediate 3 (3 g, 4.8 mmol) obtained in Step 1 of Synthesis Example 6 and ethyl acetate (50 mL) were added to a 500 mL recovery flask and stirred at 60 °C until dissolved. Subsequently, a solution of potassium hexafluorophosphate (2.2 g, 12 mmol) and ammonium peroxodisulfate (2.7 g, 12 mmol) dissolved in a mixed solvent of acetonitrile (30 mL) and water (30 mL) was added to the solution containing Intermediate 3 and stirred at 60 °C for 4 h. After completion of the reaction, the mixture was returned to room temperature, and water (100 mL) and hexane (200 mL) were added to precipitate a solid, which was then filtered and washed with ethyl acetate. The recovered solid was isolated by column chromatography (dichloromethane:ethyl acetate = 10:1). After removing the solvent, the solid was dissolved in a small amount of dichloromethane and reprecipitated using hexane to obtain 2.8 g (yield 63%) of a green solid dye (A1a-4P).
[合成例7]
ヘキサフルオロリン酸カリウムをカリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(3.8g、12mmol)に変更する以外は合成例6のステップ2と同様の方法で、緑色固体である色素(A1a-4NS)を3.1g(収率54%)得た。
[Synthesis Example 7]
A method similar to that used in Step 2 of Synthesis example 6 was used, except that potassium hexafluorophosphate was changed to potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (3.8 g, 12 mmol), to obtain 3.1 g (yield: 54%) of a green solid dye (A1a-4NS).
[合成例8]
ヘキサフルオロリン酸カリウムをテトラフルオロホウ酸ナトリウム(1.3g、12mmol)に変更する以外は合成例6のステップ2と同様の方法で、緑色固体である色素(A1a-4B)を0.9g(収率22%)得た。
[Synthesis Example 8]
0.9 g (yield 22%) of dye (A1a-4B) as a green solid was obtained in the same manner as in Step 2 of Synthesis example 6, except that potassium hexafluorophosphate was changed to sodium tetrafluoroborate (1.3 g, 12 mmol).
[合成例9]
以下に示す方法にしたがい、色素(A1a-7P)を合成した。
[Synthesis Example 9]
The dye (A1a-7P) was synthesized according to the method described below.
<ステップ1>
合成例1のステップ2で用いた1-ブロモ-2メチルプロパンを1-ブロモオクタン(中間体1に対して18等量)に変更する以外は同様の原料を用いて反応させ、ジクロロメタンで抽出操作を行った後、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1000:40)にて単離し、淡黄色の油状物質である中間体4を13.4g(収率67%)得た。
<Step 1>
A reaction was carried out using the same starting materials as in Step 2 of Synthesis Example 1, except that 1-bromo-2-methylpropane was replaced with 1-bromooctane (18 equivalents relative to Intermediate 1). The reaction product was extracted with dichloromethane and then isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate=1000:40), yielding 13.4 g (yield 67%) of Intermediate 4, a pale yellow oily substance.
<ステップ2>
合成例6のステップ2に記載した中間体3を中間体4に変更した以外は同様の方法で、緑色の固体である色素(A1a-7P)を1.0g(収率20%)得た。
<Step 2>
In the same manner as described in Step 2 of Synthesis Example 6, except that Intermediate 3 was changed to Intermediate 4, 1.0 g (yield 20%) of a green solid dye (A1a-7P) was obtained.
[合成例10]
合成例9のステップ2で用いたヘキサフルオロリン酸カリウムをカリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドに変更した以外は同様の方法で、緑色の固体である色素(A1a-7NS)を2.4g(収率37%)得た。
[Synthesis Example 10]
A green solid dye (A1a-7NS) (2.4 g, yield 37%) was obtained in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 9, except that the potassium hexafluorophosphate used in Step 2 was changed to potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide.
[合成例11]
以下に示す方法にしたがい、色素(A1a-1NS)を合成した。
[Synthesis Example 11]
The dye (A1a-1NS) was synthesized according to the method described below.
<ステップ1>
合成例1のステップ2で用いた1-ブロモ-2メチルプロパンをブロモエタン(中間体1に対して18等量)に変更する以外は同様の原料を用いて反応させ、ジクロロメタンで抽出操作を行った後、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=8:2)にて単離し、淡黄色の油状物質である中間体5を1.7g(収率12%)得た。
<Step 1>
A reaction was carried out using the same starting materials as in Step 2 of Synthesis Example 1, except that 1-bromo-2-methylpropane was replaced with bromoethane (18 equivalents relative to Intermediate 1). After extraction with dichloromethane, the product was isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate=8:2), yielding 1.7 g (yield 12%) of Intermediate 5, which was a pale yellow oily substance.
<ステップ2>
合成例6のステップ2に記載した中間体3を中間体5に変更し、ヘキサフルオロリン酸カリウムをカリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドに変更した以外は同様の方法で、緑色の固体である色素(A1a-1NS)を0.8g(収率22%)得た。
<Step 2>
In a similar manner to Synthesis Example 6, except that Intermediate 3 described in Step 2 was changed to Intermediate 5 and potassium hexafluorophosphate was changed to potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, 0.8 g (yield 22%) of a dye (A1a-1NS) was obtained as a green solid.
[合成例12]
以下に示す反応経路にしたがい、色素(B1-5Sb)を合成した。
[Synthesis Example 12]
The dye (B1-5Sb) was synthesized according to the reaction pathway shown below.
<ステップ1>
1Lナスフラスコに4-ブロモアニリン(25.4g、148mmol)とN,N-ジメチルホルムアミド(80mL)を加え、110℃で溶解するまで撹拌した。その後、1-ブロモ-2-メチルプロパン(54.7g、399mmol)とN-エチルジイソプロピルアミン(57.3g、444mmol)を加え、130℃で15h反応させた。室温に戻した後、酢酸エチル:ヘキサン=1:4の混合溶媒で抽出操作を実施し、溶媒除去後、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1000:50)にて単離したところ、白色固体である中間体6を15g(収率36%)で得た。
<Step 1>
4-Bromoaniline (25.4 g, 148 mmol) and N,N-dimethylformamide (80 mL) were added to a 1 L recovery flask and stirred at 110°C until dissolved. Subsequently, 1-bromo-2-methylpropane (54.7 g, 399 mmol) and N-ethyldiisopropylamine (57.3 g, 444 mmol) were added, and the mixture was allowed to react at 130°C for 15 hours. After returning the mixture to room temperature, an extraction operation was carried out with a mixed solvent of ethyl acetate and hexane (1:4). After removing the solvent, the mixture was isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate=1000:50), yielding 15 g (yield 36%) of intermediate 6 as a white solid.
<ステップ2>
1Lナスフラスコにステップ1で得られた中間体6(12g、42mmol)と、1,4-フェニレンジアミン(1.1g、9.8mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(8g、83mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(1g、1.1mmol)、2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2’,4’,6’-トリイソプロピルビフェニル(2g、4mmol)、1,4-ジオキサン(80mL)を加え、100℃で20h反応させた。室温に戻し、セライトろ過で触媒の残存固体を除去後、ジクロロメタンと塩化アンモニウム飽和水溶液で抽出操作を実施し、溶媒除去後、析出した固体をメタノールで洗浄することで、茶色固体である中間体7を17.5g(収率97%)で得た。
<Step 2>
Intermediate 6 (12 g, 42 mmol) obtained in Step 1, 1,4-phenylenediamine (1.1 g, 9.8 mmol), sodium tert-butoxide (8 g, 83 mmol), tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (1 g, 1.1 mmol), 2-dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropylbiphenyl (2 g, 4 mmol), and 1,4-dioxane (80 mL) were added to a 1 L recovery flask and reacted at 100 °C for 20 h. After returning to room temperature and removing the remaining catalyst solid by filtration through Celite, extraction was performed with dichloromethane and saturated aqueous ammonium chloride solution. After removing the solvent, the precipitated solid was washed with methanol to obtain 17.5 g (97% yield) of intermediate 7 as a brown solid.
<ステップ3>
500mLナスフラスコにステップ2で得られた中間体7(2g、2mmol)とN,N-ジメチルホルムアミド(20mL)を加え、60℃で溶解するまで撹拌した。その後、ヘキサフルオロアンチモン(V)酸銀(1.6g、4.5mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(20mL)に溶解させた溶液を、中間体7を溶解させた溶液に加え、60℃で2h撹拌させた。析出してきた固体をろ過後、N,N-ジメチルホルムアミドで洗浄し、ろ液に水をゆっくり150mL程度滴下し、析出してきた固体を再度ろ過し、水とヘキサンで洗浄後、カラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:酢酸エチル=7:3)にて単離し、溶媒除去した後、固体をジクロロメタンに少量溶解させ、酢酸エチルを用いて再沈作業を行い、赤茶色固体である色素(B1-5Sb)を1.3g(収率43%)得た。
<Step 3>
Intermediate 7 (2 g, 2 mmol) obtained in step 2 and N,N-dimethylformamide (20 mL) were added to a 500 mL recovery flask and stirred at 60 °C until dissolved. Subsequently, a solution of silver hexafluoroantimonate(V) (1.6 g, 4.5 mmol) dissolved in N,N-dimethylformamide (20 mL) was added to the solution containing Intermediate 7 and stirred at 60 °C for 2 h. The precipitated solid was filtered and washed with N,N-dimethylformamide. Approximately 150 mL of water was slowly added dropwise to the filtrate. The precipitated solid was filtered again, washed with water and hexane, and isolated by column chromatography (dichloromethane:ethyl acetate = 7:3). After removing the solvent, the solid was dissolved in a small amount of dichloromethane and reprecipitated using ethyl acetate, yielding 1.3 g (43% yield) of the dye (B1-5Sb) as a reddish-brown solid.
[合成例13]
500mLナスフラスコに合成例12のステップ2で得られた中間体7(5g、5.4mmol)と酢酸エチル(50mL)を加え、60℃で溶解するまで撹拌した。その後、カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(4.4g、13.8mmol)とペルオキソ二硫酸アンモニウム(3.1g、13.5mmol)をアセトニトリル(30mL)と水(30mL)の混合溶媒に溶解させた溶液を、中間体7を溶解させた溶液に加え、60℃で4h撹拌させた。反応終了後、室温に戻し、水(100mL)とヘキサン(200mL)を加え、固体を析出させ、ろ過し、酢酸エチルで洗浄した。回収した固体をカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:メタノール=1000:30)にて単離し、溶媒除去した後、固体をジクロロメタンに少量溶解させ、ヘキサンを用いて再沈作業を行い、赤茶色固体である色素(B1-5NS)を6.0g(収率75%)得た。
[Synthesis Example 13]
Intermediate 7 (5 g, 5.4 mmol) obtained in Step 2 of Synthesis Example 12 and ethyl acetate (50 mL) were added to a 500 mL recovery flask and stirred at 60 °C until dissolved. Subsequently, a solution of potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (4.4 g, 13.8 mmol) and ammonium peroxodisulfate (3.1 g, 13.5 mmol) dissolved in a mixed solvent of acetonitrile (30 mL) and water (30 mL) was added to the solution containing intermediate 7 and stirred at 60 °C for 4 h. After completion of the reaction, the mixture was returned to room temperature, water (100 mL) and hexane (200 mL) were added, and the solid was precipitated, filtered, and washed with ethyl acetate. The recovered solid was isolated by column chromatography (dichloromethane:methanol = 1000:30). After removing the solvent, the solid was dissolved in a small amount of dichloromethane and reprecipitated using hexane to obtain 6.0 g (yield 75%) of a reddish-brown solid dye (B1-5NS).
[合成例14]
カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドをヘキサフルオロリン酸カリウムに変更する以外は合成例2と同様の方法で、赤茶色固体である色素(B1-5P)を収率36%で得た。
[Synthesis Example 14]
A reddish-brown solid dye (B1-5P) was obtained in a yield of 36% in the same manner as in Synthesis Example 2, except that potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide was replaced with potassium hexafluorophosphate.
[合成例15]
合成例12のステップ1で用いた1-ブロモ-2メチルプロパンを1-ブロモブタン(54.7g、399mmol)に変更する以外は同様の方法で、n-ブチルが修飾された中間体を合成(収率89%)し、合成例12のステップ2,3と同様の方法を用いて赤茶色固体である色素(B1-4Sb)を収率72%で得た。
[Synthesis Example 15]
An n-butyl-modified intermediate was synthesized (yield 89%) in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 12, except that 1-bromo-2-methylpropane used in Step 1 was changed to 1-bromobutane (54.7 g, 399 mmol). Using the same methods as in Steps 2 and 3 of Synthesis Example 12, a reddish-brown solid dye (B1-4Sb) was obtained in a yield of 72%.
[合成例16]
以下に示す反応経路にしたがい、色素(S1)を合成した。すなわち、European Journal of Medical Chemistry, 54, 647, (2012)を参考にして作製した生成物(10)(6.5mmol)とスクアリン酸(3.4mmol)を500mLナスフラスコにいれ、トルエン(330mL)と1-ブタノール(110mL)に溶解させ、キノリン(8mmol)添加し、150℃で4時間撹拌させた。なお、生成物(10)は、2-メチル-ベンゾ[c,d]インドールの1位の水素がRに置換された化合物のヨウ素塩であり、Rは-CH2-CH(C6H13)(C8H17)である。
[Synthesis Example 16]
Dye (S1) was synthesized according to the reaction pathway shown below. Specifically, product (10) (6.5 mmol), prepared with reference to European Journal of Medicinal Chemistry, 54, 647, (2012), and squaric acid (3.4 mmol) were placed in a 500 mL recovery flask, dissolved in toluene (330 mL) and 1-butanol (110 mL), and quinoline (8 mmol) was added. The mixture was stirred at 150°C for 4 hours. Product ( 10 ) is the iodide salt of a compound in which the hydrogen at position 1 of 2-methyl-benzo[c,d]indole is substituted with R, where R is -CH2 -CH( C6H13 )( C8H17 ).
反応終了後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=8:2)にて単離し、溶媒除去し、ヘキサン洗浄後、赤褐色固体である色素(S1)(0.5g、収率25%)を得た。 After the reaction was complete, the solvent was removed, and the product was isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate = 8:2). After the solvent was removed and the product was washed with hexane, a reddish-brown solid, dye (S1) (0.5 g, yield 25%), was obtained.
[合成例16]
以下に示す反応経路にしたがい、色素(S2)を合成した。
[Synthesis Example 16]
Dye (S2) was synthesized according to the reaction pathway shown below.
<ステップ1>
1Lの三口フラスコにbenzo[cd]indol-2(1H)-one(30g,177mmol)とクロロホルム(500mL)を入れ、65℃で加熱撹拌し原料を溶解させた後、0℃まで冷却し、臭素(28.3g,177mmol)をゆっくり滴下した。滴下終了後、室温に戻し、24h撹拌後、ヘキサンを反応液に加えて希釈し、析出物を濾過し回収した。ろ紙上の固体を複数回ヘキサンを用いて洗浄し、真空乾燥させ、黄土色の固体である中間体8を60g(収率100%以上)得た。
<Step 1>
A 1-L three-neck flask was charged with benzo[cd]indol-2(1H)-one (30 g, 177 mmol) and chloroform (500 mL), and the mixture was heated and stirred at 65°C to dissolve the raw materials. The mixture was then cooled to 0°C, and bromine (28.3 g, 177 mmol) was slowly added dropwise. After the addition was complete, the mixture was returned to room temperature and stirred for 24 hours. Hexane was then added to the reaction mixture to dilute it, and the precipitate was collected by filtration. The solid on the filter paper was washed multiple times with hexane and dried in vacuo, yielding 60 g (yield of over 100%) of intermediate 8, an ochre solid.
<ステップ2>
1Lのナスフラスコに、ステップ1で合成した中間体8(30g,121mmol)と4-Dimethylaminopyridine(2.0g,16mmol)、ヨウ化カリウム(4.0g,24mmol)とスルホラン(300mL)を加え、70℃で1h撹拌した。反応液中に、水酸化カリウム(21g,374mmol)と7-(Bromomethyl)pentadecane(111g,363mmol)を加え、70℃で19h反応させた。反応終了後、室温に戻し、ヘキサンと酢酸エチルを4:1で混合した有機溶媒と水を用いて抽出操作を行い、溶媒除去した。その後、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1000:10)にて単離し、黄色の油状物質である中間体9を45g(収率78%)得た。
<Step 2>
Intermediate 8 (30 g, 121 mmol) synthesized in Step 1, 4-dimethylaminopyridine (2.0 g, 16 mmol), potassium iodide (4.0 g, 24 mmol), and sulfolane (300 mL) were added to a 1 L recovery flask and stirred at 70 °C for 1 h. Potassium hydroxide (21 g, 374 mmol) and 7-(bromomethyl)pentadecane (111 g, 363 mmol) were added to the reaction solution, and the reaction was allowed to proceed at 70 °C for 19 h. After completion of the reaction, the mixture was returned to room temperature, and extraction was performed using an organic solvent mixture of hexane and ethyl acetate (4:1) and water, followed by solvent removal. The product was then isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate = 1000:10), yielding 45 g (78% yield) of intermediate 9, a yellow oily substance.
<ステップ3>
1Lのナスフラスコに、ステップ2で合成した中間体9(33g,70mmol)と酢酸エチル(2.5g,28mmol)、ヨウ化銅(I)(1.9g,10mmol)、28%ナトリウムメトキシド/メタノール溶液(42g)を加え、90℃で6h撹拌・反応させた。さらにヨウ化銅(I)(1g,5mmol)と28%ナトリウムメトキシド/メタノール溶液(20g)を添加し、さらに90℃で15h撹拌させた。反応終了後、室温に戻し、セライト濾過を行った後、ジクロロメタンと水で抽出操作を行い、溶媒除去した。その後、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1000:30)にて単離し、黄色の油状物質である中間体10を26g(収率88%)で得た。
<Step 3>
Intermediate 9 (33 g, 70 mmol) synthesized in Step 2, ethyl acetate (2.5 g, 28 mmol), copper(I) iodide (1.9 g, 10 mmol), and 28% sodium methoxide/methanol solution (42 g) were added to a 1 L eggplant flask and stirred at 90 °C for 6 h. Copper(I) iodide (1 g, 5 mmol) and 28% sodium methoxide/methanol solution (20 g) were then added and stirred at 90 °C for an additional 15 h. After the reaction was complete, the mixture was returned to room temperature, filtered through Celite, and extracted with dichloromethane and water to remove the solvent. The mixture was then isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate = 1000:30) to obtain 26 g (88% yield) of intermediate 10, a yellow oily substance.
<ステップ4>
2Lの三口フラスコに、ステップ3で合成した中間体10(26g,61mmol)とジクロロメタン(500mL)を入れ、-78℃に冷却した。その後、1Mの三臭化ホウ素ジクロロメタン溶液(200mL)をゆっくり滴下し、滴下終了後に反応溶液を室温に戻し、2h撹拌した。反応終了後、0℃に冷却し、水200mLをゆっくり加え、三臭化ホウ素をクエンチした。析出した固体を濾過し、ろ液をジクロロメタンと炭酸水素ナトリウム水溶液で抽出操作を行い、溶媒除去を行った。濾過時に回収した固体と合わせて、ヘキサンで複数回洗浄し、黄色固体である中間体11を24g(収率95%)で得た。
<Step 4>
Intermediate 10 (26 g, 61 mmol) synthesized in Step 3 and dichloromethane (500 mL) were placed in a 2 L three-neck flask and cooled to -78 °C. Then, 1 M boron tribromide dichloromethane solution (200 mL) was slowly added dropwise. After the addition was complete, the reaction solution was returned to room temperature and stirred for 2 h. After the reaction was complete, the mixture was cooled to 0 °C, and 200 mL of water was slowly added to quench the boron tribromide. The precipitated solid was filtered, and the filtrate was extracted with dichloromethane and aqueous sodium bicarbonate solution to remove the solvent. This was combined with the solid recovered during filtration and washed multiple times with hexane to obtain 24 g (95% yield) of intermediate 11 as a yellow solid.
<ステップ5>
1Lの三口フラスコに、ステップ4で合成した中間体11(10g,24mmol)と炭酸カリウム(16.9g,120mmol)、DMF(120mL)を加え、70℃で撹拌した。その後、7-(Bromomethyl)pentadecane(8.95g,29mmol)を滴下し、70℃で2h撹拌させた。反応終了後、ヘキサンと酢酸エチルを1:1で混合させた有機溶媒と水で抽出操作を行い、溶媒除去した。そして、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)にて単離し、黄色の油状物質である中間体12を14g(収率91%)で得た。
<Step 5>
Intermediate 11 (10 g, 24 mmol) synthesized in Step 4, potassium carbonate (16.9 g, 120 mmol), and DMF (120 mL) were added to a 1 L three-neck flask and stirred at 70°C. Then, 7-(bromomethyl)pentadecane (8.95 g, 29 mmol) was added dropwise, and the mixture was stirred at 70°C for 2 hours. After completion of the reaction, extraction was performed with an organic solvent mixture of hexane and ethyl acetate in a ratio of 1:1 and water, and the solvent was removed. The product was then isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate=10:1), yielding 14 g (yield 91%) of intermediate 12, a yellow oily substance.
<ステップ6>
1Lの三口フラスコに、ステップ5で合成した中間体12(14g,22mmol)とエピクロロヒドリン(8.2g,88mmol)、クロロホルム(50mL)、ジエチルエーテル(20mL)を加え、70℃で撹拌する。Boron Trifluoride-Ethyl Ether Complex(15.9g,110mmol)とクロロホルム(30mL)の混合溶液を滴下し、130℃に昇温させて15h撹拌・反応させた。その後、反応溶液を冷却し、トルエンを加え、エバポレーターで溶媒除去を2回ほど行い、橙褐色の油状物質(中間体13’)を得た。油状物質にエタノール(20mL)とメルドラム酸(4.6g,32mmol)を加え、トリエチルアミン(11.4g,110mmol)を加え、室温で5h撹拌させた。反応終了後、トルエンを加え、エバポレーターで溶媒除去を2回ほど行い、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=6:4)にて単離し、マゼンダ色の油状物質である中間体13を8g(収率47%)で得た。
<Step 6>
Intermediate 12 (14 g, 22 mmol) synthesized in Step 5, epichlorohydrin (8.2 g, 88 mmol), chloroform (50 mL), and diethyl ether (20 mL) were added to a 1-L three-neck flask and stirred at 70 °C. A mixed solution of boron trifluoride-ethyl ether complex (15.9 g, 110 mmol) and chloroform (30 mL) was added dropwise, and the mixture was heated to 130 °C and stirred for 15 hours. The reaction solution was then cooled, toluene was added, and the solvent was removed twice using an evaporator to obtain an orange-brown oily substance (Intermediate 13'). Ethanol (20 mL) and Meldrum's acid (4.6 g, 32 mmol) were added to the oily substance, followed by triethylamine (11.4 g, 110 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. After the reaction was completed, toluene was added, and the solvent was removed twice using an evaporator. The residue was then isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate=6:4) to obtain 8 g (yield 47%) of Intermediate 13, a magenta oily substance.
<ステップ7>
1Lのナスフラスコに、ステップ6で合成した中間体13(8g,10mmol)と塩酸(15mL)を加え、130℃で1h加熱した。その後、テトラフルオロほう酸(3mL)を加え、さらに1h反応させた。反応終了後、室温に戻し、50mLの水を加え、テトラフルオロほう酸を20mL添加した。その後、ジクロロメタンと水を用いて抽出操作を行い、溶媒除去したところ、橙色の油状物質である中間体14を7.1g(収率94%)で得た。
<Step 7>
Intermediate 13 (8 g, 10 mmol) synthesized in Step 6 and hydrochloric acid (15 mL) were added to a 1 L recovery flask and heated at 130°C for 1 hour. Tetrafluoroboric acid (3 mL) was then added and the reaction was continued for another 1 hour. After the reaction was completed, the mixture was returned to room temperature, 50 mL of water was added, and 20 mL of tetrafluoroboric acid was added. After that, an extraction operation was performed using dichloromethane and water, and the solvent was removed, yielding 7.1 g (yield 94%) of intermediate 14, an orange oily substance.
<ステップ8>
1Lのナスフラスコに、ステップ7で合成した中間体14(7.1g,10mmol)とスクアリン酸(0.59g,5.2mmol)、トルエン(500mL)、1-ブタノール(170mL)、キノリン(1.77g)を加え、130℃で2h反応させた。その後、エバポレーターで溶媒除去を行い、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=9:1)にて単離したところ、黒色固体である色素(S2)を3.4g(収率55%)で得た。
<Step 8>
Intermediate 14 (7.1 g, 10 mmol) synthesized in Step 7, squaric acid (0.59 g, 5.2 mmol), toluene (500 mL), 1-butanol (170 mL), and quinoline (1.77 g) were added to a 1 L recovery flask and reacted for 2 hours at 130°C. The solvent was then removed using an evaporator, and the residue was isolated by column chromatography (hexane:ethyl acetate=9:1), yielding 3.4 g (yield 55%) of dye (S2) as a black solid.
上記で用意した各種色素と透明樹脂を用いて色素含有樹脂層を作製し光学特性を測定した。また、各種色素をジクロロメタンに溶解して光学特性を測定し、色素含有樹脂層における光学特性と比較した。透明樹脂としては、以下の市販品を用いた。結果を表14に示す。 Dye-containing resin layers were produced using the various dyes and transparent resins prepared above, and their optical properties were measured. Additionally, various dyes were dissolved in dichloromethane, and their optical properties were measured and compared with those of the dye-containing resin layer. The following commercially available transparent resins were used. The results are shown in Table 14.
(透明樹脂(P))
樹脂A;ネオプリム(登録商標)C-3G30(三菱ガス化学(株)製、商品名)、ポリイミド樹脂を含有するワニス、含有するポリイミド樹脂のTg:320℃
樹脂B;ARTON(登録商標)F4520(JSR(株)製、商品名)、シクロオレフィン樹脂、Tg:151℃
樹脂C;B-OKP-2(大阪ガスケミカル(株)製、商品名)、ポリエステル樹脂、Tg:150℃
樹脂D;OKP-850(大阪ガスケミカル(株)製、商品名)、ポリエステル樹脂、Tg:151℃
樹脂E;パンライト(登録商標)SP3810(帝人(株)製、商品名)、ポリカーボネート樹脂、Tg:150℃
(その他の透明樹脂)
樹脂F;BR50(三菱レイヨン(株)製、商品名)、アクリル樹脂、Tg:100℃
(Transparent resin (P))
Resin A: Neoprim (registered trademark) C-3G30 (trade name, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), varnish containing polyimide resin, Tg of the contained polyimide resin: 320°C
Resin B: ARTON (registered trademark) F4520 (trade name, manufactured by JSR Corporation), cycloolefin resin, Tg: 151°C
Resin C: B-OKP-2 (trade name, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.), polyester resin, Tg: 150°C
Resin D: OKP-850 (trade name, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.), polyester resin, Tg: 151°C
Resin E: Panlite (registered trademark) SP3810 (trade name, manufactured by Teijin Limited), polycarbonate resin, Tg: 150°C
(Other transparent resins)
Resin F: BR50 (trade name, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), acrylic resin, Tg: 100°C
シクロヘキサノンに溶解させた透明樹脂に、上記で用意した色素を透明樹脂の固形分濃度に対して10質量%均一に溶解させた。得られた溶液をガラス板(D263:SCHOTT社製、商品名)上に塗布し、乾燥して膜厚1μm程度の色素含有樹脂層を得た。色素含有樹脂層付きガラス板の分光透過率曲線とガラス板の分光透過率曲線を用いて、色素含有樹脂層の分光透過率曲線を得た。 The dye prepared above was uniformly dissolved in a transparent resin dissolved in cyclohexanone at a concentration of 10% by mass relative to the solids concentration of the transparent resin. The resulting solution was applied to a glass plate (D263: trade name, manufactured by SCHOTT) and dried to obtain a dye-containing resin layer with a thickness of approximately 1 μm. The spectral transmittance curve of the dye-containing resin layer was obtained using the spectral transmittance curve of the glass plate with the dye-containing resin layer and the spectral transmittance curve of the glass plate.
作製した色素含有樹脂層の内部透過率分光は、紫外可視近赤外分光光度計を用いて波長350~1200nmの範囲を測定し、内部透過率T[%](=実測透過率[%]/(100-実測反射率[%])×100[%])を用いて算出した。表中に記載の色素の添加量(色素濃度)は、膜厚2μmにおいて最大吸収波長λmaxTRでの光の内部透過率が10%になるように調整した際の、透明樹脂100質量部に対する質量部である。 The internal transmittance spectrum of the prepared dye-containing resin layer was measured in the wavelength range of 350 to 1200 nm using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer, and calculated using the internal transmittance T [%] (= measured transmittance [%] / (100 - measured reflectance [%]) × 100 [%]). The amount of dye added (dye concentration) shown in the table is the mass parts per 100 mass parts of transparent resin when adjusted so that the internal transmittance of light at the maximum absorption wavelength λ maxTR is 10% at a film thickness of 2 μm.
最大吸収波長λmaxTRでの光の透過率が10%になるように調整した分光透過率曲線から、波長435~480nmの光の平均内部透過率TAVE435-480TR、波長490~560nmの光の平均内部透過率TAVE490-560TR、波長590~630nmの光の平均内部透過率TAVE590-630TRを求めた。650~1150nmの波長領域で内部透過率が50%となる2つの波長を有する場合の該2つの波長間の幅WT50%を求めた。なお、表には650~1150nmの波長領域で内部透過率が50%となる短波長側の波長をλSH50%、長波長側の波長をλLG50%で示した。 From the spectral transmittance curve adjusted so that the light transmittance at the maximum absorption wavelength λ maxTR was 10%, the average internal transmittance T AVE435-480TR for light with wavelengths of 435 to 480 nm, the average internal transmittance T AVE490-560TR for light with wavelengths of 490 to 560 nm, and the average internal transmittance T AVE590-630TR for light with wavelengths of 590 to 630 nm were determined. When there are two wavelengths in the wavelength range of 650 to 1150 nm at which the internal transmittance is 50%, the width W T50% between the two wavelengths was determined. In the table, the wavelength on the short wavelength side at which the internal transmittance is 50% in the wavelength range of 650 to 1150 nm is shown as λ SH50% and the wavelength on the long wavelength side is shown as λ LG50% .
ジクロロメタンに溶解して波長350~1200nmの光吸収スペクトルを測定して分光透過率曲線から、最大吸収波長λmaxDCMを求めた。さらに、ジクロロメタン中の色素濃度を、最大吸収波長λmaxDCMでの光の透過率が10%になるように調整した分光透過率曲線から、波長435~480nmの光の平均透過率TAVE435-480DCM、波長490~560nmの光の平均透過率TAVE490-560DCM、波長590~630nmの光の平均透過率TAVE590-630DCMを求めて、色素含有樹脂層の平均内部透過率との差を算出した。表には、「TAVE435-480の差」の欄にTAVE435-480DCM-TAVE435-480TRを示した。同様に「TAVE490-560の差」の欄にTAVE490-560DCM-TAVE490-560TRを、「TAVE590-630の差」の欄にTAVE590-630DCM-TAVE590-630TRを示した。 The dye was dissolved in dichloromethane and the optical absorption spectrum at a wavelength of 350 to 1200 nm was measured, and the maximum absorption wavelength λ maxDCM was determined from the spectral transmittance curve. Furthermore, the dye concentration in dichloromethane was adjusted so that the light transmittance at the maximum absorption wavelength λ maxDCM was 10% from the spectral transmittance curve, and the average transmittance T AVE435-480DCM of light with a wavelength of 435 to 480 nm, the average transmittance T AVE490-560DCM of light with a wavelength of 490 to 560 nm, and the average transmittance T AVE590-630DCM of light with a wavelength of 590 to 630 nm was calculated, and the difference from the average internal transmittance of the dye-containing resin layer was calculated. In the table, T AVE435-480DCM - T AVE435-480TR is shown in the "Difference between T AVE435-480 " column. Similarly, the column "Difference between T AVE490 and T AVE560" shows T AVE490-560DCM - T AVE490-560TR , and the column "Difference between T AVE590 and T AVE590-630DCM - T AVE590-630TR ."
また、図7に試験例2における色素(A1a-5NS)の透明樹脂(P;樹脂A)中およびジクロロメタン中における分光透過率曲線を示す。さらに、図8に試験例19における色素(A1a-5NS)の透明樹脂(樹脂F)中およびジクロロメタン中における分光透過率曲線を示す。なお、図7、図9において透明樹脂中で測定された色素の分光透過率曲線には、両矢印でWT50%の範囲を示した。 7 shows the spectral transmittance curves of the dye (A1a-5NS) in a transparent resin (P; resin A) and in dichloromethane in Test Example 2. Furthermore, FIG. 8 shows the spectral transmittance curves of the dye (A1a-5NS) in a transparent resin (resin F) and in dichloromethane in Test Example 19. In FIGS. 7 and 9, the spectral transmittance curves of the dye measured in the transparent resin are indicated by double-headed arrows to indicate the range of W T50% .
表14から、試験例1~18のNIR色素(A)と透明樹脂(P)の組合せにおいて、(1-1)~(1-6)の特性を有することがわかる。NIR色素(A)は、WT50%で示す近赤外光の吸収の幅が大きい点で、トリス型イモニウム色素が好ましいことがわかる。また、NIR色素(A)は、ジクロロメタン溶液中と樹脂中との光学特性の差が小さい点では、Xa-がN[SO2CF3]2 -、SbF6 -またはPF6 -が好ましく、N[SO2CF3]2 -が特に好ましいことがわかる。透明樹脂(P)としては可視光透過率を高くできる点からポリイミド樹脂が好ましいことがわかる。 From Table 14, it can be seen that the combinations of NIR dye (A) and transparent resin (P) in Test Examples 1 to 18 have the characteristics (1-1) to (1-6). It can be seen that tris-type immonium dyes are preferred for the NIR dye (A) in terms of the wide range of near-infrared light absorption shown at WT50% . Furthermore, it can be seen that for the NIR dye (A), in terms of the small difference in optical properties between the dichloromethane solution and the resin, Xa - is preferably N[SO 2 CF 3 ] 2 - , SbF 6 - , or PF 6 - , and N[SO 2 CF 3 ] 2 - is particularly preferred. It can be seen that polyimide resins are preferred as the transparent resin (P) in terms of the high visible light transmittance.
試験例19~23においては、NIR色素と透明樹脂のいずれかがNIR色素(A)または透明樹脂(P)の要件を満たさないために、(1-1)~(1-6)の特性の1以上を満たさないことがわかる。試験例24~28は、色素(B1)と透明樹脂(P)または透明樹脂(P)の要件を満たさない透明樹脂を組合せた例であり、色素(B1)はポリイミド樹脂のような透明樹脂(P)と組合せることでNIR色素(B)として好ましく機能することがわかる。 In Test Examples 19 to 23, either the NIR dye or the transparent resin did not meet the requirements for an NIR dye (A) or a transparent resin (P), and therefore did not meet one or more of the characteristics (1-1) to (1-6). Test Examples 24 to 28 are examples in which a dye (B1) was combined with a transparent resin (P) or a transparent resin that does not meet the requirements for a transparent resin (P), and it was found that the dye (B1) functions favorably as an NIR dye (B) when combined with a transparent resin (P) such as a polyimide resin.
[例1~11;光学フィルタの製造、評価]
(光学フィルタの製造)
図2に示す光学フィルタ10Bと同様の構成の光学フィルタを以下の方法で製造し、評価した。表15に光学フィルタの構成と評価結果を示す。例1~7が実施例であり、例8~11が比較例である。
[Examples 1 to 11: Production and evaluation of optical filters]
(Manufacturing of optical filters)
Optical filters having the same configuration as the optical filter 10B shown in Figure 2 were manufactured and evaluated by the following method. The configurations of the optical filters and the evaluation results are shown in Table 15. Examples 1 to 7 are working examples, and Examples 8 to 11 are comparative examples.
各例において、透明基板として、CuO含有フツリン酸ガラス基板(AGC(株)社製、厚さ0.2mm)または、厚さ0.08mmの帝人ピュアエースWRM5-80(帝人(株)製、商品名、ポリカーボネート樹脂、Tg215℃)樹脂基板を使用した。表には、それぞれ「吸収ガラス」、「PC樹脂」と記載した。 In each example, a CuO-containing fluorophosphate glass substrate (manufactured by AGC Inc., thickness 0.2 mm) or a 0.08 mm thick Teijin PureAce WRM5-80 resin substrate (manufactured by Teijin Limited, trade name, polycarbonate resin, Tg 215°C) was used as the transparent substrate. In the table, these are referred to as "absorbing glass" and "PC resin," respectively.
反射層としては、以下のとおり形成した誘電体多層膜を用いた。誘電体多層膜は、透明基板の一方の主面に、蒸着法により、TiO2膜とSiO2膜を交互に合計42層積層して形成した。反射層の構成は、誘電体多層膜の積層数、TiO2膜の膜厚およびSiO2膜の膜厚をパラメータとしてシミュレーションし、入射角0度の分光透過率曲線において、波長850~1100nmの光の平均透過率が0.03%となる設計とした。 The reflective layer used was a dielectric multilayer film formed as follows. The dielectric multilayer film was formed by laminating a total of 42 alternating layers of TiO2 and SiO2 films by vapor deposition on one main surface of a transparent substrate. The configuration of the reflective layer was simulated using the number of layers in the dielectric multilayer film, the thickness of the TiO2 film, and the thickness of the SiO2 film as parameters, and was designed to have an average transmittance of 0.03% for light with wavelengths of 850 to 1100 nm on the spectral transmittance curve at an incident angle of 0 degrees.
また、透明基板の反射層が形成されたのと反対側の主面上に、表に示す透明樹脂と、NIR色素(A)、NIR色素(B)、NIR色素(C)(色素(I-12-23))、およびその他のNIR色素を組み合わせて、厚さ約2.0μmの吸収層を形成した。ここで、色素(I-12-23)において、樹脂Aに含有させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線における最大吸収波長λmax(C)TRは714nmである。
また、表中の色素の含有量は、透明樹脂100質量部に対する色素の質量部である。
Furthermore, on the main surface of the transparent substrate opposite to the surface on which the reflective layer was formed, an absorbing layer having a thickness of approximately 2.0 μm was formed by combining the transparent resin shown in the table with NIR dye (A), NIR dye (B), NIR dye (C) (dye (I-12-23)), and other NIR dyes. Here, for dye (I-12-23), the maximum absorption wavelength λ max(C)TR in the spectral transmittance curve for wavelengths of 350 to 1200 nm measured after being incorporated into resin A was 714 nm.
The content of the dye in the table is the parts by mass of the dye relative to 100 parts by mass of the transparent resin.
その他のNIR色素として以下の色素(15)、色素(16)および色素(17)を用いた。ここで、色素(15)は、樹脂Aに含有させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線における最大吸収波長λmax(A)TRが937nmであるが、(1-4)の特性を満たさない色素である。色素(16)および色素(17)において、樹脂Fに含有させて測定される波長350~1200nmの分光透過率曲線における最大吸収波長λmaxTRは、それぞれ839nmおよび771nmである。 The following dyes (15), (16), and (17) were used as other NIR dyes. Here, dye (15) is a dye that, when incorporated into resin A and measured, has a maximum absorption wavelength λ max(A)TR of 937 nm in the spectral transmittance curve for wavelengths of 350 to 1200 nm, but does not satisfy the characteristic (1-4). For dyes (16) and (17), when incorporated into resin F and measured, the maximum absorption wavelengths λ maxTR are 839 nm and 771 nm, respectively.
[色素(15)の合成]
以下に示す反応経路に従って色素(15)を合成した。
[Synthesis of dye (15)]
Dye (15) was synthesized according to the reaction scheme shown below.
<ステップb1>
フラスコに2-ブロモチオフェン(9.00g、55.2mmmol)、マグネシウム(4.03g、165mmol)を入れ、窒素雰囲気下で無水テトラヒドロフラン(55mL)に溶解した。前記混合溶液を80℃で1時間撹拌した。別フラスコに[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケル(II)ジクロリド(1.20g、2.21mmol)、2,3-ジブロモチオフェン(12.7g、52.5mmol)を入れ、無水ジエチルエーテル(110mL)に溶解した。前記ジエチルエーテル混合溶液を0℃に冷やし、前記テトラヒドロフラン混合溶液を滴下して、室温で3時間撹拌した。反応終了後、前記混合溶液に水(55mL)を加え、酢酸エチルで抽出して、有機層を飽和食塩水で洗い、溶媒を除去して、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で中間体A3-11(8.93g、収率66%)を得た。
<Step b1>
2-Bromothiophene (9.00 g, 55.2 mmol) and magnesium (4.03 g, 165 mmol) were placed in a flask and dissolved in anhydrous tetrahydrofuran (55 mL) under a nitrogen atmosphere. The mixed solution was stirred at 80°C for 1 hour. [1,3-bis(diphenylphosphino)propane]nickel(II) dichloride (1.20 g, 2.21 mmol) and 2,3-dibromothiophene (12.7 g, 52.5 mmol) were placed in a separate flask and dissolved in anhydrous diethyl ether (110 mL). The diethyl ether mixed solution was cooled to 0°C, and the tetrahydrofuran mixed solution was added dropwise, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After completion of the reaction, water (55 mL) was added to the mixed solution, followed by extraction with ethyl acetate. The organic layer was washed with saturated brine, the solvent was removed, and intermediate A3-11 (8.93 g, yield 66%) was obtained by column chromatography (hexane).
<ステップb2>
フラスコにステップb1で得た中間体A3-11(8.09g、33mmol)を入れ、窒素雰囲気下で無水ジエチルエーテル(230mL)に溶解した。前記溶液を-78℃に冷やし、1.6Mのノルマルブチルリチウムのヘキサン溶液(20mL、32.0mmol)を滴下して、1時間撹拌した。続いてベンゾフェノン(6.56g、36.0mmol)を溶かした無水ジエチルエーテル溶液(120mL)を滴下した。前記混合溶液を室温で1昼夜撹拌した。反応終了後、飽和塩化アンモニウム水溶液(200mL)を加え、ジイソプロビルエーテルで抽出した。得られた有機層を飽和食塩水で洗い、溶媒を除去して、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=1:1)で中間体A3-12(8.81g、収率77%)を得た。
<Step b2>
Intermediate A3-11 (8.09 g, 33 mmol) obtained in step b1 was placed in a flask and dissolved in anhydrous diethyl ether (230 mL) under a nitrogen atmosphere. The solution was cooled to -78°C, and a 1.6 M solution of n-butyllithium in hexane (20 mL, 32.0 mmol) was added dropwise, followed by stirring for 1 hour. Subsequently, a solution of benzophenone (6.56 g, 36.0 mmol) in anhydrous diethyl ether (120 mL) was added dropwise. The mixture was stirred at room temperature for 24 hours. After completion of the reaction, saturated aqueous ammonium chloride solution (200 mL) was added, followed by extraction with diisopropyl ether. The resulting organic layer was washed with saturated brine, the solvent was removed, and intermediate A3-12 (8.81 g, yield 77%) was obtained by column chromatography (hexane:dichloromethane = 1:1).
<ステップb3>
フラスコにステップb2で得た中間体A3-12(4.94g、14.4mmol)、アンバーリスト15(2.30g)を入れ、窒素雰囲気下で無水トルエン(300mL)に溶解した。前記混合溶液を7時間還流撹拌した。反応終了後、濾過して濾液を得て、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=2:1)で中間体A3-13(4.29g、91%)を得た。
<Step b3>
Intermediate A3-12 (4.94 g, 14.4 mmol) obtained in step b2 and Amberlyst 15 (2.30 g) were placed in a flask and dissolved in anhydrous toluene (300 mL) under a nitrogen atmosphere. The mixture was refluxed and stirred for 7 hours. After the reaction was completed, the filtrate was filtered, the solvent was removed, and intermediate A3-13 (4.29 g, 91%) was obtained by column chromatography (hexane:dichloromethane = 2:1).
<ステップb4>
フラスコにステップb3で得た中間体A3-13(4.00g、12.1mmol)を入れ、窒素雰囲気下で無水ジメチルホルムアミド(120mL)に溶解した。前記溶液に、N-ブロモスクシンイミド(2.16g、12.1mmol)を溶かした無水ジメチルホルムアミド溶液(30mL)を滴下した。前記混合液を室温で一昼夜撹拌した。反応終了後、氷水に注ぎ、ジイソプロピルエーテルで抽出した。得られた有機層を飽和食塩水で洗い、溶媒を除去した後、カラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン)で中間体A3-14(3.67g、収率74%)を得た。
<Step b4>
Intermediate A3-13 (4.00 g, 12.1 mmol) obtained in step b3 was placed in a flask and dissolved in anhydrous dimethylformamide (120 mL) under a nitrogen atmosphere. To the solution, an anhydrous dimethylformamide solution (30 mL) of N-bromosuccinimide (2.16 g, 12.1 mmol) was added dropwise. The mixture was stirred at room temperature for one day. After the reaction was completed, the mixture was poured into ice water and extracted with diisopropyl ether. The resulting organic layer was washed with saturated brine, the solvent was removed, and intermediate A3-14 (3.67 g, yield 74%) was obtained by column chromatography (dichloromethane).
<ステップb5>
フラスコにステップb4で得られた中間体A3-14(3.50g、8.55mmol)、削り状マグネシウム(0.416g、17.1mmol)を入れ、窒素雰囲気下で無水テトラヒドロフラン(20ml)に溶解した。上記溶液を3時間還流して、-40℃に冷やした。別フラスコにN-クロロスクシンイミド(1.03g、7.70mmol)を窒素雰囲気下で無水トルエン(20ml)に溶解し、ビス-(2-エチルヘキシル)アミン(1.86g、7.70mmol)を加えて、20分間撹拌した。
<Step b5>
Intermediate A3-14 (3.50 g, 8.55 mmol) obtained in step b4 and magnesium turnings (0.416 g, 17.1 mmol) were placed in a flask and dissolved in anhydrous tetrahydrofuran (20 ml) under a nitrogen atmosphere. The solution was refluxed for 3 hours and cooled to -40°C. In a separate flask, N-chlorosuccinimide (1.03 g, 7.70 mmol) was dissolved in anhydrous toluene (20 ml) under a nitrogen atmosphere, and bis-(2-ethylhexyl)amine (1.86 g, 7.70 mmol) was added and stirred for 20 minutes.
-40℃に冷やした混合溶液にオルトチタン酸テトライソプロピル(2.43g、8.55mmol)を滴下し、5分間撹拌した後、続いてN-クロロスクシンイミドとビス-(2-エチルヘキシル)アミンの混合溶液を滴下した。室温で3時間撹拌し、反応終了後、飽和炭酸カリウム水溶液(17ml)を加えた。続いて酢酸エチルで希釈して濾過して、得られた溶液を酢酸エチルで抽出した。得られた有機層を飽和食塩水で洗い、溶媒を除去して、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トリエチルアミン=100:3)で中間体A3-15(1.34g、収率27.5%)を得た。 Tetraisopropyl orthotitanate (2.43 g, 8.55 mmol) was added dropwise to the mixed solution cooled to -40°C and stirred for 5 minutes, followed by the dropwise addition of a mixed solution of N-chlorosuccinimide and bis-(2-ethylhexyl)amine. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours, and after the reaction was complete, saturated aqueous potassium carbonate solution (17 ml) was added. The mixture was then diluted with ethyl acetate and filtered, and the resulting solution was extracted with ethyl acetate. The resulting organic layer was washed with saturated brine, the solvent was removed, and intermediate A3-15 (1.34 g, yield 27.5%) was obtained by column chromatography (hexane:triethylamine=100:3).
<ステップb6>
フラスコにステップb5で得られた中間体A3-15(1.30g、2.28mmol)、3,4-ジヒドロキシ-3-シクロブテン-1,2-ジオン(0.130g、1.14mmol)を入れ、窒素雰囲気下でノルマルブタノール(6ml)とトルエン(6ml)の混合溶液に溶解した。3時間還流撹拌して、反応終了後、溶媒を除去して、カラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:メタノール:トリエチルアミン=100:1:3)で色素(15)(0.445g、収率32%)を得た。
<Step b6>
Intermediate A3-15 (1.30 g, 2.28 mmol) obtained in step b5 and 3,4-dihydroxy-3-cyclobutene-1,2-dione (0.130 g, 1.14 mmol) were placed in a flask and dissolved in a mixed solution of normal butanol (6 ml) and toluene (6 ml) under a nitrogen atmosphere. The mixture was refluxed and stirred for 3 hours, and after the reaction was completed, the solvent was removed and dye (15) (0.445 g, yield 32%) was obtained by column chromatography (dichloromethane:methanol:triethylamine=100:1:3).
[色素(16)、色素(17)の合成]
J. Heterocyclic. Chem., 42, 959, (2005)に記載された方法で色素(16)および色素(17)を合成した。
[Synthesis of dye (16) and dye (17)]
Dyes (16) and (17) were synthesized according to the method described in J. Heterocyclic. Chem., 42, 959, (2005).
(評価)
<吸収層の光学特性>
得られた例1~例11の光学フィルタの吸収層について入射角0度の分光透過率曲線を求めた。該分光透過率曲線においてNIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域において平均OD値を1としたときの、435~480nmの波長領域における平均内部透過率TAVE435-480(AL)、490~560nmの波長領域における平均内部透過率TAVE490-560(AL)、590~630nmの波長領域における平均内部透過率TAVE590-630(AL)を求めた。
(evaluation)
<Optical properties of absorption layer>
Spectral transmittance curves at an incident angle of 0 degree were obtained for the absorption layers of the obtained optical filters of Examples 1 to 11. When the average OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR ±10 nm of the NIR dye (A) in the spectral transmittance curves was set to 1, the average internal transmittance T AVE435-480(AL) in the wavelength region of 435 to 480 nm, the average internal transmittance T AVE490-560(AL) in the wavelength region of 490 to 560 nm, and the average internal transmittance T AVE590-630(AL) in the wavelength region of 590 to 630 nm were determined.
さらに、NIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域において平均OD値を1としたときの、600~800nmの波長領域で内部透過率が50%となる波長λ50%、600~1200nmの波長領域において内部透過率が30%以下となる波長域の幅の合計(表中「T30%以下の幅」)を求めた。表には、併せて波長500nmにおける透過率T500、および波長600nmにおける透過率T600を示した。 Furthermore, when the average OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR ±10 nm of the NIR dye (A) was set to 1, the wavelength λ 50% at which the internal transmittance was 50% in the wavelength region of 600 to 800 nm and the sum of the width of the wavelength region at which the internal transmittance was 30% or less in the wavelength region of 600 to 1200 nm ("Width of T 30% or less" in the table) were calculated. The table also shows the transmittance T 500 at a wavelength of 500 nm and the transmittance T 600 at a wavelength of 600 nm.
<光学フィルタの光学特性>
また、得られた例1~例11の光学フィルタについて入射角0度、30度および50度の分光透過率曲線を求め以下の光学特性を求めた。
<Optical characteristics of optical filters>
Furthermore, the spectral transmittance curves of the obtained optical filters of Examples 1 to 11 were obtained at angles of incidence of 0 degrees, 30 degrees, and 50 degrees, and the following optical properties were determined.
入射角0度における、NIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値、435~480nmの波長領域における平均透過率TAVE435-480(0°)、490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(0°)、590~630nmの波長領域における平均透過率TAVE590-630(0°)、600~800nmの波長領域において透過率が50%となる波長λ50%(0°)を求めた。 The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR ±10 nm of the NIR dye (A) at an incident angle of 0 degrees, the average transmittance T AVE435-480(0°) in the wavelength region of 435 to 480 nm, the average transmittance T AVE490-560(0°) in the wavelength region of 490 to 560 nm, the average transmittance T AVE590-630(0°) in the wavelength region of 590 to 630 nm, and the wavelength λ 50%(0°) at which the transmittance becomes 50% in the wavelength region of 600 to 800 nm were determined.
入射角30度における、NIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値、600~800nmの波長領域において、入射角0度で透過率が50%となる波長λ50%(0°)と入射角30度で透過率が50%となる波長λ50%(30°)の差の絶対値|λ50%(30°)-λ50%(0°)|、490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(30°)を求めた。 The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR of the NIR dye (A) at an incident angle of 30 degrees ±10 nm, the absolute value of the difference |λ 50%(30°) −λ 50%(0°) | between the wavelength λ 50%(0°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 0 degrees and the wavelength λ 50%(30°) at which the transmittance is 50 % at an incident angle of 30 degrees in the wavelength region of 600 to 800 nm, and the average transmittance T AVE490-560(30°) in the wavelength region of 490 to 560 nm were determined.
入射角50度における、NIR色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値、600~800nmの波長領域において、入射角0度で透過率が50%となる波長λ50%(0°)と入射角50度で透過率が50%となる波長λ50%(50°)の差の絶対値|λ50%(50°)-λ50%(0°)|、490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(50°)を求めた。 The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR of the NIR dye (A) at an incident angle of 50 degrees ±10 nm, the absolute value of the difference |λ 50%(50°) −λ 50%(0°) | between the wavelength λ 50%(0°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 0 degrees and the wavelength λ 50%(50°) at which the transmittance is 50 % at an incident angle of 50 degrees in the wavelength region of 600 to 800 nm, and the average transmittance T AVE490-560(50°) in the wavelength region of 490 to 560 nm were determined.
また、図9、図10に例1の、図11、図12に例4の、図13、図14に例6の、それぞれ実施例の光学フィルタにおける吸収層および光学フィルタの分光透過率曲線を示す。図15、図16に例8の比較例の光学フィルタにおける吸収層および光学フィルタの分光透過率曲線を示す。なお、各例の吸収層の分光透過率曲線の図においては、「T30%以下の幅」をWまたはWaとWbで示した。例4、6、8においては、「T30%以下の幅」は、WaとWbの和である。 9 and 10 show the spectral transmittance curves of the absorption layer and optical filter in the optical filters of Example 1, FIG. 11 and FIG. 12 show the spectral transmittance curves of Example 4, and FIG. 13 and FIG. 14 show the spectral transmittance curves of Example 6. FIGS. 15 and 16 show the spectral transmittance curves of the absorption layer and optical filter in the optical filter of Comparative Example 8. In the spectral transmittance curves of the absorption layer in each example, the "width of 30% or less of T" is indicated by W or Wa and Wb. In Examples 4, 6, and 8, the "width of 30% or less of T" is the sum of Wa and Wb.
表15および図10、12、14から、例1~7の実施例の光学フィルタにおいては、可視光の透過率、特に緑色や赤色の透過率を十分に高く維持できるとともに、近赤外光の遮蔽性において、特に長波長近赤外光の遮蔽性に優れることがわかる。 Table 15 and Figures 10, 12, and 14 show that the optical filters of Examples 1 to 7 maintain sufficiently high transmittance for visible light, particularly for green and red light, and also have excellent near-infrared light blocking properties, particularly for long-wavelength near-infrared light.
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は2019年6月20日出願の日本特許出願(特願2019-114575)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。 Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. This application is based on a Japanese patent application (Patent Application No. 2019-114575) filed on June 20, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明の光学フィルタは、可視光の透過率、特に緑色や赤色の透過率を十分に高く維持できるとともに、近赤外光の遮蔽性において、特に長波長近赤外光の遮蔽性に優れる。本発明によれば、該光学フィルタを用いた色再現性および耐久性に優れる撮像装置および光学センサーを提供できる。 The optical filter of the present invention maintains sufficiently high transmittance for visible light, particularly for green and red light, and also exhibits excellent near-infrared light blocking properties, particularly long-wavelength near-infrared light blocking properties. According to the present invention, an imaging device and optical sensor that use this optical filter can be provided that have excellent color reproducibility and durability.
10A,10B,10C,10D,10E,10F…光学フィルタ、11,11a,11b…吸収層、12,12a,12b…反射層、13…透明基板、14…反射防止層。 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F...optical filters, 11, 11a, 11b...absorption layers, 12, 12a, 12b...reflective layers, 13...transparent substrate, 14...anti-reflection layer.
Claims (14)
下記(3-2)~(3-8)の要件をすべて満足する、光学フィルタ。
(3-2)入射角0度で測定される光学特性において、490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(0°)が82%以上である。
(3-3)入射角0度で測定される光学特性において、590~630nmの波長領域における平均透過率TAVE590-630(0°)が50%以上である。
(3-4)600~800nmの波長領域において、入射角0度で透過率が50%となる波長λ50%(0°)と入射角30度で透過率が50%となる波長λ50%(30°)の差の絶対値|λ50%(30°)-λ50%(0°)|が5nm以下である。
(3-5)入射角30度で測定される490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(30°)が80%以上である。
(3-6)入射角30度で測定される、前記近赤外線吸収色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値が3以上である。
(3-7)600~800nmの波長領域において、入射角0度で透過率が50%となる波長λ50%(0°)と入射角50度で透過率が50%となる波長λ50%(50°)の差の絶対値|λ50%(50°)-λ50%(0°)|が15nm以下である。
(3-8)入射角50度で測定される490~560nmの波長領域における平均透過率TAVE490-560(50°)が70%以上である。 An optical filter comprising an absorption layer containing a transparent resin, a near-infrared absorbing dye (A) having a maximum absorption wavelength in a wavelength region of 850 to 1100 nm , and a near-infrared absorbing dye (C) having a maximum absorption wavelength in a wavelength region of 630 to 750 nm , and a dielectric multilayer film,
An optical filter that satisfies all of the following requirements (3-2) to (3-8).
(3-2) In the optical properties measured at an incident angle of 0 degrees, the average transmittance T AVE490-560 (0°) in the wavelength range of 490 to 560 nm is 82% or more.
(3-3) In the optical properties measured at an incident angle of 0 degrees, the average transmittance T AVE590-630 (0°) in the wavelength range of 590 to 630 nm is 50% or more.
(3-4) In the wavelength region of 600 to 800 nm, the absolute value of the difference between the wavelength λ 50% (0°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 0 degrees and the wavelength λ 50% (30°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 30 degrees, |λ 50% (30°) −λ 50% (0°) |, is 5 nm or less.
(3-5) The average transmittance T AVE490-560(30°) in the wavelength region of 490 to 560 nm measured at an incident angle of 30 degrees is 80% or more.
(3-6) The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR of the near-infrared absorbing dye (A) ±10 nm, measured at an incident angle of 30 degrees, is 3 or more.
(3-7) In the wavelength region of 600 to 800 nm, the absolute value of the difference between the wavelength λ 50%(0°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 0 degrees and the wavelength λ 50%(50°) at which the transmittance is 50% at an incident angle of 50 degrees, |λ 50%(50°) −λ 50%(0°) |, is 15 nm or less.
(3-8) The average transmittance T AVE490-560(50°) in the wavelength region of 490 to 560 nm measured at an incident angle of 50 degrees is 70% or more.
(3-1)前記近赤外線吸収色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値が4以上である。 2. The optical filter according to claim 1, wherein the optical characteristics measured at an incident angle of 0 degrees satisfy the following requirement (3-1):
(3-1) The near-infrared absorbing dye (A) has a minimum OD value of 4 or more in a wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR ±10 nm.
(3-9)入射角50度で測定される、前記近赤外線吸収色素(A)の最大吸収波長λmax(A)TR±10nmの波長領域における最小OD値が3以上である。 The optical filter according to claim 1 or 2, further satisfying the following requirement (3-9):
(3-9) The minimum OD value in the wavelength region of the maximum absorption wavelength λ max(A)TR of the near-infrared absorbing dye (A) ±10 nm, measured at an incident angle of 50 degrees, is 3 or more.
(2-1)490~560nmの波長領域における平均内部透過率TAVE490-560(AL)が88%以上である。
(2-2)590~630nmの波長領域における平均内部透過率TAVE590-630(AL)が70%以上である。 6. The optical filter according to claim 1, wherein the absorption layer satisfies the following (2-1) and (2-2):
(2-1) The average internal transmittance T AVE490-560(AL) in the wavelength region of 490 to 560 nm is 88% or more.
(2-2) The average internal transmittance T AVE590-630(AL) in the wavelength region of 590 to 630 nm is 70% or more.
(2-3)600~700nmの波長領域に内部透過率が50%となる波長λ50%を有する。 7. The optical filter according to claim 6, wherein the absorption layer satisfies the following (2-3):
(2-3) It has a wavelength λ 50% in the wavelength region of 600 to 700 nm, at which the internal transmittance is 50%.
(2-4)600~1200nmの波長領域において内部透過率が30%以下となる波長域の幅の合計が250nm以上である。 7. The optical filter according to claim 6, wherein the absorption layer satisfies the following (2-4):
(2-4) The total width of the wavelength range in which the internal transmittance is 30% or less in the wavelength range of 600 to 1200 nm is 250 nm or more.
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