WO2011074890A2 - 바나딜 프탈로시아닌 화합물 및 이를 이용한 근적외선 흡수 필터 - Google Patents

바나딜 프탈로시아닌 화합물 및 이를 이용한 근적외선 흡수 필터 Download PDF

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WO2011074890A2
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phthalocyanine compound
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vanadil
infrared
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박정호
강주식
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    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/22—Absorbing filters

Definitions

  • the present invention relates to a vanadil phthalocyanine compound and a near infrared absorption filter using the same. More specifically, the absorption of light is low in the visible region, while the absorption efficiency is excellent in the long wavelength region (especially, a wavelength of 950 to 1100 nm) in the near infrared region. And a novel vanadil phthalocyanine compound and a near infrared absorption filter using the same.
  • Phthalocyanine compounds were first developed as pigments and are not only thermally and chemically stable, but also when various substituents are introduced into the outer structure, solubility and light absorption properties change depending on the structural properties of each material. Therefore, the phthalocyanine compound is used for various applications requiring thermal and chemical stability, for example, dyes for near infrared absorption of near-infrared absorption filters for displays such as organophotoreceptor applied dyes for laser printers and plasma displays (PDPs), and sensitizers for solar cells. It is widely applied to pigments for absorbing near infrared rays of near-infrared absorption filters for heat shielding purposes used in homes or cars. In recent years, with the rapid expansion of the display industry and eco-friendly business (energy saving through heat shielding), the amount of the near-infrared absorbing dye for the PDP, in particular, is rapidly increasing.
  • the near infrared absorbing dye for PDP exhibits high light absorption characteristics in the 800 to 1100 nm region, but has low light absorption characteristics in the visible region, that is, high transmittance, so as to block light in the near infrared region that may cause malfunction of the remote controller.
  • the color reproducibility of the display device can be improved.
  • a near-infrared absorbing dye not only a phthalocyanine compound but various compounds, such as a cyanine type compound, a nickel- dithionyl type compound, and a dimonium type compound, are used.
  • cyanine-based compounds are poor in practical application due to lack of heat resistance and narrow absorption region, and dimonium-based compounds have insufficient durability to surrounding environments such as moisture and compatibility with high molecular materials, and thus their use is limited. In particular, it is not suitable for the coating type near infrared filter method currently used.
  • the nickel-dithionyl compound has the advantage of low absorption in the visible light region, but the solubility is low, the use is limited.
  • phthalocyanine compounds compared with other compounds, have excellent durability and environmental resistance, can solve the solubility problem by adjusting the substituents in the outer structure, and by changing the central metal, relatively in the near-infrared region of 800 to 950nm, Absorption efficiency can be increased freely, and it is known that it is suitable for the coating type near-infrared absorption filter system applied to PDP.
  • the conventional phthalocyanine compound for near-infrared absorption use is mainly excellent in the photosensitivity in the 800-950 nm area
  • an object of the present invention is to provide a vanadil phthalocyanine compound that exhibits a broad and high absorption efficiency in a long wavelength region (especially a wavelength of 950 to 1100 nm) in the near infrared region and exhibits excellent transmission characteristics in a visible region (wavelength of 400 to 700 nm). To provide.
  • Another object of the present invention is to provide a near infrared absorption filter containing one or two vanadil phthalocyanine compounds as the near infrared absorbing dye.
  • the present invention provides a vanadil phthalocyanine compound represented by the following formula (1).
  • a 2 , A 3 , A 6 , A 7 , A 10 , A 11 , A 14, and A 15 are SR 1 ;
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms or a substituted or unsubstituted carbon number
  • Aralkyl groups of 7 to 20, R 4 and R 5 may be connected to each other to form a cyclic structure.
  • the present invention also provides a near-infrared absorption filter comprising the vanadil phthalocyanine compound.
  • the vanadil phthalocyanine compound according to the present invention has a maximum absorption wavelength in the range of 950 to 1000 nm, excellent half width and absorbance at the maximum absorption wavelength, and transmittance (T%) at the maximum absorption wavelength is 10%. It has a transmittance of 75% or more in the visible light region (about 450nm). Therefore, since only one or two phthalocyanine compounds are used as the near-infrared absorbing dye in the preparation of the near-infrared absorbing filter, problems such as compatibility caused when mixing three or more dyes can be improved, and the manufacturing process is simple and economical. to be.
  • Example 1 is a UV / VIS absorption spectrum of the vanadil phthalocyanine compound prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
  • the vanadil phthalocyanine compound according to the present invention is a near-infrared absorbing compound that exhibits a wide and high absorption efficiency in a long wavelength region (especially, a wavelength of 950 to 1100 nm) in the near infrared region and an excellent transmission characteristic in the visible region (wavelength of 400 to 700 nm). As represented by the structure of the formula (1).
  • a 2 , A 3 , A 6 , A 7 , A 10 , A 11 , A 14, and A 15 are SR 1 , A 1 , A 4 , A 5 , A 8 , A 9 , A 12 , A 13 and A 16 are each independently SR 1 , OR 2 , NHR 3 , NR 4 R 5 or a halogen atom, at least 4 of which are OR 2 , and 1 to 4 are NR 4 R 5 .
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C1-10 alkyl group, preferably a C1-6 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6-14, preferably Preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, preferably 7 to 16 carbon atoms, and R 4 and R 5 may be linked to each other to form a cyclic structure.
  • the NR 4 R 5 is a heterocyclic compound having 4 to 20, preferably 4 to 8 carbon atoms, such as pyrrolidine, piperidine structure, etc. can do.
  • the vanadil phthalocyanine compound according to the present invention may be prepared by a known method for preparing phthalocyanine compounds, and for example, substituted dicyanobenzene or substituted diiminoisoindolin may be prepared through high temperature reaction with a suitable catalyst. And substituted dicyanobenzene, preferably as described in various articles (e.g., Inorg. Chem. 1995, 34, 1636-1637) and patents (e.g., Japanese Patent Laid-Open No. 1997-316049). It can be prepared using.
  • the vanadil phthalocyanine compound according to the present invention preferably has a maximum absorption wavelength in the range of 950 to 1000 nm, has a full width at half maximum (FWHM) of 50 to 150 nm, and an absorption coefficient ( ⁇ ). , Unit: ml / g ⁇ cm) is excellent, 50,000 to 70,000.
  • T% at the maximum absorption wavelength is 10%, it has a transmittance of 75% or more in the visible light region (around 450 nm).
  • the vanadil phthalocyanine compound which concerns on this invention can be used for manufacture of a near-infrared absorption filter as a pigment
  • the polymer resin suitable for the near infrared absorption filter most transparent polymer resins such as polymethyl methacrylate, polyester, polycarbonate, and polyurethane can be used, but the conditions such as heat resistance and environmental resistance required for each application can be used. Use suitable materials.
  • the near-infrared absorbing filter may be prepared by dissolving the near-infrared absorbing dye in a solvent and coating the same on the polymer resin, and various solvents such as methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, chloroform, and toluene may be used.
  • Vanac (Vanadium Phthalocyanine) precursor compound VOPc (PhS) 8 ⁇ 2,6 -(CH 3 ) 2 PhO ⁇ 4 F 4 10 g (hereinafter, Ph phenyl, A 2 , A 3 , A 6 , A 7 , A 10 , A 11 , A 14 and A 15 in Formula 1 is PhS); Into a three-necked flask equipped with a reflux device, it was reacted with 200 ml of pyrrolidine for 2 hours at 60 °C.
  • vanadil phthalocyanine compound VOPc (PhS) 8 ⁇ 2,6- (CH 3 ) 2 PhO ⁇ 4 (C 4 H 8 N) 4 The maximum absorption wavelength of the manufactured vanadil phthalocyanine compound was 962 nm, and the absorption coefficient was 61,400 ml / g ⁇ cm.
  • Vanadic phthalocyanine precursor compound VOPc (4-CH 3 OPhS) 8 ⁇ 2,6- (CH 3 ) 2 PhO ⁇ having a UV / VIS maximum absorption wavelength of 803 nm and an absorption coefficient ( ⁇ ) of 96,400 ml / g ⁇ cm 10 g of 4 F 4 was charged to a three-necked flask equipped with a reflux device, and reacted with 200 ml of pyrrolidine at 60 ° C. for 2 hours.
  • vanadil phthalocyanine compound VOPc (4-CH 3 OPhS) 8 ⁇ 2,6- (CH 3 ) 2 PhO ⁇ 4 (C 4 H 8 N) 4 It was.
  • the maximum absorption wavelength of the manufactured vanadil phthalocyanine compound was 972 nm, and the absorption coefficient was 59,200 ml / g ⁇ cm.
  • VOPc (PhS) 8 ⁇ 2,6- (CH 3 ) 2 PhO ⁇ 4 F 4 10 g was charged to a three-necked flask equipped with a reflux device and reacted with 200 ml of dibutylamine at 160 ° C. for 48 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was filtered and concentrated in vacuo to give vanadil phthalocyanine compound VOPc (PhS) 8 ⁇ 2,6- (CH 3 ) 2 PhO ⁇ 4 (C 8 H 18 N) 4 .
  • the maximum absorption wavelength of the manufactured vanadil phthalocyanine compound was 954 nm, and the absorption coefficient was 58,300 ml / g ⁇ cm.
  • VOPc (PhS) 8 ⁇ 2,6- (CH 3 ) 2 PhO ⁇ 4 (C 6 H 11 NH) 4 The maximum absorption wavelength of the manufactured vanadil phthalocyanine compound was 932 nm, and the absorption coefficient was 57,100 ml / g ⁇ cm.
  • the vanadil phthalocyanine compounds prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were diluted in toluene at a concentration of 10 ppm, respectively, and UV / VIS spectra were measured.
  • UV / VIS absorption spectra of the vanadil phthalocyanine compounds prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in FIG. 1, from which the maximum absorption wavelength and extinction coefficient (ml / g ⁇ cm) were calculated.
  • UV / VIS transmission spectra of the vanadil phthalocyanine compounds prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are shown in FIG. 2, from which the maximum absorption wavelength and the transmittance in the visible region, ie, 455 nm, are measured.
  • the transmittance in the visible light region means transmittance when the transmittance at the maximum absorption wavelength is fixed at 10%.
  • the difference between wavelengths representing the half value of the extinction coefficient at the maximum absorption wavelength is represented by half width (nm).
  • the vanadil phthalocyanine compound (Examples 1 to 3) according to the present invention it can be seen that the maximum absorption wavelength is a longer wavelength than the vanadil phthalocyanine compound prepared in Comparative Example 1, the half-width is wide and the absorption coefficient Since it is large, it can be seen that it exhibits a wide and high absorption efficiency in the long wavelength region (wavelength of 950 to 1100 nm) of the near infrared region. In addition, it can be seen that the transmission of visible light is also excellent.
  • the vanadil phthalocyanine compound which concerns on this invention is useful as a near-infrared absorption filter as a near-infrared absorption dye.

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Abstract

가시광 영역에서는 광의 흡수율이 낮은 반면, 근적외선 영역 중 장파장 영역(특히, 950 내지 1100nm의 파장)에서는 우수한 흡광 효율을 나타내는, 신규한 바나딜 프탈로시아닌 화합물 및 이를 이용한 근적외선 흡수 필터가 개시된다. 상기 프탈로시아닌 화합물은 청구항 1의 화학식 1로 표시된다.

Description

바나딜 프탈로시아닌 화합물 및 이를 이용한 근적외선 흡수 필터
본 발명은 바나딜 프탈로시아닌 화합물 및 이를 이용한 근적외선 흡수필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가시광 영역에서는 광의 흡수율이 낮은 반면, 근적외선 영역 중 장파장 영역(특히, 950 내지 1100nm의 파장)에서는 우수한 흡광 효율을 나타내는, 신규한 바나딜 프탈로시아닌 화합물 및 이를 이용한 근적외선 흡수 필터에 관한 것이다.
프탈로시아닌 화합물은, 최초에 안료로서 개발되었으며, 열적, 화학적으로 안정할 뿐만 아니라, 외곽 구조에 다양한 치환기를 도입하면, 각 물질의 구조적 특성에 따라 용해도 및 흡광 특성이 변화한다. 따라서, 프탈로시아닌 화합물은, 열적, 화학적 안정성을 필요로 하는 다양한 용도, 예를 들면, 레이저 프린터용 유기감광체 적용 색소, PDP(플라즈마 디스플레이) 등 디스플레이용 근적외선 흡수 필터의 근적외선 흡수용 색소, 태양전지용 증감제, 주택 또는 자동차에 사용되는 열 차단 목적용 근적외선 흡수 필터의 근적외선 흡수용 색소 등에 폭넓게 응용되고 있다. 상기 용도 중, 최근 디스플레이 산업 및 친환경 사업(열 차단을 통한 에너지 절약)의 급격한 팽창에 따라, 특히 PDP용 근적외선 흡수 필터의 근적외선 흡수 색소로서의 사용량이 급격히 증가하고 있다.
PDP용 근적외선 흡수 색소는, 800 내지 1100nm 영역에서는 높은 광흡수 특성을 나타내지만, 가시광 영역에서는 낮은 광흡수 특성, 즉, 높은 투과율을 가져야, 리모컨의 오작동을 유발할 수 있는 근적외선 영역의 빛을 흡수 차단하고, 디스플레이 장치의 색상 재현성을 향상시킬 수 있다. 이러한 근적외선 흡수 색소로는, 프탈로시아닌 화합물뿐 만 아니라, 시아닌계 화합물, 니켈-디티오닐계 화합물, 디이모늄계 화합물 등 다양한 화합물이 사용되고 있다. 그러나, 시아닌계 화합물은 내열성이 부족하고 좁은 흡수 영역으로 인하여 실제 적용에는 무리가 있고, 디이모늄계 화합물은 수분 등 주변 환경에 대한 내구성 및 고분자 물질과의 상용성이 부족하여, 용도가 한정적이고, 특히 최근 사용되고 있는 코팅형 근적외선 필터 방식에는 적합하지 않다. 또한, 니켈-디티오닐계 화합물은 가시광 영역의 흡수 특성이 낮은 장점이 있지만, 용해도가 낮아, 용도가 한정적이다.
반면, 프탈로시아닌 화합물은, 다른 화합물과 비교하여, 내구성 및 내환경성이 우수하며, 구조 외곽의 치환기를 조절하여 용해도 문제를 해결할 수 있고, 중심 금속을 변화시켜, 800 내지 950nm의 근적외선 영역 대부분에서, 비교적 자유롭게 흡광 효율을 증가시킬 수 있어, PDP 등에 적용되는 코팅형 근적외선 흡수 필터 방식에 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나, 근적외선 흡수 용도의 종래의 프탈로시아닌 화합물은, 주로 800 내지 950nm 영역에서의 감광 특성이 우수하지만, PDP용 광원에서 발생되는 근적외선 중, 가장 큰 부분을 차지하는 950 내지 1000nm 영역에서의 광 흡수율이 충분히 만족스럽지 못하다. 또한, 흡수 영역이 좁기 때문에 PDP용 근적외선 흡수 필터에 실제 적용하기 위해서는, 3종 이상의 색소(서로 다른 최대흡수파장을 갖는 프탈로시아닌 화합물)를 혼합하여 사용하여야 한다. 그러나 색소를 3종 이상의 혼합물 형태로 적용할 경우, 품질의 균일성과 공정의 편이성이 상당히 저해될 우려가 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 중심금속의 변경이나, 치환기의 변경을 통하여, 950 내지 1000nm 영역에서 넓고 높은 흡광 효율을 갖는 프탈로시아닌 화합물을 제조하려는 시도는 많았으나, 치환기로 도입된 페놀, 티오페놀 또는 다양한 1차 아민 등의 물질로는 상기 파장 영역에서 흡수가 어려우며, 이를 극복하기 위해 도입된 다양한 물질들은 가시광 영역에서의 흡수를 높여 색재현성을 악화시키는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 근적외선 영역 중 장파장 영역(특히, 950 내지 1100nm의 파장)에서 넓고 높은 흡광 효율을 나타내며, 가시광 영역(400 내지 700nm의 파장)에서는 우수한 투과 특성을 나타내는 바나딜 프탈로시아닌 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 근적외선 흡수 색소로서, 1종 또는 2종의 바나딜 프탈로시아닌 화합물을 포함하는 근적외선 흡수 필터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하기 화학식 1로 표시되는 바나딜 프탈로시아닌 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2010009015-appb-I000001
상기 화학식 1에서, A2, A3, A6, A7, A10, A11, A14 및 A15는 SR1이며; A1, A4, A5, A8, A9, A12, A13 및 A16은 각각 독립적으로, SR1, OR2, NHR3, NR4R5 또는 할로겐 원자이며, 이들 중 적어도 4개는 OR2이고, 1 내지 4개는 NR4R5이며; R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기이며, R4 및 R5는 서로 연결되어 고리(cyclic) 구조를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 바나딜 프탈로시아닌 화합물을 포함하는 근적외선 흡수 필터를 제공한다.
본 발명에 따른 바나딜 프탈로시아닌 화합물은, 950 내지 1000nm의 범위에서 최대흡수파장을 갖고, 최대흡수파장에서의 반폭치와 흡광도가 우수하고, 최대흡수파장에서의 투과도(T%)가 10%일 때, 가시광 영역(450nm 내외)에서 75% 이상의 투과도를 갖는 것이다. 따라서, 근적외선 흡수 필터 제조 시, 근적외선 흡수 색소로서 1종 또는 2종의 프탈로시아닌 화합물만을 사용하므로, 3종 이상의 색소 혼합 시에 발생하는 상용성 등의 문제점을 개선할 수 있으며, 제조 공정이 단순하여 경제적이다.
도 1은, 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 UV/VIS 흡수 스펙트럼.
도 2는, 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 UV/VIS 투과 스펙트럼.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 바나딜 프탈로시아닌 화합물은, 근적외선 영역 중 장파장 영역(특히, 950 내지 1100nm의 파장)에서 넓고 높은 흡광 효율을 나타내며, 가시광 영역(400 내지 700nm의 파장)에서는 우수한 투과 특성을 나타내는 근적외선 흡수 화합물로서, 하기 화학식 1의 구조로 표시된다.
화학식 1
Figure PCTKR2010009015-appb-C000001
상기 화학식 1에서, A2, A3, A6, A7, A10, A11, A14 및 A15는 SR1이며, A1, A4, A5, A8, A9, A12, A13 및 A16은 각각 독립적으로, SR1, OR2, NHR3, NR4R5 또는 할로겐 원자이며, 이들 중 적어도 4개는 OR2이고, 1 내지 4개는 NR4R5이다. R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14, 바람직하게는 탄소수 6 내지 10의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 20, 바람직하게는 탄소수 7 내지 16의 아랄킬기이며, R4 및 R5는 서로 연결되어 고리(cyclic) 구조를 형성할 수 있으며, 이 경우, 상기 NR4R5은 피롤리딘(pyrrolidine), 피페리딘(piperidine) 구조 등의 탄소수 4 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 8의 헤테로고리 화합물(heterocyclic compound)을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 바나딜 프탈로시아닌 화합물은 공지의 프탈로시아닌 화합물 제조방법에 의하여 제조될 수 있으며, 예를 들어, 치환된 디시아노벤젠 또는 치환된 디이미노이소인돌린을 적합한 촉매와 함께 고온 반응을 통하여 제조할 수 있으며, 바람직하게는 각종 논문(예를 들어, Inorg. Chem. 1995, 34, 1636-1637) 및 특허(예를 들어, 일본공개특허 1997-316049호)에 기재된 바와 같이, 치환된 디시아노벤젠을 사용하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 바나딜 프탈로시아닌 화합물은, 바람직하게는 950 내지 1000nm의 범위에서 최대흡수파장을 갖고, 최대흡수파장에서의 반폭치(Full Width at Half Maximum: FWHM)가 50 내지 150nm, 흡광계수(ε, 단위: ml/g·cm)가 50,000 내지 70,000으로 우수하다. 또한, 최대흡수파장에서의 투과도(T%)가 10%일 때, 가시광 영역(450nm 내외)에서 75% 이상의 투과도를 갖는 것이다.
본 발명에 따른 바나딜 프탈로시아닌 화합물은, 통상의 방법에 따라, 근적외선 흡수 필터의 색소로서, 근적외선 흡수 필터의 제조에 사용될 수 있다. 근적외선 흡수 필터 용도에 적합한 고분자 수지로는, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리우레탄 등 대부분의 투명한 고분자 수지를 사용할 수 있으나, 각 용도에 따라 요구되는 내열성, 내환경성 등의 조건에 적합한 소재를 사용한다. 근적외선 흡수 필터는, 상기 근적외선 흡수 색소를 용매에 용해시키고, 이를 상기 고분자 수지에 코팅하여 제조할 수 있으며, 상기 용매로는 메틸에틸케톤, 테트라하이드로퓨란, 클로로포름, 톨루엔 등 다양한 용매가 사용될 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로써, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 제조
UV/VIS 최대흡수 파장이 797nm 이며, 흡광계수(ε)는 103,000 ml/g·cm 인 바나딜(산화바나듐) 프탈로시아닌계(VOPc: Oxo-Vanadium Phthalocyanine) 전구체 화합물 VOPc(PhS)8{2,6-(CH3)2PhO}4F4 10g(이하, Ph=phenyl, 화학식 1의 A2, A3, A6, A7, A10, A11, A14 및 A15가 PhS임)을, 환류 장치가 설치된 3구 플라스크에 투입하고, 피롤리딘 200ml와 함께 60℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 후, 반응액을 여과 및 진공 농축하여, 바나딜 프탈로시아닌 화합물 VOPc(PhS)8{2,6-(CH3)2PhO}4(C4H8N)4를 수득하였다. 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 최대흡수파장은 962nm이었고, 흡광계수는 61,400ml/g·cm이었다.
[실시예 2] 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 제조
UV/VIS 최대흡수 파장이 803nm 이며, 흡광계수(ε)는 96,400 ml/g·cm 인 바나딜 프탈로시아닌계 전구체 화합물 VOPc(4-CH3OPhS)8{2,6-(CH3)2PhO}4F4 10g을, 환류 장치가 설치된 3구 플라스크에 투입하고, 피롤리딘 200ml와 함께 60℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 후, 반응액을 여과 및 진공 농축하여, 바나딜 프탈로시아닌 화합물 VOPc(4-CH3OPhS)8{2,6-(CH3)2PhO}4(C4H8N)4를 수득하였다. 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 최대흡수파장은 972nm이었고, 흡광계수는 59,200ml/g·cm이었다.
[실시예 3] 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 제조
VOPc(PhS)8{2,6-(CH3)2PhO}4F4 10g을, 환류 장치가 설치된 3구 플라스크에 투입하고, 디부틸아민 200ml와 함께 160℃에서 48시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 후, 반응액을 여과 및 진공 농축하여, 바나딜 프탈로시아닌 화합물 VOPc(PhS)8{2,6-(CH3)2PhO}4(C8H18N)4를 수득하였다. 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 최대흡수파장은 954nm이었고, 흡광계수는 58,300ml/g·cm이었다.
[비교예 1] 바나딜 프탈로시아닌의 제조
환류 장치가 설치된 3구 플라스크에 3,4,5,6-테트라플루오르프탈로니트릴 10g, 티오페놀 10g, 및 플루오르화칼륨 7g을 넣고, 용매로서 아세토니트릴 30ml를 투입한 다음, 상온에서 12시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후, 반응액에 2,6-디메틸페놀 7g과 플루오르화 칼륨 4g을 투입하고, 8시간 동안 환류 반응시킨 다음, 반응이 종결되면 진공 증류하였다. 이와 같이 얻어진 조 반응물 20g을 환류 장치가 설치된 3구 플라스크에 넣고, 바나듐트리클로라이드 2g, 1-옥탄올 2g 및 벤조니트릴 30g과 함께 8시간 동안 환류 반응시켰다. 반응 종료 후, 진공증류를 통해 바나듐 프탈로시아닌 화합물 전구체 VOPc(PhS)8{2,6-(CH3)2PhO}4F4를 수득하였다. 상기 조 바나딜 프탈로시아닌 화합물 전구체 10g과 사이클로헥실아민 50ml를 환류 장치가 설치된 3구 플라스크에 넣고, 60℃에서 8시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 후, 반응액을 진공 농축하여, 바나딜 프탈로시아닌 화합물 VOPc(PhS)8{2,6-(CH3)2PhO}4(C6H11NH)4를 수득하였다. 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 최대흡수파장은 932nm이었고, 흡광계수는 57,100ml/g·cm이었다.
[실험예] UV/VIS 스펙트럼 분석
상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1에서 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물을 톨루엔에 각각 10ppm의 농도로 희석하고, UV/VIS 스펙트럼을 측정하였다. 실시예 1 내지 3과 비교예 1에서 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 UV/VIS 흡수 스펙트럼을 도 1에 나타내었고, 이로부터 최대흡수파장과 흡광계수(ml/g·cm)를 산출하였다. 또한, 실시예 1 내지 3과 비교예 1에서 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물의 UV/VIS 투과 스펙트럼을 도 2에 나타내었고, 이로부터 근적외선 영역 내에 있는 최대흡수파장과 가시광 영역, 즉 455nm에서의 투과도를 산출하여, 하기 표 1에 나타내었다. 여기서, 가시광 영역의 투과도는, 최대흡수파장에서의 투과도를 10%로 고정한 경우의 투과도를 의미한다. 또한, 최대흡수파장에서의 흡광계수의 반값을 나타내는 파장 간의 차이를 반폭치(nm)로 나타내었다.
표 1
Figure PCTKR2010009015-appb-T000001
상기 표 1로부터, 본 발명에 따른 바나딜 프탈로시아닌 화합물(실시예 1 내지 3)은 비교예 1에서 제조된 바나딜 프탈로시아닌 화합물에 비하여, 최대흡수파장이 더욱 장파장임을 알 수 있고, 반폭치가 넓고 흡광계수가 크므로, 근적외선 영역 중 장파장 영역(950 내지 1100nm의 파장)에서 넓고 높은 흡광 효율을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 가시광의 투과도 역시 우수함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 바나딜 프탈로시아닌 화합물은, 근적외선 흡수 색소로서, 근적외선 흡수 필터에 유용하다.

Claims (2)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 바나딜 프탈로시아닌 화합물.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2010009015-appb-I000002
    상기 화학식 1에서, A2, A3, A6, A7, A10, A11, A14 및 A15는 SR1이며; A1, A4, A5, A8, A9, A12, A13 및 A16은 각각 독립적으로, SR1, OR2, NHR3, NR4R5 또는 할로겐 원자이며, 이들 중 적어도 4개는 OR2이고, 1 내지 4개는 NR4R5이며; R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기이며, R4 및 R5는 서로 연결되어 고리(cyclic) 구조를 형성할 수 있다.
  2. 제1항에 따른 바나딜 프탈로시아닌 화합물을 포함하는 근적외선 흡수 필터.
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