JP3916523B2 - 光学フィルター - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポルフィリン化合物を含む光学フィルターに関するものである。さらに詳しくは、液晶表示装置（LCD）、プラズマディスプレパネル（PDP）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ELD）、陰極管表示装置（CRT）、蛍光表示管、電界放射型ディスプレイ等の発光色の色純度を向上させるために取り付けられる光学フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（LCD）、プラズマディスプレパネル（PDP）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ELD）、陰極管表示装置（CRT）、蛍光表示管、電界放射型ディスプレイのような画像表示装置は、赤、青、緑の三原色の光の組み合わせでカラー画像を表示する。しかし、これらのディスプレイでは、三原色蛍光体からの発光に余分な光（波長が４８０ｎｍ付近）が含まれているため、可視光線の緑色部分を正確に再生できないという問題点を有している。
この不要発光波長の光を抑えるために、その波長の光を選択的に吸収する色素を含有する光学フィルター用いることが有効である。
【０００３】
赤色発光の色純度を補正する光学フィルターとしては、例えば、特開昭５８−１５３９０４号公報、特開昭５９−２２１９４３号公報、特開昭６０−２２１０２号公報、特開２０００−１９３８２０号公報、特開２００１−１３１３４５号公報、特開２００１−１８３５２２号公報に開示されているが、波長が４８０ｎｍ付近にある不要発光を効率的に吸収する色素を含有する光学フィルターは知られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術に鑑み、各種ディスプレーにおいて発生する特定の波長の光を選択的にカットするとともに、ディスプレーの色純度を阻害しないような可視光線透過率が高い実用的なフィルターを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポルフィリン化合物を用いた光学フィルターを作製することにより、問題となる波長４８０ｎｍ付近にある余分な光をカットする光学フィルターができることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、[ １ ] 基材中に、下記式（１）で表されるポルフィリン化合物を少なくとも１種含有してなる光学フィルター、
[ ２ ] ４４０〜５１０ｎｍの透過率が１〜５０％である前記[ １ ]の光学フィルター。
[ ３ ]ポルフィリン化合物が、透明粘着層に含有されている前記[ １ ]または[ ２ ]の光学フィルター、
[ ４ ]ポルフィリン化合物が、高分子成形体に含有されている前記[ １ ]または[ ２ ]の光学フィルター、および、
[ ５ ]高分子成形体またはガラス表面に形成されているコート層にポルフィリン化合物が含有されている前記[ １ ]または[ ２ ]の光学フィルターに関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の光学フィルターは、基材中に、４４０〜５１０ｎｍに極大吸収波長を有するポルフィリン化合物を少なくとも１種含有するものである。ポルフィリン化合物としては特に限定されないが、緑色発光波長である５３０〜５５０ｎｍ及び青色発光波長である４２０〜４４０ｎｍに吸収極大を持たないことが望ましい。また基材樹脂との相溶性、成形性に優れ、成形後の耐久性に優れたものが望ましい。特に好ましい化合物としては、下記一般式（１）で表されるポルフィリン化合物が挙げられる。
【０００８】
【化２】
【０００９】
［式中、Ｘ１〜Ｘ８はそれぞれ独立にハロゲン原子、置換もしくは未置換のフェノキシ基、置換もしくは未置換のフェニルチオ基を表し、Ｒは置換もしくは未置換のフェニル基を表し、Ｍは２個の水素原子、または２価の金属、３価、もしくは４価の金属誘導体を表す。］
本発明で用いる一般式（１）で表されるポルフィリン化合物の具体例を以下に記載する。
Ｘ １ 〜Ｘ ８ におけるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などがあげられる。
【００１１】
置換もしく未置換のフェノキシ基の具体例としては、フェノキシ基、2-メチルフェノキシ基、3-メチルフェノキシ基、4-メチルフェノキシ基、2-エチルフェノキシ基、3-エチルフェノキシ基、4-エチルフェノキシ基、2,4-ジメチルフェノキシ基、3,4-ジメチルフェノキシ基、4-t-ブチルフェノキシ基、4-アミノフェノキシ基、4-ジメチルアミノフェノキシ基、4-ジエチルアミノフェノキシ基等が挙げられる。
【００１３】
置換もしく未置換のフェニルチオ基の具体例としては、フェニルチオ基、2-メチルフェニルチオ基、3-メチルフェニルチオ基、4-メチルフェニルチオ基、2-エチルフェニルチオ基、3-エチルフェニルチオ基、4-エチルフェニルチオ基、2,4-ジメチルフェニルチオ基、3,4-ジメチルフェニルチオ基、4-t-ブチルフェニルチオ基、4-アミノフェニルチオ基、4-ジメチルアミノフェニルチオ基、4-ジエチルアミノフェニルチオ基等が挙げられる。
【００１５】
Rとしては、置換もしく未置換のフェニル基であり、具体例としては、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2-エチルフェニル基、3-エチルフェニル基、4-エチルフェニル基、2,4-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、4-t-ブチルフェニル基、4-アミノフェニル基、4-ジメチルアミノフェニル基、4-ジエチルアミノフェニル基等が挙げられる。
【００１６】
Mは２個の水素原子、または２価の金属、３価、もしくは４価の金属誘導体を表すが、Mが２価の金属であるものとしては、Cu（II）、Zn（II）、Fe（II）、Co（II）、Ni（II）、Ru（II）、Rh（II）、Pd（II）、Pt（II）、Mn（II）、Mg（II）、Ti（II）、Be（II）、Ca（II）、Ba（II）、Cd（II）、Hg（II）、Pb（II）、Sn（II）、３価または４価の金属誘導体としては、AlCl、IｎCl、FeCl、MnCl、SiCl2、GeCl2、TiO、Vo等が挙げられる。
一般式（１）の代表例を次の第１表（表１〜表８）に示すが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】
【表５】
【００２２】
【表６】
【００２３】
【表７】
【００２４】
【表８】
【００２５】
本発明の光学フィルターは、基材中に、４４０〜５１０ｎｍに極大吸収波長を有するポルフィリン化合物を少なくとも１種含有してなるもので、本発明でいう基材に含有するとは、基材の内部に含有されることは勿論、基材の表面に塗布した状態、基材と基材の間に挟まれた状態等を意味する。
基材としては、透明樹脂板、透明フィルム、透明ガラス等が挙げられ、波長４００〜７００ｎｍの光線透過率が４０％以上の透明性があれば特に制限はない。具体的に例示すると、ポリイミド、ポリスルフォン(PSF)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリメチレンメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリプロピレン(PP)、トリアセチルセルロース(TAC)等が挙げられる。特に、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びトリアセチルセルロース(TAC)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が好ましい。
基材の厚さは、ある程度の機械的強度があれば特に制限はないが、通常は、２０μｍ〜１０ｍｍであり、２０μｍ〜１ｍｍが好ましく、２０μｍ〜２００μｍが特に好ましい。
【００２６】
上記ポルフィリン化合物を用いて本願の光学フィルターを作製する方法としては、特に限定されるものではないが、（１）透明粘着剤に含有させる方法、（２）高分子成形体へ含有させる方法、（３）高分子成形体又はガラス表面にコーティングする方法等が挙げられる。
（１）に挙げた透明粘着剤の具体的な例としては、アクリル系粘着剤、シリコン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリビニルブチラール粘着剤（ＰＶＢ）、エチレンー酢酸ビニル系粘着剤（ＥＶＡ）等、ポリビニルエーテル、飽和無定形ポリエステル、メラミン樹脂等のシート状または液状の粘着剤等を挙げることができる。ポルフィリン化合物の添加量は、通常１０ppm〜３０重量％であり、１０ppm〜２０重量％が好ましく、１０ppm〜１０重量％が特に好ましい。
（２）に挙げた高分子成形体へ含有させる方法としては、（A）樹脂にポルフィリン化合物を混錬し、加熱成形する方法と（B）有機溶剤に、樹脂または樹脂モノマーとポルフィリン化合物を分散、溶解させ、キャスティング法により高分子成形体を作成する方法が挙げられる。
（A）で使用される樹脂は、板またはフィルム作成した際に、できるだけ透明性の高いものが好ましく、具体的にはポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６等のポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル化合物、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ビニル化合物の付加重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニリデン等のビニリデン化合物、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体等のビニル化合物又はフッ素系化合物の共重合体、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等を挙げることができる。
【００２７】
加工条件は、用いるポルフィリン化合物、ベース高分子によって、加工温度、フィルム化条件等が多少異なるが、ポルフィリン化合物をベース高分子の粉体或いはペレットに添加し、１５０〜３５０℃に加熱、溶解させた後、成形して板を作製する方法。押し出し機でフィルム化をする方法。押し出し機で原反を作製し、３０〜１２０℃で２〜５倍に１軸乃至２軸に延伸して、１０〜２００μｍ厚のフィルムにする方法、等が挙げられる。
【００２８】
尚、混錬する際に可塑性等の通常の樹脂成形に用いる添加剤を加えても良い。ポルフィリン化合物の添加量は、吸収係数、作製する高分子成形体の厚み、目的の吸収強度、目的の透過特性・透過率等によって異なるが、通常、ベース高分子成形体の重量に対して１ppm〜２０重量％であり、１ppm〜１０重量％が好ましく、１ppm〜５重量％が特に好ましい。
（B）のキャスティング法では、樹脂又は樹脂モノマーの有機溶剤溶液に、ポルフィリン化合物を添加・溶解させ、必要であれば可塑剤、重合開始剤、酸化防止剤を加え、必要とする面状態を有する金型やドラム上へ流し込み、溶剤揮発・乾燥又は重合・溶剤揮発・乾燥させることにより、板又はフィルムを製造することができる。
【００２９】
使用される樹脂としては、脂肪族エステル系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン樹脂、芳香族エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変成樹脂（PVA、EVA等）或いはそれらの共重合樹脂の樹脂モノマーが挙げられる。
【００３０】
溶媒としては、ハロゲン系、アルコール系、ケトン系、エステル系、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、エーテル系溶媒、或いはそれらの混合物系等が挙げられる。
【００３１】
ポルフィリン化合物の濃度は、色素の吸収係数、板又はフィルムの厚み、目的の吸収強度、目的の透過特性・透過率等によって異なるが、樹脂モノマーの重量に対して、通常、１ｐｐｍ〜２０重量％である。また、樹脂濃度は、塗料全体に対して、通常、１〜９０重量％である。
（３）に挙げた高分子成形体又はガラス表面にコーティングする方法としては、ポルフィリン化合物をバインダー樹脂及び有機系溶媒に溶解させて塗料化する方法、未着色のアクリルエマルジョン塗料にジピロメテン金属キレート化合物を微粉砕（５０〜５００ｎｍ）したものを分散させてアクリルエマルジョン系水性塗料にする方法等が挙げられる。
バインダー樹脂としては、脂肪族エステル系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、芳香族エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変成樹脂（ＰＶＢ、ＥＶＡ等）或いはそれらの共重合樹脂等が挙げられる。
溶媒としては、ハロゲン系、アルコール系、ケトン系、エステル系、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、エーテル系溶媒、或いはそれらの混合物系等が挙げられる。
ポルフィリン化合物の濃度は、吸収係数、コーティングの厚み、目的の吸収強度、目的の可視光透過率等によって異なるが、バインダー樹脂の重量に対して、通常、０．１ｐｐｍ〜３０重量％である。また、樹脂濃度は、塗料全体に対して、通常、１〜５０重量％である。
アクリルエマルジョン系水系塗料の場合も、前記と同様に、未着色のアクリルエマルジョン塗料に色素を微粉砕（５０〜５００ｎｍ）したものを分散させて得られる。塗料中には、酸化防止剤等の通常塗料に用いるような添加物を加えても良い。
【００３２】
上記の方法で作製した塗料は、透明高分子フィルム、透明樹脂、透明ガラス等の上にバーコーダー、ブレードコーター、スピンコーター、リバースコーター、ダイコーター、或いはスプレー等のコーティング法で色素を含有させることができる。
色純度・色座標の評価には、通常のカラーメーターを使うこともできるし、また、分光放射輝度計を用いて、波長分散情報から計算することもできる。実際の測定では、それぞれ色の３原色を表示させて、その時の（X、Y）を測定し、次にフィルターを装着して、（X、Y）を測定し、この時の変化分として（ΔX、ΔY）を評価すればよい。
本発明の光学フィルターには、電磁波シールド機能と近赤外線遮断機能を持たせることが好ましい。電磁波シールドには、銀薄膜を用いた積層体や銅を主として用いる金属のメッシュを用いることができる。銀薄膜を用いた積層体としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化チタン、等の誘電体（DE）と銀（M）を交互に、DE／M／DE／M／DE（５層）となるよう作成したものが好ましい。積層数は５層から９層が好ましいがこの、総数に限定されるものではなく、密着性や耐久性を上げるためにMとDEの間に光学特性を妨げない程度の超薄膜を挿入しても良い。金属のメッシュとしては、繊維に金属を蒸着した繊維メッシュ、フォトリソグラフィーの技術を用いパターンを形成してエッチングによりメッシュを得るエッチングメッシュ等を使用することができる。
近赤線遮断機能は、銀薄膜を用いる電磁波シールドを用いる場合は、銀の自由電子による散乱のため、同時に、近赤外線の遮断を行うことができる。金属のメッシュを用いた場合は、別途、近赤外線を吸収するフィルムもしくは近赤外線を反射するフィルムを用いる。
次に図を用いて光学フィルターの構成について説明する。図１〜４は、本発明における光学フィルターの一例を示す断面図である。
図１は、透明基体１０上にジピロメテン金属キレート化合物を含有した透明粘着層２０を積層した場合の光学フィルターの模式的な断面図を示した。図２は、ジピロメテン金属キレート化合物を含有した透明粘着層２０のみからなる光学フィルターの模式的な断面図を示した。図３は、ジピロメテン金属キレート化合物を含有した透明基体１０のみからなる光学フィルターの模式的な断面図を示した。図４は、透明基体１０上にジピロメテン金属キレート化合物を含有したコート層３０が積層された光学フィルターの模式的な断面図を示した。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれによりなんら限定されるものではない。
【００３４】
〔実施例１〕
酢酸エチル／トルエン（５０：５０重量％）溶剤に表−１中、（１−７）で示されるポルフィリン化合物を分散・溶解させ、濃度が１１５０ppmになるようにアクリル系粘着剤用の色素入り希釈剤とした。アクリル系粘着剤／色素入り希釈剤（８０：２０重量％）を混合し、バッチ式ダイコーターでポリエチレンテレフタレートフィルム［帝人社製、厚さ７５μｍ］上に塗工し、乾燥させて光学フィルターを作製した。該フィルターについて、島津製作所製分光光度計UV-3100にて透過率を測定した。４９５ｎｍの吸収極大での透過率は１６．５％であった。
緑色の飽和値が（X、Y）＝（０．３０１、０．５５６）、青色の飽和値が（X、Y）＝（０．１４８、０．１７４）である透過型液晶ディスプレー（カラーフィルター付）に、当該フィルターを装着したところ、（ΔX、ΔY）がそれぞれ、（０．００３、０．００２）、（−０．０１９、−０．００２）と向上したことが確認できた。
【００３５】
〔実施例２〕
ポリエチレンテレフタレートペレット［ユニチカ社製 品名１２０３］に実施例１で用いたポルフィリン化合物０．０１５重量％を混合し、２６０〜２８０℃で溶融させ、押し出し機により厚み２００μｍのフィルムを作製した。このフィルムを２軸方向に延伸し、厚み１００μｍの光学フィルターを作製した。
該フィルターについて、島津製作所製分光光度計UV-3100にて透過率を測定した。４９５ｎｍの吸収極大での透過率は１６．０％であった。
また、該フィルターを６３℃の条件で、カーボンアーク灯で３００時間照射して耐光試験を行ったところ、４９５ｎｍの吸収極大での透過率は１５．７％でありフィルターの劣化はほとんど見られなかった。
【００３６】
〔実施例３〕
実施例１において、（１−７）のポルフィリン化合物の代わりに、（１−６４）で示されるポルフィリン化合物の濃度が１２５０ppmになるようにアクリル系粘着剤用の色素入り希釈剤を調整した以外は、実施例１と同様にして光学フィルターを作製した。
このフィルターについて、同様に透過率を測定したところ ５０５ｎｍの吸収極大での透過率は１７．０％であった。
【００３７】
〔実施例４〕
実施例２において、（１−７）のポルフィリン化合物の代わりに、（１−６４）で示されるポルフィリン化合物０．０１２重量％を用いた以外は、実施例２と同様にして光学フィルターを作製した。
このフィルターについて、同様に透過率を測定したところ５０５ｎｍの吸収極大での透過率は１７．５％であった。
また、実施例２と同様に耐光性試験を行ったがフィルターの劣化は見られなかった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の光学フィルターは、基材中に、４４０〜５１０ｎｍに極大吸収波長を有するポルフィリン化合物を含有するため、各種ディスプレーにおいて発生する４８０ｎｍ付近にある余分な光を効率よくカットするため、可視光線の緑色部分を正確に再生する優れた性能を有する。また、ポルフィリン化合物を用いることで、耐久性に優れかつ成形が容易で様々な方法でディスプレー用の光学フィルターの作製が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学フィルターの一例を示す断面図
【図２】光学フィルターの一例を示す断面図
【図３】光学フィルターの一例を示す断面図
【図４】光学フィルターの一例を示す断面図
【符号の説明】
１０ 透明基礎体
２０ 透明粘着層
３０ コート層
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポルフィリン化合物を含む光学フィルターに関するものである。さらに詳しくは、液晶表示装置（LCD）、プラズマディスプレパネル（PDP）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ELD）、陰極管表示装置（CRT）、蛍光表示管、電界放射型ディスプレイ等の発光色の色純度を向上させるために取り付けられる光学フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（LCD）、プラズマディスプレパネル（PDP）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ELD）、陰極管表示装置（CRT）、蛍光表示管、電界放射型ディスプレイのような画像表示装置は、赤、青、緑の三原色の光の組み合わせでカラー画像を表示する。しかし、これらのディスプレイでは、三原色蛍光体からの発光に余分な光（波長が４８０ｎｍ付近）が含まれているため、可視光線の緑色部分を正確に再生できないという問題点を有している。
この不要発光波長の光を抑えるために、その波長の光を選択的に吸収する色素を含有する光学フィルター用いることが有効である。
【０００３】
赤色発光の色純度を補正する光学フィルターとしては、例えば、特開昭５８−１５３９０４号公報、特開昭５９−２２１９４３号公報、特開昭６０−２２１０２号公報、特開２０００−１９３８２０号公報、特開２００１−１３１３４５号公報、特開２００１−１８３５２２号公報に開示されているが、波長が４８０ｎｍ付近にある不要発光を効率的に吸収する色素を含有する光学フィルターは知られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術に鑑み、各種ディスプレーにおいて発生する特定の波長の光を選択的にカットするとともに、ディスプレーの色純度を阻害しないような可視光線透過率が高い実用的なフィルターを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポルフィリン化合物を用いた光学フィルターを作製することにより、問題となる波長４８０ｎｍ付近にある余分な光をカットする光学フィルターができることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、[ １ ] 基材中に、下記式（１）で表されるポルフィリン化合物を少なくとも１種含有してなる光学フィルター、
[ ２ ] ４４０〜５１０ｎｍの透過率が１〜５０％である前記[ １ ]の光学フィルター。
[ ３ ]ポルフィリン化合物が、透明粘着層に含有されている前記[ １ ]または[ ２ ]の光学フィルター、
[ ４ ]ポルフィリン化合物が、高分子成形体に含有されている前記[ １ ]または[ ２ ]の光学フィルター、および、
[ ５ ]高分子成形体またはガラス表面に形成されているコート層にポルフィリン化合物が含有されている前記[ １ ]または[ ２ ]の光学フィルターに関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の光学フィルターは、基材中に、４４０〜５１０ｎｍに極大吸収波長を有するポルフィリン化合物を少なくとも１種含有するものである。ポルフィリン化合物としては特に限定されないが、緑色発光波長である５３０〜５５０ｎｍ及び青色発光波長である４２０〜４４０ｎｍに吸収極大を持たないことが望ましい。また基材樹脂との相溶性、成形性に優れ、成形後の耐久性に優れたものが望ましい。特に好ましい化合物としては、下記一般式（１）で表されるポルフィリン化合物が挙げられる。
【０００８】
【化２】
［式中、Ｘ１〜Ｘ８はそれぞれ独立にハロゲン原子、置換もしくは未置換のフェノキシ基、置換もしくは未置換のフェニルチオ基を表し、Ｒは置換もしくは未置換のフェニル基を表し、Ｍは２個の水素原子、または２価の金属、３価、もしくは４価の金属誘導体を表す。］
本発明で用いる一般式（１）で表されるポルフィリン化合物の具体例を以下に記載する。
Ｘ １ 〜Ｘ ８ におけるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などがあげられる。
【００１１】
置換もしく未置換のフェノキシ基の具体例としては、フェノキシ基、2-メチルフェノキシ基、3-メチルフェノキシ基、4-メチルフェノキシ基、2-エチルフェノキシ基、3-エチルフェノキシ基、4-エチルフェノキシ基、2,4-ジメチルフェノキシ基、3,4-ジメチルフェノキシ基、4-t-ブチルフェノキシ基、4-アミノフェノキシ基、4-ジメチルアミノフェノキシ基、4-ジエチルアミノフェノキシ基等が挙げられる。
【００１３】
置換もしく未置換のフェニルチオ基の具体例としては、フェニルチオ基、2-メチルフェニルチオ基、3-メチルフェニルチオ基、4-メチルフェニルチオ基、2-エチルフェニルチオ基、3-エチルフェニルチオ基、4-エチルフェニルチオ基、2,4-ジメチルフェニルチオ基、3,4-ジメチルフェニルチオ基、4-t-ブチルフェニルチオ基、4-アミノフェニルチオ基、4-ジメチルアミノフェニルチオ基、4-ジエチルアミノフェニルチオ基等が挙げられる。
【００１５】
Rとしては、置換もしく未置換のフェニル基であり、具体例としては、フェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2-エチルフェニル基、3-エチルフェニル基、4-エチルフェニル基、2,4-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、4-t-ブチルフェニル基、4-アミノフェニル基、4-ジメチルアミノフェニル基、4-ジエチルアミノフェニル基等が挙げられる。
【００１６】
Mは２個の水素原子、または２価の金属、３価、もしくは４価の金属誘導体を表すが、Mが２価の金属であるものとしては、Cu（II）、Zn（II）、Fe（II）、Co（II）、Ni（II）、Ru（II）、Rh（II）、Pd（II）、Pt（II）、Mn（II）、Mg（II）、Ti（II）、Be（II）、Ca（II）、Ba（II）、Cd（II）、Hg（II）、Pb（II）、Sn（II）、３価または４価の金属誘導体としては、AlCl、IｎCl、FeCl、MnCl、SiCl2、GeCl2、TiO、Vo等が挙げられる。
一般式（１）の代表例を次の第１表（表１〜表８）に示すが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
本発明の光学フィルターは、基材中に、４４０〜５１０ｎｍに極大吸収波長を有するポルフィリン化合物を少なくとも１種含有してなるもので、本発明でいう基材に含有するとは、基材の内部に含有されることは勿論、基材の表面に塗布した状態、基材と基材の間に挟まれた状態等を意味する。
基材としては、透明樹脂板、透明フィルム、透明ガラス等が挙げられ、波長４００〜７００ｎｍの光線透過率が４０％以上の透明性があれば特に制限はない。具体的に例示すると、ポリイミド、ポリスルフォン(PSF)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリメチレンメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリプロピレン(PP)、トリアセチルセルロース(TAC)等が挙げられる。特に、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びトリアセチルセルロース(TAC)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が好ましい。
基材の厚さは、ある程度の機械的強度があれば特に制限はないが、通常は、２０μｍ〜１０ｍｍであり、２０μｍ〜１ｍｍが好ましく、２０μｍ〜２００μｍが特に好ましい。
【００２６】
上記ポルフィリン化合物を用いて本願の光学フィルターを作製する方法としては、特に限定されるものではないが、（１）透明粘着剤に含有させる方法、（２）高分子成形体へ含有させる方法、（３）高分子成形体又はガラス表面にコーティングする方法等が挙げられる。
（１）に挙げた透明粘着剤の具体的な例としては、アクリル系粘着剤、シリコン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリビニルブチラール粘着剤（ＰＶＢ）、エチレンー酢酸ビニル系粘着剤（ＥＶＡ）等、ポリビニルエーテル、飽和無定形ポリエステル、メラミン樹脂等のシート状または液状の粘着剤等を挙げることができる。ポルフィリン化合物の添加量は、通常１０ppm〜３０重量％であり、１０ppm〜２０重量％が好ましく、１０ppm〜１０重量％が特に好ましい。
（２）に挙げた高分子成形体へ含有させる方法としては、（A）樹脂にポルフィリン化合物を混錬し、加熱成形する方法と（B）有機溶剤に、樹脂または樹脂モノマーとポルフィリン化合物を分散、溶解させ、キャスティング法により高分子成形体を作成する方法が挙げられる。
（A）で使用される樹脂は、板またはフィルム作成した際に、できるだけ透明性の高いものが好ましく、具体的にはポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６等のポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル化合物、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ビニル化合物の付加重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニリデン等のビニリデン化合物、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体等のビニル化合物又はフッ素系化合物の共重合体、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等を挙げることができる。
【００２７】
加工条件は、用いるポルフィリン化合物、ベース高分子によって、加工温度、フィルム化条件等が多少異なるが、ポルフィリン化合物をベース高分子の粉体或いはペレットに添加し、１５０〜３５０℃に加熱、溶解させた後、成形して板を作製する方法。押し出し機でフィルム化をする方法。押し出し機で原反を作製し、３０〜１２０℃で２〜５倍に１軸乃至２軸に延伸して、１０〜２００μｍ厚のフィルムにする方法、等が挙げられる。
【００２８】
尚、混錬する際に可塑性等の通常の樹脂成形に用いる添加剤を加えても良い。ポルフィリン化合物の添加量は、吸収係数、作製する高分子成形体の厚み、目的の吸収強度、目的の透過特性・透過率等によって異なるが、通常、ベース高分子成形体の重量に対して１ppm〜２０重量％であり、１ppm〜１０重量％が好ましく、１ppm〜５重量％が特に好ましい。
（B）のキャスティング法では、樹脂又は樹脂モノマーの有機溶剤溶液に、ポルフィリン化合物を添加・溶解させ、必要であれば可塑剤、重合開始剤、酸化防止剤を加え、必要とする面状態を有する金型やドラム上へ流し込み、溶剤揮発・乾燥又は重合・溶剤揮発・乾燥させることにより、板又はフィルムを製造することができる。
【００２９】
使用される樹脂としては、脂肪族エステル系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン樹脂、芳香族エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変成樹脂（PVA、EVA等）或いはそれらの共重合樹脂の樹脂モノマーが挙げられる。
【００３０】
溶媒としては、ハロゲン系、アルコール系、ケトン系、エステル系、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、エーテル系溶媒、或いはそれらの混合物系等が挙げられる。
【００３１】
ポルフィリン化合物の濃度は、色素の吸収係数、板又はフィルムの厚み、目的の吸収強度、目的の透過特性・透過率等によって異なるが、樹脂モノマーの重量に対して、通常、１ｐｐｍ〜２０重量％である。また、樹脂濃度は、塗料全体に対して、通常、１〜９０重量％である。
（３）に挙げた高分子成形体又はガラス表面にコーティングする方法としては、ポルフィリン化合物をバインダー樹脂及び有機系溶媒に溶解させて塗料化する方法、未着色のアクリルエマルジョン塗料にジピロメテン金属キレート化合物を微粉砕（５０〜５００ｎｍ）したものを分散させてアクリルエマルジョン系水性塗料にする方法等が挙げられる。
バインダー樹脂としては、脂肪族エステル系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、芳香族エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変成樹脂（ＰＶＢ、ＥＶＡ等）或いはそれらの共重合樹脂等が挙げられる。
溶媒としては、ハロゲン系、アルコール系、ケトン系、エステル系、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、エーテル系溶媒、或いはそれらの混合物系等が挙げられる。
ポルフィリン化合物の濃度は、吸収係数、コーティングの厚み、目的の吸収強度、目的の可視光透過率等によって異なるが、バインダー樹脂の重量に対して、通常、０．１ｐｐｍ〜３０重量％である。また、樹脂濃度は、塗料全体に対して、通常、１〜５０重量％である。
アクリルエマルジョン系水系塗料の場合も、前記と同様に、未着色のアクリルエマルジョン塗料に色素を微粉砕（５０〜５００ｎｍ）したものを分散させて得られる。塗料中には、酸化防止剤等の通常塗料に用いるような添加物を加えても良い。
【００３２】
上記の方法で作製した塗料は、透明高分子フィルム、透明樹脂、透明ガラス等の上にバーコーダー、ブレードコーター、スピンコーター、リバースコーター、ダイコーター、或いはスプレー等のコーティング法で色素を含有させることができる。
色純度・色座標の評価には、通常のカラーメーターを使うこともできるし、また、分光放射輝度計を用いて、波長分散情報から計算することもできる。実際の測定では、それぞれ色の３原色を表示させて、その時の（X、Y）を測定し、次にフィルターを装着して、（X、Y）を測定し、この時の変化分として（ΔX、ΔY）を評価すればよい。
本発明の光学フィルターには、電磁波シールド機能と近赤外線遮断機能を持たせることが好ましい。電磁波シールドには、銀薄膜を用いた積層体や銅を主として用いる金属のメッシュを用いることができる。銀薄膜を用いた積層体としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化チタン、等の誘電体（DE）と銀（M）を交互に、DE／M／DE／M／DE（５層）となるよう作成したものが好ましい。積層数は５層から９層が好ましいがこの、総数に限定されるものではなく、密着性や耐久性を上げるためにMとDEの間に光学特性を妨げない程度の超薄膜を挿入しても良い。金属のメッシュとしては、繊維に金属を蒸着した繊維メッシュ、フォトリソグラフィーの技術を用いパターンを形成してエッチングによりメッシュを得るエッチングメッシュ等を使用することができる。
近赤線遮断機能は、銀薄膜を用いる電磁波シールドを用いる場合は、銀の自由電子による散乱のため、同時に、近赤外線の遮断を行うことができる。金属のメッシュを用いた場合は、別途、近赤外線を吸収するフィルムもしくは近赤外線を反射するフィルムを用いる。
次に図を用いて光学フィルターの構成について説明する。図１〜４は、本発明における光学フィルターの一例を示す断面図である。
図１は、透明基体１０上にジピロメテン金属キレート化合物を含有した透明粘着層２０を積層した場合の光学フィルターの模式的な断面図を示した。図２は、ジピロメテン金属キレート化合物を含有した透明粘着層２０のみからなる光学フィルターの模式的な断面図を示した。図３は、ジピロメテン金属キレート化合物を含有した透明基体１０のみからなる光学フィルターの模式的な断面図を示した。図４は、透明基体１０上にジピロメテン金属キレート化合物を含有したコート層３０が積層された光学フィルターの模式的な断面図を示した。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれによりなんら限定されるものではない。
【００３４】
〔実施例１〕
酢酸エチル／トルエン（５０：５０重量％）溶剤に表−１中、（１−７）で示されるポルフィリン化合物を分散・溶解させ、濃度が１１５０ppmになるようにアクリル系粘着剤用の色素入り希釈剤とした。アクリル系粘着剤／色素入り希釈剤（８０：２０重量％）を混合し、バッチ式ダイコーターでポリエチレンテレフタレートフィルム［帝人社製、厚さ７５μｍ］上に塗工し、乾燥させて光学フィルターを作製した。該フィルターについて、島津製作所製分光光度計UV-3100にて透過率を測定した。４９５ｎｍの吸収極大での透過率は１６．５％であった。
緑色の飽和値が（X、Y）＝（０．３０１、０．５５６）、青色の飽和値が（X、Y）＝（０．１４８、０．１７４）である透過型液晶ディスプレー（カラーフィルター付）に、当該フィルターを装着したところ、（ΔX、ΔY）がそれぞれ、（０．００３、０．００２）、（−０．０１９、−０．００２）と向上したことが確認できた。
【００３５】
〔実施例２〕
ポリエチレンテレフタレートペレット［ユニチカ社製 品名１２０３］に実施例１で用いたポルフィリン化合物０．０１５重量％を混合し、２６０〜２８０℃で溶融させ、押し出し機により厚み２００μｍのフィルムを作製した。このフィルムを２軸方向に延伸し、厚み１００μｍの光学フィルターを作製した。
該フィルターについて、島津製作所製分光光度計UV-3100にて透過率を測定した。４９５ｎｍの吸収極大での透過率は１６．０％であった。
また、該フィルターを６３℃の条件で、カーボンアーク灯で３００時間照射して耐光試験を行ったところ、４９５ｎｍの吸収極大での透過率は１５．７％でありフィルターの劣化はほとんど見られなかった。
【００３６】
〔実施例３〕
実施例１において、（１−７）のポルフィリン化合物の代わりに、（１−６４）で示されるポルフィリン化合物の濃度が１２５０ppmになるようにアクリル系粘着剤用の色素入り希釈剤を調整した以外は、実施例１と同様にして光学フィルターを作製した。
このフィルターについて、同様に透過率を測定したところ ５０５ｎｍの吸収極大での透過率は１７．０％であった。
【００３７】
〔実施例４〕
実施例２において、（１−７）のポルフィリン化合物の代わりに、（１−６４）で示されるポルフィリン化合物０．０１２重量％を用いた以外は、実施例２と同様にして光学フィルターを作製した。
このフィルターについて、同様に透過率を測定したところ５０５ｎｍの吸収極大での透過率は１７．５％であった。
また、実施例２と同様に耐光性試験を行ったがフィルターの劣化は見られなかった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の光学フィルターは、基材中に、４４０〜５１０ｎｍに極大吸収波長を有するポルフィリン化合物を含有するため、各種ディスプレーにおいて発生する４８０ｎｍ付近にある余分な光を効率よくカットするため、可視光線の緑色部分を正確に再生する優れた性能を有する。また、ポルフィリン化合物を用いることで、耐久性に優れかつ成形が容易で様々な方法でディスプレー用の光学フィルターの作製が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学フィルターの一例を示す断面図
【図２】光学フィルターの一例を示す断面図
【図３】光学フィルターの一例を示す断面図
【図４】光学フィルターの一例を示す断面図
【符号の説明】
１０ 透明基礎体
２０ 透明粘着層
３０ コート層
Claims (5)
- 基材中に、下記式（１）で表されるポルフィリン化合物を少なくとも１種含有してなる光学フィルター。
- ４４０〜５１０ｎｍの透過率が１〜５０％であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルター。
- ポルフィリン化合物が、透明粘着層に含有されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルター。
- ポルフィリン化合物が、高分子成形体に含有されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルター。
- 高分子成形体またはガラス表面に形成されているコート層にポルフィリン化合物が含有されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルター。
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