DE69932521T2

DE69932521T2 - Infrarot-absorptionsfilter

Info

Publication number: DE69932521T2
Application number: DE69932521T
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Ohtsu-shi SHIMOMURA; Shinya Ohtsu-shi ONOMICHI; Masanori Ohtsu-shi KOBAYASHI; Yozo Ohtsu-shi Yamada; Seiichiro Ohtsu-shi Yokoyama
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2007-02-08
Also published as: EP1087243A1; DE69932521D1; KR100429076B1; DE69932521T8; EP1482332A2; USRE39858E1; EP1087243B1; KR20010043580A; EP1482332A3; EP1087243A4; EP1482332B1; KR20040020981A; USRE39857E1; WO1999060430A1; KR100446049B1; KR100441301B1; DE69942918D1; KR20040020982A; US6522463B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Filter und insbesondere einen optischen Filter, der eine hohe Durchlässigkeit im sichtbaren Lichtbereich aufweist und in der Lage ist, Infrarotstrahlung abzufangen bzw. zu sperren. Der erfindungsgemäße Filter ist insbesondere für Bildschirmzwecke verwendbar.
Stand der Technik
Die nachstehenden Filter wurden üblicherweise als Wärmestrahlung absorbierender Filter oder als ein Filter zum Einstellen der Sichtbarkeit bzw. Sichtweite einer Videokamera verwendet:

(1) ein Filter, zusammengesetzt aus einem Phosphatglas, das Metallionen, wie Kupfer- oder Eisenionen, enthält (japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 235740/1985, japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 153144/1987 usw.);
(2) ein Interferenzfilter mit einer Vielzahl von Schichten, die sich im Brechungsindex voneinander unterscheiden, auf einem Substrat, um dem Licht einer spezifischen Wellenlänge zu gestatten, durch Interferenz von durchgelassenem Licht hindurch zu gelangen (japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 21091/1980, japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 184745/1984 usw.);
(3) ein Acrylharzfilter, zusammengesetzt aus einem Copolymer, das Kupferionen enthält (japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 324213/1994), und
(4) ein Filter, zusammengesetzt aus einem Bindemittelharz und einem färbenden Stoff, der in dem Bindemittelharz dispergiert ist (japanische ungeprüfte Patentveröf fentlichung Nr. 21458/1982, japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 198413/1982, japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 43605/1985 usw.).

Die vorstehend erwähnten üblichen Infrarot-Absorptionsfilter haben nachstehend beschriebene Probleme.
Der Filter (1) zeigt scharte Absorption im nahen Infrarotbereich und kann Infrarotstrahlung bei einem sehr hohen Verhältnis abfangen. Jedoch der Filter (1) absorbiert überwiegend einen Teil roter Farbe im sichtbaren Lichtbereich, sodass die durchgelassene Farbe blau aussieht. Für Bildschirmzwecke wird Wert auf einen Farbausgleich gelegt. In einem solchen Fall ist es schwierig, das Filter (1) einzusetzen. Ein weiteres Problem entsteht hinsichtlich der Verarbeitbarkeit des Filters (1), weil er aus Glas hergestellt ist.
Die optischen Eigenschaften des Filters (2) können zwanglos eingestellt werden. Weiterhin kann ein Filter mit Eigenschaften, die fast gleich den bestimmten Eigenschaften sind, hergestellt werden. Jedoch benötigte Filter (2) eine Vielzahl von Schichten, die sich für diesen Zweck im Brechungsindex voneinander unterscheiden, was folglich den Nachteil hoher Herstellungskosten nach sich zieht. Wenn jedoch eine große Fläche erforderlich ist, sollte der Filter (2) eine gleichförmige Dicke hoher Genauigkeit über die gesamte Fläche aufweisen, was eine Schwierigkeit beim Herstellen des Filters ergibt.
Der Filter (3) hat verbesserte Verarbeitbarkeit, verglichen mit dem Filter (1). Jedoch zeigt der Filter (3) scharfe Absorption und absorbiert die rote Farbe von Lichtstrahlen, wie es der Fall mit Filter (1) ist, wobei das gleiche Problem wie mit dem Filter (1) entsteht, dass der Filter (3) blau aussieht.
In dem Filter (4) können verschiedene Infrarot-absorbierende Materialien verwendet werden. Beispiele für verwendbare Materialien sind Phthalocyanin, Nickelkomplex, Azoverbindungen, Polymethin, Diphenylmethan, Triphenylmethan, Chinon und dergleichen. Bei einzelner Verwendung werfen diese Materialien allerdings Probleme auf, in dem sie unzureichende Absorption zeigen oder sichtbares Licht bestimmter Wellenlänge im sichtbaren Lichtbereich absorbieren. Wenn weiterhin der Filter bei einer hohen Temperatur oder einer hohen Luftfeuchtigkeit für eine lange Zeit belassen wird, haben die Infrarot-absorbierenden Materialien Zersetzungs- oder Oxidationsprobleme, was Absorption im sichtbaren Lichtbereich hervorruft oder Absorption im Infrarotbereich beendet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Infrarot-Absorptionsfilter bereitzustellen, der Absorption im nahen Infrarotbereich erreichen kann, wobei der Filter eine hohe Durchlässigkeit im sichtbaren Lichtbereich zeigt, von bemerkenswerter Absorption eines Lichts von spezifischer Wellenlänge in dem sichtbaren Lichtbereich frei ist und in der Umweltstabilität und in der Verarbeitbarkeit und Produktivität ausgezeichnet ist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorangehende Situation ausgeführt. Die erfindungsgemäßen Infrarot-Absorptionsfilter, die die vorstehend erwähnten Probleme überwinden, sind wie nachstehend beschrieben.
Die erste Erfindung stellt einen Infrarot-Absorptionsfilter bereit, der eine Durchlässigkeit von nicht höher als 30 % in dem nahen Infrarotbereich in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm, einen Unterschied von 10 % oder weniger zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm und eine Durchlässigkeit von nicht weniger als 50 % bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweist, wobei der Filter nach Stehen lassen in der Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden eine Durchlässigkeit von nicht höher als 30 % in dem nahen Infrarotbereich in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm und einen Unterschied von 10 % oder weniger zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm aufweist.
Die zweite Erfindung stellt einen wie in der ersten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, wobei nach dem Stehen lassen in der Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 80°C für 1000 Stunden der Filter eine Durchlässigkeit von nicht höher als 30 % in dem nahen Infrarotbereich in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm aufweist und einen Unterschied von 10 % oder weniger zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit im sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm aufweist.
Die dritte Erfindung stellt einen wie in der ersten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin der Filter eine Infrarot-absorbierende Schicht auf einem transparenten Substrat aufweist, wobei die Schicht aus einem färbenden Stoff, Farbstoff oder Pigment zum Absorbieren von Infrarotstrahlung und einem Polymer, das als ein dispergierendes Medium dient, zusammengesetzt ist.
Die vierte Erfindung stellt einen wie in der dritten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin die Menge an in der Infrarotabsorptionsschicht verbleibendem Lösungsmittel 5,0 Gew.-% oder weniger ist.
Die fünfte Erfindung stellt einen wie in der dritten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin das transparente Substrat eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 89 %, eine Trübung von nicht höher als 1,6 %, einen statischen Reibungskoeffizienten von nicht höher als 0,6 und einen dynamischen Reibungskoeffizienten von nicht höher als 0,6 aufweist.
Die sechste Erfindung stellt einen wie in der dritten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin das transparente Substrat eine Polyesterfolie ist.
Die siebte Erfindung stellt einen wie in der dritten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin das die Infrarot-absorbierende Schicht ausmachende Polymer eine Glasübergangstemperatur von nicht niedriger als 80°C aufweist.
Die achte Erfindung stellt einen wie in der siebten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin das die Infrarot-absorbierende Schicht ausmachende Polymer ein Polyesterharz ist.
Die neunte Erfindung stellt einen wie in der dritten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin der Filter eine elektrisch leitfähige Schicht aus Drahtgeflecht mit einem Öffnungsverhältnis von nicht weniger als 50 % auf der gleichen Stelle wie die Infrarot-absorbierende Schicht des Filters oder auf der davon entgegen gesetzten Seite aufweist.
Die zehnte Erfindung stellt einen wie in der dritten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin der Filter eine transparente elektrisch leitfähige Schicht auf der gleichen Seite wie die Infrarot-absorbierende Schicht des Filters oder auf der davon entgegen gesetzten Seite aufweist.
Die elfte Erfindung stellt einen wie in der zehnten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin die transparente elektrisch leitfähige Schicht aus einem Metalloxid gebildet ist.
Die zwölfte Erfindung stellt einen wie in der zehnten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin die transparente elektrisch leitfähige Schicht eine wiederholt laminierte Struktur aufweist, in welcher mindestens drei Schichten in der Reihenfolge von Metalloxid/Metall/Metalloxid laminiert sind.
Die dreizehnte Erfindung stellt einen wie in der zwölften Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin die konstituierende Metallschicht der transparenten elektrisch leitfähigen Schicht aus Silber, Gold oder einer Verbindung, welche jedwedes von diesen enthält, gebildet ist.
Die vierzehnte Erfindung stellt einen wie in der ersten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin die Hartüberzug-behandelte Schicht als eine äußerste Schicht des Filters gebildet ist.
Die fünfzehnte Erfindung stellt einen wie in der ersten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin eine Antireflexionsschicht als eine äußerste Schicht des Filters gebildet ist.
Die sechzehnte Erfindung stellt einen wie in der ersten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin eine Blendschutz-behandelte Schicht als eine äußerste Schicht des Filters gebildet ist.
Die siebzehnte Erfindung stellt einen wie in der ersten Erfindung definierten Infrarot-Absorptionsfilter bereit, worin der Filter vor einem Plasmabildschirm angeordnet ist.
Der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter ist erforderlich, um eine Durchlässigkeit von nicht mehr als 30 % in dem nahen Infrarotbereich in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm aufzuweisen. Da der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter eine geringe Durchlässigkeit in diesem Bereich aufweist, kann der für einen Plasmabildschirm oder dergleichen verwendete Filter die unerwünschte Infrarotstrahlung, die von dem Bildschirm emittiert wird, absorbieren, wodurch ermöglicht wird, einen fehlerhaften Vorgang von einer Infrarotstrahlung verwendenden Fernsteuerung zu verhindern.
Der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter hat im Wesentlichen einen Unterschied von 10 % oder weniger zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 600 nm. Wenn der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter den Unterschied in diesem Bereich der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm aufweist, wird dem Filter eine graue Farbe verliehen und die Farbe, die aus dem Bildschirm stammt, kann ohne Verfärbung beobachtet werden.
Weiterhin hat der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter im Wesentlichen eine Durchlässigkeit von nicht weniger als 50 % bei einer Wellenlänge von 550 nm. Wenn die Durchlässigkeit weniger als 50 % bei der Wellenlänge ist, sieht der Bildschirm sehr dunkel aus, wenn der Filter vor dem Bildschirm angeordnet wird.
Nach Stehen lassen in der Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden hat der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter eine Durchlässigkeit von nicht höher als 30 % in dem nahen Infrarotbereich in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm und ein Unterschied von 10 % oder weniger wird zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit im sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm gefunden.
Nach Stehen lassen in der Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 80°C für 1000 Stunden hat der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter vorzugsweise eine Durchlässigkeit von nicht höher als 30 % in dem nahen Infrarotbereich in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm und ein Unterschied von 10 % oder weniger wird zwischen einen Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm erkannt.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden nachstehend genauer beschrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Infrarot-Absorptionsfilter durch Dispergieren eines Infrarot-absorbierenden Materials/Materialien in einem Polymer und Überziehen eines transparenten Substrats mit der erhaltenen Dispersion hergestellt. Dieses Verfahren vereinfacht die Herstellung und ermöglicht die Herstellung in kleiner Menge.
Vorzugsweise ist die Menge an zurückbleibendem/n Lösungsmittel(n) in einer Überzugsschicht in dem Infrarot-Absorptionsfilter 5,0 Gew.-% oder weniger, wobei der Filter durch Abscheiden einer Zusammensetzung auf einem Substrat hergestellt wird, wobei die Zusammensetzung durch Dispergieren eines Bindemittelharzes, eines im nahen Infrarot-absorbierenden Materials/Materialien, welche/s eine Diimmoniumsalzverbindung enthält/enthalten, welche durch die Formel (1) dargestellt ist:
wobei R₁ bis R₈ gleich oder verschieden voneinander sind und jeweils Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellen und X SbF₆, ClO₄, PF₆, NO₃ oder Halogen darstellt.
Wenn der Filter, der nicht mehr als 5,0 Gew.-% des Lösungsmittels in der Überzugsschicht enthält, bei einer hohen Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit für einen langen Zeitraum stehen lassen wird, unterliegt die Diimmoniumsalzverbindung chemischer Veränderung und die Absorption sinkt im nahen Infrarotbereich, was unzureichendes Abfangen von Strahlung im nahen Infrarot ergibt. In diesem Fall erhöht sich die Absorption in dem sichtbaren Lichtbereich, was zur Verfärbung des Filters in seiner Gesamtheit zu tiefem gelblichem Grün führt.
Um die Menge von dem/den zurückbleibenden Lösungsmittel(n) auf 5,0 Gew.-% oder weniger zu bringen, sollten die Trocknungsbedingungen der nachstehenden Gleichungen (2) bis (4) gleichzeitig erfüllt sein. Die Faktoren in der Gleichung (2) werden in den nachstehend beschriebenen Einheiten ausgedrückt: die Windgeschwindigkeit in m/s, Heißlufttemperatur in °C, Trocknungszeit in Minute und die Dicke der Überzugsschicht in μm.

• Windgeschwindigkeit X (Heißlufttemperatur-20) X (2) Trocknungszeit/Dicke der Überzugsschicht > 48
• Heißlufttemperatur ≥ 80°C (3)
• Trocknungszeit ≤ 60 Minuten (4)

Die Bindemittelharze zur Verwendung hierin sind nicht begrenzt, insofern sie gleichförmig das in der Erfindung verwendete im nahen Infrarot-absorbierende Material dispergieren können. Geeignete Beispiele schließen z.B. Polyesterharze, Acrylharze, Polyamidharze, Polyurethanharze, Polyolefinharze, Polycarbonatharze und dergleichen ein. In wünschenswerter Weise hat das Bindemittelharz zum Dispergieren des/der im nahen Infrarot-absorbierenden Materials (Materialien) eine Glasübergangstemperatur, die nicht weniger als die angenommene garantierte Temperatur zur Verwendung des erfindungsgemäßen Filters ist. Dadurch wird die Stabilität des im nahen Infrarot absorbierenden Materials erhöht. Die angenommene garantierte Temperatur zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Filter ist vorzugsweise 80°C oder höher, bevorzugter 85°C oder höher.
Beim Herstellen einer Überzugslösung in dem Überzugsverfahren verwendbare Lösungsmittel können jedes beliebige Lösungsmittel sein, insofern sie gleichförmig das im nahen Infrarot-absorbierende Material und das Bindemittel zur Verwendung hierin dispergieren können. Beispiele für verwendbare Lösungsmittel sind Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Essigsäureethylester, Essigsäurepropylester, Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol, Ethylcellosolve, Benzol, Toluol, Xylol, Tetrahydrofuran, n-Hexan, n-Heptan, Methylenchlorid, Chloroform, N,N-Dimethylformamid, Wasser und dergleichen, auf die die Lösungsmittel zur Verwendung hierin nicht begrenzt sind.
Es gibt keine Begrenzung auf die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren Infrarot-absorbierenden Materialien. Beispiele sind wie nachstehend.
Als die im nahen Infrarot-absorbierenden Materialien können zusätzlich zu der Diimmoniumsalzverbindung der Formel (1) eine oder beide von Fluor enthaltender Phthalocyaninverbindung und Dithiolmetallkomplexverbindung vorzugsweise in der Überzugslösung enthalten sein. Die Überzugslösung enthält vorzugsweise mindestens zwei Arten von Diimmoniumsalzverbindung, Fluor enthaltender Phthalocyaninverbindung und Nickelkomplexverbindung. Bevorzugte Anteile der im nahen Infrarotabsorbierenden Materialien sind 0,5 bis 0,01 Gewichtsteile Fluor enthaltende Phtha locyaninverbindung, falls verwendet, und 1 bis 0 Teile Nickelkomplexverbindung pro Gewichtsteil der Diimmoniumsalzverbindung.
Beispiele der Diimmoniumsalzverbindung der Formel (1) sind N,N,N',N'-Tetrakis(p-di-n-butylaminophenyl)-p-benzochinondiimmoniumditetrafluoroantimonat, N,N,N',N'-Tetrakis (p-diethylaminophenyl)-p-benzochinondiimmoniumditetrafluoroantimonat, N,N,N',N'-Tetrakis (p-di-n-butylaminophenyl)-p-benzochinondiimmoniumdiperchlorat, N,N,N',N'-Tetrakis (p-diethylaminophenyl)-p-benzochinondiimmoniumdiperchlorat, N,N,N',N'-Tetrakis (p-diisopropylaminophenyl)-p-benzochinondiimmoniumditetrafluorophosphat, N,N,N',N'-Tetrakis(p-n-propylaminophenyl)-p-benzochinondiimmoniumdinitrat usw., jedoch sind verwendbare diimmoniumsalzverbindungen nicht begrenzt. Einige von ihnen sind kommerziell erhältlich. Unter ihnen sind Kayasorb IRG-022, IRG-023 und dergleichen (Produkte von NIPPON KAYAKU Co., Ltd.) geeignet verwendbar.
Verwendbare Fluor enthaltende Phthalocyaninverbindungen schließen beispielsweise Excolor IR1, IR2, IR3 und IR4 (Produkte von NIPPON SHOKUBAI Co., Ltd.) ein. Verwendbare Dithiolmetallkomplexverbindungen schließen beispielsweise SIR-128, SIR-130, SIR-132 und SIR-159 (Produkte von Mitsui Chemicals, Inc.) ein.
Der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter enthält vorzugsweise ein UV-absorbierendes Mittel, um die Lichtbeständigkeit zu erhöhen. Weiterhin kann in der vorliegenden Erfindung das Polymer zum Dispergieren des Infrarot-absorbierenden Materials mit einem Vernetzungsmittel vernetzt sein, um dem Filter Wetterbeständigkeit und Beständigkeit gegen Lösungsmittel zu verleihen.
Es gibt keine Begrenzung für transparente Substratfolien zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Infrarot-Absorptionsfilter. Verwendbare transparente Substratfolien schließen beispielsweise gestreckte Folien, die aus Polyesterharzen, Acrylharzen, Zelluloseharzen, Polyethylenharzen, Polypropylenharzen, Polyolefinharzen, Polyvinylchloridharzen, Polycarbonat, Phenolharzen, Urethanharzen oder dergleichen gebildet werden, ein. Vom Standpunkt der Dispersionsstabilität, Umweltbelastung und dergleichen sind Polyesterfolien bevorzugt.
In dem Infrarot-Absorptionsfilter mit der Infrarot-absorbierenden Schicht mit auf mindestens einer Seite der transparenten Polymerfolie hat die transparente Polymerfolie vorzugsweise eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 89 %, eine Trübung von nicht höher als 1,6 %, einen statischen Reibungskoeffizienten von nicht höher als 0,6 und einen dynamischen Reibungskoeffizienten von nicht höher als 0,6.
Der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter, der häufig für Bildschirmzwecke verwendet wird, hat wünschenswerterweise eine hohe Gesamtlichtdurchlässigkeit und wünschenswerterweise eine geringe Trübung. Wenn jedoch Inertteilchen, die eine ungleichmäßige Oberfläche der Folie verleihen können, in einer verminderten Menge zur Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit und zur Verminderung der Trübung verwendet werden, wird im Allgemeinen der Reibungskoeffizient erhöht und die Gleitfähigkeit verschlechtert, was es schwierig macht, das Aufwickeln oder einen ähnlichen Vorgang auszuführen. Wenn die Gesamtlichtdurchlässigkeit, Trübung und Reibungskoeffizient innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche liegen, ist es möglich, sowohl die Aufwickelbarkeit als auch die Gesamtlichtdurchlässigkeit zu gewünschten Bereichen zu bringen.
Um die Gesamtlichtdurchlässigkeit, Trübung und Reibungskoeffizient in die vorstehend erwähnten Bereiche zu bringen, ist es erwünscht, eine Überzugsschicht von 30 bis 300 nm Dicke auf der Substratpolymerfolie zu bilden, wobei die Überzugsschicht inerte Teilchen von kleiner mittlerer Teilchengröße enthält, die nicht höher als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts ist, und inerte Teilchen nicht in die Substratpolymerfolie einzuarbeiten.
Beispiele für solche inerten Teilchen sind Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Siliziumdioxid, Kaolin, Talkum, Titandioxid, Aluminiumoxid, Bariumsulfat, Calciumfluorid, Lithiumfluorid, Zeolith, Molybdänsulfid und ähnliche anorganische Teilchen, vernetzte Polymerteilchen, Calciumoxalat und ähnliche organische Teilchen. Unter ihnen sind Siliziumdioxidteilchen die geeignetesten, weil sie einen Brechungsindex relativ ähnlich zu jenem des Polyesterharzes aufweisen und die Bildung von einer stark transparenten Folie erleichtern.
Die in die Überzugsschicht einzuarbeitenden inerten Teilchen haben eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise 0,01 bis 0,1 μm, bevorzugter 0,02 bis 0,5 μm, besonders bevorzugt 0,03 bis 0,3 μm. Wenn die mittlere Teilchengröße von inerten Teilchen größer als 1,0 μm ist, wird sich in der Regel verminderte Transparenz der Folie ergeben, wohingegen die mittlere Teilchengröße von weniger als 0,01 μm in der Regel die Handhabbarkeit (Gleitfähigkeit, Aufwickelbarkeit, Blockierungsverhinderung usw.) der Folie verschlechtern wird. Die Menge an in die Überzugsschicht einzuarbeitenden inerten Teilchen ist 0,1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 50 Gew.-%, bevorzugter 1,0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Feststoff in der Haftschicht. Wenn die Menge an inerten Teilchen in der Überzugsschicht 60 Gew.-% übersteigt, wird sie wahrscheinlich die Hafteigenschaft der Folie beeinträchtigen und die Transparenz der Folie verschlechtern, wohingegen weniger als 0,1 Gew.-% wahrscheinlich die Handhabbarkeit (Gleitfähigkeit, Aufwickelbarkeit, Blockierungsverhinderung usw.) der Folie verschlechtern wird.
Der erfindungsgemäße Filter hat vorzugsweise eine transparente elektroleitfähige Schicht oder eine elektroleitfähige Schicht aus Drahtgeflecht mit einem Öffnungsverhältnis von nicht weniger als 50 % auf der gleichen Seite wie die Infrarot-absorbierende Schicht des Filters oder auf der davon entgegen gesetzten Seite. Dadurch können negative elektromagnetische Wellen, die von dem Bildschirm emittiert werden, entfernt werden.
In der vorliegenden Erfindung verwendbare Drahtgeflechte schließen beispielsweise Metallfolien von hoher Elektroleitfähigkeit, die durch Ätzen behandelt wurden, um ein Geflecht zu ergeben, Textilgeflechte, die aus Metallfasern hergestellt wurden, Geflechte, die beispielsweise durch Plattieren eines Metalls auf die Oberfläche von Polymerfasern usw. hergestellt wurden, ein. Für die die elektromagnetischen Wellen absorbierende Schicht zu verwendende Metalle sind nicht begrenzt und können ein beliebiges Metall sein, insofern das Metall in der Elektroleitfähigkeit und in der Stabilität ausgezeichnet ist. Jedoch sind Kupfer, Nickel, Wolfram und dergleichen vom Standpunkt der Verarbeitbarkeit und Kosten bevorzugt.
Die in der vorliegenden Erfindung zu bildende transparente elektroleitfähige Schicht kann jede elektroleitfähige Schicht sein, ist jedoch vorzugsweise jene, die aus einem Metalloxid gebildet wird, was das Erreichen einer höheren sichtbaren Lichtdurchlässigkeit ermöglicht. Um die Elektroleitfähigkeit von der transparenten elektroleitfähigen Schicht zu erhöhen, ist es bevorzugt, eine wiederholt laminierte Struktur bereitzustellen, in welcher mindestens drei Schichten in der Reihenfolge von Metalloxid/Metall/Metalloxid laminiert sind. Die Mehrschichtmetallstruktur stellt die Schicht mit der gewünschten Elektroleitfähigkeit bereit, während hohe Durchlässigkeit von sichtbarem Licht beibehalten wird.
Metalloxide zur Verwendung in der Erfindung können jedes Metalloxid sein, insofern sie die gewünschte Elektroleitfähigkeit und sichtbare Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Verwendbare Metalloxide schließen beispielsweise Zinnoxid, Indiumoxid, Indiumzinnoxid, Zinkoxid, Titanoxid, Wismutoxid usw. ein, wobei verwendbare Metalloxide nicht darauf begrenzt sind. Die in der Erfindung anzuwendenden Metallschichten sind vom Standpunkt der Elektroleitfähigkeit vorzugsweise jene, die aus Gold, Silber oder Verbindungen, die eines von diesen enthalten, gebildet werden.
Wenn die elektroleitfähige Schicht eine Mehrschichtstruktur, beispielsweise eine Dreischichtstruktur, die Schichten, jeweils gebildet aus Metalloxid, Metall und Metalloxid entsprechend in dieser Reihenfolge, aufweist, darstellt, ist die Dicke der Silberschicht vorzugsweise 50 bis 200 Å, bevorzugter 50 bis 100 Å. Wenn die Silberschicht eine Dicke aufweist, die 200 Å übersteigt, wird die Lichtdurchlässigkeit vermindert, wohingegen weniger als 50 Å den Widerstandswert erhöht. Die Dicke der Metalloxidschicht ist vorzugsweise 100 bis 1000 Å, bevorzugter 100 bis 500 Å. Wenn die Dicke der Metalloxidschicht größer als 1000 Å ist, tritt Färbung auf, was Verfärbung ergibt, wohingegen weniger als 100 Å Dicke den Widerstandswert erhöht. Wenn eine Struktur von mehr als drei Schichten bereitgestellt wird, beispielsweise eine Fünfschichtstruktur, die aus Metalloxid, Silbermetalloxid, Silber und Metalloxid in dieser Reihenfolge zusammengesetzt ist, ist die Dicke der Zwischenmetalloxidschicht vorzugsweise größer als die anderen Metalloxidschichten. Dies erhöht die Lichtdurchlässigkeit durch die Mehrschichtstruktur.
Eine Hartüberzug-behandelte Schicht (HC) kann als eine äußerste Schicht gebildet werden, um Beschädigung auf dem erfindungsgemäßen Infrarot-Absorptionsfilter zu verhindern. Die Hartüberzug-behandelte Schicht (HC) kann wünschenswerterweise eine gehärtete Schicht aus vernetzbarem Harz, wie Polyesterharz, Urethanharz, Acrylharz, Melaminharz, Epoxidharz, Silikonharz, Polyimidharz oder dergleichen, die einzeln oder in Anmischung verwendet werden können, sein.
Die Hartüberzug-behandelte Schicht (HC) hat eine Dicke von vorzugsweise 1 bis 50 μm, bevorzugter 2 bis 30 μm. Bei einer Dicke von weniger als 1 μm kann die Hartüberzug-behandelte Schicht die beabsichtigte Funktion nicht mehr ausreichend erzielen, wohingegen die Dicke von mehr als 50 μm den Harzbeschichtungsvorgang verzögert, was es schwierig macht, ein gutes Ergebnis bezüglich der Produktivität zu erhalten.
Die Hartüberzug-behandelte Schicht (HC) kann auf der Oberfläche entgegengesetzt zu der Seite der transparenten elektroleitfähigen Folie durch Beschichtung der Oberfläche mit dem vorstehend erwähnten Harz durch Gravurverfahren, Umkehrverfahren, Färbeverfahren oder dergleichen, gefolgt von der Anwendung von Wärme, Ultraviolettstrahlen, Elektronenstrahlen oder ähnlicher Energie, um das abgeschiedene Harz zu härten, gebildet werden.
Der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter kann eine Blendschutz-behandelte Schicht (AG) als eine äußerste Schicht zur Erhöhung der Sichtbarkeit, wenn für Bildschirmzwecke verwendet, enthalten.
Die Blendschutz-behandelte Schicht (AG) kann durch Überziehen der zu behandelnden Oberfläche mit einem härtbaren Harz, Trocknen der Schicht unter Gewinnen einer unebenen Oberfläche durch eine Vertiefungswalze und Anwenden von Wärme, Ultraviolettstrahlen, Elektronenstrahlen oder dergleichen Energie zum Härten des abgeschiedenen Harzes behandelt werden. Verwendbare härtbare Harze sind beispielsweise Polyesterharze, Urethanharze, Acrylharze, Melaminharze, Epoxidharze, Silikonharze, Polyimidharze und dergleichen, die einzeln oder in Anmischung verwendet werden können.
Der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter kann eine antireflexionsbehandelte Schicht (AR) als eine äußerste Schicht enthalten, um die sichtbare Lichtdurchlässigkeit zu verstärken, wenn für Bildschirmzwecke verwendet. Die antireflexionsbehandelte Schicht (AR) kann wünschenswerterweise eine Einzelschicht oder Vielzahl von Schichten von einem Material(ien) sein, das/die in dem Brechungsindex der Kunststofffolie verschieden ist/sind. Die Einschichtstruktur ist vorzugsweise aus einem Material zusammengesetzt, das im Brechungsindex niedriger als die Kunststofffolie ist. Um eine Mehrschichtstruktur zu bilden, hat das Material für die zu der Kunststofffolie benachbarte Schicht am besten einen höheren Brechungsindex als die Kunststofffolie und das Material für die Schicht oder Schichten über der benachbarten Schicht, die einen niedrigeren Brechungsindex als die benachbarte Schicht aufweist. Materialien zum Bilden der antireflexionsbehandelten Schicht (AR) sind nicht begrenzt und können entweder organisch oder anorganisch sein, wenn sie die Beziehung des Brechungsindexes erfüllen. Bevorzugte Materialien sind dielektrische Materialien, wie CaF₂, MgF₂, NaAlF₄, SiO₂, ThF₄, Nd₂O₃, SnO₂, TiO₂, CeO₂, ZnS, In₂O₃ usw.
Die antireflexionsbehandelte Schicht (AR) kann durch ein Trockenbeschichtungsverfahren, wie Vakuumabscheidungsverfahren, Sputteringverfahren, CVD-Verfahren, Ionenplattierungsverfahren oder dergleichen, oder ein Feuchtüberzugsverfahren, wie Gravurverfahren, Umkehrverfahren, Färbeverfahren oder dergleichen, hergestellt werden.
Vor der Bildung der Hartüberzug-behandelten Schicht (HC), Blendschutz-behandelten Schicht (AG) oder antireflexionsbehandelten Schicht (AR) können verschiedene Vorbehandlungen ausgeführt werden, die beispielsweise übliche Behandlungen, wie Coronaentladungsbehandlung, Plasmabehandlung, Sputteringbehandlung, Elektronenbestrahlungsbehandlung, UV-Bestrahlungsbehandlung, Grundierungsbehandlung, Anhaftungserhöhungsbehandlung und dergleichen, einschließen.
Beispiele für Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird genauer mit Bezug auf die nachstehenden Beispiele beschrieben, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Nachstehend angegeben werden Messverfahren der hierin verwendeten Eigenschaftswerte und Verfahren zum Bewerten der Wirkung.
(1) Spektraleigenschaft
Die Spektraleigenschaft wurde mit einem selbstaufzeichnenden Spektrophotometer (Hitachi U-3500 Modell) in dem Wellenlängenbereich von 1500 bis 200 nm gemessen.
(2) Umweltstabilität
1) Feuchtigkeitsbeständigkeit
Nachdem die Probe in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen wurde, wurde die vorstehend erwähnte Spektraleigenschaft gemessen.
2) Hitzebeständigkeit
Nachdem die Probe in der Luftatmosphäre von 80°C für 1000 Stunden stehen lassen wurde, wurde die vorstehend erwähnte Spektraleigenschaft gemessen.
(3) Menge an Lösungsmittel(n), das/die in der Überzugsschicht verbleibt/verbleiben
Die Menge an verbleibendem/n Lösungsmittel(n) wurde unter Verwendung von GC-9A (hergestellt von Shimadzu Corp.) wie nachstehend gemessen. Etwa 5 mg der Probe wurden genau ausgewogen und wurden unter Erhitzen auf 150°C an einer Einlassöffnung von einem Gaschromatographen für 5 Minuten eingefangen. Dann wurde die Gesamtmenge (A: ppm) von Toluol, Tetrahydrofuran (THF) und Methylethylketon (MEK) gemessen. Da die Peaks von THF und MEK einander überlappen, wurden sie mit dem Bezugspeak (Toluol) verglichen und die vereinigten Werte wurden als ein Umrechnungswert auf Toluol bestimmt. Neben dem Vorstehenden wurde ein Stück von 10 cm² von der Probe ausgeschnitten und ausgewogen (B: g) und die Überzugsschicht wurde mit den Lösungsmitteln abgewischt. Der Unterschied (C: g) zwischen den Gewichten der Probe vor und nach Abwischen wurde bestimmt. Die Menge an zurückbleibenden Lösungsmitteln wurde durch die nachstehende Gleichung berechnet. Die Menge der zurückbleibendem Lösungsmittel (%) = A × B × 10–4/C
(4) Gesamtlichtdurchlässigkeit und Trübung
Gemessen mit einem Trübungsmessgerät (hergestellt von Tokyo Denshoku Kogyo K. K., Modell TC-H3DP) gemäß JIS K 7105.
(5) Reibungskoeffizient
Der statische Reibungskoeffizient (μs) und der dynamische Reibungskoeffizient (μd) wurden gemäß JIS K 7125 erhalten.
Beispiel 1

Ein als ein dispergierendes Medium zu verwendender Grundpolyester wurde wie nachstehend hergestellt. In einen mit einem Thermometer und einem Rührer ausgestatteten Autoklaven wurden beschickt:

Terephthalsäuredimethylester	136 Gewichtsteile
Isophthalsäuredimethylester	58 Gewichtsteile
Ethylenglykol	96 Gewichtsteile
Tricyclodecandimethanol	137 Gewichtsteile
Antimontrioxid	0,09 Gewichtsteile

Diese Bestandteile wurden für 180 Minuten auf 170 bis 220°C erhitzt, um eine Esteraustauschreaktion einzugehen. Dann wurde die Temperatur des Reaktionssystems auf 245°C erhöht, um die Reaktion unter einem Druck von 1 bis 10 mm Hg für 180 Minuten fortzusetzen, was ein Polyestercopolymerharz (A1) ergibt. Das Polyestercopolymerharz (A1) hatte eine Grenzviskosität von 0,4 dl/g und eine Glasübergangstemperatur von 90°C. NMR-Analyse ergab das nachstehende Copolymerzusammensetzungsverhältnis:

Säurekomponenten

Terephthalsäure 71 Mol-%

Isophthalsäure 29 Mol-%

Alkoholkomponenten

Ethylenglykol 28 Mol-%

Tricyclodecandimethanol 72 Mol-%
Ein Kolben wurde mit Infrarot-absorbierenden Materialien beschickt, wobei das vorstehend erhaltene Harz und die Lösungsmittel in Tabelle 1 in den hierin ausgewiesenen Verhältnissen gezeigt werden. Das Gemisch wurde unter Rühren erhitzt, um die Infrarot-absorbierenden Materialien und das Bindemittelharz in den Lösungsmitteln zu lösen. Die Harzlösung wurde auf ein stark transparentes Polyesterfoliensubstrat von 100 μm Dicke mit einer gleitbaren Oberfläche auf einer Seite und einer glatten Oberfläche auf der anderen Seite (Produkt von Toyo Boseki K. K., „Cosmoshine A 4100, Gesamtlichtdurchlässigkeit 90,9 %, Trübung 0,7, statischer Reibungskoeffizient (gleitbare Oberfläche/glatte Oberfläche: 0,58/>1), dynamischer Reibungskoeffizient (gleitbare Oberfläche/glatte Oberfläche: 0,42/>1)) unter Verwendung eines Auftragegeräts mit einem Spalt von 100 μm aufgetragen. Die abgeschiedene Schicht wurde bei einer Windgeschwindigkeit von 0,4 m/s und einer Temperatur von 90°C in einem Heißlufttrockner für eine Stunde getrocknet. Die erhaltene Überzugsfolie hatte eine Dicke von 25 μm.
Der erhaltene Infrarot-Absorptionsfilter hatte beim Betrachten eine dunkelgraue Farbe. Die Spektraleigenschaft des Filters wird in 1 gezeigt. Wie in 1 gezeigt, wurde die Absorption als Ebene in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 400 bis 650 nm aufgetragen. Ein Unterschied war 4,8 % zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm und die Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich war mit 69,4 % am niedrigsten. Die scharfe Absorption wurde in dem Wellenlängenbereich von 700 nm oder höher beobachtet. Die Durchlässigkeit war mit 23,4 % am höchsten in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm.
Der erhaltene Filter wurde in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den in 2 gezeigten Ergebnissen bewertet. Während eine leichte Farbveränderung auftrat, wurde ein Unterschied von 9,8 % zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm gefunden und die Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich war mit 65,5 % am niedrigsten. Die Durchlässigkeit war mit 29,1 % am höchsten in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm und der Filter behielt die im nahen Infrarot-absorbierende Eigenschaft.
Weiterhin wurde der erhaltene Filter in der Atmosphäre bei einer Temperatur von 80°C für 1000 Stunden stehen gelassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den in 3 gezeigten Ergebnissen bewertet. Während eine leichte Farbänderung hervorgerufen wurde, war ein Unterschied von 5,8 % zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm und die Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich war mit 67,2 % am niedrigsten. Die Durchlässigkeit war mit 21,0 % am höchsten in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm und der Filter behielt die im nahen Infrarot-absorbierende Eigenschaft bei.
Wenn vor einem Plasmabildschirm oder dergleichen angeordnet, zeigte der erhaltene Filter keine Farbänderung und erhöhte den Kontrast, was einen verminderten Anteil an Strahlung im nahen Infrarot ergab.
Tabelle 1
Vergleichsbeispiel 1
Vylon RV 200, hergestellt von Toyo Boseki K. K. (spezifisches Gewicht 1,26, Glasübergangstemperatur 67°C), wurde als ein Grundpolymer verwendet. Ein Kolben wurde mit dem Infrarot-absorbierenden Material, dem Bindemittelharz und den wie in Tabelle 2 in den darin ausgewiesenen Anteilen gezeigten Lösungsmitteln beschickt. Diese Bestandteile wurden unter Rühren erhitzt, um die Infrarot-absorbierenden Materialien und das Bindemittelharz in den Lösungsmitteln zu lösen. Die Harzlösung wurde auf ein stark transparentes Polyesterfoliensubstrat von 100 μm in der Dicke (Produkt von Toyo Boseki K. K., „Cosmoshine A 4100") unter Anwendung eines Auftragegeräts mit einem Spalt von 100 μm aufgetragen. Die abgeschiedene Schicht wurde bei einer Windgeschwindigkeit von 0,4 m/s und bei einer Temperatur von 90°C in einem Heißlufttrockner für eine Stunde getrocknet. Die erhaltene Beschichtungsfolie hatte eine Dicke von 25 μm. Der erhaltene Infrarot-Absorptionsfilter hatte, wie ersichtlich, eine braune Farbe. Wie durch die Spektraleigenschaft des Filters in 4 gezeigt, wurde die Absorption in einer Bergform mit einem Peak bei etwa 550 nm in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 400 bis 650 nm aufgetragen. Ein Unterschied war 11,5 % zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm und die Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich war mit 71,4 % am niedrigsten. Die scharfe Absorption wurde in dem Wellenlängenbereich von 700 nm oder höher beobachtet. Die Durchlässigkeit war mit 44 % am höchsten in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm. Der Filter sah beim Betrachten grün aus. Wenn vor einem Plasmabildschirm oder dergleichen angeordnet, verlor der erhaltene Filter einen Farbausgleich und änderte sich zu grünlich.
Der erhaltene Filter wurde in einer Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den nachstehenden Ergebnissen bewertet. Ein Unterschied wurde von 11,5 % auf 28,6 % zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm erhöht und die Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich war mit 54 % am niedrigsten. Die Durchlässigkeit wurde auf 49,0 % am höchsten in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm erhöht. Der Filter war beim Betrachten tiefgrün. Die Spektraleigenschaft wird in 5 gezeigt. Wenn vor einem Plasmabildschirm oder dergleichen angeordnet, verlor der erhaltene Filter einen Farbausgleich und änderte sich nach grünlich.
Weiterhin wurde der erhaltene Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 80°C für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den nachstehenden Ergebnissen bewertet. Ein Unterschied zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm stieg von 11,5 % auf 20,3 % und die Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich war mit 61,8 % am niedrigsten. Die Durchlässigkeit war mit 47,2 % am höchsten in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm erhöht. Der Filter war beim Betrachten tiefgrün. Die Spektraleigenschaft des Filters wird in 6 gezeigt. Wenn vor einem Plasmabildschirm oder dergleichen angeordnet, verlor der erhaltene Filter einen Farbausgleich und änderte sich nach grünlich.
Tabelle 2
Vergleichsbeispiel 2
Vylon RV 200 (Produkt von Toyo Boseki K. K., spezifisches Gewicht 1,26, Glasübergangstemperatur 67°C), wurde als Grundpolymer verwendet. Ein Kolben wurde mit den Infrarot-absorbierenden Materialien, dem Bindemittelharz und den Lösungsmitteln, wie in Tabelle 3 in den darin ausgewiesenen Anteilen gezeigt, beschickt. Diese Bestandteile wurden unter Rühren erhitzt, um die Infrarot-absorbierenden Materialien und das Bindemittelharz in den Lösungsmitteln zu lösen. Die Harzlösung wurde auf ein stark transparentes Polyesterfoliensubstrat von 100 μm Dicke (Produkt von Toyo Boseki K. K., „Cosmoshine A 4100") unter Verwendung einer Auftragevorrichtung mit einem Spalt von 100 μm aufgetragen.
Die abgeschiedene Schicht wurde bei einer Windgeschwindigkeit von 0,4 m/s und einer Temperatur von 90°C in einem Heißlufttrockner für eine Stunde getrocknet. Die erhaltene Beschichtungsfolie hatte eine Dicke von 25 μm.
Der erhaltene Infrarot-Absorptionsfilter war beim Betrachten dunkelgrau. Die Spektraleigenschaft des Filters war im Wesentlichen die gleiche wie in Beispiel 1. Die Absorption wurde als flach in dem sichtbaren Bereich in dem Wellenlängenbereich von 400 bis 650 nm aufgetragen. Die scharte Absorption wurde bei 700 nm oder mehr beobachtet.
Der erhaltene Filter wurde in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den in 7 gezeigten Ergebnissen bewertet. Ein Unterschied wurde zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm von 4,8 % auf 27,4 % erhöht und die Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich war mit 44,0 % am niedrigsten. Die Durchlässigkeit wurde auf 47,2 % am höchsten in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm erhöht. Der Filter sah beim Betrachten grün aus. Wenn vor einem Plasmabildschirm oder dergleichen angeordnet, verlor der erhaltene Filter einen Farbausgleich und änderte sich nach grünlich.
Weiterhin wurde der erhaltene Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 80°C für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den in 8 gezeigten Ergebnissen bewertet. Ein Unterschied wurde von 4,8 % auf 16,6 % zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm erhöht und die Durchlässigkeit in dem Wellenlängenbereich war mit 56,3 % am niedrigsten. Die Durchlässigkeit wurde auf 30,2 % am höchsten in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm erhöht. Der Filter sah beim Betrachten grünlich aus. Wenn vor einem Plasmabildschirm oder dergleichen angeordnet, sah der erhaltene Filter grün aus.
Tabelle 3
Beispiel 2
Eine Überzugslösung wurde unter Verwendung des Polyestercopolymerharzes (A1), das in Beispiel 1 beschrieben wurde, zusammen mit den anderen in Tabelle 1 gezeigten Bestandteilen, in den darin ausgewiesenen Anteilen hergestellt. Die so erhaltene Überzugslösung wurde auf ein stark transparentes Polyesterfoliensubstrat von 100 μm Dicke (Produkt von Toyo Boseki K. K., „Cosmoshine A 4300", Gesamtdurchlässigkeit 90,9 %, Trübung 0,7, statischer Reibungskoeffizient (beide Oberflächen) 0,58, dynamischer Reibungskoeffizient (beide Oberflächen) 0,42) durch eine Gravurwalze aufgetragen. Die abgeschiedene Schicht wurde eine Minute durch Zuführen heißer Luft bei einer Windgeschwindigkeit von 5 m/s und einer Temperatur von 130°C getrocknet und dann wurde der Filter um eine Walze gewunden. Die erhaltene Überzugsschicht hatte eine Dicke von 8,0 μm. Die Menge an zurückbleibenden Lösungsmitteln in der Überzugsschicht war 4,1 Gew.-%. Der Filter hatte eine hohe Gleitfähigkeit und zeigte gutes Walzenaussehen.
Der erhaltene Infrarot-Absorptionsfilter sah beim Betrachten dunkelgrau aus. Die Spektraleigenschaft des Filters wird in 9 gezeigt. Wie in 9 gezeigt, wurde die Absorption in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 400 bis 650 nm als flach aufgetragen. Eine scharfe Absorption wurde bei einer Wellenlänge von 700 nm oder mehr beobachtet.
Der erhaltene Filter wurde in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den in 10 gezeigten Ergebnissen bewertet. Der Filter zeigte keine starke Veränderung in der Spektralkurve und zeigte stabile Leistung.
Vergleichsbeispiel 3
Die Überzugslösung wurde auf ein stark transparentes Polyesterfoliensubstrat (Produkt von Toyo Boseki K. K., „Cosmoshine A 4300") mit einer Gravurwalze aufgetragen. Die abgeschiedene Schicht wurde eine Minute durch Zuführen von heißer Luft mit einer Windgeschwindigkeit von 5 m/s und einer Temperatur von 120°C getrocknet. Die Menge an zurückbleibenden Lösungsmitteln in der Überzugsschicht war 6,5 Gew.-%. Der Filter sah beim Betrachten dunkelgrau aus. Die Spektraleigenschaft des Filters wird in 11 gezeigt. Wie in 11 gezeigt, wurde die Absorption in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm als flach aufgetragen. Die scharte Absorption wurde bei einer Wellenlänge von 700 nm oder mehr beobachtet.
Der erhaltene Filter wurde in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den in 12 gezeigten Ergebnissen bewertet. Wie in 12 ausgewiesen, sank die Absorption in dem nahen Infrarotbereich und die Farbe änderte sich zu gelblich-grün.
Beispiel 3
In der transparenten Polyesterfolie mit der wie in Beispiel 2 erhaltenen Infrarot-absorbierenden Schicht wurde eine Hartüberzug-behandelte Schicht (HC) auf der Oberfläche der Seite entgegengesetzt zu der Infrarot-absorbierenden Schicht gebildet. Als ein Hartüberzugsmaterial wurde eine UV-härtbare Harzzusammensetzung, die 100 Teile eines Epoxidacrylharzes und vier Teile Benzophenol umfasste, verwendet. Die Hartüberzug-behandelte Schicht wurde durch ein Stabbeschichtungs verfahren gebildet. Dann wurde vorangehendes Trocknen bei 80°C für 5 Minuten durchgeführt und die Schicht wurde durch UV-Strahlung mit 500 mJ/cm² gehärtet. Die gehärtete Hartüberzug-behandelte Schicht (HC) hatte eine Dicke von 5 μm.
Kupferfolie von 9 μm Dicke wurde an die Oberfläche der Infrarot-absorbierenden Schicht mit einem UV-härtenden Klebstoff gebunden, die gebundene Kupferfolie wurde mit Photoresist bemustert und geätzt, um eine elektromagnetische Wellen abschirmende Schicht zu ergeben. Die Kupferfolie hatte Linien von 15 μm Breite, einen Pitch von 115 μm und ein Öffnungsverhältnis von 75 %.
13 zeigt die Spektraleigenschaft des Filters mit der wie vorstehend beschriebenen Hartüberzug-behandelten Schicht auf der einen Seite des transparenten Polyesterfoliensubstrats und der Infrarot-absorbierenden Schicht und der elektromagnetische Wellen abschirmenden Schicht, die in dieser Reihenfolge auf deren anderen Seite übereinander gelegt wurden. Wie in 13 gezeigt, wurde es gefunden, dass der Filter Strahlen im nahen Infrarot-absorbieren kann, eine graue Farbe aufweist und eine hohe sichtbare Lichtdurchlässigkeit unter Absorbieren einer elektromagnetischen Welle zeigt.
Der erhaltene Filter wurde in der Atmosphäre bei einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den nachstehenden Ergebnissen bewertet. Obwohl eine geringe Änderung in der Farbe, behielt der Filter die im nahen Infrarot-absorbierende Eigenschaft bei. Wenn vor einen Plasmabildschirm oder dergleichen gestellt, unterlag der erhaltene Filter keiner Veränderung in der Farbe und erhöhte den Kontrast, was eine Senkung der Strahlung von Strahlen im nahen Infrarot und in der Strahlung von elektromagnetischer Welle ergab.
Beispiel 4
In der transparenten Polyesterfolie mit einer Infrarot-absorbierenden Schicht, wie in Beispiel 2 erhalten, wurde eine Hartüberzug-behandelte Schicht (HC) auf der Oberfläche der Seite entgegengesetzt zu der Infrarot-absorbierenden Schicht gebildet. Als ein Hartüberzugsmaterial wurde eine UV-härtende Harzzusammensetzung, die 100 Teile von einem Epoxidacrylharz und vier Teile Benzophenon umfasste, verwendet. Die Hartüberzug-behandelte Schicht wurde durch ein Stabbeschichtungsverfahren gebildet. Dann wurde vorangehendes Trocknen bei 80°C für 5 Minuten durchgeführt und die Schicht wurde durch UV-Strahlung mit 500 mJ/cm² gehärtet. Die gehärtete Hartüberzug-behandelte Schicht (HC) hatte eine Dicke von 5 μm.
Ein dünner Film von Zinnoxid mit 380 Å Dicke wurde auf der Infrarot-absorbierenden Schicht durch eine Hochfrequenzmagnetronsputteringvorrichtung gebildet. Dann wurde eine dünne Folie von Silber mit 200 Å Dicke auf die dünne Folie durch eine DC-Magnetronsputteringvorrichtung laminiert. Weiterhin wurde eine dünne Folie von Zinnoxid mit 410 Å Dicke darauf laminiert, um eine elektromagnetische Wellen abschirmende Schicht zu bilden.
Die elektromagnetische Wellen abschirmende Schicht hatte einen Oberflächenwiderstandswert von 4 Ohm/☐. 14 zeigt die Spektraleigenschaft des Filters mit der wie vorstehend beschriebenen Hartüberzug-behandelten Schicht auf einer Seite des transparenten Polyesterfoliensubstrats und der Infrarot-absorbierenden Schicht und der elektromagnetische Wellen abschirmenden Schicht, die in dieser Reihenfolge auf die andere Seite davon laminiert wurde. Wie in 14 gezeigt, kann der Filter Strahlen im nahen Infrarot-absorbieren, hat eine graue Farbe und zeigt eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht unter Absorbieren der elektromagnetischen Welle.
Der erhaltene Filter wurde in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen und die Spektraleigenschaft wurde erneut mit den nachstehenden Ergebnissen bewertet. Obwohl etwas Veränderung in der Farbe, behielt der Filter die im nahen Infrarot-absorbierende Eigenschaft bei. Wenn vor einem Plasmabildschirm oder dergleichen angeordnet, unterlag der erhaltene Filter keiner Veränderung in der Farbe und erhöhte den Kontrast, was eine Senkung in der Strahlung der Strahlen im nahen Infrarot und der Strahlung von elektromagnetischer Welle ergab.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt die Spektraleigenschaft von dem in Beispiel 1 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilter.
2 zeigt die Spektraleigenschaft von dem in Beispiel 1 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilter, nachdem der Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen wurde.
3 zeigt die Spektraleigenschaft des in Beispiel 1 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters, nachdem der Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 80°C für 1000 Stunden stehen lassen wurde.
4 zeigt die Spektraleigenschaft des in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters.
5 zeigt die Spektraleigenschaft des in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters, nachdem der Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen wurde.
6 zeigt die Spektraleigenschaft von dem in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilter, nachdem der Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 80°C für 1000 Stunden stehen lassen wurde.
7 zeigt die Spektraleigenschaft des in Vergleichsbeispiel 2 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters, nachdem der Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen wurde.
8 zeigt die Spektraleigenschaft des in Vergleichsbeispiel 2 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters, nachdem der Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 80°C für 1000 Stunden stehen lassen wurde.
9 zeigt die Spektraleigenschaft des in Beispiel 2 hergestellten Infrarot- Absorptionsfilters.
10 zeigt die Spektraleigenschaft des in Beispiel 2 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters, nachdem der Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen wurde.
11 zeigt die Spektraleigenschaft des in Vergleichsbeispiel 3 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters.
12 zeigt die Spektraleigenschaft des in Vergleichsbeispiel 3 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters, nachdem der Filter in der Atmosphäre von einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95 % für 1000 Stunden stehen lassen wurde.
13 zeigt die Spektraleigenschaft des in Beispiel 3 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters.
14 zeigt die Spektraleigenschaft des in Beispiel 4 hergestellten Infrarot-Absorptionsfilters.
Wirkungen der Erfindung
Der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter hat eine breite Absorption im nahen Infrarotbereich, zeigt eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht und absorbiert ein spezifisches Licht in den sichtbaren Lichtwellenlängen nicht auffällig. Wenn für einen Plasmabildschirm oder dergleichen verwendet, kann der Filter die unerwünschte Infrarotstrahlung, die von dem Bildschirm emittiert wird, absorbieren, wodurch die Verhinderung von fehlerhaften Vorgängen von einer Fernsteuerung unter Verwendung von Infrarotstrahlung ermöglicht wird. Der erfindungsgemäße Infrarot-Absorptionsfilter ist in der Farbe grau, sodass es unwahrscheinlich ist, dass eine Farbänderung verursachen wird, wenn er für eine Videokamera, Bildschirm oder dergleichen verwendet wird. Weiterhin hat der erfindungsgemäße Filter eine solche hohe Umweltstabilität, dass der Filter in einer Umgebung einer hohen Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit die Eigenschaften beibehalten kann.

Claims

Infrarot-Absorptionsfilter, welcher eine Infrarot-absorbierende Schicht auf einem transparenten Substrat aufweist, wobei der Filter durch Beschichten des transparenten Substrates mit einer Beschichtungslösung, umfassend ein Infrarot-absorbierendes Material, ein Bindemittelharz und ein Lösungsmittel, und dann Trocknen der beschichteten Lösung hergestellt ist, wobei das Infrarot-absorbierende Material mindestens eine diiminiumsalzverbindung enthält, welche durch die nachstehende chemische Formel (1) dargestellt ist:
wobei R₁-R₈ gleich oder voneinander verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellen und X SbF₆, ClO₄, PF₆, NO₃ oder Halogen darstellt, wobei die Menge des in der Infrarot-absorbierenden Schicht verbleibenden Lösungsmittels 5,0 Gew.-% oder weniger beträgt, wobei der Filter eine Durchlässigkeit von nicht höher als 30% in dem nahen Infrarotbereich in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm, einen Unterschied von 10% oder weniger zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm und eine Durchlässigkeit von nicht weniger als 50% bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweist, wobei der Filter nach dem Stehenlassen in der Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 60°C und einer Feuchtigkeit von 95% für 1000 Stunden eine Durchlässigkeit von nicht höher als 30% in dem nahen Infrarotbereich in dem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm und einen Unterschied von 10% oder weniger zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Durchlässigkeit in dem sichtbaren Lichtbereich in dem Wellenlängenbereich von 450 bis 650 nm aufweist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach Anspruch 1, welcher weiter eines oder beide von einer Fluor-haltigen Phthalocyaninverbindung und einer Dithiolmetallkomplexverbindung als ein Infrarot-absorbierendes Material enthält.
Infrarot-Absorptionsfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das transparente Substrat eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 89%, eine Trübung von nicht höher als 1,6%, einen statischen Reibungskoeffizienten von nicht höher als 0,6 und einen dynamischen Reibungskoeffizienten von nicht höher als 0,6 aufweist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das transparente Substrat eine Polyesterfolie ist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Filter eine elektrisch leitfähige Schicht aus Drahtgeflecht mit einem Öffnungsverhältnis von nicht weniger als 50% auf der gleichen Seite wie die Infrarot-absorbierende Schicht des Filters oder auf der davon entgegengesetzten Seite aufweist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Filter eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht auf der gleichen Seite wie die Infrarot-absorbierende Schicht des Filters oder auf der davon entgegengesetzten Seite aufweist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach Anspruch 6, wobei die transparente, elektrisch leitfähige Schicht aus einem Metalloxid gebildet ist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach Anspruch 6, wobei die transparente, elektrisch leitfähige Schicht eine wiederholt laminierte Struktur aufweist, in welcher mindestens drei Schichten in der Reihenfolge von Metalloxid/Metall/Metalloxid laminiert sind.
Infrarot-Absorptionsfilter nach Anspruch 8, wobei die konstituierende Metallschicht der transparenten, elektrisch leitfähigen Schicht aus Silber, Gold oder einer Verbindung, welche jedwedes von diesen enthält, gebildet ist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Hartüberzug behandelte Schicht als eine äußerste Schicht des Filters gebildet ist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Antireflexionsschicht als eine äußerste Schicht des Filters gebildet ist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Blendschutz-behandelte Schicht als eine äußerste Schicht des Filters gebildet ist.
Infrarot-Absorptionsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Filter vor einem Plasmabildschirm angeordnet ist.