JP2001141923A - 光学フィルターおよびこれを用いた前面版ならびに画像表示装置 - Google Patents

光学フィルターおよびこれを用いた前面版ならびに画像表示装置

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JP2001141923A
JP2001141923A JP32040499A JP32040499A JP2001141923A JP 2001141923 A JP2001141923 A JP 2001141923A JP 32040499 A JP32040499 A JP 32040499A JP 32040499 A JP32040499 A JP 32040499A JP 2001141923 A JP2001141923 A JP 2001141923A
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filter
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English (en)
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Isao Ikuhara
功 生原
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造適性に優れ、かさばらずに軽く、電源を
切った状態でそれ自身が無彩色であり、色補正機能に優
れた、多機能の光学フィルターおよびこれを用いた前面
版ならびに画像表示装置を提供すること。 【解決手段】 透明支持体の少なくとも片側に可視フィ
ルター層を有し、該可視フィルター層が460ないし5
00nmの波長範囲および500ないし550nmの波
長範囲にいずれも透過率が20ないし85%の吸収極大
を有し、560ないし620nmの波長範囲に透過率が
0.01ないし80%の吸収極大を有することを特徴と
する光学フィルター、およびこれを用いた前面版ならび
に画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視光を吸収する
可視フィルター層(以下、単に「フィルター層」ともい
う。)、透明支持体、および低屈折率層を有する光学フ
ィルターに関する。本発明は、詳しくは、液晶表示装置
(LCD)、プラズマディスプレイパネル(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の表示に好ましく用いら
れる、反射防止、および色再現性改良のために取り付け
る光学フィルターに関する。さらに詳しくは、本発明
は、反射防止、および色再現性を改良した光学フィルタ
ーを備えたプラズマディスプレイパネル(PDP)前面
板およびPDP本体等の画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、多種の画像表示装置(ディスプレ
イ)、例えば、液晶表示装置(LCD)、プラズマディ
スプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンス
ディスプイ(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開発とこれらを組
み込んだ機器が実用化されている。これらの画像表示装
置は、様々な問題、例えば、表示素子の色純度や色分離
が不十分な問題、ディスプレイ上に背景が映り込む事で
コントラストが低下する問題、表示素子に起因する赤外
線や電磁波の外部漏洩の問題等を抱えている。これらの
それぞれの問題に対しては、例えば、色分離のための可
視フィルター、反射防止膜、赤外線遮蔽フィルター、電
磁波遮蔽フィルター等をディスプレイの前面に用いるこ
とが提案されている。しかしながら、これらの各フィル
ターはそれぞれがディスプレイの種類により多様な課題
を要求される。例えば色分離のための可視フィルター
は、表示素子の特性に応じたシャープな吸収体を形成す
る必要があり、これ以外にもガラス練り込み等の耐熱
化、物理性強化が求められる。また反射防止膜は、可視
光の全領域で理想的な反射率を得るためには多層化が必
要となり、蒸着法や塗布法で多層膜を形成するには工程
上の困難さやコスト高の問題を伴う。従って、ディスプ
レイの前面に置く光学フィルターに多くの機能を持たせ
ようとすると、それぞれの機能のフィルターに要求され
る特性のほかに、1つの機能が他の機能を妨げてはなら
ないという制約が生じる。そのため、多機能の光学フィ
ルターは未だ実用には到っていない。
【0003】多機能の光学フィルターを開発するにあた
っては、組合わせる機能に応じた種々の課題を解決する
必要がある。1つの例として、反射防止機能と、色補正
のための可視フィルターを組合わせる場合を例として説
明する。反射防止膜を構成している部材、例えば透明支
持体あるいはハードコート層を着色することにより可視
フィルターの機能をも持たせる試みが以前より行われて
いる。しかしながら、この場合には透明支持体やハード
コート層に添加できる染料や顔料は、種類が非常に限ら
れる。その理由としては、透明支持体は、通常はプラス
チックから製造されることが多く、またはガラスからも
製造される。そのため、透明支持体に添加する染料や顔
料には、支持体の製造時の温度に耐えられる程度の非常
に高い耐熱性が要求される。一方ハードコート層は、一
般に架橋しているポリマーを含む層である。ポリマーの
架橋反応は、層の塗布後に加熱したり光等を照射したり
して実施する。この架橋のための反応条件では退色して
しまう染料や顔料が多いなどの理由による。さらに色補
正に使用する染料または顔料には、画像表示装置の種類
に応じて、様々な吸収スペクトル特性が要求される。上
記の理由で色補正に使用する染料や顔料の種類が限られ
ると、適切な補正を行うことが難しくなる。また別の問
題として、支持体に厚いプラスチック板やガラス板を用
いるためかさばったり重量が重くなるなどし、設置場所
の確保や取扱いが困難になるなどの問題がある。上記の
制約を避けるため、着色層を透明支持体やハードコート
層ではなく、穏和な条件で形成できるポリマー層に染料
や顔料を添加し、独立の可視フィルター層として設ける
ことが容易に考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】染料や顔料を使用し、
好ましくはバインダーを含む可視フィルター層は、ハー
ドコート層とは異なり、透明支持体(プラスチックまた
はガラス)や反射防止膜中の低屈折率層との親和性が低
く、剥離等の故障を起こしやすい欠点がある。また、こ
れとは別に画像表示装置において色補正するための可視
フィルター層自身が着色して見え、画像の視認性に劣
る、色補正が十分でないという欠点を有している。この
可視フィルター層は、特に、画像を表示していない時の
画面の色が好まれない等の問題があり、無彩色化した可
視フィルターが望まれていた。従って、本発明の目的
は、製造適性に優れ、かさばらず軽く、電源を切った状
態でそれ自身が無彩色(グレー)であり、色補正機能に
優れた、多機能の光学フィルターおよびこれを用いた前
面板ならびに画像表示装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の課題は、
下記の光学フィルターおよびこれを用いた画像表示装置
により達成された。 1)透明支持体の少なくとも片側に可視フィルター層を
有し、該可視フィルター層が460ないし500nmの
波長範囲および500ないし550nmの波長範囲にい
ずれも透過率が20ないし85%の吸収極大を有し、5
60ないし620nmの波長範囲に透過率が0.01な
いし80%の吸収極大を有することを特徴とする光学フ
ィルター。 2)該可視フィルター層が2層からなり、1層が460
ないし500nmの波長範囲に透過率が20ないし85
%の吸収極大を有し、もう1層が500ないし550n
mの波長範囲に透過率が20ないし85%の吸収極大お
よび560ないし620nmの波長範囲に透過率が0.
01ないし80%の吸収極大を有することを特徴とする
項1)に記載の光学フィルター。 3)該可視フィルター層がポリマーバインダーを含む可
視フィルター層であることを特徴とする項1)又は項
2)に記載の光学フィルター。 4)該透明支持体の材料が2軸延伸フィルムであること
を特徴とする項1)ないし3)いずれか1項に記載の光
学フィルター。 5)該透明支持体の材料がポリエステル、ポリカーボネ
ート、またはポリアリレートであることを特徴とする項
1ないし4いずれか1項に記載の光学フィルター。 6)該透明支持体の少なくとも片側に透明支持体の屈折
率よりも低い屈折率を有する低屈折率層を有することを
特徴とする項1)ないし5)いずれか1項に記載の光学
フィルター。 7)該透明支持体の片側に、順次、25℃における弾性
率が1000MPa以下1MPa以上のポリマーにより実質的
に構成される1層又は2層以上の下塗り層、及び可視フ
ィルター層を有する項1)ないし6)いずれか1項に記
載の光学フィルター。 8)低屈折率層と透明支持体との間に、25℃における
弾性率が1000MPa以下1MPa以上のポリマーにより実
質的に構成される1層又は2層以上の下塗り層が設けら
れていることを特徴とする項6)に記載の光学フィルタ
ー。 9)該下塗り層が2層からなり、透明支持体に隣接する
第1層下塗り層がスチレン−ブタジエン系共重合体から
なり、この第1層下塗り層に隣接する第2層下塗り層が
アクリル系樹脂層からなることを特徴とする項7)また
は項8)に記載の光学フィルター。 10)該光学フィルターがプラズマディスプレイパネル
(PDP)に用いられることを特徴とする項1)ないし
9)いずれか1項に記載のPDP用光学フィルター。 11)該光学フィルターがプラズマディスプレイパネル
(PDP)のパネル表面に直張りして用いられることを
特徴とする項1)ないし9)いずれか1項に記載のPD
P用光学フィルター。 12)項1)ないし9)のいずれか1項に記載の光学フ
ィルターを用いた画像表示装置。 13)項1)ないし9)のいずれか1項に記載の光学フ
ィルターを用いたプラズマディスプレイパネルの前面
板。 14)プラズマディスプレイパネルである項12)に記
載の画像表示装置。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に係る画像表示装置用の光
学フィルターの代表的な層構成を、図面を参照しながら
説明する。以下、陰極管表示装置(CRT)およびプラ
ズマディスプレイパネル(PDP)用の光学フィルター
またはこの光学フィルターを有した前面板として使用す
る場合の層構成について説明する。図1は陰極管表示装
置(CRT)またはプラズマディスプレイパネル(PD
P)の本体Aの前面に本発明の光学フィルターCまたは
前面板Dを用いた場合の断面概念図である。図1(a)は
本体Aに、支持体を含む光学フィルターCを直張りし、
各種のフィルター層や反射防止層等が、好ましくは、光
学フィルターの支持体の片面(前面)にのみ設けられて
いる場合、図1(b)は本体Aと前面板Dとの間に空間が
あり、各種フィルター層や反射防止層からなる光学フィ
ルターCが前面板の支持体の両面に設けられている場合
の概念図である。なお、本発明において、「前面版」と
は、各種のフィルター層や反射防止層からなる光学フィ
ルターを、別の支持体(プラスチック又は透明ガラス
等)の片側又は両側に貼り付けたものであって、ディス
プレイ装置と観察者と間に、好ましくは、ディスプレイ
装置の直前に設置されるものをいう。図2は光学フィル
ターおよびそれを用いた前面板の層構成の断面模式図で
ある。図2(a)および図2(b)は図1(a)の配置に対応す
る光学フィルターの層構成の例であり、図2(c)および
図2(d)は図1(b)の配置に対応する光学フィルターおよ
びそれを用いた前面板の層構成の例である。図2(a)で
は透明支持体とハードコート層および透明支持体とフィ
ルター層との間には、十分な接着強度を得るために下塗
り層を設けることが好ましい。図2(b)でも透明支持体
とフィルター層との間に十分な接着強度を得るために下
塗り層を設けることが好ましい。フィルター層とガラス
透明支持体との間は、例えば市販のアクリル系粘着剤を
用いて容易に接着することができる。図2(c)および図
2(d)では透明支持体とフィルター層および透明支持体
と反射防止層との間には、十分な接着強度を得るために
下塗り層を設けることが好ましい。
【0007】以下本発明の光学フィルターおよびそれを
用いた前面板を構成する各材料とその構成について説明
する。 (透明支持体)透明支持体を形成する材料の例には、セ
ルロースエステル(例、ジアセチルセルロース、トリア
セチルセルロース(TAC)、プロピオニルセルロー
ス、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロ
ース、ニトロセルロース)、ポリアミド、ポリカーボネ
ート、ポリエステル(例、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメチレンテレ
フタレート、ポリエチレン−1,2−ジフェノキシエタ
ン−4,4’−ジカルボキシレート、ポリブチレンテレ
フタレート)、ポリアリレート(例 ビスフェノールA
とフタル酸の縮合物)、ポリスチレン(例、シンジオタ
クチックポリスチレン)、ポリオレフィン(例、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン)、アク
リル(ポリメチルメタクリレート)、ポリスルホン、ポ
リエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテ
ルイミドおよびポリオキシエチレンが含まれる。ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリアリレートが好まし
い。ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナ
フタレートが最も好ましい。支持体の厚みは5μm以上
5cm以下であることが好ましく、25μm以上1cm
以下であることがさらに好ましく、80μm以上1.2
mm以下であることが最も好ましい。透明支持体の透過
率は80%以上であることが好ましく、86%以上であ
ることがさらに好ましい。ヘイズは、2%以下であるこ
とが好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。
屈折率は、1.45ないし1.70であることが好まし
い。透明支持体に、赤外線吸収剤あるいは紫外線吸収剤
を添加してもよい。赤外線吸収剤の添加量は、透明支持
体の0.01ないし20重量%であることが好ましく、
0.05ないし10重量%であることがさらに好まし
い。さらに滑り剤として、不活性無機化合物の粒子を透
明支持体に添加してもよい。無機化合物の例には、Si
2 、TiO2 、BaSO4 、CaCO3 、タルク
およびカオリンが含まれる。透明支持体には下塗り層と
の接着性をより強固にするために表面処理を施すことが
好ましい。表面処理の例には、薬品処理、機械的処理、
コロナ放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、高周波処
理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処
理、混酸処理、およびオゾン酸化処理が含まれる。グロ
ー放電処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理および火
炎処理が好ましく、コロナ放電処理がさらに好ましい。
【0008】(可視フィルター層)可視フィルター層と
は、可視光(波長範囲400−700nm)を選択的に
吸収する層をいう。フィルター層の厚さは0.1μmな
いし5cmであることが好ましく、0.5μmないし1
cmであることがさらに好ましく、1μmないし7mm
であることが最も好ましい。フィルター層は460ない
し500nmおよび500ないし620nm(500n
m以上620nm以下、以下同じ。)の波長範囲に吸収
極大を持つことが好ましく、より好ましくは460ない
し500nmの波長範囲、500ないし550nmの波
長範囲、および560ないし620nmの波長範囲の3
領域に吸収極大をもつことである。500ないし550
nmの波長範囲の透過率は20ないし85%の範囲であ
ることが好ましく、より好ましくは40ないし85%の
範囲である。500ないし550nmの波長範囲の吸収
極大は、視感度が高い緑の蛍光体の発光強度を調整する
ために設定される。緑の蛍光体の発光域は、なだらかに
カットすることが好ましい。500ないし550nmの
波長範囲の吸収極大での半値幅(吸収極大での吸光度の
半分の吸光度を示す波長領域の幅)は、30ないし30
0nmであることが望ましく、40ないし300nmで
あることがより好ましく、50ないし150nmである
ことがさらに好ましく、60ないし150nmであるこ
とが最も好ましい。
【0009】560ないし620nmの波長範囲の吸収
極大での透過率は、0.01ないし80%の範囲である
ことが望ましく、より好ましくは0.01ないし40%
の範囲である。560ないし620nmの波長範囲の吸
収極大は、赤色蛍光体の色純度を低下させているサブバ
ンドを選択的にカットするために設定される。PDPに
おいては、ネオンの励起によって放出される585nm
付近の不要な発光をカットすると同時に赤色蛍光体から
の短波側の光をカットする。本発明により吸収極大を分
離したことで、緑の蛍光体の色調に悪影響を与えること
無く、選択的に光をカットできる。緑の蛍光体の色調へ
の影響をさらに低下させるため、吸収スペクトルのピー
クをシャープにすることが好ましい。具体的には、56
0ないし620nmの波長範囲の吸収極大での半値幅
は、5ないし200nmであることが望ましく、10な
いし100nmであることがより好ましく、12ないし
50nmであることが最も好ましい。
【0010】460ないし500nmの波長範囲の吸収
極大での透過率は、20ないし85%の範囲であること
が望ましく、より好ましくは40ないし85%の範囲で
ある。460ないし500nmの波長範囲の吸収極大
は、可視フィルターの着色を抑え、無彩色化するために
設定される。輝度を低下させたり色補正機能への悪影響
を最小限に抑えるためには可視フィルター層を2層と
し、460ないし500nmの波長範囲に透過率の吸収
極大を有する層と、500ないし550nmの波長範囲
と560ないし620nmの波長範囲に吸収極大を有す
る層を分離させることが好ましい。2層又は3層に分離
した可視フィルター層は、透明支持体の両側に分離して
設けても良いが、支持体の片側に積層することが好まし
い。460ないし500nmの波長範囲に透過率の吸収
極大を有する層を、500ないし550nmの波長範囲
と560ないし620nmの波長範囲に吸収極大を有す
る層よりも支持体から離れた位置に設ける方が好まし
い。輝度や色補正機能への悪影響をさらに低下させるた
め、吸収スペクトルのピークをシャープにすることが好
ましい。具体的には、460ないし500nmの波長範
囲の吸収極大での半値幅は、5ないし200nmである
ことが望ましく、10ないし150nmであることがよ
り好ましく、15ないし100nmであることが最も好
ましい。
【0011】上記の吸収スペクトルを付与するために、
色素(染料または顔料)を用いて、フィルター層を形成
することができる。500ないし550nmの波長範囲
に吸収極大を持つ染料としては、スクアリリウム系、ア
ゾメチン系、シアニン系、オキソノール系、アントラキ
ノン系、アゾ系またはベンジリデン系の化合物が好まし
く用いられる。アゾ染料としては、GB539703
号、同575691号、US2956879号および堀
口 博著「総説 合成染料」三共出版などに記載の多く
のアゾ染料を使用することができる。500ないし55
0nmの波長範囲に吸収極大を持つ染料の例を以下に示
す。
【0012】
【化1】
【0013】
【化2】
【0014】
【化3】 波長が560ないし620nmの範囲に吸収極大を持つ
染料としては、シアニン系、スクアリリウム系、アゾメ
チン系、キサンテン系、オキソノール系またはアゾ系の
化合物が好ましく用いられる。波長が560ないし62
0nmの範囲に吸収極大を持つ染料の例を以下に示す。
【0015】
【化4】
【0016】
【化5】
【0017】
【化6】
【0018】また、500ないし550nmの波長範囲
と560ないし620nmの波長範囲の両方に吸収極大
を持つ染料をフィルター層に用いることもできる。例え
ば、染料を微粒子分散物のような会合体の状態にする
と、一般に波長が長波長側にシフトして、ピークがシャ
ープになる。そのため、波長が500ないし550nm
の範囲に吸収極大を持つ染料には、その会合体が560
ないし620nmの範囲に吸収極大を持つものもある。
そのような染料が部分的に会合体を形成した状態で使用
すると、波長が500ないし550nmの範囲と波長が
560ないし620nmの範囲の両方に吸収極大を得る
ことができる。そのような染料の例を以下に示す。
【0019】
【化7】
【0020】460ないし500nmの波長範囲に吸収
極大を持つ染料としては、メチン系、アントラキノン
系、キノン系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタ
ン系、キサンテン系、アゾ系、アゾメチン系の化合物が
好ましく用いられる。メチン系としてはシアニン系、メ
ロシアニン系、オキソノール系、アリーリデン系、スチ
リル系などを挙げることが出来る。460ないし500
nmの波長範囲に吸収極大を持つ染料の例を以下に示
す。
【0021】
【化8】
【0022】
【化9】
【0023】フィルター層には、以上に記載した、吸収
波長範囲がほぼ同一である、又は異なる、2種類又は3
種類以上の染料を組み合わせて用いることができる。
【0024】(バインダー)フィルター層は、染料のほ
かに適当なバインダーを含むことが好ましく、特に好ま
しくはポリマーバインダーを含む。天然ポリマー(例、
ゼラチン、セルロース誘導体、アルギン酸)または合成
ポリマー(例、ポリメチルメタクリレート、ポリビニル
ブチラール、ポリビニルピロリドン、ポビニルアルコー
ル、ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエンコポリマ
ー、ポリスチレン、ポリカーボネート、水溶性ポリアミ
ド)をポリマーバインダーとして用いることができる。
親水性ポリマー(上記天然ポリマー、ポリビニルブチラ
ール、ポリビニルピロリドン、ポビニルアルコール、水
溶性ポリアミド)が特に好ましい。
【0025】(下塗り層)本発明では、前述の、又は、
後述の、反射防止層、フィルター層、赤外遮断層、電磁
波遮断層を支持体上に設けることができ、この場合には
支持体とこれらの機能層との間に、1層又は2層以上の
下塗り層を設けることができる。この下塗り層として
は、25℃における弾性率が1000MPa以下1MPa以
上、好ましくは800MPa以下5MPa以上、さらに好まし
くは500MPa以下10MPa以上の柔らかいポリマーが好
ましい。またその厚みとしては好ましくは2nm以上2
0μm以下、さらに好ましくは5nm以上5μm以下、
最も好ましくは50nm以上1μm以下である。本発明
の下塗り層に使用される好ましいポリマーは、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、ブタジエン、ネオプ
レン、スチレン、クロロプレン、アクリル酸エステル、
メタクリル酸エステル、アクリロニトリルまたはメチル
ビニルエーテルいずれかの単独重合またはこれらのビニ
ルモノマーよりなる群より選ばれた2種以上のモノマー
を共重合したコポリマー(共重合体)である。
【0026】(反射防止層)反射防止層とは、正反射率
が3.0%以下の層を意味し、好ましくは1.8%以下
の正反射率を有する層である。反射防止層としては通常
低屈折率層を設けることが有用である。低屈折率層の屈
折率は、上記透明支持体の屈折率よりも低い。低屈折率
層の屈折率は、1.20以上1.55以下であることが
好ましく、1.30以上1.50以下であることがさら
に好ましい。低屈折率層の厚さは、50以上400nm
以下であることが好ましく、50以上200nm以下で
あることがさらに好ましい。低屈折率層は、屈折率の低
い含フッ素ポリマーからなる層(特開昭57−3452
6号、特開平3−130103号、同6−115023
号、同8−313702号、同7−168004号の各
公報記載)、ゾルゲル法により得られる層(特開平5−
208811号、同6−299091号、同7−168
003号の各公報記載)、あるいは微粒子を含む層(特
公昭60−59250号、特開平5−13021号、同
6−56478号、同7−92306号、同9−288
201号の各公報に記載)として形成することができ
る。微粒子を含む層では、微粒子間または微粒子内のミ
クロボイドとして、低屈折率層に空隙を形成することが
できる。微粒子を含む層は、3ないし50体積%の空隙
率を有することが好ましく、5ないし35体積%の空隙
率を有することがさらに好ましい。
【0027】広い波長領域の反射を防止するためには、
低屈折率層に加えて、屈折率の高い層(中・高屈折率
層)を積層することが好ましい。中・高屈折率層は、本
発明の下塗り層よりも高い屈折率を持つ層であり、中・
高屈折率層を併用することにより、低屈折率層のみを用
いた場合よりも広い範囲で、高い反射防止効果を有す
る。高屈折率層の屈折率は、1.65ないし2.40で
あることが好ましく、1.70ないし2.20であるこ
とがさらに好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率
層の屈折率と高屈折率層の屈折率との中間の値となるよ
うに調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50ないし
1.90であることが好ましい。中・高屈折率層の厚さ
は、5nmないし100μmであることが好ましく、1
0nmないし10μmであることがさらに好ましく、3
0nmないし1μmであることが最も好ましい。中・高
屈折率層のヘイズは、5%以下であることが好ましく、
3%以下であることがさらに好ましく、1%以下である
ことが最も好ましい。中・高屈折率層は、比較的高い屈
折率を有するポリマーを用いて形成することができる。
屈折率が高いポリマーの例には、ポリスチレン、スチレ
ン共重合体、ポリカーボネート、メラミン樹脂、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂および環状(脂環式または芳香
族)イソシアネートとポリオールとの反応で得られるポ
リウレタンが含まれる。その他の環状(芳香族、複素環
式、脂環式)基を有するポリマーや、フッ素以外のハロ
ゲン原子を置換基として有するポリマーも、屈折率が高
い。二重結合を導入してラジカル硬化を可能にしたモノ
マーの重合反応によりポリマーを形成してもよい。
【0028】さらに高い屈折率を得るため、ポリマーバ
インダー中に無機微粒子を分散してもよい。無機微粒子
の屈折率は、1.80ないし2.80であることが好ま
しい。無機微粒子は、金属の酸化物または硫化物から形
成することが好ましい。金属の酸化物または硫化物の例
には、二酸化チタン(例、ルチル、ルチル/アナターゼ
の混晶、アナターゼ、アモルファス構造)、酸化錫、酸
化インジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムおよび硫化
亜鉛が含まれる。酸化チタン、酸化錫および酸化インジ
ウムが特に好ましい。無機微粒子は、これらの金属の酸
化物または硫化物を主成分とし、さらに他の元素を含む
ことができる。主成分とは、粒子を構成する成分の中で
最も含有量(重量%)が多い成分を意味する。他の元素
の例には、Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、M
n、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、M
g、Si、PおよびSが含まれる。被膜形成性で溶剤に
分散し得るか、それ自身が液状である無機材料、例え
ば、各種元素のアルコキシド、有機酸の塩、配位性化合
物と結合した配位化合物(例、キレート化合物)、活性
無機ポリマーを用いて、中・高屈折率層を形成すること
もできる。
【0029】(電磁波遮へい層および赤外線遮へい層)
本発明において電磁波遮断効果を有する層の表面抵抗は
0.01ないし500Ω/□、より好ましくは0.01
ないし10Ω/□である。電磁波遮蔽効果を付与するに
は、前面板の透過率を低下させないため透明導電層を用
いることが好ましい。透明導電層としては、金属層、金
属酸化物層、導電性ポリマー層等を挙げるこができる。
透明導電層を形成する金属としては、例えば銀、パラジ
ウム、金、白金、ロジウム、アルミニウム、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅、亜鉛、ルテニウム、錫、タングステ
ン、イリジウム、鉛単独もしくはこれらの合金を挙げる
ことができるが、好ましくは銀、パラジウム、金、白
金、ロジウム単独もしくはこれらの合金である。ここで
銀とパラジウムの合金が好ましく、このとき銀の含有率
は60%ないし99%が好ましく、80%ないし98%
が更に好ましい。金属層の膜厚は1ないし100nmが
好ましく、5ないし40nmが更に好ましく、10ない
し30nmが最も好ましい。膜厚が1nm未満では電磁
波遮蔽効果が乏しく、100nmを超えると可視光線の
透過率が低下する。透明導電層を形成する金属酸化物と
しては、例えば酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモ
ン、酸化亜鉛、ITO、ATOなどを挙げることができ
る。この膜厚は20ないし1000nmが好ましい。さ
らに好ましくは40ないし100nmである。これら金
属透明導電層と酸化物透明導電層を合わせて用いるのも
好ましい。また、同一層内に金属と導電性金属酸化物が
共存することも好ましい。金属層の保護、酸化劣化防止
および可視光線の透過率を高めるために透明酸化物層を
積層することができる。この透明酸化物層は導電性があ
ってもなくてもかまわない。透明酸化物層としては例え
ば2ないし4価金属の酸化物、酸化ジルコニウム、酸化
チタン、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニ
ウムおよび金属アルコキサイド化合物等の薄膜が挙げら
れる。透明導電層、透明酸化物層を形成する方法として
は特に制限はなく、任意の加工処理方法を選択すること
が可能である。例えばスパッタリング法、真空蒸着法、
イオンプレーティング法、プラズマCVD法あるいはP
VD法、該当する金属あるいは金属酸化物の超微粒子の
塗布等いずれの公知技術も用いることが可能である。
【0030】本発明における赤外線遮蔽効果とは、80
0ないし1200nmの近赤外領域の線スペクトルを遮
へいする機能をいう。この近赤外領域の線スペクトル遮
蔽特性は800nmの透過率が15%以下、850nm
では5%以下であることが好ましい。この赤外線遮蔽効
果を付与するには透明プラスチック支持体に近赤外吸収
性化合物を混合する方法を用いることができる。例えば
銅原子を含有する樹脂組成物(特開平6−118228
号公報)、銅化合物、リン化合物を含有する樹脂組成物
(特開昭62−5190号公報)、銅化合物、チオ尿素
誘導体を含有する樹脂組成物(特開平6−73197号
公報)、タングステン系化合物を含有する樹脂組成物
(US3647729号公報)などを形成することによ
って容易に製造できる。銀を透明状に成膜する方法が電
磁遮蔽に加えて赤外線遮蔽効果を持たせる方法として安
価であり好ましい。
【0031】(その他の層)本発明には、ハードコート
層、潤滑層、防汚層、帯電防止層あるいは中間層を設け
ることもできる。ハードコート層は、架橋しているポリ
マーを含むことが好ましい。ハードコート層は、アクリ
ル系、ウレタン系、エポキシ系、シロキサン系のポリマ
ー、オリゴマーまたはモノマー(例、紫外線硬化型樹
脂)を用いて形成することができる。シリカ系のフィラ
ーをハードコート層に添加することもできる。反射防止
膜の最表面には潤滑層を形成してもよい。潤滑層は、反
射防止膜表面に滑り性を付与し、耐傷性を改善する機能
を有する。潤滑層は、ポリオルガノシロキサン(例、シ
リコンオイル)、天然ワックス、石油ワックス、高級脂
肪酸金属塩、フッ素系潤滑剤またはその誘導体を用いて
形成することができる。潤滑層の厚さは、2ないし20
nmであることが好ましい。または反射防止膜の最表面
に防汚層を設けることもできる。防汚層は反射防止層の
表面エネルギーを下げ、親水性、親油性の汚れを付きに
くくするものである。そのほか防汚層は含フッ素ポリマ
ーを用いて形成することができる。防汚層の厚さは2n
mないし100nm、好ましくは5nmないし30nm
である。
【0032】本発明においては、表面にアンチグレア機
能(入射光を表面で散乱させて、膜周囲の景色が膜表面
に映るのを防止する機能)を付与することができる。例
えば、透明フィルムの表面に微細な凹凸を形成し、そし
てその表面に反射防止層を形成するか、あるいは反射防
止層を形成後、エンボスロールにより表面に凹凸を形成
することにより、アンチグレア機能を得ることができ
る。アンチグレア機能を有する反射防止層は、一般に3
ないし30%のヘイズを有する。
【0033】反射防止層(低屈折率層)、フィルター
層、赤外線や電磁波の遮蔽層、下塗り層、ハードコート
層、潤滑層、防汚層、その他の層は、一般的な塗布方法
により形成することができる。塗布方法の例には、ディ
ップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート
法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビ
アコート法およびホッパーを使用するエクストルージョ
ンコート法(米国特許2681294号明細書記載)が
含まれる。二以上の層を同時塗布により形成してもよ
い。同時塗布法については、米国特許2761791
号、同2941898号、同3508947号、同35
26528号の各明細書および原崎勇次著「コーティン
グ工学」253頁(1973年朝倉書店発行)に記載が
ある。また、本発明における反射防止層および赤外や電
磁波の遮蔽層の成膜方法には、スパッタリング法、真空
蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法あ
るいはPVD法も透明支持体の耐熱性等の改良に合わせ
て適宜選択することができるが、塗布方法がより好まし
い。
【0034】本発明において、発明の構成素材(例え
ば、支持体の材料の種類、染料の種類、下塗り層の素
材、反射防止層用の低屈折率ポリマーの種類、等)及
び、層構成、諸特性(例えば、透明支持体の透湿率、下
塗り層の弾性率範囲、可視フィルターの透過率、半値
幅、等)から選ばれた2つ以上の好ましい構成素材又は
特性の組み合わせをも又本発明の更に好ましい実施態様
として使用することができる。
【0035】(本発明の光学フィルターおよび前面板の
用途)本発明の光学フィルターおよび前面板は、液晶表
示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PD
P)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(EL
D)や陰極管表示装置(CRT)のような画像表示装置
に用いられる。本発明の光学フィルターおよび前面板は
特に、プラズマディスプレイパネル(PDP)および陰
極管表示装置(CRT)の光学フィルターおよび前面板
として使用すると、顕著な効果が得られる。プラズマデ
ィスプレイパネル(PDP)は、ガス、ガラス基板、電
極、電極リード材料、厚膜印刷材料および蛍光体により
構成される。ガラス基板は、前面ガラス基板と後面ガラ
ス基板の二枚である。二枚のガラス基板には電極と絶縁
層を形成する。後面ガラス基板には、さらに蛍光体層を
形成する。二枚のガラス基板を組み立てて、その間にガ
スを封入する。光学フィルター又は前面板はこれらプラ
ズマディスプレイ本体を保護するように、本体前面に位
置する。光学フィルター又は前面板は本体を保護するた
めに充分な強度を備えていることが好ましい。本発明の
光学フィルター又は前面板は、プラズマディスプレイ本
体と隙間をおいて使用することもできるし、プラズマデ
ィスプレイ本体に直貼りして使用することもできる。プ
ラズマディスプレイパネル(PDP)は、既に市販され
ている。プラズマディスプレイパネルについては、特開
平5−205643号、同9−306366号の各公報
に記載がある。
【0036】
【実施例】実施例1 (第1下塗り層の形成)厚さが175μmの透明な2軸
延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの両面をコロ
ナ処理した後、両面に屈折率1.55、25℃における
弾性率100MPa、ガラス転移温度37℃のスチレン−
ブタジエンコポリマーからなるラテックス(日本ゼオン
(株)製、LX407C5)を塗布し、第1下塗り層を
形成した。この第1下塗り層は、乾燥後の膜厚さとし
て、フィルター層を設ける面には厚さ300nm、低屈折
率層を設ける面には厚さ150nmとなるように塗布し
た。
【0037】(第2下塗り層の形成)フィルター層を設
ける面の下塗り層の上に、酢酸とグルタルアルデヒドを
含むゼラチン水溶液を、乾燥後の厚さ100nmとなるよ
うに塗布し、また、低屈折率層を設ける面の下塗り層の
上には屈折率1.50、25℃における弾性率120MP
a、ガラス転移温度50℃のアクリル系ラテックス(H
A16、日本アクリル(株)製)を乾燥後の厚さ20n
mとなるように塗布し、それぞれ、第2下塗り層を形成
した。
【0038】(フィルター層の形成)ゼラチンの10重
量%水溶液180gに、染料(b7)0.05g、染料
(a2)0.15gおよび染料(c1)0.10gを溶
解させ、40℃で30分間攪拌した後、2μmのポリプ
ロピレンフィルターでろ過した。得られたフィルター層
用塗布液を透明支持体の低屈折率層を塗布する側とは反
対側の第2下塗り層上に、乾燥膜厚が3.5μmとなる
ように塗布し、120℃で10分間乾燥してフィルター
層を形成した。
【0039】(反射防止層としての低屈折率層の形成)
反応性フッ素ポリマー(JN−7219、日本合成ゴム
(株)製)2.50gにt-ブタノール1.3gを加え、
室温で10分間攪拌し、1μmのポリプロピレンフィル
ターでろ過した。得られた低屈折率層用塗布液を、透明
支持体の片面(スチレン−ブタジエンコポリマーラテッ
クス150nm、アクリルラテックス20nmを下塗り層と
する面)に、バーコーターを用いて乾燥膜厚が96nmと
なるように塗布し、120℃で15分間乾燥して硬化さ
せ低屈折率層を形成し、反射防止層とフィルター層を付
与した支持体(光学フィルター)を作製した。
【0040】上記の分光透過率を調べたところ、480
nm、535nmおよび595nmに吸収極大を有し、
吸収極大での透過率は、480nmの吸収極大が31
%、535nmの吸収極大が67%、595nmの吸収
極大が21%であった。
【0041】実施例2 (第1下塗り層の形成)実施例1と同様にして第1下塗
り層を形成した。
【0042】(第2下塗り層の形成)実施例1と同様に
して第2下塗り層を形成した。
【0043】(フィルター層の形成)ゼラチンの10重
量%水溶液180gに、染料(b7)0.05gおよび
染料(a2)0.15gを溶解させ、40℃で30分間
攪拌した後、2μmのポリプロピレンフィルターでろ過
した。これとは別に、ゼラチンの10重量%水溶液18
0gに、染料(c1)0.10gを溶解させ、40℃で
30分間攪拌した後、2μmのポリプロピレンフィルタ
ーでろ過した。得られた2種類のフィルター層用塗布液
を透明支持体の低屈折率層を塗布する側とは反対側の第
2下塗り層上に塗布した。先ず前者の塗布液を乾燥膜厚
が3.5μmとなるように塗布し、120℃で10分間
乾燥した。ついで後者の塗布液を乾燥膜厚が1.5μm
となるように塗布し、120℃で10分間乾燥してフィ
ルター層を形成した。
【0044】(反射防止層としての低屈折率層の形成)
実施例1と同様にして低屈折率層を形成した。
【0045】上記の分光透過率を調べたところ、480
nm、535nmおよび595nmに吸収極大を有し、
吸収極大での透過率は、480nmの吸収極大が60
%、535nmの吸収極大が66%、595nmの吸収
極大が20%であった。
【0046】実施例3 (第1下塗り層の形成)実施例1と同様にして第1下塗
り層を形成した。
【0047】(第2下塗り層の形成)実施例1と同様に
して第2下塗り層を形成した。
【0048】(低屈折率層の形成)実施例1と同様にし
て低屈折率層を形成した。
【0049】(フィルター層の形成)染料(a2)のか
わりに染料(a6)0.05gを、染料(c1)のかわ
りに染料(c6)0.10gを使用した以外は実施例1
と同様にしてフィルター層を形成し、光学フィルターを
作製した。
【0050】上記の分光透過率を調べたところ、492
nm、533nmおよび594nmに吸収極大を有し、
吸収極大での透過率は、492nmの吸収極大が45
%、533nmの吸収極大が61%、594nmの吸収
極大が19%であった。
【0051】実施例4 (第1下塗り層の形成)実施例1と同様にして第1下塗
り層を形成した。
【0052】(第2下塗り層の形成)実施例1と同様に
して第2下塗り層を形成した。
【0053】(低屈折率層の形成)実施例1と同様にし
て低屈折率層を形成した。
【0054】(フィルター層の形成)染料(a2)のか
わりに染料(a6)0.05gを、染料(c1)のかわ
りに染料(c6)0.10gを使用した以外は実施例2
と同様にして2層からなるフィルター層を形成し、光学
フィルターを作製した。上記の分光透過率を調べたとこ
ろ、492nm、533nmおよび594nmに吸収極
大を有し、吸収極大での透過率は、492nmの吸収極
大が66%、533nmの吸収極大が61%、594n
mの吸収極大が20%であった。
【0055】比較例1 染料(c1)をフィルター層に添加せず、それ以外は実
施例1と同様にして光学フィルターを作製した。上記の
分光透過率を調べたところ、535nmと595nmに
吸収極大を有し、吸収極大での透過率は、535nmの
吸収極大が69%、595nmの吸収極大が23%であ
った。
【0056】比較例2 染料(c1)を用いず、フィルター層は実施例2の第1
層のみとした以外は実施例2と同様にして光学フィルタ
ーを作製した。上記の分光透過率を調べたところ、53
5nmと595nmに吸収極大を有し、吸収極大での透
過率は、535nmの吸収極大が69%、595nmの
吸収極大が22%であった。
【0057】比較例3 染料(c6)をフィルター層に添加せず、それ以外は実
施例3と同様にして光学フィルターを作製した。上記の
分光透過率を調べたところ、533nmと594nmに
吸収極大を有し、吸収極大での透過率は、533nmの
吸収極大が63%、594nmの吸収極大が21%であ
った。
【0058】比較例4 染料(c6)を用いず、フィルター層は実施例4の第1
層のみとした以外は実施例4と同様にして光学フィルタ
ーを作製した。
【0059】(フィルター機能の評価)プラズマディス
プレイパネル(PDS4202J−H、富士通(株)
製)の前面板を取り外し、光学フィルターをアクリル系
の粘着剤にてパネル表面に貼りつけた。その後元どおり
に前面板をプラズマディスプレイパネル本体に取り付け
た。表示される画像について、コントラストの測定、目
視による白色光及び赤色光の評価および画像の輪郭の鮮
明さの評価を行った。次いでプラズマディスプレイパネ
ルの電源を落とした状態での画面の色味を評価した。結
果を表1に示した。
【0060】
【表1】
【0061】
【発明の効果】本発明の構成を採ることにより、製造適
性に優れ、かさばらず軽く、画像のコントラスト等視認
性に優れ、色補正が良好であり、なかんずく、電源を切
った状態おいて無彩色(グレー)である、光学フィルタ
ーおよびこれを用いた前面版ならびに画像表示装置を提
供することができる。
【0062】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、陰極管表示装置(CRT)またはプラ
ズマディスプレイパネル(PDP)の本体Aの前面に本
発明の光学フィルターを用いた場合の断面概念図であ
る。図1(a)は本体Aと前面板Dが密着した場合、図1
(b)は本体Aと前面板Dの間に空間がある場合の概念図
である。 A CRTまたはPDP B 支持体 C 光学フィルター D 前面板
【0063】
【図2】図2は、本発明の光学フィルターの層構成を示
す断面模式図である。図2(a)および図2(b)は図1(a)
の配置に対応し、又、図2(c)および図2(d)は図1(b)
の配置に対応する層構成の例である。 1 反射防止層 2 電磁波および赤外線遮へい層 3 ハードコート層 4 プラスチック透明支持体 5 フィルター層 6 ガラス透明支持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H048 CA04 CA05 CA09 CA15 CA19 CA24 2K009 AA04 AA06 AA15 BB11 CC09 CC23 CC34 CC35 DD02 EE03 5G435 AA01 AA17 AA18 BB02 BB05 BB06 BB12 DD12 FF14 GG11 HH02

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明支持体の少なくとも片側に可視フィ
    ルター層を有し、該可視フィルター層が460ないし5
    00nmの波長範囲および500ないし550nmの波
    長範囲にいずれも透過率が20ないし85%の吸収極大
    を有し、560ないし620nmの波長範囲に透過率が
    0.01ないし80%の吸収極大を有することを特徴と
    する光学フィルター。
  2. 【請求項2】 該可視フィルター層が2層からなり、1
    層が460ないし500nmの波長範囲に透過率が20
    ないし85%の吸収極大を有し、他の1層が500ない
    し550nmの波長範囲に透過率が20ないし85%の
    吸収極大および560ないし620nmの波長範囲に透
    過率が0.01ないし80%の吸収極大を有することを
    特徴とする請求項1に記載の光学フィルター。
  3. 【請求項3】 該可視フィルター層がポリマーバインダ
    ーを含む可視フィルター層であることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の光学フィルター。
  4. 【請求項4】 該透明支持体の材料が2軸延伸フィルム
    であることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項
    に記載の光学フィルター。
  5. 【請求項5】 該透明支持体の材料がポリエステル、ポ
    リカーボネート、またはポリアリレートであることを特
    徴とする請求項1ないし4いずれか1項に記載の光学フ
    ィルター。
  6. 【請求項6】 該透明支持体の少なくとも片側に透明支
    持体の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層を有
    することを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に
    記載の光学フィルター。
  7. 【請求項7】 該透明支持体の片側に、順次、25℃に
    おける弾性率が1000MPa以下1MPa以上のポリマーに
    より実質的に構成される1層又は2層以上の下塗り層、
    及び可視フィルター層を有する請求項1ないし6いずれ
    か1項に記載の光学フィルター。
  8. 【請求項8】 低屈折率層と透明支持体との間に、25
    ℃における弾性率が1000MPa以下1MPa以上のポリマ
    ーにより実質的に構成される1層又は2層以上の下塗り
    層が設けられていることを特徴とする請求項6に記載の
    光学フィルター。
  9. 【請求項9】 該下塗り層が2層からなり、透明支持体
    に隣接する第1層下塗り層がスチレン−ブタジエン系共
    重合体からなり、この第1層下塗り層に隣接する第2層
    下塗り層がアクリル系樹脂層からなることを特徴とする
    請求項7または請求項8に記載の光学フィルター。
  10. 【請求項10】 該光学フィルターがプラズマディスプ
    レイパネル(PDP)に用いられることを特徴とする請
    求項1ないし9いずれか1項に記載のPDP用光学フィ
    ルター。
  11. 【請求項11】 該光学フィルターがプラズマディスプ
    レイパネル(PDP)のパネル表面に直張りして用いら
    れることを特徴とする請求項1ないし9いずれか1項に
    記載のPDP用光学フィルター。
  12. 【請求項12】 請求項1ないし9のいずれか1項に記
    載の光学フィルターを用いた画像表示装置。
  13. 【請求項13】 請求項1ないし9のいずれか1項に記
    載の光学フィルターを用いたプラズマディスプレイパネ
    ルの前面板。
  14. 【請求項14】 プラズマディスプレイパネルである請
    求項12に記載の画像表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7710005B2 (en) 2003-05-28 2010-05-04 Lg Electronics Inc. Optical filter of plasma display panel and fabrication method thereof

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