JP2004045887A

JP2004045887A - Optical filter

Info

Publication number: JP2004045887A
Application number: JP2002204693A
Authority: JP
Inventors: Taizo Nishimoto; 西本　泰三; Tsutayoshi Misawa; 三沢　伝美; Shin Fukuda; 福田　伸
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP3916523B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical filter which selectively cuts light rays of specified wavelength generated by various displays and has high visible light beam transmissivity such that the color purity of a display is not made worse. <P>SOLUTION: The optical filter has a base material containing at least one kind of porphyrin compound having a maximum absorption wavelength between 440 to 510 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、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、Ｘ_１〜Ｘ_８はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキルチオ基、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ナフトキシ基、置換もしくは未置換のフェニルチオ基、または置換もしくは未置換のナフチルチオ基を表し、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。
また、アルコキシ基およびチオアルキル基としては、特に限定されるものではないが、該置換基中のアルキル基が炭素数１〜１２の直鎖、分岐或いは環状のアルキル基が好ましく、炭素数１〜８の直鎖、分岐或いは環状のアルキル基が特に好ましい。
【００１０】
アルコキシ基中およびチオアルキル基中のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、２−メチルブチル基、１−メチルブチル基、ｎｅｏ−ペンチル基、１，２−ジメチルプロピル基、１，１−ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、ｎ−ヘキシル基、４−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−メチルペンチル基、３，３−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，２−ジメチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，１−ジメチルブチル基、３−エチルブチル基、２−エチルブチル基、１−エチルブチル基、１，２，２−トリメチルブチル基、１，１，２−トリメチルブチル基、１−エチル−２−メチルプロピル基、シクロヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、５−メチルヘキシル基、２，４−ジメチルペンチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、２，５−ジメチルヘキシル基、２，５，５−トリメチルペンチル基、２，４−ジメチルヘキシル基、２，２，４−トリメチルペンチル基、ｎ−オクチル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、４−エチルオクチル基、４−エチル−４，５−ジメチルヘキシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、１，３，５，７−テトラエチルオクチル基、４−ブチルオクチル基、６，６−ジエチルオクチル基、ｎ−トリデシル基、６−メチル−４−ブチルオクチル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、３，５−ジメチルヘプチル基、２，６−ジメチルヘプチル基、２，４−ジメチルヘプチル基、２，２，５，５−テトラメチルヘキシル基、１−シクロペンチル−２，２−ジメチルプロピル基、１−シクロヘキシル−２，２−ジメチルプロピル基等が挙げられる。
【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。
【００１２】
置換もしく未置換のナフトキシ基の具体例としては、１−ナフトキシ基、２−ナフトキシ基、ニトロナフトキシ基、シアノナフトキシ基、ヒドロキシナフトキシ基、メチルナフトキシ基、トリフルオロメチルナフト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。
【００１４】
置換もしく未置換のナフチルチオ基の具体例としては、１−ナフチルチオ基、２−ナフチルチオ基、ニトロナフチルチオ基、シアノナフチルチオ基、ヒドロキシナフチルチオ基、メチルナフチルチオ基、トリフルオロメチルナフチ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、ＳｉＣｌ_２、ＧｅＣｌ_２、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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical filter containing a porphyrin compound. More specifically, the color purity of light emitted from liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), electroluminescence displays (ELDs), cathode ray tube displays (CRTs), fluorescent display tubes, and field emission displays is improved. And an optical filter attached to the optical filter.
[0002]
[Prior art]
Image display devices such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an electroluminescence display (ELD), a cathode ray tube display (CRT), a fluorescent display tube, and a field emission display are red, blue, and green. A color image is displayed using a combination of the three primary colors of light. However, these displays have a problem in that the light emitted from the three primary color phosphors contains extra light (having a wavelength of about 480 nm), so that the green portion of visible light cannot be accurately reproduced.
In order to suppress the light of the unnecessary emission wavelength, it is effective to use an optical filter containing a dye which selectively absorbs the light of the wavelength.
[0003]
As an optical filter for correcting the color purity of red light emission, for example, JP-A-58-153904, JP-A-59-221943, JP-A-60-22102, JP-A-2000-193820, Although disclosed in JP-A-2001-131345 and JP-A-2001-183522, an optical filter containing a dye that efficiently absorbs unnecessary light having a wavelength near 480 nm is not known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above prior art, an object of the present invention is to provide a practical filter that selectively cuts light having a specific wavelength generated in various displays and has a high visible light transmittance so as not to impair the color purity of the display. To provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-described problems, and as a result, have found that by producing an optical filter using a porphyrin compound, an optical filter that cuts off extraneous light near a wavelength of 480 nm, which is a problem, can be obtained. They have found and completed the present invention.
[0006]
That is, the present invention provides: (1) an optical filter comprising at least one porphyrin compound having a maximum absorption wavelength at 440 to 510 nm in a substrate;
(2) the optical filter of (1), wherein the transmittance at 440 to 510 nm is 1 to 50%;
(3) the optical filter of (1) or (2), wherein the porphyrin compound is contained in the transparent adhesive layer;
(4) the optical filter of (1) or (2), wherein the porphyrin compound is contained in the polymer molded article; and
(5) The present invention relates to the optical filter (1) or (2), wherein the porphyrin compound is contained in a coat layer formed on the surface of the polymer molded article or glass.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The optical filter of the present invention contains at least one porphyrin compound having a maximum absorption wavelength at 440 to 510 nm in a substrate. The porphyrin compound is not particularly limited, but preferably does not have an absorption maximum at 530 to 550 nm, which is a green emission wavelength, and 420 to 440 nm, which is a blue emission wavelength. It is desirable that the resin has excellent compatibility with the base resin, moldability, and durability after molding. Particularly preferred compounds include porphyrin compounds represented by the following general formula (1).
[0008]
Embedded image

[0009]
[Wherein X _{1 to} X ₈ each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, an alkylthio group, a substituted or unsubstituted phenoxy group, a substituted or unsubstituted naphthoxy group, a substituted or unsubstituted phenylthio group, or Represents a substituted or unsubstituted naphthylthio group, R represents a substituted or unsubstituted phenyl group, and M represents two hydrogen atoms, or a divalent metal, trivalent or tetravalent metal derivative. ]
Specific examples of the porphyrin compound represented by the general formula (1) used in the present invention are described below.
Examples of the halogen atom in X _{1 to} X ₈ include fluorine, chlorine, bromine, iodine and the like.
The alkoxy group and the thioalkyl group are not particularly limited, but the alkyl group in the substituent is preferably a straight-chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and 1 to 8 carbon atoms. Of these, a linear, branched or cyclic alkyl group is particularly preferred.
[0010]
Specific examples of the alkyl group in the alkoxy group and the thioalkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group. Group, n-pentyl group, iso-pentyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl group, neo-pentyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 1,1-dimethylpropyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group , 4-methylpentyl, 3-methylpentyl, 2-methylpentyl, 1-methylpentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2 1,2-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 3-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-ethyl Butyl, 1,2,2-trimethylbutyl, 1,1,2-trimethylbutyl, 1-ethyl-2-methylpropyl, cyclohexyl, n-heptyl, 2-methylhexyl, 3-methyl Hexyl group, 4-methylhexyl group, 5-methylhexyl group, 2,4-dimethylpentyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, 2,5-dimethylhexyl group, 2,5,5-trimethylpentyl group 2,4-dimethylhexyl group, 2,2,4-trimethylpentyl group, n-octyl group, 3,5,5-trimethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, 4-ethyloctyl group, 4-ethyl-4,5-dimethylhexyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, 1,3,5,7-tetraethyloctyl group, 4-butyloctyl group, 6,6-di Tyloctyl group, n-tridecyl group, 6-methyl-4-butyloctyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, 3,5-dimethylheptyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 2,4-dimethylheptyl Groups, 2,2,5,5-tetramethylhexyl group, 1-cyclopentyl-2,2-dimethylpropyl group, 1-cyclohexyl-2,2-dimethylpropyl group and the like.
[0011]
Specific examples of the substituted or unsubstituted phenoxy group include phenoxy group, 2-methylphenoxy group, 3-methylphenoxy group, 4-methylphenoxy group, 2-ethylphenoxy group, 3-ethylphenoxy group, and 4-ethyl Phenoxy, 2,4-dimethylphenoxy, 3,4-dimethylphenoxy, 4-t-butylphenoxy, 4-aminophenoxy, 4-dimethylaminophenoxy, 4-diethylaminophenoxy, and the like.
[0012]
Specific examples of the substituted or unsubstituted naphthoxy group include 1-naphthoxy group, 2-naphthoxy group, nitronaphthoxy group, cyanonaphthoxy group, hydroxynaphthoxy group, methylnaphthoxy group, trifluoromethylnaphthoxy group and the like. .
[0013]
Specific examples of the substituted or unsubstituted phenylthio group include phenylthio, 2-methylphenylthio, 3-methylphenylthio, 4-methylphenylthio, 2-ethylphenylthio, and 3-ethylphenylthio. Group, 4-ethylphenylthio group, 2,4-dimethylphenylthio group, 3,4-dimethylphenylthio group, 4-t-butylphenylthio group, 4-aminophenylthio group, 4-dimethylaminophenylthio group , 4-diethylaminophenylthio group and the like.
[0014]
Specific examples of a substituted or unsubstituted naphthylthio group include a 1-naphthylthio group, a 2-naphthylthio group, a nitronaphthylthio group, a cyanonaphthylthio group, a hydroxynaphthylthio group, a methylnaphthylthio group, and a trifluoromethylnaphthylthio group. And the like.
[0015]
R is a substituted or unsubstituted phenyl group, and specific examples thereof include phenyl, 2-methylphenyl, 3-methylphenyl, 4-methylphenyl, 2-ethylphenyl, and 3-ethyl. Phenyl group, 4-ethylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-aminophenyl group, 4-dimethylaminophenyl group, 4-diethylaminophenyl And the like.
[0016]
M represents two hydrogen atoms or a divalent metal, a trivalent, or a tetravalent metal derivative, and when M is a divalent metal, Cu (II), Zn (II), Fe (II) (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), as trivalent or tetravalent metal derivatives, AlCl, InCl, FeCl , MnCl, SiCl ₂ , GeCl ₂ , TiO, Vo and the like.
Representative examples of the general formula (1) are shown in the following Table 1 (Tables 1 to 8), but are not limited thereto.
[0017]
[Table 1]

[0018]
[Table 2]

[0019]
[Table 3]

[0020]
[Table 4]

[0021]
[Table 5]

[0022]
[Table 6]

[0023]
[Table 7]

[0024]
[Table 8]

[0025]
The optical filter of the present invention contains at least one porphyrin compound having a maximum absorption wavelength at 440 to 510 nm in a base material. Of course, it means a state applied to the surface of the base material, a state sandwiched between the base materials, and the like.
Examples of the substrate include a transparent resin plate, a transparent film, a transparent glass, and the like. There is no particular limitation as long as the substrate has a transparency of a light transmittance of 40% or more at a wavelength of 400 to 700 nm. Specifically, polyimide, polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyethylene terephthalate (PET), polymethylene methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyetheretherketone (PEEK), polypropylene (PP ), Triacetyl cellulose (TAC) and the like. In particular, acrylic resins such as polyethylene terephthalate (PET), triacetyl cellulose (TAC), and polymethyl methacrylate (PMMA), and polycarbonate resins are preferable.
The thickness of the base material is not particularly limited as long as it has a certain level of mechanical strength, but is usually 20 μm to 10 mm, preferably 20 μm to 1 mm, and particularly preferably 20 μm to 200 μm.
[0026]
The method for producing the optical filter of the present application using the porphyrin compound is not particularly limited, but includes (1) a method of including the compound in a transparent pressure-sensitive adhesive, (2) a method of forming a compound in a polymer molded article, 3) A method of coating the surface of a polymer molded body or glass, and the like.
Specific examples of the transparent adhesive described in (1) include an acrylic adhesive, a silicone adhesive, a urethane adhesive, a polyvinyl butyral adhesive (PVB), and an ethylene-vinyl acetate adhesive (EVA). , Polyvinyl ether, saturated amorphous polyester, melamine resin, etc. in sheet form or in liquid form. The addition amount of the porphyrin compound is usually 10 ppm to 30% by weight, preferably 10 ppm to 20% by weight, particularly preferably 10 ppm to 10% by weight.
(2) The method for incorporating the porphyrin compound into the polymer molded article is as follows: (A) a method of kneading a resin with a porphyrin compound and heat molding; and (B) a method of dispersing a porphyrin compound with a resin or a resin monomer in an organic solvent. , Dissolving and forming a polymer molded article by a casting method.
The resin used in (A) is preferably as transparent as possible when a plate or film is prepared. Specifically, polyethylene terephthalate (PET), polyether sulfone (PES), polyethylene naphthalate, Polyamide such as arylate, polyetherketone, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, nylon 6, cellulose resin such as polyimide, triacetylcellulose, fluorine resin such as polyurethane, polytetrafluoroethylene, vinyl compound such as polyvinyl chloride, polyacrylic Acid, polyacrylic acid ester, polyacrylonitrile, addition polymer of vinyl compound, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ester, vinylidene compound such as polyvinylidene chloride, vinylidene fluoride / trifluoroethylene Polymers, copolymers of ethylene / vinyl compound-vinyl acetate copolymer, or a fluorine-based compound, polyether such as polyethylene oxide, epoxy resins, polyvinyl alcohol, and polyvinyl butyral.
[0027]
The processing conditions vary depending on the porphyrin compound and the base polymer used, and the processing temperature, film formation conditions, and the like are slightly different. However, the porphyrin compound was added to the base polymer powder or pellets, and heated and dissolved at 150 to 350 ° C. Then, a method of forming a plate by molding. A method of forming a film with an extruder. A method in which a raw material is produced by an extruder, stretched uniaxially or biaxially by a factor of 2 to 5 at 30 to 120 ° C. to form a film having a thickness of 10 to 200 μm, or the like.
[0028]
When kneading, an additive such as plasticity used for ordinary resin molding may be added. The amount of the porphyrin compound to be added varies depending on the absorption coefficient, the thickness of the polymer molded article to be produced, the target absorption strength, the target transmission characteristics / transmittance, and the like. 20 wt%, preferably 1 ppm to 10 wt%, particularly preferably 1 ppm to 5 wt%.
In the casting method (B), a porphyrin compound is added and dissolved in a solution of a resin or a resin monomer in an organic solvent, and a plasticizer, a polymerization initiator, and an antioxidant are added if necessary, and a required surface state is obtained. A plate or a film can be produced by pouring onto a mold or a drum and volatilizing and drying the solvent or by polymerizing and volatilizing and drying the solvent.
[0029]
As the resin used, an aliphatic ester resin, an acrylic resin, a melamine resin, a urethane resin, an aromatic ester resin, a polycarbonate resin, an aliphatic polyolefin resin, an aromatic polyolefin resin, a polyvinyl resin, a polyvinyl alcohol resin, Resin monomers of modified polyvinyl resins (PVA, EVA, etc.) or copolymer resins thereof.
[0030]
Examples of the solvent include halogen-based, alcohol-based, ketone-based, ester-based, aliphatic hydrocarbon-based, aromatic hydrocarbon-based, ether-based solvents, and mixtures thereof.
[0031]
The concentration of the porphyrin compound varies depending on the absorption coefficient of the dye, the thickness of the plate or film, the target absorption intensity, the target transmission characteristics / transmittance, etc., but is usually 1 ppm to 20% by weight based on the weight of the resin monomer. is there. Further, the resin concentration is usually 1 to 90% by weight based on the whole paint.
As a method of coating the surface of the polymer molded article or glass mentioned in (3), a method of dissolving a porphyrin compound in a binder resin and an organic solvent to form a coating, or a method of applying a dipyrromethene metal chelate compound to an uncolored acrylic emulsion coating. A method of dispersing finely pulverized particles (50 to 500 nm) to obtain an acrylic emulsion-based water-based coating, and the like can be given.
As the binder resin, aliphatic ester resin, acrylic resin, melamine resin, urethane resin, aromatic ester resin, polycarbonate resin, aliphatic polyolefin resin, aromatic polyolefin resin, polyvinyl resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl Modified resins (PVB, EVA, etc.) or copolymer resins thereof.
Examples of the solvent include halogen-based, alcohol-based, ketone-based, ester-based, aliphatic hydrocarbon-based, aromatic hydrocarbon-based, ether-based solvents, and mixtures thereof.
The concentration of the porphyrin compound varies depending on the absorption coefficient, the thickness of the coating, the target absorption intensity, the target visible light transmittance, and the like, but is usually 0.1 ppm to 30% by weight based on the weight of the binder resin. The resin concentration is usually 1 to 50% by weight based on the entire coating.
In the case of an acrylic emulsion-based water-based paint, similarly, a pigment obtained by finely pulverizing a pigment (50 to 500 nm) is dispersed in an uncolored acrylic emulsion paint. Additives such as antioxidants and the like used in normal paints may be added to the paint.
[0032]
The paint prepared by the above method should contain a pigment on a transparent polymer film, a transparent resin, a transparent glass, etc. by a coating method such as a bar coder, a blade coater, a spin coater, a reverse coater, a die coater, or a spray. Can be.
For evaluation of color purity and color coordinates, a normal color meter can be used, or a calculation can be made from chromatic dispersion information using a spectral radiance meter. In the actual measurement, each of the three primary colors is displayed, (X, Y) at that time is measured, then a filter is attached, and (X, Y) is measured. ΔX, ΔY) may be evaluated.
The optical filter of the present invention preferably has an electromagnetic wave shielding function and a near-infrared blocking function. As the electromagnetic wave shield, a laminate using a silver thin film or a metal mesh mainly using copper can be used. As a laminate using a silver thin film, a dielectric (DE) such as indium oxide, zinc oxide, or titanium oxide, and silver (M) are alternately formed into DE / M / DE / M / DE (five layers). The one prepared as described above is preferable. The number of layers is preferably 5 to 9 layers, but is not limited to the total number. To increase the adhesion and durability, insert an ultrathin film between M and DE so as not to hinder the optical characteristics. Is also good. As the metal mesh, a fiber mesh obtained by depositing a metal on a fiber, an etching mesh that forms a pattern by using a photolithography technique to obtain a mesh by etching, or the like can be used.
When an electromagnetic wave shield using a silver thin film is used, the near-infrared ray blocking function can block near-infrared rays at the same time due to scattering by silver free electrons. When a metal mesh is used, a film that absorbs near infrared rays or a film that reflects near infrared rays is separately used.
Next, the configuration of the optical filter will be described with reference to the drawings. 1 to 4 are cross-sectional views illustrating an example of the optical filter according to the present invention.
FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical filter when a transparent adhesive layer 20 containing a dipyrromethene metal chelate compound is laminated on a transparent substrate 10. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an optical filter including only the transparent adhesive layer 20 containing the dipyrromethene metal chelate compound. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an optical filter including only the transparent substrate 10 containing the dipyrromethene metal chelate compound. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an optical filter in which a coat layer 30 containing a dipyrromethene metal chelate compound is laminated on a transparent substrate 10.
[0033]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
[0034]
[Example 1]
The porphyrin compound represented by (1-7) in Table 1 is dispersed and dissolved in a solvent of ethyl acetate / toluene (50: 50% by weight) and diluted with a pigment for an acrylic pressure-sensitive adhesive so that the concentration becomes 1150 ppm. Agent. Acrylic pressure-sensitive adhesive / colorant-containing diluent (80: 20% by weight) is mixed, coated on a polyethylene terephthalate film [manufactured by Teijin Limited, thickness 75 μm] with a batch type die coater, and dried to produce an optical filter. did. The transmittance of the filter was measured with a spectrophotometer UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation. The transmittance at the absorption maximum at 495 nm was 16.5%.
A transmissive liquid crystal display (color filter) having a green saturation value of (X, Y) = (0.301, 0.556) and a blue saturation value of (X, Y) = (0.148, 0.174) (A), it was confirmed that (ΔX, ΔY) was improved to (0.003, 0.002) and (−0.019, −0.002), respectively.
[0035]
[Example 2]
The porphyrin compound used in Example 1 was mixed with polyethylene terephthalate pellets (product name: 1203) (product name: 1203) at 0.015% by weight, melted at 260 to 280 ° C., and formed into a 200 μm thick film by an extruder. This film was biaxially stretched to produce an optical filter having a thickness of 100 μm.
The transmittance of the filter was measured with a spectrophotometer UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation. The transmittance at the absorption maximum at 495 nm was 16.0%.
The filter was irradiated with a carbon arc lamp at 63 ° C. for 300 hours to perform a light resistance test. As a result, the transmittance at the absorption maximum at 495 nm was 15.7%, and the filter hardly deteriorated. Was.
[0036]
[Example 3]
In Example 1, except that instead of the porphyrin compound of (1-7), a dye-containing diluent for an acrylic pressure-sensitive adhesive was adjusted so that the concentration of the porphyrin compound represented by (1-64) became 1250 ppm. An optical filter was manufactured in the same manner as in Example 1.
When the transmittance of this filter was measured in the same manner, the transmittance at an absorption maximum at 505 nm was 17.0%.
[0037]
[Example 4]
An optical filter was produced in the same manner as in Example 2 except that 0.012% by weight of the porphyrin compound represented by (1-64) was used instead of the porphyrin compound of (1-7). .
When the transmittance of this filter was measured in the same manner, the transmittance at the absorption maximum of 505 nm was 17.5%.
A light resistance test was performed in the same manner as in Example 2, but no deterioration of the filter was observed.
[0038]
【The invention's effect】
The optical filter of the present invention contains a porphyrin compound having a maximum absorption wavelength in the range of 440 to 510 nm in the base material, so as to efficiently cut off extraneous light around 480 nm generated in various displays. It has excellent performance to accurately reproduce the green part. Further, by using a porphyrin compound, an optical filter for display can be manufactured by various methods with excellent durability and easy molding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an optical filter. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of an optical filter. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of an optical filter. Description]
Reference Signs List 10 transparent base body 20 transparent adhesive layer 30 coat layer

Claims

An optical filter comprising at least one porphyrin compound having a maximum absorption wavelength at 440 to 510 nm in a substrate.

The optical filter according to claim 1, wherein the porphyrin compound is a compound represented by the following formula (1).

[Wherein X _{1 to} X ₈ each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, an alkylthio group, a substituted or unsubstituted phenoxy group, a substituted or unsubstituted naphthoxy group, a substituted or unsubstituted phenylthio group, or Represents a substituted or unsubstituted naphthylthio group, R represents a substituted or unsubstituted phenyl group, and M represents two hydrogen atoms, or a divalent metal, trivalent or tetravalent metal derivative. ]

The optical filter according to any one of claims 1 to 2, wherein a transmittance at 440 to 510 nm is 1 to 50%.

The optical filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the porphyrin compound is contained in the transparent adhesive layer.

The optical filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the porphyrin compound is contained in a polymer molded article.

The optical filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the porphyrin compound is contained in the coat layer formed on the surface of the polymer molded body or the glass.