JP2009031733A - 色補正フィルター、画像表示装置および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の色補正フィルター10は、色補正層11および2つの保護層12を有し、前記色補正層11は、色素のJ会合体を含み、前記色素が、シアニン、メロシアニン、スクエアリリウムおよびポルフィリンからなる群から選択される少なくとも一つの色素であり、前記色補正層の最大吸収ピークの半値幅が、5〜30nmの範囲であり、前記2つの保護層12が、それぞれ、前記色補正層11の両面に形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
色補正層および2つの保護層を有し、
前記色補正層は、色素のJ会合体を含み、
前記色素が、シアニン、メロシアニン、スクエアリリウムおよびポルフィリンからなる群から選択される少なくとも一つの色素であり、
前記色補正層の最大吸収ピークの半値幅が、5〜30nmの範囲であり、
前記2つの保護層が、それぞれ、前記色補正層の両面に形成されていることを特徴とする。
Z11およびZ12は、それぞれ、−NH−、−CH2−、−CH=CH−またはヘテロ原子であり、置換基を有していても有していなくても良く、Z11およびZ12は同一でも異なっていても良い。前記へテロ原子は、特に制限されないが、例えば、S、Se、O等が挙げられる。前記置換基としては、特に制限されないが、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、オキソ基(=O)等が挙げられる。Z11およびZ12において、例えば、−NH−、−CH2−または−CH=CH−の水素原子(H)のうち少なくとも一つが、アルキル基およびハロゲン原子の少なくとも一方で置換されていても良い。また、Z11およびZ12において、例えば、前記S原子が、オキソ基を置換基として有し、SOまたはSO2であっても良い。前記アルキル基としては、例えば、炭素原子数1〜12の直鎖または分枝アルキル基が好ましい。
環Ar11およびAr12は、それぞれ、含窒素環との縮合部分以外において不飽和結合を有していても有していなくても良く、芳香族性を有していても有していなくても良く、ヘテロ原子を有していても有していなくても良く、さらに置換基を有していても有していなくても良く、環Ar11およびAr12は同一でも異なっていても良い。前記置換基は、特に制限されないが、例えば、アルキル基およびハロゲン原子の少なくとも一方が好ましい。前記アルキル基としては、例えば、炭素原子数1〜12の直鎖または分枝アルキル基が好ましい。環Ar11およびAr12は、特に制限されないが、例えば、5〜10員環が好ましい。より具体的には、例えば、ベンゼン環、ピリジン環、ナフタレン環等が挙げられる。R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または直鎖もしくは分枝アルキル基であり、前記アルキル基は、さらにイオン性置換基で置換されていても置換されていなくても良く、R11およびR12は同一でも異なっていても良い。前記アルキル基としては、例えば、炭素原子数1〜18の直鎖または分枝アルキル基が好ましい。前記イオン性置換基は、特に制限されないが、アニオン性置換基が好ましく、前記アルキル基の末端が前記イオン性置換基で置換されていることが好ましい。前記アニオン性置換基は、特に制限されないが、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基等が挙げられ、好ましくは、スルホン酸基である。より具体的には、例えば、前記アルキル基は、末端がスルホ基で置換されたスルホアルキル基、または末端がカルボキシ基で置換されたカルボキシアルキル基であっても良い。また、前記イオン性置換基のカウンターイオン(対イオン)は、特に制限されない。前記イオン性置換基がアニオン性置換基である場合、カウンターイオン(カチオン)は、例えば、水素イオン、金属イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。また、例えば、前記式(1)〜(4)中のN+自体が前記アニオン性置換基のカウンターイオンであっても良い。前記金属イオンとしては、特に制限されないが、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、遷移金属イオン等が挙げられる。前記アルカリ金属イオンとしては、例えば、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+等が挙げられる。前記アルカリ土類金属イオンとしては、例えば、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等が挙げられる。前記アンモニウムイオンとしては、特に制限されないが、例えば、NH4 +、アルキルアンモニウムイオン等が挙げられる。前記アルキルアンモニウムイオンとしては、特に制限されないが、例えば、テトラメチルアンモニウムイオン、トリメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン等が挙げられる。
前記一般式(2)〜(4)において、
Rは、水素原子、または直鎖もしくは分枝アルキル基であり、各Rは同一でも異なっていても良い。前記アルキル基としては、例えば、炭素原子数1〜12の直鎖または分枝アルキル基が好ましい。
前記一般式(1)〜(4)において、
R’は、水素原子、直鎖もしくは分枝アルキル基、または芳香族基であり、前記アルキル基は、好ましくは、炭素原子数1〜18の直鎖もしくは分枝アルキル基であり、各R’は同一でも異なっていても良く、
nは、0または任意の正の整数である。nとしては、例えば、0、1または2が好ましい。
さらに、前記一般式(1)〜(4)において、式中におけるN+のカウンターイオン(アニオン)は、特に制限されず、1価のアニオンでも多価アニオンでも良く、1種類でも複数種類でも良い。1価のアニオンとしては、特に制限されないが、例えば、ハロゲン化物イオン、次亜ハロゲン酸イオン、亜ハロゲン酸イオン、ハロゲン酸イオン、過ハロゲン酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6 −)、トリフルオロメタンスルホン酸イオン(CF3COO−)等が挙げられ、F−、Cl−、Br−、I−およびClO4 −からなる群から選択される少なくとも一つが特に好ましい。多価アニオンとしては、特に制限されないが、例えば、硫酸イオン、亜硫酸イオン等が挙げられる。
なお、本発明において、「ハロゲン」とは、任意のハロゲン元素を指すが、例えば、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素が挙げられる。また、本発明において、「アルキル基」とは、特に限定されない。前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等が挙げられる。アルキル基を構造中に含む基またはアルキル基から誘導される基(スルホアルキル基、カルボキシアルキル基、アルコキシ基等)についても同様である。また、置換基等が、鎖状構造を有する基(例えば、アルキル基、スルホアルキル基、カルボキシアルキル基、アルコキシ基等)である場合、特に制限しない限り、直鎖状でも分枝状でも良い。さらに、置換基等に異性体が存在する場合は、特に制限がない限り、どの異性体でも良い。例えば、単に「プロピル基」という場合はn−プロピル基およびイソプロピル基のどちらでも良い。単に「ブチル基」という場合は、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基およびtert−ブチル基のいずれでも良い。単に「ナフチル基」という場合は、1−ナフチル基および2−ナフチル基のどちらでも良い。
R61およびR62は、それぞれ、水素原子、または直鎖もしくは分枝アルキル基であり、前記アルキル基は、炭素数が4以下の直鎖または分枝アルキル基が好ましく、R61およびR62は同一でも異なっていても良い。
mおよびlは、それぞれ、任意の正の整数であり、1〜4が好ましく、mおよびlは同一でも異なっていても良い。
なお、前記構造式(5)は、前記一般式(4)の好ましい形態であり、前記構造式(6)および(7)は、前記一般式(1)の好ましい形態である。したがって、前記構造式(5)および(6)において、カウンターイオン等は、前記一般式(1)〜(4)と同様である。前記構造式(6)において、一方のスルホン酸イオン(−SO3 −)のカウンターイオンは、前記構造式(6)中のN+である。もう一方のスルホン酸イオン(−SO3 −)のカウンターイオンは、特に制限されないが、例えばアルカリ金属イオンが好ましく、Li+、Na+、およびK+からなる群から選択される少なくとも一つが特に好ましい。また、前記構造式(6)で表される化合物(イオン)は、下記構造式(8)で表される化合物(イオン)であることが特に好ましい。
Z91およびZ92は、それぞれ、−NH−、−CH2−、−CH=CH−またはヘテロ原子であり、置換基を有していても有していなくても良く、Z91およびZ92は同一でも異なっていても良い。前記へテロ原子は、特に制限されないが、例えば、S、Se、O等が挙げられる。前記置換基としては、特に制限されないが、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、オキソ基(=O)等が挙げられる。Z91およびZ92において、例えば、−NH−、−CH2−または−CH=CH−の水素原子(H)のうち少なくとも一つが、アルキル基およびハロゲン原子の少なくとも一方で置換されていても良い。また、Z91およびZ92において、例えば、前記S原子が、オキソ基を置換基として有し、SOまたはSO2であっても良い。前記アルキル基としては、例えば、炭素原子数1〜10の直鎖または分枝アルキル基が好ましい。
環Ar91は、含窒素環との縮合部分以外において不飽和結合を有していても有していなくても良く、芳香族性を有していても有していなくても良く、ヘテロ原子を有していても有していなくても良く、さらに置換基を有していても有していなくても良い。前記置換基は、特に制限されないが、例えば、アルキル基およびハロゲン原子の少なくとも一方が好ましい。前記アルキル基としては、例えば、炭素原子数1〜12の直鎖または分枝アルキル基が好ましい。環Ar91は、特に制限されないが、例えば、5〜10員環が好ましい。より具体的には、例えば、ベンゼン環、ピリジン環、ナフタレン環等が挙げられる。
R92およびR93は、それぞれ、水素原子、または直鎖もしくは分枝アルキル基であり、前記アルキル基は、さらにイオン性置換基で置換されていても置換されていなくても良く、R92およびR93は同一でも異なっていても良い。前記アルキル基としては、例えば、炭素原子数1〜20の直鎖または分枝アルキル基が好ましい。前記イオン性置換基は、特に制限されないが、アニオン性置換基が好ましく、前記アルキル基の末端が前記イオン性置換基で置換されていることが好ましい。前記アニオン性置換基は、特に制限されないが、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基等が挙げられる。より具体的には、例えば、前記アルキル基は、末端がスルホ基で置換されたスルホアルキル基、または末端がカルボキシ基で置換されたカルボキシアルキル基であっても良い。また、前記イオン性置換基のカウンターイオン(対イオン)は、特に制限されない。前記イオン性置換基がアニオン性置換基である場合、カウンターイオン(カチオン)は、例えば、水素イオン、金属イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。前記金属イオンとしては、特に制限されないが、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、遷移金属イオン等が挙げられる。前記アルカリ金属イオンとしては、例えば、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+等が挙げられる。前記アルカリ土類金属イオンとしては、例えば、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等が挙げられる。前記アンモニウムイオンとしては、特に制限されないが、例えば、NH4 +、アルキルアンモニウムイオン等が挙げられる。前記アルキルアンモニウムイオンとしては、特に制限されないが、例えば、テトラメチルアンモニウムイオン、トリメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン等が挙げられる。
R’’は、水素原子、ハロゲン原子、または直鎖もしくは分枝アルキル基であり、前記アルキル基は、好ましくは炭素原子数1〜10の直鎖もしくは分枝アルキル基であり、各R’’は同一でも異なっていても良い。
pは、任意の正の整数であり、例えば、1〜3である。
また、前記ポルフィリンは、その中心に配位金属を有するポルフィリン錯体であってもよい。前記配位金属としては、特に制限されないが、例えば、亜鉛、鉄、コバルト、ルテニウムまたはガリウムのイオンが挙げられ、より具体的には、例えば、Zn(II)、Ga(III)、Fe(II)、Fe(III)、Co(II)、Co(III)、Ru(II)およびRu(III)等が挙げられる。また、前記配位金属は、金属イオンのみに限定されず、例えば、金属ハロゲン化物、金属酸化物、金属水酸化物、Si、Ge、もしくはP等であっても良い。
色補正層用塗工液、色補正層および色補正フィルターの吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計(日本分光(株)製、商品名「V−560」)を用いて測定した。前記測定された吸収スペクトルより、前記色補正層用塗工液、前記色補正層および前記色補正フィルターの最大吸収ピーク波長および最大吸収ピークの半値幅を求めた。
色補正フィルターの耐光性は、冷陰極管付バックライト(ハクバ写真産業(株)製、ライトビュアー700PRO)を照射し続けた際の前記色補正フィルターの吸光度の経時変化を測定することで評価した。前記吸光度の測定には、前記紫外可視分光光度計を用いた。なお、前記色補正フィルターの耐光性の評価は、色補正フィルターの第1の保護層(ガラス板)を、前記バックライト側として行った。
図2に示す構成の色補正フィルターを作製した。
すなわち、まず、前記構造式(5)で表されるイオンのBr−塩である色素(1−エチル−2−[(1−エチル−2(1H)−キノリニデン)メチル]キノリニウムブロミド((株)林原生物化学研究所製)を、エタノールに溶解し、1.2g/Lの色補正層用塗工液を得た。
つぎに、前記塗工液を、第1の保護層(ガラス板)上に滴下しつつ、1000回/分×30秒の条件でスピンコート法により塗布して塗膜を形成し、乾燥させた。このようにして、前記第1の保護層上に前記色素のJ会合体を含む色補正層を作製した。この色補正層の最大吸収ピーク波長は577nm、最大吸収ピークの半値幅は10nm、最大吸収ピーク波長における吸光度は0.3であった。また、この色補正層の厚みは、10nmであった。
つぎに、前記色補正層の前記第1の保護層とは反対側の面に、水分バリア機能および酸素バリア機能を有する第2の保護層(PETを含む積層フィルム、厚み80μm、(株)クレハ製、商品名「セレール」)を、アクリル系粘着剤を介して貼り合わせた。このようにして、本実施例の色補正フィルターを得た。
第2の保護層として、水分バリア機能および酸素バリア機能を有するエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム(厚み30μm、日本合成化学工業(株)製、商品名「ソアノール29」)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、本実施例の色補正フィルターを得た。
図2に示す構成の色補正フィルターを作製した。
すなわち、まず、実施例1で用いたのと同様の色素を用い、マトリクス樹脂としてPVA(日本合成化学工業(株)製、重合度1800、ケン化度98.0〜99.0mol%)を用いた。前記色素、PVAおよび塩化亜鉛(架橋剤)を、前記色素:PVA:塩化亜鉛=10:56:34(重量比)で、水に溶解し、前記色素濃度が1.1g/Lの色補正層用塗工液を得た。
つぎに、前記塗工液を、第1の保護層(ガラス板)上に滴下しつつ、1000回/分×30秒の条件でスピンコート法により塗布して塗膜を形成し、乾燥させ、PVAを架橋させた。この色補正層の最大吸収ピーク波長は574nm、最大吸収ピークの半値幅は8nm、最大吸収ピーク波長における吸光度は0.3であった。また、この色補正層の厚みは、200nmであった。
この色補正層の最大吸収ピーク波長は、前記色補正層用塗工液の最大吸収ピーク波長(523nm)より長波長側に位置しており、また、前記色補正層の最大吸収ピークの半値幅は、前記色補正層用塗工液の最大吸収ピークの半値幅(34nm)より狭かった。これより、前記色補正層において、前記色素のJ会合体が形成されていると判断できた。
つぎに、前記色補正層の前記第1の保護層とは反対側の面に、第2の保護層(エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、厚み40μm、日本合成化学工業(株)製、商品名「ソアノール25」)を、アクリル系粘着剤を介して貼り合わせた。このようにして、本実施例の色補正フィルターを得た。
第2の保護層を設けなかったこと以外は、実施例1と同様にして、本比較例の色補正フィルターを得た。
第2の保護層を設けなかったこと以外は、実施例3と同様にして、本比較例の色補正フィルターを得た。
41、61 液晶パネル
42、62 液晶セル
44、64 光源装置
45、65 導光板
401、601 第1の基板
402、602 第2の基板
431、631 第1の偏光板
432、632 第2の偏光板
440、640 液晶層
451、651 第1の配向膜
452、652 第2の配向膜
461、661、第1の透明電極
462、662 第2の透明電極
470、670 カラーフィルター
480、680 保護膜
490、690 ブラックマトリクス
Claims (13)
- 色補正層および2つの保護層を有し、
前記色補正層は、色素のJ会合体を含み
前記色素が、シアニン、メロシアニン、スクエアリリウムおよびポルフィリンからなる群から選択される少なくとも一つの色素であり、
前記色補正層の最大吸収ピークの半値幅が、5〜30nmの範囲であり、
前記2つの保護層が、それぞれ、前記色補正層の両面に形成されていることを特徴とする色補正フィルター。 - 前記2つの保護層の少なくとも一方が、水分バリア層である請求項1記載の色補正フィルター。
- 前記2つの保護層の少なくとも一方が、酸素バリア層である請求項1または2記載の色補正フィルター。
- 前記色補正層において、前記色素のJ会合体がマトリクス樹脂中に形成されている請求項1から3のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 前記マトリクス樹脂が、架橋されている請求項4記載の色補正フィルター。
- 前記色補正層の最大吸収ピーク波長が、560〜610nmの範囲にある請求項1から5のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 前記色補正層の波長560〜610nmの範囲における吸光度の最大値が、0.2以上である請求項1から6のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 前記色素が、シアニンである請求項1から7のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 前記シアニンが、下記一般式(1)〜(4)からなる群から選択される少なくとも一つの式で表される請求項8記載の色補正フィルター。
Z11およびZ12は、それぞれ、−NH−、−CH2−、−CH=CH−またはヘテロ原子であり、置換基を有していても有していなくても良く、Z11およびZ12は同一でも異なっていても良く、
環Ar11およびAr12は、それぞれ、含窒素環との縮合部分以外において不飽和結合を有していても有していなくても良く、芳香族性を有していても有していなくても良く、ヘテロ原子を有していても有していなくても良く、さらに置換基を有していても有していなくても良く、環Ar11およびAr12は同一でも異なっていても良く、
R11およびR12は、それぞれ、水素原子、または直鎖もしくは分枝アルキル基であり、前記アルキル基は、さらにイオン性置換基で置換されていても置換されていなくても良く、R11およびR12は同一でも異なっていても良く、
前記一般式(2)〜(4)において、
Rは、水素原子、または直鎖もしくは分枝アルキル基であり、各Rは同一でも異なっていても良く、
前記一般式(1)〜(4)において、
R’は、水素原子、直鎖もしくは分枝アルキル基、または芳香族基であり、各R’は同一でも異なっていても良く、
nは、0または任意の正の整数である。 - 前記色補正層の厚みが、10〜500nmの範囲である請求項1から10のいずれか一項に記載の色補正フィルター。
- 色補正フィルターを含む画像表示装置であって、前記色補正フィルターが、請求項1から11のいずれか一項に記載の色補正フィルターである画像表示装置。
- 色補正フィルターを含む液晶表示装置であって、前記色補正フィルターが、請求項1から11のいずれか一項に記載の色補正フィルターである液晶表示装置。
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