JP2014130250A - 色補正フィルタ、照明装置及びディスプレイ装置 - Google Patents

色補正フィルタ、照明装置及びディスプレイ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】白色LEDを光源とする装置に用いられる、白色光の演色性を高めつつ、色温度の変化を抑制するための色補正フィルタを提供する。
【解決手段】白色LEDを光源とする装置に用いられる色補正フィルタであって、下記一般式(1)で示される構造の第1の色材を少なくとも1種と、420〜480nmの波長域に吸収極大を有する第2の色材を少なくとも1種とを含む。
Figure 2014130250

【選択図】図1

Description

本発明は、色補正フィルタ、照明装置及びディスプレイ装置に関する。
近年、照明装置やディスプレイ装置の光源として、白色LEDが用いられることが多くなっている。白色LEDの発光方式にはいくつかの種類があり、R(赤)、G(緑)、B(青)のそれぞれの光を発するLEDを並べて白色光を得る方式のものや、青色LEDからの青色光と黄色蛍光体からの黄色発光の組み合わせにより白色光を得る方式のものがある。
これらの方式のうち、青色LEDと黄色蛍光体の組み合わせにより白色光を得る方式を使用した場合、得られる白色光のスペクトルには、590nm付近の領域にオレンジ色を示す光が含まれており、この領域の光の発光強度が高いと演色性が低下することが知られていた。
特許文献1には、570〜600nm付近の波長領域に選択的な吸収極大波長を有する色素を含有させたフィルタを用いた色補正フィルタが開示されており、該色補正フィルタを適用することによって透過型液晶表示装置の色純度を向上させることができることが記載されている。
また、特許文献2には、白色発光体の前面に配設するための透光性部材として、少なくとも波長570〜580nmに吸収ピークを有する第1の有機可視選択吸収材料および波長略500nm以下を吸収する第2の有機可視選択吸収材料が分散された透光性部材が開示されている。特許文献2には、該透光性部材を適用することによって、光色と演色性を改善するとともに、特に赤の見え方が良好となることが記載されている。
特開2009−251511号公報 特開2011−199054号公報
人工光源からの光を用いた場合の物の見え方が、基準光を用いた場合の物の見え方とどれぐらい近いかを示す指標に演色性があり、平均演色評価数(Ra)という指数が知られている。Ra値が高いほど基準光に近い光とされる。
また、白色の度合い(例えば、赤っぽい、青っぽい等)を示す指標として、色温度が知られている。色温度が低いほど赤っぽく、色温度が高いほど青っぽくなる。
白色LEDの有する発光スペクトルの形状は、青色LEDの特性や黄色蛍光体の組成によってそれぞれ異なる。また、販売されている白色LED電球として、電球色、昼白色、昼光色といった異なる色調のものがある。そのため、白色光に含まれるオレンジ色を示す光といっても一様ではない。従って、色素を含有する色補正フィルタを使用する場合には、色補正フィルタを適用する白色LEDの発光スペクトルに対して色素の吸収極大波長、吸収スペクトルが最も適した色素を採用することが好ましいと考えられる。
ここで、特許文献1には、色補正フィルタに色素を用いることは記載されているものの、色素の詳細な構造と可視光吸収特性の関係が不明であり、白色LEDの発光スペクトルに対して最適な色補正フィルタを設計する指針は得られていなかった。
また、特許文献1に記載の色補正フィルタのように、黄色からオレンジ色の発光を抑制すると、相対的に青色光の強度が高くなってしまう。言い換えると、相対的に色温度が高くなってしまう。そのため、白色LEDを設計する段階と異なる色温度の発光となってしまうという問題が生じる。
特許文献2には、波長略500nm以下を吸収する第2の有機可視選択吸収材料を用いることが記載されており、実施例では、波長約455nmに吸収ピークを有する有機金属化合物系可視選択吸収材料が記載されている。しかし、特許文献2においては、第2の有機可視選択吸収材料の詳細な構造は不明であり、また、相対光量も50〜60%程度まで落ち込んでいた。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、白色LEDを光源とする装置に用いられる、白色光の演色性を高めつつ、色温度の変化を抑制するための色補正フィルタを提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の構造を有する色材を組み合わせた色補正フィルタが上記の目的に対して好適であることを見出し、本発明に想到した。
すなわち、本発明の色補正フィルタは、
白色LEDを光源とする装置に用いられる色補正フィルタであって、
下記一般式(1)で示される構造の第1の色材を少なくとも1種と、
420〜480nmの波長域に吸収極大を有する第2の色材を少なくとも1種とを含むことを特徴とする。
Figure 2014130250
(式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、又は、水素原子であり、上記アルキル基及び上記アルコキシ基の水素原子の一部又は全部はハロゲンで置換されていてもよく、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基はそれぞれ互いに異なる。Mは2個の水素原子、2価の金属原子、3価若しくは4価の置換金属原子、又は、オキシ金属である。)
一般式(1)で示される構造の第1の色材は、白色LEDから発せられる白色光のスペクトルにおいて590nm付近の領域に存在するオレンジ色を示す光を吸収する特性を有している。
そのため、上記第1の色材を含む色補正フィルタを用いることによって、白色LEDからの白色光の演色性を高めることができる。
また、420〜480nmの波長域に吸収極大を有する第2の色材は、白色LEDから発せられる白色光のスペクトルにおいて450nm付近の領域に存在する青色を示す光を吸収する特性を有している。
上述のように、第1の色材のみを含む色補正フィルタを用いた場合、相対的に色温度が高くなる。従って、第1の色材に加えて第2の色材を含む色補正フィルタを用いることによって、第1の色材のみを含む色補正フィルタを用いる場合に比べて色温度の上昇を抑制することができる。
本発明の色補正フィルタにおいて、上記第2の色材は、下記一般式(2)で示される構造を有することが望ましい。
Figure 2014130250
(式(2)中、RとRは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、又は、水素原子であり、Xは電子供与性原子団を表し、Yは電子求引性原子団を表し、nは0〜5の整数である。)
本発明の色補正フィルタにおいて、上記第2の色材は、下記一般式(3)又は(4)で示される構造を有することが望ましい。
Figure 2014130250
(式(3)中、Aは、隣接する窒素原子と共に環構造を形成することのできる置換基であり、Aは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、又は、水素原子である。)
Figure 2014130250
(式(4)中、RとRは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基であり、RとRとで環構造を形成してもよく、RとRは、RとRが結合している窒素原子及びこの窒素原子が結合しているベンゼン環と共にジュロリジン構造を形成してもよい。Rは、水素原子、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、ヒドロキシ基、又は、ハロゲン原子である。)
本発明の色補正フィルタにおいて、上記一般式(2)中、Yは、酸素原子若しくは窒素原子を含む5員若しくは6員の複素環を形成する原子団であるか、又は、下記一般式(5)で示される構造を有することが望ましい。
Figure 2014130250
(式(5)中、BとBは、それぞれ独立して、シアノ基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、カルボキシル基、又は、COで表されるアルコキシカルボニル基である。なお、Rは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基である。また、*印の付された炭素原子に二重結合が存在している。)
本発明の色補正フィルタにおいて、上記第2の色材は、下記一般式(8)で示される構造を有することが望ましい。
Figure 2014130250
(式(8)中、Aは、酸素原子及び/又は窒素原子を含む複素芳香環を表し、Mは、2価又は3価の金属原子を表し、Xは、ヘテロ原子を表し、R21、R22、R23は、それぞれ独立して、水素原子又は1価の官能基である。)
本発明の色補正フィルタにおいては、上記第1の色材の吸収極大波長が570〜620nmであることが望ましい。
本発明の色補正フィルタにおいて、上記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、置換若しくは無置換のアリール基であることが望ましい。
本発明の色補正フィルタにおいて、上記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、それぞれ独立して、水素原子以外の置換基を少なくとも1つ有するフェニル基であることがより望ましく、上記フェニル基の2位、4位及び6位のうちの少なくとも1つが、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基又は3フッ化メチル基で置換されてなることがより望ましい。
本発明の色補正フィルタにおいて、上記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、それぞれ独立して、水素原子の一部又は全部がハロゲンで置換されたアルコキシ基であることが望ましい。
本発明の色補正フィルタにおいて、上記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、炭素数1〜6のアルキル基であることが望ましい。
本発明の色補正フィルタにおいて、上記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、t−ブチル基又はシクロヘキシル基であることがより望ましい。
本発明の色補正フィルタにおいては、上記一般式(1)中、上記MがCu、Pd、Ni又はCoであることが望ましい。
本発明の色補正フィルタにおいて、上記白色LEDは、青色LEDと黄色蛍光体の組み合わせにより白色光を得る方式に用いられる白色LEDであることが望ましい。
本発明の色補正フィルタは、白色LEDを光源とする照明装置に用いられることが望ましい。
本発明の色補正フィルタは、白色LEDを光源とするディスプレイ装置に用いられることが望ましい。
本発明の照明装置は、本発明の色補正フィルタを備えることを特徴とする。
本発明のディスプレイ装置は、本発明の色補正フィルタを備えることを特徴とする。
本発明の色補正フィルタは、特定の構造を有する色材を組み合わせて含んでいるため、白色LEDからの白色光の演色性を高めつつ、色温度の変化を抑制することができる。
また、本発明の照明装置は、演色性の高い光を発する照明装置とすることができる。
また、本発明のディスプレイ装置は、色再現性が高いディスプレイ装置とすることができる。
図1は、実施例1及び比較例1において得られる昼白色白色LED光源からの分光スペクトルの比較である。 図2は、実施例14及び比較例1において得られる昼白色白色LED光源からの分光スペクトルの比較である。
本発明の色補正フィルタは、白色LEDを光源とする装置に用いられる色補正フィルタであって、特定の構造を有する第1の色材、及び、特定の波長域に吸収極大を有する第2の色材を、それぞれ少なくとも1種含むことを特徴とする。
以下、第1の色材及び第2の色材について説明する。
(第1の色材)
本発明の色補正フィルタに含まれる第1の色材は、下記一般式(1)で示される構造を有するテトラアザポルフィリン化合物である。
Figure 2014130250
(式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、又は、水素原子であり、上記アルキル基及び上記アルコキシ基の水素原子の一部又は全部はハロゲンで置換されていてもよく、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基はそれぞれ互いに異なる。Mは2個の水素原子、2価の金属原子、3価若しくは4価の置換金属原子、又は、オキシ金属である。)
上記一般式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物には、4種の異性体が存在する。
例えば、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基が2位に置換基Xを有するフェニル基であり、他方の置換基がRで示すアルキル基である場合、下記式(1−1)〜(1−4)で示す4種の異性体が存在することになる。
上記一般式(1)は、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基の位置関係が異なる4種類の異性体を全て含むことを意味している。また、本発明の色補正フィルタにはこれらの異性体のうち1つのみが含まれていてもよく、複数種類が混合物として含まれていてもよい。
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
一般式(1)において、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基はそれぞれ互いに異なる。例えば、式(1−1)〜(1−4)に示すように、Zが2位に置換基Xを有するフェニル基であり、ZがRで示すアルキル基である場合、ZとZの関係も同様であり、ZとZのうちの一方の置換基が2位に置換基Xを有するフェニル基であり、他方の置換基がRで示すアルキル基である。
とZの関係も同様であり、ZとZのうちの一方の置換基が2位に置換基Xを有するフェニル基であり、他方の置換基がRで示すアルキル基である。
とZの関係も同様であり、ZとZのうちの一方の置換基が2位に置換基Xを有するフェニル基であり、他方の置換基がRで示すアルキル基である。
〜Zの例として、直鎖、分岐又は環状のアルキル基としては、それぞれ独立して、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、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、1,1,2−トリメチルプロピル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、シクロヘキシル基、n−へプチル基、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、t−オクチル基、n−ノニル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、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−テトラメチルオクチル基、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−ジメチルヘプタデシル基、2,6−ジメチルヘプタデシル基、2,4−ジメチルヘプタデシル基、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。これらの中でも、炭素数1〜6のアルキル基が望ましく、t−ブチル基又はシクロヘキシル基がより望ましい。
また、Z〜Zは水素原子であってもよい。
〜Zの例として、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、iso−ペントキシ基、neo−ペントキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−シクロヘキシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基等が挙げられる。
〜Zの例として、置換又は無置換のアリール基としては、フェニル基、ニトロフェニル基、シアノフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、フルオロフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、N,N−ジメチルアミノフェニル基、ナフチル基、ニトロナフチル基、シアノナフチル基、ヒドロキシナフチル基、メチルナフチル基、フルオロナフチル基、クロロナフチル基、ブロモナフチル基、トリフルオロメチルナフチル基等のアリール基が挙げられる。
また、置換アリール基は、水素原子以外の置換基を少なくとも1つ有するフェニル基であることが望ましく、フェニル基の2位〜6位のうちの複数箇所が水素原子以外の置換基で置換されていてもよい。
特に、フェニル基の2位、4位及び6位のうちの少なくとも1つが、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基又は3フッ化メチル基(トリフルオロメチル基)で置換されてなるものが望ましい。
具体的な例としては、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、2,3−ジフルオロフェニル基、2,4−ジフルオロフェニル基、2,5−ジフルオロフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、3,4−ジフルオロフェニル基、3,5−ジフルオロフェニル基、2,4,6−トリフルオロフェニル基、2,3,5,6−テトラフルオロフェニル基、2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル基、
2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2,3−ジクロロフェニル基、2,4−ジクロロフェニル基、2,5−ジクロロフェニル基、2,6−ジクロロフェニル基、3,4−ジクロロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、2,4,6−トリクロロフェニル基、2,3,5,6−テトラクロロフェニル基、2,3,4,5,6−ペンタクロロフェニル基、
2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、2,3−ジブロモフェニル基、2,4−ジブロモフェニル基、2,5−ジブロモフェニル基、2,6−ジブロモフェニル基、3,4−ジブロモフェニル基、3,5−ジブロモフェニル基、2,4,6−トリブロモフェニル基、2,3,5,6−テトラブロモフェニル基、2,3,4,5,6−ペンタブロモフェニル基、
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、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、2,3,5,6−テトラメチルフェニル基、2,3,4,5,6−ペンタメチルフェニル基、
2−トリフルオロメチルフェニル基、3−トリフルオロメチルフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、2,3−ジトリフルオロメチルフェニル基、2,4−ジトリフルオロメチルフェニル基、2,5−ジトリフルオロメチルフェニル基、2,6−ジトリフルオロメチルフェニル基、3,4−ジトリフルオロメチルフェニル基、3,5−ジトリフルオロメチルフェニル基、2,4,6−トリトリフルオロメチルフェニル基、2,3,5,6−テトラトリフルオロメチルフェニル基、2,3,4,5,6−ペンタフルオロメチルフェニル基、等が挙げられる。
そして、これらの中でも、2−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、2,4−ジフルオロフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、2,4−ジクロロフェニル基、2,6−ジクロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、2,4−ジブロモフェニル基、2,6−ジブロモフェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2−トリフルオロメチルフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、2,4−ジトリフルオロメチルフェニル基、2,6−ジトリフルオロメチルフェニル基が望ましい。
〜Zの例として、置換又は無置換のヘテロアリール基としては、ピロリル基、チエニル基、フラニル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、インドリル基等のヘテロアリール基等、あるいは上記ヘテロアリール基にハロゲン原子を含むハロゲノヘテロアリール基等が挙げられる。
〜Zの例としては、上記アルキル基及び上記アルコキシ基の水素原子の一部又は全部がハロゲンで置換されているものも挙げられる。
アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲンで置換されているものの例としては、クロロメチル基、ジクロロメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。
アルコキシ基の水素原子の一部又は全部がハロゲンで置換されているものの例としては、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、1,1,2,2,2−ペンタフルオロエトキシ基、1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ基、1,1,2−トリフルオロエトキシ基、1,2,2−トリフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、2,2−ジフルオロエトキシ基、1,2−ジフルオロエトキシ基、1,1−ジフルオロエトキシ基、2−フルオロエトキシ基、1−フルオロエトキシ基、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロポキシ基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロポキシ基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブトキシ基、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブトキシ基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンチルオキシ基、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキシルオキシ基、4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロ−1−ヘプチルオキシ基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロ−1−ヘプチルオキシ基、7,7,8,8,8−ペンタフルオロ−1−オクチルオキシ基、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロ−1−オクチルオキシ基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ヘキサデカフルオロ−1−ノニルオキシ基、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−トリデカフルオロ−1−ノニルオキシ基、7,7,8,8,9,9,10,10,10−ノナフルオロ−1−デシルオキシ基、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ−1−デシルオキシ基、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ペンタデカフルオロ−1−デシルオキシ基、7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−トリデカフルオロ−1−ドデシルオキシ基、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘニコサフルオロ−1−ドデシルオキシ基、7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14−ヘプタデカフルオロ−1−テトラデシルオキシ基、1H,1H,2,5−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−ジオキサウンデカフルオロ−1−ノニルオキシ基、6−(パーフルオロ−1−メチルエチル)−1−ヘキシルオキシ基、2−(パーフルオロ−1−メチルブチル)−1−エトキシ基、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エトキシ基、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エトキシ基、2H−ヘキサフルオロ−2−プロポキシ基、2,2−ビス(トリフルオロメチル)−1−プロポキシ基等が挙げられる。
一般式(1)において、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、一方の置換基は、置換若しくは無置換のアリール基であることが望ましい。この場合、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、一方の置換基は、それぞれ独立して、水素原子以外の置換基を少なくとも1つ有するフェニル基であり、上記フェニル基の2位、4位及び6位のうちの少なくとも1つが、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基又は3フッ化メチル基で置換されてなることがより望ましい。
また、一般式(1)において、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、一方の置換基は、それぞれ独立して、水素原子の一部又は全部がハロゲンで置換されたアルコキシ基であることも望ましい。
一般式(1)において、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、他方の置換基は、炭素数1〜6のアルキル基であることが望ましく、t−ブチル基又はシクロヘキシル基であることがより望ましい。
これらの中では、一般式(1)において、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、一方の置換基が、置換若しくは無置換のアリール基であり、他方の置換基が、炭素数1〜6のアルキル基である組み合わせが望ましい。また、一方の置換基が、それぞれ独立して、水素原子以外の置換基を少なくとも1つ有するフェニル基であり、上記フェニル基の2位、4位及び6位のうちの少なくとも1つが、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基又は3フッ化メチル基で置換されてなり、他方の置換基が、t−ブチル基又はシクロヘキシル基である組み合わせがより望ましい。
一般式(1)におけるMは2個の水素原子、2価の金属原子、3価若しくは4価の置換金属原子、又は、オキシ金属である。
Mで示される2価の金属原子の例としては、Cu,Zn,Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Pt,Mn,Sn,Mg,Hg,Cd,Ba,Ti,Be,Ca等が挙げられる。
3価の置換金属原子の例としては、Al−F,Al−Cl,Al−Br,Al−I,Al(OH),Al(OA)[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基及びその誘導体を表す],Ga−F,Ga−Cl,Ga−Br,Ga−I,In−F,InCl,In−Br,In−I,Tl−F,Tl−Cl,Tl−Br,Tl−I,Al−C,Al−C(CH),In−C,In−C(CH),Mn(OH),Mn(OC),Mn[OSi(CH],Fe−Cl,Ru−Cl等が挙げられる。
4価の置換金属原子の例としては、CrCl,SiF,SiCl,SiBr,SiI,SnF,SnCl,SnBr,ZrCl,GeF,GeCl,GeBr,GeI,TiF,TiCl,TiBr,Si(OH),Sn(OH),Ge(OH),Zr(OH),Mn(OH),TiA,CrA,SiA,SnA,GeA[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基及びその誘導体を表す]、Si(OA),Sn(OA)、Ge(OA)、Ti(OA),Cr(OA)[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基及びその誘導体を表す]、Si(SA)、Sn(SA),Ge(SA)[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基及びその誘導体を表す]等が挙げられる。
オキシ金属の例としては、VO,MnO,TiO等が挙げられる。
MとしてはCu、Pd、Ni又はCoが望ましい。
本発明の色補正フィルタに含まれる、一般式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物は、590nm付近のオレンジ色を示す光を吸収する化合物であるが、その吸収極大波長(λmax)が570〜620nmであることが望ましい。
テトラアザポルフィリン化合物の吸収極大波長は、テトラアザポルフィリン化合物の中心金属Mや置換基を変更することによって変化させることができる。
また、吸収極大波長のより望ましい上限値は615nmであり、さらに望ましい上限値は600nmである。また、吸収極大波長の望ましい下限値は570nmであり、より望ましい下限値は575nmである。
吸収極大波長は分光光度計により測定することができる。
本発明の色補正フィルタに含まれる、一般式(1)で表されるテトラアザポルフィリン化合物は、下記一般式(7)で示される1,2−ジシアノエチレン化合物のシス体を環化することによって得られる。
Figure 2014130250
(式(7)中、Z及びZは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、又は、水素原子であり、上記アルキル基及び上記アルコキシ基の水素原子の一部又は全部はハロゲンで置換されていてもよく、ZとZは互いに異なる。)
一般式(7)に示す1,2−ジシアノエチレン化合物のシス体4モルを環化することによって、一般式(1)に示すテトラアザポルフィリン化合物1モルが得られる。
環化反応は、一般式(7)に示す1,2−ジシアノエチレン化合物のシス体と金属又は金属誘導体とをアルコール系溶媒中で有機塩基共存下で加熱反応することによって行うことができる。
環化反応によって得られる一般式(1)に示すテトラアザポルフィリン化合物は、通常、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基の位置関係が異なる4種類の異性体の混合物となる。
(第2の色材)
本発明の色補正フィルタに含まれる第2の色材は、420〜480nmの波長域に吸収極大を有している。
本発明の色補正フィルタに含まれる第2の色材は、下記一般式(2)で示される構造を有することが望ましい。
Figure 2014130250
(式(2)中、RとRは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、又は、水素原子であり、Xは電子供与性原子団を表し、Yは電子求引性原子団を表し、nは0〜5の整数である。)
一般式(2)において、R及びRが直鎖、分岐又は環状のアルキル基である場合、炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基であることが望ましい。
及びRが直鎖、分岐又は環状のアルキル基である場合の具体例としては、それぞれ独立して、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、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、1,1,2−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−へプチル基、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、t−オクチル基、n−ノニル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、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−テトラメチルオクチル基、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−ジメチルヘプタデシル基、2,6−ジメチルヘプタデシル基、2,4−ジメチルヘプタデシル基、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。
また、R及びRは水素原子であってもよい。
一般式(2)で示される構造の第2の色材は、下記一般式(3)で示される構造を有することが望ましい。
Figure 2014130250
(式(3)中、Aは、隣接する窒素原子と共に環構造を形成することのできる置換基であり、Aは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、又は、水素原子である。)
一般式(3)において、Aが直鎖、分岐又は環状のアルキル基である場合、炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルキル基であることが望ましい。
が直鎖、分岐又は環状のアルキル基である場合の具体例としては、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、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、1,1,2−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−へプチル基、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、t−オクチル基、n−ノニル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、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−テトラメチルオクチル基、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−ジメチルヘプタデシル基、2,6−ジメチルヘプタデシル基、2,4−ジメチルヘプタデシル基、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。
これらのアルキル基の水素原子の一部又は全部はハロゲンで置換されていてもよい。例えば、炭素数1〜20のハロゲノアルキル基であってもよく、クロロメチル基、ジクロロメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。
が置換又は無置換のアリール基である場合、炭素数6〜20のアリール基、又は、ハロゲン原子を含むハロゲノアリール基であることが望ましい。
が置換又は無置換のアリール基である場合の具体例としては、フェニル基、ニトロフェニル基、シアノフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、ジクロロフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、N,N−ジメチルアミノフェニル基、ナフチル基、ニトロナフチル基、シアノナフチル基、ヒドロキシナフチル基、メチルナフチル基、トリフルオロメチルナフチル基等が挙げられる。
が置換又は無置換のアラルキル基である場合、炭素数7〜20のアラルキル基、又は、ハロゲン原子を含むハロゲノアラルキル基であることが望ましい。
が置換又は無置換のアラルキル基である場合の具体例としては、ベンジル基、ニトロベンジル基、シアノベンジル基、ヒドロキシベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、トリメチルベンジル基、ジクロロベンジル基、メトキシベンジル基、エトキシベンジル基、トリフルオロメチルベンジル基、ナフチルメチル基、ニトロナフチルメチル基、シアノナフチルメチル基、ヒドロキシナフチルメチル基、メチルナフチルメチル基、トリフルオロメチルナフチルメチル基等が挙げられる。
が置換又は無置換のヘテロアリール基である場合、具体例としては、ピロリル基、チエニル基、フラニル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、インドリル基等のヘテロアリール基、あるいは、当該ヘテロアリール基にハロゲン原子を含むハロゲノヘテロアリール基が挙げられる。
また、Aは水素原子であってもよい。
としては、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、又は、水素原子であることが望ましく、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、又は、ベンジル基であることがより望ましい。
一般式(3)中、下記一般式(3)’の部分は、下記一般式(3−1)、(3−2)及び(3−3)のいずれかの構造を有することが望ましい。
なお、下記一般式(3−1)〜(3−3)では、*印の付された炭素原子に二重結合が存在している。
Figure 2014130250
Figure 2014130250
(式(3−1)及び(3−2)中、Aは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、エステル基、又は、ヒドロキシ基であり、上記アルキル基及び上記アルコキシ基の水素原子の一部又は全部はハロゲンで置換されていてもよい。式(3−1)及び(3−3)中、R11とR12は、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基である。)
がアルキル基、又は、アリール基である場合の具体例は、Aと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
が直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基である場合、炭素数1〜20の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であることが望ましい。
が直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基である場合の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、iso−ペントキシ基、neo−ペントキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基等が挙げられる。
これらのアルコキシ基の水素原子の一部又は全部はハロゲンで置換されていてもよい。例えば、炭素数1〜20のハロゲノアルコキシ基であってもよく、フルオロメチルオキシ基、3−フルオロプロピルオキシ基、6−フルオロヘキシルオキシ基、8−フルオロオクチルオキシ基、トリフルオロメチルオキシ基、2,2−ビス(トリフルオロメチル)プロピルオキシ基、ジクロロメチルオキシ基、2−クロロエチルオキシ基、3−クロロプロピルオキシ基、4−クロロシクロヘキシルオキシ基、7−クロロヘプチルオキシ基、8−クロロオクチルオキシ基、2,2,2−トリクロロエチルオキシ基等が挙げられる。
がエステル基である場合、エステル基とは、エステル結合を介した脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基をいう。
エステル基の具体例としては、メチルエステル基、エチルエステル基、ブチルエステル基、フェニルエステル基等が挙げられる。
がハロゲン原子である場合の具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
としては、ハロゲノアルキル基、ハロゲン原子、アルキル基、水素原子、又は、シアノ基が望ましい。
11及びR12の具体例はAと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
11及びR12としては、炭素数1〜6の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基が望ましい。
一般式(3−1)及び(3−2)の構造は、それぞれ下記一般式(3−1)’及び(3−2)’の構造であることがより望ましい。
なお、下記一般式(3−1)’及び(3−2)’では、*印の付された炭素原子に二重結合が存在している。
Figure 2014130250
一般式(2)で示される構造の第2の色材は、下記一般式(4)で示される構造を有することも望ましい。
Figure 2014130250
(式(4)中、RとRは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基であり、RとRとで環構造を形成してもよく、RとRは、RとRが結合している窒素原子及びこの窒素原子が結合しているベンゼン環と共にジュロリジン構造を形成してもよい。Rは、水素原子、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、ヒドロキシ基、又は、ハロゲン原子である。)
及びRがアルキル基である場合の具体例は、Aと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
とRとで環構造を形成する場合、一般式(4)の構造としては、例えば、下記一般式(4−1)で示すピペリジノ基、下記一般式(4−2)で示すピロリジノ基、下記一般式(4−3)で示すピペラジノ基、下記一般式(4−4)で示すモルホリノ基などが挙げられる。
Figure 2014130250
(式(4−3)中、R13は、メチル基又は水素原子である。)
とRが、RとRが結合している窒素原子及びこの窒素原子が結合しているベンゼン環と共にジュロリジン構造を形成する場合、一般式(4)の構造としては、例えば、下記一般式(4−5)の構造などが挙げられる。
Figure 2014130250
(式(4−5)中、R14、R15、R16及びR17は、それぞれ独立して、メチル基又は水素原子である。)
また、Rがアルキル基である場合の具体例はAと同様であり、Rがアルコキシ基、又は、ハロゲン原子である場合の具体例はAと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
一般式(4)の構造は、下記一般式(4)’の構造であることがより望ましい。
Figure 2014130250
一般式(2)、(3)及び(4)((4−1)〜(4−5)及び(4)’も含む)中、Yは、酸素原子若しくは窒素原子を含む5員若しくは6員の複素環を形成する原子団であることが望ましい。
酸素原子若しくは窒素原子を含む5員若しくは6員の複素環を形成する原子団は、下記一般式(6−1)、(6−2)、(6−3)及び(6−4)のいずれかの構造を有することが望ましい。
なお、下記一般式(6−1)〜(6−4)では、*印の付された炭素原子に二重結合が存在している。
Figure 2014130250
(式(6−1)中、R18とR19は、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基である。式(6−2)中、Rは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、又は、水素原子である。式(6−3)中、RとRは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、又は、水素原子である。式(6−4)中、R10は、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基である。)
一般式(6−1)において、R18及びR19の具体例はAと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
18及びR19としては、炭素数1〜6の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基が望ましい。
一般式(6−2)中、Rは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、フェニル基、又は、水素原子であることが望ましい。
がアルキル基又はアリール基である場合の具体例は、Aと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
としては、アルキル基であることが望ましい。
一般式(6−3)中、RとRは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、フェニル基、又は、水素原子であることが望ましい。
及びRがアルキル基又はアリール基である場合の具体例は、Aと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
一般式(6−4)中、R10がアルキル基である場合の具体例は、Aと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
一般式(2)、(3)及び(4)中、Yは、下記一般式(5)で示される構造を有することも望ましい。
なお、下記一般式(5)では、*印の付された炭素原子に二重結合が存在している。
Figure 2014130250
(式(5)中、BとBは、それぞれ独立して、シアノ基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、カルボキシル基、又は、COで表されるアルコキシカルボニル基である。なお、Rは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基である。)
一般式(5)中、B及びBがヘテロアリール基である場合の具体例は、Aと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
また、Rがアルキル基である場合の具体例も、Aと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
Yが一般式(5)で示される構造を有する場合、下記式(5−1)、一般式(5−2)及び式(5−3)のいずれかの構造を有することがより望ましい。
なお、下記式(5−1)〜(5−3)では、*印の付された炭素原子に二重結合が存在している。
Figure 2014130250
(式(5−2)中、R20は、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基である。)
一般式(5−2)において、R20の具体例はAと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
20としては、炭素数1〜6の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基が望ましい。
第2の色材が一般式(3)で示される構造を有する場合、一般式(3)’の部分が一般式(3−1)の構造(好ましくは一般式(3−1)’の構造)を有し、Yが式(5−1)、一般式(5−2)、式(5−3)及び一般式(6−1)〜(6−4)のいずれかの構造を有することが望ましい。また、一般式(3)’の部分が一般式(3−2)の構造(好ましくは一般式(3−2)’の構造)を有し、Yが一般式(6−2)又は(6−4)の構造を有することが望ましい。
また、第2の色材が一般式(4)で示される構造を有する場合、一般式(4)’の構造を有し、Yが一般式(5)の構造を有することが望ましく、式(5−1)の構造を有することがより望ましい。
これらの中では、一般式(3)’の部分が一般式(3−1)’の構造を有し、Yが式(5−1)、一般式(6−1)、一般式(6−2)又は一般式(6−3)を有する場合が特に望ましい。
本発明の色補正フィルタに含まれる第2の色材は、下記一般式(8)で示される構造を有するピラジンN−オキシド化合物であることも望ましい。
Figure 2014130250
(式(8)中、Aは、酸素原子及び/又は窒素原子を含む複素芳香環を表し、Mは、2価又は3価の金属原子を表し、Xは、ヘテロ原子を表し、R21、R22、R23は、それぞれ独立して、水素原子又は1価の官能基である。)
一般式(8)において、R21〜R23としては、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜炭素数18の直鎖又は分岐のアルキル基、炭素数3〜炭素数18の環状アルキル基、炭素数2〜炭素数18の直鎖又は分岐のアルケニル基、飽和または不飽和の複素環基、炭素数6〜炭素数18のアリール基、炭素数7〜炭素数20のアラルキル基、炭素数1〜炭素数18の直鎖又は分岐のアルコキシ基、炭素数1〜炭素数18の直鎖又は分岐のアルキルチオ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メルカプト基、ヒドロキシ基、ホルミル基、アシル基、アミノ基、アシルアミノ基、カルバメート基、カルボン酸エステル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、スルホニル基、スルフィニル基、スルファモイル基、スルホン酸エステル基、スルホンアミド基からなる群より選ばれるいずれか1種が挙げられる。
一般式(8)において、Xは、ヘテロ原子を表しているが、硫黄原子又は酸素原子が望ましく、酸素原子がより望ましい。
一般式(8)において、Mは、2価又は3価の金属原子であり、好ましくは2価の金属原子であり、より好ましくは周期表(長周期型)の3族〜12族から選ばれる2価の金属原子である。これらの中でも、Mとしては、ニッケル、コバルト、鉄、亜鉛、銅、マンガン及びパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、ニッケル又は銅がより好ましい。
一般式(8)において、Aとしては、酸素原子及び/又は窒素原子を含む複素芳香環であることが望ましい。具体的には、下記一般式(9−1)〜(9−6)の構造を有することが望ましい。
Figure 2014130250
一般式(9−1)〜(9−6)において、R24〜R34は、それぞれ独立して、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−へプチル基等の置換されてもよい炭素数1〜炭素数18の直鎖又は分岐のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等の置換されてもよい炭素数3〜炭素数18の環状アルキル基;ビニル基、プロペニル基、ヘキセニル基等の置換されてもよい炭素数2〜炭素数18の直鎖又は分岐のアルケニル基;2−チエニル基、2−ピリジル基、4−ピペリジル基、モルホリノ基等の置換されてもよい飽和または不飽和の複素環基;フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基等の置換されてもよい炭素数6〜炭素数18のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の置換されてもよい炭素数7〜炭素数20のアラルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基等の置換されてもよい炭素数1〜炭素数18の直鎖又は分岐のアルコキシ基;メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、sec−ブチルチオ基、t−ブチルチオ基等の置換されてもよい炭素数1〜炭素数18の直鎖又は分岐のアルキルチオ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;ニトロ基;シアノ基;メルカプト基;ヒドロキシ基;ホルミル基;アシル基;アミノ基;アシルアミノ基;カルバメート基;カルボン酸エステル基;アシルオキシ基;カルバモイル基;スルホニル基;スルフィニル基;スルファモイル基;スルホン酸エステル基;スルホンアミド基からなる群より選ばれるいずれか1種の官能基である。
としては、一般式(9−1)及び(9−4)〜(9−6)のいずれかの構造を有することがより望ましい。
一般式(8)で示される構造の第2の色材の好ましい例としては、具体的には、下記式(3−a)〜(3−h)で示す化合物が挙げられる。
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
本発明の色補正フィルタに含まれる第2の色材は、450nm付近の青色を示す光を吸収する化合物であるが、その吸収極大波長(λmax)が420〜480nmである。
第2の色材の吸収極大波長は、一般式(2)中の電子供与性原子団X及び電子求引性原子団Yを変更したり、一般式(8)で表されるピラジンN−オキシド化合物の中心金属原子Mや置換基を変更したりすることによって変化させることができる。
また、吸収極大波長のより望ましい上限値は475nmである。また、吸収極大波長のより望ましい下限値は430nmである。
吸収極大波長は分光光度計により測定することができる。
本発明の色補正フィルタに含まれる、一般式(2)で表される第2の色材は、従来公知の方法により製造することができ、例えば、特表2004−525800号公報、又は、特開2002−188017号公報に記載の方法により製造することができる。また、一般式(8)で表される第2の色材についても、従来公知の方法により製造することができ、例えば、特開2009−114344号公報に記載の方法により製造することができる。
本発明の色補正フィルタは、上述した第1の色材及び第2の色材を含有し、白色LED光源と視認者との間に配置されるものであればよく、その形態、配置場所は特に限定されるものではない。
例えば、第1の色材、第2の色材及びバインダー樹脂を含む色補正コーティング層、第1の色材、第2の色材及び粘着剤を含む色補正粘着剤層、透明樹脂フィルムの上に第1の色材、第2の色材及びバインダー樹脂を含む色補正コーティング層が塗布された色補正フィルム(以下、色補正フィルムA)、透明樹脂フィルムの粘着剤層に第1の色材及び第2の色材が含まれる色補正フィルム(以下、色補正フィルムB)、透明樹脂フィルムに第1の色材及び第2の色材が含まれる色補正フィルム(以下、色補正フィルムC)等の形態が挙げられる。
以後、「色補正フィルム」という場合は、特に区別しない限り上記色補正フィルムA、B、Cの全てを指すものとする。また、第1の色材及び第2の色材が透明樹脂フィルム上のコーティング層、粘着剤層及び透明樹脂フィルムのうちの複数の箇所に含まれたフィルムも「色補正フィルム」に含まれるものとする。
上記バインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、(メタ)アクリル系樹脂(PMMA等)、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂が挙げられる。
また、粘着剤としては、特に限定されるものではないが、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、ゴム系又はシリコン樹脂系等の粘着剤が挙げられる。これらの中ではアクリル系粘着剤、シリコン樹脂系粘着剤が望ましい。
また、透明樹脂フィルムとしては、透明性を有する各種のプラスチック材料が挙げられる。例えば、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等のポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。
また、本発明の色補正フィルタには、さらにその他の添加剤が含まれていてもよい。例えば、近赤外線吸収色素、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、分散剤、難燃剤、滑材、可塑剤等の添加剤が挙げられる。
本発明の色補正フィルタは、白色LEDを光源とする照明装置に用いられる色補正フィルタとすることができる。
なお、白色LEDは、青色LEDと黄色蛍光体の組み合わせにより白色光を得る方式であることが望ましい。
本発明の色補正フィルタを上記照明装置に用いる場合、色補正フィルタの設置位置は、白色LED光源と視認者との間に配置されるものであれば特に限定されるものではない。例えば、電球型白色LED照明、直管型白色LED照明等の照明装置の最も外側にある筐体(ガラス、プラスチック等)の外側表面又は内側表面に塗布された上記色補正コーティング層であってもよく、上記筐体の外側表面又は内側表面に貼り付けられた上記色補正フィルムであってもよい。
なお、筐体とは光が出る部位であり、カバー、フード等とも呼ばれる。
また、筐体自身に第1の色材及び第2の色材が含まれている形態であってもよい。この場合、筐体の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート等の透明高分子成形体が挙げられる。
本発明の色補正フィルタは、白色LEDを光源とするディスプレイ装置に用いられる色補正フィルタとすることができる。
なお、白色LEDは、青色LEDと黄色蛍光体の組み合わせにより白色光を得る方式であることが望ましい。
本発明の色補正フィルタを上記ディスプレイ装置に用いる場合、色補正フィルタの設置位置は、バックライトとしての白色LED光源と視認者との間に配置されるものであれば特に限定されるものではない。
例えば、ディスプレイ装置のガラス板、偏光板等に塗布された上記色補正コーティング層又は色補正粘着剤層であってもよく、ディスプレイ装置のガラス板、偏光板等の表面に貼り付けられた上記色補正フィルムであってもよい。
また、ディスプレイ装置内に設けられる板状の透明高分子成形体の表面に塗布された上記色補正コーティング層又は色補正粘着剤層であってもよく、上記透明高分子成形体の表面に貼り付けられた上記色補正フィルムであってもよい。また、板状の透明高分子成形体自身に第1の色材及び第2の色材が含まれている形態であってもよい。上記透明高分子成形体としては、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート等が挙げられる。
色補正フィルタの位置は、ガラス板や透明高分子成形体の表裏のうち、白色LED光源側であってもよく、視認者側であってもよい。
第1の色材及び第2の色材とバインダー樹脂とを混合して色補正コーティング層を設ける場合、第1の色材の配合量は、バインダー樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部であることが望ましく、第2の色材の配合量は、バインダー樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部であることが望ましい。
また、第1の色材及び第2の色材と粘着剤とを混合して色補正粘着剤層を設ける場合、第1の色材の配合量は、粘着剤100重量部に対して0.01〜10重量部であることが望ましく、第2の色材の配合量は、粘着剤100重量部に対して0.01〜10重量部であることが望ましい。
色補正コーティング層及び色補正粘着剤層を透明樹脂フィルム等(筐体、ガラス板、偏光板、透明高分子成形体等をも含む)に塗布する場合、第1の色材及び第2の色材とバインダー樹脂及び/又は粘着剤、並びに、必要に応じてその他の添加剤を含む組成物を溶剤に溶解及び/又は分散させて塗工液を調製し、スピンコート、スプレー、バーコート、フローコート、グラビアコート、ロールコート、ブレードコート、ダイコーター等の公知の塗布方法により塗工する方法を用いることができる。
また、透明樹脂フィルムや透明高分子成形体中に第1の色材及び第2の色材が含まれている色補正フィルタを製造する場合、透明樹脂フィルムや透明高分子成形体の成形時に、樹脂中に第1の色材、第2の色材及び必要に応じてその他の添加剤を配合しておき、透明樹脂フィルムの成形及び透明高分子成形体の成形を行えばよい。
透明樹脂フィルムや透明高分子成形体中に第1の色材及び第2の色材が含まれている色補正フィルタを製造する場合、第1の色材の配合量は、樹脂100重量部に対して0.0001〜1重量部であることが望ましく、第2の色材の配合量は、樹脂100重量部に対して0.0001〜1重量部であることが望ましい。
本発明の照明装置は、本発明の色補正フィルタを備えることを特徴とする。
照明装置としては、白色LEDを光源として用いる電球型照明、直管型照明、シーリングライト、スポットライト、ダウンライト、投光灯、街路灯、デスクライト等が挙げられる。
上述したように、照明装置において色補正フィルタの設置位置は、白色LED光源と視認者との間に配置されるものであれば特に限定されるものではない。
また、照明装置の白色の種類は特に限定されるものではなく、電球色(色温度2600〜3250K)、温白色(色温度3250〜3800K)、白色(色温度3800〜4500K)、昼白色(色温度4600〜5500K)、昼光色(色温度5700〜7100K)といった色の照明装置が使用される。
本発明の色補正フィルタは、昼白色又は昼光色の照明装置に使用されることが望ましい。
上記色温度の区分はJIS Z 9112の基準に拠っている。
本発明のディスプレイ装置は、本発明の色補正フィルタを備えることを特徴とする。
また、ディスプレイ装置としては、白色LEDを光源とする液晶表示装置(反射型、透過型等を含む)が挙げられる。上述したように、ディスプレイ装置において色補正フィルタの設置位置は、白色LED光源と視認者との間に配置されるものであれば特に限定されるものではない。
以下に本発明をより具体的に説明する実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(1)色補正フィルタの製造
(製造例1)
バインダー樹脂としてのポリメチルメタクリレート(以下、PMMA)7.5g、クロロベンゼン15.3g、トルエン6g、酢酸エチル6.3g及びアセトン5.5gを混合し、PMMA調製液を得た。この調製液1gをトルエン1gで希釈した溶液に、下記式(1−a)で示す第1の色材5mg、及び、下記式(2−a)で示す第2の色材1mgを溶解させ、得られた溶液を無色透明のガラス板上にスピンコートし、乾燥して第1の色材及び第2の色材を含む色補正コーティング層としての色補正フィルタを製造した。この色補正フィルタ名を色補正フィルタ1とする。
なお、下記式(1−a)で示す第1の色材は、一般式(1)においてZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基がt−ブチル基であり、他方の置換基が2−フルオロフェニル基であり、MがCuであるテトラアザポルフィリン化合物である。
Figure 2014130250
Figure 2014130250
(製造例2〜24)
表1に示すように変更した第1の色材及び第2の色材を用いたほかは製造例1と同様にして色補正フィルタを製造した。これらの色補正フィルタのフィルタ名をそれぞれ色補正フィルタ2〜24とした。
表1中、第1の色材における式(1−b)〜(1−e)、及び、第2の色材における式(2−b)〜(2−j)の構造を以下に示す。なお、第2の色材における式(3−c)及び(3−e)の構造は既に示したものと同じである。
なお、下記式(1−b)で示す第1の色材は、一般式(1)においてZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基がt−ブチル基であり、他方の置換基が2−フルオロフェニル基であり、MがPdであるテトラアザポルフィリン化合物である。下記式(1−c)で示す第1の色材は、一般式(1)においてZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基がt−ブチル基であり、他方の置換基が2,2,2−トリフルオロエトキシ基であり、MがNiであるテトラアザポルフィリン化合物である。下記式(1−d)で示す第1の色材は、一般式(1)においてZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基がt−ブチル基であり、他方の置換基が2−フルオロフェニル基であり、MがCoであるテトラアザポルフィリン化合物である。下記式(1−e)で示す第1の色材は、一般式(1)においてZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基がt−ブチル基であり、他方の置換基が2−フルオロフェニル基であり、MがNiであるテトラアザポルフィリン化合物である。
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
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Figure 2014130250
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Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
Figure 2014130250
表1中、フィルタ1には、Zの欄にt−Bu、Zの欄に2−フルオロフェニル基と示しているが、これは、ZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基がt−ブチル基であり、他方の置換基が2−フルオロフェニル基であることを省略して示している。
とZ、ZとZ及びZとZについても、いずれか一方の置換基がt−ブチル基であり、他方の置換基が2−フルオロフェニル基である。また、用いているテトラアザポルフィリン化合物は、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基の位置関係が異なる4種類の異性体を任意の割合で含む混合物である。
他のフィルタについても同様である。
(比較製造例1)
式(1−a)で示す第1の色材を用い、第2の色材を用いなかったほかは製造例1と同様にして色補正フィルタを製造した。この色補正フィルタ名を色補正フィルタ1’とした。
(2)昼白色白色LED光源に対する評価
(実施例1〜15)
色補正フィルタ1〜14及び23を使用して演色性評価を実施した。
評価には、昼白色白色LED電球(東芝ライテック株式会社製 LDA7N/2)を使用し、白色LED電球から出射された光を色補正フィルタに透過させ、色補正フィルタを透過した光の演色評価数及び色温度を評価した。
演色評価数(Ra、R9)はJIS Z 8726の規格に準拠して評価した。
色温度は、JIS Z 8725の規格に準拠して評価した。
演色評価数、色温度の測定は、大塚電子製MCPD−9800を用いて行った。
評価結果を表2に示した。
また、色補正フィルタ1〜14及び23の吸収極大波長を日本分光製分光光度計V−570により測定した結果を表2に示した。なお、吸収極大波長が2つ存在する場合、長波長側の吸収極大波長をλmax、短波長側の吸収極大波長をλmaxとした。一方、吸収極大波長が1つ存在する場合には、その吸収極大波長をλmaxとした。
Figure 2014130250
(比較例1)
実施例1〜15と同じ昼白色白色LED電球を用いて、色補正フィルタを用いずに白色LED電球から出射された光の演色評価数及び色温度を評価した。評価結果を表2に示した。
(比較例2)
色補正フィルタ1’を用いて、実施例1〜15と同様にして昼白色白色LED電球に対する評価を行った。評価結果を表2に示した。
図1には、実施例1及び比較例1において得られる昼白色白色LED光源からの分光スペクトルの比較を示した。また、図2には、実施例14及び比較例1において得られる昼白色白色LED光源からの分光スペクトルの比較を示した。
図1及び図2において「フィルタなし」と示した結果が比較例1の結果である。これらの図から、色補正フィルタを用いることにより、590nm付近のオレンジ色を示す光、及び、450nm付近の青色を示す光がカットされていることがわかる。
表2に示す比較例1と比較例2とを比較すると、昼白色白色LED電球から出射された白色光に対し、色補正フィルタ1’を用いることによって、Raを高くすることができ、白色光の演色性を高めることができたことがわかる。
さらに、比較例2と実施例1〜4とを比較すると、色補正フィルタ1〜4を用いることによって、Raを高い値に維持しつつ、色温度の上昇を抑制することができたことがわかる。
(3)電球色白色LED光源に対する評価
(実施例16〜30)
色補正フィルタとしては色補正フィルタ1、3、6、10、11、13、15〜22及び24を用い、白色LED光源を電球色白色LED電球(東芝ライテック株式会社製 LDA7L/2)に変更して色補正フィルタを透過した光の演色評価数及び色温度を評価した。
評価結果を表3に示した。
Figure 2014130250
(比較例3)
実施例16〜30と同じ電球色白色LED電球を用いて、色補正フィルタを用いずに白色LED電球から出射された光の演色評価数及び色温度を評価した。評価結果を表3に示した。
(比較例4)
色補正フィルタ1’を用いて、実施例16〜30と同様にして電球色白色LED電球に対する評価を行った。評価結果を表3に示した。
表3に示す比較例3と比較例4とを比較すると、電球色白色LED電球から出射された白色光に対し、色補正フィルタ1’を用いることによって、Raを高くすることができ、白色光の演色性を高めることができたことがわかる。
一方、比較例4と実施例16〜19とを比較すると、色補正フィルタ1、3、15及び16を用いても、Ra及び色温度にそれほど変化がないことがわかる。
色温度にそれほど変化が見られないのは、電球色白色LED電球の色温度が最初から低いためであると推測される。
以上より、本発明の色補正フィルタを用いることによって、白色光の演色性を高めつつ、色温度の変化を抑制することができると言える。

Claims (17)

  1. 白色LEDを光源とする装置に用いられる色補正フィルタであって、
    下記一般式(1)で示される構造の第1の色材を少なくとも1種と、
    420〜480nmの波長域に吸収極大を有する第2の色材を少なくとも1種とを含むことを特徴とする色補正フィルタ。
    Figure 2014130250
    (式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、又は、水素原子であり、前記アルキル基及び前記アルコキシ基の水素原子の一部又は全部はハロゲンで置換されていてもよく、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基はそれぞれ互いに異なる。Mは2個の水素原子、2価の金属原子、3価若しくは4価の置換金属原子、又は、オキシ金属である。)
  2. 前記第2の色材は、下記一般式(2)で示される構造を有する請求項1に記載の色補正フィルタ。
    Figure 2014130250
    (式(2)中、RとRは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、又は、水素原子であり、Xは電子供与性原子団を表し、Yは電子求引性原子団を表し、nは0〜5の整数である。)
  3. 前記第2の色材は、下記一般式(3)又は(4)で示される構造を有する請求項2に記載の色補正フィルタ。
    Figure 2014130250
    (式(3)中、Aは、隣接する窒素原子と共に環構造を形成することのできる置換基であり、Aは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、又は、水素原子である。)
    Figure 2014130250
    (式(4)中、RとRは、それぞれ独立して、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基であり、RとRとで環構造を形成してもよく、RとRは、RとRが結合している窒素原子及びこの窒素原子が結合しているベンゼン環と共にジュロリジン構造を形成してもよい。Rは、水素原子、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、ヒドロキシ基、又は、ハロゲン原子である。)
  4. 前記一般式(2)中、Yは、酸素原子若しくは窒素原子を含む5員若しくは6員の複素環を形成する原子団であるか、又は、下記一般式(5)で示される構造を有する請求項2又は3に記載の色補正フィルタ。
    Figure 2014130250
    (式(5)中、BとBは、それぞれ独立して、シアノ基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、カルボキシル基、又は、COで表されるアルコキシカルボニル基である。なお、Rは、直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基である。また、*印の付された炭素原子に二重結合が存在している。)
  5. 前記第2の色材は、下記一般式(8)で示される構造を有する請求項1に記載の色補正フィルタ。
    Figure 2014130250
    (式(8)中、Aは、酸素原子及び/又は窒素原子を含む複素芳香環を表し、Mは、2価又は3価の金属原子を表し、Xは、ヘテロ原子を表し、R21、R22、R23は、それぞれ独立して、水素原子又は1価の官能基である。)
  6. 前記第1の色材の吸収極大波長が570〜620nmである請求項1〜5のいずれかに記載の色補正フィルタ。
  7. 前記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、置換若しくは無置換のアリール基である請求項1〜6のいずれかに記載の色補正フィルタ。
  8. 前記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、それぞれ独立して、水素原子以外の置換基を少なくとも1つ有するフェニル基であり、前記フェニル基の2位、4位及び6位のうちの少なくとも1つが、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基又は3フッ化メチル基で置換されてなる請求項7に記載の色補正フィルタ。
  9. 前記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、それぞれ独立して、水素原子の一部又は全部がハロゲンで置換されたアルコキシ基である請求項1〜6のいずれかに記載の色補正フィルタ。
  10. 前記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、炭素数1〜6のアルキル基である請求項1〜9のいずれかに記載の色補正フィルタ。
  11. 前記一般式(1)中、ZとZ、ZとZ、ZとZ及びZとZの2つの置換基のうち、いずれか一方の置換基は、t−ブチル基又はシクロヘキシル基である請求項10に記載の色補正フィルタ。
  12. 前記一般式(1)中、前記MがCu、Pd、Ni又はCoである請求項1〜11のいずれかに記載の色補正フィルタ。
  13. 前記白色LEDは、青色LEDと黄色蛍光体の組み合わせにより白色光を得る方式に用いられる白色LEDである請求項1〜12のいずれかに記載の色補正フィルタ。
  14. 白色LEDを光源とする照明装置に用いられる請求項1〜13のいずれかに記載の色補正フィルタ。
  15. 白色LEDを光源とするディスプレイ装置に用いられる請求項1〜13のいずれかに記載の色補正フィルタ。
  16. 請求項1〜14のいずれかに記載の色補正フィルタを備えることを特徴とする照明装置。
  17. 請求項1〜13及び15のいずれかに記載の色補正フィルタを備えることを特徴とするディスプレイ装置。
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