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JP2004069758A - 光学フィルター及び画像表示装置 - Google Patents

光学フィルター及び画像表示装置 Download PDF

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JP2004069758A
JP2004069758A JP2002224895A JP2002224895A JP2004069758A JP 2004069758 A JP2004069758 A JP 2004069758A JP 2002224895 A JP2002224895 A JP 2002224895A JP 2002224895 A JP2002224895 A JP 2002224895A JP 2004069758 A JP2004069758 A JP 2004069758A
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JP
Japan
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group
layer
optical filter
ring
refractive index
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002224895A
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English (en)
Inventor
Eiichi Kato
加藤 栄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2002224895A priority Critical patent/JP2004069758A/ja
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Abstract

【課題】近赤外光域に大きな吸収を有し、化学的に安定で、近赤外線吸収性能、熱線吸収能、可視光線透過性能及び耐光性に優れた光学フィルターを得る。
【解決手段】透明支持体上に少なくとも近赤外線吸収性のフィルター層を有する光学フィルターであって、そのフィルター層が式(I)又は(II)で表される近赤外色素を含有する光学フィルター(式中、Aは環状構造を形成可能とする原子団、Aは、−CR−、−NR−、−CH=CH−、酸素原子、硫黄原子等の2価の基、Lはポリメチン基、RおよびRはアルキル基、アラルキル基等、ZおよびZは縮環芳香族環を形成可能とする原子団を表す。Xは必要に応じて電荷を中和するカウンターイオン、Bは電荷の中和が必要な場合に存在するオニウムカチオン、mは1〜4の整数を表す)。
【化1】
Figure 2004069758

【選択図】 なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明支持体およびフィルター層を有する光学フィルターに関する。特に、本発明はプラズマディスプレイパネル(PDP)、液晶表示装置(LCD)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、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面に、色再現性改良および誤動作防止のため取り付けられる光学フィルターに関する。
【0002】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル(PDP)、液晶表示装置(LCD)、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において、ディスプレイから発生する赤外線(主に、750nmから1200nm)によって遠隔操作装置(リモコン)が誤動作するとの問題が報告されている。この問題を解決するために、赤外線吸収フィルターが用いられている。赤外線吸収フィルターに用いる染料としては、例えば、米国特許5945209号明細書に記載がある。
また、ポリメチン染料の会合体を形成して用いる技術が、特開2001−228324号公報等に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、上記のような画像表示装置における画像の高精細性化が更に望まれ、また、光学フィルターとしての近赤外線吸収効果や耐久性等のより一層の性能向上が望まれている。
従って、本発明の目的は、近赤外光域に大きな吸収を有し、化学的に安定で、近赤外線吸収性能、熱線吸収能、可視光線透過性能及び耐光性に優れた光学フィルターを提供することにある。
本発明の更なる目的は、ディスプレーからでる周辺電子機器の誤動作を引き起こす近赤外線領域である750〜1100nm、好ましくは800〜1100nmの領域の光をカットすると共に、ディスプレーの鮮度を阻害しないような可視光線透過率の高い実用的なプラズマディスプレー用フィルターを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、下記の構成によって解決されることが見出された。
(1)透明支持体上に少なくとも近赤外線吸収性のフィルター層を有する光学フィルターであって、そのフィルター層が下記一般式(I)及び一般式(II)で表される近赤外色素の少なくとも1種を含有することを特徴とする光学フィルター。
【0005】
【化4】
Figure 2004069758
【0006】
式(I)中、Aは環状構造を形成可能とする原子団を表し、Aは、−CR−、−NR−、−CH=CH−、酸素原子、硫黄原子、セレン原子又は下記に示す2価の基(Aは環状構造を形成可能とする原子団を表す)表す。ここで、R〜Rは各々独立に水素原子またはアルキル基を表す。
【0007】
【化5】
Figure 2004069758
【0008】
Lは置換基を有しても良いポリメチン基を表す。
およびRは、各々独立に、脂肪族基を表す。
およびZは各々独立に置換または無置換の、ベンゼン環または縮環芳香族環を形成可能とする原子団を表す。
は必要に応じて電荷を中和するカウンターイオンを表す。
【0009】
【化6】
Figure 2004069758
【0010】
式(II)中、A、A、Z、Z、R及びRは、それぞれ前記一般式(I)と同義である。
は、電荷の中和が必要な場合に存在するオニウムカチオンを表す。但し、mは1〜4の整数を表す。
【0011】
(2)上記光学フィルターが、560nm〜620nmの波長領域にも吸収極大を有することを特徴とする上記(1)記載の光学フィルター。
(3)透明支持体、第1フィルター層及び第2フィルター層が積層されている光学フィルターであって、第1フィルター層が560nm〜620nmの波長領域に吸収極大を有し、第2フィルター層が請求項1記載の一般式(I)で表される近赤外色素を含有し、800nm〜1100nmに波長領域に吸収極大を有することを特徴とする上記(2)記載の光学フィルター。
【0012】
(4)透明支持体の片面に、
(i)屈折率が1.65〜2.40である高屈折率層と屈折率が1.20〜1.55である低屈折率層の各々少なくとも一層を有する反射防止膜、並びに、
(ii)560nm〜620nmの波長領域及び750nm〜1100nmの波長領域の少なくともいずれかに吸収極大を有する、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のフィルター層、
を有することを特徴とする光学フィルター。
【0013】
(5)可視光吸収層の560〜620nmの波長領域における吸収極大での半値幅が5〜70nmであることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の光学フィルター。
(6)電磁波遮断層が設けられていることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の光学フィルター。
【0014】
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の光学フィルターをプラズマディスプレイパネルの前面ガラスに直接貼りつけたことを特徴とする画像表示装置。
(8)プラズマディスプレイに前面板が設けられておらず、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の光学フィルターがディスプレイ表面に直接貼り付けられていることを特徴とする画像表示装置。
【0015】
【発明の実施の形態】
[フィルター層]
本発明のフィルター層は、上記一般式(I)及び一般式(II)で表される近赤外色素のうちの少なくとも1種を少なくとも含有する近赤外線遮蔽層である。
【0016】
本発明の一般式(I)で表される近赤外線吸収剤は、特定の波長領域(赤色光乃至赤外線領域)に吸収を有する特定構造の色素であり、以下、適宜「特定色素」と称することもある。
【0017】
前記一般式(I)で表される化合物において、Aによる電荷の中和が必要でない場合には、Aを除く部分の分子内に存在するアニオンとピリリウムイオンとで分子内塩が形成されている構造を有する。
なお、Aを除く部分の分子内に存在するアニオンとしては、SOH、COOH、PO、PO(OR)OH及びSOHから選ばれる少なくとも一種の酸性基が解離することで発生するアニオンであることが好ましい。なお、Rは、炭素数1〜12の置換されてもよい脂肪族基を表す。
一方、前記一般式(I)で表される化合物において、Aによる電荷の中和が必要である場合には、Aとピリリウムイオンとで分子内塩が形成されている構造を有する。
【0018】
前記一般式(II)で表される化合物において、Bによる電荷の中和が必要でない場合には、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとピリリウムイオンとで分子内塩が形成され、更に、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとカチオンとで分子内塩が形成されている構造を有する。
一方、前記一般式(II)で表される化合物において、Bによる電荷の中和が必要である場合には、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとピリリウムイオンとで分子内塩が形成され、更に、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとBとで分子内塩が形成されている構造を有する。
なお、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとしては、SOH、COOH、PO、PO(OR)OH及びSOHから選ばれる少なくとも一種の酸性基が解離することで発生するアニオンであることが好ましい。なお、Rは、炭素数1〜12の置換されてもよい脂肪族基を表す。
ここで、Bで表されるオニウムカチオンとしては、アンモニウムイオン、イミニウムイオンが挙げられる。特にイミニウムイオンが好ましい。
【0019】
本発明において使される赤外線吸収剤は、波長800nmから1100nmに吸収極大を有する染料である。
【0020】
上記式(I)中、Aは環状構造を形成可能とする原子団を表し、Aは、−CR−、−NR−、−CH=CH−、酸素原子、硫黄原子、セレン原子及び前記一般式(I)に併記した2価の基を表す。ここで、R〜Rは各々独立に水素原子またはアルキル基を表す。
は環状構造を形成可能とする2価以上の有機基及びそれらの組合せであればいずれのものでもよく、Aを含む環状構造としては、炭化水素系の環構造のみならず、複数の窒素原子を含むものや、酸素原子、硫黄原子などの他のヘテロ原子を含む環構造であってもよい。また、環構造内に二重結合を有するものであってもよく、多環構造をとるものであってもよい。
を含む環状構造の好ましい形態としては、形成される環構造が、3員環から10員環であるものを挙げることができ、合成適性を考慮すると、5員環および6員環であるものが好ましい。
【0021】
はベンゼン環または縮合芳香族環を形成可能とする原子団を表す。
以上のインドレニン環の3位にスピロ環を形成する塩基性核としては以下のものが好ましい。
【0022】
【化7】
Figure 2004069758
【0023】
これらの塩基性核は置換基を有していても良い。
それらの置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホ基、炭素数1〜22の置換されてもよいアルキル基、炭素数2〜22の置換されてもよいアルケニル基、炭素数2〜22の置換されてもよいアルキニル基、炭素数7〜22の置換されてもよいアラルキル基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、γーフェニルプロピル基等)、炭素数5〜22の置換されてもよい脂環式炭化水素基、炭素数6〜22の置換されてもよいアリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基、クロロフェニル基、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、ヒドロキシフェニル基、メトキシカルボニル基等)、炭素数4以上の置換されてもよい複素環基(例えば、チエニル基、ピリジル基、フリル基等)、炭素数1〜22の置換されてもよいアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、2−シアノエトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、スルホプロピルオキシ基、ベンジルオキシ基、シクロヘキシルオキシ等)、炭素数6〜22のアリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、トリルオキシ基、クロロフェノキシ基、メトキシフェノキシ基、ジクロロフェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、カルボキシレート基(エステル残基としては、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロへキシル基、ベンジル基、フェニル基、トリル基、フリル基、チエニル基等)、
【0024】
アミノ基、置換されたモノ或いはジ置換アミノ基(置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、2−クロロエチル基、2−シアノエチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、シクロへキシル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニル基、クロロフェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ブチルフェニル基等)、炭素数1〜22の置換されてもよいアルキルスルホニル基(アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、エトキシエチル基等)、炭素数6〜22の置換されてもよいアリールスルホニル基(アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クロロフェニル基、メトキシフェニル基、ジクロロフェニル基、ニトロフェニル基等)、炭素数2〜22の置換されてもよいアシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、パレリル基、ピパリル基、ラウロイル基、ベンゾイル基、トルオイル基、ナフトイル基、フロイル基、テノイル基等)、脂肪族カルボン酸或いは芳香族カルボン酸から誘導される炭素数1〜22の置換されてもよいカルボアミド基(例えば、アセトアミド基、クロロアセトアミド基、プロピオアミド基、ベンズアミド基等)又は脂肪族スルホン酸或いは芳香族スルホン酸から誘導される炭素数1〜22の置換されてもよいスルホンアミド基(例えば、メタンスルホンアミド基、トリフロロメタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、トルエンスルホンアミド基等)等が挙げられる。
【0025】
前記アルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、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、エイコサニル基、ヘネイコサニル基、ドコサニル基が挙げられる。
前記アルケニル基としては、二重結合が2つ以上含有されていてもよく、具体的には、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ヘキサデセニル基、オクタデセニル基、エイコセニル基、ドコセニル基、ブタジエニル基、ペタジエニル基、ヘキサジエニル基、オクタジエニル基等が挙げられる。
前記アルキニル基としては、具体的には、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ヘキシニル基、オクタニル基、デカニル基、ドデカニル基等が挙げられる。
【0026】
脂環式炭化水素基としては、単環式、多環式、架橋環式の脂肪族環状炭化水素基が挙げられる。脂環式炭化水素基としての具体例としては、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロヘキサジエン、シクロヘプタン、シクロヘプテン、シクロヘプタジエン、シクロオクタン、シクロオタテン、シクロオクタジエン、シクロオクタトリエン、シクロソナン、シクロソネン、シクロデカン、シクロデセン、シクロデカンジエン、シクロデカトリエン、シクロウンデカン、シクロドデカン、ビシクロヘプタン、ビシクロヘキサン、ビシクロヘキセン、トリシクロヘキサン、ノルカラン、ノルピナン、ノルボルナン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、トリシクロヘプタン、トリシクロヘプテン、デカリン、アダマンタン等の環構造炭化水素が挙げられる。
【0027】
これらの中で、炭素原子数1から12までの直鎖状、炭素原子数3から12までの分岐状、ならびに炭素原子数5から10までの環状の脂肪族基がより好ましい。
【0028】
かかる脂肪族基が更に置換基を有する場合、その置換基としては、水素を除く一価の非金属原子団が用いられる。好ましい例としては、ハロゲン原子(−F、−Br、−C1、−I)、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルジチオ基、アリールジチオ基、アミノ基、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、N−アリールアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、N−アリールカルバモイルオキシ基、N,N−ジアルキルカルバモイルオキシ基、N,N−ジアリールカルバモイルオキシ基、N−アルキル−N−アリールカルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、N−アルキルアシルアミノ基、N−アリールアシルアミノ基、ウレイド基、N’−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアルキルウレイド基、N’−アリールウレイド基、N’N’−ジアリールウレイド基、N’−アルキル−N’−アリールウレイド基、N−アルキルウレイド基、N−アリールウレイド基、N’−アルキル−N−アルキルウレイド基、N’−アルキル−N−アリールウレイド基、N’N’−ジアルキル−N−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアルキル−N−アリールウレイド基、N’−アリール−N−アルキルウレイド基、N’−アリール−N−アリールウレイド基、N’,N’−ジアリール−N−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアリール−N−アリールウレイド基、N’−アルキル−N’−アリール−N−アルキルウレイド基、N’−アルキル−N’−アリール−N−アリールウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルコキシカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アリーロキシカルボニルアミノ基、N−アリール−N−アルコキシカルボニルアミノ基、N−アリール−N−アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、及びその共役塩基基(以下、「カルボキシラート」という。)、
【0029】
アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アルキルカルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基、N−アリールカルバモイル基、N,N−ジアリールカルバモイル基、N−アルキル−N−アリールカルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基(−SOH)及びその共役塩基(以下、「スルホナト基」という。)アルコキシスホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、N−アルキルスルフィナモイル基、N,N−ジアルキルスルフィナモイル基、N−アリールスルフィナモイル基、N,N−ジアリールスルフィナモイル基、N−アルキル−N−アリールスルフィナモイル基、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N,N−ジアルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N,N−ジアリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモイル基、N−アシルスルファモイル基及びその共役塩基基、N−アルキルスルホニルスルファモイル基(−SONHSOR、Rはアルキル基を表す。)及びその共役塩基基、N−アリールスルホニルスルファモイル基(−SONHSOAr、Arはアリール基を表す。)及びその共役塩基基、N−アルキルスルホニルカルバモイル基(−CONHSOR、Rはアルキル基を表す。)及びその共役塩基基、N−アリールスルホニルカルバモイル基(−CONHSOAr、Arはアリール基を表す。)及びその共役塩基基、ホスホノ基(−PO)及びその共役塩基基(以下、「ホスホナト基」という。)、
【0030】
ジアルキルホスホノ基(−PO(R)、Rはアルキル基を表す。)、ジアリールホスホノ基(−PO(Ar)、Arはアリール基を表す。)、アルキルアリールホスホノ基(−PO(R)(Ar)、Rはアルキル基、Arはアリール基を表す。)モノアルキルホスホノ基(−POH(R)、Rはアルキル基を表す。)及びその共役塩基基(以下、「アルキルホスホナト基」という。)、モノアリールホスホノ基(−POH(Ar)、Arはアリール基を表す。)及びその共役塩基基(以下、「アリールホスホナト基」という。)、ホスホノオキシ基(−OPO)及びその共役塩基基(以下、「ホスホナトオキシ基」という。)、ジアルキルホスホノオキシ基(−OPO(R)、Rはアルキル基を表す。)、ジアリールホスホノオキシ基(−OPO(Ar)、Arはアリール基を表す。)、アルキルアリールホスホノオキシ基(−OPO(R)(Ar)、Rはアルキル基、Arはアリール基を表す。)、モノアルキルホスホノオキシ基(−OPOH(R)、Rはアルキル基を表す。)及びその共役塩基基(以下、「アルキルホスホナトオキシ基」という。)、モノアリールホスホノオキシ基(−OPOH(Ar)、Arはアリール基を表す。)及びその共役塩基基(以下、「アリールホスホナトオキシ基」という。)、シアノ基、ニトロ基、アリール基、複素環基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられる。
【0031】
一般式(I)のZで表される縮合環に置換される脂肪族基において、該脂肪族環基に更に導入されるこれらの置換基中のアルキル基(R)の具体例としては、前述のアルキル基の具体例が同様に挙げられる。また、置換基中のアリール基(Ar)の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、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、クロロメチルフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、フェノキシフェニル基、アセトキシフェニル基、ベンゾイロキシフェニル基、メチルオフェニル基、フェニルチオフェニル基、メチルアミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、アセチルアミノフェニル基、カルボキシフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、エトキシカルボニルフェニル基、フェノキシカルボニルフェニル基、N−フェニルカルバモイルフェニル基、フェニル基、ニトロフェニル基、シアノフェニル基、スルホフェニル基、スルホナトフェニル基、ホスホノフェニル基、ホスホナトフェニル基等を挙げることができる。また、アルキル基に置換する置換基としてのアリール基としては、前記に例示されたアリール基が同様に挙げられる。
【0032】
置換基中の複素環基としては、酸素原子、イオウ原子、窒素原子のいずれかを少なくとも1個含有する単環式もしくは多環式の環構造を有するものであればいずれでもよい。例えば、フラニル基、テトラヒドロフラニル基、ピラニル基、ピロイル基、クロメニル基、フェノキサチイニル基、イミダゾイル基、ピラゾイル基、ピリジイル基、ピラジニル基、ピリミデイニル基、インドイル基、イソインドイル基、キノニイル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基、モルホリニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基等が挙げられる。これらの複素環構造は更に置換されもよく、置換基としては、前記に例示されたものと同様の置換基類が挙げられる。また、置換基中のアルケニル基の例としては、ビニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、シンナミル基、2−クロロ−1−エテニル基等が挙げられ、更にアルキニル基の例としては、エチニル基、1−プロピニル基、1−ブチニル基、トリメチルシリルエチニル基、フェニルエチニル基等が挙げられる。
【0033】
これら置換基のうち、更に好ましいものとしては、ハロゲン原子(−F、−Br、−C1、−I)、アルコキシ基、アリーロキシ機、アルキルチオ機、アリールチオ機、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、アシルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、N−アリールカルバモイルオキシ基、アシルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アルキルカルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基、N−アリールカルバモイル基、N−アルキル−N−アリールカルバモイル基、スルホ基、スルホナト基、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N,N−ジアルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモイル基、ホスホノ基、ホスホナト基、ジアルキルホスホノ基、ジアリールホスホノ基、モノアルキルホスホノ基、アルキルホスホナト基、モノアリールホスホノ基、アリールホスホナト基、ホスホノオキシ基、ホスホナトオキシ基、アリール基、複素環基、アルケニル基等を挙げることができる。
【0034】
一方、置換アルキル基において、置換基と組み合わせて置換アルキル基を構成するアルキレン基としては、前述の炭素数1から18までのアルキル基上の水素原子のいずれか1つを除し、2価の有機残基としたものを挙げることができ、好ましくは、炭素原子数1から12までの直鎖状、炭素原子数3から12までの分岐状ならびに炭素原子数5から10までの環状アルキレン基を挙げることができる。該置換基とアルキレン基を組み合わせることにより得られる置換アルキル基の好ましい具体例としては、クロロメチル基、ブロモメチル基、2−クロロエチル基、トリフルオロメチル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシエチル基、アリルオキシメチル基、フェノキシメチル基、メチルチオメチル基、トリルチオメチル基、エチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、モルホリノプロピル基、アセチルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基、N−シクロヘキシルカルバモイルオキシエチル基、N−フェニルカルバモイルオキシエチル基、アセチルアミノエチル基、N−メチルベンゾイルアミノプロピル基、2−オキソエチル基、2−オキソプロピル基、カルボキシプロピル基、メトキシカルボニルエチル基、メトキシカルボニルメチル基、メトキシカルボニルブチル基、アリルオキシカルボニルブチル基、クロロフェノキシカルボニルメチル基、カルバモイルメチル基、N−メチルカルバモイルエチル基、N,N−ジプロピルガルバモイルメチル基、N−(メトキシフェニル)ガルバモイルエチル基、N−メチル−N−(スルホフェニル)ガルバモイルメチル基、スルホプロピル基、スルホブチル基、スルホナトブチル基、スルファモイルブチル基、N−エチルスルファモイルメチル基、N,N−ジプロピルスルファモイルプロピル基、N−トリルスルファモイルプロピル基、N−メチル−N−(ホスホノフェニル)スルファイルオクチル基、ホスホノブチル基、ホスホナトヘキシル基、ジエチルホスホノブチル基、ジフェニルホスホノプロピル基、メチルホスホノブチル基、メチルホスホナトブチル基、トリルホスホノヘキシル基、トリルホスホナトヘキシル基、ホスホノオキシプロピル基、ホスホナトオキシブチル基、ベンジル基、フェネチル基、α−メチルベンジル基、1−メチル−1−フェニルエチル基、p−メチルベンジル基、シンナミル基、アリル基、1−プロペニルメチル基、2−ブテニル基、2−メチルアリル基、2−メチルプロペニルメチル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、等を挙げることができる。
【0035】
前記一般式(I)において、Rは、置換されてもよい脂肪族基を表す。かかる脂肪族基としては、炭素数1〜22の直鎖状又は分岐状の置換されてもよいアルキル基、炭素数2〜22の置換されてもよいアルケニル基、炭素数5〜22の置換されてもよい脂環式炭化水素基が好ましい。これらの脂肪族基、及びこれらに導入される置換基の具体例としては、前記一般式(I)におけるZに導入可能な置換基として挙げた脂肪族基と同義である。
【0036】
前記一般式(I)において、Aは、−C(R)(R)−、−N(R)−、−CH=CH−、酸素原子、イオン原子、セレン原子及び下記に示す二価の基(Aは環状構造を形成可能とする原子団を表す)を表す。
【0037】
【化8】
Figure 2004069758
【0038】
ここで、Aは、前記Aと同一の内容を表す。
は無置換または置換のベンゼン環または縮合芳香族環を表す。
【0039】
これら形成される原子団に相当する複素環としては、例えば、前記の一般式(I)の3位スピロ環構造のインドレニン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環(例えば、ナフト〔2,1−d〕チアゾール環、ナフト〔1,2−d〕チアゾール環等)、チオナフテン〔7,6−d〕環、ベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環(例えば、ナフト〔2,1−d〕オキサゾール環等)、セレナゾール環、べンゾセレナゾール環、ナフトセレナゾール環(例えば、ナフト〔2,1−d〕セレナゾール環、ナフト〔1,2−d〕セレナゾール環等)、オキサゾリン環、セレナゾリン環、チアゾリン環、ピリジン環、キノリン環(例えば、2−キノリン環、4−キノリン環、ベンゾ〔t〕キノリン環等)、イソキノリン環(例えば、1−イソキノリン環、3−イソキノリン環、ベンゾイソキノリン環、)アクリジン環、3,3−ジアルキルインドレニン環、3,3−ジアルキルベンゾインドレニン環、3,3−ジアルキル〔1,7〕ジアゾ−2−インデン環、ペンゾイミダゾール環、ナフトラクタム環等が挙げられる。
【0040】
これらの複素環に相当する原子団は置換基を有していてもよく、置換される置換基としては、前記一般式(I)で例示したインドレニン環を形成する芳香族環に置換され得る基と同様のものが挙げられる。
は前記Rと同一の内容を表す。
【0041】
Lは、置換されてもよいポリメチン基を表し、炭素鎖長7〜11のポリメチン基が好ましく、ヘプタメチン基又はノナメチン基がより好ましいが、赤外線に対する波長適性と安定性の点からヘプタメチン基が特に好ましい。
Lは、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアミノ基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のイミニウムイオン基、下記一般式(1)で表される置換基より選択される基で置換されていても良く、これら置換基上の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシスルホニル基、カルボン酸基、スルホン酸基等が好ましい置換基として挙げられる。これらの中でも、L上の置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、塩素原子等のハロゲン原子、ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基、フェニルチオ基等のアリールチオ基が挙げられ、ハロゲン原子、ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基、及びフェニルチオ基等のアリールチオ基が特に好ましい。
【0042】
【化9】
Figure 2004069758
【0043】
式(1)中、R11及びR12は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜22の置換されてもよいアルキル基、又は炭素数6〜10の置換されてもよいアリール基を表す。Y11は、酸素原子又は硫黄原子を表す。前記アルキル基及びアリール基は置換基を有するものであってもよく、その置換基としては、前記Zに導入可能な置換基と同様のものが挙げられる。
【0044】
Lは、更に、1組又は2組以上の連続した3つのメチン鎖を含むシクロアルケン環を形成しても良くシクロヘキセン環、シクロペンテン環又はシクロブテン環を有することが安定性の点で好ましく、シクロペンテン環又はシクロヘキセン環が特に好ましい。シクロヘキセン環、シクロペンテン環又はシクロブテン環を有する場合は環を形成するのに必要なプロピレン基、エチレン基又はメチレン基上に置換基を有しても良く、好ましい置換基としてはアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、ハロゲン原子、アリール基、水酸基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシスルホニル基、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、スルフィン酸基等が挙げられ、これら複数の置換基が互いに結合してビシクロ環、トリシクロ環を形成してもよい。また、これらの環形成に必要なアルキレン基(例えば、メチレン基など)は、−O−、−S−、−Se−、−NR21−、−CO−、−COO−、−SO−、−SO−、−SO−、−CONH−、−OCONH−、−NHCONH−、−NHCSNH−より選択される2価の原子又は原子団により置換されてもよい。ここで、R21は、炭素数1〜22の置換されてもよい炭化水素基を表す。具体的には、前記一般式(I)におけるZに導入可能な置換基として挙げた各炭化水素基と同義である。
【0045】
また、下記式(2)又は(3)で表されるスクアリリウム環又はクロコニウム環を、置換基を有するシクロブテン環又はシクロペンテン環として有することも好ましい。
【0046】
【化10】
Figure 2004069758
【0047】
更に、1組又は2組以上の連続した2つのメチン鎖(−CH=CH−又は=CH−CH=)は下記式(4)、(5)又は(6)で示される構造により置換されてもよい。
【0048】
【化11】
Figure 2004069758
【0049】
式(4)中、R13及びR14は、各々独立に、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。ここで、脂肪族基及び芳香族基は、具体的には、前記一般式(I)におけるZに導入可能な置換基として挙げた脂肪族基及び芳香族基と同義である。Y12は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。
【0050】
【化12】
Figure 2004069758
【0051】
式(5)中、R15及びR16は、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、又はハロゲン原子を表し、R15とR16は互いに結合し、縮合6員環を形成していてもよい。Y13は、酸素原子又は硫黄原子を表す。
【0052】
前記式(5)で示される構造の好ましい例としては、下記に示す(5−1)〜(5−7)等が挙げられる。
【0053】
【化13】
Figure 2004069758
【0054】
【化14】
Figure 2004069758
【0055】
式(6)中、R17、R18及びR19は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、置換もしくは未置換のアミノ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、N−モノ置換もしくはジ置換のカルバモイル基(N置換基としては、アルキル基又はアリール基)、アルキルスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルボキシ基、スルホ基、又はホスホノ基を表し、R17とR18、R17とR19、及びR18とR19の少なくとも一つで、縮合6員環を形成していてもよい。Y13は、酸素原子又は硫黄原子を表す。
【0056】
は電荷の中和が必要な場合に存在するカウンターアニオンを表し、感光層塗布液の保存安定性から、ハロゲンイオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、及びスルホン酸イオンが好ましく、特に好ましいものとして、過塩素酸イオン、スルホン酸イオンが挙げられる。
【0057】
次に、前記一般式(II)について説明する。
前記一般式(II)中、A、A、Z、Z、R及びRは、前記一般式(I)と同義である。
は、電荷の中和が必要な場合に存在するオニウムカチオンを表す。但し、mは1〜4の整数である。
【0058】
前記一般式(II)で表される化合物において、Bによる電荷の中和が必要でない場合には、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとピリリウムイオンとで分子内塩が形成され、更に、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとカチオンとで分子内塩が形成されている構造を有する。
一方、前記一般式(II)で表される化合物において、Bによる電荷の中和が必要である場合には、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとピリリウムイオンとで分子内塩が形成され、更に、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとBとで分子内塩が形成されている構造を有する。
なお、Bを除く部分の分子内に存在するアニオンとしては、SOH、COOH、PO、PO(OR)OH、SOHから選ばれる少なくとも一種の酸性基が解離することで発生するアニオンであることが好ましい。前記酸性基の中でも、−SOH、−COOH、−POのいずれか1種を有することがより好ましい。なお、Rは、炭素数1〜12の置換されてもよい脂肪族基を表す。これらの脂肪族基、及びこれらに導入される置換基の具体例としては、前記一般式(I)におけるQに導入可能な置換基として挙げた脂肪族基と同義である。
【0059】
ここで、Bで表されるオニウムカチオンとしては、アンモニウムイオン、イミニウムイオンが挙げられる。
アンモニウムイオンとしては、例えば、特開平9−230134号公報に記載のカチオンの例が挙げられる。
また、イミニウムイオンとしては、下記一般式(III)で表されるイオンが挙げられる。ここで、一般式(II)で示される本発明の色素は、色素分子内のアニオンの総価数と一般式(III)で示されるイミニウムイオンのカチオンの総価数は同価となり、電荷が中和されている。
【0060】
【化15】
Figure 2004069758
【0061】
式(III)中、A11およびA12は各々独立に、4級化された窒素原子を含む、置換もしくは無置換の不飽和ヘテロ環を完成させるための有機残基を表し、Q11及びQ12は、各々下記式で示される基を表す(ここで、A13及びA14は、各々独立に上記A11と同じ意味を表し、R22、R23、R24及びR25は、各々独立に、アルキル基、アリール基又は複素環基を表す)。
【0062】
【化16】
Figure 2004069758
【0063】
11、L12、L13、L14及びL15は各々独立に、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、−SO −、−SO−、−O−、−S−、−N(R21)−、−C(=O)−及び−P(=O)−のうちの少なくとも一つを含む連結基を表し(但し、R21は水素原子、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す)、そして、q1及びq2は各々独立に0又は1を表す。
【0064】
11及びA12で表される有機残基は、炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子を含んでいても良い。またA11と4級化された窒素原子とで形成される不飽和ヘテロ環、あるいはA12と4級化された窒素原子とで形成される不飽和ヘテロ環にはベンゼン環が縮合していてもよい。A11(又はA12)と4級化された窒素原子とで形成する不飽和ヘテロ環の例としては、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、イミダゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾトリアゾール環、ベンゾチアゾール環、ピリミジン環およびピラゾール環を挙げることができる。中でもピリジン環、キノリン環およびイソキノリン環が好ましい。A13およびA14は各々独立に上記A11(又はA12)と同じ意味を表す。A13と4級化された窒素原子とで形成される不飽和ヘテロ環、あるいはA14と4級化された窒素原子とで形成される不飽和ヘテロ環の例としては、ピリジン環であることが好ましい。A11、A12、A13又はA14と4級化された窒素原子とで形成される不飽和ヘテロ環上に有する置換基としては、例えば、炭素数6〜10のアリール基、アルキル基、アラルキル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アルキルオキシカルボニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヒドロキシ基、カルボンアミド基、スルホンアミド基、及びピリジル基を挙げることができる。
【0065】
11、L12、L13、L14及びL15で表されるアルキレン、アルケニレン又はアルキニレンは、それぞれ置換されていてもよい。置換基としては、例えば、アリール基(例、フェニル)、アルキル基(例、メチル)、及びヒドロキシル基を挙げることができる。L11、L12、L13、L14及びL15は各々独立に、アルキレン、アルケニレン、−O−及び−S−を単独又は組み合わせたものであることが好ましく、更に好ましくは、アルキレン、−O−及び−S−を単独又は組み合わせたものである。アルキレンは、メチレンであることが好ましい。アルケニレンはビニレンであることが好ましい。R11で表される置換基は、アルキル基であることが好ましく、更に好ましくはメチルである。
【0066】
22、R23、R24及びR25で表されるアルキル基は、炭素数1〜20、更に好ましくは炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基が好ましく、これらは直鎖状、分岐鎖状、または環状であってもよい。具体例としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、2−エチルヘキシル、メトキシエチル及びトリフルオロエチルを挙げることができる。アルキル基の置換基(又は置換原子)の例としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、カルボニルアミド基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバモイル基、ウレイド基、チオウレイド基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、シアノ基、ニトリ基、アルキルチオ基及びアリールチオ基を挙げることができる。
【0067】
22及びR23で表されるアルキル基は、ハロゲン原子(例、F、Cl、Br等)、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基(例、メチル、エチル)、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基(例、フェニル)、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ)、アルールオキシ基、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリールチオ(例、フェニルチオ)、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキルチオ基(例、メチルチオ、エチルチオ)、炭素数2〜10の置換もしくは無置換のアルキルオキシカルボニル基(例、ブトキシカルボニル)、及び炭素数2〜10の置換もしくは無置換のカルボニルアミド基(例、メチルカルボニルアミド)等の置換基で置換されていることが好ましい。R24及びR25で表されるアルキル基は、共に無置換のメチルであることが好ましい。
【0068】
22、R23、R24及びR25で表されるアリール基は、炭素数1〜20、更に好ましくは炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアリール基が好ましい。これらの例としては、フェニル、トリル、ナフチル、2−メトキシフェニル、2−エトキシフェニル、2−プロポキシフェニル、2−ブトキシフェニル、及び2,6−メトキシフェニルなどを挙げることができる。また置換基は、上記アルキル基の置換基として挙げたものと同義である。R22及びR23で表されるアリール基は、ハロゲン原子(例、F、Cl、Br、特にF)、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基(例、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert− ブチル)、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基(例、フェニル)、及び炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ)等の置換基で置換されていることが好ましい。
【0069】
22、R23、R24及びR25で表される複素環基としては、具体的には、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、インドレニン、ピリジン、スルホラン、フラン、ピラゾール、ピロール、クロマン、クマリン等を挙げることができる。また複素環基は、置換基を有していてもよく、その置換基は、上記アルキル基の置換基として挙げたものが挙げられる。
【0070】
q1及びq2が共に0であるか、あるいはq1及びq2が共に1である場合が好ましい。
これらの化合物の具体例として、特開平11−25505号公報の段落番号[0105]〜[0118]記載の化合物が挙げられる。
【0071】
本発明に用いられる前記一般式(I)又は(II)で表される赤外線吸収剤の好ましい具体例を記載するが本発明はこれらに限定されるものではない。
【0072】
【表1】
Figure 2004069758
【0073】
【表2】
Figure 2004069758
【0074】
【表3】
Figure 2004069758
【0075】
【表4】
Figure 2004069758
【0076】
【表5】
Figure 2004069758
【0077】
上記赤外線吸収剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0078】
次に、本発明の近赤外線吸収フィルターの製造方法について説明する。
本発明の近赤外線吸収フイルターの製造方法としては、特定色素を配合したフィルムを透明支持体上に貼り付ける方法、透明基板に特定色素を含む塗工液をコーティングする方法、などが挙られる。
【0079】
本発明の赤外線吸収フィルターを構成するフィルムとしては、実質的に透明であって、吸収、散乱が大きくない樹脂であればよく、特に制限はない。その具体的な例としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリシクロアルカン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン樹脂、SBR、ポリアルカン酸ビニル系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂は、フェノール系、燐系などの酸化防止剤、ハロゲン系、燐酸系等の難燃剤、耐熱老化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤等の公知の添加剤を配合してもよい。これらの樹脂組成物を射出成形、Tダイ成形、カレンダー成形、圧縮成形等の方法や、有機溶剤に溶解させてキャスティングする方法などの成形方法により、フィルム状に成形して用いる。フィルム状に成形された樹脂は延伸されていても未延伸でもよい。また、異なる材料からなるフィルムが積層されていても良い。
フィルムの厚みは、目的に応じて通常10μm未満の範囲から選択される。
【0080】
大きな面積の透明支持体上に薄膜を均一に設ける方法としては、特定色素含有組成物を塗布、乾燥して設ける方法が有利である。
特定色素を含む塗工液は、特定色素をバインダー樹脂とともに溶剤中に溶解させることにより、調製することができる。このとき溶剤に溶解される特定色素およびバインダー樹脂などの全固形分の濃度は、通常5〜50質量%である。また、全固形分は対する特定色素の濃度は、通常1〜80質量%、好ましくは2〜70質量%である。
【0081】
また、特定色素を必要に応じて分散剤を用いて、粒径を通常0.1〜3μmに微粒子化し、バインダー樹脂とともに、溶剤に分散させて調製することもできる。このとき溶剤に分散される特定色素、分散剤、バインダー樹脂等の固形分の濃度は、5〜50質量%であることが好ましい。また、全固形分に対する特定色素の濃度は、通常1〜80質量%、好ましくは5〜70質量%である。用いられる分散剤としては、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、石油樹脂、硬化ロジン、ロジンエステル、マレイン化ロジン、ポリウレタン樹脂、(メタ)アクリレート樹脂等が挙げられる。その使用量は、特定色素に対して、通常0〜100質量%、好ましくは0〜50質量%である。
【0082】
バインダー樹脂としては、実質的に透明であって、吸収、散乱が大きくない樹脂であれば良く、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられる。例えば、上記の特定色素配合フィルムの方法で用いられる樹脂として例示したもの等が挙げられる。その使用量は、特定色素に対して、10〜200質量%、好ましくは30〜100質量%である。
【0083】
また、本発明のフィルター層には、更に、他の近赤外線吸収剤を添加してもよい。他の近赤外線吸収剤としては、有機物質であるニトロソ化合物及びその金属錯塩、ポリメチン系色素(シアニン系、オキソノール系、クロコニウム系、スクワリリウム系、ピリリウム系、アズレヌウム系、)、ジチオール錯塩系化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、トリアリルメタン系色素、インモニウム系色素、ジインモニウム系色素、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、アミノ化合物、アミニウム塩系化合物、または、無機物であるカーボンブラックや、酸化インジウムスズ、酸化アンチモンスズ、周期律表4A、5Aまたは6A族に属する金属の酸化物、もしくは炭化物、またはホウ化物などが挙げられる。
【0084】
本発明のフィルター層は、本発明の特定色素の他、必要であればさらに他の近赤外線吸収剤を併用しながら、波長領域750〜1200nmの近赤外線透過率が25%以下、より好ましくは20%以下、更に好ましくは15%以下となるように赤外線吸収フィルターを調製するのが好ましい。特に透明性と、赤外線吸収性能の面から、本発明の特定色素とポリメチン系色素、ジインモニウム系色素、フタロシアニン化合物及びナフタロシアニン化合物から選ばれる近赤外色素と組み合わせることが好ましい。これらの色素の例としては、例えば特開2001−228324号明細書中の段落番号〔0047〕〜〔0066〕に記載のシアニン色素、入江正浩監修「機能性色素の最新応用技術」pp.46((株)シーエムシー、1996年刊行)、編集池森忠三郎、住谷光圀「特殊機能色素−技術と市場−」pp.77((株)シーエムシー、1986年刊行)等に記載の色素が挙げられるが、これに限定されるものではない。本発明の特定色素は、これらの他の色素を併用した場合に、他の色素の安定性が向上される。
【0085】
更に、本発明のフィルター層には、他の添加剤を併用してもよい。
例えば、褪色防止剤を添加してもよい。染料の安定化剤として機能する褪色防止剤の例には、ハイドロキノン誘導体(米国特許3935016号、同3982944号の各明細書記載)、ハイドロキノンジエーテル誘導体(米国特許4254216号明細書および特開昭55−21004号公報記載)、フェノール誘導体(特開昭54−145530号公報記載)、スピロインダンまたはメチレンジオキシベンゼンの誘導体(英国特許公開2077455号、同2062888号の各明細書および特開昭61−90155号公報記載)、クロマン、スピロクロマンまたはクマランの誘導体(米国特許3432300号、同3573050号、同3574627号、同3764337号の各明細書および特開昭52−152225号、同53−20327号、同53−17729号、同61−90156号の各公報記載)、ハイドロキノンモノエーテルまたはパラアミノフェノールの誘導体(英国特許1347556号、同2066975号の各明細書および特公昭54−12337号、特開昭55−6321号の各公報記載)およびビスフェノール誘導体(米国特許3700455号明細書および特公昭48−31625号公報記載)が挙げられる。
【0086】
光又は熱に対する色素の安定性を向上させるため、金属錯体(米国特許4245018号明細書および特開昭60−97353号公報記載)を褪色防止剤として用いてもよい。
さらに色素の耐光性を改良するために、一重項酸素クエンチャーを褪色防止剤として用いてもよい。一重項酸素クエンチャーの例には、ニトロソ化合物(特開平2−300288号公報記載)、ジインモニウム化合物(米国特許465612号明細書記載)、ニッケル錯体(特開平4−146189号公報記載)および酸化防止剤(欧州特許公開820057A1号明細書記載)が挙げられる。
【0087】
以上のような特定色素を含む塗布組成物に用いる溶媒としては、具体的には、例えば、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジアセトンアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール等)、炭化水素類(トルエン、シクロヘキサン等)、ハロゲン化炭化水素類(エチレンジクロライド等)、ケトン類(アセトン、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等)、エステル類(酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、2−メトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート等)、エーテル類(テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等)、アミド類(ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等)、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、水及びこれらの溶媒の混合物から適切に選択して使用することができる。
【0088】
特定色素を含む塗工液の透明支持体へのコーティングは、ディッピング法、フローコート法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、ロールコート法、ブレードコート法、エアーナイフコート法等の公知の塗工方法で行われる。特定色素を含む層は、乾燥後の膜厚が、通常0.1〜30μm、好ましくは0.5〜10μmとなるように塗布される。
【0089】
また、本発明の光学フィルターは、可視光の560〜620nmの波長領域にも吸収極大(透過率の極小)を有することが好ましい。すなわち、560nm〜620nmに吸収極大を有する可視光色素を含むことが好ましい。
この可視光吸収色素を含む層は、その吸収極大が、570〜600nmの波長領域にあることがさらに好ましく、580〜600nmの波長領域にあることが最も好ましい。吸収極大における透過率は、0.01〜90%であることが好ましく、0.1〜70%であることがさらに好ましい。吸収極大の波長は、光を照射することにより移動させることもできる。
【0090】
本発明の光学フィルターは、560〜620nmの波長領域における吸収極大に加えて、500〜550nmの波長領域にも吸収極大を有していても良い。500〜550nmの波長領域の吸収極大における透過率は、20〜85%であることが好ましい。
500〜550nmの波長領域の吸収極大は、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。500〜550nmの波長領域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、30〜300nmであることが好ましく、40〜300nmであることがより好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、60〜150nmであることが最も好ましい。
【0091】
本発明の光学フィルターとして、上記の特性を有するものであればいずれでもよく、前記の特定色素を含有するフィルター層中に、後述する各可視光吸収色素を含有させてもよいし、可視光吸収層を別に設けてもよい。
【0092】
<可視光吸収層>
本発明の光学フィルターに用いることができる、特定の波長の光を選択的に吸収する可視光吸収層について説明する。
560〜620nmの波長領域における吸収極大は、なるべく緑の蛍光体の発光に影響を与えないよう選択的に光をカットす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。560〜620nmの波長領域における吸収極大での半値幅は、5〜70nmであることが好ましく、10〜50nmであることがさらに好ましく、10〜30nmであることが最も好ましい。
【0093】
光吸収層に上記の吸収スペクトルを付与するためには、色素(染料または顔料)を用いることが好ましい。
500〜550nmの波長領域に吸収極大を持つ色素としては、スクアリリウム染料、アゾメチン染料、シアニン染料、オキソノール染料、アントラキノン染料、アゾ染料、ベンジリデン染料あるいはそれらをレーキ化した顔料が好ましく用いられる。500〜550nmの波長領域に吸収極大を持つ染料の例として、例えば、特開2000−25042号明細書の段落番号〔0018〕〜〔0025〕記載の化合物、特開2001−343520号明細書の段落番号〔0010〕〜〔0013〕に記載の色素(a1)〜(a11)等が挙げられる。
【0094】
560〜620nmの波長領域に吸収極大を持つ色素としては、シアニン染料、スクアリリウム染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、オキソノール染料、アゾ染料あるいはそれらをレーキ化した顔料が好ましく用いられる。560〜620nmの波長領域に吸収極大を持つ染料の例として、例えば特開2000−250420号明細書の段落番号〔0025〕〜〔0034〕に記載のシアニン化合物、特開2001−343520号明細書の段落番号〔0014〕〜〔0018〕に記載の色素(b1)〜(b16)、特開2001−131435号明細書記載のシアニン化合物(例えば同明細書記載の化合物No.(I−1)〜(I−27)等)等が挙げられる。
【0095】
また、本発明の光学フィルターは380〜440nmの波長領域に吸収極大(透過率の極小)を有していることが好ましい。380〜440nmの波長範囲に吸収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、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アゾ系、アゾメチン系の化合物が好ましい。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、スチリル系などである。具体例を下に示す。
【0096】
【化17】
Figure 2004069758
【0097】
可視光吸収層には、2種類以上の色素を組み合わせて用いることができる。
可視光吸収層の厚さは、0.1〜5μmであることが好ましく、0.5〜100μmであることがさらに好ましく、1〜15μmであることが最も好ましい。
【0098】
可視光吸収層は、色素単独でも形成可能だが、色素の安定性および反射率特性の制御のためポリマーバインダーを含むことができる。
【0099】
可視光吸収層のポリマーバインダーとしては、ゼラチンが好ましいが、そのほかにアクリル系、ウレタン系、SBR系、オレフィン系、塩化ビニリデン系、酢酸ビニル系、ポリエステル系、またはこれらの共重合体が好ましく用いられる。ポリマーとしては直鎖のポリマーでも枝分かれしたポリマーでも、また架橋されたポリマーでも良い。またポリマーとしては単一のモノマーが重合したいわゆるホモポリマーでも良いし、2種以上のモノマーが重合したコポリマー でも良い。コポリマーの場合はランダムコポリマーでもブロックコポリマーでも良い。ポリマーの分子量は数平均分子量(GPC法で測定されたポリスチレン換算値)で5,000〜1,000,000、好ましくは10,000〜100,000程度が好ましい。分子量が小さすぎるものは膜強度が不十分であり、大きすぎるものは製膜性が悪く好ましくない。
【0100】
その他、可視光吸収層のポリマーバインダーとして使用できる高分子ラテックスの具体例としては、以下のようなものがある。
メチルメタクリレート/エチルアクリレート/メタクリル酸コポリマーのラテックス、メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/スチレン/アクリル酸コポリマーのラテックス、スチレン/ブタジエン/アクリル酸コポリマーのラテックス、スチレン/ブタジエン/ジビニルベンゼン/メタクリル酸コポリマーのラテックス、メチルメタクリレート/塩化ビニル/アクリル酸コポリマーのラテックス、塩化ビニリデン/エチルアクリレート/アクリロニトリル/メタクリル酸コポリマーのラテックスなど。
【0101】
可視光吸収層に、他の添加剤を添加してもよい。例えば、染料の安定化剤として機能する褪色防止剤の例としては、前記の近赤外線吸収フィルター層で例示したと同様のものが挙げられる。可視光吸収層は、前記近赤外線フィルター層と同様の方法で設けられ、塗布用溶媒及び塗布方法は、先に例示したと同様のものが挙げられる。
【0102】
<透明支持体>
本発明で用いる透明支持体の好ましい例としては、セルロースエステル(例、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースニトレート)、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)、ポリ(メタ)アクリレート(例、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等が含まれる。好ましくはセルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、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である。
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、1.45〜1.70であることが好ましい。
【0103】
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0.01〜20質量%であることが好ましく、0.05〜10質量%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、SiO、TiO、BaSO 、CaCO、タルクおよびカオリンが含まれる。
【0104】
透明支持体には、その上に設ける層(例、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。
【0105】
<反射防止層>
本発明の光学フィルターには、反射防止層を設けることが好ましい。
反射防止層の反射防止機能としては、正反射率が3.0%以下であることが好ましく、1.8%以下であることがさらに好ましい。反射防止層を設ける場合は、低屈折率層が必須である。低屈折率層の屈折率は、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乃至1.55であることが好ましく、1.30乃至1.55であることがさらに好ましい。低屈折率層の厚さは、50乃至400nmであることが好ましく、50乃至200nm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57−34526号、特開平3−130103号、同6−115023号、同8−313702号、同7−168004号、同11−52103号、特開2000−275405号等の各公報記載)、ゾルゲル法により得られる層(特開平5−208811号、同6−299091号、同7−168003号、同11−106704号等の各公報記載)、又は微粒子含む層(特公昭60−59250号、特開平5−13021号、同6−56478号、同7−92306号、同9−288201号、同11−52103号等の各公報に記載)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(特開平9−222502号、同9−227713号、同11−64601号等の各公報記載)。微粒子を含む層は、3乃至50体積%の空隙率を有することが好ましく、5乃至35体積%の空隙率を有することがさらに好ましい。
【0106】
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。高屈折率層の屈折率は、1.65乃至2.40であることが好ましく、1.70乃至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乃至1.9 0であることが好ましい。中・高屈折率層の厚さは、5nm乃至100μmであることが好ましく、10nm乃至10μmであることがさらに好ましく、30nm乃至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バインダ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、(メタ)アクリレート共重合体、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。
【0107】
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乃至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(質量%)が多い成分を意味する。他の元素の例には、Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、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。
【0108】
反射防止層は、表面をアンチグレア機能(入射光を表面で散乱させて、膜周囲の景色が膜表面に移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乃至30%のヘイズを有する。
【0109】
<下塗り層>
透明支持体と隣接する層との間に、下塗り層を設けることが好ましい。
下塗り層は、ガラス転移温度が25℃以下のポリマーを含む層、隣接する層側の表面が粗面である層または隣接する層のポリマーと親和性を有するポリマーを含む層として形成する。なお、隣接する層が設けられていない透明支持体の面に下塗り層を設けて、透明支持体とその上に設けられる層(例えば、低屈折率層、高・中屈折率層等)との接着力を改善してもよい。また、下塗り層は、光学フィルターと画像形成装置とを接着するための接着剤と光学フィルターとの親和性を改善するために設けてもよい。
下塗り層の厚みは、20〜1000nmが好ましく、80〜300nmがより好ましい。
【0110】
ガラス転移温度が25℃以下のポリマーを含む下塗り層は、ポリマーの粘着性で透明支持体と隣接する層とを接着し、好ましく用いることができる。
ガラス転移温度が25℃以下のポリマーは、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の重合または共重合により得ることができる。ガラス転移温度は、20℃以下であることがより好ましく、15℃以下であることがさらに好ましく、10℃以下であることがさらに好ましく、5℃以下であることがさらに好ましく、0℃以下であることが最も好ましい。
表面が粗面である下塗り層は、粗面の上に隣接する層を形成することで、透明支持体と隣接する層とを接着する。表面が粗面である下塗り層は、高分子ラテックスの塗布により容易に形成することができる。ラテックスの平均粒径は、0.02〜3μmであることが好ましく、0.05〜1μmであることがさらに好ましい。
可視光吸収層のバインダーポリマーと親和性を有するポリマーの例には、アクリル樹脂、セルロース誘導体、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、ポリビニルアルコール、可溶性ナイロンおよび高分子ラテックスが含まれる。
二層以上の下塗り層を設けてもよい。
【0111】
下塗り層には、帯電防止剤を添加してもよい。この場合、下塗り層は帯電防止層を兼ねることになる。
帯電防止剤は、上記の下塗り層に付与してもよいし、第2の下塗り層に付与してもよい。また、支持体の反射防止膜側の下塗り層に付与しても、反対側の下塗り層に付与してもよい。両方の側に付与することがより好ましい。
帯電防止性を付与するためには、以下の説明する導電性材料をバインダーとともに分散し塗布することにより付与することができる。
【0112】
好ましく使用される帯電防止用導電性材料は結晶性の金属酸化物粒子であり、酸素欠陥を含むもの及び、用いられる金属酸化物に対してドナーを形成する異種原子を少量含むもの等は一般的にいって導電性が高いので特に好ましい。
金属酸化物の例としてはZnO、TiO、SnO、Al、In、SiO、MgO、BaO、MoO、V等、或いはこれらの複合酸化物が好ましく、特にZnO、In、V、およびSnOが好ましい。異種原子を含む例としては、例えばZnO に対してはAl、In等の添加、SnOに対してはSb、Nb、P 、ハロゲン元素等の添加、またTiOに対してはNb、Ta等の添加が効果的である。これらの異種原子の添加量は、0.01mol%〜30mol%の範囲が好ましいが、0.1〜10mol%であれば特に好ましい。更に、微粒子分散性、透明性改良のために、微粒子形成時に珪素化合物を添加してもよい。
上記金属酸化物微粒子は、導電性を有しており、その体積抵抗率は10Ω−cm以下、特に10Ω−cm以下である。
これらの酸化物については特開昭56−143431号、同56−120519号、同58−62647号、特開平4−79104号などの各公報に記載されている。
【0113】
さらに、特公昭59−6235号公報に記載のごとく、他の結晶性金属酸化物粒子あるいは繊維状物(例えば酸化チタン)に上記の金属酸化物を付着させた導電性素材を使用してもよい。利用できる一次粒子サイズは0.0001〜1μmが好ましいが、0.001〜0.5μmであると分散後の安定性がよく使用しやすい。また、光散乱性をできるだけ小さくするために0.001〜0.3μmの導電性粒子を利用すると透明材料を形成することが可能となり大変好ましい。これらの粒子は分散液及び塗布膜中での粒子は通常数個以上の一次粒子が集合した二次凝集体であり、その粒径は0.3〜0.01μmであり、好ましくは0.2〜0.03μmである。
また、導電性材料が針状あるいは繊維状の場合はその長さは30μm以下で直径が1μm以下が好ましく、特に好ましいのは長さが10μm以下で直径0.3μm以下であり長さ/直径比が3以上である。
【0114】
帯電防止用金属酸化物は、バインダーと共に塗布されることが好ましい。バインダーとしては、特に限定されないが、例えばゼラチンやデキストラン、ポリアクリルアミド、デンプン、ポリビニルアルコールのような水溶性バインダーでもよいし、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、スチレン/ブタジエン共重合体、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの合成重合体バインダーを有機溶媒で使ってもよいし、更にこれらの重合体バインダーを水分散体の形体で用いてもよい。
また、これらの金属酸化物は球形状のものと繊維状のものを混合して使用しても良い。
帯電防止用金属酸化物の含有量は、0.0005g/m以上であり、より好ましくは0.0009〜0.5g/m、特に好ましくは0.0012〜0.3g/mである。
【0115】
最終形態としての反射防止膜の表面抵抗率は、10〜1012Ωの範囲が一般的であり、10〜1012Ωの範囲が好ましく、さらに10〜1012Ωの範囲がより好ましい。表面抵抗率が1012Ωをこえると、帯電防止機能が十分でなく、ほこり等の付着を防ぐことができない。また、表面抵抗率が10Ωを下回るには、多量の導電性金属酸化物を添加しなければならず、そのため下塗り層の膜質が弱くなり低屈折率層の接着強度が低下したり、反射防止膜のヘイズが大きくな過ぎ実用的でない。
また、下塗り層には、透明支持体を膨潤させる溶剤、マット剤、界面活性剤、帯電防止剤、塗布助剤や硬膜剤を添加してもよい。
【0116】
<アンチグレア層>
本発明の光学フィルターは、その表面にアンチグレア層を設け、凹凸を形成することも好ましい。凸部の断面形状は、丸みを帯びた頂点からなだらかな傾斜が周囲に延びていることが好ましい。傾斜部は頂点に近い部分では上に凸、それ以外の部分では下に凸の形態であることが好ましい。頂点は鋭角的であっても、平坦であってもよい。 上方から観察した凸部の形態は、円形または楕円形であることが好ましい。ただし、三角形、四角形、六角形あるいは複雑な形であってもよい。凸部の形状は、凸部の周囲を囲む谷の部分の輪郭で示される。輪郭で示される凸部の大きさは、円相当径で、0.5〜300μmであることが好ましく、1〜30μmであることがさらに好ましく、3〜20μmであることが最も好ましい。
表面の凹凸は、凹凸を有するカレンダーロールにてカレンダープレスを行う方法、マトリクスと粒子とを含む液を支持体上に塗布、乾燥(必要により、硬化)させて層を形成する方法、印刷による方法、リソグラフィーあるいはエッチングにより形成できる。マトリクスと粒子とを含む液を支持体上に塗布する方法が好ましい。
【0117】
上記マトリクスに用いる化合物は、飽和炭化水素またはポリエーテルを主鎖として有するポリマーであることが好ましく、飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーであることがさらに好ましい。ポリマーは架橋していることが好ましい。飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーは、エチレン性不飽和モノマーの重合反応により得ることが好ましい。架橋しているバインダーポリマーを得るためには、二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを用いることが好ましい。
【0118】
二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。また、ヒドロキシル基や、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル、アミド類と単官能もしくは多官能イソシアネート類、エポキシ類との付加反応物、多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアナート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類およびチオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類およびチオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等に置き換えた化合物群を使用する事も可能である。
【0119】
脂肪族多価アルコール化合物として、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、等と不飽和カルボン酸(クロトン酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等)とのモノ置換あるいはポリ置換の重合性化合物が挙げられる。
【0120】
また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。
具体例として、例えば特開2001−281403号明細書中の段落番号[0031]に記載の化合物等が挙げられる。
エチレン性不飽和基を有するモノマーは、塗布後、電離放射線または熱による重合反応により硬化させることが好ましい。
ポリエーテルを主鎖として有するポリマーは、多官能エポキシ化合物の開環重合反応により合成することが好ましい。
【0121】
二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを用いる代わりに、またはそれに加えて、架橋性基を有する化合物を用いてもよい。架橋性基の反応によっても、架橋構造をバインダーポリマーに導入することができる。架橋性基の例には、イソシアナート基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、アルデヒド基、カルボニル基、ヒドラジン基、カルボキシル基、メチロール基、および活性メチレン基を挙げることができる。さらに、ビニルスルホン基、酸無水物、シアノアクリレート誘導体、メラミン、エーテル化メチロール、エステル結合およびウレタン結合が架橋性基に含まれる。テトラメトキシシランのような金属アルコキシドも架橋構造を導入するためのモノマーとして利用できる。ブロックイソシアナート基のように、分解反応の結果として架橋性を示す官能基を用いてもよい。また、架橋基は、分解した結果反応性を示す官能基であってもよい。架橋性を有する化合物は塗布後、熱によって架橋させることが好ましい。
【0122】
凹凸を形成させる粒子としては、無機粒子または有機粒子を用いる。無機粒子を形成する物質の例には、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウムおよび硫酸ストロンチウムが含まれる。有機粒子は、一般にポリマーから形成する。ポリマーの例には、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、セルロースアセテートおよびセルロースアセテートプロピオネートが含まれる。無機粒子よりも有機粒子の方が好ましく、ポリメチルメタクリレートもしくはポリエチレン粒子が特に好ましい。粒子の平均粒径は、0.5〜30μmであることが好ましく、1〜3μmであることがさらに好ましい。粒子を形成する物質あるいは粒径が異なる二種類以上の粒子を組み合わせて使用してもよい。凹凸が形成された表面を有する層の平均厚みは、粒子の平均粒径よりも小さいことが好ましい。
【0123】
本発明の光学フィルターには、ハードコート層、潤滑層、防汚層、帯電防止層、紫外線吸収層、中間層等を設けることもできる。
<ハードコート層>
ハードコート層は、所望により光学フィルターに強度を付与するために設けられる。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。無機微粒子のフィラー(例えば、Al、Si、Zr、Ti等の酸化物)をハードコート層に添加することもできる。
【0124】
<潤滑層>
最表面の反射防止層(通常は低屈折率層)の上に、潤滑層を形成してもよい。潤滑層は、反射防止層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、2〜20nmであることが好ましい。
【0125】
<防汚層>
最表面の反射防止層の上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、親水性あるいは親油性の汚れを付きにくくするものである。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2〜100nmであることが好ましく、5〜30nmであることがさらに好ましい。
【0126】
最表面の反射防止層上に防汚層を設けたり、または反射防止層中に防汚効果を有する化合物(防汚剤)を添加することで反射防止層に防汚性を持たせることもできる。防汚層は、反射防止層の表面エネルギーを下げ、親水性あるいは親油性の汚れを付きにくくするものである。防汚層は、含フッ素化合物及び含ケイ素化合物から選ばれる化合物を用いて形成することができる。防汚層の厚さは2乃至100nmであることが好ましく、5乃至30nmであることがさらに好ましい。防汚層や防汚剤としては、含フッ素化合物を用いるのが好ましい。
【0127】
防汚剤の具体的な化合物としては、例えば、特開2001−10003号公報に記載のようなフッ素を含有するモノマー、フッ素を含有するモノマーと他の親水性もしくは親油性のモノマーとのブロック共重合体、又はグラフト共重合体が挙げられる。フッ素含有モノマーとしては、ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、パーフルオロアルキルスルホンアミドエチルアクリレート、パーフルオロアルキルアミドエチルアクリレート等に代表されるパーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。また、モノマーを使用する際には重合時に飛散を防止するために炭素数7以上のモノマーであることが好ましく、さらに好ましくは炭素数10以上であり、特に好ましくは炭素数13以上である。
【0128】
親水性又は親油性のモノマーとしては、メチルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル、末端に水酸基含有ポリエステルと(メタ)アクリル酸のエステル、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールの(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
市販のものとしては、パーフルオロアルキル鎖のミクロドメイン構造を有するアクリル系オリゴマーのデフェンサMCF−300,312、323等、パーフルオロアルキル基・親油性基含有オリゴマーのメガファックF−170、F−173、F−175等、パーフルオロアルキル基・親水性基含有オリゴマーのメガファックF−171等(大日本インキ化学工業(株)製)や、表面移行性に優れたセグメントと樹脂に相溶するセグメントよりなるビニルモノマーのブロックポリマーであるフッ化アルキル系のモディパーF−200、220、600、820等が挙げられる。
【0129】
<帯電防止層>
光学フィルターに帯電性を付与する目的で、帯電防止層を形成することができる。帯電防止層は、通常透明支持体の反射防止膜層側に形成される。
帯電防止層は、以下に説明する導電性材料をバインダーとともに分散し塗布することにより形成することができる。
好ましく使用される帯電防止用導電性材料およびバインダーとしては、前記下塗り層に帯電防止性能を付与し、帯電防止層を兼ねる際に用いる帯電防止用導電性材料およびバインダーを用いることができる。
【0130】
[各層の形成と光学フィルターの使用等]
以上述べた光学フィルターの種々の層は、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。ワイヤーバーコート法、グラビアコート法およびエクストルージョンコート法が好ましい。
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3526528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。
各層の塗布液には、ポリマーバインダー、硬化剤、界面活性剤、pH調整剤のような添加剤を加えることができる。
塗布法以外にも、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法により層を形成することもできる。
【0131】
<電磁波遮蔽層>
なお、画像表示装置のディスプレイから発生される電磁波を遮蔽する必要がある場合には、ディスプレイの前面に導電性の高い膜が必要であり、本発明の光学フィルターに導電層が設けられる。
導電層の種類としては、銀などの金属層と金属酸化物の積層系を用いる方法、格子状等にエッチングした金属薄膜、導電性メッシュを用いる方法などがあるが、モアレを起こさないという点で銀などの金属層と金属酸化物の積層系を用いる方法が好ましい。
導電層の抵抗は、500Ω/□以下であることが好ましく、さらに好ましくは50Ω/□以下であることが好ましく、特に好ましくは3Ω/□以下である。また、実質的な下限としては、スパッタ膜で1Ω/□、金属メッシュでは0.5Ω/□程度である。
透明導電層を設置する層としては、可視光吸収層と同一の支持体上でもよいし、他の支持体でもよい。
【0132】
上記銀などの金属層と金属酸化物の積層系は、透明であることが好ましい。金属薄膜の金属としては、金、銀、銅、白金、ロジウム、イリジウム、パラジウム、から選ばれる1種もしくは2種以上の合金が好ましく、パラジウムと銀との合金が特に好ましい。この合金中の銀の含有率は、80質量%以上であることが好ましい。金属酸化物薄膜の金属酸化物としては、TiO、SnO 、ZnO、ITOおよびInを主成分とするものであることが好ましく、Gaなどを添加しても良い。
金属層と金属酸化物層とを積層すると、金属酸化物層により金属層を保護(酸化防止)し、可視光の透過率を高くすることができる。積層する構成としては、支持体/(金属酸化物層/金属層)n/金属酸化物層であることが好ましい。ここでnは1以上の整数であり、1〜10の整数が好ましく、更に好ましくは1〜7の整数であり、特に好ましくは1〜5の整数である。金属層、金属酸化物層はそれぞれ、二種以上の積層であっても良い。また金属層上に金属層を保護するための層を設けても良い。
【0133】
また、上記層構成において、金属アルコキサイド化合物の薄膜も、金属層と積層することができる。金属酸化物または金属アルコキサイド化合物の層は、金属層の両側に積層することができる。金属層の両側に積層する場合、異なる種類の層を用いてもよい。
金属層の厚さは、合計5〜60nmであることが好ましく、10〜55nmであることがさらに好ましく、15〜50nmであることが最も好ましい。
金属酸化物または金属アルコキサイド化合物層の厚さは、20〜300nmであることが好ましく、40〜150nmであることがさらに好ましい。
金属層は、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、プラズマPVD法あるいは金属または金属酸化物の超微粒子塗布により形成することができる。中でもスパッタリング法が好ましい。
また、スパッタリングする透明支持体上には支持体からの可塑剤の揮散を防ぐためにアクリル系、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)を用いてオーバーコート層を10μm以下の厚みで有することが好ましい。また、特開2001−343520号に記載のメッシュ状の金属薄膜とする方法も好ましい。
【0134】
光学フィルターは、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)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。
本発明に従う光学フィルターは、プラズマディスプレイパネル(PDP)または陰極管表示装置(CRT)、特にプラズマディスプレイパネル(PDP)に用いると、顕著な効果が得られる。
【0135】
本発明の光学フィルターは、透明支持体を前面ガラス板を撤去された画像表示装置のパネル、例えばプラズマディスプレイパネルに直接貼り合わせることができる。その際ガラス破損防止、破損時のガラスによる怪我を防ぐため、本発明の光学フィルターを構成する透明支持体に1〜5枚、好ましくは1枚または2枚のの透明支持体を積層することが望ましい。
この場合、透明支持体の膜厚の合計が250μm以上であることが好ましく、より好ましくは350μm以上であり、特に好ましくは400μm以上である。また、実質的な上限としては5mmで、好ましくは4mmで、さらに好ましくは2mmである。厚いほど強度は増すが張り合わせの手間、視認性の劣化が起こるので、透明支持体の材質や他の層の構成を勘案して適宜選ぶことができる。
また、用いる透明支持体の内、一枚が160μm以上であることが好ましい。また、可視光吸収層は低反射層と同一の支持体の低反射層の反対面側に設置されてもよいし、別の支持体に設置されても良い。近赤外線遮蔽フィルター層、透明導電層も同様である。
【0136】
支持体同士を貼りつける際には、粘着剤を用いることが好ましい。粘着剤は、粘着性を有し、ゴム状の粘りを有する材料である。粘着剤として、好ましくは天然ゴム系、SBR系、ブチルゴム系、再生ゴム系、アクリル系、ポリイソブチレン系、シリコーンゴム系、ポリビニルブチルエーテルなどを挙げることができ、なかでもアクリル系が好ましい。
粘着剤に関しては、高分子学会編「高機能接着剤・粘着剤」などに記載されているものを用いることができる。
粘着剤層は、これらの粘着剤を水または溶剤に、溶解または分散した塗布液を直接塗布、乾燥して得られるが、あらかじめ剥離性の良好なPETなどの支持体上に粘着剤層を設けたものをラミネートして粘着剤層を設けることもできる。
【0137】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されて解釈されることはない。
【0138】
実施例1及び比較例1
(実施例1)
前記の例示化合物(A−1)で示される特定色素1.5gおよびポリシクロヘキシルメタクリレート(重量平均分子量10万)10kgを280℃で溶融混練して、押し出し成型機を用いて、厚み2mmのフィルターを作製した。該フィルターについて、(株)島津製作所製分光光度計UV−3100にて透過率を測定した。可視光線透過率は85%(JIS−R−3106に従って計算した)、850〜1000nmの平均光線透過率は14%であった。
このフィルムに、UVカットフィルターSC−39(富士写真フィルム(株)製)を装着し、キセノンロングライフフェードメーター(FAL−25AX−HCB−EC)(スガ試験機社製品)により、300時間照射し、照射前後の吸収極大波長における吸収強度を測定したところ、色素残存率(照射前の強度÷照射後の強度×100)は、88%であり、耐光性が高いことを確認した。
【0139】
(比較例1)
実施例1において、特定色素(化合物(A−1))1.5gの代わりに、下記色素(R−1)1.5gを用いた他は実施例1と同様にしてフィルターを作製した。可視光線透過率は83%、850〜1000nmの平均光線透過率は30%であった。
このフィルムに、実施例1と同様にUVカットフィルターSC−39を装着した耐久テストの結果、75%であり、耐光性は低いものであった。
【0140】
【化18】
Figure 2004069758
【0141】
以上の結果より、本発明のフィルターは、可視光透過性に優れ且つ近赤外の長波側領域(850〜1000nmの領域)で近赤外線遮蔽効果が良好であり、耐久性も十分であった。一方、比較例1は、近赤外線遮蔽効果と耐久性が充分でなかった。
【0142】
実施例2〜11
実施例1において、特定色素(化合物(A−1))1.5gの代わりに、下記表−Aの各色素を用いた他は、実施例1と同様にしてフィルターを作製した。
実施例1と同様にして各フィルターの性能を調べた所、いずれも実施例1と同等以上の良好な性能を示した。
【0143】
【表6】
Figure 2004069758
【0144】
実施例12
(下塗り層の形成)
厚さ100μmの透明なポリエチレンテレフタレート(略称:PET)フィルムの両面をコロナ処理した後、片面にスチレン−ブタジエンコポリマーからなるラテックスを厚さ130nmとなるよう塗布し、下塗り層を形成した。
【0145】
(フィルター層の形成)
本発明の特定色素:化合物例(A−13)の5質量%THF溶液0.06gに、バイロン300東洋紡(株)製)のクロロホルム溶液(樹脂濃度20質量%)を1.5g添加し、超音液洗浄機にて、完全に溶解させた後、この塗工液を、バーコータ#24で上記の下塗り処理したPETフィルムに塗工し、乾燥することにより、近赤外吸収フィルムを得た。塗布膜厚は、約10μmであった。
このフィルムについて、実施例1と同様にして透過率、耐久性を測定した。可視光線透過率は85%、850〜1100nmの平均光線透過率は15%、色素残存率は92%であり、良好な性能を示した。
得られたフィルムを、プラッズマディスプレー等の前面に配置したところ、色目の変化はなく、コントラストが向上しかつ、近赤外練の放射も低減された。
【0146】
実施例13〜17
(支持体上への下塗り層および帯電防止層の形成)
厚さ175μmの透明支持体(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、可視光吸収層、赤外線遮蔽フィルター層を設置する面に屈折率1.55、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(LX407C5、日本ゼオン(株)製)を膜厚が300nmとなるよう塗布し、下塗り層を形成した。反対面にも屈折率1.55、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(LX407C5、日本ゼオン(株)製)と酸化錫・酸化アンチモン複合酸化物(石原産業(株)FS−10D)を質量で5:5の割合で混合し乾燥後の膜厚が200nmとなるよう塗布し、帯電防止層を兼ねる下塗り層を形成した。
【0147】
(ハードコート層の形成)
酸化ジルコニウムの48質量%分散液(溶媒:メチルエチルケトン/シクロヘキサノン、質量比1/1)37.2g、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA、日本化薬(株)製)4.46g、光重合開始剤1.17g(イルガキュア907、チバガイギー社製)を混合溶解した。
上記下塗り層および帯電防止層上に上記溶液を乾燥膜厚が6μmとなるようにワイヤーバーにて塗布、乾燥し、紫外線を照射し硬化させた。
【0148】
(反射防止層の形成)
(1)高屈折率層Hn−1などの形成
二酸化チタン微粒子(TTO−55N、シェル材料;なし、石原産業(株)製)30.0質量部、市販のアニオン性モノマー(PM−21、日本化薬(株)製)4.5質量部、市販のカチオン性モノマー(DMAEA、(株〉興人)0.3質量部およびシクロヘキサノン65.2質量部を、サンドグラインダーミルにより分散し、質量平均径55nmの二酸化チタン分散液を調製した。特開平11−153703号公報、実施例1に記載の方法と同様に前記二酸化チタン分散物とジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA、日本化薬(株)製)、光重合開始剤(イルガキュア907、チバガイギー社製)、光増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)およびメチルエチルケトンを添加し、高屈折率層用塗布液を調製した。添加量は、高屈折率層の屈折率が1.75となるように調節した。
【0149】
具体的には、モノマーの合計量(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アニオン性モノマー(1)およびアニオン性モノマー(2)の合計量)と二酸化チタンとの体積比が79.0/21.0、光重合開始剤と光増感剤との質量比が3/1、そして、光重合開始剤と光増感剤の合計量とモノマーの合計量との質量比が6/100になるように調節した。
前記ハードコート層の上に、本高屈折率層用塗布液をバーコーターで塗布し、紫外線を照射して層を硬化させた。このようにして、厚さ(乾燥膜厚)が50nmの高屈折率層を形成した。
同様にしてHn−2として屈折率が1.94、Hn−3として屈折率が1.73、Hn−4として屈折率が1.62となるように酸化チタンとモノマーの比を調整し高屈折率層を形成した。
【0150】
(2)低屈折率層Ln−1などの形成
ジぺンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA、日本化薬(株)製)6g、光重合開始剤(イルガキュア907、チバガイギー社製)0.5g、光増感剤(カヤキュアーDETX,日木化薬(株)製)0.2gおよびメチルエチルケトン200gを混合、攪拌して、低屈折率層の塗布液を調製した。塗布液を高屈折率層の上にワイヤーバーを用いて厚さ100nmに塗布し、これを乾燥後、100℃に加熱して12W/cmの高圧水銀灯を用いて1分間紫外線照射し架橋させた。その後室温まで放冷して低屈折率層(屈折率:1.53)を形成した。このようにして、反射防止膜を作成した。反射防止膜の反射率の最低値を、反射率計(V−550、ARV−474(日本分光(株)製)で測定した。
【0151】
同様にしてDPHAの替わりにトリエチレングリコールジアクリレートを使用した以外はLn−1と同様にして低屈折率層Ln−2、ペンタエリスリトールテトラアクリレートを形成した以外はLn−1と同様にして低屈折率層Ln−3を形成した。
また、DPHAに粒径が10〜20nmのSiOを質量比でDPHA/SiOが60/40となるようメチルエチルケトンと共に混合、塗布しLn−4を形成した。
Ln−5としては、Hn−4のDPHAの替わりにトリエチレングリコールジアクリレートを使用した以外はHn−4と同様にして得た。
【0152】
(3)中屈折率層Mn−1の形成
中屈折率層としてHn−1と同じ塗布液を用いMn−1を形成した。
【0153】
(4)反射防止膜1〜11の形成
下記表−Bに示される反射防止膜を形成した。
【0154】
【表7】
Figure 2004069758
【0155】
(可視光吸収層の形成)
ゼラチンの10質量%水溶液180gにpHが7になるように1規定の水酸化ナトリウム溶液を添加し、下記色素(v−1)0.05gおよび下記色素(v−2)0.05gを添加し、30℃で24時聞攪拌した後、2μmのポリプロピレンフィルターで濾過した。得られたフィルター層用塗布液を反射防止膜1〜7(実施例1〜7)に、低屈折率層が形成されている裏面の300nmの下塗り層側に、乾燥膜厚が3.5μmとなるように塗布し、120℃で10分間乾燥した。
【0156】
【化19】
Figure 2004069758
【0157】
(赤外線遮蔽フィルター層の形成)
本発明の特定色素:化合物例(A−6)3.5質量%及び化合物例(A−17)3.5質量%のTHF溶液0.06gに、「メチルメタクリレート/アクリル酸(99/1)質量比」共重合体(重量平均分子量10万)のTHF/トルエン(1/1)体積比の溶液(樹脂濃度20質量%)を1.5g添加し、超音波洗浄機にて、完全に溶解させた塗工液を、バーコータ#24で上記の可視光吸収層上に塗工し、乾燥することにより、光学フィルターを作成した。塗布膜厚は、5μmであった。
【0158】
作成した光学フィルターについて、分光透過率を調べた。可視光領域の400nmの吸収極大での透過率は35%、595nmの吸収極大での透過率は30%で、850〜1000nmの近赤外線領域の透過率は8%であった。又、595nmの半値幅は30nmであった。
これら光学フィルターをプラズマディスプレイに直接貼り合わせ、色味、800〜900nmの領域での近赤外線カット性、消しゴム擦り耐性を比較した。
【0159】
【表8】
Figure 2004069758
【0160】
{赤外線カット性の評価}
800から820nm、890から910nm、970から990nmの透過率において
○・・・いずれも20%以下である
△・・・一部20%以下である
△・・・いずれも20%以上である。
【0161】
{消しゴム擦り評価}
ライオン(株)製消しゴムNo.50を用いて1kgの荷重をかけ表面を50往復し、表面の損傷を目視で評価した。
○・・・傷無し
△・・・一部傷あり
×・・・膜がはがれる
【0162】
{防汚性の評価}
指紋付着性評価のため接触角を測定した。
○・・・100°以上
△・・・70°以上100°未満
【0163】
表−Cの結果より、本発明の光学フィルターは、色補正に優れたものであり、近赤外線カット性及び膜の強度も充分であった。また、フィルター表面の対防汚性も良好であった。
更に、上記各光学フィルターについて、実施例1と同一の耐光テストの方法で試験を行なった所、いずれのフィルターも、実用上何ら問題のないレベルの性能を示した。
【0164】
実施例18
(下塗り層の形成)
厚さ100μmの透明な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、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、下塗り層を形成した。乾燥後の膜厚として、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。
【0165】
(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、反射防止層を設ける面の下塗り層の上には屈折率1.50、ガラス転移温度50℃のアクリル系ラテックス(HA16、日本アクリル(株)製)を乾燥後の厚さ20nmとなるように塗布し、第2下塗り層を形成した。
【0166】
(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た。
【0167】
(可視光吸収層の形成)
実施例13記載の可視光吸収層形成において、色素(v−1)及び色素(v−2)の代わりに下記色素(v−3)及び色素(v−4)を各同量用いた他は、実施例13と同様にして塗布液を作製した。この塗布液を透明支持体の低屈折率層を塗布した反対側の第2下塗り層上に、転燥膜厚が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、反射防止層とフィルター層を付与した支持体を作製した。
【0168】
【化20】
Figure 2004069758
【0169】
(近赤外線遮蔽フィルター層の形成)
実施例13記載の近赤外線遮蔽フィルター層形成において、化合物例(A−6)及び(A−17)の代わり特定色素の化合物例(D−2)及び化合物例(D−3)を各同量用いた他は、実施例13と同様にして上記の可視光吸収層上に塗布・乾燥した。塗布膜厚は4μmであった。
【0170】
(ガラス透明支持体上への電磁波遮へい層、反射防止層の塗設)
厚き3mmの無色透明ガラス板の表面に銀をスパッターし、表面抵抗が2.5Ω/平方cmとなるように厚さ約12nmの膜を塗設した。こうして塗設した銀の膜の上に、真空蒸着法を用いてMgF、次にSiO、TiO、MgFの順に光学膜厚(屈折率と膜厚の積)が130〜140nmとなるように蒸着した。この反射防止膜の反射率を測定したところ、表面反射率は0.6%であった。
【0171】
(前面板の作製)
低屈折率層、可視光吸収層及び近赤外線遮蔽層を塗布したポリエチレンテレフタレートフィルムの該遮蔽層面にアクリル系の粘着剤を原さ30μmの厚さで塗布し、上記反射防止層を蒸着したガラス板の反射防止層を蒸着した面とは反対面に貼りつけ、本発明の前面板を作製した。
【0172】
(光学フィルムの性能評価)
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、上記作製した前面板を、フィルター層がプラズマディスプレイパネルの画像表示面に向くように本体に取り付けた。電磁波および近赤外線遮へい層をプラズマディスプレイパネルの背面の金属部アースに接続し、プラズマディスプレイパネルより放射される電磁波により電磁波および近赤外線遮へい層に誘起される電圧をアースに導通し、機能の評価を実施した。評価項目として、電磁波および赤外線遮へい能、表示される画像のコントラストの測定および目視による色再現性の評価を行った。電磁波遮へい能は、周波数10MHz〜200MHzの範囲で最低9デシベル以上が得られ、情報処理装置等で規制されている電磁波の外部漏洩レベルを達成した。また、近赤外線領域の線スペクトル遮へい能は、800〜1000nmの範囲で14%となり、周辺に設置される赤外線リモートコントロール装置に対する妨害を防止できた。コントラストおよび目視による色再現性は、著しく改善された。コントラストは前面板を交換する前は104であったが実施例ではいずれも15:1であった。前面板の交換前にくらべて、オレンジ色の入った赤が純赤に、緑がかった青が鮮やかな青に、また黄ばんだ感じの白が純白に改良されていることを確認した。
また、実施例1に記載の耐光性テスト後のフィルターの性能は、経時前と殆ど変わらず、視認上は何ら変わらない良好なものであった。
【0173】
【発明の効果】
本発明の光学フィルターは、近赤外光域に大きな吸収を有し、化学的に安定で、近赤外線吸収性能、熱線吸収能、可視光線透過性能及び耐光性に優れている。また、この光学フィルターをプラズマディスプレイパネルに使用することで、ディスプレーからでる周辺電子機器の誤動作を引き起こす近赤外線領域である700〜1100nm、好ましくは800〜1100nmの領域の光をカットすると共に、ディスプレーの鮮度を阻害を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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の前面に本発明の前面板を用いた場合の断面概念図である。図1−1は本体Aと前面板Dが密着した場合、図1−2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。
【図2】前面板の層構成の断面模式図である。図2−1および図2−2は図1−1の、図2−3および図2−4は図1−2の配置に対応する層構成の例である。
【符号の説明】
A CRTまたはPDP
B 支持体
C 各種フィルター層および反射防止層
D 前面板
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

Claims (3)

  1. 透明支持体上に少なくとも近赤外線吸収性のフィルター層を有する光学フィルターであって、そのフィルター層が下記一般式(I)及び一般式(II)で表される近赤外色素の少なくとも1種を含有することを特徴とする光学フィルター。
    Figure 2004069758
    式(I)中、Aは環状構造を形成可能とする原子団を表し、Aは、−CR−、−NR−、−CH=CH−、酸素原子、硫黄原子、セレン原子又は下記に示す2価の基(Aは環状構造を形成可能とする原子団を表す)表す。ここで、R〜Rは各々独立に水素原子またはアルキル基を表す。
    Figure 2004069758
    Lは置換基を有しても良いポリメチン基を表す。
    およびRは各々独立に脂肪族基を表す。
    およびZは各々独立に置換または無置換の、ベンゼン環または縮環芳香族環を形成可能とする原子団を表す。
    は必要に応じて電荷を中和するカウンターイオンを表す。
    Figure 2004069758
    式(II)中、A、A、Z、Z、R及びRは、それぞれ前記一般式(I)と同義である。
    は、電荷の中和が必要な場合に存在するオニウムカチオンを表す。但し、mは1〜4の整数を表す。
  2. 請求項1記載の光学フィルターをプラズマディスプレイパネルの前面ガラスに直接貼りつけたことを特徴とする画像表示装置。
  3. プラズマディスプレイに前面板が設けられておらず、請求項1記載の光学フィルターがディスプレイ表面に直接貼り付けられていることを特徴とする画像表示装置。
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