JP2004361551A

JP2004361551A - Optical filter

Info

Publication number: JP2004361551A
Application number: JP2003157842A
Authority: JP
Inventors: Tsutayoshi Misawa; 伝美三沢; Taizo Nishimoto; 泰三西本; Masakatsu Nakatsuka; 正勝中塚
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-03
Also published as: JP4250026B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical filter which can selectively cut the light of specified wavelength generated in various kinds of displays, and has high visible light transmittance without disturbing color purity of the display. <P>SOLUTION: The optical filter contains at least one kind of tetraaza porphyrin having the maximum absorption wavelength in 570-605 nm in the substrate. Since the optical filter contains the tetraaza porphyrin having the maximum absorption wavelength in 570-605 nm in the substrate, the excessive light in the wavelength band of 570-605 nm generated in the various kinds of displays is efficiently cut. Therefore, by using the red color part of visible light rays, the preparation of the optical filter for display which has excellent durability and is easily molded by means of various kinds of methods is made possible. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テトラアザ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５７０〜６０５ｎｍの範囲）が含まれているため、可視光線の赤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。
【０００３】
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用いることが有効であり、特定波長帯の光線を通さない光学フィルターが提案されている。例えば、特許文献１〜２などに開示されている。
しかしながら、これらの先行技術で開示されている色素は、吸収波長帯がブロードなため、本来遮断すべき特定波長帯以外の波長帯をも遮断するため、発光色の色純度は不十分である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２２８８２８号公報
【特許文献２】
特開２００２−３２８２１９号公報
【０００５】
【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。
【０００６】
【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、テトラアザポルフィリン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５７０〜６０５ｎｍの波長帯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。
【０００７】
即ち、本発明は、▲１▼基材中に、５７０〜６０５ｎｍに極大吸収波長を有するテトラアザポルフィリンを少なくとも１種含有してなる光学フィルター、
▲２▼５７０〜６０５ｎｍの透過率が１〜５０％である▲１▼記載の光学フィルター、
▲３▼テトラアザポルフィリンが、透明粘着層に含有されている▲１▼または▲２▼記載の光学フィルター、
▲４▼テトラアザポルフィリンが、高分子成形体に含有されている前記▲１▼または▲２▼記載の光学フィルター、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テトラアザポルフィリンが含有されている▲１▼または▲２▼記載の光学フィルターに関するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の光学フィルターは、基材中に、５７０〜６０５ｎｍに極大吸収波長を有するテトラアザポルフィリンを少なくとも１種含有するものである。テトラアザポルフィリン類としては特に限定されないが、赤色発光波長である６１０〜６３０ｎｍに吸収極大を持たないことがより望ましい。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より望ましい。特に好ましい化合物としては、下記一般式（１）で表されるテトラアザポルフィリン化合物が挙げられる。
【０００９】
【化２】

【００１０】
［式中、Ｘ_１〜Ｘ_４は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数２０以下のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基を表し、Ｙ_１〜Ｙ_４は各々独立に水素原子、炭素数２０以下のフッ素置換アルコキシ基、ヘテロアリール基を表す。但し、Ｙ_１〜Ｙ_４の少なくとも一つにはヘテロアリール基を含む。Ｍは２個の水素原子を表すか、あるいは酸素、ハロゲン原子、その他の配位子を有してもよい２価、３価、４価の金属原子を表す。］
【００１１】
本発明で用いる一般式（１）で表されるテトラアザポルフィリン中のアルキル基及びアルコキシ基中のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、イソアミル基、２−メチルブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、２−エチルブチル基、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−エチルペンチル基、ｎ−オクチル基、２−メチルヘプチル基、３−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、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、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基等の１級アルキル基、イソプロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、１−エチルプロピル基、１−メチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、１−エチル−２−メチルプロピル基、１−メチルヘキシル基、１−エチルペンチル基、１−プロピルブチル基、１−イソプロピル−２−メチルプロピル基、１−エチル−２−メチルブチル基、１−イソプロピルブチル基、１−メチルヘプチル基、１−エチルヘキシル基、１−プロピルペンチル基、１−イソプロピルペンチル基、１−プロピル−２−メチルブチル基、１−メチルオクチル基、１−エチルヘプチル基、１−プロピルヘキシル基、１−イソブチル−３−メチルブチル基等の２級アルキル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−アミル基、ｔｅｒｔ−ヘプチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基等の３級アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基などが挙げられ、これらのアルキル基はハロゲン原子やその他の置換基で置換されてもよい。またアリール基としては、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、エチルフェニル基、ブチルフェニル基、ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル基、メトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、トリメトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、これらのアリール基はハロゲン原子やその他の置換基で置換されてもよい。
【００１２】
上記一般式（１）中のＹ_１〜Ｙ_４のヘテロアリール基の例としては、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基等の複素五員環系置換基が挙げられ、これらは前記のような種々のアルキル基、アリール基等の置換基やハロゲン原子によって置換されていてもよい。またその複素五員環は他の芳香環と縮合していてもよく、その芳香環の一部は窒素等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。そういった複素環系置換基の例をさらに具体的に述べると、たとえば次のようなものが挙げられる。すなわち、イミダゾリル基、２−メチルイミダゾリル基、４又は５−メチルイミダゾリル基、２−フェニルイミダゾリル基、４又は５−フェニルイミダゾリル基、４，５−ジフェニルイミダゾリル基、４又は５−ニトロイミダゾリル基、４又は５−（メトキシカルボニル）イミダゾリル基、４又は５−（メトキシカルボニル）イミダゾリル基、４又は５−（エトキシカルボニル）イミダゾリル基、４又は５−ブロモイミダゾリル基、４，５−ジシアノイミダゾリル基、ピラゾリル基、３又は５−メチルピラゾリル基、３，５−ジメチルピラゾリル基、３，５−ビス（トリフルオロメチル）ピラゾリル基、４−ブロモピラゾリル基、１，２，３−トリアゾリル基、４−ブロモ−１，２，３−トリアゾリル基、１，２，４−トリアゾリル基、テトラゾリル基、５−メチルテトラゾリル基、５−フェニルテトラゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、２−メチルベンゾイミダゾリル基、５，６−ジメチルベンゾイミダゾリル基、５，６−ジメトキシベンゾイミダゾリル基、５又は６−クロロベンゾイミダゾリル基、５又は６−ニトロベンゾイミダゾリル基、５又は６−シアノベンゾイミダゾリル基、５又は６−（エトキシエトキシ）ベンゾイミダゾリル基、ナフトイミダゾリル基、４又は７−アザベンゾイミダゾリル基、４，６又は５，７−ジアザベンゾイミダゾリル基、インダゾリル基、１，２，３−ベンゾトリアゾリル基、５又は６−ブロモ−１，２，３−ベンゾトリアゾリル基、５又は６−フルオロ−１，２，３−ベンゾトリアゾリル基、５又は６−（トリフルオロメチル）−１，２，３−ベンゾトリアゾリル基、５，６−ジフルオロ−１，２，３−ベンゾトリアゾリル基、４又は７−アザ−１，２，３−ベンゾトリアゾリル基、５又は６−アザ−１，２，３−ベンゾトリアゾリル基などである。
【００１３】
上記一般式（１）の化合物におけるＭの例としては、Ｈ_２、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＶＯ、ＴｉＯ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｓｎ、ＳｎＸ_２、ＡｌＸ、ＧａＸ、ＩｎＸ、ＲｈＸ、ＧｅＸ_２、〔Ｘは一価の配位子を表す〕、ＳｉＣｌ_２、Ｓｉ（ＯＳｉＲ_１Ｒ_２Ｒ_３）_２、Ｓｉ（ＯＰＯＲ_４Ｒ_５）_２、Ｓｉ（ＯＣＯＲ_６）_２〔Ｒ_１〜Ｒ_６はアルキル基を表す〕等があげられるが、合成面、物性面から特に好ましいのはＣｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＶＯ、Ｍｇ等である。
一般式（１）の代表例を次の表―１（表１〜表２）に示す。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【表２】

【００１６】
本発明の光学フィルターは、基材中に、５７０〜６０５ｎｍに極大吸収波長を有するテトラアザポルフィリンを少なくとも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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
本願の光学フィルターの構成は、図１〜図４に示されるように、透明基礎体（高分子成形体やガラスなど）、透明粘着層、透明基礎体と透明粘着層またはコート層からなる形態が例示されるが、上記テトラアザポルフィリンを本願の光学フィルターに含有させる態様としては、特に限定されるものではないが、
（１）透明粘着剤に添加することにより、透明粘着層に含有させる方法、
（２）透明基礎体が、高分子成形体からなる場合に、高分子成形体に含有させる方法、
（３）高分子成形体又はガラス表面にコーティングすることにより、コート層に含有させ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。テトラアザポルフィリンの添加量は、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）樹脂にテトラアザポルフィリンを混錬し、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テトラアザポルフィリンを分散、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。
【００２０】
加工条件は、用いるテトラアザポルフィリン、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、テトラアザポルフィリン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。
【００２１】
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。テトラアザポルフィリンの添加量は、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、テトラアザポルフィリンを添加・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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
テトラアザポルフィリンの濃度は、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、テトラアザポルフィリン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テトラアザポルフィリンを微粉砕（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。
テトラアザポルフィリンの濃度は、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。
【００２５】
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上にテトラアザポルフィリン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、テトラアザポルフィリン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、テトラアザポルフィリン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上にテトラアザポルフィリン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。
【００２６】
【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。
〔実施例１〕
酢酸エチル／トルエン（５０：５０重量％）溶剤に表−１中、（Ｐ−１）で示されるテトラアザポルフィリンを分散・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。５９５ｎｍの吸収極大での透過率は１６．０％であった。
赤色の飽和値（Ｘ、Ｙ）＝（０．６１２、０．３３５）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）＝（＋０．００３、−０．００３）と向上したことが確認できた。
【００２７】
〔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で用いたテトラアザポルフィリン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。５９５ｎｍの吸収極大での透過率は１６．１％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、５８５ｎｍの吸収極大での透過率は１６．０％でありフィルターの劣化はほとんど見られなかった。
【００２８】
〔実施例３〕
実施例１において、（Ｐ−１）のテトラアザポルフィリンの代わりに、（Ｐ−２２）で示されるテトラアザポルフィリンの濃度が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５８２ｎｍの吸収極大での透過率は１６．２％であった。
【００２９】
〔実施例４〕
実施例２において、（Ｐ−１）のテトラアザポルフィリンの代わりに、（Ｐ−２２）で示されるジアザポルフィリン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５８２ｎｍの吸収極大での透過率は１６．０％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。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の光学フィルターは、基材中に、５７０〜６０５ｎｍに極大吸収波長を有するテトラアザポルフィリンを含有するため、各種ディスプレーにおいて発生する５７０〜６０５ｎｍの波長帯にある余分な光を効率よくカットするため、可視光線の赤色部分を正確に再生する優れた性能を有する。また、アザ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 tetraazaporphyrin 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 that the red portion of visible light cannot be accurately reproduced because extra light (wavelength in the range of 570 to 605 nm) is included in light emission from the three primary color phosphors. I have.
[0003]
In order to suppress the light of the unnecessary emission wavelength, it is effective to use a dye that selectively absorbs the light of that wavelength, and an optical filter that does not transmit light of a specific wavelength band has been proposed. For example, it is disclosed in Patent Documents 1 and 2.
However, since the dyes disclosed in these prior arts have a broad absorption wavelength band, they also cut off wavelength bands other than the specific wavelength band that should be cut off, so that the color purity of emitted light is insufficient.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-228828 A [Patent Document 2]
JP-A-2002-328219 [0005]
[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.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by producing an optical filter using tetraazaporphyrin, an optical filter that cuts off extra light in a wavelength band of 570 to 605 nm, which is a problem, The inventors have found that a filter can be formed, and have completed the present invention.
[0007]
That is, the present invention provides: (1) an optical filter comprising, in a base material, at least one kind of tetraazaporphyrin having a maximum absorption wavelength at 570 to 605 nm;
(2) The optical filter according to (1), wherein the transmittance at 570 to 605 nm is 1 to 50%.
(3) The optical filter according to (1) or (2), wherein the tetraazaporphyrin is contained in the transparent adhesive layer.
(4) The optical filter according to (1) or (2), wherein tetraazaporphyrin is contained in the polymer molded article; and
(5) The optical filter according to (1) or (2), wherein tetraazaporphyrin is contained in a coat layer formed on the surface of the polymer molded article or glass.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The optical filter of the present invention contains at least one kind of tetraazaporphyrin having a maximum absorption wavelength at 570 to 605 nm in a substrate. The tetraazaporphyrins are not particularly limited, but more preferably do not have an absorption maximum at a red emission wavelength of 610 to 630 nm. Further, those having excellent compatibility with the base resin, moldability, and durability after molding are more desirable. Particularly preferred compounds include tetraazaporphyrin compounds represented by the following general formula (1).
[0009]
Embedded image

[0010]
[Wherein, X _{1 to} X ₄ Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 20 or less carbon atoms, an aryl group, an alkoxy group, and an aryloxy group; Y _{1 to} Y ₄ each independently represent a hydrogen atom, Represents an alkoxy group or a heteroaryl group. However, at least one of Y _{1 to} Y ₄ contains a heteroaryl group. M represents two hydrogen atoms or a divalent, trivalent, or tetravalent metal atom which may have an oxygen, a halogen atom, or another ligand. ]
[0011]
Examples of the alkyl group in the tetraazaporphyrin represented by the general formula (1) and the alkyl group in the alkoxy group used in the present invention include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group and an isobutyl group. , N-pentyl group, neopentyl group, isoamyl group, 2-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 2-ethylbutyl group, n-heptyl group, 2-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 4-methylhexyl group, 5-methylhexyl group, 2-ethylpentyl group, n-octyl group, 2-methylheptyl group, 3-methylheptyl group, 4-methyl Heptyl group, 5-methylheptyl group, 2-ethylhexyl group, 4-methylhexyl group, 5-methylhexyl group, 2,4-dimethylpentyl Groups, primary alkyl groups such as n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, isopropyl group, sec-butyl group, 1-ethylpropyl group, 1-methylbutyl group, 1,2 -Dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 1-ethyl-2-methylpropyl group, 1-methylhexyl group, 1-ethylpentyl group, 1-propylbutyl group, 1-isopropyl-2-methylpropyl group 1-ethyl-2-methylbutyl group, 1-isopropylbutyl group, 1-methylheptyl group, 1-ethylhexyl group, 1-propylpentyl group, 1-isopropylpentyl group, 1-propyl-2-methylbutyl group, 1- Secondary alkyl groups such as methyloctyl group, 1-ethylheptyl group, 1-propylhexyl group, 1-isobutyl-3-methylbutyl group a tertiary alkyl group such as a tert-butyl group, a tert-amyl group, a tert-heptyl group and a tert-octyl group, a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group and a cycloheptyl group; And these alkyl groups may be substituted with a halogen atom or another substituent. Examples of the aryl group include phenyl, methylphenyl, dimethylphenyl, trimethylphenyl, ethylphenyl, butylphenyl, tert-butylphenyl, di (tert-butyl) phenyl, methoxyphenyl, and dimethoxyphenyl. Groups, a trimethoxyphenyl group, a butoxyphenyl group, a naphthyl group, and the like. These aryl groups may be substituted with a halogen atom or another substituent.
[0012]
Examples of the heteroaryl group of Y ₁ to Y _{4 in} the general formula (1) include a 5-membered heterocyclic substituent such as an imidazolyl group, a pyrazolyl group, a triazolyl group, and a tetrazolyl group. It may be substituted by a substituent such as various alkyl groups and aryl groups and a halogen atom. The 5-membered heterocyclic ring may be condensed with another aromatic ring, and a part of the aromatic ring may be substituted with a hetero atom such as nitrogen. More specific examples of such heterocyclic substituents include the following. That is, imidazolyl, 2-methylimidazolyl, 4 or 5-methylimidazolyl, 2-phenylimidazolyl, 4 or 5-phenylimidazolyl, 4,5-diphenylimidazolyl, 4 or 5-nitroimidazolyl, 4 Or 5- (methoxycarbonyl) imidazolyl group, 4 or 5- (methoxycarbonyl) imidazolyl group, 4 or 5- (ethoxycarbonyl) imidazolyl group, 4 or 5-bromoimidazolyl group, 4,5-dicyanoimidazolyl group, pyrazolyl group 3, or 5-methylpyrazolyl group, 3,5-dimethylpyrazolyl group, 3,5-bis (trifluoromethyl) pyrazolyl group, 4-bromopyrazolyl group, 1,2,3-triazolyl group, 4-bromo-1 , 2,3-triazolyl group, 1,2,4-triazolyl group, tet Zolyl group, 5-methyltetrazolyl group, 5-phenyltetrazolyl group, benzimidazolyl group, 2-methylbenzimidazolyl group, 5,6-dimethylbenzimidazolyl group, 5,6-dimethoxybenzimidazolyl group, 5 or 6-chlorobenzimidazolyl Group, 5 or 6-nitrobenzimidazolyl group, 5 or 6-cyanobenzimidazolyl group, 5 or 6- (ethoxyethoxy) benzimidazolyl group, naphthoimidazolyl group, 4, or 7-azabenzimidazolyl group, 4,6 or 5,7-dia Zabenzimidazolyl, indazolyl, 1,2,3-benzotriazolyl, 5 or 6-bromo-1,2,3-benzotriazolyl, 5 or 6-fluoro-1,2,3-benzo Triazolyl group, 5 or 6- (trifluoromethyl) -1,2,2 -Benzotriazolyl group, 5,6-difluoro-1,2,3-benzotriazolyl group, 4 or 7-aza-1,2,3-benzotriazolyl group, 5 or 6-aza-1 , 2,3-benzotriazolyl groups.
[0013]
Examples of M in the compound of the general formula (1) include H ₂ , Cu, Zn, Co, Ni, Pd, Pt, VO, TiO, Mg, Cd, Sn, SnX ₂ , AlX, GaX, InX, and RhX. , GeX ₂ , [X represents a monovalent ligand], SiCl ₂ , Si (OSiR ₁ R ₂ R ₃ ) ₂ , Si (OPOR ₄ R ₅ ) ₂ , Si (OCOR ₆ ) ₂ [R ₁ to R ₆ represents an alkyl group], and from the viewpoint of synthesis and physical properties, particularly preferred are Cu, Zn, Co, Ni, Pd, Pt, VO, and Mg.
Representative examples of the general formula (1) are shown in the following Table-1 (Tables 1 and 2).
[0014]
[Table 1]

[0015]
[Table 2]

[0016]
The optical filter of the present invention contains at least one kind of tetraazaporphyrin having a maximum absorption wavelength at 570 to 605 nm in a base material. Means a state applied to the surface of the substrate, a state sandwiched between the substrates, and the like.
[0017]
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.
[0018]
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.
[0019]
The configuration of the optical filter of the present application is, as shown in FIGS. 1 to 4, a form comprising a transparent base (a polymer molded article or glass), a transparent adhesive layer, a transparent base and a transparent adhesive layer or a coat layer. Although exemplified, the mode of causing the optical filter of the present application to contain the above tetraazaporphyrin is not particularly limited,
(1) a method of adding to a transparent pressure-sensitive adhesive to cause the transparent pressure-sensitive adhesive layer to contain
(2) a method in which, when the transparent base body is made of a polymer molded article, the polymer is contained in the polymer molded article;
(3) A method of coating on the surface of a polymer molded article or glass to be contained in a coat layer.
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 amount of tetraazaporphyrin added is usually 10 ppm to 30% by weight, preferably 10 ppm to 20% by weight, particularly preferably 10 ppm to 10% by weight.
(2) a method of kneading tetraazaporphyrin into a resin and heat-molding it; and (B) a resin or a resin monomer and tetraazaporphyrin in an organic solvent. Are dispersed and dissolved to form 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.
[0020]
The processing conditions vary depending on the tetraazaporphyrin and the base polymer used, and the processing temperature, filming conditions, etc. are slightly different. However, tetraazaporphyrin is added to the base polymer powder or pellets, and heated to 150 to 350 ° C. and dissolved. After that, 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.
[0021]
When kneading, an additive such as plasticity used for ordinary resin molding may be added. The amount of tetraazaporphyrin 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, etc., but is usually 1 ppm based on the weight of the base polymer molded article. -20% by weight, preferably 1-10% by weight, particularly preferably 1-5% by weight.
In the casting method (B), tetraazaporphyrin is added and dissolved in an organic solvent solution of a resin or a resin monomer, and if necessary, a plasticizer, a polymerization initiator and an antioxidant are added, and the required surface state is adjusted. A plate or a film can be produced by pouring the mixture onto a mold or a drum having the solvent and volatilizing and drying the solvent or polymerizing, volatilizing and drying the solvent.
[0022]
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.
[0023]
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.
[0024]
The concentration of the tetraazaporphyrin varies depending on the absorption coefficient of the dye, the thickness of the plate or film, the desired absorption intensity, the desired transmission characteristics / transmittance, etc., but is usually 1 ppm to 20% by weight based on the weight of the resin monomer. It is. 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 tetraazaporphyrin in a binder resin and an organic solvent to form a coating, a method of adding tetraazaporphyrin to an uncolored acrylic emulsion paint, 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 tetraazaporphyrin varies depending on the absorption coefficient, coating thickness, target absorption intensity, 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.
[0025]
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 this 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 using an electromagnetic wave shield using a silver thin film, the near-infrared ray blocking function can block near-infrared rays at the same time due to scattering by free electrons of silver. 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 cross-sectional view of an optical filter when a transparent adhesive layer 20 containing tetraazaporphyrin 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 tetraazaporphyrin. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an optical filter including only the transparent substrate 10 containing tetraazaporphyrin. FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an optical filter in which a coat layer 30 containing tetraazaporphyrin is laminated on a transparent substrate 10.
[0026]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
[Example 1]
Tetraazaporphyrin represented by (P-1) in Table 1 is dispersed and dissolved in a solvent of ethyl acetate / toluene (50: 50% by weight), and a pigment for an acrylic pressure-sensitive adhesive is added so that the concentration becomes 1150 ppm. Diluent was used. 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 595 nm was 16.0%.
When the filter was attached to a transmissive liquid crystal display (with a color filter) having a red saturation value (X, Y) = (0.612, 0.335), (ΔX, ΔY) = (+ 0.003, −0.003).
[0027]
[Example 2]
0.015% by weight of tetraazaporphyrin used in Example 1 was mixed with polyethylene terephthalate pellets [product name of Unitika Ltd. 1203], melted at 260 to 280 ° C., and a 200 μm thick film was produced 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 595 nm was 16.1%.
The filter was irradiated with a carbon arc lamp at 63 ° C. for 300 hours to conduct a light resistance test. As a result, the transmittance at the absorption maximum of 585 nm was 16.0%, and the filter hardly deteriorated. Was.
[0028]
[Example 3]
In Example 1, a dye-containing diluent for an acrylic pressure-sensitive adhesive was adjusted so that the concentration of the tetraazaporphyrin represented by (P-22) was 1250 ppm instead of the tetraazaporphyrin of (P-1). Except for the above, an optical filter was produced in the same manner as in Example 1.
When the transmittance of this filter was measured in the same manner, the transmittance at the absorption maximum at 582 nm was 16.2%.
[0029]
[Example 4]
In Example 2, an optical filter was used in the same manner as in Example 2 except that 0.012% by weight of diazaporphyrin represented by (P-22) was used instead of tetraazaporphyrin of (P-1). Produced.
When the transmittance of this filter was measured in the same manner, the transmittance at the absorption maximum at 582 nm was 16.0%.
A light resistance test was performed in the same manner as in Example 2, but no deterioration of the filter was observed.
[0030]
【The invention's effect】
Since the optical filter of the present invention contains tetraazaporphyrin having a maximum absorption wavelength at 570 to 605 nm in the base material, it efficiently cuts excess light in the wavelength band of 570 to 605 nm generated in various displays. Therefore, it has excellent performance for accurately reproducing the red portion of visible light. Further, by using an azaporphyrin 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. FIG. Description]
Reference Signs List 10 transparent base body 20 transparent adhesive layer 30 coat layer

Claims

An optical filter comprising at least one tetraazaporphyrin represented by the following formula (1) having a maximum absorption wavelength at 570 to 605 nm in a substrate.

[Wherein, X _{1 to} X ₄ Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 20 or less carbon atoms, an aryl group, an alkoxy group, and an aryloxy group; Y _{1 to} Y ₄ each independently represent a hydrogen atom, Represents an alkoxy group or a heteroaryl group. However, at least one of Y _{1 to} Y ₄ contains a heteroaryl group. M represents two hydrogen atoms, or a divalent, trivalent or tetravalent metal atom which may have an oxygen, a halogen atom or another ligand. ]

The optical filter according to claim 1, wherein the transmittance of the tetraazaporphyrin at the maximum absorption wavelength is 1 to 50%.

The optical filter according to any one of claims 1 to 2, wherein tetraazaporphyrin is contained in the transparent adhesive layer.

The optical filter according to any one of claims 1 to 2, wherein tetraazaporphyrin is contained in the polymer molded article.

The optical filter according to any one of claims 1 to 2, wherein tetraazaporphyrin is contained in a coat layer formed on the surface of the polymer molded article or glass.