JP2009538459A - 近赤外線吸収用ｐｄｐフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタに関するもので、より詳しくは、ＰＤＰ（Ｐｌａｓａｍ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）から放出される近赤外線を遮断するため２〜３種またはそれ以上の多くの種類の染料を多量に使用する方式である従来の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタに比べて改善された方式のフィルタとして使用される染料の種類と量を効果的に低減したＰＤＰフィルタに関する。
【解決手段】本発明のＰＤＰフィルタは、近赤外線に対する最大吸収波長が８８０〜１０００ｎｍ、好ましくは９００〜９６０ｎｍの染料を含むことを特徴とする。
本発明による場合にはＰＤＰフィルタの生産性が向上し、製造コストが低減するだけでなく、不要な染料による光透過率の減少などの問題も防止できる。
【選択図】図４
【解決手段】本発明のＰＤＰフィルタは、近赤外線に対する最大吸収波長が８８０〜１０００ｎｍ、好ましくは９００〜９６０ｎｍの染料を含むことを特徴とする。
本発明による場合にはＰＤＰフィルタの生産性が向上し、製造コストが低減するだけでなく、不要な染料による光透過率の減少などの問題も防止できる。
【選択図】図４
Description
本発明は近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタに関するもので、より詳しくは、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）から放出される近赤外線を遮断するため２〜３種またはそれ以上の多くの種類の染料を多量に使用して広いＮＩＲ領域を遮断する方式である従来の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタに比べて改善された方式のフィルタとして使用される染料の種類と量を画期的に低減したＰＤＰフィルタに関する。
図１に図示した通り、ＰＤＰ表面からは種々の帯域の波長を有した電磁気波が発生するが、近赤外線（Ｎｅａｒ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ、簡単にＮＩＲ）もその一つである。近赤外線とは、赤外線の波長に近接するほど長い波長を有する電磁気波をいうが、ＰＤＰからは約８００〜１０００ｎｍの範囲の波長を有した電磁気波が主に放出される。
ところが、上記近赤外線は家庭用電子機器、例えば、オーディオ装置、エアコン、ビデオまたはＴＶなどの装置を作動させるリモートコントローラの作動波長と重なる波長を有する。従って、ＰＤＰから放出する近赤外線は電子機器の誤作動の原因となる恐れがあるため、ＰＤＰ表面からの放出を積極的に抑制する必要がある。
従って、ＰＤＰの表面に付着するＰＤＰフィルタには近赤外線吸収層が含まれるが、上記近赤外線吸収層は、基材（ｂａｓｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）と共にＰＤＰ表面から放出される近赤外線の波長範囲を吸収できる染料を含むフィルム形態であるか、或いは銀とＩＴＯなどを薄膜に交差蒸着したスパッタフィルム（ｓｐｕｔｔｅｒ ｆｉｌｍ）の形態を有する。
ＰＤＰフィルタは、反射防止層、電磁波遮蔽層、近赤外線遮蔽層、色補正層などで構成される。このような機能性層がそれぞれ独立したフィルムとして存在したり、２つ以上の機能が単一フィルムに合わされた複合フィルム形態で存在することもある。機能性層がそれぞれ独立したフィルムとして存在する場合は製品構造も複雑になり、これをそれぞれ合板するための工程も多くなるという問題があるため、ＰＤＰフィルタの製造社は種々の機能の複合化を通して製品の構造を単純化しようと努めている。
ＰＤＰフィルタの構造の単純化を通した製造コストの低減方案の一つとして、各フィルムを合板するとき必須として使用されるＰＳＡに機能を与える方法がある。色補正用染料をＰＳＡに含ませた製品は既に常用化して適用されており、さらに近赤外線吸収染料をＰＳＡ内に含ませるための試みも増えている。
現在、近赤外線吸収染料を使用して作られる近赤外線フィルムは大体、可視光線透過率に優れ、比較的広い領域（９００〜１１００ｎｍ）の近赤外線を遮蔽するジインモニウム（Ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）系染料を含んでおり、８５０ｎｍ領域を吸収する染料で吸収特性の足りない波長領域を補完する方式で作られる。しかし、このジインモニウム系染料は耐久性に弱く、Ｔｇが８０℃以上のバインダー（ｂｉｎｄｅｒ）内でのみ耐久性が保持されるという短所がある。従って、適用できるバインダー（ｂｉｎｄｅｒ）に制約が多く、さらにＴｇが０℃以下であるしかないＰＳＡ内では耐久性が非常に不安である。
従って、ＮＩＲ層をＴｇが８０℃以上のバインダーを使用して別途の基材にコーティングせず、ＰＳＡ層に含ませＰＤＰフィルタの構造を単純化するためには、ジインモニウム系染料を含まない近赤外線フィルムを開発しなければならない。しかし、ジインモニウム系染料以外の近赤外線染料は染料の吸収領域が相対的に非常に狭いという短所があるため、ＰＤＰフィルタとして使用されるときの波長による効率を考えて近赤外線遮蔽領域を最少化、集中化する必要がある。
その一つとして、特許文献１には、上記のような８００〜１０００ｎｍ帯の波長を吸収するためのフィルタの一例として、８００〜９２０ｎｍの最大吸収波長を有するフタロシアニン（Ｉ）と９２０ｎｍ以上の最大吸収波長を有するフタロシアニン（ＩＩ）を利用することを特徴とする近赤外線吸収フィルタが開示されている。また、上記フタロシアニン（Ｉ）またはフタロシアニン（ＩＩ）も、その作動波長帯域別に細分化して狭い波長範囲で最大吸収波長を有する２種以上のフタロシアニンからなることを特徴としている。上記特許文献１に記載されたように、種々の染料を使用する理由は、広い範囲の波長を全て吸収できる染料は現在まで開発され報告された例が無いためである。
しかし、上記特許文献１による場合には、染料の種類が多くなり染料の追加による工程が複雑となり、各波長帯域別に近赤外線吸収効果を奏することができるよう最少量以上の染料を使用しなければならないため、結局、染料の種類が多くなると全体的な染料の使用量が増加するしかないという問題があった。即ち、染料の使用量が増加するとフィルタのコストが上昇するだけでなく、多量の染料により近赤外線以外の可視光線などの透過率も共に低下して画質が低下するという問題が生じる。
従って、染料の種類と使用量は減少する必要があり、可能であれば一種類の染料のみ使用しても十分な近赤外線吸収効果を有するＰＤＰフィルタを備える必要がある。
特許文献２にはＰＤＰフィルタとして８００〜９００ｎｍの波長帯域で作動可能なプラズマディスプレイフィルタが開示されている。上記狭い波長帯域で作動する場合には、上述の特許文献１よりは少ない種類の染料を使用することができ、従って、上記特許文献１による問題点をある程度解決することが出来る。本技術はリモートコントローラの受信帯域が８００〜９００ｎｍに制限される場合に適用可能なもので、現在使用されるリモートコントローラ受信器のように受信帯域が８００〜１１００ｎｍと広い場合には９００ｎｍを超える波長帯から放出される光は吸収できないため、上記波長帯から放出される光による誤作動は防止し難いという問題があり得る。
従って、現在まで提案された如何なる技術も少量の染料のみ使用して可視光線の透過率は高く保持しながらも近赤外線による機器の誤作動を防止することが出来る解答を提示したことはない。
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、近赤外線（ＮＩＲ）遮蔽波長領域を最少化しながもＰＤＰによるリモートコントローラ送受信信号干渉防止という近赤外線遮蔽フィルムの機能は同一水準以上に維持し、近赤外線遮蔽波長領域を最少化することにより、染料の使用量や使用染料の数を最少化してコストの面で長所を有し、また最少化した染料の使用により可視光線領域の透過率の損失が最少化した高性能の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタを提供することを目的とする。
上記目的を達成すべく、本発明のＰＤＰフィルタは、近赤外線に対する最大吸収波長が８８０〜１０００ｎｍの染料を含むことを特徴とする近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタである。
この際、上記染料の最大吸収波長は９００〜９６０ｎｍであることがより好ましい。
また、８８０〜１０００ｎｍの波長帯域の光透過率が８００〜８８０ｎｍ波長帯域の光透過率に比べて１０％ｐｏｉｎｔ以上低いことが効果的で、８８３ｎｍの光透過率が８２４ｎｍの光透過率に比べて１０％ｐｏｉｎｔ以上低いことがより好ましい。
そして、８８０〜９２０ｎｍ波長帯域の光透過率と９８０〜１０００ｎｍ波長帯域の光透過率の差の絶対値が５％ｐｏｉｎｔ以下であることが好ましい。
上記本発明の有利な効果を達成するのに好ましい染料は、シアニン（Ｃｙａｎｉｎｅ）系、フタロ／ナフタロシアニン（Ｐｈｔｈａｌｏ／Ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）系、金属錯物の中から選択された１種または２種以上であることが出来る。
そして、上記金属錯物染料は下記の化学式１または２の構造を有する化合物であることが良い。
（上記化学式１において、Ａ１〜Ａ８はそれぞれ独立して水素、ハロゲン原子、ニトロ、シアノ、チオシアナト、シアナト、アシル、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、置換または非置換されたアルキル、置換または非置換されたアリール、置換または非置換されたアルコキシ、置換または非置換されたアリールオキシ、置換または非置換されたアルキルチオ、置換または非置換されたアリールチオ、置換または非置換されたアルキルアミノ、置換または非置換されたアリールアミノ、置換または非置換されたアルキルカルボニルアミノまたは置換または非置換されたアリールカルボニルアミノ基で、上記置換基はハロゲン原子、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基または炭素数１〜１６のアルキルアミノ基で、Ｙ１とＹ２はそれぞれ独立して酸素または硫黄であり、Ｘ＋は４級アンモニウムまたは４級ホスホニウムを表し、Ｍ１はニッケル、プラチナム、パラジウムまたは銅である。）
（上記化学式２において、Ｂ１〜Ｂ４はそれぞれ独立して水素、シアノ、ヒドロキシ、ニトロ、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルチオ、フルオロアルキル、アシル、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、または置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたナフチル基で、上記置換基は、ハロゲン原子、アルキルチオ、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基、１〜１６のアルキルアミノ基で、Ｍ２はニッケル、プラチナム、パラジウムまたは銅である。）
また、上記フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）染料は下記の化学式３の化合物で、上記ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）染料は下記の化学式４の化合物であることが好ましい。
（上記化学式３及び４において、上記Ｒはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換されたアルキル基、置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたアルコキシ基、置換または非置換されたアリールオキシ基、置換または非置換された窒素原子を一つ以上有する五角環で、上記置換基はハロゲン原子、アルキルチオ、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基、炭素数１〜１６のアルキルアミノ基である。）
また、上記シアニン系染料は下記の化学式５の化合物であることが良い。
（化５）
Ａｒ１−Ａ−Ａｒ２
Ａｒ１−Ａ−Ａｒ２
（上記化学式５において、Ａは置換または非置換された炭素数５乃至７の供液二重結合を形成するハイドロカルビレン基で、
Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたヘテロ環基、または置換または非置換されたヘテロ環を含む複素数環基である。）
Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたヘテロ環基、または置換または非置換されたヘテロ環を含む複素数環基である。）
この際、上記Ａの好ましい例としては下記の化学式６で表されるものが挙げられる。
ここで、Ｙはハロゲン原子、ニトロ基、シアニン基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホニル基、カルボキシル基、炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、カルボキシレート基、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数６〜３０のアリール基で、Ｚは水素原子またはハロゲン基、シアノ基、炭素数１〜８のアルキル基または炭素数６〜１０のアリール基である。
また、上記Ａｒ１及びＡｒ２の好ましい例としては下記の化学式７で表されるものが挙げられる。
上記において、置換基Ｘはアロマチックリング（Ａｒｏｍａｔｉｃ ｒｉｎｇ）のどこでも置換されることができ、ハロゲン原子、ニトロ基、シアニン基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホニル基、カルボキシル基、炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、カルボキシレート基、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数６〜３０のアリール基などが例として挙げられ、上記Ｒはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換されたアルキル基、置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたアルコキシ基、置換または非置換されたアリールオキシ基、置換または非置換された窒素原子を一つ以上有する五角環で、上記置換基はハロゲン原子、アルキルチオ、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基、炭素数１〜１６のアルキルアミノ基である。
そして、上記シアニン系染料としては下記の化学式８乃至１５の化合物からなる群から選択された１以上の化合物であることが好ましい。
また、上記染料は溶媒及びバインダーと共に基材上にウェットコーティングされた後乾燥して製造されることが良い。
この際、上記溶媒はメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、エチルアセテート（ＥＡ）、トルエンの中から選択されることが効果的である。
そして、上記バインダーとして、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系バインダー、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）樹脂またはポリカーボネート（ＰＣ）を使用することが良い。
また、上記染料、溶媒及びバインダーの混合物がコーティング及び乾燥したコーティング層の外郭に共重合体減圧性接着剤（ＰＳＡ）がさらにコーティングされることが良い。
そして、上記バインダーとして共重合体減圧性接着剤（ＰＳＡ）を使用することがより好ましい。
本発明は、既存に使用された多量の染料を使用した近赤外線ＰＤＰフィルタに比べて少ない種類の染料を使用しても十分な近赤外線吸収性能を有するＰＤＰフィルタを提供するもので、本発明による場合には、ＰＤＰフィルタの生産性が向上し、製造コストが低減するだけでなく、不要な染料による光透過率の減少などの問題も防止できる。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の発明者等は従来技術の問題点を解決するため研究をかさねた結果、上述の通りフィルタの近赤外線吸収波長帯域が広くなるほど使用される染料の種類と量が増加するという点を発見し、なるべく狭い波長領域を吸収しても周辺機器の誤作動を防止できる条件を見付ける必要があるという結論に至った。
本発明の発明者等は従来技術の問題点を解決するため研究をかさねた結果、上述の通りフィルタの近赤外線吸収波長帯域が広くなるほど使用される染料の種類と量が増加するという点を発見し、なるべく狭い波長領域を吸収しても周辺機器の誤作動を防止できる条件を見付ける必要があるという結論に至った。
また、上記条件を充足するためには単純にＰＤＰフィルタの作動波長帯域のみ考えるのではなく、ＰＤＰ装置から発生する近赤外線の主要波長範囲及び周辺機器のリモートコントローラ受信部の感光度も同時に考えなければならないという事実を発見した。
即ち、ＴＶ、エアコン、ビデオなどの周辺機器（以下、簡単に'周辺機器'という）のリモートコントローラ受信部は、リモートコントローラ送信部作動波長以外の波長を有した電磁気波（例えば、太陽光など）による撹乱を防止するため殆ど７５０ｎｍ以下の波長の電磁気波は通過させず遮断するよう自体フィルタ（ｄａｙｌｉｇｈｔ ｆｉｌｔｅｒ）を受信部の表面に含んでいるため７５０ｎｍ以下の波長は全く問題にならない。
従って、リモートコントローラの誤作動及び感度低下の原因は、リモートコントローラの発信部ではない他のところから放出される上記８００〜１２００ｎｍの範囲の電磁気波である。リモートコントローラ受信部の立場からみると、ＰＤＰから放出される近赤外線は、リモートコントローラの発信部が送る信号の認識を妨害するノイズ（雑音または妨害信号）になる。
ＰＤＰから放出される近赤外線の成分を分析してみた。分析に使用されたＰＤＰはＬＧ電子の４２インチＶ５パネルで、上記ＰＤＰから放出される近赤外線を測定するための装備はＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社のＨＲ４０００ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒであった。測定された近赤外線スペクトラムを図１と図２に表した。そして、この際、近赤外線ピーク（Ｐｅａｋ）別及び波長領域別の近赤外線放射輝度の分布をそれぞれ下記の表１及び表２に表した。
表に記載された値は、８００〜１０００ｎｍ領域から放出される総ＮＩＲの量を１００と仮定したとき、各ＮＩＲ ｐｅａｋ別放射輝度の比率を意味する。
表に記載された値は、８００〜１０００ｎｍ領域から放出される総ＮＩＲの量を１００と仮定したとき、各波長領域別放射輝度の比率を意味する。
表１、２により、ＰＤＰから発生するＮＩＲノイズの中で最も大きい比重を占める成分は８２４、８８３、９８１ｎｍのピークで、その中でも最も大きさが大きいのは８８３と９８１ｎｍのピークということが分かる。上記の測定データを波長領域別に分けてみると、８８０ｎｍ〜１０００ｎｍ領域から発生する近赤外線ノイズが全体の８１％を占めることが分かる。
８２４ｎｍ領域の大きい近赤外線発光輝度ピークを含む８００〜８８０ｎｍ領域から発生する近赤外線ノイズの比重は全体の約１９％と大きくはないが、無視できるような水準でもない。しかし、リモートコントローラの誤作動に影響を与えるもう一つの因子であるリモートコントローラ受信部の波長帯域による感光度を検討した結果、同一性能を維持しながらも相対的に狭い吸収領域を有する近赤外線吸収ＰＤＰフィルタを提案することが可能になった。
即ち、リモートコントローラの受信部は送信部で送信した近赤外線を感知するため光ダイオードを使用するが、上記光ダイオードの感光波長帯域が４００〜１１００ｎｍと広いが波長帯域別に感光度が異なるため多量の電磁気波が到達してもその電磁気波の波長成分に応じて光ダイオードが反応して誤作動を起こす程度は変わることがある。
従って、リモートコントローラ受信部の感光度を考えて、感光度が低い波長帯域にあると、上記波長帯域を有する電磁気波は多量が放出されてもリモートコントローラ受信部の誤作動の原因にならないことができるため、上記波長帯域の電磁気波まで多量に吸収する必要がなくなる。
本発明の発明者等は、このような点に着目して各波長帯域別にリモートコントローラ受信部の感光度の資料を入手、比較して分析した。その結果、市場で販売される殆どのリモートコントローラ受光部センサは８８０〜１０００ｎｍの領域で最大感度を有し、８８０ｎｍ以下の領域の感光度は２０％以下ということが分かった。その中で最大感度波長帯域が比較的高い受光部センサ（Ｓｈａｒｐ社のモデル番号ＰＤ４１０ＰＩ、最大感度波長＝１０００ｎｍ）と最大感度波長帯域が比較的低いセンサ（Ｏｓｒａｍ＿ＳＦ社のモデル番号Ｈ ５１１０、最大感度波長＝９４０ｎｍ）の波長別感光度曲線を製造社のデータシート（ｄａｔａ ｓｈｅｅｔ）を利用して図３と表３に表した。
表で表した値はセンサにおいて感度が最も高い波長での感度を１００としたとき、各波長領域での相対的な感度の平均値を意味する。
上記表３に記載された通り、ＰＤＰ装置から放出される全体の波長範囲のうちリモートコントローラ受信器に到達する波長範囲に該当する８００〜１０００ｎｍに対する平均的な感光度は５５〜６２％水準であったが、各波長帯域別に感光度は著しく差がある。ＰＤＰ発生の総ＮＩＲの１９％を占める８００〜８８０ｎｍの波長帯域に対する感光度は１３．３〜１９．９％に過ぎず、一方８８０〜１０００ｎｍの波長帯域での感度は６３．３％以上で、その中でも特にＰＤＰ発生の総ＮＩＲの３２％を占める９８０〜１０００ｎｍ波長帯域に対する感光度は８０％以上と非常に高い感光度を有していることが分かった。
また、表２の結果からわかるように、ＰＤＰ ＮＩＲの主発生帯域は８００〜８８０、８８０〜９２０、９８０〜１０００ｎｍの３帯域に分けられるが、このような結果と上記各波長帯域に対するリモートコントローラ受信部の受信感度をまとめた上記表３の結果からみると、ＰＤＰフィルタが最も高い比重に遮断しなければならない波長帯域とそうではない領域を判断することが出来る。
即ち、上記表１及び表２の結果と表３の結果からみると、ＰＤＰ装置から放出される電磁気波のうち８２４ｎｍ帯域の波長を有した光は、発生する全体ＮＩＲの中から占める比重（約１９％）も大きくないだけでなく、ＰＤＰフィルタによる除去量が多くないとしてもリモートコントローラ受光部での感知度が低いため、周辺機器の誤作動に大きい問題を起こさない反面、８８０〜９２０ｎｍ及び９８０〜１０００ｎｍの波長帯域の光は発生する量も多く、かつリモートコントローラの感度も高い波長帯であるため、周辺機器の誤作動を起こす可能性が非常に高いと予想できる。
従って、最も多くの近赤外線が放出されることにより、感光度も高い８８０〜９２０ｎｍ及び９８０〜１０００ｎｍ波長帯域の光に対する遮断が最も多く行わる必要があるということが分かる。
従って、本発明の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタは８８０〜１０００ｎｍ帯域で最大吸収波長（逆にいうと最少透過波長）を有する。また、上述のように８８３ｎｍ波長帯域の近赤外線の放出量が最も大きいという事実と、他の波長帯域の光の吸収度を考えた場合は、上記最大吸収波長は８８０〜１０００ｎｍであることが好ましく、特に９００〜９６０ｎｍの間であることがさらに好ましい。上記のように狭い波長帯域に最大吸収波長を有する場合、上記染料の種類が減少することができ、好ましくは１種類の染料のみ使用することも可能である。
但し、上記染料の種類数は本発明のより好ましい例であり、必ずしも１つに限られる必要はない。即ち、従来発明と区別される本発明の特徴は、従来の場合、全ての波長範囲で一定な吸収度を有するようＰＤＰフィルタを提供するため、種々の染料を多量に添加しなければならず、その結果、染料の総量が増加するという問題があったが、本発明は染料の最大吸収波長帯域が狭いため、２つ以上の染料を使用しても両染料が相互補完作用をするので、一つの染料を添加した分だけもう一つの染料の量が減少することができ、その結果、染料の総量が増加しない。
また、８８０〜１０００ｎｍ、好ましくは９００〜９６０ｎｍで最大吸収波長を有しても、吸収曲線は連続した形態を有するため、他の波長の近赤外線吸収が完全に排除されるのではなく、従って、上述の８００〜８８０ｎｍ帯域の近赤外線も機器の誤作動を起こす範囲以下に制限することが出来る。
本発明の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタの透過率は、上述の通り、８８０〜１０００ｎｍの範囲で最少値を有するが、特に８００〜８８０ｎｍの波長帯域に比べてその透過率の平均値が１０％ｐｏｉｎｔ以上低いことを特徴とする。
また、本発明の発明者等の研究結果によると、より簡単な比較のためには、８８３ｎｍの光に対する透過率と８２４ｎｍの光に対する透過率を比較することが出来る。即ち、上述のようにＰＤＰから放出される殆どの光が８８３ｎｍと８２４ｎｍ付近でピークを示すため、上記両波長での光透過率を判断することにより、近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタの透過率の代表値と設定することが出来る。
さらに、先に説明したように、上記８８０〜１０００ｎｍの波長帯域中でも上記８８０〜９２０ｎｍ及び９８０〜１０００ｎｍ波長帯域の光に対する遮断が多く行わなければならず、従って、両波長帯域の光に対する遮断率は類似に高い水準に維持、即ち上記両波長帯域の光に対する透過率が類似に低い水準になる必要がある。従って、上記両波長帯域の光に対するＰＤＰフィルタの透過率の差の絶対値は５％以下に制限することが 好ましい。
上記の特徴を有したＰＤＰフィルタは、染料として、シアニン（Ｃｙａｎｉｎｅ）系、フタロ／ナフタロシアニン（Ｐｈｔｈａｌｏ／Ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）系、金属錯物などを１種または２種以上含んだものを使用することが出来る。
そして、上記金属錯物染料は下記の化学式１または２の構造を有する化合物であることが好ましい。
（上記化学式１において、Ａ１〜Ａ８はそれぞれ独立して水素、ハロゲン原子、ニトロ、シアノ、チオシアナト、シアナト、アシル、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、置換または非置換されたアルキル、置換または非置換されたアリール、置換または非置換されたアルコキシ、置換または非置換されたアリールオキシ、置換または非置換されたアルキルチオ、置換または非置換されたアリールチオ、置換または非置換されたアルキルアミノ、置換または非置換されたアリールアミノ、置換または非置換されたアルキルカルボニルアミノまたは置換または非置換されたアリールカルボニルアミノ基で、上記置換基はハロゲン原子、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基または炭素数１〜１６のアルキルアミノ基で、Ｙ１とＹ２はそれぞれ独立して酸素または硫黄であり、Ｘ＋は４級アンモニウムまたは４級ホスホニウムを表し、Ｍ１はニッケル、プラチナム、パラジウムまたは銅である。）
（上記化学式２において、Ｂ１〜Ｂ４はそれぞれ独立して水素、シアノ、ヒドロキシ、ニトロ、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルチオ、フルオロアルキル、アシル、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、または置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたナフチル基で、上記置換基は、ハロゲン原子、アルキルチオ、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基、１〜１６のアルキルアミノ基で、Ｍ２はニッケル、プラチナム、パラジウムまたは銅である。）
また、上記フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）染料は下記の化学式３の化合物で、上記ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）染料は下記の化学式４の化合物であることが好ましい。
（上記化学式３及び４において、上記Ｒはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換されたアルキル基、置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたアルコキシ基、置換または非置換されたアリールオキシ基、置換または非置換された窒素原子を一つ以上有する五角環で、上記置換基はハロゲン原子、アルキルチオ、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基、炭素数１〜１６のアルキルアミノ基である。）
また、上記シアニン系染料は下記の化学式５の化合物であることが好ましい。
（化５）
Ａｒ１−Ａ−Ａｒ２
Ａｒ１−Ａ−Ａｒ２
（上記化学式５において、Ａは置換または非置換された炭素数５乃至７の供液二重結合を形成するハイドロカルビレン基で、
Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたヘテロ環基、または置換または非置換されたヘテロ環を含む複素数環基である。）
Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたヘテロ環基、または置換または非置換されたヘテロ環を含む複素数環基である。）
ここで上記Ａとしては、より具体的には下記の化学式６で表されるものが例として挙げられる。
ここで、Ｙはハロゲン原子、ニトロ基、シアニン基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホニル基、カルボキシル基、炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、カルボキシレート基、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数６〜３０のアリール基で、Ｚは水素原子またはハロゲン基、シアノ基、炭素数１〜８アルキル基または炭素数６〜１０のアリール基である。
また、上記Ａｒ１及びＡｒ２は、より具体的には下記の化学式７で表されるものを例として挙げられる。
上記において、置換基Ｘはアロマチックリング（Ａｒｏｍａｔｉｃ ｒｉｎｇ）のどこでも置換されることができ、ハロゲン原子、ニトロ基、シアニン基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホニル基、カルボキシル基、炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、カルボキシレート基、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数６〜３０のアリール基などが例として挙げられ、上記Ｒはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置換または非置換されたアルキル基、置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたアルコキシ基、置換または非置換されたアリールオキシ基、置換または非置換された窒素原子を一つ以上有する五角環で、上記置換基はハロゲン原子、アルキルチオ、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基、炭素数１〜１６のアルキルアミノ基である。
本発明の使用できる上記シアニン系染料としては、好ましくは下記の化学式８乃至１５の化合物からなる群から選択された１以上の化合物であることが出来る。
また、基材としてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用することが好ましく、染料は基材にコーティングされた形態で使用することが好ましい。コーティングは上記染料をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、エチルアセテート（ＥＡ）、トルエンなどの溶媒及びバインダーと共にコーティングした後乾燥させる方式のウェットコーティング法を利用することが出来る。上記バインダーとしてはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系バインダー、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）樹脂またはポリカーボネート（ＰＣ）を使用するか、共重合体減圧性接着剤（ＰＳＡ）を使用することが好ましい。ＰＳＡ以外のバインダーを利用する場合には、コーティング層の外郭に再度ＰＳＡなどの粘着剤をコーティングして粘着性を与えることが一般で、ＰＳＡをそのままバインダーとして使用する場合には、バインダーにより粘着性が与えられるため、さらに粘着剤をコーティングする必要はない。
上記染料がウェットコーティング法でコーティングされる場合の充分な近赤外線吸収能を有するのに好ましいコーティング層の厚さは３〜２０μｍで、特にＰＳＡをバインダーとして使用してコーティングする場合の好ましいコーティング層の厚さは２０〜３０μｍである。
１００μｍの厚さのＰＥＴ基材上にメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を含む溶媒８９ｇと、染料として最大吸収波長が９５８ｎｍの日本触媒のフタロシアニン系染料の９１０Ｂ １４０ｍｇと、同じくフタロシアニン系染料で、最大吸収波長が９１１ｎｍの９０６Ｂ ５３ｍｇ、及びバインダーのアクリル系ＰＳＡ １１ｇを混合して約２５０μｍの厚さにコーティングした後、１２０℃で５分間乾燥して本発明による２５μｍの厚さの近赤外線吸収フィルムを製造した。
８００〜１２００ｎｍ帯域の波長を全て吸収できるようにするため、光吸収 波長がそれぞれ約１１００ｎｍ、８５０ｎｍであるJａｐａｎ Ｃａｒｌｉｔ社のジインモニウム系染料のＣＩＲ１０８１ ６００ｍｇ及びＥｐｏｌｉｎ社の金属錯物系染料であるＶ−６３ ３００ｍｇをＴｇ（ガラス転移温度）が９０℃以上のアクリル系バインダー３０ｇ、メチルエチルケトン溶媒７０ｇと混合して乾燥した後、厚さ１０μｍの近赤外線吸収フィルムを製造した。上記製作された近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタでのコーティング層の厚さは１０μｍであった。
上記近赤外線吸収用フィルタの近赤外線吸収性能試験を次のように行った。
１．波長帯別の近赤外線透過率はフィルタを使用しないときの近赤外線放出量を測定した結果と、フィルタを使用したときの近赤外線放出量を測定した結果を比較して、フィルタを使用しないときの近赤外線放出量に対する放出された近赤外線量の差の比率で求めた。波長帯別の近赤外線放射輝度は、Ｏｃｅａｎ ＯＰｔｉｃｓ社のスペクトロメータのＨＲ４０００を使用して測定した。上述した通り、各放射輝度は全体波長帯域の放射輝度を１００としたときの分率で表示した。
１．波長帯別の近赤外線透過率はフィルタを使用しないときの近赤外線放出量を測定した結果と、フィルタを使用したときの近赤外線放出量を測定した結果を比較して、フィルタを使用しないときの近赤外線放出量に対する放出された近赤外線量の差の比率で求めた。波長帯別の近赤外線放射輝度は、Ｏｃｅａｎ ＯＰｔｉｃｓ社のスペクトロメータのＨＲ４０００を使用して測定した。上述した通り、各放射輝度は全体波長帯域の放射輝度を１００としたときの分率で表示した。
２．リモートコントローラ受信部としてＳｈａｒｐ社のモデル番号ＰＤ４１０ＰＩ及びＯｓｒａｍ＿ＳＦ社のモデル番号Ｈ５１１０で製造されたリモートコントローラ受信部の波長別感度曲線を考えてセンサに感知される光の量を計算した。
３．各フィルムの透過率はＳｈｉｍａｄｚｕ社のｕｖ−ｖｉｓスペクトロメータ（モデル名：ｕｖ３１０１）を利用して測定した。
実施例により製造された近赤外線吸収用フィルタと比較例により製造された近赤外線吸収用フィルタの波長による透過率値を図４のグラフで比較した。
グラフからわかるように、比較例により製造されたフィルタは８００ｎｍ以上の全体波長に対して均等に近赤外線吸収性能を有するために、種々の染料を使用して全ての波長帯で透過率を減少させようとした反面、実施例により製造されたフィルタは８８０〜１０００ｎｍ帯の波長（より詳しくは、９００〜９６０ｎｍ）の近赤外線をより多く吸収できるように設計されたものである。
下記の表４に上記実施例と比較例により製造されたＰＤＰフィルタに対する近赤外線吸収試験の結果を表した。
上記表４の結果からわかるように、本発明による近赤外線フィルタ（実施例）は従来技術（比較例）に比べて８００〜８８０ｎｍの透過率は増加させた反面、８８０〜９２０ｎｍでの透過率を減少させた。このような場合、ＰＤＰから同一な放射輝度の近赤外線が放出される場合、リモコン受光部から感知される近赤外線の強度は実施例の場合３．６％と３．７％で、比較例の３．６％と３．７％と同一で、大きな差がないと予測される。その理由は、リモートコントローラセンサの感度が低い８００〜８８０ｎｍ領域の近赤外線遮蔽の特性を多少犠牲にしても８８０〜９２０ｎｍ領域を集中して遮蔽するとＰＤＰから放射される近赤外線によるリモートコントローラ受信部の影響を最少化することが出来るためである。
従って、本発明で意図する通り、狭い波長帯域で作用する少量の染料（好ましくは一種類の染料）のみ使用した近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタの効果を確認することができた。
Claims (17)
- 近赤外線に対する最大吸収波長が８８０〜１０００ｎｍの染料を含むことを特徴とする近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記染料の最大吸収波長は、９００〜９６０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- ８８０〜１０００ｎｍの波長帯域の光透過率が８００〜８８０ｎｍの波長帯域の光透過率に比べて１０％ｐｏｉｎｔ以上低いことを特徴とする請求項１に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- ８８３ｎｍの光透過率が８２４ｎｍの光透過率に比べて１０％ｐｏｉｎｔ以上低いことを特徴とする請求項３に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- ８８０〜９２０ｎｍの波長帯域の光透過率と９８０〜１０００ｎｍ波長帯域の光透過率の差の絶対値が５％ｐｏｉｎｔ以下であることを特徴とする請求項１に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記染料は、シアニン（Ｃｙａｎｉｎｅ）系、フタロ／ナフタロシアニン（Ｐｈｔｈａｌｏ／Ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）系、金属錯物の中から選択された１種または２種以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記金属錯物染料は、下記の化学式１または２の構造を有する化合物であることを特徴とする請求項６に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）染料は下記の化学式３の化合物で、前記ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）染料は下記の化学式４の化合物であることを特徴とする請求項６に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記シアニン系染料は、下記の化学式５の化合物であることを特徴とする請求項６に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
（化５）
Ａｒ１−Ａ−Ａｒ２
（前記化学式５において、Ａは置換または非置換された炭素数５乃至７の供液二重結合を形成するハイドロカルビレン基で、
Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して置換または非置換されたアリール基、置換または非置換されたヘテロ環基、または置換または非置換されたヘテロ環を含む複素数環基である。） - 前記Ａは、下記の化学式６で表されることを特徴とする請求項９に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記Ａｒ１及びＡｒ２は、下記の化学式７で表されることを特徴とする請求項９に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記シアニン系染料は、下記の化学式８乃至１５の化合物からなる群から選択された１以上の化合物であることを特徴とする請求項６に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記染料が溶媒及びバインダーと共に基材上にウェットコーティングされた後乾燥して製造されることを特徴とする請求項６に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記溶媒は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、エチルアセテート（ＥＡ）、トルエンの中から選択されたものであることを特徴とする請求項１３に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記バインダーとして、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系バインダー、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）樹脂またはポリカーボネート（ＰＣ）を使用することを特徴とする請求項１３に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記染料、溶媒及びバインダーの混合物がコーティング及び乾燥したコーティング層の外郭に、共重合体減圧性接着剤（ＰＳＡ）がさらにコーティングされることを特徴とする請求項１５に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
- 前記バインダーとして共重合体減圧性接着剤（ＰＳＡ）を使用することを特徴とする請求項１３に記載の近赤外線吸収用ＰＤＰフィルタ。
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