JP4250026B2 - Optical filter - Google Patents
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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】
［式中、Ｘ1〜Ｘ4 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、Ｙ1〜Ｙ4は各々独立にヘテロアリール基を表す。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Y１〜Y４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、H２、Cu、Zn、Co、Ni、Pd、Pt、VO、TiO、Mg、Cd、Sn、SnX２、AlX、GaX、InX、RhX、GeX２、〔Xは一価の配位子を表す〕、SiCl２、Si(OSiR１R２R３)２ 、Si(OPOR４R５)２、Si(OCOR６)２〔R１〜R６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】
【表２】
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]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical filter containing a tetraazaporphyrin compound. More specifically, the color purity of luminescent colors such as liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), electroluminescence display (ELD), cathode ray tube display (CRT), fluorescent display tube, field emission display is improved. It is related with the optical filter attached in order to make it.
[0002]
[Prior art]
Image display devices such as liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), electroluminescence display (ELD), cathode ray tube display (CRT), fluorescent display tube, field emission display are red, blue, green A color image is displayed with a combination of three primary colors. However, these displays have a problem in that the red light portion of visible light cannot be accurately reproduced because extra light (wavelength in the range of 570 to 605 nm) is included in the light emission from the three primary color phosphors. Yes.
[0003]
In order to suppress light of this unnecessary emission wavelength, it is effective to use a dye that selectively absorbs light of that wavelength, and an optical filter that does not transmit light in a specific wavelength band has been proposed. For example, it is disclosed in Patent Documents 1-2.
However, since the dyes disclosed in these prior arts have a broad absorption wavelength band, they also block wavelength bands other than the specific wavelength band that should be blocked originally, so that the color purity of the emitted color is insufficient.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-228828 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-328219
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a practical filter having a high visible light transmittance that selectively cuts light of a specific wavelength generated in various displays and does not impair the color purity of the display in view of the above-described conventional technology. Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have produced an optical filter using tetraazaporphyrin, thereby cutting off the excess light in the 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 an optical filter comprising (1) at least one tetraazaporphyrin having a maximum absorption wavelength at 570 to 605 nm in a substrate,
(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 tetraazaporphyrin is contained in the transparent adhesive layer,
(4) The optical filter as described in (1) or (2) above, 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 polymer molded body or a coating layer formed on a glass surface.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The optical filter of the present invention contains at least one tetraazaporphyrin having a maximum absorption wavelength at 570 to 605 nm in the substrate. Although it does not specifically limit as tetraazaporphyrins, It is more desirable not to have an absorption maximum in 610-630 nm which is red light emission wavelength. Further, it is more desirable to have excellent compatibility with the base resin and moldability, and excellent durability after molding. A particularly preferred compound is a tetraazaporphyrin compound represented by the following general formula (1).
[0009]
[Chemical formula 2]
[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, or an aryloxy group, and Y 1 to Y 4 are each independently heterogeneous. Represents an aryl group. M represents two hydrogen atoms, or represents a divalent, trivalent or tetravalent metal atom which may have an oxygen, halogen atom or other ligand. ]
[0011]
Examples of the alkyl group in the tetraazaporphyrin represented by the general formula (1) used in the present invention and the alkyl group in the alkoxy group 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 group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl Group, primary alkyl group such as 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-methyloctyl group, 1-ethylheptyl group, 1-propylhexyl group Secondary alkyl groups such as 1-isobutyl-3-methylbutyl group, tertiary alkyl groups such as tert-butyl group, tert-amyl group, tert-heptyl group, tert-octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl Group Chill cyclohexyl, etc. cycloalkyl groups such as cycloheptyl group, and these alkyl groups may be substituted by a halogen atom or other substituents. As the aryl group, phenyl group, methylphenyl group, dimethylphenyl group, trimethylphenyl group, ethylphenyl group, butylphenyl group, tert-butylphenyl group, di (tert-butyl) phenyl group, methoxyphenyl group, dimethoxyphenyl Group, trimethoxyphenyl group, butoxyphenyl group, naphthyl group and the like, and these aryl groups may be substituted with a halogen atom or other substituents.
[0012]
Examples of the heteroaryl group of Y 1 to Y 4 in the general formula (1) include heterocyclic 5-membered ring system substituents such as imidazolyl group, pyrazolyl group, triazolyl group, tetrazolyl group, and the like. It may be substituted with a substituent such as various alkyl groups and aryl groups, or a halogen atom. The hetero five-membered 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 group, 2-methylimidazolyl group, 4 or 5-methylimidazolyl group, 2-phenylimidazolyl group, 4 or 5-phenylimidazolyl group, 4,5-diphenylimidazolyl group, 4 or 5-nitroimidazolyl group, 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, tetrazolyl group, 5-methyltetrazolyl group, 5-phenyltetrazolyl group, benzimidazolyl group, 2-methyl Benzimidazolyl group, 5,6-dimethylbenzimidazolyl group, 5,6-dimethoxybenzoimidazolyl group, 5 or 6-chlorobenzoimidazolyl group, 5 or 6-nitrobenzoimidazolyl group, 5 or 6-cyanobenzoimidazolyl group, 5 or 6- (ethoxyethoxy) ) Benzimidazolyl group, naphthimidazolyl group, 4 or 7-azabenzimidazolyl group, 4,6 or 5,7-diazabenzimidazolyl group, indazolyl group, 1,2,3-benzotriazolyl group, 5 or 6-bromo- 1,2,3-benzotriazolyl group, 5 or 6-fluoro-1,2,3-benzotriazolyl group, 5 or 6- (trifluoromethyl) -1,2,3-benzotriazolyl group 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- And benzotriazolyl group.
[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 the like, and Cu, Zn, Co, Ni, Pd, Pt, VO, Mg and the like are particularly preferable from the viewpoint of synthesis and physical properties.
Typical examples of the general formula (1) are shown in the following Table-1 (Tables 1 to 2).
[0014]
[Table 1]
[Table 2]
The optical filter of the present invention contains at least one tetraazaporphyrin having a maximum absorption wavelength at 570 to 605 nm in the base material. Of course, it means that it is applied to the surface of the base material, or is sandwiched between the base material and the like.
[0017]
Examples of the substrate include a transparent resin plate, a transparent film, and transparent glass, and there is no particular limitation as long as the light transmittance at a wavelength of 400 to 700 nm is 40% or more. Specific examples include polyimide, polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyethylene terephthalate (PET), polymethylene methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyetheretherketone (PEEK), polypropylene (PP ) And triacetylcellulose (TAC). In particular, acrylic resins such as polyethylene terephthalate (PET), triacetyl cellulose (TAC), and polymethyl methacrylate (PMMA), and polycarbonate resins are preferable.
[0018]
Although there will be no restriction | limiting in particular if the thickness of a base material has a certain amount of mechanical strength, Usually, they are 20 micrometers-10 mm, 20 micrometers-1 mm are preferable, and 20 micrometers-200 micrometers are especially preferable.
[0019]
As shown in FIGS. 1 to 4, the configuration of the optical filter of the present application includes a transparent base body (polymer molded body, glass, etc.), a transparent adhesive layer, a transparent base body and a transparent adhesive layer or a coat layer. Although exemplified, the aspect of incorporating the tetraazaporphyrin in the optical filter of the present application is not particularly limited,
(1) A method of adding to the transparent adhesive to contain it in the transparent adhesive layer,
(2) When the transparent base body is made of a polymer molded body, a method for containing the polymer molded body,
(3) The method etc. which are made to contain in a coating layer are mentioned by coating a polymer molded object or the glass surface.
Specific examples of the transparent adhesive listed in (1) include acrylic adhesives, silicone adhesives, urethane adhesives, polyvinyl butyral adhesives (PVB), ethylene-vinyl acetate adhesives (EVA), and the like. , Polyvinyl ether, saturated amorphous polyester, melamine resin and other sheet-like or liquid pressure-sensitive adhesives. The amount of tetraazaporphyrin added is usually 10 ppm to 30% by weight, preferably 10 ppm to 20% by weight, and particularly preferably 10 ppm to 10% by weight.
(2) The method of adding to the polymer molded body includes (A) a method in which tetraazaporphyrin is kneaded into a resin and heat molding, and (B) a resin or resin monomer and tetraazaporphyrin in an organic solvent. And a method of preparing a polymer molded body 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), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate, poly Polyamides such as arylate, polyetherketone, polycarbonate, polyethylene, polypropylene and nylon 6, cellulose resins such as polyimide and triacetyl cellulose, fluorine resins such as polyurethane and polytetrafluoroethylene, vinyl compounds such as polyvinyl chloride, polyacrylic Acid, polyacrylic acid ester, polyacrylonitrile, vinyl compound addition polymer, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ester, vinylidene chloride such as polyvinylidene chloride, vinylidene fluoride / trifluoroethylene copolymer, Copolymers of alkylene / vinyl compounds 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 slightly depending on the tetraazaporphyrin and base polymer used, but the tetraazaporphyrin is added to the base polymer powder or pellets, heated to 150-350 ° C and dissolved. And then forming the plate by molding. A method of forming a film with an extruder. Examples include a method of preparing a raw material with an extruder and stretching the film at a temperature of 30 to 120 ° C. 2 to 5 times uniaxially or biaxially to form a film having a thickness of 10 to 200 μm.
[0021]
In addition, when kneading, an additive used for ordinary resin molding such as plasticity may be added. The amount of tetraazaporphyrin added varies depending on the absorption coefficient, the thickness of the polymer molded body to be produced, the target absorption strength, the target transmission characteristics / transmittance, etc., but is usually 1 ppm relative to the weight of the base polymer molded body. -20% by weight, preferably 1 ppm to 10% by weight, particularly preferably 1 ppm to 5% by weight.
In the casting method (B), tetraazaporphyrin is added to and dissolved in an organic solvent solution of a resin or resin monomer, and if necessary, a plasticizer, a polymerization initiator and an antioxidant are added, and the required surface condition is obtained. A plate or a film can be produced by pouring onto a mold or drum having a solvent and volatilizing / drying or polymerization / solvent volatilization / drying.
[0022]
Examples of resins used include aliphatic ester resins, acrylic resins, melamine resins, urethane resins, aromatic ester resins, polycarbonate resins, aliphatic polyolefin resins, aromatic polyolefin resins, polyvinyl resins, polyvinyl alcohol resins, Examples thereof include polyvinyl-modified resins (PVA, EVA, etc.) or resin monomers of those copolymer resins.
[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 tetraazaporphyrin varies depending on the absorption coefficient of the dye, the thickness of the plate or film, the target absorption strength, the target transmission characteristics / transmittance, etc., but is usually 1 ppm to 20% by weight with respect to the weight of the resin monomer. It is. The resin concentration is usually 1 to 90% by weight with respect to the whole paint.
As a method of coating on the polymer molded body or glass surface mentioned in (3), tetraazaporphyrin is dissolved in a binder resin and an organic solvent to form a paint, and tetraazaporphyrin is applied to an uncolored acrylic emulsion paint. Examples thereof include a method of dispersing a finely pulverized product (50 to 500 nm) into an acrylic emulsion water-based paint.
As binder resins, aliphatic ester resins, acrylic resins, melamine resins, urethane resins, aromatic ester resins, polycarbonate resins, aliphatic polyolefin resins, aromatic polyolefin resins, polyvinyl resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl resins. Examples thereof include system-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 strength, target visible light transmittance, and the like, but is usually 0.1 ppm to 30% by weight with respect to the weight of the binder resin. The resin concentration is usually 1 to 50% by weight with respect to the whole paint.
In the case of an acrylic emulsion water-based paint, it can be obtained by dispersing finely pulverized pigment (50 to 500 nm) in an uncolored acrylic emulsion paint in the same manner as described above. In the coating material, additives such as antioxidants used in ordinary coating materials may be added.
[0025]
The paint produced by the above method should contain a pigment by a coating method such as bar coder, blade coater, spin coater, reverse coater, die coater, or spray on a transparent polymer film, transparent resin, transparent glass or the like. Can do.
For the evaluation of color purity and color coordinates, a normal color meter can be used, or a spectral radiance meter can be used to calculate from the wavelength dispersion information. In actual measurement, display each of the three primary colors, measure (X, Y) at that time, then attach a filter and measure (X, Y). (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. For 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, and titanium oxide and silver (M) are alternately formed into DE / M / DE / M / DE (5 layers). Those prepared are preferred. The number of laminated layers is preferably 5 to 9 layers, but is not limited to this total number, and an ultra-thin film is inserted between M and DE so as not to interfere with the optical properties in order to improve adhesion and durability. Also good. As the metal mesh, a fiber mesh obtained by vapor-depositing a metal on a fiber, an etching mesh that forms a pattern using a photolithography technique and obtains a mesh by etching, or the like can be used.
When using an electromagnetic wave shield using a silver thin film, the near-red ray blocking function can simultaneously block near-infrared rays due to scattering by silver free electrons. When a metal mesh is used, a film that absorbs near infrared rays or a film that reflects near infrared rays is used separately.
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 an optical filter in the present invention.
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an optical filter when a transparent
[0026]
【Example】
Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto.
[Example 1]
Disperse and dissolve the tetraazaporphyrin shown in (P-1) in Table 1 in a solvent of ethyl acetate / toluene (50: 50% by weight), and add a dye for acrylic pressure-sensitive adhesive to a concentration of 1150 ppm. A diluent was used. Acrylic adhesive / diluent containing pigment (80: 20% by weight) is mixed, coated on a polyethylene terephthalate film (Teijin Limited, thickness 75 μm) with a batch 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 is mounted on a transmissive liquid crystal display (with a color filter) having a red saturation value (X, Y) = (0.612, 0.335), (ΔX, ΔY) = (+ 0.003, It was confirmed that the improvement was -0.003).
[0027]
[Example 2]
Polyethylene terephthalate pellets (Unitika product name 1203) were mixed with 0.015% by weight of tetraazaporphyrin used in Example 1, melted at 260 to 280 ° C., and a film having a thickness of 200 μm was produced by an extruder. This film was stretched in the biaxial direction 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 for a light resistance test. The transmittance at the absorption maximum at 585 nm was 16.0%, and the filter was hardly deteriorated. It was.
[0028]
Example 3
In Example 1, instead of the tetraazaporphyrin of (P-1), a dyed diluent for an acrylic pressure-sensitive adhesive was prepared so that the concentration of tetraazaporphyrin represented by (P-22) was 1250 ppm. 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 prepared 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%.
Moreover, although the light resistance test was done like Example 2, degradation of a filter was not seen.
[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 an excellent performance of accurately reproducing the red part of visible light. Further, by using an azaporphyrin compound, it is excellent in durability and easy to mold, and an optical filter for display can be produced by various methods.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an optical filter. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an optical filter. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an optical filter. Explanation of]
10
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