JP2000028825A

JP2000028825A - 赤外線吸収フィルタ

Info

Publication number: JP2000028825A
Application number: JP10193027A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Shimomura; 哲生下村; Shinya Onomichi; 晋哉尾道; Masanori Kobayashi; 正典小林; Yozo Yamada; 陽三山田
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、電磁波及び近赤外線を吸収し、可視
領域の光透過性が高く、且つ、可視領域に特定の吸収を
持つことがなく、更に、加工性及び生産性の良好で環境
安定性の良好な近赤外線吸収フィルタを提供するもので
ある。【解決手段】波長800nm から1100nmの近赤外線領域の透
過率が30％以下である事を特徴とし、開口率が５０％以
上の金属メッシュ導電層を有している事を特徴とする赤
外線吸収フィルタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学フィルタに関
するもので、特に可視光線領域に透過率が高く、赤外線
を遮断する光学フィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱線吸収フィルタや、ビデオカメ
ラ視感度補正用フィルター、等には次に示されるような
物が広く使われてきた。（１）燐酸系ガラスに、銅や鉄などの金属イオンを含有
したフィルター（特開昭６０−２３５７４０、特開昭６
２−１５３１４４など）（２）基板上に屈折率の異なる層を積層し、透過光を干
渉させることで特定の波長を透過させる干渉フィルター
（特開昭５５−２１０９１、特開昭５９−１８４７４５
など）（３）共重合体に銅イオンを含有するアクリル系樹脂フ
ィルター（特開平６−３２４２１３）（４）バインダー樹脂に色素を分散した構成のフィルタ
ー（特開昭５７−２１４５８、特開昭５７−１９８４１
３、特開昭６０−４３６０５など）また、透明な電磁波吸収としても、従来種々のものが検
討されており、例えば以下の様な物がある。（５）導電性繊維の織物を用いたタイプの電磁波シール
ド材料（６）薄い金属板をエッチングしてメッシュを製作した
タイプの電磁波シールド材料（７）銀等の高導電性金属や、ITO やSnO₂等の透明導電
材料をスパッタリングや真空蒸着法などを用いて薄膜化
したタイプの電磁波シールド材料等があげられる。さらに、これらを組合わせたもの等が
数多く提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来使用されて
きた赤外線吸収フィルタには、それぞれ以下に示すよう
な問題点がある。前述（１）の方式では近赤外領域に急
峻に吸収が有り、赤外線遮断率は非常に良好であるが、
可視領域の赤色の一部も大きく吸収してしまい、透過色
は青色に見える。ディスプレー用途では色バランスを重
視され、このような場合、使用するのに困難である。ま
た、ガラスであるために加工性にも問題がある。前述
（２）の方式の場合、光学特性は自由に設計でき、ほぼ
設計と同等のフィルタを製造することが可能であるが、
その為には、屈折率差のある層の積層枚数が非常に多く
なり、製造コストが高くなる欠点がある。また、大面積
を必要とする場合、全面積にわたって高い精度の膜厚均
一性が要求され、製造が困難である。

【０００４】前記（３）の方式の場合、（１）の方式の
加工性は改善される。しかし（１）方式と同様に、急峻
な吸収特性が有るが、やはり、赤色部分にも吸収が有り
フィルタが青く見えてしまう問題点は変わらない。

【０００５】前記（４）の方式は、赤外線吸収色素とし
て、フタロシアニン系、ニッケル錯体系、アゾ化合物、
ポリメチン系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタ
ン系、キノン系、など多くの色素が持ちいられている。
しかし、それぞれ単独では、吸収が不十分であったり、
可視領域で特定の波長の吸収が有るなどの問題点を有し
ている。さらに、同フィルターを高温下、や加湿下に長
時間放置すると、色素の分解や、酸化が起こり可視領域
での吸収が発生したり、赤外領域での吸収が無くなって
しまうなどの問題がある。

【０００６】また、前記（１）から（４）と電磁波吸収
として（５）から（７）とを組合わせた場合にいおて
も、上記の様な障害が特に改善されるわけではない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、近赤外領域に
吸収があり、可視領域の光透過性が高く、且つ、可視領
域に特定波長の大きな吸収を持つことがなく、更に、加
工性及び生産性の良好である近赤外線吸収フィルタを提
供する物である。即ち本発明は、透明高分子フィルム上
の少なくとも片面に、波長800nm から1100nmの近赤外線
領域の透過率が30％以下で、かつ、波長450nm から650n
m の可視領域での透過率の最大値と最小値の差が１０％
以内であり、波長550nm での透過率が50％以上である赤
外線吸収層を有し、該赤外線吸収層と同一面、ないし
は、反対面に開口率が５０％以上の金属メッシュ導電層
を有している事を特徴とする赤外線吸収フィルタであ
る。

【０００８】本発明においては、波長800nm から1100nm
の近赤外線領域の透過率が30％以下が必須である。この
領域の透過率が低い事によって、プラズマディスプレー
等に用いた場合、ディスプレーから放射される、不要赤
外線を吸収し、赤外線を使ったリモコンの誤動作を防ぐ
事が出来る。また、本発明は、波長450nm から650nmの
可視領域での透過率の最大値と最小値の差が１０％以内
である事も必須である。波長450nm から650nm の透過率
差がこの範囲にあると、色調がグレーとなり、ディスプ
レー前面においた場合、ディスプレーから発せられる色
調が変らずに表現する事が出来る。

【０００９】更に本発明では、波長550nm での透過率が
50％以上が必要である。該波長域での透過率が、５０％
以下であると、ディスプレー前面に設置された場合、非
常に暗いディスプレーとなってしまう。

【００１０】前記特性を満たす為に本発明に用いる色素
は、少なくともジイモニウム塩化合物、含フッ素フタロ
シアニン化合物及び、ニッケル錯体のうちいずれか２種
類を含有することが好ましい。該色素配合比は、ジイモ
ニウム塩化合物を１重量部当たり、含フッ素フタロシア
ニン化合物の場合０．５〜０．０１重量部、ニッケル錯
体系化合物の場合１〜０重量部の範囲が好ましい。

【００１１】本発明では、赤外線吸収色素をポリマー中
に分散し、更にこれを透明な基板上にコーティングした
構成が好ましい。このような構成とする事によって、製
作が簡単になり、小ロットの生産にも対応可能となる。
また、本発明での色素を分散するポリマーは、そのガラ
ス転移温度が、本発明フィルタを使用する想定保証温度
以上の温度である事が好ましい。これにより、色素の安
定性が向上する。

【００１２】本発明に使用する赤外線吸収色素は特に限
定されるものではないが、一例を挙げるとすれば、以下
のようなものが挙げられる。日本化薬社製Kayasorb IRG
−０２２、 IRG−０２３、日本触媒社製 ExcolorIR
１、IR2 、IR3 、IR4 、三井化学社製SIR-128 、SIR-13
0 、SIR-132 、SIR-159 などが挙げられるが、上記赤外
吸収色素は一例であり、特に限定される物ではない。

【００１３】また、本発明において、赤外線吸収色素を
分散したポリマーを基材にコーティングする場合に用い
る透明基材としても、特に限定される物ではないが、ポ
リエステル系、アクリル系、セルロース系、ポリエチレ
ン系、ポリプロピレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化
ビニル系、ポリカーボネート、フェノール系、ウレタン
系樹脂などが挙げられるが、特に好ましくは、分散安定
性、環境負荷などの観点から、ポリエステル系樹脂が好
ましい。

【００１４】また、本発明赤外線吸収フィルターでは耐
光性を向上させる目的で、UV吸収剤を添加したものが好
ましい。さらに、本発明では、耐候性、耐溶剤性を付与
させるために、赤外線吸収色素を分散するポリマーを、
架橋剤を用いて架橋させても良い。

【００１５】本発明は、該赤外線吸収層と同一面、ない
しは、反対面に金属メッシュ導電層を有している事を必
須とする。これにより、ディスプレーから放出される有
害電磁波を除去することが可能となる。本発明に用いら
れる、金属メッシュとしては、電気電導性の高い金属箔
をエッチング処理を施して、メッシュ状にしたものや、
金属繊維を使った織物状のメッシュや、高分子繊維の表
面に金属をメッキ等の手法を用いて付着させた繊維を用
いても良い。該電磁波吸収層に用いられる、メッシュの
開口率はディスプレー用途に用いた場合を考慮すると、
５０％が好ましい。

【００１６】該電磁波吸収層に使われる金属は、電気電
導性が高く、安定性が良ければいかなる金属でも良く特
に限定されるものではないが、加工性、コストなどの観
点より、好ましくは、銅、ニッケル、タングステンなど
が良い。また、本発明赤外線吸収フィルタは、最外層に
傷つき防止のために、ハードコート処理層（HC）を設け
てもよい。このハードコート処理層（HC）としては、ポ
リエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、
メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポ
リイミド系樹脂などの硬化性樹脂を単体もしくは混合し
た架橋性樹脂硬化物層が好ましい。

【００１７】このハードコート処理層（HC）の厚さは、
１〜５０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは、２
〜30μｍの範囲である。１μｍより薄い場合は、ハード
コート処理の機能が十分発現せず、50μｍをこえる厚さ
では、樹脂コーティングの速度が著しく遅くなり、生産
性の面で好結果を得にくい。

【００１８】ハードコート処理層（HC）を積層する方法
としては、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜を設け
た面の反対側の面に、上記の樹脂をグラビア方式、リバ
ース方式、ダイ方式などでコーティングした後、熱、紫
外線、電子線等のエネルギーを印加することで、硬化さ
せる。

【００１９】また、本発明赤外線吸収フィルタは、ディ
スプレー等に用いた場合の視認性向上のために、最外層
に、防眩処理層（AG）を設けてもよい。防眩処理層（A
G）は、硬化性樹脂をコーティング、乾燥後にエンボス
ロールで表面に凹凸を形成し、この後熱、紫外線、電子
線等のエネルギーを印加することで、硬化させる。硬化
性樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹
脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹
脂、シリコン系樹脂、ポリイミド系樹脂などの単体もし
くは混合したものが好ましい。

【００２０】さらに、本発明赤外線吸収フィルタをディ
スプレーに用いた際に可視光線の透過率をさらに向上さ
せるために、最外層に反射防止処理層（AR）を設けても
よい。この反射防止処理層（AR）には、プラスチックフ
ィルムの屈折率とは異なる屈折率を有する材料を単層も
しくは２層以上の積層するのが好ましい。単層構造の場
合、プラスチックフィルムよりも小さな屈折率を有する
材料を用いるのがよい。また、２層以上の多層構造とす
る場合は、プラスチックフィルムと隣接する層は、プラ
スチックフィルムよりも大きな屈折率を有する材料を用
い、この上の層にはこれよりも小さな屈折率を有する材
料を選ぶのがよい。このような反射防止処理層（AR）を
構成する材料としては、有機材料でも無機材料でも上記
の屈折率の関係を満足すれば特に限定されないが、例え
ば、CaF₂, MgF₂, NaAlF₄, SiO₂,ThF₄, ZrO₂, Nd₂O₃, Sn
O₂, TiO₂, CeO₂, ZnS, In₂O₃などの誘電体を用いるの
が好ましい。

【００２１】この反射防止処理層（AR）は、真空蒸着
法、スパッタリング法、 CVD法、イオンプレーティング
法などのドライコーティングプロセスでも、グラビア方
式、リバース方式、ダイ方式などのウェットコーティン
グプロセスでもよい。

【００２２】さらに、このハードコート処理層（HC）、
防眩処理層（AG）、反射防止処理層（AR）の積層に先立
って、前処理として、コロナ放電処理、プラズマ処理、
スパッタエッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射
処理、プライマ処理、易接着処理などの公知の処理を施
してもよい。

【００２３】実施例１分散媒となるベースポリエステルを以下の要領で製作し
た。温度計、撹拌機を備えたオ−トクレ−ブ中に、テレフタル酸ジメチル１３６重量部、イソフタル酸ジメチル５８重量部エチレングリコール９６重量部、トリシクロデカンジメタノール１３７重量部三酸化アンチモン０．０９重量部を仕込み１７０〜２２０℃で１８０分間加熱してエステ
ル交換反応を行った。次いで反応系の温度を２４５℃ま
で昇温し、系の圧力１〜１０ｍｍＨｇとして１８０分間
反応を続けた結果、共重合ポリエステル樹脂（Ａ１）を
得た。共重合ポリエステル樹脂（Ａ１）の固有粘度は、
0.4 、ガラス転移温度は90℃であった。またＮＭＲ分析
による共重合組成比は酸成分に対してテレフタル酸７１mol%、イソフタル酸２９mol%、アルコール成分に対してエチレングリコール２８mol%、トリシクロデカンジメタノール７２mol% であった。

【００２４】次にこの樹脂を用いて表1に示すような組
成で、赤外線吸収色素と製作した樹脂、溶剤を、フラス
コにいれ、加熱しながら攪拌し、色素及びバインダー樹
脂を溶解した。更に溶解した樹脂を高透明性ポリエステ
ルフィルム基材（東洋紡績製コスモシャインＡ４１０
０）に、ギャップが１００μｍのアプリケーターを用い
てコーティングし、乾燥温度約90℃で１時間乾燥させ
た。この時コーティング厚さは約２５μｍであった。得
られた赤外線吸収フィルムは、目視での色目はダークグ
レーであった。また、図１にその分光特性を示す。図１
に示すように、波長４００ｎｍから６５０ｎｍまでの可
視領域においては吸収が平らで、波長７００ｎｍ以上で
は急峻に吸収があるフィルムが得られた。得られたフィ
ルムを60℃95％雰囲気中に５００ｈｒ放置し、再度分光
特性を測定したところ図２のようになり、若干の色変化
は見られるが、近赤外吸収特性を維持していた。また、
得られたフィルムを、プラ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、近赤外線の放射も低減された。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例２実施例１で製作した赤外線吸収層と反対側の透明なポリ
エステルフィルムの面上にハードコート処理層(HC)を設
けた。ハードコート剤としては、エポキシアクリル樹脂
１００部にベンゾフェノン４部を加えた紫外線硬化型樹
脂組成物を用い、バーコート法で成膜後、80℃５分の予
備乾燥、500mJ/cm²の紫外線照射により硬化させた。硬
化後の厚さは５μｍである。次に、厚さ９μｍの銅箔を
UV硬化接着剤を介して赤外線吸収層の上部に貼合わせ、
フォトレジストを用いて貼り合わされた銅箔をパターン
ニングし、エッチング処理を施して、電磁波シールド層
を形成した。この時の銅箔線幅は、約１５μｍ、ピッチ
は１１５μｍで、開口率は７５％であった。

【００２７】上記の様に、ハードコート、電磁波シール
ド層を赤外線吸収層と共に作製したフィルタの分光特性
を図３に示す。図のように、該フィルタは、近赤外線を
吸収し、色調がグレーで、且つ、電磁波を吸収しながら
も高い可視光線透過率を有していることがわかった。ま
た、得られたフィルムを60℃95％雰囲気中に５００ｈｒ
放置し、再度分光特性を測定したところ、若干の色変化
は見られるが、近赤外吸収特性を維持していた。また、
得られたフィルムを、プラ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、近赤外線の放射及び、電磁波の放射も低減さ
れた。

【００２８】比較例１ベースポリマーとして東洋紡績製バイロンRV200 （比重
１．２６、ガラス転移温度67℃）を用いて表２に示すよ
うな組成で、赤外線吸収色素とバインダー樹脂、溶剤
を、フラスコにいれ、加熱しながら攪拌し、色素及びバ
インダー樹脂を溶解した。次に溶解した樹脂を高透明性
ポリエステルフィルム基材（東洋紡績製コスモシャイン
Ａ４１００）に、ギャップが１００μｍのアプリケータ
ーを用いてコーティングし、乾燥温度約90℃で１時間乾
燥させた。コーティング厚さは約２５μｍであった。得
られた赤外線吸収フィルムは、目視での色目は、褐色に
着色してしまっていた。また、図４にその分光特性を示
す。図４に示されるように、波長４００ｎｍから６５０
ｎｍまでの可視領域において約550nm にピークを持つよ
うな山形の特性になる赤外線吸収フィルムがえられた。
得られたフィルムを60℃95％雰囲気中に５００ｈｒ放置
し、再度分光特性を測定したところ近赤外線領域の吸収
が無くなってしまっていた。また、見た目が緑色に変化
してしまっていた。また、得られたフィルムをプラズマ
ディスプレー等の前面に配置したところ、色バランスが
崩れ、緑がかった色調となってしまった。

【００２９】比較例２比較例１で製作した赤外線吸収層と反対側の透明なポリ
エステルフィルムの面上にハードコート処理層(HC)を設
けた。ハードコート剤としては、エポキシアクリル樹脂
１００部にベンゾフェノン４部を加えた紫外線硬化型樹
脂組成物を用い、バーコート法で成膜後、80℃５分の予
備乾燥、500mJ/cm²の紫外線照射により硬化させた。硬
化後の厚さは５μｍである。次に、厚さ９μｍの銅箔を
UV硬化接着剤を介して赤外線吸収層の上部に貼合わせ、
フォトレジストを用いて貼り合わされた銅箔をパターン
ニングし、エッチング処理を施して、電磁波シールド層
を形成した。この時の銅箔線幅は、約１５μｍ、ピッチ
は１１５μｍで、開口率は７５％であった。上記の様
に、ハードコート、電磁波シールド層を赤外線吸収層と
共に作製したフィルタの分光特性を図５に示す。図のよ
うに、該フィルタは、近赤外線おいび電磁波を吸収を吸
収するものの、色調が緑がかった物となってしまった。
また、得られたフィルムを60℃95％雰囲気中に５００ｈ
ｒ放置し、再度分光特性を測定したところ、近赤外吸収
特性が無くなってしまっていた。

【００３０】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例１で得られた赤外線吸収フィルタ
の分光特性を示す。

【図２】図２は実施例１で得られた赤外線吸収スペクト
ルの耐久テスト後の分光特性を示す。

【図３】図３は実施例２で得られた赤外線吸収フィルタ
の分光特性を示す。

【図４】図４は比較例１で得られた赤外線吸収フィルタ
の分光特性を示す。

【図５】図５は比較例２で得られた赤外線吸収フィルタ
の分光特性を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田陽三滋賀県大津市堅田二丁目１番１号東洋紡績株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 2H048 CA04 CA12 CA19 CA24 CA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明高分子フィルム上の少なくとも片面
に、波長800nm から1100nmの近赤外線領域の透過率が30
％以下で、かつ、波長450nm から650nm の可視領域での
透過率の最大値と最小値の差が１０％以内であり、波長
550nm での透過率が50％以上である赤外線吸収層を有
し、該赤外線吸収層と同一面、ないしは、反対面に開口
率が５０％以上の金属メッシュ導電層を有している事を
特徴とする赤外線吸収フィルタ。
【請求項２】請求項１記載の赤外線吸収層が、赤外線吸
収色素として、少なくともジイモニウム塩化合物、含フ
ッ素フタロシアニン化合物及び、ニッケル錯体のうちい
ずれか２種類を含有することを特徴とする赤外線吸収フ
ィルタ。
【請求項３】請求項１記載の赤外線吸収層の色素配合比
が、ジイモニウム塩化合物を１重量部当たり、含フッ素
フタロシアニン化合物の場合０．５〜０．０１重量部、
ニッケル錯体系化合物の場合１〜０重量部であることを
特徴とする赤外線吸収フィルタ。
【請求項４】請求項１記載の赤外線吸収層の色素の分散
媒がポリエステル樹脂であることを特徴とする赤外線吸
収フィルタ。
【請求項５】請求項１記載の透明基材がポリエステルフ
ィルムであることを特徴とする赤外線吸収フィルタ。
【請求項６】請求項１乃至４のいずれかに於いて該色素
を分散する分散媒として用いるポリマーのガラス転移温
度が、該フィルタを利用する機器の使用保証温度以上で
あることを特徴とする赤外線吸収フィルタ。
【請求項７】請求項１乃至５のいずれかにおいて最外層
に反射防止層を有することを特徴とする赤外線吸収フィ
ルム。
【請求項８】請求項１乃至５のいずれかにおいて最外層
に防眩処理層を有することを特徴とする赤外線吸収フィ
ルム。
【請求項９】請求項１乃至７を用いたことを特徴とする
プラズマディスプレー用フィルタ。