JPH11231126A

JPH11231126A - 赤外線吸収フィルタ

Info

Publication number: JPH11231126A
Application number: JP10325287A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Shimomura; 哲生下村; Masanori Kobayashi; 正典小林; Shinya Onomichi; 晋哉尾道; Yozo Yamada; 陽三山田
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 1999-08-27
Anticipated expiration: 2018-11-16
Also published as: JP4232062B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、近赤外領域に急峻な吸収があり、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物で
ある。【構成】少なくともジイモニウム化合物、含フッ素ナフ
タロシアニン系化合物及び、ニッケル錯体系化合物のい
ずれか2 種類以上の色素を含有し、さらに、ヒンダード
フェノール系1 次酸化防止剤及び、燐系2 次酸化防止剤
を含有する赤外線吸収フィルタ。【効果】近赤外線領域に広く吸収を持ち、かつ、可視領
域の透過率が高く、特定の可視領域波長を大きく吸収す
ることのない赤外線吸収フィルターが得られ、ビデオカ
メラ、ディスプレーなどに使用しても色ずれが少ない。
また、環境安定性に優れ、長い期間での使用に耐える。

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。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６２−
１５３１４４など）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）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）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）

【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。前記の方式の場合、の
方式の加工性は改善される。しかし方式と同様に、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らない。前記
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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、近赤外領域に
急峻な吸収があり、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、加工性及び生産性が良好で、しかも、熱的に安定な
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、赤外線吸収色素として、少なくともジイモニウム化
合物、含フッ素フタロシアニン系化合物及び、ニッケル
錯体系化合物のいずれか２種類以上を含有し、さらに、
酸化防止剤としてヒンダードフェノール系１次酸化防止
剤及び、燐系２次酸化防止剤を含有するポリマー組成物
を基材上に積層してなることを特徴とする赤外線吸収フ
ィルタである。好ましい実施態様は、ポリマー組成物に
含有される赤外線吸収色素の配合比が、ジイモニウム化
合物１重量部当たり、含フッ素フタロシアニン系化合物
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。また、基材は透明で、ポリ
エステルフィルムである。さらに、基材に積層するポリ
マーはポリエステル樹脂であり、比重が１．０５〜１．
３５の範囲にあり、ガラス転移温度が４５℃以上であ
り、かつ赤外線吸収色素の溶解度が１wt％以上である。

【０００５】本発明では、少なくとも２種類以上の赤外
線吸収色素が混合されていることにより、近赤外線領域
に、広く吸収があり、また、可視光線領域でも、高い透
過率でかつフラットであるために、フィルターがある特
定の色に着色しているようなことはない。本発明に用い
られる、ジイモニウム化合物としては、次のような物が
挙げられる。日本化薬社製Kayasorb IRG −０２２、IR
G −０２３があげられ、好ましくはIRG −０２２がよ
い。また、本発明に用いられる、含フッ素フタロシアニ
ン系化合物としては、日本触媒社製 Excolor IR１、
IR2 、IR3 、IR4 などが挙げられるが、好ましくは、IR
1 がよい。さらに、本発明に用いられる、ニッケル錯体
系化合物としては、三井東圧染料社製SIR-128 、SIR-13
0 、SIR-132 、SIR-159 などが挙げられるが、好ましく
はSIR-159 がよい。上記赤外線吸収色素は一例であり、
特に限定される物ではない。

【０００６】また、本発明において、赤外線吸収色素を
分散したバインダ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
レタン系のフィルム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
ルフィルムが好ましい。

【０００７】本発明の赤外線吸収フィルタでは、環境安
定性を向上させる為に、酸化防止剤の含有が必須であ
る。酸化防止剤としては、１次酸化防止剤と２次酸化防
止剤を組合わせるのが好ましい。更に好ましくは1 次酸
化防止剤として、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が
良く、2 次酸化防止剤としては燐系酸化防止剤が好まし
い。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、本発明赤外線吸収フィルタでは、必要に応
じて更に色素を混合しても良い。

【０００８】本発明に用いられる１次酸化防止剤として
は、例えば、２, ６- ジターシャルブチル4 メチルフェ
ノール、スチレン化フェノール、n-オクタデシル3-(3,5
- ジターシャルブチル4-ヒドロフェニル) プロピネー
ト、2,2'- メチレンビス(4- メチル-6- ターシャルブチ
ルフェノール) 、2-ターシャルブチル-6-(3-ターシャル
ブチル-2- ヒドロキシ-5- メチルベンジル)-4-メチルフ
ェニルアクリレート、2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5- ジター
シャルブチルペンチルフェニル) エチル]-4,6-ジターシ
ャルペンチルフェニルアクリレート、4,4'- ブチリデン
ビス(3- メチル-6- ターシャルブチルフェノール) 、4,
4'- チオビス（3-メチル-6- ターシャルブチルフェノー
ル）、テトラキス（メチレン3-(3,5- ジターシャルブチ
ル-4- ヒドロキシフェニル) プロピオネート）メタン、
3,9-ビス（2-(3-(3-ターシャルブチル-4- ヒドロキシ-5
- メチルフェニル)-プロピオニルオキシ)-1,1-ジメチル
エチル）-2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5・5) アンデカ
ンなどが挙げられる。前記最後の化合物としては、例え
ば、住友化学社製GA-80 が入手可能である。

【０００９】また本発明に用いられる２次酸化防止剤
は、例えばトリノニルフェニルフォスフェート、トリフ
ェニルフォスフェート、トリ(2,4- ジターシャルブチル
フェニル) フォスフェートなどが挙げられる。前記最後
の化合物としては、例えば、住友化学社製P-16が入手可
能である。

【００１０】実施例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1 に示すよ
うな組成で、赤外線吸収色素と酸化防止剤( 住友化学社
製 Sumilizer)、バインダー樹脂、溶剤を、フラスコに
いれ、約８０℃で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厚さ１００μ
ｍの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２５μ
ｍ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６５
０ｎｍまでの可視領域においては吸収が平らで、波長７
００ｎｍ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80℃乾燥雰囲気中に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。

【００１１】

【表１】

【００１２】実施例２ベースポリマーとして東洋紡績製バイロンRV296 （比重
１．２６、ガラス転移温度71℃）を用いて表２に示すよ
うな組成で、実施例１と同様に、赤外線吸収色素と酸化
防止剤( 住友化学社製 Sumilizer)、バインダー樹脂、
溶剤を、フラスコにいれ、約８０℃で加熱しながら攪拌
し、色素及びバインダー樹脂を溶解した。次に溶解した
樹脂を厚さ１００μｍの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、目視での色目はダークグレーであった。ま
た、その分光特性は、実施例１とほぼ同じとなり、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80℃乾燥雰囲
気中に５００ｈｒ放置し、再度分光特性を測定したとこ
ろほとんど図２と同じようになり、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。

【００１３】

【表２】

【００１４】実施例３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３に示すよ
うな組成で、赤外線吸収色素と酸化防止剤( 住友化学社
製 Sumilizer)、バインダー樹脂、溶剤を、フラスコに
いれ、約８０℃で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厚さ１００μ
ｍの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２５μ
ｍ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３にその分光特
性を示す。図３に示すように、波長４００ｎｍから６５
０ｎｍまでの可視領域においては若干の吸収は有るもの
の平らで、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80℃乾燥雰囲気
中に５００ｈｒ放置し、再度分光特性を測定したところ
図４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。

【００１５】

【表３】

【００１６】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４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、約８０℃で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
を厚さ１００μｍの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。本比較例１は、酸化防止剤
を使用していない例である。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
５にその分光特性を示す。図５に示すように、波長４０
０ｎｍ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80℃乾燥雰囲気中
に５００ｈｒ放置し、再度分光特性を測定したところ図
６のようになり、色変化が発生し、近赤外吸収特性は極
めて悪くなってしまっていた。

【００１７】

【表４】

【００１８】比較例２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５に示すよ
うな組成で、赤外線吸収色素と一次酸化防止剤（住友化
学社製 Sumilizer)、バインダー樹脂、溶剤を、フラス
コにいれ、約８０℃で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厚さ１０
０μｍの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１００
μｍ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２
５μｍであった。本比較例２は、酸化防止剤として燐系
２次酸化防止剤を使用していない例である。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７にその分光特性を示す。図７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80
℃乾燥雰囲気中に５００ｈｒ放置し、再度分光特性を測
定したところ図８のようになり、色変化が発生し、近赤
外吸収特性は極めて悪くなってしまっていた。

【００１９】

【表５】

【００２０】比較例３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６に示すよ
うな組成で、赤外線吸収色素と酸化防止剤、バインダー
樹脂、溶剤を、フラスコにいれ、約８０℃で加熱しなが
ら攪拌し、色素及びバインダー樹脂を溶解した。次に溶
解した樹脂を厚さ１００μｍの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。本比較例は、１
次酸化防止剤としてアミン系酸化防止剤を使用した例で
ある。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９にその分光特性を示
す。図９に示すように、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍ
までの可視領域においては吸収が平らであるが、４５０
ｎｍ以下で吸収が有り、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80
℃乾燥雰囲気中に５００ｈｒ放置し、再度分光特性を測
定したところ図１０のようになり、色変化が発生し、近
赤外吸収特性は極めて悪くなってしまっていた

【００２１】

【表６】

【００２２】比較例４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、ダイマー酸（ヴァーサダイム２８８、平均分子量５７６）１７３重量部、フマル酸２３重量部、エチレングリコ−ル３４．１重量部、ジメチロールヘプタン８８重量部、ターシャルブチルカテコール０．３重量部テトラブトキシチタネ−ト０．１重量部、を仕込み１５０〜２２０℃で１８０分間加熱してエステ
ル化反応を行った。次いで、系の温度を２２０℃に保
ち、圧力を徐々に減じて３０分後に１０ｍｍＨｇとし、
１２０分間反応を続け、共重合ポリエステル樹脂（Ａ
１）を得た。

【００２３】得られた共重合ポリエステル樹脂（Ａ１）
は分析の結果以下のようであった。組成比（ＮＭＲ分析）酸成分ダイマー酸６０ mol％、フマル酸４０ mol％、アルコール成分エチレングリコール５０ mol％、ジメチロールヘプタン５０ mol％、平均分子量３３００、比重１．０２

【００２４】次にこの樹脂を用いて、表７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、約８０℃で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厚さ
１００μｍの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１
００μｍ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。本比較例４は、酸化防止剤を使用
しておらず、かつ共重合ポリエステル樹脂の比重が請求
項６の範囲より小さい例である。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、実施例１とほぼ同様の分光特性を示すが、色素の析
出が発生し、耐候性に問題があった。

【００２５】

【表７】

【００２６】比較例５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、ジメチルテレフタレート１５５重量部、ジメチルイソフタレート３９重量部、エチレングリコール１３６重量部、テトラブトキシチタネート０．１重量部を仕込み１５０〜２２０℃で１８０分間加熱してエステ
ル化反応を行った。次いで、系の温度を２２０℃に保
ち、圧力を徐々に減じて３０分後に１０ｍｍＨｇとし、
１２０分間反応を続け、共重合ポリエステル樹脂（Ａ
２）を得た。

【００２７】得られた共重合ポリエステル樹脂（Ａ２）
は分析の結果以下のようであった。組成比（ＮＭＲ分析）酸成分として、テレフタル酸８０mol ％、イソフタル酸２０mol ％、アルコール成分として、エチレングリコール１００mol ％、であった。また、比重は１．３５５次にこの樹脂をメチルエチルケトンとトルエンの混合溶
媒に溶解しようとしたが溶解しなかった。そこで、溶剤
としてN −メチルピロリドンを用いて、表８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。しかし、赤外線吸収色素の一部が
溶解せず沈殿し、コーティングすることが出来なかっ
た。

【００２８】

【表８】

【００２９】

【発明の効果】近赤外線領域に広く吸収を持ち、かつ可
視領域の透過率が高く、特定の可視領域波長を大きく吸
収することのない赤外線吸収フィルタが得られ、ビデオ
カメラ、ディスプレーなどに使用しても色ずれが少な
い。また、環境安定性に優れ、長い期間での試用に耐え
ることがわかる。

【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
の分光特性である。

【図２】図２は実施例１で得られた赤外線吸収フィルタ
の耐熱テスト後の分光特性である。

【図３】図３は実施例３で得られた赤外線吸収フィルタ
の分光特性である。

【図４】図４は実施例３で得られた赤外線吸収フィルタ
の耐熱テスト後の分光特性である。

【図５】図５は比較例１で得られた赤外線吸収フィルタ
の分光特性である。

【図６】図６は比較例１において耐熱テスト後の分光特
性である。

【図７】図７は比較例２で得られた赤外線吸収フィルタ
の分光特性である。

【図８】図８は比較例２において耐熱テスト後の分光特
性である。

【図９】図９は比較例３で得られた赤外線吸収フィルタ
の分光特性である。

【図１０】図１０は比較例３において耐熱テスト後の分
光特性である。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線吸収色素として、少なくともジイモ
ニウム化合物、含フッ素フタロシアニン系化合物及び、
ニッケル錯体系化合物のいずれか２種類以上の色素を含
有し、さらに、酸化防止剤としてヒンダードフェノール
系１次酸化防止剤及び、燐系２次酸化防止剤を含有する
ポリマー組成物を基材上に積層してなることを特徴とす
る赤外線吸収フィルタ。
【請求項２】請求項１に記載のポリマー組成物に含有さ
れる赤外線吸収色素の配合比が、ジイモニウム化合物１
重量部当たり、含フッ素フタロシアニン系化合物の場合
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３】請求項１に記載の基材が透明な基材である
ことを特徴とする請求項１、２記載の赤外線吸収フィル
タ。
【請求項４】請求項１に記載のポリマーがポリエステル
樹脂であることを特徴とする請求項１〜３に記載の赤外
線吸収フィルタ。
【請求項５】請求項３に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請求項３、４に記載の
赤外線吸収フィルタ。
【請求項６】請求項４に記載のポリエステル樹脂の比重
が１．０５〜１．３５の範囲にあり、該ポリエステル樹
脂のガラス転移温度が４５℃以上であり、かつ請求項１
に記載の赤外線吸収色素の溶解度が１wt％以上であるこ
とを特徴とする請求項４、５に記載の赤外線吸収フィル
タ。