(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なフィルタ基板の一面に着色層を備え、カラ−プラズマディスプレイの表示面に配置する光学フィルタであって、次の各特徴がある、光学フィルタ。
Ａ．前記着色層の中に、反射防止のための微粒子と、着色のための着色材とを共に含む
Ｂ．前記フィルタ基板の一面の着色層のある側が、前記カラ−プラズマディスプレイの表示面に面するように配置する側である
Ｃ．前記着色材は、前記カラ−プラズマディスプレイの光を色補正するためのものである
【請求項２】
前記フィルタ基板の他方の面に反射防止層がある、請求項１の光学フィルタ。
【請求項３】
前記着色層は、アクリル−ウレタン系の熱硬化型樹脂を主体とする、請求項１あるいは２の光学フィルタ。
【請求項４】
前記微粒子は、多数の互いに交差した面を持つ形状である、請求項１の光学フィルタ。
【請求項５】
前記微粒子はポリエチレン製である、請求項４の光学フィルタ。
【請求項６】
前記着色層は、５００〜６００ｎｍの波長域に吸収極大を有する、請求項１のプラズマディスプレーパネル用の光学フィルタ。
【請求項７】
請求項１の光学フィルタを製造するに際し、透明なフィルタ基板の一面に、アクリル−ウレタン系の熱硬化型樹脂溶液に、顔料とポリエチレン微粒子とを分散させたものを塗布した後、加熱処理することにより着色層を形成することを特徴とする、光学フィルタの製造方法。
【請求項８】
前記塗布をスプレーコートで行う、請求項７の光学フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ディスプレー上に取付ける光学フィルタの技術に関し、特に、反射防止および色補正の各機能を備えたものであり、ポピュラーな陰極線管（ＣＲＴ）、あるいはフラットディスプレーとしてのプラズマディスプレー等によるカラーディスプレーに有効に利用することができる技術に関する。
【０００２】
【背景技術】
テレビジョン、コンピュータ、ワードプロセッサ等の各種視覚表示装置の普及に伴って、これらディスプレーの表示を見やすくし、目の疲労を軽減させることが求められている。これに応える技術として、従来一般に、▲１▼ディスプレーの表面などからの反射光の影響をなくす反射防止の考え方、および▲２▼表示の色特性を変えることによって、ディスプレーを見やすくする考え方、の二つが知られている。これら二つの考え方は、反射防止フィルタあるいは色補正フィルタ、つまり、ディスプレー上に設置する光学フィルタとして実用化されている。
【０００３】
▲１▼の考え方は、ディスプレーの表面に反射して目に入射される外光、室内光や、ディスプレーより発せられる光の散乱を防止する技術であり、たとえば、実開昭６２−１８８８８４号公報には、透明なフィルタ基板の両面に反射防止層を持つフィルタが示されている。こうした表裏の両面に反射防止層を持つフィルタによれば、外光や室内光による反射だけでなく、画面から出る光の無用な反射をも防止することができる。
一方、▲２▼の考え方は、特にカラーディスプレーに適用されるものであり、透過光に色選択性を持たせ、ディスプレー自体の表示を自然な色にするものである。この▲２▼の考え方は、▲１▼の考え方と組合わせることが好ましく、たとえば、実開昭６１−１９２０２号公報には、色選択性を有する材料よりなる板状体の少なくとも一つの面に反射防止層を設けたフィルタが示されている。また、特開昭６２−２６０１０１号には、着色基板の表裏両面に反射防止層を設けることや、透明なフィルタ基板上に着色層を設け、その着色層上に反射防止層を形成することが示されている。
【０００４】
【発明の着想点および従来技術の問題点】
発明者らは、反射防止機能と色選択機能とを併せ持つ光学フィルタを開発するに際し、その開発方針として、それらの両機能を表面被覆層によって達成することを前提にした。というのは、フィルタ基板の表面を被う表面被覆層は、材料の組成や被覆の厚さなどを変えることによって、必要とする特性を容易にコントロールすることができるからである。
しかし、前記した従来の技術のように、フィルタ基板への塗布層を二層重ねたものにあっては、ディスプレー用の色補正フィルタとして使用すると、二層の密着性や乾燥具合によって不都合が生じることが分かった。たとえば、カラープラズマディスプレーパネルでは、画面の表面温度が７０〜８０度にも達するため、各層の収縮率、膨張率の違いにより、各層にひび割れが生じることがある。また、製造においては、各層毎に長時間の乾燥を必要とするし、各層の密着性を考慮して樹脂材料を選択する必要があり、工程が煩雑である。
【０００５】
また、反射防止の層と色補正の層とを重ねて形成する場合、その機能から反射防止層を上に形成することになる。そうすると、見る人にとって、反射防止層による作用が強く働き、透過輝度が弱められ、ディスプレーの色のつやが薄くなる傾向がある。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、色補正および反射防止の両機能を持ち、より鮮明な表示特性を得ることができる光学フィルタの技術を提供することを目的とする。
また、この発明は、特に、カラープラズマディスプレー用として好適な光学フィルタを提供することを他の目的とする。
【０００７】
【発明の具体的な構成および作用】
この発明による光学フィルタは、基本的に、透明なフィルタ基板の一面を被う着色層の中に、反射防止のための微粒子と、着色のための着色材とを共に含んでいることに特徴がある。
ここに透明なフィルタ基板については、ガラス板、あるいはアクリル、ポリカーボネート等の各種の透明樹脂板を使用することができ、好ましいものは、透明性および光学的に均一性に優れた材料である。特にキャストタイプの透明アクリル板は最適である。
また、着色層は、樹脂の中に色補正用の顔料と、反射防止のための微粒子を分散させた材料からなる。たとえば、カラープラズマディスプレーの場合は、波長が５００〜６００ｎｍのグリーンの色が強いので、この光を選択的に吸収する顔料、特に好ましくは５２０ｎｍの部分に吸収域を持つものを選択する。その際、４００〜５００ｎｍ、および６００〜７００ｎｍの各波長域にわたって分光透過率をそれぞれ４５〜９０％にし、５００〜６００ｎｍの波長域に吸収極大を有することが望ましい。グリーン色を選択的に吸収できるとともに、黒色表示のコントラストを向上させることができる。勿論、この顔料は使用するディスプレーに合わせて、必要とする色補正に応じた分光特性をもつものを選択でき、ディスプレーからの光を選択的に吸収させ、より綺麗でコントラストの高い画質を得ることができる。
【０００８】
しかし、この発明は、カラーディスプレーにおいて、そのような適正な色補正を行うフィルタとして利用するのみならず、たとえばモノクロのディスプレーにおいて、画面を見やすくするために、グリーンあるいはブルーなどの色を帯びた光学フィルタの技術としても適用することができる。
【０００９】
一方、着色層に分散させる微粒子としては、ポリエチレンの微粒子、特に球形のものではなく、多数の互いに交差した面を持つ形状、たとえば箱型、舟型、筒型等が好ましい。そうした微粒子は、光をより細かく散乱させ、より高い艶消し効果を奏し、含有量を少なく抑えられるからである。微粒子の大きさはミクロンオーダーであり、光の散乱性から２〜３μｍ程度のものが好ましい。また、その量は、画質の低下を考えると、できるだけ少なくするのが良いが、実用上、有効な反射防止機能を得るためには３重量％程度が適当である。
そして、着色層のための樹脂材料としては、熱硬化型樹脂として、アクリル−ウレタン、ウレタン、エポキシ、メラミン、ポリエステル等の各樹脂が使用できるが、アクリル−ウレタン樹脂が難燃性の点でより好ましい。
また、反射防止をより完全にするために、反射防止機能を併せ持つ着色層とは反対側の面にも別の反射防止層を設けることが良い。その反対側の反射防止層には、着色層と同様の熱硬化型の樹脂を使用することもできるが、硬度が高く傷が付きにくいという点で、紫外線硬化型樹脂（ハードコート剤）に微粒子を分散させたものによって構成することがより好ましい。この紫外線硬化型樹脂としては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エチレングリコールアクリレート等の樹脂を用いることできる。
こうした色補正層、反射防止層を塗布形成するには、共にロールコート、スプレーコート、グラビアコート、カーテンコート、スピンコート等の各種の塗布方法を利用することができる。その中でも、微粒子を均一に、かつ無方向に分散させる点から、スプレーコートが好適である。
【００１０】
この発明による光学フィルタをディスプレーの前面にセットする場合、着色層側をディスプレーの前面に面するように配置する。しかも、ディスプレーからの光がより多くフィルタ内に入るように、光学フィルタをできるだけディスプレー面に近づけるようにする。これにより、外光、室内光は、外側の反射防止層で散乱させられ、ディスプレーからの光は内側（ディスプレー側）の着色層による反射防止機能で散乱させられ、無用な光の反射を防止することができる。この配置はまた、紫外線硬化型樹脂より成る反射防止層を観察者側に位置させることとなるので、光学フィルタの表面に傷を生じさせにくいという利点をも生み出す。
さらに、この発明の着色層は、一層のみで色補正の機能と同時に反射防止の機能を有するので、二層構造のものと比べると、透過光量が多い。
【００１１】
また、上述のような光学フィルタを製造する方法として、透明なフィルタ基板上に、アクリル−ウレタン系の熱硬化型樹脂溶液に、顔料とポリエチレン微粒子を分散させたものを塗布した後、加熱処理する方法が最も好適である。そのとき、溶剤としては、芳香族・ケトン・エステル系の混合溶剤を用いるのが良い。この混合溶剤は、特に顔料とポリエチレン微粒子が最も分散し易やすく、着色層がより光学的に均一なものが得られ、同時に他の溶剤と比べて低沸点であるので、溶剤の揮発に適している。
【００１２】
【発明の効果】
この発明では、着色層の中に、色補正のための着色材および反射防止のための微粒子を含ませるようにしているため、色補正および反射防止のための層を一層にすることができ、画質を鮮明にする上、製造工程を簡略化する上、および熱的に安定化させる上ですぐれた効果を生じる。
【００１３】
【実施例】
次に、この発明による光学フィルタの実施例を説明する。
（実施例１）
図１は、この発明による光学フィルタであって、１０は透明なフィルタ基板、２０は反射防止層、３０は色補正と反射防止の両機能を併せ持つ着色層、４０はポリエチレン微粒子、Ｄはディスプレーである。
フィルタ基板１０は押出しタイプの透明アクリル板で、その厚みは２ｍｍである。フィルタ基板１０の表面を被う反射防止層２０は、感光性ウレタン系の紫外線硬化樹脂を主体とし、構成成分に対し、ポリエチレン微粒子を３重量％分散させた樹脂液をスプレーコートしたのち、紫外線を照射することによって硬化させたものである。
また、着色層３０は、フィルタ基板１０の他方の面を被っている。この着色層３０を形成する場合、まず、アクリル−ウレタン系の熱硬化型樹脂液に顔料を分散させた着色液（日本化工塗料株式会社製の商品名：レックスＮｏ．１００）にポリエチレンの微粒子を樹脂分に対して２重量％含有させたものを用いてスプレーコート−加熱処理して作成した。着色層３０の厚さは２〜８μｍが好ましく、ここでは約５μｍとした。
ここで使用したポリエチレンの微粒子は、粒径２〜３μｍで、多数の面を持った舟形をしたもの（広栄化学工業株式会社製  商品名：コウエイマットＫＫ）を用いた。
【００１４】
（比較例１）
図２において、１０は透明なフィルタ基板、２１、２２は反射防止層、３１は色補正のための着色層、４０はポリエチレン微粒子である。
フィルタ基板１０は、前記のものと同様、キャストタイプの透明アクリル板で、その厚みは２ｍｍである。また、基板１０の表面を被う反射防止層２１は、感光性ウレタン系の紫外線樹脂を主体とし、構成成分に対し、ポリエチレン微粒子を３重量％分散させた樹脂液をスプレーコートしたのち、紫外線を照射することによって硬化させたものである。他方の反射防止層２２も、反射防止層２１と同一のものであるが、色補正のための着色層３１を形成した面上に形成される。
着色層３１は、アクリル−ウレタン系の熱硬化型樹脂液に顔料を分散させた着色液（日本化工塗料株式会社製の商品名：レックス１００）を用いてスプレーコート−加熱処理して作成した。
【００１５】
以上のように作成された各光学フィルタについて、熱プレス装置による耐熱性接着試験を行った。試験は、各フィルタに同一サイズの透明アクリル板を密着させて、熱プレート温度４０、６０、８０、１００℃において、圧力２０〜２５ｋｇ／ｃｍ2、保持時間１０分の条件で、両面より加熱プレスする方法でそれぞれ行った。
その結果、比較例１のものでは、６０℃の時点で少し変化が見られ、８０、１００℃で流動化して前記透明なアクリル板に接着することになったのに対し、この発明の実施例１のものでは、６０℃の時点では何ら変化が見られず、８０、１００℃で少し変化が見られる程度であった。実施例１におけるものの変化は、高圧力の影響によると考えられる。
そこで、より実用に近い試験として、各フィルタを０．１ｍｍのスペーサをはさんで青板ガラスに両面テープで接着し、その青板ガラスをホットプレートで、６０、６５、７０、８０、９０、１００℃と６段階に加熱するようにして経時的な変化を調べた。その結果、比較例１のものでは、６０℃で２時間程度では問題はないが、たとえば７０時間という長時間経た時点では接着現象が生じたのに対し、実施例１のものでは、８０℃で６０時間経過した時点でも何の問題も生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光学フィルタの一実施例を示す断面構造図である。
【図２】比較のための光学フィルタの同様な図である。
【符号の説明】
１０  フィルタ基板
２０  反射防止層
３０  着色層
４０  微粒子
Ｄ  カラーディスプレー（カラープラズマディスプレー）
【図１】
0003703154.tif 000002
【図２】
0003703154.tif 000003