(57)【要約】【課題】自己クリーニング性を付与し、プラズマディスプレイから発生する周辺電子機器の誤動作をまねく近赤外線を遮断する近赤外線防止性に優れたフィルム状の光学フィルターを提供する。【解決手段】フィルム基材上に、低屈折率層および高屈折率層がこの順で積層され、最表面に積層された高屈折率層が、膜厚１００ｎｍ以上の酸化チタン薄膜層であり、低屈折率層の少なくとも１層が金属薄膜層であり、波長８２０ｎｍ〜１０００ｎｍの光に対する光線透過率が１０％以下、波長５５０ｎｍの光に対する光線透過率が５０％以上であり、ＫＩ水溶液中に光学フィルターを浸漬し、３６０ｎｍ波長域の強度が８００μＷ／ｃｍ２である紫外線を光学フィルターに対し３０分照射したとき、ＫＩ水溶液中のヨウ素量が１０×１０-５ｍｏｌ／Ｌ以上である光学フィルター。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基材の少なくとも一方の面上に、低屈折率層および高屈折率層がこの順で積層され、前記低屈折率層および高屈折率層からなる複合層が１以上積層されてなる光学フィルターであって、
最表面に積層された前記高屈折率層が、膜厚１００ｎｍ以上の酸化チタン薄膜層であり、
前記低屈折率層の少なくとも１層が金属薄膜層であり、
波長８２０ｎｍ〜１０００ｎｍの光に対する光線透過率が１０％以下であり、
波長５５０ｎｍの光に対する光線透過率が５０％以上であり、
ヨウ化カリウム水溶液中に前記光学フィルターを浸漬し、３６０ｎｍ波長域の強度が８００μＷ／ｃｍ２である紫外線を前記光学フィルターに対し３０分照射したとき、前記ヨウ化カリウム水溶液中のヨウ素量が１０×１０-５ｍｏｌ／Ｌ以上である、
ことを特徴とする光学フィルター。
【請求項２】
前記最表面に積層された前記高屈折率層が、膜厚１００ｎｍ〜３μｍの酸化チタン薄膜層であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルター。
【請求項３】
前記金属薄膜層が銀からなり、厚みが４〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルター。
【請求項４】
前記最表面に積層された酸化チタン薄膜層と接する前記低屈折率層がＳｉＯ２を主成分とし厚みが１μｍ以下であるＳｉＯ２層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光学フィルターを透明基材上に貼り合せてなるディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた油脂分解能力に基づく防汚機能を有するフィルム状の光学フィルターに関し、中でも手垢や油脂などの油脂分を効率良く分解したり、付着してくる浮遊菌やカビの殺菌や抗菌に効果のある自己クリーニング性を有するフィルム状の光学フィルターに関する。
また、プラズマディスプレイ等から発生する近赤外線漏洩防止性に優れた光学フィルターにも関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスに酸化チタン薄膜を設けることで、可視光領域の光には透明で、且つ表面が平滑で汚れがつきにくく、しかも光触媒活性が高く付着する油脂分などを光によって効率良く分解出来るという自己クリーニング性を有する計器用カバーガラスが実現している（特許文献１参照）。
【０００３】
また、プラズマディスプレイは、構造上、強度の漏洩電磁界や、近赤外線光が発生するため、漏洩電磁界が人体や他の機器に影響を与えないようにする必要がある。発生する近赤外線光は、コードレスフォン等の周辺電子機器に作用して誤動作を引き起こす問題が生じている。特に問題になる波長として、リモコンや伝送系光通信に使用されている８２０ｎｍ、８８０ｎｍ、そして９８０ｎｍが挙げられ、近赤外領域である８２０〜１０００ｎｍの波長領域の光をカットする必要がある。プラズマディスプレイに限らず、近赤外領域の光を発生させるものには、この領域の光をカットする光学フィルターをつけるのが好ましい。
【０００４】
そこで、金属薄膜と高屈折率透明薄膜を積層した多層薄膜は、銀などの金属の持つ導電性及び光学的特性と、高屈折率透明薄膜の、ある波長領域における金属による反射の防止により、導電性、近赤外線カット能、可視光線透過率のいずれにおいても好ましい特性を有しており、用いられている。例えば、銀を主体とした金属層と、透明高屈折率層、例えば、酸化インジウムや酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫とを交互に重ねることにより透明性と上記調光性を兼ね備えたフィルムが得られている（特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平９−７２７６１号公報
【特許文献２】特開平１０−７３７１９号公報
【特許文献３】特開２００１−１４９７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、フィルム状の光学フィルターに自己クリーニング性を付与し、且つ、例えばプラズマディスプレイから発生する周辺電子機器の誤動作をまねく近赤外線を遮断する近赤外線防止性に優れたフィルム状の光学フィルターを提供することである。それにより、光学フィルターの最表面層に防汚処理をする手間を省くことも目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば、銀を主体とした金属層と、高屈折率透明薄膜層（例えば、酸化インジウムや酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫）とを交互に重ねることにより、透明性と上記調光性を兼ね備えたフィルム状の光学フィルターにおいて、最表面層に、高屈折率透明薄膜層として酸化チタンが用いられることはあっても、それは自己クリーニング性を持たせることを意図していなかった。また、表面保護を目的として再表面は透明樹脂層などの保護層であることが多い。最表面層に酸化チタンを用いることで、自己クリーニング性、そして例えば透明性や上記調光性をともに実現させることが出来ることを見いだし本発明に到達した。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、フィルム基材の少なくとも一方の面上に、低屈折率層および高屈折率層がこの順で積層され、前記低屈折率層および高屈折率層からなる複合層が１以上積層されてなる光学フィルターであって、
最表面に積層された前記高屈折率層が、膜厚１００ｎｍ以上の酸化チタン薄膜層であり、
前記低屈折率層の少なくとも１層が金属薄膜層であり、
波長８２０ｎｍ〜１０００ｎｍの光に対する光線透過率が１０％以下であり、
波長５５０ｎｍの光に対する光線透過率が５０％以上であり、
ヨウ化カリウム水溶液中に前記光学フィルターを浸漬し、３６０ｎｍ波長域の強度が８００μＷ／ｃｍ２である紫外線を前記光学フィルターに対し３０分照射したとき、前記ヨウ化カリウム水溶液中のヨウ素量が１０×１０-５ｍｏｌ／Ｌ以上である、
ことを特徴とする光学フィルターである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記最表面に積層された前記高屈折率層が、膜厚１００ｎｍ〜３μｍの酸化チタン薄膜層であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記金属薄膜層が銀からなり、厚みが４〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルターである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記最表面に積層された酸化チタン薄膜層と接する前記低屈折率層がＳｉＯ２を主成分とし厚みが１μｍ以下であるＳｉＯ２層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルターである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の光学フィルターを透明基材上に貼り合せてなるディスプレイである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、近赤外線遮断能に優れ、且つ、自己クリーニング性を付与したフィルム状の光学フィルターを提供することができる。また、光学フィルターの最表面層に防汚処理をする手間を省くこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明におけるフィルム基材は、透明高分子フィルムであり、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリイミド、トリアセチルセルロース、ポリメチルメタクリレート等が挙げられるが、適当な耐熱性をもつことから、ポリエチレンテレフタレートが好適に用いられる。基材がフィルムであるから、高屈折率層（高屈折率透明薄膜層）及び低屈折率層（金属薄膜層）をロール・ツー・ロール法で連続的に形成することができる。これを使用した場合には、効率よく生産できることや、基材がフィルムであるから、光学フィルムをディスプレイのガラスに貼り付けることによりガラス破損時の飛散防止になることから、これもまた好適に使用できる。この場合、フィルム基材の厚さは通常１０〜２５０μｍのものが用いられる。フィルム基材の厚さがあまりに薄いと基材としての機械的強度に不足し、あまり厚いと可撓性が不足するためフィルム基材をロールで巻きとって利用するのに適さないからである。
【００１４】
本発明の光学フィルターは、フィルム基材の少なくとも一方の面上に、低屈折率層および高屈折率層がこの順で積層され、前記低屈折率層および高屈折率層からなる複合層が１以上積層され、最表面に積層された高屈折率層が酸化チタン薄膜層から構成されている。これにより、油脂分解等の防汚機能を付加することができる。最表面に積層された高屈折率層の膜厚は、１００ｎｍ〜３μｍの範囲が好ましく、１００ｎｍ未満であると十分な光触媒活性が得られず、３μｍを超えると透明性が問題となる。透明性が不要である場合は厚さの上限に限定はない。
【００１５】
酸化チタン薄膜層の形成には、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンビームアシスト、真空蒸着、湿式塗工等、従来公知の方法のいずれでも採用できる。なかでもスパッタリングは、膜厚制御、多層積層には好適であり、金属薄膜層と高屈折率透明薄膜層を容易に繰り返し連続的に成膜できる。
【００１６】
また、低屈折率層の少なくとも１層を金属薄膜層とすることで近赤外線をカットすることができる。金属薄膜層を厚くすると可視光線透過率も低くなり、あまり薄くすると近赤外線の反射が弱くなる。そこで、近赤外線反射率と可視光線透過率を高くする為に、金属薄膜層を高屈折率層で挟み込んだ積層構造とし、これを１段以上重ねることにより全体的な金属薄膜層の厚さを増やしてもよい。
【００１７】
金属薄膜層の厚さは導電性、光学特性等から光学設計的かつ実験的に求められ、要求特性を持てば特に限定されるものではない。ただし、導電性等から薄膜が島状構造ではなく連続状態であることが好ましいので、４ｎｍ以上であることが望ましい。一方、金属薄膜層があまり厚すぎると透明性が問題になるので３０ｎｍ以下が望ましい。金属薄膜の具体的な材料としては、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、クロム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、タングステン、スズ等、あるいはこれらの材料の２種類以上からなる合金があげられる。なかでも銀は、導電性、赤外線反射性および多層積層したときの可視光線透過性に優れるため好適に使用できる。しかしながら、銀は化学的、物理的安定性には必ずしも優れていないので、環境中の汚染物質、熱、光等によって劣化するため、銀に金、白金、パラジウム、インジウム、スズ等の環境に安定な金属を一種以上含んだ銀を主体とする合金も好適に使用される。しかし、銀に他の金属を添加すると、その優れた導電性を阻害するので、可能であれば、金属薄膜層が多層の場合、１以上の層で銀を合金にせず用いることが好ましい。金属薄膜層の形成には、スパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着、メッキ等、従来公知の方法のいずれでも採用できる。
【００１８】
金属薄膜層の下に形成される、最表面以外の高屈折率層としては、可視域において透明性を有し、金属薄膜層における可視域における光線反射を防止する効果を有するものであれば、特に材質が限定されるものではない。好ましくは、可視光線に対する屈折率が１．６以上、より好ましくは１．７以上の屈折率の高い材料が用いられる。このような透明薄膜を形成する具体的な材料としては、インジウム、チタン、ジルコニウム、ビスマス、スズ、亜鉛、アンチモン、タンタル、セリウム、ネオジウム、ランタン、トリウム、マグネシウム、ガリウム等の酸化物、または、これら酸化物の混合物や、硫化亜鉛などが挙げられる。これら酸化物あるいは硫化物は、金属と酸素あるいは硫黄と化学量論的な組成にズレがあっても、光学特性を大きく変えない範囲であるならば差し支えない。なかでも、酸化インジウムや酸化インジウムと酸化スズの混合物（ＩＴＯ）は、透明性、屈折率に加えて、成膜速度が速く金属薄膜層との密着性等が良好であることから好適に使用できる。また、ＩＴＯのごとき比較的高い導電性を持つ酸化物半導体薄膜を用いることによって、電磁波の吸収層を増やし、また電磁波シールド体の導電性を上げることができる。当該高屈折率層の厚さは、透明高分子フィルムの光学特性、金属薄膜層の厚さ、光学特性、および、透明薄膜層の屈折率等から光学設計的かつ実験的に求められ、特に限定されるものではないが、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
前記光学フィルターは、可視光線や近赤外線の透過率の制御のために、前記最表面に積層された高屈折率層と前記フィルム基材との間に、シリコンの酸化膜のような低屈折率透明薄膜層を複数層含んでもよい。本発明によれば、ＳｉＯ２を主成分とする材料からなり厚みが１μｍ以下である低屈折率透明薄膜層を設けることにより、最良の透明性と、酸化チタン薄膜への物質浸透の阻止による光触媒作用の低下防止効果を確保することができる。このようなＳｉＯ２を主成分とする材料からなり厚みが１μｍ以下である低屈折率透明薄膜層は、最表面に積層された酸化チタン薄膜層と接するように配置するのが好ましい。
【００２０】
本発明によれば、波長８２０ｎｍ〜１０００ｎｍの光に対する光線透過率が少なくとも１０％以下にすることで、近赤外線カットの性能を好ましくできる。
【００２１】
本発明によれば、波長５５０ｎｍの光に対する光線透過率が５０％以上であることで、視認性を損なうことはない。さらには、可視光線領域の平均透過率が５０％以上である  が好ましい。
【００２２】
本発明によれば、ヨウ化カリウム水溶液中に前記光学フィルターを浸漬し、３６０ｎｍ波長域の強度が８００μＷ／ｃｍ２である紫外線を前記光学フィルターに対し真上から３０分照射したとき、前記ヨウ化カリウム水溶液中のヨウ素量が１０×１０-５ｍｏｌ／Ｌ以上であることで、手垢や油脂などの油脂分を効率良く分解したり、付着してくる浮遊菌やカビを殺菌・抗菌することができる。
【００２３】
上記のような本発明の光学フィルターを透明基材の上に貼り合せることで、プラズマディスプレイに好適に使用しうるディスプレイ用の構成をなすことができる。
透明基材としては、ガラス、石英等の無機化合物成形物と透明な有機高分子成形物があげられるが、有機高分子成形物は軽く割れにくいため、より好適に使用できる。有機高分子成形物は可視波長領域において透明であればよく、その種類を具体的に挙げれば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）をはじめとするアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、透明ＡＢＳ樹脂等のプラスチック板が使用できるが、これらの樹脂に限定されるものではない。特にＰＭＭＡはその広い波長領域での高透明性と機械的強度の高さから好適に使用できる。プラスチック板の厚みは十分な機械的強度と、たわまずに平面性を維持する剛性が得られればよく、特に限定されるものではないが、通常１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【００２４】
透明基材への貼り合わせには、任意の粘着剤または接着剤を使用できる。粘着剤または接着剤は、実用上の接着強度があればシート上のものでも液状のものでもよく、粘着シート貼り付けた後、または接着剤塗布後に、各部材をラミネートすることによって貼り合わせを行う。液状のものは塗布、貼り合わせ後に、室温放置または加熱により硬化する接着剤であり、塗布方法としては、バーコート法、リバースコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ロールコート法等が挙げられる。どれを採用するかは、接着剤の種類、粘度、塗布量等を考慮して、選定される。粘着剤もしくは接着剤層の厚みは、特に限定されるものではないが、０．５μｍ〜５０μｍ、好ましくは１μｍ〜３０μｍである。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されない。
【００２６】
実施例１
フィルム基材として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、最表面層から、酸化チタン薄膜層１５０ｎｍ、銀薄膜層８ｎｍ、酸化チタン薄膜層６０ｎｍ、銀薄膜層１２ｎｍ、酸化チタン薄膜層５０ｎｍ、銀薄膜層１２ｎｍ、酸化チタン薄膜層５０ｎｍ、銀薄膜層８ｎｍの順にフィルム基材に積層した光学フィルターを作成した。図１に得られた光学フィルターの各種波長に対する透過率を示す。
【００２７】
得られた光学フィルターについて、以下の要領で光触媒特性を調べた。
ヨウ化カリウム水溶液中に光学フィルターを浸漬し、３６０ｎｍ波長域の強度が８００μＷ／ｃｍ２である紫外線を前記光学フィルターに対し真上から３０分照射したとき、酸化反応により生成するヨウ化カリウム水溶液中のヨウ素量を分析する。ヨウ素生成量が多いほど光触媒特性が高いことを示している。
（実施例１の光学フィルター）約１０×１０−５ｍｏｌ／Ｌ
（参考例：市販の光触媒材料）２〜４０×１０−５ｍｏｌ／Ｌ
酸化チタン薄膜層の下に多層の薄膜層を積層した場合、もしくは、ＳｉＯ２が主成分の薄膜層を最表面の酸化チタン薄膜層の下に設けることで、同様の自己クリーニング効果が得られる。
【００２８】
比較例１
基材フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルム１００μｍを用い、最表面層から、酸化チタン薄膜層１５ｎｍ、銀薄膜層８ｎｍ、酸化チタン薄膜層６０ｎｍ、銀薄膜層１２ｎｍ、酸化チタン薄膜層５０ｎｍ、銀薄膜層１２ｎｍ、酸化チタン薄膜層５０ｎｍ、銀薄膜層８ｎｍの順にフィルム基材に積層した光学フィルターを作成した。実施例と同様、ヨウ素生成量を分析した。その結果、ヨウ素生成量は、２×１０−５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、自己クリーニング効果は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の光学フィルターは、優れた油脂分解能力に基づく防汚機能を有し、中でも手垢や油脂などの油脂分を効率良く分解したり、付着してくる浮遊菌やカビの殺菌や抗菌に効果のある自己クリーニング性を有するとともに、近赤外線漏洩防止性に優れるので、各種ディスプレイ、例えばプラズマディスプレイに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１で得られた光学フィルターの、各種波長に対する透過率を示す図である。
【図１】
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