(57)【要約】      （修正有）【課題】電子装置からの目に有害な光放射を低減するシールドフィルムを提供する。【解決手段】シールド２００は、ポリマー基体中に分散した吸収材を備え、３８０から４００ナノメートルの光の紫外線領域の透過率を９０％以上低減させ、４１５から５５５ナノメートルの高エネルギー可視光領域の透過率を１０％以上低減させ、６２５から７４０ナノメートルの赤色光領域の透過率も１０％以上低減させ、更に、シールド２００は、装置２０２が発生した十分な光を透過し、装置２０２によって生成された画像がシールド２００によって実質的に変更しないように構成する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置用のシールドであって、
ポリマー基体と、
前記ポリマー基体内に分散された吸収剤を備え、
前記シールドは光の紫外線領域の透過率を９０％以上低減し、前記光の紫外線領域は３８０から４００ナノメートルの領域を含み、
前記シールドは高エネルギー可視光領域の透過率も１０％以上低減し、前記高エネルギー可視光領域は４１５から５５５ナノメートルの領域を含み、
前記シールドは赤色光領域の透過率も１０％以上低減し、前記赤色光領域は６２５から７４０ナノメートルの領域を含み、
前記シールドは、前記装置が発生した十分な光を透過し、前記装置によって生成された画像が前記シールドによって実質的に変更しないように構成される、
シールド。
【請求項２】
前記シールドは青色光領域の透過率を１０％以上さらに低減し、前記青色光領域は４００から５００ナノメートルの領域を含む、請求項１に記載のシールド。
【請求項３】
前記シールドは青色光領域の透過率を２０％以上さらに低減し、前記青色光領域は４００から５００ナノメートルの領域を含む、請求項１に記載のシールド。
【請求項４】
前記シールドはオレンジ色光領域の透過率を２０％以上さらに低減し、前記オレンジ色光領域は５８０から６２５ナノメートルの領域を含む、請求項３に記載のシールド。
【請求項５】
前記シールドは赤色光領域の透過率を５０％以上さらに低減し、前記赤色光領域は６２５から７４０ナノメートルの領域を含む、請求項４に記載のシールド。
【請求項６】
前記シールドは青色光領域の透過率を３０％以上さらに低減し、前記青色光領域は４００から５００ナノメートルの領域を含む、請求項１に記載のシールド。
【請求項７】
前記シールドは緑色光領域の透過率を２０％以上さらに低減し、前記緑色光領域は５２０から５６５ナノメートルの領域を含む、請求項１に記載のシールド。
【請求項８】
前記シールドは赤色光領域の透過率を４０％以上さらに低減し、前記赤色光領域は６２５から７４０ナノメートルの領域を含む、請求項１に記載のシールド。
【請求項９】
前記ポリマー基体はポリカーボネートを含む、請求項１に記載のシールド。
【請求項１０】
前記吸収化合物はフタロシアニン染料を含む、請求項１に記載のシールド。
【請求項１１】
前記ポリマー基体はエラストマーをさらに含む、請求項１に記載のシールド。
【請求項１２】
前記フィルム基体はポリカーボネートである、請求項１に記載のシールド。
【請求項１３】
前記フィルム基体に分散されたＩＲフィルタリング染料であって、ＩＲ領域の光の透過率を実質的にゼロにするＩＲフィルタリング染料をさらに備える、請求項１に記載のシールド。
【請求項１４】
有害波長の光への暴露を制限する方法であって、
吸収化合物を選択し、
前記吸収化合物をポリマー基体中に分散し、
前記ポリマー基体を装置に貼り付けて、前記装置が発生した光が前記ポリマー基体を通過し、前記光の一部が前記吸収化合物によって吸収されるようにし、
前記吸収された光の一部が、紫外線光領域の９０％以上、赤外線光領域の９０％以上、及び、高エネルギー可視光領域の１０％以上を含み、
前記ポリマー基体は、一旦貼り付けられると、前記装置によって生成された画像が明確に見えるために十分な光の透過を可能にするように構成される、
方法。
【請求項１５】
前記装置への前記ポリマー基体の貼り付けは、製造プロセス中に前記装置のスクリーンの後ろに前記ポリマー基体を配置することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記装置に対する前記ポリマー基体の貼り付けは、後付け装備として前記装置に前記ポリマー基体を装着することを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般的に、電子デジタル装置は様々な波長の光線から構成される光のスペクトルを発し、そのうち、人間の目は約３５０から約７００ナノメートル（ｎｍ）の可視スペクトルを感知できる。この光のある特性は、可視及び不可視の両領域において、ユーザにとって有害であり、様々な健康上の症状や好ましくない健康上の反応、即ち、これらに限定されないが、眼精疲労、ドライアイ、目の炎症、疲労、目のかすみ及び頭痛などを引き起こす可能性があると認識されている。ＬＥＤ装置に見られる青色光への曝露と、特に目への潜在的有害リスクを伴う人間への健康被害との間には関連がある可能性がある。デジタル装置のスクリーンから発せられる光などの青色光及び／又は高エネルギー可視光への曝露は、健康被害の中でもとりわけ、加齢黄斑変性、メラトニンレベルの低下、急性網膜損傷、網膜の老化の加速、心臓リズム障害に繋がる可能性があると考える者もいる。さらなる研究により、青色光スペクトルへの長時間の曝露に起因する筋骨格の問題がさらに見つかる可能性がある。
【発明の概要】
【０００２】
装置用のシールドが提供される。一実施形態では、装置用のシールドは、ポリマー基体を備える。また、シールドはポリマー基体内に分散された吸収剤を含んでいてもよい。また、シールドは光の３８０から４００ナノメートルの領域を含む紫外線領域の透過率を９０％以上低減してもよく、シールドは４１５から５５５ナノメートルの領域を含む高エネルギー可視光領域の透過率も１０％以上低減し、シールドは６２５から７４０ナノメートルの領域を含む赤色光領域の透過率もまた１０％以上低減する。さらに、シールドは、装置が発生した光を十分に透過し、装置によって生成された画像がシールドによって実質的に変化しないように構成されていてもよい。クレームされた実施形態を特徴づけるこれらの及びその他の特徴や利点は、以下の発明を実施するための形態を読み、関連する図面を参照することにより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１Ａ】本発明の一実施形態において有用たりうる代表的なフィルムを示す。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態において有用たりうる代表的なフィルムを示す。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態において有用たりうる代表的なフィルムを示す。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態において有用たりうる様々なフィルムの透過率曲線を複数示す。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態において有用たりうる様々なフィルムの透過率曲線を複数示す。
【図２Ａ】本発明の一実施形態において有用たりうる代表的なフィルムを設けた場合の目と装置との間の代表的な相互作用を示す。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態において有用たりうる複数のフィルムの代表的な有効波長吸収領域を示す。
【図２Ｃ−１】本発明の一実施形態におけるフィルムの所望の特性を実現するために利用しうる吸収性化合物を示す。
【図２Ｃ−２】本発明の一実施形態におけるフィルムの所望の特性を実現するために利用しうる吸収性化合物を示す。
【図２Ｃ−３】本発明の一実施形態におけるフィルムの所望の特性を実現するために利用しうる吸収性化合物を示す。
【図２Ｃ−４】本発明の一実施形態におけるフィルムの所望の特性を実現するために利用しうる吸収性化合物を示す。
【図２Ｃ−５】本発明の一実施形態におけるフィルムの所望の特性を実現するために利用しうる吸収性化合物を示す。
【図２Ｃ−６】本発明の一実施形態におけるフィルムの所望の特性を実現するために利用しうる吸収性化合物を示す。
【図２Ｃ−７】本発明の一実施形態におけるフィルムの所望の特性を実現するために利用しうる吸収性化合物を示す。
【図３】本発明の一実施形態において有用たりうる様々なフィルムの、波長に応じた透過率を表すグラフを示す。
【図４Ａ】本発明の一実施形態において装置用の光吸収フィルムを生成する方法を示す。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態において装置用の光吸収フィルムを生成する方法を示す。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態において装置用の光吸収フィルムを生成する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
本発明は、光学フィルタを作成するための素材に関し、特に、一実施形態において、可視波長透過用に定義された透過性及び光学密度特性を有する光学フィルタと、該フィルタを作成するための有機染料混合ポリカーボネート組成物とに関する。
【０００５】
デジタル装置によって放射された高エネルギー可視（ＨＥＶ：Ｈｉｇｈ  ｅｎｅｒｇｙ  ｖｉｓｉｂｌｅ）光は、可視光スペクトルにおけるその他の波長よりも眼精疲労を悪化させることが知られている。青色光は、例えば紫外線光と比べ目のより奥深くに到達可能で、網膜を損傷させるおそれがある。また、青色光への曝露と加齢黄斑変性（ＡＭＤ：Ａｇｅ−ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍａｃｕｌａｒ  Ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）及び白内障の発生との間に因果関係があるおそれがある。さらに、デジタル電子装置の使用は、眼精疲労の症状を引き起こすことが知られている。黄斑色素を貫くＨＥＶ光によって損傷が引き起こされると考えられており、これはさらに急速な網膜変化を引き起こす。
【０００６】
また、青色光への曝露によるメラトニン抑制時間と２４時間周期のリズムのずれは、緑色光への曝露によるそれらと比べ２倍となる。光の青色波長は、夜間において最も悪影響を及ぼすと考えられる。さらに、ＬＥＤによってスマートフォンのような電子装置から発せられたものと同様の青色光周波数は、緑色光に比べ、光受容体の細胞死を５０倍から８０倍の効率で引き起こすことが研究により分かった。青色光スペクトルへの曝露は、可視光スペクトルの他の領域への曝露よりもＡＭＤを加速させると考えられる。しかし、赤色及び緑色光スペクトルへの曝露も健康上のリスクをもたらす疑いがあり、これは、装置が発生したそれらの波長域の光を吸収することによって緩和できる。
【０００７】
また、紫外線Ａ（ＵＶＡ：Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ａ）光（３２０〜４００ｎｍの領域）は、眼科医療専門家にとって特に懸念事項である。ＵＶＡ光は、人間の目の水晶体に直接影響を与えるため、有害であると考えられている。一実施形態において、フィルタ２００は、国際安全器具協会によって定められた規格、具体的には、４００〜１４００ｎｍの領域からのスペクトル放射に対する目のスペクトル感度を重み付けするＡＮＳＩ／ＩＳＥＡ  Ｚ８７．１−２０１０規格に沿って、高エネルギー可視光を低減する。
【０００８】
ＬＥＤによってデジタル装置から発せられた光は、人間の視覚には正常に見えるものの、このようなデジタル装置のスクリーンによって生成される白色光スペクトル内では、４６０〜５００ナノメートルの範囲の青色光の強いピークが放射されている。この青色光は網膜障害を引き起こすと知られているスペクトルに対応するので、このような光への曝露からユーザを保護するための手段が必要とされる。
【０００９】
複数の光学フィルタは、ＬＣＤ位相フィルム用の光フィルタを含む幅広い用途で使われている。ＬＣＤ位相フィルムは、電気メッキされた顔料、顔料混合又は顔料印刷法による材料からなる複数の材料の層を交互に重ねたものを使用する。これらの材料は、摩擦、熱又は水分に晒されると欠陥が生じ、ゴーストを発生させるおそれがある。光学密度、透過率及び持続可能性における要求仕様もまた水分と機械的完全性とにより不十分となるおそれがある。
【００１０】
現在、フィルム基材に関する技術は存在するものの、それらはＵＶ光に対する安定性、可視領域における選択的透過率、ＵＶ及び高強度青色光領域における吸光度又はその他の吸収特性等の所望の光学的性質を多くの場合欠いている。また、現在のフィルム基材は、耐熱性、所望の厚さでの機械的ロバストネス等の所望の機械的性質を欠いている。ガラス製、ポリカーボネート製、アクリル製、ナイロン製のレンズやフィルムは存在するものの、染料又は顔料の分散を持続させつつ、この厚さで高い透過率値を維持するのに十分な光学密度を実現し得ない。一実施形態において、Ｆ７００フィルム、例えば、Ｋｅｎｔｅｋ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されたＦ７００フィルムは、水分及び湿気に対して耐性がある。このようなフィルムは、再研磨が必要となる可能性があるガラスに対して好適である。また、高色解像度、再現性、及び、バインダを必要としないといったその他の利点を有する。装置によって放射された潜在的に有害な光からユーザを保護するだけでなく、装置を損耗からある程度保護するフィルムが必要とされる。また、フィルムは、透明性及び実質的に実際の色の再現性を維持しつつ、必要な保護を提供しなければならない。
【００１１】
フィルム及びフィルムの性質
図１Ａ〜１Ｃは、本発明の一実施形態において有用な代表的フィルムを示す。以下に説明する実施形態の全てにおいて、複数のフィルム材料がフィルムに適している場合がある。フィルム材料は、特定の用途に応じて、例えば、硬度、耐スクラッチ性、透明性、導電性等の様々な性質に基づき選択されてもよい。一実施形態において、フィルムは、ポリマー材料から作られており、以下の表１に記載のポリマーを１つ以上含んでいてもよい。
【表１】
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【００１２】
一実施形態において、表１に記載の１つ以上のポリマーを、例えば、以下の表２に記載の１つ以上の吸収性化合物と組み合わせ、例えば、スマートフォン、ノートブックパソコン、タブレット、眼鏡等の１つ以上の装置又は電子表示装置で利用されるその他の透明な面に利用できるフィルム１００を生成する。一実施形態において、フィルム１００のためのポリマーベースは、ユーザがフィルム１００を通して電子表示装置のスクリーンを見られるように、少なくとも部分的には透明性に基づき選択される。別の実施形態において、ポリマーベースは、少なくとも部分的には所望の吸収性化合物との相容性に基づき選択される。
【００１３】
一実施形態によれば、図１Ａで示すように、フィルム１００はスクリーン１０４を有する装置１０２に装着される。図１Ａは装置１０２をスマートフォンとして示しているものの、フィルム１００は、例示的に、その他の装置、例えば図１Ｂに示すスクリーン１５４上にフィルム１５０を有するノートブックパソコン１５２等にも装着されるよう設計できる。また、別の実施形態において、フィルム１００を、コンタクトレンズや眼鏡のレンズ等の装置の層に内装できる。
【００１４】
フィルム１００は、ポリマー等の適切な材料と、業務及び個人用の電子装置からの電磁放射のピークや勾配を選択的に低減する１つ以上の光吸収染料とから構成されている。このようなフィルムを使用するその他の電子装置の例として、ＬＥＤ、コンピューターのモニター、機器のスクリーン、テレビ、タブレッド、携帯電話等を挙げることができる。また、フィルム１００は、視聴体験のユーザ側で用いることができ、例えば、コンタクトレンズ又は眼鏡に内装できる。
【００１５】
図１Ｃはフィルム１００の２つの層を示す。一実施形態において、フィルムは、フィルム１７０で示すようにアンチグレアコーティングを含まない。別の実施形態において、フィルム１００はコーティング１７２を含み、コーティング１７２は、アンチグレアコーティング１７２、ハードコーティング１７２及び／又はタックコーティング１７２を備える。一実施形態において、吸収性化合物を、ベースフィルム層ではなく、直接コーティング材料の中に混合してもよい。これは、例えば、吸収性化合物と所望のポリマー基材との相容性に応じて行ってもよい。
【００１６】
一実施形態において、フィルム１００は、少なくとも部分的には選択された吸収性化合物に起因する僅かな色合いを有し、スクリーン１０４からの光の放射を低減するフィルタとして機能する。一実施形態において、厚さ１．９６８５×１０−４ｍ（７．７５ｍｉｌ）のフィルム１００は、ＣＩＥ  Ｄ６５光源下で、（９０．２４，−１２．６４，３．５４）の（Ｌ，ａ，ｂ）値と（６７．１４，７６．８３，７８．９０）のＸ−Ｙ−Ｚ値を有する淡い青緑色である。別の実施形態において、ローディングの低減により、フィルム１００はより淡い色に見える。
【００１７】
一実施形態において、フィルム１００は、広い光スペクトル、例えば２００ｎｍ〜３０００ｎｍの領域に亘って光の放射を低減するよう構成されている。別の実施形態において、フィルム１００は、この広いスペクトルの一部、例えば３９０ｎｍ〜７００ｎｍの可視スペクトル又は可視スペクトルの一部に亘ってのみ光の放射を低減するように構成できる。
【００１８】
一実施形態において、フィルム１００は、全スペクトルに亘る光強度のピークが低減されるように、スクリーン１０４からの光の放射を正規化するように構成されている。一実施形態において、光放射強度が、０．００３５から０．００３８の最大吸収レベルに正規化される。
【００１９】
図１Ａに示した実施形態において、フィルム１００は、タッチスクリーン（例えば、静電容量タッチスクリーン）を有する装置で使用されるように構成されている。フィルム１００は、スクリーン１０４のような静電容量タッチスクリーンで使用される場合、ユーザのタッチ入力が装置によって正確に認識されるような適切な電気的性質を有するように構成されていてもよい。例えば、フィルム１００は、４未満の比誘電率を有していてもよい。別の実施形態において、比誘電率は３未満である。ある特定の実施形態において、フィルム１００の比誘電率は２．２から２．５の間である。
【００２０】
一実施形態において、フィルム１００は２．５４×１０−４〜７．６２×１０−４ｍ（１０〜３０ｍｉｌ）の厚さを有し、３０ロックウェルＲを超える硬度を有する。一実施形態において、フィルム１００の硬度は、４５〜１２５ロックウェルＲである。
【００２１】
図１Ａ〜図１Ｃに示した複数の実施形態は、製造後の電子装置に装着するフィルムとして説明するものの、記載の特徴はその他のものにも適用でき、例として、これらに限定されないものの、アイウェア（例えば、眼鏡、コンタクト等）や、例えばレーザーに対する保護用の窓に適用できる。また、人間の目によって受光される光を透過させるその他の面にも使用できる。一実施形態において、フィルム１００は、視力矯正眼鏡、サングラス、安全眼鏡等のアイウェアのレンズに装着される。フィルム１００は、図１Ａ及び図１Ｂでは装置１０２の後付け装備として装着され図１Ｃに示すような形でユーザに提供されるものの、別の実施形態においては、装置１０２の製造中に、スクリーン１０４の後ろに位置したり、装置１０２のスクリーン１０４を構成したりするように、装置１０２内に設置される。
【００２２】
図１Ｄ〜図１Ｅは、本発明の実施形態で有用たりうる様々なフィルムの透過率曲線を複数示す。フィルム、例えば、フィルム１００の透過特性は、図１Ｄ又は図１Ｅに示すような透過率曲線によって定義されうる。具体的には、曲線１８０は、フィルタガラスの代表的な透過率曲線を示す。曲線１８２は、厚さ１．０１６×１０−４ｍ（４ｍｉｌ）のフィルム１００の代表的な透過率曲線を示す。曲線１８４は、厚さ１．９６８５×１０−４ｍ（７．７５ｍｉｌ）のフィルム１００の代表的な透過率曲線を示す。透過率曲線は、可視光波長域における透過率極大値と、可視光波長域の両端の近くに第１及び第２透過率極小値とを有する。
【００２３】
一実施形態において、透過率極大値は５７５ｎｍ〜４２５ｎｍの間の位置にあり、第１透過率極小値は約７００ｎｍ以上の位置またはその近くにあり、第２透過率極小値は約３００ｎｍ以下の位置またはその近くにある。透過率極大値は、８５％以上の透過率を有していてもよい。透過率極大値は、さらに９０％以上の透過率を有していてもよい。一実施形態において、第１及び第２透過率極小値は、３０％未満の透過率を有していてもよい。別の実施形態において、第１及び第２透過率極小値は、５％未満の透過率を有していてもよい。一実施形態において、透過率曲線は、透過率極大値と各透過率極小値との間に第１及び第２の５０％透過カットオフを有していてもよい。
【００２４】
また、一実施形態において、透過率曲線は、少なくとも７５０ｎｍから５７５ｎｍの間の透過率曲線において減少勾配により形成される曲線ショルダーを有し、これにより、この可視スペクトルの下端（例えば赤色光）の波長の透過が増加する。一実施形態において、曲線ショルダーは６４４ｎｍ±１０ｎｍの位置を通る。別の実施形態において、曲線ショルダーは５８０ｎｍ±１０ｎｍの位置を通ってもよい。５０％透過カットオフの１つは、例えば、６４４ｎｍ±１０ｎｍの曲線ショルダーと一致してもよい。
【００２５】
ここで使用されているように、「光密度」及び「吸光度」といった表現は、材料に入射した電磁放射の量と、材料を透過した電磁放射の量との対数比を表すものとして互換的に使用してもよい。ここで使用されているように、「透過」、「透過率」又は「透過度」は、入射した特定の波長の電磁放射に対する材料を通過した電磁放射の比又は割合を表すものとして互換的に使用してもよい。ここで使用されているように、「透過率曲線」は、光学フィルタを透過した光の割合を波長に応じて表す。「透過率極大値」は、光の光学フィルタ透過が曲線上の隣接する位置に対して最大値となる曲線上の位置（例えば、少なくとも１点）を表す。「透過率極小値」は、透過が曲線上の隣接する位置に対して最小値となる曲線上の位置を表す。ここで使用されているように、「５０％透過カットオフ」は、電磁放射（例えば、光）の光学フィルタ透過が約５０％となる透過率曲線上の位置を表す。
【００２６】
一実施形態において、青緑色の有機染料を分散させたポリカーボネートフィルムをポリマー基材として用いることにより、例えば、下記の図３に示すような光学フィルタの透過特性を実現できる。有機染料混合ポリカーボネートフィルムは、０．３ｍｍ未満の厚さを有していてもよい。別の実施形態において、ポリカーボネートフィルムは、０．１ｍｍ未満の厚さを有していてもよい。ポリカーボネートフィルムを薄くすることにより、装置が発生した光の最大透過率を容易に９０％より大きくしうる。少なくとも一実施形態において、有機染料混合フィルムは、６．３５×１０−５ｍ〜３．５５６×１０−４ｍ（２．５ｍｉｌ〜１４ｍｉｌ）の厚さを有していてもよい。本開示の１つ以上の実施形態において、厚さが小さくても耐熱性及び機械的ロバストネスを向上させるために、ポリカーボネート基材と青緑色の有機染料との組み合わせを使用する。
【００２７】
ポリカーボネートフィルムは、任意のタイプの光学グレードポリカーボネート、例えば、ＬＥＸＡＮ  １２３Ｒを含んでいてもよい。ポリカーボネートは、薄フィルムのための所望の機械的及び光学的性質を有するものの、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等のその他のポリマーを使用してもよい。
【００２８】
一実施形態において、例えば青緑色の有機染料を分散させたアクリルフィルムを用いて、同様の透過特性を実現してもよい。有機染料混合アクリルフィルムは、０．３ｍｍ未満の厚さを有していてもよい。別の実施形態において、アクリルフィルムは、０．１ｍｍ未満の厚さを有していてもよい。アクリルフィルムを薄くすることにより、装置が発生した光の最大透過率を容易に９０％より大きくしうる。少なくとも一実施形態において、有機染料混合フィルムは、６．３５×１０−５ｍ〜３．５５６×１０−４ｍ（２．５ｍｉｌ〜１４ｍｉｌ）の厚さを有していてもよい。１つ以上の実施形態において、厚さが小さくても耐熱性及び機械的ロバストネスを向上させるために、アクリル基材と青緑色の有機染料との組み合わせを使用してもよい。
【００２９】
別の実施形態において、例えば青緑色の有機染料を分散させたエポキシフィルムを用いて、同様の透過特性を実現してもよい。有機染料混合エポキシフィルムは、０．１ｍｍ未満の厚さを有していてもよい。別の実施形態において、エポキシフィルムは、２．５４×１０−５ｍ（１ｍｉｌ）未満の厚さを有していてもよい。エポキシフィルムを薄くすることにより、装置が発生した光の最大透過率を容易に９０％より大きくしうる。１つ以上の実施形態において、厚さが小さくても耐熱性及び機械的ロバストネスを向上させるために、エポキシ基材と青緑色の有機染料との組み合わせを使用してもよい。
【００３０】
さらに別の実施形態において、例えば青緑色の有機染料を分散させたＰＶＣフィルムを用いて、同様の透過特性を実現してもよい。有機染料混合ＰＶＣフィルムは、０．１ｍｍ未満の厚さを有していてもよい。別の実施形態において、ＰＶＣフィルムは、２．５４×１０−５ｍ（１ｍｉｌ）未満の厚さを有してもよい。ＰＶＣフィルムを薄くすることにより、装置が発生した光の最大透過率を容易に９０％より大きくしうる。１つ以上の実施形態において、厚さが小さくても耐熱性及び機械的ロバストネスを向上させるために、ＰＶＣ基材と青緑色の有機染料との組み合わせを使用してもよい。
【００３１】
一実施形態において、有機染料混合ポリカーボネートフィルムは、この小さい厚さで、２５秒角以下の平行度と０〜３０°の主光線入射角度を含む所望の光学特性を有していてもよい。さらに有機染料混合ポリカーボネートフィルムは、ＵＶ領域における５より大きい光学密度を含む向上したＵＶ吸収性を有していてもよい。例示されたポリカーボネート基材と青緑色の染料との組み合わせは、例として挙げたに過ぎない。所望の機械的性質及び透過率を有するフィルムを生成するために、以下に詳細に説明する吸収性化合物と上述のポリマー基材とを任意に組み合わせることができると理解されるべきである。
【００３２】
実施形態の光学フィルタ１００は、ここで説明するように、色再現性及びデジタル撮影を向上させるための光フィルタ、優れた機械的性質を有するＬＣＤ位相フィルム、光の潜在的に有害な波長を低減するための優れたＵＶ吸収性を有する電子装置用の光放射低減フィルム、高いレーザー保護値を有する光学的に正確な薄いレーザーウィンドウを含むもののこれらに限定されない様々な用途に利用してもよい。これらの実施形態において、それぞれの用途に応じた所望の光学特性を有する薄膜として光学フィルムを製造してもよい。
【００３３】
吸収及び吸収素材
光の波長の吸収は、光が化合物に当たると発生する。光源からの光線は様々な波長に対応しており、各波長はそれぞれ異なるエネルギーと対応している。光が化合物に当たると、光のエネルギーは、この化合物内の電子に反結合性軌道をとるようにさせる場合がある。この励起は、光の特定の波長に対応するエネルギーが電子を励起させるのに十分であって、従って、エネルギーが吸収される場合に主に発生する。従って、各々異なった電子配置を有する様々な化合物は、光の異なった波長をそれぞれ吸収する。全般的に、電子を励起させるのに必要なエネルギー量が大きいほど、光のより低い波長が必要となる。また、単一の化合物が光源からの光の複数の波長域を吸収する場合もある。これは、単一の化合物が様々な電子配置を有する場合があるためである。
【００３４】
図２Ａは、本発明の一実施形態において有用たりうる代表的なフィルムを設けた場合の目と装置との間の代表的な相互作用を示す。一実施形態において、フィルム２００は、例えば、後付け装備として装置２０２に設置されるフィルムを構成する。別の実施形態において、フィルム２００は、装置２０２の一部、例えば、装置２０２のスクリーンを構成する。さらに別の実施形態において、フィルムは、例えば、コンタクトレンズ又は眼鏡のレンズの一部として（眼鏡の後付け装備又はレンズそれ自体の一部として）目２５０の表面又は近くに装着される物理的バリアである。
【００３５】
図２Ａで示すように、装置２０２は、高強度ＵＶ光２０４、青紫色光２１２、青ターコイズ色光２１４及び可視光２１８を含む光の複数の波長を生成する。一実施形態において、高強度ＵＶ光は３１５〜３８０ｎｍの領域の光の波長を含んでいてもよい。この波長域の光は、目の水晶体に損傷を与える可能性があることが知られている。一実施形態において、青紫色光２１２は、３８０〜４３０ｎｍの領域の光の波長を含んでいてもよく、加齢黄斑変性を潜在的に引き起こすことが知られている。青ターコイズ色光２１４は、４３０〜５００ｎｍの領域の光の波長を含んでいてもよく、睡眠周期や記憶に影響を与えることが知られている。可視光２１８は、可視光スペクトルにおける光のその他の波長を含んでいてもよい。
【００３６】
ここで使用されているように、「可視光」又は「可視波長」は、３８０から７５０ｎｍの波長域を表す。「赤色光」又は「赤色波長」は、約６２０から６７５ｎｍの波長域を表す。「オレンジ色光」又は「オレンジ色波長」は、約５９０から６２０ｎｍの波長域を表す。「黄色光」又は「黄色波長」は、約５７０から５９０ｎｍの波長域を表す。「緑色光」又は「緑色波長」は、約４９５から５７０ｎｍの波長域を表す。「青色光」又は「青色波長」は、約４５０から４９５ｎｍの波長域を表す。「紫色光」又は「紫色波長」は、約３８０から４５０ｎｍの波長域を表す。ここで使用されているように、「紫外線」又は「ＵＶ」は、３５０ｎｍ未満１０ｎｍ以上の波長を含む波長域を表す。「赤外線」又は「ＩＲ」は、７５０ｎｍより長く３０００ｎｍ以下の波長を含む波長域を表す。
【００３７】
光の特定の波長が化合物によって吸収されると、この特定の波長に対応する色が人間の目に達することはないので、この色は視覚されない。従って、例えば、光源からのＵＶ光を除外するためには、３５０ｎｍ未満の波長を有する光を吸収する化合物をフィルムに導入してもよい。以下の表２に、光吸収性化合物のいくつかの例を一覧で示す。これらの光吸収性化合物は、図２Ｄに示す代表的な吸収スペクトルに対応する。
【表２】
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【００３８】
一実施形態において、表２の第１列から基材を１つ選択し、吸収対象となる波長域に応じて第２〜４列の１つ以上からそれぞれ吸収性の列を１つ選択することによって、フィルタ２００を製造する。一実施形態において、ポリマー基材がＵＶ阻害剤又はＵＶ安定剤を含む場合、さもなければ、ポリマー基材自体がＵＶ吸収性を有する場合には、ＵＶを対象とした吸収性化合物は不要である。そして、対象波長域内で発生した光の吸収を向上させるために、第２〜４列のうち任意の添加用の吸収性化合物を選択できる。装置が発生した全ての色がフィルタを通しても忠実に対応するように、光の高い透過率が維持され、色の濃淡が維持される限り、吸収性化合物を組み合わせて選択できる。一実施形態において、吸収性化合物は、ポリマー又はペレットとして提供され、ポリマー基材と共押出され、フィルム２００を形成する。別の実施形態において、吸収性化合物は、例えば、ポリマー基材に塗布されるコーティング又は追加の耐スクラッチ層の成分として、ポリマー基材とは別の層に設けられる。
【００３９】
また、第２、３及び４列に例示された化合物の多くは、他のポリマー基材において所望の特性を得るために代用できる。例えば、化合物１００２は、ポリカーボネート基材と組み合わせるのに最適な化合物として挙げられているが、ＰＶＣ、アセタール及びセルロースエステルに混合させる相溶性化合物としても知られている。表２に示す化合物とポリマー基材のいくつかの可能性のある代表的組み合わせを、以下の例においてさらに詳しく説明する。なお、表１に挙げられているものの再び表２では示されていないポリマー基材との組み合わせを含むその他の実現可能な組み合わせも可能であると理解すべきである。
【００４０】
一実施形態において、ポリマー基材に分散させた有機染料は、例えば、青色光波長及び／又は赤色光波長の透過率の低減を含む選択的透過特性を提供する。これらの特定の帯域又は波長における不自然に高い放射レベルを、昼光を反映したレベルにまで低減することは、デジタル電子装置の使用による望ましくない効果をいくつか低減することに役立つ。さらに、光学フィルムは、装置２０２によって放射された範囲のＨＥＶ光を低減しうる。ただし、一実施形態において、光学フィルタ２００は、装置２０２による色再現性を維持するために、光のその他の青色波長、例えばシアン色を透過させるようにも構成されている。
【００４１】
ポリカーボネート例
一実施形態において、フィルタ２００は、２６０〜４００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１００２を混合させたポリカーボネート基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１００２は、ピーク吸収を３００〜４００ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、例えば、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製のＴｉｎｕｖｉｎ（Ｒ）、別名２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−ｐ−クレゾールが挙げられる。しかし、３００〜４００ｎｍの領域で強い吸収特性を有するその他の代表的な吸収性化合物も、ＵＶ光を吸収するのに適している。ＵＶ保護のためにＴｉｎｕｖｉｎ（Ｒ）を使用した実施形態では、表１で挙げたようなその他のポリマー基材もまたフィルタ２００の生成に適しうる。
【００４２】
一実施形態において、フィルタ２００は、４００〜７００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１００４を混合させたポリカーボネート基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１００４は、ピーク吸収を４００〜７００ｎｍの領域中とするために選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１００４は、ピーク吸収を６００〜７００ｎｍの領域中とするために選択される。さらに具体的には、一実施形態において、吸収性化合物は、ピーク吸収を６３５〜７００ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、Ｅｘｃｉｔｏｎ（Ｒ）社製の独自化合物（商品名、ＡＢＳ  ６６８）が挙げられる。しかし、可視スペクトルの６００〜７００ｎｍの領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１００４を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００４３】
一実施形態において、フィルタ２００は、赤外線領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１００６を混合させたポリカーボネート基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１００６は、８００〜１１００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１００６は、ピーク吸収を９００〜１０００ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な化合物の１つとして、ＱＣＲ  Ｓｏｕｌｕｔｉｏｎｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＮＲＩ１００２Ａ染料が挙げられる。しかし、赤外線領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１００６を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００４４】
一実施形態において、化合物１００２、１００４、１００６のうち任意の２つが含まれるような組み合わせをポリマー基材に混合させ、フィルタ２００を形成する。別の実施形態においては、３つの化合物１００２、１００４、１００６がすべてポリマー基材内で組み合わされて、フィルタ２００を形成する。
【００４５】
別の実施形態において、ポリカーボネート基材は、化合物１００２、１００８、１０２２、１０２８、１０４０、１０４６のうち任意の１つと一緒になってフィルタ２００に組み入れる。一実施形態において、これを化合物１００４、１０１０、１０１８、１０２４、１０３０、１０３６、１０４２、１０４８のうち任意の１つと組み合わせてもよい。一実施形態において、これを化合物１００６、１０２０、１０２６、１０３２、１０３８、１０４４、１０５０のうち任意の１つと組み合わせてもよい。
【００４６】
ＰＶＣフィルタ例
一実施形態において、フィルタ２００は、２６０〜４００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１００８を混合させたポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１００８は、ピーク吸収を３２０〜３８０ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、Ａｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ，  ＬＬＣ製のＤＹＥ  ＶＩＳ  ３４７が挙げられる。しかし、３００〜４００ｎｍの領域で強い吸収特性を有するその他の代表的な吸収性化合物も、ＵＶ光を吸収するのに適している。ＵＶ保護のためにＤＹＥ  ＶＩＳ  ３４７を使用した実施形態では、表１で挙げたようなその他のポリマー基材もまたフィルタ２００の生成に適しうる。
【００４７】
一実施形態において、フィルタ２００は、４００〜７００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０１０を混合させたＰＶＣ基材を備える。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０１０は、ピーク吸収を５５０〜７００ｎｍの領域中とするために選択される。さらに具体的には、一実施形態において、吸収性化合物は、ピーク吸収を６００〜６７５ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ，  Ｉｎｃ．，製のＡＤＳ６４０ＰＰ、別名２−［５−（１，３−ジヒドロ−３，３−ジメチル−１−プロピル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−１，３−ペンタジエニル］−３，３−ジメチル−１−プロピル−３Ｈ−インドリウム・ペルクロラートが挙げられる。しかし、可視スペクトルの６００〜７００ｎｍの領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０１０を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００４８】
一実施形態において、化合物１００８及び１０１０の組み合わせをポリマー基材に混合させる。別の実施形態において、ＰＶＣ基材は、化合物１００２、１００８、１０２２、１０２８、１０４０、１０４６のうち任意の１つと一緒になってフィルタ２００に組み入れる。一実施形態において、これを化合物１００４、１０１０、１０１８、１０２４、１０３０、１０３６、１０４２、１０４８のうち任意の１つと組み合わせてもよい。一実施形態において、これを化合物１００６、１０２０、１０２６、１０３２、１０３８、１０４４、１０５０のうち任意の１つと組み合わせてもよい。
【００４９】
エポキシ例
一実施形態において、フィルタ２００は、２６０〜４００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０１６を混合させたエポキシ基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０１６は、ピーク吸収を３００〜４００ｎｍの領域中とするために選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０１６は、ピーク吸収を３７５〜４１０ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、例えば、３９９ｎｍでピーク吸収となるＥｘｃｉｔｏｎ社製のＡＢＳ  ４００が挙げられる。しかし、３００〜４００ｎｍの領域で強い吸収特性を有するその他の代表的な吸収性化合物も、ＵＶ光を吸収するのに適している。ＵＶ保護のためにＡＢＳ  ４００を使用した実施形態では、表１で挙げたようなその他のポリマー基材もまたフィルタ２００の生成に適しうる。
【００５０】
一実施形態において、フィルタ２００は、４００〜７００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０１８を混合させたエポキシ基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０１８は、ピーク吸収を４００〜７００ｎｍの領域中とするために選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０１８は、ピーク吸収を６００〜７００ｎｍの領域中とするために選択される。さらに具体的には、一実施形態において、吸収性化合物は、ピーク吸収を６５０〜６９０ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、クロロホルム中の６７５ｎｍでピーク吸収となるＱＣＲ・ソリューションズ・コーポレーション（ＱＣＲ  Ｓｏｕｌｕｔｉｏｎｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製の独自化合物（商品名、ＶＩＳ６７５Ｆ）が挙げられる。しかし、可視スペクトルの６００〜７００ｎｍの領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０１８を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００５１】
一実施形態において、フィルタ２００は、赤外線領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０２０を混合させたエポキシ基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０２０は、８００〜１１００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０２０は、ピーク吸収を９００〜１０８０ｎｍの領域中とするために選択される。一実施形態において、吸収性化合物は、アセトン中の１０３１ｎｍでピーク吸収となるＱＣＲ  Ｓｏｕｌｕｔｉｏｎｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の独自化合物（商品名、ＮＩＲ１０３１Ｍ）である。しかし、赤外線領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０２０を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００５２】
一実施形態において、化合物１０１６、１０１８、１０２０のうち２つが含まれるような組み合わせをポリマー基材に混合させ、フィルタ２００を形成する。別の実施形態においては、３つの化合物１０１６、１０１８、１０２０がすべてポリマー基材内で組み合わされて、フィルタ２００を形成する。
【００５３】
別の実施形態において、エポキシ基材は、化合物１００２、１００８、１０２２、１０２８、１０４０、１０４６のうち任意の１つと一緒になってフィルタ２００に組み入れる。一実施形態において、これを化合物１００４、１０１０、１０１８、１０２４、１０３０、１０３６、１０４２、１０４８のうち任意の１つと組み合わせてもよい。一実施形態において、これを化合物１００６、１０２０、１０２６、１０３２、１０３８、１０４４、１０５０のうち任意の１つと組み合わせてもよい。
【００５４】
ポリアミド例
一実施形態において、フィルタ２００は、２６０〜４００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０２２を混合させたポリアミド基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０２２は、ピーク吸収を２６０〜３５０ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、例えば、ＱＣＲ  Ｓｏｕｌｕｔｉｏｎｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の化合物（商品名、ＵＶ２９０Ａ）が挙げられる。しかし、２６０〜４００ｎｍの領域で強い吸収特性を有するその他の代表的な吸収性化合物１０２２も、ＵＶ光を吸収するのに適している。ＵＶ保護のためにＵＶ２９０Ａを使用した実施形態では、表１で挙げたようなその他のポリマー基材もまたフィルタ２００の生成に適しうる。
【００５５】
一実施形態において、フィルタ２００は、４００〜７００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０２４を混合させたポリアミド基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０２４は、ピーク吸収を６００〜７００ｎｍの領域中とするために選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０２４は、ピーク吸収を６２０〜７００ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、３１０〜４００ｎｍに吸収ピークをさらに有するＡｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ，  ＬＬＣ製の独自化合物（商品名、ＤＹＥ  ＶＩＳ  ６７０）が挙げられる。しかし、可視スペクトルの６００〜７００ｎｍの領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０２４を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００５６】
一実施形態において、フィルタ２００は、赤外線領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０２６を混合させたポリアミド基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０２６は、８００〜１２００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０２６は、ピーク吸収を９００〜１１００ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、アセトン中で１０７２ｎｍに吸収ピークを有するＱＣＲ  Ｓｏｕｌｕｔｉｏｎｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の独自化合物（商品名、ＮＲＩ１０７２Ａ）が挙げられる。しかし、赤外線領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０２６を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００５７】
一実施形態において、化合物１０２２、１０２４、１０２６のうち２つが含まれるような組み合わせをポリマー基材に混合させ、フィルタ２００を形成する。別の実施形態においては、３つの化合物１０２２、１０２４、１０２６がすべてポリマー基材内で組み合わされて、フィルタ２００を形成する。
【００５８】
別の実施形態において、ポリアミド基材は、化合物１００２、１００８、１０２２、１０２８、１０４０、１０４６のうち任意の１つと一緒になってフィルタ２００に組み入れる。一実施形態において、これを化合物１００４、１０１０、１０１８、１０２４、１０３０、１０３６、１０４２、１０４８のうち任意の１つと組み合わせてもよい。一実施形態において、これを化合物１００６、１０２０、１０２６、１０３２、１０３８、１０４４、１０５０のうち任意の１つと組み合わせてもよい。
【００５９】
ポリエステル例
一実施形態において、フィルタ２００は、４００〜７００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０３６を混合させたポリエステル基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０３６は、ピーク吸収を６００〜７５０ｎｍの領域中とするために選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０３６は、ピーク吸収を６７０〜７２０ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、ポリカーボネート中で６９６ｎｍに吸収ピークを有するＥｘｃｉｔｏｎ（Ｒ）社製の独自化合物（商品名、ＡＢＳ  ６９１）が挙げられる。しかし、可視スペクトルの６００〜７００ｎｍの領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０３６を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００６０】
一実施形態において、フィルタ２００は、赤外線領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０３８を混合させたポリエステル基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０３８は、８００〜１３００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０３８は、ピーク吸収を９００〜１１５０ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物１０３８の１つとして、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）中で１０７３ｎｍに吸収ピークを有するＡｄａｍ  Ｇａｔｅｓ＆Ｃｏｍｐａｎｙ，  ＬＬＣ製の独自化合物（商品名、ＩＲ  Ｄｙｅ  １１５１）が挙げられる。しかし、赤外線領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０３８を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００６１】
一実施形態において、化合物１０３６及び１０３８の組み合わせをポリマー基材に混合させる。別の実施形態において、ポリエステル基材は、化合物１００２、１００８、１０２２、１０２８、１０４０、１０４６のうち任意の１つと一緒になってフィルタ２００に組み入れる。一実施形態において、これを化合物１００４、１０１０、１０１８、１０２４、１０３０、１０３６、１０４２、１０４８のうち任意の１つと組み合わせてもよい。一実施形態において、これを化合物１００６、１０２０、１０２６、１０３２、１０３８、１０４４、１０５０のうち任意の１つと組み合わせてもよい。
【００６２】
ポリエチレン例
一実施形態において、フィルタ２００は、４００〜７００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０４２を混合させたポリエチレン基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０４２は、ピーク吸収を６００〜７５０ｎｍの領域中とするために選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０４２は、ピーク吸収を６７０〜７３０ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、クロロホルム中で７０１ｎｍに吸収ピークを有するＭｏｌｅｃｕｌｕｍ社製の独自化合物（商品名、ＬＵＭ６９０）が挙げられる。しかし、可視スペクトルの６００〜７００ｎｍの領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０４２を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００６３】
一実施形態において、フィルタ２００は、赤外線領域で発生した光を対象として選択された吸収性化合物１０４４を混合させたポリエチレン基材を備える。一実施形態において、吸収性化合物１０４４は、８００〜１１００ｎｍの領域で発生した光を対象として選択される。具体的には、一実施形態において、吸収性化合物１０４４は、ピーク吸収を９００〜１１００ｎｍの領域中とするために選択される。代表的な吸収性化合物の１つとして、クロロホルム中で１００１ｎｍに吸収ピークを有するＭｏｌｅｃｕｌｕｍ社製の独自化合物（商品名、ＬＵＭ１０００Ａ）が挙げられる。しかし、赤外線領域で高い吸光度を有するその他の代表的な吸収性化合物も、フィルタ２００の生成に適しうる。別の実施形態において、化合物１０４４を表１のその他のポリマー基材と組み合わせてもよい。
【００６４】
一実施形態において、化合物１０４０、１０４２、１０４４のうち２つが含まれるような組み合わせをポリマー基材に混合させ、フィルタ２００を形成してもよい。別の実施形態においては、３つの化合物１０４０、１０４２、１０４４がすべてポリマー基材内で組み合わされて、フィルタ２００を形成する。
【００６５】
別の実施形態において、ポリエチレン基材は、化合物１００２、１００８、１０２２、１０２８、１０４０、１０４６のうち任意の１つと一緒になってフィルタ２００に組み入れる。一実施形態において、これを化合物１００４、１０１０、１０１８、１０２４、１０３０、１０３６、１０４２、１０４８のうち任意の１つと組み合わせてもよい。一実施形態において、これを化合物１００６、１０２０、１０２６、１０３２、１０３８、１０４４、１０５０のうち任意の１つと組み合わせてもよい。
【００６６】
その他の代表的実施形態
所望の波長における選択的透過及び／又は減衰を（例えば、青色光を赤色光に対して減衰させることにより）提供するために、青緑色有機吸収性化合物を選択してもよい。青緑色有機染料は、例えば、プラスチックへの適用に適していて、良好な可視光透過性、光安定性、１７０℃を超える融点という熱安定性を提供する青緑色フタロシアニン染料を含んでいてもよい。有機染料混合ポリカーボネート化合物は、吸収性化合物を約０．０５重量％から２重量％含んでいてもよい。青緑色フタロシアニン染料は、押出処理時に溶解したポリカーボネートに分散可能な粉体の形をとっていてもよい。青緑色染料は、押出処理の前にポリカーボネート樹脂ビーズ内に分散させておいてもよい。
【００６７】
別の実施形態において、フィルム内に１つ以上の追加染料を分散させてもよい。赤外線保護を追加するためには、例えば、追加のＩＲフィルタリング染料を使用し、ＩＲ領域において９以上の光学密度が得られるようにしてもよい。ＩＲフィルタリング染料の一例として、ＬＵＭ１０００Ａが挙げられる。有機染料混合ポリカーボネート混合物は、吸収性化合物を約０．０５重量％から２重量％含んでいてもよい。
【００６８】
一実施形態において、デジタル電子装置用の光学フィルタは、可視波長において選択的透過性を有する定義された電磁放射透過特性を備えていてもよい。一実施形態において、光学フィルタは、複数の波長域、例えば、青色光波長域と赤色光波長域との両方において、光の透過を遮断又は低減するように設計される。光学フィルタは、光フィルタ、電子装置用の光放射低減フィルム、ＬＣＤ位相フィルムを含むもののこれらに限定されない様々な用途に利用できる。一実施形態において、光学フィルタは、ポリカーボネートフィルム等のポリマー基材に分散又は混合された有機染料を含む組成物から構成される。別の実施形態では、１つ以上のポリマー基材を上述の表１から選択してもよい。
【００６９】
図２Ａに示すように、波長２１０、２１２、２１４、２１８の光を、装置２０２は発生する。そして、これらの光の波長は、一実施形態において、フィルム２００に当たる。フィルム２００は、光の波長がフィルム２００に当たると、いくつかの光の波長のみを通過させるよう構成されている。例えば、図２Ａに示すように、一実施形態では、ＵＶ光はフィルム２００を実質的に通過できない。青紫色光もまたフィルム２００を実質的に通過できない。青ターコイズ色光２１４の少なくとも一部は、フィルム２００を通過できず、その他の領域の青色光波長２１６はフィルム２００を通過できる。これらの波長は、一実施形態において、シアン色領域の光の波長を含む。一方、一実施形態において、ユーザが視覚しても安全な可能性のある可視光２１８はフィルムを通過できる。光の波長は、フィルム２００に当たりこれを通過すると、一実施形態において、装置２０２を使用しているユーザの目によって視覚される。一実施形態において、図２Ａで示すように、目の領域２５２は、ＵＶ光の影響を大きく受けることが知られており、目の領域２５４は、青色光の影響を大きく受けることが知られている。フィルム２００を装置２０２と目２５０との間に挿入することにより、目の領域２５２、２５４に損傷を与える可能性のある光線がユーザに目に達することを実質的に阻止できる。
【００７０】
図２Ｂは、本発明の一実施形態において有用たりうる複数のフィルムの代表的な有効波長吸収領域を示す。一実施形態において、フィルム２００は、１つ以上の波長域で光を吸収するように構成された１つ以上の吸収性化合物を含んでいてもよい。ある領域の波長がフィルム２７２によって遮断されてもよく、一実施形態において、少なくとも３００〜４００ｎｍの領域の光線のいくつかはフィルム２７２によってユーザの目に達することができないが、波長スペクトルの残りは実質的に影響を受けない。別の実施形態において、フィルム２７６は、ユーザの目に達する３００〜６５０ｎｍの領域の光を低減するが、波長スペクトルの残りの光は実質的に影響を受けない。さらに別の実施形態において、フィルム２７８は、ユーザの目に達する３００〜３０００ｎｍの領域の光の量を低減するが、波長スペクトルの残りは実質的に影響を受けない。装置２０２のユーザが影響を受けている様々な状況に応じて、症状を治療又は予防するために様々なフィルム２７２、２７４、２７６をユーザの装置２０２に装着できる。
【００７１】
図２Ｃ及び上述の例は、本発明の一実施形態においてフィルムの所望の特性を実現するために単独または組み合わせで利用しうる複数の吸収性化合物のスペクトルを示す。一実施形態において、所望の透過率を実現するために、図２Ｃに示す吸収剤を１つ以上、ポリマー基材内に混合させる。
【００７２】
一実施形態において、フィルム２７２は、ＵＶ光を９９．９％、ＨＥＶ光を１５〜２０％、感光用（ＰＳ）光を１５〜２０％実質的に遮断するように構成されている。一実施形態において、フィルム２７２は、厚さ１．２７×１０−４ｍ（５ｍｉｌ）以上のＵＶ抑制ポリカーボネート基材を備える。一実施形態において、厚さは２．５４×１０−４ｍ（１０ｍｉｌ）未満である。また、一実施形態において、フィルム２７２は、フィルム２７２の１％以上を構成するＵＶ抑制添加剤を含む。一実施形態において、ＵＶ抑制添加剤は、フィルム２７２の２％以上、３％未満を構成する。また、一実施形態において、フィルム２７２はハードコーティングを備える。また、一実施形態において、フィルム２７２は、２８０〜３８０ｎｍの領域においては光学密度が３以上で、３８０〜３９０ｎｍの領域においては０．７以上で、３９０〜４００ｎｍの領域においては０．１５以上で、４００〜６００ｎｍの領域においては０．０９以上で、６００〜７００ｎｍの領域においては０．０４以上であることを特徴とすることができる。
【００７３】
一実施形態において、フィルム２７４は、ＵＶ光を９９．９％、ＨＥＶ光を３０〜４０％、ＰＳ光を２０〜３０％、実質的に遮断する。一実施形態において、フィルム２７４は、厚さ１．２７×１０−４ｍ（５ｍｉｌ）以上のＵＶ抑制ポリカーボネート基材を備える。一実施形態において、厚さは（２．５４×１０−４ｍ）（１０ｍｉｌ）未満である。また、一実施形態において、フィルム２７４は、フィルム２７４の１％以上を構成するＵＶ抑制添加剤を含む。一実施形態において、ＵＶ抑制添加剤は、フィルム２７４の２％以上、３％未満を構成する。また、一実施形態において、フィルム２７４は、フィルム２７４の０．００３６％以上を構成するフタロシアニン染料を含む。一実施形態において、フタロシアニン染料は、フィルム２７４の０．００５％又は０．００８％以上、０．０１％未満を構成する。一実施形態において、フィルム２７４はハードコーティングを備える。また、一実施形態において、フィルム２７４は、２８０〜３８０ｎｍの領域においては光学密度が４以上で、３８０〜３９０ｎｍの領域においては２以上で、３９０〜４００ｎｍの領域においては０．８以上で、４００〜６００ｎｍの領域においては０．１３以上で、６００〜７００ｎｍの領域においては０．１５以上であることを特徴とすることができる。
【００７４】
一実施形態において、フィルム２７６は、ＵＶ光を９９．９％、ＨＥＶ光を６０〜７０％、感光用（ＰＳ）光を３０〜４０％遮断する。一実施形態において、フィルム２７６は、厚さ１．２７×１０−４ｍ（５ｍｉｌ）以上のＵＶ抑制ポリカーボネート基材を備える。一実施形態において、厚さは、２．５４×１０−４ｍ（１０ｍｉｌ）未満である。また、一実施形態において、フィルム２７６は、フィルム２７６の１％以上を構成するＵＶ抑制添加剤を含む。一実施形態において、ＵＶ抑制添加剤は、フィルム２７６の２％以上、３％未満を構成する。また、一実施形態において、フィルム２７６は、フィルム２７６の０．００５％以上を構成するフタロシアニン染料を含む。一実施形態において、フタロシアニン染料は、フィルム２７６の０．０１％又は０．０１５％以上、０．０２％未満を構成する。一実施形態において、フィルム２７６はハードコーティングを備える。一実施形態において、フィルム２７６は、２８０〜３８０ｎｍの領域においては光学密度が４以上で、３８０〜３９０ｎｍの領域においては２以上で、２９０〜４００ｎｍの領域においては０．８以上で、４００〜６００ｎｍの領域においては０．１３以上で、６００〜７００ｎｍの領域においては０．１５以上であることを特徴とすることができる。
【００７５】
一実施形態において、フィルム２７８は、ＵＶ光を９９％、ＨＥＶ光を６０〜７０％、ＰＳ光を３０〜４０％遮断する。一実施形態において、フィルム２７８は、厚さ２．０３２×１０−４ｍ（８ｍｉｌ）以上のＵＶ抑制ＰＶＣフィルムを備える。一実施形態において、厚さは、２．５４×１０−４ｍ（１０ｍｉｌ）又は３．８１×１０−４ｍ（１５ｍｉｌ）以上、５．０８×１０−４ｍ（２０ｍｉｌ）未満である。また、一実施形態において、フィルム２７８は、エラストマーを含む。
【００７６】
図３は、本発明の一実施形態において有用たりえる様々なフィルムの、波長に応じた透過率を表すグラフを示す。一実施形態において、吸収スペクトル３００は、Ｎａｂｉ製の汎用市販フィルムに関連付けられている。吸収スペクトル３０４は、Ｎａｂｉ製の別の市販フィルムに関連付けることができる。吸収スペクトル３０４は、Ａｒｍｏｒブランドのフィルムに関連付けることができる。吸収スペクトル３０６は、一実施形態におけるフィルム２７２に関連付けることができる。吸収スペクトル３０８は、一実施形態におけるフィルム２７６に関連付けることができる。吸収スペクトル３１０は、エラストマーを含む別の実施形態におけるフィルム２７８に関連付けることができる。吸収スペクトル３１２は、一実施形態におけるフィルム２７４に関連付けることができる。図３に示すように、フィルム２７２、２７４、２７６、２７８のうち任意のフィルムを使用することにより、装置が発生した光の吸収スペクトルの低下がもたらされる。例えば、吸収スペクトル３０６は、青色光の最大透過率が約１．００から０．３７に低下したことを示している。従って、フィルム２７２、２７４、２７６、２７８のうち任意のフィルムを装置、例えば装置２０２に装着することにより、既知の波長域における有害な光線を低減し、それにより上述の目に関する複数の問題を低減することができる。
【００７７】
一実施形態において、図３に示すどのフィルムを装着しても、下記の表３が示すように、装置からユーザへの光の透過について測定可能な変化がもたらされる。表３は、装着された記載のフィルムを光が通過した後に各波長域に残るエネルギーの割合を示す。
【表３】
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【００７８】
上記の表３の示すように、ここに記載のフィルムの全てが、装置が発生する光を、例えば、装置２０２と目２５０との間でフィルタリングした後に残る複数の波長域のエネルギーを顕著に低減している。フィルム２７２、２７４、２７６、２７８は、装置２０２によって放射されたＵＶ光をほぼ完全に吸収する。
【００７９】
フィルム２７２、２７４、２７６、２７８のような有機染料混合フィルムは、一実施形態において、長方形又は図１Ｃで示すような正方形のフィルムとして提供されてもよい。そして、所望の形状を有する１つ以上の光学フィルタを、フィルムから切り出してもよい。図１Ａに示すように、例えば、光学フィルムの一実施形態は、スマートフォン用に、略長方形であって、スマートフォンのボタンのための円形分が取り除かれた形状を含んでいてもよい。別の実施形態では、光学フィルタは、例えば、携帯電話又はその他電子装置のカメラのデジタルイメージセンサを覆うための円形フィルタデザインを含んでいてもよい。さらに別の実施形態では、光学フィルタは、製造者又はユーザがフィルムを所望の大きさにカットできるようにシートとして製造者又はユーザに提供される。別の実施形態では、フィルムは、所望の装置に大きさを合わせてから貼り付けられるように、粘着裏面を備える。
【００８０】
材料またはコーティングの追加層をフィルムに１つ以上設けてもよい。材料の追加層は、例えば、出荷や使用時にフィルムを保護するためのハードコーティングを含んでいてもよい。フィルムに所定の反射防止性質を持たせることで透過率を向上でき、これは一実施形態におけるハードコーティング層を含むその他のコーティングを施す際にも行うことができる。追加的に又は代替的に、グレア防止コーティング又はタックコーティングをフィルムに施してもよい。
【００８１】
製造方法の１つによれば、当業者にとって一般に既知の技術を用いて、有機染料を製造し、フィルム材料（一実施形態では、例えばポリカーボネート）内に分散させ、これをペレットに成形した後、薄いフィルムに押出す。有機染料混合フィルムの組成物は、従って、ペレットの形で提供されてもよく、ローラ上設けられ後に特定の用途に応じてある大きさにカットされうる押出フィルムの形で提供されてもよい。
【００８２】
光吸収フィルムを作成する方法
図４Ａ〜４Ｃは、本発明の一実施形態に係る装置用の光吸収フィルムを生成する方法を複数示す。図４Ａに示すように、方法４００は、ブロック４０２から始まり、ユーザが自身の装置を取得する。装置は、装置１０２のようなスマートフォン、ノートブックパソコン、タブレット又はその他の光を発する装置であってもよい。そして、ユーザは、ブロック４０４に示すように、フィルム１００のようなフィルムを取得し、装置に装着する。ユーザは、１つ以上の特定の目に関する問題を予防したいという望み又は特定の目の問題に基づきフィルム１００を選択してもよい。ユーザは、装置を取得した後、例えば、粘着層を利用してフィルム１００を装置に装着してもよい。粘着層は、フィルム２７２、２７４、２７６、２７８等の後付けフィルムに見られる。
【００８３】
図４Ｂに示すように、方法４１０は、ユーザにとってより安全なスクリーンを提供する、装置の製造者のための方法を示し、より安全なスクリーンは、フィルム２７２、２７４、２７６及び／又は２７８に関して上述したような性質を有するフィルムを備える。一実施形態において、方法４１０は、ブロック４２０から始まり、製造者が１つ以上の吸収性化合物の組み合わせを有するスクリーンを製造する。一実施形態において、染料は、装置からの光の特定の波長の透過を低減するために、上述の染料から選択されてもよい。製造者は、染料が、別体のフィルムとしてスクリーンに装着されるのではなく、スクリーン自体に混合されるようにスクリーンを製造してもよい。そして方法は、ブロック４２２へと進み、製造者が任意の適切な手段、例えば、接着剤を使用し、スクリーンを装置に装着する。一実施形態では、その後、方法はブロック４２４へと進み、製造者が装置をユーザに提供する。装置の提供は販売又はその他の取引を伴ってもよい。
【００８４】
図４Ｃは、本発明の実施形態に係る特定の吸収特性を有するフィルムを製造する方法を示す。一実施形態において、方法４３０は、ブロック４４０から始まり、フィルムによって吸収される又はユーザの目への到達が阻止されるべき波長を選択する。そして、方法は、ブロック４４２へと進み、選択された波長域を吸収するために、例えば、上述の表１から１つ以上の吸収性化合物を選択する。その後、方法は、ブロック４４４へと進み、適切なフィルムベースを選択する。適切なフィルムベースは、装置のスクリーンであってもよい。別の実施形態では、適切なフィルムベースは、選択された染料に適合する一連のポリマーの１つであってもよい。一実施形態では、ユーザは、例えば、装置の特性に基づき適切なフィルムをまず選択し、それから適切な染料を選択するといったように、ブロック４４２と４４４の順番を入れ替えてもよい。
【００８５】
方法４３０は、ブロック４４６へと進み、染料混合フィルムを製造する。一実施形態において、製造は、複数の吸収性化合物とフィルムとの共押出を伴う。フィルムは、樹脂ビーズとして提供されてもよく、所望の吸収性化合物を含む樹脂ビーズと混合されるものでもよい。代替実施例において、吸収性化合物は、溶液として提供されてもよい。また、染料混合フィルムを製造するその他の適切な手段をブロック４４６で使用してもよい。一実施形態において、例えば、グレア低減又はプライバシースクリーン特性等のその他の処理をフィルムに施すことが望まれる場合がある。別の実施形態において、フィルムは、ハードコーティングまたはタックコーティング処理を施されてもよい。一実施形態において、上述の処理のいずれか又は全てをブロック４４８で施してもよい。
【００８６】
一実施形態において、方法は、ブロック４５０へと進み、フィルム、例えばフィルム１００を、装置、例えば装置１０２に設ける。前述のように、ここでは、製造者が、所望の特性を有するスクリーン１０４等のスクリーンを、適切な製造手順を用いて装置１０２に装着してもよい。またここでは、例えば、前述の方法４００又は４１０によって、ユーザに後付けの染料混合フィルムを提供し、そしてユーザがフィルムを装置に装着することを含んでいてもよい。
【００８７】
一実施形態において、有機染料混合フィルムは、例えば、光フィルタとして使用された場合、特定の波長、例えば、可視波長スペクトルの両端近傍を対象とした透過カットオフを対象とする。この用途では、光フィルタは、可視波長、例えば、赤色波長の全体的な透過をさらに増加させるべきである。光フィルタは、赤色及び青色波長における吸収アンバランスを補正することにより、一実施形態においてケイ素を光吸収材として使用しているデジタルイメージセンサの実際の色の再現性を向上させ、その結果、向上した色定義（color  ｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎ）により画像品質を向上させてもよい。
【００８８】
有機染料混合フィルムは、別の実施形態に相当するＬＣＤ位相フィルムとして使用された場合、０〜３０°の主光線入射角度や、５０％透過カットオフにおける選択的可視波長等の所望の光学性質に加え、０．０１ｍｍ未満の厚さでの優れた機械的ロバストネスを提供する。いくつかの染料が、該染料を塗付する処理や基体次第では表面に留まる傾向があるのと同様に、顔料は、基本的に表面に留まる傾向がある。我々の製品においては、染料粒子は、担持体である基体全体に含まれているため、基体に当たった光は、基体を通る経路中のどこかで染料粒子と衝突する。このため、一実施形態において、基体は最小入射角３０°において安全であるように設計されている。また、ＬＣＤ位相フィルムは、その他の従来のＬＣＤ位相フィルムよりも良好なＵＶ吸収性を提供しうる。
【００８９】
有機染料混合フィルムは、さらに別の実施形態に相当する光放射低減フィルムとして使用された場合、ユーザにとって有害となる特定の波長における電子装置からの光放射を低減する。光放射低減フィルムは、電磁放射のピークや勾配を（例えば、青色光領域、緑色光領域、オレンジ色光領域において）低減し、可視領域における放射スペクトルを正規化してもよい。放射スペクトルは、例えば、０．００３４〜０．００３８の間に正規化されてもよい。これらの光学的特性によって、可視から近赤外線領域における有害な放射を、最も薄い基体で、最も抑制できるとともに、業界において標準とされる可視光透過要求を満たしうる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ−１】
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【図２Ｃ−２】
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【図２Ｃ−３】
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【図２Ｃ−４】
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【図２Ｃ−５】
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【図２Ｃ−６】
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【図２Ｃ−７】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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