模制合成树脂

申请号 CN98100156.4 申请日 1998-01-22 公开(公告)号 CN1117119C 公开(公告)日 2003-08-06
申请人 协和发酵工业株式会社; 山本光学株式会社; 发明人 松下圣志郎; 清水几夫; 马渊和子; 石场义久; 村田织利;
摘要 本 发明 披露了一种模制 合成 树脂 用于光发送滤光器,能减少 眩光 并能提供清楚的色感,同时保持 视野 中的光 亮度 。它由合成树脂基材制成其中含有机染料,紫外光吸收剂及兰光吸收剂。染料在标准相对可见度曲线中心 波长 区有最大吸收,基材在透光曲线波长范围550-585nm有最小透光度,最小透光区透光率不大于25%,在590-660nm波长范围平均透光率不小于15%,及在470-550nm波长范围平均透光率不小于10%,基材还可包含红外光吸收或反射剂。
权利要求

1、一种光发射滤光器,其用作彩色成象装置的一个部件或彩 色图象观察系统的一个部件,或者用于与这些装置或系统的组合 中,并且其包含由一种合成树脂基材制成的模制材料,所述合成树 脂基材包含有一种有机染料,一种紫外光吸收剂及一种兰光吸收 剂,以合成树脂基材的重量为基础,有机染料的含量为0.0001%至 0.01%重量,紫外光吸收剂的含量为0.1%至1.0%重量,兰光吸收剂 的含量为0.001%至0.02%重量,其中有机染料在标准相对可见度曲 线上的中心波长近区具有最大吸收,此基材在透射曲线上550至 585nm波长范围内有最小透射率,在最小透射区的光透射率不大于 25%,在590至660nm波长范围内的平均光透射率不小于15%,在 470至550nm波长范围内的平均光透射率不小于10%,其中在标准 相对可见度曲线上中心波长近区中有最大吸收的有机染料为结构通 式(1)的一种方鎓化合物: 式中m和n相同或不同,并且代表1至4的整数。
2、如权利要求1所述的光发射滤光器,其特征在于合成树脂 基材包含一种红外光吸收或反射剂,并具有在透射曲线上590至 660nm波长范围内的最大透射率,在最大透射区的光透射率不小于 30%,以及在470至550nm波长范围内任一波长的光透射率不小于 15%。
3、如权利要求1或2所述的光发射滤光器,其特征在于偏振 元件与合成树脂基材一道成型为一体制件。
4、如权利要求1或2所述的光发射滤光器,其特征在于彩色 成象装置是一电显示装置。
5、如权利要求1或2所述的光发射滤光器,其特征在于彩色 图象观察系统是一种观景窗。
6、如权利要求4所述的光发射滤光器,其特征在于电显示装 置是阴极射线管,真空荧光显示器,电子发光板,发光二极管,等 离子显示板,白炽灯,激光显示器,液晶显示器或电色显示器。

说明书全文

技术领域

发明是有关于一种用于光发送滤光器的模制合成树脂,它能 减少刺眼眩光并能提供一种清楚的色感,同时保持在视野中的光亮 度。

背景技术

已知对人眼有潜在影响的紫外光或其它光,是从阴极射线管 (CRT)的屏幕,例如一些个人计算机屏、文字处理机屏等发射出 来的。为了屏蔽这种光,曾经使用一种滤光板连接于CRT屏的前面。 正如这样的滤光板一样,还有一种滤光器有预防屏前面的反射光的 效用。此外,还有一种滤光器能够屏闭掉紫外光,或减少光的透射 率以减少屏的眩光。在这方面,上述各功能是普通太阳镜都共有的, 普通太阳镜正是用于控制阳光的发射。通常,太阳镜的生产是根据 设计要减少在标准相对可见度曲线上中心波长附近的透射率(图2) 以减少眩光。然而在普通太阳镜中,其它波长范围的透射率,也被 减少了,如图3所示,因此,当太阳镜用在光量较少时,例如在黄 昏或黎明的微光下,全部视野会变得昏暗,因而可能难于观察露天 空气中的物体。换言之,企图减少眩光可能结果过多地减少了全部 波长范围内的透光量,由此引起的问题是物体不能充分观察到。
作为一些太阳镜,其既能通过减少在标准相对可见度曲线上中 心波长附近的透光度,表现出无眩光效果,同时保持在全视野中的 光亮度,已知有一些太阳镜是由含钕或钕镨的玻璃材料制成用于吸 收在590nm附近的光。然而,从容易处理的观点出发,一些合成树 脂,如塑料类,特别是具有耐高冲击的聚酸酯,比玻璃更好, 可优选作为基本材料。然而,还没有按照这种要求作的塑料透镜, 特别是聚碳酸酯制的透镜。JP-B 53-39910披露了一种眼镜透镜,它 能吸收550至600nm宽广范围的波长光并具有良好的可见度。这种 类型的眼镜透镜是由二甘醇双烯丙基碳酸酯(CR-39)制造作为基 材;然而,如果这种材料制成聚碳酸酯,得到的材料难于用染料着 色。而且,上述透镜用作眼镜,会在约550至650nm波长范围(黄 至橙色)内透射率逐渐减低,如果黄光的透射率减低是为了增强非 眩光效果,但是橙色光的透射度也随此减低而减少。
而且,当这种滤光器制作并用于CRT时,因CRT具有与前述 眼镜透镜等同的结构,并且透射率会在黄至橙色区域逐渐减低,因 而在CRT屏幕显示彩色移动图象如今天的电视节目情况下全部发送 的光量会过多的减低。在某些情况下,彩色会变得难于辨别以及物 体图象不能清晰地觉察到。

发明内容

发明概述
在这种情况下,本发明者们做了广泛地研究发展一种模制合成 树脂,它能减少眩光并能提供一种清楚的色感,同时保持视野中的 光亮度。结果我们发现,通过减少在某一特定波长范围内的光透射 率便能解决上述问题,以此完成了本发明。
本发明提供了一种模制材料,它是由一种合成树脂基本材料制 成,该材料含有一种有机染料,一种紫外光吸收剂及一种兰光吸收 剂,有机染料在标准相对可见度曲线上的中心波长近区有最大光吸 收,此基本材料具有在透射曲线上550到585nm波长范围内的最大 透射率,最大透射波长的光透射率不大于25%,在590-660nm波长 范围内的平均透射率不小于10%。上述模制材料还包含一种红外光 吸收剂或反射剂。
本发明还提供了一种模制材料,它具有上述一些基本特点,可 用作光发射滤光器,滤光器是用作彩色图象显示装置的电显示装置 的部件,例如用作CRT显示装置或作为彩色图象观看系统的部件, 或者用于与上述一些装置或系统的组合装置中。
本发明还提供了一种光发射滤光器,其用作彩色成象装置的一 个部件或彩色图象观察系统的一个部件,或者用于与这些装置或系 统的组合中,并且其包含由一种合成树脂基材制成的模制材料,所 述合成树脂基材包含有一种有机染料,一种紫外光吸收剂及一种兰 光吸收剂,以合成树脂基材的重量为基础,有机染料的含量为 0.0001%至0.01%重量,紫外光吸收剂的含量为0.1%至1.0%重量,兰 光吸收剂的含量为0.001%至0.02%重量,其中有机染料在标准相对 可见度曲线上的中心波长近区具有最大吸收,此基材在透射曲线上 550至585nm波长范围内有最小透射率,在最小透射区的光透射率 不大于25%,在590至660nm波长范围内的平均光透射率不小于 15%,在470至550nm波长范围内的平均光透射率不小于10%,其 中在标准相对可见度曲线上中心波长近区中有最大吸收的有机染料 为结构通式(1)的一种方鎓化合物: 式中m和n相同或不同,并且代表1至4的整数。
附图说明
图1是一曲线图,说明通过实施例1中制得的模制合成树脂的 光谱透射率。
图2是一曲线图,说明标准相对可见度曲线。
图3是一曲线图,说明通过最普遍的通用太阳镜的光透射率图 样。
图4是一种曲线图,说明通过实施例2制得的模制合成树脂的 光谱透射率。
图5是一曲线图,说明通过实施例3制得的模制合成树脂的光 谱透射率。
图6是一曲线图,说明通过实施例4制得的模制合成树脂的光 谱透射率。
图7是一曲线图,说明通过实施例5制得的模制合成树脂的光 谱透射率。
图8是一曲线图,说明通过实施例6制得的模制合成树脂的光 谱透射率。 发明详述
本文中所用的术语“在标准相对可见度曲线的中心波长” 是指约555nm的波长,且术语“在标准相对可见度曲线上的中心波 长近区是指约530至585nm的波长范围。作为在标准相对可见度曲 线上中心波长近区有最大吸收的有机染料,为下列结构通式(1) 的任何方鎓(squarylium)化合物[式中m和n可相同或不同,代表 整 数1至4],是优选的[结构式(1)的化合物下面都叫做化合物(1), 并且这一规则也适用于具有结构式序号的其它一些化合物]。
由于已经用于普通玻璃作为光吸收染料的钕和钕镨都是无机材 料,它们可通过以金属离子形式引入到在高温下熔融成型的玻璃 透镜中;然而它们不能与任何合成树脂一起使用,这是因为它们与 熔融树脂的不相容性,当与合成树脂混合时,不能充分分散。在本 发明中,上述方鎓化合物是与熔融树脂相容的,使用这种化合物 作为光吸收剂,便有可能减少眩光。为了减少眩光,使用在555nm 有最大吸收的有机染料作为理想情况是最好的,然而这是没有必要 的要求,只要吸收峰是处于555nm近区,有机染料便能很好地吸收 在标准相对可见度曲线上中心波长近区的光,由于吸收峰具有一定程 度的宽度,以此使其有可能减少眩光而在实际使用中没有任何问题。
上述一些方翁化合物本身在本技术领域中是已知的,并能按 照已公开描述的方法生产,例如参见Angew.chem.internat.Edit. 7,530-535(1968)和Liebigs Ann.Chem.,712:123(1968).
作为紫外光吸收剂,例如由Johoku Chemical Co.,Ltd生产的 JF-86,或由Sipro kasei Co.,Ltd,生产的Seesorb705均可使用。
作为兰光吸收剂,例如日本Kayaku Co.,Ltd,生产的Kayaset 黄A-G,或Mitsui Toatsu Dyes,Ltd.生产的Ps橙GG均可使用。
作为红外光吸收剂或反射剂,例如日本Kayaku Co.,Ltd,生产的 IR750或Dainippon Ink & Chemical.Inc.生产的IR添加剂200均可 使用。
用作模制合成树脂的合成树脂基材,聚碳酸酯是最好的,因其 有优良的耐冲击性。此外,也可使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA), CR-39(PPG-Industries,Inc美国),或者纤维素塑料如纤维素乙酸酯 或纤维素丙酸酯。
彩色图象显示装置的实例,包括一电显示装置。这里所使用的 术语“电显示装置包括但不限于一种发光类型的电显示装置诸如阴 极射线管(CRT),真空荧光显示器(VFD),电子发光板(ELP), 发光二极管(LED),等离子显示板(PDP),白炽灯(ICL),激光 显示器等,以及非发光类型的电显示装置,诸如,液晶显示(LCD), 电色显示(ECD)等。这种电显示装置方式的一些例子,包括直视 型如阴极射线管,投影式(包括前投影和后投影型式)如投影式液 晶显示,以及离屏显示式,其代表为全息成象。当使用本发明的模 制合成树脂,作为光发送滤光器用于上述电显示装置中的彩色图象 时,它能显示出相当高的效果。当彩色图象是诸如在电视节目中的 快速活动图象时,就能看出这种较高的效果。
本文中所使用的术语“电显示装置“可进一步包括交通信号汽车尾灯制动灯(brake lamp)。
本文中所使用的术语“彩色图象观察系统”包括观测台和游览 车观景窗。
要求透镜在透射曲线上的550至585nm波长范围内有最小的透 射率和要求在最小透射区的光透光率应不大于25%,这是为了减少 在可见光波长范围的光透射率,因可见光区能给人眼睛以最大眩 光。较好的情况是最小透射区的光透射率不大于20%,最好不大于 15%。
要求在590至660nm波长范围内的平均光透射率不小于15%, 是为了保持橙色光的透射,其透射率最好不小于20%。此外,最好 是模制树脂在透射曲线上最大透射率处于590-660nm波长范围内和 在最大透射区的光透射率不小于30%,最好不小于35%。除引入在 标准相对可见度曲线上中心波长近区具有最大吸收的有机染料、紫 外光吸收剂及兰光吸收剂之外,通过引入红外光吸收剂或反射剂到 合成树脂基材中,这些要求可有效地达到。通过预防过多的红光透 射,同时保持高平的橙色光透射,这样便能达到全部发射光的适 当彩色平衡。
在470至550nm波长范围内的平均光透射率要求不小于10%, 是为了得到透射光的彩色平衡和视野中的光亮度。特别是在470至 550nm波长范围内任何波长光的透射率较好不小于15%,最好不小 于20%。
在400至450nm波长范围内的光透射率最好通过兰光吸收剂基 本上作到使等于零。
为什么当模制合成树脂用作光发射滤光器时通过对上述每一光 透射的限制不仅眩光能得到改善,而且彩色平衡和彩色反差能得到 改进,其原因可考虑如下。
第一,在550至585nm波长范围内的光吸收和消光不仅抑制了 眩光,而且还产生了一个在可见系统感应中的连续间隙于红色与绿 色光区之间,其结果使人对红色与绿色之间的分辨较为容易。这是 基于相同的原因即可以设想在彩虹中的邻近的一些颜色是容易区分 的,这便提示在颜色边界上有一暗色区,虽然这种边界通常不能清 楚地察觉到。另一方面,兰色不仅会被大气中的尘埃或水蒸汽散射, 而且也会被眼球散射,这正是视野清晰度减低的原因。包含兰色光 吸收剂用于兰光的消光,可引致黄光透射与兰光透射之间的平衡, 并且总体上增强清晰度。而且,其结果便能实现红、黄、绿及兰光 之间颜色平衡,并且颜色的反差也能增强。
下面将描述本发明模制合成树脂的一实施例。
模制合成树脂的制法可以是,向作为模制合成树脂基材的合成 树脂原料中添加上述在标准相对可见度曲线上中心波长近区具有最 大光吸收的一种有机染料、一种紫外光吸收剂、一种兰光吸收剂、 以及一种红外光吸收或反射剂,随后混合,以及通过挤压或注入模 制成型为模制合成树脂形状,以保证各添加剂均匀地分散于全部基 材中。某些添加剂例如光吸收剂如红外光反射剂,也可通过真空沉 积等方法涂布于模制合成树脂表面。
有机染料的含量的较佳范围为0.0001%至0.01%(重量),最佳 为0.0005%至0.005%(重量),以作为模制合成树脂基材的合成树 脂基材重量为基础计算。紫外光吸收剂的含量的优选范围为0.1%至 1.0%(重量),最佳为0.3%至0.8%(重量),以合成树脂基材重量 为基础计算。兰光吸收剂的含量优选范围为0.001%至0.02%(重量), 最佳为0.002%至0.01%(重量),以合成树脂基材重量为基础计算。 红外光吸收或反射剂的含量优选范围为0.001%至0.05%(重量), 最佳为0.001%至0.02%(重量),以合成树脂基材的重量为基础计 算。
关于本发明的应用,也可将一偏振元件或极化元件(polarizing element)与模制合成树脂结合使用。其中引入偏振元件的模制合成 树脂,还可以使用粘合剂类通过嵌件模压或层压的方法生产。本文 中提到的术语“偏振元件”,系指一种偏振薄膜(polarizing film) 本身或塑料板层压到薄膜的一面或两面上形成一件制件。当使用嵌 件模压时,一偏振元件,在其一面或两面上层压有一层或多层塑料 板,被嵌入模具内,此模具然后用于注塑模压,将偏振元件与树脂 成型为一体制件。
由于偏振元件与合成树脂基材的结合或由于引入偏振元件所导 致通过模制合成树脂的光透射率的降低是可恢复的,例如通过改变 所加入的染料的变量,如此使相对于模制树脂的光透射率及透射曲 线是包括在本发明的范围内。

具体实施方式

现通过如下实施例对本发明作进一步的说明,但本发明不限于 这些实施例。
实施例1
将下列一些成份予以混合,并用注塑模压机在调节好的温度250 ℃至300℃内成型为外径为255mm×330mm和厚度为2mm的一种 薄板。通过这样制得的板的光谱透光率示于图1。当这种板平行于 CRT屏幕前面悬挂时,并当屏上连续显示电视节目时,便没有眩光 感觉,并在长时间的娱乐节目情况下,才也只稍许感觉疲劳。而且 兰、绿、黄及红色变得容易区分,并且颜色对比反差也变得清楚了。
聚碳酸酯树脂[H-3000FN,由                     15kg
Mitsubishi Engineering plastics Co.,Ltd.提供]
紫外光吸收剂[JF-86,由Johoku chemical         60g
Co.,Ltd.提供]
兰光吸收剂[Kayaset yellow A-G,由             1.05g
日本kayaku co.,Ltd.提供]
红外光吸收剂[IR Additive 200,由              1.84g
Dainippon Ink & chemical,Inc.提供]
化合物(1)                                     0.24g
实施例2
将下列一些组份的混合物成型为一种连续长薄板(片),其厚 度为2mm,是用上述注塑模压机在调节好的温度250℃至300℃成 型,然后将此长板切割成外径为550mm×700mm的短板。光通过 此板的光谱透射率见图4所示。当此板悬挂平行于商品游戏机前面 并当电视游戏节目按照游戏软件在继续进行时,便没有眩光感觉即 使在闪烁屏情况下,并且甚至在长时间游戏情况下才稍许感到疲 劳。而且,这样变得容易辨别兰、绿、黄和红等颜色,并且颜色的 对比反差也变得很清晰。
聚碳酸酯树脂[H-3000FN,由Mitsubishi      60kg
Engineering plastics Co.,Ltd.提供]
紫外光吸收剂[JF-86,由Johoku chemical    240g
Co.,Ltd.提供]
兰光吸收剂[PS橙GG,由Mitsui Toatsu       2g
Dyes,Ltd,提供]
外红光吸收剂[IR750由日本chemicals        1.04g
Co.,Ltd.提供]
化合物(1)                                0.6g
实施例3
将下列一些组份的混合物成型为一种薄板,其外径为255mm× 330mm、厚度为2mm,是用注塑模压机在调节好的温度250℃至300 ℃下成型。通过此板的光谱透光率示于图5。当将此板悬挂平行于 CRT屏幕的前面并且电视游戏节目在屏上继续进行时,便无眩光感 觉,并且即使在长时间游戏情况下才稍许有疲劳感觉。而且,这样 容易辨别兰、绿、黄和红等颜色,并且颜色反差也变得很清晰。
聚碳酸酯树脂[H-3000FN,由Mitsubishi       15kg
Engineering plastics Co.,Ltd.提供]
紫外光吸收剂[JF-86,由Johoku chemical     60g
Co.,Ltd.提供]
兰光吸收剂[Kayaset Yellow A-G,由日本     0.75g
Kayaku Co.,Ltd,提供]
红外光吸收剂[IR750由日本                  0.96g
Chemical Co.,Ltd.提供]
化合物(2)                                 0.15g
实施例4
冲切偏振(极化)薄膜制得偏振元件,在偏振薄膜的两表面上 层压有聚碳酸酯板(偏振薄膜Eupironpola,由Mitsubishi Engineering plastics co.,Ltd.提供,厚度为0.8mm),制得的偏振元件适合于模压 合成树脂的形状,稳定地放置在压模的表面上。
聚碳酸酯树脂[H-3000FN,由Mitsubishi         15kg
Engineering plastics Co.,Ltd.提供]
紫外光吸收剂[JF-86,由Johoku                60g
chemical Co.,Ltd.提供]
兰光吸收剂[PS橙GG,由Mitsui Toatsu          0.4g
Dyes,Ltd,提供]
外红光吸收剂[IR750,由日本chemicals Co.,   0.78g
Ltd.提供]
化合物(1)                                   0.42g
将上述混合物成型为一种板,其中偏振元件和注塑树脂结合制 成一体制件,其外径为225mm×330mm、厚度为2mm,板的成型 是用上述注塑模压机在调节好的温度250℃至300℃进行。通过此板 的光谱透光率示于图6。当这种板悬挂平行于CRT屏幕前面和电视 游戏节目在屏上连续进行时,无眩光感觉即使在闪烁荧屏的情况 下,甚至在长时间游戏情况下仅有稍许疲劳感。而且,容易辨别兰、 绿、黄和红等彩色,并且颜色反差变得很清楚。
实施例5
将下列组份的混合物成型为一种薄板,其外径为255mm× 300mm、厚度为2mm,成型是用注塑模压机在调好的温度250℃至 300℃进行。通过该薄板的光谱透光率示于图7。当这种板悬挂平行 于CRT屏幕的前面和电视游戏节目在荧光屏上连续进行时,无眩光 感觉,并且甚至在长时间游戏情况下才稍有疲劳感觉,而且,其中 兰、绿、黄和红色变得容易分辨,同时颜色反差也变得很清楚。
聚碳酸酯树脂[H-3000FN,由Mitsubishi     15kg
Engineering plastics Co.,Ltd.提供]
紫外光吸收剂[JF-86,由Johoku chemical   60g
Co.,Ltd.提供]
兰光吸收剂[Kayaset Yellow A-G由日本     0.5g
Kayaku co.,Ltd,提供]
化合物(1)                               0.17g
实施例6
通过冲切偏振薄膜制得偏振元件,在偏振薄膜上将聚碳酸酯板 层压到表面上[偏振薄膜Eupironpola是由Mitsubishi Engineering plastics co.,Ltd.提供,其厚度为0.8mm],使其适配于模压合成树脂 的形状,稳定地放置于压模的表面。
将下列成份的混合物成型,制成透镜,其中引入偏振元件和注 塑树酯制成一体制件,其外径为225mm×330mm、厚度为2mm, 成型是用注塑模压机在调好的温度250℃至300℃下进行。通过这种 透镜板片的光谱透光率示于图8中。当将这种镜板粘附于窗玻璃上 并通过它观看窗外景物时,没有眩光感觉。而且,兰、绿、黄和红 色变得容易分辨,并且颜色反差也变得很清楚。
聚碳酸酯树脂[H-3000FN,由Mitsubishi     15kg
Engineering plastics Co.,Ltd.提供]
紫外光吸收剂[JF-86,由Johoku chemical   60g
Co.,Ltd.提供]
兰光吸收剂[PS橙GG,由Mitsui             0.4g
Toatsu Dyes,Ltd,提供]
化合物(1)                               0.36g
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