模制合成树脂 |
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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。 |
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说明书全文 | 技术领域本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力的聚碳酸酯,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和 汽车的尾灯或制动灯(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,同时保持高水平的橙色光透射,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 |