CN103052897B - 光学滤波器及含有它的摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的光学滤波器,具有基材和在该基材的至少一个面上形成的电介质多层膜,该基材含有芳香族聚醚系聚合物,上述芳香族聚醚系聚合物通过差示扫描量热测定(DSC,升温速度20℃/分钟)测得的玻璃化温度(Tg)为230~350℃。
Description
技术领域
本发明涉及光学滤波器及含有它的摄像装置。
背景技术
以往,在摄像机、数码相机、带有照相机功能的手机等中,为了修正能见度、防止分辨率降低,可使用光学滤波器。
例如,在摄像机、数码相机、带有照相机功能的手机等中使用作为彩色图像的固体摄像元件的CCD、CMOS图像传感器,但这些固体摄像元件在其受光部使用对近红外线具有灵敏度的硅光二极管,所以需要进行能见度修正,从而多使用近红外线截止滤波器。
另外,在摄像机、数码相机、带有照相机功能的手机等透镜光学系内使用的光阑装置、光阑兼快门装置等光量调整装置中,为了防止由振荡、衍射现象所致的分辨率降低等,可使用ND滤波器等光学滤波器。
作为这些光学滤波器的基材的原料,已知有PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、以及降冰片烯系树脂(专利文献1)。然而,有时这些树脂的玻璃化温度低至70~180℃,耐热性不充分。
另外,在专利文献2中,记载了由具有芴骨架的聚碳酸酯树脂和具有红外线吸收能力的色素构成的红外线吸收滤波器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-338395号公报
专利文献2:日本特开2006-119383号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种透光性、耐热性、耐热着色性以及力学强度优异的光学滤波器。
本发明人为了解决上述课题反复进行了深入的研究,结果发现根据具有电介质多层膜和含有具有特定玻璃化温度的芳香族聚醚系聚合物的基材的光学滤波器,能够解决上述课题,并且耐热着色性优异,从而完成本发明。
即,本发明提供以下的[1]~[9]。
[1]一种光学滤波器,其特征在于,具有基材和在该基材的至少一个面上形成的电介质多层膜,该基材含有通过差示扫描量热测定(DSC,升温速度20℃/分钟)测得的玻璃化温度(Tg)为230~350℃的芳香族聚醚系聚合物。
[2]如[1]所述的光学滤波器,其中,上述芳香族聚醚系聚合物具有选自下述式(1)表示的结构单元和下述式(2)表示的结构单元中的至少1个结构单元(i)。
(式(1)中,R1~R4各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,a~d各自独立地表示0~4的整数。)
(式(2)中,R1~R4和a~d各自独立地与上述式(1)中的R1~R4和a~d定义相同,Y表示单键、-SO2-或>C=O,R7和R8各自独立地表示卤原子、碳原子数1~12的1价有机基团或硝基,g和h各自独立地表示0~4的整数,m表示0或1。其中,m为0时,R7不为氰基。)
[3]如[1]或[2]所述的光学滤波器,其中,上述芳香族聚醚系聚合物进一步具有选自下述式(3)表示的结构单元和下述式(4)表示的结构单元中的至少1个结构单元(ii)。
(式(3)中,R5和R6各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,Z表示单键、-O-、-S-、-SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳原子数1~12的2价有机基团,e和f各自独立地表示0~4的整数,n表示0或1。)
(式(4)中,R7、R8、Y、m、g以及h各自独立地与上述式(2)中的R7、R8、Y、m、g以及h定义相同,R5、R6、Z、n、e以及f各自独立地与上述式(3)中的R5、R6、Z、n、e以及f定义相同。)
[4]如[3]所述的光学滤波器,其中,在上述芳香族聚醚系聚合物中,上述结构单元(i)与上述结构单元(ii)的摩尔比为50:50~100:0。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的光学滤波器,其中,上述芳香族聚醚系聚合物通过凝胶渗透色谱(GPC)测得的聚苯乙烯换算的重均分子量为5000~500000。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的光学滤波器,其中,上述基材的厚度30μm时的通过JIS K7105透明度试验法测得的总光线透射率为85%以上。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的光学滤波器,其中,上述基材的厚度30μm时的YI值(黄色指数)为3.0以下。
[8]如[1]~[7]中任一项所述的光学滤波器,其中,上述基材的厚度30μm时的厚度方向的相位差(Rth)为200nm以下。
[9]一种摄像装置,包含[1]~[8]中任一项所述的光学滤波器。
本发明的光学滤波器的透光性、耐热性、耐热着色性以及力学强度优异,厚度方向的相位差小。因此,本发明的光学滤波器能够很好地适用于摄像装置。
具体实施方式
《光学滤波器》
本发明的光学滤波器具有基材和在该基材的至少一个面上形成的电介质多层膜,该基材含有通过差示扫描量热测定(DSC,升温速度20℃/分钟)测得的玻璃化温度(Tg)为230~350℃的芳香族聚醚系聚合物。
本发明的光学滤波器的透光性、耐热性、耐热着色性以及力学强度优异,厚度方向的相位差小。因此,本发明的光学滤波器能够很好地适用于摄像装置。
另外,本发明的光学滤波器即使在吸收特别强的光的情况下,由其光的吸收引起的滤波器的温度上升所导致的损伤、光学特性的劣化也少。
应予说明,在本发明中,“耐热着色性”是指曝露于高温时的耐着色性,例如,大气中、在高温(230℃)下进行1小时左右热处理时的着色的难度。
<基材>
〔芳香族聚醚聚合物〕
上述芳香族聚醚系聚合物的玻璃化温度优选为240~330℃,进一步优选为250~300℃。
含有这样的芳香族聚醚系聚合物而成的基材在透光性、耐热性、耐热着色性以及力学强度方面平衡良好、优异,所以适用于光学滤波器。另外,由于能够在高温下进行在该基材的至少一个面上形成电介质多层膜时的加热或热处理,所以能够得到光学特性优异的光学滤波器。
上述芳香族聚醚系聚合物是由在主链中形成醚键的反应而得到的聚合物,优选为具有选自下述式(1)表示的结构单元(以下也称为“结构单元(1)”)和下述式(2)表示的结构单元(以下也称为“结构单元(2)”)中的至少一个的结构单元(i)的聚合物。通过使聚合物具有结构单元(i),能够得到玻璃化温度为230~350℃的芳香族聚醚。含有这样的聚合物的基材在光学滤波器的制造时和长期的使用环境下,可维持无色透明性。
上述式(1)中,R1~R4各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团。a~d各自独立地表示0~4的整数,优选为0或1,更优选为0。
作为碳原子数1~12的1价有机基团,可举出碳原子数1~12的1价烃基、以及含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的1价有机基团等。
作为碳原子数1~12的1价烃基,可举出碳原子数1~12的直链或支链的烃基、碳原子数3~12的脂环式烃基以及碳原子数6~12的芳香族烃基等。
作为上述碳原子数1~12的直链或支链的烃基,优选为碳原子数1~8的直链或支链的烃基,更优选为碳原子数1~5的直链或支链的烃基。
作为上述直链或支链的烃基的优选的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基以及正庚基。
作为上述碳原子数3~12的脂环式烃基,优选碳原子数3~8的脂环式烃基,更优选碳原子数3或4的脂环式烃基。
作为碳原子数3~12的脂环式烃基的优选的具体例,可举出环丙基、环丁基、环戊基以及环己基等环烷基;环丁烯基、环戊烯基以及环己烯基等环烯基。该脂环式烃基的键合部位可以是脂环上的任一碳原子。
作为上述碳原子数6~12的芳香族烃基,可举出苯基、联苯基以及萘基等。该芳香族烃基的键合部位可以是芳香族环上的任一碳原子。
作为含有氧原子的碳原子数1~12的有机基团,可举出由氢原子、碳原子以及氧原子构成的有机基团,其中,可优选举出由醚键、羰基或酯键与烃基构成的总碳原子数1~12的有机基团等。
作为具有醚键的总碳原子数1~12的有机基团,可举出碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数2~12的烯氧基、碳原子数2~12的炔氧基、碳原子数6~12的芳氧基以及碳原子数2~12的烷氧基烷基等。具体而言,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙基氧基、丁氧基、苯氧基、丙烯基氧基、环己基氧基、甲氧基甲基等。
另外,作为具有羰基的总碳原子数1~12的有机基团,可举出碳原子数2~12的酰基等。具体而言,可举出乙酰基、丙酰基、异丙酰基以及苯甲酰基等。
作为具有酯键的总碳原子数1~12的有机基团,可举出碳原子数2~12的酰氧基等。具体而言,可举出乙酰氧基、丙酰氧基、异丙酰氧基以及苯甲酰氧基等。
作为含有氮原子的碳原子数1~12的有机基团,可举出由氢原子、碳原子以及氮原子构成的有机基团,具体而言,可举出氰基、咪唑基、三唑基、苯并咪唑基以及苯并三唑基等。
作为含有氧原子和氮原子的碳原子数1~12的有机基团,可举出由氢原子、碳原子、氧原子以及氮原子构成的有机基团,具体而言,可举出唑基、二唑基、苯并唑基以及苯并二唑基等。
作为上述式(1)中的R1~R4,优选为碳原子数1~12的1价烃基,更优选为碳原子数6~12的芳香族烃基,进一步优选为苯基。
上述式(2)中,R1~R4和a~d各自独立地与上述式(1)中的R1~R4和a~d定义相同,Y表示单键、-SO2-或>C=O,R7和R8各自独立地表示卤原子、碳原子数1~12的1价有机基团或硝基,m表示0或1。其中,m为0时,R7不为氰基。g和h各自独立地表示0~4的整数,优选为0。
作为碳原子数1~12的1价有机基团,可举出与上述式(1)中的碳原子数1~12的1价有机基团相同的有机基团等。
对于上述聚合物,从光学特性、耐热性以及力学特性的观点出发,上述结构单元(1)与上述结构单元(2)的摩尔比(其中,两者(结构单元(1)+结构单元(2))的总计为100。)优选为结构单元(1):结构单元(2)=50:50~100:0,更优选为结构单元(1):结构单元(2)=70:30~100:0,进一步优选为结构单元(1):结构单元(2)=80:20~100:0。
此处,力学特性是指聚合物的拉伸强度、断裂伸长率以及拉伸弹性模量等性质。
另外,上述聚合物还可具有选自下述式(3)表示的结构单元和下述式(4)表示的结构单元中的至少1个的结构单元(ii)。若上述聚合物具有这样的结构单元(ii),则含有该聚合物而成的基材的力学特性提高,所以优选。
上述式(3)中,R5和R6各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,Z表示单键、-O-、-S-、-SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳原子数1~12的2价有机基团,n表示0或1。e和f各自独立地表示0~4的整数,优选为0。
作为碳原子数1~12的1价有机基团,可举出与上述式(1)中的碳原子数1~12的1价有机基团相同的有机基团等。
作为碳原子数1~12的2价有机基团,可举出碳原子数1~12的2价烃基、碳原子数1~12的2价卤代烃基、含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的2价有机基团、以及含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的2价卤代有机基团等。
作为碳原子数1~12的2价烃基,可举出碳原子数1~12的直链或支链的2价烃基、碳原子数3~12的2价脂环式烃基以及碳原子数6~12的2价芳香族烃基等。
作为碳原子数1~12的直链或支链的2价烃基,可举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、异亚丙基、五亚甲基、六亚甲基以及七亚甲基等。
作为碳原子数3~12的2价脂环式烃基,可举出亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基以及亚环己基等亚环烷基;亚环丁烯基、亚环戊烯基以及亚环己烯基等亚环烯基等。该脂环式烃基的键合部位可以是脂环上的任一碳原子。
作为碳原子数6~12的2价芳香族烃基,可举出亚苯基、亚萘基以及亚联苯基等。该芳香族烃基的键合部位可以是芳香族环上的任一碳原子。
作为碳原子数1~12的2价卤代烃基,可举出碳原子数1~12的直链或支链的2价卤代烃基、碳原子数3~12的2价卤代脂环式烃基以及碳原子数6~12的2价卤代芳香族烃基等。
作为碳原子数1~12的直链或支链的2价卤代烃基,可举出二氟亚甲基、二氯亚甲基、四氟亚乙基、四氯亚乙基、六氟三亚甲基、六氯三亚甲基、六氟异亚丙基以及六氯异亚丙基等。
作为碳原子数3~12的2价卤代脂环式烃基,可举出在上述碳原子数3~12的2价脂环式烃基中例示的基团的至少一部分的氢原子被氟原子、氯原子、溴原子或碘原子取代而得的基团等。
作为碳原子数6~12的2价卤代芳香族烃基,可举出在上述碳原子数6~12的2价芳香族烃基中例示的基团的至少一部分的氢原子被氟原子、氯原子、溴原子或碘原子取代而得的基团等。
作为含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的有机基团,可举出由氢原子和碳原子与氧原子和/或氮原子构成的有机基团,可举出具有醚键、羰基、酯键或酰胺键和烃基的总碳原子数1~12的2价有机基团等。
作为含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的2价卤代有机基团,具体而言,可举出在含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的2价有机基团中例示的基团的至少一部分的氢原子被氟原子、氯原子、溴原子或碘原子取代而得的基团等。
作为上述式(3)中的Z,优选单键、-O-、-SO2-、>C=O或碳原子数1~12的2价有机基团,更优选碳原子数1~12的2价烃基或碳原子数1~12的2价卤代烃基,作为碳原子数1~12的2价烃基,优选碳原子数1~12的直链或支链的2价烃基或碳原子数3~12的2价脂环式烃基。
上述式(4)中,R7、R8、Y、m、g以及h各自独立地与上述式(2)中的R7、R8、Y、m、g以及h定义相同,R5、R6、Z、n、e以及f各自独立地与上述式(3)中的R5、R6、Z、n、e以及f定义相同。应予说明,m为0时,R7不为氰基。
对于上述聚合物,从光学特性、耐热性以及力学特性的观点出发,上述结构单元(i)与上述结构单元(ii)的摩尔比(其中,两者((i)+(ii))的总计为100)优选为(i):(ii)=50:50~100:0,更优选为(i):(ii)=70:30~100:0,进一步优选为(i):(ii)=80:20~100:0。
从光学特性、耐热性以及力学特性的观点出发,上述聚合物优选含有全部结构单元中70摩尔%以上的上述结构单元(i)和上述结构单元(ii),更优选含有全结构单元中95摩尔%以上。
〔聚合物的合成方法〕
上述聚合物例如可通过使成分(A)和成分(B)反应而得到,所述成分(A)含有选自下述式(5)表示的化合物(以下也称为“化合物(5)”)、和下述式(7)表示的化合物(以下也称为“化合物(7)”)中的至少1个化合物,所述成分(B)含有下述式(6)表示的化合物。
上述式(5)中,X独立地表示卤原子,优选为氟原子。
上述式(7)中,R7、R8、Y、m、g以及h各自独立地与上述式(2)中的R7、R8、Y、m、g以及h定义相同,X独立地与上述式(5)中的X定义相同。其中,m为0时,R7不为氰基。
上述式(6)中,Ra独立地表示氢原子、甲基、乙基、乙酰基、甲烷磺酰基或三氟甲基磺酰基,其中优选为氢原子。应予说明,式(6)中,R1~R4和a~d各自独立地与上述式(1)中的R1~R4和a~d定义相同。
作为上述化合物(5),具体而言,可举出2,6-二氟苯甲腈、2,5-二氟苯甲腈、2,4-二氟苯甲腈、2,6-二氯苯甲腈、2,5-二氯苯甲腈、2,4-二氯苯甲腈以及它们的反应性衍生物。特别是,从反应性和经济性等观点出发,优选使用2,6-二氟苯甲腈和2,6-二氯苯甲腈。这些化合物也可组合2种以上使用。
作为上述式(6)表示的化合物(以下也称为“化合物(6)”。),具体而言,可举出9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(3-苯基-4-羟基苯基)芴、9,9-双(3,5-二苯基-4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-环己基苯基)芴以及它们的反应性衍生物等。在上述化合物中,优选使用9,9-双(4-羟基苯基)芴和9,9-双(3-苯基-4-羟基苯基)芴。这些化合物也可组合2种以上使用。
作为上述化合物(7),具体而言,可举出4,4’-二氟二苯甲酮、4,4’-二氟二苯砜、2,4’-二氟二苯甲酮、2,4’-二氟二苯砜、2,2’-二氟二苯甲酮、2,2’-二氟二苯砜、3,3’-二硝基-4,4’-二氟二苯甲酮、3,3’-二硝基-4,4’-二氟二苯砜、4,4’-二氯二苯甲酮、4,4’-二氯二苯砜、2,4’-二氯二苯甲酮、2,4’-二氯二苯砜、2,2’-二氯二苯甲酮、2,2’-二氯二苯砜、3,3’-二硝基-4,4’-二氯二苯甲酮、3,3’-二硝基-4,4’-二氯二苯砜等。其中,优选为4,4’-二氟二苯甲酮、4,4’-二氟二苯砜。这些化合物也可组合2种以上使用。
优选在成分(A)100摩尔%中含有80摩尔%~100摩尔%的选自化合物(5)和化合物(7)中的至少1个化合物,更优选含有90摩尔%~100摩尔%。
另外,成分(B)优选根据需要而含有下述式(8)表示的化合物。
优选在成分(B)100摩尔%中含有50摩尔%~100摩尔%的化合物(6),更优选含有80摩尔%~100摩尔%,进一步优选含有90摩尔%~100摩尔%。
上述式(8)中,R5、R6、Z、n、e以及f各自独立地与上述式(3)中的R5、R6、Z、n、e以及f定义相同,Ra独立地与上述式(6)中的Ra定义相同。
作为上述式(8)表示的化合物,可举出对苯二酚、间苯二酚、2-苯基对苯二酚、4,4’-联苯酚、3,3’-联苯酚、4,4’-二羟基二苯砜、3,3’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基二苯甲酮、3,3’-二羟基二苯甲酮、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷以及它们的反应性衍生物等。这些化合物也可组合2种以上使用。
在上述化合物中,优选间苯二酚、4,4’-联苯酚、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、从反应性和力学特性的观点出发,优选使用4,4’-联苯酚。这些化合物也可组合2种以上使用。
更具体而言,上述聚合物可通过以下所示方法(I’)合成。
方法(I’):在有机溶剂中使成分(B)与碱金属化合物反应,得到成分(B)的碱金属盐后,使得到的碱金属盐与成分(A)反应。另外,也可以通过在成分(A)的存在下进行成分(B)与碱金属化合物的反应,从而使成分(B)的碱金属盐与成分(A)反应。
作为反应中使用的碱金属化合物,可举出锂、钾以及钠等碱金属;氢化锂、氢化钾以及氢化钠等氢化碱金属;氢氧化锂、氢氧化钾以及氢氧化钠等氢氧化碱金属;碳酸锂、碳酸钾以及碳酸钠等碱金属碳酸盐;碳酸氢锂、碳酸氢钾以及碳酸氢钠等碱金属碳酸氢盐等。这些可1种或组合2种以上使用。
碱金属化合物以碱金属化合物中的金属原子的量相对于上述成分(B)中的全部的-O-Ra为通常1~3倍当量、优选为1.1~2倍当量、进一步优选为1.2~1.5倍当量的量使用。
作为反应中使用的有机溶剂,可使用N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、γ-丁内酯、环丁砜、二甲基亚砜、二乙基亚砜、二甲基砜、二乙基砜、二异丙基砜、二苯砜、二苯醚、二苯甲酮、二烷氧基苯(烷氧基的碳原子数1~4)以及三烷氧基苯(烷氧基的碳原子数1~4)等。在这些溶剂中,特别优选使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、环丁砜、二苯砜以及二甲基亚砜等介电常数高的极性有机溶剂。这些可1种或组合2种以上使用。
并且,进行上述反应时,可进一步使用苯、甲苯、二甲苯、己烷、环己烷、辛烷、氯苯、二烷、四氢呋喃、苯甲醚以及苯乙醚等与水共沸的溶剂。这些可1种或组合2种以上使用。
对于成分(A)和成分(B)的使用比例,使成分(A)和成分(B)的总计为100摩尔%时,成分(A)优选为45摩尔%~55摩尔%,更优选为50摩尔%~52摩尔%,进一步优选为超过50摩尔%且52摩尔%以下,成分(B)优选为45摩尔%~55摩尔%,更优选为48摩尔%~50摩尔%,进一步优选为48摩尔%以上且小于50摩尔%。
另外,反应温度优选为60℃~250℃,更优选为80℃~200℃的范围。反应时间优选为15分钟~100小时,更优选为1小时~24小时的范围。
〔聚合物的物性等〕
对于上述聚合物,用TOSOH制HLC-8220型GPC装置(柱:TSKgelα-M、洗脱溶剂:四氢呋喃(以下也称为“THF”。)测定而得的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)优选为5000~500000,更优选为15000~400000,进一步优选为30000~300000。
对于上述聚合物,用热重量分析法(TGA)测定而得的热分解温度优选为450℃以上,更优选为475℃以上,进一步优选为490℃以上。
〔基材的制造方法〕
作为上述基材的制造方法,没有特别限制,可举出如下的方法,即,将含有上述聚合物的聚合物组合物涂布在支撑体上,形成涂膜,接着从该涂膜上除去有机溶剂,由此在支撑体上形成基材。
通过用这样的方法形成基材,能够防止聚合物的分子在一定的方向取向,所以能够得到相位差更小的基材。
作为上述聚合物组合物,可直接使用由上述的方法(I’)得到的聚合物和有机溶剂的混合物。通过使用这样的聚合物组合物,能够容易且低廉地制造基材。
另外,对于上述聚合物组合物,能够将聚合物作为固体成分从由上述的方法(I’)得到的聚合物和有机溶剂的混合物中分离(精制)后,再溶解于有机溶剂来制备聚合物组合物。
对于将上述聚合物作为固体成分而分离(精制)的方法,例如可通过使聚合物再沉淀于甲醇等聚合物的不良溶剂中,然后过滤,接着进行减压干燥等来进行。
作为溶解上述聚合物的有机溶剂,例如优选使用二氯甲烷、四氢呋喃、环己酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮以及γ-丁内酯,从涂装性、经济性的观点出发,优选很好地使用二氯甲烷、N,N-二甲基乙酰胺以及N-甲基吡咯烷酮。这些溶剂可1种单独或并用2种以上使用。
使上述聚合物溶解而得的聚合物组合物中的聚合物浓度由聚合物的分子量所决定,但通常为5~40质量%,优选为7~25质量%。若聚合物组合物中的聚合物的浓度在上述范围,则可厚膜化,不易产生气孔,能够形成表面平滑性优异的基材。
聚合物组合物的粘度由聚合物的分子量、浓度所决定,但通常为2000~100000mPa·s,优选为3000~50000mPa·s。若聚合物组合物的粘度在上述范围,则成膜中的组合物的滞留性优异,容易进行厚度的调整,所以容易进行基材的成型。
另外,可使聚合物组合物中进一步含有抗老化剂,通过含有抗老化剂,能够使得到的基材的耐久性进一步提高。
作为抗老化剂,可优选举出受阻酚系化合物。
作为可在本发明中使用的受阻酚系化合物,可举出三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯胺基)-3,5-三嗪、季戊四醇四[3-(3,5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,1,3-三[2-甲基-4-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-5-叔丁基苯基]丁烷、2,2-硫代-二亚乙基双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、N,N-六亚甲基双(3,5-二-叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯、三-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯、以及3,9-双[2-〔3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基〕-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷等。
在上述聚合物组合物中配合抗老化剂时,上述抗老化剂的配合量,相对于上述聚合物100重量份,优选为0.01~10重量份。
作为将上述聚合物组合物涂布于支撑体上形成涂膜的方法,可举出辊涂法、凹版涂布法、旋涂法以及使用刮刀的方法等。
涂膜的厚度没有特别限定,例如为1~250μm,优选为2~150μm,更优选为5~125μm。
作为上述支撑体,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜和SUS板等。
作为从涂膜上除去上述有机溶剂的方法,没有特别限制,例如可举出加热涂膜的方法。
上述加热的条件只要可将有机溶剂从涂膜除去即可,可以根据支撑体、聚合物适当决定,例如加热温度优选为30℃~300℃,更优选为40℃~250℃,进一步优选为50℃~230℃。作为加热时间,优选为10分钟~5小时。
应予说明,加热也可通过两个阶段以上进行。具体而言,在30~80℃的温度下干燥10分钟~2小时后,在100~250℃下进一步加热10分钟~2小时等。另外,还可根据需要,在氮气氛下或减压下进行干燥。
另外,制造上述基材时,优选将有机溶剂从涂膜除去后,对除去了溶剂的涂膜进行煅烧。制造基材时,通过含有煅烧工序,从而能够得到热收缩率小的基材。因此,能够容易地在基材上形成电介质多层膜。
进行上述煅烧时,可以对每个支撑体将形成于上述支撑体的涂膜进行煅烧,但从不影响支撑体的性质的观点出发,优选将在上述支撑体上形成的涂膜从支撑体剥离,然后进行煅烧。应予说明,对于将有机溶剂从涂膜除去的方法,虽然可通过对涂膜进行煅烧而进行,但也可以在煅烧工序之前,另外包括除去有机溶剂的工序。应予说明,对从支撑体剥离的涂膜进行煅烧时,优选在将涂膜从支撑体剥离之前,包括预先将有机溶剂从涂膜除去的工序。
上述煅烧工序优选在特定的温度下进行,煅烧温度优选为210℃~350℃,更优选为220℃~330℃,进一步优选为230℃~320℃。煅烧时间优选为10分钟~5小时。
煅烧气氛没有特别限制,优选为大气下或非活性气体气氛下等,特别优选为非活性气体气氛下。
作为非活性气体,从着色性的观点出发,可举出氮气、氩气、氦气等,优选为氮气。
得到的基材可从支撑体剥离而使用,或可以根据使用的支撑体的种类、复合体的用途而不剥离直接使用。
上述基材的厚度根据所希望的用途进行适当地选择,优选为1~250μm,更优选为2~150μm,进一步优选为10~125μm。
若考虑基材的相位差和显示装置的轻型化等,则优选基材的膜厚薄。
〔基材的物性等〕
上述基材通过Rigaku公司制8230型DSC测定装置(升温速度20℃/分钟)测得的玻璃化温度(Tg)优选为230~350℃,更优选为240~330℃,进一步优选为250~300℃。
若上述基材具有这样的玻璃化温度,则能够在高温下进行在该基材的至少一个面上形成电介质多层膜时的加热或热处理,所以能够容易地制造光学特性特别优异的光学滤波器。
上述基材的厚度为30μm的情况下,基于JIS K7105透明度试验法的总光线透射率优选为85%以上,更优选为88%以上。总光线透射率可使用雾度计SC-3H(Suga Test公司制)来测定。
上述基材的厚度为30μm的情况下,波长400nm下的光线透射率优选为70%以上,更优选为75%以上,进一步优选为80%以上。波长400nm下的光线透射率可使用紫外·可视分光光度计V-570(JASCO公司制)来测定。
上述基材的光线透射率在这样的范围内表示基材具有特别高的光线透射率,所以上述基材可以适用于光学滤波器。
上述基材的厚度为30μm的情况下,YI值(黄色指数)优选为3.0以下,更优选为2.5以下,进一步优选为2.0以下。YI值可使用Suga Test公司制SM-T型色彩测定器来测定。通过使YI值在这样的范围内,能够得到不易着色的基材,能够适用于光学滤波器。
另外,上述基材的厚度为30μm的情况下,采用热风干燥机在大气中230℃下进行1小时加热后的YI值(加热后YI值)优选为3.0以下,更优选为2.5以下,进一步优选为2.0以下。通过使YI值在这样的范围内,即使在高温下也能够得到不易着色的基材,从而能够得到光学特性优异的光学滤波器。
上述基材对波长633nm的光具有优选为1.55~1.75、更优选为1.60~1.70的折射率。折射率可使用棱镜耦合器2010型号(Metricon公司制)来测定。
上述基材优选拉伸强度为50~200MPa,更优选为80~150MPa。拉伸强度可使用拉伸试验机5543(INSTRON公司制)来测定。
上述基材优选断裂伸长率为5~100%,更优选为15~100%。断裂伸长率可使用拉伸试验机5543(INSTRON公司制)来测定。
上述基材优选拉伸弹性模量为2.5~4.0GPa,,更优选为2.7~3.7GPa。拉伸弹性模量可使用拉伸试验机5543(INSTRON公司制)来测定。
上述基材的厚度为30μm的情况下,厚度方向的相位差(Rth)优选为200nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为10nm以下。相位差可使用大塚电子公司制RETS分光器来测定。
若上述基材具有这样低的相位差,则变成光学各向同性优异的基材。将包含该基材的光学滤波器用于摄像装置时,能够防止在显示面上出现着色和干涉条纹、摄像装置的性能降低的现象。因此,本发明的光学滤波器能够适用于摄像装置。
对于上述基材,使用Seiko Instruments公司制SSC-5200型TMA测定装置而测定的线膨胀系数优选为80ppm/K以下,更优选为75ppm/K以下。
上述基材的湿度膨胀系数优选为15ppm/%RH以下,更优选为12ppm/%RH以下。湿度膨胀系数可使用TMA(SII Nano Technology公司制,TMA-SS6100)湿度控制选项来测定。基材的膨胀系数在上述范围内表示基材的尺寸稳定性(环境可靠性)高,可以进一步很好地用作光学滤波器。
〔含有近红外线吸收剂的基材〕
将本发明的光学滤波器作为近红外线截止滤波器使用的情况下,例如优选在上述基材中含有近红外线吸收剂。含有这样的近红外线吸收剂的基材例如能够利用除了使用在上述聚合物组成物中配合近红外线吸收剂而成的组成物之外与上述基材的制造方法同样的方法来制造。
作为近红外线吸收剂,例如可举出在波长600~800nm具有吸收极大值(λmax)的化合物。
作为这样的近红外线吸收剂,例如可举出花青系染料、酞菁系染料、铵系染料、亚铵系色素、偶氮系色素、蒽醌系色素、二亚铵(ジイモニウム)系色素、方酸菁系色素以及卟啉系色素。
对于含有在上述特定的波长区域具有吸收极大值的近红外线吸收剂而成的基材,入射光的角度依赖性小,稳定地决定短波长(可见光)侧的近红外吸收波长,所以与仅使用后述的电介质多层膜制成的、短波长(可见光)侧的近红外反射波长取决于入射角而变化的以往的近红外线截止滤波器相比较,则能够得到透射特性的变化相对于入射角的变化更小的近红外线截止滤波器。
作为这样的近红外线吸收剂的市售品,具体而言,可举出LumogenIR765、Lumogen IR788(BASF制);ABS643、ABS654、ABS667、ABS670T、ABS694、IRA693N、IRA735(Exciton制);SDA3598、SDA6075、SDA8030、SDA8303、SDA8470、SDA3039、SDA3040、SDA3922、SDA7257(H.W.SANDS制);TAP-15、IR-706(山田化学工业制)等。
这些近红外线吸收剂可以1种单独使用,也可以并用2种以上。
在本发明中,上述近红外线吸收剂的使用量可根据所希望的特性进行适当地选择,但相对于上述基材中含有的聚合物100重量%,通常为0.01~10.0重量%,优选为0.01~8.0重量%,进一步优选为0.01~5.0重量%。
若近红外线吸收剂的使用量在上述范围内,则能够得到吸收波长的入射角依赖性小、近红外线截止能力、450~600nm的范围的透射率和强度优异的近红外线截止滤波器。
若近红外线吸收剂的使用量多于上述范围,则有时能够得到近红外线吸收剂的特性表现更强的近红外线截止滤波器,但可能450~600nm的范围的透射率比所希望的值低,或基材、近红外线截止滤波器的强度降低,若近红外线吸收剂的使用量少于上述范围,则有时能够得到450~600nm的范围的透射率高的近红外线截止滤波器,但不易表现出近红外线吸收剂的特性,所以存在难以得到吸收波长的入射角依赖性小的近红外线截止滤波器的情况。
含有近红外线吸收剂的基材的玻璃化温度、YI值、加热后YI值、拉伸强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、线膨胀系数以及湿度膨胀系数的优选值与上述[基材的物性等]栏中记载的基材的玻璃化温度、YI值、加热后YI值、拉伸强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、线膨胀系数以及湿度膨胀系数的优选值相同。
应予说明,含有近红外线吸收剂的基材由于使用了近红外线吸收剂,所以有时会发生着色。因此,含有近红外线吸收剂的基材的YI值有时变成负值。光学滤波器等的光学部件优选不带黄色,所以即使含有近红外线吸收剂的基材的YI值有时变成负值,也可很好地用作光学滤波器用的基材。
〔含有颜料和/或染料的基材〕
将本发明的光学滤波器用作ND滤波器的情况下,例如,优选在上述基材中含有颜料和/或染料。这样的含有颜料和/或染料的基材例如可以利用除了使用在上述聚合物组成物中配合颜料和/或染料而成的组成物以外与上述基材的制造方法相同的方法来制造。
上述颜料没有特别限制,是在可见光区域具有吸收的颜料,优选在可见光区域具有均匀的光吸收性的(可在见光区域,显示平坦的分光透射率曲线)颜料,优选选自金属、炭黑、金属氧化物、金属氮化物以及金属氮氧化物中的至少1种无机粒子。上述无机粒子更优选为无机超微粒子。
相对于上述基材中含有的聚合物100重量%,优选上述颜料的使用量为0.01~5重量%,更优选为0.05~3重量%左右。
若在上述基材中以上述量含有颜料,则能够容易地制造在可见光区域适度地吸收光、具有所希望的光学浓度的ND滤波器,因而优选。
作为在可见光区域具有吸收的金属、金属氧化物、金属氮化物以及金属氮氧化物,可以是任一金属的金属单质、氧化物、氮化物、氮氧化物,但优选属于元素周期表的第4周期的3~11族金属的金属单质、氧化物、氮化物、氮氧化物。在元素周期表的第4周期的3~11族中,有钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)以及铜(Cu),其中,优选为Ti、Mn、Fe或Cu。
另外,上述金属氧化物优选为由2种以上金属构成的复合氧化物,特别优选为由铜、铁以及锰构成的金属复合氧化物。这些由铜、铁以及锰构成的金属复合氧化物的组成比没有特别限定,但将由铜、铁以及锰构成的金属复合氧化物设为100重量%时,优选具有铜氧化物为5~30重量%,铁氧化物为25~70重量%,锰氧化物为25~70重量%的组成比的金属复合氧化物。
如上所述的组成比的由铜、铁以及锰的氧化物构成的金属复合氧化物的可见光区域中的分光透射率曲线具有平坦性,所以使用了该金属复合氧化物的ND滤波器在可见光区域中,显示出平坦的分光透射率曲线,因而优选。
上述无机粒子的一次粒径优选为5~100nm,更优选为20~70nm。通过使一次粒径在该范围内,从而有抑制ND滤波器的散射光的效果。由此,能够防止ND滤波器的分辨率降低、图像的重影、闪光,因而优选。
在本发明中,上述基材中的颜料的形态可以是直接分散一次粒子的形态,也可以是添加的一次粒子凝结,作为二次、三次以上的凝结粒子分散的形态,还可以是一次粒子和二次粒子以上的凝结粒子混合存在而分散的形态。在任一种情况下,上述基材中的粒子的平均粒径优选为50~600nm左右,更优选为50~400nm左右,进一步优选为50~200nm左右。若使用具有这样的平均粒径的颜料,则能够降低ND滤波器的雾度值,因而优选。
另外,上述染料只要是在可见光区域具有吸收的染料,就没有特别限制。
使用由有机物构成的染料的情况下,具有由其化学结构引起的特定波长的吸收。因此,在本发明中,若仅在上述基材中含有特定的颜料,则ND滤波器的分光透射率曲线变得不平坦时,通过将在该分光透射率曲线的极大值附近的波长区域具有吸收的特定染料与颜料一起配合在上述基材中,能够使ND滤波器的分光透射率曲线变得平坦。
作为这样的在可见光区域具有吸收的染料,可举出酞菁系、硫醇金属配位化合物系、偶氮系、聚次甲基系、二苯基甲烷系、三苯基甲烷系、苯醌系、蒽醌系以及二亚铵盐系等色素化合物。
作为在本发明中优选的在可见光区域具有吸收的染料的市售品,可举出SDA4137、SDA4428、SDA9800、SDA9811、SDB3535(以上是SANDS公司制)、KAYASORB Series、Kayaset Series(以上是日本化药公司制)。
含有颜料和/或染料的基材的玻璃化温度、YI值、加热后YI值、拉伸强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、线膨胀系数以及湿度膨胀系数的优选值与上述[基材的物性等]栏中记载的基材的玻璃化温度、YI值、加热后YI值、拉伸强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、线膨胀系数以及湿度膨胀系数的优选值相同。
<电介质多层膜>
上述电介质多层膜可通过以往公知的方法来制造。
作为电介质多层膜,具体而言,可优选地使用将高折射率材料层和低折射率材料层交替层叠而成的多层膜。
作为构成高折射率材料层的材料,可使用折射率为1.7以上的材料,选择折射率的范围通常为1.7~2.5的材料。
作为这些材料,例如可举出以氧化钛、氧化锆、五氧化钽、五氧化铌、氧化镧、氧化钇、氧化锌、硫化锌或氧化铟为主成分,少量含有氧化钛、氧化锡和/或氧化铈等而成的材料。
作为构成低折射率材料层的材料,可使用折射率为1.6以下的材料,选择折射率的范围通常为1.2~1.6的材料。
作为这些材料,例如可举出二氧化硅、氧化铝、氟化镧、氟化镁、六氟化铝钠等。
在上述基材的至少一个面上形成电介质多层膜的方法没有特别限制,例如可通过以下方式得到,即,利用CVD法、溅射法、真空蒸镀法等,形成将高折射率材料层和低折射率材料层交替层叠而成的电介质多层膜,用粘接剂将其粘合于上述基材,或在上述基材上,直接利用CVD法、溅射法、真空蒸镀法等,交替层叠高折射率材料层和低折射率材料层。
其中,从得到的电介质多层膜的均匀性、该多层膜对基材的密合性的观点出发,优选用溅射法在基材上直接成膜。
用溅射等形成高折射率材料层和低折射率材料层时的温度由使用的材料所决定,优选为150~350℃,更优选为180~300℃,进一步优选为220~260℃。
在基材上形成电介质多层膜时,优选在上述的高温下进行。通过在高温下形成电介质多层膜,能够得到即使曝露于高温也不易产生裂纹的光学滤波器。
在基材上形成电介质多层膜的工序通常在200℃以上的高温下进行。因此,为了可耐受该高温,具体而言,由于基材基于动态粘弹性测定(VIBRON公司制)的弹性模量可在Tg为负20~30℃下发生变化,所以使用的基材中含有的聚合物通常需要具有比加热温度高20℃以上的Tg(用DSC进行测定)。形成上述部件的基材需要至少230℃以上的耐热性,需要优选为230~350℃、更优选为240~330℃、进一步优选为250~300℃的耐热性。因此,优选基材中含有的聚合物的玻璃化温度也在该范围内。
由于Tg在上述范围内,所以上述聚合物优选用作形成有电介质多层膜的基材的材料。
上述基材的耐热性优异,所以即使在基材上直接形成电介质多层膜时,其可成膜的温度范围也广泛。因此,能够在不使电介质多层膜所具有的性能劣化的情况下容易地在上述基材上形成电介质多层膜。
上述高折射率材料层和低折射率材料层的各层的厚度通常为要阻断的红外线波长λ(nm)的0.1λ~0.5λ的厚度。若厚度在上述范围内,则折射率(n)与膜厚(d)的积(n×d)为与按式λ/4算出的光学的膜厚相同的值,从而能够维持反射·折射的光学特性的关系,所以有容易控制特定波长的阻断、透射的趋势。
另外,上述高折射率材料层和低折射率材料层的各层的层叠数优选为5~50层,更优选为10~45层。
并且,在蒸镀电介质多层膜时,在基材上产生弯曲的情况下,为了将其消除,可采用在基材两面蒸镀电介质多层膜并对基材的蒸镀电介质多层膜的表面照射紫外线等放射线等的方法。应予说明,照射放射线时,可以一边形成电介质多层膜一边进行照射,也可以在形成电介质多层膜后,另外进行照射。
<光学滤波器>
本发明的光学滤波器的光学特性和耐热着色性等优异。因此,作为主要用于照相机模块的CCD、CMOS等固体摄像元件用能见度修正用的近红外线截止滤波器或主要用于防止分辨率降低用的光量调节用的ND(减光)滤波器是有用的。
本发明的光学滤波器特别是在数码相机、手机用照相机、数码摄像机、PC照相机、监视照相机、汽车用照相机、便携信息终端、个人计算机、视频游戏、医疗机器、USB存储器、便携游戏机、指纹认证系统、数码音乐播放器、玩具机器人、玩具等中是有用的。并且,作为安装于汽车、建筑物等的玻璃等中的热线截止滤波器等而有用。
本发明的光学滤波器特别是具有能够应对回流焊工序的耐热性,所以能够向主基板完全自动安装照相机模块,从上述的特点出发,特别是作为照相机模块用的光学滤波器,在品质、成本、外观设计方面期待巨大的价值。
将光学滤波器使用(安装)等在摄像装置等中时,有时进行加热。特别优选具有能够应对回流焊工序的耐热性。因此,光学滤波器优选即使曝露于高温后(例如,250℃下加热10分钟后)也不发生在形成于基材上的电介质多层膜产生裂纹等的电介质多层膜的变化。
本发明的光学滤波器具有上述耐热性和耐热着色性等优异的基材,所以能够将在该基材上形成电介质多层膜时的温度设为高温。因此,本发明的光学滤波器是即使曝露于高温,也不易产生裂纹的热稳定性优异的滤波器。
另外,在本发明的光学滤波器中,可根据需要设置反射防止层。反射防止层只要能够防止或减少上述基材与空气的界面、和/或电介质多层膜与空气的界面中的可见光的反射就没有特别限定。上述反射防止层优选形成于上述基材的与层叠有电介质多层膜的面相反侧的面。
反射防止层例如可通过利用CVD法、溅射法、真空蒸镀法等将上述电介质多层膜中说明的高折射率材料和低折射率材料层叠成层叠数为1~4层而形成。
另外,作为形成反射防止层的方法,可举出在上述基材的表面,采用利用热的压印法来形成反射防止层的方法;或者,作为高折射率材料和低折射率材料分别使用以烷氧基钛化合物和烷氧基硅烷化合物为原料的溶胶凝胶材料等进行湿式涂布,形成反射防止层的方法。
应予说明,溶胶凝胶材料通常利用热而固化,但也可以使用能量线(例如紫外线等),通过产生作为缩合催化剂的酸等而固化、即通过所谓的光固化来形成反射防止层(日本特开2000-109560,日本特开2000-1648)。
其中,从能够直接使用形成电介质多层膜时使用的材料、设备的观点出发,优选使用与形成上述电介质多层膜相同的方法形成反射防止层的方法,或者,从提高生产率的观点考虑,优选使用利用上述的湿式涂布形成反射防止层的方法。
《摄像装置》
本发明的摄像装置包含上述本发明的光学滤波器。
本发明的光学滤波器的光学特性优异,耐热性、耐热着色性以及力学强度平衡良好、优异,并且为轻型,耐冲击性优异,所以能够得到性能优异、轻型且小型化的摄像装置。
作为本发明的摄像装置,可举出数码相机、手机用照相机、数码摄像机、PC照相机、监视照相机以及汽车用照相机等。
实施例
以下,通过实施例具体说明本发明。
(1)结构分析
由下述实施例和比较例得到的聚合物的结构分析利用IR(ATR法,FT-IR,6700,NICOLET公司制)和NMR(ADVANCE500型,BRUKAR公司制)进行。
(2)重均分子量(Mw)、数均分子量(Mw)以及分子量分布(Mw/Mn)
由下述实施例和比较例得到的聚合物的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mw)以及分子量分布(Mw/Mn)通过使用TOSOH制HLC-8220型GPC装置(柱:TSKgelα-M,洗脱溶剂:THF)来测定。
(3)玻璃化温度(Tg)
由下述实施例和比较例得到的聚合物和评价用膜的玻璃化温度通过使用Rigaku公司制8230型DSC测定装置,以升温速度20℃/min来测定。
(3’)热分解温度
对由下述实施例和比较例得到的聚合物的热分解温度,利用热重量分析法(TGA:氮气氛下,升温速度10℃/分钟,5%重量减少温度)进行测定。
(4)机械强度
对由下述实施例和比较例得到的评价用膜的室温下拉伸强度、断裂伸长率以及拉伸弹性模量,使用拉伸试验机5543(INSTRON公司制),基于JIS K7127进行测定。
(5)环境稳定性
对由下述实施例和比较例得到的评价用膜的线膨胀系数,使用SeikoInstruments公司制SSC-5200型TMA测定装置进行测定。由从室温升温至280℃后,以3℃/min降温时的200~100℃下的斜率算出线膨胀系数。
对由下述实施例和比较例得到的评价用膜的湿度膨胀系数,使用TMA(SII Nano Technology公司制,TMA-SS6100)湿度控制选项,在下述条件下,实施测定。
湿度条件:从40%RH至70%RH,每10%RH,变更湿度(拉伸法:加重5g),温度:23℃
(6)光学特性
对于由下述实施例和比较例得到的评价用膜,基于JIS K7105透明度试验法测定总光线透射率和YI值。具体而言,使用雾度计SC-3H(Suga Test公司制)测定评价用膜的总光线透射率,使用Suga Test公司制SM-T型色彩测定器测定YI值(加热前YI)。
另外,对由下述实施例和比较例得到的评价用膜,使用Suga Test公司制SM-T型色彩测定器测定采用热风干燥机在大气中230℃下进行1小时加热后的YI值(加热后YI)。
对由下述实施例和比较例得到的评价用膜的波长400nm的光线透射率,使用紫外·可视分光光度计V-570(JASCO公司制)进行测定,得到的评价用膜的折射率通过使用棱镜耦合器2010型号(Metricon公司制)来测定。
另外,由下述实施例和比较例得到的评价用膜的相位差(Rth)通过使用大塚电子公司制RETS分光器来测定。应予说明,为将测定时的基准波长标准化为589nm,相位差的评价膜厚表示标准化为30μm的值。
(7)光学滤波器的评价
将下述实施例中得到的评价用膜切成10cm×10cm见方,在得到的膜的一个面上,以蒸镀温度150℃形成反射近红外线的多层蒸镀膜〔使二氧化硅(SiO2:膜厚120~190nm)层和二氧化钛(TiO2:膜厚70~120nm)层交替层叠而成的膜,层叠数50〕。接着,通过在基板的层叠有多层蒸镀膜的面上,使用安装有冷镜的金属卤化物灯,在氮气氛下照射1J/cm2的紫外线,由此制造光学滤波器。使用分光光度计(日立制作所公司制,U-3140)测定该光学滤波器的分光透射率曲线。
将得到的光学滤波器的波长750~1000nm的近红外线区域的透射率为5%以下的情况评价为“○”。
将光学滤波器的评价结果示于表1。
(8)光学滤波器的裂纹耐性的评价
将由下述实施例和比较例得到的评价用膜切成10cm×10cm见方,在得到的膜的两面上,以蒸镀温度200℃形成反射近红外线的多层蒸镀膜〔将二氧化硅(SiO2:膜厚120~190nm)层和二氧化钛(TiO2:膜厚70~120nm)层交替层叠而成的膜,层叠数50层〕,由此制造光学滤波器。在烘箱中以250℃对得到的光学滤波器加热10分钟,目视观察加热前后蒸镀膜是否产生裂纹进行评价。将没有观察到裂纹的情况评价为“○”。
将光学滤波器的评价结果示于表1。
[实施例1]
在3L的四口烧瓶中添加(A)成分:2,6-二氟苯甲腈(以下,也称为“DFBN”)35.12g(0.253mol)、(B)成分:9,9-双(4-羟基苯基)芴(以下,也称为“BPFL”)70.08g(0.200mol)、间苯二酚(以下,也称为“RES”)5.51g(0.050mol)、碳酸钾41.46g(0.300mol)、N,N-二甲基乙酰胺(以下,也称为“DMAc”)443g以及甲苯111g。接着,在四口烧瓶中安装带有温度计、搅拌机、氮导入管的三路活塞,安装Dean-Stark管和冷却管。
接着,在烧瓶内进行氮置换后,使得到的溶液在140℃下反应3小时,将生成的水从Dean-Stark管随时除去。认为不再有水生成后,缓缓地将温度升温至160℃,保持该温度反应6小时。
冷却至室温(25℃)后,用滤纸除去生成的盐,将滤液投入甲醇使其再沉淀,利用过滤分离滤物(残渣)。将得到的滤物在60℃下真空干燥一夜,得到白色粉末(聚合物)(收量95.67g、收率95%)。
将得到的聚合物的物性示于表1。进行得到的聚合物的结果分析和重均分子量的测定。结果是红外吸收光谱的特性吸收为3035cm-1(C-H伸缩)、2229cm-1(CN)、1574cm-1、1499cm-1(芳香环骨架吸收)、1240cm-1(-O-),重均分子量为130000。
接着,使得到的聚合物再溶解于DMAc,得到聚合物浓度20质量%的聚合物组合物。使用刮刀将该聚合物组合物涂布于由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的基板上,在70℃下干燥30分钟,接着在100℃下干燥30分钟制成膜后,从PET基板剥离。其后,将膜固定在金属架上,然后在230℃下煅烧2小时,得到膜厚30μm的评价用膜。
将得到的评价用膜的物性示于表1。
[实施例2]
使用2,2-双(4-羟基苯基)丙烷11.41g(0.050mol)代替RES5.51g,除此之外,与实施例1同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例3]
作为(B)成分,使用BPFL78.84g(0.225mol)和2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷8.41g(0.025mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例1同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例4]
作为(B)成分,使用9,9-双(3-苯基-4-羟基苯基)芴125.65g(0.250mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例1同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例5]
作为(B)成分,使用BPFL87.60g(0.250mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例1同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例6]
作为(B)成分,使用BPFL78.84g(0.225mol)和1,1-双(4-羟基苯基)环己烷6.71g(0.025mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例1同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例7]
作为(A)成分,使用DFBN28.10g(0.202mol)和4,4-二氟二苯甲酮11.02g(0.051mol)代替DFBN35.12g,除此之外,与实施例5同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例8]
将(A)成分的配合量变更为DFBN17.56g(0.126mol)和4,4-二氟二苯甲酮27.55g(0.126mol),除此之外,与实施例7同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例9]
作为(A)成分,使用4,4-二氟二苯基砜(DFDS)63.56g(0.250mol)代替DFBN35.12g,除此之外,与实施例5同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例10]
制备聚合物浓度20质量%的聚合物组成物时,使得到的聚合物再溶解于DMAc后,在得到的溶液中,相对于聚合物100重量份添加近红外吸收剂ABS670T(0.1重量份),除此之外,与实施例5同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[实施例11]
制备聚合物浓度20质量%的聚合物组成物时,使得到的聚合物再溶解于DMAc后,在得到的溶液中,相对于聚合物100重量份添加近红外吸收剂ABS694(0.1重量份),除此之外,与实施例5同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。
[比较例1]
作为(B)成分,使用2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷84.06g(0.250mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例1同样地进行。将得到的聚合物和评价用膜的物性示于表1。应予说明,由于多层蒸镀膜形成时膜发生变形、熔融,所以光学滤波器的评价未能实施。
[比较例2]
使用帝人(株)制的聚萘二甲酸乙二醇酯膜(NEOTEX),评价通过与实施例1相同的方法进行(膜厚125μm)。将膜的物性示于表1。应予说明,由于多层蒸镀膜形成时膜发生变形、熔融,所以光学滤波器的评价未能实施。
[比较例3]
在安装有温度计、搅拌机、氮导入管、以及冷却管的300mL的四口烧瓶中,添加2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷9.70g(23.6mmol)。接着,在烧瓶内进行氮置换后,加入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(60ml)搅拌至均匀。在得到的溶液中,在室温下加入2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐5.30g(23.6mmol),在该温度下持续搅拌12小时使其反应,得到含有聚酰胺酸的溶液。
在得到的含有聚酰胺酸的溶液中,加入NMP(75ml)进行稀释后,加入吡啶(7.5ml)和乙酸酐(6.7ml),在110℃下搅拌6小时进行酰亚胺化。其后,冷却至室温后,投入到大量的甲醇中,通过过滤分离滤物。将得到的滤物在60℃下真空干燥一夜,得到白色粉末(聚合物)(收量13.5g,收率95.3%)。
接着,使得到的聚合物再溶解于DMAc,得到20质量%的树脂溶液。使用刮刀(100μm间隙)将该树脂溶液涂布于由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的基板上,在100℃下干燥30分钟,接着在150℃下干燥60分钟制成膜后,从PET基板剥离。其后,将膜进一步在150℃、减压下干燥3小时,得到膜厚30μm的评价用膜。评价通过与实施例1同样的方法进行。将结果示于表1。
[表1]
由上述结果可知,上述膜(基材)的透光性、耐热性、耐热着色性以及力学强度平衡良好、优异。另外,本发明的光学滤波器具有优异的近红外线截止性能。因此,本发明的光学滤波器可适用于摄像装置。
Claims (9)
1.一种光学滤波器,其特征在于,具有基材和在该基材的至少一个面上形成的电介质多层膜,该基材含有芳香族聚醚系聚合物,所述芳香族聚醚系聚合物通过差示扫描量热测定DSC以升温速度20℃/分钟测得的玻璃化温度Tg为230~350℃,所述芳香族聚醚系聚合物具有选自下述式(1)表示的结构单元和下述式(2)表示的结构单元中的至少1个的结构单元i,
式(1)中,R1~R4各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,a~d各自独立地表示0~4的整数,
式(2)中,R1~R4和a~d各自独立地与所述式(1)中的R1~R4和a~d定义相同,Y表示单键、-SO2-或>C=O,R7和R8各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团或硝基,g和h各自独立地表示0~4的整数,m表示0或1,其中,m为0时,R7不为氰基。
2.根据权利要求1所述的光学滤波器,其中,所述光学滤波器是近红外线截止滤波器,所述基材进一步含有在波长600~800nm具有吸收极大值的化合物。
3.根据权利要求1所述的光学滤波器,其中,所述芳香族聚醚系聚合物进一步具有选自下述式(3)表示的结构单元和下述式(4)表示的结构单元中的至少1个的结构单元ii,
式(3)中,R5和R6各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,Z表示单键、-O-、-S-、-SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳原子数1~12的2价有机基团,e和f各自独立地表示0~4的整数,n表示0或1,
式(4)中,R7、R8、Y、m、g以及h各自独立地与所述式(2)中的R7、R8、Y、m、g以及h定义相同,R5、R6、Z、n、e以及f各自独立地与所述式(3)中的R5、R6、Z、n、e以及f定义相同。
4.根据权利要求3所述的光学滤波器,其中,在所述芳香族聚醚系聚合物中,所述结构单元i与所述结构单元ii的摩尔比为50:50~100:0。
5.根据权利要求1所述的光学滤波器,其中,所述芳香族聚醚系聚合物通过凝胶渗透色谱GPC测得的聚苯乙烯换算的重均分子量为5000~500000。
6.根据权利要求1所述的光学滤波器,其中,所述基材的厚度30μm时的通过JIS K7105透明度试验法测得的总光线透射率为85%以上。
7.根据权利要求1所述的光学滤波器,其中,所述基材的厚度30μm时的YI值、即黄色指数为3.0以下。
8.根据权利要求1所述的光学滤波器,其中,所述基材的厚度30μm时的厚度方向的相位差Rth为200nm以下。
9.一种摄像装置,其特征在于,包含权利要求1~8中任一项所述的光学滤波器。
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