CN105531608B - 滤光器、固体摄像装置以及照相机模块 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种滤光器及使用滤光器的装置。详细而言涉及一种包含特定的溶剂可溶型的色素化合物的滤光器,以及使用该滤光器的固体摄像装置及照相机模块。
背景技术
于摄影机(video camera)、数字静态照相机(digital still camera)、带有照相机功能的移动电话等固体摄像装置中,使用作为彩色图像的固体摄像组件的电荷耦合组件(Charge-Coupled Device,CCD)或互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)影像传感器,该些固体摄像组件于其受光部中使用对人眼所无法感知的近红外线具有感度的硅光电二极管(silicon photodiode)。对于该些固体摄像组件而言,必须进行视感度修正以使人眼看起来色调自然,大多情况下使用选择性地透射或截止特定的波长范围的光线的滤光器(例如近红外线截止滤波器)。
作为此种近红外线截止滤波器,一直以来使用藉由各种方法所制造者。例如已知有一种使用透明树脂作为基材,且使透明树脂中含有近红外线吸收色素的近红外线截止滤波器(例如参照专利文献1),特别是使用酞菁系化合物作为近红外线吸收色素的近红外线截止滤波器已广为人知(例如参照专利文献2)。
然而,通常的酞菁系化合物的最大吸收波长多为650nm~小于700nm,若设为可对最大吸收波长进行长波长位移而将其移至特别适合用作固体摄像装置用途的波长范围(700nm~ 800nm)的结构,则存在430nm~460nm附近的短波长侧可见透射率显著降低的问题。
作为使酞菁系化合物的最大吸收进行长波长位移的方法,通常已知:将烷氧基或经烷基取代的胺基、烷硫基等供电子性基导入至酞菁环(phthalocyanine ring)的方法(例如参照专利文献3)。然而,若此种取代基键结于酞菁环,则会产生自取代基上的非共有电子对朝酞菁环的电荷转移跃迁(charge transfer transition),于短波长侧可见范围产生由该跃迁引起的吸收,故430nm~460nm附近的透射率尤其降低。
而且,已知:通常的酞菁系化合物于树脂中等容易成为环彼此堆积的H缔合状态。若酞菁系化合物产生H缔合,则如例如日本专利特开2013-083915号公报(专利文献4)的实施例 1所记载的光谱般,成为最大吸收附近的吸收强度弱的宽波形,存在无法达成固体摄像组件用途所要求的光学特性的情形。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平6-200113号公报
[专利文献2]日本专利特开2013-064975号公报
[专利文献3]日本专利第4278923号公报
[专利文献4]日本专利特开2013-083915号公报
发明内容
[发明所欲解决的课题]
本发明的目的在于提供一种对现有的近红外线截止滤波器等滤光器所具有的缺点加以改良,近红外线吸收色素于700nm~750nm附近的波长范围内具有充分的吸收强度,且于短波长侧的可见波长范围内透射率也优异的滤光器及使用该滤光器的装置。
[解决课题之手段]
本发明人等人为了达成所述课题而进行了潜心研究,结果发现,藉由应用具有特定的结构的酞菁系化合物,可获得达成目标最大吸收波长及树脂中的吸收强度、且近红外线吸收特性及可见透射率优异的滤光器,从而完成了本发明。以下示出本发明的态样的例子。
[1]一种滤光器,具有:透明树脂制基板,含有下述式(I)所表示的化合物(A);以及近红外线反射膜,形成于所述基板的至少一个面上。
[化1]
式(I)中,M表示2个氢原子、2个一价的金属原子、二价的金属原子、或者包含三价或四价的金属原子的经取代的金属原子;多个Ra独立地表示L1,多个Rb独立地表示氢原子、卤素原子、L1或-SO2-L2;
L1表示下述La、Lb或Lc,L2表示下述La、Lb、Lc、Ld或Le;
(La)碳数1~12的脂肪族烃基
(Lb)碳数1~12的经卤素取代的烷基
(Lc)碳数3~14的脂环式烃基
(Ld)碳数6~14的芳香族烃基
(Le)碳数3~14的杂环基
所述La~Le也可还具有选自由碳数1~12的脂肪族烃基、碳数1~12的经卤素取代的烷基、碳数3~14的脂环式烃基、碳数6~14的芳香族烃基、碳数3~14的杂环基、及碳数1~ 12的烷氧基所组成的组群中的至少一种取代基L。
[2]如项[1]所记载的滤光器,其中所述式(I)中,M为属于元素周期表第4族~第12族且第4周期~第5周期的二价过渡金属、三价或四价的金属卤化物或者四价的金属氧化物; Ra独立地为碳数1~10的烷基、碳数1~6的经氟取代的烷基、环戊基或环己基;Rb独立地为氢原子、氟原子、碳数1~10的烷基、环戊基、环己基或-SO2-L2;L2为碳数1~6的烷基、碳数6~12的芳香族烃基或碳数3~6的杂环基。
[3]如项[1]或项[2]所记载的滤光器,其中构成所述透明树脂制基板的透明树脂为选自由环状烯烃系树脂、芳香族聚醚系树脂、聚酰亚胺系树脂、茀聚碳酸酯(fluorenepolycarbonate) 系树脂、茀聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚芳酯系树脂、聚砜(polysulfone) 系树脂、聚醚砜系树脂、聚对苯(polyparaphenylene)系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚萘二甲酸乙二酯系树脂、氟化芳香族聚合物系树脂、(改质)丙烯酸系树脂、环氧系树脂、烯丙酯系树脂及倍半硅氧烷系树脂所组成的组群中的至少一种树脂。
[4]如项[1]至项[3]中任一项所记载的滤光器,其中所述近红外线反射膜形成于所述基板的两面上。
[5]如项[1]至项[4]中任一项所记载的滤光器,其为固体摄像装置用。
[6]一种固体摄像装置,具备如项[1]至项[5]中任一项所记载的滤光器。
[7]一种照相机模块,具备如项[1]至项[5]中任一项所记载的滤光器。
[8]一种树脂组成物,含有下述式(I)所表示的化合物(A),及选自由环状烯烃系树脂、芳香族聚醚系树脂、聚酰亚胺系树脂、茀聚碳酸酯系树脂、茀聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚芳酯系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚对苯系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚萘二甲酸乙二酯系树脂、氟化芳香族聚合物系树脂、(改质)丙烯酸系树脂、环氧系树脂、烯丙酯系树脂及倍半硅氧烷系树脂所组成的组群中的至少一种树脂。
[化2]
式(I)中,M表示2个氢原子、2个一价的金属原子、二价的金属原子、或者包含三价或四价的金属原子的经取代的金属原子;多个Ra独立地表示L1,多个Rb独立地表示氢原子、卤素原子、L1或-SO2-L2;
L1表示下述La、Lb或Lc,L2表示下述La、Lb、Lc、Ld或Le;
(La)碳数1~12的脂肪族烃基
(Lb)碳数1~12的经卤素取代的烷基
(Lc)碳数3~14的脂环式烃基
(Ld)碳数6~14的芳香族烃基
(Le)碳数3~14的杂环基
所述La~Le也可还具有选自由碳数1~12的脂肪族烃基、碳数1~12的经卤素取代的烷基、碳数3~14的脂环式烃基、碳数6~14的芳香族烃基、碳数3~14的杂环基、及碳数1~12的烷氧基所组成的组群中的至少一种取代基L。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种入射角相关性低、耐旋光性或700nm~750nm附近的近红外线吸收特性及可见波长范围下的透射率特性优异的滤光器。
附图说明
图1(a)为表示对自滤光器的垂直方向测定的情形的透射率进行测定的方法的概略图。
图1(b)为表示对自相对于滤光器的垂直方向成30°的角度测定的情形的透射率进行测定的方法的概略图。
[符号说明]
1:滤光器
2:分光亮度计
3:光
具体实施方式
以下,对本发明加以具体说明。
本发明的滤光器具有:含有由特定的结构所表示的酞菁系化合物(化合物(A))的透明树脂制基板、及形成于所述基板的至少一个面上的近红外线反射膜。
[透明树脂制基板]
构成本发明的滤光器的透明树脂制基板(以下也称为“树脂制基板”)可为单层也可为多层(于多层的情形时,例如构成为于作为基底的树脂基板上积层包含硬化树脂的外涂层等),至少含有一种以上的化合物(A)作为近红外线吸收色素,且最大吸收在波长700nm~800nm、更佳为705nm~750nm的范围内,最大吸收波长的透射率较佳为10%以下,进而佳为8%以下。若基板的最大吸收波长或最大吸收波长的透射率在此种范围内,则该基板可选择性地效率良好地截止近红外线,并且于在透明树脂基板的面上将近红外线反射膜成膜时,可降低可见波长~近红外波长范围附近的光学特性的入射角相关性。
根据照相机模块等的用途,也存在如下情形:要求于波长400nm~700nm的所谓可见光范围内,将含有化合物(A)的树脂制基板的厚度设为100μm时的该基板的平均透射率为50%以上、较佳为65%以上。
树脂制基板的厚度可根据所需的用途而适当选择,并无特别限制,较佳为以该基板具有如上所述的入射角依存改良性的方式进行调整,更佳为30μm~250μm,进而佳为40μm~200 μm,尤佳为50μm~150μm。
若树脂制基板的厚度在所述范围内,则可使利用该基板的滤光器小型化及轻量化,可较佳地用于固体摄像装置等各种用途。尤其于将所述树脂制基板用于照相机模块等的透镜单元 (lens unit)的情形时,可实现透镜单元的薄型化,故较佳。
所述树脂制基板除所述化合物(A)以外,可进而含有选自由方酸菁(squarylium)系化合物、化合物(A)以外的酞菁系化合物及花青(cyanine)系化合物所组成的组群中的至少一种近红外线吸收色素(X)。藉由使用此种树脂制基板,可进一步减小可见波长范围~近红外波长范围下的入射角相关性,并且可使吸收带的波形更窄,可获得视角广的滤光器。
所述化合物(A)与所述近红外线吸收色素(X)可含有于同一层中也可含有于不同的层中。于含有于同一层中的情形时,例如可列举使化合物(A)与近红外线吸收色素(X)均含有于作为基底的树脂基板中的形态;于含有于不同的层中的情形时,例如可列举于含有化合物(A)的树脂制基板上积层含有所述近红外线吸收色素(X)的层的形态。
化合物(A)与近红外线吸收色素(X)更佳为含有于同一层中,此种情形下,相较于含有于不同的层中的情形,变得更容易控制化合物(A)与近红外线吸收色素(X)的含量比率。
<化合物(A)>
化合物(A)为下述式(I)所表示的酞菁系化合物。
[化3]
式(I)中,M表示2个氢原子、2个一价的金属原子、二价的金属原子、或者包含三价或四价的金属原子的经取代的金属原子;多个Ra独立地表示L1,多个Rb独立地表示氢原子、卤素原子、L1或-SO2-L2;
L1表示下述La、Lb或Lc,L2表示下述La、Lb、Lc、Ld或Le;
(La)碳数1~12的脂肪族烃基
(Lb)碳数1~12的经卤素取代的烷基
(Lc)碳数3~14的脂环式烃基
(Ld)碳数6~14的芳香族烃基
(Le)碳数3~14的杂环基
所述La~Le也可还具有选自由碳数1~12的脂肪族烃基、碳数1~12的经卤素取代的烷基、碳数3~14的脂环式烃基、碳数6~14的芳香族烃基、碳数3~14的杂环基、及碳数1~ 12的烷氧基所组成的组群中的至少一种取代基L。
关于所述La~Le,含有取代基的碳数的合计分别较佳为50以下,更佳为碳数40以下,尤佳为碳数30以下。若碳数多于该范围,则色素的合成有时变困难,并且有每单位重量的吸收强度变小的倾向。
作为所述La及L的碳数1~12的脂肪族烃基,例如可列举:甲基(Me)、乙基(Et)、正丙基(n-Pr)、异丙基(i-Pr)、正丁基(n-Bu)、第二丁基(s-Bu)、第三丁基(t-Bu)、戊基、己基、辛基、壬基、癸基及十二烷基等烷基;乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、丁烯基、 1,3-丁二烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-戊烯基、己烯基及辛烯基等烯基;以及乙炔基、丙炔基、丁炔基、2-甲基-1-丙炔基、己炔基及辛炔基等炔基。
作为所述Lb及L的碳数1~12的经卤素取代的烷基,例如可列举:三氯甲基、三氟甲基、 1,1-二氯乙基、五氯乙基、五氟乙基、七氯丙基及七氟丙基。
作为所述Lc及L的碳数3~14的脂环式烃基,例如可列举:环丁基、环戊基、环己基、环庚基及环辛基等环烷基;降冰片烷基及金刚烷基等多环脂环式基。
作为所述Ld及L的碳数6~14的芳香族烃基,例如可列举:苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基(mesityl)、枯烯基(cumenyl)、1-萘基、2-萘基、蒽基、菲基、苊基(acenaphthyl)、萉基(phenalenyl)、四氢萘基、二氢茚基及联苯基。
作为所述Le及L的碳数3~14的杂环基,例如可列举:包含呋喃、噻吩、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、恶唑、恶二唑、噻唑、噻二唑、吲哚、吲哚啉、假吲哚(indolenine)、苯并呋喃、苯并噻吩、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、吡啶、嘧啶、吡嗪、哒嗪、喹啉、异喹啉、吖啶、吗啉及啡嗪等杂环的基团。
作为所述La,较佳为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、辛基、4-苯基丁基、2-环己基乙基,更佳为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、己基。
作为所述Lb,较佳为三氯甲基、五氯乙基、三氟甲基、五氟乙基、5-环己基-2,2,3,3-四氟戊基,更佳为三氯甲基、五氯乙基、三氟甲基、五氟乙基。
作为所述Lc,较佳为环丁基、环戊基、环己基、4-乙基环己基、环辛基、4-苯基环庚基,更佳为环戊基、环己基、4-乙基环己基。
作为所述Ld,较佳为苯基、1-萘基、2-萘基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、枯烯基、 3,5-二-第三丁基苯基、4-环戊基苯基、2,3,6-三苯基苯基、2,3,4,5,6-五苯基苯基,更佳为苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、枯烯基、2,3,4,5,6-五苯基苯基。
作为所述Le,较佳为包含呋喃、噻吩、吡咯、吲哚、吲哚啉、假吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、吗啉的基团,更佳为包含呋喃、噻吩、吡咯、吗啉的基团。
所述La~Le也可还具有选自由卤素原子、磺基、羟基、氰基、硝基、羧基、磷酸基及胺基所组成的组群中的至少一种原子或基团。此种例可列举:4-磺基丁基、4-氰基丁基、5-羧基戊基、5-胺基戊基、3-羟基丙基、2-磷酰基乙基、6-胺基-2,2-二环己基、2-氯-4-羟基丁基、2- 氰基环丁基、3-羟基环戊基、3-羧基环戊基、4-胺基环己基、4-羟基环己基、4-羟基苯基、2- 羟基萘基、4-胺基苯基、2,3,4,5,6-五氟苯基、4-硝基苯基、包含3-甲基吡咯的基团、2-羟基乙氧基、3-氰基丙氧基、4-氟苯甲酰基、2-羟基乙氧基羰基、4-氰基丁氧基羰基。
所述M中,作为一价的金属原子,可列举Li、Na、K、Rb、Cs等。
所述M中,作为二价的金属原子,可列举Be、Mg、Ca、Ba、Ti、Cr、Mn、Fe、Ru、 Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Zn、Cd、Hg、Sn、Pb等。
所述M中,作为包含三价的金属原子的经取代的金属原子,可列举A1-F、Al-C1、A1-Br、 A1-I、Ga-F、Ga-Cl、Ga-Br、Ga-I、In-F、In-Cl、In-Br、In-I、T1-F、T1-C1、T1-Br、T1-I、Fe-Cl、 Ru-Cl、Mn-OH等。
所述M中,作为包含四价的金属原子的经取代的金属原子,可列举TiF2、TiCl2、TiBr2、 TiI2、ZrCl2、HfCl2、CrCl2、SiF2、SiCl2、SiBr2、SiI2、GeF2、GeCl2、GeBr2、GeI2、SnF2、SnCl2、 SnBr2、SnI2、Zr(OH)2、Hf(OH)2、Mn(OH)2、Si(OH)2、Ge(OH)2、Sn(OH)2、TiR2、CrR2、SiR2、GeR2、SnR2、Ti(OR)2、Cr(OR)2、Si(OR)2、Ge(OR)2、Sn(OR)2(R表示脂肪族基或芳香族基)、TiO、VO、MnO等。
作为所述M,较佳为属于元素周期表第4族~第12族且第4周期~第5周期的二价过渡金属、三价或四价的金属卤化物或者四价的金属氧化物,其中,尤其就可达成高的可见光透射率及色素稳定性的观点而言,更佳为Cu、Ni、Co、Zn、TiO及VO,尤佳为Cu及VO。
作为所述Ra,就合成的容易性或化合物(A)对有机溶剂的溶解性的观点而言,较佳为独立地为碳数1~10的烷基、碳数1~6的氟取代烷基、环戊基或环己基,更佳为碳数1~10的烷基,尤佳为碳数3~8的烷基。
作为所述Rb,就合成的容易性或化合物(A)的稳定性的观点而言,较佳为独立地为氢原子、氟原子、碳数1~10的烷基、环戊基、环己基或-SO2-L2(L2较佳为碳数1~6的烷基、碳数6~12的芳香族烃基、碳数3~6的杂环基),更佳为氢原子或碳数1~6的烷基。
通常已知藉由下述式(II)所表示的邻苯二甲腈(phthalonitrile)衍生物等的环化反应来合成所述化合物(A)的方法,所得的酞菁系化合物成为如下述式(II-1)~式(II-4)般的4 种异构体的混合物。本发明中,只要事先无特别说明,则针对一种酞菁系化合物仅例示一种异构体,但其他三种异构体也可同样地使用。再者,该些异构体也可视需要分开来使用,本发明中是总括使用异构体混合物。
[化4]
[化5]
作为所述化合物(A)的具体例,只要满足所述式(I)中记载的条件则并无特别限定,例如可列举具有下述式(I-1)所表示的基本骨架的下述表1中记载的化合物(a-1)~化合物 (a-35)等。
[化6]
[表1]
表1
化合物(A)只要利用通常已知的方法来合成即可,例如可参照日本专利第4081149号公报、“酞菁-化学与功能”(IPC、1997年)、日本专利特开平2-138382号公报等中记载的方法等来合成。
树脂制基板中,相对于制造树脂制基板时所用的透明树脂100重量份,树脂层中的化合物(A)的含量较佳为0.01重量份~5.0重量份,更佳为0.02重量份~3.5重量份,尤佳为0.03 重量份~2.5重量份。若化合物(A)的含量在所述范围内,则可兼具良好的近红外线吸收特性与高的可见光透射率。
<近红外线吸收色素(X)>
所述近红外线吸收色素(X)为选自由方酸菁系化合物、酞菁系化合物及花青系化合物所组成的组群中的至少一种,尤佳为含有方酸菁系化合物。近红外线吸收色素(X)的最大吸收波长较佳为620nm以上,进而佳为650nm以上,尤佳为670nm以上,且较佳为小于800nm,进而佳为750nm以下,尤佳为730nm以下,并且,理想的是较所同时含有的化合物(A)的最大吸收波长于更短波长侧具有最大吸收。若最大吸收波长在此种波长范围内,则可使吸收带的波形更窄,并且可充分扩展近红外线吸收色素的吸收带,可达成更优异的入射角依存改良性能或重影(ghost)降低效果。
于树脂制基板中,相对于制造树脂制基板时所用的透明树脂100重量份,树脂层中的近红外线吸收色素(X)的含量较佳为0.01重量份~5.0重量份,更佳为0.02重量份~3.5重量份,尤佳为0.03重量份~2.5重量份。若近红外线吸收色素的含量在所述范围内,则可兼具良好的近红外线吸收特性与高的可见光透射率。
《方酸菁系化合物》
方酸菁系化合物较佳为含有选自由式(III-1)所表示的方酸菁系化合物及式(III-2)所表示的方酸菁系化合物所组成的组群中的至少一种。
[化7]
式(III-1)中,Rm、Rn及Y满足下述(i)或(ii)的条件。
条件(i)
多个Rm分别独立地表示氢原子、卤素原子、磺基、羟基、氰基、硝基、羧基、磷酸基、-L1或-NReRf基。Re及Rf分别独立地表示氢原子、-La、-Lb、-Lc、-Ld或-Le。
多个Rn分别独立地表示氢原子、卤素原子、磺基、羟基、氰基、硝基、羧基、磷酸基、-L1或-NRgRh基。Rg及Rh分别独立地表示氢原子、-La、-Lb、-Lc、-Ld、-Le或-C(O)Ri基(Ri表示-La、-Lb、-Lc、-Ld或-Le)。
多个Y分别独立地表示-NRjRk基。Rj及Rk分别独立地表示氢原子、-La、-Lb、-Lc、-Ld或-Le。
所述L1、La、Lb、Lc、Ld、Le分别独立地与所述式(I)中定义的L1、La、Lb、Lc、Ld、 Le为相同含义。
条件(ii)
一个苯环上的2个Rm中的至少一个与相同苯环上的Y相互键结,形成含有至少一个氮原子的构成原子数为5或6的杂环,所述杂环也可具有取代基,Rn及未参与所述杂环的形成的 Rm分别独立地与所述(i)的Rn及Rm为相同含义。
[化8]
式(III-2)中,X表示-O-、-S-、-Se-、-N(Rc)-或-C(RdRd)-;多个Rc分别独立地表示氢原子、-La、-Lb、-Lc、-Ld或-Le;多个Rd分别独立地表示氢原子、卤素原子、磺基、羟基、氰基、硝基、羧基、磷酸基、-L1或-NReRf基,相邻的Rd彼此也可连结而形成可具有取代基的环; La~Le、L1与所述式(I)中定义的La~Le、L1为相同含义,Re及Rf与所述(i)的Re及Rf为相同含义。
键结于所述方酸菁系化合物的中央的四员环上的左右的取代基可相同也可不同,相同时于合成方面容易,故较佳。
所述方酸菁系化合物只要利用通常已知的方法来合成即可,例如可参照日本专利特开平 1-228960号公报、日本专利特开2001-40234号公报、日本专利第3196383号公报等中记载的方法等来合成。
《酞菁系化合物》
酞菁系化合物可使用除化合物(A)以外的通常已知的任意结构的化合物,例如可利用日本专利第4081149号公报或“酞菁-化学与功能”(IPC、1997年)中记载的方法来合成。
《花青系化合物》
花青系化合物可使用通常已知的任意结构的化合物,例如可利用日本专利特开2009-108267号公报中记载的方法来合成。
<透明树脂>
树脂制基板是含有透明树脂及化合物(A)而成。
透明树脂只要不损及本发明的效果,则并无特别限制,例如为了确保热稳定性及成形为膜的成形性,且制成可藉由在100℃以上的蒸镀温度下进行的高温蒸镀来形成介电质多层膜的膜,可列举玻璃转移温度(Tg)较佳为110℃~380℃、更佳为110℃~370℃、进而佳为120℃~ 360℃的树脂。另外,若所述树脂的玻璃转移温度为140℃以上,则可获得可于更高的温度下蒸镀形成介电质多层膜的膜,故尤佳。
关于透明树脂,于形成包含该树脂的厚度0.1mm的树脂板的情形时,可使用该树脂板的总光线透射率(日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)K7105)成为较佳为75%~ 95%、更佳为78%~95%、尤佳为80%~95%的树脂。若使用总光线透射率成为此种范围的树脂,则所得的基板显示出作为光学膜而良好的透明性。
透明树脂的藉由凝胶渗透层析(Gel Permeation Chromatography,GPC)法所测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)通常为15,000~350,000,较佳为30,000~250,000;数量平均分子量(Mn)通常为10,000~150,000,较佳为20,000~100,000。
透明树脂例如可列举:环状烯烃系树脂、芳香族聚醚系树脂、聚酰亚胺系树脂、茀聚碳酸酯系树脂、茀聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺(芳族聚酰胺)系树脂、聚芳酯系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚对苯系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)系树脂、氟化芳香族聚合物系树脂、(改质)丙烯酸系树脂、环氧系树脂、烯丙酯系树脂及倍半硅氧烷系树脂。
《环状烯烃系树脂》
环状烯烃系树脂较佳为由选自由下述式(X0)所表示的单体及下述式(Y0)所表示的单体所组成的组群中的至少一种单体所得的树脂、及藉由将该树脂氢化而所得的树脂。
[化9]
式(X0)中,Rx1~Rx4分别独立地表示选自下述(i′)~(ix′)中的原子或基团,kx、mx及px分别独立地表示0或正整数。
(i′)氢原子
(ii′)卤素原子
(iii′)三烷基硅烷基
(iv′)具有含有氧原子、硫原子、氮原子或硅原子的连结基的经取代或未经取代的碳数1~ 30的烃基
(v′)经取代或未经取代的碳数1~30的烃基
(vi′)极性基(其中(iv′)除外)
(vii′)Rx1与Rx2或Rx3与Rx4相互键结而形成的亚烷基(其中,不参与所述键结的Rx1~ Rx4分别独立地表示选自所述(i′)~(vi′)中的原子或基团)
(viii′)Rx1与Rx2或Rx3与Rx4相互键结而形成的单环或多环的烃环或杂环(其中,不参与所述键结的Rx1~Rx4分别独立地表示选自所述(i′)~(vi′)中的原子或基团)
(ix′)Rx2与Rx3相互键结而形成的单环的烃环或杂环(其中,不参与所述键结的Rx1与 Rx4分别独立地表示选自所述(i′)~(vi′)中的原子或基团)
[化10]
式(Y0)中,Ry1及Ry2分别独立地表示选自所述(i′)~(vi′)中的原子或基团,或者表示Ry1与Ry2相互键结而形成的单环或多环的脂环式烃、芳香族烃或杂环,ky及py分别独立地表示0或正整数。
《芳香族聚醚系树脂》
芳香族聚醚系树脂较佳为含有选自由下述式(1)所表示的结构单元及下述式(2)所表示的结构单元所组成的组群中的至少一种结构单元。
[化11]
式(1)中,R1~R4分别独立地表示碳数1~12的一价有机基,a~d分别独立地表示0~ 4的整数。
[化12]
式(2)中,R1~R4及a~d分别独立地与所述式(1)中的R1~R4及a~d为相同含义, Y表示单键、-SO2-或>C=O,R7及R8分别独立地表示卤素原子、碳数1~12的一价有机基或硝基,g及h分别独立地表示0~4的整数,m表示0或1。其中,于m为0时,R7并非氰基。
另外,所述芳香族聚醚系树脂较佳为还含有选自由下述式(3)所表示的结构单元及下述式(4)所表示的结构单元所组成的组群中的至少一种结构单元。
[化13]
式(3)中,R5及R6分别独立地表示碳数1~12的一价有机基,Z表示单键、-O-、-S-、 -SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳数1~12的二价有机基,e及f分别独立地表示0~4的整数,n表示0或1。
[化14]
式(4)中,R7、R8、Y、m、g及h分别独立地与所述式(2)中的R7、R8、Y、m、g及 h为相同含义,R5、R6、Z、n、e及f分别独立地与所述式(3)中的R5、R6、Z、n、e及f 为相同含义。
《聚酰亚胺系树脂》
聚酰亚胺系树脂并无特别限制,只要为重复单元中含有酰亚胺键的高分子化合物即可,例如可利用日本专利特开2006-199945号公报或日本专利特开2008-163107号公报中记载的方法来合成。
《茀聚碳酸酯系树脂》
茀聚碳酸酯系树脂并无特别限制,只要为含有茀部位的聚碳酸酯树脂即可,例如可利用日本专利特开2008-163194号公报中记载的方法来合成。
《茀聚酯系树脂》
茀聚酯系树脂并无特别限制,只要为含有茀部位的聚酯树脂即可,例如可利用日本专利特开2010-285505号公报或日本专利特开2011-197450号公报中记载的方法来合成。
《氟化芳香族聚合物系树脂》
氟化芳香族聚合物系树脂并无特别限制,只要为含有具有至少一个氟的芳香族环、与具有选自由醚键、酮键、砜键、酰胺键、酰亚胺键及酯键所组成的组群中的至少一个键的重复单元的聚合物即可,例如可利用日本专利特开2008-181121号公报中记载的方法来合成。
《市售品》
透明树脂的市售品可列举以下的市售品等。环状烯烃系树脂的市售品可列举:日本合成橡胶(JSR)股份有限公司制造的亚顿(Arton)、日本瑞翁(Zeon Japan)股份有限公司制造的瑞诺(Zeonor)、三井化学股份有限公司制造的奥佩尔(APEL)、宝理塑料(Polyplastics) 股份有限公司制造的托帕斯(TOPAS)等。聚醚砜系树脂的市售品可列举住友化学股份有限公司制造的苏米卡艾克赛尔(Sumika Excel)PES等。聚酰亚胺系树脂的市售品可列举三菱瓦斯化学股份有限公司制造的尼奥普利(Neoprim)L等。聚碳酸酯系树脂的市售品可列举帝人股份有限公司制造的比艾斯(Pureace)等。茀聚碳酸酯系树脂的市售品可列举三菱瓦斯化学股份有限公司制造的优比泽塔(Iupizeta)EP-5000等。茀聚酯系树脂的市售品可列举大阪瓦斯化学股份有限公司制造的OKP4HT等。丙烯酸系树脂的市售品可列举日本触媒股份有限公司制造的亚克力瓦(Acryviewa)等。倍半硅氧烷系树脂的市售品可列举新日铁化学股份有限公司制造的西普拉斯(Silplus)等。
<其他成分>
所述树脂制基板也可于不损及本发明的效果的范围内,还含有抗氧化剂、近紫外线吸收剂、化合物(A)及近红外线吸收色素(X)以外的吸收近红外线的色素(以下称为“其他近红外线吸收色素”)、荧光消光剂及金属错合物系化合物等添加剂。另外,于藉由后述的浇铸成形来制造树脂制基板的情形时,藉由添加调平剂或消泡剂,可使树脂制基板的制造变容易。该些其他成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
所述抗氧化剂例如可列举:2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚、2,2′-二氧基-3,3′-二-第三丁基-5,5′- 二甲基二苯基甲烷、及四[亚甲基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷等。
所述近紫外线吸收剂例如可列举:偶氮亚甲基系化合物、吲哚系化合物、苯并三唑系化合物、三嗪系化合物等。
所述其他近红外线吸收色素例如可列举:二硫醇系色素、二亚铵(diimonium)系色素、卟啉系色素、克酮酸(croconium)系色素等。该些色素的结构并无特别限定,只要不损及本发明的效果,则可使用通常已知的。
再者,该些添加剂可于制造树脂制基板时与树脂等一起混合,也可于制造树脂时添加。另外,添加量是根据所需的特性而适当选择,相对于树脂100重量份,通常为0.01重量份~ 5.0重量份,较佳为0.05重量份~2.0重量份。
<树脂制基板的制造方法>
所述树脂制基板例如可藉由熔融成形或浇铸成形来形成,视需要可藉由在成形后涂布抗反射剂、硬涂剂和/或抗静电剂等涂布剂的方法来制造。
《熔融成形》
所述树脂制基板可藉由以下方法来制造:对将树脂与近红外线吸收色素进行熔融混练所得的颗粒进行熔融成形的方法;对含有树脂与近红外线吸收色素的树脂组成物进行熔融成形的方法;或对自含有近红外线吸收色素、树脂及溶剂的树脂组成物中去除溶剂所得的颗粒进行熔融成形的方法等。熔融成形方法例如可列举射出成形、熔融挤出成形或吹塑成形等。
《浇铸成形》
所述树脂制基板也可藉由以下方法来制造:将含有近红外线吸收色素、树脂及溶剂的树脂组成物浇铸于适当的基材上并将溶剂去除的方法;将含有近红外线吸收色素及树脂的硬化性树脂组成物涂布于适当的基材上并加以干燥及使之硬化的方法等。
所述基材例如可列举:玻璃板、钢带(steel band)、钢桶(steel drum)及透明树脂膜(例如聚酯膜、环状烯烃系树脂膜)。
所述树脂制基板可藉由自基材上剥离而获得,另外,只要不损及本发明的效果,则也可不自基材上剥离而将基材与涂膜的积层体作为所述树脂制基板。
进而,也可藉由以下方法而于光学零件上直接形成树脂制基板:于玻璃板、石英制或透明塑料制等的光学零件上涂布所述树脂组成物并使溶剂干燥的方法;或涂布所述硬化性树脂组成物并加以硬化及使之干燥的方法等。
利用所述方法所得的树脂制基板中的残留溶剂量较佳为尽可能少。具体而言,相对于树脂基板的重量,所述残留溶剂量较佳为3重量%以下,更佳为1重量%以下,进而佳为0.5重量%以下。若残留溶剂量在所述范围内,则不易变形或特性不易变化,可获得可容易地发挥所需功能的树脂制基板。
[近红外线反射膜]
构成本发明的滤光器的近红外线反射膜为具有反射近红外线的能力的膜。本发明中,近红外线反射膜可设置于树脂制基板的单面上,也可设置于两面上。于设置于单面上的情形时,制造成本或制造容易性优异,于设置于两面上的情形时,可获得具有高的强度、不易产生翘曲(warp)的滤光器。于将滤光器应用于固体摄像组件用途的情形时,较佳的是滤光器的翘曲小,因此较佳为将近红外线反射膜设置于树脂制基板的两面上。
近红外线反射膜例如可列举:铝蒸镀膜、贵金属薄膜、分散有以氧化铟作为主成分且少量含有氧化锡的金属氧化物微粒子的树脂膜、将高折射率材料层与低折射率材料层交替积层而成的介电质多层膜。近红外线反射膜中,更佳为将高折射率材料层与低折射率材料层交替积层而成的介电质多层膜。
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,选择折射率通常为1.7~2.5 的材料。此种材料例如可列举: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,或以氧化铟等作为主成分且少量(例如相对于主成分而为0重量%~10重量%)含有氧化钛、氧化锡和/或氧化铈等的。
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,选择折射率通常为1.2~1.6 的材料。此种材料例如可列举:二氧化硅、氧化铝、氟化镧、氟化镁及六氟化铝钠。
关于将高折射率材料层与低折射率材料层积层的方法,只要形成将该些材料层积层而成的介电质多层膜,则并无特别限制。例如可于树脂制基板上直接藉由化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)法、溅镀法、真空蒸镀法、离子辅助蒸镀法或离子镀敷法等,形成将高折射率材料层与低折射率材料层交替积层而成的介电质多层膜。
通常若将欲阻断的近红外线波长设定为λ(nm),则高折射率材料层及低折射率材料层各层的厚度较佳为0.1λ~0.5λ的厚度。λ(nm)的值例如为700nm~1400nm,较佳为750nm~ 1300nm。若厚度为该范围,则由λ/4对折射率(n)与膜厚(d)之积(n×d)进行计算所得的光学膜厚与高折射率材料层及低折射率材料层的各层的厚度成为大致相同的值,根据反射、折射的光学特性的关系,有可容易地控制特定波长的阻断、透射的倾向。
介电质多层膜的高折射率材料层与低折射率材料层的合计积层数于滤光器总体中较佳为 5层~60层,更佳为10层~50层。
[其他功能膜]
本发明的滤光器中,可于不损及本发明的效果的范围内,于树脂制基板与介电质多层膜等近红外线反射膜之间等适当设置抗反射膜、硬涂膜及抗静电膜等功能膜,以提高树脂制基板或近红外线反射膜的表面硬度,提高耐化学品性,抗静电及消除损伤等。
为了提高树脂制基板与功能膜和/或近红外线反射膜的密接性、或功能膜与近红外线反射膜的密接性,也可对树脂制基板或功能膜的表面实施电晕处理或等离子体处理等表面处理。
[滤光器的特性等]
本发明的滤光器具有所述树脂制基板。因此,本发明的滤光器的透射率特性优异,于使用时不会受到制约。而且,树脂制基板所含的化合物(A)于波长700nm~800nm内具有最大吸收,故可高效地吸收近红外光,藉由与所述近红外线反射膜组合,可获得入射角相关性低的滤光器。
藉由将所述树脂制基板用于近红外线截止滤波器等滤光器,可获得:在波长560nm~800 nm的范围内自光学膜的垂直方向测定时的透射率成为50%的波长的值(Xa)、与自相对于光学膜的垂直方向成30°的角度测定时的透射率成为50%的波长的值(Xb)的差的绝对值变小,以及在波长560nm~800nm的区域内自光学膜的垂直方向测定时的透射率成为10%的波长的值(Za)、与自相对于光学膜的垂直方向成30°的角度测定时的透射率成为10%的波长的值(Zb) 的差的绝对值变小,吸收波长的入射角相关性变小,即使在透射波长范围的边缘附近视角也广的滤光器。本发明的滤光器中,(Xa)与(Xb)的差的绝对值较佳为小于20nm,更佳为小于15nm,尤佳为小于10nm,且(Za)与(Zb)的差的绝对值较佳为18nm以下,尤佳为 15nm以下。
于将所述滤光器用于固体摄像组件用的情形时,较佳的是可见光透射率高。尤其近年来,于照相机模块中也强烈要求高画质化,为了提高摄像感度或色彩再现性,而需提高波长430 nm~460nm的短波长侧的透射率。具体而言,波长430nm~460nm的平均透射率较佳为81%以上,更佳为83%以上,尤佳为85%以上。而且,较佳的是波长461nm~580nm的平均透射率也同样地高,较佳为85%以上,更佳为88%以上,尤佳为90%以上。若各个波长范围内平均透射率在该范围内,则于用作固体摄像组件用途时,可达成优异的摄像感度与色彩再现性。
于将所述滤光器用于固体摄像组件用的情形时,较佳的是近红外波长范围的透射率低。尤其,已知波长800nm~1000nm的区域中固体摄像组件的受光感度较高,藉由降低该波长范围的透射率,可有效地进行照相机图像与人眼的视感度修正,可达成优异的色彩再现性。波长800nm~1000nm的平均透射率较佳为15%以下,进而佳为10%以下,尤佳为5%以下。若波长800nm~1000nm的平均透射率在该范围内,则可充分截止近红外线,可达成优异的色彩再现性,故较佳。
[滤光器的用途]
本发明的滤光器的视角广,具有优异的近红外线截止功能等。因此,有效用作照相机模块的CCD或CMOS影像传感器等固体摄像组件的视感度修正用。尤其有效用于数字静态照相机、移动电话用照相机、数字摄影机、个人计算机用照相机、监视照相机、汽车用照相机、电视、汽车导航系统用车载装置、行动信息终端机、视频游戏机、可携式游戏机、指纹认证系统用装置、数字音乐播放器等中。进而,也有效用作安装于汽车或建筑物等的玻璃板等上的热线截止滤波器等。
[固体摄像装置]
本发明的固体摄像装置具备本发明的滤光器。此处,所谓固体摄像装置,是指具备CCD 或CMOS影像传感器等固体摄像组件的影像传感器,具体而言为数字静态照相机、移动电话用照相机、数字摄影机等。例如,本发明的照相机模块具备本发明的滤光器。
[实施例]
以下,基于实施例对本发明加以更具体说明,但本发明不受该些实施例的任何限定。再者,“份”只要无特别说明,则是指“重量份”。另外,各物性值的测定方法及物性的评价方法如下。
<分子量>
树脂的分子量是考虑各树脂于溶剂中的溶解性等,利用下述(a)或(b)的方法进行测定。
(a)使用沃特世(WATERS)公司制造的凝胶渗透层析(GPC)装置(150C型,管柱:东曹公司制造的H型管柱,展开溶剂:邻二氯苯),测定标准聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)及数量平均分子量(Mn)。
(b)使用东曹公司制造的GPC装置(HLC-8220型,管柱:TSKgelα-M,展开溶剂:四氢呋喃(tetrahydrofuran,THF)),测定标准聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)及数量平均分子量(Mn)。
再者,关于后述树脂合成例3中合成的树脂,不进行利用上述方法的分子量的测定,而进行利用下述方法(c)的对数黏度的测定。
(c)将聚酰亚胺树脂溶液的一部分投入至无水甲醇中而使聚酰亚胺树脂析出,进行过滤而自未反应单体中分离。将于80℃下进行12小时真空干燥所得的聚酰亚胺0.1g溶解于N-甲基-2-吡咯啶酮20mL中,使用堪农-芬斯基式(Cannon-Fenske)黏度计,藉由下述式来求出 30℃的对数黏度(μ)。
μ={ln(ts/t0)}/C
t0:溶剂的流下时间
ts:稀薄高分子溶液的流下时间
C:0.5g/dL
<玻璃转移温度(Tg)>
使用SII奈米科技(SII-Nanotechnologies)股份有限公司制造的示差扫描热量计(DSC6200),于升温速度为每分钟20℃的条件下于氮气流下测定。
<分光透射率>
树脂制基板的最大吸收波长及最大吸收波长的透射率、滤光器的各波长范围的透射率、 (Xa)、(Xb)、(Za)及(Zb)是使用日立高新技术(Hitachi High-technologies)股份有限公司制造的分光亮度计(U-4100)来测定。
此处,关于自滤光器的垂直方向测定的情形的透射率,对如图1(a)般相对于滤光器1 垂直地透射的光3进行测定。另外,关于自相对于滤光器1的垂直方向成30°的角度测定的情形的反射率,对如图1(b)般以相对于滤光器1的垂直方向成30°的角度透射的光3进行测定。
再者,除测定(Xb)或(Zb)的情形外,该透射率是于光3相对于基板及滤光器1垂直地入射的条件下使用该分光亮度计2进行测定而得。于测定(Xb)或(Zb)的情形时,该透射率是于光3相对于滤光器1的垂直方向成30°的角度入射的条件下使用该分光亮度计2进行测定而得。
<近红外线吸收色素的耐旋光性评价>
使树脂制基板于室内荧光灯(照度为1000勒克斯(lux))下暴露500小时,对树脂中所含的近红外线吸收色素的耐旋光性(环境光耐性)进行评价。根据树脂制基板的吸收强度最高的波长(以下称为“λa”;于树脂制基板具有多个最大吸收时,λa为该些中吸收强度最高的波长)的荧光灯暴露前后的吸亮度变化,算出色素残存率(%)来评价耐旋光性。于荧光灯下暴露500小时后的色素残存率较佳为85%以上,进而佳为90%以上,尤佳为95%以上。
[合成例]
关于下述实施例中所用的化合物(A)、方酸菁系化合物、酞菁系化合物及花青系化合物,利用通常已知的方法来合成。通常的合成方法例如可列举:日本专利第3366697号公报、日本专利第2846091号公报、日本专利第2864475号公报、日本专利第3703869号公报、日本专利特开昭60-228448号公报、日本专利特开平1-146846号公报、日本专利特开平1-228960 号公报、日本专利第4081149号公报、日本专利特开昭63-124054号公报、“酞菁-化学与功能”(IPC、1997年)、日本专利特开2007-169315号公报、日本专利特开2009-108267号公报、日本专利特开2010-241873号公报、日本专利第3699464号公报、日本专利第4740631号公报等中记载的方法。
<树脂合成例1>
将下述式(a)所表示的8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯(以下也称为“DNM”)100份、1-己烯(分子量调节剂)18份及甲苯(开环聚合反应用溶剂)300份添加至经氮气置换的反应容器中,将该溶液加热至80℃。继而,于反应容器内的溶液中添加作为聚合触媒的三乙基铝的甲苯溶液(0.6mol/L)0.2份、甲醇改质的六氯化钨的甲苯溶液(浓度为0.025mol/L)0.9份,将该溶液于80℃下加热搅拌3小时,藉此进行开环聚合反应而获得开环聚合物溶液。该聚合反应的聚合转化率为97%。
[化15]
将如此所得的开环聚合物溶液1,000份放入至高压釜中,于该开环聚合物溶液中添加0.12 份的RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3,于氢气压为100kg/cm2、反应温度为165℃的条件下加热搅拌3 小时而进行氢化反应。将所得的反应溶液(氢化聚合物溶液)冷却后,释放氢气压。将该反应溶液注入至大量的甲醇中并将凝固物分离回收,将其干燥而获得氢化聚合物(以下也称为“树脂A”)。所得的树脂A的数量平均分子量(Mn)为32,000,重量平均分子量(Mw)为137,000,玻璃转移温度(Tg)为165℃。
<树脂合成例2>
于3L的四口烧瓶中添加2,6-二氟苄腈35.12g(0.253mol)、9,9-双(4-羟基苯基)茀87.60 g(0.250mol)、碳酸钾41.46g(0.300mol)、N,N-二甲基乙酰胺(以下也称为“DMAc”)443g及甲苯111g。继而,于四口烧瓶上安装温度计、搅拌机、带有氮气导入管的三通旋塞(three-way cock)、迪恩-斯达克(Dean-stark)管及冷凝管。继而,对烧瓶内进行氮气置换后,使所得的溶液于140℃下反应3小时,将所生成的水自迪恩-斯达克(Dean-stark)管中随时去除。于确认不到水的生成时,使温度缓缓上升至160℃为止,保持该温度而进行6小时反应。冷却至室温(25℃)为止后,利用滤纸将所生成的盐去除,将滤液投入至甲醇中进行再沈淀,藉由过滤分离来离析出过滤物(残渣)。将所得的过滤物于60℃下真空干燥一夜,获得白色粉末(以下也称为“树脂B”)(产率为95%)。所得的树脂B的数量平均分子量(Mn)为 75,000,重量平均分子量(Mw)为188,000,玻璃转移温度(Tg)为285℃。
<树脂合成例3>
于具备温度计、搅拌器、氮气导入管、带有侧管的滴液漏斗、迪恩-斯达克管及冷凝管的 500mL的五口烧瓶中,于氮气流下加入1,4-双(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯27.66g(0.08摩尔) 及4,4′-双(4-胺基苯氧基)联苯7.38g(0.02摩尔),使其溶解于γ-丁内酯68.65g及N,N-二甲基乙酰胺17.16g中。使用冰水浴将所得的溶液冷却至5℃,一面保持于该温度,一面一次性添加1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐22.62g(0.1摩尔)及作为酰亚胺化触媒的三乙胺0.50g(0.005 摩尔)。添加结束后,升温至180℃,一面随时将馏出液蒸馏去除,一面回流6小时。反应结束后,气冷至内温成为100℃为止后,添加N,N-二甲基乙酰胺143.6g进行稀释,一面搅拌一面冷却,获得固体成分浓度为20重量%的聚酰亚胺树脂溶液264.16g。将该聚酰亚胺树脂溶液的一部分注入至1L的甲醇中而使聚酰亚胺沈淀。以甲醇将过滤分离的聚酰亚胺清洗后,于 100℃的真空干燥机中干燥24小时而获得白色粉末(以下也称为“树脂C”)。对所得的树脂 C的红外(Infrared,IR)光谱进行测定,结果可见酰亚胺基所特有的1704cm-1、1770cm-1的吸收。树脂C的玻璃转移温度(Tg)为310℃,对对数黏度进行测定,结果为0.87。
<树脂合成例4>
将9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)苯基)茀9.167kg(20.90摩尔)、双酚A 4.585kg(20.084摩尔)、碳酸二苯酯9.000kg(42.01摩尔)及碳酸氢钠0.02066kg(2.459×10-4摩尔)放入至具备搅拌机及馏出装置的50L反应器中,于氮气环境下于760托(Torr)下用1小时加热至215℃并进行搅拌。其后,用15分钟将减压度调整为150Torr,于215℃、150Torr的条件下保持20分钟,进行酯交换反应。进而,以37.5℃/Hr的速度升温至240℃为止,于240℃、150Torr下保持10分钟后,用10分钟调整至120Torr,于240℃、120Torr下保持70分钟后,进而用10 分钟调整至100Torr,于240℃、100Torr下保持10分钟。其后,用40分钟调整为1Torr以下,于240℃、1Torr以下的条件下搅拌10分钟来进行聚合反应。反应结束后,于反应器内导入氮气而成为加压状态,将所生成的聚碳酸酯树脂(以下也称为“树脂D”)一面颗粒化一面抽出。所得的树脂D的重量平均分子量为41,000,玻璃转移温度(Tg)为152℃。
<树脂合成例5>
于反应器中添加9,9-双{4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二甲基苯基}茀0.8摩尔、乙二醇2.2摩尔及间苯二甲酸二甲酯1.0摩尔,一面搅拌一面缓缓加热熔融而进行酯交换反应。继而,添加氧化锗20×10-4摩尔,一面缓缓进行升温及减压直至达到290℃、1Torr以下为止一面去除乙二醇。其后,将内容物自反应器中取出,获得聚酯树脂(以下也称为“树脂E”)的颗粒。所得的树脂E的数量平均分子量为40,000,玻璃转移温度为145℃。
<树脂合成例6>
于具备温度计、冷凝管、气体导入管及搅拌机的反应器中,添加4,4′-双(2,3,4,5,6-五氟苯甲酰基)二苯基醚(BPDE)16.74份、9,9-双(4-羟基苯基)茀(HF)10.5份、碳酸钾4.34份及 DMAc 90份。将该混合物加温至80℃,反应8小时。反应结束后,一面利用掺合机(blender) 剧烈搅拌反应溶液,一面添加至1%乙酸水溶液中。将析出的反应物过滤分离,以蒸馏水及甲醇进行清洗后,进行减压干燥,获得氟化聚醚酮(以下也称为“树脂F”)。所得的树脂F 的数量平均分子量为71000,玻璃转移温度(Tg)为242℃。
[实施例1]
于容器中添加树脂合成例1中所得的树脂A 100重量份、作为化合物(A)的上述表1中记载的化合物(a-12)(二氯甲烷(dichloromethane)中的最大吸收波长为736nm)0.06重量份、及二氯甲烷(methylene chloride)而获得树脂浓度为20重量%的溶液。继而,将所得的溶液浇铸至平滑的玻璃板上,于20℃下干燥8小时后,自玻璃板上剥离。将所剥离的涂膜进一步于减压下、于100℃下干燥8小时,获得厚度为0.1mm、纵长为60mm、横长为60mm 的基板。
对该基板的分光透射率进行测定,求出树脂制基板的最大吸收波长、最大吸收波长下的透射率及耐旋光性试验后的色素残存率,结果分别为736nm、2%及100%。将结果示于表2 中。
继而,于所得的基板的单面上于蒸镀温度100℃下形成反射近红外线的多层蒸镀膜[二氧化硅(SiO2;膜厚83nm~199nm)层与氧化钛(TiO2;膜厚101nm~125nm)层交替积层而成,积层数为20],进而于基板的另一面上于蒸镀温度100℃下形成反射近红外线的多层蒸镀膜[二氧化硅(SiO2;膜厚77nm~189nm)层与氧化钛(TiO2;膜厚84nm~118nm)层交替积层而成,积层数为26],获得厚度为0.105mm的滤光器。对该滤光器的分光透射率进行测定,评价各波长范围的光学特性。
波长430nm~460nm的透射率的平均值为87%,波长461nm~580nm的透射率的平均值为91%,波长800nm~1000nm的透射率的平均值为1%以下,绝对值|Xa-Xb|为5nm、 |Za-Zb|为12nm。将结果示于表2中。
[实施例2]~[实施例17]及[比较例1]~[比较例5]
于实施例1中,采用表2所示的透明树脂、近红外线吸收色素、溶剂、及膜干燥条件,除此以外,与实施例1同样地制造厚度为0.105mm的滤光器。将评价结果示于表2中。再者,于表2中,树脂的添加份数均为100重量份,且树脂溶液的浓度均为20重量%。而且,实施例及比较例中使用的各种化合物如下。
<透明树脂>
树脂A:环状烯烃系树脂(树脂合成例1)
树脂B:芳香族聚醚系树脂(树脂合成例2)
树脂C:聚酰亚胺系树脂(树脂合成例3)
树脂D:茀聚碳酸酯系树脂(树脂合成例4)
树脂E:茀聚酯系树脂(树脂合成例5)
树脂F:氟化聚醚酮(树脂合成例6)
树脂G:环状烯烃系树脂“瑞诺(Zeonor)1420R”(日本瑞翁(Zeon Japan)(股)制造)
树脂H:环状烯烃系树脂“奥佩尔(APEL)#6015”(三井化学(股)制造)
树脂I:聚碳酸酯系树脂“比艾斯(Pureace)”(帝人(股)制造)
树脂J:聚醚砜系树脂“斯密莱特(Sumilite)FS-1300”
(住友贝克莱特(Sumitomo Bakelite)(股)制造)
树脂K:耐热丙烯酸系树脂“亚克力瓦(Acryviewa)”(日本触媒(股)制造)
<近红外线吸收色素>
《化合物(A)》
化合物(a-8):上述表1中记载的化合物(a-8)(二氯甲烷中的最大吸收波长为735nm)
化合物(a-11):上述表1中记载的化合物(a-11)(二氯甲烷中的最大吸收波长为707nm)
化合物(a-12):上述表1中记载的化合物(a-12)(二氯甲烷中的最大吸收波长为736nm)
《近红外线吸收色素(X)》
化合物(X-1):下述式(X-1)所表示的方酸菁系化合物(二氯甲烷中的最大吸收波长为670nm)
[化16]
化合物(X-2):下述式(X-2)所表示的方酸菁系化合物(二氯甲烷中的最大吸收波长为698nm)
[化17]
化合物(X-3):下述式(X-3)所表示的花青系化合物(二氯甲烷中的最大吸收波长为 681nm)
[化18]
化合物(X-4):下述式(X-4)所表示的酞菁系化合物(二氯甲烷中的最大吸收波长为 698nm)
[化19]
化合物(X-5):下述式(X-5)所表示的酞菁系化合物(二氯甲烷中的最大吸收波长为 733nm)
[化20]
化合物(X-6):下述式(X-6)所表示的花青系化合物(二氯甲烷中的最大吸收波长为 760nm)
[化21]
化合物(X-7):下述式(X-7)所表示的酞菁系化合物(二氯甲烷中的最大吸收波长为 681nm)
[化22]
<溶剂>
溶剂(1):二氯甲烷
溶剂(2):N,N-二甲基乙酰胺
溶剂(3):乙酸乙酯/甲苯(重量比:5/5)
溶剂(4):环己烷/二甲苯(重量比:7/3)
溶剂(5):环己烷/二氯甲烷(重量比:99/1)
溶剂(6):N-甲基-2-吡咯啶酮
表2中实施例及比较例的膜干燥条件如下。再者,于减压干燥前将涂膜自玻璃板上剥离。
<膜干燥条件>
条件(1):20℃/8hr→减压下、100℃/8hr
条件(2):60℃/8hr→80℃/8hr→减压下、140℃/8hr
条件(3):60℃/8hr→80℃/8hr→减压下、100℃/24hr
条件(4):40℃/4hr→60℃/4hr→减压下、100℃/8hr
[产业上的可利用性]
本发明的滤光器可较佳地用于数字静态照相机、移动电话用照相机、数字摄影机、个人计算机用照相机、监视照相机、汽车用照相机、电视、汽车导航系统用车载装置、行动信息终端机、视频游戏机、可携式游戏机、指纹认证系统用装置、数字音乐播放器等中。进而,也可较佳地用作安装于汽车或建筑物等的玻璃板等上的热线截止滤波器等。
Claims (7)
1.一种滤光器,其特征在于具有:
透明树脂制基板,含有下述式(I)所表示的化合物(A);以及
近红外线反射膜,形成于所述基板的至少一个面上,
[化1]
式(I)中,M表示2个氢原子、2个一价的金属原子、二价的金属原子、或者包含三价或四价的金属原子的经取代的金属原子;多个Ra独立地表示具有取代基L的碳数1~10的烷基、具有取代基L的碳数1~6的经氟取代的烷基、具有取代基L的环戊基或具有取代基L的环己基,所述取代基L选自由碳数1~12的脂肪族烃基、碳数1~12的经卤素取代的烷基、碳数3~14的脂环式烃基、碳数6~14的芳香族烃基、碳数3~14的杂环基、及碳数1~12的烷氧基所组成的组群中的至少一种,多个Rb独立地表示氢原子、卤素原子、L1或-SO2-L2;
L1表示下述La、Lb或Lc,L2表示下述La、Lb、Lc、Ld或Le;
(La)碳数1~12的脂肪族烃基;
(Lb)碳数1~12的经卤素取代的烷基;
(Lc)碳数3~14的脂环式烃基;
(Ld)碳数6~14的芳香族烃基;
(Le)碳数3~14的杂环基;
所述La~Le也可还具有选自由碳数1~12的脂肪族烃基、碳数1~12的经卤素取代的烷基、碳数3~14的脂环式烃基、碳数6~14的芳香族烃基、碳数3~14的杂环基、及碳数1~12的烷氧基所组成的组群中的至少一种所述取代基L,
所述式(I)所表示的化合物(A)的最大吸收在波长700nm~800nm,
在波长560nm~800nm的区域内自所述滤光器的垂直方向测定时的透射率成为10%的波长的值(Za)、与自相对于所述滤光器膜的垂直方向成30°的角度测定时的透射率成为10%的波长的值(Zb)的差的绝对值为18nm以下。
2.根据权利要求1所述的滤光器,其中
所述式(I)中,M为属于元素周期表第4族~第12族且第4周期~第5周期的二价过渡金属、三价或四价的金属卤化物或者四价的金属氧化物;Ra独立地为碳数1~10的烷基、碳数1~6的经氟取代的烷基、环戊基或环己基;
Rb独立地为氢原子、氟原子、碳数1~10的烷基、环戊基、环己基或-SO2-L2;
L2为碳数1~6的烷基、碳数6~12的芳香族烃基或碳数3~6的杂环基。
3.根据权利要求1或2所述的滤光器,其中构成所述透明树脂制基板的透明树脂为选自由环状烯烃系树脂、芳香族聚醚系树脂、聚酰亚胺系树脂、茀聚碳酸酯系树脂、茀聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚芳酯系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚对苯系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚萘二甲酸乙二酯系树脂、氟化芳香族聚合物系树脂、(改质)丙烯酸系树脂、环氧系树脂、烯丙酯系树脂及倍半硅氧烷系树脂所组成的组群中的至少一种树脂。
4.根据权利要求1或2所述的滤光器,其中所述近红外线反射膜形成于所述基板的两面上。
5.根据权利要求1或2所述的滤光器,其为固体摄像装置用。
6.一种固体摄像装置,具备根据权利要求1至5中任一项所述的滤光器。
7.一种照相机模块,具备根据权利要求1至5中任一项所述的滤光器。
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