CN116648644A - 光学滤光片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学滤光片，该光学滤光片具备包含含有吸收近红外光的色素的树脂膜的基材、以及限制近红外光的透射的第1薄膜层叠结构体和第2薄膜层叠结构体，其中，所述第1薄膜层叠结构体包含至少2个电介质多层膜、且作为最外层层叠于所述基材的一个主面侧，所述第2薄膜层叠结构体包含至少1个电介质多层膜、且作为最外层层叠于所述基材的另一个主面侧，所述第1薄膜层叠结构体满足特定光学特性(i‑1A)和(i‑1B)，所述第2薄膜层叠结构体满足特定光学特性(i‑2A)。

Description

光学滤光片

技术领域

本发明涉及光学滤光片。

背景技术

使用固体撮像元件的撮像装置中，为了良好地再现色调而获得鲜明的图像，会采用透射可见区域的光(以下也称为“可见光”)而遮挡近红外波长区域的光(以下也称为“近红外光”)的光学滤光片。

作为这种光学滤光片，可例举在透明基板的单面或两面上交替层叠折射率不同的电介质薄膜(电介质多层膜)并利用光的干渉来反射想要遮蔽的光的反射型滤光片等各种方式。

遮挡近红外光的光学滤光片需要对750～1200nm的宽波长区域进行遮光，但是在技术上难以用1种多层膜来网罗该滤光片。于是，已知将具有不同近红外光反射区域的多个电介质多层膜组合使用(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2007-183525号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

已知在电介质多层膜中，随着多层膜的层叠数的变化，各层界面的反射光所引起的干渉会导致透射率急剧变化，产生所谓的纹波，光的入射角度越大，其越容易强烈产生。

像上述专利文献1所述的光学滤光片那样，为了对近红外光区域进行宽范围遮光而将电介质多层膜复合时，可见光区域的纹波可能不仅未被消除，反倒放大。

此外，构成薄膜层叠结构体的电介质多层膜可能有入射角依赖性，即光的入射角度越大，光的透射特性越移向短波长侧。因此在多层膜的透射率急剧变化的与可见光区域的边界附近的近红外光区域，高入射角条件下的反射特性有下降之虞。

本发明的目的在于，提供一种具有对可见光的高透射性和对近红外光的高遮蔽性、且即使在高入射角下也能够抑制可见光区域的纹波产生和近红外光区域的遮蔽性下降的光学滤光片。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明采用使近红外光反射区域位移以消除可见光区域的纹波的、2个以上多层膜复合而成的薄膜层叠结构体。但是，在这种结构体中，各多层膜的近红外光反射区域的重叠处会产生间隙，容易发生漏光，其由于电介质多层膜的入射角依赖性而在高入射角下特别容易产生。于是，发明人发现，通过进一步具备对发生漏光的波长区域的光进行反射的薄膜层叠结构体且采用吸收该波长区域的光的色素，可以解决上述问题。

即，本发明提供具有以下构成的光学滤光片。

〔1〕一种光学滤光片，该光学滤光片具备：

基材、以及

限制近红外波长区域内的光的透射的第1薄膜层叠结构体和第2薄膜层叠结构体，

其中，所述基材包含含有吸收近红外波长区域内的光的色素的树脂膜，

所述第1薄膜层叠结构体包含至少2个电介质多层膜、且作为最外层层叠于所述基材的一个主面侧，

所述第2薄膜层叠结构体包含至少1个电介质多层膜、且作为最外层层叠于所述基材的另一个主面侧，

所述第1薄膜层叠结构体满足下述光学特性(i-1A)和(i-1B)，

所述第2薄膜层叠结构体满足下述光学特性(i-2A)：

(i-1A)入射角度40°下波长850nm～950nm下的最大透射率在5％以上；

(i-1B)入射角度40°下波长450nm～600nm下的最大反射率在8％以下；

(i-2A)入射角度40°下波长850nm～950nm下的平均反射率为25％～60％。

〔2〕如〔1〕所述的光学滤光片，其中，所述树脂膜满足下述光学特性(ii-1)～(ii-3)的全部：

(ii-1)入射角度0°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率为60～90％；

(ii-2)入射角度30°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率为60～90％；

(ii-3)入射角度40°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率为60～90％。

〔3〕如〔1〕或〔2〕所述的光学滤光片，其中，所述树脂膜进一步满足下述光学特性(ii-4)：

(ii-4)入射角度30°下波长660nm～730nm下的平均内部透射率在10％以下。

〔4〕如〔1〕～〔3〕中任一项所述的光学滤光片，其中，所述第2薄膜层叠结构体层叠于所述树脂膜表面。

〔5〕如〔1〕～〔4〕中任一项所述的光学滤光片，其中，所述树脂膜进一步满足下述光学特性(ii-5)：

(ii-5)入射角度0°下波长450～600nm下的平均内部透射率在70％以上。

〔6〕如〔1〕～〔5〕中任一项所述的光学滤光片，其中，所述第2薄膜层叠结构体具有TiO₂与SiO₂交替层叠而成的电介质多层膜，且下式所表示的膜比率在0.50以上：

膜比率(物理膜厚)＝SiO₂的总物理膜厚/(TiO₂的总物理膜厚+SiO₂的总物理膜厚)。

〔7〕如〔1〕～〔6〕中任一项所述的光学滤光片，其包含聚酰亚胺类树脂。

〔8〕如〔1〕～〔7〕中任一项所述的光学滤光片，其满足下述光学特性(iii-1)～(iii-5)的全部：

(iii-1)入射角度0°下波长400～600nm下的平均透射率在70％以上；

(iii-2)入射角度40°下波长450～600nm下的平均反射率在5％以下；

(iii-3)入射角度5°下波长450～600nm下的平均反射率在3％以下；

(iii-4)入射角度40°下波长700～900nm下的最大透射率在15％以下；

(iii-5)入射角度40°下波长1000～1100nm下的平均透射率在5％以下。

发明效果

根据本发明，能够提供一种具有对可见光的高透射性和对近红外光的高遮蔽性、且即使在高入射角下也能够抑制可见光区域的纹波产生和近红外光区域的遮蔽性下降的光学滤光片。

附图说明

图1所示为一个实施方式的光学滤光片的一个示例的示意性剖视图。

图2所示为一个实施方式的光学滤光片的一个示例的示意性剖视图。

图3所示为一个实施方式的光学滤光片的一个示例的示意性剖视图。

图4所示为第1薄膜层叠结构体1-4的分光透射率曲线。

图5所示为第1薄膜层叠结构体1-4的分光反射率曲线。

图6所示为第1薄膜层叠结构体1-5的分光透射率曲线。

图7所示为第1薄膜层叠结构体1-5的分光反射率曲线。

图8所示为第2薄膜层叠结构体2-1的分光透射率曲线。

图9所示为第2薄膜层叠结构体2-1的分光反射率曲线。

图10所示为第2薄膜层叠结构体2-2的分光透射率曲线。

图11所示为第2薄膜层叠结构体2-2的分光反射率曲线。

图12所示为例3-1的光学滤光片的分光透射率曲线。

图13所示为例3-2的光学滤光片的分光透射率曲线。

图14所示为例3-3的光学滤光片的分光透射率曲线。

图15所示为例3-4的光学滤光片的分光透射率曲线。

图16所示为例3-5的光学滤光片的分光透射率曲线。

图17所示为例3-6的光学滤光片的分光透射率曲线。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明。

本说明书中，有时也将近红外线吸收色素缩写为“NIR色素”。

本说明书中，将式(I)所示的化合物称为化合物(I)。其他式所表示的化合物也同样。由化合物(I)构成的色素也称为色素(I)，对其他色素也同样。此外，也将式(I)所表示的基团记为基团(I)，对其他式所表示的基团也同样。

本说明书中，“限制光的透射”是指在规定波长的光以入射角0度(垂直入射)入射的情况下光的透射率小于5％。

本说明书中，内部透射率是指{实测透射率/(100-反射率)}×100的公式所表示的从实测透射率中减去界面反射的影响所获得的透射率。

本说明书中，基材的透射率、包括树脂中含有色素的情况下的树脂膜的透射率即使在记载为“透射率”时也均为“内部透射率”。而具有电介质多层膜的光学滤光片的透射率为实测透射率。

本说明书中，对于特定波长区域而言透射率在例如90％以上是指，整个该波长区域的透射率不小于90％，即该波长区域的最小透射率在90％以上。同样，对于特定波长区域而言透射率在例如1％以下是指，整个该波长区域的透射率不大于1％，即该波长区域的最大透射率在1％以下。内部透射率也相同。特定波长区域的平均透射率和平均内部透射率为该波长区域的每1nm的透射率和内部透射率的相加平均。

光学特性可以使用紫外可见分光光度计测定。

本说明书中，表示数值范围的“～”包含上下限。

＜光学滤光片＞

本发明的光学滤光片具备基材、以及限制近红外波长区域内的光的透射的2个薄膜层叠结构体。基材包含含有吸收近红外波长区域内的光的色素的树脂膜。第1薄膜层叠结构体包含至少2个电介质多层膜、且作为最外层层叠于基材的一个主面侧，第2薄膜层叠结构体包含至少1个电介质多层膜、且作为最外层层叠于基材的另一个主面侧。即本发明的光学滤光片包含至少3个电介质多层膜。第1薄膜层叠结构体和第2薄膜层叠结构体分别满足后述的特定光学特性。

第1薄膜层叠结构体为2个以上的电介质多层膜的复合体，其使得近红外光反射区域位移，以使各多层膜的可见光区域的纹波消除。另一方面，第1薄膜层叠结构体在规定的近红外波长区域、具体是850nm～950nm的波长区域内发生漏光。通过利用第2薄膜层叠结构体的反射特性和树脂膜中所包含的色素的吸收特性遮挡该漏光，从而实现光学滤光片整体的可见光的高透射性、近红外光的高遮蔽性、可见光区域的纹波减少。此外，由于色素能够无入射角依赖性地发挥吸收特性，因此通过采用吸收近红外光的色素，能够通过色素来弥补多层膜的入射角依赖性所导致的近红外光区域的遮蔽性下降。

使用附图对本滤光片的构成例进行说明。图1～3所示为一个实施方式的光学滤光片的一个示例的示意性剖视图。

图1所示的光学滤光片1在基材10的一个主面侧具有第1薄膜层叠结构体31，在另一个主面侧具有第2薄膜层叠结构体32。图1中，第1薄膜层叠结构体31具有电介质多层膜31A和电介质多层膜31B。此外，基材10还具有支持体11和层叠于支持体的一个主面侧的树脂膜12。

图2所示的光学滤光片1为基材10不具有支持体而由树脂膜12构成的示例。

图3所示的光学滤光片1为第1薄膜层叠结构体31具有电介质多层膜31A、电介质多层膜31B和电介质多层膜31C的示例。

＜薄膜层叠结构体＞

本发明的光学滤光片具有限制近红外波长区域内的光的透射的第1薄膜层叠结构体和第2薄膜层叠结构体，各薄膜层叠结构体分别作为最外层层叠于基材的两个主面侧。

第1薄膜层叠结构体为具有至少2个电介质多层膜的复合体。

第1薄膜层叠结构体满足下述光学特性(i-1A)和(i-1B)。

(i-1A)入射角度40°下波长850nm～950nm下的最大透射率T_{850-950(40deg)MAX}在5％以上

(i-1B)入射角度40°下波长450nm～600nm下的最大反射率R_{450-600(40deg)MAX}在8％以下

第1薄膜层叠结构体设计为使近红外光反射区域位移以消除2个以上的电介质多层膜的可见光区域的纹波，其结果为，近红外波长区域发生漏光。光学特性(i-1A)表示发生漏光的波长区域和允许漏光的程度。T_{850-950(40deg)MAX}更优选在6％以上，此外，优选在30％以下，更优选在20％以下。

满足光学特性(i-1B)表示可见光区域的反射特性低。籍此在可见光区域显示出良好的透射性。R_{450-600(40deg)MAX}更优选在7％以下。

第1薄膜层叠结构体进一步优选满足下述光学特性(i-1C)。

(i-1C)入射角度40°下波长1000nm～1100nm下的平均反射率R_{1000-1100(40deg)AVE}在95％以上

满足光学特性(i-1C)表示近红外光区域中特别是1000nm～1100nm的光的遮蔽性优异。

第2薄膜层叠结构体包含至少1个电介质多层膜。

第2薄膜层叠结构体满足下述光学特性(i-2A)。

(i-2A)入射角度40°下波长850nm～950nm下的平均反射率R_{850-950(40deg)AVE}为25％～60％

满足光学特性(i-2A)表示能够通过第2薄膜层叠结构体的反射特性来遮挡因第1薄膜层叠结构体的漏光而无法遮挡的光。R_{850-950(40deg)AVE}在25％以上则能够有效遮蔽第1薄膜层叠结构体所发生的漏光，而R_{850-950(40deg)AVE}在60％以下则能够抑制电介质多层膜的物理膜厚变得过厚。R_{850-950(40deg)AVE}优选为30％～55％。

第2薄膜层叠结构体进一步优选满足下述光学特性(i-2B)。

(i-2B)入射角度0°下波长450nm～600nm下的平均透射率T_{450-600(0deg)AVE}在80％以上

光学特性满足(i-2B)表示作为光学滤光片可以获得高可见光透射率。T_{450-600(0deg)AVE}优选在90％以上。

第2薄膜层叠结构体进一步优选满足下述光学特性(i-2C)。

(i-2C)入射角度40°下波长1000nm～1100nm下的平均反射率R_{1000-1100(40deg)AVE}为25％～60％

满足光学特性(i-2C)表示近红外光区域中特别是1000nm～1100nm的光的遮蔽性优异。

第1薄膜层叠结构体和第2薄膜层叠结构体的构成通过电介质多层膜来限制所需波长范围的透射。电介质多层膜为从低折射率电介质膜(低折射率膜)、中折射率电介质膜(中折射率膜)和高折射率电介质膜(高折射率膜)中选择并交替层叠而得的具有光学功能的膜。通过设计，能够实现利用光的干涉来透射特定波长区域的光或控制光的透射限制的功能。另外，低折射率、高折射率、中折射率是指相对于相邻层的折射率具有高折射率和低折射率、及其中间折射率。

高折射率膜为波长500nm下的折射率优选1.9以上、更优选1.9～2.6的膜。作为高折射率膜的材料，可例举Ta₂O₅、TiO₂、Nb₂O₅。其中，从成膜性、折射率等的再现性、稳定性等方面考虑，优选TiO₂。

中折射率膜为波长500nm下的折射率优选1.5～2.1、更优选1.8～2.0的膜。作为中折射率膜的材料，可例举Al₂O₃、Y₂O₃、ZrO₂。其中，从稳定性等方面考虑，优选Al₂O₃、ZrO₂、或包含这2种材料的混合材料。

低折射率膜为波长500nm下的折射率优选1.8以下、更优选1.3～1.6的膜。作为低折射率膜的材料，可例举SiO₂、MgF₂、SiO_xN_y等。从成膜性的再现性、稳定性、经济性等方面考虑，优选SiO₂。

第2薄膜层叠结构体为TiO₂和SiO₂交替层叠而成的多层膜，下式所表示的膜比率优选在0.50以上。

膜比率(物理膜厚)＝SiO₂的总物理膜厚/(TiO₂的总物理膜厚+SiO₂的总物理膜厚)。

通过该构成，能够获得第2薄膜层叠结构体的波长850～950nm的反射特性，具体是入射角度40°下反射率达到25～60％的特性。膜比率更优选在0.55以上，进一步优选0.60～0.70。另外，物理膜厚可以通过触针式表面形状测定器(Dektak150，真空株式会社(株式会社アルバック社)制)测定。

在薄膜层叠结构体由不同折射率的薄膜交替层叠而构成的情况下，其层数取决于电介质多层膜所具有的光学特性，但是作为薄膜的合计层叠数优选50～150层。若合计层叠数在50层以上，则波长800nm～1000nm的阻止性能充分。而若合计层叠数在150层以下，则制作光学滤光片时的节拍时间不长，电介质多层膜所导致的光学滤光片的翘曲等不易发生，因此优选。

进而，第1薄膜层叠结构体的合计层叠数从获得近红外线的高遮光性能的观点考虑优选为20～150，优选为20～50。第2薄膜层叠结构体的合计层叠数从量产性的观点考虑优选在50以下，更优选小于20。

作为薄膜层叠结构体的物理膜厚，在满足上述优选层叠数的前提下，从光学滤光片的薄型化的观点考虑，以薄为优选。

作为第1薄膜层叠结构体的物理膜厚，从获得所需光学特性的观点考虑，优选在3μm以上，而从抑制光学滤光片的翘曲的观点考虑，优选在15μm以下。作为第2薄膜层叠结构体的膜厚，从抑制树脂层的褶皱产生的观点考虑，优选小于3μm，更优选小于2.5μm。

第1薄膜层叠结构体、第2薄膜层叠结构体可以层叠于基材的任一主面，但是第2薄膜层叠结构体优选层叠于基材的树脂膜表面。电介质多层膜少的第2薄膜层叠结构体比第1薄膜层叠结构体的层叠数更小。与薄膜层叠结构体相接的树脂膜随着薄膜的层叠数变多而受到更强的应力。来自薄膜层叠结构体的应力强时，回流等组装工序中的热会导致树脂软化时树脂膜产生褶皱，外观品质出现问题。通过将层叠数小的膜层叠结构体层叠于树脂膜表面，树脂膜所受应力减小，可抑制褶皱的产生，因而优选。

薄膜层叠结构体在其形成时，例如可以使用IAD(离子辅助沉积)蒸镀法、CVD法、溅射法、真空蒸镀法等干式成膜工艺或喷雾法、浸渍法等湿式成膜工艺等。

＜基材＞

本发明的光学滤光片中，基材具有包含吸收近红外波长区域内的光的色素(IR)和树脂的树脂膜。利用色素(IR)的吸收特性，能够遮挡第1薄膜层叠结构体处所发生的近红外波长区域的漏光。此外，利用色素(IR)的吸收特性，能够由色素来弥补多层膜的入射角依赖性所导致的近红外光区域的遮蔽性下降。

树脂膜优选满足下述光学特性(ii-1)～(ii-3)的全部。

(ii-1)入射角度0°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率T_{850-950(0deg)AVE}为60～90％

(ii-2)入射角度30°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率T_{850-950(30deg)AVE}为60～90％

(ii-3)入射角度40°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率T_{850-950(40deg)AVE}为60～90％

满足光学特性(ii-1)～(ii-3)表示在第1薄膜层叠结构体处发生漏光的入射角条件下和波长区域中仍然能够利用色素(IR)的吸收特性来进行遮光。

T_{850-950(0deg)AVE}更优选为70～90％。

T_{850-950(30deg)AVE}更优选为70～90％。

T_{850-950(40deg)AVE}更优选为70～90％。

树脂膜优选进一步满足下述光学特性(ii-4)。

(ii-4)入射角度30°下波长660nm～730nm下的平均内部透射率T_{660-730(30deg)AVE}在10％以下

波长660nm～730nm是近红外光区域中接近与可见光区域的边界的、因电介质多层膜的入射角依赖性所引起的高入射角下反射特性的下降(斜入射位移)容易发生的区域。满足光学特性(ii-4)表示能够利用色素的吸收特性来遮挡无法被电介质多层膜完全反射的近红外光。T_{660-730(30deg)AVE}更优选在20％以下。

树脂膜优选进一步满足下述光学特性(ii-5)。

(ii-5)入射角度0°下波长450～600nm下的平均内部透射率T_{450-600(0deg)AVE}在70％以上

满足光学特性(ii-5)表示树脂膜具有高可见光透射性。T_{450-600(0deg)AVE}更优选在60％以上。

作为吸收近红外波长区域内的光的色素(IR)，优选构成树脂膜的树脂中在570～950nm具有最大吸收波长的色素。采用这样的色素能够有效遮挡近红外光。

作为色素(IR)，可列举方酸菁色素、花青色素、酞菁色素、萘酞菁色素、二硫醇金属络合物色素、偶氮色素、聚甲炔色素、苯酞色素、萘醌色素、蒽醌色素、靛酚色素、吡喃鎓色素、硫代吡喃鎓色素、克酮酸色素、四脱氢胆碱色素、三苯甲烷色素、亚胺色素和二亚胺色素等。

其中，从分光特性的观点考虑，优选方酸菁色素、花青色素，从耐久性的观点考虑，优选酞菁色素。

此外，作为色素(IR)，可以由1种化合物构成，也可以包含2种以上的化合物。

树脂膜中NIR色素(IR)的含量相对于树脂100质量份优选为0.1～30质量份，更优选为0.1～15质量份。另外，在将2种以上的化合物组合的情况下，上述含量为各化合物的总和。

在不损害本发明效果的范围内，树脂膜还可以含有其他色素，例如紫外光吸收色素。

作为紫外光吸收色素，可列举噁唑色素、部花青色素、花青色素、萘酰亚胺色素、噁二唑色素、噁嗪色素、噁唑烷色素、萘二甲酸色素、苯乙烯基色素、蒽色素、环状羰基色素、三唑色素等。其中，特别优选部花青色素。

本滤光片的基材可以是单层结构，也可以是多层结构。此外作为基材的材质，只要是透射可见光的透明性材料即可，可以是有机材料也可以是无机材料，没有特别限定。

在基材为单层结构的情况下，优选由包含树脂和NIR色素(IR)的树脂膜构成的树脂基材。

在基材为多层结构的情况下，优选支持体的至少一个主面上层叠含有NIR色素(IR)的树脂膜而成的复合基材。此时支持体优选由透明树脂或透明性无机材料构成。

作为树脂，只要是透明树脂就没有特别限定，可以使用选自聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、烯硫醇树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚对苯撑树脂、聚芳醚氧化膦树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、环状烯烃树脂、聚氨酯树脂和聚苯乙烯树脂等的1种以上的透明树脂。这些树脂可以单独使用1种，也可以2种以上混合使用。

其中，从色素的溶解性优异的方面、UV侧的吸收少的方面、玻璃化温度(Tg)高的方面、与支持体或电介质多层膜的密合性优异的方面考虑，优选聚酰亚胺树脂。

在使用多个化合物作为NIR色素(IR)或其他色素的情况下，这些化合物可以包含在相同树脂膜中，也可以分别包含在不同树脂膜中。

作为透明性无机材料，优选玻璃或结晶材料。

作为能够用于支持体的玻璃，可列举氟磷酸盐类玻璃或磷酸盐类玻璃等含铜离子的吸收型玻璃(近红外线吸收玻璃)、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃、石英玻璃等。

作为玻璃，从能够吸收红外光(特别是900～1200nm)的观点考虑，优选磷酸盐类玻璃、氟磷酸盐类玻璃。另外，“磷酸盐类玻璃”还包含玻璃骨架的一部分由SiO₂构成的硅磷酸盐玻璃。

作为玻璃，可以使用化学强化玻璃，其通过在玻璃化温度以下的温度下由离子交换将存在于玻璃板主面的离子半径小的碱金属离子(例如Li离子、Na离子)交换为离子半径大的碱金属离子(例如对Li离子交换Na离子或K离子，对Na离子交换K离子)而得。

作为能够用于支持体的结晶材料，可列举水晶、铌酸锂、蓝宝石等多折射性结晶。

作为支持体，从光学特性、机械特性等长期可靠性所涉及的形状稳定性的观点，以及从制造滤光片时的操作性等考虑，优选无机材料，特别优选玻璃、蓝宝石。

树脂膜可通过将色素(IR)、树脂或树脂的原料成分、和根据需要而掺合的各成分溶解或分散于溶剂中以配制涂布液、再将其涂布于支持体经干燥进而根据需要使其固化来形成。上述支持体可以是本滤光片中所包含的支持体，也可以是仅在形成树脂膜时所使用的剥离性的支持体。此外，溶剂只要是能够稳定分散的分散剂或能够溶解的溶剂即可。

此外，涂布液可以包含用于改善微小的泡所导致的孔隙、异物等的附着所导致的凹陷、干燥工序中的小洞等的表面活性剂。进一步，涂布液的涂布可以使用例如浸涂法、模涂法或旋涂法等。通过将上述涂布液涂布于支持体上后使其干燥来形成树脂膜。此外，在涂布液含有透明树脂的原料成分的情况下，进一步进行热固化、光固化等固化处理。

此外，树脂膜还可以通过挤出成形来制造成膜状。在基材为由包含色素(IR)的树脂膜构成的单层结构(树脂基材)的情况下，树脂膜可以直接用作基材。在基材为具有支持体和层叠于支持体的至少一个主面上且包含色素(IR)的树脂膜的多层结构(复合基材)的情况下，可以通过将该膜层叠于支持体上并通过热压接等使其一体化来制造基材。

树脂膜在光学滤光片中可以有1层，也可以有2层以上。在具有2层以上的情况下，各层可以是相同构成也可以不同。

树脂膜的厚度在基材为由包含色素(IR)的树脂膜构成的单层结构(树脂基材)的情况下优选为20～150μm。

在基材为具有支持体和层叠于支持体的至少一个主面上且含有色素(IR)的树脂膜的多层结构(复合基材)的情况下，树脂膜的厚度优选为0.3～20μm。另外，在光学滤光片具有2层以上的树脂膜的情况下，各树脂膜的总厚度优选在上述范围内。

基材的形状没有特别限定，可以是块状、板状、膜状。

此外，基材的厚度从降低电介质多层膜成膜时的翘曲、光学元件低高度化的观点考虑优选300μm以下，在基材为由树脂膜构成的树脂基材的情况下，其优选为50～300μm，在基材为具备支持体和树脂膜的复合基材的情况下，其优选为50～300μm。

＜光学滤光片(光学特性)＞

上述构成的本发明的光学滤光片优选满足下述光学特性(iii-1)～(iii-5)的全部。

(iii-1)入射角度0°下波长400～600nm下的平均透射率T_{400-600(0deg)AVE}在70％以上

(iii-2)入射角度40°下波长450～600nm下的平均反射率R_{450-600(40deg)AVE}在5％以下

(iii-3)入射角度5°下波长450～600nm下的平均反射率R_{450-600(5deg)AVE}在3％以下

(iii-4)入射角度40°下波长700～900nm下的最大透射率T_{700-900(40deg)MAX}在15％以下

(iii-5)入射角度40°下波长1000～1100nm下的平均透射率T_{1000-1100(40deg)AVE}在5％以下

满足光学特性(iii-1)～(iii-5)的全部的本发明的光学滤光片是具有可见光的高透射性和近红外光的高遮蔽性且即使在高入射角下可见光区域的纹波也得以抑制的光学滤光片。

满足光学特性(iii-1)表示波长400～600nm的可见光区域的透射性优异。T_{400-600(0deg)AVE}优选在72％以上。

满足光学特性(iii-2)表示在波长450～600nm的可见光区域内纹波小。R_{450-600(40deg)AVE}优选在4％以下。

满足光学特性(iii-3)表示在可见光区域内纹波小。R_{450-600(5deg)AVE}优选在2.5％以下。

满足光学特性(iii-4)表示即使在高入射角下700～900nm的近红外光区域的遮蔽性仍然优异。T_{700-900(40deg)MAX}优选在14％以下。

满足光学特性(iii-5)表示即使在高入射角下1000～1100nm的近红外光区域的遮蔽性仍然优异。T_{1000-1100(40deg)AVE}优选在4.5％以下。

本发明的光学滤光片优选进一步满足下述光学特性(iii-6)。

(iii-6)入射角度40°下波长850nm～950nm下的最大透射率T_{850-950(40deg)MAX}在20％以下

满足光学特性(iii-6)表示第1薄膜层叠结构体处所允许的漏光被光学滤光片遮挡。T_{850-950(40deg)MAX}优选在15％以下。

本发明的光学滤光片例如用于数码相机等撮像装置的情况下，其能够提供色彩再现性优异的撮像装置。该撮像装置具备固体撮像元件、撮像镜头和本发明的光学滤光片。本发明的光学滤光片例如可以配置于撮像镜头与固体撮像元件之间或介由粘接剂层直接粘贴于撮像装置的固体撮像元件、撮像镜头等上来使用。

实施例

接下来，通过实施例对本发明进一步具体说明。

各光学特性用光学薄膜模拟软件(TFCalc、Software Spectra公司制)进行验证。本申请以波长500nm下的各膜的折射率为代表值来使用，但是考虑到折射率的波长依赖性而进行了模拟。

另外，没有特别注明入射角度的情况下的光学特性为入射角0度(相对于光学滤光片主面的垂直方向)下的模拟值。

各例所用色素如下。

化合物1(花青化合物)：根据Dyes and pigments(染料和颜料)73(2007)344-352合成。

化合物2(方酸菁色素)：根据美国专利申请公开第2014/0061505号说明书和国际公开第2014/088063号合成。

化合物3(部花青化合物)：参考日本国专利第6504176号公报合成。

【化1】

化合物1

化合物2

化合物3

＜例1-1：树脂膜＞

将聚酰亚胺树脂(三菱瓦斯化学株式会社(三菱ガス化学)制的C-3G30G)以10质量％的浓度溶解于有机溶剂(环己酮)中。

向上述配制的聚酰亚胺树脂溶液中添加相对于树脂100质量份为0.05质量份的化合物1、2.76质量份的化合物2、11.7质量份的化合物3，加热至50℃并搅拌2小时。将含色素树脂溶液用旋涂法涂布于玻璃基板(碱玻璃，肖特公司制的D263)，充分加热干燥以获得膜厚5μm的树脂膜(涂布膜)。

＜例1-2：树脂膜＞

除了添加相对于树脂100质量份为0.44质量份的化合物1、2.76质量份的化合物2、11.7质量份的化合物3以外，以与例1-1相同的方式获得了树脂膜。

对各树脂膜用分光光度计测定了波长350nm～1200nm的波长范围内相对于入射方向为5deg的入射方向下的透射分光和反射分光。利用所获得的分光透射率曲线和分光反射率曲线计算出分光内部透射率曲线，并以最大吸收波长下的透射率达到10％的方式进行标准化。

内部透射率(％)＝透射率/(100-反射率)＊100

光学特性示于后述的表1。

另外，例1-1和例1-2为参考例。

＜例2-1：薄膜层叠结构体1-1＞

将TiO₂膜、SiO₂膜、ZrO₂膜交替层叠而成的层叠数和物理膜厚不同的3种电介质多层膜复合，设计了薄膜层叠结构体1-1。各层叠数和物理膜厚示于后述的表1。

＜例2-2：薄膜层叠结构体1-2＞

将TiO₂膜和SiO₂膜交替层叠而成的层叠数和物理膜厚不同的2种电介质多层膜复合，设计了薄膜层叠结构体1-2。各层叠数和物理膜厚示于后述的表1。

＜例2-3：薄膜层叠结构体1-3＞

除了TiO₂膜和SiO₂膜的层叠数和物理膜厚如后述的表1所示以外，以与例2-2相同的方式设计了薄膜层叠结构体1-3。

＜例2-4：薄膜层叠结构体1-4＞

除了TiO₂膜和SiO₂膜的层叠数和物理膜厚如后述的表1所示以外，以与例2-2相同的方式设计了薄膜层叠结构体1-4。

＜例2-5：薄膜层叠结构体1-5＞

参照日本国特开2007-183525号公报的实施例4的记载，设计了TiO₂膜、La₂O₃和Al₂O₃膜交替层叠而成的由电介质多层膜构成的薄膜层叠结构体1-5。各层叠数示于后述的表1。

＜例2-6：薄膜层叠结构体2-1＞

设计了TiO₂膜和SiO₂膜交替层叠而成的由电介质多层膜构成的薄膜层叠结构体2-1。层叠数和物理膜厚示于后述的表1。

＜例2-2：薄膜层叠结构体2-2＞

参照日本国特开2007-183525号公报的实施例4的记载，设计了TiO₂膜和SiO₂膜交替层叠而成的由电介质多层膜构成的薄膜层叠结构体2-1。层叠数示于后述的表1。

薄膜层叠结构体1-1～1-5的光学特性和薄膜层叠结构体2-1～2-2的光学特性如后述表1所示。

此外，薄膜层叠结构体1-4、1-5和薄膜层叠结构体2-1、2-2的分光透射率曲线和分光反射率曲线分别示于图4～11。

另外，例2-1～例2-7为参考例。

＜例3-1：光学滤光片＞

在玻璃基板(碱玻璃、肖特公司制的D263)的一个主面上层叠例1-1的树脂膜和薄膜层叠结构体2-1，在另一个主面上层叠薄膜层叠结构体1-1，获得了光学滤光片。

＜例3-2：光学滤光片＞

除了将薄膜层叠结构体1-1替换为薄膜层叠结构体1-2这一点以外，以与例3-1相同的方式获得了光学滤光片。

＜例3-3：光学滤光片＞

除了将薄膜层叠结构体1-1替换为薄膜层叠结构体1-3这一点以外，以与例3-1相同的方式获得了光学滤光片。

＜例3-4：光学滤光片＞

除了将薄膜层叠结构体1-1替换为薄膜层叠结构体1-3并将例1-1的树脂膜替换为例1-2的树脂膜这些点以外，以与例3-1相同的方式获得了光学滤光片。

＜例3-5：光学滤光片＞

除了将薄膜层叠结构体1-1替换为薄膜层叠结构体1-4这一点以外，以与例3-1相同的方式获得了光学滤光片。

＜例3-6：光学滤光片＞

参照日本国特开2007-183525号公报的实施例4的记载，在玻璃基板的一个主面上层叠薄膜层叠结构体2-2，在另一个主面上层叠薄膜层叠结构体1-5，获得了光学滤光片。

对于所获得的各光学滤光片，用分光光度计测定了0deg、40deg的入射方向下的透射分光，并测定了5deg的入射方向下的反射分光。光学特性示于下表。

此外，光学滤光片3-1～3-6的分光透射率曲线分别示于图12～17。

另外，例3-1～3-5为实施例，例3-6为比较例。

此外，通过下述方法对光学滤光片进行了褶皱评价。

褶皱评价是将光学滤光片放入设定于160℃的电炉内加热10分钟后，从电炉中取出，使其降温至常温。接下来，用光学显微镜观察光学滤光片的中央部，确认褶皱的有无。将光学滤光片上有可以通过目视识别到的褶皱的情况记为×，将没有可以通过目视目視识别到的褶皱的情况记为〇。

结果示于表1。

[表1]

表1

由上述结果可知，光学滤光片3-1～3-5具有可见光的高透射性和近红外光的高遮蔽性，高入射角下可见光区域的纹波产生得以抑制，此外，高入射角下近红外光区域的遮蔽性下降也得以抑制。进而，树脂膜中的褶皱产生也得以抑制。

另一方面，所使用的多层膜为2种且未组合使用色素的光学滤光片3-6在高入射角下在可见光区域内产生纹波，此外，高入射角下透射特性位移，产生了近红外光区域的遮蔽性下降。

对本发明进行了详细说明或参照特定实施方式对本发明进行了说明，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种变更和修改。本申请基于2020年12月25日提交的日本专利申请(特愿2020-217100)，将其内容作为参照纳入本文。

产业上利用的可能性

本发明的光学滤光片的可见光的透射性优异，并且高入射角下的近红外光的遮蔽性下降得到抑制。其可以用于近年来高性能化不断发展的例如运输机用摄像头或传感器等信息获取装置的用途。

符号说明

1…光学滤光片、10…基材、11…支持体、12…树脂膜、31…第1薄膜层叠结构体、31A、31B、31C…电介质多层膜、32…第2薄膜层叠结构体

Claims (8)

1.一种光学滤光片，该光学滤光片具备：

基材、以及

限制近红外波长区域内的光的透射的第1薄膜层叠结构体和第2薄膜层叠结构体，

其中，所述基材包含含有吸收近红外波长区域内的光的色素的树脂膜，

所述第1薄膜层叠结构体包含至少2个电介质多层膜、且作为最外层层叠于所述基材的一个主面侧，

所述第2薄膜层叠结构体包含至少1个电介质多层膜、且作为最外层层叠于所述基材的另一个主面侧，

所述第1薄膜层叠结构体满足下述光学特性(i-1A)和(i-1B)，

所述第2薄膜层叠结构体满足下述光学特性(i-2A)：

(i-1A)入射角度40°下波长850nm～950nm下的最大透射率在5％以上；

(i-1B)入射角度40°下波长450nm～600nm下的最大反射率在8％以下；

(i-2A)入射角度40°下波长850nm～950nm下的平均反射率为25％～60％。

2.如权利要求1所述的光学滤光片，其中，所述树脂膜满足下述光学特性(ii-1)～(ii-3)的全部：

(ii-1)入射角度0°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率为60～90％；

(ii-2)入射角度30°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率为60～90％；

(ii-3)入射角度40°下波长850nm～950nm下的平均内部透射率为60～90％。

3.如权利要求1或权利要求2所述的光学滤光片，其中，所述树脂膜进一步满足下述光学特性(ii-4)：

(ii-4)入射角度30°下波长660nm～730nm下的平均内部透射率在10％以下。

4.如权利要求1～权利要求3中任一项所述的光学滤光片，其中，所述第2薄膜层叠结构体层叠于所述树脂膜表面。

5.如权利要求1～权利要求4中任一项所述的光学滤光片，其中，所述树脂膜进一步满足下述光学特性(ii-5)：

(ii-5)入射角度0°下波长450～600nm下的平均内部透射率在70％以上。

6.如权利要求1～权利要求5中任一项所述的光学滤光片，其中，所述第2薄膜层叠结构体具有TiO₂与SiO₂交替层叠而成的电介质多层膜，且下式所表示的膜比率在0.50以上：

膜比率(物理膜厚)＝SiO₂的总物理膜厚/(TiO₂的总物理膜厚+SiO₂的总物理膜厚)。

7.权利要求1～权利要求6中任一项所述的光学滤光片，其中，所述树脂膜包含聚酰亚胺类树脂。

8.如权利要求1～权利要求7中任一项所述的光学滤光片，其满足下述光学特性(iii-1)～(iii-5)的全部：

(iii-1)入射角度0°下波长400～600nm下的平均透射率在70％以上；

(iii-2)入射角度40°下波长450～600nm下的平均反射率在5％以下；

(iii-3)入射角度5°下波长450～600nm下的平均反射率在3％以下；

(iii-4)入射角度40°下波长700～900nm下的最大透射率在15％以下；

(iii-5)入射角度40°下波长1000～1100nm下的平均透射率在5％以下。