JP7251551B2 - 光学フィルターおよび環境光センサー - Google Patents
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Description
波長940nmにおいて、該光学フィルターの垂直方向から測定した場合のOD値が3以上であることを特徴とする光学フィルター。
[2] 波長850~1050nmの領域において、前記光学フィルターの垂直方向から測定した場合の平均OD値が2以上であることを特徴とする項[1]に記載の光学フィルター。
[3] 光学フィルターに対して垂直の位置に光源、集光レンズ、ピンホール、コリメーターレンズおよび光束絞りを配置し、該光源と該光学フィルターを垂直に結んだ直線上で、かつ該光源とは反対側の位置を0°とし、該光源からの出射光を該集光レンズ、該ピンホール、該コリメーターレンズおよび該光束絞りを介して有効径Φ20mmの平行光に変換し、該平行光を該光学フィルターに入射して該光源とは反対側に出射した光の照度を下記条件で測定した場合、
0°の位置における照度が半減する角度が15°以上60°以下であることを特徴とする項[1]または[2]に記載の光学フィルター。
光源:ハロゲン光源 (12V、50W)
光学フィルターの厚み:100~400μm
照度測定位置:光学フィルターの光源とは反対側の表面(0°の位置)から270mm~290mmの位置
[4] 前記光散乱層の表面粗さRaが0.1~4.5μmであることを特徴とする項[1]~[3]のいずれか1項に記載の光学フィルター。
[5] 前記光散乱層が、密着層を介して前記基材(i)に密着していることを特徴とする項[1]~[4]のいずれか1項に記載の光学フィルター。
[6] 前記基材(i)が、波長750~1150nmの領域に吸収極大波長を有する化合物(S)を含有する光吸収層を含むことを特徴とする項[1]~[5]のいずれか1項に記載の光学フィルター。
[7] 前記化合物(S)が、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム系化合物、シアニン系化合物、ジイモニウム系化合物、金属ジチオラート系化合物、リン酸銅錯体系化合物およびピロロピロール系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする項[6]に記載の光学フィルター。
[8] 前記光吸収層が、波長650nm以上750nm未満の領域に吸収極大波長を有する化合物(A)をさらに含むことを特徴とする項[6]または[7]に記載の光学フィルター。
[9] 前記化合物(A)が、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム系化合物およびシアニン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする項[8]に記載の光学フィルター。
[10] 環境光センサー用である項[1]~[9]のいずれか1項に記載の光学フィルター。
[11] 項[1]~[10]のいずれか1項に記載の光学フィルターを具備する環境光センサー。
本発明に係る光学フィルターは、基材(i)と、該基材(i)の少なくとも一方の面に形成された光散乱層とを有し、波長940nmにおいて、該光学フィルターの垂直方向から測定した場合のOD値が3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上8以下であることを特徴とする。前記OD値が前記範囲であることにより、生体特徴を認証するシステムに使用されるレーザーによる光センサーの誤作動を防止することができる。
ある波長域における平均OD値=-Log10(ある波長域における平均透過率(%)/100)・・・式(1)
・光源:ハロゲン光源 (12V、50W)
・光学フィルターの厚み:100~400μm
・照度測定位置:光学フィルターの光源とは反対側の表面(0°の位置)から270mm~290mmの位置
前記基材(i)は、単層であっても多層であってもよく、波長750~1150nmの領域に吸収極大を有する光吸収層を含むことが好ましい。また、前記光吸収層は、波長750~1150nmの領域に吸収極大を有する化合物(S)を含有することが好ましい。基材(i)が単層の場合は、例えば、化合物(S)を含む樹脂製基板(ii)からなる基材、銅成分を含有する近赤外線吸収ガラス基板(iii)からなる基材を挙げることができ、この樹脂製基板(ii)、またはガラス基板(iii)が前記光吸収層となる。多層の場合は、例えば、ガラス支持体やベースとなる樹脂製支持体などの支持体上に化合物(S)を含有する硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材、化合物(S)を含む樹脂製基板(ii)上に硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材などを挙げることができる。製造コストや光学特性調整の容易性、さらに、樹脂製支持体や樹脂製基板(ii)の傷消し効果を達成できることや基材(i)の耐傷つき性向上等の点から、化合物(S)を含有する樹脂製基板(ii)上に硬化性樹脂からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材が特に好ましい。
前記光吸収層は、波長750~1150nmの領域に吸収極大を有すれば特に限定されないが、波長850~1050nmの領域において、前記基材(i)の垂直方向から測定した場合の平均OD値が、好ましくは0.5以上、より好ましくは1以上、さらに好ましくは2以上5以下である。
前記化合物(S)としては、近赤外線を吸収する色素として作用する金属錯体系化合物、染料または顔料を用いることができ、特に国際公開第2017/094672号明細書に記載の化合物(S)を好適に用いることができる。
前記光吸収層は、波長650nm以上750nm未満の領域に吸収極大を有する化合物(A)をさらに含むことができる。前記化合物(S)を含む光吸収層と、前記化合物(A)を含む光吸収層は、同一の層であってもよく、異なる層であってもよい。また、前記光吸収層に含まれる化合物(A)は、1種単独でもよく、2種以上でもよい。
前記光吸収層に用いる樹脂としては、本発明の効果を損なわないものである限り特に制限されないが、例えば、熱安定性およびフィルムへの成形性を確保し、かつ、100℃以上の蒸着温度で行う高温蒸着により誘電体多層膜を形成しうるフィルムとするため、ガラス転移温度(Tg)が、好ましくは110~380℃、より好ましくは110~370℃、さらに好ましくは120~360℃である樹脂が挙げられる。また、前記樹脂のガラス転移温度が140℃以上であると、誘電体多層膜をより高温で蒸着形成しえるフィルムが得られるため、特に好ましい。
環状ポリオレフィン系樹脂としては、下記式(X0)で表される単量体および下記式(Y0)で表される単量体からなる群より選ばれる少なくとも1種の単量体から得られる樹脂、および当該樹脂を水素添加することで得られる樹脂が好ましい。
より選ばれる原子または基を表し、kx、mxおよびpxはそれぞれ独立に、0~4の整数を表す。
(i')水素原子
(ii')ハロゲン原子
(iii')トリアルキルシリル基
(iv')酸素原子、硫黄原子、窒素原子またはケイ素原子を含む連結基を有する、置換または非置換の炭素数1~30の炭化水素基
(v')置換または非置換の炭素数1~30の炭化水素基
(vi')極性基(但し、(ii')および(iv')を除く。)
(vii')Rx1とRx2またはRx3とRx4とが、相互に結合して形成されたアルキリデン基(但し、前記結合に関与しないRx1~Rx4は、それぞれ独立に前記(i')~(vi')より選ばれる原子または基を表す。)
(viii')Rx1とRx2またはRx3とRx4とが、相互に結合して形成された単環もしくは多環の炭化水素環または複素環(但し、前記結合に関与しないRx1~Rx4は、それぞれ独立に前記(i')~(vi')より選ばれる原子または基を表す。)
(ix')Rx2とRx3とが、相互に結合して形成された単環の炭化水素環または複素環(但し、前記結合に関与しないRx1とRx4は、それぞれ独立に前記(i')~(vi')より選ばれる原子または基を表す。)
芳香族ポリエーテル系樹脂は、下記式(1)で表される構造単位および下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位を有することが好ましい。
ポリイミド系樹脂としては、特に制限されず、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子化合物であればよく、例えば、特開2006-199945号公報や特開2008-163107号公報に記載されている方法で合成することができる。
フルオレンポリカーボネート系樹脂としては、特に制限されず、フルオレン部位を含むポリカーボネート樹脂であればよく、例えば、特開2008-163194号公報に記載されている方法で合成することができる。
フルオレンポリエステル系樹脂としては、特に制限されず、フルオレン部位を含むポリエステル樹脂であればよく、例えば、特開2010-285505号公報や特開2011-197450号公報に記載されている方法で合成することができる。
フッ素化芳香族ポリマー系樹脂としては、特に制限されないが、フッ素原子を少なくとも1つ有する芳香族環と、エーテル結合、ケトン結合、スルホン結合、アミド結合、イミド結合およびエステル結合からなる群より選ばれる少なくとも1つの結合を含む繰り返し単位とを含有するポリマーであることが好ましく、例えば特開2008-181121号公報に記載されている方法で合成することができる。
アクリル系紫外線硬化型樹脂としては、特に制限されないが、分子内に一つ以上のアクリル基もしくはメタクリル基を有する化合物と、紫外線によって分解して活性ラジカルを発生させる化合物を含有する樹脂組成物から合成されるものを挙げることができる。アクリル系紫外線硬化型樹脂は、前記基材(i)として、ガラス支持体上やベースとなる樹脂製支持体上に化合物(S)および硬化性樹脂を含む樹脂層(光吸収層)が積層された基材や、化合物(S)を含有する樹脂製基板(ii)上に硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材を用いる場合、該硬化性樹脂として特に好適に使用することができる。
ゾルゲル法によるシリカを主成分とする樹脂としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメトキシジエトキシラン、メトキシトリエトキシシランなどのテトラアルコキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどのフェニルアルコキシシラン等から選ばれる1種以上のシラン類の加水分解によるゾルゲル反応により得られる化合物を樹脂として使用することができる。
前記樹脂の市販品としては、以下の市販品等を挙げることができる。環状ポリオレフィン系樹脂の市販品としては、JSR(株)製アートン、日本ゼオン(株)製ゼオノア、三井化学(株)製APEL、ポリプラスチックス(株)製TOPASなどを挙げることができる。ポリエーテルサルホン系樹脂の市販品としては、住友化学(株)製スミカエクセルPESなどを挙げることができる。ポリイミド系樹脂の市販品としては、三菱ガス化学(株)製ネオプリムLなどを挙げることができる。ポリカーボネート系樹脂の市販品としては、帝人(株)製ピュアエースなどを挙げることができる。フルオレンポリカーボネート系樹脂の市販品としては、三菱ガス化学(株)製ユピゼータEP-5000などを挙げることができる。フルオレンポリエステル系樹脂の市販品としては、大阪ガスケミカル(株)製OKP4HTなどを挙げることができる。アクリル系樹脂の市販品としては、(株)日本触媒製アクリビュアなどを挙げることができる。シルセスキオキサン系紫外線硬化型樹脂の市販品としては、東亜合成(株)製光硬化型SQシリーズなどを挙げることができる。
前記光吸収層は、本発明の効果を損なわない範囲において、さらに酸化防止剤、近紫外線吸収剤および蛍光消光剤等の添加剤を含有してもよい。これらその他成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
≪樹脂製支持体≫
前記樹脂基板または樹脂製支持体に用いられる樹脂は、前記樹脂層と同様のものを用いることができる。
前記ガラス支持体としては、特に限定されないが、例えば、ホウケイ酸塩系ガラス、ケイ酸塩系ガラス、ソーダ石灰ガラス、および近赤外線吸収ガラスなどが挙げられる。前記近赤外線吸収ガラスは、近赤外カット特性を向上できる点と入射角依存性を低減できる点で好ましく、その具体例としては、銅成分を含有するフッ素リン酸塩系ガラスおよびリン酸塩系ガラスなどが挙げられる。
前記基材(i)が、前記樹脂製基板(ii)を含む基材である場合、該樹脂製基板(ii)は、例えば、溶融成形またはキャスト成形により形成することができ、さらに、必要により、成形後に、反射防止剤、ハードコート剤および/または帯電防止剤等のコーティング剤をコーティングすることで、オーバーコート層が積層された基材を製造することができる。
前記溶融成形としては、具体的には、樹脂と化合物(S)等とを溶融混練りして得られたペレットを溶融成形する方法;樹脂と化合物(S)とを含有する樹脂組成物を溶融成形する方法;または、化合物(S)、樹脂および溶剤を含む樹脂組成物から溶剤を除去して得られたペレットを溶融成形する方法などが挙げられる。溶融成形方法としては、射出成形、溶融押出成形またはブロー成形などを挙げることができる。
前記キャスト成形としては、化合物(S)、樹脂および溶剤を含む樹脂組成物を適当な支持体の上にキャスティングして溶剤を除去する方法;または化合物(S)と、光硬化性樹脂および/または熱硬化性樹脂とを含む硬化性組成物を適当な支持体の上にキャスティングして溶媒を除去した後、紫外線照射や加熱などの適切な手法により硬化させる方法などにより製造することもできる。
前記光散乱層は、前記基材(i)の少なくとも一方の面に形成され、入射する光を散乱または拡散させることにより、可視光線の光量を高くして透過させる層である。このような光散乱層としては、例えば、光を散乱する微粒子等の光散乱剤を含有する樹脂層、表面に凹凸形状を有する樹脂層、および、光拡散剤を含有し、かつ、表面に凹凸形状を有する樹脂層などが挙げられる。
前記光散乱層は、屈折率が好ましくは1.2以上1.8以下、より好ましくは1.3以上1.7以下、さらに好ましくは1.4以上1.6以下の透明な密着層を介して、前記基材(i)に密着していることが好ましい。このように屈折率が前記範囲の透明な密着層を介して前記光散乱層が前記基材(i)に密着していることにより、界面反射による光量のロスを小さくすることができるため、高い光量の可視光線を透過する光学フィルターを得ることができる。なお、本発明における密着とは、光散乱層と基材が空気層を介さずに材料によって、一体化している状態をいう。
上記粘着付与剤としては、貼付剤または貼付製剤の分野で公知のものを適宜選択して用いればよい。例えば、石油系樹脂(例えば、芳香族系石油樹脂、脂肪族系石油樹脂、C9留分による樹脂など)、テルペン系樹脂(例えば、αピネン樹脂、βピネン樹脂、テルペンフェノール共重合体、水添テルペンフェノール樹脂、芳香族変性水添テルペン樹脂、アビエチン酸エステル系樹脂)、ロジン系樹脂(例えば、部分水素化ガムロジン樹脂、エリトリトール変性木材ロジン樹脂、トール油ロジン樹脂、ウッドロジン樹脂)、クマロンインデン樹脂(例えば、クマロンインデンスチレン共重合体)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、スチレンとα-メチルスチレンの共重合体等)等が挙げられる。
本発明の光学フィルターは、前記基材(i)の少なくとも一方の面に誘電体多層膜を有する積層体(以下、光散乱層を形成する前の該積層体を「光学フィルター用積層体」ともいう。)を含むことが好ましい。本発明における誘電体多層膜とは、近赤外線を反射する能力を有する膜または可視域における反射防止効果を有する膜であり、誘電体多層膜を有することでより優れた可視光透過率と近赤外線カット特性を達成することができる。
前記誘電体多層膜は、好ましくは波長700~1100nm、より好ましくは波長700~1150nm、さらに好ましくは700~1200nmの範囲全体にわたって反射特性を有することが望ましい。
本発明の光学フィルターは、本発明の効果を損なわない範囲において、基材(i)と誘電体多層膜との間、基材(i)の誘電体多層膜が設けられた面と反対側の面、または誘電体多層膜の基材(i)が設けられた面と反対側の面に、基材(i)や誘電体多層膜の表面硬度の向上、耐薬品性の向上、帯電防止および傷消しなどの目的で、反射防止膜、ハードコート膜や帯電防止膜などの機能膜を適宜設けることができる。
本発明の光学フィルターは、環境光センサーに光を均一に取り込ませるとともに、優れた可視透過率と近赤外線カット能を有する。また、本発明の光学フィルターを用いれば、生体特徴を認証するシステムと環境光センサーの両方を搭載する機器において、環境光センサーの検出精度を向上させることができる。したがって、本発明の光学フィルターは、照度センサーや色補正用センサーなどの各種環境光センサー用として有用である。特に、デジタルスチルカメラ、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ウェアラブルデバイス、自動車、テレビ、ゲーム機等に搭載される環境光センサー用として有用である。さらに、自動車や建物等の窓用ガラス板等に装着される熱線カットフィルターなどとしても有用である。
上述した本発明の光学フィルターと、光電変換素子を組み合わせて環境光センサーとして用いることができる。ここで、環境光センサーとは、照度センサーや色補正用センサーなど周囲の明るさや色調(夕方の時間帯で赤色が強いなど)を感知可能なセンサーであり、例えば、環境光センサーで感知した情報により機器に搭載されているディスプレイの照度や色合いを制御することが可能である。
樹脂の分子量は、各樹脂の溶剤への溶解性等を考慮し、下記の(a)または(b)の方法にて測定を行った。
エスアイアイ・ナノテクノロジーズ株式会社製の示差走査熱量計(DSC6200)を用いて、昇温速度:毎分20℃、窒素気流下で測定した。
各種透過率および波長等は、日本分光株式会社製の分光光度計(V-7200)を用いて測定した。
ヘーズは、株式会社東洋精機製作所製 ヘイズガードIIのISO測定法(JIS K 7136)を用いて測定した。
光学フィルターの光学特性(光学フィルターを透過する光の光学特性)と照度センサーおよび人間の視感度特性との比較を行い、図3と同様もしくは類似の構成の照度センサーを作成した場合の照度センサー感度特性の評価を行った。評価は下記の基準に基づいて行った。
○:940nmのLED光(照度:10mW/cm2)を照射された環境下において、照度センサーへの入射光を人間の視感度特性に近い光とすることができ、高いセンサー感度特性が得られる。
△:940nmの光を照射されない環境下において、照度センサーへの入射光を人間の視感度特性に近い光とすることができ、高いセンサー感度特性が得られる。
×:照度センサーへの入射光と人間の視感度特性の乖離が大きく、人間の視感度特性と誤差を生じてしまい、低いセンサー感度特性しか得られない。
光散乱性能は、村上色彩技術研究所社製の自動変角光度計GP-200を用いて測定した。図4に示すように、自動変角光度計10の主な構成として、光学フィルター7に対して垂直の位置に光源1、集光レンズ2、ピンホール3、コリメーターレンズ4および光束絞り5を配置した。ここで、光源1と光学フィルター7を結んだ直線上かつ光源1とは反対側の位置を0°とし、光源1と光学フィルター7を結んだ直線上に対して、光学フィルター7の位置から垂直の位置を90°とした。そして、光源1からの出射光を集光レンズ2、ピンホール3、コリメーターレンズ4および光束絞り5を介して有効径Φ20mmの平行光に変換し、該平行光を該光学フィルター7に入射して該光源1とは反対側に出射した光の照度を、下記の条件下、0°~90°の位置に受光器8を動かして、1°毎に照度の比を測定した。0°の位置における照度に比べ照度が半減した角度を半値角とした。
光源:ハロゲン光源(12V、50W)
照度測定位置:光学フィルターの、光源とは反対側の表面(0°の位置)から270mmの位置
表面の算術平均粗さ(Ra)は、オリンパス社製のレーザー顕微鏡(LEXT OLS4000)と20倍の対物レンズとを用いて、測定した。
株式会社アタゴ社製の多波長アッベ屈折計DR-M2(測定光源ナトリウムランプ:589.3nm)を使用して、25℃の条件で測定した。
下記実施例および比較例で用いた化合物(A)は、一般的に知られている方法で合成した。一般的合成方法としては、例えば、特許第4740631号公報などに記載されている方法を挙げることができる。
下記式(2)で表される8-メチル-8-メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン(以下「DNM」ともいう。)100部と、1-ヘキセン(分子量調節剤)18部と、トルエン(開環重合反応用溶媒)300部とを、窒素置換した反応容器に仕込み、この溶液を80℃に加熱した。次いで、反応容器内の溶液に、重合触媒として、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.6mol/リットル)0.2部と、メタノール変性の六塩化タングステンのトルエン溶液(濃度0.025mol/リットル)0.9部とを添加し、この溶液を80℃で3時間加熱攪拌することにより開環重合反応させて開環重合体溶液を得た。この重合反応における重合転化率は97%であった。
樹脂合成例1で得た樹脂Aを100質量部に、下記構造の化合物(x)(吸収極大波長:704nm)を0.050質量部、下記構造の化合物(y)(吸収極大波長:737nm)を0.056質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」(吸収極大波長:1095nm)を0.7質量部加え、さらに塩化メチレンを加えて溶解し、固形分が30%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、室温で8時間、100℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。
各層の厚さと層数については、可視域の反射防止効果と近赤外域の選択的な透過・反射性能を達成できるよう基材屈折率の波長依存特性や、適用した化合物(S)等の吸収特性に合わせて光学薄膜設計ソフト(Essential Macleod、Thin Film Center社製)を用いて最適化を行った。最適化を行う際、本実施例においてはソフトへの入力パラメータ(Target値)を下記表1の通りとした。
樹脂合成例1で得た樹脂Aを100質量部に、前記化合物(x)を0.050質量部、前記化合物(y)を0.056質量部、DKSH社製色素「S2058」(吸収極大波長:980nm)を0.4質量部加え、さらに塩化メチレンを加えて溶解し、固形分が20%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、室温で8時間、100℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(2’)および光散乱層を有する光学フィルター(2)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(2’)および光学フィルター(2)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(2’)および光学フィルター(2)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(2)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
JSR株式会社製のノルボルネン系樹脂「アートンG」を100質量部に、前記化合物(x)を0.050質量部、前記化合物(y)を0.056質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を0.7質量部加え、さらに塩化メチレンを加えて溶解し、固形分が20%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(3’)および光散乱層を有する光学フィルター(3)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(3’)および光学フィルター(3)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(3’)および光学フィルター(3)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(3)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
住友ベークライト株式会社製のポリエーテルサルホン「FS-1300」を100質量部に、前記化合物(x)を0.050質量部、前記化合物(y)を0.056質量部、日本カーリット社製の吸収剤「CIR-RL」を0.7質量部加え、さらにN-メチル-2-ピロリドンを加えて溶解し、固形分が20%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、60℃で4時間、80℃で4時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下120℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(4’)および光散乱層を有する光学フィルター(4)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(4’)および光学フィルター(4)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(4’)および光学フィルター(4)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(4)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
容器に、樹脂合成例1で得られた樹脂Aを100質量部、前記化合物(x)を0.5質量部、前記化合物(y)を0.28質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を3.5質量部加え、塩化メチレンを加えて樹脂濃度が20質量%の溶液を調製した。得られた溶液を、縦60mm、横60mmの大きさにカットした日本電気硝子(株)製透明ガラス基板「OA-10G」(厚み:0.20mm)上にキャストした。20℃で8時間乾燥した後、さらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.21mm、縦60mm、横60mmの樹脂製層とガラス支持体を有する基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(5’)および光散乱層を有する光学フィルター(5)(厚み:約0.36mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(5’)および光学フィルター(5)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(5’)および光学フィルター(5)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(5)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
容器に、樹脂合成例1で得られた樹脂Aを100質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を3質量部加え、塩化メチレンを加えて樹脂濃度が20質量%の溶液を調製した。得られた溶液を、縦60mm、横60mmの大きさにカットした、松浪硝子工業(株)製青板ガラス基板「BS-6」(厚み:0.21mm)上にキャストした。この際、乾燥後の塗膜の厚みが10μmとなるように、キャスト条件を調整した。20℃で8時間乾燥した後、さらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.22mm、縦60mm、横60mmの樹脂製層とガラス支持体を有する基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(6’)および光散乱層を有する光学フィルター(6)(厚み:約0.37mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(6’)および光学フィルター(6)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(6’)および光学フィルター(6)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(6)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
JSR株式会社製のノルボルネン系樹脂「アートンG」を100質量部に、前記化合物(x)を0.05質量部、前記化合物(y)を0.058質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を1.2質量部加え、さらに塩化メチレンを加えて溶解し、固形分が20質量%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(7’)を得た。
光拡散層を次の手順で作成した。厚み100μmの透明高分子フィルム(コスモシャインA4100:東洋紡社製)の一方の表面に、硫酸バリウム微粒子、熱硬化性アクリル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤を含むの光拡散層用塗布液をバーコーティングにより塗布し、加熱硬化させ、厚み約10μmの光拡散層を形成し、光拡散フィルムを作製した。
光拡散層を次の手順で作成した。厚み100μmの透明高分子フィルム(コスモシャインA4100:東洋紡社製)の一方の表面に、酸化ジルコニウム微粒子、熱硬化性アクリル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤を含むの光拡散層用塗布液をバーコーティングにより塗布し、加熱硬化させ、厚み約10μmの光拡散層を形成し、光拡散フィルムを作製した。
光散乱層として、実施例8で得られた光拡散フィルム(厚み:0.1mm、表面粗さRa:0.5μm)を用いたこと以外は、実施例6と同様にして光散乱層を有する光学フィルター(10)(厚み:約0.35mm)を得た。得られた光学フィルター(10)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(10)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(10)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
光散乱層として、実施例9で得られた光拡散フィルム(厚み:0.1mm、表面粗さRa:3.9μm)を用いたこと以外は、実施例6と同様にして光散乱層を有する光学フィルター(11)(厚み:約0.36mm)を得た。得られた光学フィルター(11)の分光透過率を実施例1と同様に測定し、光学特性を評価した。また、得られた光学フィルター(11)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(11)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
容器に、樹脂合成例1で得られた樹脂Aを100部および塩化メチレンを加えて樹脂濃度が20質量%の溶液を調製した。得られた溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した塗膜をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、縦60mm、横60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(12’)および光拡散層を有する光学フィルター(12)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(12’)および光学フィルター(12)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(12’)および光学フィルター(12)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(12)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いて、光散乱層として、実施例8で得られた光拡散フィルム(厚み:0.11mm、表面粗さRa:0.5μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(13’)および光散乱層を有する光学フィルター(13)(厚み:約0.24mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(13’)および光学フィルター(13)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(13’)および光学フィルター(13)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(13)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(1’)を得て、光散乱層を形成せずに、これを光学フィルター(14)(厚み:約0.10mm)とした。得られた光学フィルター(14)の分光透過率を実施例1と同様に測定し、光学特性を評価した。また、得られた光学フィルター(14)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
2:集光レンズ
3:ピンホール
4:コリメーターレンズ
5:光束絞り
6:光
7:光学フィルター
8:受光器
10:自動変角光度計
100:光学フィルター
102:基材
104:誘電体多層膜
106:光散乱層
112:照度センサー受光素子
132:遮光部材
200:環境光センサー
202:光電変換素子
204:筐体
206:第1電極
208:光電変換層
210:第2電極
212:カラーフィルタ
214:素子分離絶縁層
216:パッシベーション膜
Claims (10)
- 基材(i)と、該基材(i)の少なくとも一方の面に形成された光散乱層とを有する光学フィルターであって、
波長940nmにおいて、該光学フィルターの垂直方向から測定した場合のOD値が3以上であること、および
光学フィルターに対して垂直の位置に光源、集光レンズ、ピンホール、コリメーターレンズおよび光束絞りを配置し、該光源と該光学フィルターを垂直に結んだ直線上で、かつ該光源とは反対側の位置を0°とし、該光源からの出射光を該集光レンズ、該ピンホール、該コリメーターレンズおよび該光束絞りを介して有効径Φ20mmの平行光に変換し、該平行光を該光学フィルターに入射して該光源とは反対側に出射した光の照度を下記条件で測定した場合、
0°の位置における照度が半減する角度が15°以上60°以下であること
を特徴とする光学フィルター。
光源:ハロゲン光源 (12V、50W)
光学フィルターの厚み:100~400μm
照度測定位置:光学フィルターの光源とは反対側の表面(0°の位置)から270mm~290mmの位置 - 波長850~1050nmの領域において、前記光学フィルターの垂直方向から測定した場合の平均OD値が2以上であることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルター。
- 前記光散乱層の表面粗さRaが0.1~4.5μmであることを特徴とする請求項1~2のいずれか1項に記載の光学フィルター。
- 前記光散乱層が、密着層を介して前記基材(i)に密着していることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光学フィルター。
- 前記基材(i)が、波長750~1150nmの領域に吸収極大波長を有する化合物(S)を含有する光吸収層を含むことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の光学フィルター。
- 前記化合物(S)が、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム系化合物、シアニン系化合物、ジイモニウム系化合物、金属ジチオラート系化合物、リン酸銅錯体系化合物およびピロロピロール系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項5に記載の光学フィルター。
- 前記光吸収層が、波長650nm以上750nm未満の領域に吸収極大波長を有する化合物(A)をさらに含むことを特徴とする請求項5または6に記載の光学フィルター。
- 前記化合物(A)が、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム系化合物およびシアニン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項7に記載の光学フィルター。
- 環境光センサー用である請求項1~8のいずれか1項に記載の光学フィルター。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の光学フィルターを具備する環境光センサー。
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