KR101931731B1 - 광학 물품 및 이를 포함하는 광학 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학 물품, 이를 포함하는 광학 필터 및 촬상 장치에 관한 것으로서, 상기 광학 물품은 구리 2가 이온을 착색 성분으로 포함하는 근적외선 흡수 유리 기재; 및 상기 근적외선 흡수 유리 기재의 일면 또는 양면 상에 형성되며 수지 매트릭스 내에 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소가 분산되어 있는 색소 분산층을 포함하며, 제1 투과저지대 및 제2 투과저지대를 구비함으로써 근적외선 및 자외선 영역의 광을 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 입사각 변화에 따른 색감차이가 없는 우수한 근적외선 차단 필터를 제작할 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 광학 물품 및 이를 포함하는 광학 필터에 관한 것으로서, 상세하게는 근적외선 및 자외선 파장 영역의 광 투과를 억제하고, 입사각 증가에 따른 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트를 현저하게 감소시킬 수 있는 광학 물품 및 이를 포함하는 광학 필터에 관한 것이다.
CIS(CMOS Image Sensor) 등 고체 촬상 소자를 이용하는 촬상 장치는 사람이 눈으로 보는 것과 같이 자연스러운 색상을 표현하는 화상을 얻기 위하여, 센서가 감지하는 근적외선 영역의 700nm 내지 1,200nm 범위의 광을 차단하고, 가시광선 영역의 400nm 내지 600nm 범위의 빛은 투과시켜 사람의 시감도에 근사 보정시킬 수 있는 광학 부품이 필수적으로 요구된다.
이러한 광학 부품으로는 일반 광학유리의 양면에 유전체 다층막을 형성한 반사형 근적외선 차단 필터, 또는 일반 광학유리 대신 2가의 구리이온을 착색성분으로 포함하는 근적외선 흡수 유리를 기재로 사용하여 그 양면에 유전체 다층막을 형성한 흡수형 근적외선 차단 필터 등을 들 수 있다. 그러나, 종래 사용되고 있는 반사형 근적외선 차단 필터의 경우 광원의 입사각 증가에 따라 가시광선 영역의 분광투과율 곡선이 단파장 쪽으로 이동(shift)하여 (이하, "단파장 시프트"라고 칭한다.) 촬상된 이미지 상에서 위치에 따라 색감(또는 색온도) 차이가 심하게 유발되는 문제점이 있어 고화소 카메라 모듈(예를들어, 5메가 픽셀 이상)에 적용할 수 없는 한계가 있다.
또한, 종래의 흡수형 근적외선 차단 필터의 경우 근적외선 흡수 유리 자체만으로는 자외선 영역 및 700nm 내지 1,200nm 범위의 근적외선 파장을 차단하는 효과가 충분하지 않아 근적외선 흡수 유리 기재의 양면에 유전체 다층막을 형성하여 자외선 및 근적외선 영역의 광을 추가적으로 차단하고 있다.
그러나, 최근 광각렌즈의 도입이 점증되면서 이미지 촬영시 입사되는 광의 입사각 범위가 넓어짐에 따라 흡수형 근적외선 차단 필터에서도 색감차이를 유발하는 문제가 대두되기 시작했다. 이러한 색감차이는, 넓어진 입사각이 적용된 고화소 카메라 모듈에서 근적외선 차단 필터의 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트에 의해 유발된다.
따라서, 고화소 카메라 모듈에 적용 시 색감차이가 없고, 근적외선 영역 및 자외선 영역의 광을 효과적으로 차단 가능한 광학부품의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 가시광선 영역의 파장을 갖는 광에 대한 투과율이 우수하고 근적외선 및 자외선 영역의 광은 효과적으로 차단하면서 입사각 변화에 따른 색감차이를 유발시키지 않는 광학 물품을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광학 물품을 포함하는 광학 필터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광학 물품을 포함하는 촬상 장치를 제공하는 데 있다.
본 출원인 등은 기존의 근적외선 흡수유리 기재를 소정의 분광특성을 갖도록 개량하고, 아울러 상기 기재의 일면 또는 양면에 색소 분산층을 설치함으로써 근적외선 영역 및 자외선 영역에서 분광 투과율이 소정의 투과율 이하의 값을 갖도록 엄격히 제어된 소정의 파장폭을 갖는 투과저지대를 형성한 광학 물품을 고안하여 입사각이 40도까지 증가함에도 불구하고 소정 가시광선 파장 영역에서 분광투과율의 적분값(면적)의 변화가 1% 이하로 통제됨으로써 촬상된 이미지 상에서 색감차이가 없는 고품질의 영상을 획득할 수 있음을 발견하여 본 발명에 이르게 되었다.
상기 본 발명의 목적을 해결하기 위하여,
본 발명은 일 실시예에서,
구리 2가 이온을 착색 성분으로 포함하며, 430nm 내지 565nm 파장 영역에서 평균 투과율이 90% 이상이고, 565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(Cut-off T50%)이 660nm 내지 690nm에서 나타나는 근적외선 흡수 유리 기재; 및
상기 근적외선 흡수 유리 기재의 일면 또는 양면 상에 형성되며, 수지 매트릭스 내에 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소가 분산되어 있는 색소 분산층을 포함하는 광학 물품으로서,
상기 광학 물품은 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 물품의 투과율 곡선을 측정했을 때 690nm 내지 730nm 파장 영역에서 투과율 1% 이하를 나타내는 제1 투과저지대와 360nm 내지 410nm 파장 영역에서 투과율 25% 이하를 나타내는 제2 투과저지대를 가지며 하기 조건 (A) 내지 (B)를 만족한다.
(A) 제1 투과저지대의 파장폭(W1)이 5nm 내지 25nm
(B) 제2 투과저지대의 파장폭(W2)이 5nm 내지 45nm.
또한, 본 발명은 일 실시예에서, 상기 광학 물품을 포함하는 광학 필터 및 촬상 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 광학 물품은 근적외선 흡수 유리 기재 및 상기 근적외선 흡수 유리 기재의 일면 또는 양면 상에 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소가 분산된 색소 분산층을 구비함으로써, 가시광선 영역의 파장을 갖는 광에 대하여 높은 투과율을 나타내고, 근적외선 및 자외선 영역의 광을 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 입사각 변화에 따른 색감차이가 없는 우수한 근적외선 차단 필터를 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일 실시예에서 본 발명에 따른 광학 물품의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 다른 일 실시예에서 본 발명에 따른 광학 필터의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 근적외선 흡수 유리 기재에 대한 투과율 곡선을 도시한 그래프이다.
도 4는 제조예 및 비교 제조예들에 대한 흡광도 곡선을 도시한 그래프이다.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 선택파장 반사층의 분광 투과율을 각각 도시한 그래프이다.
도 7 내지 10는 각각 제조예 3, 제조예 6, 비교 제조예 7 및 비교 제조예 19에서 제조된 광학 물품을 대상으로 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 측정한 분광 투과율을 도시한 그래프이다.
도 11 내지 14은 각각 실시예 3, 실시예 6, 비교예 7 및 비교예 19에서 제조된 광학 필터를 대상으로 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 측정한 분광 투과율을 도시한 그래프이다.
도 2는 다른 일 실시예에서 본 발명에 따른 광학 필터의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 근적외선 흡수 유리 기재에 대한 투과율 곡선을 도시한 그래프이다.
도 4는 제조예 및 비교 제조예들에 대한 흡광도 곡선을 도시한 그래프이다.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 선택파장 반사층의 분광 투과율을 각각 도시한 그래프이다.
도 7 내지 10는 각각 제조예 3, 제조예 6, 비교 제조예 7 및 비교 제조예 19에서 제조된 광학 물품을 대상으로 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 측정한 분광 투과율을 도시한 그래프이다.
도 11 내지 14은 각각 실시예 3, 실시예 6, 비교예 7 및 비교예 19에서 제조된 광학 필터를 대상으로 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 측정한 분광 투과율을 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다", "가지다" 또는 "구성하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서 "가시광선"이란, 전자파 중에서 인간의 눈으로 감지할 수 있는 파장 영역의 광으로서, 대략 400nm 내지 700nm 파장 범위의 광을 의미한다.
본 발명에서 "근적외선"이란, 적색선의 끝보다 바깥쪽에 위치하고 가시광선보다 파장이 긴 전자파로서, 대략 700nm 내지 1,200nm 파장 범위의 광을 의미한다. 본 발명에서는 상기 "근적외선"의 차단 정도를 근적외선에 대한 흡광도로 나타낼 수 있다.
본 발명에서 "자외선"이란, 청색선의 끝보다 바깥쪽에 위치하고 가시광선보다 파장이 짧은 전자파로서, 대략 300nm 내지 400nm 파장 범위의 광을 의미한다. 본 발명에서는 상기 "자외선"의 차단 정도를 자외선에 대한 흡광도로 나타낼 수 있다.
이때, 상기 흡광도(OD)는 빛이 흡광 매체를 통과할 때 입사하는 빛의 강도가 Io이고 통과하는 빛의 강도가 I이라고 할 때 Io/I에 대하여 상용로그를 취한 값으로 정의된다. 즉, 흡광도(OD) = log(Io/I)로 표현되는 값을 의미한다. 상기 흡광도는 분광광도계를 이용하여 산출될 수 있다.
본 발명에서 "흡수극대"란 근적외선 흡수용 색소 혹은 자외선 흡수용 색소를 사이클로헥사논에 용해하여 준비한 시료를 대상으로 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 측정한 흡수 스펙트럼에 있어서 흡광도가 최대인 파장을 의미한다.
본 발명에서 "제1 투과저지대"란 690nm 내지 730nm 파장 영역에서 투과율 1% 이하를 나타내는 파장 범위를 의미하고, "제2 투과저지대"란 360nm 내지 410nm 파장 영역에서 투과율 25% 이하를 나타내는 파장 범위를 의미한다.
본 발명에서 "제1 투과저지대의 파장폭(W1)"이란 제1 투과저지대의 파장의 상한 값에서 파장의 하한 값을 뺀 값을 의미하고, "제2 투과저지대의 파장폭(W2)"이란 제2 투과저지대의 파장의 상한 값에서 파장의 하한 값을 뺀 값을 의미한다.
본 발명에서 "평균 투과율"이란 분광광도계를 이용하여 근적외선 흡수 유리 기재, 광학 물품 및 광학 필터 등의 투과 스펙트럼 측정 시 파장에 따른 투과율 곡선에서 소정의 파장 범위에서의 투과율의 산술 평균값을 의미한다.
또한, 본 발명에서 "입사각"이란 분광광도계를 이용하여 근적외선 흡수 유리 기재, 광학 물품 및 광학 필터 등의 투과 스펙트럼 혹은 흡수 스펙트럼 측정 시 광원이 광학 물품 또는 광학 필터의 주면에 수직한 방향과 이루는 각도를 의미하며, 입사각 조건에 대한 별도의 설명이 없으면 입사각은 0°조건에서 측정한 것을 의미한다.
나아가, 본 발명에서 "알킬기(alkyl group)"란 직쇄(linear) 또는 분지(branched) 형태의 포화 탄화수소로부터 유도된 치환기를 의미한다.
이때, 상기 "알킬기"로는 예를 들면, 메틸기(methyl group), 에틸기(ethyl group), n-프로필기(n-propyl group), 이소프로필기(iso-propyl group), n-부틸기(n-butyl group),이소부틸기(iso-butyl group), sec-부틸기(sec-butyl group), t-부틸기(tert-butyl group), n-펜틸기(n-pentyl group), 1,1-디메틸프로필기(1,1-dimethylpropyl group), 1,2-디메틸프로필기(1,2-dimethylpropyl group), 2,2-디메틸프로필기(2,2-dimethylpropyl group), 1-에틸프로필기(1-ethylpropyl group), 2-에틸프로필기(2-ethylpropyl group), n-헥실기(n-hexyl group), 1-메틸-2-에틸프로필기(1-methyl-2-ethylpropyl group), 1-에틸-2-메틸프로필기(1-ethyl-2-methylpropyl group), 1,1,2-트리메틸프로필기(1,1,2-trimethylpropyl group), 1-프로필프로필기(1-propylpropyl group), 1-메틸부틸기(1-methylbutyl group), 2-메틸부틸기(2-methylbutyl group), 1,1-디메틸부틸기(1,1-dimethylbutyl group), 1,2-디메틸부틸기(1,2-dimethylbutyl group), 2,2-디메틸부틸기(2,2-dimethylbutyl group), 1,3-디메틸부틸기(1,3-dimethylbutyl group), 2,3-디메틸부틸기(2,3-dimethylbutyl group), 2-에틸부틸기(2-ethylbutyl group), 2-메틸펜틸기(2-methylpentyl group), 3-메틸펜틸기(3-methylpentyl group) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 "알킬기"는 1 내지 20의 탄소수, 예를 들어 1 내지 12의 탄소수, 1 내지 6의 탄소수, 또는 1 내지 4의 탄소수를 가질 수 있다.
아울러, 본 발명에서 "사이클로알킬기"란 단일고리(monocyclic)의 포화 탄화수소로부터 유도된 치환기를 의미한다.
상기 "사이클로알킬기(cycloalkyl group)"로는 예를 들면, 사이클로프로필기(cyclopropyl group), 사이클로부틸기(cyclobutyl group), 사이클로펜틸기(cyclopentyl group), 사이클로헥실기(cyclohexyl group), 사이클로헵틸기(cycloheptyl group), 사이클로옥틸기(cyclooctyl group) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 "사이클로알킬기"는 3 내지 20의 탄소수, 예를 들어 3 내지 12의 탄소수, 또는 3 내지 6의 탄소수를 가질 수 있다.
나아가, 본 발명에서 "아릴기(aryl group)"란 방향족 탄화수소로부터 유도된 1가의 치환기를 의미한다.
이때, 상기 "아릴기"로는 예를 들면, 페닐기(phenyl group), 나프틸기(naphthyl group), 안트라세닐기(anthracenyl group), 페난트릴기(phenanthryl group) 나프타세닐기(naphthacenyl group), 피레닐기(pyrenyl group), 톨릴기(tolyl group), 바이페닐기(biphenyl group), 터페닐기(terphenyl group), 크리세닐기(chrycenyl group), 스파이로바이플루오레닐기(spirobifluorenyl group), 플루오란테닐기(fluoranthenyl group), 플루오레닐기(fluorenyl group), 페릴레닐기(perylenyl group), 인데닐기(indenyl group), 아줄레닐기(azulenyl group), 헵타레닐기(heptalenyl group), 페날레닐기(phenalenyl group), 페난트레닐기(phenanthrenyl group) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 "아릴기"는 6 내지 30의 탄소수, 예를 들어, 6 내지 10의 탄소수, 6 내지 14의 탄소수, 6 내지 18의 탄소수, 또는 6 내지 12의 탄소수를 가질 수 있다.
이와 더불어, 본 발명에서, "헤테로아릴기(heteroaryl group)"란 단환 또는 축합환으로부터 유도된 "방향족 복소환"또는 "헤테로사이클릭"을 의미한다. 상기 "헤테로아릴기"는 헤테로 원자로서 질소(N), 황(S), 산소(O), 인(P), 셀레늄(Se) 및 규소(Si) 중에서 적어도 하나, 예를 들어 1개, 2개, 3개 또는 4개를 포함할 수 있다.
이때, 상기 "헤테로아릴기"로는 예를 들면, 피롤릴기(pyrrolyl group), 피리딜기(pyridyl group), 피리디닐기(pyridinyl group), 피리다지닐기(pyridazinyl group), 피리미디닐기(pyrimidinyl group), 피라지닐기(pyrazinyl group), 트리아졸릴기(triazolyl group), 테트라졸릴기(tetrazolyl group), 벤조트리아졸릴기(benzotriazolyl group), 피라졸릴기(pyrazolyl group), 이미다졸릴기(imidazolyl group), 벤즈이미다졸릴기(benzimidazolyl group), 인돌릴기(indolyl group), 인돌리닐기(indolinyl group), 이소인돌릴기(isoindolyl group), 인돌리지닐기(indolizinyl group), 푸리닐기(purinyl group), 인다졸릴기(indazolyl group), 퀴놀릴기(quinolyl group), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl group), 퀴놀리지닐기(quinolizinyl group), 프탈라지닐기(phthalazinyl group), 나프틸리디닐기(naphthylidinyl group), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl group), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl group), 신놀리닐기(cinnolinyl group), 프테리디닐기(pteridinyl group), 이미다조트리아지닐기(imidazotriazinyl group), 아크리디닐기(acridinyl group), 페난트리디닐기(phenanthridinyl group), 카바졸릴기(carbazolyl group), 카바졸리닐기(carbazolinyl group), 피리미디닐기(pyrimidinyl group), 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl group), 페나지닐기(phenazinyl group), 이미다조피리디닐기(imidazopyridinyl group), 이미다조피리미디닐기(imidazopyrimidinyl group), 피라졸로피리디닐기(pyrazolopyridinyl group) 등을 포함하는 함질소 헤테로아릴기; 티에닐기(thienyl group), 벤조티에닐기(benzothienyl group), 디벤조티에닐기(dibenzothienyl group) 등을 포함하는 황 함유 헤테로아릴기; 퓨릴기(furyl group), 피라닐기(pyranyl group), 사이클로펜타피라닐기(cyclopentapyranyl group), 벤조퓨라닐기(benzofuranyl group), 이소벤조퓨라닐기(isobenzofuranyl group), 디벤조퓨라닐기(dibenzofuranyl group), 벤조디옥솔기(benzodioxole group), 벤조트리옥솔기(benzotrioxole group) 등을 포함하는 함산소 헤테로아릴기 등을 들 수 있다.
또한, 상기 "헤테로아릴기"의 구체적인 예로서는, 티아졸릴기(thiazolyl group), 이소티아졸릴기(isothiazolyl group), 벤조티아졸릴기(benzothiazolyl group), 벤조티아디아졸릴기(benzothiadiazolyl group), 페노티아지닐기(phenothiazinyl group), 이소옥사졸릴기(isoxazolyl group), 퓨라자닐기(furazanyl group), 페녹사지닐기(phenoxazinyl group), 옥사졸릴기(oxazolyl group), 벤조옥사졸릴기(benzoxazolyl group), 옥사다이아졸릴기(oxadiazolyl group), 피라졸로옥사졸릴기(pyrazoloxazolyl group), 이미다조티아졸릴기(imidazothiazolyl group), 티에노퓨라닐기(thienofuranyl group), 퓨로피롤릴기(furopyrrolyl group), 피리독사지닐기(pyridoxazinyl group) 등의 적어도 2개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 화합물들을 들 수 있다.
나아가, 상기 "헤테로아릴기"는 2 내지 20의 탄소수, 예를 들어 4 내지 19의 탄소수, 4 내지 15의 탄소수 또는 5 내지 11의 탄소수를 가질 수 있다. 예를 들어, 헤테로 원자를 포함하면, 헤테로아릴기는 5 내지 21의 환원(ring member)을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에서 "아랄킬기(aralkyl group)"는 말단 탄화수소의 수소 자리에 방향족 탄화수소로부터 유도된 1가의 치환기가 결합된 포화 탄화수소 치환기를 의미한다. 즉, "아랄킬기"는 사슬 말단이 아릴기로 치환된 알킬기를 나타내며, 그 예로서 벤질기(benzyl group), 펜에틸기(phenethyl group), 페닐프로필기(phenylpropyl group), 나프탈레닐메틸기(naphthalenylmethyl group), 나프탈레닐에틸기(naphthalenylethyl group) 등을 들 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
<광학 물품>
일 실시예에서, 본 발명에 따른 광학 물품은, 구리 2가 이온을 착색 성분으로 포함하며, 430nm 내지 565nm 파장 영역에서 평균 투과율이 90% 이상이고, 565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(Cut-off T50%)이 660nm 내지 690nm에서 나타나는 근적외선 흡수 유리 기재; 및 상기 근적외선 흡수 유리 기재의 일면 또는 양면 상에 형성되며, 수지 매트릭스 내에 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소가 분산된 색소 분산층을 포함한다. 하나의 예로서, 상기 근적외선 흡수용 색소는 690nm 내지 750nm 범위에서 흡수극대를 가질 수 있고, 상기 자외선 흡수용 색소는 350nm 내지 410nm 파장 영역에서 흡수극대를 가질 수 있다. 상기 근적외선 흡수용 색소 또는 자외선 흡수용 색소는 각각 상기 파장범위에서 흡수극대를 갖는 2개 이상의 흡수용 색소를 사용해도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 광학 물품은 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 물품의 투과율 곡선을 측정했을 때 690nm 내지 730nm 파장 영역에서 투과율 1% 이하를 나타내는 제1 투과저지대와 360nm 내지 410nm 파장 영역에서 투과율 25% 이하를 나타내는 제2 투과저지대를 가지며 하기 조건 (A) 내지 (B)를 충족한다.
(A) 제1 투과저지대의 파장폭(W1)이 5nm 내지 25nm를 가지고,
(B) 제2 투과저지대의 파장폭(W2)이 5nm 내지 45nm를 가진다.
본 발명에 따른 광학 물품은 상기 조건 (A) 내지 (B)를 만족함으로써, 가시광선 영역의 광에 대한 투과율을 저해하지 않고 근적외선 및 자외선 영역의 광을 효과적으로 차단하면서, 입사각 증가에 따른 단파장 시프트에 의한 색감차이를 유발하지 않는 광학 필터를 제공할 수 있다. 상기 파장폭(W1)은 바람직하게 6nm 내지 24nm일 수 있고, 보다 바람직하게는 8nm 내지 23nm 일 수 있다. 또한, 상기 파장폭(W2)은 바람직하게 7nm 내지 43nm, 보다 바람직하게 9nm 내지 42nm 일 수 있다.
또한, 상기 광학물품의 흡광도 곡선에서 상기 제1 투과저지대의 파장 영역에서 흡광도의 최대값을 1이 되도록 정규화했을 때 상기 제2 투과저지대의 파장 영역에서 흡광도의 최대값 OD2가 하기 식 1의 조건을 만족할 수 있다.
[식 1]
0.2 ≤ OD2 ≤ 0.4
본 발명에서, 상기 식 1에서 OD2 값은 0.2 내지 0.4, 0.21 내지 0.39, 0.23 내지 0.37, 혹은 0.25 내지 0.37 범위일 수 있다. OD2 값이 0.2보다 작게 되는 경우 입사각 증가에 따라 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트가 증가하게 되어 색감차이가 증가하게 되고, OD2가 0.4보다 크게 되는 경우에는 가시광선 투과율의 저하가 발생하여 저조도 환경하에서 촬영시 양질의 이미지를 획득하기 어려워질 수 있다. 본 발명의 광학 물품은 상기 식 1의 조건을 충족함으로써, 가시광선 영역의 광에 대한 투과율을 저해하지 않으면서, 단파장 시프트를 억제하여 색감차이의 유발을 방지할 수 있는 광학 필터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 물품의 구조를 나타낸 단면도이다. 도 1의 (a) 및 (b)를 참고하면, 상기 광학 물품(10)은 구리 2가 이온을 착색 성분으로 포함하는 근적외선 흡수 유리 기재(13)를 포함한다. 종래의 근적외선 차단필터에 사용되는 근적외선 흡수 유리기재는 430nm 내지 565nm 파장영역에서 평균 투과율이 90% 이하이고, 565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(Cut-off T50%)이 650nm 이하인 것을 사용한다. 이에 반하여, 본 발명에 따른 광학 물품에 포함되는 근적외선 흡수 유리 기재는 상기 파장 범위에서의 평균투과율이 90% 이상이고, Cut-off T50% 값이 660nm 내지 690nm 범위의 값을 갖는 것이 바람직하다. 상기 근적외선 흡수 유리 기재의 두께는 0.140mm 내지 0.220mm 범위일 수 있다. 바람직하게, 상기 근적외선 흡수 유리 기재의 두께는 0.145mm 내지 0.210mm 범위일 수 있다. 근적외선 흡수 유리 기재의 두께를 상기 범위로 제어함으로써 광학 물품에 대한 지지 효과를 부여하고, 동시에 상기 상술한 평균투과율과 Cut-off T50% 등을 포함하는 소정의 광학특성을 부여하는 것이 가능할 수 있다. 상기 근적외선 흡수 유리 기재(13)의 일면 또는 양면 상에는 수지매트릭스 내에 근적외선 흡수용 색소(11) 및 자외선 흡수용 색소(12)가 분산된 색소 분산층(14, 14a, 14b)이 형성된다. 도 1(a)는 근적외선 흡수 유리 기재(13)의 일면 상에 근적외선 흡수용 색소(11) 및 자외선 흡수용 색소(12)가 함께 수지 내에 분산된 색소 분산층(14)이 형성된 구조를 도시한 것이다. 또한, 도 1(b)는 근적외선 흡수 유리 기재(13)의 일면 상에 근적외선 흡수용 색소(11)가 수지 내에 분산된 색소 분산층(14a)이 형성되고, 그 반대편 일면 상에는 자외선 흡수용 색소(12)가 수지 내에 분산된 색소 분산층(14b)이 형성된 구조를 도시한 것이다.
상기 수지 매트릭스를 이루는 고분자 수지는, 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 분산이 용이하고, 광학 특성을 저해하지 않는 범위에서 선택 가능하다. 상기 고분자 수지는, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지, 환상올레핀계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광학 물품은, 상기 상술한 광학특성을 갖는 근적외선 흡수 유리 기재(13)와 함께 색소 분산층(14, 14a, 14b)을 구비함으로써 상용의 이미지센서에 부합되고 색감차이를 유발시키지 않는 광학 필터를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 근적외선 흡수용 색소(11)는 690nm 내지 750nm 범위에서 흡수극대를 가질 수 있고, 상기 자외선 흡수용 색소(12)는 350nm 내지 410nm 파장 영역에서 흡수극대를 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 근적외선 흡수용 색소(11)는 700nm 내지 750nm 범위에서 흡수극대를 갖고, 자외선 흡수용 색소(12)는 370nm 내지 400nm 파장 영역에서 흡수극대를 가질 수 있다.
아울러, 상기 근적외선 흡수용 색소(11)는 예를 들어 시아닌계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 나프탈로시아닌계 화합물, 포르피린계 화합물, 벤조포르피린계 화합물, 인돌계 화합물, 트리아진계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 스쿠아릴륨계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 크로코늄계 화합물, 디이모늄계 화합물 및/또는 디티올 금속 착화합물 등 일 수 있다. 하나의 예로서, 상기 근적외선 흡수용 색소(11)는 하기 화학식 1로 나타낼 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1 에서,
A는 아미노페닐기; 인돌릴메틸렌기; 또는 인돌리닐기이되,
2개의 A가 
을 중심으로 서로 컨쥬게이션(conjugation)을 이루는 구조를 갖고,
상기 아미노페닐기, 인돌릴메틸렌기 또는 인돌리닐기에 존재하는 수소 중 어느 하나 이상은, 서로 독립적으로 수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 카르복시기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 설폰아미드기이거나, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기로 치환되거나 비치환된 아미드기이며;
구체적으로, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1a 내지 화학식 1c로 나타내는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
[화학식 1a]
[화학식 1b]
[화학식 1c]
상기 화학식 1a 내지 화학식 1c에서,
a1, a2 및 a3은 서로 독립적으로 수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 카르복시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 설폰아미드기이거나, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기로 치환되거나 비치환된 아미드기이다.
<자외선 흡수용 색소>
상기 자외선 흡수용 색소(12)는 하기 화학식 2로 나타낼 수 있다.
[화학식 2]
R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 시아노기 또는 하기 화학식 2-a로 나타내며,
[화학식 2-a]
화학식 2-a에서,
b1은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기 또는 탄소수 6 내지 18의 아릴기이고,
R4는 수소, 시아노기, 아미노기 또는 하기 화학식 2-b로 나타내며,
[화학식 2-b]
화학식 2-b에서,
b2는 수소, 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 또는 아미노기이다.
상기 화학식 2의 R1 내지 R4의 하나 이상의 수소는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 20을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 20을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 20을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 20을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 하이드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나로 치환되거나 비치환된다.
상기 근적외선 흡수용 색소(11) 및 자외선 흡수용 색소(12)의 합산 함량은, 색소 분산층(14, 14a, 14b) 100 중량부에 대하여, 2.5 내지 5.5 중량부 범위, 구체적으로는 2.6 내지 5.0 중량부, 2.8 내지 4.5 중량부 혹은 2.9 내지 4.0 중량부 범위일 수 있다. 또한, 근적외선 흡수용 색소(11)에 대한 자외선 흡수용 색소(12)의 함량비는 중량비로 0.5 내지 3.0 범위, 구체적으로는 0.6 내지 2.9, 1.0 내지 2.8 혹은 1.2 내지 2.7 중량비 범위일 수 있다.
본 발명의 광학 물품은 다양한 종류 내지 형태의 색소 중에서, 상기 상술한 파장 범위에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소(11) 및 자외선 흡수용 색소(12)를 상기 상술한 소정의 함량 및 함량비로 포함된 색소 분산층(14, 14a, 14b)을 구비함으로써, 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트를 억제하여 색감차이를 유발시키지 않으면서, 동시에 가시광선 영역에서 높은 투과율을 제공함으로써 이미지 촬영시 보다 밝은 이미지를 제공할 수 있는 광학 필터를 구현할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 광학 물품은 430nm 이하의 파장 영역에서 투과율이 50%인 가장 긴 파장(λ_cut-on)은 410nm 내지 420nm 파장 영역에서 존재하고, 565nm 이상의 파장 영역에서 투과율이 50%인 가장 짧은 파장(λ_cut-off)은 625nm 내지 645nm 파장 영역에서 존재할 수 있다. λ_cut-on 값과 λ_cut-off 값이 상기 소정의 파장범위에 존재함으로써 상용의 이미지 센서와 병용하여 사용할시, 피사체 고유의 색상을 충실히 재현하는 고품질의 이미지를 획득하는 것이 가능할 수 있다. λ_cut-on 값이 상기 범위의 값보다 작게 되면 청색이 과도하게 강조되거나, 상기 범위의 값보다 커지게 되면 청색감이 부족할 수 있다. 또한, λ_cut-off 값이 상기 범위의 값보다 작게 되면 적색감이 부족하거나, 상기 범위의 값보다 커지게 되면 적색이 과도하게 강조되는 이미지를 획득할 우려가 있다.
또한, 상기 광학 물품은 430nm 내지 565nm 파장 영역에서 평균 투과율이 87% 이상인 것을 특징으로 한다. 상기 평균투과율이 87% 보다 작게 되면 저조도 환경하에서 이미지 촬영시 피사체의 형체를 선명하게 재현하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 일 실시예에서 상기 광학 물품은 800nm 내지 1,200nm 파장 영역에서 평균 투과율이 25% 이상이고, 1,200nm 파장에서 투과율이 50% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 광학 물품은 800nm 내지 1,200nm 파장 영역에서 평균 투과율이 26% 이상, 29% 이상 혹은 32% 이상일 수 있고, 1,200nm 파장에서 투과율이 51% 이상 혹은 55% 이상일 수 있다. 본 발명에 따른 광학 물품은 촬상 장치의 화상에 영향을 주는 700nm 내지 750nm 파장 영역의 광에 대해서는 제1 투과저지대를 형성하여 실효적으로 차단할 수 있다. 그러나, 750nm 이상 파장 영역의 광에 대해서는 일정 수준 광을 투과시키되 광학 물품의 일면 또는 양면 상에 선택파장 반사층을 형성함으로써 400nm 이하 파장 영역 및/또는 750nm 이상 파장 영역에 대한 광을 선택적으로 차단할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 광학 물품을 촬상 장치에 적용할 경우 입사각 증가에 따른 색감차이의 유발을 억제하면서도 가시광선 영역에서 높은 투과율을 제공함으로써 촬상 장치를 통하여 밝은 화상 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 상기 광학 물품은 입사되는 광의 각도에 따른 투과 스펙트럼의 시프트 현상을 효과적으로 줄일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 광학 물품은 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 입사각 0도 조건에서 투과율이 30%가 되는 파장(λ_T30%@0°)과 입사각 40도 조건에서 투과율이 30%가 되는 파장(λ_T30%@40°)의 차이의 절대치가 5nm 이하, 3nm 이하 혹은 실질적으로 2nm 이하일 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 광학 물품은 광의 입사각 증가에 따라 가시광선 영역의 투과율 곡선이 단파장 시프트되는 것을 억제하고, 가시광선 영역의 투과율의 적분값(면적)의 변화를 1% 이하로 억제하여 입사각 증가에 따른 색감변화를 현저히 감소시키는 광학 필터를 제공할 수 있다.
<광학 필터>
또한, 본 발명은 전기 상술한 광학 물품을 포함하는 광학 필터를 제공한다.
상기 광학 필터는, 광학 물품의 일면 또는 양면 상에 형성된 선택파장 반사층을 포함하는 구조일 수 있다. 이를 통해, 상기 광학 필터는 입사각 0도 조건에서 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 투과 스펙트럼 측정 시 하기 조건 (i) 및 (ii)를 만족할 수 있다.
(i) 565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(λ_cut-off)이 630nm 내지 655nm 범위
(ii) 430nm 내지 565nm 파장 영역에서 평균 투과율이 93% 이상.
이는 본 발명에 따른 광학 필터가 상용의 이미지센서와 병용하여 사용 가능하고, 가시광선 영역의 파장을 갖는 광에 대하여 높은 투과율을 나타냄으로써 저조도 촬영환경에서도 선명하고 밝은 이미지를 제공할 수 있음을 의미하는 것이다.
본 발명에 따른 광학 필터는 광학 물품의 일면 또는 양면 상에 선택파장 반사층을 형성함으로써, 흡수에 의해 차단되지 않는 소정 파장 영역의 광을 반사시킴으로써 선택적으로 차단할 수 있다. 예시적으로, 700nm 이상 파장 영역의 근적외광과 400nm 이하 파장 영역의 자외광을 선택적으로 차단할 수 있다.
상기 λ_cut-off는 바람직하게 632nm 내지 653nm 범위일 수 있고, 보다 바람직하게 635nm 내지 650nm일 수 있다. 아울러, 상기 평균 투과율은 바람직하게 93.5% 이상일 수 있고, 보다 바람직하게 94% 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광학 필터는, 하기 식 2를 만족한다.
[식 2]
|(A - B) / A| ≤ 1%.
상기 식 2에서, A는 380nm 내지 780nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 필터의 투과율 곡선을 측정했을 때 상기 투과율의 적분값을 나타내고,
B는 380nm 내지 780nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 40도 조건에서 상기 광학 필터의 투과율 곡선을 측정했을 때 상기 투과율의 적분값을 나타낸다. 상기 투과율의 적분값은 이미지 센서에 도달하는 광량과 관계되는 인자로서 입사각 변화에도 불구하고 적분값의 변화가 적은 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학 필터는 입사되는 광의 입사각이 40도로 증가하여도 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트를 효과적으로 억제하여 색감차이의 유발을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 식 2에 나타낸 바와 같이 입사각 0도 조건으로 입사된 광에 대한 투과율과 입사각 40도 조건에서 입사되는 광에 대한 투과율의 적분값 차이는 1% 이하, 바람직하게 0.5% 이하, 보다 바람직하게 0.2% 이하일 수 있다.
도 2는 일 실시예에서 본 발명에 따른 광학 필터의 구조를 도시한 단면도이다. 도 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 광학 필터는 근적외선 흡수 유리 기재(13) 및 상기 근적외선 흡수 유리 기재(13)의 일면 또는 양면 상에 근적외선 흡수용 색소 및/또는 자외선 흡수용 색소가 분산된 색소 분산층(14, 14a, 4b)을 포함하는 광학 물품(10)과 상기 광학 물품(10)의 양면 상에 위치하는 선택파장 반사층(20 및 30)을 포함한다.
상기 근적외선 흡수 유리 기재(13), 색소 분산층(14, 14a, 14b) 및 광학 물품(10)에 대해서는 전술하였으므로 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 광학 필터에 있어서, 상기 선택파장 반사층(20 및 30)은 광학 필터로 입사되는 광 중 소정의 파장 범위의 광을 선택적으로 반사시키거나, 가시광선 영역의 광의 투과를 증가시키기 위해 반사를 방지하는 반사방지층의 기능을 제공할 수 있다. 예시적으로, 700nm 내지 1,200nm 범위의 파장 및 300nm 내지 400nm 범위의 파장을 갖는 광을 반사하여 상기 범위의 광이 이미지 센서로 입사되는 것을 차단하고, 400nm 내지 700nm 파장 범위의 가시광선 영역의 광이 반사되는 것을 방지하여 상기 파장 범위의 광이 이미지 센서로 입사되는 광량을 증가시키는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 선택파장 반사층(20 및 30)은 근적외선을 반사시키는 근적외선 반사층, 자외선을 반사시키는 자외선 반사층 및/또는 가시광선이 반사되는 것을 방지하는 반사방지층의 역할을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광학 필터는 광학 물품의 제1 주면 상에 형성된 제1 선택파장 반사층(20) 및 광학 물품의 제2 주면 상에 형성된 제2 선택파장 반사층(30)을 포함할 수 있다. 상기 제1 선택파장 반사층(20)은 가시광선 영역과 가시광선 영역의 단파장 끝단보다 파장이 짧은 일부 자외선영역 및 가시광선 영역의 장파장 끝단보다 파장이 긴 일부 근적외선 영역을 아우르는 넓은 파장영역에서 반사를 방지하는 반사방지층의 역할을 수행할 수 있고, 제 2 선택파장 반사층(30)은 가시광선 영역의 광을 95% 이상의 높은 투과율로 투과하고 자외선 영역 및 근적외선 영역의 광을 선택적으로 반사하는 역할을 수행할 수 있다. 이와달리, 제1 선택파장 반사층(20)은 자외선 영역의 광을 선택적으로 반사하는 역할을 수행하고, 제2 선택파장 반사층(30)은 근적외선 영역의 광을 선택적으로 반사하는 역할을 수행할 수도 있다. 상기 각각의 역할을 수행하는 제 1 및 제 2 선택파장 반사층을 상기 각각의 제 1 및 제 2 주면 상에 설치하는 예를 들어 설명하였으나, 상기 제1 주면 상에 상기 제 2 선택파장 반사층(30)을 설치하고 상기 제 2 주면 상에는 상기 제1 선택파장 반사층(20)을 설치해도 좋다.
일례로서, 상기 선택파장 반사층(20 및 30)은 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층한 유전체 다층막의 구조를 가질 수 있으며, 알루미늄 증착막; 귀금속 박막; 또는 산화인듐 및 산화주석 중 1종 이상의 미립자가 분산된 수지막을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 선택파장 반사층(20 및 30)은 제1 굴절률을 가지는 유전체층(미도시)과 제2 굴절률을 가지는 유전체층(미도시)이 교대 적층된 구조일 수 있으며, 상기 제1 굴절률을 가지는 유전체층과 제2 굴절률을 가지는 유전체층의 굴절률 차이는 0.2 이상; 0.3 이상; 또는 0.2 내지 1.0일 수 있다.
또한, 상기 선택파장 반사층(20 및 30)의 고굴절률층 및 저굴절률층으로는, 고굴절률층과 저굴절률층의 굴절률 차이가 전술한 범위에 포함되는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 구체적으로 고굴절률층은 1.6 내지 2.4의 굴절률을 갖는 산화티탄늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 오산화탄탈륨, 오산화니오븀, 산화란타늄, 산화이트륨, 산화아연, 황화아연 및 산화인듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 산화인듐은 산화티타늄, 산화주석 또는 산화세륨 등을 소량 더 포함할 수 있다. 또한, 저굴절률층은 1.3 내지 1.6의 굴절률을 갖는 이산화규소, 불화란탄, 불화마그네슘 및 육불화알루미륨나트륨(빙정석, Na3AlF6)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
이를 통해서, 본 발명에 따른 광학 필터는 투과하는 광의 범위를 가시광선 영역으로 한정하게 되고, 상기 광학 필터를 촬상 장치에 적용 시 입사각 증가에 따라 색감차이를 유발하지 않는 밝고 원색을 충실히 재현하는 화상 구현이 가능하다.
<촬상 장치>
나아가, 본 발명은 일 실시예에서, 상기 광학 필터를 포함하는 촬상 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 촬상 장치는 전술한 광학 필터를 포함하며, 가시광선 영역의 파장을 갖는 광에 대하여 높은 투과율을 나타낸다. 또한, 광원의 입사각이 40도까지 증가함에도 불구하고 가시광선 영역에서 93% 이상의 높은 평균 투과율과 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트가 억제된 광학 필터를 포함함으로써 상기 촬상 장치로 촬상된 이미지 상에서 위치에 따라 색감차이를 유발하지 않고, 밝으면서 원색을 충실히 재현하는 화상 구현이 가능하다.
따라서, 상기 촬상 소자는 촬상 장치가 적용되는 전자기기, 예를 들어, 디지털 스틸 카메라, 휴대용 카메라, 디지털 비디오 카메라, PC 카메라, 감시 카메라, 자동차용 카메라, 휴대 정보 단말기, 퍼스널 컴퓨터, 비디오 게임, 의료기기, USB 메모리, 휴대 게임기, 지문 인증 시스템, 디지털 뮤직 플레이어 등에 유용하게 활용될 수 있다.
이하, 본 발명을 제조예, 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.
단, 하기 제조예, 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 제조예, 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 및 비교 제조예, 실시예 및 비교예에서 사용된 근적외선 흡수 유리 기재(13)는 시판되는 BG61(상품명, 독일 Schott사)을 연마하여 준비하였다. 연마 두께를 달리해 가면서 두께가 다른 각각의 근적외선 흡수 유리 기재를 준비하고, 그 두께를 측정하였다. 구체적으로, 가로 및 세로의 길이가 각각 77mm인 근적외선 흡수 유리 기재에 대해서 고정도 마이크로미터(Mitutoyo사, 상품명: MDH-25M)를 이용하여 중심부와 중심부에서 대각선 방향으로 50mm 이격된 4개 위치를 포함하여 총 5개 위치의 두께를 측정하여 5개 위치의 두께를 산술 평균한 값을 그 두께로 하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 근적외선 흡수 유리 기재의 두께는 각각 0.145mm, 0.165mm, 0.190mm 및 0.210mm이었다.
근적외선 흡수 유리 기재의 광학 특성을 조사하였다. 구체적으로, 각각의 근적외선 흡수 유리 기재에 대해서 분광광도계(PerkinElmer사, 상품명: LAMBDA 750)를 이용하여 파장 300nm 내지 1,200nm의 파장 범위에 대한 투과율을 측정하였다. 측정 결과로부터, 430nm 내지 565nm 파장 범위의 가시광선 평균 투과율과 565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(Cut-off T50%)을 산출하여, 표 1에 함께 나타내었다. 아울러, 하기 표 1에 개시한 근적외선 흡수 유리 기재에 대한 투과율 곡선을 도 3에 나타내었다.
| 두께 [mm] | 0.145 | 0.165 | 0.190 | 0.210 |
| 가시광선 평균 투과율 [%] | 90.7 | 90.5 | 90.3 | 90.1 |
| Cut-off T50% [nm] | 690.0 | 679.4 | 668.9 | 662.0 |
표 1의 결과로부터, 구리 2가 이온을 포함하는 두께 0.140mm 내지 0.220mm의 근적외선 흡수유리를 이용하여 가시광선 평균투과율이 90% 이상이고, Cut-off T50% 파장이 660nm 내지 690nm인 광학특성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
제조예
1 내지 6.
본 발명에 따른 제조예로서, 제1 및 제2 투과저지대를 가진 광학 물품을 하기와 같이 준비하였다.
화학식 1로 나타내고 710±5㎚ 파장 범위에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N1(H.W.SANDS CORP., 미국)과 화학식 1로 나타내고 740±5㎚ 파장 범위의 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N2(H.W.SANDS CORP., 미국) 및 화학식 2로 나타내고 380±5nm 파장 범위의 흡수극대를 갖는 자외선 흡수용 색소 U1(H.W.SANDS CORP., 미국)을 수지 100 중량부를 기준으로 하기 표 2의 함량으로 혼합하였다. 이때, 수지로서는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 이용하였고, 유기 용매로서는 사이클로헥사논(cyclohexanone)을 이용하였다. 이후 교반기로 24시간 이상 교반하여 흡수 용액을 제조하였다. 제조된 흡수 용액을 상기 표 1의 두께가 0.145mm인 근적외선 흡수 유리 기재의 단면상에 도포하고 160에서 120분간 경화하여 도 1의 (a)와 같이 단면 상에 색소 분산층이 형성된 광학 물품을 제조하였다.
| 제1 투과저지대 | 제2 투과저지대 | N1+N2+U1 중량부 | U1/(N1+N2) | ||||||
| N1 중량부 | N2 중량부 | W1 [nm] | OD1 | U1 중량부 | W2 [nm] | OD2 | |||
| 제조예1 | 0.88 | 0.32 | 8.3 | 1.0 | 1.93 | 10.3 | 0.28 | 3.12 | 1.61 |
| 제조예2 | 0.88 | 0.32 | 8.3 | 1.0 | 2.62 | 40.5 | 0.37 | 3.81 | 2.19 |
| 제조예3 | 0.88 | 0.97 | 18.9 | 1.0 | 1.87 | 12.2 | 0.25 | 3.71 | 1.01 |
| 제조예4 | 0.88 | 0.97 | 18.9 | 1.0 | 2.46 | 39.0 | 0.32 | 4.30 | 1.34 |
| 제조예5 | 0.88 | 1.06 | 20.5 | 1.0 | 1.91 | 16.9 | 0.25 | 3.84 | 0.99 |
| 제조예6 | 0.88 | 1.06 | 20.5 | 1.0 | 2.56 | 41.9 | 0.32 | 4.49 | 1.32 |
본 발명에 따른 제조예 1 내지 6에 따라서 제조된 광학 물품 각각에 대하여 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 투과율 곡선과 흡광도 곡선을 측정하였다. 측정된 결과로부터 565nm 이상에서 투과율 1% 이하를 나타내는 제1 투과저지대의 파장폭(W1)과 430nm 이하에서 투과율 25% 이하를 나타내는 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 산출하였다. 또한, 상기 제1 투과저지대의 흡광도의 최대값(OD1)을 1이 되도록 상기 흡광도 곡선을 정규화하였을 때의 제2 투과저지대의 흡광도의 최대값(OD2)을 산출하였다. 그 결과를 상기 표 2에 함께 나타내었다. 아울러, 상기 표 2에 개시한 제조예 3 및 제조예 6에 따른 광학 물품 각각에 대한 흡광도 곡선을 도 4에 나타내었다. 상기 표 2 및 도 4를 참조하면, 근적외선 흡수용 색소 N1과 N2 및 자외선 흡수용 색소 U1의 합산 함량(N1+N2+U1)을 3.12 내지 4.49 중량부 범위로 하여 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비(U1/(N1+N2))를 0.99 내지 2.19 중량비의 범위가 되도록 N1, N2 및 U1의 함량을 변화시켰을 때, N1과 N2의 함량을 조절함에 따라 제1 투과저지대의 파장폭(W1)을 8.3nm 내지 20.5nm 범위에서 조절할 수 있고, U1의 함량을 조절함에 따라 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 10.3nm 내지 41.9nm 범위가 되도록 조절할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 상기 근적외선 흡수용 색소의 합산 함량에 대한 상기 자외선 흡수용 색소의 함량비를 조절함에 따라 OD2 값을 0.25 내지 0.37 범위에서 조절할 수 있음을 알 수 있다.
제조예
7 내지 12.
상기 표 1의 두께가 0.165mm인 근적외선 흡수 유리 기재와 710±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N1과 740±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N2 및 380±5nm에서 흡수극대를 갖는 자외선 흡수용 색소 U1의 함량을 제외하고는, 상기 상술한 제조예 1 내지 6과 실질적으로 동일한 방법으로 제조예 7 내지 12에 따른 광학 물품을 준비하였다. 이때, 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 함량은 하기 표 3에 나타내었다.
| 제1 투과저지대 | 제2 투과저지대 | N1+N2+U1 중량부 | U1/(N1+N2) | ||||||
| N1 중량부 | N2 중량부 | W1 [nm] | OD1 | U1 중량부 | W2 [nm] | OD2 | |||
| 제조예7 | 0.88 | 0.24 | 8.6 | 1.0 | 1.93 | 9.8 | 0.28 | 3.05 | 1.73 |
| 제조예8 | 0.88 | 0.24 | 8.6 | 1.0 | 2.62 | 40.5 | 0.37 | 3.73 | 2.34 |
| 제조예9 | 0.88 | 0.87 | 18.6 | 1.0 | 1.97 | 20.9 | 0.26 | 3.71 | 1.13 |
| 제조예10 | 0.88 | 0.87 | 18.6 | 1.0 | 2.46 | 38.9 | 0.32 | 4.21 | 1.41 |
| 제조예11 | 0.88 | 1.02 | 21.3 | 1.0 | 2.01 | 24.7 | 0.26 | 3.90 | 1.06 |
| 제조예12 | 0.88 | 1.02 | 21.3 | 1.0 | 2.46 | 39.4 | 0.31 | 4.35 | 1.30 |
상기 상술한 제조예 1 내지 6에 따른 광학 물품의 투과율 및 흡광도 측정 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 제조예 7 내지 12에 따른 광학 물품의 제1 투과저지대의 파장폭(W1), 제2 투과저지대의 파장폭(W2) 및 흡광도 값을 산출하였다. 그 결과를 상기 표 3에 나타내었다.
상기 표 3을 참조하면, 근적외선 흡수용 색소 N1과 N2 및 자외선 흡수용 색소 U1의 합산 함량(N1+N2+U1)을 3.05 내지 4.35 중량부 범위로 하여 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비(U1/(N1+N2))를 1.06 내지 2.34 중량비의 범위가 되도록 N1, N2 및 U1의 함량을 변화시켰을 때, N1과 N2의 함량을 조절함에 따라 제1 투과저지대의 파장폭(W1)을 8.6nm 내지 21.3nm 범위가 되도록 조절할 수 있고, U1의 함량을 조절함에 따라 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 9.8nm 내지 40.5nm 범위가 되도록 조절할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 상기 근적외선 흡수용 색소의 합산 함량에 대한 상기 자외선 흡수용 색소의 함량비를 조절함에 따라 OD2 값을 0.26 내지 0.37 범위에서 조절할 수 있음을 알 수 있다.
제조예
13 내지 18.
상기 표 1의 두께가 0.190mm인 근적외선 흡수 유리 기재와 710±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N1과 740±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N2 및 380±5nm에서 흡수극대를 갖는 자외선 흡수용 색소 U1의 함량을 제외하고는, 상기 상술한 제조예 1 내지 6과 실질적으로 동일한 방법으로 제조예 13 내지 18에 따른 광학 물품을 준비하였다. 이때, 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 함량은 하기 표 4에 나타내었다.
| 제1 투과저지대 | 제2 투과저지대 | N1+N2+U1 중량부 | U1/(N1+N2) | ||||||
| N1 중량부 | N2 중량부 | W1 [nm] | OD1 | U1 중량부 | W2 [nm] | OD2 | |||
| 제조예13 | 0.88 | 0.19 | 10.0 | 1.0 | 1.93 | 9.9 | 0.28 | 3.00 | 1.80 |
| 제조예14 | 0.88 | 0.19 | 10.0 | 1.0 | 2.46 | 37.0 | 0.34 | 3.53 | 2.30 |
| 제조예15 | 0.88 | 0.77 | 18.8 | 1.0 | 2.01 | 23.5 | 0.26 | 3.66 | 1.22 |
| 제조예16 | 0.88 | 0.77 | 18.8 | 1.0 | 2.36 | 36.5 | 0.30 | 4.01 | 1.43 |
| 제조예17 | 0.88 | 0.97 | 22.3 | 1.0 | 2.07 | 27.6 | 0.26 | 3.91 | 1.12 |
| 제조예18 | 0.88 | 0.97 | 22.3 | 1.0 | 2.36 | 37.1 | 0.29 | 4.20 | 1.28 |
상기 상술한 제조예 1 내지 6에 따른 광학 물품의 투과율 및 흡광도 측정 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 제조예 13 내지 18에 따른 광학 물품의 제1 투과저지대의 파장폭(W1), 제2 투과저지대의 파장폭(W2) 및 흡광도 값을 산출하였다. 그 결과를 상기 표 4에 나타내었다.
상기 표 4를 참조하면, 근적외선 흡수용 색소 N1과 N2 및 자외선 흡수용 색소 U1의 합산 함량(N1+N2+U1)을 3.00 내지 4.20 중량부 범위로 하여 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비(U1/(N1+N2))를 1.12 내지 2.30 중량비의 범위가 되도록 N1, N2 및 U1의 함량을 변화시켰을 때, N1과 N2의 함량을 조절함에 따라 제1 투과저지대의 파장폭(W1)을 10.0nm 내지 22.3nm 범위가 되도록 조절할 수 있고, U1의 함량을 조절함에 따라 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 9.9nm 내지 37.1nm 범위가 되도록 조절할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 상기 근적외선 흡수용 색소의 합산 함량에 대한 상기 자외선 흡수용 색소의 함량비를 조절함에 따라 OD2 값을 0.26 내지 0.34 범위에서 조절할 수 있음을 알 수 있다.
제조예
19 내지 24.
상기 표 1의 두께가 0.210mm인 근적외선 흡수 유리와 710±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N1과 740±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N2 및 380±5nm에서 흡수극대를 갖는 자외선 흡수용 색소 U1의 함량을 제외하고는, 상기 상술한 제조예 1 내지 6과 실질적으로 동일한 방법으로 제조예 19 내지 24에 따른 광학 물품을 준비하였다. 이때, 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 함량은 하기 표 5에 나타내었다.
| 제1 투과저지대 | 제2 투과저지대 | N1+N2+U1 중량부 | U1/(N1+N2) | ||||||
| N1 중량부 | N2 중량부 | W1 [nm] | OD1 | U1 중량부 | W2 [nm] | OD2 | |||
| 제조예19 | 0.88 | 0.10 | 9.9 | 1.0 | 1.97 | 13.8 | 0.28 | 2.94 | 2.03 |
| 제조예20 | 0.88 | 0.10 | 9.9 | 1.0 | 2.56 | 39.2 | 0.36 | 3.53 | 2.63 |
| 제조예21 | 0.88 | 0.58 | 17.2 | 1.0 | 2.07 | 25.7 | 0.27 | 3.52 | 1.42 |
| 제조예22 | 0.88 | 0.58 | 17.2 | 1.0 | 2.36 | 36.0 | 0.31 | 3.82 | 1.62 |
| 제조예23 | 0.88 | 0.77 | 20.1 | 1.0 | 2.07 | 26.8 | 0.26 | 3.72 | 1.25 |
| 제조예24 | 0.88 | 0.77 | 20.1 | 1.0 | 2.26 | 33.9 | 0.29 | 3.91 | 1.37 |
상기 상술한 제조예 1 내지 6에 따른 광학 물품의 투과율 및 흡광도 측정 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 제조예 19 내지 24에 따른 광학 물품의 제1 투과저지대의 파장폭(W1), 제2 투과저지대의 파장폭(W2) 및 흡광도 값을 산출하였다. 그 결과를 상기 표 5에 나타내었다.
상기 표 5를 참조하면, 근적외선 흡수용 색소 N1과 N2 및 자외선 흡수용 색소 U1의 합산 함량(N1+N2+U1)을 2.94 내지 3.91 중량부 범위로 하여 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비(U1/(N1+N2))를 1.25 내지 2.63 중량비의 범위가 되도록 N1, N2 및 U1의 함량을 변화시켰을 때, N1과 N2의 함량을 조절함에 따라 제1 투과저지대의 파장폭(W1)을 9.9nm 내지 20.1nm 범위가 되도록 조절할 수 있고, U1의 함량을 조절함에 따라 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 13.8nm 내지 39.2nm 범위가 되도록 조절할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 상기 근적외선 흡수용 색소의 합산 함량에 대한 상기 자외선 흡수용 색소의 함량비를 조절함에 따라 OD2 값을 0.26 내지 0.36 범위에서 조절할 수 있음을 알 수 있다.
실시예
1 내지
실시예
24.
전자빔 증착기(E-beam evaporator)를 이용하여 110±5℃ 온도에서 상기 제조예 1 내지 24에서 준비된 광학 물품의 제1 주면상에 SiO2와 Ti3O5을 교대로 증착하여 유전체 다층막 구조의 제1 선택파장 반사층을 형성하였다. 이후, 전자빔 증착기(E-beam evaporator)로 110±5℃ 온도에서 광학 물품의 제2 주면상에 SiO2와 Ti3O5을 교대로 증착하여 유전체 다층막 구조의 제2 선택파장 반사층을 형성하여 도 2의 (a)와 같은 구조를 갖는 실시예 1 내지 24에 따른 광학 필터를 제조하였다. 이때, 적층된 제1 및 제2 선택파장 반사층의 적층 층수 및 두께를 하기 표 6에 나타냈다. 여기서, 상기 두께는 제1 및 제2 선택파장 반사층의 각각의 총 두께를 의미하며, 단위는 마이크로미터(μm)이다.
| 제1 선택파장 반사층 | 제2 선택파장 반사층 | ||
| 층수 | 두께 [μm] | 층수 | 두께 [μm] |
| 7 | 0.3 | 41 | 5.0 |
또한, 상기 실시예 1 내지 24에 적용된 제1 선택반사 반사층 및 제2 선택파장 반사층의 각각의 적층 구조 및 두께를 하기 표 7 및 표 8에 각각 나타내었다.
| 적층 순서 | 재료 | Optical Thickness (QWOT) | 두께 [nm] |
| 1 | SiO2 | 1.06 | 94.4 |
| 2 | Ti3O5 | 0.73 | 40.4 |
| 3 | SiO2 | 0.15 | 13.7 |
| 4 | Ti3O5 | 0.81 | 44.4 |
| 5 | SiO2 | 0.44 | 39.4 |
| 6 | Ti3O5 | 0.22 | 12.1 |
| 7 | SiO2 | 0.62 | 55.4 |
| 적층 순서 | 재료 | Optical Thickness (QWOT) | 두께 [nm] |
| 1 | SiO2 | 1.03 | 87.9 |
| 2 | Ti3O5 | 0.17 | 8.8 |
| 3 | SiO2 | 0.50 | 42.5 |
| 4 | Ti3O5 | 1.95 | 102.2 |
| 5 | SiO2 | 1.83 | 156.4 |
| 6 | Ti3O5 | 1.68 | 88.0 |
| 7 | SiO2 | 1.73 | 148.2 |
| 8 | Ti3O5 | 1.64 | 86.0 |
| 9 | SiO2 | 1.70 | 145.6 |
| 10 | Ti3O5 | 1.61 | 84.4 |
| 11 | SiO2 | 1.70 | 145.4 |
| 12 | Ti3O5 | 1.60 | 84.0 |
| 13 | SiO2 | 1.70 | 144.9 |
| 14 | Ti3O5 | 1.60 | 84.0 |
| 15 | SiO2 | 1.69 | 144.8 |
| 16 | Ti3O5 | 1.60 | 83.5 |
| 17 | SiO2 | 1.70 | 145.5 |
| 18 | Ti3O5 | 1.62 | 84.7 |
| 19 | SiO2 | 1.72 | 146.7 |
| 20 | Ti3O5 | 1.64 | 85.8 |
| 21 | SiO2 | 1.75 | 149.4 |
| 22 | Ti3O5 | 1.70 | 89.2 |
| 23 | SiO2 | 1.89 | 161.2 |
| 24 | Ti3O5 | 1.99 | 104.2 |
| 25 | SiO2 | 2.09 | 179.0 |
| 26 | Ti3O5 | 2.00 | 104.6 |
| 27 | SiO2 | 1.93 | 164.7 |
| 28 | Ti3O5 | 1.83 | 96.0 |
| 29 | SiO2 | 1.91 | 163.2 |
| 30 | Ti3O5 | 1.98 | 103.6 |
| 31 | SiO2 | 2.14 | 182.7 |
| 32 | Ti3O5 | 2.18 | 114.3 |
| 33 | SiO2 | 2.22 | 189.8 |
| 34 | Ti3O5 | 2.22 | 116.4 |
| 35 | SiO2 | 2.24 | 191.4 |
| 36 | Ti3O5 | 2.23 | 117.0 |
| 37 | SiO2 | 2.22 | 189.7 |
| 38 | Ti3O5 | 2.18 | 114.0 |
| 39 | SiO2 | 2.10 | 179.8 |
| 40 | Ti3O5 | 1.93 | 101.0 |
| 41 | SiO2 | 0.96 | 81.6 |
본 실시예에 따른 제1 선택파장 반사층은 430nm 내지 565nm의 가시광선 영역에서 96% 이상의 높은 평균투과율을 제공하고 가시광선 영역의 단파장 끝단보다 파장이 짧은 일부 자외선영역 및 가시광선 영역의 장파장 끝단보다 파장이 긴 일부 근적외선 영역을 아우르는 넓은 파장영역에서도 투과율 75% 이상을 제공하는 반사방지층의 역할을 수행할 수 있고, 제 2 선택파장 반사층은 가시광선 영역의 광을 95% 이상의 높은 평균 투과율로 투과하고 자외선 영역 및 근적외선 영역의 광을 선택적으로 반사하는 자외선 및 근적외선 반사층 역할을 수행할 수 있도록 하였다. 이와달리, 제1 선택파장 반사층은 자외선 영역의 광을 선택적으로 반사하는 역할을 수행하고, 제2 선택파장 반사층은 근적외선 영역의 광을 선택적으로 반사하는 역할을 수행할 수 있어도 좋다. 어느 경우에 있어서나, 광학 물품의 분광 투과율 특성을 충분히 활용하여 고화소의 카메라모듈에 적용하기 위해서는 광학 물품의 주면 상에 선택파장 반사층을 설치할 필요가 있고, 선택파장 반사층의 설치에 의해 대략 400nm 이하의 자외선 영역 및 대략 700nm 이상의 근적외선 영역의 광을 화질의 결함을 유발하지 않을 충분한 정도로 차단시키는 것이 바람직하다.
상기 표 7에 개시한 제1 선택파장 반사층 및 표 8에 개시한 제2 선택파장 반사층에 대한 분광 투과율을 도 5 및 도 6에 각각 나타내었다.
도 6을 참조하면, 가시광선 영역과 근적외선 영역 사이의 일부 파장 구간(전이영역 A) 및 자외선 영역과 가시광선 영역 사이의 일부 파장 구간(전이영역 B)에서 투과율이 급격히 변화하는 전이 영역이 존재함을 알 수 있다. 또한, 입사각도가 0도에서 40도로 증가함에 따라 각 전이영역이 단파장 쪽으로 시프트 되는 단파장 시프트 현상이 발생하여, 투과율이 50%가 되는 파장을 기준으로 전이영역 A에서는 약 39nm, 전이영역 B에서는 약 22nm의 단파장 시프트가 발생함을 알 수 있다. 이러한 단파장 시프트는 광원의 입사각 증가에 따라 색감차이를 유발하는 주요 원인으로 작용할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 물품에 구비된 제1 및 제2 투과저지대에 선택파장 반사층의 전이영역 A 및 B를 각각 중첩시키되 가시광선 투과율 곡선의 입사각 증가에 따른 투과율 적분값의 차이가 1% 미만이 되도록 중첩시킴으로써, 실질적으로 색감차이를 억제하는 광학 필터를 제공하는 것이 가능할 수 있다.
비교
제조예
1 내지 19.
710±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N1과 740±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N2 및 380±5nm에서 흡수극대를 갖는 자외선 흡수용 색소 U1의 함량을 제외하고는, 상기 상술한 제조예 1 내지 6과 실질적으로 동일한 방법으로, 비교 제조예 1 내지 19에 따른 광학 물품을 준비하였다. 이때, 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 함량은 하기 표 9에 나타내었다.
| 제1 투과저지대 | 제2 투과저지대 | N1+N2+U1 중량부 | U1/(N1+N2) | ||||||
| N1 중량부 | N2 중량부 | W1 [nm] | OD1 | U1 중량부 | W2 [nm] | OD2 | |||
| 비교 제조예1 | 0.00 | 0.00 | - | - | 0.00 | - | - | 0.00 | - |
| 비교 제조예2 | 0.00 | 0.00 | - | - | 0.89 | - | - | 0.89 | - |
| 비교 제조예3 | 0.00 | 0.00 | - | - | 2.07 | 10.0 | - | 2.07 | - |
| 비교 제조예4 | 0.00 | 0.00 | - | - | 2.76 | 38.9 | - | 2.76 | - |
| 비교 제조예5 | 0.00 | 0.00 | - | - | 5.90 | 50.0 | - | 5.90 | - |
| 비교 제조예6 | 0.88 | 0.32 | 8.3 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.20 | 0.00 |
| 비교 제조예7 | 0.88 | 0.32 | 8.3 | 1.0 | 0.89 | - | - | 2.08 | 0.74 |
| 비교 제조예8 | 0.88 | 0.32 | 8.3 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.81 | 7.10 | 4.94 |
| 비교 제조예9 | 0.88 | 0.97 | 18.9 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.84 | 0.00 |
| 비교 제조예10 | 0.88 | 0.97 | 18.9 | 1.0 | 1.18 | - | - | 3.02 | 0.64 |
| 비교 제조예11 | 0.88 | 0.97 | 18.9 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.71 | 7.75 | 3.20 |
| 비교 제조예12 | 0.88 | 1.06 | 20.5 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.93 | 0.00 |
| 비교 제조예13 | 0.88 | 1.06 | 20.5 | 1.0 | 1.18 | - | - | 3.11 | 0.61 |
| 비교 제조예14 | 0.88 | 1.06 | 20.5 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.70 | 7.84 | 3.05 |
| 비교 제조예15 | 0.88 | 1.93 | 35.4 | 1.0 | 0.00 | - | - | 2.81 | 0.00 |
| 비교 제조예16 | 0.88 | 1.93 | 35.4 | 1.0 | 1.57 | - | - | 4.38 | 0.56 |
| 비교 제조예17 | 0.88 | 1.93 | 35.4 | 1.0 | 1.97 | 27.8 | 0.23 | 4.78 | 0.70 |
| 비교 제조예18 | 0.88 | 1.93 | 35.4 | 1.0 | 2.46 | 43.0 | 0.27 | 5.27 | 0.88 |
| 비교 제조예19 | 0.88 | 1.93 | 35.4 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.61 | 8.71 | 2.10 |
상기 상술한 제조예 1 내지 6에 따른 광학 물품의 투과율 및 흡광도 측정 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 비교 제조예 1 내지 19에 따른 광학 물품의 제1 투과저지대의 파장폭(W1), 제2 투과저지대의 파장폭(W2) 및 흡광도 값을 산출하였다. 그 결과를 상기 표 9에 나타내었다. 아울러, 상기 표 9에 개시한 비교 제조예 1, 비교 제조예 7 및 비교 제조예 19에 따른 광학 물품 각각의 흡광도 곡선을 도 4에 함께 나타내었다.
상기 표 9 및 도 4를 참조하면, 근적외선 흡수용 색소 N1과 N2 및 자외선 흡수용 색소 U1의 합산 함량(N1+N2+U1)을 0 내지 8.71 중량부 범위로 하여 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비(U1/(N1+N2))를 0 내지 4.94 중량비의 범위가 되도록 N1, N2 및 U1의 함량을 변화시켰을 때, N1과 N2의 함량을 조절함에 따라 제1 투과저지대의 파장폭(W1)을 8.3nm 내지 35.4nm 범위가 되도록 조절할 수 있고, U1의 함량을 조절함에 따라 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 10.0nm 내지 50.0nm 범위가 되도록 조절할 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 합산함량(N1+N2+U1)이 4.78 내지 8.71 중량부이고 함량비(U1/(N1+N2))가 0.70 내지 4.94 중량비인 제한된 범위에서, OD2 값이 0.23 내지 0.81일때 제1 및 제2 투과저지대가 동시에 형성되고, 그때의 제1 투과저지대의 파장폭(W1)은 8.3nm 내지 35.4nm, 제2 투과저지대의 파장폭(W2)은 27.8nm 내지 50.0nm 범위에서 형성 됨을 알 수 있다. 또한, 근적외선 흡수용 색소를 포함하지 않거나 자외선 흡수용 색소를 포함하지 않는 경우에는 각각 제1 투과저지대와 제2 투과저지대가 존재하지 않음을 알 수 있다.
비교
제조예
20 내지 38.
710±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N1과 740±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N2 및 380±5nm에서 흡수극대를 갖는 자외선 흡수용 색소 U1의 함량을 제외하고는, 상기 상술한 제조예 7 내지 12와 실질적으로 동일한 방법으로, 비교 제조예 20 내지 38에 따른 광학 물품을 준비하였다. 이때, 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 함량은 하기 표 10에 나타내었다.
| 제1 투과저지대 | 제2 투과저지대 | N1+N2+U1 중량부 | U1/(N1+N2) | ||||||
| N1 중량부 | N2 중량부 | W1 [nm] | OD1 | U1 중량부 | W2 [nm] | OD2 | |||
| 비교 제조예20 | 0.00 | 0.00 | - | - | 0.00 | - | - | 0.00 | - |
| 비교 제조예21 | 0.00 | 0.00 | - | - | 1.18 | - | - | 1.18 | - |
| 비교 제조예22 | 0.00 | 0.00 | - | - | 2.07 | 10.5 | - | 2.07 | - |
| 비교 제조예23 | 0.00 | 0.00 | - | - | 2.76 | 39.1 | - | 2.76 | - |
| 비교 제조예24 | 0.00 | 0.00 | - | - | 5.90 | 50.0 | - | 5.90 | - |
| 비교 제조예25 | 0.88 | 0.24 | 8.6 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.12 | 0.00 |
| 비교 제조예26 | 0.88 | 0.24 | 8.6 | 1.0 | 1.18 | - | - | 2.30 | 1.06 |
| 비교 제조예27 | 0.88 | 0.24 | 8.6 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.80 | 7.02 | 5.29 |
| 비교 제조예28 | 0.88 | 0.87 | 18.6 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.75 | 0.00 |
| 비교 제조예29 | 0.88 | 0.87 | 18.6 | 1.0 | 1.18 | - | - | 2.93 | 0.68 |
| 비교 제조예30 | 0.88 | 0.87 | 18.6 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.71 | 7.65 | 3.38 |
| 비교 제조예31 | 0.88 | 1.02 | 21.3 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.89 | 0.00 |
| 비교 제조예32 | 0.88 | 1.02 | 21.3 | 1.0 | 1.18 | - | - | 3.07 | 0.62 |
| 비교 제조예33 | 0.88 | 1.02 | 21.3 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.70 | 7.80 | 3.12 |
| 비교 제조예34 | 0.88 | 1.93 | 36.0 | 1.0 | 0.00 | - | - | 2.81 | 0.00 |
| 비교 제조예35 | 0.88 | 1.93 | 36.0 | 1.0 | 1.18 | - | - | 3.99 | 0.42 |
| 비교 제조예36 | 0.88 | 1.93 | 36.0 | 1.0 | 2.11 | 33.1 | 0.24 | 4.92 | 0.75 |
| 비교 제조예37 | 0.88 | 1.93 | 36.0 | 1.0 | 2.36 | 40.2 | 0.26 | 5.17 | 0.84 |
| 비교 제조예38 | 0.88 | 1.93 | 36.0 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.60 | 8.71 | 2.10 |
상기 상술한 제조예 1 내지 6에 따른 광학 물품의 투과율 및 흡광도 측정 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 비교 제조예 20 내지 38에 따른 광학 물품의 제1 투과저지대의 파장폭(W1), 제2 투과저지대의 파장폭(W2) 및 흡광도 값을 산출하였다. 그 결과를 상기 표 10에 나타냈다.
상기 표 10을 참조하면, 근적외선 흡수용 색소 N1과 N2 및 자외선 흡수용 색소 U1의 합산 함량(N1+N2+U1)을 0 내지 8.71 중량부 범위로 하여 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비(U1/(N1+N2))를 0 내지 5.29 중량비의 범위가 되도록 N1, N2 및 U1의 함량을 변화시켰을 때, N1과 N2의 함량을 조절함에 따라 제1 투과저지대의 파장폭(W1)을 8.6nm 내지 36.0nm 범위가 되도록 조절할 수 있고, U1의 함량을 조절함에 따라 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 10.5nm 내지 50.0nm 범위가 되도록 조절할 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 합산함량(N1+N2+U1)이 4.92 내지 8.71 중량부이고 함량비(U1/(N1+N2))가 0.75 내지 5.29 중량비인 제한된 범위에서, OD2 값이 0.24 내지 0.80일때 제1 및 제2 투과저지대가 동시에 형성되고, 그때의 제1 투과저지대의 파장폭(W1)은 8.6nm 내지 36.0nm, 제2 투과저지대의 파장폭(W2)은 33.1nm 내지 50.0nm 범위에서 형성 됨을 알 수 있다. 또한, 근적외선 흡수용 색소를 포함하지 않거나 자외선 흡수용 색소를 포함하지 않는 경우에는 각각 제1 투과저지대와 제2 투과저지대가 존재하지 않음을 알 수 있다.
비교
제조예
39 내지 57.
710±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N1과 740±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N2 및 380±5nm에서 흡수극대를 갖는 자외선 흡수용 색소 U1의 함량을 제외하고는, 상기 상술한 제조예 13 내지 18과 실질적으로 동일한 방법으로, 비교 제조예 39 내지 57에 따른 광학 물품을 준비하였다. 이때, 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 함량은 하기 표 11에 나타내었다.
| 제1 투과저지대 | 제2 투과저지대 | N1+N2+U1 중량부 | U1/(N1+N2) | ||||||
| N1 중량부 | N2 중량부 | W1 [nm] | OD1 | U1 중량부 | W2 [nm] | OD2 | |||
| 비교 제조예39 | 0.00 | 0.00 | - | - | 0.00 | - | - | 0.00 | - |
| 비교 제조예40 | 0.00 | 0.00 | - | - | 1.18 | - | - | 1.18 | - |
| 비교 제조예41 | 0.00 | 0.00 | - | - | 2.07 | 11.3 | - | 2.07 | - |
| 비교 제조예42 | 0.00 | 0.00 | - | - | 2.66 | 37.3 | - | 2.66 | - |
| 비교 제조예43 | 0.00 | 0.00 | - | - | 5.90 | 50.0 | - | 5.90 | - |
| 비교 제조예44 | 0.88 | 0.19 | 10.0 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.07 | 0.00 |
| 비교 제조예45 | 0.88 | 0.19 | 10.0 | 1.0 | 1.18 | - | - | 2.25 | 1.11 |
| 비교 제조예46 | 0.88 | 0.19 | 10.0 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.79 | 6.97 | 5.53 |
| 비교 제조예47 | 0.88 | 0.77 | 18.8 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.65 | 0.00 |
| 비교 제조예48 | 0.88 | 0.77 | 18.8 | 1.0 | 1.18 | - | - | 2.83 | 0.72 |
| 비교 제조예49 | 0.88 | 0.77 | 18.8 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.71 | 7.55 | 3.58 |
| 비교 제조예50 | 0.88 | 0.97 | 22.3 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.84 | 0.00 |
| 비교 제조예51 | 0.88 | 0.97 | 22.3 | 1.0 | 1.18 | - | - | 3.02 | 0.64 |
| 비교 제조예52 | 0.88 | 0.97 | 22.3 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.69 | 7.75 | 3.20 |
| 비교 제조예53 | 0.88 | 1.93 | 36.6 | 1.0 | 0.00 | - | - | 2.81 | 0.00 |
| 비교 제조예54 | 0.88 | 1.93 | 36.6 | 1.0 | 1.57 | - | - | 4.38 | 0.56 |
| 비교 제조예55 | 0.88 | 1.93 | 36.6 | 1.0 | 2.30 | 39.0 | 0.25 | 5.11 | 0.82 |
| 비교 제조예56 | 0.88 | 1.93 | 36.6 | 1.0 | 2.36 | 40.8 | 0.26 | 5.17 | 0.84 |
| 비교 제조예57 | 0.88 | 1.93 | 36.6 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.59 | 8.71 | 2.10 |
상기 상술한 제조예 1 내지 6에 따른 광학 물품의 투과율 및 흡광도 측정 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 비교 제조예 39 내지 57에 따른 광학 물품의 제1 투과저지대의 파장폭(W1), 제2 투과저지대의 파장폭(W2) 및 흡광도 값을 산출하였다. 그 결과를 상기 표 11에 나타내었다.
상기 표 11을 참조하면, 근적외선 흡수용 색소 N1과 N2 및 자외선 흡수용 색소 U1의 합산 함량(N1+N2+U1)을 0 내지 8.71 중량부 범위로 하여 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비(U1/(N1+N2))를 0 내지 5.53 중량비의 범위가 되도록 N1, N2 및 U1의 함량을 변화시켰을 때, N1과 N2의 함량을 조절함에 따라 제1 투과저지대의 파장폭(W1)을 10.0nm 내지 36.6nm 범위가 되도록 조절할 수 있고, U1의 함량을 조절함에 따라 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 11.3nm 내지 50.0nm 범위가 되도록 조절할 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 합산함량(N1+N2+U1)이 5.11 내지 8.71 중량부이고 함량비(U1/(N1+N2))가 0.82 내지 5.53 중량비인 제한된 범위에서, OD2 값이 0.25 내지 0.79일때 제1 및 제2 투과저지대가 동시에 형성되고, 그때의 제1 투과저지대의 파장폭(W1)은 10nm 내지 36.6nm, 제2 투과저지대의 파장폭(W2)은 39.0nm 내지 50.0nm 범위에서 형성 됨을 알 수 있다. 또한, 근적외선 흡수용 색소를 포함하지 않거나 자외선 흡수용 색소를 포함하지 않는 경우에는 각각 제1 투과저지대와 제2 투과저지대가 존재하지 않음을 알 수 있다.
비교
제조예
58 내지 76.
710±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N1과 740±5nm에서 흡수극대를 갖는 근적외선 흡수용 색소 N2 및 380±5nm에서 흡수극대를 갖는 자외선 흡수용 색소 U1의 함량을 제외하고는, 상기 상술한 제조예 19 내지 24와 실질적으로 동일한 방법으로, 비교 제조예 58 내지 76에 따른 광학 물품을 준비하였다. 이때, 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 함량은 하기 표 12에 나타내었다.
| 제1 투과저지대 | 제2 투과저지대 | N1+N2+U1 중량부 | U1/(N1+N2) | ||||||
| N1 중량부 | N2 중량부 | W1 [nm] | OD1 | U1 중량부 | W2 [nm] | OD2 | |||
| 비교 제조예58 | 0.00 | 0.00 | - | - | 0.00 | - | - | 0.00 | - |
| 비교 제조예59 | 0.00 | 0.00 | - | - | 0.98 | - | - | 0.98 | - |
| 비교 제조예60 | 0.00 | 0.00 | - | - | 2.05 | 9.4 | - | 2.05 | - |
| 비교 제조예61 | 0.00 | 0.00 | - | - | 2.66 | 37.5 | - | 2.66 | - |
| 비교 제조예62 | 0.00 | 0.00 | - | - | 5.90 | 50.0 | - | 5.90 | - |
| 비교 제조예63 | 0.88 | 0.10 | 9.9 | 1.0 | 0.00 | - | - | 0.98 | 0.00 |
| 비교 제조예64 | 0.88 | 0.10 | 9.9 | 1.0 | 1.38 | - | - | 2.35 | 1.42 |
| 비교 제조예65 | 0.88 | 0.10 | 9.9 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.79 | 6.88 | 6.08 |
| 비교 제조예66 | 0.88 | 0.58 | 17.2 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.46 | 0.00 |
| 비교 제조예67 | 0.88 | 0.58 | 17.2 | 1.0 | 1.38 | - | - | 2.83 | 0.95 |
| 비교 제조예68 | 0.88 | 0.58 | 17.2 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.72 | 7.36 | 4.06 |
| 비교 제조예69 | 0.88 | 0.77 | 20.1 | 1.0 | 0.00 | - | - | 1.65 | 0.00 |
| 비교 제조예70 | 0.88 | 0.77 | 20.1 | 1.0 | 1.38 | - | - | 3.03 | 0.84 |
| 비교 제조예71 | 0.88 | 0.77 | 20.1 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.70 | 7.55 | 3.58 |
| 비교 제조예72 | 0.88 | 1.93 | 37.1 | 1.0 | 0.00 | - | - | 2.81 | 0.00 |
| 비교 제조예73 | 0.88 | 1.93 | 37.1 | 1.0 | 1.38 | - | - | 4.19 | 0.49 |
| 비교 제조예74 | 0.88 | 1.93 | 37.1 | 1.0 | 2.17 | 35.6 | 0.24 | 4.97 | 0.77 |
| 비교 제조예75 | 0.88 | 1.93 | 37.1 | 1.0 | 2.36 | 41.2 | 0.25 | 5.17 | 0.84 |
| 비교 제조예76 | 0.88 | 1.93 | 37.1 | 1.0 | 5.90 | 50.0 | 0.58 | 8.71 | 2.10 |
상기 상술한 제조예 1 내지 6에 따른 광학 물품의 투과율 및 흡광도 측정 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 비교 제조예 58 내지 76에 따른 광학 물품의 제1 투과저지대의 파장폭(W1), 제2 투과저지대의 파장폭(W2) 및 흡광도 값을 산출하였다. 그 결과를 상기 표 12에 나타내었다.
상기 표 12를 참조하면, 근적외선 흡수용 색소 N1과 N2 및 자외선 흡수용 색소 U1의 합산 함량(N1+N2+U1)을 0 내지 8.71 중량부 범위로 하여 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비(U1/(N1+N2))를 0 내지 6.08 중량비의 범위가 되도록 N1, N2 및 U1의 함량을 변화시켰을 때, N1과 N2의 함량을 조절함에 따라 제1 투과저지대의 파장폭(W1)을 9.9nm 내지 37.1nm 범위가 되도록 조절할 수 있고, U1의 함량을 조절함에 따라 제2 투과저지대의 파장폭(W2)을 9.4nm 내지 50.0nm 범위가 되도록 조절할 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 합산함량(N1+N2+U1)이 4.97 내지 8.71 중량부이고 함량비(U1/(N1+N2))가 0.77 내지 6.08 중량비인 제한된 범위에서, OD2 값이 0.24 내지 0.79일때 제1 및 제2 투과저지대가 동시에 형성되고, 그때의 제1 투과저지대의 파장폭(W1)은 9.9nm 내지 37.1nm, 제2 투과저지대의 파장폭(W2)은 35.6nm 내지 50.0nm 범위에서 형성 됨을 알 수 있다. 또한, 근적외선 흡수용 색소를 포함하지 않거나 자외선 흡수용 색소를 포함하지 않는 경우에는 각각 제1 투과저지대와 제2 투과저지대가 존재하지 않음을 알 수 있다.
비교예
1 내지 76.
상기 비교 제조예 1 내지 76에서 준비된 광학 물품을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 상술한 실시예 1 내지 24와 실질적으로 동일한 방법으로, 비교예 1 내지 76에 따른 광학 필터를 제조하였다.
실험예
1.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 물품은 색소 분산층을 구비함으로써 제1 투과저지대와 제2 투과저지대를 제공할 수 있다. 상기 제 1 및 제2 투과저지대는 다양한 제조예 및 비교 제조예를 통하여 근적외선 흡수 색소 및 자외선 흡수 색소의 각각의 함량과 함량비 및 OD2 값에 따라 그 파장폭 및 존재여부가 결정될 수 있음을 알 수 있었다. 아울러, 광원의 입사각 증가에 따른 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트를 억제하여 입사각 증가에도 불구하고 가시광선 투과율 곡선의 적분값의 변화를 1% 이하로 억제하기 위하여 상기 광학 물품의 적어도 일면 상에 설치되는 전술한 선택파장 반사층의 전이영역과 상기 광학 물품의 투과저지대를 적의 중첩시킬 필요가 있고 상기 투과저지대는 중첩을 위해 그 파장폭을 조절 가능함을 알 수 있었다.
본 실험예 1에서는 본 발명에 따른 광학 물품의 분광 특성이 광학 물품을 포함하는 광학 필터의 분광 특성에 어떠한 광학적 특성을 부여하는지 조사하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
먼저, 실시예 1 내지 24 및 비교예 1 내지 76에서 제조된 광학 필터에 사용된 광학 물품 각각을 대상으로 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 투과 스펙트럼을 측정하였다. 얻어진 투과율 곡선으로부터, 430nm 이하의 파장 영역에서 투과율이 50%인 가장 긴 파장(λ_cut-on)과 565nm 이상의 파장 영역에서 투과율이 50%인 가장 짧은 파장(λ_cut-off)을 산출하였다. 또한, 430nm 내지 565nm 파장 범위에 대한 가시광선 평균 투과율, 800nm 내지 1,200nm 파장 범위에 대한 근적외선 평균 투과율 및 1,200nm에서의 투과율을 측정하여 표 13에 나타내었다. 아울러, 제조예 3, 제조예 6, 비교 제조예 7 및 비교 제조예 19에서 제조된 광학 물품에 대하여 시료별로 측정된 투과 스펙트럼을 도 7 내지 10에 각각 나타내었다.
표 13 및 도 7내지 10을 참조하면, 제 1 및 제 2 투과저지대를 갖는 제조예 1 내지 24의 광학 물품은 λ_cut-on이 410nm 내지 420nm 범위에서 존재하고 λ_cut-off는 625nm 내지 645nm 파장 범위에서 존재함을 알 수 있다. 아울러, 가시광선 평균투과율도 87% 이상으로 높아 상용의 이미지 센서와 병용하여 사용시 피사체의 원색을 충실히 재현하는 밝은 화상 이미지를 제공하는 것이 가능하다. 이에 반하여, 비교 제조예 1 내지 76의 광학 물품은 제1 투과저지대와 제 2 투과저지대 중 어느 하나를 갖추지 않거나, 모두 갖추지 않거나, 혹은 모두 갖추더라도 그 파장폭이 과도하게 넓어져 버린 경우로서 λ_cut-on이 410nm 내지 420nm 범위에서 지나치게 벗어나 있거나, λ_cut-off가 625nm 내지 645nm 범위에서 지나치게 벗어나 있거나, 혹은 가시광선 평균투과율이 87% 이하로 낮아져 버려 상용의 이미지 센서와 병용하여 사용시 양질의 화상 이미지를 획득하는 것이 곤란해 진다.
나아가, 표 13 및 도 7내지 10을 참조하면, 제조예 1 내지 24 및 비교 제조예 1 내지 76의 광학 물품의 800nm 내지 1,200nm 평균 투과율은 25% 이상이고, 1,200nm 투과율은 50% 이상임을 알 수 있다. 이러한 결과는, 800nm 이상에서의 투과율이 제1 및 제2 투과저지대의 유무에 크게 영향을 받지 않음을 의미하는 것으로, 근적외선 흡수 유리기재에 의해 주로 영향을 받고 있음을 알 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 제1 및 제 2 투과 저지대를 갖는 광학 물품에 있어서 제2 투과저지대에서 광원의 입사각 증가에 따른 단파장 시프트를 보다 세밀하게 조사하기 위해 제조예 1 내지 24에 따른 광학 물품 각각을 대상으로 입사각 0도 및 40도 조건에서 분광광도계를 이용하여 300nm 내지 1,200nm 범위에서 투과 스펙트럼을 측정하였다. 얻어진 투과율 곡선으로부터, 400nm 내지 410nm 파장영역에서 입사각 0도 조건에서 측정한 투과율이 30%가 되는 파장(λ_T30%@0°)과 입사각 40도 조건에서 측정한 투과율이 30%가 되는 파장(λ_T30%@40°) 차이의 절대치(|λ_T30%@0° - λ_T30%@40°|)를 산출하였다. 그 결과를 표 14에 나타내었다. 표 14를 참조하면, |λ_T30%@0° - λ_T30%@40°| 값은 1.2nm 내지 1.8nm의 값을 나타내는 것을 알 수 있으며, 입사각이 40도로 증가하여도 단파장 시프트의 하나의 척도로서 30% 투과율을 나타내는 파장의 시프트 값이 2nm 이하로 엄격히 통제되어 있음을 확인할 수 있다.
| λ_cut-on [nm] | λ_cut-off [nm] | 가시광선 평균투과율 [%] |
800~1200nm 평균투과율 [%] |
1200nm 투과율 [%] |
|
| 제조예1 | 413.6 | 644.2 | 88.1 | 41.5 | 62.3 |
| 제조예2 | 417.4 | 644.2 | 88.0 | 41.5 | 62.3 |
| 제조예3 | 414.1 | 636.1 | 87.4 | 41.4 | 62.2 |
| 제조예4 | 417.5 | 636.1 | 87.3 | 41.4 | 62.2 |
| 제조예5 | 414.5 | 635.3 | 87.3 | 41.4 | 62.2 |
| 제조예6 | 418.0 | 635.3 | 87.2 | 41.4 | 62.2 |
| 제조예7 | 413.6 | 641.8 | 88.0 | 37.4 | 59.0 |
| 제조예8 | 417.4 | 641.8 | 87.9 | 37.4 | 59.0 |
| 제조예9 | 414.7 | 634.7 | 87.3 | 37.4 | 59.0 |
| 제조예10 | 417.4 | 634.7 | 87.2 | 37.4 | 59.0 |
| 제조예11 | 415.1 | 633.4 | 87.2 | 37.4 | 58.9 |
| 제조예12 | 417.6 | 633.4 | 87.1 | 37.4 | 58.9 |
| 제조예13 | 413.6 | 638.4 | 87.9 | 32.9 | 55.1 |
| 제조예14 | 416.7 | 638.4 | 87.7 | 32.9 | 55.1 |
| 제조예15 | 414.9 | 632.7 | 87.2 | 32.9 | 55.1 |
| 제조예16 | 416.9 | 632.7 | 87.1 | 32.9 | 55.1 |
| 제조예17 | 415.5 | 631.1 | 87.0 | 32.9 | 55.1 |
| 제조예18 | 417.1 | 631.1 | 87.0 | 32.9 | 55.1 |
| 제조예19 | 413.8 | 636.7 | 87.8 | 29.8 | 52.3 |
| 제조예20 | 417.1 | 636.7 | 87.6 | 29.8 | 52.3 |
| 제조예21 | 415.1 | 632.2 | 87.2 | 29.8 | 52.2 |
| 제조예22 | 416.7 | 632.2 | 87.2 | 29.8 | 52.2 |
| 제조예23 | 415.3 | 630.6 | 87.0 | 29.8 | 52.2 |
| 제조예24 | 416.4 | 630.6 | 87.0 | 29.8 | 52.2 |
| 비교 제조예1 | 329.1 | 690.2 | 90.3 | 42.0 | 62.4 |
| 비교 제조예2 | 337.1 | 690.2 | 90.1 | 42.0 | 62.5 |
| 비교 제조예3 | 412.2 | 690.2 | 89.8 | 42.0 | 62.5 |
| 비교 제조예4 | 415.9 | 690.2 | 89.6 | 42.0 | 62.5 |
| 비교 제조예5 | 424.0 | 690.2 | 88.9 | 42.0 | 62.5 |
| 비교 제조예6 | 335.6 | 644.2 | 88.6 | 41.5 | 62.2 |
| 비교 제조예7 | 399.4 | 644.2 | 88.4 | 41.5 | 62.3 |
| 비교 제조예8 | 425.4 | 644.2 | 87.3 | 41.5 | 62.3 |
| 비교 제조예9 | 339.8 | 636.1 | 87.8 | 41.4 | 62.2 |
| 비교 제조예10 | 407.3 | 636.1 | 87.6 | 41.4 | 62.2 |
| 비교 제조예11 | 426.0 | 636.1 | 86.6 | 41.4 | 62.2 |
| 비교 제조예12 | 340.4 | 635.3 | 87.7 | 41.4 | 62.2 |
| 비교 제조예13 | 407.4 | 635.3 | 87.5 | 41.4 | 62.2 |
| 비교 제조예14 | 426.0 | 635.3 | 86.5 | 41.4 | 62.2 |
| 비교 제조예15 | 345.4 | 628.5 | 86.8 | 41.3 | 62.1 |
| 비교 제조예16 | 413.2 | 628.5 | 86.4 | 41.3 | 62.1 |
| 비교 제조예17 | 416.1 | 628.5 | 86.3 | 41.3 | 62.1 |
| 비교 제조예18 | 418.7 | 628.5 | 86.2 | 41.3 | 62.1 |
| 비교 제조예19 | 426.9 | 628.5 | 85.6 | 41.3 | 62.1 |
| 비교 제조예20 | 330.8 | 679.5 | 90.1 | 37.9 | 59.2 |
| 비교 제조예21 | 403.0 | 679.5 | 89.8 | 37.9 | 59.2 |
| 비교 제조예22 | 412.3 | 679.5 | 89.6 | 37.9 | 59.2 |
| 비교 제조예23 | 416.0 | 679.5 | 89.5 | 37.9 | 59.2 |
| 비교 제조예24 | 424.1 | 679.5 | 88.8 | 37.9 | 59.2 |
| 비교 제조예25 | 337.2 | 641.8 | 88.5 | 37.4 | 59.0 |
| 비교 제조예26 | 406.0 | 641.8 | 88.2 | 37.4 | 59.0 |
| 비교 제조예27 | 425.4 | 641.8 | 87.2 | 37.4 | 59.0 |
| 비교 제조예28 | 340.9 | 634.7 | 87.8 | 37.4 | 58.9 |
| 비교 제조예29 | 407.2 | 634.7 | 87.5 | 37.4 | 58.9 |
| 비교 제조예30 | 425.9 | 634.7 | 86.5 | 37.4 | 59.0 |
| 비교 제조예31 | 341.6 | 633.4 | 87.6 | 37.4 | 58.9 |
| 비교 제조예32 | 407.4 | 633.4 | 87.3 | 37.4 | 58.9 |
| 비교 제조예33 | 426.0 | 633.4 | 86.4 | 37.4 | 59.0 |
| 비교 제조예34 | 346.5 | 626.8 | 86.6 | 37.3 | 58.8 |
| 비교 제조예35 | 409.1 | 626.8 | 86.3 | 37.3 | 58.9 |
| 비교 제조예36 | 417.0 | 626.8 | 86.1 | 37.3 | 58.9 |
| 비교 제조예37 | 418.3 | 626.8 | 86.1 | 37.3 | 58.9 |
| 비교 제조예38 | 426.9 | 626.8 | 85.4 | 37.3 | 58.9 |
| 비교 제조예39 | 332.7 | 669.0 | 89.9 | 33.4 | 55.3 |
| 비교 제조예40 | 403.1 | 669.0 | 89.6 | 33.4 | 55.3 |
| 비교 제조예41 | 412.3 | 669.0 | 89.4 | 33.4 | 55.3 |
| 비교 제조예42 | 415.6 | 669.0 | 89.3 | 33.4 | 55.3 |
| 비교 제조예43 | 424.1 | 669.0 | 88.5 | 33.4 | 55.3 |
| 비교 제조예44 | 339.1 | 638.4 | 88.3 | 32.9 | 55.1 |
| 비교 제조예45 | 406.1 | 638.4 | 88.0 | 32.9 | 55.1 |
| 비교 제조예46 | 425.4 | 638.4 | 87.0 | 32.9 | 55.2 |
| 비교 제조예47 | 342.0 | 632.7 | 87.7 | 32.9 | 55.1 |
| 비교 제조예48 | 407.1 | 632.7 | 87.4 | 32.9 | 55.1 |
| 비교 제조예49 | 425.9 | 632.7 | 86.4 | 32.9 | 55.1 |
| 비교 제조예50 | 342.9 | 631.1 | 87.4 | 32.9 | 55.1 |
| 비교 제조예51 | 407.4 | 631.1 | 87.2 | 32.9 | 55.1 |
| 비교 제조예52 | 426.0 | 631.1 | 86.2 | 32.9 | 55.1 |
| 비교 제조예53 | 347.7 | 624.8 | 86.4 | 32.8 | 55.0 |
| 비교 제조예54 | 413.4 | 624.8 | 86.0 | 32.8 | 55.0 |
| 비교 제조예55 | 418.1 | 624.8 | 85.9 | 32.8 | 55.0 |
| 비교 제조예56 | 418.3 | 624.8 | 85.9 | 32.8 | 55.0 |
| 비교 제조예57 | 426.9 | 624.8 | 85.2 | 32.8 | 55.0 |
| 비교 제조예58 | 334.1 | 662.1 | 89.7 | 30.2 | 52.4 |
| 비교 제조예59 | 397.6 | 662.1 | 89.5 | 30.2 | 52.4 |
| 비교 제조예60 | 412.3 | 662.1 | 89.2 | 30.2 | 52.4 |
| 비교 제조예61 | 415.6 | 662.1 | 89.1 | 30.2 | 52.4 |
| 비교 제조예62 | 424.1 | 662.1 | 88.4 | 30.2 | 52.4 |
| 비교 제조예63 | 340.0 | 636.7 | 88.2 | 29.8 | 52.2 |
| 비교 제조예64 | 408.5 | 636.7 | 87.9 | 29.8 | 52.3 |
| 비교 제조예65 | 425.3 | 636.7 | 86.9 | 29.8 | 52.3 |
| 비교 제조예66 | 342.2 | 632.2 | 87.7 | 29.8 | 52.2 |
| 비교 제조예67 | 409.3 | 632.2 | 87.4 | 29.8 | 52.2 |
| 비교 제조예68 | 425.7 | 632.2 | 86.4 | 29.8 | 52.2 |
| 비교 제조예69 | 343.1 | 630.6 | 87.5 | 29.8 | 52.2 |
| 비교 제조예70 | 409.7 | 630.6 | 87.2 | 29.8 | 52.2 |
| 비교 제조예71 | 425.9 | 630.6 | 86.2 | 29.8 | 52.2 |
| 비교 제조예72 | 348.7 | 623.2 | 86.2 | 29.7 | 52.1 |
| 비교 제조예73 | 411.6 | 623.2 | 85.9 | 29.7 | 52.1 |
| 비교 제조예74 | 417.4 | 623.2 | 85.7 | 29.7 | 52.1 |
| 비교 제조예75 | 418.4 | 623.2 | 85.7 | 29.7 | 52.1 |
| 비교 제조예76 | 427.0 | 623.2 | 85.0 | 29.7 | 52.1 |
| λ_T30%@0° [nm] | λ_T30%@40° [nm] | |λ_T30%@0° - λ_T30%@40°| [nm] | |
| 제조예1 | 401.7 | 403.5 | 1.8 |
| 제조예2 | 407.8 | 409.0 | 1.2 |
| 제조예3 | 401.8 | 403.6 | 1.8 |
| 제조예4 | 407.3 | 408.6 | 1.3 |
| 제조예5 | 402.4 | 404.1 | 1.7 |
| 제조예6 | 408.0 | 409.2 | 1.2 |
| 제조예7 | 401.7 | 403.5 | 1.8 |
| 제조예8 | 407.7 | 409.0 | 1.2 |
| 제조예9 | 403.0 | 404.6 | 1.7 |
| 제조예10 | 407.2 | 408.5 | 1.3 |
| 제조예11 | 403.5 | 405.2 | 1.6 |
| 제조예12 | 407.4 | 408.6 | 1.3 |
| 제조예13 | 401.7 | 403.5 | 1.8 |
| 제조예14 | 406.7 | 408.0 | 1.3 |
| 제조예15 | 403.3 | 405.0 | 1.7 |
| 제조예16 | 406.5 | 407.8 | 1.3 |
| 제조예17 | 404.2 | 405.8 | 1.6 |
| 제조예18 | 406.7 | 408.0 | 1.3 |
| 제조예19 | 402.1 | 403.9 | 1.8 |
| 제조예20 | 407.3 | 408.6 | 1.3 |
| 제조예21 | 403.8 | 405.4 | 1.6 |
| 제조예22 | 406.4 | 407.7 | 1.3 |
| 제조예23 | 404.0 | 405.6 | 1.6 |
| 제조예24 | 405.8 | 407.2 | 1.4 |
실험예
2.
본 발명에 따른 광학 필터의 입사각에 따른 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트를 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
먼저, 실시예 1 내지 24 및 비교예 1 내지 76의 광학 필터 각각을 대상으로 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 0도 및 40도 입사각 조건에서 각각의 투과 스펙트럼을 측정하였다. 그 측정 결과의 일 예로서, 도 11 내지 14에 각각 실시예 3, 실시예 6, 비교예 7 및 비교예 19의 광학 필터에 대하여 측정한 각각의 투과 스펙트럼을 나타내었다.
입사각 0도 및 40도에서 얻어진 투과율 곡선으로부터 파장별 투과율에 대한 적분값을 계산하고, 하기 식 2를 통하여 입사각도 변화에 따른 적분값의 변화율을 산출하였다.
[식 2]
|(A - B) / A| ⅹ 100
상기 식 2에서, A는 380nm 내지 780nm 파장 범위에서 입사각 0도 조건에서 측정한 투과율의 적분값을 나타내고, B는 380nm 내지 780nm 파장 범위에서 입사각 40도 조건에서 측정한 투과율의 적분값을 나타낸다.
또한, 입사각 0도 조건에서 측정한 투과율 곡선으로부터, 565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(λ_cut-off) 및 430nm 내지 565nm 파장 범위에 대한 가시광선 평균 투과율을 계산하여 표 15에 함께 나타내었다.
| 사용된 광학 물품 |
투과율 적분값 | |(A-B) / A| ⅹ 100 | λ_cut-off [nm] | 가시광선 평균투과율 [%] |
||
| A | B | |||||
| 실시예1 | 제조예1 | 21,560 | 21,588 | 0.13 | 649.5 | 94.3 |
| 실시예2 | 제조예2 | 21,435 | 21,279 | 0.73 | 649.5 | 94.1 |
| 실시예3 | 제조예3 | 20,847 | 21,015 | 0.81 | 641.6 | 93.5 |
| 실시예4 | 제조예4 | 20,742 | 20,750 | 0.04 | 641.6 | 93.4 |
| 실시예5 | 제조예5 | 20,748 | 20,915 | 0.81 | 640.6 | 93.4 |
| 실시예6 | 제조예6 | 20,633 | 20,633 | 0.00 | 640.6 | 93.3 |
| 실시예7 | 제조예7 | 21,425 | 21,479 | 0.25 | 647.6 | 94.2 |
| 실시예8 | 제조예8 | 21,301 | 21,171 | 0.61 | 647.6 | 94.0 |
| 실시예9 | 제조예9 | 20,727 | 20,883 | 0.76 | 639.9 | 93.5 |
| 실시예10 | 제조예10 | 20,639 | 20,667 | 0.13 | 639.9 | 93.3 |
| 실시예11 | 제조예11 | 20,575 | 20,739 | 0.80 | 638.4 | 93.3 |
| 실시예12 | 제조예12 | 20,496 | 20,543 | 0.23 | 638.4 | 93.2 |
| 실시예13 | 제조예13 | 21,202 | 21,299 | 0.46 | 644.5 | 94.0 |
| 실시예14 | 제조예14 | 21,105 | 21,054 | 0.24 | 644.5 | 93.9 |
| 실시예15 | 제조예15 | 20,568 | 20,740 | 0.84 | 637.6 | 93.3 |
| 실시예16 | 제조예16 | 20,504 | 20,582 | 0.38 | 637.6 | 93.2 |
| 실시예17 | 제조예17 | 20,370 | 20,549 | 0.88 | 635.7 | 93.1 |
| 실시예18 | 제조예18 | 20,318 | 20,420 | 0.50 | 635.7 | 93.0 |
| 실시예19 | 제조예19 | 21,089 | 21,194 | 0.50 | 642.7 | 93.9 |
| 실시예20 | 제조예20 | 20,981 | 20,928 | 0.25 | 642.7 | 93.8 |
| 실시예21 | 제조예21 | 20,554 | 20,715 | 0.78 | 637.0 | 93.3 |
| 실시예22 | 제조예22 | 20,502 | 20,583 | 0.40 | 637.0 | 93.3 |
| 실시예23 | 제조예23 | 20,365 | 20,551 | 0.91 | 635.2 | 93.1 |
| 실시예24 | 제조예24 | 20,330 | 20,463 | 0.65 | 635.2 | 93.1 |
| 비교예1 | 비교 제조예1 | 25,092 | 24,664 | 1.71 | 694.7 | 96.6 |
| 비교예2 | 비교 제조예2 | 24,836 | 23,994 | 3.39 | 694.7 | 96.4 |
| 비교예3 | 비교 제조예3 | 24,564 | 23,181 | 5.63 | 694.7 | 96.1 |
| 비교예4 | 비교 제조예4 | 24,432 | 22,860 | 6.43 | 694.7 | 95.9 |
| 비교예5 | 비교 제조예5 | 23,988 | 22,047 | 8.10 | 694.7 | 95.2 |
| 비교예6 | 비교 제조예6 | 22,019 | 23,139 | 5.09 | 649.5 | 94.8 |
| 비교예7 | 비교 제조예7 | 21,784 | 22,258 | 2.17 | 649.5 | 94.5 |
| 비교예8 | 비교 제조예8 | 21,003 | 20,486 | 2.46 | 649.5 | 93.4 |
| 비교예9 | 비교 제조예9 | 21,281 | 22,477 | 5.62 | 641.6 | 94.0 |
| 비교예10 | 비교 제조예10 | 20,987 | 21,417 | 2.05 | 641.6 | 93.7 |
| 비교예11 | 비교 제조예11 | 20,296 | 19,923 | 1.84 | 641.6 | 92.7 |
| 비교예12 | 비교 제조예12 | 21,187 | 22,389 | 5.67 | 640.6 | 93.9 |
| 비교예13 | 비교 제조예13 | 20,894 | 21,335 | 2.11 | 640.6 | 93.6 |
| 비교예14 | 비교 제조예14 | 20,206 | 19,849 | 1.77 | 640.6 | 92.6 |
| 비교예15 | 비교 제조예15 | 20,368 | 21,590 | 6.00 | 632.5 | 92.9 |
| 비교예16 | 비교 제조예16 | 20,010 | 20,361 | 1.76 | 632.5 | 92.5 |
| 비교예17 | 비교 제조예17 | 19,937 | 20,166 | 1.15 | 632.5 | 92.4 |
| 비교예18 | 비교 제조예18 | 19,854 | 19,961 | 0.54 | 632.5 | 92.3 |
| 비교예19 | 비교 제조예19 | 19,429 | 19,178 | 1.29 | 632.5 | 91.6 |
| 비교예20 | 비교 제조예20 | 24,930 | 24,527 | 1.62 | 685.9 | 96.4 |
| 비교예21 | 비교 제조예21 | 24,371 | 23,517 | 3.50 | 685.9 | 96.1 |
| 비교예22 | 비교 제조예22 | 24,173 | 22,950 | 5.06 | 685.9 | 95.9 |
| 비교예23 | 비교 제조예23 | 24,042 | 22,630 | 5.87 | 685.9 | 95.7 |
| 비교예24 | 비교 제조예24 | 23,599 | 21,819 | 7.54 | 685.9 | 95.0 |
| 비교예25 | 비교 제조예25 | 21,886 | 23,033 | 5.24 | 647.6 | 94.7 |
| 비교예26 | 비교 제조예26 | 21,581 | 21,929 | 1.61 | 647.6 | 94.4 |
| 비교예27 | 비교 제조예27 | 20,868 | 20,376 | 2.36 | 647.6 | 93.3 |
| 비교예28 | 비교 제조예28 | 21,180 | 22,398 | 5.75 | 639.9 | 93.9 |
| 비교예29 | 비교 제조예29 | 20,885 | 21,335 | 2.16 | 639.9 | 93.6 |
| 비교예30 | 비교 제조예30 | 20,193 | 19,838 | 1.76 | 639.9 | 92.6 |
| 비교예31 | 비교 제조예31 | 21,032 | 22,259 | 5.83 | 638.4 | 93.7 |
| 비교예32 | 비교 제조예32 | 20,740 | 21,206 | 2.25 | 638.4 | 93.5 |
| 비교예33 | 비교 제조예33 | 20,052 | 19,721 | 1.65 | 638.4 | 92.4 |
| 비교예34 | 비교 제조예34 | 20,198 | 21,437 | 6.13 | 630.7 | 92.7 |
| 비교예35 | 비교 제조예35 | 19,918 | 20,441 | 2.63 | 630.7 | 92.4 |
| 비교예36 | 비교 제조예36 | 19,744 | 19,956 | 1.08 | 630.7 | 92.2 |
| 비교예37 | 비교 제조예37 | 19,701 | 19,851 | 0.76 | 630.7 | 92.1 |
| 비교예38 | 비교 제조예38 | 19,260 | 19,033 | 1.18 | 630.7 | 91.4 |
| 비교예39 | 비교 제조예39 | 24,835 | 24,438 | 1.60 | 677.4 | 96.2 |
| 비교예40 | 비교 제조예40 | 23,905 | 23,233 | 2.81 | 677.4 | 95.9 |
| 비교예41 | 비교 제조예41 | 23,708 | 22,668 | 4.39 | 677.4 | 95.7 |
| 비교예42 | 비교 제조예42 | 23,595 | 22,390 | 5.11 | 677.4 | 95.5 |
| 비교예43 | 비교 제조예43 | 23,136 | 21,543 | 6.89 | 677.4 | 94.8 |
| 비교예44 | 비교 제조예44 | 21,662 | 22,850 | 5.48 | 644.5 | 94.5 |
| 비교예45 | 비교 제조예45 | 21,358 | 21,748 | 1.82 | 644.5 | 94.2 |
| 비교예46 | 비교 제조예46 | 20,645 | 20,197 | 2.17 | 644.5 | 93.1 |
| 비교예47 | 비교 제조예47 | 21,030 | 22,275 | 5.92 | 637.6 | 93.8 |
| 비교예48 | 비교 제조예48 | 20,734 | 21,212 | 2.30 | 637.6 | 93.5 |
| 비교예49 | 비교 제조예49 | 20,040 | 19,712 | 1.64 | 637.6 | 92.5 |
| 비교예50 | 비교 제조예50 | 20,838 | 22,094 | 6.03 | 635.7 | 93.6 |
| 비교예51 | 비교 제조예51 | 20,545 | 21,043 | 2.42 | 635.7 | 93.3 |
| 비교예52 | 비교 제조예52 | 19,858 | 19,560 | 1.50 | 635.7 | 92.3 |
| 비교예53 | 비교 제조예53 | 19,990 | 21,248 | 6.30 | 628.7 | 92.4 |
| 비교예54 | 비교 제조예54 | 19,633 | 20,029 | 2.02 | 628.7 | 92.1 |
| 비교예55 | 비교 제조예55 | 19,504 | 19,694 | 0.97 | 628.7 | 91.9 |
| 비교예56 | 비교 제조예56 | 19,494 | 19,670 | 0.90 | 628.7 | 91.9 |
| 비교예57 | 비교 제조예57 | 19,055 | 18,855 | 1.05 | 628.7 | 91.2 |
| 비교예58 | 비교 제조예58 | 24,684 | 24,216 | 1.90 | 669.5 | 96.0 |
| 비교예59 | 비교 제조예59 | 23,605 | 23,173 | 1.83 | 669.5 | 95.7 |
| 비교예60 | 비교 제조예60 | 23,364 | 22,463 | 3.85 | 669.5 | 95.5 |
| 비교예61 | 비교 제조예61 | 23,246 | 22,176 | 4.61 | 669.5 | 95.3 |
| 비교예62 | 비교 제조예62 | 22,788 | 21,331 | 6.40 | 669.5 | 94.6 |
| 비교예63 | 비교 제조예63 | 21,558 | 22,768 | 5.62 | 642.7 | 94.4 |
| 비교예64 | 비교 제조예64 | 21,209 | 21,531 | 1.52 | 642.7 | 94.1 |
| 비교예65 | 비교 제조예65 | 20,537 | 20,109 | 2.08 | 642.7 | 93.1 |
| 비교예66 | 비교 제조예66 | 21,030 | 22,291 | 5.99 | 637.0 | 93.8 |
| 비교예67 | 비교 제조예67 | 20,690 | 21,089 | 1.93 | 637.0 | 93.5 |
| 비교예68 | 비교 제조예68 | 20,034 | 19,707 | 1.63 | 637.0 | 92.5 |
| 비교예69 | 비교 제조예69 | 20,837 | 22,109 | 6.10 | 635.2 | 93.6 |
| 비교예70 | 비교 제조예70 | 20,500 | 20,921 | 2.05 | 635.2 | 93.3 |
| 비교예71 | 비교 제조예71 | 19,850 | 19,554 | 1.49 | 635.2 | 92.3 |
| 비교예72 | 비교 제조예72 | 19,830 | 21,103 | 6.42 | 627.2 | 92.3 |
| 비교예73 | 비교 제조예73 | 19,512 | 19,997 | 2.49 | 627.2 | 91.9 |
| 비교예74 | 비교 제조예74 | 19,368 | 19,610 | 1.25 | 627.2 | 91.8 |
| 비교예75 | 비교 제조예75 | 19,335 | 19,531 | 1.01 | 627.2 | 91.7 |
| 비교예76 | 비교 제조예76 | 18,897 | 18,718 | 0.95 | 627.2 | 91.0 |
표 15를 참조하면, 제1 투과저지대와 제 2 투과저지대 중 어느 하나를 갖추지 않거나, 모두 갖추지 않거나, 혹은 모두 갖추더라도 제1 투과저지대의 파장폭(W1) 또는 제2 투과저지대의 파장폭(W2) 어느 한쪽 또는 양쪽의 파장폭이 과도하게 넓어져 버려 W1 및 W2가 각각 25nm 및 45nm를 넘어 버린 비교 제조예 1 내지 76의 광학 물품을 포함하는 광학 필터는 상기 적분값의 차이가 1% 이상, 심지어는 7% 이상 발생하여 입사각에 따른 색감차이를 현저하게 유발하기 쉬우며, 설령 1% 미만으로 억제되는 경우라도 가시광선 평균 투과율이 91% 수준으로 감소하여 저조도 촬영 환경에서 촬상된 화상 이미지를 선명하게 분간하기 곤란해 지는 문제가 발생한다.
이에 반하여, 파장폭(W1)이 5nm 내지 25nm인 제1 투과저지대와 파장폭(W2)이 5nm 내지 45nm인 제2 투과저지대를 갖고, OD2가 0.2 내지 0.4인 제조예 1 내지 24에 따른 광학 물품을 포함하는 광학 필터는 입사각이 0도에서 40도로 증가함에도 불구하고 가시광선 투과율 곡선의 단파장 시프트가 억제되어 상기 적분값의 차이가 1% 이내로 억제되고, 또한 가시광선 평균투과율도 93% 이상의 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다. 아울러, λ_cut-off도 630nm 내지 655nm 범위에서 놓여있어 상용의 이미지 센서와 병용하여 사용시 원색을 충실히 재현할 수 있다.
10: 광학 물품
11: 근적외선 흡수용 색소
12: 자외선 흡수용 색소
13: 근적외선 흡수 유리 기재
14, 14a, 14b: 색소 분산층
20: 제1 선택파장 반사층
30: 제2 선택파장 반사층
11: 근적외선 흡수용 색소
12: 자외선 흡수용 색소
13: 근적외선 흡수 유리 기재
14, 14a, 14b: 색소 분산층
20: 제1 선택파장 반사층
30: 제2 선택파장 반사층
Claims (15)
- 구리 2가 이온을 착색 성분으로 포함하며, 430nm 내지 565nm 파장 영역에서 평균 투과율이 90% 이상이고, 565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(Cut-off T50%)이 660nm 내지 690nm에서 나타나는 근적외선 흡수 유리 기재; 및
상기 근적외선 흡수 유리 기재의 일면 또는 양면 상에 형성되며, 수지 매트릭스 내에 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소가 분산되어 있는 색소 분산층을 포함하는 광학 물품으로서,
상기 광학 물품은 300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 물품의 투과율 곡선을 측정했을 때 690nm 내지 730nm 파장 영역에서 투과율 1% 이하를 나타내는 제1 투과저지대와 360nm 내지 410nm 파장 영역에서 투과율 25% 이하를 나타내는 제2 투과저지대를 가지며, 하기 조건 (A) 내지 (B)를 만족하고,
상기 색소 분산층의 함량을 100 중량부로 하였을 때 근적외선 흡수용 색소 및 자외선 흡수용 색소의 합산 함량이 2.5 내지 5.5 중량부 범위인 광학 물품:
(A) 제1 투과저지대의 파장폭(W1)이 5nm 내지 25nm
(B) 제2 투과저지대의 파장폭(W2)이 5nm 내지 45nm.
- 제1항에 있어서,
300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 물품의 흡광도 곡선을 측정했을 때,
상기 제1 투과저지대의 파장 영역에서 흡광도의 최대값을 1이 되도록 정규화했을 때 상기 제2 투과저지대의 파장 영역에서 흡광도의 최대값 OD2가 하기 식 1의 조건을 만족하는 광학 물품:
[식 1]
0.2 ≤ OD2 ≤ 0.4.
- 제1항에 있어서,
300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 물품의 투과율 곡선을 측정했을 때 430nm 파장보다 짧은 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 긴 파장(λ_cut-on)은 410nm 내지 420nm 파장 영역에서 존재하고,
565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(λ_cut-off)은 625nm 내지 645nm 파장 영역에서 존재하는 광학 물품.
- 제1항에 있어서,
300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 물품의 투과율 곡선을 측정했을 때 430nm 내지 565nm 파장 영역에서 평균 투과율이 87% 이상인 광학 물품.
- 제1항에 있어서,
300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 물품의 투과율 곡선을 측정했을 때 800nm 내지 1,200nm 파장 영역에서 평균 투과율이 25% 이상이고, 1,200nm 파장에서 투과율이 50% 이상인 광학 물품.
- 제1항에 있어서,
300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 및 입사각 40도 조건에서 상기 광학 물품의 투과율 곡선을 각각 측정했을 때 400nm 내지 410nm 파장 영역에서 입사각 0도 조건에서 측정한 투과율이 30%가 되는 파장(λ_T30%@0°)과 입사각 40도 조건에서 측정한 투과율이 30%가 되는 파장(λ_T30%@40°) 차이의 절대치가 2nm 이하인 광학 물품.
- 제1항에 있어서,
근적외선 흡수용 색소는 690nm 내지 750nm 범위에서 흡수극대를 갖고,
자외선 흡수용 색소는 350nm 내지 410nm 범위에서 흡수극대를 갖는 하기 화학식 1 및 화학식 2로 나타내는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 광학 물품:
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1에서,
A는 아미노페닐기; 인돌릴메틸렌기; 또는 인돌리닐기이되,
2개의 A가을 중심으로 서로 컨쥬게이션(conjugation)을 이루는 구조를 갖고,
상기 아미노페닐기, 인돌릴메틸렌기 또는 인돌리닐기에 존재하는 수소 중 어느 하나 이상은, 서로 독립적으로 수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 카르복시기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 설폰아미드기이거나, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기로 치환되거나 비치환된 아미드기이며;
상기 화학식 1은 하기 화학식 1a 내지 화학식 1c로 나타내는 화합물 중 어느 하나이고,
[화학식 1a]
[화학식 1b]
[화학식 1c]
상기 화학식 1a 내지 화학식 1c에서,
a1, a2 및 a3은 서로 독립적으로 수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 카르복시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기, 설폰아미드기이거나, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기로 치환되거나 비치환된 아미드기이고,
상기 화학식 2에서,
R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 아미노기 또는 하기 화학식 2-a로 나타내며,
[화학식 2-a]
화학식 2-a에서,
b1은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 7 내지 20의 아랄킬기 또는 탄소수 6 내지 18의 아릴기이고,
R4는 수소, 시아노기 또는 하기 화학식 2-b로 나타내며,
[화학식 2-b]
화학식 2-b에서,
b2는 수소, 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 또는 아미노기이고,
상기 화학식 2의 R1 내지 R4의 하나 이상의 수소는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시기, 탄소수 6 내지 20을 갖는 아릴기, 탄소수 2 내지 20을 갖는 헤테로아릴기, 탄소수 6 내지 20을 갖는 아릴옥시기, 탄소수 6 내지 20을 갖는 아릴티오기, 탄소수 1 내지 6을 갖는 알콕시카르보닐기, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 하이드록시기 및 카르복시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나로 치환되거나 비치환된다.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 색소 분산층은 근적외선 흡수용 색소에 대한 자외선 흡수용 색소의 함량비가 0.5 내지 3.0 중량비 범위인 광학 물품.
- 제1항에 있어서,
근적외선 흡수 유리 기재의 두께는 0.140mm 내지 0.220mm 광학 물품.
- 제1항에 있어서,
수지 매트릭스를 이루는 고분자 수지는 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지, 환상올레핀계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 광학 물품.
- 제1항 내지 제7항과 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 광학 물품;
상기 광학 물품의 일면 상에 형성된 제1 선택파장 반사층; 및
상기 광학 물품의 타면 상에 형성된 제2 선택파장 반사층을 포함하는 광학 필터로서,
상기 광학 필터는 하기 식 2를 만족하는 광학 필터:
[식 2]
|(A - B) / A| 100 ≤ 1%.
상기 식 2에서, A는 380nm 내지 780nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 필터의 투과율 곡선을 측정했을 때 상기 투과율의 적분값을 나타내고,
B는 380nm 내지 780nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 40도 조건에서 상기 광학 필터의 투과율 곡선을 측정했을 때 상기 투과율의 적분값을 나타낸다.
- 제12항에 있어서,
300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 필터의 투과율 곡선을 측정했을 때, 상기 광학 필터의 565nm 파장보다 긴 파장 영역에서 투과율이 50%가 되는 가장 짧은 파장(λ_cut-off)이 630nm 내지 655nm에서 나타나는 광학 필터.
- 제12항에 있어서,
300nm 내지 1,200nm 파장 범위에서 분광광도계를 이용하여 입사각 0도 조건에서 상기 광학 필터의 투과율 곡선을 측정했을 때 430nm 내지 565nm 파장 영역에서 평균 투과율이 93% 이상인 광학 필터.
- 제12항에 따른 광학 필터를 포함하는 촬상 장치.
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