KR20240002005A - 적층체, 광학 필터 및 촬상 장치 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 출원은 가시광선의 투과율이 높고 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고, 플레어(flare) 현상을 방지할 수 있는 적층체 및 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Description
본 출원은 적층체, 광학 필터 및 촬상 장치에 관한 것이다.
촬상 장치는 광전(光電) 변환기능과 축적 기능을 가진 소자군 및 각 소자에 축적된 신호 전하를 차례로 꺼내는 주사 기능을 가진 회로를 일체 구조로 만든 장치다.
상기 촬상 장치는 기본적으로 도 1에 나타난 바와 같이 외부 광을 수광하는 렌즈(10), 광학 필터(20) 및 이미지 센서(30)를 포함한다.
상기 구조에서 광학 필터(20)는 양호한 색재현성과 선명한 화상을 얻기 위해서 사용된다. 통상적으로 광학 필터(20)는 가시광을 투과하고 자외광 및/또는 근적외광 등의 적외광은 차폐하는 기능을 가지도록 형성되며, 이러한 광학 필터(20)에는 가시광을 투과시킴과 함께 자외광 및 적외광을 차단하는 투과율 곡선이 나타낼 것을 요구된다.
그렇지만, 가시광의 단파장 영역 근방의 자외광과 가시광의 장파장 영역의 적외광 영역을 차단하고 가시광에 대해서 높은 투과율을 가지는 광학 필터(20)를 확보하는 것은 쉽지 않다.
공지된 기술로서, 기재에 근적외 흡수 색소를 함유하는 광흡수층을 적층한 흡수 원단을 토대로, 상기 흡수 원단의 양면에 적외광을 반사 및/또는 차단하는 유전체 다층막을 적층한 광학 필터가 알려져 있다.
최근 촬상 장치는 고화소화 추세에 따라 이미지 센서의 고화소화가 이루어지고 있다. 상기 이미지 센서가 고화소화가 됨에 따라 근적외선 부분의 감도와 반사율이 높아지게 됨으로써 피사체를 찍은 사진에서 꽃잎 모양의 적색 플레어(flare)가 발생되는 문제가 점차적으로 두드러졌다. 도 2는 플레어(flare) 현상의 일 예시를 나타낸 그림이다. 도 2를 참조하면, 흰색 화살표가 표시하는 꽃잎 모양의 적색 띠가 플레어(flare) 현상이다. 구체적으로, 상기 플레어 현상은 고화소화에 따라 감도가 향상된 이미지 센서의 표면에서 광원으로부터 입사된 근적외선 부분의 광이 반사되고, 상기 이미지 센서와 맞닿아 있는 광학 필터의 유전체 다층막이 반사된 광을 다시 반사하며, 다시 반사된 광은 이미지 센서의 표면에 닿아 또 한번 더 반사되고, 이런 현상이 계속적으로 반복되어 발생된다.
따라서, 최근 추세를 고려하여 우수한 광학 특성을 가지면서도, 플레어(flare) 현상을 방지할 수 있는 흡수 원단과 광학 필터의 확보가 필요한 실정이다.
본 출원은 가시광선의 투과율이 높고 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있는 적층체 및 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 출원은 플레어(flare) 현상을 방지할 수 있는 적층체 및 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 출원에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도 및/또는 측정 압력이 결과에 영향을 미치는 물성은 특별히 달리 언급하지 않는 한 상온 및/또는 상압에서 측정한 결과이다.
본 출원에서 사용하는 용어인 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도를 의미한다. 예를 들면, 상기 상온은 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도일 수 있고, 약 23℃ 또는 약 25℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원에서 사용하는 온도의 단위는 특별히 달리 규정하지 않는 한 섭씨(℃)이다.
본 출원에서 사용하는 용어인 상압은 가압 또는 가압되지 않은 자연 그대로의 압력을 의미한다. 예를 들면, 상기 상압은 통상 대기압 수준의 약 1 기압 정도를 의미할 수 있다.
본 출원에서 측정 습도가 결과에 영향을 미치는 물성의 경우에는 해당 물성은 상기 상온 및/또는 상압 상태에서 특별히 조절되지 않은 자연 그대로의 습도에서 측정한 물성이다.
본 출원에서 광학 특성이 광의 파장에 따라 달라지는 경우에는 특별히 달리 규정하지 않는 한 해당 광학 특성은 520 nm 파장의 광에 대해서 얻은 결과이다.
본 출원에서 사용하는 용어인 굴절률은 25℃에서 400 내지 1,200 nm의 파장 영역에서 측정할 수 있고, 특별히 달리 규정하지 않는 한 520 nm 파장의 광에 대해서 얻은 굴절률을 의미할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 투과율은 특별히 달리 규정하지 않는 한 특정 파장에서 확인한 실제 투과율(실측 투과율)을 의미한다. 또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 반사율은 특별히 달리 규정하지 않는 한 특정 파장에서 확인한 실제 반사율(실측 반사율)을 의미한다.
본 출원에서 사용하는 용어인 투과율은 자외 가시 분광 광도계를 이용하여 측정한 값이고 입사 각도를 특별히 규정하지 않는 한 측정 대상 표면의 법선을 기준으로 입사각 0도에서의 광에 대한 투과율을 의미한다. 또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 반사율은 자외 가시 분광 광도계를 이용하여 측정한 값이고 입사 각도를 특별히 규정하지 않는 한 측정 대상 표면의 법선을 기준으로 입사각 0도에서의 광에 대한 반사율을 의미한다.
본 출원에서 사용하는 용어인 평균 투과율은 특별히 달리 규정하지 않는 한 통계 분석 프로그램인 미니탭 Tool을 이용하여 3차 스플라인 방식의 회귀 방정식으로 계산한 값을 의미한다. 또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 평균 반사율은 특별히 달리 규정하지 않는 한 통계 분석 프로그램인 미니탭 Tool을 이용하여 3차 스플라인 방식의 회귀 방정식으로 계산한 값을 의미한다.
본 출원에서 사용하는 용어인 최대 투과율(또는 가장 높은 투과율)은 특별히 달리 규정하지 않는 한 특정 파장 범위 내의 투과율(실측 투과율) 중에서 가장 높은 투과율을 의미하고, 최소 투과율(또는 가장 낮은 투과율)은 특별히 달리 규정하지 않는 한 특정 파장 범위 내의 투과율(실측 투과율) 중에서 가장 낮은 투과율을 의미한다.
본 출원에서 사용하는 용어인 최대 반사율은 특별히 달리 규정하지 않는 한 특정 파장 범위 내의 반사율(실측 반사율) 중에서 가장 높은 반사율을 의미하고, 최소 반사율은 특별히 달리 규정하지 않는 한 특정 파장 범위 내의 반사율(실측 반사율) 중에서 가장 낮은 반사율을 의미한다.
본 출원에서 사용하는 용어인 입사각은 평가 대상 표면의 법선을 기준으로 한 각도이다. 예를 들어, 필터의 입사각 0도에서의 투과율은 상기 필터 표면의 법선과 평행한 방향으로 입사된 광에 대한 투과율을 의미하고, 입사각 40도에서의 투과율은 상기 법선과 시계 또는 반시계 방향으로 40도의 각도를 이루는 입사광에 대한 투과율이다. 이러한 입사각의 정의는 입사되는 광에 의해 측정되는 다른 광학 특성에서도 동일하게 적용된다.
본 출원에서 사용하는 용어인 가시광선(또는 가시광)은 대략 380 내지 720 nm의 파장 영역을 가진 광을 의미한다. 또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 자외선(또는 자외광)은 10 nm 이상 380 nm 미만의 파장 영역을 가진 광을 의미한다. 또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 적외선(또는 적외광)은 720 nm 초과 1 mm의 파장 영역을 가진 광을 의미하고, 이 중 근적외선(또는 근적외광)은 720 nm 초과 3 ㎛의 파장 영역을 가진 광을 의미한다.
본 출원에서 사용하는 용어인 광흡수는 특정 파장 또는 특정 파장 영역의 광을 흡수한다는 것을 의미한다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 근적외선 흡수 유리기재 및 광흡수층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 근적외선 흡수 유리기재는 Cu2+를 함유할 수 있다. 상기 Cu2+를 통해 적어도 일부 영역의 근적외선을 흡수할 수 있다. 또한, 상기 근적외선 흡수 유리기재는 전체 중량 대비 Cu2+를 1 내지 10 중량%의 범위 내로 포함할 수 있다. 상기 Cu2+의 함량은 상기 적외선 흡수 유리기재의 전체 중량 대비 1.5 중량% 이상, 2 중량% 이상, 2.5 중량% 이상 또는 3 중량% 이상이거나 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하 또는 5 중량% 이하로 포함할 수 있다.
한편, 본 출원의 일 예에 따른 적층체의 근적외선 흡수 유리기재는 Cu2+ 함유 불화인산염 유리 또는 Cu2+ 함유 인산염 유리일 수 있다. 상기 근적외선 흡수 유리기재를 사용함으로써 가시광에 대해 높은 투과율을 가짐과 동시에 근적외광에 대한 높은 차폐성을 가질 수 있다. 또한 상기 Cu2+ 함유 불화인산염 유리와 Cu2+ 함유 인산염 유리는 유리 골격의 일부가 SiO2로 구성되는 규산인산염 유리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 근적외선 흡수 유리기재는 전체 중량 대비 P5+를 10 내지 50 중량%의 범위 내로 포함할 수 있다. 상기 P5+의 함량은 상기 적외선 흡수 유리기재의 전체 중량 대비 12 중량% 이상, 14 중량% 이상, 16 중량% 이상, 18 중량% 이상 또는 20 중량% 이상이거나 45 중량% 이하, 40 중량% 이하 또는 35 중량% 이하로 포함할 수 있다.
한편, 상기 근적외선 흡수 유리기재는 F-를 추가로 포함하는 경우가 있을 수 있다. 상기 근적외선 흡수 유리기재가 F-를 추가로 포함하는 경우에는 전체 중량 대비 F-를 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하 또는 10 중량% 이하로 포함할 수 있고, 하한은 특별히 제한되는 것은 아니지만 0.1 중량% 이상 또는 0.5 중량% 이상으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 근적외선 흡수 유리기재는 전체 중량 기준으로 F-의 함량/Cu2+의 함량이 0.5 이상, 0.6 이상, 0.7 이상 또는 0.8 이상이거나 5 이하, 4.5 이하, 4 이하 또는 3.5 이하를 만족할 수 있다. 상기 근적외선 흡수 유리기재의 F-의 함량/Cu2+의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 우수한 내후성을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 근적외선 흡수 유리기재는 상기 구성들의 함량을 만족한다면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 일본 HOYA社의 CD700, CXA700, 대만 PTOT社의 KF099, ZF230 독일 SCHOTT社의 BG66 등을 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 근적외선 흡수 유리기재에 포함되는 조성의 함량 비율은 파장 분산 X선 형광(WD-XRF) 분광법 또는 유도 결합 플라즈마(ICP) 분광법을 이용함으로써 측정할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 근적외선 흡수 유리기재는 400 내지 550 nm의 파장 영역을 가진 광에 대한 평균 투과율이 80% 이상, 81% 이상, 82% 이상, 83% 이상, 84% 이상, 85% 이상, 86% 이상, 87% 이상 또는 88% 이상일 수 있다. 상기 근적외선 흡수 유리기재의 400 내지 550 nm의 파장 영역을 가진 광에 대한 평균 투과율의 상한은 특별히 제한되지 않으나 100% 이하, 99.99% 이하, 99.9% 이하 또는 99% 이하일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 근적외선 흡수 유리기재는 750 내지 1,000 nm의 파장 영역을 가진 광에 대한 평균 투과율이 10% 이하, 9% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 6% 이하 또는 5% 이하일 수 있다. 상기 근적외선 흡수 유리기재의 750 내지 1,000 nm의 파장 영역을 가진 광에 대한 평균 투과율의 하한은 특별히 제한되지 않으나 0% 이상, 0.1% 이상 또는 0.5% 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 근적외선 흡수 유리기재는 특별히 제한되는 것은 아니지만 전술한 광학 특성을 고려하면, 0.1 mm 이상, 0.125 mm 이상, 0.15 mm 이상, 0.175 mm 이상 또는 0.2 mm 이상이거나, 0.5 mm 이하, 0.4 mm 이하 또는 0.3 mm 이하의 두께를 가질 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 전술한 바와 같이 광흡수층을 포함할 수 있다. 상기 광흡수층은 근적외선 흡수 유리기재의 일면 또는 양면에 적층된 형태로 존재할 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 일 예에 따른 적층체는 근적외선 흡수 유리기재/광흡수층 또는 광흡수층A/근적외선 흡수 유리기재/광흡수층B(여기서, 광흡수층 A와 광흡수층 B는 각각 독립적임)의 구조로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 출원의 일 예에 따른 적층체가 가장 외측 양면에 광흡수층을 각각 포함하고 있는 경우, 하나의 광흡수층을 광흡수층 A라고 할 수 있고, 다른 하나의 광흡수층을 광흡수층 B라고 할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 광흡수 조성물로 형성할 수 있다. 구체적으로는, 상기 광흡수 조성물을 전술한 근적외선 흡수 유리기재의 일면 또는 양면에 도포하여 건조함으로써 상기 광흡수층을 형성할 수 있다. 이 때, 도포 방식은 특별히 제한하지 않고 스핀 코팅, 다이 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 침지 코팅 또는 에어 나이프 코팅 등 당업계에서 일반적으로 사용하는 도포 방식을 사용할 수 있다. 상기 광흡수층은 도포된 광흡수 조성물을 적절히 건조하여 얻을 수 있고, 예를 들면 스핀 코팅을 통해 일면에 도막을 코팅 하고, 건조 오븐에서 상온 내지 150℃, 상온 내지 120℃ 또는 상온 내지 40℃의 범위 내에서 약 5 내지 300분의 범위 내로 건조하여 얻을 수 있다. 상기 광흡수 조성물은 이하에서 설명하는 광흡수층에 포함되는 투명 수지, 근적외선 흡수제 및 자외선 흡수제 등을 포함하고 있을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 근적외선 흡수제와 투명 수지를 포함하는 층을 의미할 수 있고, 경우에 따라서 근적외선 흡수제, 자외선 흡수제 및 투명 수지를 포함하는 층을 의미할 수 있다. 또한, 상기 광흡수층은 상기 근적외선 흡수제(경우에 따라 자외선 흡수제도 추가로 포함됨)는 상기 투명 수지에 균일하게 분산되어 있는 층으로서 경화되어 있을 수 있다. 또한, 상기 광흡수층은 투명 수지 및 근적외선 흡수제(경우에 따라 자외선 흡수제도 추가로 포함됨)를 포함하는 광흡수 조성물을 기재에 도포된 후 건조되어 형성될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 근적외선 흡수제를 포함할 수 있다. 또한, 본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 자외선 흡수제를 추가로 포함할 수도 있다. 여기서, 본 출원의 다른 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 근적외선 흡수제를 포함하는 근적외선 흡수층과 자외선 흡수제를 포함하는 자외선 흡수층을 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 근적외선 흡수제는 근적외선 영역에서 흡수극대파장이 있는 흡수제를 의미한다. 또한, 상기 근적외선 흡수제는 가시광선 영역에서 투과율이 높은 것이 좋고, 상기 투과율은 약 80% 이상, 약 81% 이상, 약 82% 이상, 약 83% 이상, 약 84% 이상 또는 약 85% 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층이 포함할 수 있는 근적외선 흡수제는 당업계에서 사용하는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면, 스쿠아릴륨계 화합물, 시아닌계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 나프탈로시아닌계 화합물, 디티올 금속 착물계 화합물, 디이모늄계 화합물, 폴리메틴계 화합물, 프탈리드 화합물, 나프토퀴논계 화합물 및 안트라퀴논계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층이 포함하는 근적외선 흡수제는, 흡수극대파장이 700 nm 이상 내지 720 nm 이하의 범위 내인 제1 근적외선 흡수제, 흡수극대파장이 720 nm 초과 내지 740 nm 이하의 범위 내인 제2 근적외선 흡수제, 흡수극대파장이 740 nm 초과 내지 760 nm 이하의 범위 내인 제3 근적외선 흡수제 및 흡수극대파장이 760 nm 초과 내지 800 nm 이하의 범위 내인 제4 근적외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택된 셋 이상을 포함할 수 있다.
종래의 광학 필터는 약 700 내지 750 nm의 파장 영역의 광을 반사하도록 유전체 다층막을 설계하였는데, 이를 사용하는 경우 전술한 바와 같이 꽃잎 모양의 적색 플레어(flare)가 발생되는 문제가 있었다. 이러한 문제를 개선하기 위해 광학 필터의 유전체 다층막을 재설계하여 약 700 내지 750 nm의 파장 영역을 가진 광을 투과시키도록 하였으나, 이 경우 상기 광학 필터가 약 750 nm 전후(약 730 내지 780 nm의 파장 영역 범위)의 파장을 가지는 광에 대해서 약 2% 정도의 투과율 가지는 2차 피크(second peak)를 발생시켜 촬영에 불필요한 광을 흡수함으로써 화상에 문제가 초래되었다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 상기 제1 근적외선 흡수제, 제2 근적외선 흡수제, 제3 근적외선 흡수제 및 제4 근적외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택된 셋 이상을 포함하는 광흡수층을 포함함으로써, 상기 적층체에 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였을 때, 전술한 2차 피크의 발생 문제를 방지할 수 있다. 즉, 유전체 다층막을 약 700 내지 750 nm의 파장 영역을 가진 광을 투과시키도록 설계하여 본 출원의 일 예에 따른 적층체에 적용하여 광학 필터를 제조하는 경우, 2차 피크의 발생 문제를 방지할 수 있다. 이를 통해, 불필요한 광을 차단하여 플레어(flare) 현상을 방지하고, 가시광선의 투과율이 높으며 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 흡수제의 흡수극대파장은 250 내지 1,300 nm의 범위의 광을 상기 흡수제가 함유된 층에 투과시켰을 때 상기 광의 투과율이 가장 낮은 파장을 의미한다. 여기서, 상기 흡수제가 함유된 층은 수지에 상기 흡수제가 분산된 층을 의미할 수 있다. 또한, 상기 수지란 경화되어 층을 형성하였을 때 가시광 영역에서 투과율이 적어도 90% 이상인 수지를 의미할 수 있고, 아크릴 수지 또는 실리콘 수지 등 가시광 영역에서 상기 투과율을 만족한다면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다.
상기 제1 근적외선 흡수제는 흡수극대파장이 700 nm 이상 내지 720 nm 이하의 범위 내인 스쿠아릴륨계 화합물, 시아닌계 화합물 및 프탈로시아닌계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 광흡수층에 포함된 상기 제1 근적외선 흡수제는 흡수극대파장의 광에 대한 OD(광학 밀도, optical density) 값이 0.5 내지 1.2의 범위 내일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 제1 근적외선 흡수제의 OD 값은 0.55 이상, 0.6 이상, 0.65 이상, 0.7 이상, 0.75 이상, 0.8 이상, 0.85 이상, 0.9 이상 또는 0.95 이상이거나 1.15 이하, 1.1 이하, 1.05 이하 또는 1 이하일 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 OD(광학 밀도, optical density) 값은 해당 흡수제가 함유된 층에 대해서 상기 흡수제의 흡수극대파장에 대한 광을 투과시켰을 때, 투과하기 전의 광 에너지(E2) 대비 투과한 후의 광 에너지(E1)의 값을 상용 로그를 취하여 얻어지는 값의 음수 값을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 OD는 하기 [OD 식]에 따라 측정될 수 있다.
[OD 식]
OD(광학 밀도, optical density) 값 = -log10(E1/E2)
상기 제2 근적외선 흡수제는 흡수극대파장이 720 nm 초과 내지 740 nm 이하의 범위 내인 스쿠아릴륨계 화합물, 시아닌계 화합물 및 프탈로시아닌계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 광흡수층에 포함된 상기 제2 근적외선 흡수제는 흡수극대파장의 광에 대한 OD(광학 밀도, optical density) 값이 0.2 내지 0.6의 범위 내일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 제2 근적외선 흡수제의 OD 값은 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이상 또는 0.4 이상이거나, 0.55 이하, 0.5 이하 또는 0.45 이하일 수 있다.
상기 제3 근적외선 흡수제는 흡수극대파장이 740 nm 초과 내지 760 nm 이하의 범위 내인 스쿠아릴륨계 화합물, 시아닌계 화합물 및 프탈로시아닌계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 광흡수층에 포함된 상기 제3 근적외선 흡수제는 흡수극대파장의 광에 대한 OD(광학 밀도, optical density) 값이 0.4 내지 1의 범위 내일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 제3 근적외선 흡수제의 OD 값은 0.45 이상, 0.5 이상, 0.55 이상 또는 0.6 이상이거나 0.95 이하, 0.9 이하, 0.85 이하, 0.8 이하, 0.75 이하, 0.7 이하 또는 0.65 이하일 수 있다.
상기 제4 근적외선 흡수제는 흡수극대파장이 760 nm 초과 내지 800 nm 이하의 범위 내인 스쿠아릴륨계 화합물, 시아닌계 화합물 및 프탈로시아닌계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 광흡수층에 포함된 상기 제4 근적외선 흡수제는 흡수극대파장의 광에 대한 OD(광학 밀도, optical density) 값이 0.5 내지 1.1의 범위 내일 수 있다.
상기 광흡수층에서 포함된 근적외선 흡수제의 종류, 개수 및/또는 함량에 따라 상기 각각의 근적외선 흡수제의 OD 값는 상이해 질 수 있고, 본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 제1 근적외선 흡수제, 제2 근적외선 흡수제, 제3 근적외선 흡수제 및 제4 근적외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택된 셋 이상을 포함하는 광흡수층을 포함하면서도, 상기 각각의 근적외선 흡수제의 OD 값을 각각 전술한 범위 내로 만족시켜, 불필요한 광을 차단하여 플레어(flare) 현상을 방지하고, 가시광선의 투과율이 높으며 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 투명 수지 100 중량부 대비 근적외선 흡수제를 0.1 중량부 이상, 0.2 중량부 이상, 0.3 중량부 이상, 0.4 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 0.6 중량부 이상, 0.7 중량부 이상, 0.8 중량부 이상, 0.9 중량부 이상 또는 1 중량부 이상이거나 3 중량부 이하, 2.8 중량부 이하, 2.6 중량부 이하, 2.4 중량부 이하, 2.2 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1.8 중량부 이하, 1.6 중량부 이하, 1.4 중량부 이하 또는 1.2 중량부 이하로 포함할 수 있다. 상기 광흡수층에서 근적외선 흡수제의 함량 비율이 상기 범위를 만족하는 경우에는, 가시광의 장파장 영역의 적외광을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광 투과 밴드를 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층에 포함된 근적외선 흡수제의 합산된 OD 값은 2 내지 3의 범위 내일 수 있다. 여기서, 상기 광흡수층에 포함된 근적외선 흡수제의 합산된 OD 값은 2.1 이상, 2.2 이상, 2.3 이상, 2.4 이상, 2.5 이상, 2.6 이상 또는 2.7 이상이거나 2.95 이하, 2.9 이하, 2.85 이하, 2.8 이하 또는 2.75 이하일 수 있다. 또한, 본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 전술한 바와 같이 제1 근적외선 흡수제, 제2 근적외선 흡수제, 제3 근적외선 흡수제 및 제4 근적외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택된 셋 이상을 포함하면서도 상기 광흡수층에 포함된 근적외선 흡수제의 전체 합산된 OD 값을 상기 범위 내를 만족시킴으로써, 불필요한 광을 차단하여 플레어(flare) 현상을 방지하고, 가시광선의 투과율이 높으며 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 자외선 흡수제는 자외선 영역에서 흡수극대파장이 있는 흡수제를 의미한다. 또한, 자외선 흡수제는 가시광선 영역에서 투과율이 높은 것이 좋고, 상기 투과율은 약 80% 이상, 약 81% 이상, 약 82% 이상, 약 83% 이상, 약 84% 이상 또는 약 85% 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층이 포함할 수 있는 자외선 흡수제는 당업계에서 사용하는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면, 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 벤조페논계 화합물, 옥사졸계 화합물, 멜로시아닌계 화합물, 시아닌계 화합물, 나프탈이미드계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 옥사진계 화합물, 옥사졸리딘계 화합물, 나프탈산계 화합물, 스티릴계 화합물, 안트라센계 화합물, 원형 카르보닐계 화합물, 아조메틴계 화합물, 인돌계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 옥시아닐리드계 화합물 및 트리아졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층이 포함하는 자외선 흡수제는 흡수극대파장이 350 nm 이상 내지 400 nm 이하의 범위 내인 아조메틴계 화합물, 인돌계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물 및 옥시아닐리드계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 자외선 흡수제의 흡수극대파장이 상기 범위를 만족됨으로써 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있다.
또한, 상기 광흡수층에 포함된 상기 자외선 흡수제는 흡수극대파장의 광에 대한 OD(광학 밀도, optical density) 값이 0.8 내지 1.5의 범위 내일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 자외선 흡수제의 OD 값은 0.85 이상, 0.9 이상, 0.95 이상, 1 이상, 1.05 이상, 1.1 이상, 1.15 이상 또는 1.2 이상이거나 1.45 이하, 1.4 이하, 1.35 이하, 1.3 이하 또는 1.25 이하일 수 있다. 상기 자외선 흡수제의 OD 값이 상기 범위를 만족됨으로써 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 투명 수지 100 중량부 대비 자외선 흡수제를 1 중량부 이상, 1.5 중량부 이상, 2 중량부 이상, 2.5 중량부 이상 또는 3 중량부 이상이거나 5 중량부 이하, 4.5 중량부 이하, 4 중량부 이하 또는 3.5 중량부 이하로 포함할 수 있다. 상기 광흡수층에서 적외선 흡수제의 함량 비율이 상기 범위를 만족하는 경우에는, 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광 투과 밴드를 얻을 수 있고, 가시광선의 단파장 영역 근방의 투과율 곡선이 변화하여 발생하는 퍼플 프린지(purple fringe) 현상(피사체의 가장자리에서 보라색 띠가 나타남)을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층이 근적외선 흡수제와 자외선 흡수제를 동시에 포함하고 있는 경우, 상기 광흡수층에 포함된 근적외선 흡수제의 합산된 OD 값(ODNIR)과 상기 광흡수층에 포함된 자외선 흡수제의 합산된 OD 값(ODUV)의 비율(ODNIR/ODUV)은 1 내지 3의 범위 내일 수 있다. 상기 비율(ODNIR/ODUV)은 1.2 이상, 1.4 이상, 1.6 이상, 1.8 이상, 2 이상 또는 2.2 이상이거나, 2.9 이하, 2.8 이하, 2.7 이하 또는 2.6이하를 만족할 수 있다. 상기 광흡수층이 상기 비율(ODNIR/ODUV)을 상기 범위 내로 만족하는 경우에는 불필요한 광을 차단하여 플레어(flare) 현상을 방지하고, 가시광선의 투과율이 높으며 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다. 또한, 본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층에 포함된 근적외선 흡수제의 합산된 OD 값은 2 내지 3의 범위 내이면서 상기 비율(ODNIR/ODUV)을 상기 범위 내로 만족할 수 있고, 이 경우 플레어(flare) 현상을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 OD 값들은 근적외선 흡수제와 자외선 흡수제 각각이 포함하는 화합물의 개수가 1개이면 그 화합물에 대한 각각의 OD 값을 의미하고, 여러 화합물을 포함하고 있는 경우라면 포함된 모든 화합물의 합산된 OD 값을 의미한다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 전술한 바와 같이 투명 수지를 포함할 수 있다. 상기 투명 수지는 경화되었을 때 측정한 굴절률이 1.4 이상, 1.45 이상, 1.5 이상, 1.55 이상 또는 1.6 이상이거나 2.5 이하, 2.4 이하, 2.3 이하, 2.2 이하, 2.1 이하 또는 2 이하일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 전체 중량 대비 투명 수지를 90 중량% 이상, 91 중량% 이상, 92 중량% 이상, 93 중량% 이상, 94 중량% 이상, 95 중량% 이상, 96 중량% 이상, 97 중량% 이상, 98 중량% 이상 또는 99 중량% 이상으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명 수지로서는 폴리아크릴 수지, 에폭시 수지, 엔-티올 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리파라페닐렌 수지, 폴리아릴렌에테르 포스핀옥사이드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 고리형 올레핀 수지 및 폴리에스테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하거나, 당업계에서 투명한 성질을 가진 수지를 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 상기 투명 수지는 유리전이온도(Tg)가 100℃ 이상, 110℃ 이상, 120℃ 이상, 130℃ 이상 또는 140℃ 이상이거나 400℃ 이하, 380℃ 이하, 360℃ 이하 또는 340℃ 이하일 수 있다. 상기 유리전이온도는 DSC(differential scanning calorimetry)를 통해 측정할 수 있다. 상기 투명 수지가 전술한 유리전이온도를 가지는 경우에는 후술할 유전체 다층막을 형성하기 위한 증착 공정에서의 증착 온도에 의한 변형을 방지할 수 있다.
또한, 상기 투명 수지는 두께 0.1 mm에서의 투과율이 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상 또는 85% 이상이거나 99% 이하 또는 95% 이하일 수 있다. 상기 투명 수지가 전술한 투과율을 만족하는 경우에는 후술할 광학 필터로서 양호한 투명성을 확보할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 출원의 일 예에 따른 광흡수 조성물은 근적외선 흡수제를 포함할 수 있고, 투명 수지 및/또는 자외선 흡수제를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 광흡수 조성물은 경우에 따라 용매를 추가로 포함하고 있을 수 있다.
상기 광흡수 조성물은 용매를 제외한 나머지 구성(고형분 기준)의 전체 중량 대비 투명 수지를 90 중량% 이상, 91 중량% 이상, 92 중량% 이상, 93 중량% 이상, 94 중량% 이상 또는 95 중량% 이상이거나, 99 중량% 이하, 98 중량% 이하, 97 중량% 이하 또는 96 중량% 이하로 포함할 수 있다.
상기 광흡수 조성물은 투명 수지 100 중량부 대비 근적외선 흡수제를 0.1 중량부 이상, 0.2 중량부 이상, 0.3 중량부 이상, 0.4 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 0.6 중량부 이상, 0.7 중량부 이상, 0.8 중량부 이상, 0.9 중량부 이상 또는 1 중량부 이상이거나 3 중량부 이하, 2.8 중량부 이하, 2.6 중량부 이하, 2.4 중량부 이하, 2.2 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1.8 중량부 이하, 1.6 중량부 이하, 1.4 중량부 이하 또는 1.2 중량부 이하로 포함할 수 있다.
또한, 상기 광흡수 조성물은 투명 수지 100 중량부 대비 자외선 흡수제를 1 중량부 이상, 1.5 중량부 이상, 2 중량부 이상, 2.5 중량부 이상 또는 3 중량부 이상이거나 5 중량부 이하, 4.5 중량부 이하, 4 중량부 이하 또는 3.5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
상기 광흡수 조성물은 용매로서 케톤 화합물을 사용할 수 있다. 상기 케톤 화합물을 통해 상기 광흡수 조성물 내에 포함된 흡수제들을 투명 수지 내에 골고루 분산 내지 용해시켜 위치에 따라 광학 특성의 차이가 적은 광흡수층을 형성시킬 수 있다. 상기 케톤 화합물로는 메틸에틸 케톤 또는 메틸이소부틸 케톤 등을 사용할 수 있다. 상기 광흡수 조성물은 투명 수지 100 중량부 대비 용매를 100 중량부 이상, 150 중량부 이상, 200 중량부 이상, 250 중량부 이상, 300 중량부 이상, 350 중량부 이상, 400 중량부 이상, 450 중량부 이상 또는 500 중량부 이상이거나 5,000 중량부 이하, 4,000 중량부 이하, 3,000 중량부 이하, 2,000 중량부 이하, 1,000 중량부 이하, 900 중량부 이하, 800 중량부 이하, 700 중량부 이하 또는 600 중량부 이하로 포함할 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 1 ㎛ 이상, 1.2 ㎛ 이상, 1.4 ㎛ 이상, 1.6 ㎛ 이상, 1.8 ㎛ 이상, 2 ㎛ 이상, 2.2 ㎛ 이상, 2.4 ㎛ 이상, 2.6 ㎛ 이상, 2.8 ㎛ 이상 또는 3 ㎛ 이상이거나, 10 ㎛ 이하, 9.5 ㎛ 이하, 9 ㎛ 이하, 8.5 ㎛ 이하, 8 ㎛ 이하, 7.5 ㎛ 이하, 7 ㎛ 이하, 6.5 ㎛ 이하, 6 ㎛ 이하, 5.5 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이하, 4.5 ㎛ 이하, 4 ㎛ 이하 또는 3.5 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 하기 나열한 광학 특성을 하나 이상 가질 수 있다. 상기 광흡수층의 광학 특성은 전술한 투명 수지, 근적외선 흡수제 및 자외선 흡수제의 조합에 의해서 달성될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 400 내지 550 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 80% 이상, 80.5% 이상, 81% 이상, 81.5% 이상, 82% 이상, 82.5% 이상, 83% 이상, 83.5% 이상 또는 84% 이상일 수 있다. 상기 적층체의 광흡수층이 상기 파장 영역 내 평균 투과율이 상기 범위를 만족하는 경우에는 가시광선에 대한 고투과율을 확보하게 되어 우수한 색재현성을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 700 내지 800 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 20% 이하, 19% 이하, 18% 이하, 17% 이하, 16% 이하 또는 15% 이하일 수 있다. 상기 적층체의 광흡수층이 상기 파장 영역 내 평균 투과율이 상기 범위를 만족하는 경우에는 2차 피크의 발생 문제를 방지하여 플레어(flare) 현상을 방지하고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 720 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 15% 이하, 14.5% 이하, 14% 이하, 13.5% 이하, 13% 이하, 12.5% 이하 또는 12% 이하일 수 있다. 상기 적층체의 광흡수층이 상기 파장 영역 내 평균 투과율이 상기 범위를 만족하는 경우에는 2차 피크의 발생 문제를 방지하여 플레어(flare) 현상을 방지하고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 750 nm의 광에 대한 투과율이 15% 이하, 14.5% 이하, 14% 이하, 13.5% 이하, 13% 이하, 12.5% 이하 또는 12% 이하일 수 있다. 상기 적층체의 광흡수층이 상기 파장 영역에서의 투과율이 상기 범위를 만족하는 경우에는 2차 피크의 발생 문제를 방지하여 플레어(flare) 현상을 방지하고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체의 광흡수층은 300 내지 1,200 nm의 파장 영역의 광에 대해서 흡수반치 폭(FWHM, full width half maximum)이 120 nm 내지 200 nm의 범위 내일 수 있다. 상기 광흡수층의 흡수반치 폭은 다른 예시에서, 125 nm 이상, 130 nm 이상, 135 nm 이상 또는 140 nm 이상이거나 190 nm 이하, 185 nm 이하, 180 nm 이하, 175 nm 이하, 170 nm 이하, 165 nm 이하, 160 nm 이하, 155 nm 이하, 150 nm 이하 또는 145 nm 이하일 수 있다. 상기 광흡수층의 흡수반치 폭을 상기 범위 내로 제어하는 경우, 2차 피크의 발생 문제를 방지하여 플레어(flare) 현상을 방지하고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 하기 나열한 광학 특성을 하나 이상 가질 수 있다. 상기 적층체의 광학 특성은 근적외선 흡수 유리기재 및 광흡수층의 조합에 의해서 달성될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 720 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 1% 이하, 0.95% 이하, 0.9% 이하, 0.85% 이하, 0.8% 이하, 0.75% 이하, 0.7% 이하 또는 0.65% 이하일 수 있다. 상기 720 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율의 하한은 0%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 0% 이상, 0.01% 이상 또는 0.1% 이상일 수 있다. 상기 적층체의 720 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 상기 범위를 만족하는 경우에는, 상기 적층체에 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였을 때 전술한 2차 피크의 발생 문제를 방지할 수 있고, 이에 따라 불필요한 광을 차단하여 플레어(flare) 현상을 방지하며, 가시광선의 투과율이 높으며 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 750 nm의 광에 대한 투과율이 1% 이하, 0.95% 이하, 0.9% 이하, 0.85% 이하, 0.8% 이하, 0.75% 이하, 0.7% 이하, 0.65% 이하, 0.6% 이하, 0.55% 이하, 0.5% 이하, 0.45% 이하, 0.4% 이하 또는 0.35% 이하일 수 있다. 상기 750 nm의 광에 대한 투과율의 하한은 0%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 0% 이상, 0.01% 이상 또는 0.1% 이상일 수 있다. 상기 적층체의 750 nm의 광에 대한 투과율이 상기 범위를 만족하는 경우에는, 상기 적층체에 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였을 때 전술한 2차 피크의 발생 문제를 방지할 수 있고, 이에 따라 불필요한 광을 차단하여 플레어(flare) 현상을 방지하며, 가시광선의 투과율이 높으며 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 400 내지 550 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 70% 이상, 71% 이상, 72% 이상, 73% 이상, 74% 이상, 75% 이상, 76% 이상, 77% 이상, 78% 이상 또는 79% 이상일 수 있다. 상기 400 내지 550 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율의 상한은 100%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 100% 이하, 99% 이하 또는 98% 이하일 수 있다. 상기 적층체의 400 내지 550 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 상기 범위를 만족하는 경우에는 가시광선에 대한 고투과율을 확보하게 되어 우수한 색재현성을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 5% 이하, 4.9% 이하, 4.8% 이하, 4.7% 이하, 4.6% 이하, 4.5% 이하, 4.4% 이하, 4.3% 이하 또는 4.2% 이하일 수 있다. 상기 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율의 하한은 0%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 0% 이상, 0.01% 이상 또는 0.1% 이상일 수 있다. 상기 적층체의 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 상기 범위를 만족하는 경우에는 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 하기 일반식 1에 따른 Ts1의 절대값이 1% 이하, 0.95% 이하, 0.9% 이하, 0.85% 이하, 0.8% 이하, 0.75% 이하, 0.7% 이하, 0.65% 이하 또는 0.6% 이하일 수 있다. 상기 적층체의 일반식 1에 따른 Ts1의 절대값이 상기 범위를 만족하는 경우에는, 상기 적층체에 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였을 때 전술한 2차 피크의 발생 문제를 방지할 수 있고, 이에 따라 불필요한 광을 차단하여 플레어(flare) 현상을 방지하며, 가시광선의 투과율이 높으며 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
[일반식 1]
Ts1 = (T780-T720)/(780-720)×100
일반식 1에서, T780은 780 nm의 파장의 광에 대한 투과율을 의미하고, T720은 720 nm의 파장의 광에 대한 투과율을 의미한다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 500 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%인 광의 파장(λcutoff)은 600 내지 640 nm의 범위 내일 수 있다. 상기 500 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%인 광의 파장(λcutoff)은 605 nm 이상, 610 nm 이상 또는 615 nm 이상이거나 635 nm 이하, 630 nm 이하, 625 nm 이하 또는 620 nm 이하일 수 있다. 상기 적층체의 500 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%인 광의 파장(λcutoff)이 상기 범위를 만족하는 경우에는 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 적층체는 300 내지 450 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%인 광의 파장(λcuton)은 390 내지 430 nm의 범위 내일 수 있다. 상기 300 내지 450 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%인 광의 파장(λcuton)은 395 nm 이상, 400 nm 이상, 405 nm 이상 또는 410 nm 이상이거나 425 nm 이하, 420 nm 이하 또는 415 nm 이하일 수 있다. 상기 적층체의 300 내지 450 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%인 광의 파장(λcuton)이 상기 범위를 만족하는 경우에는 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터는 근적외선 흡수 유리기재, 광흡수층 및 유전체 다층막을 포함할 수 있다. 여기서, 근적외선 흡수 유리기재 및 광흡수층은 전술한 본 출원의 일 예에 따른 적층체에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 내용은 생략하도록 한다.
종래의 광학 필터는 약 700 내지 750 nm의 파장 영역을 가진 광을 반사하도록 유전체 다층막을 설계하였는데, 이를 사용하는 경우 전술한 바와 같이 꽃잎 모양의 적색 플레어(flare)가 발생되는 문제가 있었다. 이러한 문제를 개선하기 위해 광학 필터의 유전체 다층막을 재설계하여 약 700 내지 750 nm의 파장 영역을 가진 광을 투과시키도록 하였으나, 이 경우 상기 광학 필터가 약 750 nm 전후(약 730 내지 780 nm의 파장 영역 범위)의 파장을 가지는 광에 대해서 약 2% 정도의 투과율 가지는 2차 피크(second peak)를 발생시켜 촬영에 불필요한 광을 흡수함으로써 화상에 문제가 초래되었다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터는 유전체 다층막을 적색 플레어가 발생되지 않도록 관련 파장 영역의 광을 투과하도록 설계하고, 상기 유전체 다층막을 전술한 본 출원의 일 예에 따른 적층체에 형성함으로써 상기 유전체 다층막의 설계로 인해 발생될 수 있는 2차 피크도 방지하여 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터는 근적외선 흡수 유리기재의 한면 또는 양면에 광흡수층이 위치할 수 있다. 또한, 상기 광학 필터는 최외각 양면에 각각 유전체 다층막이 위치하고 있을 수 있고, 이 중 하나는 제1 유전체 다층막이고 다른 하나는 제2 유전체 다층막이라 할 수 있다. 특히, 광학 필터가 근적외선 흡수 유리기재의 한면에 광흡수층이 위치하고 있는 경우, 상기 근적외선 흡수 유리 기재와 맞닿고 있는 유전체 다층막이 제1 유전체 다층막일 수 있고 상기 광흡수층과 맞닿고 있는 유전체 다층막이 제2 유전체 다층막일 수 있다. 여기서, 상기 제1 유전체 다층막은 소위 IR(infrared) 반사층이라 불리고, 상기 제2 유전체 다층막은 소위 AR(Anti-reflection) 층이라 불린다.
본 출원의 일 예에 따른 제1 유전체 다층막은 600 내지 850 nm의 파장 영역의 광에 대해서 반사율이 50%인 광의 파장(λR,cutoff)이 750 내지 780 nm의 범위 내일 수 있다. 상기 제1 유전체 다층막의 상기 파장(λR,cutoff)을 상기 범위 내로 만족시킴으로써 적색 플레어를 발생케하는 근적외선을 투과하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 유전체 다층막은 600 내지 850 nm의 파장 영역의 n도(여기서 n은 30 또는 40임)의 입사각도를 가진 광에 대해서 반사율이 50%인 광의 파장(λR,n/cutoff)이 700 내지 760nm의 범위 내일 수 있다. 상기 제1 유전체 다층막의 상기 파장(λR,n/cutoff)이 상기 범위 내로 만족시킴으로써 입사 각도가 변한 광에 대해서 적색 플레어를 발생케하는 근적외선을 투과하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 유전체 다층막은 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 10% 이하, 9.5% 이하, 9% 이하, 8.5% 이하, 8% 이하 또는 7.5% 이하일 수 있다. 상기 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율의 하한은 0%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 0% 이상, 0.01% 이상 또는 0.1% 이상일 수 있다. 상기 제1 유전체 다층막의 이러한 특성은 IR(infrared) 반사층의 특성이라고 할 수 있다. 또한, 상기 제1 유전체 다층막은 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 n도(여기서 n은 30 또는 40임)의 입사각도를 가진 광에 대한 평균 투과율이 5% 이하, 4.5% 이하, 4% 이하, 3.5% 이하, 3% 이하 또는 2.5% 이하일 수 있다. 상기 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 n도(여기서 n은 30 또는 40임)의 입사각도를 가진 광에 대한 평균 투과율의 하한은 0%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 0% 이상, 0.01% 이상 또는 0.1% 이상일 수 있다.
또한, 상기 제1 유전체 다층막은 700 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 50% 이상, 52% 이상, 54% 이상, 56% 이상, 58% 이상, 60% 이상, 62% 이상 또는 64% 이상일 수 있다. 상기 700 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율의 상한은 100%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 100% 이하, 99% 이하 또는 98% 이하일 수 있다. 상기 제1 유전체 다층막의 700 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율을 상기 범위 내로 만족시킴으로써 적색 플레어를 발생케하는 근적외선을 투과하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 유전체 다층막은 굴절률이 1.8 내지 3.5의 범위 내인 제1 유전체층과 굴절률이 1.1 내지 1.7의 범위 내인 제2 유전체층을 교대로 적층한 유전체 적층막을 포함할 수 있다. 상기 제1 유전체층의 굴절률은 약 1.9 이상, 2 이상, 2.2 이상, 2.4 이상, 2.5 이상 또는 2.55 이상이거나 3.5 이하, 3.3 이하, 3.1 이하, 2.9 이하 또는 2.7 이하일 수 있다. 또한, 상기 제2 유전체층의 굴절률은 약 1.1 이상, 1.2 이상, 1.3 이상 또는 1.4 이상이거나 1.7 이하, 1.65 이하, 1.6 이하, 1.55 이하 또는 1.5 이하일 수 있다. 또한, 상기 제1 유전체층의 굴절률(n1)과 제2 유전체층의 굴절률(n2)의 비율(n1/n2)은 약 1.4 이상, 1.45 이상, 1.5 이상, 1.55 이상, 1.6 이상 또는 1.65 이상 또는 1.7 이상이거나, 2 이하, 1.95 이하, 1.9 이하, 1.85 이하, 1.8 이하, 1.75 이하 또는 1.7 이하일 수 있다.
또한, 상기 제1 유전체 다층막에서, 상기 제1 유전체층 및 제2 유전체층은 근적외선 흡수 유리기재 및 광흡수층의 굴절률을 고려하여 상기된 범위로 만족하도록 적절한 재료가 선택될 수 있다. 상기 제1 유전체층으로 TiO2, Ta2O5, Nb2O5, ZnS 또는 ZnSe 등이 적용될 수 있고, 상기 제2 유전체층으로 SiO2 또는 Na5Al3F14, Na3AlF6 또는 MgF2 등의 불화물이 적용될 수 있으나, 당업계에서 사용하는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 유전체 다층막이 근적외선 흡수 유리 기재와 맞닿고 있는 경우, 상기 제1 유전체 다층막은 기재와 접촉하는 유전체층은 Na5Al3F14, Na3AlF6 및/또는 MgF2 등을 포함하는 불화물층을 포함하고, 상기 불화물층 상으로 전술한 제1 유전체층 및 제2 유전체층이 교대로 적층한 유전체 적층막을 포함할 수 있다. 상기 불화물층을 도입함으로써 제1 유전체 다층막과 근적외선 흡수 유리 기재 사이의 접착력을 보다 향상시켜 광학 필터의 내구도를 강화시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 유전체 다층막에서, 상기 제1 및 제2 유전체층의 각각의 두께는 목적에 따라서 조절될 수 있으나, 각각 독립적으로 10 nm 이상, 15 nm 이상, 20 nm 이상, 25 nm 이상, 30 nm 이상, 35 nm 이상, 40 nm 이상, 45 nm 이상, 50 nm 이상, 55 nm 이상, 60 nm 이상, 65 nm 이상, 70 nm 이상, 75 nm 이상 또는 80 nm 이상이거나 200 nm 이하, 190 nm 이하, 180 nm 이하, 170 nm 이하, 160 nm 이하, 150 nm 이하, 140 nm 이하, 130 nm 이하, 120 nm 이하, 110 nm 이하, 100 nm 이하, 90 nm 이하, 80 nm 이하, 70 nm 이하, 60 nm 이하, 50 nm 이하, 40 nm 이하, 30 nm 이하, 20 nm 이하 또는 15 nm 이하일 수 있다.
또한, 상기 제1 유전체 다층막에서, 유전체 적층막은 15층 내지 35층 또는 40층 내지 100층의 범위 내의 층 수를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 유전체 적층막은 제1 및 제2 유전체층을 교대로 적층하면서 상기 제1 및 제2 유전체층의 모든 층수의 합계를 15층 내지 35층 또는 40층 내지 100층이 되도록 제어할 수 있다. 상기 제1 유전체 다층막을 상기 범위 내로 제어하는 경우 전술한 광학 특성을 만족시킬 수 있다. 상기 제1 유전체 다층막에서, 유전체 적층막은 18층 내지 25층의 범위 내일 수 있고, 다른 예시에서 40층 내지 50층의 범위 내일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 제2 유전체 다층막은 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상 또는 93% 이상일 수 있다. 상기 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율의 상한은 100%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 100% 이하, 99% 이하 또는 98% 이하일 수 있다. 상기 제2 유전체 다층막의 이러한 특성은 AR(Anti-reflection) 층의 특성이라고 할 수 있다. 또한, 상기 제2 유전체 다층막은 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 n도(여기서 n은 30 또는 40임)의 입사각도를 가진 광에 대한 평균 투과율이 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상 또는 93% 이상일 수 있다. 상기 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 n도(여기서 n은 30 또는 40임)의 입사각도를 가진 광에 대한 평균 투과율의 상한은 100%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 100% 이하, 99% 이하 또는 98% 이하일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 제2 유전체 다층막은 굴절률이 1.8 내지 3.5의 범위 내인 제1 유전체층과 굴절률이 1.1 내지 1.7의 범위 내인 제2 유전체층을 교대로 적층한 유전체 적층막을 포함할 수 있다. 상기 제1 유전체층의 굴절률은 약 1.9 이상, 2 이상, 2.2 이상, 2.4 이상, 2.5 이상 또는 2.55 이상이거나 3.5 이하, 3.3 이하, 3.1 이하, 2.9 이하 또는 2.7 이하일 수 있다. 또한, 상기 제2 유전체층의 굴절률은 약 1.1 이상, 1.2 이상, 1.3 이상 또는 1.4 이상이거나 1.7 이하, 1.65 이하, 1.6 이하, 1.55 이하 또는 1.5 이하일 수 있다. 또한, 상기 제1 유전체층의 굴절률(n1)과 제2 유전체층의 굴절률(n2)의 비율(n1/n2)은 약 1.4 이상, 1.45 이상, 1.5 이상, 1.55 이상, 1.6 이상 또는 1.65 이상 또는 1.7 이상이거나, 2 이하, 1.95 이하, 1.9 이하, 1.85 이하, 1.8 이하, 1.75 이하 또는 1.7 이하일 수 있다.
또한, 상기 제2 유전체 다층막에서, 상기 제1 유전체층 및 제2 유전체층은 근적외선 흡수 유리기재 및 광흡수층의 굴절률을 고려하여 상기된 범위로 만족하도록 적절한 재료가 선택될 수 있다. 상기 제1 유전체층으로 TiO2, Ta2O5, Nb2O5, ZnS 또는 ZnSe 등이 적용될 수 있고, 상기 제2 유전체층으로 SiO2 또는 Na5Al3F14, Na3AlF6 또는 MgF2 등의 불화물이 적용될 수 있으나, 당업계에서 사용하는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 제2 유전체 다층막에서, 상기 제1 및 제2 유전체층의 각각의 두께는 목적에 따라서 조절될 수 있으나, 각각 독립적으로 5 nm 이상, 10 nm 이상, 15 nm 이상, 20 nm 이상, 25 nm 이상, 30 nm 이상, 35 nm 이상, 40 nm 이상, 45 nm 이상, 50 nm 이상, 55 nm 이상, 60 nm 이상, 65 nm 이상, 70 nm 이상, 75 nm 이상 또는 80 nm 이상이거나 500 nm 이하, 450 nm 이하, 400 nm 이하, 350 nm 이하, 300 nm 이하, 250 nm 이하, 200 nm 이하, 190 nm 이하, 180 nm 이하, 170 nm 이하, 160 nm 이하, 150 nm 이하, 140 nm 이하, 130 nm 이하, 120 nm 이하, 110 nm 이하, 100 nm 이하, 90 nm 이하, 80 nm 이하, 70 nm 이하, 60 nm 이하, 50 nm 이하, 40 nm 이하, 30 nm 이하, 20 nm 이하 또는 15 nm 이하일 수 있다.
또한, 상기 제2 유전체 다층막에서, 유전체 적층막의 층 수는 특별히 제한되는 것은 아니고 필요에 따라 설계하여 적용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 제2 유전체 다층막은 가시광선 영역에서의 반사율을 대폭 낮춤으로써 가시광선에 대한 고투과율을 확보하게 되어 우수한 색재현성을 얻을 수 있다. 상기 제2 유전체 다층막은 450 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 평균 반사율이 1% 이하, 0.9% 이하, 0.8% 이하, 0.7% 이하, 0.6% 이하, 0.5% 이하 또는 0.4% 이하일 수 있다. 상기 450 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 평균 반사율의 하한은 0%에 가까울수록 우수한 물성에 해당하는 것으로 0% 이상, 0.01% 이상 또는 0.1% 이상일 수 있다. 또한, 상기 제2 유전체 다층막은 450 내지 750 nm의 파장 영역의 n도(여기서 n은 30 또는 40임)의 입사각도를 가진 광에 대해서 평균 반사율이 1% 이하, 0.9% 이하, 0.8% 이하, 0.7% 이하, 0.6% 이하, 0.5% 이하, 0.4% 이하, 0.3% 이하 또는 0.2% 이하일 수 있다. 상기 제2 유전체 다층막은 450 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 평균 반사율을 낮춤으로써 입사 각도가 변한 광에 대해서도 고투과율을 확보하게 되어 우수한 색재현성을 얻을 수 있다.
상기와 같이 제2 유전체 다층막은 450 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 평균 반사율을 낮추기 위해서, 유전체 적층막은 2 내지 15층, 3 내지 14층, 4 내지 13층, 5 내지 12층, 6 내지 11층 또는 7 내지 10층일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터의 제1 및 제2 유전체 다층막에서, 전술한 유전체 적층막의 제1 및 제2 유전체층 이외에도 다른 유전체층을 포함할 수도 있고, 상기 제1 및 제2 유전체 다층막에서 유전체 적층막의 전체 층 수 대비 상기 제1 및 제2 유전체층의 합계 층 수의 비율은 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 95% 이상일 수 있고, 제1 및 제2 유전체층으로만 형성되어 있을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터의 유전체 다층막을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 공지의 증착 방식을 적용하여 형성할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터는 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 최대 투과율이 1% 이하, 0.95% 이하, 0.9% 이하 또는 0.85% 이하일 수 있다. 상기 광학 필터는 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 최대 투과율을 상기 범위 내로 제어함으로써 플레어(flare) 현상을 방지하여 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
또한, 본 출원의 일 예에 따른 광학 필터는 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 0.5% 이하, 0.48% 이하, 0.46% 이하, 0.44% 이하, 0.42% 이하, 0.4% 이하, 0.38% 이하, 0.36% 이하, 0.34% 이하, 0.32% 이하 또는 0.3% 이하일 수 있다. 상기 광학 필터는 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율을 상기 범위 내로 제어함으로써 플레어(flare) 현상을 방지하여 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터는 하기 조건 1) 내지 조건 4)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상, 둘 이상, 셋 이상 또는 모두를 만족할 수 있다. 상기 광학 필터가 하기 조건 1) 내지 4)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상, 둘 이상, 셋 이상 또는 모두를 만족하는 경우에는 불필요한 광을 차단하여 플레어(flare) 현상을 방지하고, 가시광선의 투과율이 높으며 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있고 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있다.
조건 1) 430 내지 565 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 85% 이상이고, 430 내지 565 nm의 파장 영역의 광에 대한 최소 투과율이 75% 이상일 수 있다. 여기서, 상기 평균 투과율은 86% 이상, 87% 이상, 88% 이상, 89% 이상 또는 90% 이상이거나 상한은 특별히 제한되는 것은 아니고 100% 이하, 99.9% 이하 또는99%이하일 수 있다. 또한, 상기 최소 투과율은 76% 이상, 77% 이상 또는 77.5% 이상이거나 상한은 특별히 제한되는 것은 아니고 100% 이하, 99.9% 이하 또는 99% 이하일 수 있다.
조건 2) 700 내지 725 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 5% 이하일 수 있다. 여기서, 평균 투과율은 4.5% 이하, 4% 이하, 3.5% 이하, 3% 이하 또는 2.8% 이하이거나 하한은 특별히 제한되는 것은 아니고 0% 이상, 0.1% 이상 또는 0.5% 이상일 수 있다.
조건 3) 800 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 3% 이하일 수 있다. 여기서, 평균 투과율은 2.9% 이하, 2.8% 이하, 2.7% 이하 또는 2.6% 이하이거나 하한은 특별히 제한되는 것은 아니고 0% 이상, 0.01% 이상 또는 0.1% 이상일 수 있다.
조건 4) 350 내지 450 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%일 때의 파장(λF,cuton)이 390 내지 420 nm의 범위 내에 있다. 여기서, 상기 파장 영역을 가진 광에 대해서 투과율이 50%인 파장이 여러 개가 있는 경우에는 그 중 가장 작은 파장이 상기 350 내지 450 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%일 때의 파장(λF,cuton)일 수 있다. 또한, 600 내지 700 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%일 때의 파장(λF,cutoff)이 610 내지 640 nm의 범위 내에 있을 수 있다. 여기서, 상기 파장 영역을 가진 광에 대해서 투과율이 50%인 파장이 여러 개가 있는 경우에는 그 중 가장 큰 파장이 상기 600 내지 700 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%일 때의 파장(λF,cutoff)일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터는 하기 일반식 2에 따른 λd,cutoff 의 절대값이 15 nm 이하, 14.5 nm 이하, 14 nm 이하, 13.5 nm 이하, 13 nm 이하, 12.5 nm 이하, 12 nm 이하, 11.5 nm 이하, 11 nm 이하, 10.5 nm 이하, 10 nm 이하, 9.5 nm 이하, 9 nm 이하, 8.5 nm 이하, 8 nm 이하, 7.5 nm 이하, 7 nm 이하, 6.5 nm 이하, 6 nm 이하, 5.5 nm 이하, 5 nm 이하, 4.5 nm 이하, 4 nm 이하, 3.5 nm 이하 또는 3 nm 이하일 수 있다. 상기 광학 필터가 하기 일반식 2에 따른 λd,cutoff 의 절대값을 상기 범위를 만족하는 경우에는, 입사 각도가 변한 광에 대해서도 우수한 색재현성을 얻을 수 있다.
[일반식 2]
λd,cutoff = λF,cutoff-λF,n/cutoff
일반식 2에서, λF,cutoff는 600 내지 700 nm의 파장 영역의 0도의 입사각도를 가진 광에 대해서 투과율이 50%일 때의 파장이고, λF,n/cutoff는 600 내지 700 nm의 파장 영역의 n도의 입사각도를 가진 광에 대해서 투과율이 50%일 때의 파장이며, 상기 n은 30 또는 40이다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터는 하기 촬영 조건에 따라 촬영한 사진에 대해서 Color picker tool로 RGB 값을 추출하되, 상기 사진에서 R 값이 가장 작은 지점과 R 값이 가장 큰 지점의 R값 차이의 절대값이 0 내지 50, 0 내지 45, 0 내지 40, 0 내지 35 또는 0 내지 30의 범위 내일 수 있다. 한편, 상기 R 값 차이의 절대값이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 플레어 현상이 발생했다고 볼 수 있다.
[촬영 조건]
상기 광학 필터를 장착한 후면 카메라로 색온도가 3100K인 할로겐 LED 광원을 피사체로 하고 상기 후면 카메라와 광원 사이의 거리를 50 cm로 하여 암실에서 사진 촬영을 진행함.
상기 암실은 완전한 검정이 아니더라도 실질적으로 암실이란 의미로서, 상기 촬영 조건에서 촬영한 사진에 대해서 Color picker tool로 RGB 값을 추출하였을 때, RGB 값이 각각 독립적으로 0 내지 50, 0 내지 40, 0 내지 30, 0 내지 20 또는 0 내지 15의 범위 내를 만족할 수 있다.
한편, 상기 사진은 광원을 중심으로 반경이 1 m 이내인 범위 내에서 촬영된 것일 수 있다.
또한, 상기 광학 필터에서 상기 촬영한 사진에 대해서 추출된 RGB 값에 대해서, R 값이 가장 큰 지점에서의 R 값과 G 값의 차이의 절대값은 0 내지 50, 0 내지 45, 0 내지 40, 0 내지 35, 0 내지 30, 0 내지 25, 0 내지 20, 0 내지 15, 0 내지 10 또는 0 내지 5의 범위 내이고, R 값과 B 값의 차이의 절대값은 0 내지 50, 0 내지 45, 0 내지 40, 0 내지 35, 0 내지 30, 0 내지 25, 0 내지 20, 0 내지 15, 0 내지 10 또는 0 내지 5의 범위 내일 수 있다. 한편, 상기 R 값이 가장 큰 지점에서의 R 값과 G 값의 차이의 절대값과 R 값과 B값의 차이의 절대값이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 플레어 현상이 발생했다고 볼 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 광학 필터가 상기 촬영 조건에 따라 촬영한 사진에 대해서 추출한 RGB의 관계가 상기 범위 내를 만족하는 경우에는 플레어 현상이 방지할 수 있음을 알 수 있다.
본 출원의 촬상 장치는 본 출원의 일 예에 따른 적층체 또는 광학 필터를 포함하고 있을 수 있다. 또한, 상기 촬상 장치는 이미지 센서 등의 다른 공지의 요소도 포함할 수 있고, 포함되는 구성이나 형태 등에도 공지의 내용이 제한 없이 적용될 수 있다.
본 출원은 가시광선의 투과율이 높고 가시광선의 단파장 영역 근방의 자외선과 가시광선의 장파장 영역의 적외선을 효율적이고 정확하게 차단하면서 샤프한 가시광선 투과 밴드를 얻을 수 있는 적층체 및 촬상 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 출원은 플레어(flare) 현상을 방지할 수 있는 적층체 및 촬상 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 촬상 장치의 구조를 간단하게 도시한 것이다.
도 2는 플레어(flare) 현상의 일 예시를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 출원의 일 예에 따른 근적외선 흡수 유리기재의 광학 특성(투과율 그래프)을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 출원의 일 예에 따른 광흡수 조성물로 제조된 광흡수층에 포함된 각각의 흡수제에 대한 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 비교제조예에 따른 광흡수 조성물로 제조된 광흡수층에 포함된 각각의 흡수제에 대한 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 6는 본 출원의 일 예에 따른 광흡수 조성물로 제조된 광흡수층과 비교제조예에 따른 광흡수 조성물로 제조된 광흡수충의 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 7a 및 7b는 실시예 A1 및 비교예 A1에서 제조한 적층체에 대한 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 8a은 제조예 1에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프를 나타낸 것이고 8b는 제조예 1에 따른 제1 유전체 다층막의 반사율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 9a은 제조예 2에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프를 나타낸 것이고 9b는 제조예 2에 따른 제1 유전체 다층막의 반사율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 10a은 비교예에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프를 나타낸 것이고 10b는 비교예에 따른 제1 유전체 다층막의 반사율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 11a은 제조예에 따른 제2 유전체 다층막의 투과율 그래프를 나타낸 것이고 11b는 제조예에 따른 제2 유전체 다층막의 반사율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 12는 실시예 B1에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 13은 실시예 B2에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 14는 실시예 B2에 따라 제조된 광학 필터를 적용하여 촬영한 사진의 일 예를 나타낸 것이다.
도 15는 비교예 B1에 따라 제조된 광학 필터를 적용하여 촬영한 사진의 일 예를 나타낸 것이다.
도 16은 비교예 B2에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 17은 비교예 B3에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 2는 플레어(flare) 현상의 일 예시를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 출원의 일 예에 따른 근적외선 흡수 유리기재의 광학 특성(투과율 그래프)을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 출원의 일 예에 따른 광흡수 조성물로 제조된 광흡수층에 포함된 각각의 흡수제에 대한 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 비교제조예에 따른 광흡수 조성물로 제조된 광흡수층에 포함된 각각의 흡수제에 대한 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 6는 본 출원의 일 예에 따른 광흡수 조성물로 제조된 광흡수층과 비교제조예에 따른 광흡수 조성물로 제조된 광흡수충의 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 7a 및 7b는 실시예 A1 및 비교예 A1에서 제조한 적층체에 대한 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 8a은 제조예 1에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프를 나타낸 것이고 8b는 제조예 1에 따른 제1 유전체 다층막의 반사율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 9a은 제조예 2에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프를 나타낸 것이고 9b는 제조예 2에 따른 제1 유전체 다층막의 반사율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 10a은 비교예에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프를 나타낸 것이고 10b는 비교예에 따른 제1 유전체 다층막의 반사율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 11a은 제조예에 따른 제2 유전체 다층막의 투과율 그래프를 나타낸 것이고 11b는 제조예에 따른 제2 유전체 다층막의 반사율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 12는 실시예 B1에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 13은 실시예 B2에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 14는 실시예 B2에 따라 제조된 광학 필터를 적용하여 촬영한 사진의 일 예를 나타낸 것이다.
도 15는 비교예 B1에 따라 제조된 광학 필터를 적용하여 촬영한 사진의 일 예를 나타낸 것이다.
도 16은 비교예 B2에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
도 17은 비교예 B3에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프를 나타낸 것이다(각도(Deg)는 입사광의 입사 각도를 의미함).
이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 내용으로 인해 한정되는 것은 아니다.
<물성 측정 방법>
1. 굴절률의 평가
굴절률은 위즈옵틱社의 엘립소미터(M-2000® Ellipsometer) 기기를 사용하여 520 nm 파장에 대한 광으로 상온에서 측정하였다.
2. 투과율 및 반사율 평가
측정 대상에 대해서 분광 광도계(공급사: Perkinelmer社, 제품명: Lambda750 분광광도계)를 사용하여 투과율과 반사율을 측정하였다. 투과율은 상기 장비의 매뉴얼에 따라서 파장별 및 입사 각도별로 측정하였고, 반사율은 상기 장비의 매뉴얼에 따라서 파장별로 측정하였다. 상기 측정 대상을 분광 광도계의 측정 빔과 디텍터 사이의 직선상에 위치시키고, 측정 빔의 입사 각도를 0도에서 40도까지 각도를 변경하면서 투과율과 반사율을 측정하였다. 여기서, 입사 각도가 0도라는 의미는 측정 대상의 표면 법선 방향과 평행한 방향을 의미한다.
재료
1. 근적외선 흡수 유리기재
근적외선 흡수 유리기재는 전체 중량을 기준으로, Cu2+의 함량이 3 내지 5 중량%, P5+의 함량이 20 내지 30 중량% 및 F-의 함량이 1 내지 10 중량%가 되도록 각 양이온들을 포함하고, F-의 함량/ Cu2+의 함량은 약 1.43이었다.
또한, 상기 근적외선 흡수 유리기재는 두께가 0.21 mm이고, 400 내지 550 nm의 파장 영역을 가진 광에 대한 평균 투과율이 88% 이상이며, 750 내지 1,000 nm의 파장 영역을 가진 광에 대한 평균 투과율이 5% 이하이다.
사용한 근적외선 흡수 유리기재의 광학 특성(투과율 그래프)은 도 3에 나타냈다.
2. 광흡수 조성물
(1) 광흡수 조성물 제조예
폴리아크릴 수지(공급사: 스미토모 社, 제품명: SUMIPEX, 굴절률 약 1.6), 제1 근적외선 흡수제(IA1)로서 흡수극대파장이약 700 nm 이상 내지 710 nm 이하인 스쿠아릴륨계 화합물(공급사: Exciton 社, 제품명: IRA705), 제2 근적외선 흡수제(IA2)로서 흡수극대파장이 약 730 nm 이상 내지 740nm 이하인 시아닌계 화합물(공급사: FEW CHEMICALS社, 제품명: S2364), 제3 근적외선 흡수제(IA3)로서 흡수극대파장이 약 740 nm 초과 내지 750 nm 이하인 시아닌계 화합물(공급사: FEW CHEMICALS社, 제품명: S2137), 제4 근적외선 흡수제(IA4)로서 흡수극대파장이 약 770 nm 이상 내지 780 nm 이하인 스쿠아릴륨계 화합물(FEW CHEMICALS社, 제품명: S2404) 및 자외선 흡수제(UA)로서 흡수극대파장이 약 360 nm인 벤조트리아졸계 화합물(공급사: ZICO社, 제품명: ZIKA-480)을 100:0.2:0.01:0.2:0.6:3.5(SUMIPEX:IRA705:S2364:S2137:S2404:ZIKA-480)의 중량 비율로 혼합하고 용매인 메틸이소부틸 케톤(K)을 적절히 첨가하여 광흡수 조성물 A를 제조하였다.
(2) 광흡수 조성물 비교제조예
폴리아크릴 수지(공급사: 스미토모 社, 제품명: SUMIPEX, 굴절률 약 1.6), 제1 근적외선 흡수제(IA1)로서 흡수극대파장이 700내지 710 nm인 스쿠아릴륨계 화합물(공급사: Exciton 社, 제품명: IRA705), 제2 근적외선 흡수제(IA2)로서 흡수극대파장이 730내지 740nm인 시아닌계 화합물(공급사: FEW CHEMICALS社, 제품명: S2364) 및 자외선 흡수제(UA)로서 흡수극대파장이 360 nm인 벤조트리아졸계 화합물(공급사: ZICO社, 제품명: ZIKA-480)을 100:1.3:1.5:4.4:450(SUMIPEX:IRA705:S2364:ZIKA-480)의 중량 비율로 혼합하고 용매인 메틸이소부틸 케톤(K)을 적절히 첨가하여 광흡수 조성물 B를 제조하였다.
적층체(A)의 제조
실시예 A1.
상기 근적외선 흡수 유리기재의 일면에 상기 광흡수 조성물 제조예에 따라 제조된 광흡수 조성물 A를 일정양 도포하고 140℃에서 60분 동안 건조시켜 3㎛의 두께를 가지는 광흡수층을 형성함으로써 적층체를 제조하였다.
상기 광흡수층에서, 제1 근적외선 흡수제(IA1)의 OD 값은 약 0.96, 제2 근적외선 흡수제(IA2)의 OD 값은 약 0.41, 제3 근적외선 흡수제(IA3)의 OD 값은 약 0.64 및 제4 근적외선 흡수제(IA4)의 OD 값은 약 0.7로 나타났고, 자외선 흡수제(UA)의 OD 값은 약 1.22로 나타났다. 도 4에서 본 출원의 일 예에 따른 광흡수 조성물(상기 광흡수 조성물 A)에 포함된 각각의 흡수제에 대한 투과율 그래프를 확인할 수 있다. 또한, 도 6에서 본 출원의 일 예에 따른 광흡수 조성물(상기 광흡수 조성물 A)로 형성된 광흡수층의 투과율 그래프를 확인할 수 있다. 상기 광흡수층은 400 내지 550 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 약 84.9%이고, 700 내지 800 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 약 14.4%이며, 720 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율은 11.6%이고, 750 nm의 파장의 광에 대한 투과율은 9.17%이며, 흡수반치 폭(FWHM)은 약 139 nm 정도로 나타났다.
비교예 A1.
상기 근적외선 흡수 유리기재의 일면에 상기 광흡수 조성물 비교제조예에 따라 제조된 광흡수 조성물 B를 일정양 도포하고 140℃에서 60분 동안 건조시켜 3㎛의 두께를 가지는 광흡수층을 형성함으로써 적층체를 제조하였다.
상기 광흡수층에서, 제1 근적외선 흡수제(IA1)의 OD 값은 약 1.52 및 제2 근적외선 흡수제(IA2)의 OD 값은 약 0.93으로 나타났고, 자외선 흡수제의 OD 값은 약 1.22로 나타났다. 도 5는 비교제조예 따른 광흡수 조성물(상기 광흡수 조성물 B)로 제조된 광흡수층에 포함된 각각의 흡수제에 대한 투과율 그래프를 확인할 수 있다. 또한, 또한, 도 6에서 비교제조예에 따른 광흡수 조성물(상기 광흡수 조성물 B)로 형성된 광흡수층의 투과율 그래프를 확인할 수 있다. 상기 광흡수층은 400 내지 550 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 약 85.5%이고, 700 내지 800 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 약 38.8%이며, 720 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율은 34.2%이고, 750 nm의 파장의 광에 대한 투과율은 19.9%이며, 흡수반치 폭(FWHM)은 약 104 nm 정도로 나타났다.
상기 실시예 A1 및 비교예 A1에서 제조한 적층체에 대한 투과율 특성 그래프는 도 7a 및 7b에 나타냈다.
또한, 상기 실시예 A1 및 비교예 A1에서 제조한 적층체에 대한 광학 특성은 하기 표 1에 정리하였다. 하기 표 1에서, λ는 입사광의 파장을 의미한다.
| 구분 | 실시예 A1 | 비교예 A1 |
| λ=720 내지 780nm 평균 투과율 | 0.62% | 2.37% |
| λ=750nm 투과율 | 0.39% | 1.66% |
| λ=400 내지 550nm 평균 투과율 | 79.6% | 81.1% |
| λ=750 내지 1,000nm 평균 투과율 | 4.15% | 4.71% |
| λ=720nm 투과율 | 0.21% | 1.12% |
| λ=780nm 투과율 | 5.00% | 0.78% |
| 일반식 1에 따른 Ts1의 절대값 | 0.567% | 8.00% |
| λcutoff | 619.9nm | 618.3nm |
| λcuton | 414.4nm | 409.9nm |
광학 필터(B)의 제조
상기 제조된 적층체(A)에서 최외곽 양면에 유전체 다층막을 형성함으로써 광학 필터(B)를 제조하였다. 상기 적층체(A)의 근적외선 흡수 유리 기재와 맞닿고 있는 유전체 다층막이 제1 유전체 다층막이고, 상기 적층체(A)의 광흡수층과 맞닿고 있는 유전체 다층막이 제2 유전체 다층막이다.
상기 제1 및 제2 유전체 다층막은 이온 빔 어시스트 증착(ion-beam assisted deposition) 방식으로 증착하면서 형성하였다. 증착은 5Х10-5 Torr 및 120 ℃에서 수행되었고, IBS(ion beam sputtering) 소스(source) 전압 350 V 및 전류 850 mA 조건으로 설정하였다. 상기 방식으로 고굴절층인 TiO2층(520nm 파장을 가지는 광에 대한 굴절률이 약 2.61)과 저굴절층인 SiO2 층(520nm 파장을 가지는 광에 대한 굴절률이 약 1.46)을 교대로 형성하여 제1 및 제2 유전체 다층막을 각각 형성하였다.
상기 제1 유전체 다층막에 대해서, 제조예 1에 따른 제1 유전체 다층막은 하기 표 2와 같은 적층 순서로 제조하였고, 제조예 2에 따른 제1 유전체 다층막은 하기 표 3과 같은 적층 순서로 제조하였으며, 비교제조예에 따른 제1 유전체 다층막은 하기 표 4와 같은 적층 순서로 제조하였다. 하기 표 2 내지 4에서 적층 순서가 1인 층은 상기 적층체(A)의 근적외선 흡수 유리 기재와 접촉하고 있는 층이다.
| 적층 순서 | 재료 | 두께(nm) |
| 1 | SiO2 | 158.67 |
| 2 | TiO2 | 90.5 |
| 3 | SiO2 | 154.3 |
| 4 | TiO2 | 87.94 |
| 5 | SiO2 | 152.78 |
| 6 | TiO2 | 87.32 |
| 7 | SiO2 | 152.11 |
| 8 | TiO2 | 88.49 |
| 9 | SiO2 | 457.6 |
| 10 | TiO2 | 93.48 |
| 11 | SiO2 | 163.35 |
| 12 | TiO2 | 93.56 |
| 13 | SiO2 | 160.01 |
| 14 | TiO2 | 87.54 |
| 15 | SiO2 | 153.63 |
| 16 | TiO2 | 91.36 |
| 17 | SiO2 | 159.28 |
| 18 | TiO2 | 98.64 |
| 19 | SiO2 | 32.31 |
| 적층 순서 | 재료 | 두께(nm) |
| 1 | SiO2 | 76.25 |
| 2 | TiO2 | 87.94 |
| 3 | SiO2 | 91.29 |
| 4 | TiO2 | 109.42 |
| 5 | SiO2 | 185.18 |
| 6 | TiO2 | 113.02 |
| 7 | SiO2 | 189.6 |
| 8 | TiO2 | 115.66 |
| 9 | SiO2 | 190.09 |
| 10 | TiO2 | 114.31 |
| 11 | SiO2 | 191.32 |
| 12 | TiO2 | 116.73 |
| 13 | SiO2 | 190.25 |
| 14 | TiO2 | 113.85 |
| 15 | SiO2 | 188.75 |
| 16 | TiO2 | 115.31 |
| 17 | SiO2 | 186.51 |
| 18 | TiO2 | 106.99 |
| 19 | SiO2 | 167.91 |
| 20 | TiO2 | 93.59 |
| 21 | SiO2 | 160.83 |
| 22 | TiO2 | 91.88 |
| 23 | SiO2 | 156.31 |
| 24 | TiO2 | 90.62 |
| 25 | SiO2 | 154.95 |
| 26 | TiO2 | 89.96 |
| 27 | SiO2 | 155.51 |
| 28 | TiO2 | 89.28 |
| 29 | SiO2 | 155.74 |
| 30 | TiO2 | 89.22 |
| 31 | SiO2 | 155.4 |
| 32 | TiO2 | 90.1 |
| 33 | SiO2 | 155.46 |
| 34 | TiO2 | 91.87 |
| 35 | SiO2 | 157.56 |
| 36 | TiO2 | 94.48 |
| 37 | SiO2 | 167.73 |
| 38 | TiO2 | 105.13 |
| 39 | SiO2 | 39.75 |
| 40 | TiO2 | 8.82 |
| 41 | SiO2 | 102.45 |
| 적층 순서 | 재료 | 두께(nm) |
| 1 | SiO2 | 86.96 |
| 2 | TiO2 | 102.23 |
| 3 | SiO2 | 176.39 |
| 4 | TiO2 | 105.59 |
| 5 | SiO2 | 180.6 |
| 6 | TiO2 | 108.05 |
| 7 | SiO2 | 181.06 |
| 8 | TiO2 | 106.79 |
| 9 | SiO2 | 182.24 |
| 10 | TiO2 | 109.06 |
| 11 | SiO2 | 181.22 |
| 12 | TiO2 | 106.37 |
| 13 | SiO2 | 179.79 |
| 14 | TiO2 | 107.73 |
| 15 | SiO2 | 177.66 |
| 16 | TiO2 | 99.96 |
| 17 | SiO2 | 159.94 |
| 18 | TiO2 | 87.44 |
| 19 | SiO2 | 153.19 |
| 20 | TiO2 | 85.84 |
| 21 | SiO2 | 148.89 |
| 22 | TiO2 | 84.66 |
| 23 | SiO2 | 147.6 |
| 24 | TiO2 | 84.04 |
| 25 | SiO2 | 148.13 |
| 26 | TiO2 | 83.41 |
| 27 | SiO2 | 148.35 |
| 28 | TiO2 | 83.35 |
| 29 | SiO2 | 148.02 |
| 30 | TiO2 | 84.18 |
| 31 | SiO2 | 148.08 |
| 32 | TiO2 | 85.83 |
| 33 | SiO2 | 150.08 |
| 34 | TiO2 | 88.27 |
| 35 | SiO2 | 159.77 |
| 36 | TiO2 | 98.22 |
| 37 | SiO2 | 37.87 |
| 38 | TiO2 | 8.24 |
상기 표 2와 같은 적층 순서로 제조한 제조예 1에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프는 도 8a에 나타냈고 반사율 그래프는 도 8b에 나타냈다. 또한, 상기 표 3과 같은 적층 순서로 제조한 제조예 2에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프는 도 9a에 나타냈고 반사율 그래프는 도 9b에 나타냈다. 또한, 상기 표 4와 같은 적층 순서로 제조한 비교예에 따른 제1 유전체 다층막의 투과율 그래프는 도 10a에 나타냈고 반사율 그래프는 도 10b에 나타냈다.
상기 제조예 1 및 2에 따른 제1 유전체 다층막과 비교예에 따른 제1 유전체 다층막에 대한 광학 특성은 하기 표 5에 정리하였다. 하기 표 5에서, λ는 입사광의 파장을 의미한다.
| 구분_제1 유전체 다층막 | 제조예 1 | 제조예 2 | 비교예 |
| λR,cutoff | 756.8nm | 764.4nm | 711.9nm |
| λR,30도/cutoff | 727.6nm | 734.6nm | 687.5nm |
| λR,40도/cutoff | 719nm | 714.5nm | 670.9nm |
| λ=750 내지 1,000nm 평균 투과율(0도) | 4.14% | 7.64% | 0.05% |
| λ=750 내지 1,000nm 평균 투과율(30도) | 0.83% | 2.34% | 0.11% |
| λ=750 내지 1,000nm 평균 투과율(40도) | 0.78% | 2.13% | 0.15% |
| λ=700 내지 750nm 평균 투과율(0도) | 64.2% | 92.7% | 25.6% |
상기 표 5를 참조하면, 비교예에 따른 제1 유전체 다층막은 λR,cutoff 및 λR,n/cutoff의 값이 규정된 범위 내에 포함되고 있지 않으므로 적색 플레어를 발생케하는 근적외선을 반사시키고 있고, 이로 인해 적색 플레어가 발생된다.
또한, 상기 제2 유전체 다층막은 제조예에 따른 제2 유전체 다층막으로 하기 표 6과 같은 적층 순서로 제조하였다. 하기 표 6에서 적층 순서가 1인 층은 상기 적층체(A)의 광흡수층과 접촉하고 있는 층이다.
| 적층 순서 | 재료 | 두께(nm) |
| 1 | SiO2 | 98.9 |
| 2 | TiO2 | 28.54 |
| 3 | SiO2 | 12.01 |
| 4 | TiO2 | 76.08 |
| 5 | SiO2 | 23.1 |
| 6 | TiO2 | 24.54 |
| 7 | SiO2 | 56.53 |
| 8 | TiO2 | 8.31 |
| 9 | SiO2 | 44.33 |
상기 표 6과 같은 적층 순서로 제조한 제조예에 따른 제2 유전체 다층막의 투과율 그래프는 도 11a에 나타냈고 반사율 그래프는 도 11b에 나타냈다.
또한, 상기 제조예에 따른 제2 유전체 다층막에 대한 광학 특성은 하기 표 7에 정리하였다. 하기 표 7에서, λ는 입사광의 파장을 의미한다.
| 구분_제2 유전체 다층막 | 제조예 |
| λ=750 내지 1,000nm 평균 투과율(0도) | 94.1% |
| λ=750 내지 1,000nm 평균 투과율(30도) | 93.6% |
| λ=750 내지 1,000nm 평균 투과율(40도) | 93.3% |
| λ=450 내지 750nm 평균 반사율(0도) | 0.35% |
| λ=450 내지 750nm 평균 반사율(30도) | 0.15% |
| λ=450 내지 750nm 평균 반사율(40도) | 0.17% |
실시예 B1.
상기 실시예 A1에 따라 제조된 적층체에 상기 제조예 1에 따라 제1 유전체 다층막을 형성하고 상기 제조예에 따라 제2 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였다. 실시예 B1에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프는 도 12에 나타냈다.
실시예 B2.
상기 실시예 A1에 따라 제조된 적층체에 상기 제조예 2에 따라 제1 유전체 다층막을 형성하고 상기 제조예에 따라 제2 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였다. 실시예 B2에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프는 도 13에 나타냈다. 또한, 하기 촬영 조건에 따라 촬영한 사진은 도 14에 나타냈다.
[촬영 조건]
상기 광학 필터를 장착한 후면 카메라로 색온도가 3100K인 할로겐 LED 광원을 피사체로 하고 상기 후면 카메라와 광원 사이의 거리를 50 cm로 하여 암실에서 사진 촬영을 진행함.
상기 암실에 대한 RGB 값은 각각 11, 11 및 9였다. 또한, 상기 도 14에 따른 사진에서 R 값이 가장 작은 지점의 RGB 값은 각각 9, 11 및 8였고, R 값이 가장 큰 지점의 RGB 값은 각각 39, 40 및 42였다. R값이 가장 큰 지점과 R값이 가장 작은 지점의 R 값 차이의 절대값이 약 30이므로 플레어 현상이 발생하지 않은 것을 알 수 있다. 또한, R 값이 가장 큰 지점에서의 R 값과 G값의 차이와 R 값과 B 값의 차이의 절대값은 각각 약 1 및 약 3이므로 플레어 현상이 발생하지 않은 것을 알 수 있다. 도 14를 참조하면 플레어 현상이 방지된 것을 확인할 수 있다.
한편, 상기 사진은 광원을 중심으로 반경이 1 m인 범위 내에서 촬영된 것이다.
비교예 B1.
상기 실시예 A1에 따라 제조된 적층체에 상기 비교예에 따라 제1 유전체 다층막을 형성하고 상기 제조예에 따라 제2 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였다. 비교예 B1에 따라 제조된 광학 필터를 사용하여 하기 촬영 조건에 따라 촬영한 사진은 도 15에 나타냈다.
[촬영 조건]
상기 광학 필터를 장착한 후면 카메라로 색온도가 3100K인 할로겐 LED 광원을 피사체로 하고 상기 후면 카메라와 광원 사이의 거리를 50 cm로 하여 암실에서 사진 촬영을 진행함.
상기 암실에 대한 RGB 값은 각각 11, 11 및 9였다. 또한, 상기 도 15에 따른 사진에서 R 값이 가장 작은 지점의 RGB 값은 각각 10, 12 및 9였고, R 값이 가장 큰 지점의 RGB 값은 각각 136, 43 및 28였다. R값이 가장 큰 지점과 R값이 가장 작은 지점의 R 값 차이의 절대값이 100을 초과하므로 플레어 현상이 발생한 것을 알 수 있다. 또한, R 값이 가장 큰 지점에서의 R 값과 G값의 차이와 R 값과 B 값의 차이의 절대값은 각각 약 93 및 약 108이므로 플레어 현상이 발생한 것을 알 수 있다. 도 15를 참조하면 플레어 현상이 발생된 것을 확인할 수 있다.
한편, 상기 사진은 광원을 중심으로 반경이 1 m인 범위 내에서 촬영된 것이다.
비교예 B2.
상기 비교예 A1에 따라 제조된 적층체에 상기 제조예 1에 따라 제1 유전체 다층막을 형성하고 상기 제조예에 따라 제2 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였다. 비교예 B2에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프는 도 16에 나타냈다.
비교예 B3.
상기 비교예 A1에 따라 제조된 적층체에 상기 제조예 2에 따라 제1 유전체 다층막을 형성하고 상기 제조예에 따라 제2 유전체 다층막을 형성하여 광학 필터를 제조하였다. 비교예 B3에 따라 제조된 광학 필터의 투과율 그래프는 도 17에 나타냈다.
상기 실시예 B1 및 B2에 따른 광학 필터 및 비교예 B2 및 B3에 따른 광학 필터에 대한 광학 특성은 하기 표 8 및 표 9에 각각 정리하였다. 하기 표 8 및 9에서, λ는 입사광의 파장을 의미한다.
| 구분_광학 필터 | 실시예 B1 | 실시예 B2 |
| λ=730 내지 780nm 최대 투과율 | 0.53% | 0.83% |
| λ=730 내지 780nm 평균 투과율 | 0.27% | 0.11% |
| λ=430 내지 565nm 평균 투과율 | 92.8% | 93.2% |
| λ=430 내지 565nm 최소 투과율 | 94.0% | 84.0% |
| λ=700 내지 725nm 평균 투과율 | 1.07% | 1.74% |
| λ=800 내지 1,000nm 평균 투과율 | 0.0179% | 0.0487% |
| λF,cuton | 414.3nm | 414.3nm |
| λF,cutoff | 622.7nm | 625.3nm |
| 일반식 2에 따른 λ30,cutoff |
8.5nm | 1.4nm |
| 일반식 2에 따른 λ40,cutoff |
10.6nm | 2.2nm |
| 구분_광학 필터 | 비교예 B2 | 비교예 B3 |
| λ=730 내지 780nm 최대 투과율 | 1.66% | 2.45% |
| λ=730 내지 780nm 평균 투과율 | 0.93% | 0.35% |
| λ=430 내지 565nm 평균 투과율 | 93.7% | 94.1% |
| λ=430 내지 565nm 최소 투과율 | 86.5% | 86.5% |
| λ=700 내지 725nm 평균 투과율 | 0.15% | 0.25% |
| λ=800 내지 1,000nm 평균 투과율 | 0.0184% | 0.0516% |
| λF,cuton | 413.9nm | 413.9nm |
| λF,cutoff | 620.8nm | 622.6nm |
| 일반식 2에 따른 λ30,cutoff |
7.3nm | 1.1nm |
| 일반식 2에 따른 λ40,cutoff |
9.6nm | 2.6nm |
상기 표 8을 참조하면, 실시예 B1 및 B2는 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 최대 투과율은 모두 1%를 넘지 않았고, 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율 역시 0.5%를 넘지 않았다. 반면에, 상기 표 9를 참조하면, 비교예 B2 및 B3는 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 최대 투과율은 모두 1%를 넘겼고, 비교예 B2는 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율 역시 0.5%를 넘겼다.
따라서, 실시예 B1 및 B2는 플레어(flare) 현상을 방지하여 사람의 눈과 유사한 형태의 화상을 얻을 수 있음을 알 수 있고, 비교예 B2 및 B3는 2차 피크(second peak)로 인한 화상에 문제가 발생됨을 알 수 있다.
Claims (23)
- 근적외선 흡수 유리기재 및 광흡수층을 포함하고,
720 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 1% 이하인 적층체. - 제1항에 있어서, 750 nm의 파장의 광에 대한 투과율이 1% 이하인 적층체.
- 제1항에 있어서, 하기 일반식 1에 따른 Ts1의 절대값이 1% 이하인 적층체:
[일반식 1]
Ts1 = (T780-T720)/(780-720)×100
일반식 1에서, T780은 780 nm의 파장의 광에 대한 투과율을 의미하고, T720은 720 nm의 파장의 광에 대한 투과율을 의미한다. - 제1항에 있어서, 400 내지 550 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 70% 이상이고, 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 5% 이하인 적층체.
- 제1항에 있어서, 500 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 투과율이 50%인 광의 파장(λcutoff)은 600 내지 640 nm의 범위 내인 적층체.
- 제1항에 있어서, 근적외선 흡수 유리기재는 전체 중량 대비 Cu2+를 1 내지 10 중량%의 범위 내로 포함하는 적층체.
- 제1항에 있어서, 근적외선 흡수 유리기재는 400 내지 550 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 80% 이상이며, 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 10% 이하인 적층체.
- 제1항에 있어서, 광흡수층은 700 내지 800 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 20% 이하인 적층체.
- 제1항에 있어서, 광흡수층은 근적외선 흡수제를 포함하는 적층체.
- 제9항에 있어서, 근적외선 흡수제는 흡수극대파장이 700 nm 이상 내지 720 nm 이하의 범위 내인 제1 근적외선 흡수제, 흡수극대파장이 720 nm 초과 내지 740 nm 이하의 범위 내인 제2 근적외선 흡수제, 흡수극대파장이 740 nm 초과 내지 760 nm 이하의 범위 내인 제3 근적외선 흡수제 및 흡수극대파장이 760 nm 초과 내지 800 nm 이하의 범위 내인 제4 근적외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택된 셋 이상을 포함하는 적층체.
- 제10항에 있어서, 광흡수층에 포함된 제1 근적외선 흡수제의 OD(optical density) 값이 0.5 내지 1.2의 범위 내이고, 제2 근적외선 흡수제의 OD 값이 0.2 내지 0.6의 범위 내이며, 제3 근적외선 흡수제의 OD 값이 0.4 내지 1의 범위 내이고, 제4 근적외선 흡수제의 OD 값이 0.5 내지 1.1의 범위 내인 적층체.
- 제10항에 있어서, 광흡수층에 포함된 근적외선 흡수제의 합산된 OD 값은 2 내지 3의 범위 내인 적층체.
- 제10항에 있어서, 광흡수층이 300 내지 1,200 nm의 파장 영역의 광에 대해서 흡수반치폭(full width half maximum)이 120 nm 이상인 적층체.
- 제9항에 있어서, 근적외선 흡수제는 스쿠아릴륨계 화합물, 시아닌계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 나프탈로시아닌계 화합물, 디티올 금속 착물계 화합물, 디이모늄계 화합물, 폴리메틴계 화합물, 프탈리드 화합물, 나프토퀴논계 화합물 및 안트라퀴논계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 적층체.
- 제9항에 있어서, 광흡수층은 자외선 흡수제를 추가로 포함하는 적층체.
- 제15항에 있어서, 자외선 흡수제는 흡수극대파장이 350 nm 이상 내지 400 nm 이하의 범위 내인 흡수제를 적어도 하나 이상 포함하는 적층체.
- 제15항에 있어서, 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 벤조페논계 화합물, 옥사졸계 화합물, 멜로시아닌계 화합물, 시아닌계 화합물, 나프탈이미드계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 옥사진계 화합물, 옥사졸리딘계 화합물, 나프탈산계 화합물, 스티릴계 화합물, 안트라센계 화합물, 원형 카르보닐계 화합물, 아조메틴계 화합물, 인돌계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 옥시아닐리드계 화합물 및 트리아졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 적층체.
- 근적외선 흡수 유리기재, 광흡수층 및 유전체 다층막을 포함하고,
하기 촬영 조건에 따라 촬영한 사진에 대해서 Color picker tool로 RGB 값을 추출하되, 상기 사진에서 R 값이 가장 작은 지점과 R 값이 가장 큰 지점의 R값 차이의 절대값이 0 내지 50의 범위 내인 광학 필터:
[촬영 조건]
상기 광학 필터를 장착한 후면 카메라로 색온도가 3100K인 할로겐 LED 광원을 피사체로 하고 상기 후면 카메라와 광원 사이의 거리를 50 cm로 하여 암실에서 사진 촬영을 진행함. - 제18항에 있어서, 촬영한 사진에 대해서 추출된 RGB 값에 대해서, R 값이 가장 큰 지점에서의 R 값과 G 값의 차이의 절대값은 0 내지 50의 범위 내이고, R 값과 B 값의 차이의 절대값은 0 내지 50의 범위 내인 광학 필터.
- 근적외선 흡수 유리기재, 광흡수층 및 유전체 다층막을 포함하고,
상기 유전체 다층막은 제1 유전체 다층막 및 제2 유전체 다층막을 포함하며, 상기 제1 유전체 다층막은 광학 필터의 최외각 면 중 한면에 위치하고, 상기 제2 유전체 다층막은 광학 필터의 최외곽 면 중 다른 한면에 위치하며,
상기 제1 유전체 다층막은 600 내지 850 nm의 파장 영역의 광에 대해서 반사율이 50%인 광의 파장(λR,cutoff)이 750 내지 780 nm의 범위 내이고, 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 10% 이하이며,
상기 제2 유전체 다층막은 750 내지 1,000 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 90% 이상이고,
730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 최대 투과율이 1% 이하인 광학 필터. - 제20항에 있어서, 제1 유전체 다층막은 700 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 50% 이상인 광학 필터.
- 제20항에 있어서, 제2 유전체 다층막은 450 내지 750 nm의 파장 영역의 광에 대해서 평균 반사율이 1% 이하인 광학 필터.
- 제20항에 있어서, 730 내지 780 nm의 파장 영역의 광에 대한 평균 투과율이 0.5% 이하인 광학 필터.
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