TW202337685A - 光學構件、感測器模組、及光學構件的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光學構件、感測器模組、及光學構件的製造方法,對來自傾斜方向的入射光也具有充分的遮蔽效果,且在搭載於移動設備等時具有充分的耐破裂性。本發明為一種具有規定厚度的板狀的光學構件,在所述光學構件的剖面中,在與板厚方向正交的方向上相互鄰接地包括包含使光線透過的樹脂材料的光線透過部、以及遮蔽所述光線的光線遮蔽部,所述光線遮蔽部的厚度為所述光線透過部的厚度的60%~120%的範圍內。
Description
本發明涉及一種光學構件、使用了所述光學構件的感測器模組及光學構件的製造方法。詳細而言,涉及一種在與板厚方向正交的方向上具有光線透過部及光線遮蔽部的光學構件、使用了所述光學構件的感測器模組、及所述光學構件的製造方法。
近年來,智慧手機等移動設備中所搭載的照相機模組正在推進高功能、高畫質化,強烈要求可獲得即使在各種條件下重影等也少的照相機圖像。另一方面,為了實現移動設備的進一步的高附加價值化,正在嘗試將具有利用了近紅外線等的動作捕捉或距離識別(空間識別)、個人認證、健康檢查等功能的感測器安裝在移動設備中,但用於傳感的光線有時會進入固體攝像裝置或其他的感測器,從而引起重影等畫質不良或其他感測器的誤動作。所述問題在各感測器或光源物理上鄰接的情況下尤為顯著,期望出現能夠效率良好地遮蔽成為畫質不良或誤動作的原因的來自傾斜方向的入射光的構件。
以往,作為能夠部分遮蔽入射光的構件,例如如專利文獻1、專利文獻2所示報告了表面具有遮光部的光學構件。另外,如專利文獻3所示還報告了在厚度方向上形成有遮光部分的構件。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-268120號公報
[專利文獻2]國際公開2013-061990號
[專利文獻3]日本專利特開2013-011818號公報
[發明所要解決的問題]
然而,在專利文獻1、專利文獻2所示的發明中,由於遮光部僅位於構件表面,因此如圖16所示,遮光部104對來自傾斜方向的光108的遮蔽功能並不充分,有時會入射到感測器106。
另外,在專利文獻3所示的發明中,光線透過部及光線遮蔽部均為玻璃制,有時會由於掉落等而導致破裂成為問題。
本發明的目的在於提供一種光學構件及所述光學構件的製造方法,所述光學構件對來自傾斜方向的入射光也具有充分的遮蔽效果,且在搭載於移動設備等時具有充分的耐破裂性。進而,在於提供一種感測器模組,所述感測器模組通過具有所述光學構件,即使在使多個感測器或光源在物理上鄰接的情況下也不存在畫質不良或誤動作,可靠性優異。
[解決問題的技術手段]
本發明者等人為瞭解決所述課題而進行了研究,結果發現,通過以下記載的光學構件、感測器模組及光學構件的製造方法,可解決所述課題,從而完成了本發明。
即,本發明的光學構件是具有規定厚度的板狀的光學構件,
在所述光學構件的剖面中,在與板厚方向正交的方向上相互鄰接地包括包含使光線透過的樹脂材料的光線透過部、以及遮蔽所述光線的光線遮蔽部,
所述光線遮蔽部的厚度為所述光線透過部的厚度的60%~120%的範圍內。
如此,通過將光線遮蔽部的厚度設為光線透過部的厚度的60%~120%的範圍內,在光從傾斜方向入射到光學構件的情況下,可充分地遮蔽不需要的入射光。另外,通過使光線透過部包含樹脂材料,例如當在移動設備等中搭載光學構件時,可確保充分的耐破裂性。
另外,本發明的光學構件中,所述光線遮蔽部貫通所述光線透過部。由此,在光從傾斜方向入射的情況下,可不會過與不及地遮蔽不需要的入射光。
另外,本發明的光學構件中,所述光線遮蔽部的所述板厚方向上的端部從所述光線透過部的表面及背面中的至少一者突出。如此,即使使光線遮蔽部從光線透過部突出,也可確實地遮蔽來自傾斜方向的不需要的入射光。
另外,本發明的光學構件中,所述光線遮蔽部的所述板厚方向上的端部埋沒在所述光線透過部的表面及背面中的至少一者。如此,即使將光線遮蔽部埋沒在光線透過部,也可確實地遮蔽來自傾斜方向的不需要的入射光。
另外,本發明的光學構件中,所述光線遮蔽部在所述板厚方向上,其中一個端部從所述光線透過部的表面或背面突出,另一個端部埋沒在所述光線透過部的表面或背面。如此,即使使光線遮蔽部從光線透過部突出並且埋沒,也可確實地遮蔽來自傾斜方向的不需要的入射光。
另外,本發明的光學構件中,在從所述板厚方向對所述光線遮蔽部的光密度(optical density)(OD值)進行測定的情況下,波長350 nm~1200 nm的區域中的所述光密度的最大值OD
M為2.0以上。由此,可充分地遮蔽不需要的入射光。
另外,本發明的光學構件中,所述光線遮蔽部包含樹脂材料。與所述光線透過部同樣地,所述光線遮蔽部也包含樹脂材料,由此例如在移動設備等中搭載光學構件時,可確保充分的耐破裂性。
另外,本發明的光學構件中,所述光學構件的厚度為30 μm~500 μm的範圍內。若將此種光學構件用於感測器模組等,則可實現感測器模組等的低背化及輕量化。
另外,本發明的光學構件中,在從所述板厚方向對所述光線透過部的分光透過率進行測定的情況下,波長450 nm~570 nm的區域中的所述分光透過率的平均值為70%以上。由此,來自板厚方向的光線的透過率變得充分。
另外,本發明的光學構件中,所述光線透過部包含在波長650 nm~1100 nm的區域具有最大吸收的化合物。由此,可有效率地截止特定波長區域的光線。
另外,本發明的光學構件中,在從所述板厚方向對光密度(OD值)進行測定的情況下,波長350 nm~1200 nm的區域中的所述光線遮蔽部的光密度的最大值OD
M與所述光線遮蔽部的光密度為最大的波長下的所述光線透過部的光密度OD
T的差為2.0以上。由此,可充分地遮蔽不需要的入射光。
另外,本發明的感測器模組包括本發明的所述光學構件。如此,可提供一種感測器模組,所述感測器模組通過具有本發明的光學構件,即使在使多個感測器或光源在物理上鄰接的情況下也不存在畫質不良或誤動作,可靠性優異。
另外,本發明的感測器模組包括感知所述光線的感測器,在所述板厚方向上,所述感測器與所述光線透過部抵接或接近地配置。如此,本發明的感測器模組在感測器與光線透過部抵接或接近地配置的情況下有效。
另外,本發明的感測器模組中,在與所述板厚方向正交的方向上,多個所述感測器隔著所述光線遮蔽部定位。如此,通過隔著光線遮蔽部的位置來配置感測器,可有效地遮蔽來自傾斜方向的不需要的入射光。
本發明的光學構件的製造方法是製造具有規定厚度的板狀的光學構件的方法,所述光學構件在其剖面中,在與板厚方向正交的方向上相互鄰接地包括包含使光線透過的樹脂材料的光線透過部、以及遮蔽所述光線的光線遮蔽部,
所述光線遮蔽部的厚度為所述光線透過部的厚度的60%~120%的範圍內,
所述光學構件的製造方法包括:遮蔽部形成工序,使用最大吸收波長為350 nm以上的化合物,製成僅由所述光線遮蔽部構成的所述光學構件;以及照射工序,通過對僅由所述光線遮蔽部構成的所述光學構件的一部分照射鐳射光而形成所述光線透過部。
如此,首先製成僅由光線遮蔽部構成的光學構件,通過照射鐳射光,可以更少的工序數製作利用形成光線透過部的製造方法而形成了遮蔽部及透過部的光學構件。
另外,本發明的光學構件的製造方法中,在從所述板厚方向對光密度(OD值)進行測定的情況下,波長350 nm~1200 nm的區域中的所述光線遮蔽部的光密度的最大值OD
M與所述光線遮蔽部的光密度為最大的波長下的所述光線透過部的光密度OD
T的差為2.0以上。由此,來自板厚方向的光線的透過率變得充分。
[發明的效果]
通過本發明,可提供一種光學構件及所述光學構件的製造方法,所述光學構件對來自傾斜方向的入射光也具有充分的遮蔽效果,且在搭載於移動設備等時具有充分的耐破裂性。另外,可提供一種感測器模組,所述感測器模組通過具有所述光學構件,即使在使多個感測器或光源在物理上鄰接的情況下也不存在畫質不良或誤動作,可靠性優異。
接著,參照附圖對本發明的實施方式的發明即光學構件及感測器模組進行說明。再者,在本發明的實施方式中,所謂“透過”,是指在作為物件的波長或波長區域中透過率優選為50%以上,更優選為60%以上,進而優選為70%以上,所謂“遮蔽”,是指在作為物件的波長或波長區域中透過率優選為小於10%,更優選為小於5%,進而優選為小於1%。另外,所謂“光線”,只要無特別規定,則表示全部光線。
圖1A是從上方觀察本發明的實施方式的感測器模組的圖,圖1B是所述感測器模組的剖面圖。此處,上方是指在光學構件的板厚方向上光入射的一側的方向。
如圖1A、圖1B所示,感測器模組2包括具有規定厚度的板狀的光學構件4、以及感知光的感測器6。
光學構件4從上方觀察(以下,稱為俯視)時具有長方體形狀,且分別包括以透過光的光線透過部4a作為主要構件、以遮蔽光線的光線遮蔽部4b作為次要構件。而且,光線透過部4a具有俯視時大致正方形形狀或俯視時大致長方形形狀,周圍被光線遮蔽部4b圍繞。另外,光線遮蔽部4b在光線透過部4a的周圍以及光線透過部4a的短邊方向中央,貫通光線透過部4a而配置。另外,在光學構件4的剖面中,光線透過部4a與光線遮蔽部4b在與板厚方向正交的方向上相互鄰接。
再者,在本實施方式中,俯視時光線遮蔽部4b相對於光線透過部4a的面積比為1/0.005~1/200左右,長邊方向上的光線遮蔽部4b的寬度相對於光線透過部4a的寬度的比為1/0.005~1/200左右,短邊方向上的光線遮蔽部4b的寬度相對於光線透過部4a的寬度的比為1/0.005~1/200左右。
另外,光線透過部4a與光線遮蔽部4b的厚度大致相等,光線透過部4a包含樹脂材料,光線遮蔽部4b包含樹脂材料、玻璃材料或金屬材料。
另一方面,感測器6是對透過了光線透過部4a的入射光進行感知的元件,在本實施方式中,感測器6分別包括感測器6a及感測器6b。所述感測器6a及感測器6b分別配置在光線透過部4a的正下方,與光線透過部4a接近地配置,以便在板厚方向上在與光線透過部4a之間產生0 μm~1000 μm的間隙。另外,感測器6a與感測器6b隔著光線遮蔽部4b的位置,隔開0 μm~5000 μm的間隔配置。另外,在光學構件4的緣部,以俯視時至少與光線遮蔽部4b的整個寬度不重複的方式配置。
再者,在感測器模組2應用於例如脈搏感測器、接近感測器以及血濃度感測器等器件的情況下,也與感測器6a及感測器6b同樣地,可能產生多個光源在物理上鄰接的狀況。
根據所述實施方式的光學構件4,通過貫通光線透過部4a而配置光線遮蔽部4b,如圖1B所示,在光8從傾斜方向入射的情況下,可充分地遮蔽不需要的光8。另外,通過由樹脂材料形成光線透過部4a,例如在將感測器模組2搭載在移動設備等時,可發揮充分的耐破裂性。
進而,根據實施方式的感測器模組2,通過包括光學構件4,即使使多個感測器6或光源鄰接也可不會產生畫質不良或誤動作。
再者,在所述實施方式中,例示了如下情況:光線透過部4a與光線遮蔽部4b的厚度大致相等,在剖面中光線遮蔽部4b貫通光線透過部4a而配置,但光線遮蔽部4b的配置未必限定於所述例子。例如,如圖2A所示,在剖面中,光線遮蔽部4b可向光線透過部4a的表面(上方)突出,如圖2B所示,光線遮蔽部4b也可向光線透過部4a的背面(下方)突出。
另外,如圖2C所示,在剖面中,光線遮蔽部4b可埋沒在光線透過部4a的背面(下方),如圖2D所示,光線遮蔽部4b也可埋沒在光線透過部4a的表面(上方)。
進而,將這些組合,如圖2E所示,在剖面中光線遮蔽部4b可向光線透過部4a的表面(上方)突出且埋沒在背面(下方),如圖2F所示,光線遮蔽部4b可埋沒在光線透過部4a的表面(上方)且向背面(下方)突出。
在圖2A~圖2F所示的變形例中,與圖1B所示的貫通光線透過部4a而配置光線遮蔽部4b的情況同樣地,在光從傾斜方向入射的情況下,可充分地遮蔽不需要的光。
再者,在圖2A~圖2F所示的各形態中,光線遮蔽部4b的厚度只要為光線透過部4a的厚度的60%~120%的範圍內即可。
另外,光線遮蔽部4b也可包含多個光線遮蔽部分。例如,如圖3A所示,光線遮蔽部4b可包括位於光線透過部4a的表面側的光線遮蔽部分4b1及位元於光線透過部4a的背面側的光線遮蔽部分4b2。而且,在光線遮蔽部分4b1與光線遮蔽部分4b2之間形成間隙,光線遮蔽部分4b1與光線遮蔽部分4b2在板厚方向上也可不連續。
另外,如圖3B所示,光線遮蔽部分4b1與光線遮蔽部分4b2也可在與板厚方向正交的方向上偏移。
在所述情況下,若在剖面中構成一個光線遮蔽部4b的光線遮蔽部分4b1與光線遮蔽部分4b2的合計厚度為光線透過部4a的厚度的60%~120%的範圍內,則在光從傾斜方向入射的情況下,也可充分地遮蔽不需要的入射光。
再者,在所述實施方式中,感測器6也可與光線透過部4a抵接。另外,光學構件4也可在光線透過部4a的表面或背面具有包含薄的透明片的層。
另外,在所述實施方式及其變形例中,光學構件4在俯視時的形狀(平面形狀)不必限定於圖1A所示的形狀。例如,如圖4A所示,光學構件4在俯視時為圓形形狀,可包括光線透過部4a、以及具備比光線透過部4a的外徑小的外徑且具有規定寬度的光線遮蔽部4b。
另外,如圖4B所示,光學構件4可具有以圖1A所示的形狀中由光線遮蔽部4b包圍的部分為一個單位元的大致正方形形狀。在所述情況下,如圖4C所示,可在由光線遮蔽部4b形成的外框的內側進一步呈十字狀地存在光線遮蔽部4b。
另外,即使在光學構件4為俯視時大致長方形形狀的情況下,如圖4D~圖4F所示,光線遮蔽部4b的配置中也考慮到各種變化。具體而言,如圖4D所示,光線遮蔽部4b可沿短邊方向延伸配置,如圖4E所示,光線遮蔽部4b形成光線透過部4a的外框,且在一部分中呈圓形形狀地包圍光線透過部4a。另外,如圖4F所示,除了圖1A中所示的基本形狀以外,光線遮蔽部4b可進一步沿光學構件4的長邊方向及短邊方向延伸配置。
[光學構件的結構及製造方法]
只要不損害本發明的效果,則本發明的光學構件4可為單層也可為多層。
光學構件4的厚度可根據所期望的用途適宜選擇,並無特別限制,但無論構成光線透過部4a的部分、構成光線遮蔽部4b的部分如何,在板厚方向上光學構件4的表背的總厚度優選為30 μm~500 μm,更優選為40 μm~480 μm,進而優選為50 μm~450 μm。
若光學構件4的厚度為此種範圍內,則可使包括所述光學構件4的感測器模組等薄型化及輕量化,可適合地用於各種用途。特別是,在用於感測器模組等感測器單元的情況下,可實現感測器單元的低背化、輕量化,因此優選。
<光線透過部>
作為構成光線透過部4a的樹脂材料,只要不損害本發明的效果,則並無特別限制,例如為了確保熱穩定性或在膜上的成形性,可列舉:玻璃化轉變溫度(Tg)優選為110℃~380℃、更優選為110℃~370℃、進而優選為120℃~360℃的樹脂。
作為構成光線透過部4a的樹脂材料,在形成包含所述樹脂材料的厚度為0.1 mm的樹脂制支撐體的情況下,可使用所述樹脂制支撐體的總光線透過率(日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)K7375)優選為75%以上、更優選為78%以上、進而優選為80%以上的樹脂。若使用總光線透過率成為此種範圍的樹脂,則所獲得的光線透過部4a顯示出良好的透明性。
再者,光線透過部4a也可具有透過可見光線並且遮蔽近紅外線的近紅外線截止濾波器(Near Infrared Ray-Cut Filter,NIR-Cut Filter)的性質,光線遮蔽部4b也可不透過可見光線,或者不透過全部光線。另外,光線透過部4a也可具有遮蔽可見光線並且透過近紅外線的紅外線透過濾波器(Infrared Ray-Pass Filter,IR-Pass Filter)的性質。
另外,光線透過部4a也可具有透過可見光線且遮蔽近紫外線的性質,光線遮蔽部4b也可具有透過可見光線並且遮蔽近紫外線及近紅外線但透過1000 nm以上的紅外線的性質。
作為構成光線透過部4a的樹脂材料,在使用溶媒可溶性樹脂的情況下,所述樹脂的利用凝膠滲透色譜(Gel Permeation Chromatography,GPC)法測定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)通常為15,000~350,000,優選為30,000~250,000,數量平均分子量(Mn)通常為10,000~150,000,優選為20,000~100,000。
作為構成光線透過部4a的樹脂材料,例如可列舉:環狀(聚)烯烴系樹脂、芳香族聚醚系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、芴聚碳酸酯系樹脂、芴聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺(芳族聚醯胺)系樹脂、酚樹脂、聚芳酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚氨基甲酸酯系樹脂、聚對亞苯系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂、聚萘二甲酸乙二酯系樹脂、氟化芳香族聚合物系樹脂、(改性)丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、烯丙酯系硬化型樹脂、倍半矽氧烷系紫外線硬化型樹脂、丙烯酸系紫外線硬化型樹脂及乙烯基系紫外線硬化型樹脂、矽酮橡膠、矽酮樹脂、有機矽烷基化合物縮合體、金屬烷氧化物系樹脂。
作為這些樹脂的具體例,可列舉國際公開第2019/168090號中記載的樹脂等。
關於光線透過部4a,在從板厚方向對分光透過率進行測定的情況下,波長450 nm~570 nm的區域中的所述分光透過率的平均值優選為70%以上,更優選為75%以上,進而優選為80%以上,特別優選為85%~100%。
光線透過部4a可包含在波長650 nm~1100 nm的區域中具有最大吸收的化合物(以下也稱為“化合物(Z)”)。
《化合物(Z)》
化合物(Z)只要在波長650 nm~1100 nm的區域中具有最大吸收,則並無特別限制,優選為溶劑可溶型的化合物,更優選為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、花青系化合物、萘酞菁系化合物、吡咯並吡咯系化合物、克酮鎓系化合物、六元卟啉系化合物、聚次甲基系化合物(其中,方酸內鎓鹽系化合物、花青系化合物及克酮鎓系化合物除外)、金屬二硫醇鹽系化合物及環擴張硼二吡咯亞甲基(Boron-Dipyrromethene,BODIPY)系化合物所組成的群組中的至少一種,特別優選為選自由方酸內鎓鹽系化合物、花青系化合物、克酮鎓系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物及吡咯並吡咯系化合物所組成的群組中的至少一種。通過使用此種化合物(Z),可同時達成最大吸收波長附近的有效率的光線截止特性、陡峭的光譜形狀。
化合物(Z)只要利用通常為人所知的方法來合成即可,例如可參照日本專利特開平1-228960號公報、日本專利特開2001-40234號公報、日本專利第3094037號公報、日本專利第3196383號公報等中所記載的方法等來合成。
關於化合物(Z)的含量,在光線透過部4a例如為含有化合物(Z)的樹脂制基板的情況下,相對於樹脂100品質份,優選為0.01品質份~2.0品質份,更優選為0.02品質份~1.5品質份,進而優選為0.03品質份~1.0品質份。另外,在光線透過部4a為層疊在作為基底的樹脂制支撐體等上的、包含含有化合物(Z)的硬化性樹脂等的外塗層等(以下也稱為“樹脂層(Z)”)的情況下,相對于形成樹脂層(Z)的樹脂100品質份,優選為0.1品質份~5.0品質份,更優選為0.2品質份~4.0品質份,進而優選為0.3品質份~3.0品質份。若化合物(Z)的含量處於此種範圍內,則可達成良好的近紅外線吸收特性。
《其他成分》
在不損害本發明的效果的範圍內,光線透過部4a可還含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、螢光消光劑、密接助劑等添加劑。另外,在通過後述的澆鑄成形來製造光線透過部4a的情況下,可通過添加流平劑或消泡劑來容易地製造光線透過部4a。所述其他成分可單獨使用一種,也可並用兩種以上。
作為抗氧化劑,例如可列舉:2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚、2,2'-二氧基-3,3'-二-叔丁基-5,5'-二甲基二苯基甲烷、四[亞甲基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷等。
作為紫外線吸收劑,例如可列舉:偶氮甲堿系化合物、吲哚系化合物、苯並三唑系化合物、三嗪系化合物、蒽系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、日本專利特開2019-014707號公報等中記載的化合物。這些中,就吸收波長及化合物的穩定性的觀點而言,特別優選為偶氮甲堿系化合物、吲哚系化合物、苯並三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物。
通過含有紫外線吸收劑,可容易地獲得在近紫外波長區域中入射角度依存性也小的光學構件4,在將本光學構件4用於感測器模組的情況下,所獲得的畫質變得更良好。
《光線透過部的製造方法》
在光線透過部4a為單層結構的樹脂制基板的情況下,所述樹脂制基板例如可通過熔融成形或澆鑄成形來形成。再者,可視需要在使樹脂制基板成形後塗布抗反射劑、硬塗劑和/或抗靜電劑等塗布劑,由此層疊外塗層。
當光線透過部4a為在作為基底的樹脂制支撐體上層疊包含含有化合物(Z)的硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層(z)而成的多層結構的情況下,例如可通過在作為基底的樹脂制支撐體上對包含化合物(Z)的樹脂溶液進行熔融成形或澆鑄成形,優選為通過利用旋塗、狹縫塗布、噴墨等方法塗敷後將溶媒乾燥去除,視需要進一步進行光照射或加熱,而製造在作為基底的樹脂制支撐體上形成有樹脂層(z)的基材。
(熔融成形)
作為熔融成形,具體而言,可列舉:將樹脂與視需要的化合物(Z)熔融混練而獲得的顆粒熔融成形的方法;將含有樹脂與視需要的化合物(Z)的樹脂組合物熔融成形的方法;或者將自包含樹脂及溶劑、以及視需要的化合物(Z)的樹脂組合物去除溶劑而獲得的顆粒熔融成形的方法等。作為熔融成形方法,可列舉射出成形、熔融擠出成形或吹塑成形等。
(澆鑄成形)
作為澆鑄成形,也可利用以下的方法而製造:將包含樹脂及溶劑、以及視需要的化合物(Z)的樹脂組合物澆鑄在適當的支撐體上而去除溶劑的方法;或者將包含光硬化性樹脂及/或熱硬化性樹脂、以及視需要的化合物(Z)的硬化性組合物澆鑄在適當的支撐體上而去除溶媒後,利用紫外線照射或加熱等適當的方法進行硬化的方法等。
在光線透過部4a為包含含有化合物(Z)的樹脂制基板的結構的情況下,所述光線透過部4a可通過在澆鑄成形後從成形用支撐體剝離塗膜而獲得。另外,當光線透過部4a為在作為基底的樹脂制支撐體等支撐體上層疊包含含有化合物(Z)的硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層(z)而成的結構的情況下,所述光線透過部4a可通過在澆鑄成形後不剝離塗膜而獲得。
進而,也可將光學構件4整體作為光線遮蔽部4b,成形為包含含有光吸收劑的樹脂基板的結構、或者在支撐體等上層疊包含含有光吸收劑的硬化性樹脂等的樹脂層(z)而成的結構,通過對光學構件4的一部分照射鐳射光等而獲得光線透過部4a。
光線透過部4a也可視需要利用公知的方法適宜設置電介質多層膜、抗反射膜、硬塗膜、抗靜電膜等功能膜。
<光線遮蔽部>
光線遮蔽部4b只要可遮蔽光線,則並無特別限定,例如可包含樹脂材料、玻璃材料或金屬材料等,優選為包含樹脂材料。由於光線遮蔽部4b與光線透過部4a同樣地包含樹脂材料,因此例如在移動設備等上搭載光學構件時,可確保充分的耐破裂性。
作為構成光線遮蔽部4b的樹脂材料,例如可列舉與在光線透過部4a中列舉的樹脂材料相同的材料。更優選為與用於光線透過部4a的樹脂相同的樹脂或具有相同的官能基的樹脂。
作為樹脂材料中所含的添加劑,可含有光吸收劑、以及在不損害本發明的效果的範圍內進而在光線透過部4a中作為其他成分列舉的抗氧化劑、紫外線吸收劑、螢光消光劑、密接助劑等添加劑。光線遮蔽部4b優選為包含光吸收劑。
作為光吸收劑,只要具有遮蔽波長350 nm~1100 nm的波長的功能,則並無特別限定,例如可列舉:碳黑、石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯量子點、單層或多層碳納米管、富勒烯、具有色彩索引名稱或色彩索引編號的染料或顏料、方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、花青系化合物、萘酞菁系化合物、吡咯並吡咯系化合物、克酮鎓系化合物、六元卟啉系化合物、聚次甲基系化合物(其中,方酸內鎓鹽系化合物、花青系化合物及克酮鎓系化合物除外)、金屬二硫醇鹽系化合物及環擴張BODIPY(硼二吡咯亞甲基)系化合物、金屬及其粉體、金屬氧化物及其粉體、金屬絡合物、量子點、半導體粉體等。
或者,光吸收劑可與化合物(Z)相同。
關於光線遮蔽部4b,在從板厚方向對光密度(OD值)進行測定的情況下,波長350 nm~1200 nm的區域中的光密度的最大值OD
M優選為2.0以上,更優選為2.3以上,進而優選為2.5以上。通過光線遮蔽部4b的光密度的最大值OD
M為此種範圍,可充分地遮蔽不需要的入射光。
另外,在從板厚方向對光密度(OD值)進行測定的情況下,波長350 nm~1200 nm的區域中的光線遮蔽部4b的光密度的最大值OD
M與光線遮蔽部4b的光密度為最大的波長下的光線透過部4a的光密度OD
T的差優選為2.0以上,更優選為3以上,進而優選為4以上,最優選為5以上。由此,可充分地遮蔽不需要的入射光。
只要不損害本發明的效果,則光線遮蔽部4b的形成方法並無特別限定,例如可列舉:嵌入成形、澆鑄成形、絲網印刷、噴墨塗布、分配器塗布、鐳射塗布、溶液塗布、熱塑性樹脂的塗布、樹脂溶液的狹縫塗布、利用毛細管現象的伸展、壓制加工、紫外線(ultraviolet,UV)硬化形成、熱硬化形成、壓印、三維(three dimensional,3D)印表機、鐳射刻印、射出成形、利用塗布了油墨的刀片進行的切入、蒸鍍、濺射、鍍敷等方法。
作為通過嵌入成形來形成光線遮蔽部4b的方法,例如可列舉:將預先製造的光線透過部4a設置在所期望的形狀的模具中,並對用於形成光線遮蔽部4b的樹脂材料進行射出成形的方法。如此,通過將光線遮蔽部4b與光線透過部4a一體化形成,可獲得具有光線透過部4a及光線遮蔽部4b的光學構件4。
[光學構件的用途]
本發明的光學構件4例如可優選地用於:智慧手機用照相機、數位攝影機、可穿戴器件用照相機、個人電腦(personal computer,PC)照相機、監視照相機、汽車用照相機、夜視照相機、動作捕捉、鐳射距離計、虛擬試穿、號牌識別裝置、電視機、汽車導航、可攜式資訊終端、個人電腦、視頻遊戲機、可攜式遊戲機、虹膜認證系統、指紋認證系統、靜脈認證系統、數位音樂播放機、植被感測器、血氧濃度計、睡眠監視器、無線耳機等中所搭載的感測器模組2中。
[實施例]
以下,基於實施例來更具體地說明本發明,但本發明並不受這些實施例的任何限定。再者,只要無特別說明,則“份”是指“品質份”。另外,各物性值的測定方法及物性的評價方法為如下所述。
<分光透過率>
光學構件的各波長區域中的透過率及光密度(OD值)是使用日立高新技術(Hitachi High-Technologies)(股)製造的分光光度計(U-4150)來測定。
<傳感性能評價①>
利用下述方法進行在鄰接的多個感測器上設置光學構件4時的傳感性能評價。利用公知的方法製成可視圖像拍攝用固體攝像元件16a以及環境光感測器元件16b,並如圖5所示以相鄰的狀態安裝在基板裝置上。然後,在感測器元件群16的正上方設置實施例(或比較例)中製成的光學構件4,製成具有多個感測器元件的感測器裝置。在暗室中配置鹵素燈光源(林時計工業公司製造的“魯米納艾斯(Luminar Ace)LA-150TX”)、以及發光二極體(light emitting diode,LED)燈光源(阿泰克(R-TEC)公司製造的“LA-HDF108AA”),使用製成的感測器裝置進行拍攝、以及進行各感測器的性能評價。將完全沒有問題且可容許的水準判定為“○”,將雖確認到一些重影或雜訊但在實用上沒有問題且可容許的水準判定為“△”,將產生重影或雜訊且不可容許的水準判定為“×”。
<傳感性能評價②>
將光源設為850 nm光源(豪科恩(HOLKIN)公司製造的“HLK-3AAA-1W-IR850”),除此以外,進行了與傳感評價①相同的評價。
<傳感性能評價③>
將光源設為940 nm光源(豪科恩(HOLKIN)公司製造的“HLK-3AAA-1W-IR940”),除此以外,進行了與傳感評價①相同的評價。
<傳感性能評價④>
將光源設為730 nm光源(豪科恩(HOLKIN)公司製造的“HLK-3AAA-1W-IR730”),除此以外,進行了與傳感評價①相同的評價。
<傳感性能評價⑤>
將光源設為890 nm光源(豪科恩(HOLKIN)公司製造的“FL1CR123-XRE-琥珀(FL1CR123-XRE-AMBER)[紅外線 IR-LED搭載:890 nm附近]”),除此以外,進行了與傳感評價①相同的評價。
<耐破裂性評價>
使所述製成的感測器裝置從1.5 m的高度落下,對光學構件的破損情況進行評價。將完全看不到破損的水準判定為“○”,將看到一部分的破裂、缺損但在實用上沒有問題的水準判定為“△”,將產生破裂、缺損且不可容許的水準判定為“×”。
再者,關於以下說明的實施例、比較例,請適宜參照圖11~圖14所示的表。
[實施例1]
在實施例1中,通過嵌入成形法制成在與板厚方向正交的方向(水準方向)上具有光線透過部4a及光線遮蔽部4b的光學構件4。
首先,為了形成光線透過部4a,使用環烯烴系透明樹脂“阿通(ARTON)F3500”(捷時雅(JSR)(股)製造)製成縱7 mm、橫7 mm、厚度500 μm的成形品(以下也稱為“成形品10”)(參照圖1A、圖1B)。在製成成形品10時,使用射出成形機“發那科(FANUC)S-2000i 100B”(發那科(FANUC)(股)製造)、射出成形模具18(圖6A),成形條件設為射出溫度330℃、射出速度180 mm/sec、模具溫度130℃。
接下來,將成形品10設為光線透過部4a,利用嵌入成形法如圖7A、圖7B所示在水準方向上製成具有光線透過部4a及光線遮蔽部4b的縱10 mm、橫20 mm、厚度300 μm的光學構件4。如圖6B記載,在將嵌入模具20開模後將成形品10安裝在嵌入模具20,通過真空吸附將嵌入零件固定並關閉模具後,使用具有可見光截止功能的樹脂“阿通(ARTON)FBX80”(捷時雅(JSR)(股)製造),在與成形品10(光線透過部4a)相同的成形條件下進行射出成形。對所獲得的成形品進行澆口切割處理,獲得作為目標的光學構件4。
對所獲得的光學構件4進行分光評價。其結果,在波長450 nm~570 nm的區域中,從光學構件4的垂直方向(板厚方向,以下相同)測定時的光線透過部4a的透過率的平均值(在實施例2以下,簡稱為450 nm~570 nm的透過率平均值)為92%,在波長800 nm~1100 nm的區域中,從光學構件4的垂直方向測定時的光線透過部4a的最大透過率(在實施例2以下,簡稱為800 nm~1100 nm最大透過率)為92%,在波長350 nm~1200 nm的區域中,從光學構件4的垂直方向測定時的光線遮蔽部4b的光密度的最大值OD
M為3.1。光線遮蔽部4b的光密度最大的波長為650 nm,在所述波長下的光線透過部4a的光密度OD
T為0.1。OD
M與OD
T的差為3.0。
對使用所述光學構件4的裝置的傳感性能①進行評價,各感測器沒有重影或雜訊而為良好的結果,評價為傳感性能“○”。
對所述光學構件4實施耐破裂性評價,結果未特別觀測到破裂、缺損而為良好的結果,評價為耐破裂性“○”。將結果示於圖11中。
[實施例2]
在實施例1中,在形成光線透過部4a時,相對於環烯烴系透明樹脂“阿通(ARTON)F3500”100品質份而添加0.01品質份的下述式(1)所表示的化合物(i-Pr表示異丙基)(在二氯甲烷中的最大吸收波長711 nm)作為化合物(Z),除此以外,按照與實施例1相同的順序製作光學構件。
[式1]
對所獲得的光學構件4進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值為88%,800 nm~1100 nm最大透過率為92%。除此以外,OD
M、OD
T以及OD
M與OD
T的差等如圖11所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能①及耐破裂性進行評價。將結果示於圖11中。
[實施例3]
使用鐳射加工裝置(西華產業(股)製造)對研磨成厚度300 μm的玻璃制可視吸收濾波器U340(豪雅(HOYA)(股)製造)進行開孔加工,如圖8所示,獲得具有兩處孔22的縱10 mm、橫20 mm的尺寸的光學構件的基材24。
將製成的光學構件的基材24設置在塗布有脫模劑的玻璃基板上之後,將後述的熱硬化性透明樹脂組合物(1)填充到光學構件的基材24的孔22部分。在230℃下進行20分鐘加熱後,將孔22部分填充有透明樹脂的構件從玻璃基板上剝離,獲得作為目標的光學構件(光線透過部的厚度250 μm)。
<熱硬化性透明樹脂組合物(1)>
三(2,3-環氧基丙基)異氰脲酸酯(特皮科-S(TEPIC-S):日產化學(股)製造)35.0 wt%
固體單體型氟化環氧樹脂(jER-7760:三菱化學(股)製造12.9 wt%
甲基六氫鄰苯二甲酸酐(利卡希德(Rikacid)MH:新日本理化(股)製造52.1 wt%
磷系硬化催化劑;四丁基鏻o,o-二乙基二硫代磷酸酯(海西科林(Hishicolin)PX-4ET:日本化學工業公司製造)0.3 wt%
對所獲得的光學構件進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值、800 nm~1100 nm最大透過率均為91%。除此以外,OD
M、OD
T以及OD
M與OD
T的差等如圖11所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能①及耐破裂性進行評價。將結果示於圖11中。
[實施例4]
為了形成光線透過部4a,通過將環烯烴系透明樹脂阿通(ARTON)F3500(捷時雅(JSR)(股)製造)溶解於二氯甲烷(富士膠片和光純藥(股)製造)中來製備樹脂溶液A。將樹脂溶液A塗布在玻璃培養皿上,在室溫下靜置1天后剝離,在70℃下乾燥1小時,進而在140℃下乾燥1小時,由此製成縱7 mm、橫7 mm、厚度100 μm的成形品B。
對所獲得的成形品B使用切割切削加工機(迪思科(Disco)(股)製造,DFD6340),形成寬500 μm、深度90 μm的格子狀的孔。關於格子間隔,縱橫均設為5 mm。
在將具有製成的孔的成形品B設置在玻璃基板上之後,在孔部分填充後述的熱硬化性光線遮蔽樹脂組合物(1)。在130℃下加熱1小時,由此獲得圖9A、圖9B的形狀的作為目標的光學構件4'。
<熱硬化性光線遮蔽樹脂組合物(1)>
熱硬化性光線遮蔽樹脂(SA2410HB:迪睿合(Dexerials)(股)製造)70%
異佛爾酮(富士膠片和光純藥(股)製造)30%
利用鐳射顯微鏡(VK-X250,基恩斯(Keyence)(股)製造)對所獲得的光學構件的光線遮蔽部的最薄部分的厚度進行測定,結果具有厚度為光線透過部4a的65%(即65 μm)的光線遮蔽部4b。
對所獲得的光學構件4'進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值、800 nm~1100 nm最大透過率均為91%。除此以外,OD
M、OD
T以及OD
M與OD
T的差等如圖11所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件4'的裝置的傳感性能①及耐破裂性進行評價。將結果示於圖11中。
[實施例5]
在實施例5中,與實施例4同樣地通過切割切削法在垂直方向上形成孔後,在孔部分填充碳黑,由此製成具有光線遮蔽部4b的光學構件4''(參照圖10A、圖10B)。
與實施例4同樣地,對成形品B(厚度100 μm)使用切割切削加工機(迪思科(Disco)(股)製造,DFD6340),形成寬500 μm、深度90 μm的格子狀的孔。關於格子間隔,縱橫均設為5 mm。
在將具有製成的孔的成形品B設置在玻璃基板上之後,將碳黑粉體(旭碳(Asahi Carbon)股份有限公司製造,旭#120)填充到孔部分,形成光線遮蔽部4b。利用鐳射顯微鏡(VK-X250,基恩斯(Keyence)(股)製造)對光線遮蔽部4b的最薄部分的厚度進行測定,結果具有厚度為光線透過部4a的110%(即110 μm)的光線遮蔽部4b。在具有光線遮蔽部4b的成形品B上,利用棒塗機以硬化後的膜厚各為0.01 mm的方式塗布活性能量線硬化性樹脂組合物25“比姆賽特(BeamSet)”(荒川化學工業(股)製造)之後,使用惰性烘箱(大和(Yamato)科學(股)製造的“惰性烘箱DN410I”),在80℃下乾燥3分鐘。繼而,使用UV傳送帶(愛古拉飛克斯(Eye Graphics)(股)製造,艾依(eye)紫外硬化裝置,型號US2-X040 560 Hz),在金屬鹵化物燈照度270 mW/cm
2及累計光量500 mJ/cm
2的條件下照射紫外線,使所述組合物25硬化,獲得圖10A、圖10B的形狀的作為目標的光學構件4''。
對所獲得的光學構件4''進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值、800 nm~1100 nm最大透過率均為91%。除此以外,OD
M、OD
T以及OD
M與OD
T的差等如圖11所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件4''的裝置的傳感性能①及耐破裂性進行評價。將結果示於圖11中。
[實施例6]
使用鐳射加工裝置(西華產業(股)製造)對厚度150 μm的不銹鋼(Steel Use Stainless,SUS)304進行開孔加工,如圖8(為了便於說明,使用與實施例3相同的圖)那樣獲得具有兩處孔22的縱10 mm、橫20 mm的尺寸的光學構件的基材24。
將製成的光學構件的基材24設置在塗布有脫模劑的玻璃基板上之後,將所述熱硬化性透明樹脂組合物(1)填充到光學構件的基材24的孔22部分。在230℃下進行20分鐘加熱後,將孔22部分填充有透明樹脂的構件從玻璃基板上剝離,獲得作為目標的光學構件。利用鐳射顯微鏡(VK-X250,基恩斯(Keyence)(股)製造)對光線透過部4a的最薄部分的厚度進行測定,結果厚度為光線遮蔽部4b的約85%(即約128 μm)。
對所獲得的光學構件進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值、800 nm~1100 nm最大透過率均為90%。除此以外,OD
M、OD
T以及OD
M與OD
T的差等如圖12所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能①及耐破裂性進行評價。將結果示於圖12中。
[實施例7]
為了形成光線透過部4a,通過將環烯烴系透明樹脂阿通(ARTON)F3500(捷時雅(JSR)(股)製造)、作為化合物(Z)的IRA945T(激子公司(Exciton Inc.)製造)溶解於二氯甲烷(富士膠片和光純藥(股)製造)中來製備樹脂溶液B。將樹脂溶液B塗布在玻璃培養皿上,在室溫下靜置1天后剝離,在70℃下乾燥1小時,進而在140℃下乾燥1小時,由此製成縱7 mm、橫7 mm、厚度100 μm的成形品C。對所獲得的成形品C使用鐳射加工裝置(西華產業(股)製造),形成寬500 μm、深度90 μm的格子狀的孔。關於格子間隔,縱橫均設為5 mm(參照圖9A、圖9B)。
在將具有製成的孔的成形品C設置在玻璃基板上之後,將所述熱硬化性光線遮蔽樹脂組合物(1)填充到孔部分中。通過在130℃下加熱1小時,而獲得圖9A、圖9B的形狀的作為目標的光學構件4'。
利用鐳射顯微鏡(VK-X250,基恩斯(Keyence)(股)製造)對所獲得的光學構件的光線遮蔽部4b的最薄部分的厚度進行測定,結果具有厚度為光線透過部4a的60%(即60 μm)的光線遮蔽部4b。
對所獲得的光學構件進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值為80%,800 nm~1100 nm最大透過率為91%。除此以外,OD
M、OD
T以及OD
M與OD
T的差等如圖12所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能①及耐破裂性進行評價。將結果示於圖12中。
[實施例8]
與實施例6同樣地,使用鐳射加工裝置(西華產業(股)製造)對厚度150 μm的SUS304進行開孔加工,如圖8(為了便於說明,使用與實施例3相同的圖)那樣獲得具有兩處孔22的縱10 mm、橫20 mm的尺寸的光學構件的基材24。
將製成的光學構件的基材24設置在塗布有脫模劑的玻璃基板上之後,將後述的熱硬化性透明樹脂組合物(2)填充到光學構件的基材24的孔22部分。在120℃下進行30分鐘加熱後,將孔22部分填充有透明樹脂的構件從玻璃基板上剝離,獲得作為目標的光學構件。
對所獲得的光學構件進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值、800 nm~1100 nm最大透過率均為90%。除此以外,OD
M、OD
T以及OD
M與OD
T的差等如圖12所示。
另外,利用鐳射顯微鏡(VK-X250,基恩斯(Keyence)(股)製造)對光線透過部的最薄部分的厚度進行測定,結果厚度為光線遮蔽部的約85%(即約128 μm)。
<熱硬化性透明樹脂組合物(2)>
將HFGV3 RX01 Y1315(精工油墨(seikoadvance)(股)製造)、A硬化劑(精工油墨(seikoadvance)(股)製造)、凱萊(CARE)182(精工油墨(seikoadvance)(股)製造)及T-980(精工油墨(seikoadvance)(股)製造)以100:10:2:5混合。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能①及耐破裂性進行評價。將結果示於圖12中。
[實施例9]
為了形成光線遮蔽部4b,相對於環烯烴系透明樹脂“阿通(ARTON)G7810”100品質份(樹脂(A)聚合物1,參照圖15A、圖15B)而添加0.25品質份的作為光吸收劑的下述式(2)所表示的化合物(設為“聚次甲基1”;二氯甲烷中的最大吸收波長為845 nm(參照圖15A、圖15B)),進而加入二氯甲烷334品質份作為溶媒(參照圖15A、圖15B)來製備溶液。將所獲得的溶液澆鑄在平滑的玻璃板上,在20℃下乾燥8小時後,從玻璃板上剝離。將剝離後的塗膜進一步在減壓下在100℃下乾燥8小時,製成厚度101 μm、縱7 mm、橫7 mm的光學構件4。即,製成了僅由光線遮蔽部4b構成的光學構件4(遮蔽部形成工序)。
[式2]
接下來,針對製成的光學構件4,將由艾歐科(AOC)公司製造的UV5W-355光源產生的波長355 nm、脈衝寬度15 ns、重複頻率80 kHz的鐳射光使用透鏡等光學零件設為光斑直徑30 μm,並以2400 mm/s的掃描速度對6 mm見方的區域照射鐳射光(鐳射法1),由此形成光線透過部4a而獲得光學構件4(照射工序)。再者,鐳射光照射前的光線透過部4a的膜厚為100 μm。
對所獲得的光學構件4進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值為87%,800 nm~1100 nm最大透過率為92%。除此以外,OD
M、OD
T、光線透過部4a及光線遮蔽部4b的鐳射光照射後的膜厚如圖12所示。另外,波長720 nm~1200 nm的區域中的光線透過部4a的光密度的最大值OD
M與光線遮蔽部4b的光密度最大的波長下的所述光線透過部的光密度OD
T的差為2.0。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能②及耐破裂性進行評價。將結果示於圖12中。
如此,首先製成僅由光線遮蔽部4b構成的光學構件4,通過照射鐳射光,可以更少的工序數製作利用形成光線透過部4a的製造方法而形成了遮蔽部及透過部的光學構件。
[實施例10]
在遮蔽部形成工序中,使光吸收劑使用下述式(3)(設為“聚次甲基2”;Ad表示金剛烷基,Ph表示苯基),除此以外,設為與圖12所記載的實施例9相同的條件,使用光響股份有限公司製造的飛秒鐳射加工裝置,以500飛秒脈衝343 nmUV鐳射(光斑直徑8 μm)在重複頻率50 kHz、掃描速度335 mm/s對6 mm見方的區域照射鐳射光(鐳射法2),由此形成光線透過部4a而獲得光學構件4(照射工序)。
對所獲得的光學構件4進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值為87%,800 nm~1100 nm最大透過率為92%。除此以外,OD
M、OD
T、OD
M與OD
T的差(波長720 nm~1200 nm的區域)、光線透過部4a及光線遮蔽部4b的鐳射光照射後的膜厚如圖12所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能②及耐破裂性進行評價。將結果示於圖12中。
[式3]
[實施例11]
在遮蔽部形成工序中,使光吸收劑使用下述式(4)(設為“聚次甲基3”),除此以外,設為與圖12所記載的實施例9相同的條件,使用光響股份有限公司製造的飛秒鐳射加工裝置,以500飛秒脈衝515 nmUV鐳射(光斑直徑12 μm)在重複頻率50 kHz、掃描速度500 mm/s對6 mm見方的區域照射鐳射光(鐳射法3),由此形成光線透過部4a而獲得光學構件4(照射工序)。
對所獲得的光學構件4進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值為87%,800 nm~1100 nm最大透過率為92%。除此以外,OD
M、OD
T、OD
M與OD
T的差(波長720 nm~1200 nm的區域)、光線透過部4a及光線遮蔽部4b的鐳射光照射後的膜厚如圖13所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能③及耐破裂性進行評價。將結果示於圖13中。
[式4]
[實施例12]
在遮蔽部形成工序中,將光吸收劑設為下述式(5)(設為“聚次甲基4”),除此以外,設為與圖12所記載的實施例9相同的條件,將鐳射加工設為鐳射法1,由此形成光線透過部4a而獲得光學構件4(照射工序)。
對所獲得的光學構件4進行了分光評價。其結果,在波長450 nm~570 nm的區域中,從光學構件的垂直方向測定時的光線透過部4a的透過率的平均值為87%,在波長800 nm~1100 nm的區域中,從光學構件4的垂直方向測定時的光線透過部4a的最大透過率為92%。除此以外,OD
M、OD
T、OD
M與OD
T的差(波長720 nm~1200 nm的區域)、光線透過部4a及光線遮蔽部4b的光密度為最大的波長、光線透過部4a的鐳射光照射後的膜厚如圖13所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能③及耐破裂性進行評價。將結果示於圖13中。
[式5]
[實施例13]
在遮蔽部形成工序中,使光吸收劑使用下述式(6)(設為“聚次甲基5”;Ad表示金剛烷基),除此以外,設為與圖13所記載的實施例9相同的條件,作為鐳射加工,採用鐳射法2,由此形成光線透過部4a而獲得光學構件4(照射工序)。
對所獲得的光學構件4進行了分光評價。其結果,在波長450 nm~570 nm的區域中,從光學構件的垂直方向測定時的光線透過部4a的透過率的平均值為87%,在波長800 nm~1100 nm的區域中,從光學構件4的垂直方向測定時的光線透過部4a的最大透過率為92%。除此以外,OD
M、OD
T、OD
M與OD
T的差(波長720 nm~1200 nm的區域)、光線透過部4a及光線遮蔽部4b的鐳射光照射後的膜厚如圖13所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能④及耐破裂性進行評價。將結果示於圖13中。
[式6]
[實施例14]
在遮蔽部形成工序中,將光吸收劑設為下述式(7)(設為“方酸內鎓鹽1”),除此以外,設為與圖12所記載的實施例9相同的條件,作為鐳射加工,採用鐳射法3,由此形成光線透過部4a而獲得光學構件4(照射工序)。
對所獲得的光學構件4進行了分光評價。其結果,在波長450 nm~570 nm的區域中,從光學構件的垂直方向測定時的光線透過部4a的透過率的平均值為86%,在波長800 nm~1100 nm的區域中,從光學構件4的垂直方向測定時的光線透過部4a的最大透過率為92%。除此以外,OD
M、OD
T、OD
M與OD
T的差(波長720 nm~1200 nm的區域)、光線透過部4a及光線遮蔽部4b的鐳射光照射後的膜厚如圖13所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能⑤及耐破裂性進行評價。將結果示於圖13中。
[式7]
[實施例15]
在遮蔽部形成工序中,使光吸收劑使用下述式(8)(設為“花青1”),除此以外,設為與圖12所記載的實施例9相同的條件,並變更為鐳射加工,使用愛古拉飛克斯(Eye Graphics)公司製造的UV傳送帶紫外線硬化裝置“US2-X040560Hz”,進行氮氣氣氛化,在金屬鹵化物燈照度270 mW/cm
2、累計光量3000 mJ/cm
2下利用6 mm正方形的空SUS夾具夾持,進行三次曝光,由此形成光線透過部4a,而獲得光學構件4(照射工序)。
對所獲得的光學構件4進行了分光評價。其結果,在波長450 nm~570 nm的區域中,從光學構件的垂直方向測定時的光線透過部4a的透過率的平均值為77%,在波長800 nm~1100 nm的區域中,從光學構件4的垂直方向測定時的光線透過部4a的最大透過率為92%。除此以外,OD
M、OD
T、OD
M與OD
T的差(波長720 nm~1200 nm的區域)、光線透過部4a及光線遮蔽部4b的鐳射光照射後的膜厚如圖13所示。
與實施例1同樣地,對使用所述光學構件的裝置的傳感性能③及耐破裂性進行評價。將結果示於圖13中。
[式8]
[比較例1]
在比較例1中,製成在透明樹脂制基板上具有光線遮蔽部的光學構件。
使用包括遮光性油墨組合物1及遮光性油墨組合物2的雙液型光硬化油墨組,利用精工愛普生(Seiko epson)(股)製造的噴墨印表機PM-G920,在切割成縱40 mm、橫40 mm的大小的玻璃基材“OA-10G(厚度300 μm)”(日本電氣硝子(股)製造)上,如圖15A、圖15B所示,圖案形成光線遮蔽膜26(厚度10 μm),製成俯視時在面內具有兩個光線透過部28的光學構件30。此時,兩種油墨組合物在基材上混合,而進行圖案形成。
再者,油墨組合物1、油墨組合物2如以下所述。
<油墨組合物1>
色彩索引(Color Index,C.I.)顏料黑7(顏料):3.0 wt%
聚氧亞烷基加合聚亞烷基胺(分散劑,第一工業製藥(股)製造的迪思卡爾(Discol)N-518):1.0 wt%
N-乙烯基甲醯胺(荒川化學工業(股)製造):25.0 wt%
乙二醇單烯丙基醚(日本乳化劑(股)製造):49.6 wt%
超支化聚合物(大阪有機化學工業(股)製造的斯塔(STAR)-501):12.0 wt%
畢克(BYK)-UV3570(日本畢克化學(BYK-Chemie Japan)(股)製造,聚酯改性矽酮系表面活性劑):0.2 wt%
豔佳固(Irgacure)819(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造):6.4 wt%
豔佳固(Irgacure)369(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造):1.6 wt%
達羅卡(Darocur)EDB(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造):1.0 wt%
豔塔布(Irgastab)UV-10(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造):0.2 wt%
<油墨組合物2>
C.I.顏料黑7(顏料):9.0 wt%
聚氧亞烷基加合聚亞烷基胺(分散劑,第一工業製藥(股)製造的迪思卡爾(Discol)N-518):3.0 wt%
N-乙烯基甲醯胺(荒川化學工業(股)製造):25.0 wt%
AG(日本乳化劑公司製造):47.6 wt%
超支化聚合物(大阪有機化學工業(股)製造):10.0 wt%
畢克(BYK)-UV3570(日本畢克化學(BYK-Chemie Japan)(股)製造,聚酯改性矽酮系表面活性劑):0.2 wt%
豔佳固(Irgacure)819(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造):6.4 wt%
豔佳固(Irgacure)369(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造):1.6 wt%
達羅卡(Darocur)EDB(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造):1.0 wt%
豔塔布(Irgastab)UV-10(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)製造):0.2 wt%
在形成圖案後,通過紫外線照射使遮光性油墨組合物硬化。作為紫外線照射裝置,組合了峰值波長為365 nm的紫外線發光二極體NICHIAi-LED“NCCU033”、峰值波長為380 nm的紫外線發光二極體NICHIA“NCCU001”(均為日亞化學工業(股)製造)、峰值波長為395 nm的紫外線發光二極體SDN-5N3CUV-A(桑德(SANDER)(股)製造)的三種LED,以365 nm、380 nm、395 nm的各波長的照射強度在距照射裝置為5 mm的距離內分別為20 mW/cm
2、20 mW/cm
2、20 mW/cm
2且合計為60 mW/cm
2的方式加以製作。紫外線的累計照射量設為10800 mJ/cm
2。
對所獲得的光學構件30進行了分光評價。其結果,450 nm~570 nm透過率平均值、800 nm~1100 nm最大透過率均為91%。除此以外,OD
M、OD
T以及OD
M與OD
T的差等如圖13所示。
利用與實施例1相同的方法對裝置的傳感性能①及耐破裂性進行評價。將結果示於圖13中。
[比較例2]
在與圖12所記載的實施例9相同的條件下,作為鐳射加工,採用日本專利特開2022-43999的段落[0170]中記載的鐳射法。
結果,如圖13所示,膜照射部被鐳射光切斷、去除,而無法進行分光測定等評價。
[產業上的可利用性]
本發明的光學構件可優選地用於:智慧手機用照相機、數位攝影機、可穿戴器件用照相機、PC照相機、監視照相機、汽車用照相機、夜視照相機、動作捕捉、鐳射距離計、虛擬試穿、號牌識別裝置、電視機、汽車導航、可攜式資訊終端、個人電腦、視頻遊戲機、可攜式遊戲機、指紋認證系統、數位音樂播放機等。
2:感測器模組
4、4'、4"、30:光學構件
4a:光線透過部
4b:光線遮蔽部
4b1、4b2:光線遮蔽部分
6、6a、6b:感測器
8:光
10:成形品
16:感測器元件群
16a:可視圖像拍攝用固體攝像元件
16b:環境光感測器元件
18:射出成形模具
20:嵌入模具
22:孔
24:基材
25:活性能量線硬化性樹脂組合物
26:光線遮蔽膜
28:光線透過部
104:遮光部
106:感測器
108:光
圖1A、圖1B是從上方觀察實施方式的感測器模組的概念圖及剖面圖。
圖2A~圖2F是表示實施方式的光學構件中的光線遮蔽構件的板厚方向上的配置的變化的圖。
圖3A、圖3B是表示實施方式的光學構件中的光線遮蔽構件在板厚方向上不連續的情況、以及光線遮蔽構件在與板厚方向正交的方向上偏移的情況的圖。
圖4A~圖4F是表示實施方式的光學構件的變化的圖。
圖5是表示將實施方式的光學構件安裝在感測器元件群中的情況的圖。
圖6A、圖6B是表示用於製成實施方式的光學構件的成形品的模具的圖。
圖7A、圖7B是表示實施例1的光學構件的圖。
圖8是表示實施例3的光學構件的圖。
圖9A、圖9B是表示實施例4的光學構件的圖。
圖10A、圖10B是表示實施例5的光學構件的圖。
圖11是表示實施例1~實施例5的實驗資料的表的圖。
圖12是表示實施例6~實施例10的實驗資料的表的圖。
圖13是表示實施例11~實施例15以及比較例1、比較例2的實驗資料的表的圖。
圖14是表示實施例9~實施例15以及比較例2的實驗資料的表的圖。
圖15A、圖15B是表示比較例1的光學構件的圖。
圖16是表示以往的感測器模組的圖。
2:感測器模組
4:光學構件
4a:光線透過部
4b:光線遮蔽部
Claims (16)
- 一種光學構件,是具有規定厚度的板狀的光學構件, 在所述光學構件的剖面中, 在與板厚方向正交的方向上相互鄰接地包括 包含使光線透過的樹脂材料的光線透過部、以及 遮蔽所述光線的光線遮蔽部, 所述光線遮蔽部的厚度為所述光線透過部的厚度的60%~120%的範圍內。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,所述光線遮蔽部貫通所述光線透過部。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,所述光線遮蔽部的所述板厚方向上的端部從所述光線透過部的表面及背面中的至少一者突出。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,所述光線遮蔽部的所述板厚方向上的端部埋沒在所述光線透過部的表面及背面中的至少一者。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,所述光線遮蔽部在所述板厚方向上,其中一個端部從所述光線透過部的表面或背面突出,另一個端部埋沒在所述光線透過部的表面或背面。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,在從所述板厚方向對所述光線遮蔽部的光密度進行測定的情況下,波長350 nm~1200 nm的區域中的所述光密度的最大值為2.0以上。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,所述光線遮蔽部包含樹脂材料。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,所述光學構件的厚度為30 μm~500 μm的範圍內。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,在從所述板厚方向對所述光線透過部的分光透過率進行測定的情況下,波長450 nm~570 nm的區域中的所述分光透過率的平均值為70%以上。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,所述光線透過部包含在波長650 nm~1100 nm的區域具有最大吸收的化合物。
- 如請求項1所述的光學構件,其中,在從所述板厚方向對光密度進行測定的情況下,波長350 nm~1200 nm的區域中的所述光線遮蔽部的光密度的最大值與所述光線遮蔽部的光密度為最大的波長下的所述光線透過部的光密度的差為2.0以上。
- 一種感測器模組,包括如請求項1至11中任一項所述的所述光學構件。
- 如請求項12所述的感測器模組,包括感知所述光線的感測器, 在所述板厚方向上,所述感測器與所述光線透過部抵接或接近地配置。
- 如請求項13所述的感測器模組,其中,在與所述板厚方向正交的方向上,多個所述感測器隔著所述光線遮蔽部定位。
- 一種光學構件的製造方法,是製造具有規定厚度的板狀的光學構件的方法, 所述光學構件在其剖面中, 在與板厚方向正交的方向上相互鄰接地包括 包含使光線透過的樹脂材料的光線透過部、以及 遮蔽所述光線的光線遮蔽部, 所述光線遮蔽部的厚度為所述光線透過部的厚度的60%~120%的範圍內, 所述光學構件的製造方法包括: 遮蔽部形成工序,使用最大吸收波長為350 nm~1100 nm的化合物,製成僅由所述光線遮蔽部構成的所述光學構件;以及 照射工序,通過對僅由所述光線遮蔽部構成的所述光學構件的一部分照射鐳射光而形成所述光線透過部。
- 如請求項15所述的光學構件的製造方法,其中,在從所述板厚方向對光密度進行測定的情況下,波長350 nm~1200 nm的區域中的所述光線遮蔽部的光密度的最大值與所述光線遮蔽部的光密度為最大的波長下的所述光線透過部的光密度的差為2.0以上。
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