TWI720073B - 光學濾波器、環境光感測器、感測器模組及電子設備 - Google Patents

光學濾波器、環境光感測器、感測器模組及電子設備 Download PDF

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Abstract

本發明的課題之一在於提供一種即便於入射角度大時亦可使優異的可見光透過率與近紅外線截止性能並存的光學濾波器。本發明的光學濾波器具有包含光吸收層的基材(i)且透過可見光,所述光學濾波器的特徵在於,所述光吸收層於波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收,於波長850nm~1050nm中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均OD值為2.0以上,且自相對於所述光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的平均OD值為2.0以上。

Description

光學濾波器、環境光感測器、感測器模組及電 子設備
本發明是有關於一種光學濾波器、環境光感測器及感測器模組。詳細而言,是有關於一種包含在特定的波長區域中具有吸收的色素化合物的光學濾波器、使用該光學濾波器的環境光感測器、及具備該光學濾波器的感測器模組。
近年來,作為針對智慧型手機(smartphone)或平板(tablet)終端機等資訊終端機裝置的用途,進行有環境光感測器的開發。資訊終端機裝置中的環境光感測器用作對放置有資訊終端機裝置的環境的照度進行感知並對顯示器的亮度進行調光的照度感測器、或對放置有資訊終端機裝置的環境的色調進行感測並對顯示器的色調進行調整的彩色感測器(color sensor)等。
為了以自然的形態使人的視感度與顯示器的輝度或色調相適應,重要的是僅使可見光線到達環境光感測器。例如,環境光感測器藉由設置近紅外線截止濾波器等光學濾波器而可使分光感度特性接近視感度。
另一方面,根據重視資訊終端機裝置的設計性的需求,要求降低使光入射至環境光感測器的透過窗的透過率(設為發黑 的外表),但存在如下問題:可見光相對於紅外光的入射量減少,難以檢測出準確的照度或色調而產生誤動作。另外,資訊終端機裝置的低背化進展而光自入射窗至環境光感測器的距離變短。因此,例如自入射角度60°等高入射角的入射光的比例增加,從而要求即便對於高入射角的入射光,到達環境光感測器的光的分光特性(尤其是近紅外線的強度)亦不會發生變化。
作為用於使環境光感測器的分光特性與人的視感度相適應的機構,揭示了設置有於玻璃板上形成金屬多層膜而成的紅外線截止濾波器的裝置(例如參照專利文獻1)。然而,於玻璃板上形成有金屬多層薄膜的近紅外線截止濾波器的光學特性會因入射光的入射角度而大幅變化,因此存在環境光感測器的檢測精度降低的問題。
另一方面,作為無論入射角度如何均可截止廣範圍的近紅外線的材料,已知有多種近紅外線吸收粒子(例如,參照專利文獻2、專利文獻3)。為了使用此種近紅外線吸收粒子來達成作為環境光感測器的用途的充分的近紅外線截止性能,必須將近紅外線吸收粒子的添加量設置得多。然而,於近紅外線截止濾波器中,若將近紅外線吸收粒子的添加量設置得多,則存在可見光透過率降低的問題。
相對於此,包括降冰片烯系樹脂製基板、對特定波長具有最大吸收的近紅外線吸收色素、及近紅外線反射膜的近紅外線截止濾波器具有光線自傾斜方向入射時可見區域的透過率變化少 的特性(參照專利文獻4)。於將該近紅外線截止濾波器用作環境光感測器用途時,認為理想的是進一步提昇入射角度60°等高入射角的紅外線截止性能。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-060788號公報
[專利文獻2]國際公開第2005/037932號說明書
[專利文獻3]日本專利特開2011-118255號公報
[專利文獻4]日本專利特開2011-100084號公報
本發明的目的在於提供一種伴隨 各種設置有環境光感測器的設備的低背化,即便於入射角度大時亦可使優異的可見光透過率與近紅外線截止性能並存的光學濾波器。
[1]一種光學濾波器,包括具有光吸收層的基材(i)且透過可見光,所述光學濾波器的特徵在於,所述光吸收層於波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收,於波長850nm~1050nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均光密度(optical density,OD)值為2.0以上,且自相對於所述光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的平均OD值為2.0以上。
[2]如第[1]項所述的光學濾波器,其中於波長430nm~580nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為30%以上且80%以下。
[3]如第[1]項或第[2]項所述的光學濾波器,其中所述光吸收層包含在波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收的化合物(S)。
[4]如第[3]項所述的光學濾波器,其中所述化合物(S)為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓(croconium)系化合物、花青系化合物、二亞銨系化合物、金屬二硫醇鹽系化合物、磷酸銅錯合物系化合物及吡咯并吡咯系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。
[5]如第[1]項至第[4]項中任一項所述的光學濾波器,其中於波長850nm~1050nm的區域中,自所述基材(i)的垂直方向進行測定時的平均OD值為1.0以上。
[6]如第[1]項至第[5]項中任一項所述的光學濾波器,其中所述光吸收層進而包含在波長650nm~750nm的區域中具有最大吸收的化合物(A)。
[7]如第[6]項所述的光學濾波器,其中所述化合物(A)為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物及花青系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。
[8]如第[1]項至第[7]項中任一項所述的光學濾波器,其 中所述光吸收層包含選自由環狀聚烯烴系樹脂、芳香族聚醚系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、茀聚碳酸酯系樹脂、茀聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚對苯系樹脂、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、(改質)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、乙烯基系紫外線硬化型樹脂及藉由溶膠凝膠法形成的將二氧化矽作為主成分的樹脂所組成的群組中的至少一種樹脂。
[9]如第[1]項至第[8]項中任一項所述的光學濾波器,其中於所述基材(i)的至少一個面上具有介電質多層膜。
[10]如第[1]項至第[9]項中任一項所述的光學濾波器,其用於環境光感測器。
[11]一種環境光感測器,其特徵在於具備如第[1]項至第[9]項中任一項所述的光學濾波器。
[12]一種環境光感測器,其特徵在於具有:光電轉換元件,藉由入射至受光面的光來生成光電流並對照度或色溫進行測定;以及如第[1]項至第[9]項中任一項所述的光學濾波器,配置於所述光電轉換元件的所述受光面側。
[13]一種環境光感測器,其特徵在於具有:光電轉換元件,藉由入射至受光面的光來生成光電流並對照度或色溫進行測定;以及光學濾波器,配置於所述光電轉換元件的所述受光面側, 且所述光學濾波器包含近紅外線吸收層以及近紅外線反射層。
[14]如第[13]項所述的環境光感測器,其中所述近紅外線吸收層為包含近紅外線吸收色素的樹脂層。
[15]如第[14]項所述的環境光感測器,其中所述樹脂層的樹脂為選自由環狀聚烯烴系樹脂、芳香族聚醚系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、茀聚碳酸酯系樹脂、茀聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚對苯系樹脂、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、(改質)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、乙烯基系紫外線硬化型樹脂及藉由溶膠凝膠法形成的將二氧化矽作為主成分的樹脂中的至少一種樹脂。
[16]如第[13]項所述的環境光感測器,其中所述近紅外線吸收層為含有銅成分的氟磷酸鹽系玻璃層或磷酸鹽系玻璃層。
[17]如第[13]項至第[15]項中任一項所述的環境光感測器,其中所述光學濾波器包含玻璃基板,所述近紅外線吸收層設置於所述玻璃基板的至少一個面上。
[18]如第[13]項至第[15]項中任一項所述的環境光感測器,其中所述光學濾波器包含樹脂製基板,所述近紅外線吸收層設置於所述樹脂製基板的至少一個面上。
[19]如第[13]項至第[18]項中任一項所述的環境光感測器,其中所述近紅外線反射層為介電質多層膜。
[20]如第[13]項至第[19]項中任一項所述的環境光感測器,其中所述光學濾波器的透過率滿足下述條件(A)~條件(C): (A)於波長430nm~580nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為50%以上; (B)於波長800nm~1000nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為15%以下; (C)於波長560nm~800nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率變成50%的波長的值(Xa)、與自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的透過率變成50%的波長的值(Xb)的差的絕對值(| Xa-Xb |)未滿20nm。
[21]如第[13]項至第[20]項中任一項所述的環境光感測器,其中所述光學濾波器包含自光入射面側起依序配置所述近紅外線反射層及所述近紅外線吸收層而成的結構。
[22]如第[13]項至第[21]項中任一項所述的環境光感測器,其中所述近紅外線吸收層於波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收,於波長850nm~1050nm中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均OD值為2.0以上,且自相對於所述光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的平均OD值為2.0以上。
[23]如第[12]項至第[22]項中任一項所述的環境光感測器,其進而包含接近式感測器,所述接近式感測器具有出射近紅外光的發光元件以及檢測近紅外光的第2光電轉換元件。
[24]如第[11]項至第[23]項中任一項所述的環境光感測器,其進而具備光散射膜。
[25]一種感測器模組,其特徵在於具備如第[1]項至第[10]項中任一項所述的光學濾波器。
[26]一種電子設備,其特徵在於包含如申請專利範圍第[11]項至第[24]項中任一項所述的環境光感測器。
根據本發明,可提供一種對自垂直方向的入射光及自傾斜方向的入射光雙方均具有高的可見光透過率與近紅外線截止性能且可適宜地用作環境光感測器用途的光學濾波器。使用此種光學濾波器的環境光感測器對入射光的入射角依存性小而可高精度地測定照度或色溫。
1、1'、1":光
2:光學濾波器
3:分光光度計
100、100a、100b:環境光感測器
102:光電轉換元件
102a:照度感測器受光元件
102b:接近式感測器受光元件
104、104a、104b、104c、104d:光學濾波器
106:第一電極
108:光電轉換層
110:p型半導體區域
112:n型半導體區域
114:第二電極
116:絕緣層
118:近紅外線反射層
118a:第1近紅外線反射層
118b:第2近紅外線反射層
120:近紅外線吸收層
122:樹脂層
122a:第1樹脂層
122b:第2樹脂層
124:玻璃基板
125:樹脂基板
126:彩色濾波器
128:元件分離絕緣層
130:發光二極體
132:遮光構件
134:近紅外線帶通濾波器
136:電子設備
138:筐體
140:顯示面板
142:麥克風部
144:揚聲器部
145:光學窗
201:感測器模組
202:光擴散膜
203:光學濾波器
204:IR截止膜
205:遮光板
206:遮光隔離壁
207:光感測器
D:區域
圖1是表示本發明的一實施形態的環境光感測器的構成的圖。
圖2(A)、圖2(B)是表示本發明的一實施形態的光學濾波器的構成的圖。
圖3(A)、圖3(B)是表示本發明的一實施形態的光學濾波器的構成的圖。
圖4是表示本發明的一實施形態的環境光感測器的構成的圖。
圖5(A)、圖5(B)是表示本發明的一實施形態的環境光感測器的構成的圖。
圖6(A)~圖6(C)是表示具備本發明的一實施形態的環境光感測器的電子設備的一例的圖。
圖7(A)~圖7(C)是表示自垂直方向、傾斜30度的方向及傾斜60度的方向測定透過光譜的構成的圖。
圖8是表示實施例B1中的包含透明樹脂製基板的基材的分光透過率的圖表。
圖9是表示自實施例B1中所獲得的光學濾波器的垂直方向及距垂直方向為30°的角度進行測定而得的分光透過率的圖表。
圖10是表示實施例B2中的包含透明樹脂製基板的基材的分光透過率的圖表。
圖11是表示自實施例B2中所獲得的光學濾波器的垂直方向及距垂直方向為30°的角度進行測定而得的分光透過率的圖表。
圖12是表示自實施例B3中所獲得的光學濾波器的垂直方向及距垂直方向為30°的角度進行測定而得的分光透過率的圖表。
圖13是表示自比較例B1中所獲得的光學濾波器的垂直方向及距垂直方向為30°的角度進行測定而得的分光透過率的圖表。
圖14是表示自比較例B3中所獲得的光學濾波器的垂直方向及距垂直方向為30°的角度進行測定而得的分光透過率的圖表。
圖15是表示照度感測器的分光感度特性的一例的圖表。
圖16是表示人的視感度特性的圖表。
圖17是說明本發明的光感測器模組的態樣例者。
圖18是說明本發明的光感測器模組的態樣例者。
以下,一面視需要參照圖式等一面對本發明的實施形態進行說明。其中,本發明可由多個不同的態樣實施,並不由以下例示的實施形態的記載內容限定性地解釋。為了更明確地進行說明,與實際的態樣相比,存在圖式對各部的寬度、厚度、形狀等進行示意性表示的情況,僅為一例,並不限定本發明的解釋。另外,於本說明書與各圖中,關於已示出的圖,對於與所述相同的要素標注相同的符號或標注類似的符號(於數字後僅標注A、B等的符號),並適宜省略詳細的說明。
於本說明書中,所謂「上」,是指以支撐基板的主面(感測器的受光面)為基準的相對的位置,離開支撐基板的主面的方向為「上」。於本申請案圖式中,面向紙面時上方為「上」。另外,「上」包括相接於物體上的情況(即,「在…上面」的情況)以及位於物體的上方的情況(即,「在…上方」的情況)。相反地,所謂「下」,是指以支撐基板的主面為基準的相對的位置,靠近支撐基板的主面的方向為「下」。於本申請案圖式中,面向紙面時下方為「下」。
本發明的光學濾波器具有後述構成,且其用途並無特別限定,但適宜用作環境光感測器用途。本發明的環境光感測器只要具備後述的光學濾波器則並無特別限定,但作為具體的構成, 可列舉具有藉由入射至受光面的光來生成光電流並對照度或色溫進行測定的光電轉換元件、以及配置於所述光電轉換元件的所述受光面側的光學濾波器的構成。
以下,關於本發明的光學濾波器,分為第一態樣(以下亦稱為「第一光學濾波器」)與第二態樣(以下亦稱為「第二光學濾波器」)進行說明,但關於兩者中相通的構成等,只要無損本發明的效果,則與一個態樣相關的說明亦可適用於另一態樣。再者,當僅記載為「本發明的光學濾波器」時,作為原則,設為包括第一光學濾波器及第二光學濾波器兩者。
[第一光學濾波器]
本發明的第一光學濾波器具有包含光吸收層的基材(i)且透過可見光,其特徵在於,所述光吸收層於波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收,於波長850nm~1050nm中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均OD值(以下亦稱為「ODA」)為2.0以上,且自相對於所述光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的平均OD值(以下亦稱為「ODB」)為2.0以上。
OD值為透過率的常用對數值,且可藉由下述式(1)來算出。若指定波長範圍的平均OD值高,則表示光學濾波器對所述波長區域的光的截止特性高。
某波長區域中平均OD值=-Log10(某波長區域中的平均透過率(%)/100)…式(1)
所述ODA較佳為2.3以上且10以下,更佳為2.5以上且9以下。所述ODB較佳為2.3以上且10以下,更佳為2.5以上且9以下。
另外,於波長850nm~1050nm中,自相對於所述光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的平均OD值(以下亦稱為「ODD」)較佳為2.0以上,更佳為2.3以上且10以下,進而更佳為2.5以上且9以下。
若所述ODA、ODB及ODD為2.0以上,則光學濾波器不僅可將垂直方向上透過的近紅外線亦可將以高入射角透過的近紅外線充分地截止。當將此種光學濾波器用於行動電話或平板的光感測器時,可防止畫面的輝度或顏色校正功能的誤動作。尤其於光感測器模組中,即便於本發明的光學濾波器的上部具備光擴散膜時亦可適宜地截止近紅外光。
就防止環境光感測器的誤動作的觀點而言,理想的是自光學濾波器的垂直方向入射時的可見光的RGB平衡、自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的方向入射時的可見光的RGB平衡及自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的方向入射時的可見光的RGB平衡的變化小。當將R(紅色)透過率設為波長580nm~650nm中的平均透過率、將G(綠色)透過率設為波長500nm~580nm中的平均透過率、將B(藍色)透過率設為波長420nm~500nm的平均透過率時,R透過率的比、G透過率的比及B透過率的比可由下述式(2)~式(4)導出。
(R透過率的比)=(R透過率)×100/((R透過率)+(G透過率)+(B透過率))…式(2)
(G透過率的比)=(G透過率)×100/((R透過率)+(G透過率)+(B透過率))…式(3)
(B透過率的比)=(B透過率)×100/((R透過率)+(G透過率)+(B透過率))…式(4)
自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的R透過率的比除以自光學濾波器的垂直方向進行測定時的R透過率的比而得的值(0°→30°時的R透過率的比的變化率)可由下述式(5)導出。
(0°→30°時的R透過率的比的變化率)=(自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度入射時的R透過率的比)/(自光學濾波器的垂直方向入射時的R透過率的比)…式(5)
0°→30°時的R透過率的比的變化率較佳為0.5以上且2.0以下,更佳為0.6以上且1.8以下,進而更佳為0.8以上且1.4以下,該變化率越接近1.0,則RGB平衡的入射角依存變化越小。
另外,自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的G透過率的比除以自光學濾波器的垂直方向進行測定時的G透過率的比而得的值(0°→30°時的G透過率的比的變化率)可由下述式(6)導出。
(0°→30°時的G透過率的比的變化率)=(自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度入射時的G透過率的比)/(自 光學濾波器的垂直方向入射時的G透過率的比)…式(6)
0°→30°時的G透過率的比的變化率較佳為0.5以上且2.0以下,更佳為0.6以上且1.8以下,進而更佳為0.8以上且1.4以下,該變化率越接近1.0,則RGB平衡的入射角依存變化越小。
進而,自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的B透過率的比除以自光學濾波器的垂直方向進行測定時的B透過率的比而得的值(0°→30°時的B透過率的比的變化率)可由下述式(7)導出。
(0°→30°時的B透過率的比的變化率)=(自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度入射時的B透過率的比)/(自光學濾波器的垂直方向入射時的B透過率的比)…式(7)
0°→30°時的B透過率的比的變化率較佳為0.5以上且2.0以下,更佳為0.6以上且1.8以下,進而更佳為0.8以上且1.4以下,該變化率越接近1.0,則RGB平衡的入射角依存變化越小。
同樣地,自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的R透過率的比除以自光學濾波器的垂直方向進行測定時的R透過率的比而得的值(0°→60°時的R透過率的比的變化率)可由下述式(8)導出。
(0°→60°時的R透過率的比的變化率)=(自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度入射時的R透過率的比)/(自光學濾波器的垂直方向入射時的R透過率的比)…式(8)
0°→60°時的R透過率的比的變化率較佳為0.4以上且2.0以 下,更佳為0.5以上且1.8以下,進而更佳為0.6以上且1.6以下,該變化率越接近1.0,則RGB平衡的入射角依存變化越小。
另外,自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的G透過率的比除以自光學濾波器的垂直方向進行測定時的G透過率的比而得的值(0°→60°時的G透過率的比的變化率)可由下述式(9)導出。
(0°→60°時的G透過率的比的變化率)=(自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度入射時的G透過率的比)/(自光學濾波器的垂直方向入射時的G透過率的比)…式(9)
0°→60°時的G透過率的比的變化率較佳為0.4以上且2.0以下,更佳為0.5以上且1.8以下,進而更佳為0.6以上且1.6以下,該變化率越接近1.0,則RGB平衡的入射角依存變化越小。
進而,自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的B透過率的比除以自光學濾波器的垂直方向進行測定時的B透過率的比而得的值(0°→60°時的B透過率的比的變化率)可由下述式(10)導出。
(0°→60°時的B透過率的比的變化率)=(自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度入射時的B透過率的比)/(自光學濾波器的垂直方向入射時的B透過率的比)…式(10)
0°→60°時的B透過率的比的變化率較佳為0.4以上且2.0以下,更佳為0.5以上且1.8以下,進而更佳為0.6以上且1.6以下,該變化率越接近1.0,則RGB平衡的入射角依存變化越小。
若將此種光學濾波器用於行動電話或平板的環境光感測器,則容易進行畫面的輝度或顏色的校正,因此可消除於明亮的環境中顯示器的輝度不足而難以視認、或者難以於畫面上正常地顯示特定的顏色等不良情況。
本發明的第一光學濾波器於波長430nm~580nm的區域中,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值(以下亦稱為「TA」)理想的是較佳為30%以上且80%以下,更佳為30%以上且75%以下,進而更佳為33%以上且70%以下。另外,於波長430nm~580nm的區域中,自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的透過率的平均值(以下亦稱為「TB」)理想的是較佳為30%以上且80%以下,更佳為30%以上且75%以下,進而更佳為33%以上且70%以下。進而,於波長430nm~580nm的區域中,自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的透過率的平均值(以下亦稱為「TC」)理想的是較佳為20%以上且78%以下,更佳為25%以上且75%以下,進而更佳為30%以上且70%以下。
於波長430nm~580nm的區域中,若透過率的平均值(TA)過高,則存在入射至光感測器的受光部的光的強度變得過強,光感測器產生飽和(saturation)因此無法正常地發揮功能的情況。另外,若透過率的平均值(TA)過低,則存在入射至光感測器的受光部的光的強度變弱,通過過濾器的光的強度未得到充分確保而無法適宜地用於所述用途的情況。
本發明的光學濾波器的厚度並無特別限制,較佳為40μm~1000μm,更佳為50μm~800μm,進而更佳為80μm~500μm,特佳為90μm~250μm。若光學濾波器的厚度處於所述範圍內,則可將光學濾波器加以小型化及輕量化,可適宜地用於光感測器等各種用途。尤其,當用於光感測器的受光部上表面時,可實現光感測器模組的低背化,故較佳。
<基材(i)>
所述基材(i)可為單層,亦可為多層,只要含有在波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收的光吸收層即可。另外,所述光吸收層較佳為含有在波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收的化合物(S)。當基材(i)為單層時,例如可列舉:包含含有化合物(S)的透明樹脂製基板(ii)的基材、包含含有銅成分的近紅外線吸收玻璃基板(iii)的基材,該透明樹脂製基板(ii)或玻璃基板(iii)成為所述光吸收層。當基材(i)為多層時,例如可列舉:於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體等支撐體上積層包含含有化合物(S)的硬化性樹脂等的外塗層等透明樹脂層而成的基材、於含有化合物(S)的透明樹脂製基板(ii)上積層包含硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層而成的基材等。就製造成本或光學特性調整的容易性、進而可達成樹脂製支撐體或透明樹脂製基板(ii)的消除損傷的效果或提昇基材(i)的耐損傷性等的觀點而言,特佳為於含有化合物(S)的透明樹脂製基板(ii)上積層包含硬化性樹脂的外塗層等樹脂層而成的基材。
<光吸收層>
所述光吸收層只要於波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收則並無特別限定,但理想的是於波長850nm~1050nm的區域中,自所述基材(i)的垂直方向進行測定時的平均OD值(以下亦稱為「ODC」)較佳為1.0以上,更佳為1.1以上且10以下,進而更佳為1.3以上且9以下。
另外,當將使用此種光吸收層的光學濾波器用於環境光感測器或照度感測器時,可吸收光感測器模組內的多重反射光,因此可抑制環境光感測器或照度感測器的誤動作且可獲得高功能的環境光感測器或照度感測器。
所述光吸收層的厚度並無特別限制,但較佳為50μm~500μm,更佳為50μm~300μm,進而更佳為50μm~200μm。若光吸收層的厚度處於所述範圍內,則可將使用該光吸收層的光學濾波器加以小型化及輕量化,可適宜地用於光感測器等各種用途。尤其,當用於光感測器的受光部上表面時,可實現光感測器模組的低背化,故較佳。
<化合物(S)>
作為所述化合物(S),可使用作為吸收近紅外線的色素發揮作用的金屬錯合物系化合物、染料或顏料,具體而言可列舉選自方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物、花青系化合物、二亞銨系化合物、金屬二硫醇鹽錯合物系化合物、磷酸銅錯合物系化合物及吡咯并吡咯系化合物所組 成的群組中的至少一種化合物。尤其,較佳為由下述式(s1)所表示的二亞銨系化合物及由下述式(s2)所表示的金屬二硫醇鹽錯合物系化合物。藉由使用此種化合物(S),可達成廣範圍的近紅外波長區域中的吸收特性與優異的可見光透過率。另外,所述光吸收層中所含的化合物(S)可為單獨一種亦可為兩種以上。
Figure 105139162-A0305-02-0021-1
Figure 105139162-A0305-02-0021-2
式(s1)及式(s2)中,R1~R3分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、磺基、羥基、氰基、硝基、羧基、磷酸基、-NRgRh基、 -SRi基、-SO2Ri基、-OSO2Ri基或下述La~Lh的任一者,Rg及Rh分別獨立地表示氫原子、-C(O)Ri基或下述La~Le的任一者,Ri表示下述La~Le的任一者,
(La)碳數1~12的脂肪族烴基
(Lb)碳數1~12的鹵素取代烷基
(Lc)碳數3~14的脂環式烴基
(Ld)碳數6~14的芳香族烴基
(Le)碳數3~14的雜環基
(Lf)碳數1~12的烷氧基
(Lg)可具有取代基L的碳數1~12的醯基,
(Lh)可具有取代基L的碳數1~12的烷氧基羰基
取代基L為選自由碳數1~12的脂肪族烴基、碳數1~12的鹵素取代烷基、碳數3~14的脂環式烴基、碳數6~14的芳香族烴基及碳數3~14的雜環基所組成的群組中的至少一種,相鄰的R3彼此可形成可具有取代基L的環。n表示0~4的整數,X表示使電荷中和所必需的陰離子。M表示金屬原子。Z表示D(Ri)4,D表示氮原子、磷原子或鉍原子,y表示0或1。
作為由所述式(s1)所表示的二亞銨系化合物中的所述R1,較佳為氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、環己基、苯基、苄基,更佳為異丙基、第二丁基、第三丁基、苄基。
作為由所述式(s1)所表示的二亞銨系化合物中的所述 R2,較佳為氯原子、氟原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、環己基苯基、羥基、胺基、二甲基胺基、氰基、硝基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、乙醯基胺基、丙醯基胺基、N-甲基乙醯基胺基、三氟甲醯基胺基、五氟乙醯基胺基、第三丁醯基胺基、環己醯基胺基、正丁基磺醯基、甲硫基、乙硫基、正丙硫基、正丁硫基,更佳為氯原子、氟原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁基、羥基、二甲基胺基、甲氧基、乙氧基、乙醯基胺基、丙醯基胺基、三氟甲醯基胺基、五氟乙醯基胺基、第三丁醯基胺基、環己醯基胺基,特佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基。鍵結於同一芳香環的R2的個數(n的值)只要為0~4則並無特別限制,較佳為0或1。
所述X為對電荷進行中和所必需的陰離子,當陰離子為二價時需要一分子,當陰離子為一價時需要兩分子。當為後者時,兩個陰離子可相同亦可不同,但就合成上的觀點而言,較佳為相同。X只要為此種陰離子則並無特別限制,作為一例,可列舉下述表1中記載的陰離子。
[表1]
Figure 105139162-A0305-02-0024-3
X若為製成酸時的酸性度高者,則具有可於作為二亞銨系化合物的陰離子時提高二亞銨系化合物的耐熱性的傾向,特佳為所述表1中的(X-10)、(X-16)、(X-17)、(X-21)、(X-22)、(X-24)、(X-28)。
作為由所述式(s2)所表示的金屬二硫醇鹽錯合物系化合物中的所述R3較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、環己基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、苯基、甲硫基、乙硫基、正丙硫基、正丁硫基、苯硫基、苄硫基,當相鄰的R3彼此形成環時,較佳為於環中含有至少一個以上的硫原子或氮原子的雜環。
作為由所述式(s2)所表示的金屬二硫醇鹽錯合物系化合物中的所述M,較佳為過渡金屬,進而更佳為Ni、Pd、Pt。
由所述式(s2)所表示的金屬二硫醇鹽錯合物系化合物中的所述Z表示D(Ri)4,D較佳為氮原子、磷原子,Ri較佳為乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、正己基、正庚基、苯基。
所述化合物(S)的最大吸收波長為750nm以上且1150nm以下,較佳為760nm以上且1140nm以下,更佳為770nm以上且1130nm以下,特佳為780nm以上且1120nm以下。若所述化合物(S)的最大吸收波長處於此種範圍內,則可效率佳地將不需要的近紅外線截止,並且可降低入射光的入射角依存性。
所述化合物(S)只要藉由通常為人所知的方法來合成即可,例如可參照日本專利第4168031號公報、日本專利第4252961號公報、日本專利特表2010-516823號公報、日本專利特開昭63-165392號公報等中所記載的方法等來合成。
作為所述化合物(S)的市售品,可列舉:S2058(大昌華嘉(DKSH)製造)、CIR-108x、CIR-96x、CIR-RL、CIR-1080(日本卡爾利特(Carlit)製造)、T090821、T091021、T89021、T090721、T090122(特易購(Tosco)製造)、B4360、D4773、D5013(東京化成工業製造)、S4253、S1426、S1445(光譜資訊(Spectrum Info)製造)、埃克斯卡勒(Excolor)IR1、IR2、IR3、IR4(日本觸媒製造)等。
所述化合物(S)的使用量可根據所期望的特性適宜選擇,相對於本發明中使用的透明樹脂100重量份,較佳為0.01重量份~20.0重量份,更佳為0.01重量份~15.0重量份,進而更佳為0.01重量份~10.0重量份。
若所述化合物(S)的使用量較所述範圍多,則有時亦可獲得更強地表現出化合物(S)的特性的光學濾波器,但存在430nm~580nm的範圍中的透過率低於作為光感測器而言較佳的值的情況或者光吸收層或光學濾波器的強度降低的情況,若化合物(S)的使用量較所述範圍少,則存在獲得透過率過高的光學濾波器而難以抑制入射至光感測器的光量的情況。
<化合物(A)>
所述光吸收層亦可進而包含在波長650nm~750nm的區域中具有最大吸收的化合物(A)。包含所述化合物(S)的光吸收層與包含所述化合物(A)的光吸收層可為同一層,亦可為不同的層。另外,所述光吸收層中所含的化合物(A)可為單獨一種,亦可為兩種以上。
所述化合物(A)只要於波長650nm~750nm的區域中具有最大吸收則並無特別限定,但較佳為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞青系化合物、克酮鎓系化合物及花青系化合物所組成的群組中的至少一種化合物,尤其較佳為方酸內鎓鹽系化合物及酞菁系化合物。
《方酸內鎓鹽系化合物》
作為所述方酸內鎓鹽系化合物並無特別限定,但較佳為選自由下述式(I)所表示的方酸內鎓鹽系化合物及由下述式(II)所表示的方酸內鎓鹽系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。以下,亦分別稱為「化合物(I)」及「化合物(II)」。
Figure 105139162-A0305-02-0027-4
式(I)中,Ra、Rb及Ya滿足下述條件(α)或條件(β)。
條件(α):
多個Ra分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、磺基、羥基、氰基、硝基、羧基、磷酸基、-L1或-NReRf基;多個Rb分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、磺基、羥基、氰基、硝基、羧基、磷酸基、-L1或-NRgRh基;多個Ya分別獨立地表示-NRjRk基;L1表示La、Lb、Lc、Ld、Le、Lf、Lg或Lh;Re及Rf分別獨立地表示氫原子、-La、-Lb、-Lc、-Ld或-Le;Rg及Rh分別獨立地表示氫原子、-La、-Lb、-Lc、-Ld、-Le或-C(O)Ri基(Ri表示-La、-Lb、-Lc、-Ld或-Le);Rj及Rk分別獨立地表示氫原子、-La、-Lb、-Lc、-Ld或-Le;La表示可具有取代基L的碳數1~12的脂肪族烴基;Lb表示可具有取代基L的碳數1~12的鹵素取代烷基;Lc表示可具有取代基L的碳數3~14的脂環式烴基;Ld表示可具有取代基L的碳數6~14的芳香族烴基;Le表示可具有取代基L的碳數3~14的雜環基;Lf表示可具有取代基L的碳數1~9的烷氧基;Lg表示可具有取代基L的碳數1~9的醯基;Lh表示可具有取代基L的碳數1~9的烷氧基羰基;L表示選自由碳數1~12的脂肪族烴基、碳數1~12的鹵素取代烷基、碳數3~14的脂環式烴基、碳數6~14的芳香族烴基、 碳數3~14的雜環基、鹵素原子、磺基、羥基、氰基、硝基、羧基、磷酸基及胺基所組成的群組中的至少一種取代基。
條件(β):
一個苯環上的兩個Ra中的至少一者與同一苯環上的Y相互鍵結而形成包含至少一個氮原子的構成原子數為5或6的雜環;所述雜環可具有取代基,Rb及不參與所述雜環的形成的Ra分別獨立地與所述條件(α)的Rb及Ra為相同含義。
所述La~Lh的包括取代基在內的碳數的合計分別較佳為50以下,進而更佳為碳數40以下,特佳為碳數30以下。若碳數較所述範圍多,則有時難以合成化合物,並且有每單位重量的光的吸收強度變小的傾向。
作為所述La及L中的碳數1~12的脂肪族烴基,例如可列舉:甲基(Me)、乙基(Et)、正丙基(n-Pr)、異丙基(i-Pr)、正丁基(n-Bu)、第二丁基(s-Bu)、第三丁基(t-Bu)、戊基、己基、辛基、壬基、癸基及十二烷基等烷基;乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、丁烯基、1,3-丁二烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-戊烯基、己烯基及辛烯基等烯基;以及乙炔基、丙炔基、丁炔基、2-甲基-1-丙炔基、己炔基及辛炔基等炔基。
作為所述Lb及L中的碳數1~12的鹵素取代烷基,例如可列舉:三氯甲基、三氟甲基、1,1-二氯乙基、五氯乙基、五氟乙基、七氯丙基及七氟丙基。
作為所述Lc及L中的碳數3~14的脂環式烴基,例如可 列舉:環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基等環烷基;降冰片烷基及金剛烷基等多環脂環式基。
作為所述Ld及L中的碳數6~14的芳香族烴基,例如可列舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、枯烯基、1-萘基、2-萘基、蒽基、菲基、苊基、萉基、四氫萘基、二氫茚基及聯苯基。
作為所述Le及L中的碳數3~14的雜環基,例如可列舉包含呋喃、噻吩、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噁二唑、噻唑、噻二唑、吲哚、二氫吲哚、假吲哚(indolenine)、苯并呋喃、苯并噻吩、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、吡啶、嘧啶、吡嗪、噠嗪、喹啉、異喹啉、吖啶、嗎啉及吩嗪等雜環的基。
作為所述Lf中的碳數1~12的烷氧基,例如可列舉:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基。
作為所述Lg中的碳數1~9的醯基,例如可列舉:乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、異戊醯基及苯甲醯基。
作為所述Lh中的碳數1~9的烷氧基羰基,例如可列舉:甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基及辛氧基羰基。
作為所述La,較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、辛基、4-苯基丁基、2-環己基乙基,更佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、 第二丁基、第三丁基。
作為所述Lb,較佳為三氯甲基、五氯乙基、三氟甲基、五氟乙基、5-環己基-2,2,3,3-四氟戊基,更佳為三氯甲基、五氯乙基、三氟甲基、五氟乙基。
作為所述Lc,較佳為環丁基、環戊基、環己基、4-乙基環己基、環辛基、4-苯基環庚基,更佳為環戊基、環己基、4-乙基環己基。
作為所述Ld,較佳為苯基、1-萘基、2-萘基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、枯烯基、3,5-二-第三丁基苯基、4-環戊基苯基、2,3,6-三苯基苯基、2,3,4,5,6-五苯基苯基,更佳為苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、枯烯基、2,3,4,5,6-五苯基苯基。
作為所述Le,較佳為包含呋喃、噻吩、吡咯、吲哚、二氫吲哚、假吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、嗎啉的基,更佳為包含呋喃、噻吩、吡咯、嗎啉的基。
作為所述Lf,較佳為甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、2-苯基乙氧基、3-環己基丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基,更佳為甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基。
作為所述Lg,較佳為乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、苯甲醯基、4-丙基苯甲醯基、三氟甲基羰基,更佳為乙醯基、丙醯基、苯甲醯基。
作為所述Lh,較佳為甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基 羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、2-三氟甲基乙氧基羰基、2-苯基乙氧基羰基,更佳為甲氧基羰基、乙氧基羰基。
所述La~Lh可進而具有選自由鹵素原子、磺基、羥基、氰基、硝基、羧基、磷酸基及胺基所組成的群組中的至少一種原子或基。作為此種例子,可列舉:4-磺丁基、4-氰丁基、5-羧基戊基、5-胺基戊基、3-羥基丙基、2-磷醯基乙基、6-胺基-2,2-環己基、2-氯-4-羥基丁基、2-氰基環丁基、3-羥基環戊基、3-羧基環戊基、4-胺基環己基、4-羥基環己基、4-羥基苯基、五氟苯基、2-羥基萘基、4-胺基苯基、4-硝基苯基、包含3-甲基吡咯的基、2-羥基乙氧基、3-氰基丙氧基、4-氟苯甲醯基、2-羥基乙氧基羰基、4-氰基丁氧基羰基。
作為所述條件(α)中的Ra,較佳為氫原子、氯原子、氟原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、環己基、苯基、羥基、胺基、二甲基胺基、硝基,更佳為氫原子、氯原子、氟原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、羥基。
作為所述條件(α)中的Rb,較佳為氫原子、氯原子、氟原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、環己基、苯基、羥基、胺基、二甲基胺基、氰基、硝基、乙醯基胺基、丙醯基胺基、N-甲基乙醯基胺基、三氟甲醯基胺基、五氟乙醯基胺基、第三丁醯基胺基、環己醯基胺基,更佳為氫原子、氯原子、氟原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、羥基、二甲基胺基、硝基、乙醯基胺基、丙醯基胺基、三氟甲醯基胺基、 五氟乙醯基胺基、第三丁醯基胺基、環己醯基胺基。
作為所述Ya,較佳為胺基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二正丙基胺基、二異丙基胺基、二正丁基胺基、二-第三丁基胺基、N-乙基-N-甲基胺基、N-環己基-N-甲基胺基,更佳為二甲基胺基、二乙基胺基、二正丙基胺基、二異丙基胺基、二正丁基胺基、二-第三丁基胺基。
作為所述式(I)的條件(β)中的、一個苯環上的兩個Ra中的至少一者與同一苯環上的Y相互鍵結而形成的包含至少一個氮原子且構成原子數為5或6的雜環,例如可列舉:吡咯啶、吡咯、咪唑、吡唑、哌啶、吡啶、哌嗪、噠嗪、嘧啶及吡嗪等。所述雜環中,較佳為構成該雜環且與構成所述苯環的碳原子相鄰的一個原子為氮原子的雜環,進而更佳為吡咯啶。
Figure 105139162-A0305-02-0033-5
式(II)中,X獨立地表示O、S、Se、N-Rc或C(RdRd);多個Rc分別獨立地表示氫原子、La、Lb、Lc、Ld或Le;多個Rd分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、磺基、羥基、氰基、硝基、羧基、 磷酸基、-L1或-NReRf基,且相鄰的Rd彼此可連接而形成可具有取代基的環;La~Le、L1、Re及Rf與所述式(I)中所定義的La~Le、L1、Re及Rf為相同含義。
作為所述式(II)中的Rc,較佳為氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、正己基、環己基、苯基、三氟甲基、五氟乙基,更佳為氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基。
作為所述式(II)中的Rd,較佳為氫原子、氯原子、氟原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、正己基、環己基、苯基、甲氧基、三氟甲基、五氟乙基、4-胺基環己基,更佳為氫原子、氯原子、氟原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、三氟甲基、五氟乙基。
作為所述X,較佳為O、S、Se、N-Me、N-Et、CH2、C-Me2、C-Et2,更佳為S、C-Me2、C-Et2
所述式(II)中,相鄰的Rd彼此可連接而形成環。作為此種環,例如可列舉:苯并假吲哚環、α-萘并咪唑環、β-萘并咪唑環、α-萘并噁唑環、β-萘并噁唑環、α-萘并噻唑環、β-萘并噻唑環、α-萘并硒唑環、β-萘并硒唑環。
化合物(I)及化合物(II)除如下述式(I-1)及下述式(II-1)般的記載方法以外,亦可藉由如下述式(I-2)及下述式(II-2)般取得共振結構般的記載方法來表示結構。即,下述式(I-1)與下述式(I-2)的不同之處以及下述式(II-1)與下述式(II-2)的 不同之處僅在於結構的記載方法,該等均表示相同的化合物。本發明中只要事先無特別說明,則設為藉由如下述式(I-1)及下述式(II-1)般的記載方法來表示方酸內鎓鹽系化合物的結構。
Figure 105139162-A0305-02-0035-6
進而,例如可將由下述式(I-3)所表示的化合物與由下述式(I-4)所表示的化合物視作相同的化合物。
Figure 105139162-A0305-02-0035-7
Figure 105139162-A0305-02-0035-8
所述化合物(I)及化合物(II)只要分別滿足所述式(I)及式(II)的要件,則結構並無特別限定。例如,當如所述式(I-1)及式(II-1)般表示結構時,鍵結於中央的四員環的左右的取代基可相同亦可不同,但相同者於合成上容易,故較佳。
作為所述化合物(I)及化合物(II)的具體例,可列舉具有由下述式(I-A)~式(I-H)所表示的基本骨架的下述表2~表4中記載的化合物(a-1)~化合物(a-36)。
Figure 105139162-A0305-02-0036-9
Figure 105139162-A0305-02-0036-10
Figure 105139162-A0305-02-0036-11
Figure 105139162-A0305-02-0036-12
Figure 105139162-A0305-02-0037-13
Figure 105139162-A0305-02-0037-14
Figure 105139162-A0305-02-0037-15
Figure 105139162-A0305-02-0037-16
[表2]
Figure 105139162-A0305-02-0038-17
[表3]
Figure 105139162-A0305-02-0039-18
[表4]
Figure 105139162-A0305-02-0040-19
所述化合物(I)及化合物(II)只要藉由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3196383號公報等中所記載的方法等來合成。
《酞菁系化合物》
所述酞菁系化合物並無特別限定,但較佳為由下述式(III)所表示的化合物(以下亦稱為「化合物(III)」)。
Figure 105139162-A0305-02-0041-20
式(III)中,M表示兩個氫原子、兩個一價的金屬原子、二價的金屬原子或者包含三價或四價的金屬原子的取代金屬原子,多個Ra、Rb、Rc及Rd分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L1、-S-L2、-SS-L2、-SO2-L3、-N=N-L4、或者選自由Ra與Rb、Rb與Rc及Rc與Rd中的至少一個組合鍵結而成的由下述式(A)~式(H)所表 示的基所組成的群組中的至少一種基。其中,鍵結於同一芳香環的Ra、Rb、Rc及Rd中的至少一者不為氫原子。
所述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基可具有所述式(I)中所定義的取代基L,L1與所述式(I)中所定義的L1為相同含義,L2表示氫原子或所述式(I)中所定義的La~Le的任一者,L3表示羥基或所述La~Le的任一者,L4表示所述La~Le的任一者。
Figure 105139162-A0305-02-0042-21
式(A)~式(H)中,Rx及Ry表示碳原子,多個RA~RL分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L1、-S-L2、-SS-L2、-SO2-L3、-N=N-L4,所述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基可具有所述式(I)中所定 義的取代基L,L1~L4與所述式(III)中所定義的L1~L4為相同含義。
所述Ra~Rd及RA~RL中,作為可具有取代基L的胺基,可列舉:胺基、乙基胺基、二甲基胺基、甲基乙基胺基、二丁基胺基、二異丙基胺基等。
所述Ra~Rd及RA~RL中,作為可具有取代基L的醯胺基,可列舉:醯胺基、甲基醯胺基、二甲基醯胺基、二乙基醯胺基、二丙基醯胺基、二異丙基醯胺基、二丁基醯胺基、α-內醯胺基、β-內醯胺基、γ-內醯胺基、δ-內醯胺基等。
所述Ra~Rd及RA~RL中,作為可具有取代基L的醯亞胺基,可列舉:醯亞胺基、甲基醯亞胺基、乙基醯亞胺基、二乙基醯亞胺基、二丙基醯亞胺基、二異丙基醯亞胺基、二丁基醯亞胺基等。
所述Ra~Rd及RA~RL中,作為可具有取代基L的矽烷基,可列舉:三甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、三苯基矽烷基、三乙基矽烷基等。
所述Ra~Rd及RA~RL中,作為-S-L2,可列舉:硫醇基、甲基硫醚基、乙基硫醚基、丙基硫醚基、丁基硫醚基、異丁基硫醚基、第二丁基硫醚基、第三丁基硫醚基、苯基硫醚基、2,6-二-第三丁基苯基硫醚基、2,6-二苯基苯基硫醚基、4-枯基苯基硫醚基等。
所述Ra~Rd及RA~RL中,作為-SS-L2,可列舉:二硫醚 基、甲基二硫醚基、乙基二硫醚基、丙基二硫醚基、丁基二硫醚基、異丁基二硫醚基、第二丁基二硫醚基、第三丁基二硫醚基、苯基二硫醚基、2,6-二-第三丁基苯基二硫醚基、2,6-二苯基苯基二硫醚基、4-枯基苯基二硫醚基等。
所述Ra~Rd及RA~RL中,作為-SO2-L3,可列舉:磺基、甲磺醯基、乙基磺醯基、正丁基磺醯基、對甲苯磺醯基等。
所述Ra~Rd及RA~RL中,作為-N=N-L4,可列舉:甲基偶氮基、苯基偶氮基、對甲基苯基偶氮基、對二甲基胺基苯基偶氮基等。
所述M中,作為一價的金屬原子,可列舉:Li、Na、K、Rb、Cs等。
所述M中,作為二價的金屬原子,可列舉:Be、Mg、Ca、Ba、Ti、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Zn、Cd、Hg、Sn、Pb等。
所述M中,作為包含三價的金屬原子的取代金屬原子,可列舉:Al-F、Al-Cl、Al-Br、Al-I、Ga-F、Ga-Cl、Ga-Br、Ga-I、In-F、In-Cl、In-Br、In-I、Tl-F、Tl-Cl、Tl-Br、Tl-I、Fe-Cl、Ru-Cl、Mn-OH等。
所述M中,作為包含四價的金屬原子的取代金屬原子,可列舉:TiF2、TiCl2、TiBr2、TiI2、ZrCl2、HfCl2、CrCl2、SiF2、SiCl2、SiBr2、SiI2、GeF2、GeCl2、GeBr2、GeI2、SnF2、SnCl2、SnBr2、SnI2、Zr(OH)2、Hf(OH)2、Mn(OH)2、Si(OH)2、Ge(OH)2、 Sn(OH)2、TiR2、CrR2、SiR2、GeR2、SnR2、Ti(OR)2、Cr(OR)2、Si(OR)2、Ge(OR)2、Sn(OR)2(R表示脂肪族基或芳香族基)、TiO、VO、MnO等。
作為所述M,較佳為屬於週期表5族~11族且屬於第4週期~第5週期的二價的過渡金屬、三價或四價的金屬鹵化物或者四價的金屬氧化物,其中,Cu、Ni、Co及VO可達成高可見光透過率或穩定性,故特佳。
關於所述酞菁系化合物,通常為人所知的是藉由如下述式(V)般的酞腈衍生物的環化反應來合成的方法,但所獲得的酞菁系化合物成為如下述式(VI-1)~式(VI-4)般的四種異構物的混合物。於本發明中,只要事先無特別說明,則對一種酞菁系化合物僅例示一種異構物,但亦可同樣地使用其他三種異構物。再者,該些異構物視需要亦可分離使用,但於本發明中對異構物混合物統一進行處理。
Figure 105139162-A0305-02-0045-22
Figure 105139162-A0305-02-0046-23
作為所述化合物(III)的具體例,可列舉具有由下述式(III-A)~式(III-J)所表示的基本骨架的下述表5~表8中記載的(b-1)~(b-61)等。
Figure 105139162-A0305-02-0047-24
[表5]
Figure 105139162-A0305-02-0048-25
[表6]
Figure 105139162-A0305-02-0049-26
Figure 105139162-A0305-02-0049-27
[表8]
Figure 105139162-A0305-02-0050-28
化合物(III)只要藉由通常為人所知的方法來合成即可,例如可參照日本專利第4081149號公報或「酞菁-化學與功能-」(IPC、1997年)中所記載的方法來合成。
《花青系化合物》
所述花青系化合物並無特別限定,但較佳為由下述式(IV-1)~式(IV-3)的任一者所表示的化合物(以下亦稱為「化合物(IV-1)~化合物(IV-3)」)。
Figure 105139162-A0305-02-0051-29
Figure 105139162-A0305-02-0051-30
Figure 105139162-A0305-02-0051-31
式(IV-1)~式(IV-3)中,Xa -表示一價的陰離子,多個D獨立地表示碳原子、氮原子、氧原子或硫原子,多個Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh及Ri分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L1、-S-L2、-SS-L3、-SO2-L3、-N=N-L4、或者選自由Rb與Rc、Rd與Re、Re與Rf、Rf與Rg、Rg與Rh及Rh與Ri中的至少一個組合鍵結而成的由所述式(A)~式(H)所表示的基所組成的群組中的至少一種基,所述胺基、醯胺基、醯亞胺基及矽烷基亦可具有所述式(I)中所定義的取代基L,L1與所述式(I)中所定義的L1為相同含義,L2表示氫原子或所述式(I)中所定義的La~Le的任一者,L3表示氫原子或所述La~Le的任一者, L4表示所述La~Le的任一者,Za~Zc及Ya~Yd分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、硝基、胺基、醯胺基、醯亞胺基、氰基、矽烷基、-L1、-S-L2、-SS-L2、-SO2-L3、-N=N-L4(L1~L4與所述Ra~Ri中的L1~L4為相同含義)、或者選自該些中鄰接的兩個的Z彼此或Y彼此相互鍵結而形成的碳數6~14的芳香族烴基;可包含氮原子、氧原子或硫原子的至少一者的5員環或6員環的脂環式烴基;或者包含氮原子、氧原子或硫原子的至少一者的碳數3~14的雜芳香族烴基,該些芳香族烴基、脂環式烴基及雜芳香族烴基亦可具有碳數1~9的脂肪族烴基或鹵素原子。
作為所述Za~Zc及Ya~Yd中的Z彼此或Y彼此相互鍵結而形成的碳數6~14的芳香族烴基,例如可列舉所述取代基L中的芳香族烴基中所例示的化合物。
作為所述Za~Zc及Ya~Yd中的Z彼此或Y彼此相互鍵結而形成的可包含氮原子、氧原子或硫原子的至少一者的5員環或6員環的脂環式烴基,例如可列舉所述取代基L中的脂環式烴基及雜環中所例示的化合物(雜芳香族烴基除外)。
作為所述Za~Zc及Ya~Yd中的Z彼此或Y彼此相互鍵結而形成的碳數3~14的雜芳香族烴基,例如可列舉所述取代基L中的作為雜環基而例示的化合物(包含氮原子、氧原子或硫原子的至少一者的脂環式烴基除外)。
所述式(IV-1)~式(IV-3)中,作為-S-L2、-SS-L2、-SO2-L3、 -N=N-L4、可具有取代基L的胺基、醯胺基、醯亞胺基、矽烷基,可列舉與所述式(III)中所例示的基相同的基等。
Xa -只要為一價的陰離子則無特別限定,可列舉:I-、Br-、PF6 -、N(SO2CF3)2 -、B(C6F5)4 -、鎳二硫醇鹽系錯合物、銅二硫醇鹽系錯合物等。
作為所述化合物(IV-1)~化合物(IV-3)的具體例,可列舉下述表9中記載的(c-1)~(c-24)等。
[表9]
Figure 105139162-A0305-02-0054-32
Figure 105139162-A0305-02-0055-33
所述化合物(IV-1)~化合物(IV-3)只要藉由通常為人所知的方法來合成即可,例如可藉由日本專利特開2009-108267號公報中所記載的方法來合成。
化合物(A)的添加量可根據所期望的特性適宜選擇,但理想的是相對於透明樹脂100重量份,通常為0.01重量份~20.0重量份,較佳為0.03重量份~10.0重量份。
<透明樹脂>
作為所述光吸收層中使用的透明樹脂,只要是無損本發明的效果者,則並無特別限制,例如,為了確保熱穩定性及對於膜的成形性、且製成可藉由以100℃以上的蒸鍍溫度進行的高溫蒸鍍來形成介電質多層膜的膜,可列舉玻璃轉移溫度(Tg)較佳為110℃~380℃,更佳為110℃~370℃,進而更佳為120℃~360℃的樹脂。另外,若所述樹脂的玻璃轉移溫度為140℃以上,則可獲得能夠以更高的溫度蒸鍍形成介電質多層膜的膜,故特佳。
作為透明樹脂,當形成包含該樹脂的厚度為0.1mm的樹脂板時,可使用該樹脂板的全光線透過率(JIS K7105)較佳為變成75%~95%,進而更佳為變成78%~95%,特佳為變成80%~95%的樹脂。若使用全光線透過率變成此種範圍的樹脂,則所獲得的基板作為光學膜而顯示出良好的透明性。
透明樹脂的藉由凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography,GPC)法所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,較佳為30,000~250,000,數 量平均分子量(Mn)通常為10,000~150,000,較佳為20,000~100,000。
作為透明樹脂,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、茀聚碳酸酯系樹脂、茀聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺(芳族聚醯胺)系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚對苯系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate,PEN)系樹脂、氟化芳香族聚合物系樹脂、(改質)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、乙烯基系紫外線硬化型樹脂及藉由溶膠凝膠法形成的將二氧化矽作為主成分的樹脂。該些中,使用環狀聚烯烴樹脂、芳香族聚醚樹脂、茀聚碳酸酯系樹脂、茀聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚芳酯系樹脂可獲得透明性(光學特性)、耐熱性等的平衡性優異的光學濾波器,故較佳。
《環狀聚烯烴系樹脂》
作為環狀聚烯烴系樹脂,較佳為自選自由以下述式(X0)所表示的單體及以下述式(Y0)所表示的單體所組成的群組中的至少一種單體所獲得的樹脂、及藉由將該樹脂加以氫化所獲得的樹脂。
Figure 105139162-A0305-02-0058-34
式(X0)中,Rx1~Rx4分別獨立地表示選自下述(i')~(ix')中的原子或基,kx、mx及px分別獨立地表示0或正的整數。
(i')氫原子
(ii')鹵素原子
(iii')三烷基矽烷基
(iv')具有包含氧原子、硫原子、氮原子或矽原子的連結基的經取代或未經取代的碳數1~30的烴基
(v')經取代或未經取代的碳數1~30的烴基
(vi')極性基(其中,(iv')除外)
(vii')Rx1與Rx2、或Rx3與Rx4相互鍵結而形成的亞烷基(其中,不參與所述鍵結的Rx1~Rx4分別獨立地表示選自所述(i')~(vi')中的原子或基)
(viii')Rx1與Rx2、或Rx3與Rx4相互鍵結而形成的單環或多環的烴環或雜環(其中,不參與所述鍵結的Rx1~Rx4分別獨立地表示選自所述(i')~(vi')中的原子或基)
(ix')Rx2與Rx3相互鍵結而形成的單環的烴環或雜環(其中,不參與所述鍵結的Rx1與Rx4分別獨立地表示選自所述(i')~(vi') 中的原子或基)
Figure 105139162-A0305-02-0059-35
式(Y0)中,Ry1及Ry2分別獨立地表示選自所述(i')~(vi')中的原子或基,或者表示Ry1與Ry2相互鍵結所形成的單環或多環的脂環式烴、芳香族烴或雜環,ky及py分別獨立地表示0或正的整數。
《芳香族聚醚系樹脂》
芳香族聚醚系樹脂較佳為具有選自由以下述式(1)所表示的結構單元、及以下述式(2)所表示的結構單元所組成的群組中的至少一種結構單元。
Figure 105139162-A0305-02-0059-36
式(1)中,R1~R4分別獨立地表示碳數1~12的一價的有機基,a~d分別獨立地表示0~4的整數。
Figure 105139162-A0305-02-0060-37
式(2)中,R1~R4及a~d分別獨立地與所述式(1)中的R1~R4及a~d為相同含義,Y表示單鍵、-SO2-或>C=O,R7及R8分別獨立地表示鹵素原子、碳數1~12的一價的有機基或硝基,g及h分別獨立地表示0~4的整數,m表示0或1。其中,當m為0時,R7不為氰基。
另外,所述芳香族聚醚系樹脂較佳為進而具有選自由以下述式(3)所表示的結構單元、及以下述式(4)所表示的結構單元所組成的群組中的至少一種結構單元。
Figure 105139162-A0305-02-0060-38
式(3)中,R5及R6分別獨立地表示碳數1~12的一價的有機基,Z表示單鍵、-O-、-S-、-SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳數1~12的二價的有機基,e及f分別獨立地表示0~4的整數,n表示0或1。
Figure 105139162-A0305-02-0061-39
式(4)中,R7、R8、Y、m、g及h分別獨立地與所述式(2)中的R7、R8、Y、m、g及h為相同含義,R5、R6、Z、n、e及f分別獨立地與所述式(3)中的R5、R6、Z、n、e及f為相同含義。
《聚醯亞胺系樹脂》
作為聚醯亞胺系樹脂,並無特別限制,只要是於重複單元中含有醯亞胺鍵的高分子化合物即可,例如可藉由日本專利特開2006-199945號公報或日本專利特開2008-163107號公報中所記載的方法來合成。
《茀聚碳酸酯系樹脂》
作為茀聚碳酸酯系樹脂,並無特別限制,只要是含有茀部位的聚碳酸酯樹脂即可,例如可藉由日本專利特開2008-163194號 公報中所記載的方法來合成。
《茀聚酯系樹脂》
作為茀聚酯系樹脂,並無特別限制,只要是含有茀部位的聚酯樹脂即可,例如可藉由日本專利特開2010-285505號公報或日本專利特開2011-197450號公報中所記載的方法來合成。
《氟化芳香族聚合物系樹脂》
作為氟化芳香族聚合物系樹脂,並無特別限制,但較佳為含有:具有至少一個氟原子的芳香族環及包含選自由醚鍵、酮鍵、碸鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵及酯鍵所組成的群組中的至少一個鍵的重複單元的聚合物,例如可藉由日本專利特開2008-181121號公報中所記載的方法來合成。
《丙烯酸系紫外線硬化型樹脂》
作為丙烯酸系紫外線硬化型樹脂,並無特別限制,可列舉:自含有分子內具有一個以上的丙烯酸基或甲基丙烯酸基的化合物、及藉由紫外線而分解並產生活性自由基的化合物的樹脂組成物所合成者。當使用於玻璃支撐體上或成為基底的樹脂製支撐體上積層含有化合物(S)及硬化性樹脂的透明樹脂層(光吸收層)而成的基材、或於含有化合物(S)的透明樹脂製基板(ii)上積層包含硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層而成的基材作為所述基材(i)時,丙烯酸系紫外線硬化型樹脂可特別適宜地用作該硬化性樹脂。
《藉由溶膠凝膠法形成的將二氧化矽作為主成分的樹 脂》
作為藉由溶膠凝膠法而得的將二氧化矽作為主成分的樹脂,可將藉由如下的溶膠凝膠反應而獲得的化合物用作樹脂:所述溶膠凝膠反應是利用選自四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、二甲氧基二乙氧基矽烷、甲氧基三乙氧基矽烷等四烷氧基矽烷;苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷等苯基烷氧基矽烷等中的一種以上的矽烷類的加水分解來進行。
《市售品》
作為透明樹脂的市售品,可列舉以下的市售品等。作為環狀聚烯烴系樹脂的市售品,可列舉:日本合成橡膠(JSR)(股份)製造的阿通(Arton)、日本瑞翁(Zeon)(股份)製造的瑞翁諾阿(Zeonor)、三井化學(股份)製造的阿派爾(APEL)、寶理塑膠(Polyplastics)(股份)製造的托帕斯(TOPAS)等。作為聚醚碸系樹脂的市售品,可列舉:住友化學(股份)製造的斯密卡愛克塞爾(Sumikaexcel)PES等。作為聚醯亞胺系樹脂的市售品,可列舉:三菱瓦斯化學(股份)製造的尼歐普利姆(Neopulim)L等。作為聚碳酸酯系樹脂的市售品,可列舉:帝人(股份)製造的普艾斯(PURE-ACE)等。作為茀聚碳酸酯系樹脂的市售品,可列舉:三菱瓦斯化學(股份)製造的優比澤塔(Iupizeta)EP-5000等。作為茀聚酯系樹脂的市售品,可列舉:大阪燃氣化學(Osaka Gas Chemicals)(股份)製造的OKP4HT等。作為丙烯酸系樹脂的 市售品,可列舉:日本觸媒(股份)製造的阿庫利維阿(Acryviewa)等。作為倍半矽氧烷系紫外線硬化型樹脂的市售品,可列舉:新日鐵化學(股份)製造的希魯普拉斯(Silplus)等。
<其他成分>
於無損本發明的效果的範圍內,所述光吸收層可進而含有抗氧化劑、近紫外線吸收劑及螢光消光劑等添加劑。該些其他成分可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
作為所述近紫外線吸收劑,例如可列舉:甲亞胺系化合物、吲哚系化合物、苯并三唑系化合物、三嗪系化合物等。
作為所述抗氧化劑,例如可列舉:2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚、2,2'-二氧基-3,3'-二-第三丁基-5,5'-二甲基二苯基甲烷、四[亞甲基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷及三(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯等。
再者,該些添加劑可於製造所述透明樹脂時與樹脂等一同混合,亦可於合成樹脂時添加。另外,添加量對應於所期望的特性而適宜選擇,但相對於所述透明樹脂100重量份,通常為0.01重量份~5.0重量份,較佳為0.05重量份~2.0重量份。
<支撐體>
《樹脂製支撐體》
所述透明樹脂基板或樹脂製支撐體中使用的樹脂可使用與所述透明樹脂層相同者。
《玻璃支撐體》
作為所述玻璃支撐體,例如可使用無色透明的玻璃基板、含有銅成分的玻璃基板或氟磷酸鹽玻璃基板。尤其包含銅成分作為吸收劑的氟磷酸鹽玻璃可使近紅外線截止能力提高,故較佳。
<基材(i)的製造方法>
當所述基材(i)為包含所述透明樹脂製基板(ii)的基材時,該透明樹脂製基板(ii)例如可藉由熔融成形或澆鑄成形來形成,進而,視需要可於成形後塗佈抗反射劑、硬塗劑及/或抗靜電劑等塗佈劑,藉此製造積層有外塗層的基材。
當所述基材(i)為於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體上積層包含含有化合物(S)的硬化性樹脂等的外塗層等透明樹脂層(光吸收層)而成的基材時,例如於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體上對含有化合物(S)的樹脂溶液進行熔融成形或澆鑄成形,較佳為利用旋塗、狹縫塗佈、噴墨等方法進行塗敷後將溶媒乾燥去除,視需要進而進行光照射或加熱,藉此可製造於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體上形成有透明樹脂層的基材。
《熔融成型》
作為所述熔融成形,具體而言,可列舉:對將樹脂與化合物(S)等熔融混練所獲得的顆粒進行熔融成形的方法;對含有樹脂與化合物(S)的樹脂組成物進行熔融成形的方法;或對自含有化合物(S)、樹脂及溶劑的樹脂組成物中去除溶劑所獲得的顆粒進行熔融成形的方法等。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。
《澆鑄成型》
作為所述澆鑄成形,亦可藉由如下的方法等來製造:將含有化合物(S)、樹脂及溶劑的樹脂組成物澆鑄於適當的支撐體上並去除溶劑的方法;或將含有化合物(S)與光硬化性樹脂及/或熱硬化性樹脂的硬化性組成物澆鑄於適當的支撐體上並去除溶媒後,藉由紫外線照射或加熱等適當的方法來使其硬化的方法。
當所述基材(i)為包含含有化合物(S)的透明樹脂製基板(ii)的基材時,該基材(i)可藉由在澆鑄成形後,自支撐體剝離塗膜而獲得,另外,當所述基材(i)為於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體等支撐體等上積層包含含有化合物(S)的硬化性樹脂等的外塗層等透明樹脂層而成的基材時,該基材(i)可藉由在澆鑄成形後,不剝離塗膜而獲得。
作為所述支撐體,例如可列舉:玻璃板、鋼帶、鋼桶及透明樹脂(例如聚酯膜、環狀烯烴系樹脂膜)製支撐體。
進而,亦可藉由如下方法等而於光學零件上形成透明樹脂層:將所述樹脂組成物塗佈於玻璃板、石英或透明塑膠製等的光學零件上後對溶劑進行乾燥的方法,或塗佈所述硬化性組成物後進行硬化及乾燥的方法。
藉由所述方法所獲得的透明樹脂層(透明樹脂製基板(ii))中的殘留溶劑量較佳為儘可能少。具體而言,相對於透明樹脂層(透明樹脂製基板(ii))的重量,所述殘留溶劑量較佳為 3wt%(重量百分比)以下,更佳為1wt%以下,進而更佳為0.5wt%以下。若殘留溶劑量處於所述範圍內,則可獲得難以變形或特性難以變化、且可容易地發揮所期望的功能的透明樹脂層(透明樹脂製基板(ii))。
<介電質多層膜>
本發明的第一光學濾波器較佳為於所述基材(i)的至少一個面上具有介電質多層膜。本發明中的介電質多層膜表示具有反射近紅外線的能力的膜或具有可見區域中的抗反射效果的膜,藉由具有介電質多層膜,可達成更優異的可見光透過率與近紅外線截止特性。
於本發明中,介電質多層膜可設置於所述基材的一面上,亦可設置於兩面上。當設置於一面上時,製造成本或製造容易性優異,當設置於兩面上時,可獲得具有高強度、且難以產生翹曲或扭曲的光學濾波器。當將光學濾波器應用於固體攝像元件用途時,較佳為光學濾波器的翹曲或扭曲小,因此較佳為將介電質多層膜設置於樹脂製基板的兩面上。
所述介電質多層膜理想的是遍及較佳為波長700nm~1100nm、更佳為波長700nm~1150nm、進而更佳為700nm~1200nm的整個範圍具有反射特性。
作為介電質多層膜,可列舉使高折射率材料層與低折射率材料層交替地積層而成者。作為構成高折射率材料層的材料,可使用折射率為1.7以上的材料,且選擇折射率通常為1.7~2.5 的材料。作為此種材料,例如可列舉將氧化鈦、氧化鋯、五氧化鉭、五氧化鈮、氧化鑭、氧化釔、氧化鋅、硫化鋅或氧化銦等作為主成分,且含有少量(例如相對於主成分為0wt%~10wt%)的氧化鈦、氧化錫及/或氧化鈰等者。
作為構成低折射率材料層的材料,可使用折射率為1.6以下的材料,且選擇折射率通常為1.2~1.6的材料。作為此種材料,例如可列舉:二氧化矽、氧化鋁、氟化鑭、氟化鎂及六氟化鋁鈉。
關於將高折射率材料層與低折射率材料層積層的方法,只要形成積層有該些材料層的介電質多層膜,則並無特別限制。例如可藉由化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,CVD)法、濺鍍法、真空蒸鍍法、離子輔助蒸鍍法或離子鍍法等,於基材(i)上直接形成使高折射率材料層與低折射率材料層交替地積層而成的介電質多層膜。
若將欲阻斷的近紅外線波長設為λ(nm),則高折射率材料層及低折射率材料層的各層的厚度通常較佳為0.1 λ~0.5 λ的厚度。作為λ(nm)的值,例如為700nm~1400nm,較佳為750nm~1300nm。若厚度為該範圍,則折射率(n)與膜厚(d)的積(n×d)變成與藉由λ/4所算出的光學膜厚、以及高折射率材料層及低折射率材料層的各層的厚度大致相同的值,根據反射.折射的光學特性的關係,存在可容易地控制特定波長的阻斷.透過的傾向。
作為光學濾波器整體,介電質多層膜中的高折射率材料 層與低折射率材料層的合計的積層數較佳為16層~70層,更佳為20層~60層。若各層的厚度、作為光學濾波器整體而言的介電質多層膜的厚度或合計的積層數處於所述範圍內,則可確保充分的製造邊際,而且可減少光學濾波器的翹曲或介電質多層膜的裂紋。
於本發明中,結合化合物(S)或化合物(A)的吸收特性來適當地選擇構成高折射率材料層及低折射率材料層的材料種類、高折射率材料層及低折射率材料層的各層的厚度、積層的順序、積層數,藉此可於可見區域中確保充分的透過率,而且於近紅外波長區域中具有充分的光線截止特性,且可降低近紅外線自傾斜方向入射時的反射率。
此處,為了使所述條件最佳化,例如只要使用光學薄膜設計軟體(例如,核心麥克勞德(Essential Macleod),薄膜中心(Thin Film Center)公司製造),以可使可見區域的抗反射效果與近紅外域的光線截止效果並存的方式設定參數即可。於所述軟體的情況下,例如可列舉:於第一光學層的設計時,將波長400nm~700nm的目標透過率設為100%,並將目標公差(Target Tolerance)的值設為1後,將波長705nm~950nm的目標透過率設為0%,將目標公差的值設為0.5等的參數設定方法。該些參數亦可結合基材(i)的各種特性等而更細地劃分波長範圍來改變目標公差的值。
<其他功能膜>
以提昇基材(i)或介電質多層膜的表面硬度、提昇耐化學品 性、抗靜電及消除損傷等為目的,本發明的光學濾波器可於無損本發明的效果的範圍內,在基材(i)與介電質多層膜之間、基材(i)的與設置有介電質多層膜的面相反側的面、或介電質多層膜的與設置有基材(i)的面相反側的面上適宜設置抗反射膜、硬塗膜或抗靜電膜等功能膜。
本發明的光學濾波器可含有1層包含所述功能膜的層,亦可含有2層以上。當本發明的光學濾波器含有2層以上的包含所述功能膜的層時,可含有2層以上的相同的層,亦可含有2層以上的不同的層。
作為積層功能膜的方法,並無特別限制,可列舉:與所述同樣地,於基材(i)或介電質多層膜上對抗反射劑、硬塗劑及/或抗靜電劑等塗佈劑等進行熔融成形或澆鑄成形的方法等。
另外,亦可藉由利用棒塗機等將含有所述塗佈劑等的硬化性組成物塗佈於基材(i)或介電質多層膜上後,利用紫外線照射等進行硬化來製造。
作為所述塗佈劑,可列舉紫外線(Ultraviolet,UV)/電子束(Electron Beam,EB)硬化型樹脂或熱硬化型樹脂等,具體而言,可列舉:乙烯基化合物類或胺基甲酸酯系、丙烯酸胺基甲酸酯系、丙烯酸酯系、環氧系及環氧丙烯酸酯系樹脂等。作為含有該些塗佈劑的所述硬化性組成物,可列舉:乙烯基系、胺基甲酸酯系、丙烯酸胺基甲酸酯系、丙烯酸酯系、環氧系及環氧丙烯酸酯系硬化性組成物等。
另外,所述硬化性組成物亦可含有聚合起始劑。作為所述聚合起始劑,可使用公知的光聚合起始劑或熱聚合起始劑,亦可併用光聚合起始劑與熱聚合起始劑。聚合起始劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
所述硬化性組成物中,當將硬化性組成物的總量設為100wt%時,聚合起始劑的調配比例較佳為0.1wt%~10wt%,更佳為0.5wt%~10wt%,進而更佳為1wt%~5wt%。若聚合起始劑的調配比例處於所述範圍內,則硬化性組成物的硬化特性及處理性優異,可獲得具有所期望的硬度的抗反射膜、硬塗膜或抗靜電膜等功能膜。
進而,亦可向所述硬化性組成物中添加作為溶劑的有機溶劑,作為有機溶劑,可使用公知的有機溶劑。作為有機溶劑的具體例,可列舉:甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、辛醇等醇類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯等酯類;乙二醇單甲基醚、二乙二醇單丁基醚等醚類;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺類。
該些溶劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
所述功能膜的厚度較佳為0.1μm~30μm,進而更佳為0.5μm~20μm,特佳為0.7μm~5μm。
另外,為了提昇基材(i)與功能膜及/或介電質多層膜的 密接性、或功能膜與介電質多層膜的密接性,亦可對基材(i)、功能膜或介電質多層膜的表面進行電暈處理或電漿處理等表面處理。
[第二光學濾波器]
本發明的第二光學濾波器的特徵在於包含近紅外線吸收層(光吸收層)與近紅外線反射層。
作為所述近紅外線吸收層,例如可列舉為包含近紅外線吸收色素的樹脂層的態樣或為含有銅成分的氟磷酸鹽系玻璃層或磷酸鹽系玻璃層的態樣等。
作為本發明的第二光學濾波器,例如可列舉包含玻璃基板且所述近紅外線吸收層設置於所述玻璃基板的至少一個面上的態樣、或包含樹脂製基板且所述近紅外線吸收層設置於所述樹脂製基板的至少一個面上的態樣等。
於本發明的第二光學濾波器中,所述近紅外線反射層亦可為介電質多層膜。
本發明的第二光學濾波器的透過率較佳為滿足下述條件(A)~條件(C)。
條件(A):於波長430nm~580nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為50%以上,較佳為60%以上,進而更佳為70%以上。
於本發明中,藉由使用厚度0.1mm下的全光線透過率高的透明樹脂及於該波長區域中不具有吸收的吸收劑,可獲得於此 種波長430nm~580nm內具有高透過率的光學濾波器。藉由使用滿足所述條件(A)的光學濾波器而可獲得朝向環境光感測器的入射光的充分強度,因此即便於暗的周邊環境下且即便於使用暗的光學窗時亦可獲得環境光感測器的高感度。
條件(B):於波長800nm~1000nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為15%以下,較佳為10%以下,更佳為5%以下,進而更佳為1%以下。
藉由使用滿足所述條件(B)的光學濾波器,成為環境光感測器的誤動作的原因的近紅外線可被截止,因此可獲得誤動作少的環境光感測器。另一方面,若波長800nm~1000nm的範圍內的透過率高,則光學濾波器無法充分截止近紅外線而引起環境光感測器的誤動作等,從而引起環境光感測器的性能降低。
條件(C):於波長560nm~800nm、較佳為580nm~800nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率變成50%的波長的值(Xa)、與自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的透過率變成50%的波長的值(Xb)的差的絕對值(| Xa-Xb |)未滿20nm,較佳為未滿15nm,進而更佳為未滿10nm。
藉由使用滿足所述條件(C)的光學濾波器,由入射光的入射角引起的環境光感測器的分光感度特性變化變小,環境光感測器的感度降低、誤動作的發生得以抑制,並且可不依存入射角度地達成接近人的視感度特性的環境光感測器感度,從而可獲得 高感測器感度特性。
於本實施形態中,光學濾波器104包含反射近紅外線的層或構件、以及吸收近紅外線的層或構件。圖1表示光學濾波器104中包含近紅外線反射層118與近紅外線吸收層120的態樣。
近紅外線反射層118具有反射近紅外線波長範圍的光的特性。近紅外線反射層118由介電質多層膜形成。介電質多層膜具有折射率相對較高的介電質膜與折射率相對較低的介電質膜交替地積層而成的結構。介電質多層膜具有利用光的干涉效果而透過可見光線範圍的光並反射近紅外線波長範圍的光的特性。介電質多層膜於分光透過特性中顯示出急劇的上昇(或下降)。另一方面,介電質多層膜具有於垂直入射光與自傾斜方向的入射光(斜入射光)下分光透過光譜不同的特性。即,僅於介電質多層膜中,若僅為垂直入射光,則可獲得與設計值相同的分光透過光譜,但相對於斜入射光,光路長度發生變化,從而分光透過光譜與設計值不同。因此,當於僅由介電質多層膜形成的光學濾波器中外光以廣角入射時,產生因入射光的透過光譜自光電轉換元件102的視感度特性偏移而發生誤動作的問題。
相對於此,本實施形態的光學濾波器104除近紅外線反射層118外亦設置有近紅外線吸收層120。近紅外線吸收層120具有透過可見光線範圍的光並吸收近紅外線波長範圍的光的特性。近紅外線吸收層120包含吸收近紅外線的化合物,於近紅外線波長範圍中具有至少一個吸收波峰。吸收近紅外線的化合物較佳為 於波長600nm~1500nm的範圍內具有最大吸收,更佳為於波長650nm~1200nm的範圍內具有最大吸收,進而更佳為於波長650nm~800nm的範圍內具有最大吸收,特佳為於波長650nm~750nm的範圍內具有最大吸收。藉由使用於該波長範圍中具有最大吸收的化合物,可獲得由入射角引起的感測器感度的變化小的高精度的環境光感測器。例如,作為吸收近紅外線的化合物,可使用近紅外線吸收色素。
此種近紅外線吸收層120是使用包含吸收近紅外線的化合物以及選自黏合劑樹脂及聚合性化合物中的至少一種的近紅外線吸收性組成物而形成。例如,近紅外線吸收層120於相對於可見光具有透光性的樹脂層中內含吸收近紅外線的化合物。
光學濾波器104於近紅外線反射層118的背面配置有近紅外線吸收層120。近紅外線反射層118反射近紅外線,但當所透過的光中包含近紅外線波長範圍的光時,利用近紅外線吸收層120吸收該透過光中所含的近紅外線波長範圍的光。例如,因近紅外線反射層118為介電質多層膜,故自光學濾波器104的傾斜方向入射的光(斜入射光)的透過光譜與垂直入射時相比發生變化。然而,即便作為斜入射光而透過近紅外線反射層118的光中包含近紅外線波長範圍的光的成分,亦可藉由近紅外線吸收層120吸收該光成分來防止近紅線波長範圍的光成分殘留。光學濾波器104可藉由重疊設置近紅外線反射層118與近紅外線吸收層120而使阻斷近紅外光的性能提高。藉此,當環境光感測器100a測量照度 時,即便於光自傾斜方向入射的情況下,亦可準確地檢測可見光範圍的光的照度。
於本實施形態中,較佳為近紅外線吸收層120的吸收波峰波長的至少一者具有與近紅外線反射層118中的截斷(cut off)波長重合的特性。即便於因自傾斜方向入射至近紅外線反射層118的光而透過光光譜的截斷波長發生了變化時,亦可藉由近紅外線吸收層120來降低截斷波長的偏移的影響。
本實施形態的光學濾波器104的自垂直方向進行測定時的透過率於波長430nm~580nm的範圍內為50%以上。另外,本實施形態的光學濾波器104的自垂直方向進行測定時的透過率於波長800nm~1000nm的範圍內為15%以下。本實施形態的光學濾波器104於波長560nm~800nm的範圍內,自垂直方向進行測定時的透過率變成50%的波長(Xa)、與自相對於光學濾波器104的垂直方向為30°的角度進行測定時的透過率變成50%的波長(Xb)的差的絕對值未滿20nm。本實施形態的光學濾波器104理想的是同時滿足所述條件。
藉由光學濾波器104具有此種光學特性,不僅相對於自垂直方向入射的光,而且即便相對於自傾斜方向入射的光亦可阻斷近紅外光,且不依存入射角度地透過相同光學特性的可見光線範圍的光。
<光學濾波器的類型>
本發明的第二光學濾波器包含近紅外線反射層及近紅外線吸 收層,但作為其形態,可容許各種變形。
《光學濾波器1》
圖2(A)表示自光入射側起設置有第1近紅外線反射層118a、近紅外線吸收層120、第2近紅外線反射層118b的光學濾波器104a。第1近紅外線反射層118a具有折射率不同的介電質膜積層而成的結構。第2近紅外線反射層118b與第1近紅外線反射層118a可具有相同的介電質多層結構,亦可具有不同的介電質多層結構。
近紅外線吸收層120於透光性的樹脂層中包含吸收近紅外線的化合物。作為吸收近紅外線的化合物,例如可列舉近紅外線吸收色素。吸收近紅外線的化合物被包含於近紅外線吸收層120的透光性的樹脂層中。光學濾波器104a的該樹脂層可兼具作為基材的功能。藉由將近紅外線吸收層120其自身用作結構材料,可實現光學濾波器104a的薄型化。
圖2(A)所示的光學濾波器104a藉由使近紅外線吸收層120介隔存在於作為第1近紅外線反射層118a及第2近紅外線反射層118b而形成有介電質多層膜的結構中,即便相對於自傾斜方向入射至光學濾波器104a的光,亦可抑制透過光光譜的變動。
圖2(A)表示近紅外線反射層設置於近紅外線吸收層的兩面上的態樣,但光學濾波器104a並不限定於該態樣。近紅外線反射層亦可僅設置於近紅外線吸收層的一面上。例如,亦可由第1近紅外線反射層118a與近紅外線吸收層120構成光學濾波器 104a。藉由此種構成,亦可發揮所述近紅外線反射層與近紅外線吸收層所帶來的協同效應。另外,亦可使用將第1近紅外線反射層與第2近紅外線反射層的任一者替換成抗反射層的構成。
《光學濾波器2》
於由圖2(A)表示的光學濾波器104a中,亦可於近紅外線吸收層120中使用吸收近紅外線的玻璃。即,亦可代替包含吸收近紅外線的化合物的樹脂層而使用包含吸收近紅外線的物質的玻璃基板來構成光學濾波器104。作為玻璃原材料,可為含有銅成分的氟磷酸鹽系玻璃層或磷酸鹽系玻璃層。玻璃層與樹脂層相比耐熱性高且為硬質的,故可提高光學濾波器104的耐熱性或結構穩定性。
《光學濾波器3》
圖2(B)表示在第1近紅外線反射層118a與近紅外線吸收層120之間設置第1樹脂層122a、在第2近紅外線反射層118b與近紅外線吸收層120之間設置第2樹脂層122b而成的光學濾波器104b。藉由於近紅外線反射層與近紅外線吸收層之間設置樹脂層,可於實現光學濾波器104b的薄型化的同時提高強度。作為近紅外線吸收層120,可使用在所述透光性的樹脂層之中包含吸收近紅外線的化合物的層或者包含吸收近紅外線的物質的玻璃基板。再者,關於樹脂層122,亦可僅設置第1樹脂層122a及第2樹脂層122b中的一者。另外,圖2(B)表示近紅外線反射層設置於近紅外線吸收層的兩面上的態樣,但光學濾波器104b並不限定於 該態樣。近紅外線反射層亦可僅設置於近紅外線吸收層的一面上。再者,樹脂層122a及樹脂層122b中可包含近紅外線吸收劑,亦可不包含近紅外線吸收劑。另外,亦可使用將第1近紅外線反射層與第2近紅外線反射層的任一者替換成抗反射層的構成。
圖2(B)所示的光學濾波器104b藉由具有近紅外線反射層與近紅外線吸收層的組合而起到與由圖2(A)表示的光學濾波器104a相同的作用效果。
《光學濾波器4》
圖3(A)表示使用透明的玻璃基板124構成的光學濾波器104c。光學濾波器104c於玻璃基板124的一個面上設置有近紅外線吸收層120,且於近紅外線吸收層120的上表面上設置有第1近紅外線反射層118a。作為近紅外線吸收層120,可使用在透光性的樹脂層之中包含吸收近紅外線的化合物的層。另外,於玻璃基板124的另一面上設置有第2近紅外線反射層118b。透明的玻璃基板124可用作光學濾波器104的基材。藉由將玻璃基板124用作基材,可提高光學濾波器104的剛性。再者,亦可將於圖3(A)中示出的第2近紅外線反射層118b設置於玻璃基板124與近紅外線吸收層120之間。
再者,於圖3(A)所示的光學濾波器104c中,亦可將近紅外線吸收層120設置於玻璃基板124的兩面上。另外,亦可將第1近紅外線反射層118a與近紅外線吸收層120的組設置為多層。進而,亦可代替透明的玻璃基板124而使用包含吸收近紅外 線的物質的玻璃基板。進而,近紅外線反射層亦可僅設置於近紅外線吸收層的一面上。例如,亦可由第1近紅外線反射層118a、近紅外線吸收層120及玻璃基板124構成光學濾波器104c。另外,亦可使用將第1近紅外線反射層與第2近紅外線反射層的任一者替換成抗反射層的構成。
圖3(A)所示的光學濾波器104c藉由具有近紅外線反射層與近紅外線吸收層的組合而起到與由圖2(A)表示的光學濾波器104a相同的作用效果。
《光學濾波器5》
圖3(B)表示使用透明的樹脂基板125構成的光學濾波器104d。光學濾波器104d於樹脂基板125的一個面上設置有近紅外線吸收層120,且於近紅外線吸收層120的上表面上設置有第1近紅外線反射層118a。另外,於樹脂基板125的另一面上設置有第2近紅外線反射層118b。樹脂基板125可用作光學濾波器104的基材。藉由將樹脂基板125用作基材,可提高光學濾波器104的加工性、柔軟性。再者,亦可將於圖3(B)中示出的第2近紅外線反射層118b設置於樹脂基板125與近紅外線吸收層120之間。作為近紅外線吸收層120,可使用在透光性的樹脂層之中包含吸收近紅外線的化合物的層。
再者,於圖3(B)所示的光學濾波器104d中,亦可將近紅外線吸收層120設置於樹脂基板125的兩面上。另外,亦可將第1近紅外線反射層118a與近紅外線吸收層120的組設置為多 層。進而,近紅外線反射層亦可僅設置於近紅外線吸收層的一面上。例如,亦可由第1近紅外線反射層118a、近紅外線吸收層120及樹脂基板125構成光學濾波器104d。另外,亦可使用將第1近紅外線反射層與第2近紅外線反射層的任一者替換成抗反射層的構成。
圖3(B)所示的光學濾波器104d藉由具有近紅外線反射層與近紅外線吸收層的組合而起到與由圖2(A)表示的光學濾波器104a相同的作用效果。
<近紅外線反射層>
近紅外線反射層118被設計成至少透過波長400nm~600nm的範圍的可見光線,並且至少反射波長750nm以上的近紅外線。近紅外線反射層118較佳為可見區域的透過率高且至少於波長400nm~600nm的波長範圍中具有90%以上的平均分光透過率。另外,近紅外線反射層118較佳為於波長750nm以上的近紅線波長範圍中具有未滿2%的分光透過率。其原因在於,不使近紅外線入射至光電轉換元件102,另一方面,以高感度檢測可見光線範圍的光。
近紅外線反射層118較佳為於分光透過特性中具有急劇的上昇(或下降)特性(截斷特性)。其原因在於,近紅外線反射層118藉由具有急劇的截斷特性,於其與近紅外線吸收層120的組合中於光學設計上有利地發揮作用。即原因在於,即便於相對於朝向近紅外線反射層118的斜入射光而透過光譜發生變化時, 若為急劇的截斷特性,則容易使截斷波長與近紅外線吸收層120的吸收波峰一致。
近紅外線反射層118由介電質多層膜形成。關於介電質多層膜的詳情,如所述第一光學濾波器中的說明所述。
高折射率材料層及低折射率材料層的各層的物理膜厚雖亦取決於各個層的折射率,但通常較佳為5nm~500nm,作為光學濾波器整體,介電質多層膜的物理膜厚的合計值較佳為1.0μm~8.0μm。
當將本發明的光學濾波器應用於環境光感測器的用途時,光學濾波器的翹曲較小者較佳,因此,較佳為將介電質多層膜設置於基材的兩面上,設置於兩面上的介電質多層膜的分光特性可相同亦可不同。當設置於兩面上的介電質多層膜的分光特性相同時,可於近紅外波長區域中效率佳地降低光線阻止範圍Za及光線阻止範圍Zc的透過率,當設置於兩面上的介電質多層膜的分光特性不同時,有容易將光線阻止範圍Zc擴展至波長更長之側的傾向。
<近紅外線吸收層及透明樹脂基板>
作為用以構成近紅外線吸收層120的含有近紅外線吸收色素的樹脂及透明樹脂基板125中所使用的樹脂,可使用透明樹脂。關於透明樹脂的詳情,如所述第一光學濾波器中的說明所述。
關於含有近紅外線吸收色素的樹脂層的厚度,當如「光學濾波器1」及「光學濾波器3」般使含近紅外線吸收色素的樹脂 層兼具作為樹脂基板的功能時,較佳為10μm~300μm,更佳為20μm~200μm,進而更佳為25μm~150μm,特佳為30μm~120μm。若含有近紅外線吸收色素的樹脂層的厚度處於所述範圍內,則可將光學濾波器加以輕量化及小型化,從而可達成環境光感測器的低背化。當樹脂層的厚度較所述範圍厚時,無法達成環境光感測器的低背化此一原本的目的。另一方面,當樹脂層的厚度較所述範圍薄時,存在光學濾波器的翹曲變大的問題。
另外,當如「光學濾波器4」及「光學濾波器5」般將含近紅外線吸收色素的樹脂層設置於透明玻璃基板或透明樹脂基板上時,含近紅外線吸收色素的樹脂層的厚度較佳為0.5μm~150μm,更佳為0.7μm~100μm,進而更佳為1μm~50μm,特佳為2μm~30μm。若含有近紅外線吸收色素的樹脂層的厚度處於所述範圍內,則可將光學濾波器加以輕量化及小型化,從而可達成環境光感測器的低背化。當樹脂層的厚度較所述範圍厚時,無法達成環境光感測器的低背化此一原本的目的。另一方面,當樹脂層的厚度較所述範圍薄時,近紅外線吸收色素對於樹脂層的溶解性存在限制,因此可應用的近紅外線吸收色素的種類及含量受限,無法獲得充分的光學特性。
「光學濾波器2」的近紅外線吸收層中所使用的吸收近紅外線的玻璃的厚度較佳為30μm~1000μm,更佳為35μm~500μm,進而更佳為40μm~300μm,特佳為45μm~210μm。近紅外線吸收玻璃非常脆,當玻璃的厚度較所述範圍薄時,存在使用 時破裂、缺損、翹曲變大等問題而難以使用。
「光學濾波器4」中所使用的透明玻璃基板的厚度較佳為20μm~1000μm,更佳為25μm~500μm,進而更佳為30μm~300μm,特佳為35μm~210μm。若透明玻璃的厚度處於所述範圍內,則可將光學濾波器加以輕量化及小型化,從而可達成環境光感測器的低背化。當透明玻璃的厚度較所述範圍厚時,無法達成環境光感測器的低背化此一原本的目的。另一方面,當透明玻璃的厚度較所述範圍薄時,因翹曲變大的玻璃層脆,故存在破裂、缺損等問題而難以使用。
如上所述,玻璃存在若厚度變薄則變脆的問題,因此就環境光感測器的低背化的觀點而言,較佳為如「光學濾波器1、光學濾波器3、光學濾波器5」般使用樹脂製基板。
含有近紅外線吸收色素的樹脂層可將樹脂層自身用作膜基板,亦能夠以將該樹脂層塗佈於其他膜基板上的形式使用,亦能夠以將該樹脂層塗佈於玻璃基板上的形式使用。當將樹脂層自身用作膜基板時,可藉由所述溶液澆鑄法或擠出成形法來製作膜基板。
作為所述膜基板,可使用包含所述透明樹脂的樹脂膜。
於無損本發明的效果的範圍內,所述透明樹脂層可除近紅外線吸收色素之外亦含有抗氧化劑、近紫外線吸收劑、螢光消光劑及金屬錯合物系化合物等添加劑。另外,當藉由所述澆鑄成形來製造基材時,可藉由添加調平劑或消泡劑來容易地製造基 材。該些成分可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
所述基材可為單層亦可為多層,包含近紅外線吸收色素的層可將包含各別的近紅外線吸收色素的透明樹脂層多層化,亦可將包含近紅外線吸收色素的層與不包含近紅外線吸收色素的層多層化。另外,亦可於含有銅成分的近紅外線吸收玻璃層上積層含有近紅外線吸收色素的樹脂層。
另外,亦可於所述基材上積層包含硬化性樹脂的外塗層等樹脂層。亦可使近紅外線吸收色素包含於該硬化性樹脂層中。
當使用透明樹脂層時,就製造成本或光學特性調整的容易性、進而提昇透明樹脂製基板的耐損傷性等方面而言,特佳為使用在含有近紅外線吸收色素的透明樹脂製基板上積層包含硬化性樹脂的外塗層等樹脂層而成的基材。
<透明樹脂基材的製造方法>
當所述基材包含含有近紅外線吸收色素的透明樹脂製基板時,可藉由所述第一光學濾波器中所說明的方法來製造該透明樹脂製基板。
<玻璃>
作為近紅外線吸收層,可使用包含銅成分的近紅外線吸收玻璃(以下亦稱為「含Cu玻璃」)。藉由使用含Cu玻璃而具有相對於可見光的高透過性,並且相對於近紅外線亦具有高遮蔽性。再者,設為磷酸鹽玻璃中亦包括玻璃骨架的一部分由SiO2構成的矽磷酸鹽玻璃。作為含Cu玻璃,例如可列舉以下組成者。
(GL1)相對於包含46%~70%的P2O5、0.2%~20%的AlF3、0~25%的LiF+NaF+KF、1%~50%的MgF2+CaF+SrF2+BaF2+PbF2、其中F為0.5%~32%,O為26%~54%的基礎玻璃100重量份,以額外的比例包含0.5重量份~7重量份的CuO的玻璃。
(GL2)包含25%~60%的P2O5、1%~13%的Al2OF3、1%~10%的MgO、1%~16%的CaO、1%~26%的BaO、0~16%的SrO、0~16%的ZnO、0~13%的Li2O、0~10%的Na2O、0~11%的K2O、1%~7%的CuO、15%~40%的ΣRO(R=Mg、Ca、Sr、Ba)、3%~18%的ΣR‘2O(R‘=Li、Na、K)(其中,至多39%莫耳量的O2-離子由F-離子取代)的玻璃。
(GL3)包含5%~45%的P2O5、1%~35%的ArF3、0~40%的RF(R為Li、Na、K)、10%~75%的R‘F2(R‘為Mg、Ca、Sr、Ba、Pb、Zn)、0~15%的R“Fm(R“為La、Y、Cd、Si、B、Zr、Ta,m為相當於R“的原子價的數)(其中,至多氟化物總合計量的70%可被取代為氧化物)及0.2%~15%的CuO的玻璃。
(GL4)以陽離子%表示,包含11%~43%的P5+、1%~29%的Al3+、14%~50%的R陽離子(Mg、Ca、Ba、Pb、Zn離子的含量)、0~43%的R‘陽離子(Li、Na、K離子的含量)、0~8%的R“陽離子(La、Y、Cd、Si、B、Zr、Ta離子的含量)及0.5%~13%的Cu2+,進而含有以陰離子%計17%~80%的F-的玻璃。
(GL5)以陽離子%表示,包含23%~41%的P5+、4%~ 16%的Al3+、11%~40%的Li+、3%~13%的Na+、12%~53%的R2+(Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+的含量)及2.6%~4.7%的Cu2+,進而包含以陰離子%計25%~48%的F-及52%~75%的O2-的玻璃。
(GL6)相對於以質量%表示包含70%~85%的P2O5、8%~17%的Al2O3、1%~10%的B2O3、0~3%的Li2O、0~5%的Na2O、0~5%的K2O、其中Li2O+Na2O+K2O為0.1%~5%,SiO2為0~3%的基礎玻璃100重量份,以額外的比例包含0.1重量份~5重量份的CuO的玻璃。
市售品中,例如作為(GL1)可列舉NF50-E、NF50-EX(旭硝子公司製造),作為(GL2)可列舉BG-60、BG-61(肖特(SHOTT)公司製造),作為(GL3)可列舉CD5000(豪雅(HOYA)公司製造)等。
另外,所述含Cu玻璃可進而含有金屬氧化物。若作為金屬氧化物而含有例如Fe2O3、MoO3、WO3、CeO2、Sb2O3、V2O5等的一種或兩種以上,則含Cu玻璃具有紫外線吸收特性。關於該金屬氧化物的含量,較佳為相對於所述含Cu玻璃100重量份,將選自由Fe2O3、MoO3、WO3及CeO2所組成的群組中的至少一種設為Fe2O3 0.6重量份~5重量份、MoO3 0.5重量份~5重量份、WO3 1重量份~6重量份、CeO2 2.5重量份~6重量份,或者將Fe2O3與Sb2O3此兩種設為Fe2O3 0.6重量份~5重量份+Sb2O3 0.1重量份~5重量份或將V2O5與CeO2此兩種設為V2O5 0.01重量份~0.5重量份+CeO2 1重量份~6重量份。
作為所述含Cu玻璃的厚度,較佳為0.03mm~5mm的範圍,就強度及輕量化、低背化的觀點而言,更佳為0.05mm~1mm的範圍。
<玻璃基板>
作為無吸收的玻璃基板,只要為包含矽酸鹽作為主成分的基板則無特別限定,可列舉具有結晶結構的石英玻璃基板等。此外,可使用硼矽酸玻璃基板、鈉玻璃基板及色玻璃基板等,但尤其無鹼玻璃基板、低α射線玻璃基板等玻璃基板對感測器元件的影響少,故較佳。
<樹脂層(密接層)>
於本發明中,亦可於近紅外線吸收層與近紅外線反射膜之間存在樹脂層。尤其當使用玻璃基材作為所述基材且於玻璃基板上積層近紅外線吸收層時,所述近紅外線吸收層與玻璃基板的化學組成及熱線膨脹率相互不同,因此較佳為於近紅外線吸收層與玻璃基板之間設置密接層以確保所述近紅外線吸收層與玻璃基板的充分密接性。本發明中使用的密接層只要包含可確保近紅外線吸收層與玻璃基板之間的密接性的材料則並無特別限定,例如,若具有(a)源自含(甲基)丙烯醯基的化合物的結構單元、(b)源自含羧酸基的化合物的結構單元及(c)源自含環氧基的化合物的結構單元,則近紅外線吸收層與玻璃基板的密接性變高,故較佳。
《(a)源自含(甲基)丙烯醯基的化合物的結構單元》
作為結構單元(a),只要為源自含(甲基)丙烯醯基的化合物 的結構單元則並無特別限定。作為含(甲基)丙烯醯基的化合物,例如單官能、二官能或三官能以上的(甲基)丙烯酸酯就聚合性良好的方面而言較佳。於本發明中,「(甲基)丙烯酸基」表示「丙烯酸基」或「甲基丙烯酸基」。
作為所述單官能(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、二乙二醇單乙醚丙烯酸酯、二乙二醇單乙醚甲基丙烯酸酯、鄰苯二甲酸(2-丙烯醯基氧基乙基)(2-羥基丙基)酯、鄰苯二甲酸(2-甲基丙烯醯基氧基乙基)(2-羥基丙基)酯及ω-羧基聚己內酯單丙烯酸酯。
作為該些的市售品,能夠以商品名列舉例如亞羅尼斯(Aronix)M-101、亞羅尼斯(Aronix)M-111、亞羅尼斯(Aronix)M-114、亞羅尼斯(Aronix)M-5300(以上由東亞合成(股份)製造);卡亞拉得(KAYARAD)TC-110S、卡亞拉得(KAYARAD)TC-120S(以上由日本化藥(股份)製造);比斯克特(Viscoat)158、比斯克特(Viscoat)2311(以上由大阪有機化學工業(股份)製造)。
作為所述二官能(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、9,9-雙[4-(2-丙烯醯基氧基乙氧基)苯基]茀、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯及1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯。
作為該些的市售品,能夠以商品名列舉例如亞羅尼斯(Aronix)M-210、亞羅尼斯(Aronix)M-240、亞羅尼斯(Aronix)M-6200(以上由東亞合成(股份)製造);卡亞拉得(KAYARAD)HDDA、卡亞拉得(KAYARAD)HX-220、卡亞拉得(KAYARAD)R-604(以上由日本化藥(股份)製造);比斯克特(Viscoat)260、比斯克特(Viscoat)312、比斯克特(Viscoat)335HP(以上由大阪有機化學工業(股份)製造);萊特丙烯酸酯(Light Acrylate)1,9-NDA(共榮社化學(股份)製造)。
作為所述三官能以上的(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯與二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、環氧乙烷改質二季戊四醇六丙烯酸酯、三(2-丙烯醯基氧基乙基)磷酸酯、三(2-甲基丙烯醯基氧基乙基)磷酸酯,此外亦可列舉使具有直鏈伸烷基及脂環式結構且具有兩個以上的異氰酸酯基的化合物與分子內具有一個以上的羥基且具有三個、四個或五個(甲基)丙烯醯基氧基的化合物反應而獲得的多官能丙烯酸胺基甲酸酯系化合物。
作為三官能以上的(甲基)丙烯酸酯的市售品,能夠以商品名列舉例如亞羅尼斯(Aronix)M-309、亞羅尼斯(Aronix)M-315、 亞羅尼斯(Aronix)M-400、亞羅尼斯(Aronix)M-405、亞羅尼斯(Aronix)M-450、亞羅尼斯(Aronix)M-7100、亞羅尼斯(Aronix)M-8030、亞羅尼斯(Aronix)M-8060、亞羅尼斯(Aronix)TO-1450(以上由東亞合成(股份)製造);卡亞拉得(KAYARAD)TMPTA、卡亞拉得(KAYARAD)DPHA、卡亞拉得(KAYARAD)DPCA-20、卡亞拉得(KAYARAD)DPCA-30、卡亞拉得(KAYARAD)DPCA-60、卡亞拉得(KAYARAD)DPCA-120、卡亞拉得(KAYARAD)DPEA-12(以上由日本化藥(股份)製造);比斯克特(Viscoat)295、比斯克特(Viscoat)300、比斯克特(Viscoat)360、比斯克特(Viscoat)GPT、比斯克特(Viscoat)3PA、比斯克特(Viscoat)400(以上由大阪有機化學工業(股份)製造),或者作為含有多官能丙烯酸胺基甲酸酯系化合物的市售品,可列舉:新前沿(New Frontier)R-1150(第一工業製藥(股份)製造);卡亞拉得(KAYARAD)DPHA-40H(日本化藥(股份)製造)。
於所述硬化層中,可單獨使用一種該些含(甲基)丙烯醯基的化合物或混合使用兩種以上。
《(b)源自含羧酸基的化合物的結構單元》
作為結構單元(b),只要為源自含羧酸基的化合物的結構單元,則並無特別限定。作為含羧酸基的化合物,例如可列舉:單羧酸、二羧酸、二羧酸的酸酐及具有羧酸基的聚合體。
作為單羧酸,例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2-丙烯醯基氧基乙基丁二酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基丁二 酸、2-丙烯醯基氧基乙基六氫鄰苯二甲酸及2-甲基丙烯醯基氧基乙基六氫鄰苯二甲酸。
作為所述二羧酸,例如可列舉順丁烯二酸、反丁烯二酸及檸康酸。
作為所述二羧酸的酸酐,可列舉上述二羧酸的酸酐等。
另外,作為具有羧酸基的聚合體,可適宜地使用包含如下化合物的聚合體或者該些化合物與所述含(甲基)丙烯醯基的化合物的共聚體:所述化合物為含有羧酸基的化合物,例如選自丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸及順丁烯二酸酐等中的一種以上且具有聚合性。
該些中,就共聚合反應性的方面而言,較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯醯基氧基乙基丁二酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基丁二酸或順丁烯二酸酐。
《(c)源自含環氧基的化合物的結構單元》
作為結構單元(c),只要為源自含環氧基的化合物的結構單元,則並無特別限定。作為含環氧基(氧雜環丙基)的化合物,例如可列舉:(甲基)丙烯酸氧雜環丙基(環)烷基酯、α-烷基丙烯酸氧雜環丙基(環)烷基酯及具有不飽和鍵的縮水甘油醚化合物等具有氧雜環丙基的不飽和化合物;具有氧雜環丁基的(甲基)丙烯酸酯等具有氧雜環丁基的不飽和化合物。
作為(甲基)丙烯酸氧雜環丙基(環)烷基酯,例如可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基縮水甘油酯、(甲 基)丙烯酸-4-羥基丁酯縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸3,4-環氧基丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-環氧基庚酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己酯及(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯,作為α-烷基丙烯酸氧雜環丙基(環)烷基酯,例如可列舉:α-乙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丁基丙烯酸縮水甘油酯、α-乙基丙烯酸酸6,7-環氧基庚酯及α-乙基丙烯酸3,4-環氧基環己酯,作為具有不飽和鍵的縮水甘油醚化合物,例如可列舉:鄰乙烯基苄基縮水甘油醚、間乙烯基苄基縮水甘油醚及對乙烯基苄基縮水甘油醚,作為具有氧雜環丁基的(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:3-((甲基)丙烯醯基氧基甲基)氧雜環丁烷、3-((甲基)丙烯醯基氧基甲基)-3-乙基氧雜環丁烷、3-((甲基)丙烯醯基氧基甲基)-2-甲基氧雜環丁烷、3-((甲基)丙烯醯基氧基乙基)-3-乙基氧雜環丁烷、2-乙基-3-((甲基)丙烯醯基氧基乙基)氧雜環丁烷、3-甲基-3-(甲基)丙烯醯基氧基甲基氧雜環丁烷及3-乙基-3-(甲基)丙烯醯基氧基甲基氧雜環丁烷。
該些中,尤其甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2-甲基縮水甘油酯、甲基丙烯酸3,4-環氧基環己酯、甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯、3-甲基丙烯醯基氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯醯基氧基甲基氧雜環丁烷或3-乙基-3-甲基丙烯醯基氧基甲基氧雜環丁烷就聚合性的方面而言較佳。
《任意成分》
於無損本發明的效果的範圍內,所述密接層中可添加酸產生 劑、密接助劑、界面活性劑、聚合起始劑等任意成分。該些的添加量可根據所期望的特性適宜選擇,但理想的是相對於所述含(甲基)丙烯醯基的化合物、所述含羧酸基的化合物及所述含環氧基的化合物的合計100重量份,分別通常為0.01重量份~15.0重量份,較佳為0.05重量份~10.0重量份。
《聚合起始劑》
所述聚合起始劑為感應紫外線或電子束等光線而產生能夠使單體成分的聚合起始的活性種的成分。作為此種聚合起始劑,並無特別限定,可列舉:O-醯基肟化合物、苯乙酮化合物、聯咪唑化合物、烷基苯酮(alkylphenone)化合物、二苯甲酮化合物等。作為該些的具體例,可列舉:乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、1-[9-乙基-6-苯甲醯基-9.H.-咔唑-3-基]-辛烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-正丁基-6-(2-乙基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、1,2-辛二酮-1-[4-(苯基硫)-2-(O-苯甲醯基肟)]、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫吡喃基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊基)甲氧基苯甲醯基}-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)- 丁烷-1-酮、2-二甲基胺基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-嗎啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮、1-苯基-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-(2-羥基-2-丙基)酮、1-羥基環己基二苯甲酮、1-羥基環己基苯基酮等。該些聚合起始劑可單獨使用或混合使用兩種以上。
密接層例如可藉由以下方法製造:將包含所述含(甲基)丙烯醯基的化合物、所述含羧酸基的化合物、所述含環氧基的化合物及視需要的所述任意成分的組成物(G)熔融混煉而獲得顆粒並對所獲得的顆粒進行熔融成形的方法;對自包含該組成物(G)及溶劑的液狀組成物中去除溶劑所獲得的顆粒進行熔融成形的方法;或者對所述液狀組成物進行澆鑄(澆鑄成形)的方法。作為熔融成形的方法及澆鑄成形的方法,可列舉與所述相同的方法等。
相對於組成物(G)100重量份,所述含(甲基)丙烯醯基的化合物的調配量較佳為30重量份~70重量份,進而更佳為40重量份~60重量份,相對於組成物(G)100重量份,所述含羧酸基的化合物的調配量較佳為5重量份~30重量份,進而更佳為10重量份~25重量份,相對於組成物(G)100重量份,所述含環氧基的化合物的調配量較佳為15重量份~50重量份,進而更佳為20重量份~40重量份。
另外,任意成分的調配量可根據所期望的特性適宜選擇,但相對於組成物(G)100重量份,較佳為0.01重量份~15.0 重量份,進而更佳為0.05重量份~10.0重量份。
密接層的厚度只要無損本發明的效果則無特別限制,但較佳為0.1μm~5.0μm,進而更佳為0.2μm~3.0μm。
<其他功能膜>
與所述第一光學濾波器同樣地,以提昇基材或介電質多層膜的表面硬度、提昇耐化學品性、抗靜電及消除損傷等為目的,本發明的第二光學濾波器可於無損本發明的效果的範圍內適宜設置抗反射膜、硬塗膜或抗靜電膜等功能膜。
<近紅外線吸收色素>
作為近紅外線吸收色素,可列舉:方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物、八元卟啉(octaphyrin)系化合物、六元卟啉(hexaphyrin)系化合物、花青系化合物、二亞銨系化合物、銨系化合物、亞胺(iminium)系化合物、蒽醌系化合物等。可使用選自該些化合物中的一種以上的化合物,亦可混合使用兩種以上的化合物。該些中,就透過率特性及熱穩定性的觀點而言,可適宜地使用方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物或花青系化合物。另外,所述近紅外線吸收色素較佳為所述化合物(A)。
[光學濾波器的用途]
本發明的光學濾波器即便於入射角度大時亦具有優異的可見透過率與近紅外線截止能力。因此,可有效用作照度感測器或顏色校正用感測器等各種環境光感測器用途。尤其,可有效用作搭 載於於數位靜態照相機、智慧型手機、平板終端機、行動電話、可穿戴裝置、汽車、電視機、遊戲機等中的環境光感測器用途。進而,亦可有效用作安裝於汽車或建築物等的窗用玻璃板等上的熱線截止濾波器等。
[環境光感測器]
可將所述本發明的光學濾波器與光電轉換元件組合而用作環境光感測器。此處,所謂環境光感測器是指照度感測器或顏色校正用感測器等可感知周圍的亮度或色調(於傍晚的時間段中紅色強等)的感測器,例如可根據環境光感測器所感知的資訊控制搭載於設備上的顯示器的照度或色澤。
<環境光感測器1>
圖1表示本發明的一實施形態的環境光感測器100a。環境光感測器100a具備光學濾波器104及光電轉換元件102。若光入射至受光部,則光電轉換元件102藉由光伏打效應(photovoltaic effect)而產生電流或電壓。圖1中,作為一例而表示具有第1電極106、光電轉換層108、第2電極114的光電轉換元件102。光電轉換層108由顯現出光電效應的半導體形成。例如,光電轉換層108使用矽半導體而形成。光學濾波器104設置於光電轉換元件102的受光面側。通過光學濾波器104後的光照射至光電轉換元件102的受光面。
藉由光學濾波器104,入射至光電轉換元件102的受光面的光為可見光線範圍的光,近紅外線波長區域(700nm~1200nm) 的光被阻斷。環境光感測器100a感應可見光線範圍的光並檢測與視感度對應的外部光強度。
光學濾波器104包含近紅外線反射層118與近紅外線吸收層120。入射至光學濾波器104的光受到近紅外線反射層118及近紅外線吸收層120的作用,從而近紅外線範圍的光強度被充分降低。於光學濾波器104中,近紅外線反射層118與近紅外線吸收層120重疊設置。換言之,近紅外線反射層118與近紅外線吸收層120於入射光的光軸上串列地配置。藉由此種配置,不僅相對於自相對於光學濾波器104的垂直方向入射的光,而且即便相對於自傾斜方向入射的光亦可阻斷近紅外線範圍的光。即,即便於光自傾斜方向入射至光學濾波器104時,透過光的光譜變化亦得以抑制。
環境光感測器100a具備光學濾波器104,藉此能夠以廣角接受光,於所述情況下亦可檢測與視感度相適應的外部光強度。
再者,於環境光感測器100a中,於光學濾波器104與光電轉換元件102之間亦可介隔存在其他透光性的層。例如,於光學濾波器104與光電轉換元件102之間亦可設置具有透光性的樹脂層作為密封材。
<環境光感測器2>
圖4表示具備照度感測器受光元件102a及光學濾波器104的環境光感測器100a的剖面結構的一例。環境光感測器100a藉由照度感測器受光元件102a檢測外部光的強度,從而作為照度感測 器發揮功能。於照度感測器受光元件102a的上表面設置有光學濾波器104。藉由光學濾波器104,入射至照度感測器受光元件102a的受光面的光中近紅外線波長區域的光被阻斷,從而可檢測與照度感測器受光元件的視感度特性對應的外部光強度。藉由使用包含近紅外線反射層118與近紅外線吸收層120的光學濾波器104,與照度感測器的視感度特性相適應且由入射角度引起的變化小的可見光線範圍的光入射至照度感測器受光元件,因此可獲得誤動作少的照度感測器。
<環境光感測器3>
圖5(A)及圖5(B)表示具備照度感測器受光元件102a、接近式感測器受光元件102b、發光二極體130及光學濾波器104的環境光感測器100b的一例。再者,圖5(A)表示環境光感測器100b的平面圖,圖5(B)表示沿I-J線的剖面結構。
環境光感測器100b藉由照度感測器受光元件102a檢測外部光的強度,從而作為照度感測器發揮功能。發光二極體130射出紅外光,且接近式感測器受光元件102b接受所述紅外光的反射光。即,發光二極體130與接近式感測器受光元件102b協同動作,藉此作為接近式感測器發揮功能。照度感測器受光元件102a及接近式感測器受光元件102b與發光二極體130之間藉由遮光構件132以使得自發光二極體130射出的光不會作為雜散光而入射的方式進行分隔。遮光構件132使用環氧系樹脂等硬化性樹脂而被成形為分別包圍照度感測器受光元件102a、接近式感測器受光 元件102b及發光二極體130,且上表面部以可入射光或射出光的方式開口。
於照度感測器受光元件102a的上表面設置有光學濾波器104。藉由光學濾波器104,入射至照度感測器受光元件102a的受光面的光中近紅外線波長區域的光被阻斷,從而可檢測與照度感測器受光元件的視感度特性對應的外部光強度。藉由使用包含近紅外線反射層118與近紅外線吸收層120的光學濾波器104,與照度感測器的視感度特性相適應且由入射角度引起的變化小的可見光線範圍的光入射至照度感測器受光元件,因此可獲得誤動作少的照度感測器。進而,即便自發光二極體130射出的光的反射光返回至照度感測器受光元件102a,亦會被光學濾波器104阻斷而未入射,因此可防止由來自接近式感測器用發光二極體的反射光引起的照度感測器的誤動作。因此,照度感測器受光元件102a感應外部光中的可見光線波長區域的光,從而作為照度感測器發揮功能。
另一方面,於接近式感測器受光元件102b的受光面上設置有近紅外線帶通濾波器134。近紅外線帶通濾波器134為透過近紅外線波長區域的光的帶通濾波器。近紅外線帶通濾波器134是於黏合劑樹脂或聚合性化合物等中加入在可見光線波長區域的波長中具有吸收的色素(顏料或染料)而形成。近紅外線帶通濾波器134具有吸收(截止)大致未滿700nm、較佳為未滿750nm,更佳為未滿800nm的光,且透過波長700nm以上、較佳為750nm 以上、更佳為800nm以上的光的分光透過特性。
近紅外線帶通濾波器134藉由阻斷如上所述般的未滿規定波長(例如,未滿波長750nm)的光,且透過規定波長區域(例如,750nm~950nm)的近紅外線,可使近紅外線入射至接近式感測器受光元件102b。藉此,接近式感測器受光元件102b可不受起因於可見光的雜訊等的影響地且精度良好地對近紅外線進行檢測。近紅外線帶通濾波器134例如可使用日本專利特開2014-130332號公報中記載的感光性組成物來形成。
此種環境光感測器100b可安裝於電子設備而藉由作為照度感測器的功能來檢測周圍光的亮度,且藉由作為接近式感測器的功能來檢測接近電子設備的本體的物體。藉由環境光感測器100b中的該些功能,具有觸控面板一體型顯示畫面的電子設置可根據周圍環境的亮度來控制畫面的亮度,且根據與物體的距離來進行顯示畫面的熄滅及觸控面板功能的停止從而可支援使畫面熄滅的動作。
再者,於圖4所示的環境光感測器100a中,亦可代替照度感測器受光元件而於光電二極體(photodiode)上設置彩色感測器受光元件,所述彩色感測器受光元件中設置有RGB彩色濾波器。藉此,可檢測周圍光的分光強度比(RGB比)而極為精細地控制畫面的亮度或畫質。可藉由作為彩色感測器的功能而將周圍光分光成多個波長區域的光來進行檢測。藉由環境光感測器100a中的該些功能,可支援例如對植物工場中的蔬菜或果實的成熟度 的監視。
於圖5(A)、圖5(B)所示的環境光感測器100b中,設置於照度感測器受光元件120a的受光面上的光學濾波器104藉由將近紅外線反射層118與近紅外線吸收層120組合,即便相對於自傾斜方向入射的光,亦可有效地阻斷近紅外線。藉此,可實現由入射角度引起的感測器感度的變化少從而誤動作少的接近式感測器一體型照度感測器。
[感測器模組]
可將本發明的光學濾波器、其他光學濾波器、透鏡及光電轉換元件等組合而製成感測器模組。
圖17及圖18表示光感測器模組的略圖。圖17中,將本發明的光學濾波器203用於光感測器207與光擴散膜202的中間。圖18中,除本發明的光學濾波器203外,亦將具有近紅外線吸收特性的紅外線(Infrared,IR)截止膜204用於光感測器207與光學濾波器203之間。
[電子設備]
本發明的電子設備包括如上所述的本發明的環境光感測器。以下,一面參照圖式一面對本發明的電子設備進行說明。
圖6(A)~圖6(C)表示電子設備136的一例。再者,圖6(A)為電子設備136的正視圖,圖6(B)為平面圖,圖6(C)為表示在圖6(B)中以虛線包圍的區域D的詳情的剖面圖。電子設備136包括筐體138、顯示面板140、麥克風部142、揚聲器部 144,進而包括環境光感測器100(作為「環境光感測器1」而說明的環境光感測器100a或作為「環境光感測器2」而說明的環境光感測器100b)。環境光感測器100包括光學濾波器104及光電轉換元件102而構成。顯示面板140採用觸控面板,除顯示功能外亦兼具輸入功能。
環境光感測器100中,光經由設置於筐體138的光學窗145而入射。環境光感測器100對放置有電子設備136的周圍光的強度進行檢測。另外,當環境光感測器100具有接近式感測器的功能時,除進行周圍光的測光之外,亦對距接近電子設備136的表面面板的物體的距離進行測距。電子設備136藉由環境光感測器100來控制顯示面板140的亮度,且控制顯示面板的開閉、輸入功能的開閉。
電子設備136重視外觀的設計性,從而不設置用以使外部光入射至環境光感測器100的開孔,而是採用使光透過筐體138的光學窗145而抵達環境光感測器100的結構。光學窗145例如為用作電子設備136的表面面板的構件本身或為其一部分,且具有透光性。但是,表面面板為構成電子設備136的外觀的構件,因此通常施加有色彩。該情況下,光學窗145產生以下問題:可見光線的透過光量降低,且湮沒於近紅外線的資訊中。然而,根據本實施形態,藉由於環境光感測器100中設置有光學濾波器104,可將近紅外線的雜訊去除而檢測可見光線。因此,當使用具有作為彩色濾波器的功能的環境光感測器100b時,亦可抑制色調 的偏移並準確地檢測周圍光。
根據本實施形態,於環境光感測器100中,光學濾波器104接近光電轉換元件102的受光面而設置,藉此,即便相對於以廣角入射的光亦可準確地測定照度。
[實施例]
以下,根據實施例對本發明進行說明,但本發明並不受該實施例任何限定。再者,只要事先無特別說明,則「份」及「%」表示「重量份」及「wt%」。另外,各物性值的測定方法及物性的評價方法如下所述。
<分子量>
樹脂的分子量是考慮各樹脂對於溶劑的溶解性等,藉由下述(a)、(b)或(c)的方法來進行測定。
(a)使用沃特斯(WATERS)公司製造的凝膠滲透層析(GPC)裝置(150C型,管柱:東曹(Tosoh)公司製造的H型管柱,展開溶劑:鄰二氯苯),測定標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)。
(b)使用東曹公司製造的GPC裝置(HLC-8220型,管柱:TSKgel α-M,展開溶劑:四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)),測定標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)。
(c)將聚醯亞胺樹脂溶液的一部分投入至無水甲醇中來使聚醯亞胺樹脂析出,進行過濾後自未反應單體中分離。使於80℃ 下真空乾燥12小時而獲得的聚醯亞胺0.1g溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮20mL中,使用堪農-芬斯基(Cannon-Fenske)黏度計,藉由下述式來求出30℃下的對數黏度(μ)。
μ={ln(ts/t0)}/C
t0:溶媒的流下時間
ts:稀薄高分子溶液的流下時間
C:0.5g/dL
<玻璃轉移溫度(Tg)>
使用SII奈米科技(SII Nano Technologies)股份有限公司製造的示差掃描熱量計(DSC6200),於氮氣氣流下,以昇溫速度:20℃/min進行測定。
<飽和吸水率>
依據美國材料試驗協會(ASTM)D570,使試驗片於23℃的水中浸漬1週後,藉由試驗片的重量變化來測定吸水率。
<分光透過率>
各種透過率及波長等是使用日本分光股份有限公司製造的分光光度計(V-7200)來測定。
此處,若為自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率,則如圖7(A)般以分光光度計3測定相對於光學濾波器2垂 直地透過的光1,若為自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的透過率,則如圖7(B)般以分光光度計3測定相對於光學濾波器2的垂直方向以30°的角度透過的光1',若為自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的透過率,則如圖7(C)般以分光光度計3測定相對於光學濾波器2的垂直方向以60°的角度透過的光1"。
再者,除測定所述(TB)、(TC)、(ODB)、(ODD)及(Xb)的情況外,該透過率是於光相對於基板及濾波器垂直地入射的條件下,使用該分光光度計進行測定所得者。當測定所述(TC)及(ODB)時,該透過率是於光相對於光學濾波器的垂直方向以60°的角度入射的條件下,使用該分光光度計進行測定所得者。當測定所述(TB)、(ODD)及(Xb)時,該透過率是於光相對於濾波器的垂直方向以30°的角度入射的條件下,使用該分光光度計進行測定所得者。
<照度感測器感度特性>
對光學濾波器的光學特性(透過光學濾波器的光的光學特性)與照度感測器及人的視感度特性進行比較,當製作出與圖4相同構成的照度感測器時進行照度感測器感度特性的評價。評價判斷是基於下述基準來進行。
○:可不依存入射角度地使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
×:朝向照度感測器的入射光的光學特性根據入射角度而 變化,因此與人的視感度特性產生誤差,感測器感度特性低。
××:朝向照度感測器的入射光的光學特性根據入射角度而變化,因此與人的視感度特性產生誤差,感測器感度特性低,進而,所獲得光學濾波器的800nm~1000nm的透過率高,因此利用光學濾波器進行的近紅外線截止不充分,且入射光相對於人的視感度特性大幅偏移而引起照度感測器的誤動作。
[合成例]
下述實施例及比較例中使用的化合物(A)藉由通常為人所知的方法來合成。作為通常的合成方法,例如可列舉:日本專利第3366697號公報、日本專利第2846091號公報、日本專利第2864475號公報、日本專利第3703869號公報、日本專利特開昭60-228448號公報、日本專利特開平1-146846號公報、日本專利特開平1-228960號公報、日本專利第4081149號公報、日本專利特開昭63-124054號公報、「酞菁-化學與功能-」(IPC、1997年)、日本專利特開2007-169315號公報、日本專利特開2009-108267號公報、日本專利特開2010-241873號公報、日本專利第3699464號公報、日本專利第4740631號公報等中所記載的方法。
<樹脂合成例1>
將由下述式(2)所表示的8-甲基-8-甲氧基羰基四環[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯(以下亦稱為「DNM」)100份、1-己烯(分子量調節劑)18份與甲苯(開環聚合反應用溶媒)300份加入至經氮氣置換的反應容器中,並將該溶液加熱至80℃。繼而, 向反應容器內的溶液中添加作為聚合觸媒的三乙基鋁的甲苯溶液(0.6mol/L)0.2份、及甲醇改質的六氯化鎢的甲苯溶液(濃度為0.025mol/L)0.9份,並於80℃下將該溶液加熱攪拌3小時,藉此進行開環聚合反應而獲得開環聚合體溶液。該聚合反應中的聚合轉化率為97%。
Figure 105139162-A0305-02-0108-40
將以所述方式獲得的開環聚合體溶液1,000份加入至高壓釜中,向該開環聚合體溶液中添加0.12份的RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3,然後於氫氣壓為100kg/cm2、反應溫度為165℃的條件下加熱攪拌3小時來進行氫化反應。
將所獲得的反應溶液(氫化聚合體溶液)冷卻後,對氫氣進行放壓。將該反應溶液注入至大量的甲醇中後分離回收凝固物,並對其進行乾燥,而獲得氫化聚合體(以下亦稱為「樹脂A」)。關於樹脂A的分子量,數量平均分子量(Mn)為32,000,重量平均分子量(Mw)為137,000,玻璃轉移溫度(Tg)為165℃。
<樹脂合成例2>
於經充分乾燥且經氮氣置換的1升的不銹鋼製高壓釜中加入水分6ppm的經脫水的環己烷:420.4g、對二甲苯:180.2g、5-三甲氧基矽烷-雙環[2.2.1]庚-2-烯:48.75毫莫耳(10.43g)、雙環[2.2.1]庚-2-烯:1,425毫莫耳(134.1g),以高壓釜內壓成為0.1MPa的方式加入氣體狀的乙烯。
將高壓釜加溫至75℃,依序添加使作為觸媒成分的2-乙基己酸鈀(Pd原子形式):0.003毫克原子與三環己基膦:0.0015毫莫耳於10ml甲苯中且於25℃下反應1小時而成的溶液總量、三苯基五氟苯基硼酸碳:0.00315毫莫耳,以使聚合起始。
於聚合開始90分鐘後添加5-三甲氧基矽烷基-雙環[2.2.1]庚-2-烯:11.25毫莫耳(2.41g),其後每隔30分鐘添加7.5毫莫耳(1.61g)、3.75毫莫耳(0.80g)、3.75毫莫耳,共計添加四次。
於75℃下進行4小時聚合反應後,添加三丁基胺:1ml而使聚合停止,獲得固體成分19.9wt%的加成聚合物B的溶液。將加成聚合物B的溶液的一部分放入異丙醇中,使其凝固並進而進行乾燥,藉此獲得加成聚合體B(以下亦稱為「樹脂B」)。
該聚合體B的270MHz-核磁共振分析(1H-NMR分析)的結果為:聚合體B中的源自5-三甲氧基矽烷基-雙環[2.2.1]庚-2-烯的結構單元的比例為4.8莫耳%,關於分子量,數量平均分子量(Mn)為74,000,重量平均分子量(Mw)為185,000,玻璃轉移溫度(Tg)為360℃,飽和吸水率為0.35%。
<樹脂合成例3>
於氮氣氣流下,向具備溫度計、攪拌器、氮氣導入管、帶有側管的滴液漏斗、迪安-斯塔克管及冷卻管的500mL的五口燒瓶中加入4,4'-二胺基二苯基醚10.0重量份(0.05莫耳)、及作為溶劑的N-甲基-2-吡咯啶酮85重量份後使該等溶解,然後於室溫下歷時1小時將1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐11.2重量份(0.05莫耳)以固體狀態分割投入,並於室溫下攪拌兩小時。
繼而,添加作為共沸脫水溶劑的二甲苯30.0重量份並昇溫至180℃而進行3小時反應,利用迪安-斯塔克管(Dean-Stark)使二甲苯回流,將進行共沸而產生的生成水分離。3小時後,確認已結束水的蒸餾去除,並歷時1小時一面昇溫至190℃一面蒸餾去除二甲苯而回收29.0重量份,然後進行氣冷直至內溫變成60℃為止,獲得聚醯亞胺的N-甲基-2-吡咯啶酮溶液(以下稱為聚醯亞胺溶液C)105.4重量份。
<樹脂合成例4>
向3L的四口燒瓶中添加2,6-二氟苄腈35.12g(0.253mol)、9,9-雙(4-羥基苯基)茀87.60g(0.250mol)、碳酸鉀41.46g(0.300mol)、N,N-二甲基乙醯胺(以下亦稱為「DMAc」)443g及甲苯111g。繼而,於四口燒瓶中安裝溫度計、攪拌機、帶有氮氣導入管的三通旋塞、迪安-斯塔克管及冷卻管。繼而,對燒瓶內進行氮氣置換後,使所獲得的溶液於140℃下反應3小時,並隨時將所生成的水自迪安-斯塔克管去除。於看不到水的生成的時間點,使溫度緩慢地上昇至160℃為止,並於該溫度下反應6小時。冷卻至室 溫(25℃)為止後,利用濾紙去除所生成的鹽,將濾液投入至甲醇中進行再沈澱,並藉由過濾分離來將濾物(殘渣)分離。將所獲得的濾物於60℃下真空乾燥一夜,而獲得白色粉末(以下亦稱為「樹脂D」)(產率為95%)。所獲得的樹脂D的數量平均分子量(Mn)為75,000,重量平均分子量(Mw)為188,000,玻璃轉移溫度(Tg)為285℃。
<樹脂合成例5>
於氮氣氣流下,向具備溫度計、攪拌器、氮氣導入管、帶有側管的滴液漏斗、迪安-斯塔克管及冷卻管的500mL的五口燒瓶中加入1,4-雙(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯27.66g(0.08莫耳)、及4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯7.38g(0.02莫耳),並溶解於γ-丁內酯68.65g及N,N-二甲基乙醯胺17.16g中。使用冰水浴將所獲得的溶液冷卻至5℃,一面保持為等溫一面一次性添加1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐22.62g(0.1莫耳)、及作為醯亞胺化觸媒的三乙基胺0.50g(0.005莫耳)。添加結束後,昇溫至180℃,一面隨時餾去餾出液,一面進行6小時回流。反應結束後,進行氣冷直至內溫變成100℃為止後,添加N,N-二甲基乙醯胺143.6g來進行稀釋,然後一面進行攪拌一面進行冷卻,而獲得固體成分濃度為20wt%的聚醯亞胺樹脂溶液264.16g。將該聚醯亞胺樹脂溶液的一部分注入至1L的甲醇中來使聚醯亞胺沈澱。利用甲醇對所過濾分離的聚醯亞胺進行清洗後,於100℃的真空乾燥機中進行24小時乾燥而獲得白色粉末(以下亦稱為「樹脂E」)。對所獲得的樹脂E的 IR光譜進行測定,結果看到醯亞胺基中特有的1704cm-1、1770cm-1的吸收。樹脂E的玻璃轉移溫度(Tg)為310℃,測定對數黏度的結果為0.87。
[實施例A1]
向樹脂合成例1中所獲得的樹脂A 100重量份中加入下述結構的化合物(x)(最大吸收波長:704nm)0.050重量份、下述結構的化合物(y)(最大吸收波長:737nm)0.056重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」(最大吸收波長:1095nm)0.6重量份、以及甲苯進行溶解,從而獲得固體成分為30%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於60℃下進行8小時乾燥並於100℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。
Figure 105139162-A0305-02-0112-41
Figure 105139162-A0305-02-0113-42
所獲得的基材的850nm~1050nm中的平均OD值(ODC)為2.1。將其結果示於表11中。
繼而,於所獲得的基材的一面上形成介電質多層膜(III),進而於基材的另一面上形成介電質多層膜(IV),而獲得厚度約為0.104mm的光學濾波器。
介電質多層膜(III)是於蒸鍍溫度為100℃下使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而形成(合計層數26層)。介電質多層膜(IV)是於蒸鍍溫度為100℃下使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而形成(合計層數20層)。於介電質多層膜(III)及介電質多層膜(IV)的任一者中,二氧化矽層及二氧化鈦層均自基材側起以二氧化鈦層、二氧化矽層、二氧化鈦層、…二氧化矽層、二氧化鈦層、二氧化矽層的順序交替地積層,並將光學濾波器的最外層設為二氧化矽層。
介電質多層膜(III)及介電質多層膜(IV)的設計是以 如下方式來進行。
關於各層的厚度與層數,以可達成可見區域的抗反射效果與近紅外域的選擇性的透過.反射性能的方式,結合基材折射率的波長依存特性、或所應用的化合物(S)等的吸收特性,使用光學薄膜設計軟體(核心麥克勞德,薄膜中心公司製造)進行最佳化。當進行最佳化時,於本實施例中,將針對軟體的輸入參數(目標(Target)值)設為如下述表10般。
Figure 105139162-A0305-02-0114-43
所獲得的光學濾波器的波長430nm~580nm中的透過率的平均值(TA)為67%,850nm~1050nm中的平均OD值(ODA)為4.7。另外,於波長430nm~580nm中,自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的平均透過率(TB)為66%,自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的平均 透過率(TC)為51%,於波長850nm~1050nm中,自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的平均OD值(ODD)為4.9,自相對於光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的平均OD值(ODB)為3.9。進而,0°→30°時的R透過率的比的變化率為1.0,0°→30°時的G透過率的比的變化率為1.0,0°→30°時的B透過率的比的變化率為1.0,0°→60°時的R透過率的比的變化率為0.6,0°→60°時的G透過率的比的變化率為1.3,0°→60°時的B透過率的比的變化率為1.0。將該些結果示於表11中。
[實施例A2]
作為光吸收劑,變更為日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」0.6重量份、大昌華嘉(DKSH)公司製造的色素「S2058」(最大吸收波長:980nm)0.3重量份,除此以外,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A3]
代替樹脂A而使用樹脂合成例2中所獲得的樹脂B,代替甲苯而使用環己烷,除此以外,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與 實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A4]
向日本合成橡膠(JSR)股份有限公司製造的降冰片烯系樹脂「阿通(Arton)G」100重量份中加入所述化合物(x)0.050重量份、所述化合物(y)0.056重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」0.6重量份,進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A5]
向日本瑞翁(Zeon)股份有限公司製造的降冰片烯系樹脂「瑞翁諾阿(Zeonor)1400R」100重量份中加入所述化合物(x)0.050重量份、所述化合物(y)0.056重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」0.6重量份,進而加入環己烷與二甲苯的7:3混合溶液進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於60℃下進行8小時乾燥並於80℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減 壓下以100℃對所剝離的樹脂進行24小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A6]
向三井化學股份有限公司製造的降冰片烯系樹脂「阿派爾(APEL)#6015」100重量份中加入所述化合物(x)0.050重量份、所述化合物(y)0.056重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」0.6重量份,進而加入環己烷與二氯甲烷的99:1混合溶液進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於40℃下進行4小時乾燥並於60℃下進行4小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A7]
向帝人股份有限公司製造的聚碳酸酯樹脂「普艾斯(PURE-ACE)」100重量份中加入所述化合物(x)0.050重量份、所述化合物(y)0.056重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的 光吸收劑「CIR-RL」0.6重量份,進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A8]
向住友電木(Sumitomo Bakelite)股份有限公司製造的聚醚碸「FS-1300」100重量份中加入所述化合物(x)0.050重量份、所述化合物(y)0.056重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」0.6重量份,進而加入N-甲基-2-吡咯啶酮進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於60℃下進行4小時乾燥並於80℃下進行4小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以120℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A9]
向樹脂合成例3中所獲得的聚醯亞胺溶液C 100重量份中加入所述化合物(x)0.050重量份、所述化合物(y)0.056重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」0.6重量份,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於60℃下進行4小時乾燥並於80℃下進行4小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以120℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A10]
向日本合成橡膠(JSR)股份有限公司製造的降冰片烯系樹脂「阿通(Arton)G」100重量份中加入所述化合物(x)0.050重量份、所述化合物(y)0.056重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」0.9重量份,進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率 進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A11]
向日本合成橡膠(JSR)股份有限公司製造的降冰片烯系樹脂「阿通(Arton)G」100重量份中加入所述化合物(x)0.050重量份、所述化合物(y)0.056重量份、大昌華嘉(DKSH)公司製造的色素「S2058」0.3重量份、氧化鎢銫(Cs0.33WO3)3.2重量份,進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A12]
向容器中加入樹脂合成例1中所獲得的樹脂A 100份及二氯甲烷,而製備樹脂濃度為20wt%的溶液。將所獲得的溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的塗膜進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、長度為60mm、寬度為60mm的透明樹脂製支撐體。
利用棒塗機將下述組成的樹脂組成物(1)塗佈於所獲得 的透明樹脂製支撐體的一面上,並於烘箱中以70℃加熱2分鐘,而將溶劑揮發去除。此時,以乾燥後的厚度變成2μm的方式調整棒塗機的塗佈條件。繼而,使用輸送機式曝光機進行曝光(曝光量為500mJ/cm2、200mW),使樹脂組成物(1)硬化,而於透明樹脂製支撐體上形成樹脂層。同樣地,於透明樹脂製支撐體的另一面上亦形成包含樹脂組成物(1)的樹脂層,而獲得於透明樹脂製支撐體的兩面上具有樹脂層的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.107mm的光學濾波器。對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
樹脂組成物(1):三環癸烷二甲醇丙烯酸酯60重量份、二季戊四醇六丙烯酸酯40重量份、1-羥基環己基苯基酮5重量份、所述化合物(x)2.5重量份、所述化合物(y)2.8重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的吸收劑「CIR-RL」30重量份、甲基乙基酮(溶劑,固體成分濃度(TSC):30%)。
[實施例A13]
向容器中加入樹脂合成例1中所獲得的樹脂A 100份、所述化合物(x)2.5重量份、所述化合物(y)2.8重量份、日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」30重量份、及二氯甲烷,而製備樹脂濃度為20wt%的溶液。將所獲得的溶液澆鑄至切割成長度為60mm、寬度為60mm的大小的日本電氣硝子(股份)製造的透明玻璃基板「OA-10G」(厚度200μm)上,於20℃ 下進行8小時乾燥後,進而,於減壓下以100℃進行8小時乾燥,而獲得具有厚度為0.202mm、長度為60mm、寬度為60mm的透明樹脂製層與玻璃支撐體的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.207mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A14]
向容器中加入樹脂合成例1中所獲得的樹脂A 100份、大昌華嘉(DKSH)公司製造的色素「S2058」6.5重量份、及二氯甲烷,而製備樹脂濃度為20wt%的溶液。將所獲得的溶液澆鑄至切割成長度為60mm、寬度為60mm的大小的松浪硝子工業(股份)製造的藍板玻璃基板「BS-6」(厚度210μm)上,於20℃下進行8小時乾燥後,進而,於減壓下以100℃進行8小時乾燥,而獲得具有厚度為0.216mm、長度為60mm、寬度為60mm的透明樹脂製層與玻璃支撐體的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.220mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A15]
向日本合成橡膠(JSR)股份有限公司製造的降冰片烯系樹脂「阿通(Arton)G」100重量份中加入所述化合物(x)0.075重量份、所述化合物(y)0.085重量份、日本卡利特(Carlit)公 司製造的光吸收劑「CIR-RL」0.9重量份、下述結構的化合物(z)0.10重量份,進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。
Figure 105139162-A0305-02-0123-44
繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的樹脂進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的透明樹脂製基板。與實施例A1同樣地對所獲得的透明樹脂製基板的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[實施例A16]
作為基材而使用松浪硝子工業(股份)製造的藍板玻璃基板「BS-6」(厚度210μm),除此以外,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.214mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對基材及所獲得的光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[比較例A1]
向容器中加入樹脂合成例1中所獲得的樹脂A 100份及二氯甲烷,而製備樹脂濃度為20wt%的溶液。將所獲得的溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的塗膜進行8小時乾燥,而獲得厚度為0.1mm、長度為60mm、寬度為60mm的基材。與實施例A1同樣地對所獲得的基材的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
繼而,於所述基材的一個面上,於蒸鍍溫度為150℃下形成反射近紅外線的多層蒸鍍膜[使二氧化矽(SiO2:膜厚120nm~190nm)層與二氧化鈦(TiO2:膜厚70nm~120nm)層交替地積層而成者,積層數52],從而獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[比較例A2]
將日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」自0.6重量份變更為0.05重量份,除此以外,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.105mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[比較例A3]
未使用日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」,除此以外,以與實施例A1相同的方式獲得厚度為0.1mm、一邊為60mm的基材。進而,使用所獲得的基材,以與比較例A1相同的方式獲得厚度為0.106mm的光學濾波器。與實施例A1同樣地對所獲得的基材及光學濾波器的分光透過率進行測定,並評價光學特性。將結果示於表11中。
[表11]
Figure 105139162-A0305-02-0126-45
[實施例B1]
於實施例B1中,藉由以下的程序及條件來製作具有包含透明樹脂製基板的基材的光學濾波器。
向容器中添加樹脂合成例1中所獲得的樹脂A 100份、作為化合物(A)的由下述式(a-1)所表示的化合物(a-1)(於二氯甲烷中的最大吸收波長為698nm)0.03份及由下述式(a-2)所表示的化合物(a-2)(於二氯甲烷中的最大吸收波長為733nm)0.03份、以及二氯甲烷,而製備樹脂濃度為20wt%的溶液。將所獲得的溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下進行8小時乾燥後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃對所剝離的塗膜進行8小時乾燥,而獲得包含厚度為0.1mm、長度為60mm、寬度為60mm的透明樹脂製基板的基材。測定該基材的分光透過率,並求出於波長600nm以上且未滿750nm的區域中,自光學濾波器的垂直方向所測定的最低的透過率(Ta)及波長600nm以上的區域中的自基材的垂直方向所測定的透過率自超過50%變成50%以下的最短的波長(Xc)。將結果示於圖8及表13中。
Figure 105139162-A0305-02-0128-46
Figure 105139162-A0305-02-0128-47
繼而,於所獲得的基材的一面上形成介電質多層膜(I),進而於基材的另一面上形成介電質多層膜(II),而獲得厚度約為0.104mm的光學濾波器。
介電質多層膜(I)是於蒸鍍溫度為100℃下使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而形成(合計層數26層)。介電質多層膜(II)是於蒸鍍溫度為100℃下使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而形成(合計層數20層)。於介電質多層膜(I)及介電質多層膜(II)的任一者中, 二氧化矽層及二氧化鈦層均自基材側起以二氧化鈦層、二氧化矽層、二氧化鈦層、…二氧化矽層、二氧化鈦層、二氧化矽層的順序交替地積層,並將光學濾波器的最外層設為二氧化矽層。介電質多層膜(I)及介電質多層膜(II)的設計是以如下方式來進行。
關於各層的厚度與層數,以可達成可見區域的抗反射效果與近紅外域的選擇性的透過.反射性能的方式,結合基材折射率的波長依存特性、或所應用的化合物(A)的吸收特性,使用光學薄膜設計軟體(核心麥克勞德,薄膜中心公司製造)進行最佳化。當進行最佳化時,於本實施例中,將針對軟體的輸入參數(目標值)設為如下述表12般。
Figure 105139162-A0305-02-0129-48
測定自所獲得的光學濾波器的垂直方向及距垂直方向為30°的角度所測定的分光透過率,並評價各波長區域中的光學特性。將結果示於圖9及表13中。波長430nm~580nm中的透過率的平均值為90%,波長800nm~1000nm中的透過率的平均值為1% 以下,絕對值| Xa-Xb |為3nm。另外,將通常的照度感測器的分光感度特性示於圖15中,將人的視感度特性示於圖16中。如根據圖9及圖13所得知般,所獲得的光學濾波器的由入射角度引起的光學特性的變化小,且可將700nm以上的近紅外光截止,因此,藉由將本光學濾波器設置於照度感測器的上部(入光側),可不依存入射角度地使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
[實施例B2]
於實施例B2中,藉由以下的程序及條件來製作如下的光學濾波器:所述光學濾波器具有包含在兩面上具有樹脂層的透明樹脂製基板的基材。
於實施例B1中,作為化合物(A)而使用由下述式(a-3)所表示的化合物(a-3)(於二氯甲烷中的最大吸收波長為703nm)0.03份及由下述式(a-4)所表示的化合物(a-4)(於二氯甲烷中的最大吸收波長為736nm)0.07份,除此以外,藉由與實施例B1相同的程序及條件而獲得包含含有化合物(A)的透明樹脂製基板的基材。
Figure 105139162-A0305-02-0131-49
Figure 105139162-A0305-02-0131-50
利用棒塗機將下述組成的樹脂組成物(G-1)塗佈於所獲得的透明樹脂製基板的一面上,並於烘箱中以70℃加熱2分鐘,而將溶劑揮發去除。此時,以乾燥後的厚度變成2μm的方式調整棒塗機的塗佈條件。繼而,使用輸送機式曝光機進行曝光(曝光量為500mJ/cm2、200mW),使樹脂組成物(G-1)硬化,而於透明樹脂製基板上形成樹脂層。同樣地,於透明樹脂製基板的另一面上亦形成包含樹脂組成物(G-1)的樹脂層,而獲得於含有化合物(A) 的透明樹脂製基板的兩面上具有樹脂層的基材。測定該基材的分光透過率,並求出(Ta)及(Xc)。將結果示於圖10及表13中。
樹脂組成物(G-1):三環癸烷二甲醇丙烯酸酯60重量份、二季戊四醇六丙烯酸酯40重量份、1-羥基環己基苯基酮5重量份、甲基乙基酮(溶劑,固體成分濃度(TSC):30%)。
繼而,與實施例B1同樣地,於所獲得的基材的一面上形成使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而成的介電質多層膜(合計層數26),進而於基材的另一面上形成使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而成的介電質多層膜(合計層數20),而獲得厚度約為0.104mm的光學濾波器。介電質多層膜的設計是考慮基材折射率的波長依存性後,使用與實施例B1相同的設計參數來進行。測定所獲得的光學濾波器的分光透過率,並評價各波長區域中的光學特性。將結果示於圖11及表13中。
如根據圖11及表13所得知般,所獲得的光學濾波器的由入射角度引起的光學特性的變化小,且可將700nm以上的近紅外光截止,因此,藉由將本光學濾波器設置於照度感測器的上部(入光側),可不依存入射角度地使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
[實施例B3]
於實施例B3中,藉由以下的程序及條件來製作具有包含近紅外線吸收玻璃基板的基材的光學濾波器。
作為基材而使用松浪硝子工業(股份)製造的近紅外線吸收玻璃基板「BS-6」(厚度210μm),除此以外,與實施例B1同樣地,於基材的一面上形成使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而成的介電質多層膜(合計層數26),進而於基材的另一面上形成使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而成的介電質多層膜(合計層數20),而獲得厚度約為0.216mm的光學濾波器。介電質多層膜的設計是考慮基材折射率的波長依存性後,使用與實施例B1相同的設計參數來進行。測定該光學濾波器的分光透過率,並評價各波長區域中的光學特性。將結果示於圖12及表13中。
如根據圖12及表13所得知般,所獲得的光學濾波器與實施例B1及實施例B2的光學濾波器相比,650nm~700nm區域的入射角依存性差,但由入射角度引起的光學特性的變化小,且可將700nm以上的近紅外光截止,因此,藉由將本光學濾波器設置於照度感測器的上部(入光側),可不依存入射角度地使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
[實施例B4]
於實施例B4中,藉由以下的程序及條件來製作如下的光學濾波器,所述光學濾波器具有包含如下的透明玻璃基板的基材,所述透明玻璃基板於一面上具有含有化合物(A)的透明樹脂層。
利用旋塗機將下述組成的樹脂組成物(G-2)塗佈於切割 成長度為60mm、寬度為60mm的大小的日本電氣硝子(股份)製造的透明玻璃基板「OA-10G」(厚度200μm)上,並於加熱板上以80℃加熱2分鐘來將溶劑揮發去除。此時,以乾燥後的厚度變成2μm的方式調整旋塗機的塗佈條件。繼而,使用輸送機式曝光機進行曝光(曝光量為500mJ/cm2、200mW),使樹脂組成物(G-2)硬化,而獲得下列基材,所述基材包含透明玻璃基板,所述透明玻璃基板具有含有化合物(A)的透明樹脂層。測定該基材的分光透過率,並求出(Ta)及(Xc)。將結果示於表13中。
樹脂組成物(G-2):三環癸烷二甲醇丙烯酸酯20重量份、二季戊四醇六丙烯酸酯80重量份、1-羥基環己基苯基酮4重量份、化合物(a-1)1.5重量份、化合物(a-2)1.5重量份、甲基乙基酮(溶劑,TSC:35%)
繼而,與實施例B1同樣地,於所獲得的基材的一面上形成使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而成的介電質多層膜(合計層數26),進而於基材的另一面上形成使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而成的介電質多層膜(合計層數20),而獲得厚度約為0.108mm的光學濾波器。與實施例B1同樣地,介電質多層膜的設計是考慮基材折射率的波長依存性等後,使用與實施例B1相同的設計參數來進行。測定該光學濾波器的分光透過率,並評價各波長區域中的光學特性。將結果示於表13中。
如根據表13所得知般,所獲得的光學濾波器的由入射角 度引起的光學特性的變化小,且可將700nm以上的近紅外光截止,因此,藉由將本光學濾波器設置於照度感測器的上部(入光側),可不依存入射角度地使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
[實施例B5~實施例B7]
除如表13中所示般變更透明樹脂種類及化合物(A)以外,以與實施例B2相同的方式製作基材及光學濾波器。將所獲得的基材及光學濾波器的光學特性示於表13中。
如根據表13所得知般,實施例B5~實施例B7中所獲得的光學濾波器的由入射角度引起的光學特性的變化小,且可將700nm以上的近紅外光截止,因此,藉由將本光學濾波器設置於照度感測器的上部(入光側),可不依存入射角度地使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
[比較例B1]
於比較例B1中,不使用化合物(A),除此以外,以與實施例B1相同的方式製作基材及光學濾波器。將所獲得光學濾波器的光學特性示於圖13及表13中。
如根據圖13及表13所得知般,所獲得的光學濾波器的由入射角度引起的光學特性的變化大,當將本光學濾波器設置於照度感測器的上部(入光側)時,朝向照度感測器的入射光的光學特性根據入射角度而變化,因此與人的視感度特性產生誤差, 感測器感度特性低。
[比較例B2]
代替透明樹脂基材而使用日本電氣硝子(股份)製造的透明玻璃基板「OA-10G」(厚度200μm),除此以外,以與實施例B1相同的方式製作光學濾波器。將所獲得光學濾波器的光學特性示於表13中。
所獲得的光學濾波器的由入射角度引起的光學特性的變化大,當將本光學濾波器設置於照度感測器的上部(入光側)時,朝向照度感測器的入射光的光學特性根據入射角度而變化,因此與人的視感度特性產生誤差,感測器感度特性低。
[比較例B3]
於實施例B1中,不使用化合物(A),且代替介電質多層膜(I)而使用於蒸鍍溫度為100℃下使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而形成的介電質多層膜(合計層數6),代替介電質多層膜(II)而使用於蒸鍍溫度為100℃下使二氧化矽(SiO2)層與二氧化鈦(TiO2)層交替地積層而形成的介電質多層膜(合計層數6),除此以外,以與實施例B1相同的方式製作基材及光學濾波器。將所獲得的光學濾波器的光學特性示於圖14及表13中。
如根據圖14及表13所得知般,所獲得的光學濾波器的由入射角度引起的光學特性的變化大,當將本光學濾波器設置於照度感測器的上部(入光側)時,朝向照度感測器的入射光的光 學特性根據入射角度而變化,因此與人的視感度特性產生誤差,感測器感度特性低。另外,所獲得的光學濾波器的800nm~1000nm的透過率高,因此由光學濾波器進行的近紅外線截止不充分,當將本光學濾波器設置於照度感測器的上部時,入射光相對於人的視感度特性大幅偏移,因此引起照度感測器的誤動作。
實施例及比較例中所應用的基材的構成、各種化合物等如下所述。
<基材的形態>
形態(1):含有化合物(A)的透明樹脂製基板
形態(2):於含有化合物(A)的透明樹脂製基板的兩面上具有樹脂層
形態(3):近紅外線吸收玻璃基板
形態(4):於玻璃基板的一面上具有含有化合物(A)的透明樹脂層
形態(5):不含化合物(A)的透明樹脂製基板(比較例)
形態(6):玻璃基板(比較例)
<透明樹脂>
樹脂A:環狀烯烴系樹脂(樹脂合成例1)
樹脂D:芳香族聚醚系樹脂(樹脂合成例4)
樹脂E:聚醯亞胺系樹脂(樹脂合成例5)
樹脂F:環狀烯烴系樹脂「瑞翁諾阿(Zeonor)1420R」(日本瑞翁(Zeon)(股份)製造)
<玻璃基板>
玻璃基板(1):切割成長度為60mm、寬度為60mm的大小的松浪硝子工業(股份)製造的近紅外線吸收玻璃基板「BS-6」(厚度210μm)
玻璃基板(2):切割成長度為60mm、寬度為60mm的大小的日本電氣硝子(股份)製造的透明玻璃基板「OA-10G」(厚度200μm)
<近紅外線吸收色素>
《化合物(A)》
化合物(a-1):所述化合物(a-1)(於二氯甲烷中的最大吸收波長為698nm)
化合物(a-2):所述化合物(a-2)(於二氯甲烷中的最大吸收波長為733nm)
化合物(a-3):所述化合物(a-3)(於二氯甲烷中的最大吸收波長為703nm)
化合物(a-4):所述化合物(a-4)(於二氯甲烷中的最大吸收波長為736nm)
<溶媒>
溶媒(1):二氯甲烷
溶媒(2):N,N-二甲基乙醯胺
溶媒(3):環己烷/二甲苯(重量比:7/3)
表13中的實施例及比較例的(透明)樹脂製基板的乾燥條件 如下所述。再者,於減壓乾燥前,將塗膜自玻璃板剝離。
<膜乾燥條件>
條件(1):20℃/8hr→減壓下100℃/8hr
條件(2):60℃/8hr→80℃/8hr→減壓下140℃/8hr
條件(3):60℃/8hr→80℃/8hr→減壓下100℃/24hr
[表13]
Figure 105139162-A0305-02-0140-51
100a:環境光感測器
102:光電轉換元件
104:光學濾波器
106:第一電極
108:光電轉換層
114:第二電極
118:近紅外線反射層
120:近紅外線吸收層

Claims (23)

  1. 一種光學濾波器,具有包含光吸收層的基材(i)且透過可見光,所述光學濾波器的特徵在於,所述光吸收層於波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收,於波長850nm~1050nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均光密度值為2.0以上,且自相對於所述光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的平均光密度值為2.0以上,於波長430nm~580nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為30%以上且80%以下,自相對於所述光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的透過率的平均值為30%以上且80%以下,自相對於所述光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的透過率的平均值為20%以上且78%以下,其中所述光吸收層包含在波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收的化合物(S),所述光吸收層進而包含在波長650nm~750nm的區域中具有最大吸收的化合物(A),並且所述化合物(S)與所述化合物(A)的含量比例為5.66:1~8.49:1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學濾波器,其中所述 化合物(S)為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物、花青系化合物、二亞銨系化合物、金屬二硫醇鹽系化合物、磷酸銅錯合物系化合物及吡咯并吡咯系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光學濾波器,其中於波長850nm~1050nm的區域中,自所述基材(i)的垂直方向進行測定時的平均光密度值為1.0以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光學濾波器,其中所述化合物(A)為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物及花青系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光學濾波器,其中所述光吸收層包含選自由環狀聚烯烴系樹脂、芳香族聚醚系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、茀聚碳酸酯系樹脂、茀聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚對苯系樹脂、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、(改質)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、乙烯基系紫外線硬化型樹脂及藉由溶膠凝膠法形成的將二氧化矽作為主成分的樹脂所組成的群組中的至少一種樹脂。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光學濾波器,其中於所 述基材(i)的至少一個面上具有介電質多層膜。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光學濾波器,其用於環境光感測器。
  8. 一種環境光感測器,其特徵在於具備如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的光學濾波器。
  9. 一種環境光感測器,其特徵在於具有:光電轉換元件,藉由入射至受光面的光來生成光電流並對照度或色溫進行測定;以及如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的光學濾波器,配置於所述光電轉換元件的所述受光面側。
  10. 一種環境光感測器,其特徵在於具有:光電轉換元件,藉由入射至受光面的光來生成光電流並對照度或色溫進行測定;以及光學濾波器,配置於所述光電轉換元件的所述受光面側,且所述光學濾波器包含近紅外線吸收層以及近紅外線反射層,於波長430nm~580nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為30%以上且80%以下,自相對於所述光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的透過率的平均值為30%以上且80%以下,自相對於所述光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的透過率的平均值為20%以上且78%以下,其中所述近紅外線吸收層包含在波長750nm~1150nm的區域中具有最大吸收的化合物(S), 所述近紅外線吸收層進而包含在波長650nm~750nm的區域中具有最大吸收的化合物(A),並且所述化合物(S)與所述化合物(A)的含量比例為5.66:1~8.49:1。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的環境光感測器,其中所述近紅外線吸收層為包含近紅外線吸收色素的樹脂層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的環境光感測器,其中所述樹脂層的樹脂為選自由環狀聚烯烴系樹脂、芳香族聚醚系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、茀聚碳酸酯系樹脂、茀聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚對苯系樹脂、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、(改質)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、乙烯基系紫外線硬化型樹脂及藉由溶膠凝膠法形成的將二氧化矽作為主成分的樹脂中的至少一種樹脂。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的環境光感測器,其中所述近紅外線吸收層為含有銅成分的氟磷酸鹽系玻璃層或磷酸鹽系玻璃層。
  14. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的環境光感測器,其中所述光學濾波器包含玻璃基板,所述近紅外線吸收層設置於所述玻璃基板的至少一個面上。
  15. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的環境光感測器,其中所述光學濾波器包含樹脂製基板,所述近紅外線吸收層設置於所述樹脂製基板的至少一個面上。
  16. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的環境光感測器,其中所述近紅外線反射層為介電質多層膜。
  17. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的環境光感測器,其中所述光學濾波器的透過率滿足下述條件(A)~條件(C):(A)於波長430nm~580nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為50%以上;(B)於波長800nm~1000nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值為15%以下;(C)於波長560nm~800nm的範圍內,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率變成50%的波長的值Xa、與自相對於光學濾波器的垂直方向為30°的角度進行測定時的透過率變成50%的波長的值Xb的差的絕對值| Xa-Xb |未滿20nm。
  18. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的環境光感測器,其中所述光學濾波器包含自光入射面側起依序配置所述近紅外線反射層及所述近紅外線吸收層而成的結構。
  19. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的環境光感測器,其中所述近紅外線吸收層於波長750nm~1150nm的區域中具有 最大吸收,於波長850nm~1050nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均光密度值為2.0以上,且自相對於所述光學濾波器的垂直方向為60°的角度進行測定時的平均光密度值為2.0以上。
  20. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的環境光感測器,其進而包含接近式感測器,所述接近式感測器具有出射近紅外光的發光元件以及檢測近紅外光的第2光電轉換元件。
  21. 如申請專利範圍第8項至第10項中任一項所述的環境光感測器,其進而具備光散射膜。
  22. 一種感測器模組,其特徵在於具備如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的光學濾波器。
  23. 一種電子設備,其特徵在於包含如申請專利範圍第8項至第21項中任一項所述的環境光感測器。
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