TWI787431B - 濾光器及攝像裝置 - Google Patents

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TWI787431B
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Abstract

本發明之濾光器(1a)具備光吸收層(10)。於以0°、30°及40°之入射角度使波長300 nm〜1200 nm之光入射至該濾光器時,(i-1)波長390 nm之分光穿透率、(ii-1)波長400 nm之分光穿透率、(iii-1)波長450 nm之分光穿透率、(iv-1)波長700 nm之分光穿透率、(v-1)波長715 nm之分光穿透率、(vi-1)波長1100 nm之分光穿透率、(vii-1)波長1200 nm之分光穿透率、(viii-1)波長500〜600 nm之平均穿透率、(ix-1)波長700〜800 nm之平均穿透率滿足特定之條件。

Description

濾光器及攝像裝置
本發明係關於一種濾光器及攝像裝置。
先前,已知有一種具備近紅外線截止濾光片等濾光器之攝像裝置。例如於專利文獻1中記載有一種近紅外線截止濾光片,其包含於玻璃板基板之至少單面具有含有近紅外線吸收劑之樹脂層之積層板。例如該近紅外線截止濾光片於積層板之至少單面具有介電多層膜。於該近紅外線截止濾光片中,波長之值(Ya)與波長之值(Yb)之差之絕對值|Ya-Yb|未達15nm。波長之值(Ya)係於波長560~800nm之範圍內,自近紅外線截止濾光片之垂直方向進行測定之情形時之穿透率成為50%的波長之值。波長之值(Yb)係於波長560~800nm之範圍內,對近紅外線截止濾光片之垂直方向自30°之角度進行測定之情形時之穿透率成為50%的波長之值。如此,根據專利文獻1,將近紅外線截止濾光片中之穿透特性之角度依賴性調節為較小。
於專利文獻2中記載有一種具備近紅外線吸收玻璃基材、近紅外線吸收層及介電多層膜之近紅外線截止濾光片。近紅外線吸收層含有近紅外線吸收色素及透明樹脂。於專利文獻2中記載有一種具備該近紅外線截止濾光片及固體攝像元件之固體攝像裝置。根據專利文獻2,藉由積層近紅外線吸收玻璃基材與近紅外線吸收層,可大致排除介電多層膜原本具有之屏蔽波長因光之入射角度而偏移之角度依賴性的影響。例如於專利文獻2中測定近紅外線截止 濾光片中之入射角0°時之穿透率(T0)及入射角30°時之穿透率(T30)。
於專利文獻3及4中記載有一種具備介電基板、紅外線反射層及紅外線吸收層之紅外線截止濾光片。紅外線反射層係由介電多層膜形成。紅外線吸收層含有紅外線吸收色素。於專利文獻3及4中記載有一種具備該紅外線截止濾光片之攝像裝置。於專利文獻3及4中記載有一種光之入射角度為0°、25°及35°之情形時之紅外線截止濾光片的穿透率光譜。
於專利文獻5中記載有一種具備吸收層及反射層,且滿足特定之要件之近紅外線截止濾光片。例如於該近紅外線截止濾光片中,入射角0°之分光穿透率曲線中之波長600~725nm之光之穿透率之積分值T0(600-725)與入射角30°之分光穿透率曲線中之波長600~725nm之光之穿透率之積分值T30(600-725)的差|T0(600-725)-T30(600-725)|為3%‧nm以下。於專利文獻5中亦記載有一種具備該近紅外線截止濾光片之攝像裝置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2012-103340號公報
專利文獻2:國際公開第2014/030628號
專利文獻3:美國專利申請案公開第2014/0300956號說明書
專利文獻4:美國專利申請案公開第2014/0063597號說明書
專利文獻5:日本專利第6119920號公報
於上述專利文獻中,未對光之入射角度大於35°(例如40°)之情形時之濾光器之特性具體地進行研究。因此,本發明提供一種具有如下特性 之濾光器:即便於光之入射角度更大之情形時,對用於攝像裝置亦有利。又,本發明提供一種具備該濾光器之攝像裝置。
本發明提供一種濾光器,其具備光吸收層,該光吸收層含有吸收近紅外線區域之至少一部分光之光吸收劑,於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至該濾光器時,滿足下述條件。
(i-1)波長390nm之分光穿透率為20%以下。
(ii-1)波長400nm之分光穿透率為45%以下。
(iii-1)波長450nm之分光穿透率為75%以上。
(iv-1)波長700nm之分光穿透率為3%以下。
(v-1)波長715nm之分光穿透率為1%以下。
(vi-1)波長1100nm之分光穿透率為2%以下。
(vii-1)波長1200nm之分光穿透率為15%以下。
(viii-1)波長500~600nm之平均穿透率為80%以上。
(ix-1)波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下。
又,本發明提供一種攝像裝置,其具備:透鏡系統;攝像元件,其接收穿過上述透鏡系統之光;濾色器,其配置於上述攝像元件之前方,且具有R(紅)、G(綠)及B(藍)3色之濾光片;及上述濾光器,其配置於上述濾色器之前方。
上述濾光器具有即便於光之入射角度更大之情形時,對用於攝像裝置亦有利之特性。又,根據上述攝像裝置,即便於光之入射角度更大之情形時,亦容易生成良好之畫質之圖像。
1a~1f:濾光器
2:透鏡系統
3:濾色器
4:攝像元件
10:光吸收層
20:透明介電基板
30:抗反射膜
40:反射膜
100:攝像裝置(相機模組)
圖1A係表示本發明之濾光器之一例之剖面圖。
圖1B係表示本發明之濾光器之另一例之剖面圖。
圖1C係表示本發明之濾光器之又一例之剖面圖。
圖1D係表示本發明之濾光器之又一例之剖面圖。
圖1E係表示本發明之濾光器之又一例之剖面圖。
圖1F係表示本發明之濾光器之又一例之剖面圖。
圖2係表示本發明之攝像裝置之一例之剖面圖。
圖3A係實施例1之濾光器之半成品之穿透率光譜。
圖3B係實施例1之濾光器之其他半成品之穿透率光譜。
圖3C係參考例1之積層體之穿透率光譜。
圖3D係參考例2之積層體之穿透率光譜。
圖3E係實施例1之濾光器之穿透率光譜。
圖4A係表示實施例1之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差的曲線圖。
圖4B係表示實施例1之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之絕對值的曲線圖。
圖4C係表示實施例1之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之平方值的曲線圖。
圖5A係參考例3之積層體之穿透率光譜。
圖5B係實施例2之濾光器之穿透率光譜。
圖6A係表示實施例2之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差的曲線圖。
圖6B係表示實施例2之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之絕對值的曲線圖。
圖6C係表示實施例2之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之平方值的曲線圖。
圖7A係參考例4之積層體之穿透率光譜。
圖7B係實施例3之濾光器之穿透率光譜。
圖8A係表示實施例3之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差的曲線圖。
圖8B係表示實施例3之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之絕對值的曲線圖。
圖8C係表示實施例3之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之平方值的曲線圖。
圖9係實施例4之濾光器之穿透率光譜。
圖10A係表示實施例4之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差的曲線圖。
圖10B係表示實施例4之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之絕對值的曲線圖。
圖10C係表示實施例4之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之平方值的曲線圖。
圖11A係實施例5之濾光器之半成品之穿透率光譜。
圖11B係實施例5之濾光器之穿透率光譜。
圖12A係表示實施例5之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差的曲線圖。
圖12B係表示實施例5之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之絕對值的曲線圖。
圖12C係表示實施例5之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之平方值的曲線圖。
圖13A係比較例1之濾光器之半成品之穿透率光譜。
圖13B係參考例5之積層體之穿透率光譜。
圖13C係比較例1之濾光器之穿透率光譜。
圖14A係表示比較例1之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差的曲線圖。
圖14B係表示比較例1之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之絕對值的曲線圖。
圖14C係表示比較例1之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之平方值的曲線圖。
圖15A係比較例2之濾光器之紅外線吸收性玻璃基板之穿透率光譜。
圖15B係參考例6之積層體之穿透率光譜。
圖15C係參考例7之積層體之穿透率光譜。
圖15D係比較例2之濾光器之穿透率光譜。
圖16A係表示比較例2之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差的曲線圖。
圖16B係表示比較例2之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之絕對值的曲線圖。
圖16C係表示比較例2之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之平方值的曲線圖。
圖17A係比較例3之濾光器之半成品之穿透率光譜。
圖17B係比較例3之濾光器之穿透率光譜。
圖18A係表示比較例3之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差的曲線圖。
圖18B係表示比較例3之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之絕對值的曲線圖。
圖18C係表示比較例3之濾光器於不同之入射角度之分光穿透率之差之平方值的曲線圖。
以下,一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行說明。再者,以下之說明係關於本發明之一例,本發明並不受該等所限定。
本發明者等人係基於藉由與濾光器相關之以下之研究所獲得之新見解而研究出本發明之濾光器。
於搭載於智慧型手機等行動資訊終端之相機模組或攝像裝置配置有屏蔽可見光線以外之無用之光線之濾光器。本發明者等人研究為了屏蔽無用之光線而具備光吸收層之濾光器之使用。如專利文獻1~5中所記載之濾光器般,具備光吸收層之濾光器多數情況下進而具備由介電多層膜所構成之反射膜。
於由介電多層膜所構成之反射膜中,由於反射膜之各層之表面及背面反射之光線的干涉而確定穿透之光線之波段及反射之光線之波段。光線可自各種入射角度入射至濾光器。反射膜中之光程長度根據光對濾光器之入射 角度而變化。其結果為穿透之光線及反射之光線之波段向短波長側變化。因此,考慮以濾光器之穿透率之特性不會因光之入射角度大幅變動之方式,由光之吸收而確定應屏蔽之光線之波段與應穿透之光線之波段的邊界,藉由介電多層膜使應反射之光線之波段遠離應穿透之光線之波段。
於專利文獻1及2中,評價光之入射角度為0°及30°之情形時之近紅外線截止濾光片中之光的穿透特性。又,於專利文獻3及4中,評價光之入射角度為0°、25°及35°之情形時之紅外線截止濾光片的穿透率光譜。近年來,於搭載於智慧型手機等行動資訊終端之相機模組中,要求實現更廣闊之視角及進一步之低高度化。因此,較理想為於濾光器中,即便於光之入射角度更大之情形時(例如40°),穿透之光線之波段及光量亦不易變化。
於具備由介電多層膜所構成之反射膜之濾光器中,有若光之入射角度較大,則於原本欲抑制反射而實現高穿透率之光線之波段,光之反射率局部增加的情況。藉此,於濾光器中產生穿透率局部減少之被稱為波紋之不良情況。例如即便為以於光之入射角度為0°~30°之情形時不會產生波紋之方式設計的濾光器,若光之入射角度變大至40°,則亦容易產生波紋。
目前未確立綜合性地評價由穿透之光線之波段與屏蔽之光線之波段之邊界因光之入射角度之變動而偏移、及波紋之產生所產生之影響的指標。根據專利文獻5中所記載之技術,欲穿透之可見光線之波段與欲反射或吸收之近紅外線之波段之邊界相對於光之入射角度之變動而穩定。但是,關於專利文獻5中所記載之技術,就由可見光線之波段與紫外線之波段之邊界之入射角度之變動所引起的偏移、及波紋之產生之觀點而言,具有改良之餘地。
於攝像裝置所具備之影像感測器之各像素組裝有RGB之濾色器,感測器之各像素所感知之光量係與屏蔽無用之光線之濾光器之分光穿透率與濾色器之分光穿透率的乘積相關。因此,較理想為濾光器具有與攝像裝置所 使用之濾色器之特性適配之特性。
斟酌此種情況,對具有如下特性之濾光器日夜反覆進行研究:即便於光之入射角度更大之情形時,亦可無損亮度而適當地屏蔽無用之光線,對用於攝像裝置有利。除此以外,亦對具有如下特性之濾光器日夜反覆進行研究:即便於光之入射角度更大之情形時,亦對抑制濾光器中之光之穿透特性產生差異,進而,防止由攝像裝置生成之圖像產生色不均有利。其結果為本發明者研究出本發明之濾光器。
於本說明書中,「分光穿透率」係特定之波長之入射光入射至試樣等物體時之穿透率,「平均穿透率」係特定之波長範圍內之分光穿透率之平均值。又,於本說明書中,「穿透率光譜」係按照波長之順序排列特定之波長範圍內之各波長之分光穿透率而成者。
於本說明書中,「IR截止波長」意指於以特定之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器時,於600nm以上之波長範圍內表現出50%之分光穿透率之波長。「UV截止波長」意指於以特定之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器時,於450nm以下之波長範圍內表現出50%之分光穿透率之波長。
如圖1A所示,濾光器1a具備光吸收層10。光吸收層10含有光吸收劑,光吸收劑吸收近紅外線區域之至少一部分光。濾光器1a係於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器1a時,滿足下述條件。
(i-1)波長390nm之分光穿透率為20%以下。
(ii-1)波長400nm之分光穿透率為45%以下。
(iii-1)波長450nm之分光穿透率為75%以上。
(iv-1)波長700nm之分光穿透率為3%以下。
(v-1)波長715nm之分光穿透率為1%以下。
(vi-1)波長1100nm之分光穿透率為2%以下。
(vii-1)波長1200nm之分光穿透率為15%以下。
(viii-1)波長500~600nm之平均穿透率為80%以上。
(ix-1)波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下。
濾光器1a由於滿足上述(i-1)~(ix-1)之條件,故而即便光之入射角度自0°(垂直於濾光器1a)至40°進行變化,亦可抑制濾光器1a之穿透特性之變化。因此,例如即便組裝於搭載有廣角透鏡之相機模組或攝像裝置,亦可抑制於圖像之中心部及圖像之周邊部出現不同之色調或亮度,且可屏蔽無用之光線。
濾光器1a係於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器1a時,較理想為進而滿足下述條件。
(i-2)波長390nm之分光穿透率為10%以下。
(ii-2)波長400nm之分光穿透率為25%以下。
(iv-2)波長700nm之分光穿透率為2.5%以下。
(vi-2)波長1100nm之分光穿透率為1%以下。
(vii-2)波長1200nm之分光穿透率為13%以下。
(viii-2)波長500~600nm之平均穿透率為85%以上。
若濾光器1a進而滿足上述(i-2)、(ii-2)、(iv-2)、(vi-2)、(vii-2)及(viii-2)之條件,則即便光之入射角度自0°至40°進行變化,亦可更有效地抑制濾光器之穿透特性之變化。又,由於相當於可見光區域之中心之波長區域(500~600nm)中之穿透率更高,故而容易獲得更亮之圖像。進而,可更有效地屏蔽不包含於人之視感度之無用之光線(390nm以下之波長之光及波長1100~1200nm之光)。由於該等性能於0°~40°之入射角度之範圍 內得以保持,故而容易獲得具有更高程度之色再現性之圖像。
濾光器1a係於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器1a時,較理想為進而滿足下述條件(ii-3),更理想為進而滿足下述條件(ii-4)。由於濾光器1a滿足(iii-1)之條件,故而波長450nm之分光穿透率較高為75%以上。因此,滿足(iii-1)之條件與滿足(ii-3)之條件、更理想為(ii-4)之條件相互作用,於波長相對較短之區域,出現自較低之穿透率急遽變化為較高之穿透率之穿透特性。此種穿透特性係作為濾光器而較理想之特性。
(ii-3)波長400nm之分光穿透率為15%以下。
(ii-4)波長400nm之分光穿透率為10%以下。
濾光器1a係於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器1a時,較理想為於波長600nm~650nm之範圍具有IR截止波長。於此情形時,於明視野下之人之比視感度曲線中,將比視感度之最大值設為1時之於波長600nm~650nm之範圍內與0.5之比視感度對應之波長與IR截止波長接近。該情況係就濾光器1a之穿透特性與比視感度曲線之一致性之觀點而言較為理想。濾光器1a係於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器1a時,更理想為於波長610nm~640nm之範圍具有IR截止波長。
濾光器1a係於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器1a時,較理想為於400nm~430nm之波長範圍具有UV截止波長。就有效地屏蔽有對攝像元件或濾色器之性能劣化造成影響之虞之紫外線、與補償對感度相對較低之藍色光(包含約450nm附近之波長之光)之感度之平衡的觀點而言,有對UV截止波長存在於400nm~430nm之波長範圍之要求。因此,較理想為於濾光器1a中,UV截止波長處於此種波長範圍。濾光器1a 係於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器1a時,更理想為於405nm~430nm之波長範圍具有UV截止波長。
於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至濾光器1a時,較理想為IR截止波長與UV截止波長之差為200nm以上。藉此,屬於可見光區域之光之光量增加,所獲得之圖像之亮度理想地增大。
將光之入射角度為θ°時之波長λ之濾光器1a之分光穿透率表示為Tθ(λ)。將波長λ之變域之最小值及最大值分別表示為λ1[nm]及λ2[nm]。將波長λ以0以上之整數n之函數表示為λ(n)=(△λ×n+λ1)[nm]。△λ之值為正常數,於本說明書中,△λ=1。即,λ(n)係以1nm間隔而確定。於△λ為1以外之正常數之情形時,基於λ(n)之分光穿透率Tθ(λ)可藉由線性內插而求出。於濾光器1a中,較理想為IEθ1/θ2 λ1~λ2滿足下述表(I)所示之條件。IEθ1/θ2 λ1~λ2係針對選自0°、30°及40°中之2個入射角度θ1°及θ2°(θ1<θ2),於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域,由下述式(1)定義。
Figure 108100830-A0305-02-0013-3
Figure 108100830-A0305-02-0014-4
入射至攝像裝置之攝像元件之中央之主光線的入射角度接近0°,入射至攝像元件之周邊部之主光線之入射角度較大。於搭載如分光感度曲線或穿透率光譜之態樣因光之入射角度而產生變化之濾光器的情形時,於顯示或印刷由攝像裝置所生成之圖像之情形時,圖像之色調可能會發生變化。因此,於顯示或印刷由攝像裝置所拍攝之圖像之情形時,應為相同之顏色之被攝體之顏色自中心部向周邊部變化,可識別為色不均。與和光之入射角度之0°至40°之變化、及光之入射角度之0°至30°之變化對應的圖像之區域相比,與光之入射角度之30°至40°之變化對應的圖像之區域較窄,於該區域更容易識別色不均。因此,即便光對濾光器之入射角度發生變化,若濾光器之分光穿透率曲線之形狀之變化較小,則由攝像裝置所生成之圖像亦不易產生色不均。由於濾光器1a滿足表(I)所示之條件,故而即便光之入射角度發生變化,分光穿透率曲線之形狀之變化亦較小,藉由攝像裝置具備此種濾光器1a,可有效地防止由攝像裝置所生成之圖像產生色不均。再者,λ1=350及λ2=800之波長λ之變域係與包含可見光線全域之波長範圍對應。另一方面,λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域分別與穿透搭載於彩色影像感測器之藍色(BLue:B)之濾色器、綠色 (Green:G)之濾色器及紅色(Red:R)之濾色器的光線之波長範圍對應。於濾光器1a中,由於滿足表(I)所示之條件,故而濾光器1a可評價為容易與攝像裝置所使用之濾色器之特性適配。
如式(1)所示,IEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1 nm~λ2 nm之波長範圍內積分自選自0°及30°中之入射角度θ1°之分光穿透率Tθ1(λ)減去選自30°及40°中之入射角度θ2°(θ1<θ2)之分光穿透率Tθ2(λ)的差而確定。因此,藉由參照IEθ1/θ2 λ1~λ2,可定量地評價入射角度自θ1°變化為θ2°之情形時之λ1[nm]≦波長λ≦λ2[nm]之範圍內之分光穿透率曲線的形狀變化。
於濾光器1a中,較理想為IAEθ1/θ2 λ1~λ2滿足下述表(II)所示之條件。IAEθ1/θ2 λ1~λ2係針對選自0°、30°及40°中之2個入射角度θ1°及θ2°(θ1<θ2),於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域,由下述式(2)定義。
Figure 108100830-A0305-02-0015-5
Figure 108100830-A0305-02-0015-6
如式(2)所示,IAEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1 nm~λ2 nm之波長範圍內積分自選自0°及30°中之入射角度θ1°之分光穿透率Tθ1(λ)減去選自30°及40°中之入射角度θ2°(θ1<θ2)之分光穿透率Tθ2(λ)之差的絕對值而確定。僅於藉由IEθ1/θ2 λ1~λ2進行之評價中,可能於λ1 nm~λ2 nm之波長範圍內,自Tθ1(λ)減去Tθ2(λ)之差為負之波段中之累計值由其差為正之另一波段中之累計值相抵,亦可能會有難以適當地特定濾光器之特性之情形。但是,藉由亦參照IAEθ1/θ2 λ1~λ2,可更適當地評價濾光器1a。
於濾光器1a中,較理想為ISEθ1/θ2 λ1~λ2滿足下述表(III)所示之條件。ISEθ1/θ2 λ1~λ2係針對選自0°、30°及40°中之2個入射角度θ1°及θ2°(θ1<θ2),於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域,由下述式(3)定義。
Figure 108100830-A0305-02-0016-8
Figure 108100830-A0305-02-0016-9
如式(3)所示,ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1 nm~λ2 nm之波長範圍內積 分自選自0°及30°中之入射角度θ1°之分光穿透率Tθ1(λ)減去選自30°及40°中之入射角度θ2°(θ1<θ2)之分光穿透率Tθ2(λ)之差(穿透率差)的平方值而確定。如上所述,僅於藉由IEθ1/θ2 λ1~λ2進行之評價中,亦可能會有難以適當地特定濾光器之特性之情形。又,於藉由IAEθ1/θ2 λ1~λ2進行之評價中,無法適當地評價入射角度間之穿透率差於較廣之波長範圍內緩慢變化之情形與於較窄之波長範圍內因波紋之產生等而急遽變化之情形的不同。但是,藉由將積分穿透率差之平方值而確定之ISEθ1/θ2 λ1~λ2作為指標,可加強急遽之穿透率變化,特定而排除對畫質之影響更大之後者之圖案。因此,可更適當地評價濾光器1a。
只要光吸收層10中所含有之光吸收劑吸收近紅外線區域之至少一部分光,濾光器1a滿足上述(i-1)~(ix-1)之條件,則並無特別限制。光吸收層10中所含有之光吸收劑較理想為以濾光器1a進而滿足(i-2)、(ii-2)、(iv-2)、(vi-2)、(vii-2)及(viii-2)之條件之方式確定。又,光吸收層10中所含有之光吸收劑較理想為以濾光器1a滿足表(I)、表(II)及表(III)中之至少一者所示之條件的方式確定。光吸收劑例如由膦酸及銅離子形成。於此情形時,藉由光吸收層10,可於近紅外線區域及與近紅外線區域鄰接之可見光區域之廣泛之波段吸收光。因此,濾光器1a即便不具備反射膜,亦可發揮所需之特性。又,即便於濾光器1a具備反射膜之情形時,亦可以由該反射膜反射之光線之波段充分地遠離應穿透之光線之波段的方式設計濾光器1a。例如可將由反射膜反射之光線之波段設定為距隨著波長之增加而穿透率急遽減少之躍遷區域之波段長100nm以上的波段。藉此,即便光之入射角度較大,由反射膜反射之光線之波段向短波長側偏移,亦與由光吸收層10吸收之光線之波段重疊,濾光器1a之躍遷區域中之穿透率特性不易相對於光之入射角度之變化而變動。除此以外,藉由光吸收層10,可於紫外線區域之波段之廣泛之範圍內吸收光。
於光吸收層10包含由膦酸及銅離子所形成之光吸收劑之情形時,該膦酸例如包含具有芳基之第一膦酸。於第一膦酸中,芳基鍵結於磷原子。藉此,於濾光器1a中,容易滿足上述條件。
第一膦酸所具有之芳基例如為苯基、苄基、甲苯甲醯基、硝基苯基、羥基苯基、苯基中之至少1個氫原子經鹵素原子取代之鹵化苯基、或苄基之苯環上之至少1個氫原子經鹵素原子取代之鹵化苄基。
於光吸收層10包含由膦酸及銅離子所形成之光吸收劑之情形時,該膦酸較理想為進而包含具有烷基之第二膦酸。於第二膦酸中,烷基鍵結於磷原子。
第二膦酸所具有之烷基例如為具有6個以下之碳原子之烷基。該烷基可具有直鏈及支鏈中之任一者。
於光吸收層10包含由膦酸及銅離子所形成之光吸收劑之情形時,光吸收層10較理想為進而包含使光吸收劑分散之磷酸酯、及基質樹脂。
光吸收層10中所含有之磷酸酯只要可使光吸收劑適當地分散,則並無特別限制,例如包含下述式(c1)所表示之磷酸二酯及下述式(c2)所表示之磷酸單酯中之至少一者。於下述式(c1)及下述式(c2)中,R21、R22及R3分別為-(CH2CH2O)nR4所表示之一價官能基,n為1~25之整數,R4表示碳數6~25之烷基。R21、R22及R3係相互相同或不同之種類之官能基。
Figure 108100830-A0305-02-0018-10
Figure 108100830-A0305-02-0018-11
磷酸酯並無特別限制,例如可為Plysurf A208N:聚氧乙烯烷基 (C12、C13)醚磷酸酯、Plysurf A208F:聚氧乙烯烷基(C8)醚磷酸酯、Plysurf A208B:聚氧乙烯月桂醚磷酸酯、Plysurf A219B:聚氧乙烯月桂醚磷酸酯、Plysurf AL:聚氧乙烯苯乙烯化苯醚磷酸酯、Plysurf A212C:聚氧乙烯十三烷基醚磷酸酯、或Plysurf A215C:聚氧乙烯十三烷基醚磷酸酯。該等均為第一工業製藥公司製造之製品。又,磷酸酯可為NIKKOL DDP-2:聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、NIKKOL DDP-4:聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、或NIKKOL DDP-6:聚氧乙烯烷基醚磷酸酯。該等均為Nikko Chemicals公司製造之製品。
光吸收層10中所包含之基質樹脂例如為可使光吸收劑分散,可進行熱硬化或紫外線硬化之樹脂。進而,作為基質樹脂,可使用於藉由該樹脂形成0.1mm之樹脂層之情形時,該樹脂層對波長350nm~900nm之光之穿透率例如為80%以上、較佳為85%以上、更佳為90%以上之樹脂,但只要於濾光器1a中滿足上述(i-1)~(ix-1)之條件,則並無特別限制。基質樹脂較理想為以濾光器1a進而滿足上述(i-2)、(ii-2)、(iv-2)、(vi-2)、(vii-2)及(viii-2)之條件之方式確定。又,基質樹脂較理想為以濾光器1a滿足表(I)、表(II)及表(III)中之至少一者所示之條件之方式確定。光吸收層10中之膦酸之含量例如相對於基質樹脂100質量份為3~180質量份。
光吸收層10中所包含之基質樹脂只要滿足上述特性,則並無特別限定,例如為(聚)烯烴樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、(改質)丙烯酸樹脂、環氧樹脂或聚矽氧樹脂。基質樹脂係可包含苯基等芳基,較理想為包含苯基等芳基之聚矽氧樹脂。若光吸收層10較硬(剛性),則隨著該光吸收層10之厚度增加,於濾光器1a之製造步驟中容易因硬化收縮而產生龜裂。若基質樹脂為包含芳基之聚矽氧樹脂,則光吸收層10容易具有良好之耐龜裂性。又,若使用包含芳基之聚矽氧樹脂,則於含有上述由膦酸及銅離子所形 成之光吸收劑之情形時,光吸收劑不易凝聚。進而,於光吸收層10之基質樹脂為包含芳基之聚矽氧樹脂之情形時,較理想為光吸收層10中所包含之磷酸酯如式(c1)或式(c2)所表示之磷酸酯般具有氧烷基等具有柔軟性之直鏈有機官能基。其原因在於藉由基於上述膦酸、包含芳基之聚矽氧樹脂、及具有氧烷基等直鏈有機官能基之磷酸酯之組合之相互作用,光吸收劑不易凝聚,且可給光吸收層帶來良好之剛性及良好之柔軟性。作為用作基質樹脂之聚矽氧樹脂之具體例,可列舉:KR-255、KR-300、KR-2621-1、KR-211、KR-311、KR-216、KR-212及KR-251。該等均為信越化學工業公司製造之聚矽氧樹脂。
如圖1A所示,濾光器1a例如進而具備透明介電基板20。透明介電基板20之一主面經光吸收層10覆蓋。關於透明介電基板20之特性,只要於濾光器1a中滿足上述(i-1)~(ix-1)之條件,則並無特別限制。透明介電基板20較理想為具有如濾光器1a進而滿足(i-2)、(ii-2)、(iv-2)、(vi-2)、(vii-2)及(viii-2)之條件之特性。又,透明介電基板20較理想為具有如濾光器1a滿足表(I)、表(II)及表(III)中之至少一者所示之條件之特性。透明介電基板20例如為於450nm~600nm具有較高之平均穿透率(例如為80%以上,較佳為85%以上,更佳為90%以上)之介電基板。
透明介電基板20例如為玻璃製或樹脂製。於透明介電基板20為玻璃製之情形時,該玻璃例如為D263 T eco等硼矽酸玻璃、鈉鈣玻璃(藍板)、B270等白板玻璃、無鹼玻璃、或者含有銅之磷酸鹽玻璃或含有銅之氟磷酸鹽玻璃等紅外線吸收性玻璃。於透明介電基板20為含有銅之磷酸鹽玻璃或含有銅之氟磷酸鹽玻璃等紅外線吸收性玻璃之情形時,藉由透明介電基板20所具有之紅外線吸收性能與光吸收層10所具有之紅外線吸收性能之組合,可給濾光器1a帶來所需之紅外線吸收性能。此種紅外線吸收性玻璃例如為SCHOTT公司製造之BG-60、BG-61、BG-62、BG-63或BG-67,為日本電氣硝子公司製造之 500EXL,或者為HOYA公司製造之CM5000、CM500、C5000或C500S。又,透明介電基板20亦可具有紫外線吸收特性。
透明介電基板20亦可為氧化鎂、藍寶石或石英等具有透明性之結晶性之基板。例如藍寶石由於為高硬度,故而不易損傷。因此,板狀之藍寶石有作為耐擦傷性之保護材料(亦有時稱為保護濾光器或覆蓋玻璃),配置於智慧型手機及行動電話等行動終端所具備之相機模組或透鏡之前面之情形。藉由於此種板狀之藍寶石上形成光吸收層10,可保護相機模組及透鏡,並且有效地截止波長650nm~1100nm之光。無須將具備波長650nm~1100nm之紅外線之屏蔽性之濾光器配置於CCD(Charge-Coupled Device)感測器及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)感測器等攝像元件之周邊或相機模組之內部。因此,若於板狀之藍寶石上形成光吸收層10,則可有助於相機模組或攝像裝置之低高度化。
於透明介電基板20為樹脂製之情形時,該樹脂例如為(聚)烯烴樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、(改質)丙烯酸樹脂、環氧樹脂或聚矽氧樹脂。
濾光器1a例如可藉由將用以形成光吸收層10之塗覆液塗佈於透明介電基板20之一主面而形成塗膜,使該塗膜乾燥而製造。以光吸收層10包含由膦酸及銅離子所形成之光吸收劑之情形為例,說明塗覆液之製備方法及濾光器1a之製造方法。
首先,說明塗覆液之製備方法之一例。將乙酸銅一水合物等銅鹽添加於四氫呋喃(THF)等特定之溶劑中進行攪拌,獲得銅鹽之溶液。其次,於該銅鹽之溶液中加入式(c1)所表示之磷酸二酯或式(c2)所表示之磷酸單酯等磷酸酯化合物進行攪拌,製備A液。又,將第一膦酸加入至THF等特 定之溶劑中進行攪拌,製備B液。其次,一面攪拌A液,一面於A液中加入B液攪拌特定時間。其次,於該溶液中加入甲苯等特定之溶劑進行攪拌,獲得C液。其次,一面加溫C液一面進行特定時間脫溶劑處理,獲得D液。藉此,去除因THF等溶劑及乙酸(沸點:約118℃)等之銅鹽之解離所產生之成分,藉由第一膦酸及銅離子生成光吸收劑。加溫C液之溫度係基於自銅鹽解離之應去除之成分之沸點確定。再者,於脫溶劑處理中,用於獲得C液之甲苯(沸點:約110℃)等溶劑亦揮發。由於該溶劑較理想為於塗覆液中殘留某一程度,故而就該觀點而言,較佳為確定溶劑之添加量及脫溶劑處理之時間。再者,為了獲得C液,亦可使用鄰二甲苯(沸點:約144℃)代替甲苯。於此情形時,由於鄰二甲苯之沸點高於甲苯之沸點,故而可將添加量降低為甲苯之添加量之4分之1左右。可於D液中加入聚矽氧樹脂等基質樹脂進行攪拌而製備塗覆液。
將塗覆液塗佈於透明介電基板20之一主面而形成塗膜。例如藉由模嘴塗覆、旋轉塗覆、或利用點膠機之塗佈,將塗覆液塗佈於透明介電基板20之一主面而形成塗膜。其次,對該塗膜進行特定之加熱處理而使塗膜硬化。例如將該塗膜暴露於50℃~200℃之溫度之環境中特定時間。
於濾光器1a中,光吸收層10可形成為單一之層,亦可形成為多層。於光吸收層10形成為多層之情形時,光吸收層10例如具有:第一層,其含有由第一膦酸及銅離子所形成之光吸收劑;及第二層,其含有由第二膦酸及銅離子所形成之光吸收劑。於此情形時,用以形成第一層之塗覆液可如上所述般製備。另一方面,第二層係使用與用以形成第一層之塗覆液分開製備之塗覆液而形成。用以形成第二層之塗覆液例如可以如下方式製備。
將乙酸銅一水合物等銅鹽添加於四氫呋喃(THF)等特定之溶劑中進行攪拌,獲得銅鹽之溶液。其次,於該銅鹽之溶液中加入式(c1)所表示之磷酸二酯或式(c2)所表示之磷酸單酯等磷酸酯化合物進行攪拌,製備E 液。又,將第二膦酸加入至THF等特定之溶劑中進行攪拌,製備F液。其次,一面攪拌E液,一面於E液中加入F液攪拌特定時間。其次,於該溶液中加入甲苯等特定之溶劑進行攪拌,進而使溶劑揮發而獲得G液。其次,於G液中加入聚矽氧樹脂等基質樹脂進行攪拌,獲得用以形成第二層之塗覆液。
塗佈用以形成第一層之塗覆液及用以形成第二層之塗覆液而形成塗膜,對該塗膜進行特定之加熱處理而使塗膜硬化,藉此可形成第一層及第二層。例如將該塗膜暴露於50℃~200℃之溫度之環境中特定時間。形成第一層及第二層之順序並無特別限制,第一層及第二層可於不同之時間形成,亦可於相同之時間形成。又,可於第一層與第二層之間形成保護層。保護層例如藉由SiO2之蒸鍍膜形成。
<變化例>
濾光器1a可根據各種觀點而變更。例如濾光器1a可分別變更為圖1B~圖1F所示之濾光器1b~1f。濾光器1b~1f係除特別說明之情形以外,以與濾光器1a相同之方式構成。對與濾光器1a之構成要素相同或對應之濾光器1b~1f之構成要素標註相同之符號,省略詳細之說明。與濾光器1a相關之說明只要技術上不矛盾,則亦適用於濾光器1b~1f。
如圖1B所示,於濾光器1b中,於透明介電基板20之兩主面上形成光吸收層10。藉此,藉由2層光吸收層10而非藉由1層光吸收層10,滿足上述(i-1)~(ix-1)之條件,較理想為進而滿足上述(i-2)、(ii-2)、(iv-2)、(vi-2)、(vii-2)及(viii-2)之條件,較理想為滿足表(I)、表(II)及表(III)中之至少一者所示之條件。透明介電基板20之兩主面上之光吸收層10之厚度可相同,亦可不同。即,濾光器1b係以均等或不均等地分配為了獲得所需之光學特性所需之光吸收層10之厚度的方式,於透明介電基板20之兩主面上形成光吸收層10。藉此,形成於濾光器1b之透明介電基板20之一主面上之各 光吸收層10之厚度小於濾光器1a之透明介電基板20之一主面上之各光吸收層10之厚度。藉由於透明介電基板20之兩主面上形成光吸收層10,即便於透明介電基板20較薄之情形時,於濾光器1b中亦抑制翹曲。2層光吸收層10可分別形成為多層。
如圖1C所示,於濾光器1c中,於透明介電基板20之兩主面上形成光吸收層10。除此以外,濾光器1c具備抗反射膜30。抗反射膜30係用以降低可見光區域之光之反射的膜,且以形成濾光器1c與空氣之界面之方式形成。抗反射膜30例如為由樹脂、氧化物及氟化物等介電體所形成之膜。抗反射膜30可為積層折射率不同之兩種以上之介電體所形成之多層膜。尤其是抗反射膜30亦可為由SiO2等低折射率材料及TiO2或Ta2O5等高折射率材料所構成之介電多層膜。於此情形時,可降低濾光器1c與空氣之界面之菲涅耳反射,增大濾光器1c之可見光區域之光量。抗反射膜30可形成於濾光器1c之兩面,亦可形成於濾光器1c之單面。
如圖1D所示,於濾光器1d中,於透明介電基板20之兩主面上形成光吸收層10。除此以外,濾光器1d進而具備反射膜40。反射膜40反射紅外線及/或紫外線。反射膜40例如為藉由將鋁等金屬進行蒸鍍所形成之膜、或交替地積層由高折射率材料所構成之層與由低折射率材料所構成之層而成的介電多層膜。作為高折射率材料,使用TiO2、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、ZnO及In2O3等具有1.7~2.5之折射率之材料。作為低折射率材料,使用SiO2、Al2O3及MgF2等具有1.2~1.6之折射率之材料。形成介電多層膜之方法例如為化學氣相沈積(CVD)法、濺鍍法或真空蒸鍍法。又,此種反射膜可以形成濾光器之兩主面之方式形成(省略圖示)。若於濾光器之兩主面形成反射膜,則獲得於濾光器之表面及背面兩面平衡應力,濾光器不易翹曲之優點。
如圖1E所示,濾光器1e僅由光吸收層10構成。濾光器1e例如可 藉由於玻璃基板、樹脂基板、金屬基板(例如鋼基板或不鏽鋼基板)等特定之基板塗佈塗覆液而形成塗膜,使該塗膜硬化後自基板剝離而製造。濾光器1e亦可藉由澆鑄法製造。濾光器1e由於不具備透明介電基板20,故而較薄。因此,濾光器1e可有助於攝像裝置之低高度化。
如圖1F所示,濾光器1f具備光吸收層10、及配置於其兩面之一對抗反射膜30。於此情形時,濾光器1f可有助於攝像裝置之低高度化,且與濾光器1e相比可增大可見光區域之光量。
濾光器1a~1f可分別視需要變更為具備與光吸收層10不同之紅外線吸收層(省略圖示)。紅外線吸收層例如含有花青系、酞菁系、方酸鎓系、二亞銨系及偶氮系等有機系紅外線吸收劑、或由金屬錯合物所構成之紅外線吸收劑。紅外線吸收層例如含有選自該等紅外線吸收劑中之一種或多種紅外線吸收劑。該有機系紅外線吸收劑可吸收之光之波長範圍(吸收帶)較小,適於吸收特定之範圍之波長之光。
濾光器1a~1f可分別視需要變更為具備與光吸收層10不同之紫外線吸收層(省略圖示)。紫外線吸收層例如含有二苯甲酮系、三
Figure 108100830-A0305-02-0025-63
系、吲哚系、部花青系及
Figure 108100830-A0305-02-0025-64
唑系等之紫外線吸收劑。紫外線吸收層例如含有選自該等紫外線吸收劑中之一種或多種紫外線吸收劑。該等紫外線吸收劑例如雖然亦可包含吸收300nm~340nm附近之紫外線,發出波長長於吸收之波長之光(螢光),發揮作為螢光劑或螢光增白劑之功能者,惟藉由紫外線吸收層,可降低導致樹脂等濾光器所使用之材料之劣化的紫外線之入射。
可使樹脂製透明介電基板20預先含有上述紅外線吸收劑及/或紫外線吸收劑,形成具有吸收紅外線及/或紫外線之特性之基板。於此情形時,樹脂必須可使紅外線吸收劑及/或紫外線吸收劑適當地溶解或分散且透明。作為此種樹脂,可例示:(聚)烯烴樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚 碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、(改質)丙烯酸樹脂、環氧樹脂及聚矽氧樹脂。
如圖2所示,濾光器1a例如用於製造攝像裝置100(相機模組)。攝像裝置100具備透鏡系統2、攝像元件4、濾色器3及濾光器1a。攝像元件4接收穿過透鏡系統2之光。濾色器3配置於攝像元件4之前方,具有R(紅)、G(綠)及B(藍)3色之濾光片。濾光器1a配置於濾色器3之前方。尤其是光吸收層10係與透明介電基板20之靠近透鏡系統2之面接觸而形成。如上所述,藉由使透明介電基板20使用藍寶石等高硬度之材料,保護透鏡系統2或攝像元件4之效果增大。例如於濾色器3中,矩陣狀地配置有R(紅)、G(綠)及B(藍)3色之濾光片,於攝像元件4之各像素之正上方配置有R(紅)、G(綠)及B(藍)中之任一顏色之濾光片。攝像元件4接收穿過透鏡系統2、濾光器1a及濾色器3之來自被攝體之光。攝像裝置100係基於與由攝像元件4中接收之光所產生之電荷相關之資訊生成圖像。再者,濾色器3與攝像元件4可一體化而構成彩色影像感測器。
於濾光器1a中,由於滿足上述(i-1)~(ix-1)之條件,故而具備此種濾光器1a之攝像裝置100可生成良好之畫質之圖像。於濾光器1a中,若進而滿足上述(i-2)、(ii-2)、(iv-2)、(vi-2)、(vii-2)及(viii-2)之條件,則攝像裝置100可生成具有高程度之色再現性之圖像。於濾光器1a中,若滿足表(I)、表(II)及表(III)中之至少一者所示之條件,則即便光之入射角度發生變化,分光穿透率曲線之形狀之變化亦較小,可有效地防止由攝像裝置100生成之圖像產生色不均。
實施例
藉由實施例更詳細地說明本發明。再者,本發明並不限定於以下之實施例。
<穿透率光譜測定>
使用紫外線可見分光光度計(日本分光公司製造,製品名:V-670)測定使波長300nm~1200nm之光入射至實施例及比較例之濾光器、其半成品或參考例之積層體時的穿透率光譜。對實施例及比較例之濾光器、一部分半成品及一部分參考例之積層體,測定將入射光之入射角度設定為0°、30°及40°之情形時之穿透率光譜。對其他半成品及其他參考例之積層體,測定將入射光之入射角度設定為0°之情形時之穿透率光譜。
<實施例1>
以如下方式製備塗覆液IRA1。將乙酸銅一水合物1.1g與四氫呋喃(THF)60g加以混合並攪拌3小時,於所獲得之液體中加入磷酸酯(第一工業製藥公司製造製品名:Plysurf A208F)2.3g攪拌30分鐘,獲得A液。於苯基膦酸(東京化成工業股份有限公司製造)0.6g中加入THF 10g攪拌30分鐘,獲得B液。一面攪拌A液一面加入B液,於室溫下攪拌1分鐘。於該溶液中加入甲苯45g後,於室溫下攪拌1分鐘,獲得C液。將C液放入至燒瓶中,一面於調整為120℃之油浴(東京理化器械公司製造,型號:OSB-2100)中進行加溫,一面藉由旋轉蒸發器(東京理化器械公司製造,型號:N-1110SF)進行25分鐘脫溶劑處理,獲得D液。自燒瓶中取出D液,添加聚矽氧樹脂(信越化學工業公司製造,製品名:KR-300)4.4g並於室溫下攪拌30分鐘,獲得塗覆液IRA1。
又,以如下方式製備塗覆液IRA2。將乙酸銅一水合物2.25g與四氫呋喃(THF)120g加以混合並攪拌3小時,於所獲得之液體中加入磷酸酯(第一工業製藥公司製造製品名:Plysurf A208F)1.8g攪拌30分鐘,獲得E液。於丁基膦酸1.35g中加入THF 20g攪拌30分鐘,獲得F液。一面攪拌E液一面加入F液,於室溫下攪拌3小時後,加入甲苯40g,其後,於85℃之環境中歷時7.5小時使溶劑揮發,獲得G液。於G液中加入聚矽氧樹脂(信越化學工業公 司製造,製品名:KR-300)8.8g攪拌3小時,獲得塗覆液IRA2。
藉由模嘴塗佈機將塗覆液IRA1塗佈於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira11。以相同之方式,亦於透明玻璃基板之相反側主面塗佈塗覆液IRA1,於與上述相同之條件下進行加熱處理使塗膜硬化,形成紅外線吸收層ira12。如此,獲得實施例1之濾光器之半成品α。紅外線吸收層ira11及紅外線吸收層ira12之厚度共計0.2mm。將0°之入射角度之半成品α之穿透率光譜示於圖3A。半成品α具有以下之(α1)~(α10)之特性。(α1):波長390nm之分光穿透率為39.3%。
(α2):波長400nm之分光穿透率為63.7%。
(α3):波長450nm之分光穿透率為85.7%。
(α4):波長700nm之分光穿透率為2.3%。
(α5):波長715nm之分光穿透率為0.9%。
(α6):波長1100nm之分光穿透率為12.1%。
(α7):波長1200nm之分光穿透率為49.1%。
(α8):波長500~600nm之平均穿透率為88.0%。
(α9):波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下。
(α10):IR截止波長為632nm,UV截止波長為394nm,於將IR截止波長與UV截止波長之差視為穿透區域之半高寬(full width at half height)時,穿透區域之半高寬為238nm。
使用真空蒸鍍裝置於半成品α之紅外線吸收層ira11之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p1)。以相同之方式,於半成品α之紅外線 吸收層ira12之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p2)。藉由模嘴塗佈機於保護層p1之表面塗佈塗覆液IRA2,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira21。又,亦於保護層p2之表面,藉由模嘴塗佈機塗佈塗覆液IRA2,於相同之加熱條件下使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira22。如此,獲得半成品β。紅外線吸收層ira21及紅外線吸收層ira22之厚度共計50μm。將0°之入射角度之半成品β之穿透率光譜示於圖3B。半成品β具有以下之(β1)~(β10)之特性。
(β1):波長390nm之分光穿透率為38.2%。
(β2):波長400nm之分光穿透率為62.1%。
(β3):波長450nm之分光穿透率為84.0%。
(β4):波長700nm之分光穿透率為1.8%。
(β5):波長715nm之分光穿透率為0.6%。
(β6):波長1100nm之分光穿透率為1.2%。
(β7):波長1200nm之分光穿透率為10.1%。
(β8):波長500~600nm之平均穿透率為87.2%。
(β9):波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下。
(β10):IR截止波長為632nm,UV截止波長為394nm,於將IR截止波長與UV截止波長之差視為穿透區域之半高寬時,穿透區域之半高寬為237nm。
使用真空蒸鍍裝置於半成品β之紅外線吸收層ira22之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p3)。
以如下方式製備塗覆液UVA1。作為紫外線吸收性物質,使用可見光區域中之光之吸收較少且可溶於MEK(甲基乙基酮)之二苯甲酮系紫外線吸收性物質。將該紫外線吸收性物質溶解於作為溶劑之MEK中,並且添加固形 物成分之60重量%之聚乙烯醇縮丁醛(PVB),攪拌2小時而獲得塗覆液UVA1。藉由旋轉塗覆於保護層p3之上塗佈塗覆液UVA1,於140℃加熱30分鐘使之硬化而形成紫外線吸收層uva1。紫外線吸收層uva1之厚度為6μm。另外,使用塗覆液UVA1藉由旋轉塗覆於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之表面形成6μm之厚度之紫外線吸收層,獲得參考例1之積層體。將參考例1之積層體之穿透率光譜示於圖3C。參考例1之積層體具有以下之(r1)~(r3)之特性。
(r1):波長350~390nm之穿透率為0.5%以下。
(r2):波長400nm之穿透率為12.9%,410nm之穿透率為51.8%,420nm之穿透率為77.1%,450nm之穿透率為89.8%。
(r3):波長450~750nm之平均穿透率為91.0%。
使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira21之上形成抗反射膜ar1。又,使用真空蒸鍍裝置於紫外線吸收層uva1上形成抗反射膜ar2。抗反射膜ar1及抗反射膜ar2係具有相同之規格,交替地積層SiO2與TiO2而成之膜,於抗反射膜ar1及抗反射膜ar2中,層數為7層,總膜厚為約0.4μm。如此,獲得實施例1之濾光器。於與抗反射膜ar1之成膜相同之條件下於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之單面形成抗反射膜,獲得參考例2之積層體。將參考例2之積層體之穿透率光譜示於圖3D。參考例2之積層體具有以下(s1)~(s4)之特性。
(s1):於光之入射角度為0°之情形時,波長350nm之穿透率為73.4%,波長380nm之穿透率為88.9%,波長400nm之穿透率為95.3%,波長400~700nm之平均穿透率為95.3%,波長715nm之穿透率為95.7%。
(s2):於光之入射角度為30°之情形時,波長350nm之穿透率為78.5%,波長380nm之穿透率為92.0%,波長400nm之穿透率為94.5%,波長400~700 nm之平均穿透率為94.3%,波長715nm之穿透率為94.6%。
(s3):於光之入射角度為40°之情形時,波長350nm之穿透率為82.3%,波長380nm之穿透率為93.3%,波長400nm之穿透率為94.3%,波長400~700nm之平均穿透率為94.0%,波長715nm之穿透率為94.1%。
(s4):不取決於光之入射角度,於波長400~700nm不存在產生穿透率局部降低之波紋之波段。
將實施例1之濾光器之穿透率光譜示於圖3E及表4。又,實施例1之濾光器具有表5所示之特性。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例1之濾光器之分光穿透率之差與波長的關係示於圖4A。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例1之濾光器之分光穿透率之差之絕對值與波長的關係示於圖4B。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例1之濾光器之分光穿透率之差之平方值與波長的關係示於圖4C。自0°、30°及40°之入射角度之實施例1之濾光器的穿透率光譜,根據上述式(1)~(3),求出IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2。IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域求出。將結果示於表6~8。
<實施例2>
以與實施例1相同之方式製備塗覆液IRA1及塗覆液IRA2。藉由模嘴塗佈機將塗覆液IRA1塗佈於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira11。以相同之方式,亦於透明玻璃基板之相反側主面塗佈塗覆液IRA1,於與上述相同之條件下進行加熱 處理使塗膜硬化,形成紅外線吸收層ira12。紅外線吸收層ira11及紅外線吸收層ira12之厚度共計0.2mm。
使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira11之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p1)。以相同之方式,於紅外線吸收層ira12之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p2)。藉由模嘴塗佈機將塗覆液IRA2塗佈於保護層p1之表面,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira21。又,亦於保護層p2之表面藉由模嘴塗佈機塗佈塗覆液IRA2,於相同之加熱條件下使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira22。紅外線吸收層ira21及紅外線吸收層ira22之厚度共計50μm。
使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira22之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p3)。以如下方式製備包含紅外線吸收色素及紫外線吸收色素之塗覆液UVIRA1。紅外線吸收色素係於波長680~780nm具有吸收波峰,不易吸收可見光區域之光之花青系有機色素與方酸鎓系有機色素的組合。紫外線吸收色素係由不易吸收可見光區域之光之二苯甲酮系紫外線吸收性物質所構成之色素。紅外線吸收色素及紫外線吸收色素可溶於MEK。將紅外線吸收色素及紫外線吸收色素加入至作為溶劑之MEK中,進而加入作為基質材料之PVB,其後,攪拌2小時而獲得塗覆液UVIRA1。塗覆液UVIRA1中之紅外線吸收色素之調配比及紫外線吸收色素之調配比係以參考例3之積層體表現出圖5A所示之穿透率光譜的方式確定。參考例3之積層體係藉由旋轉塗覆將塗覆液UVIRA1塗佈於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之上後,將該塗膜於140℃加熱30分鐘使之硬化而製作。於塗覆液UVIRA1中,紅外線吸收色素與PVB之固形物成分之質量比(紅外線吸收色素之質量:PVB之固 形物成分之質量)為約1:199。又,紫外線吸收色素與PVB之固形物成分之質量比(紫外線吸收色素之質量:PVB之固形物成分之質量)為約40:60。參考例3之積層體具有以下之特性(t1)~(t5)。
(t1):波長700nm之穿透率為8.7%,波長715nm之穿透率為13.6%,波長700~800nm之平均穿透率為66.2%。
(t2):波長1100nm之穿透率為92.1%。
(t3):波長400nm之穿透率為11.8%,450nm之穿透率為85.3%,波長500~600nm之平均穿透率為89.1%。
(t4):波長600nm~700nm之IR截止波長為669nm,波長700nm~800nm之IR截止波長為729nm,該等之差為60nm。於波長600nm~800nm表現出最低之穿透率之波長(極大吸收波長)為705nm。
(t5):波長350nm~450nm之UV截止波長為411nm。
藉由旋轉塗覆將塗覆液UVIRA1塗佈於保護層p3之上,將該塗膜於140℃加熱30分鐘使之硬化,形成紅外線‧紫外線吸收層uvira1。紅外線‧紫外線吸收層uvira1之厚度為7μm。
使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira21之上形成抗反射膜ar1。又,使用真空蒸鍍裝置於紅外線‧紫外線吸收層uvira1之上形成抗反射膜ar2。抗反射膜ar1及抗反射膜ar2係具有相同之規格,交替地積層SiO2與TiO2而成之膜,於抗反射膜ar1及抗反射膜ar2中,層數為7層,總膜厚為約0.4μm。如此,獲得實施例2之濾光器。
將實施例2之濾光器之穿透率光譜示於圖5B及表9。又,實施例2之濾光器具有表10所示之特性。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例2之濾光器之分光穿透率之差與波長的關係示於圖6A。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例2之濾光器之分光穿透率之差之絕對值與波長的關係 示於圖6B。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例2之濾光器之分光穿透率之差之平方值與波長的關係示於圖6C。自0°、30°及40°之入射角度之實施例2之濾光器的穿透率光譜,根據上述式(1)~(3),求出IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2。IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域求出。將結果示於表11~13。
<實施例3>
以與實施例1相同之方式製備塗覆液IRA1。藉由模嘴塗佈機塗佈於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira11。以相同之方式,亦於透明玻璃基板之相反側主面塗佈塗覆液IRA1,於與上述相同之條件下進行加熱處理使塗膜硬化,形成紅外線吸收層ira12。紅外線吸收層ira11及紅外線吸收層ira12之厚度共計0.2mm。
其次,使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira11之上形成紅外線反射膜irr1。於紅外線反射膜irr1中,交替地積層16層SiO2與TiO2。於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於與紅外線反射膜irr1之形成相同之條件下形成紅外線反射膜,製作參考例4之積層體。將參考例4之積層體之穿透率光譜示於圖7A。參考例4之積層體具有以下之特性(u1)~(u3)。
(u1):於光之入射角度為0°之情形時,波長380nm之穿透率為1.8%,波長400nm之穿透率為7.3%,波長450~700nm之平均穿透率為94.8%,波長450~700nm之穿透率之最低值為93.4%,波長700~800nm之平均穿透率為 94.0%,波長1100nm之穿透率為4.1%,IR截止波長為902nm,UV截止波長為410nm。
(u2):於光之入射角度為30°之情形時,波長380nm之穿透率為1.8%,波長400nm之穿透率為67.8%,波長450~700nm之平均穿透率為95.0%,波長450~700nm之穿透率之最低值為93.8%,波長700~800nm之平均穿透率為92.1%,波長1100nm之穿透率為5.3%,IR截止波長為863nm,UV截止波長為398nm。
(u3):於光之入射角度為40°之情形時,波長380nm之穿透率為4.0%,波長400nm之穿透率為90.2%,波長450~700nm之平均穿透率為94.1%,波長450~700nm之穿透率之最低值為92.9%,波長700~800nm之平均穿透率為91.5%,波長1100nm之穿透率為8.3%,IR截止波長為837nm,UV截止波長為391nm。
於紅外線吸收層ira12之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p2)。藉由旋轉塗覆將實施例1中所使用之塗覆液UVA1塗佈於保護層p2之上,將該塗膜於140℃加熱30分鐘使之硬化而形成紫外線吸收層uva1。紫外線吸收層uva1之厚度為6μm。使用真空蒸鍍裝置於紫外線吸收層uva1上形成抗反射膜ar2。抗反射膜ar2係交替地積層SiO2與TiO2而成之膜,於抗反射膜ar2中,層數為7層,總膜厚為約0.4μm。如此,獲得實施例3之濾光器。
將實施例3之濾光器之穿透率光譜示於圖7B及表14。又,實施例3之濾光器具有表15所示之特性。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例3之濾光器之分光穿透率之差與波長的關係示於圖8A。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例3之濾光器之分光穿透率之差之絕對值與波長的關係示於圖8B。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例3之濾光器之分光穿透率之差之平方值與波長的關係示於圖8C。自0°、30°及40°之入射角度之實 施例3之濾光器的穿透率光譜,根據上述式(1)~(3),求出IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2。IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域求出。將結果示於表16~18。
<實施例4>
以與實施例1相同之方式製備塗覆液IRA1。藉由模嘴塗佈機塗佈於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira11。以相同之方式,亦於透明玻璃基板之相反側主面塗佈塗覆液IRA1,於與上述相同之條件下進行加熱處理使塗膜硬化,形成紅外線吸收層ira12。紅外線吸收層ira11及紅外線吸收層ira12之厚度共計0.2mm。
其次,以與實施例3相同之方式,使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira11之上形成紅外線反射膜irr1。於紅外線反射膜irr1中,交替地積層16層SiO2與TiO2
於紅外線吸收層ira12之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p2)。於與實施例2相同之條件下將實施例2中所使用之塗覆液UVIRA1塗佈於保護層p2之上,將該塗膜於140℃加熱30分鐘使之硬化而形成紅外線‧紫外線吸收層uvira1。紅外線‧紫外線吸收層uvira1之厚度為7μm。使用真空蒸鍍裝置於紅外線‧紫外線吸收層uvira1上形成抗反射膜ar2。抗反射膜ar2係交替地積層SiO2與TiO2而成之膜,於抗反射膜ar2中,層數為7層,總膜厚為約0.4μm。如此,獲得實施例4之濾光器。
將實施例4之濾光器之穿透率光譜示於圖9及表19。又,實施例4 之濾光器具有表20所示之特性。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例4之濾光器之分光穿透率之差與波長的關係示於圖10A。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例4之濾光器之分光穿透率之差之絕對值與波長的關係示於圖10B。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例4之濾光器之分光穿透率之差之平方值與波長的關係示於圖10C。自0°、30°及40°之入射角度之實施例4之濾光器的穿透率光譜,根據上述式(1)~(3),求出IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2。IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域求出。將結果示於表21~23。
<實施例5>
以與實施例1相同之方式製備塗覆液IRA1及塗覆液IRA2。藉由模嘴塗佈機塗佈於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira11。以相同之方式,亦於透明玻璃基板之相反側主面塗佈塗覆液IRA1,於與上述相同之條件下進行加熱處理使塗膜硬化,形成紅外線吸收層ira12。紅外線吸收層ira11及紅外線吸收層ira12之厚度共計0.4mm。
使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira11之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p1)。以相同之方式,於紅外線吸收層ira12之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p2)。藉由模嘴塗佈機將塗覆液IRA2塗佈於保護層p1之表面,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃ 進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira21。又,亦於保護層p2之表面,藉由模嘴塗佈機塗佈塗覆液IRA2,於相同之加熱條件下使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira22,獲得半成品δ。將0°之入射角度之半成品δ之穿透率光譜示於圖11A。半成品δ具有以下之特性(δ1)~(δ10)。
(δ1):波長390nm之分光穿透率為15.8%。
(δ2):波長400nm之分光穿透率為42.0%。
(δ3):波長450nm之分光穿透率為76.7%。
(δ4):波長700nm之分光穿透率為0.5%以下。
(δ5):波長715nm之分光穿透率為0.5%以下。
(δ6):波長1100nm之分光穿透率為0.5%以下。
(δ7):波長1200nm之分光穿透率為1.1%。
(δ8):波長500~600nm之平均穿透率為82.7%。
(δ9):波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下。
(δ10):IR截止波長為613nm,UV截止波長為404nm,於將IR截止波長與UV截止波長之差視為穿透區域之半高寬時,穿透區域之半高寬為209nm。
使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira21之上形成抗反射膜ar1。又,使用真空蒸鍍裝置於紅外線吸收層ira22之上形成抗反射膜ar2。抗反射膜ar1及抗反射膜ar2係具有相同之規格,交替地積層SiO2與TiO2而成之膜,於抗反射膜ar1及抗反射膜ar2中,層數為7層,總膜厚為約0.4μm。如此,獲得實施例5之濾光器。
將實施例5之濾光器之穿透率光譜示於圖11B及表24。又,實施例5之濾光器具有表25所示之特性。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例5之濾光器之分光穿透率之差與波長的關係示於圖12A。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例5之濾光器之分光穿透率之差之絕對值與波長的關 係示於圖12B。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之實施例5之濾光器之分光穿透率之差之平方值與波長的關係示於圖12C。自0°、30°及40°之入射角度之實施例5之濾光器的穿透率光譜,根據上述式(1)~(3),求出IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2。IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域求出。將結果示於表26~28。
<比較例1>
於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,使用真空蒸鍍裝置交替地積層24層SiO2與TiO2而形成紅外線反射膜irr2,獲得半成品ε。將半成品ε之穿透率光譜示於圖13A。半成品ε具有以下之特性(ε1)~(ε3)。
(ε1):於光之入射角度為0°之情形時,波長380nm之穿透率為0.5%以下,波長400nm之穿透率為3.1%,波長450~600nm之平均穿透率為94.1%,波長450~600nm之穿透率之最低值為92.6%,波長700nm之穿透率為86.2%,波長715nm之穿透率為30.8%,波長700~800nm之平均穿透率為12.4%,波長1100nm之穿透率為0.5%以下,IR截止波長為710nm,UV截止波長為410nm。
(ε2):於光之入射角度為30°之情形時,波長380nm之穿透率為1.7%,波長400nm之穿透率為77.7%,波長450~600nm之平均穿透率為94.1%,波長450~600nm之穿透率之最低值為93.0%,波長700nm之穿透率為8.2%,波長715nm之穿透率為2.2%,波長700~800nm之平均穿透率為1.1%,波長1100nm之穿透率為1.2%,IR截止波長為680nm,UV截止波長為397nm。
(ε3):於光之入射角度為40°之情形時,波長380nm之穿透率為13.1%,波長400nm之穿透率為90.5%,波長450~600nm之平均穿透率為92.1%,波長 450~600nm之穿透率之最低值為87.6%,波長700nm之穿透率為2.0%,波長715nm之穿透率為0.8%,波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下,波長1100nm之穿透率為5.4%,IR截止波長為661nm,UV截止波長為386nm。
以如下方式製備包含紅外線吸收色素之塗覆液IRA3。紅外線吸收色素係可溶於MEK之花青系有機色素與方酸鎓系有機色素之組合。將紅外線吸收色素加入至作為溶劑之MEK中,進而加入作為基質材料之PVB,其後,攪拌2小時而獲得塗覆液IRA3。塗覆液IRA3之固形物成分中之基質材料之含有率為99質量%。於藉由旋轉塗覆將塗覆液IRA3塗佈於半成品ε之透明玻璃基板之另一主面後,將該塗膜於140℃加熱30分鐘使之硬化而形成紅外線吸收層ira3。另外,於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於與紅外線吸收層ira3之形成條件相同之條件下形成紅外線吸收層,獲得參考例5之積層體。將0°之入射角度之參考例5之積層體的穿透率光譜示於圖13B。參考例5之積層體具有以下之特性(v1)~(v4)。
(v1):波長700nm之穿透率為2.0%,波長715nm之穿透率為2.6%,波長700~800nm之平均穿透率為15.9%。
(v2):波長1100nm之穿透率為91.1%。
(v3):波長400nm之穿透率為78.2%,450nm之穿透率為83.8%,波長500~600nm之平均穿透率為86.9%。
(v4):波長600nm~700nm之IR截止波長為637nm,波長700nm~800nm之IR截止波長為800nm,該等之IR截止波長之差為163nm,波長600~800nm之極大吸收波長為706nm。
於紅外線吸收層ira3之上,使用真空蒸鍍裝置,以與實施例1相同之方式形成抗反射膜ar1,獲得比較例1之濾光器。
將比較例1之濾光器之穿透率光譜示於圖13C及表29。又,比較 例1之濾光器具有表30所示之特性。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例1之濾光器之分光穿透率之差與波長的關係示於圖14A。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例1之濾光器之分光穿透率之差之絕對值與波長的關係示於圖14B。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例1之濾光器之分光穿透率之差之平方值與波長的關係示於圖14C。自0°、30°及40°之入射角度之比較例1之濾光器的穿透率光譜,根據上述式(1)~(3),求出IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2。IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域求出。將結果示於表31~33。
<比較例2>
準備於0°之入射角度表現出圖15A所示之穿透率光譜之紅外線吸收性玻璃基板。該紅外線吸收性玻璃基板具有以下之特性(g1)~(g10)。
(g1):波長390nm之分光穿透率為87.9%。
(g2):波長400nm之分光穿透率為88.5%。
(g3):波長450nm之分光穿透率為90.2%。
(g4):波長700nm之分光穿透率為29.8%。
(g5):波長715nm之分光穿透率為25.3%。
(g6):波長1100nm之分光穿透率為32.5%。
(g7):波長1200nm之分光穿透率為44.5%。
(g8):波長500~600nm之平均穿透率為86.5%。
(g9):波長700~800nm之平均穿透率為19.1%。
(g10):IR截止波長為653nm,於波長600~800nm表現出20%之穿透率之波長為738nm。
於具有210μm之厚度之紅外線吸收性玻璃基板之一主面,使用真空蒸鍍裝置交替地積層20層SiO2與TiO2而形成紅外線反射膜irr3,獲得半成品ζ。於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於與紅外線反射膜irr3之形成條件相同之條件下形成紅外線反射膜,獲得參考例6之積層體。將參考例6之積層體之穿透率光譜示於圖15B。參考例6之積層體具有以下之特性(w1)~(w3)。
(w1):於光之入射角度為0°之情形時,波長380nm之穿透率為0.5%以下,波長400nm之穿透率為0.5%以下,波長450~600nm之平均穿透率為95.2%,波長450~600nm之穿透率之最低值為93.7%,波長700~800nm之平均穿透率為4.7%,波長1100nm之穿透率為0.5%以下,IR截止波長為702nm,UV截止波長為411nm。
(w2):於光之入射角度為30°之情形時,波長380nm之穿透率為1.7%,波長400nm之穿透率為77.7%,波長450~600nm之平均穿透率為94.1%,波長450~600nm之穿透率之最低值為93.0%,波長700~800nm之平均穿透率為1.1%,波長1100nm之穿透率為1.2%,IR截止波長為680nm,UV截止波長為397nm。
(w3):於光之入射角度為40°之情形時,波長380nm之穿透率為13.1%,波長400nm之穿透率為90.5%,波長450~600nm之平均穿透率為92.1%,波長450~600nm之穿透率之最低值為87.6%,波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下,波長1100nm之穿透率為5.4%,IR截止波長為661nm,UV截止波長為386nm。
以如下方式製備包含紅外線吸收色素及紫外線吸收色素之塗覆液UVIRA2。紫外線吸收色素係由不易吸收可見光區域之光之二苯甲酮系紫外線吸收性物質所構成之色素。紅外線吸收色素係花青系有機色素與方酸鎓系有 機色素之組合。紅外線吸收色素及紫外線吸收色素可溶於MEK。將紅外線吸收色素及紫外線吸收色素加入至作為溶劑之MEK中,進而加入作為基質材料之PVB,其後,攪拌2小時而獲得塗覆液UVIRA2。塗覆液UVIRA2之固形物成分中之PVB之含有率為60質量%。將塗覆液UVIRA2塗佈於半成品ζ之另一主面,加熱該塗膜使之硬化,形成紅外線‧紫外線吸收層uvira2。紅外線‧紫外線吸收層uvira2之厚度為7μm。於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,使用塗覆液UVIRA2,於與紅外線‧紫外線吸收層uvira2之形成條件相同之條件下形成紅外線‧紫外線吸收層,獲得參考例7之積層體。將0°之入射角度之參考例7之積層體的穿透率光譜示於圖15C。參考例7之積層體具有以下之特性(p1)~(p5)。
(p1):波長700nm之穿透率為4.9%,波長715nm之穿透率為8.4%,波長700~800nm之平均穿透率為63.9%。
(p2):波長1100nm之穿透率為92.3%。
(p3):波長400nm之穿透率為12.6%,450nm之穿透率為84.4%,波長500~600nm之平均穿透率為88.7%。
(p4):波長600nm~700nm之IR截止波長為664nm,波長700nm~800nm之IR截止波長為731nm,該等之差為67nm。於波長600nm~800nm表現出最低之穿透率之波長(極大吸收波長)為705nm。
(p5):波長350nm~450nm之UV截止波長為411nm。
於紅外線‧紫外線吸收層uvira2之上,使用真空蒸鍍裝置,以與實施例1相同之方式形成抗反射膜ar1。抗反射膜ar1係交替地積層SiO2與TiO2而成之膜,於抗反射膜ar1中,層數為7層,總膜厚為約0.4μm。如此,獲得比較例2之濾光器。
將比較例2之濾光器之穿透率光譜示於圖15D及表34。又,比較 例2之濾光器具有表35所示之特性。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例2之濾光器之分光穿透率之差與波長的關係示於圖16A。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例2之濾光器之分光穿透率之差之絕對值與波長的關係示於圖16B。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例2之濾光器之分光穿透率之差之平方值與波長的關係示於圖16C。自0°、30°及40°之入射角度之比較例2之濾光器的穿透率光譜,根據上述式(1)~(3),求出IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2。IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域求出。將結果示於表36~38。
<比較例3>
以與實施例1相同之方式製備塗覆液IRA1及塗覆液IRA2。藉由模嘴塗佈機將塗覆液IRA1塗佈於透明玻璃基板(SCHOTT公司製造,製品名:D263 T eco)之一主面,於烘箱中於85℃進行3小時之加熱處理,繼而,於125℃進行3小時之加熱處理,繼而,於150℃進行1小時之加熱處理,繼而,於170℃進行3小時之加熱處理,使塗膜硬化而形成紅外線吸收層ira11。以相同之方式,亦於透明玻璃基板之相反側主面塗佈塗覆液IRA1,於與上述相同之條件下進行加熱處理使塗膜硬化,形成紅外線吸收層ira12。如此,獲得比較例3之濾光器之半成品γ。紅外線吸收層ira11及紅外線吸收層ira12之厚度共計0.2mm。將0°之入射角度之半成品γ之穿透率光譜示於圖17A。半成品γ具有以下之(γ1)~(γ10)之特性。
(γ1):波長390nm之分光穿透率為35.4%。
(γ2):波長400nm之分光穿透率為60.9%。
(γ3):波長450nm之分光穿透率為84.9%。
(γ4):波長700nm之分光穿透率為1.4%。
(γ5):波長715nm之分光穿透率為0.5%。
(γ6):波長1100nm之分光穿透率為9.4%。
(γ7):波長1200nm之分光穿透率為45.5%。
(γ8):波長500~600nm之平均穿透率為87.6%。
(γ9):波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下。
(γ10):IR截止波長為629nm,UV截止波長為395nm,於將IR截止波長與UV截止波長之差視為穿透區域之半高寬時,穿透區域之半高寬為234nm。
於半成品γ之於紅外線吸收層ira12之上形成500nm之厚度之SiO2之蒸鍍膜(保護層p2)。於保護層p2之上,藉由旋轉塗覆而塗佈實施例1中所使用之塗覆液UVA1,將該塗膜於140℃加熱30分鐘使之硬化而形成紫外線吸收層uva1。紫外線吸收層uva1之厚度為6μm。
於紅外線吸收層ira11之上,使用真空蒸鍍裝置形成抗反射膜ar1。又,於紫外線吸收層uva1上,使用真空蒸鍍裝置形成抗反射膜ar2。抗反射膜ar1及抗反射膜ar2係具有相同之規格,交替地積層SiO2與TiO2而成之膜,於抗反射膜ar1及抗反射膜ar2中,層數為7層,總膜厚為約0.4μm。如此,獲得比較例3之濾光器。
將比較例3之濾光器之穿透率光譜示於圖17B及表39。又,比較例3之濾光器具有表40所示之特性。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例3之濾光器之分光穿透率之差與波長的關係示於圖18A。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例3之濾光器之分光穿透率之差之絕對值與波長的關係示於圖18B。將選自0°、30°及40°中之2個入射角度之比較例3之濾光器之分光穿透率之差之平方值與波長的關係示於圖18C。自0°、30°及40°之入射角度之比較例3之濾光器的穿透率光譜,根據上述式(1)~(3),求出IEθ1/θ2 λ1~λ2、 IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2。IEθ1/θ2 λ1~λ2、IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2係於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域求出。將結果示於表41~43。
於實施例1~5之濾光器中,滿足上述(i-1)~(ix-1)之條件。顯示於實施例1~5之濾光器中,700nm以上之波長範圍內之穿透率充分低,實施例1~5之濾光器可良好地屏蔽近紅外線。實施例2之濾光器與實施例1之濾光器相比,於700nm以上之波長範圍內表現出較低之穿透率。於實施例2之濾光器中,藉由含有紅外線吸收色素,與實施例1之濾光器相比,可見光區域之穿透率低2點左右。但是,認為實用上不存在問題。於實施例5之濾光器中,與其他實施例之濾光器相比,波長400nm附近之穿透率雖高,但為44.9%以下。
於實施例1~5之濾光器中,滿足上述表(I)~(III)所示之條件。尤其是實施例1、2及5之濾光器對0°、30°、40°之入射角度之分光穿透率係於各波長λ之變域未發生變化。因此,於實施例1、2及5之濾光器中,IEθ1/θ2 λ1~λ2相對於表(I)~(III)中所記載之上限值充分小,且相對於下限值充分大。除此以外,於實施例1、2及5之濾光器中,IAEθ1/θ2 λ1~λ2及ISEθ1/θ2 λ1~λ2之值相對於表(II)及表(III)之上限值充分小。於實施例3及4之濾光器之紅外線反射膜中,以使40°之入射角度之光穿透之波段與使40°之入射角度之光反射之波段之邊界成為850nm附近的方式設定。因此,於350nm~800nm之波長範圍之長波長側(600nm~800nm之波長範圍),0°、30°及40°之入射角度之實施例3及4之濾光器的分光穿透率幾乎無變化。另一方面,於實施例3及4之濾光器中,光之入射角度越大則波長400nm附近之穿透率越高。該影響係於實施例3及4之濾光器中,出現於IE0/30 380~530、IE0/40 380~530、IAE0/30 380~530、IAE0/40 380~530、ISE0/30 380 ~530及ISE0/40 380~530。實施例3及4之濾光器於30°之入射角度之波長530nm附近的分光穿透率高於實施例3及4之濾光器於0°之入射角度及40°之入射角度之波長530nm附近的分光穿透率。該影響出現於IE0/30 450~650、IE30/40 450~650、IAE0/30 450~650、IAE30/40 450~650、ISE0/30 450~650及ISE30/40 450~650。但是,任一影響均越滿足表(I)~(III)所示之條件則越小。因此,認為於將實施例1~5之濾光器組裝於相機模組之情形時,即便於0°~40°之入射角度之範圍內使光線入射至濾光器,亦不會於拍攝之圖像之內部產生色不均。
根據比較例1之濾光器,可見光區域之與近紅外線區域鄰接之區域及近紅外線區域中之使光穿透之波段與屏蔽光之波段的邊界係由紅外線吸收層ira3而確定。但是,由於紅外線吸收層ira3之吸收頻帶較窄,故而比較例1之濾光器之穿透率光譜受到隨著光之入射角度變大,紅外線反射膜之反射頻帶向短波長側偏移之影響。又,比較例1之濾光器於紫外線區域中之光之吸收能力不足,比較例1之濾光器實質上僅藉由紅外線反射膜irr2屏蔽紫外線區域之光。因此,比較例1之濾光器係於紫外線區域,強烈受到因光之入射角度而反射頻帶向短波長側偏移之影響。因此,比較例1之濾光器不滿足上述(i-1)、(ii-1)、(vi-1)及(vii-1)之條件,進而,比較例1之濾光器於400nm附近之分光穿透率係於0°之入射角度與30°之入射角度之間大幅變動。除此以外,比較例1之濾光器於650nm附近之分光穿透率係於0°之入射角度與40°之入射角度之間大幅變動。除此以外,比較例1之濾光器於450nm~650nm之範圍內之分光穿透率係於0°之入射角度與40°之入射角度之間、及30°之入射角度與40°之入射角度之間局部大幅變動。IAE30/40 350~800、ISE30/40 350~800、IAE30/40 380~530、ISE30/40 380~530、IE30/40 450~650、IAE30/40 450~650、IE30/40 530~750、IAE30/40 530~750及ISE30/40 530~750未落入表(I)~(III)所示之範圍。因此,於將比較例1之濾光器組裝於攝像裝置之情形時,顧慮於所獲得之圖像之較窄之範圍內產生較強之色不均。
於比較例2之濾光器中,於可見光區域之與近紅外線區域鄰接之區域、近紅外線區域以及紫外線區域,使光穿透之波段與屏蔽光之波段之邊界係由紅外線‧紫外線吸收層uvira2而確定。但是,由於近紅外線區域中之紅外線‧紫外線吸收層uvira2之吸收頻帶較窄,故而於比較例2之濾光器中,IE30/40 350~800表現出較大之值。又,40°之入射角度之比較例2之濾光器之穿透率光譜於可見光區域可見分光穿透率之局部變動(波紋)。因此,尤其是IE30/40 350~800、IAE30/40 350~800、ISE30/40 350~800、IE30/40 380~530、IAE30/40 380~530、IE30/40 450~650、IAE30/40 450~650、IE30/40 530~750及IAE30/40 530~750成為較大值。因此,於將比較例2之濾光器組裝於攝像裝置之情形時,顧慮於所獲得之圖像之較窄之範圍內產生較強之色不均。
於比較例3之濾光器中,不滿足上述(vi-1)及(vii-1)之條件。因此,難謂比較例3之濾光器於1100~1200nm之波長範圍內具有期望特性。
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Figure 108100830-A0305-02-0059-39
Figure 108100830-A0305-02-0059-40
Figure 108100830-A0305-02-0060-41
Figure 108100830-A0305-02-0060-42
Figure 108100830-A0305-02-0060-43
Figure 108100830-A0305-02-0061-44
Figure 108100830-A0305-02-0061-62
Figure 108100830-A0305-02-0062-46
Figure 108100830-A0305-02-0062-47
Figure 108100830-A0305-02-0062-48
Figure 108100830-A0305-02-0063-49
Figure 108100830-A0305-02-0063-50
Figure 108100830-A0305-02-0064-51
Figure 108100830-A0305-02-0064-52
Figure 108100830-A0305-02-0064-53
Figure 108100830-A0305-02-0065-54
1a‧‧‧濾光器
10‧‧‧光吸收層
20‧‧‧透明介電基板

Claims (8)

  1. 一種濾光器,其具備光吸收層,該光吸收層含有吸收近紅外線區域之至少一部分光之光吸收劑,於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至該濾光器時,滿足下述條件:(i-1)波長390nm之分光穿透率為20%以下;(ii-1)波長400nm之分光穿透率為45%以下;(iii-1)波長450nm之分光穿透率為75%以上;(iv-1)波長700nm之分光穿透率為3%以下;(v-1)波長715nm之分光穿透率為1%以下;(vi-1)波長1100nm之分光穿透率為2%以下;(vii-1)波長1200nm之分光穿透率為15%以下;(viii-1)波長500~600nm之平均穿透率為80%以上;(ix-1)波長700~800nm之平均穿透率為0.5%以下,且於將入射角度為θ°時之波長λ之該濾光器之分光穿透率表示為Tθ(λ),將波長λ之變域之最小值及最大值分別表示為λ1[nm]及λ2[nm],將波長λ以0以上之整數n之函數表示為λ(n)=(△λ×n+λ1)[nm]時(其中,△λ=1),針對選自0°、30°及40°中之2個入射角度θ1°及θ2°(θ1<θ2),於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域,由下述式(1)所定義之IEθ1/θ2 λ1~λ2滿足下述表(I)所示之條件;
    Figure 108100830-A0305-02-0067-55
    Figure 108100830-A0305-02-0067-56
  2. 如請求項1所述之濾光器,其中,於以0°、30°及40°之入射角度使波長300nm~1200nm之光入射至該濾光器時,進而滿足下述條件:(i-2)波長390nm之分光穿透率為10%以下;(ii-2)波長400nm之分光穿透率為25%以下;(iv-2)波長700nm之分光穿透率為2.5%以下;(vi-2)波長1100nm之分光穿透率為1%以下;(vii-2)波長1200nm之分光穿透率為13%以下;(viii-2)波長500~600nm之平均穿透率為85%以上。
  3. 如請求項1或2所述之濾光器,其中,於將入射角度為θ°時之波長λ之該濾光器之分光穿透率表示為Tθ(λ),將波長λ之變域之最小值及最大值分別表示為λ1[nm]及λ2[nm],將波長λ以0以上之整數n之函數表示為λ(n)=(△λ×n+λ1)[nm]時(其中,△λ=1),針對選自0°、30°及40°中之2個入射角度θ1°及θ2°(θ1<θ2),於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域,由下述 式(2)所定義之IAEθ1/θ2 λ1~λ2滿足下述表(II)所示之條件;
    Figure 108100830-A0305-02-0068-57
    Figure 108100830-A0305-02-0068-58
  4. 如請求項1或2所述之濾光器,其中,於將入射角度為θ°時之波長λ之該濾光器之分光穿透率表示為Tθ(λ),將波長λ之變域之最小值及最大值分別表示為λ1[nm]及λ2[nm],將波長λ以0以上之整數n之函數表示為λ(n)=(△λ×n+λ1)[nm]時(其中,△λ=1),針對選自0°、30°及40°中之2個入射角度θ1°及θ2°(θ1<θ2),於λ1=350及λ2=800之波長λ之變域、λ1=380及λ2=530之波長λ之變域、λ1=450及λ2=650之波長λ之變域、以及λ1=530及λ2=750之波長λ之變域之各變域,由下述式(3)所定義之ISEθ1/θ2 λ1~λ2滿足下述表(III)所示之條件;
    Figure 108100830-A0305-02-0068-59
    Figure 108100830-A0305-02-0069-60
  5. 如請求項1或2所述之濾光器,其中,上述光吸收劑係由膦酸及銅離子形成。
  6. 如請求項5所述之濾光器,其中,上述膦酸包含:具有芳基之第一膦酸。
  7. 如請求項6所述之濾光器,其中,上述膦酸進而包含:具有烷基之第二膦酸。
  8. 一種攝像裝置,其具備:透鏡系統;攝像元件,其接收穿過上述透鏡系統之光;濾色器,其配置於上述攝像元件之前方,且具有R(紅)、G(綠)及B(藍)3色之濾光片;及請求項1至7中任一項所述之濾光器,其配置於上述濾色器之前方。
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