WO2017030174A1 - 光学フィルタおよび撮像装置 - Google Patents

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WO2017030174A1
WO2017030174A1 PCT/JP2016/074148 JP2016074148W WO2017030174A1 WO 2017030174 A1 WO2017030174 A1 WO 2017030174A1 JP 2016074148 W JP2016074148 W JP 2016074148W WO 2017030174 A1 WO2017030174 A1 WO 2017030174A1
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WO
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wavelength
wavelength band
optical filter
resin
light
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PCT/JP2016/074148
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English (en)
French (fr)
Inventor
村川 真弘
和彦 塩野
麻奈 吉岡
保高 弘樹
Original Assignee
旭硝子株式会社
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Publication date
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/26Reflecting filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/12Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with one sensor only

Definitions

  • the present invention relates to an optical filter that transmits visible light and specific infrared light and blocks light between these two regions, and an imaging device including the optical filter.
  • imaging devices using a solid-state imaging device have been extended to devices that capture images regardless of day or night, such as surveillance cameras and in-vehicle cameras.
  • the conventional dual bandpass filter has a high-refractive index film and a low-refractive index film alternately stacked, and a near-infrared light by a reflective layer made of a dielectric multilayer film that reflects light in a specific region by light interference.
  • the dielectric multilayer film has a so-called incident angle dependency in which the spectral transmittance characteristic changes depending on the incident angle of light. For this reason, an image pickup apparatus using a conventional dual bandpass filter, particularly when acquiring an image based on visible light, is visible light close to the wavelength of near-infrared light. There was a problem that could not be faithfully reproduced.
  • Japanese Patent No. 4705342 Japanese Patent No. 5287362 Japanese Patent Laid-Open No. 56-60421 JP 2008-91753 A JP 2012-244533 A
  • the conventional dual bandpass filter realizes the blocking of near infrared light by the dielectric multilayer film, the spectral transmittance characteristic changes depending on the incident angle of light. For this reason, particularly when an image based on visible light is acquired, there is a problem that the image cannot be faithfully reproduced due to the incident angle dependency of transmittance with visible light close to the wavelength of near-infrared light.
  • the present invention provides an optical filter with good reproducibility and a clear image when acquiring an image based on visible light and near-infrared light, and an imaging apparatus using the optical filter. For the purpose of provision.
  • the optical filter according to one aspect of the present invention has a transmission wavelength band in which a transmittance with respect to light with an incident angle of 0 ° is 40% or more in a wavelength region of a wavelength of 350 nm to 1200 nm, A reflection layer having a transmittance on the longer wavelength side of the transmission wavelength band of less than 40%, and an absorption layer having an absorption maximum in the transmission wavelength band of the reflection layer, A transmission wavelength band, a first high transmission wavelength band having a higher transmittance for light having an incident angle of 0 ° than the low transmission wavelength band on a shorter wavelength side than the low transmission wavelength band, and a longer wavelength than the low transmission wavelength band And a second high transmission wavelength band having a higher transmittance with respect to light having an incident angle of 0 ° than the low transmission wavelength band.
  • An imaging apparatus includes the optical filter including a solid-state imaging device, an imaging lens, and the optical filter.
  • the incident angle dependency of the transmittance characteristic of visible light close to the wavelength of near-infrared light can be suppressed, and high transmittance of predetermined near-infrared light can be achieved.
  • an image based on each of visible light and near-infrared light can be obtained as an optical filter with good reproducibility and a clear image.
  • an image pickup apparatus having excellent image characteristics using such an optical filter can be obtained.
  • FIG. 6 is a diagram showing a spectral transmittance curve (incident angle 0 ° / 30 °) of a reflective layer used in the optical filters of Examples 1 to 3. It is a figure which shows the spectral transmittance curve (incident angle 0 degree / 30 degree) of the optical filter in Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the spectral transmittance curve (incident angle 0 degree / 30 degree) of the optical filter in Example 2.
  • FIG. It is a figure which shows the spectral transmittance curve (incident angle 0 degree / 30 degree) of the optical filter in Example 3.
  • FIG. 6 is a diagram showing a spectral transmittance curve (incident angle 0 ° / 30 °) of a reflective layer used in the optical filters of Examples 1 to 3.
  • FIG. It is a figure which shows the spectral transmittance curve (incident angle 0 degree / 30 degree) of the optical filter in Example 1.
  • FIG. It is
  • the near-infrared absorbing material may be referred to as “NIR absorbing material” and the ultraviolet absorbing material may be referred to as “UV absorbing material”.
  • NIR absorbing material the near-infrared absorbing material
  • UV absorbing material ultraviolet absorbing material
  • transmittance means “transmittance in a spectral transmittance curve at an incident angle of 0 °”
  • average transmittance means “average in a spectral transmittance curve at an incident angle of 0 °.
  • An optical filter according to an embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “the present filter”) has a reflective layer and an absorption layer.
  • the reflective layer and the absorbing layer may each have one layer in the filter, one may have two or more layers, and both may have two or more layers. When it has two or more layers, each layer may have the same structure or different.
  • one of the layers is a near-infrared reflective layer that shields near-infrared light with a wavelength of 950 to 1100 nm
  • the other reflective layer is near-infrared light with a wavelength of 1050 nm or later.
  • a near-infrared / near-ultraviolet reflecting layer that shields both near-ultraviolet light.
  • the absorption layer when it has two absorption layers, it is good also considering one layer as an absorption layer which consists of resin containing the NIR absorber mentioned later and the other layer as an absorption layer consisting of resin containing the UV absorber mentioned later. Moreover, the absorption layer itself may function as a substrate (resin substrate).
  • This filter may further have a transparent substrate.
  • the absorption layer and the reflection layer may be provided on the same main surface of the transparent substrate, or may be provided on different main surfaces.
  • the order of lamination is not particularly limited.
  • This filter may also have other functional layers.
  • other functional layers include an antireflection layer made of an inorganic film or an organic film, a protective layer having a passivation function, and the like.
  • an antireflection layer made of an inorganic film or an organic film
  • a protective layer having a passivation function and the like.
  • the absorption layer has an outermost surface configuration, transmittance loss occurs at the interface between the absorption layer and air. Therefore, it is preferable to provide an antireflection layer on the absorption layer.
  • the protective layer is not necessarily provided in that case. When the antireflection layer and the protective layer cover not only the outermost surface of the absorption layer but also the entire side surface of the absorption layer, the moisture-proof effect on the absorption layer can be enhanced.
  • FIG. 1A is a configuration example of an optical filter 10 ⁇ / b> A including the absorption layer 11 and the reflection layer 12.
  • FIG. 1B is a configuration example of an optical filter 10 ⁇ / b> B that includes the absorption layer 11 on one main surface of the transparent substrate 13 and the reflective layer 12 on the other main surface of the transparent substrate 13.
  • “equipped with other layers such as the absorption layer 11 and the reflective layer 12 on one main surface of the transparent substrate 13” is not limited to the case where the transparent substrate 13 is in contact with the other layers and includes the transparent substrate 13.
  • the case where another functional layer is provided between 13 and another layer is also included, and the following configurations are also the same.
  • FIG. 1C is a configuration example of an optical filter 10C having an antireflection layer 14 on the main surface of the absorption layer 11 of the optical filter 10B shown in FIG. 1B.
  • the absorption layer has the outermost surface configuration, transmittance loss occurs on the absorption layer. Therefore, it is preferable to provide an antireflection layer on the absorption layer.
  • the reflective layer, the absorption layer, the transparent substrate, the functional layer, and the like constituting the filter will be described.
  • the reflection layer has a transmission wavelength band with a transmittance of 40% or more, preferably 60% or more, and more preferably 80% or more with respect to light having an incident angle of 0 ° at a wavelength of 350 to 1200 nm. Further, the average transmittance in the transmission wavelength band is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and further preferably 80% or more. The higher the transmittance and the higher the average transmittance, the higher the light utilization efficiency.
  • the reflective layer has a transmittance of less than 40% on the short wavelength side and the long wavelength side of the transmission wavelength band for light having an incident angle of 0 °.
  • the transmission wavelength band includes a wavelength of 430 to 900 nm, and an average transmittance for light having an incident angle of 0 ° at the wavelength of 430 to 900 nm. Is preferably 80% or more. Further, the average transmittance for light having an incident angle of 0 ° at a wavelength of 430 to 900 nm is more preferably 85% or more, still more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and particularly preferably 98% or more.
  • the reflective layer preferably has an average transmittance of 5% or less for light having an incident angle of 0 ° at a wavelength of 350 to 400 nm. % Or less is more preferable.
  • transmittance of 40% or more means that the transmittance does not fall below 40% in the specific entire wavelength region.
  • 2% or less means that the transmittance does not exceed 2% in the specific wavelength region.
  • the reflective layer is a dielectric layer in which a low refractive index dielectric film (hereinafter also abbreviated as “low refractive index film”) and a high refractive index dielectric film (hereinafter also abbreviated as “high refractive index film”) are alternately laminated.
  • low refractive index film a low refractive index dielectric film
  • high refractive index film a high refractive index dielectric film
  • the high refractive index film preferably has a refractive index of 1.6 or more, more preferably 2.2 to 2.5.
  • the material for the high refractive index film include Ta 2 O 5 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , and ZrO 2 . Of these, TiO 2 is preferable from the viewpoints of film formability, reproducibility in refractive index, and stability.
  • the low refractive index film preferably has a refractive index of less than 1.6, more preferably 1.35 or more and less than 1.55, and even more preferably 1.40 to 1.50.
  • the material for the low refractive index film include SiO 2 , SiO x N y , and MgF 2 .
  • the refractive index refers to a refractive index with respect to light having a wavelength of 589 nm at 20 ° C.
  • a vacuum film forming process such as a CVD method, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion assist evaporation method, an ion beam method, an ion plating method, or a wet method such as a spray method or a dip method.
  • a film forming process or the like can be used.
  • the reflective layer made of a dielectric multilayer film may be a single layer or a plurality of layers and have predetermined optical characteristics.
  • the reflective layer is preferably a single layer from the viewpoint of productivity, but may be provided on both sides of the absorption layer, for example, in order to prevent the optical filter from warping due to film stress.
  • the absorption layer is a layer having an absorption maximum within the transmission wavelength band of the reflection layer. From the viewpoint of obtaining a clear visible light image and infrared light image having excellent color reproducibility, the above absorption maximum may be at a wavelength of 680 to 780 nm, preferably at a wavelength of 700 to 750 nm, and preferably at a wavelength of 700 to 720 nm. More preferably.
  • the absorption layer preferably has an absorption maximum at a wavelength of 350 to 420 nm from the viewpoint of suppressing near-ultraviolet light incidence and improving color reproducibility of a visible light image.
  • the absorption maximum is more preferably at a wavelength of 390 to 420 nm, and further preferably at a wavelength of 400 to 410 nm.
  • the absorption layer is composed of a layer or a substrate in which the NIR absorber (A) is uniformly dissolved or dispersed in the transparent resin (B).
  • the absorption layer may further include a UV absorber (U).
  • the absorption layer may include a plurality of absorption layers, for example, a layer containing the NIR absorber (A) and a layer containing the UV absorber (U) as separate layers.
  • the thickness of the absorption layer is preferably 0.1 to 100 ⁇ m.
  • the total thickness of each absorption layer is preferably 0.1 to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the absorption layer is appropriately determined according to the arrangement space in the apparatus to be used. If the thickness is less than 0.1 ⁇ m, the desired optical properties may not be sufficiently exhibited. On the other hand, if the thickness exceeds 100 ⁇ m, the flatness of the layer is lowered, and there is a possibility that in-plane variation in the absorption rate occurs.
  • the thickness of the absorption layer is more preferably 0.3 to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the absorption layer is preferably 0.3 to 10 ⁇ m.
  • the absorption layer typically uses a near-infrared absorbing dye as the NIR absorbing material (A), and uses an ultraviolet absorbing dye as the UV absorbing material (U) as necessary, but is not limited thereto.
  • a near-infrared absorbing dye as the NIR absorbing material (A)
  • an ultraviolet absorbing dye as the UV absorbing material (U) as necessary, but is not limited thereto.
  • typically used near-infrared absorbing dyes and ultraviolet absorbing dyes will be described in detail.
  • the near-infrared absorbing dye (A) (hereinafter also referred to as the dye (A)) is a single type or a combination of two or more types, and when dissolved or dispersed in the transparent resin (B), the absorption layer has the optical characteristics described above. If it has, the kind will not be restrict
  • the dye (A) has an absorption maximum within a wavelength of 680 to 780 nm in an absorption spectrum of a wavelength of 400 to 850 nm measured using a resin film obtained by dispersing the dye (A) in the transparent resin (B). Those having a wavelength are preferred.
  • the absorption maximum wavelength is more preferably 700 to 750 nm, and even more preferably 700 to 720 nm.
  • dye (A1) the near-infrared absorbing dye having this absorption characteristic
  • ⁇ max (NIR) of the dye (A1) the absorption maximum wavelength in this absorption spectrum
  • the absorption spectrum of the dye (A1) has an absorption peak having an absorption peak at the wavelength ⁇ max (NIR) (hereinafter, referred to as “ ⁇ max (NIR) absorption peak”).
  • the absorption spectrum of the dye (A1) has ⁇ max (NIR) in the wavelength range of 680 to 780 nm, has little absorption of visible light, and has a visible wavelength region side and near infrared wavelength as viewed from the absorption peak of ⁇ max (NIR). It is preferable that the slope on the region side is steep.
  • the dye (A1) is a squarylium compound, cyanine compound, phthalocyanine compound, naphthalocyanine compound, dithiol metal complex compound, diimonium compound, polymethine compound, phthalide compound, naphthoquinone compound, anthraquinone compound, indophenol. System compounds and the like.
  • squarylium compounds, cyanine compounds and phthalocyanine compounds are preferable, and squarylium compounds are more preferable.
  • the squarylium compound has little visible light absorption, and the absorption peak of ⁇ max (NIR) has a steep slope on both the visible wavelength region side and near infrared wavelength region side. Is preferable because of high.
  • a cyanine compound is preferable because it absorbs less visible light and has a high light absorptance on the long wavelength side near ⁇ max (NIR).
  • cyanine compounds are low-cost and long-term stability can be ensured by salt formation. Phthalocyanine compounds are excellent in heat resistance and weather resistance.
  • squarylium-based compound examples include at least one selected from squarylium-based compounds represented by the following formula (F1).
  • a compound represented by the formula (F1) is also referred to as a compound (F1), and dyes represented by other formulas are also described in the same manner.
  • a group represented by the formula (1n) is referred to as a group (1n), and groups represented by other formulas are also described in the same manner.
  • Compound (F1) has a structure in which a benzene ring is bonded to the left and right sides of the squarylium skeleton, a nitrogen atom is bonded to the 4-position of the benzene ring, and a saturated heterocyclic ring containing the nitrogen atom is formed.
  • A1) is a compound having light absorption characteristics.
  • a substituent of the benzene ring is used in the following range in accordance with a request such as increasing the solubility in the solvent (host solvent) or the transparent resin (B) used when forming the near infrared absorption layer. Can be adjusted as appropriate.
  • R 4 and R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, or —NR 7 R 8 (R 7 And R 8 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or —C ( ⁇ O) —R 9 (R 9 is a hydrogen atom or an optionally substituted carbon atom).
  • At least one pair of R 1 and R 2 , R 2 and R 5 , and R 1 and R 3 is connected to each other and has a nitrogen atom and a member of 5 or 6 to each of heterocycle A, heterocycle B, and heterocycle C is formed.
  • R 1 and R 2 represent an alkylene group or an alkyleneoxy group as the divalent group —Q— to which they are bonded.
  • a hydrogen atom is substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent. May be.
  • R 2 and R 5 when the heterocyclic ring B is formed, and R 1 and R 3 when the heterocyclic ring C is formed are each a divalent group —X 1 —Y 1 — and — X 2 —Y 2 — (X 1 and X 2 on the side bonded to nitrogen), X 1 and X 2 are each a group represented by the following formula (1x) or (2x), and Y 1 and Y 2 are each It is a group represented by any one selected from the following formulas (1y) to (5y). When X 1 and X 2 are groups represented by the following formula (2x), Y 1 and Y 2 may each be a single bond.
  • Z's are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or -NR 28 R 29 (R 28 and R 29 are each independently Represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).
  • R 21 to R 26 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and R 27 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkyl group having 6 to 10 carbon atoms.
  • An aryl group is shown.
  • R 7 , R 8 , R 9 , R 4 , R 6 , R 21 to R 27 , R 1 to R 3 when not forming a heterocyclic ring, and R 5 are It may combine to form a 5-membered ring or a 6-membered ring.
  • R 21 and R 26 , R 21 and R 27 may be directly bonded.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or allyl group having 1 to 6 carbon atoms, or 6 carbon atoms. Represents an aryl group or an araryl group of ⁇ 11.
  • R 3 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the heterocycle A may be simply referred to as ring A. The same applies to the heterocyclic rings B and C.
  • R 4 and R 6 each independently represent the above atom or group.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • R 4 and R 6 are preferably a combination in which either one is a hydrogen atom and the other is —NR 7 R 8 .
  • —NR 7 R 8 is introduced into either R 4 or R 6. May be. In the case where the compound (F1) has only ring B and only ring A and ring B, —NR 7 R 8 is preferably introduced into R 4 . Similarly, when it has only ring C, only ring A and ring C, each of —NR 7 R 8 is preferably introduced into R 6 .
  • R 9 is an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted group.
  • an araryl group having 7 to 18 carbon atoms which may have an oxygen atom between carbon atoms is preferable.
  • Substituents include halogen atoms such as fluorine atoms, hydroxyl groups, carboxy groups, sulfo groups, cyano groups, alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, fluoroalkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms. And an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 9 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 17 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms and / or carbon which may be substituted with a fluorine atom.
  • a phenyl group which may be substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a carbon atom having 7 to 18 carbon atoms which may have an oxygen atom between the carbon atoms, and substituted with a fluorine atom having 1 to 6 carbon atoms at the terminal A group selected from an alkyl group which may be substituted and / or an aryl group having a phenyl group which may be substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferred.
  • one or more hydrogen atoms may be independently substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxy group, a sulfo group, or a cyano group, and an unsaturated bond, oxygen atom, saturated or
  • a group which is a hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms and having at least one branch which may contain an unsaturated ring structure is also preferably used.
  • R 1 and R 2 , R 2 and R 5 , and R 1 and R 3 are connected to each other to form 5 or 6 members of ring A, ring B, and ring C, At least any one of these may be formed, and two or three may be formed.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or allyl group having 1 to 6 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms.
  • 11 aryl groups or araryl groups are shown.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic. Examples of the substituent include a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and an acyloxy group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R 3 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 1 , R 2 , R 3 , and R 5 an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable from the viewpoint of solubility in a host solvent or a transparent resin (B). And the 2-propyl group is particularly preferred.
  • the groups R 1 to R 6 of the benzene ring bonded to the left and right of the squarylium skeleton may be different on the left and right, but are preferably the same on the left and right.
  • the compound (F1) includes the compound (F1-1) represented by the formula (F1-1) having a resonance structure having the structure represented by the general formula (F1).
  • compound (F1) a compound represented by the following formula (F11) having only ring B as a ring structure, a compound represented by the following formula (F12) having only ring A as a ring structure, ring B And a compound represented by the following formula (F13) having two of ring C as a ring structure.
  • the compound represented by the following formula (F11) is the same compound as the compound (F1) having only ring C as a ring structure and R 6 being —NR 7 R 8 .
  • the compound represented by the following formula (F11) and the compound represented by the following formula (F13) are compounds described in US Pat. No. 5,543,086.
  • X 1 is preferably an ethylene group in which the hydrogen atom represented by (2x) above may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
  • the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
  • X 1 represents — (CH 2 ) 2 —, —CH 2 —C (CH 3 ) 2 —, —CH (CH 3 ) —C (CH 3 ) 2 —, —C (CH 3 ) 2 — And C (CH 3 ) 2 — and the like.
  • —NR 7 R 8 is —NH—C ( ⁇ O) —CH 3 , —NH—C ( ⁇ O) —C 6 H 13 , —NH—C ( ⁇ O) —C 6 H. 5 , —NH—C ( ⁇ O) —CH (C 2 H 5 ) —C 4 H 9 , —NH—C ( ⁇ O) —C (CH 3 ) 2 —C 2 H 5 , —NH—C ( ⁇ O) —C (CH 3 ) 2 —C 3 H 7 , —NH—C ( ⁇ O) —C (CH 3 ) 2 — (CH 2 ) 3 —O—C 6 H 3 (CH 3 ) 2 etc.
  • Y 1 is 0 to 1 oxygen atom or sulfur atom.
  • Examples of the compound (F11) include compounds represented by the following formulas (F11-1) to (F11-7). Among these, the compounds (F11-2) to (F11-7) are more preferable because of their high solubility in the host solvent and the transparent resin (B).
  • Q may be a hydrogen atom substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
  • the oxygen position is preferably other than next to N.
  • Q is preferably a butylene group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, particularly a methyl group.
  • —NR 7 R 8 is —NH—C ( ⁇ O) — (CH 2 ) m —CH 3 (m is 0 to 19), —NH—C ( ⁇ O) —Ph—R. 10
  • —Ph— represents a phenylene group
  • R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which the hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, respectively. .) Etc. are preferred.
  • the compound (F12) has a ⁇ max (NIR) on the relatively long wavelength side in the above wavelength region, the visible light transmission region can be widened by using the compound (F12).
  • the compound (F12) include compounds represented by the following formulas (F12-1) to (F12-3).
  • X 1 and X 2 independently represent an ethylene group in which the hydrogen atom represented by the above (2x) may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms Is preferred.
  • the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
  • X 1 and X 2 are — (CH 2 ) 2 —, —CH 2 —C (CH 3 ) 2 —, —CH (CH 3 ) —C (CH 3 ) 2 —, —C (CH 3 ) 2 -C (CH 3 ) 2- and the like.
  • Y 1 and Y 2 are independently —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —CH (C 6 H 5 ) —, —CH ((CH 2 ) m CH 3 ) — (m is 0 To 5).
  • —NR 7 R 8 is —NH—C ( ⁇ O) —C m H 2m + 1 (m is 1 to 20, and C m H 2m + 1 is linear, branched, or cyclic.
  • —NH—C ( ⁇ O) —Ph—R 10 (—Ph— represents a phenylene group, R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, 1 carbon atom) An alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms or a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, respectively).
  • Examples of the compound (F13) include compounds represented by the following formulas (F13-1) and (F13-2).
  • Formula (F6) represents a compound in which none of rings A to C is formed in Formula (F1) (wherein R 1 to R 6 are as follows).
  • R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or allyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group or aryl group having 6 to 11 carbon atoms.
  • R 3 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 4 and R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, or —NR 7 R 8 (R 7 And R 8 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or —C ( ⁇ O) —R 9 (R 9 is a hydrogen atom or an optionally substituted carbon atom).
  • Examples of the compound (F6) include compounds represented by the formula (F6-1) and the formula (F6-2).
  • a squarylium compound represented by the following formula (F7) can be used as the dye (A1).
  • the compounds (F1) such as the compounds (F11) to (F13) and the compounds (F6) and (F7) can be produced by a conventionally known method.
  • Compound (F11) such as compound (F11-1) can be produced, for example, by the method described in US Pat. No. 5,543,086.
  • the compound (F12) is, for example, J.I. Org. Chem. 2005, 70 (13), 5164-5173.
  • the cyanine compound specifically includes at least one selected from cyanine compounds represented by the following formula (F5).
  • R 11 each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group or an alkylsulfone group, or an anionic species thereof.
  • R 12 and R 13 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Z represents PF 6 , ClO 4 , R f —SO 2 , (R f —SO 2 ) 2 —N (R f represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. shown.), or an BF 4.
  • R 14 , R 15 , R 16 and R 17 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • n represents an integer of 1 to 6.
  • R 11 in the compound (F5) is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 12 and R 13 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 14 , R 15 , R 16 and R 17 are each independently preferably a hydrogen atom, and the number of n is preferably 1 to 4.
  • the left and right structures sandwiching n repeating units may be different, but the same structure is preferred.
  • examples of the compound (F5) include compounds represented by the following formulas (F51) and (F52).
  • Z - is an anion shown Z in the above (F5) - is the same as.
  • Cyanine compounds are ADS680HO (trade name, manufactured by American dye), S0830 (trade name, manufactured by FEW Chemicals), S2137 (trade name, manufactured by FEW Chemicals), ADS760MP (trade name, manufactured by American Diesor, Inc.)
  • Commercial products such as DLS745B and DLS757A (both are trade names, manufactured by Crystal-Lyn Chemical company) can be used.
  • the phthalocyanine compounds are commercially available such as FB22 (trade name, manufactured by Yamada Chemical Co., Ltd.), TXEX720 (trade name, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), PC142c (trade name, manufactured by Yamada Chemical Industries, Ltd.), and the like. Goods can be used.
  • Table 1 is a table showing ⁇ max (NIR) of each compound used as the dye (A1) exemplified above together with the type of the transparent resin (B) used at the time of measurement.
  • B-OKP2, OKP-850, Byron (registered trademark) 103 is a polyester resin
  • SP3810 is a polycarbonate resin
  • EA-F5003 is an acrylic resin used as the transparent resin (B) in the above. Details will be described later. It is.
  • the dye (A) preferably contains one or more of the dyes (A1).
  • the dye (A) may contain other near-infrared absorbing dyes in addition to the dye (A1) as necessary.
  • the absorption spectrum at a wavelength of 400 to 850 nm measured with respect to a resin film prepared by dispersing the near infrared absorbing dye in the transparent resin (B) is combined so as to have an absorption maximum within the wavelength of 680 to 780 nm. It is good to use.
  • a near-infrared absorbing dye is used so that the visible light absorption is small and the slopes of the visible wavelength region side and the near-infrared wavelength region side are both steep from the absorption peak of ⁇ max (NIR). Use in combination.
  • the content of the dye (A) in the absorbing layer is preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the transparent resin (B). If it is 0.1 parts by mass or more, a desired light absorption ability is obtained, and if it is 30 parts by mass or less, a decrease in light absorption ability, an increase in haze value, and the like are suppressed. From these viewpoints, 0.5 to 25 parts by mass is more preferable, and 1 to 20 parts by mass is further preferable.
  • UV absorbing dye (U) As the ultraviolet absorbing dye (U) (hereinafter also referred to as the dye (U)), a wavelength of 300 to 850 nm measured using a resin film obtained by dispersing the dye (U) in the transparent resin (B). In the absorption spectrum, it is preferable that the absorption maximum be within a wavelength of 350 to 420 nm. The absorption maximum is more preferably a wavelength of 390 to 420 nm, and further preferably a wavelength of 400 to 410 nm.
  • the ultraviolet absorbing dye having this absorption characteristic is referred to as a dye (U1).
  • the absorption maximum wavelength in this absorption spectrum is referred to as ⁇ max (UV) of the dye (U1).
  • the absorption spectrum of the dye (U1) has an absorption peak having an absorption peak at the wavelength ⁇ max (UV) (hereinafter referred to as “ ⁇ max (UV) absorption peak”).
  • the absorption spectrum of the dye (U1) has ⁇ max (UV) within a wavelength range of 350 to 420 nm, has little absorption of visible light, and has a steep slope on the visible wavelength region side as seen from the absorption peak of ⁇ max (UV). There should be.
  • the dye (U1) is an oxazole compound, merocyanine compound, cyanine compound, naphthalimide compound, oxadiazole compound, oxazine compound, oxazolidine compound, naphthalic acid compound, styryl compound, anthracene compound, Cyclic carbonyl compounds, triazole compounds, benzotriazole compounds, benzophenone compounds, triazine compounds, coumarin compounds, imidazoline compounds, imidazole compounds, imidazolone compounds, thiazole compounds, carbazole compounds, pyrazoline compounds, Pyrene compounds, pyridine compounds, acridine compounds, quinolone compounds, cyanoacrylate compounds, salicylate compounds, benzoate compounds, cyclic imino ester compounds Indole-based compounds, formamidine compounds, benzoxazinone based compounds, nickel complex compounds, inorganic ultraviolet absorbers, and the like.
  • the dye (U1) one kind selected from a plurality of
  • the dye (U) preferably contains one or more of the dyes (U1).
  • the dye (U) may contain other ultraviolet absorbing dyes as necessary as long as the effect of the dye (U1) is not impaired. Even in this case, in the absorption spectrum at a wavelength of 300 to 850 nm measured for a resin film prepared by dispersing an ultraviolet absorbing dye in the transparent resin (B), the ultraviolet absorption is performed so that the absorption maximum is within the wavelength of 350 to 420 nm. A combination of dyes may be used. Further, in the absorption spectrum, it is preferable to use a combination of ultraviolet absorbing dyes so that the absorption of visible light is small and the inclination on the visible wavelength region side is steep as seen from the absorption peak of ⁇ max (UV).
  • the content of the dye (U) in the absorbing layer is preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the transparent resin (B). If it is 0.1 parts by mass or more, a desired ultraviolet absorbing ability is obtained, and if it is 30 parts by mass or less, a decrease in ultraviolet absorbing ability, an increase in haze value, and the like are suppressed.
  • the content is more preferably 0.5 to 25 parts by mass, and further preferably 1 to 20 parts by mass.
  • the transparent resin (B) may have a refractive index of 1.45 or more, more preferably 1.5 or more, and more preferably 1.6 or more.
  • the transparent resin (B) has no particular upper limit on the refractive index, but preferably has a refractive index of about 1.72 due to availability.
  • the transparent resin (B) is specifically acrylic resin, epoxy resin, ene thiol resin, polycarbonate resin, polyether resin, polyarylate resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyparaphenylene resin, polyarylene ether. Examples thereof include phosphine oxide resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyolefin resin, cyclic olefin resin, and polyester resin.
  • Transparent resin (B) can be used individually by 1 type from these resins or in mixture of 2 or more types.
  • the transparent resin (B) is an acrylic resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, an ene thiol resin, an epoxy resin, a polyamide resin, a polyimide resin. , One or more selected from polyamideimide resins and cyclic olefin resins are preferred. Furthermore, the transparent resin (B) is more preferably at least one selected from acrylic resins, polyester resins, polycarbonate resins, polyamide resins, polyimide resins, polyamideimide resins, and cyclic olefin resins. As the polyester resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin and the like are preferable. In addition, the refractive index of transparent resin (B) can be adjusted to the said range by adjusting the molecular structure of a raw material component so that it may have a specific structure in a polymer principal chain or a side chain, for example.
  • the transparent resin (B) a commercially available acrylic resin obtained by curing acrylate monomer Ogsol (registered trademark) EA-F5003 (trade name, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., refractive index: 1.59) can be used.
  • Commercial products of acrylic resins such as polymethyl methacrylate (refractive index: 1.49) and polyisobutyl methacrylate (refractive index: 1.48) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. can be used.
  • the transparent resin (B) is manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd. OKPH4HT (refractive index: 1.64), OKPH4 (refractive index: 1.61), B-OKP2 (refractive index: 1.63), OKP850.
  • Commercially available polyester resins such as (refractive index: 1.64) and Byron (registered trademark) 103 (made by Toyobo Co., Ltd., refractive index: 1.58) can be used.
  • the transparent resin (B) is a commercial product of polycarbonate resin such as SP3810 (manufactured by Teijin Chemicals Ltd., refractive index: 1.64), LeXan (registered trademark) ML9103 (manufactured by sabic, refractive index 1.59). Can be used. Further, the transparent resin (B) is commercially available such as Panlite (registered trademark) AM-8 series (manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) or xylex (registered trademark) 7507 (manufactured by sabic), which is a polymer alloy of polycarbonate and polyester. Goods can be used.
  • polycarbonate resin such as SP3810 (manufactured by Teijin Chemicals Ltd., refractive index: 1.64), LeXan (registered trademark) ML9103 (manufactured by sabic, refractive index 1.59). Can be used.
  • the transparent resin (B) is commercially available such as Panlite (register
  • the absorption layer may further contain various optional components that this type of absorption layer normally contains in addition to the above-described dye (A) and dye (U) as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the optional component include a color tone correction dye, a leveling agent, an antistatic agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, an antioxidant, a dispersant, a flame retardant, a lubricant, and a plasticizer.
  • the absorption layer is prepared by dissolving or dispersing at least the pigment (A), the transparent resin (B), and each component blended as necessary in a solvent or a dispersion medium to prepare a coating liquid. It can be formed by coating on a material, drying, and further curing as necessary.
  • the absorbing layer may dissolve or disperse the dye (U) in addition to the dye (A), or may be formed using the raw material component of the transparent resin (B).
  • the base material may be a transparent substrate applicable as a constituent member of the present filter, or may be a base material used only at the time of forming the absorption layer, for example, a peelable base material.
  • the coating solution can contain a surfactant.
  • a surfactant By including the surfactant, it is possible to improve the appearance, in particular, voids due to fine bubbles, dents due to adhesion of foreign matters, and repelling in the drying process.
  • the surfactant known ones such as cationic, anionic and nonionic surfactants can be arbitrarily used.
  • the solid content concentration of the pigment (A), the pigment (U), the transparent resin (B), etc. in the coating solution is generally 10 to 60% by mass, although it depends on the coating method of the coating solution. If the solid content concentration is too low, uneven coating tends to occur, and if the solid content concentration is too high, the coating appearance tends to be poor.
  • a coating method of the coating liquid a spinner coating method, an ink jet method or the like can be used.
  • a bar coater method, a screen printing method, a flexographic printing method, etc. can also be used.
  • the absorbent layer is obtained by applying the above coating liquid onto a substrate and then drying it.
  • a drying method a known method such as heat drying or hot air drying can be used.
  • the coating liquid contains the raw material component of the transparent resin, a curing treatment is further performed.
  • the curing process is a thermosetting process, drying and curing can be performed simultaneously.
  • a curing process may be provided separately from the drying.
  • the releasable substrate on which the coating liquid is applied may be either a film or a plate, and the material is not limited as long as it has releasability. Specifically, a glass plate, a release-treated plastic film, a stainless steel plate or the like can be used.
  • the base material can be pretreated for coating the coating liquid.
  • Pretreatment agents include (3-ureidopropyl) trimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane N-phenyl-3-aminopropylmethoxysilane, tris- (trimethoxysilylpropyl) isocyanate, 3-mercaptopropyl Trimethoxysilane or the like can be used. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
  • the absorbent layer may be produced in a film form by extrusion, and a plurality of films thus produced may be laminated and integrated by thermocompression bonding or the like.
  • the material of the transparent substrate is not particularly limited as long as it has visible light permeability. Examples thereof include inorganic materials such as glass and crystal materials, and organic materials such as resins.
  • the material of the transparent substrate is more preferably an inorganic material from the viewpoint of long-term reliability such as optical properties and mechanical properties as an optical filter, optical stability, shape stability, handling properties at the time of manufacture, and glass from the viewpoint of workability. preferable.
  • the thickness of the transparent substrate is preferably 30 ⁇ m to 5 mm, more preferably 50 ⁇ m to 1 mm.
  • Resins that can be used for transparent substrates are polyester resin, polyolefin resin, norbornene resin, acrylic resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, urethane resin, vinyl chloride resin, fluororesin, polycarbonate resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl alcohol resin Etc.
  • the glass that can be used for the transparent substrate examples include silicate glass such as soda lime glass and white plate glass, borosilicate glass, alkali-free glass, quartz glass, fluorophosphate glass, and phosphate glass.
  • the phosphate glass includes silicic acid phosphate glass in which a part of the glass skeleton is composed of SiO 2 .
  • the crystal material that can be used for the transparent substrate include birefringent crystals such as quartz, lithium niobate, and sapphire.
  • the functional layer examples include an antireflection layer and a protective layer having a passivation function.
  • the antireflection layer is a layer for the purpose of increasing the light utilization efficiency, and can be formed by a known method such as a sputtering method or a vacuum deposition method.
  • the antireflection layer is composed of one or more films such as SiO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , MgF 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , a silicate system formed by a sol-gel method, a coating method, a silicone system, It is composed of a film such as fluorinated methacrylate.
  • the thickness of the antireflection layer is usually 0.1 to 2 ⁇ m.
  • the protective layer has a function of suppressing deterioration of various properties when the absorption layer or the like is located on the outermost surface and the surface is exposed.
  • an absorption layer containing a dye when the dye comes into contact with oxygen or air, its molecular structure or the like may change and properties such as absorption characteristics may be impaired. Therefore, when an absorption layer exists in the outermost surface, it is good to provide the protective layer which covers this absorption layer.
  • the protective layer either an inorganic material or an organic material can be used, and the thickness is usually 0.2 to 20 ⁇ m.
  • the materials mentioned in the antireflection layer can be used as appropriate.
  • the protective layer is a thermosetting resin and an energy ray curable resin, for example, a composition containing those polymerizable precursor compounds is dropped on the main surface where the absorption layer is exposed, and a mold is released thereon. A treated glass plate can be placed and cured by energy beam irradiation or the like. When the glass plate is released after curing, a (organic) protective film having a smooth and uniform thickness is obtained.
  • the components mentioned as other additives that can be added to the absorption layer described above can be added as appropriate.
  • the functional layer is not limited to one layer, and a plurality of functional layers may be provided, and can be appropriately arranged according to a required function.
  • This filter includes a reflection layer and an absorption layer, and has two high transmission wavelength bands with a low transmission wavelength band sandwiched between transmission wavelength bands of the reflection layer. That is, the filter includes a low transmission wavelength band, a first high transmission wavelength band having a higher transmittance for light having an incident angle of 0 ° than the low transmission wavelength band on a shorter wavelength side than the low transmission wavelength band, and the low transmission wavelength band. And a second high transmission wavelength band having a higher transmittance for light having an incident angle of 0 ° than the low transmission wavelength band on the longer wavelength side than the transmission wavelength band.
  • the first and second high transmission wavelength bands may have a transmittance with respect to light having an incident angle of 0 ° of 40% or more, preferably 60% or more, and more preferably 80% or more.
  • the low transmission wavelength band should just have the transmittance
  • This filter may satisfy the following requirement (1).
  • the incident angles are all 0 °.
  • the ratio of the minimum transmittance T min % in the low transmission wavelength band to the maximum transmittance T max (I)% in the first high transmission wavelength band, and T min % / T max (I)% is 0 .5 or less
  • the ratio of the minimum transmittance T min % in the low transmission wavelength band to the maximum transmittance T max (II)% in the second high transmission wavelength band is T min % / T max (II)%. 0.5 or less.
  • T min % / T max (I)% is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less, and further preferably 0.02 or less. Further, T min % / T max (II)% is more preferably 0.05 or less, and further preferably 0.02 or less.
  • the low transmission wavelength band includes a wavelength of 680 to 720 nm, and an average transmittance for light having an incident angle of 0 ° with the wavelength of 680 to 720 nm is 20% or less.
  • the first high transmission wavelength band includes a wavelength of 420 to 650 nm, and an average transmittance for light having an incident angle of 0 ° with the wavelength of 420 to 650 nm is 50% or more.
  • the second high transmission wavelength band includes a wavelength of 820 to 900 nm, and an average transmittance for light having an incident angle of 0 ° with the wavelength of 820 to 900 nm is 40% or more.
  • ⁇ Satisfying requirement (2) can block near-infrared light that affects visible light images and enhance color reproducibility of visible light images. Moreover, the transmittance
  • the average transmittance for light having an incident angle of 0 ° at a wavelength of 680 to 720 nm is more preferably 10% or less, and further preferably 5% or less.
  • the average transmittance of the filter for light having an incident angle of 0 ° at a wavelength of 420 to 650 nm is more preferably 60% or more, and further preferably 70% or more. The higher the average transmittance for light with a wavelength of 420 to 650 nm, the higher the transmittance of visible light, and a clear visible light image can be obtained.
  • the average transmittance of this filter for light having an incident angle of 0 ° at a wavelength of 820 to 900 nm is more preferably 55% or more, and further preferably 70% or more.
  • This filter more preferably satisfies the following requirement (5).
  • of the difference between the wavelengths of 30 and 15 is 15 nm or less.
  • is more preferably 10 nm or less, and further preferably 5 nm or less.
  • is an index indicating the incident angle dependency of light of the present filter at wavelengths of 350 to 420 nm, and the smaller the value, the lower the incident angle dependency.
  • the second high transmission wavelength band includes a wavelength of 750 to 900 nm, and the average transmittance for light having an incident angle of 0 ° with the wavelength of 750 to 900 nm is 40% or more.
  • the average transmittance is more preferably 50% or more, and further preferably 60% or more. The higher the average transmittance at a wavelength of 750 to 900 nm, the clearer the image by near infrared light is obtained.
  • This filter is particularly preferably used in a solid-state imaging device that captures images day and night, such as surveillance cameras and vehicle-mounted cameras.
  • this filter is disposed, for example, between the imaging lens and the solid-state imaging device.
  • this filter can be used even if it sticks directly to the solid-state image sensor, imaging lens, etc. of an imaging device through an adhesive layer.
  • Spectral transmittance curves of the optical filter and the reflective layer in the examples and comparative examples were measured using a spectrophotometer (model name U4100 manufactured by Hitachi, Ltd.).
  • Example 1 As a transparent substrate, SiO 2 and TiO 2 are alternately laminated on one main surface of white plate glass by a vacuum deposition method to form a reflective layer (34 layers) having a thickness of about 3.45 ⁇ m.
  • FIG. 2 shows a spectral transmittance curve (incident angle 0 ° / 30 °) of this reflective layer with a wavelength of 350 to 1000 nm.
  • a polyester resin (trade name “B-OKP2”, refractive index 1.63, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) is dissolved in a mixed solvent (mass ratio 1: 1) of cyclohexanone and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).
  • a squarylium compound (compound (F11-3); absorption maximum wavelength 705 nm) as an NIR absorber is added at a ratio of 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyester resin, and stirred and mixed at room temperature.
  • This coating solution is applied to the surface of the glass plate on which the reflective layer is formed using a spin coater, and the solvent is dried and the resin is baked and cured to obtain an absorption layer having a thickness of 3 ⁇ m. .
  • SiO 2 and TiO 2 are alternately laminated on the upper surface of the absorption layer by vacuum deposition, and an MgF 2 layer is provided on the outermost layer (interface with air), and an antireflection layer (7 layers) having a thickness of 340 nm. ) To obtain an optical filter.
  • Example 2 In a solution of B-OKP2 dissolved in a mixed solvent of cyclohexanone and NMP (mass ratio 1: 1), a squarylium compound (compound (F11-3)) and a cyanine compound (produced by Crystal-Lyn Chemical company) are used as NIR absorbers. “DLS745B” (absorption maximum wavelength 755 nm) is added at a ratio of 1.0 part by mass and 3.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyester resin, respectively, followed by stirring and mixing at room temperature to obtain a coating solution.
  • NMP mass ratio 1: 1
  • a squarylium compound compound (F11-3)
  • a cyanine compound produced by Crystal-Lyn Chemical company
  • the coating liquid is applied to the surface opposite to the reflective layer of the white glass provided with the reflective layer in the same manner as in Example 1 to obtain an absorbing layer having a thickness of 3 ⁇ m.
  • An antireflection layer having the same configuration as that of Example 1 is formed to obtain an optical filter.
  • Example 3 In a solution prepared by dissolving B-OKP2 in a mixed solvent of cyclohexanone and NMP (mass ratio 1: 1), a squarylium compound (compound (F11-3) as an NIR absorber, and an oxazole compound (manufactured by BASF) as a UV absorber.
  • a squarylium compound compound (F11-3) as an NIR absorber
  • an oxazole compound manufactured by BASF
  • the name “Uvitex (registered trademark) OB” (absorption maximum wavelength 380 nm) is added at a ratio of 4 parts by mass and 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyester resin, respectively, and stirred at room temperature to obtain a coating solution.
  • This coating liquid is formed on the surface of the white plate glass provided with the reflective layer on the side opposite to the reflective layer in the same manner as in Example 1 to form an absorption layer having a thickness of 3 ⁇ m.
  • An antireflection layer having the same configuration as that of Example 1 is formed on the upper surface to obtain an optical filter.
  • FIG. 3 (Example 1)
  • FIG. 4 (Example 2)
  • FIG. 5 (Example 3) show the spectral transmittance curves of the optical filters obtained in the above Examples.
  • the average transmittance at a wavelength of 420 to 650 nm is 70% or more
  • the average transmittance at a wavelength of 680 to 720 nm is 5% or less
  • a wavelength of 820 to 900 nm is 70% or more
  • the average transmittance at 70 nm or more at a wavelength of 750 to 900 nm is 70% or more, and the transmittance sharply changes (increases) between wavelengths of 730 to 760 nm.
  • the optical filter has no incident angle dependence in the transmittance characteristics of the region where the transition is made from transmission to cutoff in the vicinity of 700 nm at the boundary between the visible wavelength region and the near-infrared wavelength region. Therefore, the optical filter of Example 1 provides a clear color image based on visible light and excellent color reproducibility, and a clear black and white image based on infrared light.
  • the optical filter of Example 2 has an incident angle dependency in the transmittance of the region where the transition is made from transmission to cutoff at around 700 nm at the boundary between the visible wavelength region and the near-infrared wavelength region. I can't. Therefore, the optical filter of Example 2 provides a clear color image based on visible light and excellent color reproducibility, and a clear black and white image based on infrared light.
  • the average transmittance at a wavelength of 420 to 650 nm is 70% or more
  • the average transmittance at a wavelength of 680 to 720 nm is 5% or less
  • a wavelength of 820 The average transmittance at ⁇ 900 nm is 70% or more
  • the average transmittance at wavelengths 750 to 900 nm is 70% or more
  • the optical filter of Example 3 has an incident angle dependency in the transmittance of the region where the transition is made from transmission to cutoff near the wavelength of 700 nm at the boundary between the visible wavelength region and the near infrared wavelength region. I can't. In addition, no dependency on the incident angle is observed in the transmittance of the region where the transition from blocking to transmission occurs in the vicinity of the wavelength of 400 nm at the boundary between the ultraviolet wavelength region and the visible wavelength region. Therefore, Example 3 provides a clear color image based on visible light and excellent color reproducibility, particularly a color image with improved color reproducibility on the ultraviolet wavelength side compared to Examples 1 and 2, and infrared light. A clear black-and-white image based on is obtained.
  • the optical filter of the present invention can suppress the incident angle dependency of the transmittance characteristic of visible light close to the infrared wavelength region, and can achieve high transmittance in a predetermined infrared wavelength region. Therefore, it can be suitably used as an optical filter for use in an imaging device that acquires (color) images based on visible light and (black and white) images based on infrared light, for example, surveillance cameras and vehicle-mounted cameras.
  • 10A to 10C optical filter
  • 11 absorption layer
  • 12 reflection layer
  • 13 transparent substrate
  • 14 antireflection layer

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Abstract

可視光および近赤外光の各光に基づく画像を取得する際、再現性が良好で、鮮明な画像が得られる光学フィルタを提供する。波長350nm~1200nmの波長領域に入射角0°の光に対する透過率が40%以上となる透過波長帯域を有し、前記透過波長帯域より短波長側および前記透過波長帯域より長波長側の透過率が40%未満となる、反射層と、前記反射層の透過波長帯域内に吸収極大を有する吸収層と、を備え、前記透過波長帯域内に、低透過波長帯域と、前記低透過波長帯域より短波長側で前記低透過波長帯域より、入射角0°の光に対する透過率が高い第1の高透過波長帯域と、前記低透過波長帯域より長波長側で前記低透過波長帯域より、入射角0°の光に対する透過率が高い第2の高透過波長帯域と、を有する光学フィルタ。

Description

光学フィルタおよび撮像装置
 本発明は、可視光と特定の赤外光を透過し、これらの両領域間の光を遮断する光学フィルタ、および該光学フィルタを備えた撮像装置に関する。
 近年、固体撮像素子を用いた撮像装置は、監視カメラや車載カメラ等、昼夜を問わず撮像する装置にまでその用途を拡げている。このような装置では、可視光に基づく(カラー)画像と赤外光に基づく(白黒)画像をそれぞれ取得する必要がある。
 このため、上記のような可視光を透過させ、該可視光に基づく画像を忠実に再現するための近赤外線カットフィルタ機能に加え、特定の近赤外光(例えば、800~900nmの光)を選択的に透過させる機能を備えた光学フィルタ、いわゆるデュアルバンドパスフィルタの使用が検討されている(例えば、特許文献1、2参照)。
 しかし、従来のデュアルバンドパスフィルタは、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に積層し、光の干渉によって特定の領域の光を反射する誘電体多層膜からなる反射層により近赤外光の遮断を実現している。誘電体多層膜は光の入射角度によって分光透過率特性が変化する、いわゆる入射角依存性がある。このため、従来のデュアルバンドパスフィルタを用いた撮像装置は、とくに可視光に基づく画像を取得する際、近赤外光の波長に近い可視光で、透過率の入射角依存性のため、画像を忠実に再現できない問題があった。
 一方、可視光に基づく画像と赤外光に基づく画像をそれぞれ取得するため、近赤外線カットフィルタを機械的に着脱する装置(例えば、特許文献3参照)や、可視光成分と赤外光成分を同時に検知し、画像処理によって各画像を得る装置(例えば、特許文献4、5参照)等も提案されている。しかし、前者では機械的動作部を必要とするため装置が大型化する等の問題がある。また、後者は、複雑な演算処理を必要とするうえ、カラー画像の色調の再現性も十分ではない。
特許第4705342号公報 特許第5287362号公報 特開昭56-60421号公報 特開2008-91753号公報 特開2012-244533号公報
 上記のように、従来のデュアルバンドパスフィルタは、誘電体多層膜により近赤外光の遮断を実現するため、光の入射角に依存して分光透過率特性に変化が生じる。このため、とくに可視光に基づく画像を取得する場合に、近赤外光の波長に近い可視光で、透過率の入射角依存性のために、画像を忠実に再現できない問題があった。
 したがって、本発明は、可視光および近赤外光の各光に基づく画像を取得する際、再現性が良好で、かつ鮮明な画像が得られる光学フィルタ、および該光学フィルタを用いた撮像装置の提供を目的とする。
 本発明の一態様に係る光学フィルタは、波長350nm~1200nmの波長領域に入射角0°の光に対する透過率が40%以上となる透過波長帯域を有し、前記透過波長帯域より短波長側および前記透過波長帯域より長波長側の透過率が40%未満となる、反射層と、前記反射層の透過波長帯域内に吸収極大を有する吸収層と、を備え、前記透過波長帯域内に、低透過波長帯域と、前記低透過波長帯域より短波長側で前記低透過波長帯域より、入射角0°の光に対する透過率が高い第1の高透過波長帯域と、前記低透過波長帯域より長波長側で前記低透過波長帯域より、入射角0°の光に対する透過率が高い第2の高透過波長帯域と、を有することを特徴とする。
 また、本発明の他の態様に係る撮像装置は、固体撮像素子と、撮像レンズと、上記光学フィルタとを備えた上記光フィルタを備えたことを特徴とする。
 本発明によれば、近赤外光の波長に近い可視光の透過率特性の入射角依存性を抑制でき、かつ所定の近赤外光が高い透過率を達成できる。そして、可視光および近赤外光の各光に基づく画像も、再現性が良好で、かつ鮮明な画像とし得る光学フィルタが得られる。また、そのような光学フィルタを用いた画像特性に優れる撮像装置が得られる。
一実施形態の光学フィルタの一例を概略的に示す断面図である。 一実施形態の光学フィルタの他の例を概略的に示す断面図である。 一実施形態の光学フィルタの他の例を概略的に示す断面図である。 実施例1~3の光学フィルタに用いた反射層の分光透過率曲線(入射角0°/30°)を示す図である。 実施例1における光学フィルタの分光透過率曲線(入射角0°/30°)を示す図である。 実施例2における光学フィルタの分光透過率曲線(入射角0°/30°)を示す図である。 実施例3における光学フィルタの分光透過率曲線(入射角0°/30°)を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について説明するが、近赤外線吸収材を「NIR吸収材」、紫外線吸収材を「UV吸収材」と記すこともある。また、とくに明示がなければ、「透過率」は、「入射角0°の分光透過率曲線における透過率」をいい、「平均透過率」は、「入射角0°の分光透過率曲線における平均透過率」をいう。
 本発明の一実施形態の光学フィルタ(以下、「本フィルタ」ともいう)は、反射層および吸収層を有する。
 反射層と吸収層は、本フィルタの中に各々1層有してもよく、一方を2層以上有してもよく、両方を2層以上有してもよい。2層以上有する場合、各層は同じ構成であっても異なってもよい。具体例として、反射層を2層有する場合、一方の層を、波長950~1100nmの近赤外光を遮蔽する近赤外反射層とし、他方の反射層を、波長1050nm以降の近赤外光と近紫外光の両方を遮蔽する近赤外・近紫外反射層としてもよい。また、吸収層を2層有する場合、一方の層を後述するNIR吸収材を含む樹脂からなる吸収層とし、他方の層を、後述するUV吸収材を含む樹脂からなる吸収層としてもよい。また、吸収層は、それ自体が基板(樹脂基板)として機能するものでもよい。
 本フィルタは、透明基板をさらに有してもよい。この場合、上記吸収層と上記反射層は、透明基板の同一主面上に有してもよく、異なる主面上に有してもよい。本フィルタは、吸収層と反射層を同一主面上に有する場合、これらの積層順はとくに限定されない。
 本フィルタは、また他の機能層を有してもよい。他の機能層としては、例えば無機膜または有機膜からなる反射防止層、パッシベーション機能を有する保護層等が挙げられる。とくに、吸収層が最表面の構成をとる場合、吸収層と空気との界面で透過率損失が発生するため、吸収層上に反射防止層を設けるとよい。なお、反射防止層は、通常、パッシベーション機能を併せ持つため、その場合、保護層は必ずしも設けなくてもよい。反射防止層や保護層は、吸収層の最表面だけでなく、吸収層の側面全体も覆う構成とすると、吸収層に対する防湿効果を高めることができる。
 以下、本フィルタの構成例を、図面を用いて説明する。
 図1Aは、吸収層11および反射層12を備えた光学フィルタ10Aの構成例である。
 図1Bは、透明基板13の一方の主面に吸収層11を備え、透明基板13の他方の主面上に反射層12を備えた光学フィルタ10Bの構成例である。
 なお、「透明基板13の一方の主面に、吸収層11、反射層12等の他の層を備える」とは、透明基板13に接触して他の層が備わる場合に限らず、透明基板13と他の層との間に、別の機能層が備わっている場合も含むものとし、以下の構成も同様である。
 図1Cは、図1Bに示す光学フィルタ10Bの吸収層11の主面上に、反射防止層14を備えた光学フィルタ10Cの構成例である。前述のとおり、吸収層が最表面の構成をとる際、吸収層上で透過率損失が発生するため、吸収層上に反射防止層を設けるとよい。
 以下、本フィルタを構成する反射層、吸収層、透明基板、機能層等について説明する。
[反射層]
 反射層は、波長350~1200nmにおいて、入射角0°の光に対する透過率が40%以上、好ましくは60%以上、より好ましくは80%以上となる透過波長帯域を有する。また、透過波長帯域の平均透過率は40%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましい。透過率が高いほど、また平均透過率が高いほど、光の利用効率を高められる。なお、反射層は、入射角0°の光に対する、該透過波長帯域の短波長側および長波長側の透過率が40%未満である。
 色再現性に優れ、かつ鮮明な可視光画像、赤外光画像を得る観点から、透過波長帯域は、波長430~900nmを含み、該波長430~900nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率は80%以上が好ましい。また、該波長430~900nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率は85%以上がより好ましく、90%以上がより一層好ましく、95%以上がさらに好ましく、98%以上が特に好ましい。
 また、近紫外光の入射を抑制し可視光画像の色再現性を高める観点から、反射層は、波長350~400nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率が、5%以下が好ましく、2%以下がより好ましい。
 本明細書では、特定の波長領域について、例えば「透過率が40%以上」とは、該特定の全波長領域において透過率が40%を下回らないことをいい、同様に、例えば「透過率が2%以下」とは、該特定の全波長領域において透過率が2%を超えないことをいう。
 反射層は、低屈折率の誘電体膜(以下「低屈折率膜」とも略記する)と高屈折率の誘電体膜(以下「高屈折率膜」とも略記する)とを交互に積層した誘電体多層膜から構成される。ここで、低屈折率と高屈折率とは、隣接する層の屈折率に対して低い屈折率と高い屈折率を有することを意味する。
 高屈折率膜は、好ましくは、屈折率が1.6以上であり、より好ましくは2.2~2.5である。高屈折率膜の材料としては、Ta、TiO、Nb、ZrO等が挙げられる。これらのうち、成膜性、屈折率等における再現性、安定性等の点から、TiOが好ましい。一方、低屈折率膜は、好ましくは、屈折率1.6未満であり、より好ましくは1.35以上1.55未満であり、より一層好ましくは1.40~1.50である。低屈折率膜の材料としては、SiO、SiO、MgF等が挙げられる。これらのうち、成膜性における再現性、安定性、経済性等の点から、SiOが好ましい。
 なお、本明細書では、とくに断らない限り、屈折率は、20℃における波長589nmの光に対する屈折率をいう。
 誘電体多層膜の形成にあたっては、例えば、CVD法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法、イオンビーム法、イオンプレーティング法等の真空成膜プロセスや、スプレー法、ディップ法等の湿式成膜プロセス等を使用できる。
 なお、誘電体多層膜からなる反射層は、単層または複数層で所定の光学特性を有してもよい。反射層は、生産性の点から単層が好ましいが、膜応力による光学フィルタに反り等の発生を防止するため、例えば、吸収層を挟んでその両側に設けてもよい。
[吸収層]
 吸収層は、上記反射層の透過波長帯域内に吸収極大を有する層である。
 色再現性に優れ、かつ鮮明な可視光画像、赤外光画像を得る観点から、上記吸収極大は、波長680~780nmにあればよく、波長700~750nmにあれば好ましく、波長700~720nmにあればより好ましい。
 また、吸収層は、近紫外光の入射を抑制して、可視光画像の色再現性を高める観点から、波長350~420nmにも吸収極大を有するとよい。該吸収極大は、波長390~420nmにあるとより好ましく、波長400~410nmにあるとさらに好ましい。

 吸収層は、NIR吸収材(A)を透明樹脂(B)中に均一に溶解または分散させた層または基板から構成される。吸収層は、さらにUV吸収材(U)を含むとよい。
 本フィルタにおいて、吸収層は、例えば、NIR吸収材(A)を含む層と、UV吸収材(U)を含む層を別の層として複数の吸収層を備えてもよい。
 本フィルタにおいて、吸収層の厚さは、0.1~100μmが好ましい。吸収層が複数層からなる場合、各吸収層の合計の厚さは、0.1~100μmが好ましい。吸収層の厚さは、使用する装置内の配置スペース等に応じて適宜定められる。厚さが0.1μm未満では、所望の光学特性を十分に発現できないおそれがある。また、厚さが100μm超では層の平坦性が低下し、吸収率に面内バラツキが生じるおそれがある。吸収層の厚さは、0.3~50μmがより好ましい。また、吸収層上に反射防止層等の他の機能層を備えた場合、その材質によっては、吸収層の厚さが厚すぎると割れ等が生ずるおそれがある。このような観点から、吸収層の厚さは、0.3~10μmが好ましい。
 吸収層は、典型的に、NIR吸収材(A)として近赤外線吸収色素が使用され、必要に応じてUV吸収材(U)として紫外線吸収色素が使用されるが、これらに限定されない。以下、典型的に使用される近赤外線吸収色素および紫外線吸収色素について詳述する。
(近赤外線吸収色素(A))
 近赤外線吸収色素(A)(以下、色素(A)ともいう)は、1種または2種以上の組み合わせで、透明樹脂(B)に溶解または分散させた際、吸収層が前述した光学特性を有するものであれば、その種類は制限されない。
 色素(A)は、この色素(A)を透明樹脂(B)中に分散して得られる樹脂膜を使用して測定される波長400~850nmの吸収スペクトルにおいて、波長680~780nm内に吸収極大波長を有するものが好ましい。吸収極大波長は、波長700~750nmがより好ましく、波長700~720nmがさらに好ましい。以降、この吸収特性を有する近赤外線吸収色素を色素(A1)、この吸収スペクトルにおける吸収極大波長を色素(A1)のλmax(NIR)という。なお、色素(A1)の吸収スペクトルは、波長λmax(NIR)に吸収の頂点を有する吸収ピーク(以下、「λmax(NIR)の吸収ピーク」という)を有する。色素(A1)の吸収スペクトルは、波長680~780nm内にλmax(NIR)を有するとともに、可視光の吸収が少なく、λmax(NIR)の吸収ピークからみて可視波長領域側および近赤外波長領域側の傾きがいずれも急峻であることが好ましい。
 色素(A1)は、スクアリリウム系化合物、シアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ジチオール金属錯体系化合物、ジイモニウム系化合物、ポリメチン系化合物、フタリド化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、インドフェノール系化合物等が挙げられる。
 これらの中で、スクアリリウム系化合物、シアニン系化合物およびフタロシアニン系化合物が好ましく、スクアリリウム系化合物がより好ましい。スクアリリウム系化合物は、可視光の吸収が少なく、λmax(NIR)の吸収ピークが可視波長領域側および近赤外波長領域側でいずれも急峻な傾きを有し、保存安定性および光に対する安定性が高いため好ましい。シアニン系化合物は、可視光の吸収が少なく、λmax(NIR)近傍の長波長側で光吸収率が高いため好ましい。また、シアニン系化合物は低コストで、塩形成することにより長期安定性も確保できる。フタロシアニン系化合物は、耐熱性や耐候性に優れる。
 スクアリリウム系化合物は、具体的に下記式(F1)で示されるスクアリリウム系化合物から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。本明細書において、式(F1)で示される化合物を化合物(F1)ともいい、他の式で表される色素も同様に記す。また、例えば、式(1n)で表される基を基(1n)と記し、他の式で表される基も同様に記す。
 化合物(F1)は、スクアリリウム骨格の左右にベンゼン環が結合し、さらにベンゼン環の4位に窒素原子が結合するとともに該窒素原子を含む飽和複素環が形成された構造を有し、上記色素(A1)としての吸光特性を有する化合物である。化合物(F1)においては、近赤外線吸収層を形成する際に用いる溶媒(ホスト溶媒)や透明樹脂(B)への溶解性を高める等の要求に応じて、以下の範囲でベンゼン環の置換基を適宜調整できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 ただし、式(F1)中の記号は以下のとおりである。
 RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数1~10のアシルオキシ基、または-NR(RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、または-C(=O)-R(Rは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくは炭素数6~11のアリール基または、置換基を有していてもよく、炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアルアリール基))を示す。
 RとR、RとR、およびRとR、の少なくとも一組は、互いに連結して窒素原子と共に員数が5または6のそれぞれ複素環A、複素環B、および複素環Cを形成する。
 複素環Aが形成される場合のRとRは、これらが結合した2価の基-Q-として、アルキレン基、またはアルキレンオキシ基を示す。このアルキレン基、またはアルキレンオキシ基は、水素原子が炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~10のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数1~10のアシルオキシ基で置換されてもよい。
 複素環Bが形成される場合のRとR、および複素環Cが形成される場合のRとRは、これらが結合したそれぞれ2価の基-X-Y-および-X-Y-(窒素に結合する側がXおよびX)として、XおよびXがそれぞれ下記式(1x)または(2x)で示される基であり、YおよびYがそれぞれ下記式(1y)~(5y)から選ばれるいずれかで示される基である。XおよびXが、それぞれ下記式(2x)で示される基の場合、YおよびYはそれぞれ単結合であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(1x)中、4個のZは、それぞれ独立して水素原子、水酸基、炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基、または-NR2829(R28およびR29は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~20のアルキル基を示す)を示す。R21~R26はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基または炭素数6~10のアリール基を、R27は炭素数1~6のアルキル基または炭素数6~10のアリール基を示す。
 R、R、R、R、R、R21~R27、複素環を形成していない場合のR~R、およびRは、これらのうちの他のいずれかと互いに結合して5員環または6員環を形成してもよい。R21とR26、R21とR27は直接結合してもよい。
 複素環を形成していない場合の、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基もしくはアリル基、または炭素数6~11のアリール基もしくはアルアリール基を示す。複素環を形成していない場合の、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または、炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。
 以下、複素環Aを単に環Aということもある。複素環B、Cも同様である。
 化合物(F1)において、RおよびRは、それぞれ独立して、上記の原子または基を示す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。RおよびRは、いずれか一方が水素原子であって、他方が-NRである組合せが好ましい。
 化合物(F1)が、環A~Cのうち、環Aのみ、環Bと環Cのみ、環A~Cをそれぞれ有する場合、-NRは、RとRのいずれに導入されてもよい。化合物(F1)が、環Bのみ、環Aと環Bのみをそれぞれ有する場合、-NRは、Rに導入されるのが好ましい。同様に、環Cのみ、環Aと環Cのみをそれぞれ有する場合、-NRは、Rに導入されるのが好ましい。
 -NRとしては、ホスト溶媒や透明樹脂(B)への溶解性の観点から、-NH-C(=O)-Rが好ましい。Rとしては、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~10のアリール基、または置換基を有していてもよく、炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアルアリール基が好ましい。置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子、水酸基、カルボキシ基、スルホ基、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のフロロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のアシルオキシ基等が挙げられる。
 Rとしては、これらのうちでも、フッ素原子で置換されてもよい直鎖状、分岐鎖状、環状の炭素数1~17のアルキル基、炭素数1~6のフロロアルキル基および/または炭素数1~6のアルコキシ基で置換されてもよいフェニル基、および炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18の、末端に炭素数1~6のフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基および/または炭素数1~6のアルコキシ基で置換されてもよいフェニル基を有するアルアリール基から選ばれる基が好ましい。
 Rとしては、独立して1つ以上の水素原子がハロゲン原子、水酸基、カルボキシ基、スルホ基、またはシアノ基で置換されていてもよく、炭素原子間に不飽和結合、酸素原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよい、少なくとも1以上の分岐を有する炭素数5~25の炭化水素基である基も好ましく使用できる。
 化合物(F1)において、RとR、RとR、およびRとRが、それぞれ互いに連結して形成される員数5または6の環A、環B、および環Cは、少なくともこれらのいずれか1個が形成されていればよく、2個または3個が形成されていてもよい。
 環を形成していない場合の、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基もしくはアリル基、または炭素数6~11のアリール基もしくはアルアリール基を示す。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。置換基としては、水酸基、炭素数1~3のアルコキシ基、および炭素数1~3のアシルオキシ基が挙げられる。環を形成していない場合の、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または、炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。これらのなかでも、R、R、R、Rとしては、ホスト溶媒や透明樹脂(B)への溶解性の観点から、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、2-プロピル基がとくに好ましい。
 また、化合物(F1)において、スクアリリウム骨格の左右に結合するベンゼン環が有する基R~Rは、左右で異なってもよいが、左右で同一が好ましい。
 なお、化合物(F1)は、上記一般式(F1)で示される構造の共鳴構造を有する式(F1-1)で示される化合物(F1-1)を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 ただし、式(F1-1)中の記号は、上記式(F1)における規定と同じである。
 化合物(F1)として、より具体的には、環Bのみを環構造として有する下記式(F11)で示される化合物、環Aのみを環構造として有する下記式(F12)で示される化合物、環Bおよび環Cの2個を環構造として有する下記式(F13)で示される化合物が挙げられる。なお、下記式(F11)で示される化合物は、化合物(F1)において環Cのみを環構造として有し、Rが-NRである化合物と同じ化合物である。また、下記式(F11)で示される化合物および下記式(F13)で示される化合物は、米国特許第5,543,086号明細書に記載された化合物である。
 式(F11)~(F13)中の記号は、上記式(F1)における規定と同じであり、好ましい態様も同様である。
 化合物(F11)においてXは、上記(2x)で示される水素原子が炭素数1~6のアルキル基または炭素数6~10のアリール基で置換されてもよいエチレン基が好ましい。この場合、置換基としては炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。具体的にXは、-(CH-、-CH-C(CH-、-CH(CH)-C(CH-、-C(CH-C(CH-等が挙げられる。化合物(F11)における-NRは、-NH-C(=O)-CH、-NH-C(=O)-C13、-NH-C(=O)-C、-NH-C(=O)-CH(C)-C、-NH-C(=O)-C(CH-C、-NH-C(=O)-C(CH-C、-NH-C(=O)-C(CH-(CH-O-C(CH等が好ましい。Yは、0~1の酸素原子または硫黄原子である。
 化合物(F11)は、例えば、下記式(F11-1)~(F11-7)でそれぞれ示される化合物等が挙げられる。これらの中でもホスト溶媒や透明樹脂(B)に対する溶解性が高いことから、化合物(F11-2)~(F11-7)がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 化合物(F12)においてQは、水素原子が炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~10のアリール基または置換基を有してもよい炭素数1~10のアシルオキシ基に置換されてもよい炭素数4または5のアルキレン基、炭素数3または4のアルキレンオキシ基である。アルキレンオキシ基の場合の酸素の位置はNの隣以外が好ましい。なお、Qは、炭素数1~3のアルキル基、とくにはメチル基に置換されてもよいブチレン基が好ましい。
 化合物(F12)において-NRは、-NH-C(=O)-(CH-CH(mは、0~19)、-NH-C(=O)-Ph-R10(-Ph-はフェニレン基を、R10は、水素原子、水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基、または炭素数1~3のアルコキシ基をそれぞれ示す。)等が好ましい。
 ここで、化合物(F12)は、そのλmax(NIR)が上記波長領域の中でも比較的長波長側にあるので、化合物(F12)を用いれば可視光の透過領域を広域化できる。化合物(F12)は、例えば、下記式(F12-1)~(F12-3)で示される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 化合物(F13)においてXおよびXは、独立して上記(2x)で示される水素原子が炭素数1~6のアルキル基または炭素数6~10のアリール基で置換されてもよいエチレン基が好ましい。この場合、置換基としては炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。具体的にXおよびXは、-(CH-、-CH-C(CH-、-CH(CH)-C(CH-、-C(CH-C(CH-等が挙げられる。YおよびYは、独立して-CH-、-C(CH-、-CH(C)-、-CH((CHCH)-(mは0~5)等が挙げられる。化合物(F13)において、-NRは、-NH-C(=O)-C2m+1(mは1~20であり、C2m+1は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。)、-NH-C(=O)-Ph-R10(-Ph-はフェニレン基を、R10は、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、または炭素数1~3のパーフロロアルキル基をそれぞれ示す。)等が好ましい。化合物(F13)は、例えば、下記式(F13-1)、式(F13-2)でそれぞれ示される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 また、下記式(F6)で示されるスクアリリウム系化合物も使用できる。式(F6)は、式(F1)において環A~Cのいずれも形成されていない化合物(ただし、R~Rは以下のとおりである。)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(F6)中の記号は以下のとおりである。
 RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキル基もしくはアリル基、または炭素数6~11のアリール基もしくはアルアリール基を示す。RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または、炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~6のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数1~10のアシルオキシ基、または-NR(RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、または-C(=O)-R(Rは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくは炭素数6~11のアリール基または、置換基を有していてもよく、炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアルアリール基))を示す。化合物(F6)は、例えば、式(F6-1)、式(F6-2)で示される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 さらに、色素(A1)は、下記式(F7)で示されるスクアリリウム系化合物を使用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記化合物(F11)~(F13)等の化合物(F1)や、化合物(F6)、(F7)は、従来公知の方法で製造可能である。化合物(F11-1)等の化合物(F11)は、例えば、米国特許第5,543,086号明細書に記載された方法で製造できる。また、化合物(F12)は、例えば、J.Org.Chem.2005,70(13),5164-5173に記載の方法で製造できる。
 スクアリリウム系化合物は、S2098、S2084(商品名、FEWケミカルズ社製)等の市販品が使用できる。また、シアニン系化合物は、具体的には下記式(F5)で示されるシアニン系化合物から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 ただし、式(F5)中の記号は以下のとおりである。
 R11は、それぞれ独立して、炭素数1~20のアルキル基、アルコキシ基もしくはアルキルスルホン基、またはそのアニオン種を示す。R12およびR13は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~20のアルキル基を示す。
 Zは、PF、ClO、R-SO、(R-SO-N(Rは少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1~8のアルキル基を示す。)、またはBFを示す。R14、R15、R16およびR17は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1~6のアルキル基を示す。
 nは1~6の整数を示す。
 なお、化合物(F5)におけるR11としては、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、R12およびR13はそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基が好ましい。R14、R15、R16およびR17は、それぞれ独立して、水素原子が好ましく、nの数は1~4が好ましい。n個の繰り返し単位を挟んだ左右の構造は異なってもよいが、同一の構造が好ましい。
 化合物(F5)としてより具体的には、下記式(F51)、(F52)で示される化合物等が例示される。Zが示すアニオンは上記(F5)におけるZと同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 シアニン系化合物は、ADS680HO(商品名、American dye社製)、S0830(商品名、FEW Chemicals社製)、S2137(商品名、FEW Chemicals社製)、ADS760MP(商品名、American Dye source社製)、DLS745B、DLS757A(以上、いずれも商品名、Crystal-Lyn Chemical company製)等の市販品が使用できる。
 また、フタロシアニン系化合物は、FB22(商品名、山田化学工業(株)製)、TXEX720(商品名、(株)日本触媒製)、PC142c(商品名、山田化学工業(株)製)等の市販品が使用できる。
 表1は、上に例示した色素(A1)として用いられる各化合物のλmax(NIR)を、測定時に使用した透明樹脂(B)の種類とともに示した表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 なお、上記において透明樹脂(B)として用いた、B-OKP2、OKP-850、バイロン(登録商標)103はポリエステル樹脂、SP3810はポリカーボネート樹脂、EA-F5003はアクリル樹脂であり、詳細は後述のとおりである。
 色素(A)は、好ましくは色素(A1)の1種または2種以上を含む。色素(A)は、色素(A1)以外に、必要に応じ、他の近赤外線吸収色素を含んでもよい。その場合も、近赤外線吸収色素を透明樹脂(B)に分散して作製した樹脂膜に対して測定される波長400~850nmの吸収スペクトルにおいて、波長680~780nm内に吸収極大を有するよう組み合わせて使用するとよい。さらに、該吸収スペクトルにおいて、可視光の吸収が少なく、λmax(NIR)の吸収ピークからみて可視波長領域側および近赤外波長領域側の傾きがいずれも急峻となるよう、近赤外線吸収色素を組み合わせて使用するとよい。
 吸収層中の色素(A)の含有量は、透明樹脂(B)100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましい。0.1質量部以上では、所望の光吸収能が得られ、30質量部以下では、光吸収能の低下やヘイズ値の上昇等が抑制される。これらの観点から、0.5~25質量部がより好ましく、1~20質量部がさらに好ましい。
(紫外線吸収色素(U))
 紫外線吸収色素(U)(以下、色素(U)ともいう)としては、この色素(U)を透明樹脂(B)中に分散して得られる樹脂膜を使用して測定される波長300~850nmの吸収スペクトルにおいて、波長350~420nm内に吸収極大を有するとよい。吸収極大は、波長390~420nmがより好ましく、波長400~410nmがさらに好ましい。この吸収特性を有する紫外線吸収色素を色素(U1)という。この吸収スペクトルにおける吸収極大波長を、色素(U1)のλmax(UV)という。なお、色素(U1)の吸収スペクトルは、波長λmax(UV)に吸収の頂点を有する吸収ピーク(以下、「λmax(UV)の吸収ピーク」という)を有する。色素(U1)の吸収スペクトルは、波長350~420nm内にλmax(UV)を有するとともに、可視光の吸収が少なく、λmax(UV)の吸収ピークからみて可視波長領域側の傾きが急峻であるとよい。
 色素(U1)は、オキサゾール系化合物、メロシアニン系化合物、シアニン系化合物、ナフタルイミド系化合物、オキサジアゾール系化合物、オキサジン系化合物、オキサゾリジン系化合物、ナフタル酸系化合物、スチリル系化合物、アントラセン系化合物、環状カルボニル系化合物、トリアゾール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、クマリン系化合物、イミダゾリン系化合物、イミダゾール系化合物、イミダゾロン系化合物、チアゾール系化合物、カルバゾール系化合物、ピラゾリン系化合物、ピレン系化合物、ピリジン系化合物、アクリジン系化合物、キノロン系化合物、シアノアクリレート系化合物、サリシレート系化合物、ベンゾエート系化合物、環状イミノエステル系化合物、インドール系化合物、ホルムアミジン系化合物、ベンズオキサジノン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機系紫外線吸収材等が挙げられる。
 色素(U1)は、上記色素(U1)としての吸光特性を有する複数の化合物から選ばれる1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 色素(U)は、好ましくは色素(U1)の1種または2種以上を含む。色素(U)は、色素(U1)以外に、色素(U1)による効果を損なわない範囲で必要に応じ、他の紫外線吸収色素を含んでもよい。その場合も、紫外線吸収色素を透明樹脂(B)に分散して作製した樹脂膜に対して測定される波長300~850nmの吸収スペクトルにおいて、波長350~420nm内に吸収極大を有するように紫外線吸収色素を組み合わせて使用するとよい。さらに、該吸収スペクトルにおいて、可視光の吸収が少なく、λmax(UV)の吸収ピークからみて可視波長領域側の傾きが急峻となるよう、紫外線吸収色素を組み合わせて使用するとよい。
 吸収層中における色素(U)の含有量は、透明樹脂(B)100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましい。0.1質量部以上では、所望の紫外線吸収能が得られ、30質量部以下では、紫外線吸収能の低下やヘイズ値の上昇等が抑制される。含有量は、0.5~25質量部がより好ましく、1~20質量部がさらに好ましい。
(透明樹脂(B))
 透明樹脂(B)は、屈折率が、1.45以上であればよく、1.5以上がより好ましく、1.6以上がより好ましい。透明樹脂(B)は、屈折率にとくに上限はないが、入手容易性から1.72程度の屈折率のものが好ましい。透明樹脂(B)は、具体的に、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。透明樹脂(B)は、これらの樹脂から1種を単独で、または2種以上を混合して使用できる。
 上記の中でも、色素(A)の透明樹脂(B)に対する溶解性の観点から、透明樹脂(B)は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エン・チオール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、および環状オレフィン樹脂から選ばれる1種以上が好ましい。さらに、透明樹脂(B)は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、および環状オレフィン樹脂から選ばれる1種以上がより好ましい。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等が好ましい。
 なお、透明樹脂(B)の屈折率は、例えば、ポリマーの主鎖や側鎖に特定の構造を有するように、原料成分の分子構造を調整することで、上記範囲に調整できる。
 透明樹脂(B)は、アクリレートモノマーのオグソール(登録商標)EA-F5003(商品名、大阪ガスケミカル(株)製、屈折率:1.59)を硬化させたアクリル樹脂の市販品が使用できる。また、東京化成工業(株)製のポリメチルメタクリレート(屈折率:1.49)、ポリイソブチルメタクリレート(屈折率:1.48)等のアクリル樹脂の市販品が使用できる。
 また、透明樹脂(B)は、大阪ガスケミカル(株)製のOKPH4HT(屈折率:1.64)、OKPH4(屈折率:1.61)、B-OKP2(屈折率:1.63)、OKP850(屈折率:1.64)やバイロン(登録商標)103(東洋紡(株)製、屈折率:1.58)等のポリエステル樹脂の市販品が使用できる。さらに、透明樹脂(B)は、SP3810(帝人化成(株)製、屈折率:1.64)、LeXan(登録商標)ML9103(sabic社製、屈折率1.59)等のポリカーボネート樹脂の市販品が使用できる。さらに、透明樹脂(B)は、ポリカーボネートとポリエステルのポリマーアロイであるパンライト(登録商標)AM-8シリーズ(帝人化成(株)製)やxylex(登録商標)7507(sabic社製)等の市販品が使用できる。
(その他の成分)
 吸収層は、上述の色素(A)および色素(U)の他にさらに、本発明の効果を損なわない範囲で、この種の吸収層が通常含有する各種任意成分を含んでもよい。任意成分としては、例えば、色調補正色素、レベリング剤、帯電防止剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、分散剤、難燃剤、滑剤、可塑剤等が挙げられる。
(吸収層の製造方法)
 吸収層は、少なくとも色素(A)と、透明樹脂(B)と、必要に応じて配合される各成分とを、溶媒または分散媒に溶解または分散させて塗工液を調製し、これを基材上に塗工し乾燥させ、さらに必要に応じて硬化させて形成できる。吸収層は、色素(A)に加えて色素(U)を溶解または分散させてもよく、透明樹脂(B)の原料成分を用いて形成してもよい。基材は、本フィルタの構成部材として適用可能な透明基板でもよく、吸収層を形成時のみ用いる基材、例えば、剥離性の基材でもよい。
 なお、塗工液は、界面活性剤を含有できる。界面活性剤を含むことにより、外観、特に、微小な泡によるボイド、異物等の付着による凹み、乾燥工程でのはじきを改善できる。界面活性剤は、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の公知のものを任意に使用できる。
 塗工液中の、色素(A)、色素(U)、透明樹脂(B)等の固形分濃度は、塗工液の塗工法にもよるが、一般には10~60質量%である。固形分濃度が低すぎると、塗工ムラが生じやすく、固形分濃度が高すぎると、塗工外観が不良となりやすい。塗工液の塗工法は、スピンナーコーティング法、インクジェット法等を使用できる。その他、バーコーター法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法等も使用できる。
 吸収層は、上記塗工液を基材上に塗工後、乾燥させて得られる。乾燥法には、熱乾燥、熱風乾燥等の公知の方法を使用できる。塗工液が透明樹脂の原料成分を含有する場合、さらに硬化処理を行う。硬化処理が熱硬化処理の場合は、乾燥と硬化を同時に実施できるが、光硬化の場合は、乾燥と別に硬化工程を設けるとよい。
 塗工液を塗工する剥離性の基材は、フィルム状、板状いずれでもよく、剥離性を有すれば材料は限定されない。具体的に、ガラス板、離型処理されたプラスチックフィルム、ステンレス鋼板等が使用できる。
 また、塗工液の塗工にあたり、基材に前処理を実施できる。前処理剤としては、(3-ウレイドプロピル)トリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランN-フェニル-3-アミノプロピルメトキシシラン、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアネート、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等を使用できる。これらは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
 吸収層は、押出成形によりフィルム状に製造できる場合があり、さらに、このように製造した複数のフィルムを積層し熱圧着等により一体化させてもよい。
[透明基板]
 透明基板は、可視光の透過性があれば材料はとくに制限されない。例えば、ガラスや結晶材料等の無機材料、樹脂等の有機材料が挙げられる。透明基板の材料は、光学フィルタとしての光学特性、機械特性等の長期信頼性に係る光学的、形状的安定性、製造時のハンドリング性等から無機材料がより好ましく、加工性の観点からガラスが好ましい。また、透明基板の厚さは、30μm~5mmが好ましく、50μm~1mmがより好ましい。
 透明基板に使用できる樹脂は、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。
 透明基板に使用できるガラスは、ソーダライムガラス、白板ガラス等のケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、フツリン酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス等が挙げられる。なお、リン酸塩ガラスは、ガラスの骨格の一部がSiOで構成されるケイリン酸塩ガラスも含む。また、透明基材に使用できる結晶材料は、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の複屈折性結晶が挙げられる。透明基板は、上述の反射層、吸収層等と積層して光学フィルタとした場合、後述する光学特性を有するとよい。
[機能層]
 機能層は、反射防止層、パッシベーション機能を有する保護層等が挙げられる。
 反射防止層は、光利用効率を高める目的の層であり、スパッタリング法、真空蒸着法等、公知の方法で形成できる。反射防止層は、SiO、TiO、Ta、MgF、ZrO、Al等の1層以上の膜や、ゾルゲル法、塗布法等により形成したシリケート系、シリコーン系、フッ化メタクリレート系等の膜から構成される。反射防止層の厚さは、通常0.1~2μmである。
 保護層は、吸収層等が最表面に位置し、それらの表面が露出したときの諸特性の低下を抑制する機能を有する。とくに、色素を含む吸収層は、色素が酸素や空気に触れるとその分子構造等が変化して吸収特性等の特性が損なわれるおそれがある。そのため、吸収層が最表面にあるとき、該吸収層を覆う保護層を備えるとよい。保護層は、無機材料および有機材料のいずれも使用でき、その厚さは、通常、0.2~20μmである。
 保護層を構成する無機材料、有機材料は、上記の反射防止層で挙げた材料を適宜使用できる。なお、保護層が熱硬化性樹脂およびエネルギー線硬化性樹脂である場合、例えば、それらの重合性前駆体化合物を含む組成物を吸収層が露出された主面に滴下し、その上に離型処理を施したガラス板を載せ、エネルギー線照射等で硬化できる。硬化後、ガラス板を離型すると、平滑で均一な厚さの(有機)保護膜が得られる。(有機)保護膜には、前述の吸収層に添加可能なその他の添加剤として挙げた成分を適宜添加できる。また、機能層は、1層に限らず、複数層備えてもよく、必要な機能に応じて適宜配置できる。
[光学フィルタ]
 本フィルタは、反射層と吸収層を備え、反射層の透過波長帯域内に、低透過波長帯域を挟んで、2つの高透過波長帯域を有する。すなわち、本フィルタは、低透過波長帯域と、該低透過波長帯域より短波長側で該低透過波長帯域より入射角0°の光に対する透過率が高い第1の高透過波長帯域と、該低透過波長帯域より長波長側で該低透過波長帯域より入射角0°の光に対する透過率が高い第2の高透過波長帯域と、を有する。第1、第2の高透過波長帯域は、入射角0°の光に対する透過率が40%以上であればよく、60%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。また、低透過波長帯域は、入射角0°の光に対する透過率が40%未満であればよく、20%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。
 本フィルタは、下記要件(1)を満たすとよい。なお、入射角はいずれも0°である。
 (1)上記低透過波長帯域における最小透過率Tmin%と、上記第1の高透過波長帯域における最大透過率Tmax(I)%の比、Tmin%/Tmax(I)%が0.5以下、上記低透過波長帯域における最小透過率Tmin%と、上記第2の高透過波長帯域における最大透過率Tmax(II)%の比、Tmin%/Tmax(II)%が0.5以下である。
 上記要件(1)を満たすと、とくに近赤外波長領域に近い可視光で入射角依存性が低減された可視光画像、所望の赤外光画像が得られる。Tmin%/Tmax(I)%は、0.1以下が好ましく、0.05以下がより好ましく、0.02以下がさらに好ましい。また、Tmin%/Tmax(II)%は、0.05以下がより好ましく、0.02以下がさらに好ましい。
 また、本フィルタは、下記要件(2)~(4)を満たすとよい。
 (2)低透過波長帯域が、波長680~720nmを含み、該波長680~720nmの入射角0°の光に対する平均透過率が20%以下である。
 (3)第1の高透過波長帯域が、波長420~650nmを含み、該波長420~650nmの入射角0°の光に対する平均透過率が50%以上である。
 (4)第2の高透過波長帯域が、波長820~900nmを含み、該波長820~900nmの入射角0°の光に対する平均透過率が40%以上である。
 要件(2)を満たすことで、可視光画像に影響する近赤外光を遮断し、可視光画像の色再現性を高められる。また、要件(3)を満たすことで、可視光の透過率を十分に確保でき、要件(4)を満たすことで、所定の赤外光の透過率を十分に確保できる。
 本フィルタは、波長680~720nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率は10%以下がより好ましく、5%以下がさらに好ましい。波長680~720nmの光に対する平均透過率が低いほど、不要な近赤外光を遮断し、可視光画像の色再現性を高められる。また、本フィルタは、波長420~650nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率は60%以上がより好ましく、70%以上がさらに好ましい。波長420~650nmの光に対する平均透過率が高いほど、可視光の透過率が高められ、鮮明な可視光画像が得られる。
 さらに、本フィルタは、波長820~900nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率は55%以上がより好ましく、70%以上がさらに好ましい。波長820~900nmの光の平均透過率が高いほど、所定の赤外光の透過率が高められ、鮮明な赤外光画像が得られる。
 本フィルタは、さらに、下記要件(5)を満たすことがより好ましい。
 (5)入射角0°の光に対し、波長350~420nmにおいて透過率50%となる波長λと、入射角30°の光に対し、波長350~420nmにおいて透過率50%となる波長λ30と、の波長の差の絶対値|λ-λ30|が15nm以下である。
 要件(5)を満たすことで、近紫外波長領域に近い可視光の透過率特性の入射角依存性を抑制でき、可視光画像の色再現性をより高められる。
 本フィルタは、上記|λ-λ30|が、10nm以下がより好ましく、5nm以下がさらに好ましい。|λ-λ30|は、波長350~420nmにおける本フィルタの光の入射角依存性を示す指標であり、この値が小さいほど入射角依存性が低いことを示している。
 なお、上記要件(2)~(4)に加え、第2の高透過波長帯域が、波長750~900nmを含み、該波長750~900nmの入射角0°の光に対する平均透過率が40%以上であると、鮮明な近赤外光による画像が得られる。平均透過率は50%以上がより好ましく、60%以上がさらに好ましい。波長750~900nmの平均透過率が高いほど、より鮮明な近赤外光による画像が得られる。
 本フィルタは、監視カメラや車載カメラ等、昼夜を問わず撮像する固体撮像装置においてとくに好適に用いられる。このような固体撮像装置において、本フィルタは、例えば、撮像レンズと固体撮像素子との間に配置される。また、本フィルタは、撮像装置の固体撮像素子、撮像レンズ等に粘着剤層を介して直接貼着しても使用できる。
 次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。実施例及び比較例における光学フィルタや反射層等の分光透過率曲線は、分光光度計((株)日立製作所製 型名 U4100)を用いて測定した。
(実施例1)
 透明基板として白板ガラスの一方の主面に、真空蒸着法で、SiOとTiOとを交互に積層して、厚さ約3.45μmの反射層(34層)を形成する。この反射層の波長350~1000nmの分光透過率曲線(入射角0°/30°)を図2に示す。また、ポリエステル樹脂(大阪ガスケミカル(株)製 商品名「B-OKP2」屈折率1.63)をシクロヘキサノンおよびN-メチル-2-ピロリドン(NMP)の混合溶媒(質量比1:1)に溶解した溶液に、NIR吸収材としてスクアリリウム系化合物(化合物(F11-3);吸収極大波長705nm)を、ポリエステル樹脂100質量部に対し4.0質量部の割合で添加し、室温で撹拌混合して塗工液を得る。この塗工液を、上記反射層を形成したガラス板の、反射層とは反対側の面にスピンコータを用いて塗布し、溶媒を乾燥させ樹脂を焼成硬化させ、厚さ3μmの吸収層を得る。さらに、吸収層の上面に真空蒸着法で、SiOとTiOとを交互に積層し、最外層(空気との界面)にMgF層を設けて、厚さ340nmの反射防止層(7層)を形成し、光学フィルタを得る。
(実施例2)
 B-OKP2をシクロヘキサノンおよびNMPの混合溶媒(質量比1:1)に溶解した溶液に、NIR吸収材としてスクアリリウム系化合物(化合物(F11-3)およびシアニン系化合物(Crystal-Lyn Chemical company製 商品名「DLS745B」;吸収極大波長755nm)を、それぞれポリエステル樹脂100質量部に対し、1.0質量部、3.3質量部の割合で添加し、室温で撹拌混合して塗工液を得る。この塗工液を、実施例1と同様に反射層を設けた白板ガラスの、反射層とは反対側の面に塗布し、厚さ3μmの吸収層を得る。次いで、この吸収層の上面に、実施例1と同じ構成の反射防止層を形成し、光学フィルタを得る。
(実施例3)
 B-OKP2をシクロヘキサノンおよびNMPの混合溶媒(質量比1:1)に溶解した溶液に、NIR吸収材としてスクアリリウム系化合物(化合物(F11-3)、およびUV吸収材としてオキサゾール系化合物(BASF製 商品名「Uvitex(登録商標)OB」;吸収極大波長380nm)を、それぞれポリエステル樹脂100質量部に対して4質量部、5質量部の割合で添加し、室温で撹拌混合して塗工液を得る。この塗工液を、実施例1と同様に反射層を設けた白板ガラスの、反射層とは反対側の面に形成し、厚さ3μmの吸収層を形成する。次いで、この吸収層の上面に、実施例1と同じ構成の反射防止層を形成し、光学フィルタを得る。
 上記各実施例で得られる光学フィルタの分光透過率曲線を図3(実施例1)、図4(実施例2)及び図5(実施例3)に示す。
 図3より、実施例1では、入射角0°の分光透過率曲線において、波長420~650nmにおける平均透過率が70%以上、波長680~720nmの平均透過率が5%以下、波長820~900nmにおける平均透過率が70%以上、波長750~900nmにおける平均透過率が70%以上で、波長730~760nmの間で透過率が急峻に変化(増加)している。また、該光学フィルタは、可視波長領域と近赤外波長領域との境界の700nm付近で透過から遮断に遷移する領域の透過率特性に、入射角依存性は認められない。したがって、実施例1の光学フィルタは、可視光に基づく鮮明かつ色再現性に優れるカラー画像が得られるとともに、赤外光に基づく鮮明な白黒画像が得られる。
 また、図4より、実施例2では、入射角0°の分光透過率曲線において、波長420~650nmにおける平均透過率が70%以上、波長680~720nmの平均透過率が5%以下、波長820~900nmにおける平均透過率が70%以上で、波長810~840nmの間で透過率が急峻に変化(増加)している。そして、実施例1と同様、実施例2の光学フィルタは、可視波長領域と近赤外波長領域との境界の700nm付近で透過から遮断に遷移する領域の透過率に、入射角依存性は認められない。したがって、実施例2の光学フィルタは、可視光に基づく鮮明かつ色再現性に優れるカラー画像が得られるとともに、赤外光に基づく鮮明な白黒画像が得られる。
 さらに、図5より、実施例3では、入射角0°の分光透過率曲線において、波長420~650nmにおける平均透過率が70%以上、波長680~720nmの平均透過率が5%以下、波長820~900nmにおける平均透過率が70%以上、波長750~900nmにおける平均透過率が70%以上で、波長725~750nmの間で透過率が急峻に変化(増加)している。そして、実施例1と同様、実施例3の光学フィルタは、可視波長領域と近赤外波長領域の境界の波長700nm付近で透過から遮断に遷移する領域の透過率に、入射角依存性は認められない。また、紫外波長領域と可視波長領域の境界の波長400nm付近で遮断から透過に遷移する領域の透過率にも、入射角依存性は認められない。したがって、実施例3は、可視光に基づく鮮明かつ色再現性に優れるカラー画像、とくに紫外波長側の色再現性が実施例1、2に比べより向上したカラー画像が得られるとともに、赤外光に基づく鮮明な白黒画像が得られる。
 本発明の光学フィルタは、赤外波長領域に近い可視光の透過率特性の入射角依存性を抑制でき、かつ所定の赤外波長領域で高い透過率を達成できる。したがって、可視光に基づく(カラー)画像と赤外光に基づく(白黒)画像をそれぞれ取得する撮像装置、例えば、監視カメラや車載カメラ等に用いる光学フィルタとして好適に利用できる。
 10A~10C…光学フィルタ、11…吸収層、12…反射層、13…透明基板、14…反射防止層。

Claims (16)

  1.  波長350nm~1200nmの波長領域に入射角0°の光に対する透過率が40%以上となる透過波長帯域を有し、前記透過波長帯域より短波長側および前記透過波長帯域より長波長側の透過率が40%未満となる、反射層と、
     前記反射層の透過波長帯域内に吸収極大を有する吸収層と、を備え、
     前記透過波長帯域内に、
     低透過波長帯域と、
     前記低透過波長帯域より短波長側で前記低透過波長帯域より、入射角0°の光に対する透過率が高い第1の高透過波長帯域と、
     前記低透過波長帯域より長波長側で前記低透過波長帯域より、入射角0°の光に対する透過率が高い第2の高透過波長帯域と、
     を有することを特徴とする光学フィルタ。
  2.  前記反射層の透過波長帯域は、波長430nm~900nmを含み、該波長430nm~900nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率が80%以上である請求項1に記載の光学フィルタ。
  3.  前記吸収層は、波長680nm~780nm内に吸収極大を有する請求項1または2に記載の光学フィルタ。
  4.  前記吸収層は、波長350nm~420nm内に吸収極大を有する請求項3に記載の光学フィルタ。
  5.  入射角0°の光に対し、波長350nm~420nmにおける透過率が50%となる波長λと、入射角30°の光に対し、波長350nm~420nmにおける透過率が50%となる波長λ30と、を有し、
     |λ-λ30|≦15nmである請求項4に記載の光学フィルタ。
  6.  入射角0°の光に対する前記低透過波長帯域における最小透過率をTmin%、入射角0°の光に対する前記第1の高透過波長帯域における最大透過率をTmax(I)%、入射角0°の光に対する前記第2の高透過波長帯域における最大透過率をTmax(II)%として、
     Tmin%/Tmax(I)%≦0.5、
     Tmin%/Tmax(II)%≦0.5、
    を満たす請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
  7.  前記低透過波長帯域は、波長680nm~720nmを含み、該波長680nm~720nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率が20%以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
  8.  前記第1の高透過波長帯域は、波長420nm~650nmを含み、該波長420nm~650nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率が50%以上である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
  9.  前記第2の高透過波長帯域は、波長820nm~900nmを含み、該波長820nm~900nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率が40%以上である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
  10.  前記第2の高透過波長帯域は、波長750nm~900nmを含み、該波長750nm~900nmにおける入射角0°の光に対する平均透過率が40%以上である請求項10に記載の光学フィルタ。
  11.  前記吸収層は、近赤外線吸収材を含有する請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
  12.  前記近赤外線吸収材が、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂およびポリエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む透明樹脂に溶解または分散されている請求項11に記載の光学フィルタ。
  13.  前記吸収層は、2種以上の近赤外線吸収材を含有する請求項11または12に記載の光学フィルタ。
  14.  前記近赤外線吸収材は、スクアリリウム系化合物を含む請求項11乃至13のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
  15.  前記吸収層および前記反射層は、ガラス基板の片面または両面に備えられた請求項1乃至14のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
  16.  固体撮像素子と、撮像レンズと、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の光学フィルタとを備えたことを特徴とする撮像装置。
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