WO2020040123A1 - 光学フィルターおよび環境光センサー - Google Patents

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WO2020040123A1
WO2020040123A1 PCT/JP2019/032397 JP2019032397W WO2020040123A1 WO 2020040123 A1 WO2020040123 A1 WO 2020040123A1 JP 2019032397 W JP2019032397 W JP 2019032397W WO 2020040123 A1 WO2020040123 A1 WO 2020040123A1
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light
resin
compound
layer
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達郎 三井
嘉彦 安藤
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Jsr株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0232Optical elements or arrangements associated with the device

Definitions

  • the present invention relates to an optical filter and an ambient light sensor using the optical filter.
  • the ambient light sensor in the information terminal device is an illuminance sensor that senses the illuminance of the environment where the information terminal device is placed to adjust the brightness of the display, and the display device that senses the color tone of the environment where the information terminal device is placed. It is used as a color sensor or the like for adjusting the color tone.
  • the demand for design of information terminal devices has been increasing, and it is required to lower the transmittance of the transmission window through which light enters the ambient light sensor (to have a darker appearance). And it becomes difficult to accurately detect illuminance and color tone, and a malfunction occurs. Further, the height of the information terminal device is reduced, and the distance from the light entrance window to the ambient light sensor is shortened. Therefore, for example, the ratio of incident light from a high incident angle such as an incident angle of 60 ° increases, and the spectral characteristics of light reaching the ambient light sensor (particularly, near infrared Strength) does not change.
  • near-infrared absorbing particles are known as materials capable of cutting off broadband near-infrared rays irrespective of incident angles (for example, see Patent Documents 2 and 3).
  • the near-infrared cut filter there is a problem that the visible light transmittance is reduced when the amount of the added near-infrared absorbing particles is increased.
  • a substrate made of norbornene-based resin, a near-infrared absorbing dye having an absorption maximum at a specific wavelength, and a near-infrared cut filter having a near-infrared reflecting film have a change in transmittance in the visible region when a light beam enters from an oblique direction.
  • a near-infrared cut filter In order to use this near-infrared cut filter as an ambient light sensor, it is considered desirable to further improve the infrared cut performance at a high incident angle such as 60 °.
  • the light incident surface is formed of a light diffusing surface, and the position of the light incident surface is more vertical than the position of the light exit surface.
  • An ambient light sensor using a light guide member positioned above the light guide member has been proposed (for example, see Patent Document 5).
  • an active light source capable of emitting electromagnetic radiation having a peak emission wavelength of about 700-1200 nm to authenticate an individual or a user using biometric features. It is further known that it is particularly beneficial to utilize light having a wavelength around 940 nm for reducing the amount of background light incident from the solar spectrum.
  • the 940 nm light wavelength is filtered to some extent from the solar spectrum by atmospheric moisture, and background noise in this wavelength region is reduced when the ambient light includes sunlight (see, for example, Patent Document 6).
  • Smartphones information terminal devices such as tablet terminals and personal computers, home appliances such as televisions, and devices such as automatic teller machines have both a function of authenticating an individual or a user and a function of displaying an image on a display.
  • an ambient light sensor is used as an illuminance sensor, a color sensor, or the like.
  • the light of 940 nm used in the biometric feature authentication system adversely affects the detection accuracy of the ambient light sensor. There is.
  • An object of the present invention is to provide an optical filter capable of improving detection accuracy of an ambient light sensor and an ambient light sensor using the optical filter in a device equipped with both a system for authenticating biological characteristics and an ambient light sensor. With the goal.
  • the present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above problems. As a result, it has been found that the above problem can be solved by capturing as much visible light as possible into the ambient light sensor via the light scattering layer and cutting off near infrared rays (especially 940 nm light rays) as much as possible.
  • the present invention has been completed. That is, the present invention preferably has, for example, the following configuration.
  • An optical filter having a substrate (i) and a light scattering layer formed on at least one surface of the substrate (i), An optical filter having an OD value of 3 or more at a wavelength of 940 nm when measured from a vertical direction of the optical filter.
  • a light source, a condenser lens, a pinhole, a collimator lens, and a luminous flux stop are arranged at a position perpendicular to the optical filter, and the light source and the light source are arranged on a straight line connecting the light source and the optical filter vertically.
  • Light source Halogen light source (12V, 50W)
  • Optical filter thickness 100 to 400 ⁇ m
  • Illuminance measurement position A position of 270 mm to 290 mm from the surface (0 ° position) of the optical filter opposite to the light source.
  • the light scattering layer has a surface roughness Ra of 0.1 to 4.5 ⁇ m.
  • the base material (i) includes a light absorbing layer containing a compound (S) having an absorption maximum wavelength in a wavelength range of 750 to 1150 nm.
  • the compound (S) is a squarylium compound, a phthalocyanine compound, a naphthalocyanine compound, a croconium compound, a cyanine compound, a diimonium compound, a metal dithiolate compound, a copper phosphate complex compound, and a pyrrolopyrrole compound
  • the optical filter according to item [6] which is at least one compound selected from the group consisting of compounds.
  • the compound (A) is at least one compound selected from the group consisting of a squarylium-based compound, a phthalocyanine-based compound, a naphthalocyanine-based compound, a croconium-based compound, and a cyanine-based compound.
  • An ambient light sensor comprising the optical filter according to any one of items [1] to [10].
  • an optical filter capable of improving the detection accuracy of an ambient light sensor in a device equipped with both a system for authenticating biological characteristics and an ambient light sensor.
  • a light scattering layer having an optimal diffusion ratio and a high transmittance, a high visible light transmittance and a high OD value at 940 nm can be achieved, and external light can be taken in uniformly, Different infrared cut performances can be optimized depending on the incident angle.
  • composition of an environment light sensor concerning one embodiment of the present invention It is a figure explaining composition of an environment light sensor concerning one embodiment of the present invention. It is a figure explaining composition of an environment light sensor concerning one embodiment of the present invention. It is a figure explaining composition of an environment light sensor concerning one embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the outline which measures the angle at which the illuminance of the light transmitted through the optical filter is reduced by half.
  • up refers to a relative position with respect to the main surface of the support substrate (the light receiving surface of the sensor), and the direction away from the main surface of the support substrate is “up”.
  • the upper side toward the paper surface is “upper”.
  • “above” includes a case where the object is in contact with the object (that is, “on”) and a case where the object is located above the object (that is, “over”).
  • “down” indicates a relative position with respect to the main surface of the support substrate, and the direction approaching the main surface of the support substrate is “down”.
  • the lower side is “lower” toward the paper surface.
  • the optical filter of the present invention has a configuration described below, and its use is not particularly limited, but is suitable for use as an ambient light sensor.
  • the ambient light sensor of the present invention is not particularly limited as long as it includes an optical filter described later, but as a specific configuration, a photoelectric conversion element that generates a photocurrent by light incident on a light receiving surface and measures illuminance and color temperature And an optical filter disposed on the light receiving surface side of the photoelectric conversion element.
  • the optical filter according to the present invention has a substrate (i) and a light scattering layer formed on at least one surface of the substrate (i), and is measured at a wavelength of 940 nm from a direction perpendicular to the optical filter.
  • the OD value is 3 or more, preferably 4 or more, more preferably 5 or more and 8 or less. When the OD value is in the range, it is possible to prevent a malfunction of the optical sensor due to a laser used in a system for authenticating a biometric feature.
  • the optical filter of the present invention preferably has an average OD value of 2 or more, more preferably 3 or more, even more preferably 4 or more in a wavelength range of 850 to 1050 nm when measured from the vertical direction of the optical filter. It is as follows. When the average OD value is in the above range, near infrared rays can be sufficiently cut.
  • a light source 1, a condenser lens 2, a pinhole 3, a collimator lens 4, and a light beam stop 5 are arranged at a position perpendicular to the optical filter 7.
  • the light emitted from the light source 1 is collected by the condenser lens 2, the pinhole 3,
  • the light is converted into parallel light having an effective diameter of ⁇ 20 mm through the collimator lens 4 and the light beam stop 5, the parallel light is incident on the optical filter 7, and the illuminance of the light emitted to the side opposite to the light source 1 is set as follows.
  • the angle at which the illuminance at the 0 ° position is halved is preferably 15 ° or more and 60 ° or less, more preferably 15 ° or more and 45 ° or less, and still more preferably 20 ° or more and 30 ° or less. is there.
  • the half-value angle When the half-value angle is within the above range, light components having a large incident angle generated when light passes through the light scattering layer are reduced to exhibit high near-infrared ray cut performance, and uniform light capture is achieved. Can be achieved.
  • the half value angle can be measured, for example, using an automatic goniophotometer GP-200 manufactured by Murakami Color Research Laboratory.
  • the optical filter of the present invention has a haze (JIS K 7136) of 90% or more, more preferably 95% or more, when light is incident from the upper side (light scattering layer side).
  • a haze JIS K 7136
  • the haze is within the range, light components having a large incident angle generated when light passes through the light scattering layer are reduced to exhibit high near-infrared ray cut performance, and achieve uniform light capture. can do.
  • the optical filter of the present invention preferably has an average transmittance (hereinafter also referred to as “T A ”) when measured from the vertical direction of the optical filter in a wavelength range of 430 to 580 nm, preferably from 30% to 80%. More preferably, it is 30% or more and 75% or less, and further preferably 33% or more and 70% or less.
  • T A average transmittance
  • the average value (T A ) of the transmittance is too high in the wavelength range of 430 to 580 nm, the intensity of the light incident on the light receiving portion of the optical sensor becomes excessively strong, and the optical sensor functions normally because of the occurrence of saturation. May disappear.
  • the average value of the transmittance (T A) is too low, the intensity of light incident on the light-receiving portion of the optical sensor is weakened, not the intensity of the light is sufficiently ensured to pass through the filter, suitably used for the application May not be possible.
  • the thickness of the optical filter of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 1000 ⁇ m, more preferably 20 to 800 ⁇ m, further preferably 30 to 600 ⁇ m, and particularly preferably 40 to 500 ⁇ m.
  • the thickness of the optical filter is in the above range, the size and weight of the optical filter can be reduced, and the optical filter can be suitably used for various uses such as an ambient light sensor.
  • the substrate (i) may be a single layer or a multilayer, and preferably includes a light absorbing layer having an absorption maximum in a wavelength region of 750 to 1150 nm.
  • the light absorbing layer preferably contains a compound (S) having an absorption maximum in a wavelength range of 750 to 1150 nm.
  • a substrate composed of a resin substrate (ii) containing the compound (S) and a substrate composed of a near infrared absorbing glass substrate (iii) containing a copper component are mentioned. This resin substrate (ii) or glass substrate (iii) becomes the light absorbing layer.
  • the compound (S) is preferred from the viewpoints of production cost, easiness of adjusting optical characteristics, and the ability to achieve a scrubbing effect of the resin support and the resin substrate (ii) and to improve the scratch resistance of the substrate (i).
  • a substrate in which a resin layer such as an overcoat layer made of a curable resin is laminated on a resin substrate (ii) containing
  • the light absorbing layer is not particularly limited as long as it has an absorption maximum in a wavelength range of 750 to 1150 nm, but has an average OD value in the wavelength range of 850 to 1050 nm when measured from the vertical direction of the substrate (i). , Preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more, and still more preferably 2 or more and 5 or less.
  • an optical filter using such a light absorbing layer when used for an ambient light sensor or an illuminance sensor, multiple reflection light within the optical sensor module can be absorbed, and the environmental light sensor or the illuminance sensor malfunctions. And a highly functional ambient light sensor or illuminance sensor can be obtained.
  • the thickness of the light absorbing layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 500 ⁇ m, more preferably 20 to 300 ⁇ m, and further preferably 30 to 200 ⁇ m.
  • the optical filter using the light absorbing layer can be reduced in size and weight, and can be suitably used for various uses such as an ambient light sensor.
  • Compound (S) As the compound (S), a metal complex-based compound, a dye or a pigment that acts as a dye that absorbs near-infrared rays can be used. Particularly, the compound (S) described in WO 2017/094672 is preferable. Can be used.
  • the amount of the compound (S) to be used is appropriately selected depending on desired properties, but is preferably 0.1 to 50.0 parts by mass, more preferably 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin used for the light absorbing layer. Is from 0.2 to 10.0 parts by mass, more preferably from 0.3 to 1.0 part by mass.
  • the use amount of the compound (S) is larger than the above range, an optical filter in which the characteristics of the compound (S) are more pronounced may be obtained, but the transmittance in the range of 430 to 580 nm is preferable as an optical sensor.
  • the amount of the compound (S) is less than the above range, an optical filter having too high transmittance can be obtained, and the optical sensor In some cases, it is difficult to limit the amount of light incident on the light source.
  • the light absorbing layer may further include a compound (A) having an absorption maximum in a wavelength region of 650 nm or more and less than 750 nm.
  • the light absorbing layer containing the compound (S) and the light absorbing layer containing the compound (A) may be the same layer or different layers.
  • the compound (A) contained in the light absorbing layer may be a single compound or a combination of two or more compounds.
  • the compound (A) is not particularly limited as long as it has an absorption maximum in a wavelength region of 650 nm or more and less than 750 nm, but the compound (A) described in WO2017 / 094672 can be suitably used.
  • the amount of the compound (A) to be added is appropriately selected according to the desired properties, and is preferably 0.01 to 20.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin used for the light absorbing layer. More preferably, it is 0.02 to 15.0 parts by mass, and still more preferably 0.03 to 10.0 parts by mass.
  • the resin used for the light-absorbing layer is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention.For example, heat stability and moldability to a film are ensured, and at a deposition temperature of 100 ° C. or higher.
  • the resin plate When a resin plate having a thickness of 0.1 mm made of the resin is formed, the resin plate has a total light transmittance (JIS @ K7105) of preferably 75 to 95%, more preferably 78 to 95%. %, Particularly preferably 80 to 95%.
  • JIS @ K7105 total light transmittance
  • the obtained substrate shows good transparency as an optical film.
  • the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the resin measured by gel permeation chromatography (GPC) is usually 15,000 to 350,000, preferably 30,000 to 250,000.
  • the average molecular weight (Mn) is usually from 10,000 to 150,000, preferably from 20,000 to 100,000.
  • the resin examples include a cyclic polyolefin resin, an aromatic polyether resin, a polyimide resin, a fluorene polycarbonate resin, a fluorene polyester resin, a polycarbonate resin, a polyamide (aramid) resin, a polyarylate resin, and polysulfone.
  • Resin polyether sulfone resin, polyparaphenylene resin, polyamideimide resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, fluorinated aromatic polymer resin, (modified) acrylic resin, epoxy resin, allyl Ester-curable resins, silsesquioxane-based UV-curable resins, acrylic UV-curable resins, vinyl-based UV-curable resins, and resins mainly composed of silica formed by a sol-gel method can be used.
  • the use of cyclic polyolefin resin, aromatic polyether resin, fluorene polycarbonate resin, fluorene polyester resin, polycarbonate resin, and polyarylate resin can balance transparency (optical properties) and heat resistance. It is preferable in that an excellent optical filter can be obtained.
  • the cyclic polyolefin resin is obtained from at least one monomer selected from the group consisting of a monomer represented by the following formula (X 0 ) and a monomer represented by the following formula (Y 0 ) Resins and resins obtained by hydrogenating the resins are preferred.
  • R x1 to R x4 each independently represent the following (i ′) to (ix ′) And k x , m x and p x each independently represent an integer of 0-4.
  • To 30 hydrocarbon groups (v ') substituted or unsubstituted hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms (vi') polar groups (excluding (ii ') and (iv'))
  • R y1 and R y2 each independently represent an atom or a group selected from (i ′) to (vi ′), or R y1 and R y2 are mutually bonded It represents the monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon or heterocyclic ring formed, and k y and p y each independently represent an integer of 0 to 4.
  • Aromatic polyether resin preferably has at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2).
  • R 1 to R 4 each independently represent a monovalent organic group having 1 to 12 carbon atoms, and a to d each independently represent an integer of 0 to 4.
  • R 1 to R 4 and ad are each independently the same as R 1 to R 4 and ad in the formula (1), and Y is a single bond, —SO 2 — Or —CO—, R 7 and R 8 each independently represent a halogen atom, a monovalent organic group having 1 to 12 carbon atoms or a nitro group, and g and h each independently represent 0 to 4 It shows an integer, and m shows 0 or 1. However, when m is 0, R 7 is not a cyano group.
  • the aromatic polyether-based resin further has at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (3) and a structural unit represented by the following formula (4). Is preferred.
  • R 5 and R 6 each independently represent a monovalent organic group having 1 to 12 carbon atoms
  • Z represents a single bond, —O—, —S—, —SO 2 —, or —.
  • e and f each independently represent an integer of 0 to 4, and n represents 0 or 1.
  • R 7, R 8, Y, m, g and h are each independently, R 7 in the formula (2), R 8, Y, m, has the same meaning as g and h, R 5 , R 6 , Z, n, e and f each independently have the same meaning as R 5 , R 6 , Z, n, e and f in the formula (3).
  • the polyimide resin is not particularly limited as long as it is a polymer compound containing an imide bond in the repeating unit, and may be, for example, a method described in JP-A-2006-199945 or JP-A-2008-163107. Can be synthesized.
  • the fluorene polycarbonate-based resin is not particularly limited as long as it is a polycarbonate resin containing a fluorene moiety, and can be synthesized by, for example, a method described in JP-A-2008-163194.
  • the fluorene polyester-based resin is not particularly limited as long as it is a polyester resin containing a fluorene moiety.
  • it can be synthesized by a method described in JP-A-2010-285505 or JP-A-2011-197450. Can be.
  • the fluorinated aromatic polymer resin is not particularly limited, but is selected from the group consisting of an aromatic ring having at least one fluorine atom and an ether bond, a ketone bond, a sulfone bond, an amide bond, an imide bond, and an ester bond.
  • the polymer is preferably a polymer containing a repeating unit containing at least one bond, and can be synthesized by, for example, a method described in JP-A-2008-181121.
  • the acrylic UV-curable resin is not particularly limited, but is synthesized from a resin composition containing a compound having one or more acrylic or methacrylic groups in the molecule and a compound that is decomposed by ultraviolet rays to generate active radicals. Can be listed.
  • the acrylic ultraviolet-curable resin is obtained by laminating a resin layer (light-absorbing layer) containing a compound (S) and a curable resin on a glass support or a resin support serving as a base as the substrate (i).
  • a base material obtained by laminating a resin layer such as an overcoat layer made of a curable resin or the like on a resin substrate (ii) containing a compound (S) is particularly suitable as the curable resin.
  • a base material obtained by laminating a resin layer such as an overcoat layer made of a curable resin or the like on a resin substrate (ii) containing a compound (S) is particularly suitable as the curable resin.
  • Silica-based resin formed by sol-gel method Resins containing silica as a main component by the sol-gel method include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, tetraalkoxysilane such as methoxytriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, A compound obtained by a sol-gel reaction by hydrolysis of one or more silanes selected from phenylalkoxysilanes such as diphenyldiethoxysilane can be used as the resin.
  • Commercially available products of the resin include the following commercially available products.
  • Commercial products of the cyclic polyolefin resin include Arton manufactured by JSR Corporation, Zeonoa manufactured by Zeon Corporation, APEL manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., and TOPAS manufactured by Polyplastics Co., Ltd.
  • Examples of commercially available polyethersulfone resins include Sumika Excel PES manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Commercially available polyimide resins include Neoprim L manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
  • Examples of commercially available polycarbonate resins include Pure Ace manufactured by Teijin Limited.
  • Commercially available fluorene polycarbonate resins include Iupizeta EP-5000 manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Ltd.
  • Examples of commercially available fluorene polyester resins include OKP4HT manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.
  • Examples of commercially available acrylic resins include Acryviewer manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
  • Commercially available silsesquioxane-based UV-curable resins include light curable SQ series manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.
  • the light absorbing layer may further contain additives such as an antioxidant, a near-ultraviolet absorber and a fluorescent quencher as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • additives such as an antioxidant, a near-ultraviolet absorber and a fluorescent quencher as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • These other components may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the near-ultraviolet absorber include azomethine compounds, indole compounds, benzotriazole compounds, and triazine compounds.
  • antioxidants examples include 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,2′-dioxy-3,3′-di-t-butyl-5,5′-dimethyldiphenylmethane, tetrakis [Methylene-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, and tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite.
  • additives may be mixed with the resin or the like when manufacturing the resin, or may be added when synthesizing the resin.
  • the amount of addition is appropriately selected according to the desired properties, but is usually 0.01 to 5.0 parts by mass, preferably 0.05 to 2.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the resin. Parts by weight.
  • ⁇ Glass support examples include, but are not particularly limited to, borosilicate-based glass, silicate-based glass, soda-lime glass, and near-infrared absorbing glass.
  • the near-infrared absorbing glass is preferable in that it can improve near-infrared cut characteristics and reduce incident angle dependency, and specific examples thereof include a fluorophosphate-based glass and a phosphate-based glass containing a copper component. Glass etc. are mentioned.
  • the resinous substrate (ii) can be formed by, for example, melt molding or cast molding. After molding, a substrate having an overcoat layer laminated thereon can be manufactured by coating a coating agent such as an antireflection agent, a hard coat agent and / or an antistatic agent.
  • a coating agent such as an antireflection agent, a hard coat agent and / or an antistatic agent.
  • the substrate (i) is such that a resin layer (light absorbing layer) such as an overcoat layer made of a curable resin or the like containing the compound (S) is laminated on a glass support or a resin support serving as a base.
  • a resin solution containing the compound (S) is melt-molded or cast-molded on a glass support or a resin support serving as a base, preferably by a method such as spin coating, slit coating, or inkjet. After coating in, the solvent is dried and removed, and if necessary, light irradiation or heating is further performed to produce a substrate having a resin layer formed on a glass support or a resin support serving as a base. be able to.
  • melt molding specifically, a method of melt-molding pellets obtained by melt-kneading a resin and a compound (S); melting a resin composition containing a resin and a compound (S); A method of molding; or a method of melt-molding pellets obtained by removing the solvent from the resin composition containing the compound (S), the resin and the solvent, and the like.
  • melt molding method include injection molding, melt extrusion molding, and blow molding.
  • a method of casting a resin composition containing a compound (S), a resin and a solvent on a suitable support to remove the solvent; or the compound (S) and a photocurable resin and / or It can also be produced by casting a curable composition containing a thermosetting resin on a suitable support to remove the solvent, and then curing the composition by an appropriate method such as ultraviolet irradiation or heating.
  • the substrate (i) is a substrate composed of the resin substrate (ii) containing the compound (S)
  • the substrate (i) is peeled off from the support after cast molding.
  • the substrate (i) is made of a curable resin containing the compound (S) on a support such as a glass support or a resin support serving as a base.
  • the substrate (i) can be obtained by not peeling off the coating film after cast molding.
  • the support examples include a near-infrared absorbing glass plate (for example, phosphate containing copper component such as “BS-11” manufactured by Matsunami Glass Co., Ltd. and “NF-50T” manufactured by AGC Techno Glass Co., Ltd.). Glass plate), transparent glass plate (for example, non-alkali glass plate such as "OA-10G” manufactured by NEC Corporation and "AN100” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), steel belt, steel drum and resin (for example, polyester film) , A cyclic olefin-based resin film).
  • a near-infrared absorbing glass plate for example, phosphate containing copper component such as “BS-11” manufactured by Matsunami Glass Co., Ltd. and “NF-50T” manufactured by AGC Techno Glass Co., Ltd.
  • Glass plate for example, non-alkali glass plate such as "OA-10G” manufactured by NEC Corporation and "AN100” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
  • steel belt for example, steel drum and resin
  • a glass plate Furthermore, a glass plate, a method of coating the resin composition on an optical component such as quartz or transparent plastic and drying the solvent, or a method of coating the curable composition and curing and drying the optical component, etc.
  • a resin layer can be formed on the component.
  • the residual solvent amount in the resin layer (resin substrate (ii)) obtained by the above method is preferably as small as possible.
  • the amount of the residual solvent is preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and still more preferably 0.5% by mass, based on the weight of the resin layer (resin substrate (ii)). % Or less.
  • the amount of the residual solvent is in the above range, a resin layer (resin substrate (ii)) that is less likely to be deformed or change its properties and can easily exhibit desired functions can be obtained.
  • the light-scattering layer is a layer formed on at least one surface of the substrate (i) and scatters or diffuses incident light to increase the amount of visible light and transmit the light.
  • Examples of such a light scattering layer include, for example, a resin layer containing a light scattering agent such as fine particles that scatter light, a resin layer having an uneven shape on the surface, and a light diffusing agent containing the light diffusing agent, and having an uneven surface.
  • a resin layer having a shape is exemplified.
  • Examples of the resin constituting the light scattering layer include (meth) acrylic resin, polystyrene resin, polyolefin resin, polycarbonate resin, polyvinyl chloride resin, polyester resin, and (meth) acrylate-styrene resin. .
  • (meth) acrylic resin is preferred.
  • the resins may be used alone or as a mixture of two or more.
  • the light scattering agent examples include organic fine particles such as acrylic cross-linked beads, methyl (meth) acrylate-styrene copolymer cross-linked beads, styrene cross-linked beads, silicone beads, silica, titanium oxide, and barium sulfate. And inorganic fine particles such as zirconium oxide, and inorganic fine particles are preferable.
  • the light scattering agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the surface roughness Ra of the light scattering layer is preferably 0.1 to 4.5 ⁇ m, more preferably 0.5 to 3.0 ⁇ m, and still more preferably 1.0 to 2.0 ⁇ m.
  • incident light can be optimally diffused and taken in with a high light amount, and near-infrared cut performance that varies depending on the incident angle of light can be optimized.
  • the thickness of the light scattering layer is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 1 to 50 ⁇ m, and still more preferably 1 to 30 ⁇ m.
  • the total light transmittance (JIS K 7361-1) of the light scattering layer is preferably 90% or more, more preferably 93% or more, and further preferably 95% or more.
  • the total light transmittance of the light scattering layer is in the above range, it becomes easy to design the OD value of the optical filter according to the present invention at 940 nm and the average value (T A ) of the transmittance at a wavelength of 430 nm to 580 nm.
  • the haze of the light-scattering layer is preferably at least 86%, more preferably at least 91%.
  • a component of a light having a large incident angle generated by light passing through the light scattering layer is reduced to exhibit high near-infrared cut performance, and uniform light is emitted. Uptake can be achieved.
  • the light scattering layer may be formed by itself, for example, (meth) acrylic resin, polystyrene resin, polyolefin resin, polycarbonate resin, polyvinyl chloride resin, polyester resin, and (meth) acrylate-styrene resin It may be formed on a transparent substrate made of glass or glass.
  • the light scattering layer can be formed, for example, by the method described in JP-A-2009-223135. Further, as the light scattering layer, for example, “Light Up NSH”, “Light Up SDW”, “Light Up SXE”, “Light Up MXE”, “D120P”, “D121UPZ”, “D121UP” manufactured by Tsujiden Co., Ltd. And a commercially available light scattering film such as "D171".
  • the light scattering layer has a refractive index of preferably 1.2 or more and 1.8 or less, more preferably 1.3 or more and 1.7 or less, and even more preferably 1.4 or more and 1.6 or less.
  • a refractive index of preferably 1.2 or more and 1.8 or less, more preferably 1.3 or more and 1.7 or less, and even more preferably 1.4 or more and 1.6 or less.
  • the substrate (i) Since the light scattering layer is in close contact with the base material (i) through the transparent adhesive layer having the refractive index in the above-described range, a loss of light amount due to interfacial reflection can be reduced. It is possible to obtain an optical filter that transmits an amount of visible light.
  • the term “adhesion” in the present invention refers to a state in which the light scattering layer and the base material are integrated by a material without an air layer.
  • the type of the adhesive layer is not particularly limited, and examples thereof include a rubber-based adhesive, a (meth) acrylic-based adhesive, a silicone-based adhesive, and a urethane-based adhesive. Above all, a (meth) acrylic pressure-sensitive adhesive is preferred from the viewpoint of excellent transparency.
  • the (meth) acrylic pressure-sensitive adhesive means an acrylic pressure-sensitive adhesive and / or a methacrylic pressure-sensitive adhesive (methacrylic pressure-sensitive adhesive).
  • the above (meth) acrylic pressure-sensitive adhesive contains the above (meth) acrylic polymer as a base polymer, but may contain other components such as a tackifier and a rubber component.
  • a tackifier those known in the field of patches or patches can be appropriately selected and used.
  • petroleum resins for example, aromatic petroleum resins, aliphatic petroleum resins, resins obtained from C9 fractions, etc.
  • terpene resins for example, ⁇ -pinene resins, ⁇ -pinene resins, terpene phenol copolymers, hydrogenated Terpene phenolic resin, aromatic modified hydrogenated terpene resin, abietic acid ester resin
  • rosin resin eg, partially hydrogenated gum rosin resin, erythritol modified wood rosin resin, tall oil rosin resin, wood rosin resin
  • cumarone indene resin Eg, a coumarone indene styrene copolymer
  • a styrene-based resin eg, a polystyrene, a copolymer of styrene and ⁇ -methylstyrene, and the like
  • the optical filter of the present invention includes a laminate having a dielectric multilayer film on at least one surface of the substrate (i) (hereinafter, the laminate before forming the light scattering layer is also referred to as a “laminate for optical filter”). ) Is preferable.
  • the dielectric multilayer film in the present invention is a film having the ability to reflect near infrared rays or a film having an antireflection effect in the visible region, and has a more excellent visible light transmittance and near infrared rays by having a dielectric multilayer film. Cut characteristics can be achieved.
  • the OD value measured from the vertical direction of the optical filter laminate is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and further preferably 5 or more and 8 or less.
  • the OD value is in the range, it is possible to prevent a malfunction of the optical sensor due to a laser used in a system for authenticating a biometric feature.
  • the average OD value measured from the vertical direction of the optical filter laminate is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and still more preferably 4 or more and 8 or less.
  • the average OD value is in the above range, near infrared rays can be sufficiently cut.
  • the dielectric multilayer film may be provided on one surface of the base material or on both surfaces.
  • the dielectric multilayer film When provided on one side, it is possible to obtain an optical filter which is excellent in manufacturing cost and ease of manufacture, and when provided on both sides, has high strength and is hardly warped or twisted.
  • an optical filter When an optical filter is applied to a solid-state imaging device, it is preferable to provide a dielectric multilayer film on both surfaces of a resin substrate since it is preferable that the optical filter has less warpage and twist.
  • the light scattering layer is preferably formed on the dielectric multilayer film.
  • the dielectric multilayer film preferably has a reflection characteristic over the entire wavelength range of preferably 700 to 1100 nm, more preferably 700 to 1150 nm, and still more preferably 700 to 1200 nm.
  • the dielectric multilayer film a film in which high-refractive-index material layers and low-refractive-index material layers are alternately laminated is exemplified.
  • a material constituting the high refractive index material layer a material having a refractive index of 1.7 or more can be used, and a material having a refractive index of usually 1.7 to 2.5 is selected.
  • examples of such a material include, for example, titanium oxide, zirconium oxide, tantalum pentoxide, niobium pentoxide, lanthanum oxide, yttrium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, indium oxide, and the like, and titanium oxide, tin oxide, and / or tin oxide.
  • a material containing a small amount of cerium oxide or the like (for example, 0 to 10% by mass with respect to the main component) can be used.
  • a material constituting the low refractive index material layer a material having a refractive index of 1.6 or less can be used, and a material having a refractive index of usually 1.2 to 1.6 is selected.
  • Such materials include, for example, silica, alumina, lanthanum fluoride, magnesium fluoride, and sodium aluminum hexafluoride.
  • the method of laminating the high-refractive-index material layer and the low-refractive-index material layer is not particularly limited as long as a dielectric multilayer film in which these material layers are laminated is formed.
  • a high-refractive-index material layer and a low-refractive-index material layer are alternately stacked directly on the substrate (i) by a CVD method, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion-assisted evaporation method, an ion plating method, or the like.
  • the formed dielectric multilayer film can be formed.
  • each of the high-refractive-index material layer and the low-refractive-index material layer is usually preferably 0.1 ⁇ to 0.5 ⁇ , where ⁇ (nm) is the near-infrared wavelength to be cut off.
  • ⁇ (nm) is the near-infrared wavelength to be cut off.
  • the value of ⁇ (nm) is, for example, 700 to 1400 nm, preferably 750 to 1300 nm.
  • the thickness of each layer of the refractive index material layer is substantially the same, and there is a tendency that the cutoff and transmission of a specific wavelength can be easily controlled from the relationship between the optical characteristics of reflection and refraction.
  • the total number of laminated layers of the high refractive index material layer and the low refractive index material layer in the dielectric multilayer film is preferably 16 to 70 layers, and more preferably 20 to 60 layers, as a whole of the optical filter.
  • a sufficient manufacturing margin can be secured, and the warpage of the optical filter and the crack of the dielectric multilayer film are reduced. can do.
  • the material types of the high refractive index material layer and the low refractive index material layer, and the high refractive index material layer and the low refractive index material layer By appropriately selecting the thickness, the order of lamination, and the number of laminations, while ensuring sufficient transmittance in the visible region, having sufficient light-cutting characteristics in the near-infrared wavelength region, It is possible to reduce the reflectance when infrared light enters.
  • optical thin film design software for example, manufactured by Essential Macleod, manufactured by Thin Film Center
  • the parameters can be set as follows.
  • the target transmittance at a wavelength of 400 to 700 nm is set to 100%
  • the value of Target @ Tolerance is set to 1
  • the target transmittance at a wavelength of 705 to 950 nm is set to 0%.
  • a parameter setting method such as setting the value of Target @ Tolerance to 0.5 may be mentioned.
  • the optical filter laminate in the region of wavelengths 430 ⁇ 580 nm, (hereinafter also referred to as "T A ''.) Average value of the transmittance as measured in the vertical direction of the optical filter for laminate, preferably It is 40% or more and 80% or less, more preferably 40% or more and 70% or less, and further preferably 40% or more and 60% or less. If the average value of the transmittance (T A ′) is too high, the intensity of light incident on the light receiving portion of the optical sensor having the optical filter of the present invention becomes excessively strong, and the optical sensor functions normally because of the occurrence of saturation. May disappear.
  • the haze (JIS K 7136) of the optical filter laminate is preferably 0.2% or more and 1% or less, more preferably 0.5% or more and 1% or less. When the haze is within the above range, the optical filter laminate can be manufactured without lowering the production yield.
  • the optical filter of the present invention is provided between the substrate (i) and the dielectric multilayer film on the side opposite to the surface of the substrate (i) on which the dielectric multilayer film is provided, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the surface or the surface of the dielectric multilayer film opposite to the surface on which the substrate (i) is provided has an improved surface hardness of the substrate (i) or the dielectric multilayer film, an improved chemical resistance, an antistatic property,
  • a functional film such as an antireflection film, a hard coat film, or an antistatic film can be appropriately provided for the purpose of, for example, erasing damage.
  • the optical filter of the present invention may include one layer of the functional film, or two or more layers.
  • the optical filter of the present invention may include two or more similar layers or two or more different layers.
  • the method for laminating the functional film is not particularly limited, but a coating agent such as an antireflection agent, a hard coating agent and / or an antistatic agent is melted on the substrate (i) or the dielectric multilayer film in the same manner as described above. Molding or cast molding may be used.
  • a coating agent such as an antireflection agent, a hard coating agent and / or an antistatic agent is melted on the substrate (i) or the dielectric multilayer film in the same manner as described above. Molding or cast molding may be used.
  • it can also be produced by applying a curable composition containing the above-mentioned coating agent or the like on a substrate (i) or a dielectric multilayer film using a bar coater or the like, and then curing the applied composition by ultraviolet irradiation or the like.
  • the coating agent examples include an ultraviolet (UV) / electron beam (EB) curable resin and a thermosetting resin, and specific examples thereof include vinyl compounds, urethane, urethane acrylate, acrylate, and epoxy. And epoxy acrylate resins.
  • the curable composition containing these coating agents include vinyl, urethane, urethane acrylate, acrylate, epoxy, and epoxy acrylate curable compositions.
  • the curable composition may include a polymerization initiator.
  • a polymerization initiator a known photopolymerization initiator or thermal polymerization initiator can be used, and a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator may be used in combination.
  • One type of the polymerization initiator may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the mixing ratio of the polymerization initiator in the curable composition is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, when the total amount of the curable composition is 100% by mass. More preferably, it is 1 to 5% by mass.
  • the curable composition has excellent curing properties and handleability, and an antireflection film having a desired hardness, a functional film such as a hard coat film or an antistatic film can be obtained. it can.
  • an organic solvent may be added as a solvent to the curable composition, and a known organic solvent can be used.
  • the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol and octanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, ⁇ -butyrolactone, propylene Esters such as glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monobutyl ether; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; dimethylformamide, dimethylacetamide, N- Amides such as methylpyrrolidone can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination
  • the thickness of the functional film is preferably 0.1 to 30 ⁇ m, more preferably 0.5 to 20 ⁇ m, and particularly preferably 0.7 to 5 ⁇ m.
  • the base material (i) and the functional film and / or the dielectric multilayer film may be subjected to a surface treatment such as a corona treatment or a plasma treatment.
  • the optical filter of the present invention allows the ambient light sensor to uniformly capture light, and has excellent visible transmittance and near-infrared cut ability. Further, by using the optical filter of the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of the ambient light sensor in a device equipped with both the system for authenticating the biological characteristics and the ambient light sensor. Therefore, the optical filter of the present invention is useful for various ambient light sensors such as an illuminance sensor and a color correction sensor. In particular, it is useful as an ambient light sensor mounted on a digital still camera, a smartphone, a tablet terminal, a mobile phone, a wearable device, an automobile, a television, a game machine, and the like. Further, it is also useful as a heat ray cut filter or the like to be mounted on a window glass plate of an automobile or a building.
  • the ambient light sensor is a sensor such as an illuminance sensor or a color correction sensor that can sense the surrounding brightness and color tone (such as strong red color in the evening hours), for example, information detected by the ambient light sensor.
  • the ambient light sensor is a sensor such as an illuminance sensor or a color correction sensor that can sense the surrounding brightness and color tone (such as strong red color in the evening hours), for example, information detected by the ambient light sensor.
  • FIG. 1 shows an example of an ambient light sensor 200a that detects ambient brightness.
  • the ambient light sensor 200a includes the optical filter 100 and the photoelectric conversion element 202.
  • the photoelectric conversion element 202 generates a current or a voltage by a photovoltaic effect when light enters the light receiving unit.
  • the optical filter 100 is provided on the light receiving surface side of the photoelectric conversion element 202. By the optical filter 100, light incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 202 becomes light in the visible light band, and light in the near infrared band (800 nm to 2500 nm) is blocked.
  • the ambient light sensor 200a outputs a signal in response to visible light.
  • another translucent layer may be interposed between the optical filter 100 and the photoelectric conversion element 202.
  • a resin layer having a light-transmitting property may be provided as a sealing material between the optical filter 100 and the photoelectric conversion element 202.
  • the photoelectric conversion element 202 has a first electrode 206, a photoelectric conversion layer 208, and a second electrode 210.
  • a passivation film 216 is provided on the light receiving surface side.
  • the photoelectric conversion layer 208 is formed using a semiconductor exhibiting a photoelectric effect.
  • the photoelectric conversion layer 208 is formed using a silicon semiconductor.
  • the photoelectric conversion layer 208 is a diode-type element and generates photovoltaic power by a built-in electric field.
  • the photoelectric conversion element 202 is not limited to a diode element and is a photoconductive element (also referred to as a photoregister, a light-dependent resistor, a photoconductor, or a photocell) or a phototransistor element. Is also good.
  • a germanium semiconductor or a silicon-germanium semiconductor may be used instead of the silicon semiconductor.
  • a compound semiconductor material such as GaP, GaAsP, CdS, CdTe, or CuInSe 2 may be used.
  • the photoelectric conversion element 202 formed of a semiconductor material has sensitivity to light in a visible light band to a near infrared band.
  • the band gap energy of the silicon semiconductor is 1.12 eV, so that light having a wavelength of 700 to 1100 nm, which is near infrared light, can be absorbed in principle.
  • the ambient light sensor 200a is insensitive to near-infrared light and has sensitivity to light in the visible light range.
  • the photoelectric conversion element 202 is preferably surrounded by a light-blocking casing 204 so that light transmitted through the optical filter 100 is selectively irradiated. Since the ambient light sensor 200a includes the optical filter 100, the ambient light sensor 200a can block near-infrared light and detect ambient light. Thereby, the problem that the ambient light sensor 200a malfunctions in response to the near-infrared light can be eliminated.
  • FIG. 2 shows an example of an ambient light sensor 200b that detects color tone in addition to ambient brightness.
  • the ambient light sensor 200b includes the optical filter 100, photoelectric conversion elements 202a to 202c, and color filters 212a to 212c.
  • a color filter 212a that transmits light in the red light band is provided on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 202a
  • a color filter 212b that transmits light in the green light band is provided on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 202b.
  • a color filter 212c that transmits light in the blue light band is provided on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 202c.
  • the photoelectric conversion elements 202a to 202c have the same configuration as that shown in FIG.
  • the photoelectric conversion elements 202a to 202c can independently detect illuminance.
  • a passivation film 216 may be provided between the color filters 212a to 212c and the photoelectric conversion elements 202a to 202c.
  • the photoelectric conversion elements 202a to 202c have sensitivity over a wide range from a visible light wavelength region to a near infrared wavelength region. Therefore, by providing the color filters 212a to 212c corresponding to the photoelectric conversion elements 202a to 202c in addition to the optical filter 100, the ambient light sensor 200b blocks near-infrared light and prevents malfunction of the sensor. , Light corresponding to each color can be detected.
  • the ambient light sensor 200b includes the optical filter 100 that blocks light in the near infrared region and the color filters 212a to 212c, so that not only can ambient light be separated into light in a plurality of wavelength bands and detected, but also ambient light can be detected.
  • the conventional color sensor can be applied even in a dark environment where accurate detection cannot be performed due to the influence of near infrared rays.
  • FIG. 3 shows an example of a cross-sectional structure of an ambient light sensor 200c including the illuminance sensor light receiving element 112a and the optical filter 100.
  • the ambient light sensor 200c functions as an illuminance sensor by detecting the intensity of external light with the illuminance sensor light receiving element 112a.
  • the optical filter 100 is provided on the upper surface of the illuminance sensor light receiving element 112a. The optical filter 100 blocks light in the near-infrared wavelength region from light incident on the light receiving surface of the illuminance sensor light receiving element 112a, and can detect external light intensity corresponding to the visibility characteristics of the illuminance sensor light receiving element.
  • the optical filter 100 including the base material 102 including the light absorbing layer, the dielectric multilayer film 104, and the light scattering layer 106, a high amount of visible light is taken into the ambient light sensor, and the visibility of the illuminance sensor Light in the visible light region, which is small in change due to the incident angle and is incident on the illuminance sensor light-receiving element, according to the characteristics, can provide an illuminance sensor with less malfunction.
  • the light scattering layer 106 is preferably on the upper side (the side on which light is incident), and particularly preferably the uppermost layer of the optical filter. .
  • Parts and % mean “parts by mass” and “% by mass” unless otherwise specified.
  • the method for measuring each physical property value and the method for evaluating the physical properties are as follows. In the measurement and evaluation using an optical filter, the light scattering layer was, as a rule, placed on the upper side (for example, the light incident surface). .
  • the molecular weight of the resin was measured by the following method (a) or (b) in consideration of the solubility of each resin in a solvent.
  • A Weight average molecular weight in terms of standard polystyrene, using a gel permeation chromatography (GPC) apparatus (Waters) (150C type, column: H type column manufactured by Tosoh Corporation, developing solvent: o-dichlorobenzene) (Mw) and number average molecular weight (Mn) were measured.
  • GPC gel permeation chromatography
  • Tg ⁇ Glass transition temperature (Tg)> Using a differential scanning calorimeter (DSC6200) manufactured by SII Nano Technologies Co., Ltd., the temperature was measured at a rate of temperature rise of 20 ° C. per minute under a nitrogen stream.
  • DSC6200 differential scanning calorimeter
  • ⁇ Haze> The haze was measured by using an ISO measurement method (JIS K 7136) of Hayes Guard II manufactured by Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.
  • ⁇ Illuminance sensor sensitivity characteristics The optical characteristics of the optical filter (optical characteristics of light transmitted through the optical filter) are compared with the illuminance sensor and the human luminous sensitivity characteristics, and the illuminance sensor sensitivity when an illuminance sensor having the same or similar configuration as in FIG. 3 is created. The properties were evaluated. The evaluation was performed based on the following criteria.
  • a light source 1, a condenser lens 2, a pinhole 3, a collimator lens 4, and a luminous flux stop 5 are provided at a position perpendicular to the optical filter 7. Placed.
  • the position on the straight line connecting the light source 1 and the optical filter 7 and on the opposite side to the light source 1 is set to 0 °, and the position on the straight line connecting the light source 1 and the optical filter 7 is perpendicular to the position of the optical filter 7.
  • the light emitted from the light source 1 is converted into parallel light having an effective diameter of ⁇ 20 mm through the condenser lens 2, the pinhole 3, the collimator lens 4, and the light beam stop 5, and the parallel light enters the optical filter 7.
  • the illuminance of the light emitted to the side opposite to the light source 1 was measured by moving the light receiver 8 to a position of 0 ° to 90 ° under the following conditions and measuring the illuminance ratio for each 1 °.
  • the angle at which the illuminance was halved compared to the illuminance at the 0 ° position was defined as the half-value angle.
  • Light source halogen light source (12V, 50W)
  • Illuminance measurement position A position 270 mm from the surface (0 ° position) of the optical filter opposite to the light source
  • Ra arithmetic average roughness of the surface was measured using a laser microscope (LEXT OLS4000) manufactured by Olympus Corporation and a 20 ⁇ objective lens.
  • DCM dodec-3-ene
  • reaction A hydrogenated polymer
  • Mn number average molecular weight
  • Mw weight average molecular weight
  • Tg glass transition temperature
  • Example 1 100 parts by mass of resin A obtained in Resin Synthesis Example 1, 0.050 parts by mass of compound (x) having the following structure (maximum absorption wavelength: 704 nm), and compound (y) having the following structure (maximum absorption wavelength: 737 nm) And 0.05 parts by mass of a light absorber “CIR-RL” (maximum absorption wavelength: 1095 nm) manufactured by Nippon Carritt Co., Ltd., and further dissolved by adding methylene chloride to give a solid content of 30%.
  • a solution was obtained. Next, the solution was cast on a smooth glass plate, dried at room temperature for 8 hours and at 100 ° C. for 8 hours, and then peeled from the glass plate. The exfoliated resin was further dried at 100 ° C. for 8 hours under reduced pressure to obtain a substrate having a thickness of 0.1 mm and a side of 60 mm.
  • the average OD value of the obtained substrate at 850 to 1050 nm was 2.3. Table 2 shows the results.
  • a dielectric multilayer film (III) is formed on one surface of the obtained base material, and a dielectric multilayer film (IV) is further formed on the other surface of the base material.
  • a filter laminate (1 ′) was obtained.
  • the dielectric multilayer film (III) is formed by alternately stacking silica (SiO 2 ) layers and titania (TiO 2 ) layers at a deposition temperature of 100 ° C. (total number of layers: 26).
  • the dielectric multilayer film (IV) is formed by alternately stacking silica (SiO 2 ) layers and titania (TiO 2 ) layers at a deposition temperature of 100 ° C. (total number of layers: 26).
  • the silica layer and the titania layer are arranged in the following order from the substrate side: a titania layer, a silica layer, a titania layer, ..., a silica layer, a titania layer, and a silica layer.
  • the layers were alternately laminated, and the outermost layer of the optical filter laminate (1 ′) was a silica layer.
  • the design of the dielectric multilayer films (III) and (IV) was performed as follows. Regarding the thickness and the number of layers, the wavelength dependence of the refractive index of the substrate and the absorption of the applied compound (S) and the like so as to achieve the antireflection effect in the visible region and the selective transmission / reflection performance in the near infrared region are achieved. Optimization was performed using optical thin film design software (Essential Maclead, manufactured by Thin Film Center) according to the characteristics. In performing the optimization, in this embodiment, the input parameters (Target values) to the software are as shown in Table 1 below.
  • the obtained optical filter laminate (1 ′) has an average transmittance (T A ′) of 57% at a wavelength of 430 to 580 nm, an average OD value of 5.4 at 850 to 1050 nm, and a OD value of 5.4 at 940 nm. 0.5 and the haze was 0.6%.
  • a light diffusion layer was formed by the following procedure.
  • a coating liquid for a light diffusion layer containing titanium oxide fine particles, a thermosetting acrylic resin, a thermoplastic resin, and a curing agent is coated on one surface of a transparent polymer film having a thickness of 100 ⁇ m (Cosmoshine A4100: manufactured by Toyobo Co., Ltd.) by bar coating. It was applied and cured by heating to form a light diffusion layer having a thickness of about 10 ⁇ m, thereby producing a light diffusion film.
  • a transparent adhesive “3M Optically Clear Adhesive 8146-1” (refractive index) manufactured by 3M Company : 1.474) was attached using a laminator “Rummyman @ IKO-360EII” manufactured by Ubon Corporation. Further, a light diffusion film having an adhesion layer made of the transparent pressure-sensitive adhesive is placed on one surface (the dielectric multilayer film (III) side) of the optical filter laminate (1 ′) obtained above via the adhesion layer.
  • the optical filter (1) having a light-scattering layer was obtained by laminating using the laminator.
  • the average value (T A ) of the transmittance at a wavelength of 430 to 580 nm of the obtained optical filter (1) is 48%, the average OD value at 850 to 1050 nm is 5.1, the OD value at 940 nm is 5.3, and the haze is 95.3%.
  • the light scattering performance (half angle) and the sensitivity characteristics of the illuminance sensor were evaluated. Table 2 shows the results.
  • Example 2 To 100 parts by mass of the resin A obtained in Resin Synthesis Example 1, 0.050 parts by mass of the compound (x) and 0.056 parts by mass of the compound (y), a dye “S2058” manufactured by DKSH (absorption maximum wavelength) : 980 nm) and further dissolved by adding methylene chloride to obtain a solution having a solid content of 20%. Next, the solution was cast on a smooth glass plate, dried at room temperature for 8 hours and at 100 ° C. for 8 hours, and then peeled from the glass plate. The exfoliated resin was further dried at 100 ° C. for 8 hours under reduced pressure to obtain a substrate having a thickness of 0.1 mm and a side of 60 mm.
  • an optical filter laminate (2 ′) and an optical filter (2) having a light scattering layer (thickness: about 0.25 mm) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained substrate was used. Obtained.
  • the spectral transmittance of the obtained base material, laminate (2 ′) for optical filter and optical filter (2) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter laminate (2 ′) and optical filter (2) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and sensitivity characteristics of the illuminance sensor were evaluated using the obtained optical filter (2). Table 2 shows the results.
  • Example 3 100 parts by mass of norbornene resin "ARTON G” manufactured by JSR Corporation, 0.050 parts by mass of compound (x), 0.056 parts by mass of compound (y), light absorber manufactured by Nippon Carlit “CIR-RL” was added in an amount of 0.7 part by mass, and methylene chloride was further added and dissolved to obtain a solution having a solid content of 20%. Next, the solution was cast on a smooth glass plate, dried at 20 ° C. for 8 hours, and then peeled from the glass plate. The exfoliated resin was further dried at 100 ° C. for 8 hours under reduced pressure to obtain a substrate having a thickness of 0.1 mm and a side of 60 mm.
  • an optical filter laminate (3 ′) and an optical filter (3) having a light scattering layer (thickness: about 0.25 mm) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained substrate was used. Obtained.
  • the spectral transmittance of the obtained base material, optical filter laminate (3 ′) and optical filter (3) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter laminate (3 ′) and optical filter (3) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and illuminance sensor sensitivity characteristics were evaluated. Table 2 shows the results.
  • Example 4 100 parts by mass of polyethersulfone "FS-1300" manufactured by Sumitomo Bakelite Co., 0.050 parts by mass of the compound (x), 0.056 parts by mass of the compound (y), manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd. 0.7 parts by mass of an absorbent “CIR-RL” was added, and N-methyl-2-pyrrolidone was further added and dissolved to obtain a solution having a solid content of 20%. Next, the solution was cast on a smooth glass plate, dried at 60 ° C. for 4 hours and at 80 ° C. for 4 hours, and then peeled from the glass plate. The exfoliated resin was further dried at 120 ° C.
  • an optical filter laminate (4 ′) and an optical filter (4) having a light scattering layer (thickness: about 0.25 mm) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained substrate was used. Obtained.
  • the spectral transmittance of the obtained base material, laminate (4 ′) for optical filter and optical filter (4) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter laminate (4 ′) and optical filter (4) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and illuminance sensor sensitivity characteristics were evaluated. Table 2 shows the results.
  • Example 5 In a container, 100 parts by mass of resin A obtained in Resin Synthesis Example 1, 0.5 part by mass of compound (x), 0.28 part by mass of compound (y), a light absorber manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd. 3.5 parts by mass of “CIR-RL” was added, and methylene chloride was added to prepare a solution having a resin concentration of 20% by mass. The obtained solution was cast on a transparent glass substrate “OA-10G” (thickness: 0.20 mm) manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., which was cut into a size of 60 mm in length and 60 mm in width. After drying at 20 ° C. for 8 hours, the substrate was further dried under reduced pressure at 100 ° C.
  • Example 6 100 parts by mass of the resin A obtained in Resin Synthesis Example 1 and 3 parts by mass of a light absorber “CIR-RL” manufactured by Nippon Carlit Co., and methylene chloride were added to the container to add a solution having a resin concentration of 20% by mass.
  • the obtained solution was cast on a blue glass substrate “BS-6” (thickness: 0.21 mm) manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., which was cut into a size of 60 mm in length and 60 mm in width. At this time, the casting conditions were adjusted so that the thickness of the dried coating film was 10 ⁇ m. After drying at 20 ° C. for 8 hours, the substrate was further dried under reduced pressure at 100 ° C.
  • Example 7 100 parts by mass of norbornene resin "ARTON G” manufactured by JSR Corporation, 0.05 parts by mass of compound (x), 0.058 parts by mass of compound (y), light absorber manufactured by Nippon Carlit “CIR-RL” was added in an amount of 1.2 parts by mass, and methylene chloride was further added and dissolved to obtain a solution having a solid content of 20% by mass. Next, the solution was cast on a smooth glass plate, dried at 20 ° C. for 8 hours, and then peeled from the glass plate. The exfoliated resin was further dried at 100 ° C. for 8 hours under reduced pressure to obtain a substrate having a thickness of 0.1 mm and a side of 60 mm. Except for using the obtained base material, a laminate (7 ′) for an optical filter was obtained in the same manner as in Example 1.
  • a light-diffusing film was prepared in the same manner as in Example 1, and the surface of the obtained diffusion film (thickness: 0.1 mm, surface roughness Ra: 1.8 ⁇ m) where no diffusion layer was formed was formed by a 3M company.
  • (3M Optically Clear Adhesive # 8146-1) (refractive index: 1.474) was bonded using a laminator "Lamyman IKO-360EII" manufactured by Ubon Corporation.
  • a light-diffusing film having an adhesive layer made of the transparent pressure-sensitive adhesive was applied to one side of the laminate for an engineering filter (7 ') obtained above via the adhesive layer, and a laminator (Ramiman @ IKO- An optical filter (7) having a light scattering layer (thickness: about 0.25 mm) was obtained by bonding using 360EII).
  • the spectral transmittance of the obtained base material, laminate (7 ') for optical filter and optical filter (7) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter laminate (7 ') and optical filter (7) were measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and illuminance sensor sensitivity characteristics were evaluated using the obtained optical filter (7). Table 2 shows the results.
  • Example 8 The light diffusing layer was formed by the following procedure. One surface of a transparent polymer film having a thickness of 100 ⁇ m (Cosmo Shine A4100: manufactured by Toyobo Co., Ltd.) is coated with a light diffusion layer coating solution containing barium sulfate fine particles, a thermosetting acrylic resin, a thermoplastic resin, and a curing agent by bar coating. To form a light diffusion layer having a thickness of about 10 ⁇ m to prepare a light diffusion film.
  • An optical filter having a light scattering layer (8) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained light diffusion film (thickness: 0.1 mm, surface roughness Ra: 0.5 ⁇ m) was used as the light scattering layer. ) (Thickness: about 0.25 mm).
  • the spectral transmittance of the obtained optical filter (8) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter (8) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and illuminance sensor sensitivity characteristics were evaluated. Table 2 shows the results.
  • the light diffusing layer was formed by the following procedure.
  • One surface of a transparent polymer film (Cosmoshine A4100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a thickness of 100 ⁇ m is coated with a coating liquid for a light diffusion layer containing zirconium oxide fine particles, a thermosetting acrylic resin, a thermoplastic resin, and a curing agent by bar coating.
  • a light diffusion layer having a thickness of about 10 ⁇ m to prepare a light diffusion film.
  • An optical filter having a light scattering layer (9) was used in the same manner as in Example 1 except that the obtained light diffusion film (thickness: 0.1 mm, surface roughness Ra: 3.9 ⁇ m) was used as the light scattering layer. ) (Thickness: about 0.25 mm).
  • the spectral transmittance of the obtained optical filter (9) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter (9) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and illuminance sensor sensitivity characteristics were evaluated using the obtained optical filter (9). Table 2 shows the results.
  • Example 10 A light-scattering layer was provided in the same manner as in Example 6, except that the light-diffusing film (thickness: 0.1 mm, surface roughness Ra: 0.5 ⁇ m) obtained in Example 8 was used as the light-scattering layer.
  • An optical filter (10) (thickness: about 0.35 mm) was obtained.
  • the spectral transmittance of the obtained optical filter (10) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter (10) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and sensitivity characteristics of the illuminance sensor were evaluated using the obtained optical filter (10). Table 2 shows the results.
  • Example 11 A light-scattering layer was provided in the same manner as in Example 6, except that the light-diffusing film (thickness: 0.1 mm, surface roughness Ra: 3.9 ⁇ m) obtained in Example 9 was used as the light-scattering layer.
  • An optical filter (11) (thickness: about 0.36 mm) was obtained.
  • the spectral transmittance of the obtained optical filter (11) was measured in the same manner as in Example 1, and the optical characteristics were evaluated.
  • the haze of the obtained optical filter (11) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and illuminance sensor sensitivity characteristics were evaluated using the obtained optical filter (11). Table 2 shows the results.
  • the spectral transmittance of the obtained base material, optical filter laminate (12 ′) and optical filter (12) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter laminate (12 ′) and optical filter (12) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and sensitivity characteristics of the illuminance sensor were evaluated using the obtained optical filter (12). Table 2 shows the results.
  • Example 2 A substrate having a thickness of 0.1 mm and a side of 60 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the light absorbing agent “CIR-RL” manufactured by Nippon Carlit was not used. Furthermore, using the obtained base material and using the light diffusion film (thickness: 0.11 mm, surface roughness Ra: 0.5 ⁇ m) obtained in Example 8 as a light scattering layer, In the same manner as in Example 1, an optical filter laminate (13 ') and an optical filter (13) having a light scattering layer (thickness: about 0.24 mm) were obtained. The spectral transmittance of the obtained base material, optical filter laminate (13 ') and optical filter (13) was measured in the same manner as in Example 1.
  • the haze of the obtained optical filter laminate (13 ′) and optical filter (13) was measured in the same manner as in Example 1.
  • light scattering performance (half-value angle) and illuminance sensor sensitivity characteristics were evaluated. Table 2 shows the results.
  • Example 3 An optical filter laminate (1 ′) was obtained in the same manner as in Example 1, and this was used as an optical filter (14) (thickness: about 0.10 mm) without forming a light scattering layer.
  • the spectral transmittance of the obtained optical filter (14) was measured in the same manner as in Example 1, and the optical characteristics were evaluated.
  • the light scattering performance (half angle) and the sensitivity characteristics of the illuminance sensor were evaluated using the obtained optical filter (14). Table 2 shows the results.
  • Optical filter 102 Substrate 104: Dielectric Body multilayer film 106: light scattering layer 112: illuminance sensor light receiving element 132: light shielding member 200: ambient light sensor 202: photoelectric conversion element 204: housing 206: first electrode 208: photoelectric conversion layer 210: second electrode 212: color Filter 214: isolation insulating layer 216: passivation film

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Abstract

本発明の課題は、生体特徴を認証するシステムと環境光センサーを近い位置に配置しても、環境光センサーの検出精度を向上させることができる光学フィルターを提供することにある。本発明の光学フィルターは、基材(i)と、該基材(i)の少なくとも一方の面に形成された光散乱層とを有する光学フィルターであって、波長940nmにおいて、該光学フィルターの垂直方向から測定した場合のOD値が3以上であることを特徴とする。

Description

光学フィルターおよび環境光センサー
 本発明は、光学フィルターおよび該光学フィルターを用いた環境光センサーに関する。
 近年、スマートフォンやタブレット端末等の情報端末装置への用途として、環境光センサーの開発が進められている。情報端末装置における環境光センサーは、情報端末装置がおかれた環境の照度を感知してディスプレイの明るさを調光する照度センサーや、情報端末装置がおかれた環境の色調を感知してディスプレイの色調を調整するカラーセンサーなどとして用いられる。
 人間の視感度と、ディスプレイの輝度や色調とを自然な形で合わせるためには、可視光線のみを環境光センサーに到達させることが重要である。例えば、環境光センサーは、近赤外線カットフィルターなどの光学フィルターを設置することで、分光感度特性を視感度に近づけることが可能となる。
 一方、情報端末装置のデザイン性重視の要望から、環境光センサーに光を入射させる透過窓の透過率を下げる(黒っぽい外観とする)ことが求められており、赤外光に対する可視光の入射量が減少し、正確な照度や色調の検出が困難となり、誤作動が発生するとういう問題がある。また、情報端末装置の低背化が進み、光の入射窓から環境光センサーまでの距離が短くなる。そのため、例えば、入射角度60°といった高入射角からの入射光の割合が増加することになり、高入射角の入射光に対しても環境光センサーに到達する光の分光特性(特に近赤外線の強度)が変化しないことが要求されている。
 環境光センサーの分光特性を、人間の視感度と合わせるための手段として、ガラス板上に金属多層膜が形成された赤外線カットフィルターを設けた装置が開示されている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、ガラス板上に金属多層薄膜を形成した近赤外線カットフィルターは、入射光の入射角度によって光学特性が大きく変化するため、環境光センサーの検出精度が低下するという問題がある。
 入射角度によらず広帯域の近赤外線をカットできる材料として、種々の近赤外線吸収粒子が知られている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。このような近赤外線吸収粒子を用いて、環境光センサーの用途として十分な近赤外線カット性能を達成するためには、近赤外線吸収粒子の添加量を多くする必要がある。しかし、近赤外線カットフィルターにおいて、近赤外線吸収粒子の添加量を多くすると、可視光透過率が低下するといった問題がある。
 これに対し、ノルボルネン系樹脂製基板、特定波長に吸収極大を有する近赤外線吸収色素、および近赤外線反射膜を有する近赤外線カットフィルターは、光線が斜め方向から入射した際に可視域の透過率変化が少ないという特性を有する(例えば特許文献4参照)。この近赤外線カットフィルターを環境光センサー用途として使用するには、入射角度60°といった高入射角の赤外線カット性能をさらに向上させることが望ましいと考えられる。
 また、照明源の配置によらない周囲照度に応じた表示輝度制御を行うことを目的に、光入射面が光拡散面で構成され光入射面の位置が光出射面の位置よりも鉛直方向に対して上方に位置する導光部材を用いた環境光センサーが提案されている(例えば特許文献5参照)。
 一方で、生体特徴を使用した個人またはユーザーを認証するために、約700~1200nmのピーク発光波長を有する電磁放射線を放射することができる活性光源を使用することが知られている。さらに、太陽のスペクトルから入射する背景光量の低減のために940nm周囲の波長を有する光を利用することが特に有益であることも知られている。940nmの光の波長は、大気中の水分によって太陽スペクトルからある程度はフィルタリングされ、この波長領域における背景ノイズは、周囲光が太陽光を含む場合には低減される(例えば特許文献6参照)。
 スマートフォン、タブレット端末およびパソコンなどの情報端末装置、テレビなどの家電製品、ならびに、現金自動預け払い機などの機器においては、個人またはユーザーを認証する機能およびディスプレイに画像を表示する機能の両方を有することが求められ、上述したように照度センサーやカラーセンサーなどとして環境光センサーが用いられている。
 しかしながら、上記のような生体特徴を認証するシステムと環境光センサーの両方を搭載する機器においては、生体特徴を認証するシステムに用いられる940nmの光が、環境光センサーの検出精度に悪影響を与える場合がある。
特開2011-060788号公報 国際公開第2005/037932号明細書 特開2011-118255号公報 特開2011-100084号公報 特開2014-109701号公報 特表2016-510467号公報
 本発明は、生体特徴を認証するシステムと環境光センサーの両方を搭載する機器において、環境光センサーの検出精度を向上させることができる光学フィルターおよび該光学フィルターを用いた環境光センサーを提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、光散乱層を介して、できるだけ高い光量の可視光線を環境光センサーに取り込み、かつ近赤外線(特に940nmの光線)を限りなくカットすることで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、例えば以下の構成を有することが好ましい。
 [1] 基材(i)と、該基材(i)の少なくとも一方の面に形成された光散乱層とを有する光学フィルターであって、
 波長940nmにおいて、該光学フィルターの垂直方向から測定した場合のOD値が3以上であることを特徴とする光学フィルター。
 [2] 波長850~1050nmの領域において、前記光学フィルターの垂直方向から測定した場合の平均OD値が2以上であることを特徴とする項[1]に記載の光学フィルター。
 [3] 光学フィルターに対して垂直の位置に光源、集光レンズ、ピンホール、コリメーターレンズおよび光束絞りを配置し、該光源と該光学フィルターを垂直に結んだ直線上で、かつ該光源とは反対側の位置を0°とし、該光源からの出射光を該集光レンズ、該ピンホール、該コリメーターレンズおよび該光束絞りを介して有効径Φ20mmの平行光に変換し、該平行光を該光学フィルターに入射して該光源とは反対側に出射した光の照度を下記条件で測定した場合、
 0°の位置における照度が半減する角度が15°以上60°以下であることを特徴とする項[1]または[2]に記載の光学フィルター。
 光源:ハロゲン光源 (12V、50W)
 光学フィルターの厚み:100~400μm
 照度測定位置:光学フィルターの光源とは反対側の表面(0°の位置)から270mm~290mmの位置
 [4] 前記光散乱層の表面粗さRaが0.1~4.5μmであることを特徴とする項[1]~[3]のいずれか1項に記載の光学フィルター。
 [5] 前記光散乱層が、密着層を介して前記基材(i)に密着していることを特徴とする項[1]~[4]のいずれか1項に記載の光学フィルター。
 [6] 前記基材(i)が、波長750~1150nmの領域に吸収極大波長を有する化合物(S)を含有する光吸収層を含むことを特徴とする項[1]~[5]のいずれか1項に記載の光学フィルター。
 [7] 前記化合物(S)が、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム系化合物、シアニン系化合物、ジイモニウム系化合物、金属ジチオラート系化合物、リン酸銅錯体系化合物およびピロロピロール系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする項[6]に記載の光学フィルター。
 [8] 前記光吸収層が、波長650nm以上750nm未満の領域に吸収極大波長を有する化合物(A)をさらに含むことを特徴とする項[6]または[7]に記載の光学フィルター。
 [9] 前記化合物(A)が、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム系化合物およびシアニン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする項[8]に記載の光学フィルター。
 [10] 環境光センサー用である項[1]~[9]のいずれか1項に記載の光学フィルター。
 [11] 項[1]~[10]のいずれか1項に記載の光学フィルターを具備する環境光センサー。
 本発明によれば、生体特徴を認証するシステムと環境光センサーの両方を搭載する機器において、環境光センサーの検出精度を向上させることができる光学フィルターを提供することができる。特に、最適な拡散比率および高い透過率を有する光散乱層を形成することにより、高い可視光透過率および940nmにおける高OD値を達成し、外部の光を均等に取り込むことができるとともに、光線の入射角によって異なる赤外線カット性能を最適化することができる。
本発明の一実施形態に係る環境光センサーの構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る環境光センサーの構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る環境光センサーの構成を説明する図である。 光学フィルターを透過した光の照度が半減する角度を測定する概略を示す模式図である。
 以下、本発明の実施の形態を、必要に応じて図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付し又は類似の符号(数字の後にA、Bなどを付しただけの符号)を付し、詳細な説明を適宜省略することがある。
 本明細書中において「上」とは、支持基板の主面(センサーの受光面)を基準とした相対的な位置を指し、支持基板の主面から離れる方向が「上」である。本願図面では、紙面に向かって上方が「上」となっている。また、「上」には、物体の上に接する場合(つまり「on」の場合)と、物体の上方に位置する場合(つまり「over」の場合)とが含まれる。逆に、「下」とは、支持基板の主面を基準とした相対的な位置を指し、支持基板の主面に近づく方向が「下」である。本願図面では、紙面に向かって下方が「下」となっている。
 本発明の光学フィルターは、後述する構成を有するものであり、その用途は特に限定されないが、環境光センサー用途として好適である。本発明の環境光センサーは、後述する光学フィルターを具備すれば特に限定されないが、具体的な構成としては、受光面に入射する光により光電流を生成し照度や色温度を測定する光電変換素子と、前記光電変換素子の前記受光面側に配置された光学フィルターとを有する構成が挙げられる。
 [光学フィルター]
 本発明に係る光学フィルターは、基材(i)と、該基材(i)の少なくとも一方の面に形成された光散乱層とを有し、波長940nmにおいて、該光学フィルターの垂直方向から測定した場合のOD値が3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上8以下であることを特徴とする。前記OD値が前記範囲であることにより、生体特徴を認証するシステムに使用されるレーザーによる光センサーの誤作動を防止することができる。
 また、本発明の光学フィルターは、波長850~1050nmの領域において、前記光学フィルターの垂直方向から測定した場合の平均OD値が、好ましくは2以上、より好ましくは3以上、さらに好ましくは4以上8以下である。前記平均OD値が前記範囲であると、近赤外線を十分にカットすることができる。
 OD値は透過率の常用対数値であり、平均OD値は下記式(1)にて算出できる。指定の波長範囲の平均OD値が高いと、光学フィルターはその波長領域の光のカット特性が高いことを表す。
 ある波長域における平均OD値=-Log10(ある波長域における平均透過率(%)/100)・・・式(1)
 本発明の光学フィルターは、図4に示すように、光学フィルター7に対して垂直の位置に光源1、集光レンズ2、ピンホール3、コリメーターレンズ4および光束絞り5を配置し、該光源1と該光学フィルター7を垂直に結んだ直線上で、かつ該光源1とは反対側の位置を0°とし、該光源1からの出射光を該集光レンズ2、該ピンホール3、該コリメーターレンズ4および該光束絞り5を介して有効径Φ20mmの平行光に変換し、該平行光を該光学フィルター7に入射して該光源1とは反対側に出射した光の照度を下記条件で測定した場合、0°の位置における照度が半減する角度(半値角)が、好ましくは15°以上60°以下、より好ましくは15°以上45°以下、さらに好ましくは20°以上30°以下である。
 (測定条件)
・光源:ハロゲン光源 (12V、50W)
・光学フィルターの厚み:100~400μm
・照度測定位置:光学フィルターの光源とは反対側の表面(0°の位置)から270mm~290mmの位置
 前記半値角が前記範囲であることにより、光が光散乱層を通過することにより発生する大きい入射角の光の成分を低減して高い近赤外線カット性能を発現し、かつ均一な光の取り込みを達成することができる。なお、前記半値角は、例えば、村上色彩技術研究所社製の自動変角光度計GP-200を用いて測定することができる。
 本発明の光学フィルターは、上側(光散乱層側)から光を入射させた場合のヘーズ(JIS K 7136)が、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上である。前記ヘーズが前記範囲であることにより、光が光散乱層を通過することにより発生する大きい入射角の光の成分を低減して高い近赤外線カット性能を発現し、かつ均一な光の取り込みを達成することができる。
 このような光学フィルターを携帯電話やタブレットの環境光センサーに用いると、画面の輝度や色味の補正がしやすくなるため、明るい環境においてディスプレイの輝度が不足して見えにくくなったり、画面上に特定の色を正常に表示できなくなったりするという不具合を解消することができる。
 本発明の光学フィルターは、波長430~580nmの領域において、光学フィルターの垂直方向から測定した場合の透過率の平均値(以下「TA」ともいう。)が、好ましくは30%以上80%以下、より好ましくは30%以上75%以下、さらに好ましくは33%以上70%以下であることが望ましい。
 波長430~580nmの領域において、透過率の平均値(TA)が高過ぎると、光センサーの受光部に入射する光の強度が過剰に強くなり、光センサーがサチレーションを起こすため正常に機能しなくなる場合がある。また、透過率の平均値(TA)が低すぎると、光センサーの受光部に入射する光の強度が弱くなり、フィルターを通過する光の強度が充分確保されず、上記用途に好適に用いることができない場合がある。
 本発明の光学フィルターの厚みは、特に制限されないが、好ましくは10~1000μm、より好ましくは20~800μm、さらに好ましくは30~600μm、特に好ましくは40~500μmである。光学フィルターの厚みが上記範囲にあると、光学フィルターを、小型化および軽量化することができ、環境光センサー等の種々の用途に好適に用いることができる。特に環境光センサーの受光部上面に用いた場合には、光センサーモジュールの低背化を実現することができるため好ましい。
 <基材(i)>
 前記基材(i)は、単層であっても多層であってもよく、波長750~1150nmの領域に吸収極大を有する光吸収層を含むことが好ましい。また、前記光吸収層は、波長750~1150nmの領域に吸収極大を有する化合物(S)を含有することが好ましい。基材(i)が単層の場合は、例えば、化合物(S)を含む樹脂製基板(ii)からなる基材、銅成分を含有する近赤外線吸収ガラス基板(iii)からなる基材を挙げることができ、この樹脂製基板(ii)、またはガラス基板(iii)が前記光吸収層となる。多層の場合は、例えば、ガラス支持体やベースとなる樹脂製支持体などの支持体上に化合物(S)を含有する硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材、化合物(S)を含む樹脂製基板(ii)上に硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材などを挙げることができる。製造コストや光学特性調整の容易性、さらに、樹脂製支持体や樹脂製基板(ii)の傷消し効果を達成できることや基材(i)の耐傷つき性向上等の点から、化合物(S)を含有する樹脂製基板(ii)上に硬化性樹脂からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材が特に好ましい。
 <光吸収層>
 前記光吸収層は、波長750~1150nmの領域に吸収極大を有すれば特に限定されないが、波長850~1050nmの領域において、前記基材(i)の垂直方向から測定した場合の平均OD値が、好ましくは0.5以上、より好ましくは1以上、さらに好ましくは2以上5以下である。
 また、このような光吸収層を用いた光学フィルターを環境光センサーや照度センサーに用いた場合、光センサーモジュール内における多重反射光を吸収することができるため、環境光センサーや照度センサーの誤作動を抑制し、高機能な環境光センサーや照度センサーを得ることができる。
 上記光吸収層の厚みは、特に制限されないが、好ましくは10~500μm、より好ましくは20~300μm、さらに好ましくは30~200μmである。光吸収層の厚みが前記範囲にあると、該光吸収層を用いた光学フィルターを、小型化および軽量化することができ、環境光センサー等の種々の用途に好適に用いることができる。
 <化合物(S)>
 前記化合物(S)としては、近赤外線を吸収する色素として作用する金属錯体系化合物、染料または顔料を用いることができ、特に国際公開第2017/094672号明細書に記載の化合物(S)を好適に用いることができる。
 前記化合物(S)の使用量は、所望の特性に応じて適宜選択されるが、前記光吸収層に用いる樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1~50.0質量部、より好ましくは0.2~10.0質量部、さらに好ましくは0.3~1.0質量部である。
 前記化合物(S)の使用量が上記範囲より多いと、化合物(S)の特性がより強く表れる光学フィルターを得ることができる場合もあるが、430~580nmの範囲における透過率が光センサーとして好ましい値よりも低下する場合や、光吸収層や光学フィルターの強度が低下する場合があり、化合物(S)の使用量が上記範囲より少ないと、透過率が高すぎる光学フィルターが得られ、光センサーに入射する光量を制限することが困難になる場合がある。
 <化合物(A)>
 前記光吸収層は、波長650nm以上750nm未満の領域に吸収極大を有する化合物(A)をさらに含むことができる。前記化合物(S)を含む光吸収層と、前記化合物(A)を含む光吸収層は、同一の層であってもよく、異なる層であってもよい。また、前記光吸収層に含まれる化合物(A)は、1種単独でもよく、2種以上でもよい。
 前記化合物(A)は、波長650nm以上750nm未満の領域に吸収極大があれば特に限定されないが、国際公開第2017/094672号明細書に記載の化合物(A)を好適に用いることができる。
 化合物(A)の添加量は、所望の特性に応じて適宜選択されるものであるが、前記光吸収層に用いる樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01~20.0質量部、より好ましくは0.02~15.0質量部、さらに好ましくは0.03~10.0質量部である。
 <樹脂>
 前記光吸収層に用いる樹脂としては、本発明の効果を損なわないものである限り特に制限されないが、例えば、熱安定性およびフィルムへの成形性を確保し、かつ、100℃以上の蒸着温度で行う高温蒸着により誘電体多層膜を形成しうるフィルムとするため、ガラス転移温度(Tg)が、好ましくは110~380℃、より好ましくは110~370℃、さらに好ましくは120~360℃である樹脂が挙げられる。また、前記樹脂のガラス転移温度が140℃以上であると、誘電体多層膜をより高温で蒸着形成しえるフィルムが得られるため、特に好ましい。
 前記樹脂としては、当該樹脂からなる厚さ0.1mmの樹脂板を形成した場合に、この樹脂板の全光線透過率(JIS K7105)が、好ましくは75~95%、さらに好ましくは78~95%、特に好ましくは80~95%となる樹脂を用いることができる。全光線透過率がこのような範囲となる樹脂を用いれば、得られる基板は光学フィルムとして良好な透明性を示す。
 前記樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定される、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、通常15,000~350,000、好ましくは30,000~250,000であり、数平均分子量(Mn)は、通常10,000~150,000、好ましくは20,000~100,000である。
 前記樹脂としては、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂、芳香族ポリエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、フルオレンポリカーボネート系樹脂、フルオレンポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド(アラミド)系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリパラフェニレン系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)系樹脂、フッ素化芳香族ポリマー系樹脂、(変性)アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アリルエステル系硬化型樹脂、シルセスキオキサン系紫外線硬化型樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂、ビニル系紫外線硬化型樹脂およびゾルゲル法により形成されたシリカを主成分とする樹脂を挙げることができる。これらの内、環状ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリエーテル樹脂、フルオレンポリカーボネート系樹脂、フルオレンポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂を用いることが、透明性(光学特性)、耐熱性等のバランスに優れた光学フィルターを得られる点で好ましい。
 ≪環状ポリオレフィン系樹脂≫
 環状ポリオレフィン系樹脂としては、下記式(X0)で表される単量体および下記式(Y0)で表される単量体からなる群より選ばれる少なくとも1種の単量体から得られる樹脂、および当該樹脂を水素添加することで得られる樹脂が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  式(X0)中、Rx1~Rx4はそれぞれ独立に、下記(i')~(ix')
より選ばれる原子または基を表し、kx、mxおよびpxはそれぞれ独立に、0~4の整数を表す。
(i')水素原子
(ii')ハロゲン原子
(iii')トリアルキルシリル基
(iv')酸素原子、硫黄原子、窒素原子またはケイ素原子を含む連結基を有する、置換または非置換の炭素数1~30の炭化水素基
(v')置換または非置換の炭素数1~30の炭化水素基
(vi')極性基(但し、(ii')および(iv')を除く。)
(vii')Rx1とRx2またはRx3とRx4とが、相互に結合して形成されたアルキリデン基(但し、前記結合に関与しないRx1~Rx4は、それぞれ独立に前記(i')~(vi')より選ばれる原子または基を表す。)
(viii')Rx1とRx2またはRx3とRx4とが、相互に結合して形成された単環もしくは多環の炭化水素環または複素環(但し、前記結合に関与しないRx1~Rx4は、それぞれ独立に前記(i')~(vi')より選ばれる原子または基を表す。)
(ix')Rx2とRx3とが、相互に結合して形成された単環の炭化水素環または複素環(但し、前記結合に関与しないRx1とRx4は、それぞれ独立に前記(i')~(vi')より選ばれる原子または基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(Y0)中、Ry1およびRy2はそれぞれ独立に、前記(i')~(vi')より選ばれる原子または基を表すか、Ry1とRy2とが、相互に結合して形成された単環もしくは多環の脂環式炭化水素、芳香族炭化水素または複素環を表し、kyおよびpyはそれぞれ独立に、0~4の整数を表す。
 ≪芳香族ポリエーテル系樹脂≫
 芳香族ポリエーテル系樹脂は、下記式(1)で表される構造単位および下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式(1)中、R1~R4はそれぞれ独立に、炭素数1~12の1価の有機基を示し、a~dはそれぞれ独立に、0~4の整数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 式(2)中、R1~R4およびa~dはそれぞれ独立に、前記式(1)中のR1~R4およびa~dと同義であり、Yは、単結合、-SO2-または-CO-を示し、R7およびR8はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1~12の1価の有機基またはニトロ基を示し、gおよびhはそれぞれ独立に、0~4の整数を示し、mは0または1を示す。但し、mが0のとき、R7はシアノ基ではない。
 また、前記芳香族ポリエーテル系樹脂は、さらに下記式(3)で表される構造単位および下記式(4)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(3)中、R5およびR6はそれぞれ独立に、炭素数1~12の1価の有機基を示し、Zは、単結合、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-COO-または炭素数1~12の2価の有機基を示し、eおよびfはそれぞれ独立に、0~4の整数を示し、nは0または1を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(4)中、R7、R8、Y、m、gおよびhはそれぞれ独立に、前記式(2)中のR7、R8、Y、m、gおよびhと同義であり、R5、R6、Z、n、eおよびfはそれぞれ独立に、前記式(3)中のR5、R6、Z、n、eおよびfと同義である。
 ≪ポリイミド系樹脂≫
 ポリイミド系樹脂としては、特に制限されず、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子化合物であればよく、例えば、特開2006-199945号公報や特開2008-163107号公報に記載されている方法で合成することができる。
 ≪フルオレンポリカーボネート系樹脂≫
 フルオレンポリカーボネート系樹脂としては、特に制限されず、フルオレン部位を含むポリカーボネート樹脂であればよく、例えば、特開2008-163194号公報に記載されている方法で合成することができる。
 ≪フルオレンポリエステル系樹脂≫
 フルオレンポリエステル系樹脂としては、特に制限されず、フルオレン部位を含むポリエステル樹脂であればよく、例えば、特開2010-285505号公報や特開2011-197450号公報に記載されている方法で合成することができる。
 ≪フッ素化芳香族ポリマー系樹脂≫
 フッ素化芳香族ポリマー系樹脂としては、特に制限されないが、フッ素原子を少なくとも1つ有する芳香族環と、エーテル結合、ケトン結合、スルホン結合、アミド結合、イミド結合およびエステル結合からなる群より選ばれる少なくとも1つの結合を含む繰り返し単位とを含有するポリマーであることが好ましく、例えば特開2008-181121号公報に記載されている方法で合成することができる。
 ≪アクリル系紫外線硬化型樹脂≫
 アクリル系紫外線硬化型樹脂としては、特に制限されないが、分子内に一つ以上のアクリル基もしくはメタクリル基を有する化合物と、紫外線によって分解して活性ラジカルを発生させる化合物を含有する樹脂組成物から合成されるものを挙げることができる。アクリル系紫外線硬化型樹脂は、前記基材(i)として、ガラス支持体上やベースとなる樹脂製支持体上に化合物(S)および硬化性樹脂を含む樹脂層(光吸収層)が積層された基材や、化合物(S)を含有する樹脂製基板(ii)上に硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材を用いる場合、該硬化性樹脂として特に好適に使用することができる。
 ≪ゾルゲル法により形成されたシリカを主成分とする樹脂≫
 ゾルゲル法によるシリカを主成分とする樹脂としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメトキシジエトキシラン、メトキシトリエトキシシランなどのテトラアルコキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどのフェニルアルコキシシラン等から選ばれる1種以上のシラン類の加水分解によるゾルゲル反応により得られる化合物を樹脂として使用することができる。
 ≪市販品≫
 前記樹脂の市販品としては、以下の市販品等を挙げることができる。環状ポリオレフィン系樹脂の市販品としては、JSR(株)製アートン、日本ゼオン(株)製ゼオノア、三井化学(株)製APEL、ポリプラスチックス(株)製TOPASなどを挙げることができる。ポリエーテルサルホン系樹脂の市販品としては、住友化学(株)製スミカエクセルPESなどを挙げることができる。ポリイミド系樹脂の市販品としては、三菱ガス化学(株)製ネオプリムLなどを挙げることができる。ポリカーボネート系樹脂の市販品としては、帝人(株)製ピュアエースなどを挙げることができる。フルオレンポリカーボネート系樹脂の市販品としては、三菱ガス化学(株)製ユピゼータEP-5000などを挙げることができる。フルオレンポリエステル系樹脂の市販品としては、大阪ガスケミカル(株)製OKP4HTなどを挙げることができる。アクリル系樹脂の市販品としては、(株)日本触媒製アクリビュアなどを挙げることができる。シルセスキオキサン系紫外線硬化型樹脂の市販品としては、東亜合成(株)製光硬化型SQシリーズなどを挙げることができる。
 <その他成分>
 前記光吸収層は、本発明の効果を損なわない範囲において、さらに酸化防止剤、近紫外線吸収剤および蛍光消光剤等の添加剤を含有してもよい。これらその他成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記近紫外線吸収剤としては、例えばアゾメチン系化合物、インドール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物などが挙げられる。
 前記酸化防止剤としては、例えば2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,2'-ジオキシ-3,3'-ジ-t-ブチル-5,5'-ジメチルジフェニルメタン、テトラキス[メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、およびトリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイトなどが挙げられる。
 なお、これら添加剤は、前記樹脂を製造する際に、樹脂などとともに混合してもよいし、樹脂を合成する際に添加してもよい。また、添加量は、所望の特性に応じて適宜選択されるものであるが、前記樹脂100質量部に対して、通常0.01~5.0質量部、好ましくは0.05~2.0質量部である。
 <支持体>
 ≪樹脂製支持体≫
 前記樹脂基板または樹脂製支持体に用いられる樹脂は、前記樹脂層と同様のものを用いることができる。
 ≪ガラス支持体≫
 前記ガラス支持体としては、特に限定されないが、例えば、ホウケイ酸塩系ガラス、ケイ酸塩系ガラス、ソーダ石灰ガラス、および近赤外線吸収ガラスなどが挙げられる。前記近赤外線吸収ガラスは、近赤外カット特性を向上できる点と入射角依存性を低減できる点で好ましく、その具体例としては、銅成分を含有するフッ素リン酸塩系ガラスおよびリン酸塩系ガラスなどが挙げられる。
 <基材(i)の製造方法>
 前記基材(i)が、前記樹脂製基板(ii)を含む基材である場合、該樹脂製基板(ii)は、例えば、溶融成形またはキャスト成形により形成することができ、さらに、必要により、成形後に、反射防止剤、ハードコート剤および/または帯電防止剤等のコーティング剤をコーティングすることで、オーバーコート層が積層された基材を製造することができる。
 前記基材(i)が、ガラス支持体やベースとなる樹脂製支持体上に化合物(S)を含有する硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層(光吸収層)が積層された基材である場合、例えば、ガラス支持体やベースとなる樹脂製支持体に化合物(S)を含む樹脂溶液を溶融成形またはキャスト成形することで、好ましくはスピンコート、スリットコート、インクジェットなどの方法にて塗工した後に溶媒を乾燥除去し、必要に応じてさらに光照射や加熱を行うことで、ガラス支持体やベースとなる樹脂製支持体上に樹脂層が形成された基材を製造することができる。
 ≪溶融成形≫
 前記溶融成形としては、具体的には、樹脂と化合物(S)等とを溶融混練りして得られたペレットを溶融成形する方法;樹脂と化合物(S)とを含有する樹脂組成物を溶融成形する方法;または、化合物(S)、樹脂および溶剤を含む樹脂組成物から溶剤を除去して得られたペレットを溶融成形する方法などが挙げられる。溶融成形方法としては、射出成形、溶融押出成形またはブロー成形などを挙げることができる。
 ≪キャスト成形≫
 前記キャスト成形としては、化合物(S)、樹脂および溶剤を含む樹脂組成物を適当な支持体の上にキャスティングして溶剤を除去する方法;または化合物(S)と、光硬化性樹脂および/または熱硬化性樹脂とを含む硬化性組成物を適当な支持体の上にキャスティングして溶媒を除去した後、紫外線照射や加熱などの適切な手法により硬化させる方法などにより製造することもできる。
 前記基材(i)が、化合物(S)を含有する樹脂製基板(ii)からなる基材である場合には、該基材(i)は、キャスト成形後、支持体から塗膜を剥離することにより得ることができ、また、前記基材(i)が、ガラス支持体やベースとなる樹脂製支持体等の支持体などの上に化合物(S)を含有する硬化性樹脂等からなるオーバーコート層などの樹脂層が積層された基材である場合には、該基材(i)は、キャスト成形後、塗膜を剥離しないことで得ることができる。
 前記支持体としては、例えば、近赤外吸収ガラス板(例えば、松浪硝子工業社製「BS-11」やAGC テクノグラス社製「NF-50T」などのような銅成分を含有するリン酸塩系ガラス板)、透明ガラス板(例えば、日本電気硝子社製「OA-10G」や旭硝子社製「AN100」などのような無アルカリガラス板)、スチールベルト、スチールドラムおよび樹脂(例えば、ポリエステルフィルム、環状オレフィン系樹脂フィルム)製支持体が挙げられる。
 さらに、ガラス板、石英または透明プラスチック製等の光学部品に、前記樹脂組成物をコーティングして溶剤を乾燥させる方法、または、前記硬化性組成物をコーティングして硬化および乾燥させる方法などにより、光学部品上に樹脂層を形成することもできる。
 前記方法で得られた樹脂層(樹脂製基板(ii))中の残留溶剤量は可能な限り少ない方がよい。具体的には、前記残留溶剤量は、樹脂層(樹脂製基板(ii))の重さに対して、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下である。残留溶剤量が前記範囲にあると、変形や特性が変化しにくい、所望の機能を容易に発揮できる樹脂層(樹脂製基板(ii))が得られる。
 <光散乱層>
 前記光散乱層は、前記基材(i)の少なくとも一方の面に形成され、入射する光を散乱または拡散させることにより、可視光線の光量を高くして透過させる層である。このような光散乱層としては、例えば、光を散乱する微粒子等の光散乱剤を含有する樹脂層、表面に凹凸形状を有する樹脂層、および、光拡散剤を含有し、かつ、表面に凹凸形状を有する樹脂層などが挙げられる。
 前記光散乱層を構成する樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、および(メタ)アクリル酸エステル-スチレン樹脂などが挙げられる。これらの中では、(メタ)アクリル樹脂が好ましい。前記樹脂は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
 前記光散乱剤としては、例えば、アクリル系架橋ビーズ、(メタ)アクリル酸メチル-スチレン共重合体系架橋ビーズ、スチレン系架橋ビーズ、シリコーン系ビーズ等の有機系微粒子や、シリカ、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム等の無機系微粒子が挙げられ、無機系微粒子が好ましい。前記光散乱剤は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記光散乱層の表面粗さRaは、好ましくは0.1~4.5μm、より好ましくは0.5~3.0μm、さらに好ましくは1.0~2.0μmである。前記表面粗さRaが前記範囲内であることにより、入射する光が最適に拡散され、高い光量で取り込むことができるとともに、光線の入射角によって異なる近赤外線カット性能を最適化することができる。
 前記光散乱層の厚みは、好ましくは1~100μm、より好ましくは1~50μm、さらに好ましくは1~30μmである。
 光散乱層の全光線透過率(JIS K 7361-1)は、好ましくは90%以上、より好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上である。光散乱層の全光線透過率が前記範囲であることにより、本発明に係る光学フィルターの940nmにおけるOD値および波長430nm~580nmの透過率の平均値(TA)の設計がしやすくなる。
 光散乱層のヘーズ(JIS K 7136)は、好ましくは86%以上、より好ましくは91%以上である。光散乱層のヘーズが前記範囲であることにより、光が光散乱層を通過することにより発生する大きい入射角の光の成分を低減して高い近赤外線カット性能を発現し、かつ均一な光の取り込みを達成することができる。
 光散乱層はそれ単独で形成されていてもよいし、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、および(メタ)アクリル酸エステル-スチレン樹脂やガラスなどからなる透明基材の上に形成されていてもよい。
 光散乱層は、例えば、特開2009-223135号公報に記載の方法で形成することができる。また、光散乱層として、例えば、きもと社製「ライトアップNSH」、「ライトアップSDW」、「ライトアップSXE」、「ライトアップMXE」、ツジデン社製「D120P」、「D121UPZ」、「D121UP」、「D171」等の市販の光散乱フィルムを用いてもよい。
 <密着層>
 前記光散乱層は、屈折率が好ましくは1.2以上1.8以下、より好ましくは1.3以上1.7以下、さらに好ましくは1.4以上1.6以下の透明な密着層を介して、前記基材(i)に密着していることが好ましい。このように屈折率が前記範囲の透明な密着層を介して前記光散乱層が前記基材(i)に密着していることにより、界面反射による光量のロスを小さくすることができるため、高い光量の可視光線を透過する光学フィルターを得ることができる。なお、本発明における密着とは、光散乱層と基材が空気層を介さずに材料によって、一体化している状態をいう。
 前記密着層としては、その種類は特に制限されないが、例えば、ゴム系粘着剤、(メタ)アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などが挙げられる。なかでも、透明性に優れる観点から、(メタ)アクリル系粘着剤が好ましい。なお、(メタ)アクリル系粘着剤とは、アクリル系粘着剤および/またはメタアクリル系粘着剤(メタクリル系粘着剤)を意図する。
  上記(メタ)アクリル系粘着剤には、上記(メタ)アクリル系ポリマーがベースポリマーとして含まれるが、粘着付与剤やゴム成分などの他の成分が含まれていてもよい。
 上記粘着付与剤としては、貼付剤または貼付製剤の分野で公知のものを適宜選択して用いればよい。例えば、石油系樹脂(例えば、芳香族系石油樹脂、脂肪族系石油樹脂、C9留分による樹脂など)、テルペン系樹脂(例えば、αピネン樹脂、βピネン樹脂、テルペンフェノール共重合体、水添テルペンフェノール樹脂、芳香族変性水添テルペン樹脂、アビエチン酸エステル系樹脂)、ロジン系樹脂(例えば、部分水素化ガムロジン樹脂、エリトリトール変性木材ロジン樹脂、トール油ロジン樹脂、ウッドロジン樹脂)、クマロンインデン樹脂(例えば、クマロンインデンスチレン共重合体)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、スチレンとα-メチルスチレンの共重合体等)等が挙げられる。
 <誘電体多層膜>
 本発明の光学フィルターは、前記基材(i)の少なくとも一方の面に誘電体多層膜を有する積層体(以下、光散乱層を形成する前の該積層体を「光学フィルター用積層体」ともいう。)を含むことが好ましい。本発明における誘電体多層膜とは、近赤外線を反射する能力を有する膜または可視域における反射防止効果を有する膜であり、誘電体多層膜を有することでより優れた可視光透過率と近赤外線カット特性を達成することができる。
 波長940nmにおいて、前記光学フィルター用積層体の垂直方向から測定した場合のOD値は、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、さらに好ましくは5以上8以下である。前記OD値が前記範囲であることにより、生体特徴を認証するシステムに使用されるレーザーによる光センサーの誤作動を防止することができる。
 また、波長850~1050nmの領域において、該光学フィルター用積層体の垂直方向から測定した場合の平均OD値は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上、さらに好ましくは4以上8以下である。前記平均OD値が前記範囲であると、近赤外線を十分にカットすることができる。
 本発明では、誘電体多層膜は前記基材の片面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。片面に設ける場合、製造コストや製造容易性に優れ、両面に設ける場合、高い強度を有し、反りやねじれが生じにくい光学フィルターを得ることができる。光学フィルターを固体撮像素子用途に適用する場合、光学フィルターの反りやねじれが小さい方が好ましいことから、誘電体多層膜を樹脂製基板の両面に設けることが好ましい。
 なお、前記誘電体多層膜と前記光散乱層とが、前記基材(i)の同じ面側に形成される場合、前記光散乱層は前記誘電体多層膜上に形成されることが好ましい。
 前記誘電体多層膜は、好ましくは波長700~1100nm、より好ましくは波長700~1150nm、さらに好ましくは700~1200nmの範囲全体にわたって反射特性を有することが望ましい。
 誘電体多層膜としては、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層したものが挙げられる。高屈折率材料層を構成する材料としては、屈折率が1.7以上の材料を用いることができ、屈折率が通常は1.7~2.5の材料が選択される。このような材料としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛または酸化インジウム等を主成分とし、酸化チタン、酸化錫および/または酸化セリウム等を少量(例えば、主成分に対して0~10質量%)含有させたものが挙げられる。
 低屈折率材料層を構成する材料としては、屈折率が1.6以下の材料を用いることができ、屈折率が通常は1.2~1.6の材料が選択される。このような材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウムおよび六フッ化アルミニウムナトリウムが挙げられる。
 高屈折率材料層と低屈折率材料層とを積層する方法については、これらの材料層を積層した誘電体多層膜が形成される限り特に制限はない。例えば、基材(i)上に、直接、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法またはイオンプレーティング法等により、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した誘電体多層膜を形成することができる。
 高屈折率材料層および低屈折率材料層の各層の厚さは、通常、遮断しようとする近赤外線波長をλ(nm)とすると、0.1λ~0.5λの厚さが好ましい。λ(nm)の値としては、例えば700~1400nm、好ましくは750~1300nmである。厚さがこの範囲であると、屈折率(n)と膜厚(d)との積(n×d)がλ/4で算出される光学的膜厚と、高屈折率材料層および低屈折率材料層の各層の厚さとがほぼ同じ値となって、反射・屈折の光学的特性の関係から、特定波長の遮断・透過を容易にコントロールできる傾向にある。
 誘電体多層膜における高屈折率材料層と低屈折率材料層との合計の積層数は、光学フィルター全体として16~70層であることが好ましく、20~60層であることがより好ましい。各層の厚み、光学フィルター全体としての誘電体多層膜の厚みや合計の積層数が前記範囲にあると、十分な製造マージンを確保できる上に、光学フィルターの反りや誘電体多層膜のクラックを低減することができる。
 本発明では、化合物(S)や化合物(A)の吸収特性に合わせて高屈折率材料層および低屈折率材料層を構成する材料種、高屈折率材料層および低屈折率材料層の各層の厚さ、積層の順番、積層数を適切に選択することで、可視域に十分な透過率を確保した上で近赤外波長域に十分な光線カット特性を有し、且つ、斜め方向から近赤外線が入射した際の反射率を低減することができる。
 ここで、前記条件を最適化するには、例えば、光学薄膜設計ソフト(例えば、Essential Macleod、Thin Film Center社製)を用い、可視域の反射防止効果と近赤外域の光線カット効果を両立できるようにパラメーターを設定すればよい。上記ソフトの場合、例えば第一光学層の設計にあたっては、波長400~700nmの目標透過率を100%、Target Toleranceの値を1とした上で、波長705~950nmの目標透過率を0%、Target Toleranceの値を0.5にするなどのパラメーター設定方法が挙げられる。これらのパラメーターは基材(i)の各種特性などに合わせて波長範囲をさらに細かく区切ってTarget Toleranceの値を変えることもできる。
 前記光学フィルター用積層体は、波長430~580nmの領域において、該光学フィルター用積層体の垂直方向から測定した場合の透過率の平均値(以下「TA’」ともいう。)は、好ましくは40%以上80%以下、より好ましくは40%以上70%以下、さらに好ましくは40%以上60%以下である。透過率の平均値(TA’)が高すぎると、本発明の光学フィルターを有する光センサーの受光部に入射する光の強度が過剰に強くなり、光センサーがサチレーションを起こすため正常に機能しなくなる場合がある。また、透過率の平均値(TA’)が低すぎると、本発明の光学フィルターを有する光センサーの受光部に入射する光の強度が弱くなり、フィルターを通過する光の強度が充分確保されず、上記用途に好適に用いることができない場合がある。
 前記光学フィルター用積層体のヘーズ(JIS K 7136)は、好ましくは0.2%以上1%以下、より好ましくは0.5%以上1%以下である。前記ヘーズが前記範囲であると、光学フィルター用積層体の製造時の歩留まりを落とすことなく製造することができる。
 <その他の機能膜>
 本発明の光学フィルターは、本発明の効果を損なわない範囲において、基材(i)と誘電体多層膜との間、基材(i)の誘電体多層膜が設けられた面と反対側の面、または誘電体多層膜の基材(i)が設けられた面と反対側の面に、基材(i)や誘電体多層膜の表面硬度の向上、耐薬品性の向上、帯電防止および傷消しなどの目的で、反射防止膜、ハードコート膜や帯電防止膜などの機能膜を適宜設けることができる。
 本発明の光学フィルターは、前記機能膜からなる層を1層含んでもよく、2層以上含んでもよい。本発明の光学フィルターが前記機能膜からなる層を2層以上含む場合には、同様の層を2層以上含んでもよいし、異なる層を2層以上含んでもよい。
 機能膜を積層する方法としては、特に制限されないが、反射防止剤、ハードコート剤および/または帯電防止剤等のコーティング剤などを基材(i)または誘電体多層膜に、前記と同様に溶融成形またはキャスト成形する方法等を挙げることができる。
 また、前記コーティング剤などを含む硬化性組成物をバーコーター等で基材(i)または誘電体多層膜上に塗布した後、紫外線照射等により硬化することによっても製造することができる。
 前記コーティング剤としては、紫外線(UV)/電子線(EB)硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などが挙げられ、具体的には、ビニル化合物類や、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、アクリレート系、エポキシ系およびエポキシアクリレート系樹脂などが挙げられる。これらのコーティング剤を含む前記硬化性組成物としては、ビニル系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、アクリレート系、エポキシ系およびエポキシアクリレート系硬化性組成物などが挙げられる。
 また、前記硬化性組成物は重合開始剤を含んでいてもよい。前記重合開始剤としては、公知の光重合開始剤または熱重合開始剤を用いることができ、光重合開始剤と熱重合開始剤を併用してもよい。重合開始剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記硬化性組成物中、重合開始剤の配合割合は、硬化性組成物の全量を100質量%とした場合、好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは0.5~10質量%、さらに好ましくは1~5質量%である。重合開始剤の配合割合が前記範囲にあると、硬化性組成物の硬化特性および取り扱い性が優れ、所望の硬度を有する反射防止膜、ハードコート膜や帯電防止膜などの機能膜を得ることができる。
 さらに、前記硬化性組成物には溶剤として有機溶剤を加えてもよく、有機溶剤としては、公知のものを使用することができる。有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド類を挙げることができる。これら溶剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記機能膜の厚さは、好ましくは0.1~30μm、さらに好ましくは0.5~20μm、特に好ましくは0.7~5μmである。
 また、基材(i)と機能膜および/または誘電体多層膜との密着性や、機能膜と誘電体多層膜との密着性を上げる目的で、基材(i)、機能膜または誘電体多層膜の表面にコロナ処理やプラズマ処理等の表面処理をしてもよい。
 [光学フィルターの用途]
 本発明の光学フィルターは、環境光センサーに光を均一に取り込ませるとともに、優れた可視透過率と近赤外線カット能を有する。また、本発明の光学フィルターを用いれば、生体特徴を認証するシステムと環境光センサーの両方を搭載する機器において、環境光センサーの検出精度を向上させることができる。したがって、本発明の光学フィルターは、照度センサーや色補正用センサーなどの各種環境光センサー用として有用である。特に、デジタルスチルカメラ、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ウェアラブルデバイス、自動車、テレビ、ゲーム機等に搭載される環境光センサー用として有用である。さらに、自動車や建物等の窓用ガラス板等に装着される熱線カットフィルターなどとしても有用である。
 [環境光センサー]
 上述した本発明の光学フィルターと、光電変換素子を組み合わせて環境光センサーとして用いることができる。ここで、環境光センサーとは、照度センサーや色補正用センサーなど周囲の明るさや色調(夕方の時間帯で赤色が強いなど)を感知可能なセンサーであり、例えば、環境光センサーで感知した情報により機器に搭載されているディスプレイの照度や色合いを制御することが可能である。
 図1は、周囲の明るさを検知する環境光センサー200aの一例を示す。環境光センサー200aは、光学フィルター100及び光電変換素子202を備える。光電変換素子202は、受光部に光が入射すると光起電力効果により電流や電圧を発生する。光学フィルター100は光電変換素子202の受光面側に設けられている。光学フィルター100により、光電変換素子202の受光面に入射する光は可視光帯域の光となり、近赤外線帯域(800nm~2500nm)の光は遮断される。環境光センサー200aは可視光に感応して信号を出力する。
 なお、環境光センサー200aにおいて、光学フィルター100と光電変換素子202との間には他の透光性の層が介在していてもよい。例えば、光学フィルター100と光電変換素子202との間には、封止材として透光性を有する樹脂層が設けられていてもよい。
 光電変換素子202は、第1電極206、光電変換層208、第2電極210を有している。また、受光面側にはパッシベーション膜216が設けられている。光電変換層208は光電効果を発現する半導体で形成される。例えば、光電変換層208は、シリコン半導体を用いて形成される。光電変換層208はダイオード型の素子であり、内蔵電界により光起電力を発現する。なお、光電変換素子202は、ダイオード型の素子に限定されず、光導電型の素子(フォトレジスタ、光依存性抵抗、光導電体、フォトセルとも呼ばれる)、またはフォトトランジスタ型の素子であってもよい。
 光電変換層208はシリコン半導体以外に、ゲルマニウム半導体、シリコン・ゲルマニウム半導体を用いてもよい。また、光電変換層208として、GaP、GaAsP、CdS、CdTe、CuInSe2などの化合物半導体材料を用いてもよい。半導体材料によって形成される光電変換素子202は、可視光線帯域から近赤外線帯域の光に対して感度を有する。例えば、光電変換層208がシリコン半導体で形成される場合、シリコン半導体のバンドギャップエネルギーは1.12eVであるので、原理的には近赤外光である波長700~1100nmの光を吸収し得る。しかし、光学フィルター100を備えることで環境光センサー200aは近赤外光には感応せず、可視光域の光に対して感度を有する。なお、光電変換素子202は、光学フィルター100を透過した光が選択的に照射されるように、遮光性の筐体204で囲まれていることが好ましい。環境光センサー200aは、光学フィルター100を備えることで、近赤外光を遮断して、周囲光を検知することができる。それにより環境光センサー200aが、近赤外光に感応して誤動作するといった不具合を解消することができる。
 図2は、周囲の明るさに加え色調を検知する環境光センサー200bの一例を示す。環境光センサー200bは、光学フィルター100、光電変換素子202a~202c、カラーフィルタ212a~212cを含んで構成されている。光電変換素子202aの受光面上には赤色光帯域の光を透過するカラーフィルタ212aが設けられ、光電変換素子202bの受光面上には緑色光帯域の光を透過するカラーフィルタ212bが設けられ、光電変換素子202cの受光面上には青色光帯域の光を透過するカラーフィルタ212cが設けられている。光電変換素子202a~202cは、素子分離絶縁層214で絶縁されていることを除き、図1で示すものと同様の構成を備えている。この構成により、光電変換素子202a~202cは独立して照度を検知することが可能となっている。なお、カラーフィルタ212a~212cと光電変換素子202a~202cとの間にはパッシベーション膜216が設けられていてもよい。
 光電変換素子202a~202cは、可視光線波長領域から近赤外線波長領域の広い範囲にわたって感度を有する。そのため、光学フィルター100に加え、光電変換素子202a~202cに対応してカラーフィルタ212a~212cを設けることで、環境光センサー200bは、近赤外光を遮断して、センサーの誤動作を防止しつつ、各色に対応した光を検知することができる。環境光センサー200bは、近赤外域の光を遮断する光学フィルター100とカラーフィルタ212a~212cとを備えることにより、周囲光を複数の波長帯域の光に分光して検知するこができるだけでなく、従来のカラーセンサーでは近赤外線の影響を受けて正確に検知ができなくなっていた暗い環境下でも適用可能となる。
 図3は、照度センサー受光素子112aおよび光学フィルター100を備えた環境光センサー200cの断面構造の一例を示す。環境光センサー200cは、照度センサー受光素子112aで外光の強度を検知し、照度センサーとして機能する。照度センサー受光素子112aの上面には、光学フィルター100が設けられる。光学フィルター100により、照度センサー受光素子112aの受光面に入射する光から、近赤外線波長領域の光が遮断され、照度センサー受光素子の視感度特性に対応した外光強度を検知することができる。光吸収層を含む基材102と、誘電体多層膜104と、光散乱層106とからなる光学フィルター100を使用することにより、高い光量の可視光線を環境光センサーに取り込み、照度センサーの視感度特性に合わせた、入射角度による変化が小さい可視光線領域の光が照度センサー受光素子に入射するため、誤作動が少ない照度センサーを得ることができる。
 本発明の光学フィルターを環境光センサーに用いる場合、図3に示すように、光散乱層106を上側(光が入射する側)とすることが好ましく、光学フィルターの最上層とすることが特に好ましい。
 以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に断りのない限り「質量部」および「質量%」を意味する。また、各物性値の測定方法および物性の評価方法は以下のとおりであり、光学フィルターを用いた測定および評価では、原則、光散乱層が上側(例えば、光の入射面)となるようにした。
 <分子量>
 樹脂の分子量は、各樹脂の溶剤への溶解性等を考慮し、下記の(a)または(b)の方法にて測定を行った。
 (a)ウオターズ(WATERS)社製のゲルパーミエ-ションクロマトグラフィー(GPC)装置(150C型、カラム:東ソー社製Hタイプカラム、展開溶剤:o-ジクロロベンゼン)を用い、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を測定した。
 (b)東ソー社製GPC装置(HLC-8220型、カラム:TSKgelα‐M、展開溶剤:THF)を用い、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を測定した。
 <ガラス転移温度(Tg)>
 エスアイアイ・ナノテクノロジーズ株式会社製の示差走査熱量計(DSC6200)を用いて、昇温速度:毎分20℃、窒素気流下で測定した。
 <分光透過率>
 各種透過率および波長等は、日本分光株式会社製の分光光度計(V-7200)を用いて測定した。
 <ヘーズ>
 ヘーズは、株式会社東洋精機製作所製 ヘイズガードIIのISO測定法(JIS K 7136)を用いて測定した。
 <照度センサー感度特性>
 光学フィルターの光学特性(光学フィルターを透過する光の光学特性)と照度センサーおよび人間の視感度特性との比較を行い、図3と同様もしくは類似の構成の照度センサーを作成した場合の照度センサー感度特性の評価を行った。評価は下記の基準に基づいて行った。
 ◎:940nmのレーザー光(照度:10mW/mm2)を照射された環境下において、照度センサーへの入射光を人間の視感度特性に近い光とすることができ、高いセンサー感度特性が得られる。
 ○:940nmのLED光(照度:10mW/cm2)を照射された環境下において、照度センサーへの入射光を人間の視感度特性に近い光とすることができ、高いセンサー感度特性が得られる。
 △:940nmの光を照射されない環境下において、照度センサーへの入射光を人間の視感度特性に近い光とすることができ、高いセンサー感度特性が得られる。
 ×:照度センサーへの入射光と人間の視感度特性の乖離が大きく、人間の視感度特性と誤差を生じてしまい、低いセンサー感度特性しか得られない。
 <光散乱性能;照度半減角度(半値角)の測定>
 光散乱性能は、村上色彩技術研究所社製の自動変角光度計GP-200を用いて測定した。図4に示すように、自動変角光度計10の主な構成として、光学フィルター7に対して垂直の位置に光源1、集光レンズ2、ピンホール3、コリメーターレンズ4および光束絞り5を配置した。ここで、光源1と光学フィルター7を結んだ直線上かつ光源1とは反対側の位置を0°とし、光源1と光学フィルター7を結んだ直線上に対して、光学フィルター7の位置から垂直の位置を90°とした。そして、光源1からの出射光を集光レンズ2、ピンホール3、コリメーターレンズ4および光束絞り5を介して有効径Φ20mmの平行光に変換し、該平行光を該光学フィルター7に入射して該光源1とは反対側に出射した光の照度を、下記の条件下、0°~90°の位置に受光器8を動かして、1°毎に照度の比を測定した。0°の位置における照度に比べ照度が半減した角度を半値角とした。
 (測定条件)
 光源:ハロゲン光源(12V、50W)
 照度測定位置:光学フィルターの、光源とは反対側の表面(0°の位置)から270mmの位置
 <表面粗さRaの測定>
 表面の算術平均粗さ(Ra)は、オリンパス社製のレーザー顕微鏡(LEXT OLS4000)と20倍の対物レンズとを用いて、測定した。
 <透明粘着剤の屈折率の測定>
  株式会社アタゴ社製の多波長アッベ屈折計DR-M2(測定光源ナトリウムランプ:589.3nm)を使用して、25℃の条件で測定した。
 [合成例]
 下記実施例および比較例で用いた化合物(A)は、一般的に知られている方法で合成した。一般的合成方法としては、例えば、特許第4740631号公報などに記載されている方法を挙げることができる。
 <樹脂合成例1>
 下記式(2)で表される8-メチル-8-メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン(以下「DNM」ともいう。)100部と、1-ヘキセン(分子量調節剤)18部と、トルエン(開環重合反応用溶媒)300部とを、窒素置換した反応容器に仕込み、この溶液を80℃に加熱した。次いで、反応容器内の溶液に、重合触媒として、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.6mol/リットル)0.2部と、メタノール変性の六塩化タングステンのトルエン溶液(濃度0.025mol/リットル)0.9部とを添加し、この溶液を80℃で3時間加熱攪拌することにより開環重合反応させて開環重合体溶液を得た。この重合反応における重合転化率は97%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 このようにして得られた開環重合体溶液1,000部をオートクレーブに仕込み、この開環重合体溶液に、RuHCl(CO)[P(C6533を0.12部添加し、水素ガス圧100kg/cm2、反応温度165℃の条件下で、3時間加熱撹拌して水素添加反応を行った。
 得られた反応溶液(水素添加重合体溶液)を冷却した後、水素ガスを放圧した。この反応溶液を大量のメタノール中に注いで凝固物を分離回収し、これを乾燥して、水素添加重合体(以下「樹脂A」ともいう。)を得た。樹脂Aの分子量は数平均分子量(Mn)が32,000、重量平均分子量(Mw)が137,000であり、ガラス転移温度(Tg)は165℃であった。
 [実施例1]
 樹脂合成例1で得た樹脂Aを100質量部に、下記構造の化合物(x)(吸収極大波長:704nm)を0.050質量部、下記構造の化合物(y)(吸収極大波長:737nm)を0.056質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」(吸収極大波長:1095nm)を0.7質量部加え、さらに塩化メチレンを加えて溶解し、固形分が30%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、室温で8時間、100℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 得られた基材の850~1050nmにおける平均OD値は2.3であった。この結果を表2に示す。
 続いて、得られた基材の片面に誘電体多層膜(III)を形成し、さらに基材のもう一方の面に誘電体多層膜(IV)を形成し、厚さ約0.10mmの光学フィルター用積層体(1’)を得た。
 誘電体多層膜(III)は、蒸着温度100℃でシリカ(SiO2)層とチタニア(TiO2)層とが交互に積層されてなる(合計層数26層)。誘電体多層膜(IV)は、蒸着温度100℃でシリカ(SiO2)層とチタニア(TiO2)層とが交互に積層されてなる(合計層数26層)。誘電体多層膜(III)および(IV)のいずれにおいても、シリカ層およびチタニア層は、基材側からチタニア層、シリカ層、チタニア層、・・・シリカ層、チタニア層、シリカ層の順で交互に積層されており、光学フィルター用積層体(1’)の最外層をシリカ層とした。
 誘電体多層膜(III)および(IV)の設計は、以下のようにして行った。
 各層の厚さと層数については、可視域の反射防止効果と近赤外域の選択的な透過・反射性能を達成できるよう基材屈折率の波長依存特性や、適用した化合物(S)等の吸収特性に合わせて光学薄膜設計ソフト(Essential Macleod、Thin Film Center社製)を用いて最適化を行った。最適化を行う際、本実施例においてはソフトへの入力パラメータ(Target値)を下記表1の通りとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 得られた光学フィルター用積層体(1’)の波長430~580nmにおける透過率の平均値(TA’)は57% 、850~1050nmにおける平均OD値は5.4、940nmにおけるOD値は5.5、ヘーズは0.6%であった。
 続いて、光拡散層を次の手順で作成した。厚み100μmの透明高分子フィルム(コスモシャインA4100:東洋紡社製)の一方の表面に、酸化チタン微粒子、熱硬化性アクリル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤を含む光拡散層用塗布液をバーコーティングにより塗布し、加熱硬化させ、厚み約10μmの光拡散層を形成し、光拡散フィルムを作製した。
 得られた拡散フィルム(厚み:0.1mm、表面粗さRa:1.8μm)の拡散層を形成していない面に、3M社の透明粘着剤「3M Optically Clear Adhesive 8146-1」(屈折率:1.474)をユーボン社製6のラミネーター「ラミーマン IKO-360EII」を用いて貼り合わせた。さらに、前記透明粘着剤からなる密着層を有する光拡散フィルムを、該密着層を介して上記で得られた光学フィルター用積層体(1’)の片面(誘電体多層膜(III)側)に、前記ラミネーターを用いて貼り合わせることにより、光散乱層を有する光学フィルター(1)(厚み:約0.25mm)を得た。
 得られた光学フィルター(1)の波長430~580nmにおける透過率の平均値(TA)は48% 、850~1050nmにおける平均OD値は5.1、940nmにおけるOD値は5.3、ヘーズは95.3%であった。また、得られた光学フィルター(1)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例2]
 樹脂合成例1で得た樹脂Aを100質量部に、前記化合物(x)を0.050質量部、前記化合物(y)を0.056質量部、DKSH社製色素「S2058」(吸収極大波長:980nm)を0.4質量部加え、さらに塩化メチレンを加えて溶解し、固形分が20%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、室温で8時間、100℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(2’)および光散乱層を有する光学フィルター(2)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(2’)および光学フィルター(2)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(2’)および光学フィルター(2)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(2)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例3]
 JSR株式会社製のノルボルネン系樹脂「アートンG」を100質量部に、前記化合物(x)を0.050質量部、前記化合物(y)を0.056質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を0.7質量部加え、さらに塩化メチレンを加えて溶解し、固形分が20%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(3’)および光散乱層を有する光学フィルター(3)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(3’)および光学フィルター(3)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(3’)および光学フィルター(3)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(3)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例4]
 住友ベークライト株式会社製のポリエーテルサルホン「FS-1300」を100質量部に、前記化合物(x)を0.050質量部、前記化合物(y)を0.056質量部、日本カーリット社製の吸収剤「CIR-RL」を0.7質量部加え、さらにN-メチル-2-ピロリドンを加えて溶解し、固形分が20%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、60℃で4時間、80℃で4時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下120℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(4’)および光散乱層を有する光学フィルター(4)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(4’)および光学フィルター(4)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(4’)および光学フィルター(4)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(4)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例5]
 容器に、樹脂合成例1で得られた樹脂Aを100質量部、前記化合物(x)を0.5質量部、前記化合物(y)を0.28質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を3.5質量部加え、塩化メチレンを加えて樹脂濃度が20質量%の溶液を調製した。得られた溶液を、縦60mm、横60mmの大きさにカットした日本電気硝子(株)製透明ガラス基板「OA-10G」(厚み:0.20mm)上にキャストした。20℃で8時間乾燥した後、さらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.21mm、縦60mm、横60mmの樹脂製層とガラス支持体を有する基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(5’)および光散乱層を有する光学フィルター(5)(厚み:約0.36mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(5’)および光学フィルター(5)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(5’)および光学フィルター(5)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(5)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例6]
 容器に、樹脂合成例1で得られた樹脂Aを100質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を3質量部加え、塩化メチレンを加えて樹脂濃度が20質量%の溶液を調製した。得られた溶液を、縦60mm、横60mmの大きさにカットした、松浪硝子工業(株)製青板ガラス基板「BS-6」(厚み:0.21mm)上にキャストした。この際、乾燥後の塗膜の厚みが10μmとなるように、キャスト条件を調整した。20℃で8時間乾燥した後、さらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.22mm、縦60mm、横60mmの樹脂製層とガラス支持体を有する基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(6’)および光散乱層を有する光学フィルター(6)(厚み:約0.37mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(6’)および光学フィルター(6)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(6’)および光学フィルター(6)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(6)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例7]
 JSR株式会社製のノルボルネン系樹脂「アートンG」を100質量部に、前記化合物(x)を0.05質量部、前記化合物(y)を0.058質量部、日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を1.2質量部加え、さらに塩化メチレンを加えて溶解し、固形分が20質量%の溶液を得た。次いで、係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(7’)を得た。
 続いて、実施例1と同様に光拡散フィルムを作製し、得られた拡散フィルム(厚み:0.1mm、表面粗さRa:1.8μm)の拡散層を形成していない面に、3M社の透明粘着剤「3M Optically Clear Adhesive 8146-1」(屈折率:1.474)をユーボン社製のラミネーター「ラミーマン IKO-360EII」を用いて貼り合わせた。さらに、前記透明粘着剤からなる密着層を有する光拡散フィルムを、該密着層を介して上記で得られた工学フィルター用積層体(7’)の片面に、ユーボン社製のラミネーター(ラミーマン IKO-360EII)を用いて貼り合わせることにより、光散乱層を有する光学フィルター(7)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(7’)および光学フィルター(7)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(7’)および光学フィルター(7)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(7)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例8]
 光拡散層を次の手順で作成した。厚み100μmの透明高分子フィルム(コスモシャインA4100:東洋紡社製)の一方の表面に、硫酸バリウム微粒子、熱硬化性アクリル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤を含むの光拡散層用塗布液をバーコーティングにより塗布し、加熱硬化させ、厚み約10μmの光拡散層を形成し、光拡散フィルムを作製した。
 光散乱層として、得られた光拡散フィルム(厚み:0.1mm、表面粗さRa:0.5μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光散乱層を有する光学フィルター(8)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた光学フィルター(8)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(8)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(8)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例9]
 光拡散層を次の手順で作成した。厚み100μmの透明高分子フィルム(コスモシャインA4100:東洋紡社製)の一方の表面に、酸化ジルコニウム微粒子、熱硬化性アクリル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化剤を含むの光拡散層用塗布液をバーコーティングにより塗布し、加熱硬化させ、厚み約10μmの光拡散層を形成し、光拡散フィルムを作製した。
 光散乱層として、得られた光拡散フィルム(厚み:0.1mm、表面粗さRa:3.9μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光散乱層を有する光学フィルター(9)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた光学フィルター(9)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(9)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(9)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例10]
 光散乱層として、実施例8で得られた光拡散フィルム(厚み:0.1mm、表面粗さRa:0.5μm)を用いたこと以外は、実施例6と同様にして光散乱層を有する光学フィルター(10)(厚み:約0.35mm)を得た。得られた光学フィルター(10)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(10)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(10)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [実施例11]
 光散乱層として、実施例9で得られた光拡散フィルム(厚み:0.1mm、表面粗さRa:3.9μm)を用いたこと以外は、実施例6と同様にして光散乱層を有する光学フィルター(11)(厚み:約0.36mm)を得た。得られた光学フィルター(11)の分光透過率を実施例1と同様に測定し、光学特性を評価した。また、得られた光学フィルター(11)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(11)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [比較例1]
 容器に、樹脂合成例1で得られた樹脂Aを100部および塩化メチレンを加えて樹脂濃度が20質量%の溶液を調製した。得られた溶液を平滑なガラス板上にキャストし、20℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した塗膜をさらに減圧下100℃で8時間乾燥して、厚さ0.1mm、縦60mm、横60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(12’)および光拡散層を有する光学フィルター(12)(厚み:約0.25mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(12’)および光学フィルター(12)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(12’)および光学フィルター(12)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(12)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [比較例2]
 日本カーリット社製の光吸収剤「CIR-RL」を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、厚さ0.1mm、一辺が60mmの基材を得た。さらに、得られた基材を用いて、光散乱層として、実施例8で得られた光拡散フィルム(厚み:0.11mm、表面粗さRa:0.5μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(13’)および光散乱層を有する光学フィルター(13)(厚み:約0.24mm)を得た。得られた基材、光学フィルター用積層体(13’)および光学フィルター(13)の分光透過率を実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター用積層体(13’)および光学フィルター(13)のヘーズを実施例1と同様に測定した。また、得られた光学フィルター(13)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
 [比較例3]
 実施例1と同様にして光学フィルター用積層体(1’)を得て、光散乱層を形成せずに、これを光学フィルター(14)(厚み:約0.10mm)とした。得られた光学フィルター(14)の分光透過率を実施例1と同様に測定し、光学特性を評価した。また、得られた光学フィルター(14)を用いて光散乱性能(半値角)および照度センサー感度特性の評価を行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
1:光源
2:集光レンズ
3:ピンホール
4:コリメーターレンズ
5:光束絞り
6:光
7:光学フィルター
8:受光器
10:自動変角光度計
100:光学フィルター
102:基材
104:誘電体多層膜
106:光散乱層
112:照度センサー受光素子
132:遮光部材
200:環境光センサー
202:光電変換素子
204:筐体
206:第1電極
208:光電変換層
210:第2電極
212:カラーフィルタ
214:素子分離絶縁層
216:パッシベーション膜

Claims (11)

  1.  基材(i)と、該基材(i)の少なくとも一方の面に形成された光散乱層とを有する光学フィルターであって、
     波長940nmにおいて、該光学フィルターの垂直方向から測定した場合のOD値が3以上であることを特徴とする光学フィルター。
  2.  波長850~1050nmの領域において、前記光学フィルターの垂直方向から測定した場合の平均OD値が2以上であることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルター。
  3.  光学フィルターに対して垂直の位置に光源、集光レンズ、ピンホール、コリメーターレンズおよび光束絞りを配置し、該光源と該光学フィルターを垂直に結んだ直線上で、かつ該光源とは反対側の位置を0°とし、該光源からの出射光を該集光レンズ、該ピンホール、該コリメーターレンズおよび該光束絞りを介して有効径Φ20mmの平行光に変換し、該平行光を該光学フィルターに入射して該光源とは反対側に出射した光の照度を下記条件で測定した場合、
     0°の位置における照度が半減する角度が15°以上60°以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルター。
     光源:ハロゲン光源 (12V、50W)
     光学フィルターの厚み:100~400μm
     照度測定位置:光学フィルターの光源とは反対側の表面(0°の位置)から270mm~290mmの位置
  4.  前記光散乱層の表面粗さRaが0.1~4.5μmであることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光学フィルター。
  5.  前記光散乱層が、密着層を介して前記基材(i)に密着していることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の光学フィルター。
  6.  前記基材(i)が、波長750~1150nmの領域に吸収極大波長を有する化合物(S)を含有する光吸収層を含むことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の光学フィルター。
  7.  前記化合物(S)が、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム系化合物、シアニン系化合物、ジイモニウム系化合物、金属ジチオラート系化合物、リン酸銅錯体系化合物およびピロロピロール系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項6に記載の光学フィルター。
  8.  前記光吸収層が、波長650nm以上750nm未満の領域に吸収極大波長を有する化合物(A)をさらに含むことを特徴とする請求項6または7に記載の光学フィルター。
  9.  前記化合物(A)が、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、クロコニウム系化合物およびシアニン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項8に記載の光学フィルター。
  10.  環境光センサー用である請求項1~9のいずれか1項に記載の光学フィルター。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載の光学フィルターを具備する環境光センサー。
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