TW202032164A - 光學濾波器及環境光感測器 - Google Patents
光學濾波器及環境光感測器 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202032164A TW202032164A TW108129678A TW108129678A TW202032164A TW 202032164 A TW202032164 A TW 202032164A TW 108129678 A TW108129678 A TW 108129678A TW 108129678 A TW108129678 A TW 108129678A TW 202032164 A TW202032164 A TW 202032164A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- optical filter
- light
- resin
- compound
- layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/22—Absorbing filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/26—Reflecting filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B11/00—Filters or other obturators specially adapted for photographic purposes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/40—Optical elements or arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本發明的課題在於提供一種即便將認證生物體特徵的系統與環境光感測器配置於近的位置,亦可提高環境光感測器的檢測精度的光學濾波器。本發明的光學濾波器為具有基材(i)、與形成於該基材(i)的至少一面上的光散射層的光學濾波器,其特徵在於:於波長940 nm中,自該光學濾波器的垂直方向進行測定時的OD值為3以上。
Description
本發明是有關於一種光學濾波器及使用該光學濾波器的環境光感測器。
近年來,作為於智慧型手機或平板終端機等資訊終端機裝置中的用途,不斷推進環境光感測器的開發。資訊終端機裝置中的環境光感測器用作對放置有資訊終端機裝置的環境的照度進行感知並對顯示器的明亮度進行調光的照度感測器、或對放置有資訊終端機裝置的環境的色調進行感知並對顯示器的色調進行調整的彩色感測器等。
為了以自然的形態使人的視感度與顯示器的亮度或色調相適應,重要的是僅使可見光線到達環境光感測器。例如,環境光感測器藉由設置近紅外線截止濾波器等光學濾波器而可使分光感度特性接近視感度。
另一方面,根據重視資訊終端機裝置的設計性的請求,要求降低使光入射至環境光感測器的透過窗的透過率(設為發黑的外觀),但存在如下問題:可見光相對於紅外光的入射量減少,難以檢測出準確的照度或色調而產生誤運作。另外,不斷推進資訊終端機裝置的薄型化(low profile),光自入射窗至環境光感測器的距離變短。因此,例如自入射角度60°等高入射角的入射光的比例增加,從而要求即便對於高入射角的入射光,到達環境光感測器的光的分光特性(特別是近紅外線的強度)亦不會發生變化。
作為用於使環境光感測器的分光特性與人的視感度相適應的機構,揭示一種設置在玻璃板上形成有金屬多層膜的近紅外線截止濾波器的裝置(例如參照專利文獻1)。然而,於玻璃板上形成金屬多層薄膜而成的近紅外線截止濾波器的光學特性因入射光的入射角度而大幅變化,因此存在環境光感測器的檢測精度降低的問題。
作為無論入射角度如何均可截止廣範圍的近紅外線的材料,已知有各種近紅外線吸收粒子(例如,參照專利文獻2、專利文獻3)。為了使用此種近紅外線吸收粒子來達成作為環境光感測器的用途的充分的近紅外線截止性能,需要增多近紅外線吸收粒子的添加量。但是,於近紅外線截止濾波器中,若增多近紅外線吸收粒子的添加量,則存在可見光透過率降低的問題。
相對於此,具有降冰片烯系樹脂製基板、對特定波長具有最大吸收的近紅外線吸收色素、及近紅外線反射膜的近紅外線截止濾波器具有光線自傾斜方向入射時可見區域的透過率變化少的特性(例如參照專利文獻4)。於將該近紅外線截止濾波器用作環境光感測器用途時,認為理想的是進一步提昇入射角度60°等高入射角的紅外線截止性能。
另外,以進行與不依賴於照明源的配置的周圍照度相應的顯示亮度控制為目的,提出一種使用光入射面由光擴散面構成、光入射面的位置相對於垂直方向而位於較光出射面的位置更靠上方的導光構件的環境光感測器(例如參照專利文獻5)。
另一方面,為了認證使用生物體特徵的個人或用戶,已知使用可放射具有約700 nm~1200 nm的峰值發光波長的電磁放射線的光化射線。進而,亦已知為了減少自太陽的光譜入射的背景光量,特別有利的是利用具有940 nm周圍的波長的光。940 nm的光的波長藉由大氣中的水分而自太陽光譜被過濾某種程度,該波長區域中的背景雜訊於周圍光包含太陽光的情況下得到減少(例如參照專利文獻6)。
於智慧型手機、平板終端機及個人電腦等資訊終端機裝置、電視機等家電製品、以及自動櫃員機等機器中,要求具有認證個人或用戶的功能及於顯示器上顯示圖像的功能這兩者,如所述般作為照度感測器或彩色感測器等而使用環境光感測器。
然而,於搭載有如所述般的認證生物體特徵的系統與環境光感測器這兩者的機器中,有時認證生物體特徵的系統中所使用的940 nm的光會對環境光感測器的檢測精度造成不良影響。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-060788號公報
[專利文獻2]國際公開第2005/037932號說明書
[專利文獻3]日本專利特開2011-118255號公報
[專利文獻4]日本專利特開2011-100084號公報
[專利文獻5]日本專利特開2014-109701號公報
[專利文獻6]日本專利特表2016-510467號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明的目的在於提供一種於搭載有認證生物體特徵的系統與環境光感測器這兩者的機器中,可提高環境光感測器的檢測精度的光學濾波器及使用該光學濾波器的環境光感測器。
[解決課題之手段]
本發明者等人為了解決所述課題而進行了努力研究。其結果發現,藉由經由光散射層將儘可能高的光量的可見光線導入環境光感測器,且無限度截止近紅外線(特別是940 nm的光線),可解決所述課題,從而完成了本發明。即,本發明較佳為例如具有以下構成。
[1] 一種光學濾波器,具有:基材(i)、與形成於該基材(i)的至少一面上的光散射層,所述光學濾波器的特徵在於:
於波長940 nm中,自該光學濾波器的垂直方向進行測定時的光密度(optical density,OD)值為3以上。
[2] 如項[1]所述的光學濾波器,於波長850 nm~1050 nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均OD值為2以上。
[3] 如項[1]或項[2]所述的光學濾波器,於垂直於光學濾波器的位置配置光源、聚光透鏡、針孔、準直透鏡及光束光圈,將在垂直地連結該光源與該光學濾波器的直線上且與該光源為相反側的位置設為0°,將源自該光源的出射光經由該聚光透鏡、該針孔、該準直透鏡及該光束光圈而轉換為有效直徑Φ20 mm的平行光,於下述條件下測定將該平行光入射至該光學濾波器並向該光源的相反側出射的光的照度的情況下,
0°的位置處的照度減半的角度為15°以上且60°以下。
光源:鹵素光源(12 V、50 W)
光學濾波器厚度:100 μm~400 μm
照度測定位置:距光學濾波器的與光源為相反側的表面(0°的位置)270 mm~290 mm的位置
[4] 如項[1]至項[3]中任一項所述的光學濾波器,其中所述光散射層的表面粗糙度Ra為0.1 μm~4.5 μm。
[5] 如項[1]至項[4]中任一項所述的光學濾波器,其中所述光散射層經由密接層而密接於所述基材(i)。
[6] 如項[1]至項[5]中任一項所述的光學濾波器,其中所述基材(i)包含含有於波長750 nm~1150 nm的區域具有最大吸收波長的化合物(S)的光吸收層。
[7] 如項[6]所述的光學濾波器,其中所述化合物(S)為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物、花青系化合物、二亞銨系化合物、金屬二硫醇鹽系化合物、磷酸銅錯合物系化合物及吡咯並吡咯系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。
[8] 如項[6]或項[7]所述的光學濾波器,其中所述光吸收層進而包含於波長650 nm以上且未滿750 nm的區域具有最大吸收波長的化合物(A)。
[9] 如項[8]所述的光學濾波器,其中所述化合物(A)為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物及花青系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。
[10] 如項[1]至項[9]中任一項所述的光學濾波器,用於環境光感測器。
[11] 一種環境光感測器,具備如項[1]至項[10]中任一項所述的光學濾波器。
[發明的效果]
根據本發明,可提供一種於搭載有認證生物體特徵的系統與環境光感測器這兩者的機器中,可提高環境光感測器的檢測精度的光學濾波器。特別是藉由形成具有最佳的擴散比率及高透過率的光散射層,可達成高可見光透過率及940 nm的高OD值,可均等地導入外部的光,並且可使根據光線的入射角而不同的紅外線截止性能最佳化。
以下,一面視需要參照圖式等一面對本發明的實施形態進行說明。其中,本發明可由多個不同的態樣實施,並不由以下例示的實施形態的記載內容限定性地解釋。為了更明確地進行說明,與實際的態樣相比,存在圖式對各部的寬度、厚度、形狀等進行示意性表示的情況,僅為一例,並不限定本發明的解釋。另外,於本說明書與各圖中,關於已示出的圖,對於與所述相同的要素標註相同的符號或標註類似的符號(於數字後僅標註A、B等的符號),並有時適宜省略詳細的說明。
於本說明書中,所謂「上」是指以支撐基板的主面(感測器的光接收面)為基準的相對的位置,離開支撐基板的主面的方向為「上」。於本申請案圖式中,面向紙面時上方為「上」。另外,「上」包括相接於物體上的情況(即,「在…上面」的情況)以及位於物體的上方的情況(即,「在…上方」的情況)。相反地,所謂「下」是指以支撐基板的主面為基準的相對的位置,靠近支撐基板的主面的方向為「下」。於本申請案圖式中,面向紙面時下方為「下」。
本發明的光學濾波器具有後述構成,且其用途並無特別限定,但較佳為用作環境光感測器用途。本發明的環境光感測器只要具備後述的光學濾波器則並無特別限定,但作為具體的構成,可列舉具有藉由入射至光接收面的光來生成光電流並對照度或色溫進行測定的光電轉換元件、以及配置於所述光電轉換元件的所述光接收面側的光學濾波器的構成。
[光學濾波器]
本發明的光學濾波器的特徵在於具有:基材(i)、與形成於該基材(i)的至少一面上的光散射層,於波長940 nm中,自該光學濾波器的垂直方向進行測定時的OD值為3以上,較佳為4以上,更佳為5以上且8以下。藉由所述OD值為所述範圍,可防止由認證生物體特徵的系統中所使用的雷射引起的光感測器的誤運作。
另外,本發明的光學濾波器於波長850 nm~1050 nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均OD值較佳為2以上,更佳為3以上,進而佳為4以上且8以下。若所述平均OD值為所述範圍,則可充分地截止近紅外線。
OD值為透過率的常用對數值,平均OD值可利用下述式(1)來算出。若指定波長範圍的平均OD值高,則表示光學濾波器對所述波長區域的光的截止特性高。
某波長區域中平均OD值=-Log10
(某波長區域中的平均透過率(%)/100)…式(1)
如圖4所示,本發明的光學濾波器於垂直於光學濾波器7的位置配置光源1、聚光透鏡2、針孔3、準直透鏡4及光束光圈5,將在垂直地連結該光源1與該光學濾波器7的直線上且與該光源1為相反側的位置設為0°,將源自該光源1的出射光經由該聚光透鏡2、該針孔3、該準直透鏡4及該光束光圈5而轉換為有效直徑Φ20 mm的平行光,於下述條件下測定將該平行光入射至該光學濾波器7並向該光源1的相反側出射的光的照度的情況下,0°的位置處的照度減半的角度(半值角)較佳為15°以上且60°以下,更佳為15°以上且45°以下,進而佳為20°以上且30°以下。
(測定條件)
·光源:鹵素光源(12 V、50 W)
·光學濾波器厚度:100 μm~400 μm
·照度測定位置:距光學濾波器的與光源為相反側的表面(0°的位置)270 mm~290 mm的位置
藉由所述半值角為所述範圍,可降低由於光通過光散射層而產生的大的入射角的光的成分而表現出高的近紅外線截止性能,且可達成均勻的光的導入。再者,所述半值角例如可使用村上色彩技術研究所公司製造的自動變角光度計GP-200進行測定。
本發明的光學濾波器中使光自上側(光散射層側)入射時的霧度(JIS K 7136)較佳為90%以上,更佳為95%以上。藉由所述霧度為所述範圍,可降低由於光通過光散射層而產生的大的入射角的光的成分而表現出高的近紅外線截止性能,且可達成均勻的光的導入。
若將此種光學濾波器用於行動電話或平板的環境光感測器,則容易進行畫面的亮度或顏色的校正,因此可消除於明亮的環境中顯示器的亮度不足而難以辨視、或者無法於畫面上正常地顯示特定的顏色等不良情況。
本發明的光學濾波器於波長430 nm~580 nm的區域中,自光學濾波器的垂直方向進行測定時的透過率的平均值(以下亦稱為「TA
」)理想的是較佳為30%以上且80%以下,更佳為30%以上且75%以下,進而佳為33%以上且70%以下。
於波長430 nm~580 nm的區域中,若透過率的平均值(TA
)過高,則存在如下情況:入射至光感測器的光接收部的光的強度變得過強,光感測器產生飽和(saturation)因此無法正常地發揮功能。另外,若透過率的平均值(TA
)過低,則存在如下情況:入射至光感測器的光接收部的光的強度變弱,通過濾波器的光的強度未得到充分確保而無法較佳地用於所述用途。
本發明的光學濾波器的厚度並無特別限制,較佳為10 μm~1000 μm,更佳為20 μm~800 μm,進而佳為30 μm~600 μm,特佳為40 μm~500 μm。若光學濾波器的厚度處於所述範圍,則可將光學濾波器加以小型化及輕量化,可較佳地用於環境光感測器等各種用途。特別是於用於環境光感測器的光接收部上表面的情況下,可實現光感測器模組的薄型化,故較佳。
<基材(i)>
所述基材(i)可為單層,亦可為多層,較佳為包含於波長750 nm~1150 nm的區域中具有最大吸收的光吸收層。另外,所述光吸收層較佳為含有於波長750 nm~1150 nm的區域中具有最大吸收的化合物(S)。於基材(i)為單層的情況下,例如可列舉:包含含有化合物(S)的樹脂製基板(ii)的基材、包含含有銅成分的近紅外線吸收玻璃基板(iii)的基材,該樹脂製基板(ii)或玻璃基板(iii)成為所述光吸收層。於基材(i)為多層的情況下,例如可列舉:於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體等支撐體上積層包含含有化合物(S)的硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層而成的基材、於包含化合物(S)的樹脂製基板(ii)上積層包含硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層而成的基材等。就製造成本或光學特性調整的容易性、進而可達成樹脂製支撐體或樹脂製基板(ii)的消除損傷的效果或提昇基材(i)的耐損傷性等的方面而言,特佳為於含有化合物(S)的樹脂製基板(ii)上積層包含硬化性樹脂的外塗層等樹脂層而成的基材。
<光吸收層>
所述光吸收層只要於波長750 nm~1150 nm的區域中具有最大吸收,則並無特別限定,但於波長850 nm~1050 nm的區域中,自所述基材(i)的垂直方向進行測定時的平均OD值較佳為0.5以上,更佳為1以上,進而佳為2以上且5以下。
另外,於將使用此種光吸收層的光學濾波器用於環境光感測器或照度感測器的情況下,可吸收光感測器模組內的多重反射光,因此可抑制環境光感測器或照度感測器的誤運作且可獲得高功能的環境光感測器或照度感測器。
所述光吸收層的厚度並無特別限制,但較佳為10 μm~500 μm,更佳為20 μm~300 μm,進而佳為30 μm~200 μm。若光吸收層的厚度處於所述範圍,則可將使用該光吸收層的光學濾波器加以小型化及輕量化,可較佳地用於環境光感測器等各種用途。
<化合物(S)>
作為所述化合物(S),可使用作為吸收近紅外線的色素發揮作用的金屬錯合物系化合物、染料或顏料,特別是可較佳地使用國際公開第2017/094672號說明書中記載的化合物(S)。
所述化合物(S)的使用量對應於所期望的特性而適宜選擇,相對於所述光吸收層中使用的樹脂100質量份,較佳為0.1質量份~50.0質量份,更佳為0.2質量份~10.0質量份,進而佳為0.3質量份~1.0質量份。
若所述化合物(S)的使用量較所述範圍多,則亦存在可獲得更強地表現出化合物(S)的特性的光學濾波器的情況,但存在430 nm~580 nm的範圍中的透過率低於作為光感測器而言較佳的值的情況或者光吸收層或光學濾波器的強度降低的情況,若化合物(S)的使用量較所述範圍少,則存在獲得透過率過高的光學濾波器而難以限制入射至光感測器的光量的情況。
<化合物(A)>
所述光吸收層可進而包含於波長650 nm以上且未滿750 nm的區域中具有最大吸收的化合物(A)。包含所述化合物(S)的光吸收層與包含所述化合物(A)的光吸收層可為同一層,亦可為不同的層。另外,所述光吸收層中所含的化合物(A)可為單獨一種,亦可為兩種以上。
所述化合物(A)只要於波長650 nm以上且未滿750 nm的區域中具有最大吸收,則並無特別限定,可較佳地使用國際公開第2017/094672號說明書中記載的化合物(A)。
化合物(A)的添加量對應於所期望的特性而適宜選擇,相對於所述光吸收層中使用的樹脂100質量份,較佳為0.01質量份~20.0質量份,更佳為0.02質量份~15.0質量份,進而佳為0.03質量份~10.0質量份。
<樹脂>
作為所述光吸收層中使用的樹脂,只要是無損本發明的效果者,則並無特別限制,例如,為了確保熱穩定性及對於膜的成形性、且製成可藉由以100℃以上的蒸鍍溫度進行的高溫蒸鍍來形成介電質多層膜的膜,可列舉玻璃轉移溫度(Tg)較佳為110℃~380℃、更佳為110℃~370℃、進而佳為120℃~360℃的樹脂。另外,若所述樹脂的玻璃轉移溫度為140℃以上,則可獲得可以更高的溫度蒸鍍形成介電質多層膜的膜,故特佳。
作為所述樹脂,於形成包含該樹脂的厚度為0.1 mm的樹脂板的情況下,可使用該樹脂板的總光線透過率(JIS K7105)較佳為變成75%~95%、進而佳為變成78%~95%、特佳為變成80%~95%的樹脂。若使用總光線透過率變成此種範圍的樹脂,則所獲得的基板作為光學膜而顯示出良好的透明性。
所述樹脂的藉由凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography,GPC)法所測定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)通常為15,000~350,000,較佳為30,000~250,000,數量平均分子量(Mn)通常為10,000~150,000,較佳為20,000~100,000。
作為所述樹脂,例如可列舉:環狀聚烯烴系樹脂、芳香族聚醚系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、芴聚碳酸酯系樹脂、芴聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺(芳族聚醯胺)系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚對苯系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate,PEN)系樹脂、氟化芳香族聚合物系樹脂、(改質)丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、烯丙酯系硬化型樹脂、矽倍半氧烷系紫外線硬化型樹脂、丙烯酸系紫外線硬化型樹脂、乙烯基系紫外線硬化型樹脂及藉由溶膠凝膠法形成的將二氧化矽作為主成分的樹脂。該些中,使用環狀聚烯烴系樹脂、芳香族聚醚系樹脂、芴聚碳酸酯系樹脂、芴聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚芳酯系樹脂時可獲得透明性(光學特性)、耐熱性等的平衡優異的光學濾波器,就所述方面而言較佳。
《環狀聚烯烴系樹脂》
作為環狀聚烯烴系樹脂,較佳為由選自由下述式(X0
)所表示的單體及下述式(Y0
)所表示的單體所組成的群組中的至少一種單體所獲得的樹脂、及藉由將該樹脂加以氫化所獲得的樹脂。
[化1]
式(X0
)中,Rx1
~Rx4
分別獨立地表示選自下述(i')~(ix')中的原子或基,kx
、mx
及px
分別獨立地表示0~4的整數。
(i')氫原子
(ii')鹵素原子
(iii')三烷基矽烷基
(iv')具有包含氧原子、硫原子、氮原子或矽原子的連結基的經取代或未經取代的碳數1~30的烴基
(v')經取代或未經取代的碳數1~30的烴基
(vi')極性基(其中,(ii')及(iv')除外)
(vii')Rx1
與Rx2
或Rx3
與Rx4
相互鍵結而形成的亞烷基(其中,不參與所述鍵結的Rx1
~Rx4
分別獨立地表示選自所述(i')~(vi')中的原子或基)
(viii')Rx1
與Rx2
或Rx3
與Rx4
相互鍵結而形成的單環或多環的烴環或雜環(其中,不參與所述鍵結的Rx1
~Rx4
分別獨立地表示選自所述(i')~(vi')中的原子或基)
(ix')Rx2
與Rx3
相互鍵結而形成的單環的烴環或雜環(其中,不參與所述鍵結的Rx1
與Rx4
分別獨立地表示選自所述(i')~(vi')中的原子或基)
[化2]
式(Y0
)中,Ry1
及Ry2
分別獨立地表示選自所述(i')~(vi')中的原子或基,或者表示Ry1
與Ry2
相互鍵結所形成的單環或多環的脂環式烴、芳香族烴或雜環,ky
及py
分別獨立地表示0~4的整數。
《芳香族聚醚系樹脂》
芳香族聚醚系樹脂較佳為具有選自由下述式(1)所表示的結構單元及下述式(2)所表示的結構單元所組成的群組中的至少一種結構單元。
[化4]
式(2)中,R1
~R4
及a~d分別獨立地與所述式(1)中的R1
~R4
及a~d為相同含義,Y表示單鍵、-SO2
-或-CO-,R7
及R8
分別獨立地表示鹵素原子、碳數1~12的一價有機基或硝基,g及h分別獨立地表示0~4的整數,m表示0或1。其中,當m為0時,R7
不為氰基。
另外,所述芳香族聚醚系樹脂較佳為進而具有選自由下述式(3)所表示的結構單元及下述式(4)所表示的結構單元所組成的群組中的至少一種結構單元。
[化5]
式(3)中,R5
及R6
分別獨立地表示碳數1~12的一價有機基,Z表示單鍵、-O-、-S-、-SO2
-、-CO-、-CONH-、-COO-或碳數1~12的二價有機基,e及f分別獨立地表示0~4的整數,n表示0或1。
[化6]
式(4)中,R7
、R8
、Y、m、g及h分別獨立地與所述式(2)中的R7
、R8
、Y、m、g及h為相同含義,R5
、R6
、Z、n、e及f分別獨立地與所述式(3)中的R5
、R6
、Z、n、e及f為相同含義。
《聚醯亞胺系樹脂》
作為聚醯亞胺系樹脂,並無特別限制,只要是於重複單元中包含醯亞胺鍵的高分子化合物即可,例如可藉由日本專利特開2006-199945號公報或日本專利特開2008-163107號公報中所記載的方法來合成。
《芴聚碳酸酯系樹脂》
作為芴聚碳酸酯系樹脂,並無特別限制,只要是包含芴部位的聚碳酸酯樹脂即可,例如可藉由日本專利特開2008-163194號公報中所記載的方法來合成。
《芴聚酯系樹脂》
作為芴聚酯系樹脂,並無特別限制,只要是包含芴部位的聚酯樹脂即可,例如可藉由日本專利特開2010-285505號公報或日本專利特開2011-197450號公報中所記載的方法來合成。
《氟化芳香族聚合物系樹脂》
作為氟化芳香族聚合物系樹脂,並無特別限制,但較佳為含有具有至少一個氟原子的芳香族環及包含選自由醚鍵、酮鍵、碸鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵及酯鍵所組成的群組中的至少一個鍵的重複單元的聚合物,例如可藉由日本專利特開2008-181121號公報中所記載的方法來合成。
《丙烯酸系紫外線硬化型樹脂》
作為丙烯酸系紫外線硬化型樹脂,並無特別限制,可列舉:自含有分子內具有一個以上的丙烯酸基或甲基丙烯酸基的化合物、及藉由紫外線而分解並產生活性自由基的化合物的樹脂組成物所合成者。於使用於玻璃支撐體上或成為基底的樹脂製支撐體上積層包含化合物(S)及硬化性樹脂的樹脂層(光吸收層)而成的基材、或於含有化合物(S)的樹脂製基板(ii)上積層包含硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層而成的基材作為所述基材(i)的情況下,丙烯酸系紫外線硬化型樹脂可特佳地用作該硬化性樹脂。
《藉由溶膠凝膠法形成的將二氧化矽作為主成分的樹脂》
作為藉由溶膠凝膠法而得的將二氧化矽作為主成分的樹脂,可將藉由如下的溶膠凝膠反應而獲得的化合物用作樹脂:所述溶膠凝膠反應是利用選自四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、二甲氧基二乙氧基矽烷、甲氧基三乙氧基矽烷等四烷氧基矽烷;苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷等苯基烷氧基矽烷等中的一種以上的矽烷類的水解來進行。
《市售品》
作為所述樹脂的市售品,可列舉以下的市售品等。作為環狀聚烯烴系樹脂的市售品,可列舉:日本合成橡膠(JSR)(股)製造的阿通(Arton)、日本瑞翁(Zeon)(股)製造的瑞翁諾阿(Zeonor)、三井化學(股)製造的阿派爾(APEL)、寶理塑膠(Polyplastics)(股)製造的托帕斯(TOPAS)等。作為聚醚碸系樹脂的市售品,可列舉住友化學(股)製造的斯密卡愛克塞爾(Sumikaexcel)PES等。作為聚醯亞胺系樹脂的市售品,可列舉三菱瓦斯化學(股)製造的尼歐普利姆(Neopulim)L等。作為聚碳酸酯系樹脂的市售品,可列舉帝人(股)製造的普艾斯(PURE-ACE)等。作為芴聚碳酸酯系樹脂的市售品,可列舉三菱瓦斯化學(股)製造的優比澤塔(Iupizeta)EP-5000等。作為芴聚酯系樹脂的市售品,可列舉大阪燃氣化學(Osaka Gas Chemicals)(股)製造的OKP4HT等。作為丙烯酸系樹脂的市售品,可列舉日本觸媒(股)製造的阿庫利維阿(Acryviewa)等。作為矽倍半氧烷系紫外線硬化型樹脂的市售品,可列舉東亞合成(股)製造的光硬化型SQ系列等。
<其他成分>
於無損本發明的效果的範圍內,所述光吸收層可進而含有抗氧化劑、近紫外線吸收劑及螢光消光劑等添加劑。該些其他成分可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
作為所述近紫外線吸收劑,例如可列舉:甲亞胺系化合物、吲哚系化合物、苯並三唑系化合物、三嗪系化合物等。
作為所述抗氧化劑,例如可列舉:2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚、2,2'-二氧基-3,3'-二-第三丁基-5,5'-二甲基二苯基甲烷、四[亞甲基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷、及三(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯等。
再者,該些添加劑可於製造所述樹脂時與樹脂等一同混合,亦可於合成樹脂時添加。另外,添加量對應於所期望的特性而適宜選擇,但相對於所述樹脂100質量份,通常為0.01質量份~5.0質量份,較佳為0.05質量份~2.0質量份。
<支撐體>
《樹脂製支撐體》
所述樹脂基板或樹脂製支撐體中使用的樹脂可使用與所述樹脂層相同者。
《玻璃支撐體》
作為所述玻璃支撐體,並無特別限定,例如可列舉:硼矽酸鹽系玻璃、矽酸鹽系玻璃、鈉鈣玻璃、及近紅外線吸收玻璃等。就可提高近紅外截止特性的方面與可降低入射角依存性的方面而言,較佳為所述近紅外線吸收玻璃,作為其具體例,可列舉含有銅成分的氟磷酸鹽系玻璃及磷酸鹽系玻璃等。
<基材(i)的製造方法>
於所述基材(i)為包含所述樹脂製基板(ii)的基材的情況下,該樹脂製基板(ii)例如可藉由熔融成形或澆鑄成形來形成,進而,視需要可於成形後塗佈抗反射劑、硬塗劑及/或抗靜電劑等塗佈劑,藉此製造積層有外塗層的基材。
於所述基材(i)為於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體上積層包含含有化合物(S)的硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層(光吸收層)而成的基材的情況下,例如於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體上對包含化合物(S)的樹脂溶液進行熔融成形或澆鑄成形,較佳為利用旋塗、狹縫塗佈、噴墨等方法進行塗敷後將溶媒乾燥去除,視需要進而進行光照射或加熱,藉此可製造於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體上形成有樹脂層的基材。
《熔融成形》
作為所述熔融成形,具體而言,可列舉:對將樹脂與化合物(S)等熔融混練所獲得的顆粒進行熔融成形的方法;對含有樹脂與化合物(S)的樹脂組成物進行熔融成形的方法;或對自包含化合物(S)、樹脂及溶劑的樹脂組成物中去除溶劑所獲得的顆粒進行熔融成形的方法等。作為熔融成形方法,可列舉:射出成形、熔融擠出成形或吹塑成形等。
《澆鑄成形》
作為所述澆鑄成形,亦可藉由如下的方法等來製造:將包含化合物(S)、樹脂及溶劑的樹脂組成物澆鑄於適當的支撐體上並去除溶劑的方法;或將包含化合物(S)與光硬化性樹脂及/或熱硬化性樹脂的硬化性組成物澆鑄於適當的支撐體上並去除溶媒後,藉由紫外線照射或加熱等適當的方法來使其硬化的方法。
於所述基材(i)為包含含有化合物(S)的樹脂製基板(ii)的基材的情況下,該基材(i)可藉由在澆鑄成形後,自支撐體剝離塗膜而獲得,另外,於所述基材(i)為於玻璃支撐體或成為基底的樹脂製支撐體等支撐體等上積層包含含有化合物(S)的硬化性樹脂等的外塗層等樹脂層而成的基材的情況下,該基材(i)可藉由在澆鑄成形後,不剝離塗膜而獲得。
作為所述支撐體,例如可列舉:近紅外吸收玻璃板(例如,松浪硝子工業公司製造的「BS-11」或AGC技術玻璃(AGC Techno Glass)公司製造的「NF-50T」等般的含有銅成分的磷酸鹽系玻璃板)、透明玻璃板(例如,日本電氣硝子公司製造的「OA-10G」或旭硝子公司製造的「AN100」等般的無鹼玻璃板)、鋼帶、鋼桶及樹脂(例如,聚酯膜、環狀烯烴系樹脂膜)製支撐體。
進而,亦可藉由如下方法等而於光學零件上形成樹脂層:將所述樹脂組成物塗佈於玻璃板、石英或透明塑膠製等的光學零件上使溶劑乾燥的方法,或塗佈所述硬化性組成物並使其硬化及乾燥的方法。
藉由所述方法所獲得的樹脂層(樹脂製基板(ii))中的殘留溶劑量較佳為儘可能少。具體而言,相對於樹脂層(樹脂製基板(ii))的重量,所述殘留溶劑量較佳為3質量%以下,更佳為1質量%以下,進而佳為0.5質量%以下。若殘留溶劑量處於所述範圍,則可獲得難以變形或特性難以變化、且可容易地發揮所期望的功能的樹脂層(樹脂製基板(ii))。
<光散射層>
所述光散射層形成於所述基材(i)的至少一面上,是藉由使入射的光散射或擴散而提高可見光線的光量並使其透過的層。作為此種光散射層,例如可列舉:含有對光進行散射的微粒子等光散射劑的樹脂層、表面具有凹凸形狀的樹脂層、及含有光擴散劑且表面具有凹凸形狀的樹脂層等。
作為構成所述光散射層的樹脂,例如可列舉:(甲基)丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚酯樹脂、及(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯樹脂等。該些中,較佳為(甲基)丙烯酸樹脂。所述樹脂可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合而使用。
作為所述光散射劑,例如可列舉:丙烯酸系交聯珠粒、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物系交聯珠粒、苯乙烯系交聯珠粒、矽酮系珠粒等有機系微粒子、或二氧化矽、氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋯等無機系微粒子,較佳為無機系微粒子。所述光散射劑可單獨使用一種,亦可將兩種以上組合而使用。
所述光散射層的表面粗糙度Ra較佳為0.1 μm~4.5 μm,更佳為0.5 μm~3.0 μm,進而佳為1.0 μm~2.0 μm。藉由所述表面粗糙度Ra為所述範圍內,可使入射的光最佳地擴散,並以高的光量導入,並且可使根據光線的入射角而不同的近紅外線截止性能最佳化。
所述光散射層的厚度較佳為1 μm~100 μm,更佳為1 μm~50 μm,進而佳為1 μm~30 μm。
光散射層的總光線透過率(JIS K 7361-1)較佳為90%以上,更佳為93%以上,進而佳為95%以上。藉由光散射層的總光線透過率為所述範圍,本發明的光學濾波器的於940 nm的OD值及波長430 nm~580 nm的透過率的平均值(TA
)的設計變得容易。
光散射層的霧度(JIS K 7136)較佳為86%以上,更佳為91%以上。藉由光散射層的霧度為所述範圍,可降低由於光通過光散射層而產生的大的入射角的光的成分而表現出高的近紅外線截止性能,且可達成均勻的光的導入。
光散射層可以自己單獨形成,例如可形成於包含(甲基)丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚酯樹脂、及(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯樹脂或玻璃等的透明基材上。
光散射層例如可利用日本專利特開2009-223135號公報中記載的方法形成。另外,作為光散射層,例如可使用木本(KIMOTO)公司製造的「萊特阿普(Lightup)NSH」、「萊特阿普(Lightup)SDW」、「萊特阿普(Lightup)SXE」、「萊特阿普(Lightup)MXE」、智積電(Tsujiden)公司製造的「D120P」、「D121UPZ」、「D121UP」、「D171」等市售的光散射膜。
<密接層>
所述光散射層較佳為經由折射率較佳為1.2以上且1.8以下、更佳為1.3以上且1.7以下、進而佳為1.4以上且1.6以下的透明密接層而密接於所述基材(i)。藉由如此所述光散射層經由折射率為所述範圍的透明密接層而密接於所述基材(i),可減小由界面反射引起的光量損失,因此可獲得透過高光量的可見光線的光學濾波器。再者,所謂本發明的密接是指光散射層與基材不經由空氣層而藉由材料進行一體化的狀態。
作為所述密接層,其種類並無特別限制,例如可列舉:橡膠系黏著劑、(甲基)丙烯酸系黏著劑、矽酮系黏著劑、胺基甲酸酯系黏著劑等。其中,就透明性優異的觀點而言,較佳為(甲基)丙烯酸系黏著劑。再者,所謂(甲基)丙烯酸系黏著劑是指丙烯酸系黏著劑及/或甲基丙烯酸系黏著劑(甲基丙烯酸系黏著劑)。
於所述(甲基)丙烯酸系黏著劑中包含所述(甲基)丙烯酸系聚合物作為基底聚合物,但亦可包含黏著賦予劑或橡膠成分等其他成分。
作為所述黏著賦予劑,只要適宜選擇使用貼附劑或貼附製劑的領域中公知者即可。例如可列舉:石油系樹脂(例如,芳香族系石油樹脂、脂肪族系石油樹脂、C9餾分樹脂等)、萜烯系樹脂(例如,α蒎烯樹脂、β蒎烯樹脂、萜烯酚共聚物、氫化萜烯酚樹脂、芳香族改質氫化萜烯樹脂、松脂酸酯系樹脂)、松香系樹脂(例如,部分氫化膠松香樹脂、赤藻糖醇改質木材松香樹脂、松油松香樹脂、木松香樹脂)、香豆酮-茚樹脂(例如,香豆酮-茚-苯乙烯共聚物)、苯乙烯系樹脂(例如,聚苯乙烯、苯乙烯與α-甲基苯乙烯的共聚物等)等。
<介電質多層膜>
本發明的光學濾波器較佳為包含於所述基材(i)的至少一面上具有介電質多層膜的積層體(以下,亦將形成光散射層之前的該積層體稱為「光學濾波器用積層體」)。所謂本發明中的介電質多層膜是具有反射近紅外線的能力的膜或具有可見區域中的抗反射效果的膜,藉由具有介電質多層膜,可達成更優異的可見光透過率與近紅外線截止特性。
於波長940 nm,自所述光學濾波器用積層體的垂直方向進行測定時的OD值較佳為3以上,更佳為4以上,進而佳為5以上且8以下。藉由所述OD值為所述範圍,可防止由認證生物體特徵的系統中所使用的雷射引起的光感測器的誤運作。
另外,於波長850 nm~1050 nm的區域中,自該光學濾波器用積層體的垂直方向進行測定時的平均OD值較佳為2以上,更佳為3以上,進而佳為4以上且8以下。若所述平均OD值為所述範圍,則可充分地截止近紅外線。
於本發明中,介電質多層膜可設置於所述基材的單面上,亦可設置於兩面上。於設置於單面上的情況下,製造成本或製造容易性優異,於設置於兩面上的情況下,可獲得具有高強度、且難以產生翹曲或扭曲的光學濾波器。於將光學濾波器應用於固體攝像元件用途的情況下,較佳為光學濾波器的翹曲或扭曲小,因此較佳為將介電質多層膜設置於樹脂製基板的兩面上。
再者,於所述介電質多層膜與所述光散射層形成於所述基材(i)的相同面側的情況下,所述光散射層較佳為形成於所述介電質多層膜上。
所述介電質多層膜理想的是遍及較佳為波長700 nm~1100 nm、更佳為波長700 nm~1150 nm、進而佳為700 nm~1200 nm的整個範圍具有反射特性。
作為介電質多層膜,可列舉使高折射率材料層與低折射率材料層交替地積層而成者。作為構成高折射率材料層的材料,可使用折射率為1.7以上的材料,且選擇折射率通常為1.7~2.5的材料。作為此種材料,例如可列舉將氧化鈦、氧化鋯、五氧化鉭、五氧化鈮、氧化鑭、氧化釔、氧化鋅、硫化鋅或氧化銦等作為主成分,且含有少量(例如,相對於主成分為0質量%~10質量%)的氧化鈦、氧化錫及/或氧化鈰等者。
作為構成低折射率材料層的材料,可使用折射率為1.6以下的材料,且選擇折射率通常為1.2~1.6的材料。作為此種材料,例如可列舉:二氧化矽、氧化鋁、氟化鑭、氟化鎂及六氟化鋁鈉。
關於將高折射率材料層與低折射率材料層積層的方法,只要形成積層有該些材料層的介電質多層膜,則並無特別限制。例如可藉由化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,CVD)法、濺鍍法、真空蒸鍍法、離子輔助蒸鍍法或離子鍍法等,於基材(i)上直接形成使高折射率材料層與低折射率材料層交替地積層而成的介電質多層膜。
若將欲阻斷的近紅外線波長設為λ(nm),則高折射率材料層及低折射率材料層的各層的厚度通常較佳為0.1 λ~0.5 λ的厚度。作為λ(nm)的值,例如為700 nm~1400 nm,較佳為750 nm~1300 nm。若厚度為該範圍,則折射率(n)與膜厚(d)的積(n×d)變成與藉由λ/4所算出的光學膜厚、以及高折射率材料層及低折射率材料層的各層的厚度大致相同的值,根據反射、折射的光學特性的關係,存在可容易地控制特定波長的阻斷、透過的傾向。
作為光學濾波器整體,介電質多層膜中的高折射率材料層與低折射率材料層的合計的積層數較佳為16層~70層,更佳為20層~60層。若各層的厚度、作為光學濾波器整體而言的介電質多層膜的厚度或合計的積層數處於所述範圍,則可確保充分的製造邊際,而且可減少光學濾波器的翹曲或介電質多層膜的裂紋。
於本發明中,結合化合物(S)或化合物(A)的吸收特性來適當地選擇構成高折射率材料層及低折射率材料層的材料種類、高折射率材料層及低折射率材料層的各層的厚度、積層的順序、積層數,藉此可於可見區域中確保充分的透過率,而且於近紅外波長區域中具有充分的光線截止特性,且可降低近紅外線自傾斜方向入射時的反射率。
此處,為了使所述條件最佳化,例如只要使用光學薄膜設計軟體(例如,核心麥克勞德(Essential Macleod),薄膜中心(Thin Film Center)公司製造),以可兼顧可見區域的抗反射效果與近紅外區域的光線截止效果的方式設定參數即可。於所述軟體的情況下,例如可列舉:於第一光學層的設計時,將波長400 nm~700 nm的目標透過率設為100%,並將目標公差(Target Tolerance)的值設為1後,將波長705 nm~950 nm的目標透過率設為0%,將目標公差的值設為0.5等的參數設定方法。該些參數亦可結合基材(i)的各種特性等而更細地劃分波長範圍來改變目標公差的值。
所述光學濾波器用積層體於波長430 nm~580 nm的區域中,自該光學濾波器用積層體的垂直方向進行測定時的透過率的平均值(以下亦稱為「TA
'」)較佳為40%以上且80%以下,更佳為40%以上且70%以下,進而佳為40%以上且60%以下。若透過率的平均值(TA
')過高,則存在如下情況:入射至具有本發明的光學濾波器的光感測器的光接收部的光的強度變得過強,光感測器產生飽和因此無法正常地發揮功能。另外,若透過率的平均值(TA
')過低,則存在如下情況:入射至具有本發明的光學濾波器的光感測器的光接收部的光的強度變弱,通過濾波器的光的強度未得到充分確保而無法較佳地用於所述用途。
所述光學濾波器用積層體的霧度(JIS K 7136)較佳為0.2%以上且1%以下,更佳為0.5%以上且1%以下。若所述霧度為所述範圍,則可於不會降低光學濾波器用積層體的製造時的良率的情況下進行製造。
<其他功能膜>
出於提昇基材(i)或介電質多層膜的表面硬度、提昇耐化學品性、抗靜電及消除損傷等的目的,本發明的光學濾波器可於無損本發明的效果的範圍內,在基材(i)與介電質多層膜之間、基材(i)的與設置有介電質多層膜的面為相反側的面、或介電質多層膜的與設置有基材(i)的面為相反側的面上適宜設置抗反射膜、硬塗膜或抗靜電膜等功能膜。
本發明的光學濾波器可含有一層包含所述功能膜的層,亦可含有兩層以上。於本發明的光學濾波器含有兩層以上的包含所述功能膜的層的情況下,可含有兩層以上的相同的層,亦可含有兩層以上的不同的層。
作為積層功能膜的方法,並無特別限制,可列舉:與所述同樣地,於基材(i)或介電質多層膜上對抗反射劑、硬塗劑及/或抗靜電劑等塗佈劑等進行熔融成形或澆鑄成形的方法等。
另外,亦可藉由利用棒塗機等將包含所述塗佈劑等的硬化性組成物塗佈於基材(i)或介電質多層膜上後,利用紫外線照射等進行硬化來製造。
作為所述塗佈劑,可列舉紫外線(Ultraviolet,UV)/電子束(Electron Beam,EB)硬化型樹脂或熱硬化型樹脂等,具體而言,可列舉:乙烯基化合物類或胺基甲酸酯系、胺基甲酸酯丙烯酸酯系、丙烯酸酯系、環氧系及環氧丙烯酸酯系樹脂等。作為包含該些塗佈劑的所述硬化性組成物,可列舉:乙烯基系、胺基甲酸酯系、胺基甲酸酯丙烯酸酯系、丙烯酸酯系、環氧系及環氧丙烯酸酯系硬化性組成物等。
另外,所述硬化性組成物亦可包含聚合起始劑。作為所述聚合起始劑,可使用公知的光聚合起始劑或熱聚合起始劑,亦可併用光聚合起始劑與熱聚合起始劑。聚合起始劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
所述硬化性組成物中,於將硬化性組成物的總量設為100質量%的情況下,聚合起始劑的調配比例較佳為0.1質量%~10質量%,更佳為0.5質量%~10質量%,進而佳為1質量%~5質量%。若聚合起始劑的調配比例處於所述範圍,則硬化性組成物的硬化特性及處理性優異,可獲得具有所期望的硬度的抗反射膜、硬塗膜或抗靜電膜等功能膜。
進而,亦可向所述硬化性組成物中加入作為溶劑的有機溶劑,作為有機溶劑,可使用公知的有機溶劑。作為有機溶劑的具體例,可列舉:甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、辛醇等醇類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯等酯類;乙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚等醚類;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺類。該些溶劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
所述功能膜的厚度較佳為0.1 μm~30 μm,進而佳為0.5 μm~20 μm,特佳為0.7 μm~5 μm。
另外,出於提昇基材(i)與功能膜及/或介電質多層膜的密接性、或功能膜與介電質多層膜的密接性的目的,亦可對基材(i)、功能膜或介電質多層膜的表面進行電暈處理或電漿處理等表面處理。
[光學濾波器的用途]
本發明的光學濾波器將光均勻地導入至環境光感測器,並且具有優異的可見透過率與近紅外線截止能力。另外,若使用本發明的光學濾波器,則於搭載有認證生物體特徵的系統與環境光感測器這兩者的機器中,可提高環境光感測器的檢測精度。因此,本發明的光學濾波器可有效用作照度感測器或顏色校正用感測器等各種環境光感測器用途。特別是可有效用作搭載於數位靜態照相機、智慧型手機、平板終端機、行動電話、可穿戴裝置、汽車、電視機、遊戲機等中的環境光感測器用途。進而,亦可有效用作安裝於汽車或建築物等的窗用玻璃板等上的熱線截止濾波器等。
[環境光感測器]
可將所述本發明的光學濾波器與光電轉換元件組合而用作環境光感測器。此處,所謂環境光感測器是指照度感測器或顏色校正用感測器等可感知周圍的明亮度或色調(於傍晚的時間段中紅色強等)的感測器,例如可根據環境光感測器所感知的資訊控制搭載於機器上的顯示器的照度或色澤。
圖1表示檢測周圍的明亮度的環境光感測器200a的一例。環境光感測器200a包括光學濾波器100及光電轉換元件202。若光入射至光接收部,則光電轉換元件202藉由光伏打效應(photovoltaic effect)而產生電流或電壓。光學濾波器100設置於光電轉換元件202的光接收面側。藉由光學濾波器100,入射至光電轉換元件202的光接收面的光成為可見光範圍的光,近紅外線範圍(800 nm~2500 nm)的光被阻斷。環境光感測器200a感應可見光而輸出訊號。
再者,於環境光感測器200a中,於光學濾波器100與光電轉換元件202之間亦可介隔存在其他透光性的層。例如,於光學濾波器100與光電轉換元件202之間亦可設置具有透光性的樹脂層作為密封材。
光電轉換元件202具有第1電極206、光電轉換層208、第2電極210。另外,於光接收面側設有鈍化膜216。光電轉換層208是由表現出光電效應的半導體形成。例如,光電轉換層208是使用矽半導體而形成。光電轉換層208為二極體型的元件,並藉由內置電場而表現出光伏打。再者,光電轉換元件202並不限定於二極體型的元件,可為光導電型的元件(亦稱為光敏電阻、光依存性電阻、光導電體、光電池)、或光電晶體型的元件。
光電轉換層208除使用矽半導體以外,亦可使用鍺半導體、矽鍺半導體。另外,作為光電轉換層208,亦可使用GaP、GaAsP、CdS、CdTe、CuInSe2
等化合物半導體材料。由半導體材料形成的光電轉換元件202對自可見光線範圍至近紅外線範圍的光具有感度。例如,於光電轉換層208由矽半導體形成的情況下,矽半導體的帶隙能量為1.12 eV,因此原理上可吸收作為近紅外光的波長700 nm~1100 nm的光。但是,藉由包括光學濾波器100,環境光感測器200a不會感應近紅外光,對可見光區域的光具有感度。再者,光電轉換元件202較佳為以選擇性地照射有透過光學濾波器100的光的方式由遮光性的框體204包圍。環境光感測器200a藉由包括光學濾波器100而可阻斷近紅外光並對周圍光進行檢測。藉此,環境光感測器200a可消除感應近紅外光而進行誤運作等不良情況。
圖2是表示除檢測周圍的明亮度以外亦檢測色調的環境光感測器200b的一例。環境光感測器200b包含光學濾波器100、光電轉換元件202a~光電轉換元件202c、彩色濾波器212a~彩色濾波器212c而構成。於光電轉換元件202a的光接收面上設置有使紅色光範圍的光透過的彩色濾波器212a,於光電轉換元件202b的光接收面上設置有使綠色光範圍的光透過的彩色濾波器212b,於光電轉換元件202c的光接收面上設置有使藍色光範圍的光透過的彩色濾波器212c。光電轉換元件202a~光電轉換元件202c除藉由元件分離絕緣層214而絕緣以外,包括與圖1所示者相同的構成。藉由該構成,光電轉換元件202a~光電轉換元件202c可獨立地檢測照度。再者,於彩色濾波器212a~彩色濾波器212c與光電轉換元件202a~光電轉換元件202c之間亦可設置鈍化膜216。
光電轉換元件202a~光電轉換元件202c遍及可見光線波長區域至近紅外線波長區域的廣範圍而具有感度。因此,除光學濾波器100以外,與光電轉換元件202a~光電轉換元件202c對應地設置彩色濾波器212a~彩色濾波器212c,藉此環境光感測器200b可阻斷近紅外光並防止感測器的誤運作,並且可檢測與各顏色對應的光。環境光感測器200b藉由包括阻斷近紅外區域的光的光學濾波器100與彩色濾波器212a~彩色濾波器212c,不僅可將周圍光分光為多個波長範圍的光來加以檢測,而且亦可應用於先前的彩色感測器中受到近紅外線的影響而無法準確地進行檢測的暗環境下。
圖3表示包括照度感測器光接收元件112a及光學濾波器100的環境光感測器200c的剖面結構的一例。環境光感測器200c藉由照度感測器光接收元件112a檢測外部光的強度,從而作為照度感測器發揮功能。於照度感測器光接收元件112a的上表面設置有光學濾波器100。藉由光學濾波器100,入射至照度感測器光接收元件112a的光接收面的光中近紅外線波長區域的光被阻斷,可檢測與照度感測器光接收元件的視感度特性對應的外部光強度。藉由使用包含含有光吸收層的基材102、介電質多層膜104、光散射層106的光學濾波器100,將高光量的可見光線導入環境光感測器,與照度感測器的視感度特性相適應且由入射角度引起的變化小的可見光線區域的光入射至照度感測器光接收元件,因此可獲得誤運作少的照度感測器。
於將本發明的光學濾波器用於環境光感測器的情況下,如圖3所示,較佳為將光散射層106設為上側(光入射的一側),特佳為設為光學濾波器的最上層。
[實施例]
以下,根據實施例對本發明進行說明,但本發明並不受該實施例任何限定。再者,只要無特別說明,則「份」及「%」是指「質量份」及「質量%」。另外,各物性值的測定方法及物性的評價方法如以下般,於使用光學濾波器的測定及評價中,原則上使光散射層成為上側(例如,光的入射面)。
<分子量>
樹脂的分子量是考慮各樹脂對於溶劑的溶解性等,藉由下述(a)或(b)的方法來進行測定。
(a)使用沃特斯(WATERS)公司製造的凝膠滲透層析(GPC)裝置(150C型,管柱:東曹(Tosoh)公司製造的H型管柱,展開溶劑:鄰二氯苯),測定標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)。
(b)使用東曹公司製造的GPC裝置(HLC-8220型,管柱:TSKgel α-M,展開溶劑:四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)),測定標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)。
<玻璃轉移溫度(Tg)>
使用SII奈米科技(SII Nano Technologies)股份有限公司製造的示差掃描熱量計(DSC6200),於氮氣氣流下,以昇溫速度:每分鐘20℃進行測定。
<分光透過率>
各種透過率及波長等是使用日本分光股份有限公司製造的分光光度計(V-7200)來測定。
<霧度>
霧度是使用東洋精機製作所股份有限公司製造的霧度測試儀II的ISO測定法(JIS K 7136)來測定。
<照度感測器感度特性>
對光學濾波器的光學特性(透過光學濾波器的光的光學特性)與照度感測器及人的視感度特性進行比較,於製成與圖3相同或類似的構成的照度感測器時進行照度感測器感度特性的評價。評價是基於下述基準來進行。
◎:於照射940 nm的雷射光(照度:10 mW/mm2
)的環境下,可使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
○:於照射940 nm的LED光(照度:10 mW/cm2
)的環境下,可使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
△:於未照射940 nm的光的環境下,可使朝向照度感測器的入射光成為接近人的視感度特性的光,可獲得高感測器感度特性。
×:朝向照度感測器的入射光與人的視感度特性的差異大,與人的視感度特性產生誤差,僅獲得低感測器感度特性。
<光散射性能;照度減半角度(半值角)的測定>
光散射性能是使用村上色彩技術研究所公司製造的自動變角光度計GP-200來測定。如圖4所示,作為自動變角光度計10的主要構成,於垂直於光學濾波器7的位置配置光源1、聚光透鏡2、針孔3、準直透鏡4及光束光圈5。此處,將連結光源1與光學濾波器7的直線上且與光源1為相反側的位置設為0°,將自光學濾波器7的位置起垂直於連結光源1與光學濾波器7的直線的位置設為90°。然後,將源自光源1的出射光經由聚光透鏡2、針孔3、準直透鏡4及光束光圈5而轉換為有效直徑Φ20 mm的平行光,對於將該平行光入射至該光學濾波器7並向該光源1的相反側出射的光的照度,於下述條件下在0°~90°的位置使光接收器8移動,以1°為單位測定照度的比。將與0°的位置處的照度相比而照度減半的角度設為半值角。
(測定條件)
光源:鹵素光源(12 V、50 W)
照度測定位置:距光學濾波器的與光源為相反側的表面(0°的位置)270 mm的位置
<表面粗糙度Ra的測定>
表面的算術平均粗糙度(Ra)是使用奧林巴斯(Olympus)公司製造的雷射顯微鏡(LEXT OLS4000)與20倍的物鏡來測定。
<透明黏著劑的折射率的測定>
使用愛拓(Atago)股份有限公司製造的多波長阿貝折射計DR-M2(測定光源鈉燈:589.3 nm)並於25℃的條件下測定。
[合成例]
下述實施例及比較例中使用的化合物(A)藉由一般為人所知的方法來合成。作為一般的合成方法,例如可列舉日本專利第4740631號公報等中所記載的方法。
<樹脂合成例1>
將下述式(2)所表示的8-甲基-8-甲氧基羰基四環[4.4.0.12,5
.17,10
]十二-3-烯(以下亦稱為「DNM」)100份、1-己烯(分子量調節劑)18份、甲苯(開環聚合反應用溶媒)300份裝入至經氮氣置換的反應容器中,並將該溶液加熱至80℃。繼而,向反應容器內的溶液中添加作為聚合觸媒的三乙基鋁的甲苯溶液(0.6 mol/L)0.2份、及甲醇改質的六氯化鎢的甲苯溶液(濃度為0.025 mol/L)0.9份,並於80℃下將該溶液加熱攪拌3小時,藉此進行開環聚合反應而獲得開環聚合體溶液。該聚合反應中的聚合轉化率為97%。
[化7]
將以所述方式獲得的開環聚合體溶液1,000份裝入至高壓釜中,向該開環聚合體溶液中添加0.12份的RuHCl(CO)[P(C6
H5
)3
]3
,於氫氣壓為100 kg/cm2
、反應溫度為165℃的條件下加熱攪拌3小時來進行氫化反應。
將所獲得的反應溶液(氫化聚合體溶液)冷卻後,對氫氣進行放壓。將該反應溶液注入至大量的甲醇中分離回收凝固物,並對其進行乾燥,而獲得氫化聚合體(以下亦稱為「樹脂A」)。關於樹脂A的分子量,數量平均分子量(Mn)為32,000,重量平均分子量(Mw)為137,000,玻璃轉移溫度(Tg)為165℃。
[實施例1]
向100質量份的樹脂合成例1中獲得的樹脂A中加入0.050質量份的下述結構的化合物(x)(最大吸收波長:704 nm)、0.056質量份的下述結構的化合物(y)(最大吸收波長:737 nm)、0.7質量份的日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」(最大吸收波長:1095 nm),進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為30%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於室溫下乾燥8小時、並於100℃下乾燥8小時後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃將所剝離的樹脂乾燥8小時,而獲得厚度0.1 mm、一邊為60 mm的基材。
繼而,於所獲得的基材的單面形成介電質多層膜(III),進而於基材的另一面形成介電質多層膜(IV),從而獲得厚度約0.10 mm的光學濾波器用積層體(1')。
介電質多層膜(III)是於蒸鍍溫度100℃下使二氧化矽(SiO2
)層與二氧化鈦(TiO2
)層交替地積層而成(合計層數26層)。介電質多層膜(IV)是於蒸鍍溫度100℃下使二氧化矽(SiO2
)層與二氧化鈦(TiO2
)層交替地積層而成(合計層數26層)。於介電質多層膜(III)及介電質多層膜(IV)的任一者中,二氧化矽層及二氧化鈦層均自基材側起以二氧化鈦層、二氧化矽層、二氧化鈦層、…二氧化矽層、二氧化鈦層、二氧化矽層的順序交替地積層,並將光學濾波器用積層體(1')的最外層設為二氧化矽層。
介電質多層膜(III)及介電質多層膜(IV)的設計是以如下方式來進行。
關於各層的厚度與層數,以可達成可見區域的抗反射效果與近紅外區域的選擇性的透過、反射性能的方式,結合基材折射率的波長依存特性、或所應用的化合物(S)等的吸收特性,使用光學薄膜設計軟體(核心麥克勞德,薄膜中心公司製造)進行最佳化。當進行最佳化時,於本實施例中,將針對軟體的輸入參數(目標(Target)值)設為如下述表1般。
[表1]
表1
| 波長 | 入射角 | 所需值 | 目標公差 | 類型 | |
| (III) | 500-550 | 30 | 100 | 1 | 透過率 |
| 400-410 | 0 | 0 | 1 | 透過率 | |
| 415 | 0 | 50 | 1 | 透過率 | |
| 420-840 | 0 | 100 | 1 | 透過率 | |
| 950-1260 | 0 | 0 | 1 | 透過率 | |
| (IV) | 500-550 | 30 | 100 | 1 | 透過率 |
| 400-410 | 0 | 0 | 1 | 透過率 | |
| 415 | 0 | 50 | 1 | 透過率 | |
| 420-840 | 0 | 100 | 1 | 透過率 | |
| 950-1260 | 0 | 0 | 1 | 透過率 |
所獲得的光學濾波器用積層體(1')的波長430 nm~580 nm中的透過率的平均值(TA
')為57%,850 nm~1050 nm中的平均OD值為5.4,940 nm中的OD值為5.5,霧度為0.6%。
繼而,以如下順序製成光擴散層。藉由棒塗將包含氧化鈦微粒子、熱硬化性丙烯酸樹脂、熱塑性樹脂、硬化劑的光擴散層用塗佈液塗佈於厚度100 μm的透明高分子膜(科斯莫(Cosmoshine)A4100:東洋紡公司製造)的其中一表面上,進行加熱硬化,形成厚度約10 μm的光擴散層,從而製作光擴散膜。
使用友邦(youbon)公司製造的層壓機「拉米曼(LAMIMAN)IKO-360EII」將3M公司的透明黏著劑「3M光學透明膠(Optically Clear Adhesive)8146-1」(折射率:1.474)貼合於所獲得的擴散膜(厚度:0.1 mm、表面粗糙度Ra:1.8 μm)的未形成擴散層的面上。進而,使用所述層壓機將具有包含所述透明黏著劑的密接層的光擴散膜經由該密接層而貼合於所述獲得的光學濾波器用積層體(1')的單面(介電質多層膜(III)側),藉此獲得具有光散射層的光學濾波器(1)(厚度:約0.25 mm)。
所獲得的光學濾波器(1)的波長430 nm~580 nm中的透過率的平均值(TA
)為48%,850 nm~1050 nm中的平均OD值為5.1,940 nm中的OD值為5.3,霧度為95.3%。另外,使用所獲得的光學濾波器(1)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例2]
向100質量份的樹脂合成例1中獲得的樹脂A中加入0.050質量份的所述化合物(x)、0.056質量份的所述化合物(y)、0.4質量份的大昌華嘉(DKSH)公司製造的色素「S2058」(最大吸收波長:980 nm),進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於室溫下乾燥8小時、並於100℃下乾燥8小時後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃將所剝離的樹脂乾燥8小時,而獲得厚度0.1 mm、一邊為60 mm的基材。進而使用所獲得的基材,除此以外與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(2')及具有光散射層的光學濾波器(2)(厚度:約0.25 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的基材、光學濾波器用積層體(2')及光學濾波器(2)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器用積層體(2')及光學濾波器(2)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(2)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例3]
向100質量份的日本合成橡膠(JSR)股份有限公司製造的降冰片烯系樹脂「阿通(Arton)G」中加入0.050質量份的所述化合物(x)、0.056質量份的所述化合物(y)、0.7質量份的日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」,進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下乾燥8小時後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃將所剝離的樹脂乾燥8小時,而獲得厚度0.1 mm、一邊為60 mm的基材。進而使用所獲得的基材,除此以外與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(3')及具有光散射層的光學濾波器(3)(厚度:約0.25 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的基材、光學濾波器用積層體(3')及光學濾波器(3)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器用積層體(3')及光學濾波器(3)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(3)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例4]
向100質量份的住友電木(Sumitomo Bakelite)股份有限公司製造的聚醚碸「FS-1300」中加入0.050質量份的所述化合物(x)、0.056質量份的所述化合物(y)、0.7質量份的日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」,進而加入N-甲基-2-吡咯啶酮進行溶解,從而獲得固體成分為20%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於60℃下乾燥4小時、並於80℃下乾燥4小時後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以120℃將所剝離的樹脂乾燥8小時,而獲得厚度0.1 mm、一邊為60 mm的基材。進而使用所獲得的基材,除此以外與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(4')及具有光散射層的光學濾波器(4)(厚度:約0.25 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的基材、光學濾波器用積層體(4')及光學濾波器(4)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器用積層體(4')及光學濾波器(4)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(4)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例5]
向容器中加入100質量份的樹脂合成例1中獲得的樹脂A、0.5質量份的所述化合物(x)、0.28質量份的所述化合物(y)、3.5質量份的日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」,加入二氯甲烷而製備樹脂濃度為20質量%的溶液。將所獲得的溶液澆鑄至切割成長度60 mm、寬度60 mm的大小的日本電氣硝子(股)製造的透明玻璃基板「OA-10G」(厚度:0.20 mm)上。於20℃下乾燥8小時後,進而於減壓下以100℃乾燥8小時,而獲得具有厚度0.21 mm、長度60 mm、寬度60 mm的樹脂製層與玻璃支撐體的基材。進而使用所獲得的基材,除此以外與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(5')及具有光散射層的光學濾波器(5)(厚度:約0.36 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的基材、光學濾波器用積層體(5')及光學濾波器(5)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器用積層體(5')及光學濾波器(5)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(5)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例6]
向容器中加入100質量份的樹脂合成例1中獲得的樹脂A、3質量份的日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」,加入二氯甲烷而製備樹脂濃度為20質量%的溶液。將所獲得的溶液澆鑄至切割成長度60 mm、寬度60 mm的大小的松浪硝子工業(股)製造的藍板玻璃基板「BS-6」(厚度:0.21 mm)上。此時,以乾燥後的塗膜的厚度成為10 μm的方式調整澆鑄條件。於20℃下乾燥8小時後,進而於減壓下以100℃乾燥8小時,而獲得具有厚度0.22 mm、長度60 mm、寬度60 mm的樹脂製層與玻璃支撐體的基材。進而使用所獲得的基材,除此以外與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(6')及具有光散射層的光學濾波器(6)(厚度:約0.37 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的基材、光學濾波器用積層體(6')及光學濾波器(6)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器用積層體(6')及光學濾波器(6)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(6)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例7]
向100質量份的日本合成橡膠(JSR)股份有限公司製造的降冰片烯系樹脂「阿通(Arton)G」中加入0.05質量份的所述化合物(x)、0.058質量份的所述化合物(y)、1.2質量份的日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」,進而加入二氯甲烷進行溶解,從而獲得固體成分為20質量%的溶液。繼而,將所述溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下乾燥8小時後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃將所剝離的樹脂乾燥8小時,而獲得厚度0.1 mm、一邊為60 mm的基材。使用所獲得的基材,除此以外與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(7')。
繼而,與實施例1同樣地製作光擴散膜,使用友邦(ubon)公司製造的層壓機「拉米曼(LAMIMAN)IKO-360EII」將3M公司的透明黏著劑「3M光學透明膠(Optically Clear Adhesive)8146-1」(折射率:1.474)貼合於所獲得的擴散膜(厚度:0.1 mm、表面粗糙度Ra:1.8 μm)的未形成擴散層的面上。進而,使用友邦(ubon)公司製造的層壓機(拉米曼(LAMIMAN)IKO-360EII)將具有包含所述透明黏著劑的密接層的光擴散膜經由該密接層而貼合於所述獲得的光學濾波器用積層體(7')的單面,藉此獲得具有光散射層的光學濾波器(7)(厚度:約0.25 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的基材、光學濾波器用積層體(7')及光學濾波器(7)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器用積層體(7')及光學濾波器(7)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(7)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例8]
以如下順序製成光擴散層。藉由棒塗將包含硫酸鋇微粒子、熱硬化性丙烯酸樹脂、熱塑性樹脂、硬化劑的光擴散層用塗佈液塗佈於厚度100 μm的透明高分子膜(科斯莫(Cosmoshine)A4100:東洋紡公司製造)的其中一表面上,進行加熱硬化,形成厚度約10 μm的光擴散層,從而製作光擴散膜。
作為光散射層,使用所獲得的光擴散膜(厚度:0.1 mm、表面粗糙度Ra:0.5 μm),除此以外與實施例1同樣地獲得具有光散射層的光學濾波器(8)(厚度:約0.25 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(8)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(8)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(8)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例9]
以如下順序製成光擴散層。藉由棒塗將包含氧化鋯微粒子、熱硬化性丙烯酸樹脂、熱塑性樹脂、硬化劑的光擴散層用塗佈液塗佈於厚度100 μm的透明高分子膜(科斯莫(Cosmoshine)A4100:東洋紡公司製造)的其中一表面上,進行加熱硬化,形成厚度約10 μm的光擴散層,從而製作光擴散膜。
作為光散射層,使用所獲得的光擴散膜(厚度:0.1 mm、表面粗糙度Ra:3.9 μm),除此以外與實施例1同樣地獲得具有光散射層的光學濾波器(9)(厚度:約0.25 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(9)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(9)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(9)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例10]
作為光散射層,使用實施例8中獲得的光擴散膜(厚度:0.1 mm、表面粗糙度Ra:0.5 μm),除此以外與實施例6同樣地獲得具有光散射層的光學濾波器(10)(厚度:約0.35 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(10)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(10)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(10)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[實施例11]
作為光散射層,使用實施例9中獲得的光擴散膜(厚度:0.1 mm、表面粗糙度Ra:3.9 μm),除此以外與實施例6同樣地獲得具有光散射層的光學濾波器(11)(厚度:約0.36 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(11)的分光透過率進行測定,並評價光學特性。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(11)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(11)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[比較例1]
向容器中加入100份的樹脂合成例1中獲得的樹脂A及二氯甲烷,而製備樹脂濃度為20質量%的溶液。將所獲得的溶液澆鑄至平滑的玻璃板上,於20℃下乾燥8小時後,自玻璃板剝離。進而,於減壓下以100℃將所剝離的塗膜乾燥8小時,而獲得厚度0.1 mm、長度60 mm、寬度60 mm的基材。進而使用所獲得的基材,除此以外與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(12')及具有光擴散層的光學濾波器(12)(厚度:約0.25 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的基材、光學濾波器用積層體(12')及光學濾波器(12)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器用積層體(12')及光學濾波器(12)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(12)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[比較例2]
不使用日本卡利特(Carlit)公司製造的光吸收劑「CIR-RL」,除此以外與實施例1同樣地獲得厚度0.1 mm、一邊為60 mm的基材。進而使用所獲得的基材,作為光散射層,使用實施例8中獲得的光擴散膜(厚度:0.1 mm、表面粗糙度Ra:0.5 μm),除此以外與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(13')及具有光散射層的光學濾波器(13)(厚度:約0.24 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的基材、光學濾波器用積層體(13')及光學濾波器(13)的分光透過率進行測定。另外,與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器用積層體(13')及光學濾波器(13)的霧度進行測定。另外,使用所獲得的光學濾波器(13)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[比較例3]
與實施例1同樣地獲得光學濾波器用積層體(1'),不形成光散射層,將其設為光學濾波器(14)(厚度:約0.10 mm)。與實施例1同樣地對所獲得的光學濾波器(14)的分光透過率進行測定,並評價光學特性。另外,使用所獲得的光學濾波器(14)進行光散射性能(半值角)及照度感測器感度特性的評價。將結果示於表2中。
[表2]
| 表2 | ||||||||||||||||
| 基材 | 光學濾波器用積層體 | 光學濾波器 | ||||||||||||||
| 平均OD值(850 nm~1050 nm) | OD值(940 nm) | 平均OD值(850 nm~1050 nm) | 平均透過率TA '(430 nm~580 nm)(%) | 霧度(%) | 光散射層的表面粗糙度Ra(μm) | OD值(940 nm) | 平均OD值(850 nm~1050 nm) | 平均透過率TA (430 nm~580 nm)(%) | 霧度(%) | 半值角(°) | 照度感測器感度特性 | |||||
| 實施例1 | 2.3 | 5.5 | 5.4 | 57 | 0.6 | 1.8 | 5.3 | 5.1 | 48 | 95.3 | 23 | ◎ | ||||
| 實施例2 | 1.1 | 5.4 | 5.2 | 43 | 0.6 | 1.8 | 5.2 | 2.6 | 35 | 95.2 | 23 | ○ | ||||
| 實施例3 | 2.3 | 5.5 | 5.4 | 57 | 0.6 | 1.8 | 5.3 | 5.1 | 48 | 95.2 | 23 | ◎ | ||||
| 實施例4 | 2.4 | 5.5 | 5.4 | 57 | 0.6 | 1.8 | 5.3 | 5.1 | 48 | 95.2 | 23 | ◎ | ||||
| 實施例5 | 2.3 | 5.5 | 5.4 | 57 | 0.6 | 1.8 | 5.3 | 5.1 | 48 | 95.4 | 23 | ◎ | ||||
| 實施例6 | 2.3 | 5.5 | 5.4 | 57 | 0.6 | 1.8 | 5.5 | 4.5 | 53 | 95.3 | 23 | ◎ | ||||
| 實施例7 | 3.6 | 5.2 | 3.6 | 47 | 0.2 | 1.8 | 5.3 | 3.6 | 39 | 95.3 | 23 | ○ | ||||
| 實施例8 | 與實施例1相同 | 0.5 | 5.1 | 5.1 | 30 | 95.7 | 45 | ○ | ||||||||
| 實施例9 | 與實施例1相同 | 3.9 | 5.1 | 5.3 | 54 | 93.6 | 16 | ○ | ||||||||
| 實施例10 | 與實施例6相同 | 0.5 | 5.3 | 4.4 | 33 | 95.6 | 45 | ○ | ||||||||
| 實施例11 | 與實施例6相同 | 3.9 | 5.5 | 4.7 | 59 | 93.7 | 17 | ○ | ||||||||
| 比較例1 | 0.0 | 5.0 | 4.7 | 93 | 0.6 | 1.8 | 2.9 | 2.0 | 77 | 95.3 | 23 | × | ||||
| 比較例2 | 0.0 | 5.0 | 4.7 | 88 | 0.6 | 0.5 | 2.9 | 1.9 | 43 | 95.8 | 45 | × | ||||
| 比較例3 | 2.3 | - | - | - | - | - | 5.5 | 5.4 | 57 | 0.6 | 0 | × | ||||
1:光源
2:聚光透鏡
3:針孔
4:準直透鏡
5:光束光圈
6:光
7:光學濾波器
8:光接收器
10:自動變角光度計
100:光學濾波器
102:基材
104:介電質多層膜
106:光散射層
112:照度感測器光接收元件
112a:照度感測器光接收元件
132:遮光構件
200、200a、200b、200c:環境光感測器
202、202a、202b、202c:光電轉換元件
204:框體
206:第1電極
208:光電轉換層
210:第2電極
212、212a、212b、212c:彩色濾波器
214:元件分離絕緣層
216:鈍化膜
圖1是說明本發明的一實施形態的環境光感測器的構成的圖。
圖2是說明本發明的一實施形態的環境光感測器的構成的圖。
圖3是說明本發明的一實施形態的環境光感測器的構成的圖。
圖4是表示對透過光學濾波器的光的照度減半的角度進行測定的概略的示意圖。
100:光學濾波器
200a:環境光感測器
202:光電轉換元件
204:框體
206:第1電極
208:光電轉換層
210:第2電極
216:鈍化膜
Claims (11)
- 一種光學濾波器,其特徵在於:具有:基材(i)、與形成於所述基材(i)的至少一面上的光散射層,其中, 於波長940 nm中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的光密度值為3以上。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學濾波器,於波長850 nm~1050 nm的區域中,自所述光學濾波器的垂直方向進行測定時的平均光密度值為2以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光學濾波器,於垂直於光學濾波器的位置配置光源、聚光透鏡、針孔、準直透鏡及光束光圈,將在垂直地連結所述光源與所述光學濾波器的直線上且與所述光源為相反側的位置設為0°,將源自所述光源的出射光經由所述聚光透鏡、所述針孔、所述準直透鏡及所述光束光圈而轉換為有效直徑Φ20 mm的平行光,於下述條件下測定將所述平行光入射至所述光學濾波器並向所述光源的相反側出射的光的照度的情況下,0°的位置處的照度減半的角度為15°以上且60°以下, 光源:12 V、50 W的鹵素光源, 光學濾波器厚度:100 μm~400 μm 照度測定位置:距光學濾波器的與光源為相反側的表面(0°的位置)270 mm~290 mm的位置。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的光學濾波器,其中所述光散射層的表面粗糙度Ra為0.1 μm~4.5 μm。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光學濾波器,其中所述光散射層經由密接層而密接於所述基材(i)。
- 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的光學濾波器,其中所述基材(i)包含含有於波長750 nm~1150 nm的區域具有最大吸收波長的化合物S的光吸收層。
- 如申請專利範圍第6項所述的光學濾波器,其中所述化合物S為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物、花青系化合物、二亞銨系化合物、金屬二硫醇鹽系化合物、磷酸銅錯合物系化合物及吡咯並吡咯系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。
- 如申請專利範圍第6項或第7項所述的光學濾波器,其中所述光吸收層進而包含於波長650 nm以上且未滿750 nm的區域具有最大吸收波長的化合物A。
- 如申請專利範圍第8項所述的光學濾波器,其中所述化合物A為選自由方酸內鎓鹽系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、克酮鎓系化合物及花青系化合物所組成的群組中的至少一種化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的光學濾波器,用於環境光感測器。
- 一種環境光感測器,具備如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的光學濾波器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018-154639 | 2018-08-21 | ||
| JP2018154639 | 2018-08-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202032164A true TW202032164A (zh) | 2020-09-01 |
| TWI799634B TWI799634B (zh) | 2023-04-21 |
Family
ID=69592647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108129678A TWI799634B (zh) | 2018-08-21 | 2019-08-20 | 光學濾波器及環境光感測器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7251551B2 (zh) |
| CN (1) | CN112437893A (zh) |
| TW (1) | TWI799634B (zh) |
| WO (1) | WO2020040123A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022205206A1 (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 华为技术有限公司 | 色温传感器及电子设备 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5311033A (en) * | 1993-04-01 | 1994-05-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Layered imaging stack for minimizing interference fringes in an imaging device |
| JP2002350228A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 紫外線センサー |
| JP5352316B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2013-11-27 | 富士フイルム株式会社 | 光散乱フィルム、偏光板、画像表示装置および透過型/半透過型液晶表示装置 |
| JP6317875B2 (ja) * | 2012-09-06 | 2018-04-25 | 日本板硝子株式会社 | 赤外線カットフィルタ、撮像装置および赤外線カットフィルタの製造方法 |
| CN105308626A (zh) * | 2013-01-17 | 2016-02-03 | 西奥尼克斯股份有限公司 | 生物识别成像装置以及其方法 |
| US10996105B2 (en) * | 2015-11-30 | 2021-05-04 | Jsr Corporation | Optical filter having low incident angle dependence of incident light, ambient light sensor, sensor module and electronic device |
| WO2018180116A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 富士フイルム株式会社 | 構造体および光センサ |
| WO2019026675A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | Jsr株式会社 | 光電変換素子および接着剤 |
-
2019
- 2019-08-20 JP JP2020538396A patent/JP7251551B2/ja active Active
- 2019-08-20 CN CN201980047984.XA patent/CN112437893A/zh active Pending
- 2019-08-20 WO PCT/JP2019/032397 patent/WO2020040123A1/ja not_active Ceased
- 2019-08-20 TW TW108129678A patent/TWI799634B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI799634B (zh) | 2023-04-21 |
| JPWO2020040123A1 (ja) | 2021-08-26 |
| JP7251551B2 (ja) | 2023-04-04 |
| CN112437893A (zh) | 2021-03-02 |
| WO2020040123A1 (ja) | 2020-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110873914B (zh) | 光学滤波器及其制造方法、固体摄像装置及相机模块 | |
| TWI851815B (zh) | 光學構件及相機模組 | |
| CN107407754B (zh) | 光学滤波器及使用光学滤波器的装置 | |
| CN112585508B (zh) | 光学滤波器、固体摄像装置及照相机模块 | |
| CN108449956A (zh) | 光学滤波器、环境光传感器及传感器模块 | |
| CN108885287A (zh) | 光学滤波器和使用光学滤波器的装置 | |
| CN112147731A (zh) | 光学滤波器、固体摄像装置、照相机模块、生物体认证装置、光学滤波器用树脂层 | |
| JP2004047456A (ja) | 透明導電材料およびタッチパネル | |
| CN112543881B (zh) | 光学滤波器 | |
| JP2012137651A (ja) | 光学フィルタ | |
| JP7143881B2 (ja) | 光学フィルターおよびその用途 | |
| CN110073247A (zh) | 光学元件、成像元件封装、成像装置和电子设备 | |
| KR20180075592A (ko) | 광학 필름, 편광 필름, 편광 필름의 제조 방법 및 화상 표시 장치 | |
| JP7331635B2 (ja) | 光学フィルターおよびその用途 | |
| TW202032164A (zh) | 光學濾波器及環境光感測器 | |
| JPWO2019026675A1 (ja) | 光電変換素子および接着剤 | |
| KR102743261B1 (ko) | 눈부심 방지 필름, 편광판 및 디스플레이 장치 | |
| KR102853877B1 (ko) | 광학 필름 및 이를 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이 | |
| CN111512194A (zh) | 红外线通过膜用组合物及覆盖构件的制造方法 | |
| CN115236781A (zh) | 基材、光学滤波器、固体摄像装置及照相机模块 | |
| KR102408708B1 (ko) | 반사방지 필름 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 | |
| CN220584520U (zh) | 光学滤波器、摄像装置、照相机模块及光学传感器 | |
| JP2021018285A (ja) | レンズおよび撮像装置 | |
| KR102352657B1 (ko) | 반사방지 필름 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 |