Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7750249B2 - Optical Filters - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7750249B2 - Optical Filters - Google Patents

Optical Filters

Info

Publication number
JP7750249B2
JP7750249B2 JP2022572151A JP2022572151A JP7750249B2 JP 7750249 B2 JP7750249 B2 JP 7750249B2 JP 2022572151 A JP2022572151 A JP 2022572151A JP 2022572151 A JP2022572151 A JP 2022572151A JP 7750249 B2 JP7750249 B2 JP 7750249B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
incident angle
film
optical filter
transmittance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022572151A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2022138252A1 (en
Inventor
崇 長田
和彦 塩野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of JPWO2022138252A1 publication Critical patent/JPWO2022138252A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7750249B2 publication Critical patent/JP7750249B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、光学フィルタに関する。 The present invention relates to an optical filter.

固体撮像素子を用いた撮像装置には、色調を良好に再現し鮮明な画像を得るため、可視域の光(以下「可視光」ともいう)を透過し、近赤外波長領域の光(以下「近赤外光」ともいう)を遮断する光学フィルタが用いられる。 In order to reproduce color tones well and obtain clear images, imaging devices that use solid-state imaging elements use optical filters that transmit light in the visible range (hereinafter also referred to as "visible light") and block light in the near-infrared wavelength range (hereinafter also referred to as "near-infrared light").

このような光学フィルタとしては、例えば、透明基板の片面または両面に、屈折率が異なる誘電体薄膜を交互に積層(誘電体多層膜)し、光の干渉を利用して遮蔽したい光を反射する反射型のフィルタ等、様々な方式が挙げられる。 Such optical filters can be made using various methods, such as reflective filters, which alternately stack thin dielectric films with different refractive indices on one or both sides of a transparent substrate (dielectric multilayer film), and use optical interference to reflect the light that needs to be blocked.

近赤外光を遮断する光学フィルタには、750~1200nmの広い波長領域を遮光することが求められるところ、これを1種類の多層膜で網羅することは技術的に困難である。そこで、異なる近赤外光反射領域を有する複数の誘電体多層膜を組み合わせて用いることが知られている(特許文献1)。 Optical filters that block near-infrared light are required to block a wide wavelength range from 750 to 1200 nm, but it is technically difficult to cover this range with a single type of multilayer film. Therefore, it is known to use a combination of multiple dielectric multilayer films with different near-infrared light reflection ranges (Patent Document 1).

日本国特開2007-183525号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-183525

誘電体多層膜では、多層膜の積層数に応じて各層界面の反射光に起因する干渉により透過率の激しい変化、いわゆるリップルが生じ、光の入射角度が大きいほど強く発生しやすいことが知られている。 In dielectric multilayer films, ripples, or large changes in transmittance, occur due to interference caused by reflected light at the interfaces of each layer depending on the number of layers stacked, and it is known that these ripples are more likely to occur the larger the angle of incidence of light.

上記特許文献1に記載の光学フィルタのように、近赤外光領域を広く遮光するために誘電体多層膜を複合すると、可視光領域においてリップルが打ち消しあわず増幅されるおそれがある。 When a dielectric multilayer film is combined to block a wide range of near-infrared light, as in the optical filter described in Patent Document 1 above, there is a risk that ripples in the visible light range will not cancel each other out and will be amplified.

また、薄膜積層構造体を構成する誘電体多層膜は、光の入射角度が大きいほど光の透過特性が短波長側にシフトする、いわゆる入射角依存性がある。よって多層膜の透過率が急激に変化する、可視光領域との境界付近の近赤外光領域では、高入射角条件において反射特性が低下するおそれがある。 In addition, the dielectric multilayer films that make up the thin film stack structure exhibit incident angle dependency, meaning that the light transmission characteristics shift toward shorter wavelengths as the incident angle of light increases. Therefore, in the near-infrared light region near the border with the visible light region, where the transmittance of the multilayer film changes rapidly, there is a risk that the reflection characteristics will deteriorate under high incident angle conditions.

本発明は、可視光の高い透過性と近赤外光の高い遮蔽性を有し、高入射角においても可視光領域のリップル発生と近赤外光領域の遮蔽性低下が抑制された光学フィルタの提供を目的とする。 The present invention aims to provide an optical filter that has high transmittance for visible light and high blocking ability for near-infrared light, and that suppresses the occurrence of ripples in the visible light region and a decrease in blocking ability in the near-infrared light region even at high angles of incidence.

本発明では、可視光領域のリップルが打ち消しあうように近赤外光反射領域をシフトさせて2以上の多層膜を複合した薄膜積層構造体を用いる。ただし、かかる構造体では各多層膜の近赤外光反射領域の重なりに隙間が生じ、光抜けが発生しやすく、誘電体多層膜の入射角依存性により高入射角において特に発生しやすい。そこで光抜けが生じる波長領域の光を反射する薄膜積層構造体をさらに備え、かつ、かかる波長領域の光を吸収する色素を用いることで、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち本発明は、以下の構成を有する光学フィルタを提供する。
〔1〕基材と、
近赤外波長領域内の光の透過を制限する第1薄膜積層構造体および第2薄膜積層構造体と、
を備えた光学フィルタであって、
前記基材は、近赤外波長領域内の光を吸収する色素を含有する樹脂膜を含み、
前記第1薄膜積層構造体は少なくとも2つの誘電体多層膜を含み前記基材の一方の主面側に最外層として積層され、
前記第2薄膜積層構造体は少なくとも1つの誘電体多層膜を含み前記基材の他方の主面側に最外層として積層され、
前記第1薄膜積層構造体は、下記光学特性(i-1A)および(i-1B)を満たし、
前記第2薄膜積層構造体は、下記光学特性(i-2A)を満たす、
光学フィルタ。
(i-1A)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける最大透過率が5%以上
(i-1B)入射角度40°での波長450nm~600nmにおける最大反射率が8%以下
(i-2A)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける平均反射率が25%~60%
〔2〕前記樹脂膜は、下記光学特性(ii-1)~(ii-3)をすべて満たす、〔1〕に記載の光学フィルタ。
(ii-1)入射角度0°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率が60~90%
(ii-2)入射角度30°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率が60~90%
(ii-3)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率が60~90%
〔3〕前記樹脂膜は、下記光学特性(ii-4)をさらに満たす、〔1〕または〔2〕に記載の光学フィルタ。
(ii-4)入射角度30°での波長660nm~730nmにおける平均内部透過率が10%以下
〔4〕前記第2薄膜積層構造体は、前記樹脂膜表面に積層されている、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔5〕前記樹脂膜は、下記光学特性(ii-5)をさらに満たす、〔1〕ないし〔4〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
(ii-5)入射角度0°における波長450~600nmの平均内部透過率が70%以上
〔6〕前記第2薄膜積層構造体は、TiOとSiOとが交互に積層された誘電体多層膜を有し、下記式に示す膜比率が0.50以上である、〔1〕ないし〔5〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
膜比率(物理膜厚)=SiOの総物理膜厚/(TiOの総物理膜厚+SiOの総物理膜厚)
〔7〕前記樹脂膜は、ポリイミド系樹脂を含む〔1〕ないし〔6〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔8〕下記光学特性(iii-1)~(iii-5)をすべて満たす、〔1〕ないし〔7〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
(iii-1)入射角度0°での波長400~600nmにおける平均透過率が70%以上
(iii-2)入射角度40°での波長450~600nmにおける平均反射率が5%以下
(iii-3)入射角度5°での波長450~600nmにおける平均反射率が3%以下
(iii-4)入射角度40°での波長700~900nmにおける最大透過率が15%以下
(iii-5)入射角度40°での波長1000~1100nmにおける平均透過率が5%以下
In the present invention, a thin film laminate structure is used in which two or more multilayer films are combined by shifting the near-infrared light reflection regions so that ripples in the visible light region are canceled out. However, in such a structure, gaps are generated where the near-infrared light reflection regions of each multilayer film overlap, making light leakage more likely, and this is particularly likely at high incident angles due to the incidence angle dependence of the dielectric multilayer film. Therefore, it has been discovered that the above problem can be solved by further providing a thin film laminate structure that reflects light in the wavelength region where light leakage occurs and by using a dye that absorbs light in that wavelength region.
That is, the present invention provides an optical filter having the following configuration.
[1] a substrate;
a first thin film stack structure and a second thin film stack structure that limit the transmission of light in the near infrared wavelength range;
An optical filter comprising:
the substrate includes a resin film containing a dye that absorbs light in the near-infrared wavelength region;
the first thin film laminated structure includes at least two dielectric multilayer films and is laminated as an outermost layer on one main surface side of the base material,
the second thin film laminated structure includes at least one dielectric multilayer film and is laminated as an outermost layer on the other main surface side of the base material,
The first thin film stack structure satisfies the following optical properties (i-1A) and (i-1B),
The second thin film stack structure satisfies the following optical property (i-2A):
Optical filters.
(i-1A) Maximum transmittance at wavelengths of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 40° is 5% or more. (i-1B) Maximum reflectance at wavelengths of 450 nm to 600 nm at an incident angle of 40° is 8% or less. (i-2A) Average reflectance at wavelengths of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 40° is 25% to 60%.
[2] The optical filter according to [1], wherein the resin film satisfies all of the following optical properties (ii-1) to (ii-3):
(ii-1) The average internal transmittance at an incident angle of 0° in the wavelength range of 850 nm to 950 nm is 60 to 90%.
(ii-2) Average internal transmittance at an incident angle of 30° in the wavelength range of 850 nm to 950 nm is 60 to 90%
(ii-3) The average internal transmittance at an incident angle of 40° in the wavelength range of 850 nm to 950 nm is 60 to 90%.
[3] The optical filter according to [1] or [2], wherein the resin film further satisfies the following optical characteristic (ii-4):
(ii-4) An optical filter according to any one of [1] to [3], wherein the average internal transmittance at wavelengths of 660 nm to 730 nm at an incident angle of 30° is 10% or less. [4] The second thin film laminate structure is laminated on the surface of the resin film.
[5] The optical filter according to any one of [1] to [4], wherein the resin film further satisfies the following optical characteristic (ii-5):
(ii-5) The optical filter according to any one of [1] to [5], wherein the average internal transmittance at wavelengths of 450 to 600 nm at an incident angle of 0° is 70% or more. [6] The second thin film stack structure has a dielectric multilayer film in which TiO 2 and SiO 2 are alternately stacked, and the film ratio represented by the following formula is 0.50 or more.
Film ratio (physical film thickness) = total physical film thickness of SiO2 / (total physical film thickness of TiO2 + total physical film thickness of SiO2 )
[7] The optical filter according to any one of [1] to [6], wherein the resin film contains a polyimide resin.
[8] The optical filter according to any one of [1] to [7], which satisfies all of the following optical properties (iii-1) to (iii-5):
(iii-1) The average transmittance at wavelengths of 400 to 600 nm at an incident angle of 0° is 70% or more. (iii-2) The average reflectance at wavelengths of 450 to 600 nm at an incident angle of 40° is 5% or less. (iii-3) The average reflectance at wavelengths of 450 to 600 nm at an incident angle of 5° is 3% or less. (iii-4) The maximum transmittance at wavelengths of 700 to 900 nm at an incident angle of 40° is 15% or less. (iii-5) The average transmittance at wavelengths of 1000 to 1100 nm at an incident angle of 40° is 5% or less.

本発明によれば、可視光の高い透過性と近赤外光の高い遮蔽性を有し、高入射角においても可視光領域のリップル発生と近赤外光領域の遮蔽性低下が抑制された光学フィルタが提供できる。 The present invention provides an optical filter that has high transmittance for visible light and high blocking ability for near-infrared light, and suppresses the occurrence of ripples in the visible light region and a decrease in blocking ability in the near-infrared light region even at high angles of incidence.

図1は一実施形態の光学フィルタの一例を概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of an optical filter according to an embodiment. 図2は一実施形態の光学フィルタの一例を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of an optical filter according to an embodiment. 図3は一実施形態の光学フィルタの一例を概略的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of an optical filter according to an embodiment. 図4は第1薄膜積層構造体1-4の分光透過率曲線を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the first thin film laminated structure 1-4. 図5は第1薄膜積層構造体1-4の分光反射率曲線を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the spectral reflectance curve of the first thin film laminated structure 1-4. 図6は第1薄膜積層構造体1-5の分光透過率曲線を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the first thin film laminated structure 1-5. 図7は第1薄膜積層構造体1-5の分光反射率曲線を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the spectral reflectance curve of the first thin film laminated structure 1-5. 図8は第2薄膜積層構造体2-1の分光透過率曲線を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the second thin film laminated structure 2-1. 図9は第2薄膜積層構造体2-1の分光反射率曲線を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the spectral reflectance curve of the second thin film laminated structure 2-1. 図10は第2薄膜積層構造体2-2の分光透過率曲線を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the second thin film laminated structure 2-2. 図11は第2薄膜積層構造体2-2の分光反射率曲線を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the spectral reflectance curve of the second thin film laminated structure 2-2. 図12は例3-1の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the optical filter of Example 3-1. 図13は例3-2の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the optical filter of Example 3-2. 図14は例3-3の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the optical filter of Example 3-3. 図15は例3-4の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the optical filter of Example 3-4. 図16は例3-5の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the optical filter of Example 3-5. 図17は例3-6の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the spectral transmittance curve of the optical filter of Example 3-6.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本明細書において、近赤外線吸収色素を「NIR色素」と略記することもある。
本明細書において、式(I)で示される化合物を化合物(I)という。他の式で表される化合物も同様である。化合物(I)からなる色素を色素(I)ともいい、他の色素についても同様である。また、式(I)で表される基を基(I)とも記し、他の式で表される基も同様である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
In this specification, the near-infrared absorbing dye may be abbreviated as "NIR dye."
In this specification, a compound represented by formula (I) is referred to as compound (I). The same applies to compounds represented by other formulas. A dye comprising compound (I) is also referred to as dye (I), and the same applies to other dyes. Furthermore, a group represented by formula (I) is also referred to as group (I), and the same applies to groups represented by other formulas.

本明細書において、「光の透過を制限する」とは、所定の波長の光に関し、入射角0度(垂直入射)で入射した場合の光の透過率が5%未満であることをいう。 In this specification, "limiting light transmission" means that the light transmittance for light of a specified wavelength is less than 5% when incident at an angle of incidence of 0 degrees (perpendicular incidence).

本明細書において、内部透過率とは、{実測透過率/(100-反射率)}×100の式で示される、実測透過率から界面反射の影響を引いて得られる透過率である。
本明細書において、基材の透過率、色素が樹脂に含有される場合を含む樹脂膜の透過率は、「透過率」と記載されている場合も全て「内部透過率」である。一方、誘電体多層膜を有する光学フィルタの透過率は、実測透過率である。
In this specification, the internal transmittance is the transmittance obtained by subtracting the influence of interface reflection from the measured transmittance, which is expressed by the formula {measured transmittance/(100-reflectance)}×100.
In this specification, the transmittance of a substrate and the transmittance of a resin film, including a resin containing a dye, are all "internal transmittance" even when they are referred to as "transmittance." On the other hand, the transmittance of an optical filter having a dielectric multilayer film is an actually measured transmittance.

本明細書において、特定の波長域について、透過率が例えば90%以上とは、その全波長領域において透過率が90%を下回らない、すなわちその波長領域において最小透過率が90%以上であることをいう。同様に、特定の波長域について、透過率が例えば1%以下とは、その全波長領域において透過率が1%を超えない、すなわちその波長領域において最大透過率が1%以下であることをいう。内部透過率においても同様である。特定の波長域における平均透過率および平均内部透過率は、該波長域の1nm毎の透過率および内部透過率の相加平均である。
光学特性は、紫外可視分光光度計を用いて測定できる。
本明細書において、数値範囲を表す「~」では、上下限を含む。
In this specification, for example, a transmittance of 90% or more in a specific wavelength range means that the transmittance is not below 90% in the entire wavelength range, i.e., the minimum transmittance in that wavelength range is 90% or more. Similarly, for example, a transmittance of 1% or less in a specific wavelength range means that the transmittance is not more than 1% in the entire wavelength range, i.e., the maximum transmittance in that wavelength range is 1% or less. The same applies to internal transmittance. The average transmittance and average internal transmittance in a specific wavelength range are the arithmetic mean of the transmittance and internal transmittance per 1 nm in that wavelength range.
The optical properties can be measured using a UV-visible spectrophotometer.
In this specification, the use of "to" to indicate a range of values includes the upper and lower limits.

<光学フィルタ>
本発明の光学フィルタは、基材と、近赤外波長領域内の光の透過を制限する2つの薄膜積層構造体と、を備える。基材は近赤外波長領域内の光を吸収する色素を含有する樹脂膜を含む。第1薄膜積層構造体は少なくとも2つの誘電体多層膜を含み基材の一方の主面側に最外層として積層され、第2薄膜積層構造体は少なくとも1つの誘電体多層膜を含み基材の他方の主面側に最外層として積層される。すなわち本発明の光学フィルタは、少なくとも3つの誘電体多層膜を含む。第1薄膜積層構造体および第2薄膜積層構造体は、それぞれ後述する特定の光学特性を満たす。
<Optical filter>
The optical filter of the present invention comprises a substrate and two thin film stack structures that limit the transmission of light in the near-infrared wavelength region. The substrate includes a resin film containing a dye that absorbs light in the near-infrared wavelength region. The first thin film stack structure includes at least two dielectric multilayer films and is stacked as an outermost layer on one main surface of the substrate, and the second thin film stack structure includes at least one dielectric multilayer film and is stacked as an outermost layer on the other main surface of the substrate. In other words, the optical filter of the present invention includes at least three dielectric multilayer films. The first thin film stack structure and the second thin film stack structure each satisfy the specific optical characteristics described below.

第1薄膜積層構造体は2以上の誘電体多層膜の複合体であり、各多層膜の可視光領域のリップルが打ち消しあうように近赤外光反射領域をシフトさせている。その一方で、第1薄膜積層構造体は所定の近赤外波長領域、具体的には850nm~950nmの波長領域において光抜けが発生する。かかる光抜けを第2薄膜積層構造体の反射特性と樹脂膜に含まれる色素の吸収特性により遮断することで、光学フィルタ全体として可視光の高い透過性、近赤外光の高い遮蔽性、可視光領域のリップル低減が実現する。また、色素は入射角依存性なく吸収特性を発揮できるため、近赤外光を吸収する色素を用いることで、多層膜の入射角依存性に起因する近赤外光領域の遮蔽性低下を色素によって補完できる。 The first thin film stack structure is a composite of two or more dielectric multilayer films, and the near-infrared light reflection region is shifted so that the ripple in the visible light region of each multilayer film cancels out. Meanwhile, the first thin film stack structure experiences light leakage in a specific near-infrared wavelength region, specifically the 850 nm to 950 nm wavelength region. This light leakage is blocked by the reflective properties of the second thin film stack structure and the absorption properties of the dye contained in the resin film, resulting in the overall optical filter achieving high visible light transmittance, high near-infrared light blocking, and reduced ripple in the visible light region. Furthermore, because dyes exhibit absorption properties independent of incident angle dependence, using a dye that absorbs near-infrared light can compensate for the reduced near-infrared light blocking ability caused by the incident angle dependence of the multilayer film.

図面を用いて本フィルタの構成例について説明する。図1~3は、一実施形態の光学フィルタの一例を概略的に示す断面図である。 An example of the configuration of this filter will be explained using the drawings. Figures 1 to 3 are cross-sectional views that schematically show an example of an optical filter according to one embodiment.

図1に示す光学フィルタ1は、基材10の一方の主面側に第1薄膜積層構造体31を有し、他方の主面側に第2薄膜積層構造体32を有する。図1において第1薄膜積層構造体31は誘電体多層膜31Aおよび誘電体多層膜31Bを有する。また、基材10は、支持体11と支持体の一方の主面側に積層された樹脂膜12とを有する。 The optical filter 1 shown in Figure 1 has a first thin film laminated structure 31 on one main surface side of the substrate 10 and a second thin film laminated structure 32 on the other main surface side. In Figure 1, the first thin film laminated structure 31 has a dielectric multilayer film 31A and a dielectric multilayer film 31B. The substrate 10 also has a support 11 and a resin film 12 laminated on one main surface side of the support.

図2に示す光学フィルタ1は、基材10が、支持体を有さず樹脂膜12から構成された例である。 The optical filter 1 shown in Figure 2 is an example in which the substrate 10 is composed of a resin film 12 without any support.

図3に示す光学フィルタ1は、第1薄膜積層構造体31が、誘電体多層膜31A、誘電体多層膜31Bおよび誘電体多層膜31Cを有する例である。 The optical filter 1 shown in Figure 3 is an example in which the first thin film stack structure 31 has a dielectric multilayer film 31A, a dielectric multilayer film 31B, and a dielectric multilayer film 31C.

<薄膜積層構造体>
本発明の光学フィルタは、近赤外波長領域内の光の透過を制限する第1薄膜積層構造体および第2薄膜積層構造体を有し、各薄膜積層構造体は、基材の両方の主面側に最外層としてそれぞれ積層される。
<Thin film laminated structure>
The optical filter of the present invention has a first thin film laminate structure and a second thin film laminate structure that limit the transmission of light in the near-infrared wavelength region, and each thin film laminate structure is laminated as an outermost layer on both main surface sides of a substrate.

第1薄膜積層構造体は少なくとも2つの誘電体多層膜を有する複合体である。
第1薄膜積層構造体は、下記光学特性(i-1A)および(i-1B)を満たす。
(i-1A)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける最大透過率T850-950(40deg)MAXが5%以上
(i-1B)入射角度40°での波長450nm~600nmにおける最大反射率R450-600(40deg)MAXが8%以下
The first thin film stack is a composite having at least two dielectric multilayer films.
The first thin film stack structure satisfies the following optical properties (i-1A) and (i-1B).
(i-1A) The maximum transmittance T 850-950 (40 deg) MAX at a wavelength of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 40° is 5% or more. (i-1B) The maximum reflectance R 450-600 (40 deg) MAX at a wavelength of 450 nm to 600 nm at an incident angle of 40° is 8% or less.

第1薄膜積層構造体は2以上の誘電体多層膜の可視光領域のリップルが打ち消しあうように近赤外光反射領域をシフトさせて設計される結果、近赤外波長領域において光抜けが発生する。光学特性(i-1A)は光抜けが生じる波長領域と光抜けが許容されるレベルを意味する。T850-950(40deg)MAXはより好ましくは6%以上であり、また、好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下である。 The first thin film laminate structure is designed by shifting the near-infrared light reflection region so that ripples in the visible light region of two or more dielectric multilayer films cancel each other out, resulting in light leakage in the near-infrared wavelength region. The optical characteristic (i-1A) indicates the wavelength region in which light leakage occurs and the level at which light leakage is acceptable. T 850-950 (40 deg) MAX is more preferably 6% or more, and is also preferably 30% or less, more preferably 20% or less.

光学特性(i-1B)を満たすことで、可視光領域の反射特性が低いことを意味する。これにより可視光領域においては良好な透過性を示す。R450-600(40deg)MAXはより好ましくは7%以下である。 Satisfying the optical characteristic (i-1B) means that the reflectance in the visible light region is low. This means that good transmittance is exhibited in the visible light region. R 450-600 (40 deg) MAX is more preferably 7% or less.

第1薄膜積層構造体はさらに、下記光学特性(i-1C)を満たすことが好ましい。
(i-1C)入射角度40°での波長1000nm~1100nmにおける平均反射率R1000-1100(40deg)AVEが95%以上
光学特性(i-1C)を満たすことで、近赤外光領域のうち特に1000nm~1100nmの光の遮蔽性に優れることを意味する。
The first thin film stack structure preferably further satisfies the following optical property (i-1C).
(i-1C) Average reflectance R 1000-1100 (40 deg) AVE at an incident angle of 40° in the wavelength range of 1000 nm to 1100 nm is 95% or more. Satisfying the optical property (i-1C) means that the film has excellent blocking properties for light in the near-infrared light range, particularly light in the range of 1000 nm to 1100 nm.

第2薄膜積層構造体は少なくとも1つの誘電体多層膜を含む。
第2薄膜積層構造体は下記光学特性(i-2A)を満たす。
(i-2A)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける平均反射率R850-950(40deg)AVEが25%~60%
光学特性(i-2A)を満たすことで、第1薄膜積層構造体の光抜けにより遮断できなかった光を、第2薄膜積層構造体の反射特性により遮断できることを意味する。R850-950(40deg)AVEが25%以上であることで、第1薄膜積層構造体にて生じた光抜けを効果的に遮蔽でき、また、R850-950(40deg)AVEが60%以下であることで誘電体多層膜の物理膜厚が過度に厚くなることを抑制できる。R850-950(40deg)AVEは好ましくは30%~55%である。
The second thin film stack includes at least one dielectric multilayer film.
The second thin film stack structure satisfies the following optical property (i-2A).
(i-2A) Average reflectance R 850-950 (40 deg) AVE at wavelengths of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 40° is 25% to 60%
Satisfying the optical property (i-2A) means that light that could not be blocked due to light leakage from the first thin film stack structure can be blocked by the reflection properties of the second thin film stack structure. Having an R 850-950 (40 deg) AVE of 25% or more effectively blocks light leakage that occurs in the first thin film stack structure, and having an R 850-950 (40 deg) AVE of 60% or less prevents the physical film thickness of the dielectric multilayer film from becoming excessively thick. R 850-950 (40 deg) AVE is preferably 30% to 55%.

第2薄膜積層構造体は下記光学特性(i-2B)をさらに満たすことが好ましい。
(i-2B)入射角度0°での波長450nm~600nmにおける平均透過率T450-600(0deg)AVEが80%以上
光学特性(i-2B)を満たすことで、光学フィルタとして高い可視光透過率が得られることを意味する。T450-600(0deg)AVEは好ましくは90%以上である。
It is preferable that the second thin film laminated structure further satisfies the following optical property (i-2B).
(i-2B) Average transmittance T 450-600 (0 deg) AVE at wavelengths of 450 nm to 600 nm at an incident angle of 0° is 80% or more. Satisfying the optical characteristic (i-2B) means that a high visible light transmittance can be obtained as an optical filter. T 450-600 (0 deg) AVE is preferably 90% or more.

第2薄膜積層構造体はさらに、下記光学特性(i-2C)を満たすことが好ましい。
(i-2C)入射角度40°での波長1000nm~1100nmにおける平均反射率R1000-1100(40deg)AVEが25%~60%
光学特性(i-2C)を満たすことで、近赤外光領域のうち特に1000nm~1100nmの光の遮蔽性に優れることを意味する。
The second thin film stacked structure preferably further satisfies the following optical characteristic (i-2C).
(i-2C) Average reflectance R 1000-1100 (40 deg) AVE at wavelengths of 1000 nm to 1100 nm at an incident angle of 40° is 25% to 60%
Satisfying the optical characteristic (i-2C) means that the film is excellent in blocking light, particularly light of 1000 nm to 1100 nm in the near-infrared light region.

第1薄膜積層構造体および第2薄膜積層構造体は、誘電体多層膜によって、所望の波長範囲の透過を制限するように構成される。誘電体多層膜は、低屈折率の誘電体膜(低屈折率膜)、中屈折率の誘電体膜(中屈折率膜)及び高屈折率の誘電体膜(高屈折率膜)から選択して交互に積層することで得られる光学的機能を有する膜である。設計により、光の干渉を利用して特定の波長領域の光の透過や、光の透過制限を制御する機能を発現させることができる。なお、低屈折率、高屈折率、中屈折率とは、隣接する層の屈折率に対して高い屈折率と低い屈折率、またその中間の屈折率を有することを意味する。 The first thin film stack structure and the second thin film stack structure are configured to limit transmission of a desired wavelength range using a dielectric multilayer film. The dielectric multilayer film is a film with optical functionality obtained by alternately stacking a selection of low-refractive index dielectric films (low-refractive index films), medium-refractive index dielectric films (medium-refractive index films), and high-refractive index dielectric films (high-refractive index films). Depending on the design, it is possible to utilize optical interference to achieve the function of transmitting light in a specific wavelength range or controlling the transmission restriction of light. Note that low refractive index, high refractive index, and medium refractive index refer to having a high refractive index, low refractive index, or intermediate refractive index relative to the refractive index of adjacent layers.

高屈折率膜は、波長500nmにおける屈折率が好ましくは1.9以上、より好ましくは1.9~2.6の膜である。高屈折率膜の材料としては、例えばTa、TiO、Nbが挙げられる。これらのうち、成膜性、屈折率等における再現性、安定性等の点から、TiOが好ましい。 The high refractive index film is a film having a refractive index at a wavelength of 500 nm of preferably 1.9 or more, more preferably 1.9 to 2.6. Examples of materials for the high refractive index film include Ta 2 O 5 , TiO 2 , and Nb 2 O 5. Of these, TiO 2 is preferred from the standpoints of film formability, reproducibility in refractive index, etc., and stability.

中屈折率膜は、波長500nmにおける屈折率が好ましくは1.5~2.1、より好ましくは1.8~2.0の膜である。中屈折率膜の材料としては、例えばAl、Y、ZrOが挙げられる。これらのうち、安定性等の点から、Al、ZrO、もしくはこの2材料を含む混合材料が好ましい。 The medium refractive index film is a film having a refractive index at a wavelength of 500 nm of preferably 1.5 to 2.1, more preferably 1.8 to 2.0. Examples of materials for the medium refractive index film include Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and ZrO 2. Of these, Al 2 O 3 , ZrO 2 , or a mixed material containing these two materials are preferred from the standpoint of stability, etc.

低屈折率膜は、波長500nmにおける屈折率が好ましくは1.8以下、より好ましくは1.3~1.6の膜である。低屈折率膜の材料としては、例えばSiO、MgF、SiO等が挙げられる。成膜性における再現性、安定性、経済性等の点から、SiOが好ましい。 The low refractive index film is a film having a refractive index of preferably 1.8 or less, more preferably 1.3 to 1.6 at a wavelength of 500 nm. Examples of materials for the low refractive index film include SiO 2 , MgF 2 , and SiO x N y . SiO 2 is preferred from the standpoints of reproducibility, stability, and economy in film formation.

第2薄膜積層構造体は、TiOとSiOとが交互に積層された多層膜であって、下記式に示す膜比率が0.50以上であることが好ましい。
膜比率(物理膜厚)=SiOの総物理膜厚/(TiOの総物理膜厚+SiOの総物理膜厚)
かかる構成により、第2薄膜積層構造体による波長850~950nmの反射特性、具体的には入射角度が40°における反射率が25~60%となる特性を得ることができる。膜比率は0.55以上であることがより好ましく、0.60~0.70がさらに好ましい。なお、物理膜厚は触針式表面形状測定器(Dektak150、株式会社アルバック社製)により測定できる。
The second thin film laminated structure is a multilayer film in which TiO 2 and SiO 2 are alternately laminated, and it is preferable that the film ratio shown in the following formula is 0.50 or more.
Film ratio (physical film thickness) = total physical film thickness of SiO2 / (total physical film thickness of TiO2 + total physical film thickness of SiO2 )
With this configuration, the second thin film laminated structure can achieve reflection characteristics at wavelengths of 850 to 950 nm, specifically, a reflectance of 25 to 60% at an incident angle of 40°. The film ratio is more preferably 0.55 or more, and even more preferably 0.60 to 0.70. The physical film thickness can be measured using a stylus-type surface profiler (Dektak 150, manufactured by ULVAC, Inc.).

薄膜積層構造体は、異なる屈折率の薄膜を交互に積層して構成される場合、その層数は、誘電体多層膜の有する光学特性によるが、薄膜の合計積層数として50~150層が好ましい。合計積層数が50層以上であれば、波長800nm~1000nmの阻止性能が十分である。また、合計積層数が150層以下であれば、光学フィルタの製作時のタクトタイムが長くならず、誘電体多層膜に起因する光学フィルタの反りなどが発生しにくいため好ましくない。
さらに、第1薄膜積層構造体における合計積層数は、近赤外線の高い遮光性能を得る観点から好ましくは20~150、好ましくは20~50である。第2薄膜積層構造体における合計積層数は、量産性の観点から好ましくは50以下、より好ましくは20未満である。
When the thin film laminated structure is constructed by alternately laminating thin films of different refractive indexes, the number of layers depends on the optical properties of the dielectric multilayer film, but the total number of thin film layers is preferably 50 to 150. If the total number of layers is 50 or more, the blocking performance for wavelengths of 800 nm to 1000 nm is sufficient. Furthermore, if the total number of layers is 150 or less, the takt time during production of the optical filter is not long, and warping of the optical filter due to the dielectric multilayer film is unlikely to occur, which is not preferable.
Furthermore, from the viewpoint of obtaining high near-infrared shading performance, the total number of layers in the first thin film laminated structure is preferably 20 to 150, and more preferably 20 to 50. From the viewpoint of mass productivity, the total number of layers in the second thin film laminated structure is preferably 50 or less, and more preferably less than 20.

薄膜積層構造体の物理膜厚としては、上記好ましい積層数を満たした上で、光学フィルタの薄型化の観点からは、薄い方が好ましい。
第1薄膜積層構造体の物理膜厚としては所望の光学特性を得る観点から好ましくは3μm以上であり、また、光学フィルタの反りを抑制する観点から好ましくは15μm以下である。第2薄膜積層構造体の膜厚としては樹脂層のしわ発生を抑制する観点から好ましくは3μm未満であり、より好ましくは2.5μm未満である。
The physical film thickness of the thin film laminated structure is preferably thinner from the viewpoint of making the optical filter thinner, while still satisfying the above-mentioned preferable number of layers.
The physical film thickness of the first thin film laminated structure is preferably 3 μm or more from the viewpoint of obtaining desired optical properties, and is preferably 15 μm or less from the viewpoint of suppressing warping of the optical filter. The film thickness of the second thin film laminated structure is preferably less than 3 μm, more preferably less than 2.5 μm, from the viewpoint of suppressing wrinkling of the resin layer.

第1薄膜積層構造体、第2薄膜積層構造体は、基材のいずれの主面に積層されていてもよいが、第2薄膜積層構造体が基材の樹脂膜表面に積層されていることが好ましい。誘電体多層膜が少ない第2薄膜積層構造体の方が第1薄膜積層構造体よりも積層数が小さい。薄膜積層構造体と接している樹脂膜は薄膜の積層数が多いほど強い応力を受ける。薄膜積層構造体からの応力が強いと、リフロー等の組み立て工程における熱により樹脂が軟化した際に樹脂膜にしわが発生し、外観品質が問題になる。積層数が小さい膜積層構造体の方を樹脂膜表面に積層することで、樹脂膜が受ける応力が小さく、しわの発生が抑制され好ましい。 The first thin film laminate structure and the second thin film laminate structure may be laminated on either main surface of the substrate, but it is preferable that the second thin film laminate structure be laminated on the surface of the resin film of the substrate. The second thin film laminate structure, which has fewer dielectric multilayer films, has a smaller number of layers than the first thin film laminate structure. The resin film in contact with the thin film laminate structure is subjected to greater stress the more thin films it has. If the stress from the thin film laminate structure is strong, wrinkles will form in the resin film when the resin softens due to heat during assembly processes such as reflow, causing problems with appearance quality. By laminating the film laminate structure with a smaller number of layers on the surface of the resin film, the resin film is subjected to less stress and wrinkles are suppressed, which is preferable.

薄膜積層構造体は、その形成にあたっては、例えば、IAD(Ion Assisted Deposition)蒸着法、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法等の乾式成膜プロセスや、スプレー法、ディップ法等の湿式成膜プロセス等を使用できる。 When forming a thin film laminated structure, for example, dry film formation processes such as IAD (Ion Assisted Deposition) vapor deposition, CVD, sputtering, and vacuum deposition, or wet film formation processes such as spraying and dipping can be used.

<基材>
本発明の光学フィルタにおいて、基材は、近赤外波長領域内の光を吸収する色素(IR)および樹脂を含む樹脂膜を有する。色素(IR)の吸収特性により第1薄膜積層構造体で発生する近赤外波長領域における光抜けを遮断できる。また、色素(IR)の吸収特性により、多層膜の入射角依存性に起因する近赤外光領域の遮蔽性低下を色素によって補完できる。
<Base material>
In the optical filter of the present invention, the substrate has a resin film containing a dye (IR) that absorbs light in the near-infrared wavelength range and a resin. The absorption characteristics of the dye (IR) can block light leakage in the near-infrared wavelength range that occurs in the first thin film laminate structure. Furthermore, the absorption characteristics of the dye (IR) can compensate for the decrease in the near-infrared light blocking ability that is caused by the incident angle dependency of the multilayer film.

樹脂膜は下記光学特性(ii-1)~(ii-3)をすべて満たすことが好ましい。
(ii-1)入射角度0°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率T850-950(0deg)AVEが60~90%
(ii-2)入射角度30°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率T850-950(30deg)AVEが60~90%
(ii-3)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率T850-950(40deg)AVEが60~90%
It is preferable that the resin film satisfies all of the following optical properties (ii-1) to (ii-3).
(ii-1) Average internal transmittance T 850-950 (0 deg) AVE at wavelengths of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 0° is 60 to 90%
(ii-2) Average internal transmittance T 850-950 (30 deg) AVE at wavelengths of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 30° is 60 to 90%
(ii-3) Average internal transmittance T 850-950 (40 deg) AVE at wavelengths of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 40° is 60 to 90%

光学特性(ii-1)~(ii-3)を満たすことで、第1薄膜積層構造体において光抜けが生じる入射角条件および波長領域において、色素(IR)の吸収特性によっても遮光できることを意味する。 Satisfying the optical properties (ii-1) to (ii-3) means that light can be blocked by the absorption properties of the dye (IR) under incident angle conditions and wavelength ranges where light leakage occurs in the first thin film stack structure.

850-950(0deg)AVEはより好ましくは70~90%である。
850-950(30deg)AVEはより好ましくは70~90%である。
850-950(40deg)AVEはより好ましくは70~90%である。
T 850-950 (0 deg) AVE is more preferably 70 to 90%.
T 850-950 (30 deg) AVE is more preferably 70 to 90%.
T 850-950 (40 deg) AVE is more preferably 70 to 90%.

樹脂膜は、下記光学特性(ii-4)をさらに満たすことが好ましい。
(ii-4)入射角度30°での波長660nm~730nmにおける平均内部透過率T660-730(30deg)AVEが10%以下
波長660nm~730nmは近赤外光領域の中でも可視光領域との境界に近く、誘電体多層膜の入射角依存性により高入射角での反射特性の低下(斜入射シフト)が起こりやすい領域である。光学特性(ii-4)を満たすことで、誘電体多層膜で反射しきれなかった近赤外光を、色素の吸収特性により遮断できることを意味する。T660-730(30deg)AVEはより好ましくは20%以下である。
It is preferable that the resin film further satisfies the following optical property (ii-4).
(ii-4) Average internal transmittance T 660-730 (30 deg) AVE at wavelengths of 660 nm to 730 nm at an incident angle of 30° is 10% or less. The wavelength range of 660 nm to 730 nm is close to the border with the visible light range within the near-infrared light range, and is a region where a decrease in reflectivity at high incident angles (grazing incidence shift) is likely to occur due to the incident angle dependency of the dielectric multilayer film. Satisfying the optical property (ii-4) means that near-infrared light that is not fully reflected by the dielectric multilayer film can be blocked by the absorption properties of the dye. T 660-730 (30 deg) AVE is more preferably 20% or less.

樹脂膜は、下記光学特性(ii-5)をさらに満たすことが好ましい。
(ii-5)入射角度0°における波長450~600nmの平均内部透過率T450-600(0deg)AVEが70%以上
光学特性(ii-5)を満たすことで、樹脂膜は高い可視光透過性を有することを意味する。T450-600(0deg)AVEはより好ましくは60%以上である。
It is preferable that the resin film further satisfies the following optical property (ii-5).
(ii-5) The average internal transmittance T 450-600 (0 deg) AVE of 70% or more for wavelengths of 450 to 600 nm at an incident angle of 0°. Satisfying the optical property (ii-5) means that the resin film has high visible light transmittance. T 450-600 (0 deg) AVE is more preferably 60% or more.

近赤外波長領域内の光を吸収する色素(IR)としては、樹脂膜を構成する樹脂中において570~950nmに最大吸収波長を有する色素が好ましい。かかる色素を用いることで近赤外光を効果的に遮断できる。 As a dye (IR) that absorbs light in the near-infrared wavelength range, a dye that has a maximum absorption wavelength between 570 and 950 nm in the resin that makes up the resin film is preferred. Using such a dye can effectively block near-infrared light.

色素(IR)としては、スクアリリウム色素、シアニン色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、ジチオール金属錯体色素、アゾ色素、ポリメチン色素、フタリド色素、ナフトキノン色素、アントラキノン色素、インドフェノール色素、ピリリウム色素、チオピリリウム色素、クロコニウム色素、テトラデヒドオコリン色素、トリフェニルメタン色素、アミニウム色素およびジイモニウム色素等が挙げられる。
これらのなかでも、分光特性の観点からはスクアリリウム色素、シアニン色素が好ましく、耐久性の観点からはフタロシアニン色素が好ましい。
また、色素(IR)としては、1種類の化合物からなってもよく、2種以上の化合物を含んでもよい。
Examples of the dye (IR) include squarylium dyes, cyanine dyes, phthalocyanine dyes, naphthalocyanine dyes, dithiol metal complex dyes, azo dyes, polymethine dyes, phthalide dyes, naphthoquinone dyes, anthraquinone dyes, indophenol dyes, pyrylium dyes, thiopyrylium dyes, croconium dyes, tetradehydrocholine dyes, triphenylmethane dyes, aminium dyes, and diimonium dyes.
Among these, squarylium dyes and cyanine dyes are preferred from the viewpoint of spectral characteristics, and phthalocyanine dyes are preferred from the viewpoint of durability.
The dye (IR) may be composed of one type of compound or may contain two or more types of compounds.

樹脂膜におけるNIR色素(IR)の含有量は、樹脂100質量部に対し好ましくは0.1~30質量部、より好ましくは0.1~15質量部である。なお、2種以上の化合物を組み合わせる場合、上記含有量は各化合物の総和である。The content of NIR dye (IR) in the resin film is preferably 0.1 to 30 parts by mass, and more preferably 0.1 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of resin. When two or more compounds are combined, the above content is the total of the respective compounds.

樹脂膜は、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の色素、例えば紫外光吸収色素を含有してもよい。
紫外光吸収色素としては、オキサゾール色素、メロシアニン色素、シアニン色素、ナフタルイミド色素、オキサジアゾール色素、オキサジン色素、オキサゾリジン色素、ナフタル酸色素、スチリル色素、アントラセン色素、環状カルボニル色素、トリアゾール色素等が挙げられる。この中でも、メロシアニン色素が特に好ましい。
The resin film may contain other dyes, such as ultraviolet light absorbing dyes, to the extent that the effects of the present invention are not impaired.
Examples of ultraviolet light absorbing dyes include oxazole dyes, merocyanine dyes, cyanine dyes, naphthalimide dyes, oxadiazole dyes, oxazine dyes, oxazolidine dyes, naphthalic acid dyes, styryl dyes, anthracene dyes, cyclic carbonyl dyes, triazole dyes, etc. Among these, merocyanine dyes are particularly preferred.

本フィルタにおける基材は、単層構造であっても、複層構造であってもよい。また基材の材質としては可視光を透過する透明性材料であれば有機材料でも無機材料でもよく、特に制限されない。
基材が単層構造の場合、樹脂とNIR色素(IR)とを含む樹脂膜からなる樹脂基材が好ましい。
基材が複層構造の場合、支持体の少なくとも一方の主面にNIR色素(IR)を含有する樹脂膜を積層した複合基材が好ましい。このとき支持体は透明樹脂または透明性無機材料からなることが好ましい。
The substrate in the present filter may have a single-layer structure or a multi-layer structure, and the material of the substrate is not particularly limited and may be an organic or inorganic material as long as it is a transparent material that transmits visible light.
When the substrate has a single layer structure, a resin substrate made of a resin film containing a resin and an NIR dye (IR) is preferred.
When the substrate has a multi-layer structure, a composite substrate is preferred in which a resin film containing an NIR dye (IR) is laminated on at least one main surface of a support, and the support is preferably made of a transparent resin or a transparent inorganic material.

樹脂としては、透明樹脂であれば制限されず、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、およびポリスチレン樹脂等から選ばれる1種以上の透明樹脂が用いられる。これらの樹脂は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
なかでも、色素の溶解性に優れる点、UV側の吸収が少ない点、ガラス転移点(Tg)が高い点、支持体や誘電体多層膜との密着性に優れる点から、ポリイミド樹脂が好ましい。
The resin is not limited as long as it is a transparent resin, and one or more transparent resins selected from polyester resin, acrylic resin, epoxy resin, ene-thiol resin, polycarbonate resin, polyether resin, polyarylate resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyparaphenylene resin, polyarylene ether phosphine oxide resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyolefin resin, cyclic olefin resin, polyurethane resin, polystyrene resin, etc. These resins may be used alone or in combination of two or more.
Among these, polyimide resins are preferred because they have excellent dye solubility, little absorption on the UV side, a high glass transition point (Tg), and excellent adhesion to the support and the dielectric multilayer film.

NIR色素(IR)やその他の色素として複数の化合物を用いる場合、これらは同一の樹脂膜に含まれてもよく、また、それぞれ別の樹脂膜に含まれてもよい。 When multiple compounds are used as NIR dyes (IR) or other dyes, they may be contained in the same resin film, or they may each be contained in a separate resin film.

透明性無機材料としては、ガラスや結晶材料が好ましい。
支持体に使用できるガラスとしては、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラス等に銅イオンを含む吸収型のガラス(近赤外線吸収ガラス)、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が挙げられる。
ガラスとしては、赤外光(特に900~1200nm)を吸収できる観点から、リン酸塩系ガラス、フツリン酸塩系ガラスが好ましい。なお、「リン酸塩系ガラス」は、ガラスの骨格の一部がSiOで構成されるケイリン酸塩ガラスも含む。
As the transparent inorganic material, glass or crystalline material is preferred.
Examples of glass that can be used for the support include absorption-type glass (near-infrared absorbing glass) containing copper ions in fluorophosphate glass or phosphate glass, soda-lime glass, borosilicate glass, alkali-free glass, and quartz glass.
As the glass, phosphate glass and fluorophosphate glass are preferred from the viewpoint of absorbing infrared light (especially 900 to 1200 nm). Note that "phosphate glass" also includes silicophosphate glass, in which part of the glass skeleton is composed of SiO2 .

ガラスとしては、ガラス転移点以下の温度で、イオン交換により、ガラス板主面に存在するイオン半径が小さいアルカリ金属イオン(例えば、Liイオン、Naイオン)を、イオン半径のより大きいアルカリイオン(例えば、Liイオンに対してはNaイオンまたはKイオンであり、Naイオンに対してはKイオンである。)に交換して得られる化学強化ガラスを使用してもよい。 As glass, chemically strengthened glass may be used, which is obtained by ion exchange at a temperature below the glass transition point to replace alkali metal ions with small ionic radii (e.g., Li ions, Na ions) present on the main surface of the glass plate with alkali ions with larger ionic radii (e.g., Na ions or K ions for Li ions, and K ions for Na ions).

支持体に使用できる結晶材料としては、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイア等の複屈折性結晶が挙げられる。 Crystalline materials that can be used for the support include birefringent crystals such as quartz, lithium niobate, and sapphire.

支持体としては、光学特性、機械特性等の長期にわたる信頼性に係る形状安定性の観点、フィルタ製造時のハンドリング性等から、無機材料が好ましく、特にガラス、サファイアが好ましい。 As a support, inorganic materials are preferred, particularly glass and sapphire, from the standpoint of shape stability related to long-term reliability of optical properties, mechanical properties, etc., and ease of handling during filter production.

樹脂膜は、色素(IR)と、樹脂または樹脂の原料成分と、必要に応じて配合される各成分とを、溶媒に溶解または分散させて塗工液を調製し、これを支持体に塗工し乾燥させ、さらに必要に応じて硬化させて形成できる。上記支持体は、本フィルタに含まれる支持体でもよいし、樹脂膜を形成する際にのみ使用する剥離性の支持体でもよい。また、溶媒は、安定に分散できる分散媒または溶解できる溶媒であればよい。The resin film can be formed by dissolving or dispersing the dye (IR), resin or resin raw materials, and other optional components in a solvent to prepare a coating solution, which is then applied to a substrate, dried, and optionally cured. The substrate may be the one included in the filter, or a peelable substrate used only when forming the resin film. The solvent may be any suitable dispersion medium or solvent capable of stably dispersing the dye.

また、塗工液は、微小な泡によるボイド、異物等の付着による凹み、乾燥工程でのはじき等の改善のため界面活性剤を含んでもよい。さらに、塗工液の塗工には、例えば、浸漬コーティング法、キャストコーティング法、またはスピンコート法等を使用できる。上記塗工液を支持体上に塗工後、乾燥させることにより樹脂膜が形成される。また、塗工液が透明樹脂の原料成分を含有する場合、さらに熱硬化、光硬化等の硬化処理を行う。 The coating liquid may also contain a surfactant to prevent voids caused by tiny bubbles, depressions caused by the adhesion of foreign matter, and repellency during the drying process. Furthermore, methods such as dip coating, cast coating, and spin coating can be used to apply the coating liquid. After applying the coating liquid to a support, a resin film is formed by drying. Furthermore, if the coating liquid contains raw materials for a transparent resin, it may be further subjected to a curing process such as heat curing or photocuring.

また、樹脂膜は、押出成形によりフィルム状に製造可能でもある。基材が、色素(IR)を含む樹脂膜からなる単層構造(樹脂基材)である場合、樹脂膜をそのまま基材として用いることができる。基材が、支持体と、支持体の少なくとも一方の主面に積層した色素(IR)を含む樹脂膜とを有する複層構造(複合基材)である場合、このフィルムを支持体に積層し熱圧着等により一体化させることにより基材を製造できる。 The resin film can also be manufactured into a film by extrusion molding. When the substrate has a single-layer structure (resin substrate) consisting of a resin film containing a dye (IR), the resin film can be used as is as the substrate. When the substrate has a multi-layer structure (composite substrate) having a support and a resin film containing a dye (IR) laminated on at least one main surface of the support, the substrate can be manufactured by laminating this film onto the support and integrating them by thermocompression bonding or the like.

樹脂膜は、光学フィルタの中に1層有してもよく、2層以上有してもよい。2層以上有する場合、各層は同じ構成であっても異なってもよい。 The optical filter may have one resin film layer, or two or more layers. If there are two or more layers, each layer may have the same or different configurations.

樹脂膜の厚さは、基材が、色素(IR)を含む樹脂膜からなる単層構造(樹脂基材)である場合、好ましくは20~150μmである。
基材が、支持体と、支持体の少なくとも一方の主面に積層した色素(IR)を含有する樹脂膜とを有する複層構造(複合基材)である場合、樹脂膜の厚さは、好ましくは0.3~20μmである。なお、光学フィルタが樹脂膜を2層以上有する場合は、各樹脂膜の総厚が上記範囲であることが好ましい。
When the substrate has a single layer structure (resin substrate) made of a resin film containing a dye (IR), the thickness of the resin film is preferably 20 to 150 μm.
When the substrate has a multilayer structure (composite substrate) having a support and a resin film containing a dye (IR) laminated on at least one main surface of the support, the thickness of the resin film is preferably 0.3 to 20 μm. When the optical filter has two or more resin films, the total thickness of the resin films is preferably within the above range.

基材の形状は特に限定されず、ブロック状、板状、フィルム状でもよい。
また基材の厚さは、誘電体多層膜成膜時の反り低減、光学素子低背化の観点から、300μm以下が好ましく、基材が樹脂膜からなる樹脂基材である場合、好ましくは50~300μmであり、基材が支持体と樹脂膜を備える複合基材である場合、好ましくは50~300μmである。
The shape of the substrate is not particularly limited, and may be a block, plate, or film.
The thickness of the substrate is preferably 300 μm or less from the viewpoints of reducing warpage during the formation of the dielectric multilayer film and reducing the height of the optical element. When the substrate is a resin substrate made of a resin film, the thickness is preferably 50 to 300 μm. When the substrate is a composite substrate comprising a support and a resin film, the thickness is preferably 50 to 300 μm.

<光学フィルタ(光学特性)>
上記構成の本発明の光学フィルタは、下記光学特性(iii-1)~(iii-5)をすべて満たすことが好ましい。
(iii-1)入射角度0°での波長400~600nmにおける平均透過率T400-600(0deg)AVEが70%以上
(iii-2)入射角度40°での波長450~600nmにおける平均反射率R450-600(40deg)AVEが5%以下
(iii-3)入射角度5°での波長450~600nmにおける平均反射率R450-600(5deg)AVEが3%以下
(iii-4)入射角度40°での波長700~900nmにおける最大透過率T700-900(40deg)MAXが15%以下
(iii-5)入射角度40°での波長1000~1100nmにおける平均透過率T1000-1100(40deg)AVEが5%以下
<Optical filter (optical characteristics)>
The optical filter of the present invention having the above-mentioned configuration preferably satisfies all of the following optical properties (iii-1) to (iii-5).
(iii-1) Average transmittance T 400-600 (0 deg) AVE at wavelengths of 400 to 600 nm at an incident angle of 0° is 70% or more. (iii-2) Average reflectance R 450-600 (40 deg) AVE at wavelengths of 450 to 600 nm at an incident angle of 40° is 5% or less. (iii-3) Average reflectance R 450-600 (5 deg) AVE at wavelengths of 450 to 600 nm at an incident angle of 5° is 3% or less. (iii-4) Maximum transmittance T 700-900 (40 deg) MAX at wavelengths of 700 to 900 nm at an incident angle of 40° is 15% or less. (iii-5) Average transmittance T at wavelengths of 1000 to 1100 nm at an incident angle of 40° is 1000-1100 (40 deg) AVE is 5% or less

光学特性(iii-1)~(iii-5)をすべて満たす本発明の光学フィルタは、可視光の高い透過性と近赤外光の高い遮蔽性を有し、高入射角においても可視光領域のリップルが抑制された光学フィルタである。 The optical filter of the present invention, which satisfies all of the optical properties (iii-1) to (iii-5), has high transmittance for visible light and high blocking properties for near-infrared light, and is an optical filter in which ripples in the visible light region are suppressed even at high angles of incidence.

光学特性(iii-1)を満たすことで、波長400~600nmの可視光領域の透過性に優れることを意味する。T400-600(0deg)AVEは好ましくは72%以上である。 Satisfying the optical property (iii-1) means that the film has excellent transmittance in the visible light region with wavelengths of 400 to 600 nm. T 400-600 (0 deg) AVE is preferably 72% or more.

光学特性(iii-2)を満たすことで、波長450~600nmの可視光領域においてリップルが小さいことを意味する。R450-600(40deg)AVEは好ましくは4%以下である。 Satisfying the optical property (iii-2) means that the ripple is small in the visible light region of wavelengths from 450 to 600 nm. R 450-600 (40 deg) AVE is preferably 4% or less.

光学特性(iii-3)を満たすことで、可視光領域でリップルが小さいことを意味する。R450-600(5deg)AVEは好ましくは2.5%以下である。 Satisfying the optical property (iii-3) means that the ripple is small in the visible light region. R 450-600 (5 deg) AVE is preferably 2.5% or less.

光学特性(iii-4)を満たすことで、高入射角においても700~900nmの近赤外光領域の遮蔽性に優れることを意味する。T700-900(40deg)MAXは、好ましくは14%以下である。 Satisfying the optical property (iii-4) means that the film has excellent shielding properties for near-infrared light in the range of 700 to 900 nm even at a high incident angle. T 700-900 (40 deg) MAX is preferably 14% or less.

光学特性(iii-5)を満たすことで、高入射角においても1000~1100nmの近赤外光領域の遮蔽性に優れることを意味する。T1000-1100(40deg)AVEは、好ましくは4.5%以下である。 Satisfying the optical property (iii-5) means that the film has excellent shielding properties for near-infrared light in the 1000 to 1100 nm region even at a high incident angle. T 1000-1100 (40 deg) AVE is preferably 4.5% or less.

本発明の光学フィルタは、下記光学特性(iii-6)をさらに満たすことが好ましい。
(iii-6)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける最大透過率T850-950(40deg)MAXが20%以下
光学特性(iii-6)を満たすことで、第1薄膜積層構造体において許容された光抜けが、光学フィルタでは遮断されていることを意味する。T850-950(40deg)MAXは好ましくは15%以下である。
The optical filter of the present invention preferably further satisfies the following optical property (iii-6).
(iii-6) The maximum transmittance T 850-950 (40 deg) MAX at a wavelength of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 40° is 20% or less. Satisfying the optical property (iii-6) means that the light leakage allowed in the first thin film stack structure is blocked by the optical filter. T 850-950 (40 deg) MAX is preferably 15% or less.

本発明の光学フィルタは、例えば、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に使用した場合に、色再現性に優れる撮像装置を提供できる。かかる撮像装置は、固体撮像素子と、撮像レンズと、本発明の光学フィルタとを備える。本発明の光学フィルタは、例えば、撮像レンズと固体撮像素子との間に配置されたり、撮像装置の固体撮像素子、撮像レンズ等に粘着剤層を介して直接貼着されたりして使用できる。 When used in an imaging device such as a digital still camera, the optical filter of the present invention can provide an imaging device with excellent color reproducibility. Such an imaging device comprises a solid-state imaging element, an imaging lens, and the optical filter of the present invention. The optical filter of the present invention can be used, for example, by being placed between the imaging lens and the solid-state imaging element, or by being directly attached to the solid-state imaging element, imaging lens, etc. of the imaging device via an adhesive layer.

次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
各光学特性は、光学薄膜シミュレーションソフト(TFCalc、Software Spectra社製)を用いて検証した。また、本願では波長500nmにおける各膜の屈折率を代表値として使用しているが、屈折率の波長依存性を考慮してシミュレーションを行った。
なお、入射角度が特に明記されていない場合の光学特性は入射角0度(光学フィルタ主面に対し垂直方向)でシミュレーションした値である。
Next, the present invention will be explained more specifically with reference to examples.
Each optical property was verified using optical thin film simulation software (TFCalc, manufactured by Software Spectra, Inc.) In this application, the refractive index of each film at a wavelength of 500 nm was used as a representative value, but the simulation was performed taking into account the wavelength dependency of the refractive index.
It should be noted that unless the incident angle is specifically stated, the optical characteristics are values simulated at an incident angle of 0 degrees (perpendicular to the main surface of the optical filter).

各例で用いた色素は下記のとおりである。
化合物1(シアニン化合物):Dyes and pigments 73(2007) 344-352に基づき合成した。
化合物2(スクアリリウム色素):米国特許出願公開第2014/0061505号明細書および国際公開第2014/088063号に基づき合成した。
化合物3(メロシアニン化合物):日本国特許第6504176号公報を参考に合成した。
The dyes used in each example are as follows:
Compound 1 (cyanine compound): Synthesized based on Dyes and Pigments 73 (2007) 344-352.
Compound 2 (squarylium dye): synthesized based on the specifications of U.S. Patent Application Publication No. 2014/0061505 and WO 2014/088063.
Compound 3 (merocyanine compound): Synthesized with reference to Japanese Patent No. 6504176.

<例1-1:樹脂膜>
ポリイミド樹脂(三菱ガス化学製C-3G30G)を10質量%の濃度で有機溶媒(シクロヘキサノン)に溶解した。
上記で調製したポリイミド樹脂の溶液に、樹脂100質量部に対し、化合物1を0.05質量部、化合物2を2.76質量部、化合物3を11.7質量部となるように添加し、50℃に加熱しながら2時間攪拌した。色素含有樹脂溶液を、スピンコートを用いてガラス基板(アルカリガラス、Schott製D263)に塗布し、十分に加熱乾燥して膜厚5μmの樹脂膜(塗工膜)を得た。
<Example 1-1: Resin film>
A polyimide resin (C-3G30G manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company) was dissolved in an organic solvent (cyclohexanone) at a concentration of 10% by mass.
To the polyimide resin solution prepared above, 0.05 parts by mass of compound 1, 2.76 parts by mass of compound 2, and 11.7 parts by mass of compound 3 were added relative to 100 parts by mass of the resin, and the mixture was stirred for 2 hours while heating to 50° C. The dye-containing resin solution was applied to a glass substrate (alkali glass, D263 manufactured by Schott) using spin coating, and thoroughly dried by heating to obtain a resin film (coated film) with a thickness of 5 μm.

<例1-2:樹脂膜>
樹脂100質量部に対し、化合物1を0.44質量部、化合物2を2.76質量部、化合物3を11.7質量部となるように添加した以外は、例1-1と同様に、樹脂膜を得た。
<Example 1-2: Resin film>
A resin film was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that 0.44 parts by mass of compound 1, 2.76 parts by mass of compound 2, and 11.7 parts by mass of compound 3 were added relative to 100 parts by mass of the resin.

各樹脂膜について、分光光度計で波長350nm~1200nmの波長範囲で入射方向に対して5degの入射方向で透過分光と反射分光を測定した。得られた分光透過率曲線と分光反射率曲線を用いて、分光内部透過率曲線を算出し、最大吸収波長における透過率が10%になるように規格化した。
内部透過率(%)=透過率/(100-反射率)*100
光学特性を後述の表1に示す。
なお、例1-1および例1-2は参考例である。
For each resin film, the transmission and reflection spectra were measured using a spectrophotometer in the wavelength range of 350 nm to 1200 nm at an angle of 5° relative to the incident direction. The obtained spectral transmittance curves and spectral reflectance curves were used to calculate the spectral internal transmittance curves, which were normalized so that the transmittance at the maximum absorption wavelength was 10%.
Internal transmittance (%) = transmittance / (100 - reflectance) * 100
The optical properties are shown in Table 1 below.
It should be noted that Examples 1-1 and 1-2 are reference examples.

<例2-1:薄膜積層構造体1-1>
TiO膜、SiO膜、ZrO膜を交互に積層させた、積層数および物理膜厚が異なる3種類の誘電体多層膜を複合し、薄膜積層構造体1-1を設計した。各積層数および物理膜厚を後述の表1に示す。
<Example 2-1: Thin film laminated structure 1-1>
We designed thin film stack structure 1-1 by combining three types of dielectric multilayer films, each consisting of alternating TiO2 , SiO2 , and ZrO2 layers, with different numbers of layers and physical thicknesses. The numbers of layers and physical thicknesses are shown in Table 1 below.

<例2-2:薄膜積層構造体1-2>
TiO膜とSiO膜を交互に積層させた、積層数および物理膜厚が異なる2種類の誘電体多層膜を複合し、薄膜積層構造体1-2を設計した。各積層数および物理膜厚を後述の表1に示す。
<Example 2-2: Thin film laminated structure 1-2>
Thin film stack structure 1-2 was designed by combining two types of dielectric multilayer films, each consisting of alternating TiO2 and SiO2 films, with different numbers of layers and physical film thicknesses. The numbers of layers and physical film thicknesses are shown in Table 1 below.

<例2-3:薄膜積層構造体1-3>
TiO膜とSiO膜の積層数および物理膜厚を後述の表1に示すものとした以外は、例2-2と同様にして、薄膜積層構造体1-3を設計した。
<Example 2-3: Thin film laminate structure 1-3>
A thin film stacked structure 1-3 was designed in the same manner as in Example 2-2, except that the number of stacked TiO 2 films and SiO 2 films and the physical film thicknesses were as shown in Table 1 below.

<例2-4:薄膜積層構造体1-4>
TiO膜とSiO膜の積層数および物理膜厚を後述の表1に示すものとした以外は、例2-2と同様にして、薄膜積層構造体1-4を設計した。
<Example 2-4: Thin film laminated structure 1-4>
A thin film stacked structure 1-4 was designed in the same manner as in Example 2-2, except that the number of stacked TiO 2 films and SiO 2 films and the physical film thickness were as shown in Table 1 below.

<例2-5:薄膜積層構造体1-5>
日本国特開2007-183525号公報の実施例4の記載を参照して、TiO膜と、LaおよびAl膜とを交互に積層させた誘電体多層膜からなる薄膜積層構造体1-5を設計した。各積層数を後述の表1に示す。
<Example 2-5: Thin film laminate structure 1-5>
Referring to the description of Example 4 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-183525, a thin film laminate structure 1-5 was designed, which is a dielectric multilayer film in which TiO 2 films, La 2 O 3 films, and Al 2 O 3 films are alternately laminated. The number of layers is shown in Table 1 below.

<例2-6:薄膜積層構造体2-1>
TiO膜とSiO膜を交互に積層させた誘電体多層膜からなる薄膜積層構造体2-1を設計した。積層数および物理膜厚を後述の表1に示す。
<Example 2-6: Thin film laminated structure 2-1>
We designed a thin film laminated structure 2-1 consisting of a dielectric multilayer film in which TiO 2 films and SiO 2 films were alternately laminated. The number of layers and physical film thickness are shown in Table 1 below.

<例2-7:薄膜積層構造体2-2>
日本国特開2007-183525号公報の実施例4の記載を参照して、TiO膜とSiO膜を交互に積層させた誘電体多層膜からなる薄膜積層構造体2-1を設計した。積層数を後述の表1に示す。
<Example 2-7: Thin film laminated structure 2-2>
With reference to the description of Example 4 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-183525, a thin film laminated structure 2-1 was designed, which is a dielectric multilayer film in which TiO 2 films and SiO 2 films are alternately laminated. The number of layers is shown in Table 1 below.

薄膜積層構造体1-1~1-5の光学特性および薄膜積層構造体2-1~2-2の光学特性を後述の表1に示す。
また、薄膜積層構造体1-4、1-5および薄膜積層構造体2-1、2-2の分光透過率曲線と分光反射率曲線を、それぞれ図4~11に示す。
なお、例2-1~例2-7は参考例である。
The optical properties of the thin film laminate structures 1-1 to 1-5 and the optical properties of the thin film laminate structures 2-1 and 2-2 are shown in Table 1 below.
The spectral transmittance curves and spectral reflectance curves of the thin film laminated structures 1-4 and 1-5 and the thin film laminated structures 2-1 and 2-2 are shown in FIGS. 4 to 11, respectively.
Examples 2-1 to 2-7 are reference examples.

<例3-1:光学フィルタ>
ガラス基板(アルカリガラス、Schott製D263)の一方の主面に例1-1の樹脂膜、および薄膜積層構造体2-1を積層し、他方の主面に薄膜積層構造体1-1を積層し、光学フィルタを得た。
<Example 3-1: Optical filter>
The resin film of Example 1-1 and thin film laminate structure 2-1 were laminated on one main surface of a glass substrate (alkali glass, D263 manufactured by Schott), and thin film laminate structure 1-1 was laminated on the other main surface to obtain an optical filter.

<例3-2:光学フィルタ>
薄膜積層構造体1-1を薄膜積層構造体1-2に替えた点以外は例3-1と同様に光学フィルタを得た。
<Example 3-2: Optical filter>
An optical filter was obtained in the same manner as in Example 3-1, except that the thin film laminated structure 1-1 was replaced with the thin film laminated structure 1-2.

<例3-3:光学フィルタ>
薄膜積層構造体1-1を薄膜積層構造体1-3に替えた点以外は例3-1と同様に光学フィルタを得た。
<Example 3-3: Optical filter>
An optical filter was obtained in the same manner as in Example 3-1, except that the thin film laminated structure 1-1 was replaced with the thin film laminated structure 1-3.

<例3-4:光学フィルタ>
薄膜積層構造体1-1を薄膜積層構造体1-3に替え、例1-1の樹脂膜を例1-2の樹脂膜に替えた点以外は例3-1と同様に光学フィルタを得た。
<Example 3-4: Optical filter>
An optical filter was obtained in the same manner as in Example 3-1, except that the thin film laminated structure 1-1 was replaced with the thin film laminated structure 1-3 and the resin film of Example 1-1 was replaced with the resin film of Example 1-2.

<例3-5:光学フィルタ>
薄膜積層構造体1-1を薄膜積層構造体1-4に替えた点以外は例3-1と同様に光学フィルタを得た。
<Example 3-5: Optical filter>
An optical filter was obtained in the same manner as in Example 3-1, except that the thin film laminated structure 1-1 was replaced with the thin film laminated structure 1-4.

<例3-6:光学フィルタ>
日本国特開2007-183525号公報の実施例4の記載を参照して、ガラス基板の一方の主面に薄膜積層構造体2-2を積層し、他方の主面に薄膜積層構造体1-5を積層し、光学フィルタを得た。
<Example 3-6: Optical filter>
Referring to Example 4 of JP-A 2007-183525, a thin film laminated structure 2-2 was laminated on one main surface of a glass substrate, and a thin film laminated structure 1-5 was laminated on the other main surface to obtain an optical filter.

得られた各光学フィルタを、分光光度計を用い0deg、40degの入射方向で透過分光を測定し、また、5degの入射方向で反射分光を測定した。光学特性を下記表に示す。
また、光学フィルタ3-1~3-6の分光透過率曲線をそれぞれ図12~17に示す。
なお、例3-1~3-5は実施例であり、例3-6は比較例である。
The optical filters thus obtained were measured for transmission spectrum at incident angles of 0° and 40° using a spectrophotometer, and for reflection spectrum at an incident angle of 5°. The optical properties are shown in the table below.
The spectral transmittance curves of the optical filters 3-1 to 3-6 are shown in FIGS. 12 to 17, respectively.
Examples 3-1 to 3-5 are working examples, and Example 3-6 is a comparative example.

また、下記方法により、光学フィルタについてしわ評価を行った。
しわ評価は、光学フィルタを160℃に設定した電気炉内に10分間入れて加熱し、のちに電気炉から取り出し、常温まで降温させた。次いで、光学フィルタの中央部を光学顕微鏡にて観察し、しわの有無を確認した。光学フィルタに目視で認識可能なしわがある場合は×、目視で認識可能なしわがない場合は〇とした。
結果を表1に示す。
Furthermore, the optical filter was evaluated for wrinkles by the following method.
For the wrinkle evaluation, the optical filter was heated in an electric furnace set at 160°C for 10 minutes, then removed from the electric furnace and cooled to room temperature. Next, the central part of the optical filter was observed with an optical microscope to check for the presence or absence of wrinkles. If the optical filter had wrinkles that were visible to the naked eye, it was rated as ×, and if there were no wrinkles that were visible to the naked eye, it was rated as ◯.
The results are shown in Table 1.

上記結果より、光学フィルタ3-1~3-5は、可視光の高い透過性と近赤外光の高い遮蔽性を有し、高入射角における可視光領域のリップル発生が抑制され、また、高入射角における近赤外光領域の遮蔽性低下も抑制されていることが分かる。さらに、樹脂膜におけるしわ発生も抑制された。
一方、用いた多層膜が2種類で、色素を併用しなかった光学フィルタ3-6は、高入射角における可視光領域でリップルが発生し、また、高入射角において透過特性がシフトし近赤外光領域の遮蔽性低下が発生した。
The above results show that optical filters 3-1 to 3-5 have high transmittance for visible light and high blocking ability for near-infrared light, suppress the occurrence of ripples in the visible light region at high incident angles, and also suppress the decrease in blocking ability for near-infrared light at high incident angles.Furthermore, the occurrence of wrinkles in the resin film was also suppressed.
On the other hand, optical filter 3-6, which used two types of multilayer film and did not use any dye, exhibited ripples in the visible light region at high incident angles, and the transmission characteristics shifted at high incident angles, resulting in a decrease in blocking ability in the near-infrared light region.

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は2020年12月25日出願の日本特許出願(特願2020-217100)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。 Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. This application is based on a Japanese patent application (Patent Application No. 2020-217100) filed on December 25, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.

本発明の光学フィルタは、可視光の透過性に優れ、かつ、高入射角における近赤外光の遮蔽性の低下が抑制された良好な近赤外光遮蔽特性を有する。近年、高性能化が進む、例えば、輸送機用のカメラやセンサ等の情報取得装置の用途に有用である。 The optical filter of the present invention has excellent visible light transmittance and good near-infrared light blocking properties, with reduced degradation of near-infrared light blocking properties at high angles of incidence. It is useful for applications in information acquisition devices, such as cameras and sensors for transport aircraft, which have become increasingly sophisticated in recent years.

1…光学フィルタ、10…基材、11…支持体、12…樹脂膜、31…第1薄膜積層構造体、31A、31B、31C…誘電体多層膜、32…第2薄膜積層構造体1...optical filter, 10...substrate, 11...support, 12...resin film, 31...first thin film laminated structure, 31A, 31B, 31C...dielectric multilayer film, 32...second thin film laminated structure

Claims (7)

基材と、
近赤外波長領域内の光の透過を制限する第1薄膜積層構造体および第2薄膜積層構造体と、
を備えた光学フィルタであって、
前記基材は、近赤外波長領域内の光を吸収する色素を含有する樹脂膜を含み、
前記第1薄膜積層構造体は少なくとも2つの誘電体多層膜を含み前記基材の一方の主面側に最外層として積層され、
前記第2薄膜積層構造体は少なくとも1つの誘電体多層膜を含み前記基材の他方の主面側に最外層として積層され、
前記第1薄膜積層構造体は、下記光学特性(i-1A)および(i-1B)を満たし、
前記第2薄膜積層構造体は、下記光学特性(i-2A)を満たし、
前記第2薄膜積層構造体は、前記樹脂膜表面に積層されている、
光学フィルタ。
(i-1A)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける最大透過率が5%以上
(i-1B)入射角度40°での波長450nm~600nmにおける最大反射率が8%以下
(i-2A)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける平均反射率が25%~60%
A substrate;
a first thin film stack structure and a second thin film stack structure that limit the transmission of light in the near infrared wavelength range;
An optical filter comprising:
the substrate includes a resin film containing a dye that absorbs light in the near-infrared wavelength region;
the first thin film laminated structure includes at least two dielectric multilayer films and is laminated as an outermost layer on one main surface side of the base material,
the second thin film laminated structure includes at least one dielectric multilayer film and is laminated as an outermost layer on the other main surface side of the base material,
The first thin film stack structure satisfies the following optical properties (i-1A) and (i-1B),
The second thin film stack structure satisfies the following optical property (i-2A):
the second thin film laminated structure is laminated on the surface of the resin film;
Optical filters.
(i-1A) Maximum transmittance at wavelengths of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 40° is 5% or more. (i-1B) Maximum reflectance at wavelengths of 450 nm to 600 nm at an incident angle of 40° is 8% or less. (i-2A) Average reflectance at wavelengths of 850 nm to 950 nm at an incident angle of 40° is 25% to 60%.
前記樹脂膜は、下記光学特性(ii-1)~(ii-3)をすべて満たす、請求項1に記載の光学フィルタ。
(ii-1)入射角度0°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率が60~90%
(ii-2)入射角度30°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率が60~90%
(ii-3)入射角度40°での波長850nm~950nmにおける平均内部透過率が60~90%
2. The optical filter according to claim 1, wherein the resin film satisfies all of the following optical properties (ii-1) to (ii-3):
(ii-1) The average internal transmittance at an incident angle of 0° in the wavelength range of 850 nm to 950 nm is 60 to 90%.
(ii-2) Average internal transmittance at an incident angle of 30° in the wavelength range of 850 nm to 950 nm is 60 to 90%
(ii-3) The average internal transmittance at an incident angle of 40° in the wavelength range of 850 nm to 950 nm is 60 to 90%.
前記樹脂膜は、下記光学特性(ii-4)をさらに満たす、請求項1または請求項2に記載の光学フィルタ。
(ii-4)入射角度30°での波長660nm~730nmにおける平均内部透過率が10%以下
3. The optical filter according to claim 1, wherein the resin film further satisfies the following optical property (ii-4):
(ii-4) The average internal transmittance at an incident angle of 30° in the wavelength range of 660 nm to 730 nm is 10% or less.
前記樹脂膜は、下記光学特性(ii-5)をさらに満たす、請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
(ii-5)入射角度0°における波長450~600nmの平均内部透過率が70%以上
4. The optical filter according to claim 1 , wherein the resin film further satisfies the following optical characteristic (ii-5):
(ii-5) The average internal transmittance at an incident angle of 0° for wavelengths of 450 to 600 nm is 70% or more.
前記第2薄膜積層構造体は、TiOとSiOとが交互に積層された誘電体多層膜を有し、下記式に示す膜比率が0.50以上である、請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
膜比率(物理膜厚)=SiOの総物理膜厚/(TiOの総物理膜厚+SiOの総物理膜厚)
5. The optical filter according to claim 1 , wherein the second thin film stack structure has a dielectric multilayer film in which TiO2 and SiO2 are alternately stacked, and a film ratio represented by the following formula is 0.50 or more.
Film ratio (physical film thickness) = total physical film thickness of SiO2 / (total physical film thickness of TiO2 + total physical film thickness of SiO2 )
前記樹脂膜は、ポリイミド系樹脂を含む請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の光学フィルタ。 6. The optical filter according to claim 1 , wherein the resin film contains a polyimide resin. 下記光学特性(iii-1)~(iii-5)をすべて満たす、請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
(iii-1)入射角度0°での波長400~600nmにおける平均透過率が70%以上
(iii-2)入射角度40°での波長450~600nmにおける平均反射率が5%以下
(iii-3)入射角度5°での波長450~600nmにおける平均反射率が3%以下
(iii-4)入射角度40°での波長700~900nmにおける最大透過率が15%以下
(iii-5)入射角度40°での波長1000~1100nmにおける平均透過率が5%以下
7. The optical filter according to claim 1 , which satisfies all of the following optical properties (iii-1) to (iii-5):
(iii-1) The average transmittance at wavelengths of 400 to 600 nm at an incident angle of 0° is 70% or more. (iii-2) The average reflectance at wavelengths of 450 to 600 nm at an incident angle of 40° is 5% or less. (iii-3) The average reflectance at wavelengths of 450 to 600 nm at an incident angle of 5° is 3% or less. (iii-4) The maximum transmittance at wavelengths of 700 to 900 nm at an incident angle of 40° is 15% or less. (iii-5) The average transmittance at wavelengths of 1000 to 1100 nm at an incident angle of 40° is 5% or less.
JP2022572151A 2020-12-25 2021-12-10 Optical Filters Active JP7750249B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020217100 2020-12-25
JP2020217100 2020-12-25
PCT/JP2021/045667 WO2022138252A1 (en) 2020-12-25 2021-12-10 Optical filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022138252A1 JPWO2022138252A1 (en) 2022-06-30
JP7750249B2 true JP7750249B2 (en) 2025-10-07

Family

ID=82157847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022572151A Active JP7750249B2 (en) 2020-12-25 2021-12-10 Optical Filters

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7750249B2 (en)
CN (1) CN116648644A (en)
TW (1) TWI907603B (en)
WO (1) WO2022138252A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118829909A (en) * 2022-03-02 2024-10-22 Agc株式会社 Optical Filters
TWI854300B (en) * 2022-09-14 2024-09-01 耀穎光電股份有限公司 Infrared band pass filter
KR102930187B1 (en) * 2022-10-06 2026-02-24 주식회사 엘엠에스 Optical Filter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043166A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 旭硝子株式会社 Optical filter
WO2016171219A1 (en) 2015-04-23 2016-10-27 旭硝子株式会社 Optical filter and imaging device
WO2018155634A1 (en) 2017-02-24 2018-08-30 株式会社オプトラン Camera structure and image capturing device
WO2019189039A1 (en) 2018-03-30 2019-10-03 Agc株式会社 Optical filter

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11215741B2 (en) * 2018-01-17 2022-01-04 Viavi Solutions Inc. Angle of incidence restriction for optical filters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043166A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 旭硝子株式会社 Optical filter
WO2016171219A1 (en) 2015-04-23 2016-10-27 旭硝子株式会社 Optical filter and imaging device
WO2018155634A1 (en) 2017-02-24 2018-08-30 株式会社オプトラン Camera structure and image capturing device
WO2019189039A1 (en) 2018-03-30 2019-10-03 Agc株式会社 Optical filter

Also Published As

Publication number Publication date
TWI907603B (en) 2025-12-11
TW202234096A (en) 2022-09-01
CN116648644A (en) 2023-08-25
WO2022138252A1 (en) 2022-06-30
JPWO2022138252A1 (en) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7750249B2 (en) Optical Filters
JP7456525B2 (en) Optical filters and imaging devices
TW201812348A (en) Infrared ray cut filter and imaging optical system
JP7647756B2 (en) Optical Filters
JP7823708B2 (en) Optical Filters
WO2019049884A1 (en) Optical filter and imaging device
WO2023008291A1 (en) Optical filter
CN117111195A (en) Filters and Imaging Devices
TW202525573A (en) Optical Filter
US20250370177A1 (en) Optical filter
CN120359441A (en) Optical filter
WO2023022118A1 (en) Optical filter
JP7775831B2 (en) Optical Filters
JP7647757B2 (en) Optical Filters
WO2023210475A1 (en) Optical filter
TW202430935A (en) Optical Filter
WO2025041771A1 (en) Optical filter
WO2024241897A1 (en) Optical filter
TW202613250A (en) Filter
WO2025041770A1 (en) Optical filter
WO2024048511A1 (en) Optical filter
JP2025094722A (en) Optical Filters
WO2024237167A1 (en) Optical filter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250422

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250618

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250826

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250908

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7750249

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150