JP2018060236A - 赤外線カットフィルタ、撮像装置、及び赤外線カットフィルタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射型の赤外線カットフィルタ又は反射型の赤外線カットコーティングと併用されなくても所望の光学特性を実現でき、かつ、容易に製造できる、赤外線カットフィルタを提供する。
【解決手段】本発明の赤外線カットフィルタは、有機色素含有層と、ホスホン酸銅の微粒子を含有しているホスホン酸銅含有層とを備えている。有機色素含有層は、赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が７０％以上から５０％以下に低下するように有機色素を含有している。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の赤外線カットフィルタは、有機色素含有層と、ホスホン酸銅の微粒子を含有しているホスホン酸銅含有層とを備えている。有機色素含有層は、赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が７０％以上から５０％以下に低下するように有機色素を含有している。
【選択図】図１
Description
本発明は、赤外線カットフィルタ、撮像装置、及び赤外線カットフィルタの製造方法に関する。
デジタルカメラなどの撮像装置において、撮像素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのＳｉ（シリコン）を用いた半導体素子が使用されている。Ｓｉを用いた撮像素子は、赤外線（特に近赤外線）に対する受光感度を有し、人間の視感度とは異なる波長特性を有する。このため、撮像装置において、撮像素子から得られる画像が人間の認識した画像に近づくように、撮像素子の前方に赤外線カットフィルタが配置されている。
例えば、特許文献１には、吸収型カットフィルタ（光吸収素子）と、吸収型カットフィルタの表面に設けられた反射型カットコート（干渉膜）とを備える複合フィルタが記載されている。
特許文献２には、赤外線吸収体と赤外線反射体とが接着されて形成されている赤外線カットフィルタが記載されている。赤外線吸収体は、赤外線吸収ガラスの一主面に反射防止膜（ＡＲコート）が形成されることによって作製されている。赤外線吸収ガラスは、銅イオン等の色素を分散させた青色ガラスである。反射防止膜は、赤外線吸収ガラスの一主面に対して、ＭｇＦ2からなる単層、Ａｌ2Ｏ2とＺｒＯ2とＭｇＦ2とからなる多層膜、及びＴｉＯ2とＳｉＯ2とからなる多層膜のいずれかの膜を真空蒸着装置によって真空蒸着することによって形成されている。また、赤外線反射体は、透明基板の一主面に赤外線反射膜が形成されることによって作製されている。赤外線反射膜は、ＴｉＯ2などの高屈折率材料からなる第１薄膜と、ＳｉＯ2などの低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層された多層膜である。赤外線反射膜は、真空蒸着によって形成されている。
特許文献３には、透明樹脂中に所定のジイモニウム系色素を含有する近赤外線吸収層を有する光学フィルムが記載されている。特許文献３の表１によれば、実施例に係る光学フィルムの８５０ｎｍにおける近赤外線の透過率は１０％を超えている。
特許文献４には、所定のリン酸エステル化合物及び銅イオンより成る成分を含有し、リン原子の含有量が銅イオン１モルに対して０．４〜１．３モルであり、銅イオンの含有量が２〜４０重量％である近赤外線光吸収層を備えた、光学フィルタが記載されている。
特許文献１の反射型カットコート及び特許文献２の赤外線反射膜のように、干渉膜による反射を利用して赤外線をカットする場合、赤外線遮断特性が光線の入射角によって変化する可能性がある。このため、例えば、得られた画像の周辺部分で青みが強くなるなど、得られた画像の中心部分における色味と、得られた画像の周辺部分における色味とが異なる現象が発生する可能性がある。また、反射を利用して赤外線をカットするコーティングは、多くの場合は、真空蒸着又はスパッタリングなどによって形成する必要があり、赤外線カットフィルタの製造が煩雑である。
特許文献３に記載の技術において、所定のジイモニウム系色素が吸収可能な赤外線の波長域は限られているので、所望の赤外線吸収特性を実現するために、所定のジイモニウム系色素以外の色素を近赤外線吸収層に含有させることが考えられる。しかし、複数の色素を透明樹脂に分散させることは、それらの色素が相互作用することにより、困難な場合もある。
特許文献４に記載の近赤外線光吸収層のみでは所望の光学特性を実現しにくい場合もある。
本発明は、かかる事情に鑑み、反射型の赤外線カットフィルタ又は反射型の赤外線カットコーティングと併用されなくても所望の光学特性を実現でき、かつ、容易に製造できる、赤外線カットフィルタを提供する。
本発明は、
赤外線カットフィルタであって、
当該赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と前記カットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が７０％以上から５０％以下に低下するように有機色素を含有している、有機色素含有層と、
ホスホン酸銅の微粒子を含有しているホスホン酸銅含有層と、を備えた、
赤外線カットフィルタを提供する。
赤外線カットフィルタであって、
当該赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と前記カットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が７０％以上から５０％以下に低下するように有機色素を含有している、有機色素含有層と、
ホスホン酸銅の微粒子を含有しているホスホン酸銅含有層と、を備えた、
赤外線カットフィルタを提供する。
また、本発明は、
上記の赤外線カットフィルタと、
前記赤外線カットフィルタを透過した光が入射する撮像素子と、を備えた、
撮像装置を提供する。
上記の赤外線カットフィルタと、
前記赤外線カットフィルタを透過した光が入射する撮像素子と、を備えた、
撮像装置を提供する。
また、本発明は、
赤外線カットフィルタの製造方法であって、
前記赤外線カットフィルタは、
当該赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と前記カットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が７０％以上から５０％以下に低下するように有機色素を含有している、有機色素含有層と、
ホスホン酸銅の微粒子を含有しているホスホン酸銅含有層と、を備え、
前記有機色素を含有する塗布液をスピンコーティングすることによって前記有機色素含有層を形成する、
赤外線カットフィルタの製造方法を提供する。
赤外線カットフィルタの製造方法であって、
前記赤外線カットフィルタは、
当該赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と前記カットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が７０％以上から５０％以下に低下するように有機色素を含有している、有機色素含有層と、
ホスホン酸銅の微粒子を含有しているホスホン酸銅含有層と、を備え、
前記有機色素を含有する塗布液をスピンコーティングすることによって前記有機色素含有層を形成する、
赤外線カットフィルタの製造方法を提供する。
上記の赤外線カットフィルタは、反射型の赤外線カットフィルタ又は反射型の赤外線カットコーティングと併用されなくても所望の光学特性を実現できる。すなわち、カットオフ波長近傍の波長域で分光透過率が急激に低下し、かつ、赤外線の広い波長域（例えば、８００ｎｍ〜１１００ｎｍ）で高い赤外線吸収特性を有するという光学特性を実現できる。また、有機色素含有層及びホスホン酸銅含有層は、真空蒸着及びスパッタリングなどの方法によらずに形成できるので、上記の赤外線カットフィルタは、容易に製造できる。上記の赤外線カットフィルタの製造方法によれば、赤外線カットフィルタのカットオフ波長を容易にかつ細かく調整できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１に示すように、赤外線カットフィルタ１ａは、有機色素含有層１０と、ホスホン酸銅含有層２０とを備えている。有機色素含有層１０は、所定の有機色素を含有している。これにより、有機色素含有層１０の分光透過率は、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、７０％以上から５０％以下に低下する。一方、有機色素含有層１０の分光透過率は、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長に対し１００ｎｍ小さい波長と赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長に対し１００ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、８０％以上から２０％以下に低下してもよい。ここで、「カットオフ波長」とは、赤外線カットフィルタ１ａの分光透過率が波長の増加に従って低下する近赤外光領域近傍の可視光領域又は近赤外光領域において、赤外線カットフィルタ１ａの分光透過率が５０％になる波長を意味する。同様に、赤外線カットフィルタ１ａ以外の赤外線カットフィルタの「カットオフ波長」は、赤外線カットフィルタの分光透過率が波長の増加に従って低下する近赤外光領域近傍の可視光領域又は近赤外光領域において、赤外線カットフィルタの分光透過率が５０％になる波長を意味する。ホスホン酸銅含有層２０は、ホスホン酸銅の微粒子を含有している。ここで、「微粒子」とは、平均粒子径が５ｎｍ〜２００ｎｍである粒子を意味する。平均粒子径は、例えば、走査型電子顕微鏡で５０個以上のホスホン酸銅の微粒子を観察することによって求めることができる。
ホスホン酸銅含有層２０がホスホン酸銅の微粒子を含有していることにより、ホスホン酸銅含有層２０は、赤外線の広い波長域（例えば、８００ｎｍ〜１１００ｎｍ）で高い赤外線吸収特性を有する。換言すると、赤外線カットフィルタ１ａは、ホスホン酸銅含有層２０を備えることにより、赤外線の広い波長域、特に８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長域で、低い分光透過率（例えば、平均５％以下）を有する。一方、ホスホン酸銅含有層２０の分光透過率は、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長近傍の波長域で、波長の増加に従って急激に低下しない場合がある。しかし、赤外線カットフィルタ１ａがホスホン酸銅含有層２０に加えて有機色素含有層１０を備えていることにより、赤外線カットフィルタ１ａの分光透過率は、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長近傍の波長域で、波長の増加に従って急激に低下する。これにより、赤外線カットフィルタ１ａは、反射型の赤外線カットフィルタ又は反射型の赤外線カットコーティングと併用されなくても、例えばデジタルカメラなどの撮像装置にとって望ましい光学特性を有する。
赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長は、例えば、６２０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長域にある。赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長がこの波長域にある場合、赤外線カットフィルタ１ａによって、デジタルカメラなどの撮像装置にとって望ましい光学特性を実現できる。なぜなら、少しでも多くの可視光域の光線を透過させることができ、少しでも多くの有害な赤外線域の光線をカットできるからである。また、デジタルカメラなどの撮像装置にとって、より望ましい光学特性を実現するために、赤外線カットフィルタ１ａがさらに以下の（１）、（２）、及び（３）の光学特性を満たしていることが望ましい。
（１）４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域における分光透過率が高い（例えば、７０％以上の分光透過率）。これにより、可視域の分光透過率が高いことによって明るい画像を得ることができる。
（２）カットオフ波長に対し１００ｎｍ大きい波長における分光透過率が低い（例えば、５％以下、望ましくは３％以下の分光透過率）。この条件を満足することによって、赤外線域の光線の透過率が狭い波長域で急激に低下し、かつ、より多くの可視光域の光線を透過させることが可能となり、明るい画像を得やすくなる。
（３）８００〜１１００ｎｍの波長域における分光透過率が低い（例えば、５％以下、望ましくは２％以下の分光透過率）。赤外線域の光について、より多くの光量をカットすることができ、当然望まれる特性である。
（１）４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域における分光透過率が高い（例えば、７０％以上の分光透過率）。これにより、可視域の分光透過率が高いことによって明るい画像を得ることができる。
（２）カットオフ波長に対し１００ｎｍ大きい波長における分光透過率が低い（例えば、５％以下、望ましくは３％以下の分光透過率）。この条件を満足することによって、赤外線域の光線の透過率が狭い波長域で急激に低下し、かつ、より多くの可視光域の光線を透過させることが可能となり、明るい画像を得やすくなる。
（３）８００〜１１００ｎｍの波長域における分光透過率が低い（例えば、５％以下、望ましくは２％以下の分光透過率）。赤外線域の光について、より多くの光量をカットすることができ、当然望まれる特性である。
有機色素含有層１０に含有される有機色素は、特に制限されず、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、スクアリリウム系色素、ジイモニウム系色素、及びアゾ系色素などの有機色素の中から、有機色素含有層１０が上記の光学特性を有するのに適した赤外線吸収特性を有する有機色素を選択できる。例えば、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長が６２０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長域にある場合、有機色素含有層１０に含有される有機色素として、吸収極大波長が６５０ｎｍ〜９００ｎｍである有機色素を使用でき、吸収極大波長が７００ｎｍ〜８５０ｎｍである有機色素を望ましく使用できる。有機色素含有層１０に含有される有機色素は、透明ガラス基板及び透明ガラス基板上に有機色素含有層１０を形成する材料と同一種類の材料で形成された層のみを有する赤外線カットフィルタのカットオフ波長が、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長より大きく、かつ、６２０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長域になるような、有機色素であることが望ましい。これにより、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長が６２０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長域に現れやすい。有機色素含有層１０において、一種類の有機色素が含有されていてもよいし、二種類以上の有機色素が含有されていてもよい。なお、有機色素含有層１０に含有される有機色素の種類は、例えば、有機色素含有層１０の分光透過率が４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域において平均８０％以上であるように、選択される。
有機色素含有層１０に含有されている有機色素の質量は、例えば、有機色素含有層１０の最終固形分全体の質量の０．３％〜８％である。これにより、赤外線カットフィルタ１ａがより確実に所望の光学特性を発揮できる。
有機色素含有層１０は、例えば、マトリクス樹脂に有機色素が分散していることによって形成されている。有機色素含有層１０のマトリクス樹脂は、可視光線及び近赤外線に対して透明であり、かつ、有機色素を分散可能な樹脂である。有機色素含有層１０のマトリクス樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリアクリル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、及びポリビニルブチラールなどの樹脂を使用できる。
有機色素含有層１０の厚みは、例えば、０．５μｍ〜５μｍである。これにより、赤外線カットフィルタ１ａがより確実に所望の光学特性を発揮できる。有機色素含有層１０の厚みが大きくなると、有機色素含有層１０において、光線の吸収率が増加し、光線の透過率が減少する。このため、有機色素含有層１０の厚みが大きくなると、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長は短くなりやすい。このように、有機色素含有層１０の厚みを変更することによって赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長を調整できる。例えば、有機色素含有層１０の厚みが上記の範囲にあると、赤外線カットフィルタ１ａが所望のカットオフ波長を有しやすい。有機色素含有層１０の厚みは、例えば、有機色素含有層１０を形成するための塗布液の塗布条件を変更することによって調整できる。特に、有機色素含有層１０を形成するための塗布液をスピンコーティングする場合、スピンコータの回転数を変更することによって有機色素含有層１０の厚みを調整できる。例えば、スピンコータの回転数が小さいと、有機色素含有層１０の厚みを比較的厚くできる。有機色素含有層１０を形成するための塗布液をスピンコーティングする場合、スピンコータの回転数を細かく調整することによって、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長を細かく調節できる。
ホスホン酸銅含有層２０に含有されているホスホン酸銅の微粒子は、例えば、メチルホスホン酸銅、エチルホスホン酸銅、プロピルホスホン酸銅、ブチルホスホン酸銅、ペンチルホスホン酸銅、ビニルホスホン酸銅、及びフェニルホスホン酸銅からなる群から選ばれる少なくとも一つのホスホン酸銅によって形成されている。
ホスホン酸銅含有層２０は、例えば、マトリクス樹脂にホスホン酸銅の微粒子が分散していることによって形成されている。ホスホン酸銅含有層２０のマトリクス樹脂は、可視光線及び近赤外線に対し透明であり、かつ、ホスホン酸銅の微粒子を分散可能な樹脂である。ホスホン酸銅は、比較的極性が低い物質であり、疎水性材料に良好に分散する。このため、ホスホン酸銅含有層２０のマトリクス樹脂として、例えば、アクリル基、エポキシ基、又はフェニル基を有する樹脂を用いることができる。特に、ホスホン酸銅含有層２０のマトリクス樹脂として、フェニル基を有する樹脂を用いることが望ましい。この場合、ホスホン酸銅含有層２０のマトリクス樹脂が高い耐熱性を有する。また、ポリシロキサン（シリコーン樹脂）は、熱分解しにくく、可視光線及び近赤外線に対して高い透明性を有し、耐熱性も高いので、光学素子の材料として有利な特性を有する。このため、ホスホン酸銅含有層２０のマトリクス樹脂として、ポリシロキサンを用いることも望ましい。ホスホン酸銅含有層２０のマトリクス樹脂として使用可能なポリシロキサンの具体例としては、ＫＲ−２５５、ＫＲ−３００、ＫＲ−２６２１−１、ＫＲ−２１１、ＫＲ−３１１、ＫＲ−２１６、ＫＲ−２１２、及びＫＲ−２５１を挙げることができる。これらはいずれも信越化学工業社製のシリコーン樹脂である。
ホスホン酸銅含有層２０の分光透過率は、８００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域において例えば１０％以下であり、望ましくは５％以下である。ホスホン酸銅含有層２０の分光透過率は、例えば、透明ガラス基板及び透明ガラス基板上にホスホン酸銅含有層２０を形成する材料と同一種類の材料で形成された層のみを有する赤外線カットフィルタを用いて測定できる。ホスホン酸銅含有層２０に含有されているホスホン酸銅の微粒子の質量は、例えば、ホスホン酸銅含有層２０の最終固形分全体の質量の１５％〜４５％である。これにより、赤外線カットフィルタ１ａがより確実に所望の光学特性を発揮できる。
ホスホン酸銅含有層２０に含有されているホスホン酸銅の微粒子の平均粒子径は、例えば、５ｎｍ〜２００ｎｍであり、望ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。ホスホン酸銅の微粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上であれば、ホスホン酸銅の微粒子の微細化を行うための特段の工程を必要とせず、ホスホン酸銅の構造が破壊されることを防止できる。また、ホスホン酸銅の微粒子の平均粒子径が２００ｎｍ以下であれば、ミー散乱等の光の散乱の影響をほとんど受けず、光線の透過率が低下することを防止でき、撮像装置で形成される画像のコントラスト及びヘイズ等の性能が低下することを防止できる。また、ホスホン酸銅の微粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下であれば、レイリー散乱の影響が低減されるので、ホスホン酸銅含有層の可視光域に対する透明性がより高くなる。このため、ホスホン酸銅含有層２０が赤外線カットフィルタ１ａにとってさらに望ましい特性を有する。
ホスホン酸銅含有層２０の厚みは、例えば、４０μｍ〜２００μｍである。これにより、赤外線カットフィルタ１ａがより確実に所望の光学特性を発揮できる。これにより、例えば、８００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域における赤外線カットフィルタ１ａの分光透過率を５％以下に低減でき、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域における赤外線カットフィルタ１ａの分光透過率を高く（例えば、７０％以上）保つことができる。
図１に示すように、赤外線カットフィルタ１ａは、例えば透明基板５０をさらに備える。透明基板５０は、可視光線及び近赤外線に対して透明なガラス又は樹脂でできた基板である。赤外線カットフィルタ１ａにおいて、透明基板５０の一方の主面上に有機色素含有層１０が形成され、透明基板５０に接する有機色素含有層１０の一方の主面に対して反対側に位置する有機色素含有層１０の他方の主面上にホスホン酸銅含有層２０が形成されている。この場合、例えば、有機色素含有層１０は、ホスホン酸銅含有層２０の形成に先立って形成される。場合によっては、有機色素含有層１０の形成に使用される成分が、ホスホン酸銅含有層２０が発揮すべき特性を低下させる可能性がある。しかし、赤外線カットフィルタ１ａによれば、有機色素含有層１０がホスホン酸銅含有層２０の形成に先立って形成されることによって、有機色素含有層１０においてホスホン酸銅含有層２０が発揮すべき特性を低下させる成分の多くが除去されている可能性が高い。このため、赤外線カットフィルタ１ａによれば、ホスホン酸銅含有層２０が発揮すべき特性が低下することを抑制できる。
有機色素含有層１０は、例えば、以下のようにして形成できる。まず、マトリクス樹脂及び有機色素を溶媒に添加して有機色素含有層１０用の塗布液を調製する。調製した塗布液をスピンコーティング又はディスペンサによる塗布により基板上に塗布して有機色素含有層１０用の塗膜を形成する。その後、この塗膜に対し所定の加熱処理を行って塗膜を硬化させる。このようにして、有機色素含有層１０を形成できる。望ましくは、有機色素を含有する塗布液をスピンコーティングすることによって有機色素含有層１０を形成する。この場合、スピンコータの回転数を調節することにより、有機色素含有層１０の厚みを細かく調整できる。これにより、赤外線カットフィルタ１ａのカットオフ波長を容易にかつ細かく調整できる。
ホスホン酸銅含有層２０は、例えば、以下のようにして形成できる。酢酸銅などの銅の塩をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの所定の溶媒に添加して超音波処理などにより溶解させ、さらにリン酸エステルを添加してＡ液を調製する。また、ＴＨＦなどの所定の溶媒にエチルホスホン酸などのホスホン酸を加えて撹拌し、Ｂ液を調製する。Ａ液とＢ液とを混合した溶液を室温で十数時間攪拌する。その後、溶液にトルエンなどの所定の溶媒を加え、所定の温度で加熱処理を行って溶媒を揮発させる。次に、遠心分離によって溶液中の不純物を除去し、トルエンなどの所定の溶媒を加え、所定の温度で加熱処理を行って溶媒を揮発させる。このようにして、ホスホン酸銅の微粒子の分散液を調製する。次に、ホスホン酸銅の微粒子の分散液にシリコーン樹脂などのマトリクス樹脂を加えて撹拌する。このようにして、ホスホン酸銅含有層２０用の塗布液を調製する。調製した塗布液をスピンコーティング又はディスペンサによる塗布により基板上に塗布してホスホン酸銅含有層２０用の塗膜を形成する。その後、この塗膜に対して所定の加熱処理を行って塗膜を硬化させる。このようにして、ホスホン酸銅含有層２０を形成できる。
別の実施形態によれば、赤外線カットフィルタ１ａは、図２に示す、赤外線カットフィルタ１ｂのように変更されてもよい。赤外線カットフィルタ１ｂにおいて、透明基板５０の一方の主面上にホスホン酸銅含有層２０が形成され、透明基板５０に接するホスホン酸銅含有層２０の一方の主面に対して反対側に位置するホスホン酸銅含有層２０の他方の主面上に有機色素含有層１０が形成されている。この場合、例えば、ホスホン酸銅含有層２０は、有機色素含有層１０の形成に先立って形成される。場合によっては、ホスホン酸銅含有層２０の形成に使用される成分が、有機色素含有層１０が発揮すべき特性を低下させる可能性がある。しかし、赤外線カットフィルタ１ｂによれば、ホスホン酸銅含有層２０が有機色素含有層１０の形成に先立って形成されることによって、ホスホン酸銅含有層２０において有機色素含有層１０が発揮すべき特性を低下させる成分の多くが除去されている可能性が高い。このため、赤外線カットフィルタ１ｂによれば、有機色素含有層１０が発揮すべき特性が低下することを抑制できる。
さらに別の実施形態によれば、赤外線カットフィルタ１ａは、図３に示す、赤外線カットフィルタ１ｃのように変更されてもよい。赤外線カットフィルタ１ｃにおいて、透明基板５０の一方の主面上にホスホン酸銅含有層２０が形成され、透明基板５０の他方の主面上に有機色素含有層１０が形成されている。この場合、有機色素含有層１０とホスホン酸銅含有層２０との相互作用により、有機色素含有層１０又はホスホン酸銅含有層２０が発揮すべき特性が低下することを抑制できる。
さらに別の実施形態によれば、赤外線カットフィルタ１ａは、図４に示す、赤外線カットフィルタ１ｄのように変更されてもよい。赤外線カットフィルタ１ｄは、中間保護層３０（パッシベーション層）を備えている点を除いて、赤外線カットフィルタ１ａと同様の構成を有する。中間保護層３０は、赤外線カットフィルタ１ｄの厚み方向において、有機色素含有層１０とホスホン酸銅含有層２０との間に形成されている。赤外線カットフィルタ１ｄにおいては、有機色素含有層１０が中間保護層３０よりも透明基板５０に近い位置に配置され、かつ、中間保護層３０がホスホン酸銅含有層２０よりも透明基板５０に近い位置に配置されている。なお、赤外線カットフィルタにおいて、ホスホン酸銅含有層２０が中間保護層３０よりも透明基板５０に近い位置に配置され、かつ、中間保護層３０が有機色素含有層２０よりも透明基板５０に近い位置に配置されていてもよい。
有機色素含有層１０とホスホン酸銅含有層２０とが接触している場合、場合によっては、有機色素含有層１０とホスホン酸銅含有層２０との相互作用により、有機色素含有層１０が発揮すべき特性又はホスホン酸銅含有層２０が発揮すべき特性が低下する可能性がある。例えば、有機色素含有層１０上にホスホン酸銅含有層２０を形成する場合、ホスホン酸銅の微粒子に含まれる不純物の除去が不十分であると、有機色素含有層１０に含まれる有機色素がその不純物の影響を受ける可能性がある。また、ホスホン酸銅含有層２０上に有機色素含有層１０を形成する場合、有機色素含有層１０の形成に使用される硬化剤、触媒、又は架橋促進剤等の成分がホスホン酸銅含有層２０の特性に影響を及ぼす可能性がある。赤外線カットフィルタ１ｄによれば、中間保護層３０によって、有機色素含有層１０とホスホン酸銅含有層２０との相互作用が防止され、有機色素含有層１０が発揮すべき特性又はホスホン酸銅含有層２０が発揮すべき特性が低下することを防止できる。
中間保護層３０を形成する材料は、有機色素含有層１０とホスホン酸銅含有層２０との相互作用を防止できる限り特に制限されないが、中間保護層３０は、例えば、ポリシロキサンを含んでいる。これにより、中間保護層３０が高い耐熱性を有する。中間保護層３０に含有されるポリシロキサンの質量は、例えば、中間保護層３０の全体の質量に対して５０％〜９９．５％である。
中間保護層３０は、例えば、エポキシ樹脂を含む。この場合、中間保護層３０はポリシロキサンを含んでいてもよいし、中間保護層３０はポリシロキサンを含んでいなくてもよい。これにより、中間保護層３０の緻密性が向上する。中間保護層３０に含有されるエポキシ樹脂の質量は、例えば、中間保護層３０の最終固形分全体の質量に対して０．５％〜５０％である。
中間保護層３０の厚みは、例えば、０．３μｍ〜５μｍである。これにより、有機色素含有層１０とホスホン酸銅含有層２０との相互作用を確実に防止しつつ、赤外線カットフィルタ１ｄの厚みが大きくなることを抑制できる。
中間保護層３０は、例えば、以下のようにして形成できる。まず、所定の溶媒にポリシロキサンの原料及びエポキシ樹脂を添加して所定時間攪拌することによって、中間保護層３０用の塗布液を調製する。この場合、例えば、中間保護層３０用の塗布液を調製する過程で所定のアルコキシシランの加水分解重縮合反応を進行させることによってポリシロキサンが生成されてもよい。次に、中間保護層３０用の塗布液を、スピンコーティングにより既に形成されている有機色素含有層１０又はホスホン酸銅含有層２０上に塗布して、中間保護層３０用の塗膜を形成する。次に、中間保護層３０用の塗膜に対して所定の加熱処理を行って、塗膜を硬化させる。このようにして、中間保護層３０を形成できる。
さらに別の実施形態によれば、赤外線カットフィルタ１ａは、図５に示す、赤外線カットフィルタ１ｅのように変更されてもよい。赤外線カットフィルタ１ｅは、有機色素含有層１０とホスホン酸銅含有層２０との間に中間保護層３０が配置されていることに加えて、赤外線カットフィルタ１ｅの表面に反射防止膜４０を備えている点を除いて、赤外線カットフィルタ１ａと同様の構成を有している。これにより、可視光域の透過率が向上するので、例えば、赤外線カットフィルタ１ｅをデジタルカメラなどの撮像装置に用いた場合に、明るい画像を得ることができる。なお、場合によっては、中間保護層３０は省略されてもよいし、図２に示すように、ホスホン酸銅含有層２０が有機色素含有層１０よりも透明基板５０に近い位置に配置されていてもよい。
反射防止膜４０は、単層膜又は積層多層膜である。反射防止膜４０が単層膜である場合、反射防止膜４０は、低い屈折率を有する材料でできている。反射防止膜４０が積層多層膜である場合、反射防止膜４０は、低い屈折率を有する材料の層と高い屈折率を有する材料の層とを交互に積層することによって形成されている。反射防止膜４０を形成する材料は、例えば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、及びＭｇＦ2などの無機材料又はフッ素樹脂などの有機材料である。反射防止膜４０を形成する方法は、特に制限されず、反射防止膜４０を形成する材料の種類に応じて、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、及びスピンコーティング又はスプレーコーティングを利用したゾルゲル法のいずれかを用いることができる。なお、赤外線カットフィルタ１ｅの厚み方向両側の表面に反射防止膜４０が形成されていてもよい。これにより、より明るい画像を得ることができる。
反射防止膜４０は、反射防止機能に加えて、例えば、赤外線カットフィルタを湿気又は高温のガスから保護する機能を有していてもよい。
さらに別の実施形態によれば、赤外線カットフィルタ１ａは、図６に示す、赤外線カットフィルタ１ｆのように変更されてもよい。赤外線カットフィルタ１ｆは、中間保護層３０及び反射防止膜４０に加えて、有機色素含有層１０用の下地層１１及びホスホン酸銅含有層２０用の下地層２１を備えている点を除いて、赤外線カットフィルタ１ａと同様の構成を有している。なお、場合によっては、中間保護層３０及び反射防止膜４０の少なくともいずれかは省略されてもよく、図２に示すように、ホスホン酸銅含有層２０が有機色素含有層１０よりも透明基板５０に近い位置に配置されていてもよい。
下地層１１及び下地層２１は、それぞれ、シランカップリング剤又はチタンカップリング剤を、スピンコーティング、ダイコーティング、又はディスペンサを用いた塗布によって塗布面に塗布して塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させることによって形成できる。下地層１１によって有機色素含有層１０の密着強さを高めることができ、下地層２１によってホスホン酸銅含有層２０の密着強さを高めることができる。これにより、赤外線カットフィルタ１ｆが高い信頼性を有する。なお、場合によっては、下地層１１及び下地層２１のいずれかのみが形成されていてもよい。
さらに別の実施形態によれば、赤外線カットフィルタ１ａは、デジタルカメラなどの撮像装置に使用される。図７に示すように、撮像装置１００は、赤外線カットフィルタ１ａと、撮像素子２と、を備えている。撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳなどの固体撮像素子である。撮像装置１００は、撮像レンズ３をさらに備えている。図７に示すように、被写体からの光は、撮像レンズ３によって集光され、赤外線カットフィルタ１ａによって赤外線がカットされた後、撮像素子２に入射する。このため、色再現性の高い良好な画像を得ることができる。撮像装置１００は、赤外線カットフィルタ１ａに代えて、赤外線カットフィルタ１ｂ〜１ｆのいずれかを備えていてもよい。
実施例により、本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
＜実施例１＞
ホスホン酸銅含有層用の塗布液を以下のようにして調製した。酢酸銅１．８ｇと、溶媒としてのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）７２ｇとを混合し、超音波洗浄及び遠心分離によって溶解していない酢酸銅を除去して、酢酸銅溶液を得た。次に、酢酸銅溶液６０ｇに、リン酸エステル（第一工業製薬社製、製品名：プライサーフＡ２０８Ｆ）を１ｇ加えて撹拌し、Ａ液を得た。また、エチルホスホン酸０．６３ｇにＴＨＦ６ｇを加えて撹拌し、Ｂ液を得た。次に、Ａ液を攪拌しながらＡ液にＢ液を加え、室温で１６時間攪拌した。次に、この溶液にトルエン１２ｇを加えた後、８５℃の環境で３時間かけて溶媒を揮発させた。次に、この溶液にトルエン２４ｇを加えた後、遠心分離によって不純物を除去し、さらにトルエン３６ｇを加えた。次に、この溶液を８５℃の環境で１０時間かけて溶媒を揮発させた。このようにして、ホスホン酸銅の微粒子の分散液５．４ｇを調製した。ホスホン酸銅の微粒子の分散液中のホスホン酸銅の微粒子の平均粒子径を、動的光散乱法によって測定した。この測定の結果、ホスホン酸銅の微粒子の分散液中のホスホン酸銅の微粒子の平均粒子径は、７５ｎｍであった。測定装置として大塚電子株式会社製の粒径アナライザＦＰＡＲ−１０００を用いた。ホスホン酸銅の微粒子の分散液５．４ｇに対して、シリコーン樹脂（信越化学工業社製、製品名：ＫＲ−３００）５．２８ｇを加えて１時間撹拌した。このようにして、ホスホン酸銅含有層用の塗布液を得た。
ホスホン酸銅含有層用の塗布液を以下のようにして調製した。酢酸銅１．８ｇと、溶媒としてのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）７２ｇとを混合し、超音波洗浄及び遠心分離によって溶解していない酢酸銅を除去して、酢酸銅溶液を得た。次に、酢酸銅溶液６０ｇに、リン酸エステル（第一工業製薬社製、製品名：プライサーフＡ２０８Ｆ）を１ｇ加えて撹拌し、Ａ液を得た。また、エチルホスホン酸０．６３ｇにＴＨＦ６ｇを加えて撹拌し、Ｂ液を得た。次に、Ａ液を攪拌しながらＡ液にＢ液を加え、室温で１６時間攪拌した。次に、この溶液にトルエン１２ｇを加えた後、８５℃の環境で３時間かけて溶媒を揮発させた。次に、この溶液にトルエン２４ｇを加えた後、遠心分離によって不純物を除去し、さらにトルエン３６ｇを加えた。次に、この溶液を８５℃の環境で１０時間かけて溶媒を揮発させた。このようにして、ホスホン酸銅の微粒子の分散液５．４ｇを調製した。ホスホン酸銅の微粒子の分散液中のホスホン酸銅の微粒子の平均粒子径を、動的光散乱法によって測定した。この測定の結果、ホスホン酸銅の微粒子の分散液中のホスホン酸銅の微粒子の平均粒子径は、７５ｎｍであった。測定装置として大塚電子株式会社製の粒径アナライザＦＰＡＲ−１０００を用いた。ホスホン酸銅の微粒子の分散液５．４ｇに対して、シリコーン樹脂（信越化学工業社製、製品名：ＫＲ−３００）５．２８ｇを加えて１時間撹拌した。このようにして、ホスホン酸銅含有層用の塗布液を得た。
有機色素含有層用の塗布液を以下のようにして調製した。シクロペンタノン２０ｇに、有機色素としてのＹＫＲ−２９００（山本化成株式会社製、吸収極大波長：８３０ｎｍ）０．１０ｇを加えて１時間攪拌した。次に、ポリビニルブチラール樹脂（住友化学株式会社製、製品名：エスレックＫＳ−１０）２ｇを加えて１時間撹拌し、その後、２，４−ジイソシアン酸トリレン１ｇをさらに加えて撹拌し、有機色素含有層用の塗布液を得た。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面に有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：５００ｒｐｍ）によって塗布し、塗膜を形成した。この塗膜に対し１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、有機色素含有層を形成した。有機色素含有層の厚みは、約１．４μｍであった。最終的に有機色素含有層に含まれる有機色素成分の質量は、化学量論的に有機色素含有層の最終固形分全体の質量の約３．２％であった。次に、有機色素含有層の表面の６０ｍｍ×６０ｍｍの範囲にディスペンサを用いてホスホン酸銅含有層用の塗布液０．８８ｇを塗布して塗膜を形成した。８５℃で７時間、１２５℃で３時間、及び１５０℃で１時間の条件で塗膜に対して加熱処理を行い、塗膜を硬化させ、ホスホン酸銅含有層を形成した。最終的にホスホン酸銅含有層におけるホスホン酸銅微粒子の質量は、化学量論的に最終固形分全体の質量の約３３％であった。このようにして、実施例１に係る赤外線カットフィルタを作製した。実施例１に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層及びホスホン酸銅含有層からなる部分の厚みは約１２３μｍであった。
実施例１に係る赤外線カットフィルタの分光透過率を測定した。この測定には、紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、製品名：Ｖ−６７０）を用い、入射角を０°（度）に設定した。測定結果を表１及び図８に示す。
図８に示すように、実施例１に係る赤外線カットフィルタは、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域において７０％以上の高い分光透過率を有し、８００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で５％以下の分光透過率を有していた。また、実施例１に係る赤外線カットフィルタのカットオフ波長は、約６６３ｎｍであった。さらに、カットオフ波長に対し１００ｎｍ大きい波長（約７６３ｎｍ）における赤外線カットフィルタの透過率は約１．３％であり、赤外線カットフィルタとして必要とされる、透過率が５％以下であるという条件を満足していた。このため、実施例１に係る赤外線カットフィルタは、デジタルカメラなどの撮像装置にとって望ましい赤外線遮蔽特性を有していることが示唆された。
＜実施例２＞
中間保護層用の塗布液を以下のようにして調製した。エタノール１１．５ｇに、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２．８３ｇ、エポキシ樹脂（阪本薬品工業社製、製品名：ＳＲ−６ＧＬ）０．１１ｇ、テトラエトキシシラン５．６８ｇ、硝酸のエタノール希釈液（硝酸の濃度：１０重量％）０．０６ｇ、及び水５．５ｇをこの順番に加え、約１時間攪拌した。このようにして、中間保護層用の塗布液を得た。
中間保護層用の塗布液を以下のようにして調製した。エタノール１１．５ｇに、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２．８３ｇ、エポキシ樹脂（阪本薬品工業社製、製品名：ＳＲ−６ＧＬ）０．１１ｇ、テトラエトキシシラン５．６８ｇ、硝酸のエタノール希釈液（硝酸の濃度：１０重量％）０．０６ｇ、及び水５．５ｇをこの順番に加え、約１時間攪拌した。このようにして、中間保護層用の塗布液を得た。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面に実施例１で用いた有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗布し、塗膜を形成した。この塗膜に対して１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。このようにして、有機色素含有層を形成した。有機色素含有層の厚みは約１．８μｍであった。次に、有機色素含有層の表面に中間保護層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗布し、塗膜を形成した。この塗膜に対して、１５０℃で２０分間の条件で加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。このようにして、中間保護層を形成した。中間保護層におけるポリシロキサン成分の最終的な質量は、化学量論的に中間保護層の最終固形分全体の質量の約９７％であり、中間保護層におけるエポキシ樹脂の質量は、化学量論的に中間保護層の最終固形分全体の質量の約２．１％であった。中間保護層の厚みは約１．７μｍであった。次に、中間保護層の表面の６０ｍｍ×６０ｍｍの範囲にディスペンサを用いて実施例１で使用したホスホン酸銅含有層用の塗布液０．８６ｇを塗布し、塗膜を形成した。この塗膜に対して、８５℃で３時間、１２５℃で３時間、及び１５０℃で１時間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、ホスホン酸銅含有層を形成した。このようにして、実施例２に係る赤外線カットフィルタを作製した。実施例２の赤外線カットフィルタにおける、有機色素含有層、中間保護層、及びホスホン酸銅含有層からなる部分の厚みは、１２２μｍであった。
実施例２に係る赤外線カットフィルタの分光透過率を実施例１と同様にして測定した。結果を表１及び図９に示す。図９に示すように、実施例２に係る赤外線カットフィルタは、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域において７０％以上の高い分光透過率を有し、８００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で５％以下の分光透過率を有していた。また、実施例２に係る赤外線カットフィルタのカットオフ波長は、約６５５ｎｍであった。さらに、さらに、カットオフ波長に対し１００ｎｍ大きい波長（約７５５ｎｍ）における赤外線カットフィルタの透過率は約１．３％であり、赤外線カットフィルタとして必要とされる、透過率が５％以下であるという条件を満足していた。このため、実施例２に係る赤外線カットフィルタは、デジタルカメラなどの撮像装置にとって望ましい赤外線遮蔽特性を有していることが示唆された。
＜実施例３＞
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面の６０ｍｍ×６０ｍｍの範囲にディスペンサを用いて実施例１で使用したホスホン酸銅含有層用の塗布液１ｇを塗布して塗膜を形成した。この塗膜に対して８５℃で３時間、１２５℃で３時間、及び１５０℃で１時間の条件で加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。このようにしてホスホン酸銅含有層を形成した。次に、ホスホン酸銅含有層の表面に実施例２で使用した中間保護層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗布して塗膜を形成した。次に、この塗膜に対して１５０℃で２０分間の条件で加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。このようにして中間保護層を形成した。中間保護層の厚みは約１.７μｍであった。次に、中間保護層の表面に実施例１で使用した有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：２００ｒｐｍ）によって塗布して塗膜を形成した。この塗膜に対し１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、有機色素含有層を形成した。有機色素含有層の厚みは約２．４μｍであった。このようにして、実施例３に係る赤外線カットフィルタを作製した。実施例３の赤外線カットフィルタにおける、ホスホン酸銅含有層、中間保護層、及び有機色素含有層からなる部分の厚みは１４１μｍであった。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面の６０ｍｍ×６０ｍｍの範囲にディスペンサを用いて実施例１で使用したホスホン酸銅含有層用の塗布液１ｇを塗布して塗膜を形成した。この塗膜に対して８５℃で３時間、１２５℃で３時間、及び１５０℃で１時間の条件で加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。このようにしてホスホン酸銅含有層を形成した。次に、ホスホン酸銅含有層の表面に実施例２で使用した中間保護層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗布して塗膜を形成した。次に、この塗膜に対して１５０℃で２０分間の条件で加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。このようにして中間保護層を形成した。中間保護層の厚みは約１.７μｍであった。次に、中間保護層の表面に実施例１で使用した有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：２００ｒｐｍ）によって塗布して塗膜を形成した。この塗膜に対し１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、有機色素含有層を形成した。有機色素含有層の厚みは約２．４μｍであった。このようにして、実施例３に係る赤外線カットフィルタを作製した。実施例３の赤外線カットフィルタにおける、ホスホン酸銅含有層、中間保護層、及び有機色素含有層からなる部分の厚みは１４１μｍであった。
実施例３に係る赤外線カットフィルタの分光透過率を実施例１と同様にして測定した。結果を表１及び図１０に示す。図１０に示すように、実施例３に係る赤外線カットフィルタは、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域において７０％以上の高い分光透過率を有し、８００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で５％以下の分光透過率を有していた。また、実施例３に係る赤外線カットフィルタのカットオフ波長は、約６４８ｎｍであった。さらに、カットオフ波長に対し１００ｎｍ大きい波長（約７４８ｎｍ）における赤外線カットフィルタの透過率は約０．９％であり、赤外線カットフィルタとして必要とされる、透過率が５％以下であるという条件を満足していた。このため、実施例３に係る赤外線カットフィルタは、デジタルカメラなどの撮像装置にとって望ましい赤外線遮蔽特性を有していることが示唆された。
＜実施例４＞
有機色素含有層用の塗布液を以下のようにして調製した。シクロペンタノン２０ｇに、有機色素としてのＫＡＹＡＳＯＲＢ ＣＹ−４０ＭＣ（日本化薬株式会社製、吸収極大波長：８３５ｎｍ）０．１４９ｇを加えて１時間攪拌した。次に、ポリビニルブチラール樹脂（住友化学株式会社製、製品名：エスレックＫＳ−１０）２．０ｇを加えて１時間撹拌し、その後、２，４−ジイソシアン酸トリレン１．０ｇをさらに加えて撹拌し、有機色素含有層用の塗布液を得た。
有機色素含有層用の塗布液を以下のようにして調製した。シクロペンタノン２０ｇに、有機色素としてのＫＡＹＡＳＯＲＢ ＣＹ−４０ＭＣ（日本化薬株式会社製、吸収極大波長：８３５ｎｍ）０．１４９ｇを加えて１時間攪拌した。次に、ポリビニルブチラール樹脂（住友化学株式会社製、製品名：エスレックＫＳ−１０）２．０ｇを加えて１時間撹拌し、その後、２，４−ジイソシアン酸トリレン１．０ｇをさらに加えて撹拌し、有機色素含有層用の塗布液を得た。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面に有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗布し、塗膜を形成した。この塗膜に対して１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。このようにして、有機色素含有層を形成した。有機色素含有層の厚みは約１．９μｍであった。最終的に有機色素含有層に含まれる有機色素成分の質量は、化学量論的に有機色素含有層の最終固形分全体の質量の約４．７％であった。次に、有機色素含有層の表面に実施例２で使用した中間保護層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗布し、塗膜を形成した。この塗膜に対して、１５０℃で２０分間の条件で加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。このようにして、中間保護層を形成した。中間保護層の厚みは約１．７μｍであった。次に、中間保護層の表面の６０ｍｍ×６０ｍｍの範囲にディスペンサを用いて実施例１で使用したホスホン酸銅含有層用の塗布液０．６０ｇを塗布し、塗膜を形成した。この塗膜に対して、８５℃で３時間、１２５℃で３時間、及び１５０℃で１時間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、ホスホン酸銅含有層を形成した。このようにして、実施例４に係る赤外線カットフィルタを作製した。実施例４の赤外線カットフィルタにおける、有機色素含有層、中間保護層、及びホスホン酸銅含有層からなる部分の厚みは、８５μｍであった。
実施例４に係る赤外線カットフィルタの分光透過率を実施例１と同様にして測定した。結果を表１及び図１１に示す。図１１に示すように、実施例４に係る赤外線カットフィルタは、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域において７０％以上の高い分光透過率を有し、８００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で平均５％以下の分光透過率を有していた。また、実施例４に係る赤外線カットフィルタのカットオフ波長は、約６６４ｎｍであった。さらにカットオフ波長に対し１００ｎｍ大きい波長（約７６４ｎｍ）における透過率は約１．４％であり、赤外線カットフィルタとして必要とされる、透過率５％以下であるという条件を満たしていた。このため、実施例４に係る赤外線カットフィルタは、デジタルカメラなどの撮像装置にとって望ましい赤外線遮蔽特性を有していることが示唆された。
＜比較例１＞
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面の６０ｍｍ×６０ｍｍの範囲にディスペンサを用いてホスホン酸銅含有層用の塗布液０．７ｇを塗布して塗膜を形成した。８５℃で３時間、１２５℃で３時間、１５０℃で１時間の条件で塗膜に対して加熱処理を行い、塗膜を硬化させ、ホスホン酸銅含有層を形成した。このようにして、透明ガラス基板にホスホン酸銅含有層のみが形成された比較例１に係る赤外線カットフィルタを得た。比較例１に係る赤外線カットフィルタにおけるホスホン酸銅含有層の厚みは、約９１μｍであった。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面の６０ｍｍ×６０ｍｍの範囲にディスペンサを用いてホスホン酸銅含有層用の塗布液０．７ｇを塗布して塗膜を形成した。８５℃で３時間、１２５℃で３時間、１５０℃で１時間の条件で塗膜に対して加熱処理を行い、塗膜を硬化させ、ホスホン酸銅含有層を形成した。このようにして、透明ガラス基板にホスホン酸銅含有層のみが形成された比較例１に係る赤外線カットフィルタを得た。比較例１に係る赤外線カットフィルタにおけるホスホン酸銅含有層の厚みは、約９１μｍであった。
比較例１に係る赤外線カットフィルタの分光透過率を実施例１と同様にして測定した。測定結果を表１及び図１２に示す。図１２に示すように、比較例１に係る赤外線カットフィルタは、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で高い分光透過率（８０％以上）を有し、８００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で低い分光透過率（１０％以下）を有していた。一方、比較例１に係る赤外線カットフィルタは、カットオフ波長が約７１８ｎｍであり、撮像素子に使用される赤外線カットフィルタに必要な、カットオフ波長が６２０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長域になければならないという条件を満たしていなかった。このため、ホスホン酸銅含有層のみを有する赤外線カットフィルタによって、デジタルカメラなどの撮像装置に要求される赤外線遮蔽特性を実現することは難しいことが示唆された。
＜比較例２＞
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面に実施例１で使用した有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗膜を形成した。この塗膜に対し１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、有機色素含有層を形成した。このようにして、透明ガラス基板に有機色素含有層のみが形成された比較例２に係る赤外線カットフィルタを得た。比較例２に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層の厚みは、約１．７μｍであった。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面に実施例１で使用した有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗膜を形成した。この塗膜に対し１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、有機色素含有層を形成した。このようにして、透明ガラス基板に有機色素含有層のみが形成された比較例２に係る赤外線カットフィルタを得た。比較例２に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層の厚みは、約１．７μｍであった。
比較例２に係る赤外線カットフィルタの分光透過率を実施例１と同様にして測定した。測定結果を表１及び図１３に示す。図１３に示すように、比較例２に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層は、３５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域では概ね高い分光透過率（７０％以上）を有し、約６００ｎｍ〜約９００ｎｍの波長域の光を吸収する特性を有していた。また、比較例２に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層は、６００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が８０％以上から１０％以下に低下するという特性を有していた。比較例２に係る赤外線カットフィルタのカットオフ波長は、約６８８ｎｍであり、撮像素子に使用される赤外線カットフィルタに必要な、カットオフ波長が６２０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長域になければならないという条件を満たしていなかった。さらに、比較例２に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層は、９００ｎｍ以上の波長域で、高い透過率を示す特性を有していた。このため、有機色素含有層のみを有する赤外線カットフィルタによって、デジタルカメラなどの撮像装置に要求される赤外線遮蔽特性を実現することは難しいことが示唆された。
＜比較例３＞
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面に実施例４で作製した有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗膜を形成した。この塗膜に対し１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、有機色素含有層を形成した。このようにして、透明ガラス基板に有機色素含有層のみが形成された比較例３に係る赤外線カットフィルタを得た。比較例３に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層の厚みは、約１．９μｍであった。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（Schott社製、製品名：Ｄ２６３）の表面に実施例４で作製した有機色素含有層用の塗布液をスピンコーティング（回転数：３００ｒｐｍ）によって塗膜を形成した。この塗膜に対し１４０℃で６０分間の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、有機色素含有層を形成した。このようにして、透明ガラス基板に有機色素含有層のみが形成された比較例３に係る赤外線カットフィルタを得た。比較例３に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層の厚みは、約１．９μｍであった。
比較例３に係る赤外線カットフィルタの分光透過率を実施例１と同様にして測定した。測定結果を表１及び図１４に示す。図１４に示すように、比較例３に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層は、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域では概ね高い分光透過率（７０％以上）を有し、約６００ｎｍ〜９００ｎｍの波長域の光を吸収する特性を有していた。また、比較例３に係る赤外線カットフィルタにおける有機色素含有層は、約６００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が８０％以上から２０％以下に低下するという特性を有していた。一方、比較例３に係る赤外線カットフィルタのカットオフ波長は、６２０ｎｍ〜６８０ｎｍの間の波長域から外れ、６９２ｎｍ付近に存在していた。また、比較例３に係る赤外線カットフィルタは９００ｎｍ以上の波長域で、高い透過率を示す特性を有していた。このため、有機色素含有層のみを有する赤外線カットフィルタによって、デジタルカメラなどの撮像装置に要求される赤外線遮蔽特性を実現することは難しいことが示唆された。
Claims (10)
- 赤外線カットフィルタであって、
当該赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と前記カットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が７０％以上から５０％以下に低下するように有機色素を含有している、有機色素含有層と、
ホスホン酸銅の微粒子を含有しているホスホン酸銅含有層と、を備えた、
赤外線カットフィルタ。 - 前記カットオフ波長は、６２０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長域にある、請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。
- 前記有機色素含有層の厚みは、０．５μｍ〜５μｍである、請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。
- 前記有機色素含有層の厚みは、０．５μｍ〜５μｍである、請求項２に記載の赤外線カットフィルタ。
- 当該赤外線カットフィルタの厚み方向において、前記有機色素含有層と前記ホスホン酸銅含有層との間に形成された中間保護層をさらに備えた、請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。
- 前記中間保護層は、ポリシロキサンを含む、請求項５に記載の赤外線カットフィルタ。
- 前記中間保護層は、エポキシ樹脂を含む、請求項５に記載の赤外線カットフィルタ。
- 前記中間保護層は、エポキシ樹脂を含む、請求項６に記載の赤外線カットフィルタ。
- 請求項１〜８のいずれか１項に記載の赤外線カットフィルタと、
前記赤外線カットフィルタを透過した光が入射する撮像素子と、を備えた、
撮像装置。 - 赤外線カットフィルタの製造方法であって、
前記赤外線カットフィルタは、
当該赤外線カットフィルタのカットオフ波長に対し５０ｎｍ小さい波長と前記カットオフ波長に対し５０ｎｍ大きい波長との間の波長域で、波長の増加に従って、分光透過率が７０％以上から５０％以下に低下するように有機色素を含有している、有機色素含有層と、
ホスホン酸銅の微粒子を含有しているホスホン酸銅含有層と、を備え、
前記有機色素を含有する塗布液をスピンコーティングすることによって前記有機色素含有層を形成する、
赤外線カットフィルタの製造方法。
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