JP6279689B2 - 近赤外線カットフィルターおよび近赤外線カットフィルターの製造方法 - Google Patents
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- Optical Filters (AREA)
Description
また、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、カメラ機能付き携帯電話などにはカラー画像の固体撮像素子であるCCDやCMOSイメージセンサが用いられているが、これら固体撮像素子はその受光部において近赤外線に感度を有するシリコンフォトダイオードを使用しているために、視感度補正を行うことが必要であり、近赤外線カットフィルターを用いることが多い。
本願発明は、上記問題点を解決することを目的としたものであって、耐熱性および分光特性に優れ、かつ、薄い近赤外線カットフィルターを提供することを目的とする。
(2)前記ポリイミド樹脂フィルムが、近赤外線吸収剤を含む、(1)に記載の近赤外線カットフィルター。
(3)前記誘電体多層膜が、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層した構造を有する、(1)または(2)に記載の近赤外線カットフィルター。
(4)前記ポリイミド樹脂フィルムが、下記一般式(1)および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーを含む、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルター。
一般式(1)
一般式(2)
(5)前記ポリイミド樹脂フィルムが、一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーであって、前記一般式(2)のXおよびYの少なくとも一方が、単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基であるポリマーを含む、(4)に記載の近赤外線カットフィルター。
(6)前記ポリイミド樹脂フィルムが、一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーであって、前記一般式(2)のXが芳香族基であり、Yが単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基であるポリマーを含む、(4)に記載の近赤外線カットフィルター。
(7)前記低屈折率層の一つがシリカ(SiO2)を含み、前記高屈折率層の一つがチタニア(TiO2)を含む、(3)〜(6)のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルター。
(8)前記低屈折率層の一つがシリカ(SiO2)を含み、前記高屈折率層がITO(錫ドープ酸化インジウム)またはATO(アンチモンドープ酸化錫)のいずれかを含む、(3)〜(6)のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルター。
(9)前記ポリイミド樹脂フィルムの厚みが、60μm以下であることを特徴とする、(1)〜(8)のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルター。
(10)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルターを用いた固体撮像素子。
(11)厚さが80μm以下のポリイミド樹脂フィルムの上に、蒸着により、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を形成することを含む、近赤外線カットフィルターの製造方法。
(12)蒸着時の基板温度が120〜300℃である、(11)に記載の近赤外線カットフィルターの製造方法。
本発明で用いるポリイミド樹脂フィルムは、厚さが80μm以下であり、60μm以下であることがより好ましい。このような範囲とすることにより、分光特性を顕著に向上させることが可能になる。ポリイミド樹脂フィルムの厚さの下限値は特に定めるものではないが、例えば、10μm以上とすることができる。ポリイミド樹脂フィルムは、1層からなっていても、2層以上から構成されていてもよい。
本発明で用いるポリイミド樹脂は、特に定めるものではなく、公知のポリイミド樹脂を広く採用することができる。本発明では、下記一般式(1)および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーが好ましい。
一般式(1)
一般式(1)で表される繰り返し単位は、一般式(1)中の2つのカルボニル基で挟まれた該2つのカルボニル基を含む部分構造である酸成分と、前記一般式(1)中の−NH−R2−NH−で表される部分構造であるジアミン成分とから構成される。
4価の有機基R1としては、炭素数4〜30であることが好ましく、単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基を有する4価の連結基であることがより好ましい。樹脂(a)中に複数存在するR1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
4価の有機基R1における単環式の芳香族基としては、ベンゼン環基、ピリジン環基等が挙げられる。
4価の有機基R1における縮合多環式の芳香族基としては、ナフタレン環基、ペリレン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1における単環式の脂肪族基としては、シクロブタン環基、シクロペンタン環基、シクロへキサン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1における縮合多環式の脂肪族基としては、ビシクロ[2.2.1]へプタン環基、ビシクロ[2.2.2]オクタン環基、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン環基などが挙げられる。
4価の有機基R1についての単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基を有する4価の連結基としては、前述の単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基そのものであってもよいが、複数の単環式又は縮合多環式の脂肪族基又は芳香族基が単結合ないしは2価の連結基を介して連結して、R1としての4価の連結基を形成していてもよい。
前記2価の連結基としては、アルキレン基(炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基など)、酸素原子、イオウ原子、2価のスルホン基、エステル結合、ケトン基、アミド基などが挙げられる。
シクロブタンテトラカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]へプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、又はビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、(1S,2S,4R,5R)‐シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、(1R,2S,4S,5R)‐シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族テトラカルボン酸無水物に由来する成分などを挙げることができる。
R1を核として4個のカルボキシル基を有する化合物などに由来する酸成分の樹脂(a)における含有量としては、樹脂(a)を構成する全繰り返し単位に対して20〜70モル%であることが好ましく、30〜60モル%であることがより好ましい。
以下、R2が脂環基を有する2価の基のときのR2を核とするジアミン成分を、脂環ジアミン成分ということもあり、R2が芳香族基を有する2価の基のときのR2を核とするジアミン成分を、芳香族ジアミン成分ということもあり、R2がケイ素原子を含有する2価の基のときのR2を核とするジアミン成分を、シリコンジアミン成分ということもある。
R2が有し得る脂環基としては、炭素数3〜20の2価の脂環基が好ましく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基などの単環のシクロアルキレン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基、ノルボルニレン基、テトラシクロデカニレン基、テトラシクロドデカニレン基、アダマンチレン基などの多環のシクロアルキレン基などを挙げることができる。
R2についての脂環基を有する2価の基としては、前記脂環基そのものであってもよいが、複数の脂環基がアルキレン基(炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基など)で連結して、R2としての脂環基を有する2価の基を形成していてもよく、ジアミン成分中のアミノ基と脂環基とがアルキレン基で連結していてもよい。
脂環基を有する2価の基を構成し得る前記脂環基、アルキレン基は置換基を有していてもよく、そのような置換基としてアルキル基(好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)、ハロゲン原子などが挙げられる。
特に好ましいR2を核とする脂環基構造をもつジアミン成分としては5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミン成分、cis−1,4−シクロヘキサンジアミン成分、trans−1,4−シクロヘキサンジアミン成分、1,4−シクロヘキサンジアミン成分(cis、trans混合物)、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)成分及びその3,3’−ジメチル置換体、ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン成分、1,3−ジアミノアダマンタン成分、3,3’−ジアミノ−1,1’−ビアダマンチル成分、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンビス(シクロヘキシルアミン)成分が挙げられ、この内3,3’−ジアミノ−1,1’−ビアダマンチル成分、trans−1,4−シクロヘキサンジアミン成分が応力を低くする観点から好ましい。
R2を核として2個のアミノ基を有する脂環ジアミン成分の樹脂(a)中の含有量としては、樹脂(a)を構成する全繰り返し単位に対して20〜70モル%であることが好ましく、30〜60モル%であることがより好ましい。
R2についての芳香族基を有する2価の基としては前記芳香族基そのものであってもよいが、複数の芳香族基が単結合ないしは2価の連結基を介して連結して、R2としての芳香族基を有する2価の基を形成していてもよく、ジアミン成分中のアミノ基と芳香族基とが2価の連結基を介して連結していてもよい。
前記2価の連結基としては、アルキレン基(炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基など)、酸素原子、イオウ原子、2価のスルホン基、エステル結合、ケトン基、アミド基などが挙げられる。
芳香族基を有する2価の基を構成し得る前記芳香族基、アルキレン基は置換基を有していてもよく、そのような置換基としてアルキル基(好ましくは炭素数1〜4のアルキル基)、ハロゲン原子、メトキシ基などのアルコキシ基、シアノ基、フェニル基などのアリール基などが挙げられる。
R2を核とする芳香族ジアミン成分の具体例としては、例えば、m−フェニレンジアミン成分、p−フェニレンジアミン成分、2,4−トリレンジアミン成分、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル成分、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル成分、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル成分、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン成分、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン成分、3,3’−ジアミノジフェニルメタン成分、4,4’−ジアミノジフェニルメタン成分、3,4’−ジアミノジフェニルメタン成分、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド成分、3,3’−ジアミノジフェニルケトン成分、4,4’−ジアミノジフェニルケトン成分、3,4’−ジアミノジフェニルケトン成分、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン成分、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン成分、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン成分、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン成分、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン成分、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−1−ペンテン成分、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−2−ペンテン成分、1,4−ビス(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)ベンゼン成分、イミノ−ジ−p−フェニレンジアミン成分、1,5−ジアミノナフタレン成分、2,6−ジアミノナフタレン成分、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)ペンタン成分、5(又は6)−アミノ−1−(4−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン成分、ビス(p−アミノフェニル)ホスフィンオキシド成分、4,4’−ジアミノアゾベンゼン成分、4,4’−ジアミノジフェニル尿素成分、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル成分、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン成分、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン成分、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ベンゾフェノン成分、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン成分、4,4’−ビス[4−(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン成分、4,4’−ビス[4−(α,α―ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノビフェニル成分、4,4’−ジアミノベンゾフェノン成分、フェニルインダンジアミン成分、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル成分、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル成分、2,2’−ジメチル4,4’−ジアミノビフェニル成分、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン成分、o−トルイジンスルホン成分、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン成分、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン成分、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルフィド成分、1,4−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン成分、1,3−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン成分、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン成分、4,4’−ジ−(3−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノベンズアニリド成分、4−アミノフェニル−4’−アミノフェニルベンゾエート成分、ビス(4−アミノフェニル)テレフタレート成分、2−(4−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール−5−イルアミン、4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニル成分等、及びこれら芳香族ジアミンの芳香核の水素原子が、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基、フェニル基からなる群より選ばれた少なくとも一種の基又は原子によって置換された構造が挙げられる。
特に好ましい芳香族ジアミン成分としては、p−フェニレンジアミン成分、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル成分、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン成分、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン成分、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン成分、イミノ−ジ−p−フェニレンジアミン成分、4,4’−ジアミノビフェニル成分、4,4’−ジアミノベンゾフェノン成分、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル成分、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル成分、2,2’−ジメチル4,4’−ジアミノビフェニル成分、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン成分、o−トルイジンスルホン成分、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン成分、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン成分、4,4’−ジ−(3−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノベンズアニリド成分、4−アミノフェニル−4’−アミノフェニルベンゾエート成分、ビス(4−アミノフェニル)テレフタレート、2−(4−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール−5−イルアミン成分、4,4’’−ジアミノ−p−ターフェニル成分が挙げられ、良好な靭性を有し、応力が低い膜が得られる。
また、上記ジアミン成分には水酸基が置換されていても良い。このようなビスアミノフェノール成分としては、例えば、3,3’−ジヒドロキシベンジジン成分、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル成分、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル成分、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン成分、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン成分、ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン成分、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン成分、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン成分、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン成分、ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン成分、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン成分、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシベンゾフェノン成分、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン成分、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル成分、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル成分、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼン成分、1,3−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシベンゼン成分、1,3−ジアミノ−4,6−ジヒドロキシベンゼン成分などが挙げられる。これらのビスアミノフェノール成分は単独あるいは混合して使用してもよい。
R2を核として2個のアミノ基を有する芳香族ジアミン成分の樹脂(a)中の含有量としては、樹脂(a)を構成する全繰り返し単位に対して5〜40モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましい。
シリコンジアミン成分として、下記構造も挙げることができる。
R5及びR6で表される2価の有機基としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、炭素数6〜20のフェニレン基、炭素数3〜20の2価の脂環基、又はこれらを組み合わせて構成される基を表す。
R7及びR8で表される1価の有機基としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐のアルキル基もしくは炭素数6〜20のアリール基を表す。
より具体的には、下記を挙げることができる。
また、本発明においては、一般式(1)で表される繰り返し単位を主成分とするポリマーの末端に末端封止剤を反応させることができる。末端封止剤は、モノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物などを用いることができる。末端封止剤を反応させることにより、繰り返し単位の繰り返し数、すなわち分子量を好ましい範囲に制御できる点で好ましい。更に、末端封止剤により、末端アミンと発生酸の中和による酸失活を抑制する事ができる。また、末端に末端封止剤を反応させることにより、末端基として種々の有機基、例えば、炭素−炭素不飽和結合を有する架橋反応性基を導入することができる。
一般式(2)のXおよびYの少なくとも一方が、単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基であることが好ましく、Xが芳香族基であり、Yが単環式もしくは縮合多環式の脂肪族基であるポリマーがより好ましい。
Xとしては、さらに好ましくは、置換基を有していてもよい、芳香環、シクロヘキサン環、ビシクロ環が例示される。Yとしては、さらに好ましくは、置換基を有していてもよい、芳香環、シクロヘキサン環、ビシクロ環が例示される。置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基が例示される。
一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーを用いることにより、近赤外線反射膜との密着性を向上させることができる。
本発明に用いられる樹脂は、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位と、他の繰り返し単位との共重合体であっても、あるいは、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含有する複数の樹脂の混合物であってもよい。
さらには、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含有する樹脂と一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含有しない樹脂との混合物であってもよい。この場合、一般式(1)で表される繰り返し単位および/または一般式(2)で表される繰り返し単位を含有する樹脂は、50質量%以上含有することが好ましく、75質量%以上含有することがより好ましい。
共重合あるいは混合に用いられる繰り返し単位の種類及び量は、最終加熱処理によって得られるポリマーの耐熱性を損なわない範囲で選択することが好ましい。
分散度(分子量分布)は、1.0〜4.0であることが好ましく、1.0〜3.5であることがより好ましい。
ポリアミド樹脂をフィルム上に形成する方法としては、公知の方法を採用でき、例えば、特開2006−213827号公報の段落番号0058〜0070の記載を参酌できる。
近赤外線吸収剤入りのフィルムは、ポリイミド樹脂溶液に近赤外線吸収剤を配合させた液を、塗膜・成形することにより得ることができる。
近赤外線吸収剤を添加することにより、分光特性を顕著に向上させることができる。近赤外線吸収剤の添加量は、ポリイミド樹脂フィルムに0.1〜50重量%の割合で含まれることが好ましく、0.5〜30重量%の割合で含まれることがより好ましい。
本発明の近赤外線カットフィルターは、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を有する。誘電体多層膜は、好ましくは、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層した構造を有する。このような誘電体多層膜を少なくともポリイミド樹脂フィルムの一方の面に有することにより、近赤外線を反射する能力に優れた近赤外線カットフィルターとすることができる。また、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は0.5以上であることが好ましく、1.0以上であることがより好ましい。屈折率差が1.0以上であると、カット可能な近赤外線領域の波長幅が広くなり、より近赤外線カット性能に優れたフィルターが得られる。
高屈折率層を構成する材料の屈折率としては、通常、1.6以下であり、1.2〜1.6が好ましい。このような材料としては、例えば、シリカ(SiO2)、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、六フッ化アルミニウムナトリウムなどが挙げられ、シリカが好ましい。
低屈折率層を構成する材料の屈折率としては、通常、1.7以上であり、1.7〜2.5が好ましい。このような材料としては、例えば、酸化チタン(チタニア(TiO2))、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化インジウム等を主成分とし、酸化チタン(チタニア(TiO2))、酸化錫、酸化セリウム等を少量含有させたものなどが挙げられる。好ましくは、チタニア(TiO2)、ITO(錫ドープ酸化インジウム)およびATO(アンチモンドープ酸化錫)である。特に、ITO(錫ドープ酸化インジウム)およびATO(アンチモンドープ酸化錫)を用いると、電磁波の領域もカットでき、より効果的である。
高屈折率層と低屈折率層とを積層する方法については、これら材料層を積層した誘電体多層膜が形成される限り特に制限はないが、例えば、CVD法、スパッタ法、蒸着法などにより、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層することにより誘電体多層膜を形成することができる。本発明では特に、蒸着法によって製造できるため、生産性が向上すると言うメリットがある。蒸着時の基板温度は、120〜300℃であることが好ましい。
また、有機EL素子や太陽電池素子等にも好ましく用いることができる。
(1)ポリアミック酸(ポリイミド前駆体、ドープA)の合成
温度計、攪拌器、窒素導入管を備えた200mLフラスコ中に2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(和歌山精化(株)製)10.615gを入れ、N−メチル−2−ピロリドン120.64gに溶解した後、氷冷下2℃で(1R,2S,4S,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(岩谷瓦斯(株)製)10.675gを添加した。4℃で1時間、次いで25℃で24時間反応させたところ、透明なポリアミック酸溶液が得られた。得られた溶液をGPCで分析すると、Mw=3.71×10-4、Mn=2.02×10-4であった(ドープA)。
なおGPC測定は、HPC−8220GPC(東ソー製)、ガードカラム:TSKguardcolumn SuperAW-H、カラム:TSKgel SuperAWM-Hを3本直結し、カラム温度50℃、試料濃度0.5質量%のN−メチル−2−ピロリドン溶液を20μl注入し、溶出溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン溶液(LiBr(10mM)およびH3PO4(10mM)を含む)を毎分0.35mlの流量でフローさせ、RI検出装置にて試料ピークを検出することで行った。MwおよびMnは標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて計算した。
次いで、ガラス板上にドクターブレードにてドープAを流延し、80℃にて乾燥させた。ドープが完全に乾燥しきる前にガラス板より剥離し、120mm×120mmの大きさに切り出して、同時二軸延伸機により延伸した。延伸条件は樹脂温度120℃、延伸速度200mm/分(縦、横共に)、チャック間距離100mm、延伸倍率1.7倍(面積比)とした。作製した延伸フィルムを枠張りし、200℃で2h真空乾燥させたのち、枠をはずして、300℃で2h加熱した。得られた基材フィルムは、目視による観察で、異物、ムラ、ハジキが見受けられず、良好な外観を有していた。樹脂フィルムの厚さは、79μmであった。
得られた基材フィルムに、SiO2層と、TiO2層とを、交互に、電子ビーム蒸着(EB)法により基板温度280℃で、積層蒸着し、誘電体多層膜を両面に形成し、誘電体多層膜付積層フィルムを得た。基材フィルム上に形成された誘電体多層膜層は、1層が70〜180nmで、片面18層(最表面層はSiO2層)の層構成であった。
<外観評価>
得られた近赤外線カットフィルターを目視により、クラック・剥がれ・ムラがないかを確認し、これらの故障が無いものを「〇」、いずれかの故障が見られるものを「×」とした。
IRカットフィルターの分光特性を、分光光度計(U−4100型、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて評価した。入射角をフィルム面に対し垂直(角度0度)および35度に変化させ、透過帯(可視光領域)における高波長側で透過率が50%となる波長(650nm付近、以下「高波長端波長」と呼ぶ)および低波長側で透過率が50%となる波長(400nm付近、以下「低波長端波長」と呼ぶ)を求めた。次に、下式により、入射角による「高波長端波長」および「低波長端波長」のシフト量を求めた。
IRカットフィルターを2cmx2cmに切り出し、ホットプレート上で260℃、3分間加熱した。加熱の前後で、分光光度計(U−4100型、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、300−1300nmの波長領域の分光を入射角0度において測定し、加熱前後における、分光透過率の面積の積分値の変化量が、5%未満のものを「〇」、5%以上10%未満のものを「△」、10%以上のものを「×」とした。
また、実施例6については、実施例1において、蒸着の工程において、TiO2層をITO層に変更した以外は同様にして、誘電体多層膜を形成した。また、比較例1については、実施例1において、ポリアミド樹脂フィルムをTAC(フジタック80UL、富士フイルム製)に変え、たは同様に行った。
温度計、攪拌器、窒素導入管を備えた5000mLフラスコ中にtrans−1,4−シクロヘキサンジアミン(岩谷瓦斯(株)製)123.42 g を入れ、NMP(N −メチル− 2 − ピロリドン)2399.4gに溶解した後、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物(三菱化学(株)製)300.00 g を添加した。60 ℃ で4 時間攪拌し、その後室温まで放冷した。次いで無水フタル酸30.27gを添加し、室温で10時間攪拌して無色透明のポリアミック酸溶液を得た。得られた溶液をGPCで分析すると、Mw=1.68×10-4、Mn=0.62×10-4、Mw/Mn=2.71であった。
上記ドープAにおいて、ポリアミック酸100重量部に対し、0.3重量部の割合で、Lumogen IR788(BASF社製)を添加した。
日本ゼオン株式会社製のノルボルネン系樹脂「ゼオノア 1400R」をシクロヘキサンとキシレンの7:3混合溶液を加えて溶解し、固形分が20%の溶液を得た(ドープE)。係る溶液を平滑なガラス板上にキャストし、60℃で8時間、80℃で8時間乾燥した後、ガラス板から剥離した。剥離した樹脂をさらに減圧下100℃で24時間乾燥した。
Claims (13)
- ポリイミド樹脂フィルムと誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を有し、
前記ポリイミド樹脂フィルムが、下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーを含み、
前記ポリイミド樹脂フィルムの厚みが、10μm以上80μm以下である近赤外線カットフィルターであり、
前記近赤外線カットフィルターは、入射角を近赤外線カットフィルターのフィルム面に対し角度0度および35度に変化させて求めた可視光領域における高波長側である650nm付近で透過率が50%となる波長である高波長端波長の、下式により求めた、入射角による高波長端波長のシフト量であるTHが3〜14nmであり、
かつ、
入射角を近赤外線カットフィルターのフィルム面に対し角度0度および35度に変化させて求めた可視光領域における低波長側である400nm付近で透過率が50%となる波長である低波長端波長の、下式により求めた、入射角による低波長端波長のシフト量であるTLが11〜15nmである、
近赤外線カットフィルター。
TH(nm)=|(入射角0度における高波長端波長)−(入射角35度における高波長端波長)|
TL(nm)=|(入射角0度における低波長端波長)−(入射角35度における低波長端波長)|
- 前記ポリイミド樹脂フィルムが、近赤外線吸収剤を含む、請求項1に記載の近赤外線カットフィルター。
- 前記近赤外線吸収剤が、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、クオタリレン系色素、ジチオール金属錯体系色素、および遷移金属酸化物系化合物から選ばれる1種以上である、請求項2に記載の近赤外線カットフィルター。
- 前記誘電体多層膜が、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層した構造を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルター。
- 前記高屈折率層と前記低屈折率層の屈折率差が0.5以上である、請求項4に記載の近赤外線カットフィルター。
- 前記低屈折率層の一つがシリカ(SiO2)を含み、前記高屈折率層の一つがチタニア(TiO2)を含む、請求項4または5に記載の近赤外線カットフィルター。
- 前記低屈折率層の一つがシリカ(SiO2)を含み、前記高屈折率層がITO(錫ドープ酸化インジウム)またはATO(アンチモンドープ酸化錫)のいずれかを含む、請求項4または5に記載の近赤外線カットフィルター。
- 前記ポリイミド樹脂フィルムの厚みが、60μm以下であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルター。
- 前記ポリイミド樹脂フィルムのガラス転移温度が250℃以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルター。
- 近赤外線カットフィルターを、2cm×2cmに切り出し、ホットプレート上で260℃、3分間加熱し、加熱の前後における、400−1100nmの波長領域の分光を入射角0度において測定した、分光透過率の面積の積分値の変化量が、10%未満である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルター。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルターを用いた固体撮像素子。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルターの製造方法であって、
下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリマーを含み、厚さが10μm以上80μm以下のポリイミド樹脂フィルムの上に、蒸着により、誘電体多層膜からなる近赤外線反射膜を形成することを含む、近赤外線カットフィルターの製造方法。
- 蒸着温度が120〜300℃である、請求項12に記載の近赤外線カットフィルターの製造方法。
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