TW201329530A - 近紅外線截止濾波器及使用近紅外線截止濾波器之裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種近紅外線截止濾波器,其特徵為具有樹脂製基板(I),該樹脂製基板(I)含有樹脂及具有源自以下述式(I)表示之化合物之構造之光吸收劑(A),且前述光吸收劑(A)在前述樹脂製基板(I)中,以相對於前述樹脂100重量份為0.001~0.01重量份之量含有。□
Description
本發明係關於近紅外線截止濾波器。更詳言之,係關於具有充分視角,尤其是可較好地使用作為CCD、CMOS影像感測器等之固體攝像元件用視感度修正濾波器知近紅外線截止濾波器。
近年來,攝影機、數位相機、附加照相功能之行動電話等之固體攝像裝置中已使用彩色圖像之固體攝像元件的CCD或CMOS影像感測器,但該等固體攝像元件在其受光部中使用對於以人眼無法感知之近紅外線具有感度之矽光二極體。該等固體攝像元件有必要進行配合人眼可見之自然色之視感度修正,且大多使用使特定波長區域之光線選擇性透射或濾除之近紅外線截止濾波器。
該種近紅外線截止濾波器,自過去以來即使用以各種方法製造者。例如,實用上提供於玻璃等透明基材之表面蒸鍍銀等之金屬,使近紅外線反射者,於丙烯酸樹脂或聚碳酸酯樹脂等之透明樹脂中添加近紅外線吸收色素而成者等。
然而,於玻璃基材上蒸鍍金屬製造近紅外線截止濾波器不僅增加製造成本,且在切割時會有混入成為異物之基材玻璃片之問題。另外,使用無機質材料作為基材時,為了對應於近年來之固體攝像裝置之薄型化.小型化而有其
界限。
且,特開平6-200113號公報(專利文獻1)揭示使用透明樹脂作為基材,於透明樹脂中含有近紅外線吸收色素之近紅外線截止濾波器。
然而,專利文獻1中所記載之近紅外線截止濾波器會有近紅外線吸收能未必足夠之情況。
且,本申請人於特開2005-338395號公報(專利文獻2)、及特開2011-100084號公報(專利文獻3)中,提案有具有降冰片烯系樹脂製基板與近紅外線反射膜之近紅外線截止濾波器。
[專利文獻1]特開平6-200113號公報
[專利文獻2]特開2005-338395號公報
[專利文獻3]特開2011-100084號公報
專利文獻2所記載之近紅外線截止濾波器雖具有優異之近紅外線濾波能、耐吸濕性、耐衝擊性,但有無法獲得充分視角之值之情況。
專利文獻3所記載之近紅外線截止濾波器雖具有優異之近紅外線濾波能、耐吸濕性、耐衝擊性且視角廣,但有無法獲得充分之可見光區域之透射率之值之情況。
本發明之目的係獲得可見光區域之透射率高,而且視角廣、近紅外線濾波能優異,尤其可較好地使用於CCD、CMOS影像感測器等之固體攝像元件之近紅外線截止濾波器。
[1]一種近紅外線截止濾波器,其特徵為具有樹脂製基板(I),前述樹脂製基板(I)含有樹脂及具有源自以下述式(I)表示之化合物之構造之光吸收劑(A),前述光吸收劑(A)在前述樹脂製基板(I)中,以相對於前述樹脂100重量份為0.001~0.01重量份之量含有,
[式(I)中,Ra、Rb及Y滿足下述(i)或(ii),(i)Ra獨立表示氫原子、碳數1~8之烷基、-NReRf基(Re及Rf各獨立表示氫原子或碳數1~5之烷基)或羥基,Rb獨立表示氫原子、碳數1~5之烷基、-NRgRh(Rg及Rh各獨立表示氫原子、碳數1~5之烷基、或-C(O)Ri基(Ri表示碳數1~5之烷基))或羥基,
Y獨立表示-NRjRk基(Rj及Rk各獨立表示氫原子、碳數1~8之脂肪族烴基、任意之氫原子經取代基取代之碳數1~8之經取代脂肪族烴基、碳數6~12之芳香族烴基、或任意之氫原子經烷基取代之碳數6~12之經取代芳香族烴基),(ii)一個苯環上之兩個Ra中之一個與同一苯環上之Y相互鍵結,形成構成原子數5或6之含有至少一個氮原子之雜環,Rb及未參與該鍵結之Ra各獨立與前述(i)之Rb及Ra同義]。
[2]如前述[1]所記載之近紅外線截止濾波器,其中以前述式(I)表示之化合物為以下述式(II)表示之化合物,
[式(II)中,Ra及Rb各獨立與前述式(I)之(i)同義,Rc獨立表示氫原子、碳數1~8之脂肪族烴基、任意之氫原子經取代基取代之碳數1~8之經取代脂肪族烴基、碳數6~12之芳香族烴基、或任意之氫原子經烷基取代之碳數
6~12之經取代芳香族烴基]。
[3]一種近紅外線截止濾波器,其特徵為具有含光吸收劑及樹脂之樹脂製基板(I’),且透射率滿足下述(A)~(D),(A)波長430~580nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為80%以上,(B)波長630~650nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為70%以上,(C)波長800~1000nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為20%以下,(D)波長550~700nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率成為75%之波長之值(Ya),與自相對於近紅外線截止濾波器之垂直方向30°之角度測定時之透射率成為75%之波長之值(Yb)之差之絕對值未達15nm。
[4]如[3]所記載之近紅外線截止濾波器,其中前述光吸收劑為具有源自以下述式(I)表示之化合物之構造之光吸收劑(A),
[式(I)中,Ra、Rb及Y滿足下述(i)或(ii),(i)Ra獨立表示氫原子、碳數1~8之烷基、-NReRf基(Re及Rf各獨立表示氫原子或碳數1~5之烷基)或羥基,Rb獨立表示氫原子、碳數1~5之烷基、-NRgRh(Rg及Rh各獨立表示氫原子、碳數1~5之烷基、或-C(O)Ri基(Ri表示碳數1~5之烷基))或羥基,Y獨立表示-NRjRk基(Rj及Rk各獨立表示氫原子、碳數1~8之脂肪族烴基、任意之氫原子經取代基取代之碳數1~8之經取代脂肪族烴基、碳數6~12之芳香族烴基、或任意之氫原子經烷基取代之碳數6~12之經取代芳香族烴基),(ii)一個苯環上之兩個Ra中之一個與同一苯環上之Y相互鍵結,形成構成原子數5或6之含有至少一個氮原子之雜環,Rb及未參與該鍵結之Ra各獨立與前述(i)之Rb及Ra同義]。
[5]如[4]所記載之近紅外線截止濾波器,其中以前述式(I)表示之化合物為以下述式(II)表示之化合物,
[式(II)中,Ra及Rb各獨立與前述式(I)之(i)同義,Rc獨立表示氫原子、碳數1~8之脂肪族烴基、任意之氫原子經取代基取代之碳數1~8之經取代脂肪族烴基、碳數6~12之芳香族烴基、或任意之氫原子經烷基取代之碳數6~12之經取代芳香族烴基]。
[6]如[4]或[5]所記載之近紅外線截止濾波器,其中前述光吸收劑(A)在樹脂製基板(I’)中,係以相對於前述樹脂100重量份為0.001~0.01重量份之量含有。
[7]如[1]~[6]中任一項所記載之近紅外線截止濾波器,其中前述樹脂為環狀烯烴系樹脂或芳香族聚醚系樹脂。
[8]如[1]~[7]中任一項所記載之近紅外線截止濾波器,其中前述近紅外線截止濾波器為固體攝像元件用。
[9]一種固體攝像裝置,其具備如[1]~[8]中任一項所記載之近紅外線截止濾波器。
[10]一種照相機模組,其特徵為具備如[1]~[8]中任一項所記載之近紅外線截止濾波器。
依據本發明,可製造可見光區域之透射率高、吸收(透射)波長之入射角依存性小、視角廣、近紅外線濾波能優異,吸濕性低、不易產生彎曲、無異物之近紅外線截止濾波器。
且,依據本發明,可使固體攝像裝置及照相機模組薄型化及小型化。
以下針對本發明具體加以說明。
本發明之近紅外線截止濾波器之特徵為具有樹脂製基板(I),該樹脂製基板(I)含有具有源自具有以下述式(I)表示之方酸鎓(squarylium)構造之化合物(以下亦稱為「化合物(I)」)之構造之光吸收劑(A)0.001~0.01重量份及樹脂100重量份。本發明之近紅外線截止濾波器較好具有下述樹脂製基板(I)與下述之近紅外線反射膜。
本發明之近紅外線截止濾波器藉由具有該種樹脂製基板(I),尤其可成為入射角依存性小之近紅外線截止濾波器。
又,本發明之近紅外線截止濾波器之特徵為具有含有光吸收劑(以下亦稱為「光吸收劑(A’)」)及樹脂之樹脂製
基板(I’),且透射率滿足下述(A)~(D)。
(A)波長430~580nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為80%以上,(B)波長630~650nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為70%以上,(C)波長800~1000nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為20%以下,(D)波長550~700nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率成為75%之波長之值(Ya),與自相對於近紅外線截止濾波器之垂直方向30°之角度測定時之透射率成為75%之波長之值(Yb)之差之絕對值未達15nm。
前述樹脂製基板(I)含光吸收劑(A)及樹脂,前述樹脂製基板(I’)含光吸收劑(A’)及樹脂。作為該光吸收劑(A’)較好為前述光吸收劑(A)。
以下亦將樹脂製基板(I)及樹脂製基板(I’)簡稱為「樹脂製基板」。
前述樹脂製基板較好滿足下述(E)及(F)。
(E)吸收極大宜在波長640~800nm之範圍,較好在660~750nm或670~730nm之範圍。
若基板之吸收極大波長在該範圍,則該基板可選擇性有效地濾除近紅外線。
(F)波長640nm中,自前述樹脂製基板之垂直方向測定時之透射率宜為65%以上,較好為70%以上,又更好為75%以上,最好為80%以上之範圍。
樹脂製基板之吸收極大在前述範圍,且波長640nm中,自前述樹脂製基板之垂直方向測定時之透射率在前述範圍時,使光入射至該基板時近紅外線波長區域附近之波長之透射率急遽變化。
將該樹脂製基板用於近紅外線截止濾波器中時,其濾波器之(Ya)與(Yb)之差之絕對值變小,成為吸收波長之入射角依存性小,且視角廣之近紅外線截止濾波器。
又,具有前述樹脂製基板之近紅外線截止濾波器用於照相機模組等之鏡片單元中時,由於可實現鏡片單元之薄化故較佳。
藉由使用含特定量之光吸收劑(A)之基板,可獲得滿足前述(E)及(F)之樹脂製基板。
依據照相機模組等之用途,波長400~700nm之所謂可見光區域中,將樹脂製基板之厚度設為100μm時之該基板之平均透射率較好為50%以上,更好為65%以上。
前述樹脂製基板之厚度可依據期望之用途適當選擇,並無特別限制,但較好使該基板滿足前述(E)及(F)之方式調整,更好為50~250μm,又更好為50~200μm,最好為80~150μm。
樹脂製基板之厚度在前述範圍時,可令使用該基板之近紅外線截止濾波器小型化、輕量化,可較好地使用於固
體攝像裝置等之用途中。尤其使用於照相機模組等之鏡片單元中時,由於可實現鏡片單元之薄化故較佳。
前述光吸收劑(A’)只要為使所得近紅外線截止濾波器滿足下述(A)~(D)之光吸收劑即無特別限制,但就可容易地獲得該近紅外線截止濾波器之觀點而言,較好為酞菁系化合物、花菁化合物、方酸鎓化合物等,更好為下述光吸收劑(A)。
前述光吸收劑(A)具有源自化合物(I)之構造。光吸收劑(A)較好為具有方酸鎓構造之染料。
式(I)中,Ra、Rb及Y滿足下述(i)或(ii),(i)Ra獨立表示氫原子、碳數1~8之烷基、-NReRf基(Re及Rf各獨立表示氫原子或碳數1~5之烷基)或羥基,Rb獨立表示氫原子、碳數1~5之烷基、-NRgRh(Rg及
Rh各獨立表示氫原子、碳數1~5之烷基、或-C(O)Ri基(Ri表示碳數1~5之烷基))或羥基,Y獨立表示-NRjRk基(Rj及Rk各獨立表示氫原子、碳數1~8之脂肪族烴基、任意之氫原子經取代基取代之碳數1~8之經取代脂肪族烴基、碳數6~12之芳香族烴基、或任意之氫原子經烷基取代之碳數6~12之經取代芳香族烴基),(ii)一個苯環上之兩個Ra中之一個與同一苯環上之Y相互鍵結,形成構成原子數5或6之含有至少一個氮原子之雜環,Rb及未參與該鍵結之Ra各獨立與前述(i)之Rb及Ra同義。
前述Ra之碳數1~8之烷基可列舉為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、戊基及己基等,該等基之任意氫原子亦可經甲基或乙基等取代。
前述-NReRf中之Re及Rf之碳數1~5之烷基、Rb之碳數1~5之烷基、-NRgRh中之Rg及Rh之碳數1~5之烷基,乃至-C(O)Ri基中之Ri之碳數1~5之烷基可列舉為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基及戊基等。
前述-NRjRk基中之Rj及Rk之碳數1~8之脂肪族烴基可列舉為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、戊基及己基等鏈狀脂肪族烴基;環戊基、環己基等環狀脂肪族烴基等。
前述-NRjRk基中之Rj及Rk之任意氫原子經取代基取
代之碳數1~8之經取代脂肪族烴基可列舉為前述鏈狀脂肪族烴基之任意氫原子經-NR’R”基(R’及R”表示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基或戊基等鏈狀脂肪族烴基)、-CN、-OH、-OR(R表示甲基、乙基或丙基)等之取代基取代之經取代鏈狀脂肪族烴基;前述環狀脂肪族烴基之任意氫原子經甲基或乙基等取代之經取代環狀脂肪族烴基等。
前述-NRjRk中之Rj及Rk之碳數6~12之芳香族烴基可列舉為苯基、苄基等。
前述-NRjRk基中之Rj及Rk之任意氫原子經烷基取代之碳數6~12之經取代芳香族烴基可列舉為苯基或苄基等之任意氫原子經甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基或戊基等鏈狀脂肪族烴基取代之經取代苯基等。
前述(I)中之(ii)中,一個苯環上之兩個Ra中之一個與同一苯環上之Y相互鍵結,成為構成原子數5或6之含至少一個氮原子之雜環可列舉為例如吡咯啶、吡咯、咪唑、吡唑、哌啶、吡啶、哌嗪、嗒嗪、嘧啶及吡嗪。該等雜環中,以構成該雜環且構成苯環之碳原子之鄰接之一個原子為氮原子之雜環較佳,更好為吡咯啶。
化合物(I)包含例如以下述式(I-1)表示之構造之共振構造之化合物(I-2)。亦即,化合物(I)列舉為例如化合物(I-1)及化合物(I-2)。
前述光吸收劑(A)較好為測定藉由使該光吸收劑(A)溶解於其良溶劑中獲得之溶液之透射率(光路徑長1cm)時,與該溶液中之光吸收劑(A)之濃度無關,在波長640~800nm中有吸收極大,且在波長640nm之透射率為65%以上,較好為70%以上,更好為75%以上之化合物。
又,以往之近紅外線截止濾波器中,不使用該種光吸收劑(A)之理由為其透射率曲線具有陡峭斜率、近紅外線區域中之吸收區域狹窄、及混合於玻璃等之基板中製造近紅外線截止濾波器時之該光吸收劑(A)無法耐受玻璃之成形溫度等理由。如果,使用光吸收劑(A)時,該光吸收劑由於在近紅外線區域中之吸收區域狹窄,故為了獲得具有充分之近紅外線濾波能之近紅外線截止濾波器,而不得不增加其添加量,而認為有使所得近紅外線截止濾波器之可見光區域之透射率變低之傾向。基於上述等,於以往並無法獲得如本發明之尤其在可見光區域之透射率高、入射角依存性小之近紅外線截止濾波器。
本發明中尤其藉由使用前述光吸收劑(A),可獲得滿
足前述(E)及(F)之近紅外線截止濾波器。因此,本發明之近紅外線截止濾波器尤其具有下述(A)、(B)及(D)之特徵。因此,可獲得入射角之依存性小、視角廣之近紅外線截止濾波器。
且,過去利用蒸鍍等將後述之近紅外線反射膜設於基材上時,會有使近紅外線截止濾波器之視角變狹窄等之性能劣化之情況。然而,含前述光吸收劑(A)之前述樹脂製基板(I)可防止因設置近紅外線反射膜產生之近紅外線截止濾波器之性能劣化。因此,即使利用蒸鍍等將近紅外線反射膜設於樹脂製基板上之情況,仍可獲得具有與入射光之入射角無關之安定吸收波長區域之近紅外線截止濾波器。
前述化合物(I)較好為以下述式(II)表示之化合物(以下亦稱為「化合物(II)」)。
式(II)中,Ra及Rb各獨立與前述式(I)之(i)同義,Rc獨立表示氫原子、碳數1~8之脂肪族烴基、任意之氫原子
經取代基取代之碳數1~8之經取代之脂肪族烴基、碳數6~12之芳香族烴基、或任意之氫原子經烷基取代之碳數6~12之經取代芳香族烴基。
式(II)中之以Rc表示之碳數1~8之脂肪族烴基、任意之氫原子經取代基取代之碳數1~8之經取代脂肪族烴基、碳數6~12之芳香族烴基、及任意之氫原子經烷基取代之碳數6~12之經取代芳香族烴基可列舉為前述-NRjRk中之Rj及Rk之碳數1~8之脂肪族烴基、任意之氫原子經取代基取代之碳數1~8之經取代脂肪族烴基、碳數6~12之芳香族烴基、及任意之氫原子經烷基取代之碳數6~12之經取代芳香族烴基中所列舉之基相同之基等。
式(II)中,Ra較好獨立為氫原子、甲基、乙基、羥基,最好為氫原子、甲基。
式(II)中,Rb較好獨立為氫原子、甲基、羥基、-NH-C(O)-CH3基、-N(CH3)-C(O)-CH3基、-N(CH3)2基,最好為氫原子、甲基、-NH-C(O)-CH3基。
式(II)中,Rc較好獨立氫原子、碳數1~8之脂肪族烴基、環己基、甲基苄基、-(CH2)2-N(CH3)2基,最好為氫原子、甲基。
化合物(II)亦可為其共振構造的以下述式(II-1)表示之化合物。
前述化合物(II)可列舉為下述之化合物(a-1)~(a-19)等。又,下述化合物中,「Ac」表示-C(O)-CH3。
該等中,化合物(a-10)可良好地溶解於二氯甲烷中,且進行使化合物(a-10)以0.0001重量%之濃度溶解於二氯甲烷中而成之溶液之分光透射率測定(光路徑長1cm)時,於波長640~800nm有極大吸收,且將添加化合物(a-10)0.01重量份、JSR股份有限公司製造之環狀烯烴系樹脂「ARTON G」100重量份、進而二氯甲烷所得之樹脂濃度為20重量%之溶液澆鑄在平滑之玻璃板上,在20℃乾燥8
小時後,自玻璃板剝離,接著進行在減壓下於100℃乾燥8小時獲得之厚度為0.1mm、長60mm、寬60mm之樹脂製基板(I)進行分光透射率測定時,在波長640nm中,自前述樹脂製基板(I)之垂直方向測定時之透射率為65%以上。因此,使用化合物(a-10)就可製造吸收(透射)波長之入射角依存性小、視角廣之近紅外線截止濾波器之方面而言係較佳。
前述光吸收劑(A)只要是以一般已知之方法合成即可,例如只要以特開平1-228960號公報中所記載之方法合成即可。
本發明中,光吸收劑(A)之使用量較好以使前述樹脂製基板滿足前述(E)及(F)之方式適當選擇,具體而言,相對於樹脂製基板(I)之製造時使用之樹脂100重量份為0.001~0.01重量份,較好為0.003~0.01重量份,更好為0.005~0.01重量份,最好為0.007~0.01重量份。
光吸收劑(A)之使用量在前述範圍內時,可獲得可見光區域之透射率高、吸收波長之入射角依存性小、視角廣、近紅外線濾波能、在430~580nm之範圍內之透射率及強度優異之近紅外線截止濾波器。
光吸收劑(A)之使用量多於前述範圍時,雖亦有可獲得光吸收劑(A)之特性(性質)更強表現之近紅外線截止濾波器之情況,但會有在430~580nm之範圍內之透射率低於所期望值之顧慮,或樹脂製基板或近紅外線截止濾波器之強度下降之顧慮。且,光吸收劑(A)之使用量少於前述
範圍時,雖亦有可獲得在430~580nm之範圍內之透射率高之近紅外線截止濾波器之情況,但會有光吸收劑(A)之特性不易展現、有難以獲得吸收波長之入射角之依存性小、視角廣之樹脂製基板或近紅外線截止濾波器之情況。
本發明之近紅外線截止濾波器中所含之光吸收劑(A)及(A’)可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
本發明中使用之樹脂製基板只要是含有光吸收劑(A)或(A’)及樹脂即可,至於該樹脂較好為透明樹脂。作為該等樹脂只要不損及本發明之效果者即無特別限制,例如,為成為確保熱安定性及成形為薄膜之成形性,且藉由在100℃以上之蒸鍍溫度下進行之高溫蒸鍍而形成下述近紅外線反射膜之薄膜,宜為玻璃轉移溫度(Tg)較好為110~380℃,更好為110~370℃,又更好為120~360℃之樹脂。且,樹脂之玻璃轉移溫度為120℃以上,較好為130℃以上,更好為140℃以上時,由於可獲得可在更高溫下蒸鍍形成介電體多層膜之薄膜故較佳。
前述樹脂宜使用在厚度0.1mm之全光線透射率較好為75~94%,更好為78~94%,最好為80~94%之樹脂。全光線透射率若在該範圍,則所得基板顯示良好之透明性。
至於該樹脂可列舉為例如環狀烯烴系樹脂、聚醚系樹脂、聚芳酯樹脂(PAR)、聚碸樹脂(PSF)、聚醚碸樹脂(PES)、聚對伸苯樹脂(PPP)、聚伸芳基醚氧化膦樹脂
(PEPO)、聚醯亞胺樹脂(PPI)、聚醯胺醯亞胺樹脂(PAI)、(改質)丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂(PC)、聚萘二酸乙二酯(PEN)、烯丙酯系硬化型樹脂及倍半矽氧烷系紫外線硬化樹脂。
前述樹脂中,使用透明性高之環狀烯烴系樹脂或芳香族聚醚系樹脂時由於可見光區域之透射率特別高故較佳,且,該等樹脂由於吸濕性低、不易產生彎曲故較佳。
另外,尤其使用環狀烯烴系樹脂或芳香族聚醚系樹脂作為樹脂時,由於前述光吸收劑(A)或(A’)對該等樹脂之分散性良好,故可獲得光學特性均勻、成形加工性優異之基板。
本發明之近紅外線截止濾波器所含之樹脂可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
本發明中使用之透明樹脂列舉環狀烯烴系樹脂。環狀烯烴系樹脂並無特別限制,但可使用例如使由以下述式(X0)表示之單體及以下述式(Y0)表示之單體所成群組選出之至少一種環狀烯烴系單體聚合獲得之樹脂,或視需要使所得之樹脂進一步氫化獲得之樹脂。
環狀烯烴系單體可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
(式(X0)中,Rx1~Rx4各獨立表示自下述(i’)~(ix’)選出之原子或基,kx、mx及px各獨立表示0或正的整數)。
(i’)氫原子
(ii’)鹵素原子
(iii’)三烷基矽烷基
(iv’)具有含氧原子、硫原子、氮原子或矽原子之連結基之經取代或未經取代之碳數1~30之烴基
(v’)經取代或未經取代之碳數1~30之烴基
(vi’)極性基(但(iv’)除外)
(vii’)Rx1與Rx2或Rx3與Rx4表示相互鍵結形成亞烷基,且未參與該鍵結之Rx1~Rx4各獨立表示由前述(i’)~(vi’)選出之原子或基
(viii’)Rx1與Rx2或Rx3與Rx4表示相互鍵結形成之單環或多環之烴環或雜環,且未參與該鍵結之Rx1~Rx4各獨立表示由前述(i’)~(vi’)選出之原子或基
(ix’)Rx2與Rx3表示相互鍵結形成之單環之烴環或雜環,未參與該鍵結之Rx1及Rx4各獨立表示由前述
(i’)~(vi’)選出之原子或基
(式(Y0)中,Ry1及Ry2各獨立表示由前述(i’)~(vi’)選出之原子或基,或表示下述(x’),Ky及Py各獨立表示0或正的整數)。
(x’)Ry1及Ry2表示相互鍵結形成之單環或多環之脂環式烴、芳香族烴或雜環。
至於前述(ii’)鹵素原子列舉為氟原子、氯原子及溴原子。
至於前述(iii’)三烷基矽烷基列舉為碳數1~12之三烷基矽烷基等,較好為碳數1~6之三烷基矽烷基。該三烷基矽烷基列舉為三甲基矽烷基、三乙基矽烷基及三異丙基矽烷基等。
前述含氧原子、硫原子、氮原子或矽原子之連結基列舉為羰基(-CO-)、氧羰基(-OCO-)、羰氧基(-COO-)、磺醯基(-SO2-)、醚鍵(-O-)、硫醚鍵(-S-)、亞胺基(-NH-)、醯胺鍵(-NHCO-、-CONH-)及矽氧烷鍵(-OSi(R)2-(式中R表示甲基、乙基等烷基)等。前述(iv’)之經取代或未經取代
之碳數1~30之烴基亦可為含複數個該等連結基之基。
該等中就與近紅外線反射膜之接著性與密著性優異等方面,光吸收劑(A)之分散性或溶解性方面而言,較好為羰氧基(*-COO-)及矽氧烷鍵(-OSi(R)2-)。但*為鍵結於式(X0)之環者。
至於前述經取代或未經取代之碳數1~30之烴基較好為經取代或未經取代之碳數1~15之烴基,列舉為例如甲基、乙基及丙基等烷基;環戊基及環己基等之環烷基;苯基、聯苯基、苯乙基等之芳香族烴基;乙烯基、烯丙基及丙烯基等之烯基。該等基中,甲基及乙基就耐熱安定性方面而言係較佳。
至於取代基列舉為羥基、鹵素原子等。
至於前述(vi’)極性基列舉為例如羥基;甲氧基及乙氧基等之碳數1~10之烷氧基;乙醯氧基、丙醯氧基及苯甲醯氧基等之羰氧基;氰基;胺基;醯基;磺基;羧基。
且,Rx1與Rx2或Rx3與Rx4相互鍵結形成之亞烷基列舉為亞甲基、亞乙基、亞丙基等。
Rx1與Rx2或Rx3與Rx4相互鍵結形成之單環或多環之烴環或雜環、Rx2與Rx3相互鍵結形成之單環之烴環或雜環、Ry1與Ry2相互鍵結形成之單環或多環之脂環式烴、芳香族烴或雜環列舉為伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基、伸環己基、伸環庚基、伸環癸基、伸環丁烯基、伸環戊烯基、伸環己烯基、伸苯基、伸萘基等。
kx、mx、px、Ky、Py各獨立較好為0~3之整數。又,
更好kx+mx+px為0~4之整數,又更好kx+mx+px為0~2之整數,最好kx+mx+px為1。Ky+Py較好為0~4之整數,Ky+Py更好為0~2之整數。使用mx為0,kx+px為1之環狀烯烴系單體時,由於獲得玻璃轉移溫度高,且機械強度亦優異之樹脂故較佳。
前述環狀烯烴系單體之種類及量係依據所得樹脂所要求之特性適當選擇。
使用具有其分子內含有至少一個由氧原子、硫原子、氮原子及矽原子選出之至少一種原子之構造(以下亦稱為「極性構造」)之化合物作為前述環狀烯烴系單體時,具有獲得光吸收劑(A)或(A’)之分散性優異之樹脂,且,獲得與其他原材料(近紅外線反射膜等)之接著性或密著性優異之樹脂製基板等之優點。尤其,使前述式(X0)中,Rx1及Rx3各獨立為氫原子或碳數1~3之烴基,較好為氫原子或甲基,且Rx2或Rx4之任一者為具有極性構造之基,另一者為氫原子或碳數1~3之烴基之化合物聚合而成之樹脂吸水(濕)性較低而較好。且,使Ry1或Ry2之任一者為具有極性構造之基,另一者為氫原子或碳數1~3之烴基之化合物聚合而成之樹脂之吸水(濕)較性低而較佳。進而,具有前述極性構造之基為以下述式(Z0)表示之基之環狀烯烴系單體由於所得樹脂之耐熱性與吸水(濕)性容易變得均衡,故可較好地使用。
-(CH2)zCOOR………(Z0)
(式(Z0)中,R為經取代或未經取代之碳原子數1~15之烴基,z表示0或1~10之整數)。
前述式(Z0)中,由於z之值小越小,所得聚合物之氫化物之玻璃轉移溫度越高而使耐熱性優異,故z較好為0或1~3之整數,再者,z為0之環狀烯烴系單體就其合成容易方面而言係較佳。
另外,前述式(Z0)中之R有碳數愈多所得聚合物之氫化物之吸水(濕)性愈降低之傾向,但由於亦有玻璃轉移溫度降低之傾向,故就保持耐熱性之觀點而言以碳數1~10之烴基較佳,最好為碳數1~6之烴基。
又,前述式(X0)中,以前述式(Z0)表示之基所鍵結之碳原子上鍵結碳數1~3之烷基,尤其是甲基時,由於會有成為耐熱性與吸水(濕)性之均衡性良好之化合物之傾向故較佳。此外,前述式(X0)中,mx為0,且kx+px為1之化合物由於反應性高,可以高收率獲得樹脂(聚合物),且,獲得耐熱性高之聚合物氫化物,進而工業上更容易取得故可較好地使用。
前述環狀烯烴系樹脂在不損及本發明效果之範圍內亦可為使前述環狀烯烴系單體與可與該單體共聚合之單體共聚合而成之聚合物。
該等可共聚合之單體可列舉為例如環丁烯、環戊烯、環庚烯、環辛烯、環十二碳烯等環狀烯烴,或1,4-環辛二烯、二環戊二烯、環十二烷三烯等非共軛環狀多烯。
該等可共聚合之單體可單獨使用一種亦可併用兩種以
上。
前述環狀烯烴系單體之聚合方法只要是可進行單體聚合即無特別限制,例如可藉由開環聚合或加成聚合進行聚合。
藉由前述開環聚合反應獲得之聚合物在其分子中具有烯烴性不飽和鍵。另外,前述加成聚合反應,亦有聚合物在其分子中具有烯烴性不飽和鍵之情況。據此,聚合物分子中存在烯烴性不飽和鍵時,由於會有相關之烯烴性不飽和鍵成為經時著色或凝膠化之原因之情況,故較好進行將該烯烴性不飽和鍵轉換成飽和鍵之氫化反應。
氫化反應可利用通常之方法,亦即將公知之氫化觸媒添加於具有烯烴性不飽和鍵之聚合物之溶液中,在0~200℃,較好20~180℃下使其以常壓~300大氣壓,較好3~200大氣壓之氫氣作用而進行,
氫化聚合物之氫化率以500MHz、1H-NMR測定所得之烯烴性不飽和鍵中加氫之比例通常為50%以上,較好為70%以上,更好為90%以上,最好為98%以上,又最好為99%以上。
氫化率愈高,則成為對熱或光之安定性愈優異之樹脂,藉由使用該樹脂,由於獲得可長期維持安定特性之樹脂製基板故較佳。
本發明中使用之透明性樹脂列舉為芳香族聚醚系樹
脂。前述芳香族聚醚系聚合物意指藉由於主鏈上形成醚鍵之反應獲得之聚合物。芳香族聚醚系樹脂並無特別限制,較好為例如具有以下述式(1)表示之構造單位(以下亦稱為「構造單位(1)」)及以下述式(2)表示之構造單位(以下亦稱為「構造單位(2)」)所組成群組選出之至少一種構造單位(以下亦稱為「構造單位(1-2)」)之樹脂(以下亦稱為「樹脂(1)」)。由該種樹脂(1)獲得之基板具有優異之耐熱性及力學強度,而且具有優異之透明性及表面平滑性等。
前述式(1)中,R1~R4各獨立表示碳數1~12之一價有機基。
a~d各獨立表示0~4之整數,且較好為0或1。
至於碳數1~12之一價有機基可列舉為碳數1~12之一價烴基,及含有由氧原子及氮原子所組成群組選出之至少一種原子之碳數1~12之一價有機基等。
碳數1~12之一價烴基列舉為碳數1~12之直鏈或分支鏈之烴基、碳數3~12之脂環式烴基及碳數6~12之芳香族烴基等。
前述碳數1~12之直鏈或分支鏈之烴基較好為碳數1~8之直鏈或分支鏈之烴基,更好為碳數1~5之直鏈或分支鏈之烴基。
前述碳數3~12之脂環式烴基較好為碳數3~8之脂環式烴基,更好為碳數3或4之脂環式烴基。
含氧原子之碳數1~12之有機基列舉為由氫原子、碳原子及氧原子所成之有機基,其中,可列舉較好為由醚鍵、羰基或酯鍵與烴基所成之總碳數1~12之有機基等。
含氮原子之碳數1~12之有機基列舉為由氫原子、碳原子及氮原子所成之有機基,具體而言列舉為氰基、咪唑基、***基、苯并咪唑基及苯并***基等。
含氧原子及氮原子之碳數1~12之有機基列舉為由氫原子、碳原子、氧原子及氮原子所成之有機基,具體而言列舉為噁唑基、噁二唑基、苯并噁唑基及苯并噁二唑基等。
前述式(1)中之R1~R4就獲得吸水(濕)性低之樹脂等之觀點而言較好為碳數1~12之一價烴基,更好為碳數6~12之芳香族烴基,又更好為苯基。
前述式(2)中,R1~R4及a~d各獨立與前述式(1)中之R1~R4及a~d同義,Y表示單鍵、-SO2-或>C=O,R7及R8各獨立表示鹵素原子、碳數1~12之一價有機基或硝基,m表示0或1。但,m為0時,R7不為氰基。g及h各獨立表示0~4之整數,較好為0。
碳數1~12之一價有機基可列舉為與前述式(1)中之碳數1~12之一價有機基相同之有機基等。
前述樹脂(1)之前述構造單位(1)與前述構造單位(2)之莫耳比(但,二者之合計(構造單位(1)+構造單位(2))為100),就光學特性、耐熱性及力學特性之觀點而言,較好構造單位(1):構造單位(2)=50:50~100:0,更好構造單位(1):構造單位(2)=70:30~100:0,又更好構造單位(1):構造單位(2)=80:20~100:0。
此處,所謂力學特性係指樹脂之拉伸強度、破裂伸長率及拉伸彈性率等之性質。
又,前述樹脂(1)亦可進而具有由以下述式(3)表示之構造單位及以下述式(4)表示之構造單位所組成群組選出之至少一種構造單位(以下亦稱為「構造單位(3-4)」)。前述樹脂(1)具有該構造單位(3-4)時,含該樹脂(1)之基板之力學特性獲得提高故較佳。
前述式(3)中,R5及R6各獨立表示碳數1~12之一價有機基,Z表示單鍵、-O-、-S-、-SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳數1~12之二價有機基,n表示0或1。e及f各獨立表示0~4之整數,較好為0。
碳數1~12之一價有機基可列舉為與前述式(1)中之碳數1~12之一價有機基相同之有機基等。
碳數1~12之二價有機基可列舉為碳數1~12之二價烴基、碳數1~12之二價鹵化烴基、含有由氧原子及氮原子所組成群組選出之至少一種原子之碳數1~12之二價有機基、及含有由氧原子及氮原子所組成群組選出之至少一種原子之碳數1~12之二價鹵化有機基等。
碳數1~12之二價烴基列舉為碳數1~12之直鏈或分支鏈之二價烴基、碳數3~12之二價脂環式烴基及碳數6~12之二價芳香族烴基等。
碳數1~12之二價鹵化烴基列舉為前述碳數1~12之二價烴基中,其至少一部份之氫原子經氟原子、氯原子、溴原子或碘原子取代之基等。
含有由氧原子及氮原子所組成群組選出之至少一種原
子之碳數1~12之有機基列舉為由氫原子及碳原子、與氧原子及/或氮原子所成之有機基,列舉為具有醚鍵、羰基、酯鍵或醯胺鍵與烴基之總碳數1~12之二價有機基等。
含有由氧原子及氮原子所組成群組選出之至少一種原子之碳數1~12之二價鹵化有機基列舉為含有前述由氧原子及氮原子所組成群組選出之至少一種原子之碳數1~12之二價有機基中,其至少一部分之氫原子經氟原子、氯原子、溴原子或碘原子取代之基等。
前述式(3)中之Z較好為單鍵、-O-、-SO2-、>C=O或碳數1~12之二價有機基,就獲得吸水(濕)性低之樹脂等之觀點而言更好為碳數1~12之二價烴基,至於該碳數1~12之二價烴基更好為碳數3~12之二價脂環式烴基。
前述式(4)中,R7、R8、Y、m、g及h各獨立與前述式(2)中之R7、R8、Y、m、g及h同義,R5、R6、Z、n、e及f各獨立與前述式(3)中之R5、R6、Z、n、e及f同義。又,m為0時,R7不為氰基。
前述樹脂(1)之前述構造單位(1-2)與前述構造單位(3-4)之莫耳比(但,二者之合計(構造單位(1-2)+構造單位(3-4))為100),就光學特性、耐熱性及力學特性之觀點而言,較好構造單位(1-2):構造單位(3-4)=50:50~100:0,更好構造單位(1-2):構造單位(3-4)=70:30~100:0,又更好構造單位(1-2):構造單位(3-4)=80:20~100:0。
前述樹脂(1),就光學特性、耐熱性及力學特性之觀點而言,較好全部構造單位中70莫耳%以上,更好全部構造單位中95莫耳%以上含有前述構造單位(1-2)及前述構造單位(3-4)。
前述樹脂(1)可藉由使例如含以下述式(5)表示之化合物(以下亦稱為「化合物(5)」)及以下述式(7)表示之化合物(以下亦稱為「化合物(7)」)所組成群組選出之至少一種化合物之成分(以下亦稱為「(A)成分」),與含以下述式(6)表示之化合物(以下亦稱為「化合物(6)」)之成分(以下亦稱為「(B)成分」)反應而獲得。
前述式(5)中,X獨立表示鹵素原子,較好為氟原子。
前述式(7)中,R7、R8、Y、m、g及h各獨立與前述式(2)中之R7、R8、Y、m、g及h同義,X獨立與前述式(5)中之X同義。但,m為0時,R7不為氰基。
前述式(6)中,RA各獨立表示氫原子、甲基、乙基、乙醯基、甲烷磺醯基或三氟甲基磺醯基,其中以氫原子較佳。又,式(6)中,R1~R4及a~d各獨立與前述式(1)中之R1~R4及a~d同義。
由化合物(5)及化合物(7)所組成群組選出之至少一種化合物在(A)成分100莫耳%中較好含80莫耳%~100莫耳%,更好含90莫耳%~100莫耳%。
又,(B)成分較好視需要含以下述式(8)表示之化合
物。化合物(6)在(B)成分100莫耳%中,較好含50莫耳%~100莫耳%,更好含80莫耳%~100莫耳%,又更好含90莫耳%~100莫耳%。
前述式(8)中,R5、R6、Z、n、e及f各獨立與前述式(3)中之R5、R6、Z、n、e及f同義,RA獨立與前述式(6)中之RA同義。
該等樹脂(1)之合成可使用之化合物(5)~(8)可單獨使用一種,亦可組合兩種以上使用。
本發明可使用之透明樹脂之市售品可列舉為以下之市售品等。環狀烯烴系樹脂之市售品可列舉為例如JSR股份有限公司製造之ARTON,日本ZEON股份有限公司製造之ZEONOR,三井化學股份有限公司製造之APEL,Polyplastic股份有限公司製造之TOPAS。聚醚碸樹脂之市售品可列舉為住友化學股份有限公司製造之SUMIKAEXCEL PES、住友Backlight股份有限公司製造
之SUMILIGHT等。聚醯亞胺樹脂之市售品可列舉為三菱氣體化學股份有限公司製之NEOPRENE L等。聚碳酸酯樹脂之市售品可列舉為帝人股份有限公司製造之PURE S等。倍半矽氧烷系紫外線硬化樹脂之市售品可列舉為新日鐵化學股份有限公司製造之SILPLUS等。
前述樹脂製基板中,在不損及本發明效果之範圍內,可進一步添加抗氧化劑;紫外線吸收劑;光吸收劑(A)以外之吸收近紅外線之染料或顏料;抗反射劑、硬質塗佈劑、抗靜電劑等塗覆劑;及金屬錯合物系化合物等添加劑。又,利用後述之溶液澆鑄法製造樹脂製基板時,可藉由添加平流劑或消泡劑使樹脂製基板之製造變得容易。該等其他成分可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
前述抗氧化劑列舉為例如2,6-二第三丁基-4-甲基酚、2,2’-二氧基-3,3’-二第三丁基-5,5’-二甲基二苯基甲烷、及肆[亞甲基-3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷。
前述紫外線吸收劑列舉為例如2,4-二羥基二苯甲酮及2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮。
又,該等添加劑在製造樹脂製基板時亦可與樹脂等一起混合,亦可在製造樹脂時添加。且,添加量係依據期望之特性適當選擇,但相對於樹脂100重量份,通常為0.01~5.0重量份,較好為0.05~2.0重量份。
本發明中使用之樹脂製基板可藉由例如使含樹脂與光吸收劑(A)或(A’)之組成物熔融成形、澆鑄成形而形成。
前述樹脂製基板可藉由使熔融混練前述樹脂與光吸收劑(A)或(A’)獲得之顆粒熔融成形之方法;使含有前述樹脂及光吸收劑(A)或(A’)之樹脂組成物熔融成形之方法;使自含有光吸收劑(A)或(A’)與前述樹脂及溶劑之樹脂組成物去除溶劑獲得之顆粒熔融成形之方法等。熔融成形方法可列舉為例如射出成形、熔融擠出成形或吹塑成形。
前述樹脂製基板可藉由將含有光吸收劑(A)或(A’)與前述樹脂及溶劑之樹脂組成物澆鑄於適當之基材上且去除溶劑;將含有抗反射劑、硬質塗佈劑及/或抗靜電劑等塗覆劑、及光吸收劑(A)或(A’)、與前述樹脂之樹脂組成物澆鑄於適當之基材上;將含抗反射劑、硬質塗佈劑及/或抗靜電劑等塗覆劑、光吸收劑(A)或(A’)、與前述樹脂之硬化性組成物澆鑄於適當之基材上並經硬化、乾燥等製造。
前述基材列舉為例如玻璃板、鋼帶、鋼製滾筒及透明樹脂(例如,聚酯膜、環狀烯烴系樹脂膜)。
前述樹脂製基板可藉由自基材剝離塗膜而獲得,又,只要不損及本發明之效果,亦可不自基材剝離塗膜而將基
材與塗膜之層合體作為前述樹脂製基板。
另外,亦可藉由於玻璃板、石英或透明塑膠製等之光學構件上塗覆前述樹脂組成物且使溶劑乾燥,塗佈前述硬化性組成物並經硬化、乾燥,而於光學構件上直接形成樹脂製基板。
以前述方法獲得之樹脂製基板中殘留溶劑量較好儘可能少,通常為3重量%以下,較好為1重量%以下,更好為0.5重量%以下。殘留溶劑量落在上述範圍時,不易變形或特性不易變化,獲得可容易發揮期望功能之樹脂製基板。
本發明中使用之近紅外線反射膜為具有反射近紅外線之能力之膜。該近紅外線反射膜可使用以鋁蒸鍍膜、貴金屬薄膜、氧化銦作為主成分,使含有少量氧化錫之金屬氧化物微粒子分散而成之樹脂膜、高折射率材料層與低折射率材料層交互層合而成之介電體多層膜等。
本發明之近紅外線截止濾波器藉由具有該近紅外線反射膜,而特別具有下述(C)之特徵。為此,可獲得可完全濾除近紅外線之濾波器。
本發明中,近紅外線反射膜可設於樹脂製基板之單面,亦可設於兩面上。設於單面時,製造成本或製造容易性優異,設於兩面時,可獲得具有高強度、不易產生彎曲之近紅外線截止濾波器。
該等近紅外線反射膜中,可較好地使用交互層合高折射率材料層與低折射率材料層而成之介電體多層膜。
構成高折射率材料層之材料可使用折射率1.7以上之材料,較好選擇折射率之範圍在1.7~2.5之材料。
該等材料列舉為例如以氧化鈦、氧化鋯、五氧化鉭、五氧化鈮、氧化鑭、氧化釔、氧化鋅、硫化鋅、或氧化銦等作為主成分,含少量(例如相對於主成分為0~10%)氧化鈦、氧化錫及/或氧化鈰等者。
構成折射率材料層之材料可使用折射率為1.6以下之材料,較好選擇折射率範圍在1.2~1.6之材料。
該等材料列舉為例如二氧化矽、氧化鋁、氟化鑭、氟化鎂及六氟化鋁鈉。
層合高折射率材料層與低折射率材料層之方法,只要可層合該等材料層而形成介電體多層膜即無特別限制。例如,可藉由直接、CVD法、濺鍍法、真空蒸鍍法、離子輔助蒸鍍法或離子鍍敷法等,於前述樹脂製基板上交互層合高折射率材料層與低折射率材料層而形成介電體多層膜。
又,亦可對樹脂製基板之表面進行電暈處理或電漿處理等表面處理,以提高樹脂製基板與近紅外線反射膜之密著性。
該等高折射率材料層與低折射率材料層之各層厚度通常,於欲遮斷之近紅外線波長為λ(nm)時,較好為0.1λ~0.5λ之厚度。使厚度在該範圍時,折射率(n)與膜厚
(d)之乘積(n×d)與以λ/4算出之光學膜厚與高折射率材料層及低折射率材料層之各層之厚度幾乎為相同之值,基於反射.折射之光學特性關係,會有可容易地控制特定波長之遮斷.透射之傾向。
但,在可見光區域(波長420~700nm)中發現極少反射時,為減低反射率,亦可添加數層偏離0.1λ~0.5λ厚度的厚度之層。此時之厚度較好為0.03λ~0.1λ。
介電體多層膜中之高折射率材料層與低折射率材料層之合計層合數宜為5~60層,較好為10~50層。
另外,在形成介電體多層膜時於積板上產生彎曲時,為消除該彎曲,可採用在基板兩面上形成介電體多層膜,且於基板之形成介電體多層膜之面上照射紫外線等之電磁波等之方法。又,照射電磁波時,可於介電體多層膜之形成中照射,亦可形成後另外照射。
本發明之近紅外線截止濾波器在不損及本發明效果之範圍內,為了提高樹脂製基板或近紅外線反射膜之表面硬度、提高耐藥品性、抗靜電及消除傷痕等之目的,可於樹脂製基板與介電體多層膜等之近紅外線反射膜之間、與樹脂製基板之設有近紅外線反射膜之面相反側之面、或與近紅外線反射膜之設有樹脂製基板之面相反側之面上適當設置抗反射膜、硬塗覆膜或抗靜電膜等功能膜。
本發明之近紅外線截止濾波器可包含一層,亦可包含
兩層以上之由前述功能膜所成之層。本發明之近紅外線截止濾波器含兩層以上之由前述功能膜所成之層時,可含兩層以上同樣之層,亦可含兩層以上不同之層。
層合功能膜之方法並無特別限制,可列舉為使抗反射劑、硬塗覆劑及/或抗靜電劑等塗佈劑等,與前述相同之熔融成形、澆鑄成形於樹脂製基板或近紅外線反射膜上之方法等。
又,亦可藉由以棒塗佈器等將含前述塗覆劑等之硬化性組成物塗佈於樹脂製基板或近紅外線反射膜上後,利用紫外線照射等使其硬化而製造。
作為前述塗覆劑列舉為紫外線(UV)/電子束(EB)硬化型樹脂或熱硬化型樹脂等。具體而言,列舉為胺基甲酸酯系、胺基甲酸酯丙烯酸酯系、丙烯酸酯系、環氧系及環氧丙烯酸酯系樹脂等。
又,前述硬化性組成物亦可含聚合起始劑。前述聚合起始劑可使用習知之光聚合起始劑或熱聚合起始劑,亦可併用光聚合起始劑與熱聚合起始劑。聚合起始劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
前述硬化性組成物中,聚合起始劑之調配比例以硬化性組成物之總量作為100重量%,較好為0.1~10重量%,更好為0.5~10重量%,又更好為1~5重量%。聚合起始劑之調配比例落在前述範圍時,硬化性組成物具有優異之硬化特性及操作性,可獲得具有期望硬度之抗反射膜、硬質塗膜或抗靜電膜等之功能膜。
另外,前述硬化性組成物中亦可添加有機溶劑作為溶劑,至於有機溶劑可使用習知者。有機溶劑之具體例可列舉為甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、辛醇等醇類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單***乙酸酯等酯類;乙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚等醚類;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮等醯胺類。
該等溶劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
前述功能膜之厚度較好為0.1μm~20μm,更好為0.5μm~10 μm,最好為0.7μm~5μm。
且,為提高樹脂製基板與功能膜及/或近紅外線反射膜之密著性,或功能膜與近紅外線反射膜之密著性,亦可對樹脂製基板或功能膜之表面進行電暈處理或電漿處理等之表面處理。
本發明之近紅外線截止濾波器,其光線透射率較好滿足下述(A)~(D)。
(A)波長430~580nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值宜為80%以上,較好為82%以上,更好為85%以上之範圍。本發明藉由使用厚度0.1mm下之全光線透射率高之樹脂,在該波長區域中不具吸收之光吸收劑(A)或(A’)等,可獲得在該波長
430~580nm中,具有高透射率之近紅外線截止濾波器。
在固體攝像裝置或照相模組等之鏡片單元中之視感度修正用濾波器等中使用近紅外線截止濾波器時,較好在波長430~580nm中之透射率之平均值落在前述範圍,使該波長範圍中透射率幾乎成一定。
波長430~580nm之範圍中之透射率之平均值越高越好。透射率之平均值較高時,可充分確保通過濾波器之光之強度,且較好地應用於下述用途等中。
另一方面,波長430~580nm之範圍內之透射率之平均值低時,無法充分確保通過濾波器之光之強度,有無法較好地應用於下述用途中之虞。
(B)波長630~650nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值宜為70%以上,較好為75%以上,更好為78%以上之範圍。本發明尤其藉由使用前述光吸收劑(A),可獲得成為特定透射率之近紅外線截止濾波器。
近紅外線截止濾波器在波長630~650nm之範圍內之透射率落在前述範圍時,可見光區域之透射率高,且,光入射於該濾波器時,可獲得近紅外線之波長區域附近之波長之透射率急遽變化之近紅外線截止濾波器。
(C)波長800~1000nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值宜為20%以下,較好為15%以下,更好為10%以下之範圍。本發明藉由於樹脂製基板上設置近紅外線反射膜,可獲得在該波長
800~1000nm之透射率充分低之近紅外線截止濾波器。
尤其,藉由將前述介電體多層膜等之具有高的近紅外線反射能之近紅外線反射膜設於樹脂製基板(I)上,可獲得在波長800~1000nm之透射率充分低之近紅外線截止濾波器。
本發明之近紅外線截止濾波器由於為選擇性減低近紅外線之波長(800nm以上)者,故在800~1000nm之範圍內之透射率之平均值較低較好。透射率之平均值較低時,近紅外線截止濾波器可充分濾除近紅外線。
另一方面,波長800~1000nm之範圍中之透射率之平均值高時,濾波器無法充分濾除近紅外線,且於PDP等中使用該濾波器時,在家庭內會有無法防止PDP周邊之電子設備之誤作動之虞。
(D)波長550~700nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率成為75%之波長之值(Ya),與自相對於近紅外線截止濾波器之垂直方向30°之角度測定時之透射率成為75%之波長之值(Yb)之差之絕對值(| Ya-Yb |)宜處於未達15nm,較好未達10nm,更好未達8nm之範圍。
本發明中,藉由使用前述光吸收劑(A),可獲得成為特定透射率之波長之差之絕對值成為前述特定範圍之近紅外線截止濾波器。
波長550~700nm之範圍中,(Ya)與(Yb)之差之絕對值落在前述範圍時,在將該濾波器用於數位相機等中時,可
獲得圖像之周邊部分與中心部分顯示相同之亮度與色調,且視角廣之數位相機。
另一方面,於數位相機中使用(Ya)與(Yb)之差之絕對值為15nm以上之近紅外線截止濾波器時,由於圖像之周邊部分與中心部分有亮度差異,色調不同,會有不易看見特定顏色之虞,故有無法使用於下述用途中之情況。
本發明中,亦使用自上下左右使光入射到近紅外線截止濾波器時,顯示是否可在某位置角度之前使正常光透過之指標的「視角」。
是否可使正常光透過之判斷在本發明中係以波長550~700nm之範圍內,自濾波器之垂直方向測定時之透射率成為75%之波長之值(Ya),與自相對於濾波器之垂直方向30°之角度測定時之透射率成為75%之波長之值(Yb)之差之絕對值未達15nm作為一基準。
前述近紅外線截止濾波器之厚度較好以使該濾波器之透射率滿足前述(A)~(D)之方式調整,並無特別限制,但較好為50~250μm,更好為50~200μm,又更好為80~150μm。
近紅外線截止濾波器之厚度落在前述範圍時,可使濾波器小型化、輕量化,且可較好地使用於固體攝像裝置等各式各樣之用途中。尤其使用於照相模組等鏡片單元時,由於可實現鏡片單元之薄化故較佳。
本發明之近紅外線截止濾波器具有視角廣、優異之近紅外線濾波能等。因此可使用作為照相機模組之CCD或CMOS影像感測器等之固體攝像元件之視感度修正用。尤其,可用於數位相機、行動電話用照相機、數位攝影機、PC照相機、監視照相機、汽車用照相機等固體攝像裝置等中。
此處,針對於照相機模組中使用本發明中獲得之近紅外線截止濾波器之情況具體加以說明。
圖1顯示照相機模組之剖面概略圖。
圖1(a)為以往之照相模組之構造之剖面概略圖,圖1(b)為顯示使用以本發明獲得之近紅外線截止濾波器6’時可得之照相機模組之構造之一例之剖面概略圖。
圖1(b)係在鏡片5之上部使用以本發明獲得之近紅外線截止濾波器6’,以本發明獲得之近紅外線截止濾波器6’亦可使用於如圖1(a)所示之鏡片5與感測器7之間。
以往之照相機模組必須對於近紅外線截止濾波器6使光以幾乎垂直地入射。因此,濾波器6需配置在鏡片5與感測器7之間。
此處,感測器7由於為高感度,而有僅碰觸5μm左右之灰塵或塵埃即無法正確作動之虞,故使用於感測器7之上部之濾波器6必須為不產生灰塵或塵埃者,且不含異物者。另外,基於前述感測器7之特性,在濾波器6與感測器7之間必須設有特定之間隔,此將成為妨礙照相機模組薄化之原因之一。
相對於此,本發明中獲得之近紅外線截止濾波器6’之(Ya)與(Yb)之差之絕對值在15nm以下。亦即,自濾波器之垂直方向入射之光與自相對於濾波器6’之垂直方向30°入射之光之透射波長之差異不大(吸收(透射)波長之入射角依存性小),故濾波器6’並不需配置在鏡片5與感測器7之間,亦可配置在鏡片之上部。
因此,於照相機模組中使用本發明獲得之近紅外線截止濾波器6’時,可使該照相機模組之操作性變得容易,且,由於不須在濾波器6’與感測器7之間設置特定間隔,故可使照相機模組薄化。
以下,依據實施例說明本發明,但本發明並不因該實施例而受到任何限制。又,「份」只要沒有特別指明則意指「重量份」。
首先,針對各物性值之測定方法及物性評價方法加以說明。
使用安裝有TOSOH製造之H型管柱,WATERS公司製造之凝膠滲透層析儀(GPC)裝置(150C型),以鄰-二氯苯溶劑、在120℃之條件,測定標準聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw)及數平均分子量(Mn)。
使用SII Nanotechnology股份有限公司製造之示差掃
描熱量計(DSC6200),在升溫速度:每分鐘20℃,氮氣流下測定。
依據ASTM D570,自合成例獲得之樹脂製作厚度3mm、長度50mm、寬度50mm之試驗片,使所得試驗片在23℃之水中浸漬1週後,自試驗片之重量變化測定吸水率。
使用日立高科技股份有限公司製造之分光光度計(U-4100)測定。
此處,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率係如圖2般測定相對於濾波器垂直透射之光。
又,自相對於近紅外線截止濾波器之垂直方向成30°之角度測定時之透射率係如圖3般以相對於濾波器之垂直方向成30°之角度測定透射之光。
又,實施例中,分光透射率,於測定(Yb)時除外,係以使光相對於基板、濾波器為垂直入射之條件,使用該分光光度計進行測定。測定(Yb)時,係以使光相對於濾波器之垂直方向成30°之角度入射之條件,使用該分光光度計測定。
將以下述式(a)表示之8-甲基-8-甲氧基羰基四環[4.4.0.12,5.17,10]癸-3-烯(以下亦稱為「DNM」)100份、1-
己烯(分子量調節劑)18份、與甲苯(開環聚合反應用溶劑)300份饋入經氮置換之反應容器中,使該溶液加熱至80℃。接著,於反應容器內之溶液中添加三乙基鋁之甲苯溶液(0.6mol/升)0.2份、甲醇改質之六氯化鎢之甲苯溶液(濃度0.025mol/升)0.9份作為聚合觸媒,且使該溶液在80℃加熱攪拌3小時,而獲得開環聚合反應之開環聚合物溶液。該聚合反應中之聚合轉化率為97%。
將如此獲得之開環聚合物溶液1,000份饋入於高壓釜中,於該開環聚合物溶液中添加0.12份之RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3,且以氫氣壓100kg/cm2、反應溫度165℃之條件,加熱攪拌3小時進行氫化反應。
所得反應溶液(氫化聚合物溶液)經冷卻後,使氫氣釋壓。藉由將該反應溶液注入於大量甲醇中分離回收凝固物,使之乾燥,獲得氫化聚合物(以下亦稱為「樹脂A」)。樹脂A之分子量係數平均分子量(Mn)為32,000,重量平均分子量(Mw)為137,000,玻璃轉移溫度(Tg)為165℃。
將2,6-二氟苯甲腈35.12g(0.253mol)、9,9-雙(3-苯基-4-羥基苯基)茀125.65g(0.250mol)、碳酸鉀41.46g(0.300mol)、N,N-二甲基乙醯胺(以下亦稱為「DMAc」)443g及甲苯111g添加於3L之四頸燒瓶中。接著,將溫度計、攪拌機、附氮氣導入管之三通閥、丁斯達克(Dean-Stark)管及冷卻管安裝設於四頸燒瓶上。
接著,燒瓶內經氮氣置換後,在140℃使所得溶液反應3小時,自丁斯達克管隨時去除生成之水。確認不再有水生成後,使溫度緩慢上升至160℃,在該溫度下反應6小時。
冷卻至室溫(25℃)後,以濾紙去除生成之鹽,將濾液投入甲醇中再沉澱,藉由過濾使過濾物(殘渣)單離。使所得過濾物在60℃真空乾燥隔夜,獲得白色粉末B(以下亦稱為「樹脂B」)(收量95.67g,收率95%)。
進行所得樹脂B之構造分析。結果,紅外線吸收光譜之特性吸收為3035cm-1(C-H伸縮)、2229cm-1(CN)、1574cm-1、1499cm-1(芳香環骨架吸收)、1240cm-1(-O-)。樹脂B之數平均分子量(Mn)為67,000,重量平均分子量(Mw)為146,000,玻璃轉移溫度(Tg)為275℃。所得樹脂B具有前述構造單位(1)。
除使用9,9-雙(4-羥基苯基)茀87.60g(0.250mol)代替9,9-雙(3-苯基-4-羥基苯基)茀125.65g(0.250mol)以外,餘進行與合成例2相同之合成,獲得樹脂C。樹脂C之數平均分子量(Mn)為75,000,重量平均分子量(Mw)為188,000,玻璃轉移溫度(Tg)為285℃。
除使用9,9-雙(4-羥基苯基)茀78.84g(0.225mol)及1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷6.71g(0.025mol)代替9,9-雙(3-苯基-4-羥基苯基)茀125.65g(0.250mol)以外,餘進行與合成例2相同之合成,獲得樹脂D。樹脂D之數平均分子量(Mn)為36,000,重量平均分子量(Mw)為78,000,玻璃轉移溫度(Tg)為260℃。
除使用4,4-二氟二苯基碸(DFDS)63.56g(0.250mol)代替2,6-二氟苯甲腈35.12g(0.253mol)以外,餘進行與合成例2相同之合成,獲得樹脂E。樹脂E之數平均分子量(Mn)為37,000,重量平均分子量(Mw)為132,000,玻璃轉移溫度(Tg)為265℃。
藉由將合成例1中獲得之樹脂A100重量份、方酸鎓系化合物「a-10」(以前述式(a-10)表示之化合物)0.01重
量份、以及二氯甲烷添加於容器中,獲得樹脂濃度為20重量%之溶液(ex1)。
接著,將該溶液澆鑄在平滑玻璃板上,在20℃乾燥8小時後,自玻璃板剝離。於減壓下在100℃使剝離之塗膜進一步乾燥8小時,獲得厚度0.1mm、長60mm、寬60mm之基板。
測定該基板之分光透射率,求得吸收極大波長與波長640nm之透射率。該結果示於表1。
該基板之吸收極大波長為699nm。且,波長640nm之透射率為82%。
接著,以蒸鍍溫度100℃,於該基板之單面上形成反射近紅外線之多層蒸鍍膜[使二氧化矽(SiO2:膜厚35~190nm)層與二氧化鈦(TiO2:膜厚12~112nm)層交互層合而成者,層合數20],接著以蒸鍍溫度100℃,於基板之另一面上形成反射近紅外線之多層蒸鍍膜[使二氧化矽(SiO2:膜厚33~161nm)層與二氧化鈦(TiO2:膜厚10~101nm)層交互層合而成者,層合數22],獲得厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。測定該近紅外線截止濾波器之分光透射率,求得(Ya)、(Yb)。
該結果示於表1。又,透射率曲線示於圖4。
波長430~580nm之透射率之平均值為93%,波長630~650 nm之透射率之平均值為88%,波長800~1000nm之透射率之平均值為1%以下。
另外,波長550~700nm之範圍內,自濾波器之垂直
方向測定時之透射率成為75%之波長之值(Ya),與自相對於濾波器之垂直方向30°之角度測定時之透射率成為75%之波長之值(Yb)之差之絕對值(| Ya-Yb |)為3nm。
於實施例1所得之基板之單面上,以蒸鍍溫度100℃,形成反射近紅外線之多層蒸鍍膜[使二氧化矽(SiO2:膜厚36~190nm)層與二氧化鈦(TiO2:膜厚11~113nm)層交互層合而成者,層合數40],獲得厚度0.104mm之近紅外線截止濾波器。接著,進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
於實施例1中獲得之基板之兩面,以使硬化後之膜厚各成為0.002mm之方式,以棒塗佈器塗佈荒川化學工業股份有限公司製造之硬質塗覆劑[BEAMSET]後,經UV照射硬化,獲得厚度0.104mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.109mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
於實施例1獲得之基板之兩面上,以使乾燥後之膜厚
單面成為0.002mm之方式,以棒塗佈器塗佈以50:50之比例混合三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯與甲基乙基酮而成之組成物後,經UV照射硬化,獲得厚度0.104mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.109mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
除使用JSR股份有限公司製造之環狀烯烴系樹脂「ARTON G」代替樹脂A以外,餘與實施例1同樣,獲得厚度0.1mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
除使用帝人股份有限公司製造之聚碳酸酯樹脂「PURE S」代替樹脂A以外,餘與實施例1同樣,獲得厚度0.1mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
除使用合成例2獲得之樹脂B代替樹脂A以外,餘與實施例1同樣,獲得厚度0.1mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
除使用合成例3獲得之樹脂C代替樹脂A以外,餘與實施例1同樣,獲得厚度0.1mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
除使用合成例4獲得之樹脂D代替樹脂A以外,餘與實施例1同樣,獲得厚度0.1mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
除使用合成例5獲得之樹脂E代替樹脂A以外,餘與實施例1同樣,獲得厚度0.1mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
於實施例1中獲得之基板之單面上,以蒸鍍溫度100℃,形成反射近紅外線之多層蒸鍍膜[使二氧化矽(SiO2:膜厚35~190nm)層與二氧化鈦(TiO2:膜厚12~112nm)層交互層合而成者,層合數20],接著以蒸鍍溫度100℃,於基板之另一面上形成反射近紅外線之多層蒸鍍膜[使二氧化矽(SiO2:膜厚34~166nm)層與二氧化鈦(TiO2:膜厚11~103nm)層交互層合而成者,層合數22],獲得厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。接著,進行與實施例1同樣之評價,結果示於表1。又,透射率曲線示於圖5。
除使用將樹脂A溶解於二氯甲烷中獲得之固體成分20%之溶液代替溶液(ex1)以外,餘與實施例1同樣,獲得厚度0.1mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。進行與實施例1相同之評價,結果示於表1。
除使用0.04重量份之方酸鎓系化合物「a-10」以外,餘與實施例5同樣,獲得厚度0.1mm、長度60mm、寬度60mm之基板。
接著,與實施例1同樣,自該基板製造厚度0.105mm之近紅外線截止濾波器。結果示於表1。且,透射率曲線示於圖6。
本發明之近紅外線截止濾波器可較好地使用於數位相機、行動電話用照相機、數位攝影機、PC照相機、監視照相機、汽車用照相機等中。
1‧‧‧照相模組
2‧‧‧鏡片鏡筒
3‧‧‧可撓性基板
4‧‧‧中空包裝
5‧‧‧鏡片
6‧‧‧近紅外線截止濾波器
6’‧‧‧本發明所得之近紅外線截止濾波器
7‧‧‧CCD或CMOS影像感測器
8‧‧‧近紅外線截止濾波器
9‧‧‧分光光度計
圖1(a)為顯示以往之照相機模組之一例之剖面概略圖。圖1(b)為顯示使用本發明所得之近紅外線截止濾波器6’時之照相機模組之一例之剖面概略圖。
圖2為顯示自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之測定透射率之方法之概略圖。
圖3為顯示自相對於近紅外線截止濾波器之垂直方向30°之角度測定時之測定透射率之方法之概略圖。
圖4為實施例1所得之近紅外線截止濾波器之自垂直方向測定時之透射率曲線(0°)及自相對於垂直方向30°之角度測定時之透射率曲線(30°)。
圖5為實施例11所得之近紅外線截止濾波器之自垂直方向測定時之透射率曲線(0°)及自相對於垂直方向30°之角度測定時之透射率曲線(30°)。
圖6為參考例1所得之近紅外線截止濾波器之自垂直方向測定時之透射率曲線(0°)及自相對於垂直方向30°之角度測定時之透射率曲線(30°)。
Claims (10)
- 一種近紅外線截止濾波器,其特徵為具有樹脂製基板(I),前述樹脂製基板(I)含有樹脂及具有源自以下述式(I)表示之化合物之構造之光吸收劑(A),前述光吸收劑(A)在前述樹脂製基板(I)中,以相對於前述樹脂100重量份為0.001~0.01重量份之量含有,
- 如申請專利範圍第1項之近紅外線截止濾波器,其中以前述式(I)表示之化合物為以下述式(II)表示之化合物,
- 一種近紅外線截止濾波器,其特徵為具有含光吸收劑及樹脂之樹脂製基板(I’),且透射率滿足下述(A)~(D), (A)波長430~580nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為80%以上,(B)波長630~650nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為70%以上,(C)波長800~1000nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率之平均值為20%以下,(D)波長550~700nm之範圍內,自近紅外線截止濾波器之垂直方向測定時之透射率成為75%之波長之值(Ya),與自相對於近紅外線截止濾波器之垂直方向30°之角度測定時之透射率成為75%之波長之值(Yb)之差之絕對值未達15nm。
- 如申請專利範圍第3項之近紅外線截止濾波器,其中前述光吸收劑為具有源自以下述式(I)表示之化合物之構造之光吸收劑(A),
- 如申請專利範圍第4項之近紅外線截止濾波器,其中以前述式(I)表示之化合物為以下述式(II)表示之化合物,
- 如申請專利範圍第4或5項之近紅外線截止濾波器,其中前述光吸收劑(A)在樹脂製基板(I’)中,係以相對於前述樹脂100重量份為0.001~0.01重量份之量含有。
- 如申請專利範圍第1~6項中任一項之近紅外線截止濾波器,其中前述樹脂為環狀烯烴系樹脂或芳香族聚醚系樹脂。
- 如申請專利範圍第1~7項中任一項之近紅外線截止濾波器,其中前述近紅外線截止濾波器為固體攝像元件用。
- 一種固體攝像裝置,其具備如申請專利範圍第1~8項中任一項之近紅外線截止濾波器。
- 一種照相機模組,其特徵為具備如申請專利範圍第1~8項中任一項之近紅外線截止濾波器。
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