WO2022124420A1 - 光学体、光学体の製造方法、積層体及びイメージセンサ - Google Patents

光学体、光学体の製造方法、積層体及びイメージセンサ Download PDF

Info

Publication number
WO2022124420A1
WO2022124420A1 PCT/JP2021/045716 JP2021045716W WO2022124420A1 WO 2022124420 A1 WO2022124420 A1 WO 2022124420A1 JP 2021045716 W JP2021045716 W JP 2021045716W WO 2022124420 A1 WO2022124420 A1 WO 2022124420A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical body
light
antireflection layer
wavelength
layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/045716
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊一 梶谷
Original Assignee
デクセリアルズ株式会社
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 デクセリアルズ株式会社 filed Critical デクセリアルズ株式会社
Priority to KR1020237018219A priority Critical patent/KR20230093512A/ko
Priority to CN202180081047.3A priority patent/CN116547147A/zh
Priority to US18/255,454 priority patent/US20230408733A1/en
Publication of WO2022124420A1 publication Critical patent/WO2022124420A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/023Optical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • G02B1/111Anti-reflection coatings using layers comprising organic materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • G02B1/118Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/12Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements by surface treatment, e.g. by irradiation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/208Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters

Definitions

  • the present invention has excellent antireflection performance and transmissibility for light having a wavelength in the visible light band, and also has good absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band. In addition, it relates to an image sensor.
  • Optical components mounted on smartphones, tablet PCs, cameras, etc. are based on display boards, lenses, etc. in order to avoid deterioration of visibility and image quality (generation of color unevenness, ghosts, etc.) due to reflection of light from the outside.
  • antireflection treatment such as forming an antireflection layer is applied to the incident surface of light in the material.
  • a technique for reducing the reflectance by forming an antireflection layer having a fine uneven structure (moss eye structure) on the incident surface of light is known.
  • a carrier (10) having a concavo-convex structure (11) having a nanostructure and a functional layer (12) provided on the concavo-convex structure (11) are provided.
  • the technology related to is disclosed.
  • the transfer body disclosed in Patent Document 1 can exhibit high antireflection performance for light having a wavelength in the visible light band, it also transmits light having a long wavelength such as in the near infrared band. I was letting you.
  • the optical member is used for an optical device such as a CMOS image sensor, the optical member has a light receiving sensitivity in a wide wavelength band. Therefore, considering the application to optical device such as an image sensor, not only the reflection of light having a wavelength in the visible light band is suppressed and the transparency is improved, but also the light having a wavelength in the near infrared band is suppressed. It has been desired to develop an optical member capable of suppressing incident light.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and has excellent antireflection performance and transmissivity for light having a wavelength in the visible light band, and also has good absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band. It is an object of the present invention to provide an optical body and a method for manufacturing the same. Further, another object of the present invention is a laminate and an image, which are excellent in antireflection performance and transmissivity for light having a wavelength in the visible light band, and also have good absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band. The purpose is to provide a sensor.
  • the present inventors have made the substrate, the dye-containing resin layer formed on the substrate, and at least one of the resin layers formed on the resin layer.
  • the average spectral transmittance for light in the visible light region and the minimum spectral transmittance for light in the near infrared region of the optical body shall be optimized. It has been found that the antireflection performance and transmittance for light having a wavelength in the visible light band can be improved, and the absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band can also be improved. The invention was completed.
  • the present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
  • a base material, a resin layer containing a dye formed on the base material, and an antireflection layer formed on the resin layer having a fine concavo-convex structure on at least one surface are provided.
  • a step of producing an antireflection layer having a fine concavo-convex structure on the surface by curing a holding film having a fine concavo-convex structure having a concavo-convex cycle equal to or less than the wavelength of visible light in a state of being pressed against a curable resin. After applying a curable resin containing a dye on a substrate, the obtained antireflection layer is cured while being pressed against the curable resin containing the dye to produce an optical body with the holding film. And the process to do A method for manufacturing an optical body, which comprises.
  • a laminate comprising a resin layer containing a dye formed on the antireflection layer.
  • An image sensor comprising the optical body according to any one of (1) to (6) above in an external light incident portion. With the above configuration, it is possible to improve the antireflection performance and transparency for light having a wavelength in the visible light band, and the absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band.
  • an optical body and a method for manufacturing the same which are excellent in antireflection performance and transparency for light having a wavelength in the visible light band and good absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band. It becomes possible to do.
  • a laminated body and an image sensor having excellent antireflection performance and transmissivity for light having a wavelength in the visible light band and good absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band are provided. It will be possible to provide.
  • (A) is a cross-sectional view schematically explaining one embodiment of the optical body of the present invention
  • (b) is a cross-sectional view schematically explaining another embodiment of the optical body of the present invention.
  • .. It is sectional drawing which schematically explained the other embodiment of the optical body of this invention.
  • (A) and (b) are sectional views schematically explaining an embodiment of a conventional optical body.
  • (A) is a sectional view schematically explaining one embodiment of the laminated body of the present invention, and (b) is a sectional view schematically explaining another embodiment of the laminated body of the present invention. ..
  • FIGS. 1 to 5 are schematically shown at a scale and shape different from the actual ones.
  • the optical body of the present invention has at least a base material 20, a dye-containing resin layer 30 formed on the base material 20, and the resin layer 30.
  • the optical body 100 is provided with an antireflection layer 40 having a fine concavo-convex structure on at least one surface (both sides in FIGS. 1A and 1B) formed above.
  • the optical body 100 of the present invention has an average spectral transmittance of 60% or more for light in the wavelength region of 420 to 680 nm and a minimum spectral transmittance of less than 60% for light in the wavelength region of 750 to 1400 nm. It is characterized by being.
  • the spectral transmittance of light having a wavelength in the near-infrared band is increased while increasing the spectral transmittance of light having a wavelength in the visible light band of the optical body 100.
  • the optical body 100 absorbs near-infrared light by containing the dye for absorbing light in the resin layer 30, which can be arbitrarily changed in thickness and has elasticity. While improving the performance, it is possible to prevent damage such as cracks in the optical body.
  • the average spectral transmittance of the optical body 100 for light in the wavelength region of 420 to 680 nm is preferably 65% or more, preferably 70% or more. Is more preferable.
  • the average spectral transmittance for light in the wavelength region of 420 to 680 nm is the average value of the spectral transmittance for light in the wavelength region of 420 to 680 nm, and if the average value is 60% or more, some wavelengths. Less than 60% is acceptable.
  • the spectral transmittance of the light incident on the optical body 100 can be measured using a commercially available spectrophotometer (for example, V-770, V-570 manufactured by Nippon Spectroscopy, USPM-CS01 manufactured by Olympus, etc.). ..
  • a wavelength band of 380 nm to 1050 nm can be measured using a transmission unit, and the amount of light can be 180 (arbitrary value).
  • the minimum spectral transmittance of the optical body 100 for light in the wavelength region of 750 to 1400 nm is preferably 50% or less, preferably 40% or less. Is more preferable.
  • the minimum spectral transmittance for light in the wavelength region of 750 to 1400 nm is the minimum value of the spectral transmittance for light in the wavelength region of 750 to 1400 nm, and if the minimum value is less than 60%, some wavelengths. It is also permissible that the spectral transmittance is 60% or more.
  • the spectral transmittance of the light incident on the optical body 100 can be measured using a commercially available spectrophotometer (for example, V-770, V-570, etc. manufactured by JASCO Corporation).
  • the optical body 100 of the present invention includes a base material 20 as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).
  • the base material 20 is basically a transparent substrate.
  • transparent means that the transmittance of light having a wavelength belonging to the used band (visible light and near-infrared light band) is high, and for example, the transmittance of the light is 70%. It means that it is the above.
  • the material of the base material 20 is not particularly limited. Examples thereof include various types of glass, chemically strengthened glass, quartz, crystal, sapphire, polymethyl methacrylate (PMMA), cycloolefin polymer, cycloolefin copolymer and the like, and are appropriately selected according to the performance required for the optical body 100 and the like. be able to.
  • white plate glass is used as the base material 20 for verification.
  • the shape of the base material 20 has a flat surface as shown in FIGS. 1A and 1B, and the size and shape are not particularly limited, and the performance required for the optical body 1 is not particularly limited. It can be appropriately selected according to the above. For example, a flat plate shape as shown in FIGS. 1A and 1B, a lens-shaped curved surface shape, or the like can be used. Further, the thickness of the base material 20 is not particularly limited, and may be, for example, in the range of 0.1 to 2.0 mm.
  • the optical body 100 of the present invention includes a resin layer 30 formed on the base material 20. Then, in the optical body 100 of the present invention, the resin layer 30 contains a dye.
  • the resin layer 30 contains a dye, the absorption performance of light having a specific wavelength can be enhanced, so that the spectral transmittance for near-infrared light can be suppressed. Further, the resin layer 30 can serve as an adhesive layer formed between the base material 20 and the antireflection layer 40 described later, and is a flexible layer, so that the dye is contained in the layer. Even in the case of containing, damage such as cracks can be suppressed. In addition, the resin layer 30 can control the light absorption performance within a desired range by appropriately changing the thickness T1.
  • the conventional optical body 110 as shown in FIGS. 3A and 3B, it is common to include a dye in the antireflection layer 41.
  • the dye due to the design of the antireflection layer 41, when the antireflection layer 41 is as thin as several ⁇ m (FIG. 3A), the dye cannot be sufficiently contained and the desired light absorption performance can be obtained. There is a problem that it cannot be done. Further, since the antireflection layer 41 is less flexible (high elastic modulus) than the resin layer 30, cracks may occur when the antireflection layer 41 is thickened, and the durability is sufficient. There is a problem that it cannot be secured.
  • the resin layer 30 is not particularly limited except that it contains a dye, and can be appropriately adjusted according to the required performance.
  • the irradiation time of ultraviolet rays and the like can be adjusted.
  • the content of the dye in the resin layer is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or less. If it exceeds 30% by mass, the dispersion may be insufficient and the curing may be incomplete, or bleed-out may occur after the reliability test.
  • the dye is contained in the resin layer 30 in order to absorb light.
  • the type of the dye is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of light to be absorbed.
  • a cyanine pigment having an elongated polymethine skeleton, a phthalocyanine compound mainly composed of aluminum or zinc, various naphthalocyanine compounds, and a nickel dithio having a planar tetracoordinate structure It is preferable to contain a len complex, a squalium dye, a quinone compound, a diimmonium compound, an azo compound and the like, and among these, it is preferable to contain at least a phthalocyanine compound. These compounds may be used alone or in admixture of a plurality of types.
  • phthalocyanine compound examples include a copper-based phthalocyanine compound (phthalocyanine blue), a highly chlorinated copper-based phthalocyanine compound (phthalocyanine green), and a brominated chlorinated copper-based phthalocyanine compound. These phthalocyanine compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • each of the above-mentioned dyes can be prepared and obtained, but a commercially available dye can also be purchased.
  • the content of the dye is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the required performance (elastic modulus, manufacturability, etc.).
  • the materials constituting the resin layer 30 other than the dye are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the required performance (elastic modulus, manufacturability, etc.).
  • the resin of the resin layer 30 a resin composition that is cured by a curing reaction can be used.
  • the resin layer 30 is preferably formed from an ultraviolet curable adhesive. This is because high bondability can be realized and good flexibility can be obtained.
  • the ultraviolet curable resin include an ultraviolet curable acrylate resin and an ultraviolet curable epoxy resin.
  • the method for forming the resin layer 30 is not particularly limited.
  • the resin layer 30 is a layer made of an ultraviolet curable adhesive
  • the resin layer 30 is irradiated with ultraviolet rays in a state where the ultraviolet curable adhesive is pressure-bonded to the antireflection layer 40 described later. Can be formed.
  • the surface in contact with the antireflection layer 40 has a fine concavo-convex structure. Since the fine uneven structure of the resin layer 30 is formed according to the fine unevenness of the antireflection layer 40 described later, the conditions such as the formation pitch of the unevenness and the height of the unevenness are described in the antireflection layer described later. It is the same as the condition described in 40. Further, as shown in FIG. 2, the surface shape of the resin layer 30 may have a flat surface in contact with the antireflection layer 40. The surface of the resin layer 30 opposite to the surface in contact with the antireflection layer 40 is usually flat. However, it can be appropriately changed according to the surface shape of the base material 40 in contact with the resin layer 30.
  • the thickness T 1 of the resin layer 30 is preferably having a certain thickness, specifically, preferably 1 ⁇ m or more, from the viewpoint of being able to more reliably enhance the light absorption performance. , 2 ⁇ m or more is more preferable. Further, the thickness T 1 of the resin layer 30 is preferably 30 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or less, from the viewpoint of thinning the optical body 100. The thickness T 1 of the resin layer 30 is the thickness T 1 of the portion where the thickness of the resin layer 30 is the largest in the stacking direction. In FIGS. 1A and 1B, when the surface in contact with the antireflection layer 40 has a fine uneven structure, it is the distance from the apex of the convex portion to the interface with the base material 20.
  • the storage elastic modulus of the resin layer 30 is preferably smaller than the storage elastic modulus of the antireflection layer 40. More specifically, the storage elastic modulus of the resin layer 30 is preferably 2000 MPa or less, and more preferably 1500 MPa or less. On the other hand, from the viewpoint of ease of manufacturing the resin layer 30, the storage elastic modulus of the resin layer 30 is preferably 100 MPa or more.
  • the optical body 100 of the present invention has an antireflection layer 40 formed on the resin layer 30 and having a fine concavo-convex structure (moth-eye structure) on at least one surface. Further prepare. Since the antireflection layer 40 has a fine concavo-convex structure, it is possible to suppress the generation of reflected light and improve the antireflection performance and the transparency of the optical body 100.
  • the antireflection layer 40 may have a fine concavo-convex structure on both sides in the stacking direction, and as shown in FIG. 2, only one side (incident surface side). It can also have a fine uneven structure. However, from the viewpoint of realizing more excellent antireflection performance and transparency, it is preferable that the antireflection layer 40 has a fine concavo-convex structure on both sides in the stacking direction.
  • the conditions of the convex portion and the concave portion of the fine concavo-convex structure of the optical body 30 are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, they may be arranged periodically (for example, in a houndstooth pattern or a rectangular lattice pattern), or irregularities may be arranged at random. Further, the shapes of the convex portions and the concave portions are not particularly limited, and may be bullet-shaped, pyramidal-shaped, columnar, needle-shaped, or the like.
  • the shape of the recess means the shape formed by the inner wall of the recess.
  • the fine concavo-convex structure formed on the antireflection layer 40 has a concavo-convex period (concavo-convex pitch) P, P'of not more than the wavelength of visible light (for example, 830 nm or less).
  • P, P'of the fine concavo-convex structure By setting the concavo-convex period P, P'of the fine concavo-convex structure to be equal to or less than the visible light wavelength, in other words, by making the fine concavo-convex structure a so-called moth-eye structure, it is possible to suppress the generation of reflected light in the visible light region. Excellent antireflection performance can be realized.
  • the upper limit of the uneven period P, P' is preferably 350 nm or less, and more preferably 280 nm or less, from the viewpoint that the reflected light of visible light can be suppressed more reliably.
  • the lower limit of the unevenness periods P and P' is preferably 100 nm or more, more preferably 150 nm or more, from the viewpoint of manufacturability and more reliably suppressing the reflected light of visible light. ..
  • the unevenness periods P and P'of the fine unevenness structure formed on the antireflection layer 40 are arithmetic mean values of the distances between the adjacent convex portions and the concave portions.
  • the unevenness period P of the fine unevenness structure can be observed by, for example, a scanning electron microscope (SEM) or a cross-sectional transmission electron microscope (cross-sectional TEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • cross-sectional TEM cross-sectional transmission electron microscope
  • a method of deriving the arithmetic mean value of the distance between the adjacent convex portions and the concave portions for example, a combination of adjacent convex portions and / or a plurality of combinations of adjacent concave portions are picked up and each combination is used.
  • the average uneven height (depth of the concave portion) H, H'of the fine uneven structure is preferably 190 nm or more. This is because excellent antireflection performance can be obtained more reliably. Further, the average uneven heights H and H'of the fine uneven structure are preferably 320 nm or less from the viewpoint of thinning the laminated body.
  • the uneven heights H and H'of the fine uneven structure are the distances from the bottom of the concave portion to the apex of the convex portion as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), and are the average uneven height. The height of the unevenness can be obtained by measuring the uneven heights H of several (for example, 5 places) and calculating the average.
  • the thickness of the support portion of the optical body 30 in which the fine concavo-convex structure is not formed is not particularly limited and is about 10 to 9000 nm. can do.
  • the material constituting the antireflection layer 40 is not particularly limited.
  • a resin composition that is cured by a curing reaction such as an active energy ray-curable resin composition (photocurable resin composition, electron beam curable resin composition), a thermosetting resin composition, and the like, for example, polymerization.
  • an active energy ray-curable resin composition photocurable resin composition, electron beam curable resin composition
  • a thermosetting resin composition thermosetting resin composition
  • examples thereof include a resin composition containing a sex compound and a polymerization initiator.
  • Examples of the polymerizable compound include (i) an esterified product obtained by reacting 1 mol of polyvalent alcohol with 2 mol or more of (meth) acrylic acid or a derivative thereof, and (ii) polyvalent alcohol. And an esterified product obtained from a polyvalent carboxylic acid or an anhydride thereof and (meth) acrylic acid or a derivative thereof, and the like can be used.
  • Examples of (i) include 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, and trimethylolpropane tri (meth).
  • Acrylate trimethylolethanetri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, glycerintri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipenta Examples thereof include erythritol hexa (meth) acrylate, tripentaerythritol hexa (meth) acrylate, tripentaerythritol hepta (meth) acrylate, acryloy monophorin, urethane acrylate, and the like.
  • the above (ii) includes polyhydric alcohols such as trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol, and malonic acid, succinic acid, adipic acid, glutaric acid, sebacic acid, fumaric acid, itaconic acid, and maleic anhydride.
  • polyhydric alcohols such as trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol
  • malonic acid succinic acid, adipic acid, glutaric acid, sebacic acid, fumaric acid, itaconic acid, and maleic anhydride.
  • succinic acid adipic acid
  • glutaric acid glutaric acid
  • sebacic acid fumaric acid
  • itaconic acid and maleic anhydride
  • maleic anhydride examples thereof include an esterified product obtained by reacting a polyvalent carboxylic acid or an anhydride thereof selected from the
  • examples of the photopolymerization initiator include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl, benzophenone and p-methoxybenzophenone.
  • examples of the electron beam polymerization initiator include benzophenone, 4,4-bis (diethylamino) benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, methyl orthobenzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, and the like.
  • Thioxanthons such as t-butyl anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone; diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one.
  • Benzyl dimethyl ketal 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -Acetophenone such as butanone; benzoin ether such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2, Acylphosphine oxides such as 4,4-trimethylpentylphosphine oxide and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphinoxide; methylbenzoylformate, 1,7-bisacrydinylheptane, 9-phenylacridine and the like.
  • the thermal polymerization initiator may be, for example, methyl ethyl ketone peroxide, benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-butyl peroxyoctate, t. -Organic peroxides such as butylperoxybenzoate and lauroyl peroxide; azo compounds such as azobisisobutyronitrile; N, N-dimethylaniline and N, N-dimethyl-p-toluidine in the organic peroxides. Examples thereof include a redox polymerization initiator in which an amine such as the above is combined.
  • photopolymerization initiators electron beam polymerization initiators, and thermal polymerization initiators may be used alone or in a desired combination.
  • the amount of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable compound. Within such a range, the curing proceeds sufficiently, the molecular weight of the cured product becomes appropriate, and sufficient strength is obtained, and the cured product is colored due to the residue of the polymerization initiator and the like. No problem occurs.
  • the resin composition may contain a non-reactive polymer or an active energy ray solgel-reactive component, if necessary, and may contain a thickener, a leveling agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and a heat stabilizer. It can also contain various additives such as agents, solvents and inorganic fillers.
  • the thickness T 2 of the antireflection layer 40 is preferably made thin from the viewpoint of thinning the optical body 100. Specifically, it is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, and particularly preferably 1.0 ⁇ m or less. In addition, the thickness T 2 of the antireflection layer 40 is preferably 0.2 ⁇ m or more, and more preferably 0.5 ⁇ m or more, from the viewpoint of more reliably obtaining antireflection performance.
  • the optical body 100 of the present invention may include other layers in addition to the above-mentioned base material 20, the resin layer 30, and the antireflection layer 40, if necessary.
  • the material of the refractive index adjusting layer include a layer made of a metal oxide and a coating agent containing a general silane coupling material, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, a solvent and the like.
  • a protective layer can be provided on the antireflection layer 40.
  • the optical body 100 of the present invention is provided with the resin layer 30 and the antireflection layer 40 described above on one side of the base material 20, but depending on the purpose of use, the other side of the base material 20 is multi-layered. It is also possible to further form an antireflection film (multilayer AR) and an antireflection layer having a fine uneven structure.
  • multilayer AR antireflection film
  • the antireflection layer 40 has concerns about scratch resistance and stain resistance, it may be difficult to use it in a place where the surface is exposed and there is a possibility of contamination, and the exposed side is generally exposed. It is possible to apply it with high durability such as a multi-layer antireflection film. Further, when light is incident from both sides of the optical body 100, excellent antireflection performance can be realized.
  • the optical body 100 of the present invention can further form a holding film 50 on the antireflection layer 40.
  • the holding film 50 is a film used for forming the fine uneven structure of the antireflection layer 40.
  • the holding film 50 is used in a state of being integrated with the antireflection layer 40 at the time of manufacturing the optical body 100, and may be a component of the optical body 100.
  • the laminated body 10 of the present invention includes a holding film 50 having a fine concavo-convex structure having a concavo-convex period equal to or less than the wavelength of visible light.
  • the laminate 10 of the present invention When used as a material for an optical body, it can enhance antireflection performance and transmissivity for light having a wavelength in the visible light band, and absorb light having a wavelength in the near infrared band. Performance can also be improved.
  • the antireflection layer 40 and the resin layer 30 are the same as those described in the optical body 100 of the present invention.
  • the holding film 50 is a film used for forming the fine uneven structure of the antireflection layer 40. Since the holding film 50 has an uneven period equal to or less than the wavelength of visible light, the fine uneven structure of the antireflection layer 40 formed by imprint also has an uneven period equal to or less than the wavelength of visible light, which is excellent. Anti-reflection performance can be obtained.
  • the material of the holding film 50 is not particularly limited, but it is preferable that the holding film 50 has a strength sufficient to press a resin such as a curable resin constituting the antireflection layer 40 to form a fine concavo-convex structure.
  • a resin such as a curable resin constituting the antireflection layer 40
  • a material capable of transmitting energy rays (heat rays, ultraviolet rays, etc.) for curing the antireflection layer 40 is preferable.
  • the holding film 50 can be made of a material such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, triacetyl cellulose, PMMA and the like.
  • a Si film or an ITO (indium tin oxide) film is formed on the surface of the holding film 50 having a fine concavo-convex structure for the purpose of improving adhesion with a release film containing fluorine or the like. good. Further, a coating of a mold release agent containing fluorine or the like can be formed between the holding film 50 and the antireflection layer 40.
  • the unevenness period of the fine unevenness structure of the holding film 50 and the conditions of the unevenness height are not particularly limited, and are determined according to the conditions of the fine unevenness structure formed on the antireflection layer 40 described above.
  • the fine uneven structure of the antireflection layer 40 is formed as described above.
  • the film is used for this purpose, and the conditions thereof are as described in the laminate of the present invention.
  • a Si layer, an ITO film, a mold release agent coating, or the like can be formed as the upper layer 51 of the fine concavo-convex structure of the holding films 50A and 50B.
  • the conditions for pressing the holding films 50A and 50B against the curable resin 40' are not particularly limited.
  • the holding films 50A and 50B are held from both sides by applying pressure with a roll while the curable resin 40'sandwiches the curable resin 40'.
  • the films 50A and 50B can be pressed.
  • the conditions for curing the curable resin 40' are not particularly limited, and the types of the curable resin 40'and the energy rays may be determined according to the required performance. You can select the conditions.
  • the type of the curable resin 40' is the same as that described in the optical body of the present invention.
  • the type of the energy ray includes, for example, ultraviolet rays, heat rays, moisture and the like, and is determined by the type of the curable resin 40'.
  • the irradiation of the energy rays is not limited to after being pressed by the holding films 50A and 50B, and may be performed at the same timing as the pressing.
  • the antireflection layer 40 is obtained by removing one of the holding films 50B as shown in FIG. 5 (e).
  • the holding film 50A and 50B are coated with a mold release agent as the upper layer 51, the work of removing the holding film 50B becomes easy.
  • the other holding film 50A is not removed in this step because it forms a laminated body 10 together with the curable resin 30'containing the dye in a subsequent step and becomes a component of the optical body 100'.
  • the reflection integrated with the holding film 50A is applied.
  • the prevention layer 40 is pressed against the curable resin 30'.
  • the antireflection layer 40 is cured in a state of being pressed against the curable resin 30'containing the dye, but the curing conditions are not particularly limited and are required.
  • the type and conditions of the curable resin 30'and the energy ray can be selected according to the performance.
  • the type of the curable resin 30' is the same as that described in the optical body of the present invention.
  • the type of the energy ray includes, for example, ultraviolet rays, heat rays, moisture and the like, and is determined by the type of the curable resin 30'.
  • the irradiation of the energy rays is not limited to after being pressed by the antireflection layer 40, and can be performed at the same timing as the pressing.
  • the optical body 100's obtained in this manner is then optical in an embodiment used for an image sensor or the like by removing the holding film 50A adhering to the antireflection layer 40.
  • Body 100 can be obtained. Further, the obtained optical body 100 can be subjected to various treatments such as cleaning after that, if necessary.
  • the optical device of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned optical body of the present invention.
  • the optical device of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned optical body of the present invention.
  • optical device of the present invention is not particularly limited except that the above-mentioned optical body of the present invention is provided as a component, and other components may be appropriately provided according to the type of device, required performance, and the like. Can be done.
  • the optical device is not particularly limited. Examples thereof include devices such as image pickup elements or image pickup modules, image sensors, sensors using infrared rays, etc., and smartphones, personal computers, portable game machines, televisions, video cameras, automobiles / airplanes equipped with these devices.
  • the means of transportation such as, etc. are also included.
  • the optical device is preferably an image sensor.
  • the optical body of the present invention is provided in the image sensor, the optical body can be provided in the external light incident portion. This makes it possible to more reliably improve the optical characteristics in a wide wavelength range from the visible light band to the near infrared band.
  • Comparative Example 1 As shown in FIG. 3A, the storage elastic modulus is 2 GPa and the thickness T 2 is 1 ⁇ m on a glass substrate (“Slide Glass S1127” manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd.) 20 having a thickness of 1.1 mm.
  • the sample of Comparative Example 1 is formed by forming an antireflection layer 40 having an uneven period P of a fine uneven structure in the range of 150 to 230 nm and an uneven height of 200 nm and containing a dye which is a near-infrared light absorbing material.
  • the optical body 110 to be used was produced.
  • UVX-6366 a resin for a hard coat containing pentaeristol tetraacrylate as a main component
  • THFA tetrahydrofurfuryl alcohol
  • HDDA 1,6-hexanediol diacrylate
  • FDN005" a phthalocyanine dye
  • a curable resin composition was used in which 2% by mass of "Irgacure 184" (1-hydroxycyclohexylphenylketone) manufactured by BASF, which is an ultraviolet curing initiator, was added in an amount of 2% by mass. Further, the fine concavo-convex structure of the antireflection layer 40 was formed by transfer molding using a holding film 50A having the fine concavo-convex structure.
  • the holding film 50A is made of a transparent polyester film (Toyobo Co., Ltd. "Cosmo Shine A4300”) having a thickness of 125 ⁇ m, and a Si film having a thickness of 20 nm is formed on the surface of the fine uneven structure of the holding film by sputtering.
  • the Si film coated with a fluorine release agent (“Novec® 1720” manufactured by 3M Co., Ltd.) was used.
  • the antireflection layer 40 has a fine concavo-convex structure formed only on one surface (light incident surface). Further, regarding the formation conditions of the antireflection layer 40, the holding film 50A is pressed at 500 g / 5 cm square, and after pressing, ultraviolet rays are emitted at 1000 mJ by a point light source UV lamp (Hamamatsu Photonics Co., Ltd. “LC-8”).
  • the optical body 110 was formed by irradiating for 360 seconds and then removing the holding film 50A.
  • the storage elastic modulus is 2 GPa and the thickness T 2 is 3 ⁇ m on a glass substrate (“Slide Glass S1127” manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd.) 20 having a thickness of 1.1 mm.
  • the uneven period P of the fine uneven structure is 150 to 230 nm, the uneven height is 200 nm, and the antireflection layer 40 containing the dye, which is a near-infrared light absorbing material, is formed to serve as a sample of Comparative Example 2.
  • An optical body 110 was manufactured.
  • the other conditions are all the same as those of Comparative Example 1.
  • Example 1 As shown in FIG. 1 (a), the storage elastic modulus is 1 GPa and the thickness T 1 is 5 ⁇ m on a glass substrate (“Slide Glass S1127” manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd.) 20 having a thickness of 1.1 mm.
  • the antireflection layer 40 By forming the antireflection layer 40 having a height of 200 nm, an optical body 100 as a sample of Example 1 was produced.
  • UVX-6366 a resin for a hard coat containing pentaeristol tetraacrylate as a main component
  • THFA tetrahydrofurfuryl alcohol
  • HDDA 1,6-hexanediol diacrylate
  • Irgacure 184" (1-hydroxycyclohexylphenylketone
  • the fine uneven structure of the antireflection layer 40 was formed by transfer molding using the holding films 50A and 50B having the fine uneven structure as shown in FIGS. 5A to 5C.
  • the holding films 50A and 50B are both made of a transparent polyester film having a thickness of 125 ⁇ m (Toyobo Co., Ltd. “Cosmo Shine A4300”), and a Si film having a thickness of 20 nm is formed on the surface of the fine concavo-convex structure of the holding film.
  • a film having a fluorine release agent (“Novec® 1720” manufactured by 3M) coated on the Si film was used.
  • the antireflection layer 40 has a fine concavo-convex structure formed only on one surface (light incident surface). Further, regarding the formation conditions of the antireflection layer 40, as shown in FIGS. 5 (c) to 5 (d), the holding film 50A is pressed at a square of 500 g / 5 cm, and after pressing, a point light source UV lamp (Hamamatsu Photonics) is pressed. The optical body 110 was formed by irradiating ultraviolet rays at 1000 mJ for 360 seconds with "LC-8") and then removing the holding film 50B. Regarding the resin layer 30, 2% by mass of a phthalocyanine-based dye (Yamada Chemical Co., Ltd.
  • FDN005 as a near-infrared light absorbing material is added to an ultraviolet curable resin (“17CO-029” manufactured by Toa Synthetic Co., Ltd.).
  • a curable resin composition was used in which 2% by mass of "Irgacure 184" (1-hydroxycyclohexylphenylketone) manufactured by BASF, which is an ultraviolet curing initiator, was added.
  • FIG. 5 (f) After the curable resin composition is dropped and applied onto the base material 20 with a dropper, FIG. 5 (g) is shown.
  • the antireflection layer 40 integrated with the holding film 50A is pressed with a pressure of 500 g / 5 cm square, and after pressing, ultraviolet rays are emitted by a flat excimer lamp (Hamamatsu Photonics Co., Ltd. “EX-400”).
  • An optical body 100' was formed by irradiating at 1000 mJ for 360 seconds. Then, the holding film 50A was removed to obtain an optical body 100.
  • Example 2 As shown in FIG. 1 (b), the storage elastic modulus is 1 GPa and the thickness T 1 is 15 ⁇ m on a glass substrate (“Slide Glass S1127” manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd.) 20 having a thickness of 1.1 mm.
  • the antireflection layer 40 having a height of 200 nm, an optical body 100 as a sample of Example 2 was produced.
  • the other conditions composition of curable resin, conditions of holding films 50A and 50B, conditions for forming the antireflection layer 40, conditions for forming the resin layer 30, etc.
  • the optical bodies of the comparative examples and the examples both have excellent transparency to light having a wavelength in the visible light region and are also excellent in antireflection performance.
  • the transmittance of each of the optical bodies of Examples 1 and 2 can be suppressed to a low level (excellent in absorption performance), while Comparative Example 1 It can be seen that the transmittances of the optical bodies of No. 2 and No. 2 could not be suppressed, and the light having a wavelength in the near infrared region could not be sufficiently absorbed.
  • an optical body and a method for manufacturing the same which are excellent in antireflection performance and transparency for light having a wavelength in the visible light band and good absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band. Is possible. Further, according to the present invention, there is provided a laminate and an image sensor which are excellent in antireflection performance and transparency for light having a wavelength in the visible light band and good absorption performance for light having a wavelength in the near infrared band. It becomes possible to do.
  • Laminated body 20 Base material 30 Resin layer 30'Curable resin 40, 41 Antireflection layer 40' Curable resin 50, 50A, 50B Retaining film 51 Upper layer 100, 100'Optical body 110 Optical body T 1 Resin layer thickness T 2 Thickness of antireflection layer P, P'Concavo-convex period of fine uneven structure in antireflection layer H, H'Concavo-convex height of fine uneven structure in antireflection layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れ、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、光学体を提供する。 上記課題を解決するべく、本発明は、基材20と、前記基材20上に形成された、色素を含む樹脂層30と、前記樹脂層30上に形成された、少なくとも一方の面に微細凹凸構造を有する反射防止層40と、を備えた光学体100であって、前記光学体100の、420~680nmの波長領域の光に対する平均分光透過率が60%以上であり、且つ、750~1400nmの波長領域の光に対する最低分光透過率が60%未満であることを特徴とする。

Description

光学体、光学体の製造方法、積層体及びイメージセンサ
 本発明は、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れるとともに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、光学体及びその製造方法、積層体、並びに、イメージセンサ、に関するものである。
 スマートフォン、タブレットPC、カメラなどに搭載されている光学部材は、外部からの光の反射による視認性や画質の悪化(色ムラ、ゴースト等の発生)を回避するため、表示板やレンズ等の基材における光の入射面に対し、反射防止層を形成する等の、反射防止処理が施されることが一般的である。
 ここで、従来の反射防止処理の一つとして、光の入射面に微細凹凸構造(モスアイ構造)を有する反射防止層を形成することで、反射率を低減する技術が知られている。
 微細凹凸構造を有する薄膜を形成する技術としては、例えば、特許文献1に、ナノ構造の凹凸構造(11)を有するキャリア(10)と、凹凸構造(11)上に設けられた機能層(12)と、を転写により形成し、形成された凹凸構造の平均ピッチ及び機能層の条件について適正化を図ることによって、被処理体上に高精度に機能を付与することを目的とした、転写体に関する技術が開示されている。
 ただし、特許文献1に開示された転写体については、可視光帯域の波長を有する光に対しては、高い反射防止性能を発揮できるものの、近赤外帯域のような長波長の光についても透過させていた。
 上述の光学部材がCMOSイメージセンサ等の光学デバイスに用いられる場合、光学部材は広い波長帯域の受光感度を有することになる。そのため、イメージセンサのような光学部デバイスへの適用を考慮すると、可視光帯域の波長を有する光の反射を抑制し、透過性を改善するだけでなく、近赤外帯域の波長を有する光の入射を抑制できるような光学部材の開発が望まれていた。
国際公開第2013/187349号
 本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れるとともに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、光学体及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れるとともに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、積層体及びイメージセンサを提供することを目的とする。
 本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、基材と、前記基材上に形成された、色素を含む樹脂層と、前記樹脂層上に形成された、少なくとも一方の面に微細凹凸構造を有する反射防止層と、を備える光学体について、該光学体の可視光領域の光に対する平均分光透過率及び近赤外領域の光に対する最低分光透過率について適正化を図ることによって、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性を高めることができるとともに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能についても向上させることが可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。
 本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
(1)基材と、前記基材上に形成された、色素を含む樹脂層と、前記樹脂層上に形成された、少なくとも一方の面に微細凹凸構造を有する反射防止層と、を備えた光学体であって、前記光学体の、420~680nmの波長領域の光に対する平均分光透過率が60%以上であり、且つ、750~1400nmの波長領域の光に対する最低分光透過率が60%未満であることを特徴とする、光学体。
 上記構成によって、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性、並びに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能を向上させることができる。
(2)前記反射防止層は、両面に微細凹凸構造を有することを特徴とする、上記(1)に記載の光学体。
(3)前記樹脂層の貯蔵弾性率が、前記反射防止層の貯蔵弾性率よりも小さいことを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の光学体。
(4)前記樹脂層の厚さが、1μm以上であることを特徴とする、上記(1)~(3)のいずれかに記載の光学体。
(5)前記反射防止層の厚さが、0.2~1.0μmであることを特徴とする、上記(1)~(4)のいずれかに記載の光学体。
(6)前記反射防止層上に、さらに保持フィルムが形成されていることを特徴とする、上記(1)~(5)のいずれかに記載の光学体。
(7)可視光線の波長以下の凹凸周期の微細凹凸構造を有する保持フィルムを、硬化性樹脂に押圧した状態で硬化させることで、表面に微細凹凸構造を有する反射防止層を作製する工程と、
 基材上に色素を含む硬化性樹脂を塗布した後、得られた反射防止層を、前記色素を含む硬化性樹脂に押圧した状態で硬化させることで、前記保持フィルムの付いた光学体を作製する工程と、
を含むことを特徴とする光学体の製造方法。
 上記構成によって、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れ、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、光学体を、確実且つ効率的に得ることができる。
(8)可視光線の波長以下の凹凸周期の微細凹凸構造を有する保持フィルムと、
 少なくとも一方の面に、前記保持フィルムの微細凹凸構造の形状に倣って形成された微細凹凸構造を有する反射防止層と、
 前記反射防止層上に形成された、色素を含む樹脂層と、を備えることを特徴とする、積層体。
 上記構成によって、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性、並びに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能を向上させることができる。
(9)上記(1)~(6)のいずれかに記載の光学体を、外光入射部に備えることを特徴とする、イメージセンサ。
 上記構成によって、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性、並びに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能を向上させることができる。
 本発明によれば、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れるとともに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、光学体及びその製造方法を提供することが可能となる。また、本発明によれば、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れるとともに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、積層体及びイメージセンサを提供することが可能となる。
(a)は、本発明の光学体の一実施形態を模式的に説明した断面図であり、(b)は、本発明の光学体の他の実施形態を模式的に説明した断面図である。 本発明の光学体の他の実施形態を模式的に説明した断面図である。 (a)及び(b)は、従来の光学体の実施形態を模式的に説明した断面図である。 (a)は、本発明の積層体の一実施形態を模式的に説明した断面図であり、(b)は、本発明の積層体の他の実施形態を模式的に説明した断面図である。 本発明の光学体及を製造する方法の一例を示したフロー図であり、(a)~(h)は各工程を示したものである。 実施例及び比較例の各サンプルの光学体について、波長に対する分光透過スペクトルを示したグラフである。
 以下、本発明の実施形態の一例について、必要に応じて図面を用いながら具体的に説明する。なお、図1~5の中で開示した各部材については、説明の便宜のため、実際とは異なる縮尺及び形状で、模式的に表している。
<光学体>
 まず、本発明の光学体の一実施形態について説明する。
 本発明の光学体は、図1(a)及び(b)に示すように、少なくとも、基材20と、前記基材20上に形成された、色素を含む樹脂層30と、前記樹脂層30上に形成された、少なくとも一方の面(図1(a)及び(b)では両面)に微細凹凸構造を有する反射防止層40と、を備える光学体100である。
 そして、本発明の光学体100は、420~680nmの波長領域の光に対する平均分光透過率が60%以上であり、且つ、750~1400nmの波長領域の光に対する最低分光透過率が60%未満であることを特徴とする。
 前記樹脂層30及び前記反射防止層40の適正化を図り、光学体100の可視光帯域の波長を有する光の分光透過率を高めつつ、近赤外帯域の波長を有する光に対する分光透過率を低減することによって、可視光に対する反射防止性能及び透過性、並びに、近赤外光に対する吸収性能を向上させることができる。
 加えて、厚さを任意に変えることが可能であり且つ弾力性を有する前記樹脂層30中に光を吸収するための、前記色素を含有させることによって、光学体100による近赤外光の吸収性能を高めつつ、光学体にクラック等の破損を防ぐことができる。
 また、可視光に対する反射防止性能及び透過性をより高める観点から、前記光学体100の、420~680nmの波長領域の光に対する平均分光透過率は、65%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましい。
 ここで、420~680nmの波長領域の光に対する平均分光透過率については、420~680nmの波長領域の光に対する分光透過率の平均値であり、平均値が60%以上であれば一部の波長で60%未満であることも許容される。ただし、より安定して高いレベルで可視光の反射防止性能及び透過性を向上させる観点からは、20~680nmの波長領域のいずれにおいても60%以上であることが好ましい。
 なお、光学体100に入射した光に対する分光透過率については、市販の分光光度計(例えば、日本分光製V-770、V-570、オリンパス製USPM-CS01等)を用いて測定することができる。前記オリンパス製USPM-CS01の分光光度計を用いた測定法としては、透過ユニットを用いて380nm~1050nmの波長帯域の測定を行い、光量は180(任意の値)とすることができる。
 さらに、近赤外光に対する吸収性能をより高める観点から、前記光学体100の、750~1400nmの波長領域の光に対する最低分光透過率は、50%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましい。
 ここで、750~1400nmの波長領域の光に対する最低分光透過率については、750~1400nmの波長領域の光に対する分光透過率の最低値であり、最低値が60%未満であれば一部の波長において分光透過率が60%以上であることも許容される。ただし、より高いレベルで近赤外光の吸収性能を向上させる観点からは、少なくとも720~1000nmの波長領域において60%未満であることが好ましい。
 なお、光学体100に入射した光に対する分光透過率については市販の分光光度計(例えば、日本分光製V-770、V-570等)を用いて測定することができる。
 以下、本発明の光学体100の一実施形態の構成部材について説明する。
(基板)
 本発明の光学体100は、図1(a)及び(b)に示すように、基材20を備える。
 ここで、前記基材20は、基本的には透明な基板である。透明な基板を用いることで、光の透過性等に悪影響を与えることがない。
 なお、本明細書において「透明」とは、使用帯域(可視光及び近赤外光の帯域)に属する波長の光の透過率が高いことを意味し、例えば、当該光の透過率が70%以上であることを意味する。
 前記基材20の材料としては、特に限定はされない。例えば、各種ガラス、化学強化ガラス、石英、水晶、サファイア、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等が挙げられ、光学体100に要求される性能等に応じて適宜選択することができる。なお、本発明の実施例では、前記基材20として白板ガラスを用いて検証している。
 また、前記基材20の形状については、図1(a)及び(b)に示すように、平坦な表面を有し、大きさや形についてはとくに限定されず、光学体1に要求される性能等に応じて適宜選択することができる。例えば、図1(a)及び(b)に示すような平板状や、レンズ状の曲面形状等にすることもできる。
 さらに、前記基材20の厚さについても、特に限定はされず、例えば0.1~2.0mmの範囲とすることができる。
(樹脂層)
 本発明の光学体100は、図1(a)及び(b)に示すように、前記基材20上に形成された樹脂層30を備える。
 そして、本発明の光学体100では、前記樹脂層30が色素を含む。
 前記樹脂層30が色素を含むことによって、特定波長を有する光の吸収性能を高めることができることから、近赤外光に対する分光透過率を抑えることが可能となる。
 また、前記樹脂層30は、前記基材20と後述する反射防止層40との間に形成される接着層としての役目を果たすことができ、柔軟性のある層であるため、層中に色素を含む場合であっても、クラック等の破損を抑制できる。加えて、前記樹脂層30は、厚さTを適宜変えることで、光の吸収性能を所望の範囲に制御することができる。
 一方、従来の光学体110では、図3(a)及び(b)に示すように、反射防止層41中に色素を含有させることが一般的であった。
 その場合、前記反射防止層41の設計上、前記反射防止層41が数μm程度と薄い場合(図3(a))には、前記色素を十分に含有できずに所望の光吸収性能が得られないという問題がある。
 また、前記反射防止層41は前記樹脂層30に比べて柔軟性がない(弾性率が高い)ため、前記反射防止層41を厚くした場合には、クラックが生じるおそれがあり、十分な耐久性を確保できないという問題がある。
 なお、前記樹脂層30は、色素を含有すること以外は特に限定はされず、要求される性能に応じて適宜調整を行うことができる。
 例えば、前記樹脂層30中に含有する色素の種類や含有量、また、前記樹脂層30を構成する樹脂の種類や、モノマー及びオリゴマーの種類、重合開始剤や添加剤の種類及び含有量、紫外線硬化性樹脂を材料として用いる場合には紫外線の照射時間、等を調整することができる。
 また、前記樹脂層における色素の含有量としては、特に限定はされないが、30質量%以下が好適とする。30質量%を超えると、分散が十分でなく硬化が不完全になるおそれや、信頼性試験後のブリードアウトのおそれがある。
 前記色素は、光を吸収するために前記樹脂層30中に含有される。色素の種類については、特に限定はされず、吸収する光の種類に応じて適宜選択することができる。
 例えば、近赤外光を効率的に吸収する観点からは、ポリメチン骨格を伸ばしたシアニン色素、アルミニウムや亜鉛を中心に有するフタロシアニン系化合物、各種ナフタロシアニン系化合物、平面四配位構造を有するニッケルジチオレン錯体、スクアリウム色素、キノン系化合物、ジインモニウム化合物、アゾ化合物等を含有することが好ましく、これらの中でも、少なくともフタロシアニン系化合物を含有することが好ましい。これらの化合物は、一種単独で用いることもできるし、複数種を混合して用いることもできる。
 前記フタロシアニン系化合物については、銅系フタロシアニン化合物(フタロシアニンブルー)や、高塩素化銅系フタロシアニン化合物(フタロシアニングリーン)、臭素化塩素化銅系フタロシアニン化合物等が挙げられる。これらのフタロシアニン系化合物は、一種単独で用いることもできるし、複数種を混合して用いることもできる。
 なお、前記色素については、上述した各色素を調製して得ることもできるが、市販の色素を購入することもできる。
 また、前記色素の含有量については、特に限定はされず、要求される性能(弾性率、製造性等)に応じて適宜調整することが可能である。
 前記色素以外の、前記樹脂層30を構成する材料については、特に限定はされず、要求される性能(弾性率、製造性等)に応じて適宜選択することができる。
 例えば、前記樹脂層30の樹脂として、硬化反応により硬化する樹脂組成物を用いることができる。その中でも、前記樹脂層30は、紫外線硬化性接着剤から形成されることが好ましい。高い接合性を実現できるとともに、良好な柔軟性を得ることができるためである。前記紫外線硬化性樹脂については、例えば、紫外線硬化性アクリレート系樹脂、紫外線硬化性エポキシ系樹脂等が挙げられる。
 なお、前記樹脂層30の形成方法については、特に限定はされない。例えば、前記樹脂層30が紫外線硬化性接着剤からなる層である場合には、前記紫外線硬化性接着剤を後述する反射防止層40と圧着させた状態で紫外線を照射することによって、樹脂層30を形成できる。
 また、前記樹脂層30の形状については、図1(a)及び(b)に示すように、少なくとも反射防止層40と接する面に微細凹凸構造を有する。前記樹脂層30の微細凹凸構造については、後述する反射防止層40の微細凹凸に応じて形成されるものであるため、凹凸の形成ピッチや凹凸高さ等の条件については、後述する反射防止層40の中で説明する条件と同様である。さらに、前記樹脂層30の表面形状は、図2に示すように、前記反射防止層40と接する面を平坦とすることもできる。
 なお、前記樹脂層30の反射防止層40と接する面とは反対の面は、通常、平坦となっている。ただし、前記樹脂層30が接する基材40の表面形状に応じて、適宜変更することも可能である。
 さらに、前記樹脂層30の厚さTは、より確実に光の吸収性能を高めることができる観点から、ある程度の厚さを有することが好ましく、具体的には、1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがより好ましい。
 また、前記樹脂層30の厚さTは、光学体100の薄膜化の観点から、30μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましい。
 なお、前記樹脂層30の厚さTは、積層方向において前記樹脂層30の厚さが最も大きい箇所の厚さTとする。図1(a)及び(b)では、前記反射防止層40と接する面に微細凹凸構造を有する場合には凸部の頂点から前記基材20との界面までの距離である。
 さらにまた、クラック等の発生を防ぎ、光学体の耐久性を高める観点から、前記樹脂層30の貯蔵弾性率は、前記反射防止層40の貯蔵弾性率よりも小さいことが好ましい。より具体的には、前記樹脂層30の貯蔵弾性率が2000MPa以下であることが好ましく、1500MPa以下であることがより好ましい。一方、前記樹脂層30の製造容易性の観点からは、前記樹脂層30の貯蔵弾性率が、100MPa以上であることが好ましい。
(反射防止層)
 本発明の光学体100は、図1(a)及び(b)に示すように、前記樹脂層30上に形成された、少なくとも一方の面に微細凹凸構造(モスアイ構造)を有する反射防止層40を、さらに備える。
 前記反射防止層40が微細凹凸構造を有することによって、反射光の発生を抑えることができ、光学体100の反射防止性能及び透過性を高めることが可能となる。
 前記反射防止層40は、図1(a)及び(b)に示すように、積層方向の両面に微細凹凸構造を有することもでき、図2に示すように、片面(入射面側)のみに微細凹凸構造を有することもできる。
 ただし、より優れた反射防止性能及び透過性を実現する観点からは、前記反射防止層40が、積層方向の両面に微細凹凸構造を有することが好ましい。
 前記光学体30の微細凹凸構造の、凸部及び凹部の条件は、特に限定はされない。例えば、図1に示すように、周期的(例えば、千鳥格子状、矩形格子状)に配置してもよく、また、ランダムに凹凸を配置することも可能である。さらに、凸部及び凹部の形状についても特に制限はなく、砲弾型、錐体型、柱状、針状などであってもよい。なお、凹部の形状とは、凹部の内壁によって形成される形状を意味する。
 ここで、前記反射防止層40に形成された微細凹凸構造は、可視光線の波長以下(例えば、830nm以下)の凹凸周期(凹凸ピッチ)P、P’を有することが好ましい。前記微細凹凸構造の凹凸周期P、P’を、可視光波長以下とする、言い換えれば、前記微細凹凸構造をいわゆるモスアイ構造とすることによって、可視光領域における反射光の発生を抑えることができ、優れた反射防止性能を実現できる。
 また、前記凹凸周期P、P’の上限については、より確実に可視光線の反射光を抑えることができる観点から、350nm以下であることが好ましく、280nm以下であることがより好ましい。また、前記凹凸周期P、P’の下限については、製造性や、より確実に可視光線の反射光を抑えることができる観点から、100nm以上であることが好ましく、150nm以上であることがより好ましい。
 ここで、前記反射防止層40に形成された微細凹凸構造の凹凸周期P、P’は、隣り合う凸部間及び凹部間の距離の算術平均値である。ここで、前記微細凹凸構造の凹凸周期Pは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)、あるいは断面透過型電子顕微鏡(断面TEM)などによって観察可能である。
 また、隣り合う凸部間及び凹部間の距離の算術平均値を導出する方法としては、例えば、隣り合う凸部の組み合わせ、及び/又は、隣り合う凹部の組み合わせをそれぞれ複数個ピックアップし、各組み合わせを構成する凸部間の距離および凹部間の距離を測定し、測定値を平均する方法が挙げられる。
 なお、前記反射防止層40の両面に形成された微細凹凸構造の凹凸周期P、P’は、図1(a)及び(b)に示すように、両面で同じ周期(P=P’)でも良いし、異なる周期とすることもできる。ただし、微細凹凸構造の凹凸周期P、P’が、それぞれの面で異なる場合であっても、いずれも可視光線の波長以下の凹凸周期であることが好ましい。
 また、前記微細凹凸構造の平均凹凸高さ(凹部の深さ)H、H’は、190nm以上であることが好ましい。より確実に、優れた反射防止性能を得ることができるためである。また、前記微細凹凸構造の平均凹凸高さH、H’は、積層体の薄膜化の観点から、320nm以下であることが好ましい。
 なお、前記微細凹凸構造の凹凸高さH、H’については、図1(a)及び(b)に示すように、凹部の底から凸部の頂点までの距離のことであり、平均凹凸高さについては、いくつか(例えば5カ所)の凹凸高さHを測定し、平均を算出することで得ることができる。
 また、前記光学体30の微細凹凸構造が形成されていない微細凹凸構造の支持部分の厚み(凹部の底面から基材20との界面までの厚み)は、特に制限されず、10~9000nm程度とすることができる。
 また、前記反射防止層40を構成する材料については、特に限定はされない。例えば、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(光硬化性樹脂組成物、電子線硬化性樹脂組成物)、熱硬化性樹脂組成物等の、硬化反応により硬化する樹脂組成物であって、例えば重合性化合物と重合開始剤とを含有する樹脂組成物が挙げられる。
 重合性化合物としては、例えば、(i)1モルの多価アルコールに対して、2モル以上の比率の(メタ)アクリル酸又はその誘導体を反応させて得られるエステル化物、(ii)多価アルコールと、多価カルボン酸又はその無水物と、(メタ)アクリル酸又はその誘導体とから得られるエステル化物、等を使用できる。
 上記(i)としては、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、アクリロイモノフォリン、ウレタンアクリレート、等が挙げられる。
 上記(ii)としては、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、セバシン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等から選ばれる多価カルボン酸又はその無水物と、(メタ)アクリル酸又はその誘導体を反応させて得られるエステル化物等が挙げられる。
 これら重合性化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
 さらに、前記樹脂組成物が光硬化性の場合には、光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジル、ベンゾフェノン、p-メトキシベンゾフェノン、2,2-ジエトキシアセトフェノン、α,α-ジメトキシ-α-フェニルアセトフェノン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、1-ヒドロキシーシクロヘキシルーフェニルーケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン等のカルボニル化合物;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物;2,4,6-トリメチルベンゾイルージフェニルーフォスフィンオキサイド、ベンゾイルジエトキシフォスフィンオキサイド;などが挙げられ、これらのうち1種以上を使用できる。
 電子線硬化性の場合には、電子線重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、4,4-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、メチルオルソベンゾイルベンゾエート、4-フェニルベンゾフェノン、t-ブチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2,4-ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン等のチオキサントン;ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン等のアセトフェノン;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド;メチルベンゾイルホルメート、1,7-ビスアクリジニルヘプタン、9-フェニルアクリジンなどが挙げられ、これらのうち1種以上を使用できる。
 熱硬化性の場合には、熱重合開始剤としては、例えばメチルエチルケトンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルパーオキシオクトエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物;前記有機過酸化物にN,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン等のアミンを組み合わせたレドックス重合開始剤等が挙げられる。
 これらの光重合開始剤、電子線重合開始剤、熱重合開始剤は単独で使用してもよく、これらを所望に組み合わせて用いてもよい。
 また、重合開始剤の量は、重合性化合物100質量部に対し0.01~10質量部が好ましい。このような範囲であると、硬化が充分に進行するとともに、硬化物の分子量が適切となって充分な強度が得られ、また、重合開始剤の残留物等のために硬化物が着色するなどの問題も生じない。
 さらに、前記樹脂組成物には、必要に応じて、非反応性のポリマーや活性エネルギー線ゾルゲル反応性成分を含むことができ、増粘剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、溶剤、無機フィラー等の各種添加剤を含むこともできる。
 また、前記反射防止層40の厚さTは、光学体100の薄膜化の観点から、薄くすることが好ましい。具体的には、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、1.0μm以下であることが特に好ましい。
 加えて、前記反射防止層40の厚さTは、反射防止性能をより確実に得る観点から、0.2μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。
(その他の層)
 また、本発明の光学体100は、必要に応じて、上述した基材20、樹脂層30及び反射防止層40に加えて、その他の層も含むことも可能である。
 例えば、前記基材20と前記反射防止層40に用いられる材料との間に屈折率差がある場合、界面反射を抑制するために屈折率調整層を1層又は複数層、積層させることも可能である。前記屈折率調整層の材料としては、金属酸化物からなる層や、一般的なシランカップリング材剤、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、溶媒等を含有するコーティング剤が挙げられる。さらにまた、前記反射防止層40上に保護層を設けることもできる。
 さらに、本発明の光学体100は、前記基材20の片面に、上述した樹脂層30及び反射防止層40を設けているが、使用の目的に従って、前記基材20の他方の面に、多層反射防止膜(多層AR)や微細凹凸構造を有する反射防止層をさらに形成することもできる。例えば、前記反射防止層40は耐擦傷性や耐汚染性に懸念があるため、一般的に、表面が暴露し且つ汚染の可能性がある場所での使用は困難な場合があり、暴露する側に多層反射防止膜のような高耐久性のある施すことが可能となる。また、光学体100の両面から光が入射する場合に、優れた反射防止性能を実現できる。
 さらにまた、本発明の光学体100は、前記反射防止層40上に、さらに保持フィルム50を形成することもできる。
 ここで、前記保持フィルム50は、前記反射防止層40の微細凹凸構造を形成するために用いられるフィルムである。前記保持フィルム50は、光学体100の製造時、前記反射防止層40と一体化した状態で用いられ、光学体100の構成要素となることもある。
<積層体>
 次に、本発明の積層体について説明する。
 本発明の積層体10は、図4(a)及び(b)に示すように、可視光線の波長以下の凹凸周期の微細凹凸構造を有する保持フィルム50と、
 少なくとも一方の面に、前記保持フィルム50の微細凹凸構造の形状に倣って形成された微細凹凸構造を有する反射防止層40と、
 前記反射防止層40上(表面上)に形成された、色素を含む樹脂層30と、を備える。
 本発明の積層体10は、光学体の材料として用いた際、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性を高めることができるとともに、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能についても向上させることができる。
 なお、前記反射防止層40及び前記樹脂層30については、本発明の光学体100の中で説明した内容と同様である。
 前記保持フィルム50は、上述したように、前記反射防止層40の微細凹凸構造を形成するために用いられるフィルムである。前記保持フィルム50が可視光線の波長以下の凹凸周期を有することで、インプリントにより形成された前記反射防止層40の微細凹凸構造も可視光線の波長以下の凹凸周期を有することになり、優れた反射防止性能が得られる。
 ここで、前記保持フィルム50の材料については、特に限定はされないが、前記反射防止層40を構成する硬化性樹脂等の樹脂を押圧し、微細凹凸構造を成型できる程度の強度を有することが好ましく、前記反射防止層40を硬化させるためのエネルギー線(熱線、紫外線等)を透過できる材料であることが好ましい。
 具体的には、前記保持フィルム50は、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、PMMA等の材料から構成することができる。
 また、前記保持フィルム50の微細凹凸構造を有する表面には、フッ素等を含む離型膜との密着を向上させることを目的として、Si膜やITO(酸化インジウムスズ)膜が形成されていてもよい。さらに、前記保持フィルム50と前記反射防止層40との間に、フッ素等を含有する離型剤のコーティングを形成することもできる。
 なお、前記保持フィルム50が有する微細凹凸構造の凹凸周期や、凹凸高さの条件については、特に限定はされず、上述した反射防止層40に形成する微細凹凸構造の条件に従って決定される。
<光学体の製造方法>
 次に、本発明の光学体の製造方法について説明する。
 本発明の光学体の製造方法は、図5に示すように、可視光線の波長以下の凹凸周期の微細凹凸構造を有する保持フィルム50A、50Bを、硬化性樹脂40’に押圧した状態で硬化させることで、表面に微細凹凸構造を有する反射防止層40を作製する工程(図5(a)~(e))と、
 基材20上に色素を含む硬化性樹脂30’を塗布した後、得られた反射防止層40を、前記色素を含む硬化性樹脂30’に押圧した状態で硬化させることで、前記保持フィルム50Aの付いた光学体100’を作製する工程(図5(f)~(g))と、
を含むことを特徴とする。
 上記製造工程を経ることで、視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れ、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、光学体を、確実且つ効率的に製造することが可能となる。
 反射防止層40を作製する工程において、前記可視光線の波長以下の凹凸周期の微細凹凸構造を有する保持フィルム50A、50Bについては、上述したように、前記反射防止層40の微細凹凸構造を形成するために用いられるフィルムであり、その条件については、本発明の積層体の中で説明した通りである。
 また、図5(b)に示すように、前記保持フィルム50A、50Bの微細凹凸構造の上層51として、Si層やITO膜、離型剤のコーティング等を形成することもできる。
 また、反射防止層40を作製する工程において、前記保持フィルム50A、50Bを前記硬化性樹脂40’に押圧する条件は、特に限定はされない。例えば、図5(c)に示すように、前記保持フィルム50A、50Bを前記硬化性樹脂40’が前記硬化性樹脂40’を挟んだ状態で、ロールによる加圧を行うことによって、両側から保持フィルム50A、50Bを押圧させることができる。
 さらに、反射防止層40を作製する工程において、前記硬化性樹脂40’を硬化させる条件については、特に限定はされず、要求される性能に応じて、硬化性樹脂40’及びエネルギー線の種類や条件を選択できる。前記硬化性樹脂40’の種類については、本発明の光学体の中で説明した内容と同様である。また、前記エネルギー線の種類については、例えば、紫外線、熱線、湿気等が挙げられ、硬化性樹脂40’の種類によって決められる。なお、前記エネルギー線の照射は、前記保持フィルム50A、50Bによる押圧後に限られず、押圧と同じタイミングで行うこともできる。
 前記硬化性樹脂40’が硬化した後、図5(e)に示すように、一方の保持フィルム50Bを取り除くことで、前記反射防止層40が得られる。前記保持フィルム50A、50Bの上層51として、離型剤のコーティングが施されている場合には、保持フィルム50Bを取り除く作業が容易になる。なお、他方の保持フィルム50Aは、その後の工程で、前記色素を含む硬化性樹脂30’とともに、積層体10を形成し、光学体100’の構成要素となるため、この工程では取り除かれない。
 光学体100’を作製する工程では、図5(f)に示すように、前記基材20上に、色素を含む硬化性樹脂30’が塗布された後、前記保持フィルム50Aと一体化した反射防止層40を、前記硬化性樹脂30’に押圧させる。
 その後、図5(g)に示すように、前記反射防止層40を前記色素を含む硬化性樹脂30’に押圧した状態で硬化させるが、硬化の条件については、特に限定はされず、要求される性能に応じて、硬化性樹脂30’及びエネルギー線の種類や条件を選択できる。前記硬化性樹脂30’の種類については、本発明の光学体の中で説明した内容と同様である。また、前記エネルギー線の種類については、例えば、紫外線、熱線、湿気等が挙げられ、硬化性樹脂30’の種類によって決められる。なお、前記エネルギー線の照射は、前記反射防止層40による押圧後に限られず、押圧と同じタイミングで行うこともできる。
 このようにして得られた光学体100’は、その後、図5(h)に示すように、前記反射防止層40に付着した保持フィルム50Aを取り除くことによって、イメージセンサ等に用いられる態様の光学体100を得ることができる。また、得られた光学体100については、必要に応じて、その後、洗浄等の各種処理を施すこともできる。
<光学デバイス>
 本発明の光学デバイスは、上述した本発明の光学体を備えることを特徴とする。これによって、可視光帯域の波長を有する光に対する優れた反射防止性能及び透過性を実現しつつ、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能も向上できる結果、可視光帯域から近赤外帯域までの広い波長範囲での光学特性を向上できる。
 なお、本発明の光学デバイスは、上述した本発明の光学体を部品として備えること以外は特に限定はされず、デバイスの種類や、要求される性能等に応じて、他の部品を適宜備えることができる。
 ここで、前記光学デバイスについては、特に限定はされない。例えば、撮像素子若しくは撮像モジュール等のデバイス、イメージセンサ、赤外線等を用いたセンサ等のデバイスが挙げられ、これらのデバイスを備えた、スマートフォン、パソコン、ポータブルゲーム機、テレビ、ビデオカメラ、自動車・飛行機等の移動手段等も含まれる。これらの中でも、前記光学デバイスは、イメージセンサであることが好ましい。
 前記イメージセンサ中に、本発明の光学体を備える場合には、該光学体を外光入射部に設けることができる。これによって、可視光帯域から近赤外帯域までの広い波長範囲での光学特性をより確実に向上させることができる。
 次に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。ただし、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
(比較例1)
 図3(a)に示すように、厚さ1.1mmのガラス基材(松浪硝子工業(株)製「スライドグラスS1127」)20上に、貯蔵弾性率が2GPaであり、厚さTが1μm、微細凹凸構造の凹凸周期Pが150~230nmの範囲、凹凸高さが200nmであり、近赤外光吸収材料である色素を含有する反射防止層40を形成することで、比較例1のサンプルとなる光学体110を作製した。
 ここで、反射防止層40を構成する硬化性樹脂については、東亞合成(株)製「UVX-6366」(ペンタエリストールテトラアクリレートを主剤としたハードコート用樹脂)と、テトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)と、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)とを、6:2:2の割合で混合し、近赤外光吸収材料としてフタロシアニン系色素(山田化学工業(株)「FDN005」)を2質量%、紫外線硬化開始剤であるBASF社製「Irgacure 184」(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を2質量%添加した硬化性樹脂組成物を用いた。
 また、前記反射防止層40の微細凹凸構造は、微細凹凸構造を有する保持フィルム50Aを用いて転写成型することで形成した。該保持フィルム50Aは、厚さ125μmの透明ポリエステルフィルム(東洋紡(株)「コスモシャインA4300」)からなり、保持フィルムの微細凹凸構造の表面には、厚さ20nmのSi膜をスパッタリングにより形成した後、該Si膜上に、フッ素離型剤(3M社製「Novec(登録商標)1720」)をコーティングしたものを用いた。なお、比較例1のサンプルでは、前記反射防止層40は、片面(光の入射面)のみ、微細凹凸構造が形成されている。
 さらに、前記反射防止層40の形成条件については、前記保持フィルム50Aを500g/5cm角で押圧し、押圧後、点光源UVランプ(浜松ホトニクス(株)「LC-8」)によって紫外線を1000mJで、360秒照射し、その後、保持フィルム50Aを除去することによって、光学体110を形成した。
(比較例2)
 図3(b)に示すように、厚さ1.1mmのガラス基材(松浪硝子工業(株)製「スライドグラスS1127」)20上に、貯蔵弾性率が2GPaであり、厚さTが3μm、微細凹凸構造の凹凸周期Pが150~230nm、凹凸高さが200nmであり、近赤外光吸収材料である色素を含有する反射防止層40を形成することで、比較例2のサンプルとなる光学体110を作製した。
 なお、その他の条件(硬化性樹脂の組成、保持フィルム50Aの条件、反射防止層40の形成条件等)は、全て比較例1と同様である。
(実施例1)
 図1(a)に示すように、厚さ1.1mmのガラス基材(松浪硝子工業(株)製「スライドグラスS1127」)20上に、貯蔵弾性率が1GPaであり、厚さTが5μmであり、近赤外光吸収材料である色素を含有する樹脂層30、貯蔵弾性率が2GPaであり、厚さTが1μm、微細凹凸構造の凹凸周期Pが150~230nmの範囲、凹凸高さが200nmである反射防止層40を形成することで、実施例1のサンプルとなる光学体100を作製した。
 ここで、反射防止層40を構成する硬化性樹脂については、東亞合成(株)製「UVX-6366」(ペンタエリストールテトラアクリレートを主剤としたハードコート用樹脂)と、テトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)と、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)とを、6:2:2の割合で混合し、紫外線硬化開始剤であるBASF社製「Irgacure 184」(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を2質量%添加した硬化性樹脂組成物を用いた。
 また、前記反射防止層40の微細凹凸構造は、図5(a)~(c)に示すように、微細凹凸構造を有する保持フィルム50A、50Bを用いて転写成型することで形成した。該保持フィルム50A、50Bは、いずれも、厚さ125μmの透明ポリエステルフィルム(東洋紡(株)「コスモシャインA4300」)からなり、保持フィルムの微細凹凸構造の表面には、厚さ20nmのSi膜をスパッタリングにより形成した後、該Si膜上に、フッ素離型剤(3M社製「Novec(登録商標)1720」)をコーティングしたものを用いた。なお、比較例1のサンプルでは、前記反射防止層40は、片面(光の入射面)のみ、微細凹凸構造が形成されている。
 さらに、前記反射防止層40の形成条件については、図5(c)~(d)に示すように、前記保持フィルム50Aを500g/5cm角で押圧し、押圧後、点光源UVランプ(浜松ホトニクス(株)「LC-8」)によって紫外線を1000mJで、360秒照射し、その後、保持フィルム50Bを除去することによって、光学体110を形成した。
 また、前記樹脂層30については、紫外線硬化性樹脂(東亜合成製「17CO-029」)に、近赤外光吸収材料としてフタロシアニン系色素(山田化学工業(株)「FDN005」)を2質量%、紫外線硬化開始剤であるBASF社製「Irgacure 184」(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を2質量%添加した硬化性樹脂組成物を用いた。
 さらにまた、前記樹脂層30の形成条件については、図5(f)に示すように、前記基材20上に、上記硬化性樹脂組成物をスポイトにより滴下・塗布した後、図5(g)に示すように、前記保持フィルム50Aと一体化した反射防止層40を500g/5cm角の圧力で押圧し、押圧後、平面型エキシマランプ(浜松ホトニクス(株)「EX-400」)によって紫外線を1000mJで、360秒照射することによって、光学体100’を形成した。その後、保持フィルム50Aを除去することによって、光学体100を得た。
(実施例2)
 図1(b)に示すように、厚さ1.1mmのガラス基材(松浪硝子工業(株)製「スライドグラスS1127」)20上に、貯蔵弾性率が1GPaであり、厚さTが15μmであり、近赤外光吸収材料である色素を含有する樹脂層30、貯蔵弾性率が2GPaであり、厚さTが1μm、微細凹凸構造の凹凸周期Pが150~230nmの範囲、凹凸高さが200nmである反射防止層40を形成することで、実施例2のサンプルとなる光学体100を作製した。
 なお、その他の条件(硬化性樹脂の組成、保持フィルム50A、50Bの条件、反射防止層40の形成条件、樹脂層30の形成条件等)は、全て実施例1と同様である。
(評価)
 各実施例及び各比較例で得られた積層体の各サンプルについて、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(1)光学特性
 得られた光学体の各サンプルについて、分光光度計(日本分光(株)V-570)によって、分光透過スペクトルを測定した。得られた結果を図6に示す。
(2)耐久性
 得られた光学体の各サンプルについて、-40℃で15分 保持した後、85℃に雰囲気温度を3分で上昇させ、85℃で15分保持するサイクルを、300 サイクル実施するヒートショック試験を実施した。ヒートショック試験後、各サンプルの状態を光学顕微鏡にて観察し、以下の基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
○:クラックが発見されない
×:クラックが発見された
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 図1の結果から、比較例及び実施例の光学体は、いずれも可視光領域の波長を有する光に対しては、優れた透過性を有し、反射防止性能にも優れることがわかる。一方、近赤外領域の波長を有する光に対しては、実施例1及び2の光学体については、いずれも透過率を低く抑えることができている(吸収性能に優れる)一方、比較例1及び2の光学体については、透過率を抑えることができておらず、近赤外領域の波長を有する光を十分に吸収できていないことがわかる。
 また、表1から、本発明の範囲に含まれる比較例1及び実施例1~2の光学体については、十分な耐久性を有することがわかる。一方、比較例2のサンプルは、色素を含有する反射防止層にクラックが発生し、十分な耐久性が得られなかったことがわかる。
 本発明によれば、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れ、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、光学体及びその製造方法を提供することが可能となる。また、本発明によれば、可視光帯域の波長を有する光に対する反射防止性能及び透過性に優れ、近赤外帯域の波長を有する光に対する吸収性能が良好である、積層体及びイメージセンサを提供することが可能となる。
 10 積層体
 20 基材
 30 樹脂層
 30’ 硬化性樹脂
 40、41 反射防止層
 40’ 硬化性樹脂
 50、50A、50B 保持フィルム
 51 上層
 100、100’ 光学体
 110 光学体
 T 樹脂層の厚さ
 T 反射防止層の厚さ
 P、P’ 反射防止層における微細凹凸構造の凹凸周期
 H、H’ 反射防止層における微細凹凸構造の凹凸高さ

Claims (9)

  1.  基材と、
     前記基材上に形成された、色素を含む樹脂層と、
     前記樹脂層上に形成された、少なくとも一方の面に微細凹凸構造を有する反射防止層と、を備えた光学体であって、
     前記光学体の、420~680nmの波長領域の光に対する平均分光透過率が60%以上であり、且つ、750~1400nmの波長領域の光に対する最低分光透過率が60%未満であることを特徴とする、光学体。
  2.  前記反射防止層は、両面に微細凹凸構造を有することを特徴とする、請求項1に記載の光学体。
  3.  前記樹脂層の貯蔵弾性率が、前記反射防止層の貯蔵弾性率よりも小さいことを特徴とする、請求項1又は2に記載の光学体。
  4.  前記樹脂層の厚さが、1μm以上であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学体。
  5.  前記反射防止層の厚さが、0.2~1.0μmであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学体。
  6.  前記反射防止層上に、さらに保持フィルムが形成されていることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学体。
  7.  可視光線の波長以下の凹凸周期の微細凹凸構造を有する保持フィルムを、硬化性樹脂に押圧した状態で硬化させることで、表面に微細凹凸構造を有する反射防止層を作製する工程と、
     基材上に色素を含む硬化性樹脂を塗布した後、得られた反射防止層を、前記色素を含む硬化性樹脂に押圧した状態で硬化させることで、前記保持フィルムの付いた光学体を作製する工程と、
    を含むことを特徴とする光学体の製造方法。
  8.  可視光線の波長以下の凹凸周期の微細凹凸構造を有する保持フィルムと、
     少なくとも一方の面に、前記保持フィルムの微細凹凸構造の形状に倣って形成された微細凹凸構造を有する反射防止層と、
     前記反射防止層上に形成された、色素を含む樹脂層と、を備えることを特徴とする、積層体。
  9.  請求項1~6のいずれか1項に記載の光学体を、外光入射部に備えることを特徴とする、イメージセンサ。
     
PCT/JP2021/045716 2020-12-11 2021-12-10 光学体、光学体の製造方法、積層体及びイメージセンサ WO2022124420A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020237018219A KR20230093512A (ko) 2020-12-11 2021-12-10 광학체, 광학체의 제조 방법, 적층체 및 이미지 센서
CN202180081047.3A CN116547147A (zh) 2020-12-11 2021-12-10 光学体、光学体的制造方法、层积体及图像传感器
US18/255,454 US20230408733A1 (en) 2020-12-11 2021-12-10 Optical body, manufacturing method of optical body, laminate, and image sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-206295 2020-12-11
JP2020206295A JP2022093162A (ja) 2020-12-11 2020-12-11 光学体、光学体の製造方法、積層体及びイメージセンサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022124420A1 true WO2022124420A1 (ja) 2022-06-16

Family

ID=81974607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/045716 WO2022124420A1 (ja) 2020-12-11 2021-12-10 光学体、光学体の製造方法、積層体及びイメージセンサ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230408733A1 (ja)
JP (1) JP2022093162A (ja)
KR (1) KR20230093512A (ja)
CN (1) CN116547147A (ja)
TW (1) TW202228996A (ja)
WO (1) WO2022124420A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002267816A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Dainippon Printing Co Ltd 射出成形に用いるための反射防止層付与用シート、これを用いた射出成形方法、および反射防止層が積層された射出成型品
WO2011125699A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 三菱レイヨン株式会社 積層体及びその製造方法
JP2012128168A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Dainippon Printing Co Ltd 反射防止フィルム
JP2012137648A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Canon Electronics Inc 撮像光学ユニット
WO2014163198A1 (ja) * 2013-04-05 2014-10-09 三菱レイヨン株式会社 積層構造体およびその製造方法と、物品

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3012097A3 (en) 2012-06-13 2016-06-22 Asahi Kasei E-materials Corporation Function transfer product, functional layer transfer method, packed product, and function transfer film roll

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002267816A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Dainippon Printing Co Ltd 射出成形に用いるための反射防止層付与用シート、これを用いた射出成形方法、および反射防止層が積層された射出成型品
WO2011125699A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 三菱レイヨン株式会社 積層体及びその製造方法
JP2012128168A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Dainippon Printing Co Ltd 反射防止フィルム
JP2012137648A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Canon Electronics Inc 撮像光学ユニット
WO2014163198A1 (ja) * 2013-04-05 2014-10-09 三菱レイヨン株式会社 積層構造体およびその製造方法と、物品

Also Published As

Publication number Publication date
CN116547147A (zh) 2023-08-04
TW202228996A (zh) 2022-08-01
US20230408733A1 (en) 2023-12-21
KR20230093512A (ko) 2023-06-27
JP2022093162A (ja) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5983410B2 (ja) 光学積層体、偏光板及び画像表示装置
US20090230835A1 (en) Display filter
US20120212825A1 (en) Optical element and production method thereof, display apparatus, information input apparatus, and photograph
JP2008238646A (ja) ハードコートフィルムおよび反射防止フィルム
KR20100045381A (ko) 방현 필름, 방현성 편광판 및 화상 표시 장치
JP2007114699A (ja) 光学フィルム
JP2010102186A (ja) 防眩フィルム、防眩性偏光板および画像表示装置
JP2012118501A (ja) 光学素子
JP2010205961A (ja) ディスプレイ用フィルターの製造方法
JP2012063687A (ja) 反射防止フィルム、反射防止性偏光板、及び透過型液晶ディスプレイ
WO2022124420A1 (ja) 光学体、光学体の製造方法、積層体及びイメージセンサ
KR20090020494A (ko) 광학 적층체
JP2009222801A (ja) 光学フィルム
JP2009198749A (ja) 光線制御部材
JP2022066232A (ja) 積層体、反射防止構造体及びカメラモジュール搭載装置
JP2009015289A (ja) 反射防止フィルム及びそれを用いたディスプレイ用前面板
US20230124524A1 (en) Optical body, method for manufacturing optical body, and optical device
WO2021060275A1 (ja) 反射防止構造体、反射防止構造体付き基材、カメラモジュール及び情報端末機器
JP5069929B2 (ja) 光学積層体
JP2008292987A (ja) 光学積層体
JP2021099408A (ja) 画像表示装置及び光学体の製造方法
JP2022189257A (ja) 防眩性反射防止フィルム、防眩性反射防止フィルムの評価方法、および防眩性反射防止フィルムの製造方法
JP2010060995A (ja) 機能性光学フィルム
JP2013097234A (ja) ディスプレイ装置、前面板、および光学フィルタ
JP2012003118A (ja) 近赤外線遮蔽フィルム及びこれを用いた近赤外線遮蔽体

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21903516

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237018219

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180081047.3

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21903516

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1