滤光片和成像装置的制作方法

1.本发明涉及滤光片以及具有所述滤光片的成像装置。


背景技术：

2.在搭载在智能手机等手机、电脑等中的摄像头等成像装置中使用ccd、cmos等成像元件。与人的视觉灵敏度特性相比，该成像元件的光谱灵敏度具有对近红外区域的光具有较强的灵敏度的特征。因此，通常使用为了使这些固态成像元件的光谱灵敏度与人的视觉灵敏度特性匹配而校正视觉灵敏度的滤光片。
3.作为这样的滤光片，以往使用在包含玻璃或树脂的基材的表面上层叠具有所期望的光学特性的膜而得到的滤光片。其中，以玻璃作为基材的滤光片由于基材的刚性高，因而在组装成像元件时容易处理，并且与树脂基材相比，玻璃基材的平坦性高，而且作为滤光片的功能的光谱透射率的性能高，因此在高性能的摄像头中经常使用玻璃基材的滤光片。
4.随着使用滤光片的光学设备、成像装置的薄型化、传感器尺寸的大型化，也要求滤光片的大型化、薄型化。另一方面，由于智能手机等手机、电脑等在携带的同时使用，因此要求对因落下引起的破损、因从外部变形引起的破损的耐久性。对于滤光片，也要求对受到落下时的冲击或变形以及因自动聚焦时的透镜的碰撞引起的变形等外力而破裂等破损的耐久性。
5.因此，在专利文献1中，提出了如下光学玻璃：通过使用利用激光的切割方法作为玻璃的元件化切割的加工方法，抑制了以作为弯曲破裂的主要原因的在玻璃的棱线上存在的缺口或微小裂纹为起点的、端面引起的弯曲强度降低。
6.在专利文献2中，提出了如下滤光片：为了即使减小支撑体的厚度也不易产生翘曲或破裂，所述滤光片包含具有支撑体和树脂层的基材，所述支撑体具有特定的弹性模量，所述树脂层形成在该支撑体的至少一个面上。
7.另一方面，在基材为树脂的情况下，很少像玻璃基材的滤光片一样从基材的端面发生破裂，因此适合于薄型化和大型化。但是，已知在树脂基材上形成有无机介质多层膜的结构中，介质多层膜容易产生裂纹。
8.针对上述问题，在专利文献3中，提出了如下方法：通过在包含玻璃化转变温度高的透明树脂的基材膜上，在比所述透明树脂的玻璃化转变温度低10℃以上的温度下形成介质多层膜，由此制作改善了耐裂纹性的光学层叠膜。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.专利文献1：国际公开第2015/046088号
12.专利文献2：日本特开2017-032685号公报
13.专利文献3：日本特开2010-44278号公报


技术实现要素：

14.发明所要解决的问题
15.像这样，从各种角度研究并提出了即使将基材变薄也不易发生滤光片的破裂的滤光片。这些以往的方案是抑制了基材端面的弯曲破裂起点的产生的方案、或者改变了基材本身的物性的方案。
16.但是，当以玻璃等无机材料作为基材时，仍然存在从端面的弯曲破裂破损的担忧。另外，随着滤光片的大型化、薄型化，需要进一步改善强度。
17.另一方面，即使在采用树脂作为基材的情况下，由于与无机材料相比，树脂的弹性模量较小，因此作为滤光片容易变形，结果也产生介质多层膜的弯曲破裂的担忧。
18.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种即使在为了薄型化而使基材变薄的情况下，无需使用特殊的切割方法或使用改变了物性的基材，也不易产生基材的翘曲，并且在被施加弯曲应力时不易产生破裂的刚性高的滤光片以及具有上述滤光片的成像装置。
19.用于解决问题的手段
20.本发明的一个方式的滤光片包含树脂基材和一对无机介质层，所述树脂基材包含红外线吸收色素层，所述一对无机介质层作为最外层分别配置在所述树脂基材的两个主面的上方。所述一对无机介质层中的至少一者满足膜厚为4μm以上和/或层数为30层以上，并且相对于所述树脂基材的膜厚，所述一对无机介质层的合计膜厚的比例大于8％。
21.另外，在上述方式中，优选如下滤光片：通过四点弯曲试验计算出的所述滤光片的应力-应变曲线中的、发生断裂模式前的斜率大于3.5gpa。
22.另外，本发明的一个方式的成像装置具有上述滤光片。
23.发明效果
24.本发明的滤光片即使在树脂基材的厚度薄的情况下在无机介质层的成膜时也不易产生翘曲。因此，能够得到作为滤光片所期望的光学特性。此外，由于能够增加滤光片中的无机介质层的膜厚，因此能够实现高刚性，并且能够受到弯曲应力而不易破裂。
25.该滤光片也适合于搭载于智能手机或电脑等设备上的摄像头等成像装置，并且能够提供光学特性优异的薄型成像装置。
附图说明
26.图1为示出滤光片的结构的一个方式的示意性剖视图。
27.图2为示出滤光片的结构的一个方式的示意性剖视图。
28.图3为示出对滤光片进行四点弯曲试验时的应力-应变曲线的一例的图。
29.图4为示出对例1～例9的滤光片进行四点弯曲试验时的两面的斜率的平均值与应力最大值的关系的图。
30.图5为例1和例6的入射角为0
°
和30
°
时的透射率光谱。
具体实施方式
31.以下，对本发明详细地进行说明，但是本发明不限于以下的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内任意变形后实施。另外，表示数值范围的“～”以包含记载在其前后的数值作为下限值和上限值的含义使用。
32.[滤光片]
[0033]
本实施方式的滤光片1包含树脂基材10和一对无机介质层20，所述树脂基材10包含红外线吸收色素(以下有时也简称为“ir色素”)层12，所述一对无机介质层20作为最外层分别配置在所述树脂基材10的两个主面的上方(参照图1)。
[0034]
所述一对无机介质层20中的至少一者满足膜厚为4μm以上、或者满足层数为30层以上、或者满足这两者。另外，相对于所述树脂基材10的膜厚，所述一对无机介质层20的合计膜厚的比例大于8％。
[0035]
(无机介质层)
[0036]
一对无机介质层作为最外层分别配置在树脂基材的两个主面的上方。
[0037]
来自无机介质层的应力施加在树脂基材上。因此，无机介质层的膜厚越厚，施加在树脂基材上的应力越大，越容易发生树脂基材的翘曲。在树脂基材的厚度变薄的情况下，该翘曲尤其显著，此外，在这种情况下，难以制作满足所期望的光学特性的滤光片。
[0038]
然而，在本发明中，通过对形成无机介质层时的构件、形成条件进行设计，即使在一对无机介质层的合计膜厚相对于树脂基材的膜厚的比例大于8％、增大无机介质层的膜厚相对于树脂基材的膜厚之比的情况下，也能够良好地抑制该翘曲的发生。即，即使树脂基材变薄或无机介质层变厚，也能够防止伴随树脂基材的翘曲的光学特性的降低。结果，能够将一对无机介质层中的至少一者厚膜化至膜厚为4μm以上、层数为30层以上，由此也能够实现滤光片的高刚性。
[0039]
无机介质层的膜厚的优选范围根据赋予无机介质层的功能、所使用的材料等而不同。从提高滤光片的刚性的观点考虑，无机介质层中的至少一者的膜厚优选为4μm以上，更优选为5μm以上，进一步优选为6μm以上。另外，从抑制翘曲、因翘曲引起光学特性的变动的观点考虑，膜厚优选为10μm以下，更优选为8μm以下。
[0040]
基于同样的理由，无机介质层中的至少一者的层数优选为30层以上，更优选为40层以上，进一步优选为50层以上。另外，层数优选为100层以下，更优选为80层以下。
[0041]
通过无机介质层中的至少一者满足膜厚为4μm以上和/或层数为30层以上，即使树脂基材的膜厚相对较薄，也能够实现滤光片的高刚性。需要说明的是，树脂基材的膜厚相对较薄是指一对无机介质层的合计膜厚相对于树脂基材的膜厚的比例大于8％的情况。
[0042]
另外，一对无机介质层的膜厚、层数的差越小，越不易产生树脂基材的翘曲，因此是优选的。因此，更优选一对无机介质层中的两者的膜厚均为3.5μm以上。
[0043]
此外，一对无机介质层的膜厚之差更优选为3.5μm以下，进一步优选为3μm以下。
[0044]
一对无机介质层的合计膜厚相对于树脂基材的膜厚的比例大于8％即可，具体的膜厚取决于树脂基材的厚度。例如，在树脂基材的厚度为约0.03mm～约0.1mm的情况下，一对无机介质层的合计膜厚优选为约5μm～约20μm。
[0045]
无机介质层是通过层叠介质膜而得到的膜，并且是赋予了波长范围选择、透射率、反射率等所期望的光学特性的膜。例如可以列举：反射特定波长范围的反射膜、防止特定波长范围的反射的减反射膜、将光量分成反射和透射两部分的半透半反镜、偏振膜等。更具体而言，可以列举：红外线反射膜(红外线截止滤光片)、紫外线反射膜(紫外线截止滤光片)、可见光减反射膜、高反射膜等。
[0046]
无机介质层具有通过将利用光学薄膜的光的干涉作用的介质膜层叠而得到的构
成。无机介质层可以以通过将一种介质膜层叠而得到的单层膜的形式得到所期望的光学特性，也可以以通过将不同的两种以上的介质膜反复层叠而得到的多层膜的形式得到所期望的光学特性。例如，通过交替层叠使用低折射率材料的介质膜(低折射率膜)和使用高折射率材料的介质膜(高折射率膜)，由此得到反射膜或减反射膜。另外，使用中间折射率材料的介质膜也能够适当地用于减反射膜等。
[0047]
作为构成无机介质层的介质膜的材料，可以列举：sio2、na5al3f
14
、na3alf6、mgf2、caf2、zro2、al2o3、laf3、cf3、mgo、y2o3、tio2、ta2o5、nb2o5、la2o3、zns、znse、ceo2、latio3、sion、sin、hfo2等。其中，优选一对无机介质层中的至少一者具有两种以上的介质膜，并且介质膜含有选自由sio2、zro2、al2o3、tio2、ta2o5、la2o3和nb2o5构成的组中的至少一种化合物。
[0048]
从赋予无机介质层的光学特性的观点考虑，介质膜优选选择具有一定以上的折射率差的组。在上述材料中，一对无机介质层中的至少一者例如优选具有含有sio2的介质膜和含有tio2的介质膜，更优选通过交替层叠含有sio2的介质膜和含有tio2的介质膜而得到的无机介质层。
[0049]
作为光学特性，无机介质层中的至少一者优选为红外线反射膜。这是因为：在将滤光片应用于搭载于智能手机或电脑上的摄像头的情况下，成像元件对红外线的光谱灵敏度比人眼对红外线的光谱灵敏度高。即，在红外线截止能力不足的情况下，在拍摄到的图像中产生被称为眩光或重影的不良情况。最近，为了人脸识别、光彩识别，发出和照射高强度红外线的机会增加，对红外线反射膜要求更高的红外线截止能力。
[0050]
在红外线反射膜通过层叠两种介质膜而得到的情况下，在将折射率高的介质膜的折射率设为nh、将折射率低的介质膜的折射率设为n
l
时，当由(n
h-n
l
)/(nh+n
l
)表示的值大时，容易得到高红外线反射率，因此是优选的。将包含含有sio2的介质膜和含有tio2的介质膜的两种以上的介质膜组合也适合于这种红外线反射膜。
[0051]
从提高滤光片的刚性的观点考虑，优选含有tio2作为介质膜。这是因为，tio2的杨氏模量高。
[0052]
在无机介质层中的至少一者具有含有sio2的介质膜和含有tio2的介质膜的情况下，含有tio2的介质膜的合计膜厚相对于一对无机介质层的合计膜厚的比例优选为20％以上，更优选为30％以上。另外，上限没有特别限制，但考虑到通过两种以上的介质膜的层叠而构成无机介质层，含有tio2的电介质膜的合计膜厚的比例通常为50％以下。
[0053]
配置在树脂基材的两个主面的上方的最外层的一对无机介质层以往经常采用相同构成或类似构成。这是因为，在无机介质层的成膜时容易发生树脂基板的翘曲，另外，通过采用相同构成或类似构成，容易消除翘曲。
[0054]
然而，在本实施方式中，一对无机介质层的构成可以相同或类似，还可以完全不同。例如，可以以一个无机介质层为红外线反射膜、另一个无机介质层为减反射膜的方式配置光学特性不同的膜。另外，也可以虽然光学特性相同，但是使构成无机介质层的介质膜的材料、膜厚、层叠的层数等完全不同。
[0055]
一对无机介质层通过在树脂基材的两个主面的上方以成为最外层的方式分别层叠介质膜而形成。即，在滤光片仅由树脂基材和一对无机介质层构成的情况下，在树脂基材的两个主面的表面上分别层叠介质膜。另外，当在无机介质层和树脂基材之间形成有其它层的情况下，在其它层的表面上层叠介质膜。
[0056]
介质膜的层叠例如可以使用cvd法、溅射法、真空蒸镀法等真空成膜工艺。
[0057]
通过适当地选择介质膜的种类、数量、层叠顺序、各层的厚度、整体的膜的厚度等，除了能够得到高刚性以外，还能够得到所期望的光学特性，或者能够抑制树脂基材的翘曲。
[0058]
(树脂基材)
[0059]
本实施方式中的树脂基材10只要含有包含树脂的透明基材11和ir色素层12即可，没有特别限制(参照图1)。
[0060]
树脂基材10只要是对在440nm～640nm的波长范围内的可见光的垂直入射平均透射率高的透明基材即可，例如，该平均透射率优选为80％以上。
[0061]
ir色素层12只要能够通过吸收红外光而阻隔红外光即可，特别优选能够阻隔近红外波长范围的光。例如，优选吸收在720nm～1150nm的波长范围内的近红外光，还优选在400nm～1150nm的波长范围的光谱透射率曲线中，最大吸收波长在680nm～745nm的波长范围内。
[0062]
需要说明的是，在本说明书中，垂直入射是指在光的入射角为0
°
的情况下的值，并且表示不考虑偏振特性的值。透射率是指内部透射率，是指由内部透射率＝透射率/(100％-反射率)表示的值。特定的波长范围内的平均透射率是指该波长范围内的每1nm的透射率的算术平均值。
[0063]
构成树脂基材的树脂没有特别限制，可以使用以往公知的树脂。例如可以列举：降冰片烯树脂等环烯烃聚合物(cop)或环烯烃共聚物(coc)；聚酰亚胺(pi)；聚酰胺；聚碳酸酯(pc)；聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯；聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃；聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂；环氧树脂；聚氨酯；聚氯乙烯；含氟树脂；聚乙烯醇缩丁醛；聚乙烯醇等树脂。
[0064]
其中，树脂基材中的树脂优选含有选自由环烯烃聚合物、环烯烃共聚物、聚酰亚胺、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯构成的组中的至少一种。
[0065]
可以含有上述树脂作为透明基材的主要成分，另外，也可以含有上述树脂作为构成作为ir色素层的含有ir色素的树脂层的树脂，还可以含有上述树脂作为这两者。需要说明的是，透明基材的主要成分是指在构成透明基材的成分中占最高的质量比例的成分，透明基材中的主要成分的含量优选为50质量％以上。
[0066]
在透明基材中，除了作为透明基材的主要成分的树脂以外，还可以根据需要含有其它树脂、增粘剂、流平剂、防静电剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、分散剂、阻燃剂、润滑剂、增塑剂等任选成分。
[0067]
透明基材可以制造，也可以使用市售的树脂膜。制造透明基材的方法可以应用公知的制造方法。
[0068]
透明基材例如可以通过将作为透明基材的主要成分的树脂和任选成分的混合物熔融挤出并成型为膜状而制造。
[0069]
另外，透明基材可以通过如下方式制造：将作为透明基材的主要成分的树脂根据需要与任选成分一起溶解或分散在溶剂或分散介质中而制备涂布液，将所制备的涂布液以所期望的厚度涂布在用于制作透明基材的可剥离基材上，使其干燥，根据需要使其固化，然后将透明基材从上述可剥离基材上剥离。需要说明的是，为了改善由微小气泡引起的空隙、由异物等的附着引起的凹坑、干燥工序中的缩孔等，涂布液可以含有表面活性剂。
[0070]
在涂布液的涂布时，例如可以使用浸涂法、流延涂布法、口模式涂布法或旋涂法。
[0071]
ir色素层是在树脂中均匀地溶解或分散有ir色素的层。树脂例如可以使用上述的构成树脂基材的树脂。
[0072]
ir色素只要是吸收红外光的色素就没有特别限制。其中，优选含有在400nm～1150nm的波长范围的光谱透射率曲线中极大吸收在680nm～745nm的波长范围内的色素。另外，由于在成像装置的人脸识别、光彩识别等中使用近红外光，因此ir色素层也优选含有吸收在720nm～1150nm的波长范围内的近红外光的色素。
[0073]
ir色素可以使用以往公知的物质。具体而言，可以列举：具有伸长的聚次甲基骨架的花青色素、在中心具有铝或锌的酞菁色素、萘酞菁化合物、具有平面四配位结构的镍二硫烯络合物、方酸内盐色素、醌类化合物、二亚铵化合物、偶氮化合物、亚铵色素、二酮吡咯并吡咯色素、克酮酸色素等。
[0074]
其中，作为在波长680nm～745nm的范围内具有吸收极大值的色素化合物，可以列举：方酸内盐色素、花青色素、酞菁色素等。
[0075]
另外，作为在波长720nm～1150nm的范围内具有吸收极大值的色素化合物，可以列举：方酸内盐色素、花青色素、酞菁色素、二酮吡咯并吡咯色素、克酮酸色素、亚铵色素、二亚铵色素等。
[0076]
ir色素层可以还含有除ir色素以外的吸收剂。例如可以列举：uv吸收剂、增粘剂、色调修正色素、流平剂、防静电剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、分散剂、阻燃剂、润滑剂、增塑剂等任选成分。
[0077]
树脂基材10中的ir色素层12的数量、位置没有特别限制，优选在包含树脂的透明基材11的至少一个主面上的整个区域中具有ir色素层12，从抑制翘曲的观点考虑，更优选在上述透明基材11的两个主面上的整个区域中具有ir色素层12。需要说明的是，在透明基材11的两个主面上具有ir色素层12的情况下，两层ir色素层12可以是相同的构成，也可以是不同的构成。另外，也可以在同一个主面上具有两层以上的ir色素层。
[0078]
制造ir色素层的方法可以应用公知的制造方法。
[0079]
例如，通过将ir色素、用于溶解或分散ir色素的树脂和根据需要的任选成分的混合物挤出成型而得到成型为膜状的ir色素层。将所得到的膜状的ir色素层层叠在透明基材的主表面上，通过热压接等而使其一体化，从而得到树脂基材。
[0080]
另外，通过将ir色素、用于溶解或分散ir色素的树脂和根据需要的任选成分溶解或分散在溶剂或分散介质中而制备涂布液，将所制备的涂布液涂布在基材的主表面上，使其干燥，根据需要使其固化，由此也能够形成ir色素层。在上述基材为透明基材的情况下，由此得到树脂基材。另外，在该基材为可剥离基材的情况下，从该可剥离基材上剥离ir色素层，然后在透明基材的主表面上通过压接等而使其一体化，由此得到树脂基材。
[0081]
需要说明的是，为了改善由微小气泡引起的空隙、由异物等的附着引起的凹坑、干燥工序中的缩孔等，涂布液可以含有表面活性剂。在涂布液的涂布时，例如可以使用浸涂法、流延涂布法、口模式涂布法、喷墨涂布法、凹版涂布法或旋涂法等。
[0082]
树脂基材10优选在至少一个主面的最外层还具有硬涂层13，更优选在两个主面的最外层均具有硬涂层13(参照图2)。由此，不仅耐刮擦性提高，而且无机介质层20与树脂基
材10的粘附性提高。需要说明的是，在树脂基材10的两个主面的最外层均具有硬涂层13的情况下，两个硬涂层13的构成可以相同也可以不同。
[0083]
硬涂层13只要不损害树脂基材10的透明性，就没有特别限制，可以使用以往公知的硬涂层。例如，包含玻璃化转变温度tg为170℃以上的树脂的层不易产生由热或应力引起的变形，并且上述粘附性的效果优异，因此是优选的。玻璃化转变温度更优选为200℃以上，进一步优选为250℃以上。玻璃化转变温度的上限没有特别限制，从成型加工性等观点考虑，优选为400℃以下。
[0084]
作为构成硬涂层的树脂，例如可以列举：丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、环氧树脂、烯硫醇树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚芳酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚对苯撑树脂、聚芳醚氧化膦树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、聚环烯烃树脂、聚酯树脂等。其中，从赋予粘附性的观点考虑，优选丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、环氧树脂。
[0085]
制造硬涂层的方法可以应用公知的制造方法。
[0086]
例如，通过将构成硬涂层的树脂和根据需要的任选成分的混合物挤出成型而得到成型为膜状的硬涂层。将所得到的膜状的硬涂层以成为最外层的方式层叠在配置有ir色素层的透明基材的上方，通过热压接等而使其一体化，由此得到树脂基材。
[0087]
另外，通过将构成硬涂层的树脂和根据需要的任选成分溶解或分散在溶剂或分散介质中而制备涂布液，将所制备的涂布液涂布在基材的主表面上，使其干燥，根据需要使其固化，由此也能够形成硬涂层。在上述基材为配置有ir色素层的透明基材的情况下，由此得到树脂基材。另外，在该基材为可剥离基材的情况下，从该可剥离基材上剥离硬涂层，然后将硬涂层以成为最外层的方式层叠在配置有ir色素层的透明基材的上方，通过压接等而使其一体化，由此得到树脂基材。
[0088]
需要说明的是，为了改善由微小气泡引起的空隙、由异物等的附着引起的凹坑、干燥工序中的缩孔等，涂布液可以含有表面活性剂。在涂布液的涂布时，例如可以使用浸涂法、流延涂布法、口模式涂布法、喷墨涂布法、凹版涂布法或旋涂法等。
[0089]
对于树脂基材10的厚度，只要是一对无机介质层20的合计膜厚相对于树脂基材10的膜厚的比例大于8％的厚度即可。树脂基材的厚度10例如优选为0.03mm～1mm，从薄型化的观点考虑，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.2mm以下。另外，从形成无机介质层时的易处理性的观点考虑，更优选为0.04mm以上。
[0090]
关于透明基材11的厚度，虽然也取决于ir色素层12、硬涂层13的构成，但从形成无机介质层时的易处理性的观点考虑，优选为0.025μm以上，更优选为0.03μm以上。另外，从薄型化的观点考虑，透明基材11的厚度优选为0.4μm以下，更优选为0.15μm以下。
[0091]
从红外光的吸收量的观点考虑，ir色素层12的厚度优选为0.3μm以上，更优选为0.5μm以上。另外，从抑制干燥后的残留溶剂的观点考虑，ir色素层12的厚度优选为30μm以下，更优选为20μm以下。需要说明的是，在透明基材的两个主面上形成有ir色素层12的情况下，优选各ir色素层的厚度在上述范围内。
[0092]
在具有硬涂层13的情况下，从涂布膜厚的稳定性的观点考虑，该硬涂层的厚度优选为0.3μm以上，更优选为0.5μm以上。另外，从抑制干燥后的残留溶剂的观点考虑，硬涂层13的厚度优选为30μm以下，更优选为20μm以下，进一步优选为10μm以下。需要说明的是，在
透明基材的两个主面的最外层形成有硬涂层13的情况下，优选各硬涂层的厚度在上述范围内。
[0093]
(其它层)
[0094]
本实施方式的滤光片1中，在树脂基材10的两个主面的上方分别配置有无机介质层20作为最外层，在树脂基材10和无机介质层20之间可以具有其它层。
[0095]
作为其它层，可以列举：作为具有阻隔杂散光的功能的遮光层14的黑色矩阵膜。遮光层14可以覆盖树脂基材的主面上的除光学有效区域以外的周边部分的整个区域，也可以覆盖树脂基材的主面上的除光学有效区域以外的周边部分的一部分区域。遮光层14可以使用以往公知的材料。
[0096]
作为其它层，除上述以外，还可以列举：利用控制特定波长范围的光的透射和吸收的无机微粒等而产生吸收的构成要素(层)。
[0097]
作为无机微粒的具体例子，可以列举：ito(铟锡氧化物)、ato(锑掺杂氧化锡)、钨酸铯、硼化镧等。
[0098]
(滤光片)
[0099]
本实施方式的滤光片由上述树脂基材、一对无机介质层和根据需要的其它层构成。
[0100]
即使在无机介质层中的至少一者为膜厚为4μm以上、介质膜的层数为30层以上的情况下，滤光片也不会产生翘曲，或者即使产生翘曲也很小，因此粘附性优异。翘曲可以通过激光位移计进行测定，通过该测定法进行测定而得到的值优选为200μm以下，更优选为100μm以下。
[0101]
在通过四点弯曲试验计算出的滤光片的应力-应变曲线中，发生断裂模式前的斜率优选大于3.5gpa。与评价材料物性的目的不同，在该情况下的四点弯曲试验是评价滤光片的弯曲强度，因此需要将滤光片本身作为试验片进行评价。另外，由于假定为搭载于搭载在智能手机等手机或电脑等中的摄像头中的滤光片，因此弯曲支点的间隔也优选为依据实际使用的间隔。具体而言，优选以夹在加载点间距离为1mm、支点间距离为3mm的四个点之间的方式施加弯曲应力。
[0102]
根据滤光片的构成，所述斜率的值根据测定面而不同。因此，对滤光片的两面进行四点弯曲试验，优选其中至少一个面的斜率大于3.5gpa，更优选斜率的平均值大于3.5gpa，进一步优选两面的斜率均大于3.5gpa。
[0103]
图3中示出对滤光片进行四点弯曲试验时的应力-应变曲线的一例。应力-应变曲线中发生断裂模式前是指：以图3中由α所示的产生裂纹时为基准，产生该裂纹前的弹性变化区域。另外，通过四点弯曲试验计算出的应力-应变曲线中的斜率是指：将在该试验中得到的应力σ(mpa)的值作为纵轴、将在该试验中得到的应变ε(-)的值作为横轴时的斜率，是图3中由β表示的斜率。即，斜率是相当于弯曲弹力/杨氏模量的值。可以说，当该斜率平缓时，容易挠曲；当斜率大、即陡峭时，耐弯曲、不易破裂、刚性高。
[0104]
需要说明的是，上述四点弯曲试验中的应力σ和应变ε分别为利用下式计算出的值。式中的样品宽度w和样品厚度t所使用的样品为滤光片本身，形状为四边形的薄板形状。
[0105]
σ＝(3p(ll-lu))/(2wt2)
[0106]
ε＝12id/((ll-lu)(ll-2lu)z)
[0107]
式中，lu表示加载点间距离、ll表示支点间距离、p表示载荷、d表示位移、w表示样品宽度、t表示样品厚度、z表示截面系数、i表示截面惯性矩。
[0108]
截面系数z和截面惯性矩i分别为由下式表示的值。
[0109]
截面系数：z＝(wt2)/6(板形状、即长方形的截面形状的情况下)
[0110]
截面惯性矩：i＝(w
×
t3)/12(板形状、即长方形的截面形状的情况下)
[0111]
关于上述斜率，滤光片的至少一个面的斜率优选大于3.5gpa，更优选为4gpa以上，进一步优选为5gpa以上。
[0112]
滤光片的两面的斜率的平均值优选大于3.5gpa，更优选为4gpa以上，进一步优选为5gpa以上。滤光片的两面的斜率优选均大于3.5gpa，更优选均为4gpa以上，进一步优选均为5gpa以上。
[0113]
另外，对斜率的上限没有特别限制，但是为约40gpa以下。
[0114]
对于滤光片而言，除了上述应力-应变曲线中的斜率以外，还优选高可见光透射性和高近红外光阻隔性等光学特性优异。
[0115]
在光学特性方面，具体而言，滤光片优选满足以下(i-1)～(i-5)的全部要件。
[0116]
(i-1)入射角为0
°
时的435nm～480nm的波长范围内的光的平均透射率t
435-480ave0
为86％以上，入射角为0
°
时的500nm～600nm的波长范围内的光的平均透射率t
500-600ave0
为89％以上；
[0117]
(i-2)入射角为30
°
时的435nm～480nm的波长范围内的光的平均透射率t
435-480ave30
为85％以上，入射角为30
°
时的500nm～600nm的波长范围内的光的平均透射率t
500-600ave30
为89％以上；
[0118]
(i-3)入射角为0
°
时的380nm～425nm的平均透射率与入射角为30
°
时的380nm～425nm的平均透射率之差的绝对值δt
380-425ave0-30
为3％以下；
[0119]
(i-4)入射角为0
°
时的615nm～725nm的平均透射率与入射角为30
°
时的615nm～725nm的平均透射率之差的绝对值δt
615-725ave0-30
为3％以下；
[0120]
(i-5)对于入射角为0
°
时的光的透射率，在650nm～685nm的波长范围内存在透射率为20％的波长。
[0121]
通过满足(i-1)和(i-2)的要件，可以说滤光片具有与入射角无关的高可见光透射性。
[0122]
在(i-1)中，t
435-480ave0
更优选为87％以上，t
500-600ave0
更优选为90％以上，进一步优选为92％以上。
[0123]
在(i-2)中，t
435-480ave30
更优选为87％以上，t
500-600ave30
更优选为90％以上，进一步优选为91％以上。
[0124]
通过满足(i-3)和(i-4)的要件，可以说滤光片在可见光区域和近紫外区域的边界处光垂直入射时和光斜入射时的变化小、以及在可见光区域和近红外区域的边界处光垂直入射时和光斜入射时的变化小。
[0125]
在(i-3)中，δt
380-425ave0-30
更优选为2.5％以下。
[0126]
在(i-4)中，δt
615-725ave0-30
更优选为2.5％以下。
[0127]
通过满足(i-5)的要件，可以说滤光片能够引入较多的可见光，并且能够有效地阻隔波长为700nm以上的近红外光。对于入射角为0
°
时的光的透射率，存在透射率为20％的波
长的波长范围更优选为650nm～680nm。
[0128]
除此之外，从不与用于光彩识别或人脸识别的波长的光产生串扰的观点考虑，滤光片优选满足以下(i-6)的要件。
[0129]
(i-6)入射角为0
°
时的800nm～1000nm的最大透射率为1％以下。
[0130]
在此，所述最大透射率更优选为0.5％以下，进一步优选为0.1％。
[0131]
即使在将树脂基材薄型化的情况下，滤光片也没有翘曲，粘附性优异，刚性也高。因此，能够适当地搭载于要求薄型化的光学设备、成像装置等中，耐久性也优异。
[0132]
另外，通过滤光片满足与光学特性相关的上述要件，在将滤光片搭载于成像装置中的情况下，即使在与人脸识别或光彩识别并用时，所拍摄的图像的画质也优异。
[0133]
[成像装置]
[0134]
本实施方式的成像装置具有上述[滤光片]中记载的滤光片。成像装置所具有的滤光片的优选方式与上述[滤光片]中记载的优选方式一样。
[0135]
成像装置中的除滤光片以外的构成只要是以往公知的构成即可，例如成像装置具有固态成像元件和成像透镜。在这种情况下，例如，可以将滤光片配置在成像透镜与固态成像元件之间。另外，也可以通过粘合剂层将滤光片直接粘贴在固态成像元件或成像透镜上使用。
[0136]
由于滤光片的优异的光学特性和高刚性，即使成像装置为薄型装置，也能够适当地搭载该滤光片。另外，由于树脂基材不产生翘曲，因此可以使位于滤光片的两个主面的最外层的一对无机介质层的构成不同。因此，能够提供例如像一对无机介质层中的一者为红外反射膜、一对无机介质层中的另一者为反射膜这样的、赋予了所期望的光学特性的成像装置。
[0137]
[实施例]
[0138]
接着，通过实施例更具体地对本发明进行说明。
[0139]
(例1～例8)
[0140]
在表1中记载的透明基材的两个主面上形成了ir色素层a和ir色素层b。ir色素层a和ir色素层b均通过将下述所示的(a)、(b)的色素化合物混合、溶解在树脂中并进行成膜而形成。色素化合物(a)是最大吸收波长λ
max
为707nm的化合物，色素化合物(b)是最大吸收波长λ
max
为399nm的化合物。
[0141]
在例1～例5中，相对于100质量份的聚碳酸酯树脂，添加0.70质量份的色素化合物(a)、0.13质量份的色素化合物(b)，使用环戊酮作为溶剂而制备涂布液，涂布所制备的涂布液，并进行干燥，由此形成了色素层a和ir色素层b。
[0142]
在例6～例8中，相对于100质量份的聚酰亚胺树脂，添加9.62质量份的与上述相同的色素化合物(a)、2.67质量份的与上述相同的色素化合物(b)，使用环己酮和γ-丁内酯的混合液作为溶剂而制备涂布液，涂布所制备的涂布液，并进行干燥，由此形成了色素层a和ir色素层b。
[0143]
透明基材、ir色素层a和ir色素层b的膜厚如表1所示。需要说明的是，表1中的透明基材的pi是指聚酰亚胺树脂(neopulim(注册商标)l-3450、三菱瓦斯化学株式会社制造)，pc是指聚碳酸酯树脂(pure-ace m5-80、帝人株式会社制)。另外，表1中的ir色素层a和ir色素层b中的pc是指聚碳酸酯树脂(fpc-220、三菱瓦斯化学株式会社制造)，pi是指聚酰亚胺
树脂(neopulim(注册商标)c-3g30g、三菱瓦斯化学株式会社制造)。
[0144][0145]
接着，在例1～例5中，形成了硬涂层a和硬涂层b。在例1～例4中，通过涂布利用稀释液将丙烯酸类树脂稀释而制备的涂布液，并进行干燥、uv固化，从而形成了硬涂层a和硬涂层b。在例5中，通过使用环己酮和丙二醇单甲醚的混合液作为溶剂将聚酰亚胺树脂制备成涂布液，涂布所制备的涂布液，并进行干燥，从而形成了硬涂层a和硬涂层b。由此，得到了树脂基材。硬涂层a和硬涂层b的膜厚如表1所示。
[0146]
表1中的硬涂层a和硬涂层b中的丙烯酸类树脂是指丙烯酸类树脂(ho3320u-n60，藤仓化成株式会社制造)，pi是指聚酰亚胺树脂(neopulim(注册商标)p500，三菱瓦斯化学株式会社制造)。另外，丙烯酸类树脂的稀释液使用藤仓化成株式会社制造的ho2425c-5。
[0147]
此外，在例4～例8中，在ir色素层b或硬涂层b的表面的一部分区域上形成了黑色矩阵膜作为用于阻隔杂散光的遮光层。具体而言，通过丝网印刷在元件的四边上形成了从距元件端面0.1mm的位置起向内侧的宽度为0.4mm～0.7mm的遮光层。
[0148]
表1中的bm是指黑色矩阵膜，表示材质的si是指丝网油墨(gls-hf20725丝网油墨、帝国油墨制造株式会社制造)。
[0149]
在上述得到的树脂基材或黑色矩阵膜的表面上分别层叠了介质膜作为无机介质层a和无机介质层b。使用tio2膜和sio2膜这两种作为介质膜，通过蒸镀交替层叠tio2膜和sio2膜。由此，得到了例1～例8的光学膜。
[0150]
无机介质层a和无机介质层b的功能和膜厚如表1所示，ar是指减反射膜，ir是指红外线反射膜。
[0151]
在表2中一并记载了将无机介质层a和无机介质层b组合而成的一对无机介质层的合计膜厚；作为介质膜的tio2膜的合计膜厚；作为介质膜的sio2膜的合计膜厚；tio2膜、sio2膜各自的合计膜厚相对于tio2膜和sio2膜的合计膜厚之比；树脂基材的膜厚；以及一对无机介质层的合计膜厚相对于树脂基材的膜厚。
[0152]
最后，通过刀片切割将上述例1～例8的光学膜制成8mm
×
6mm的尺寸的元件，从而得到了滤光片。对于例4～例8，如上所述，在与遮光层的外侧间隔0.1mm的位置处进行切割而制成元件。
[0153]
(例9)
[0154]
使用jsr公司制造的环烯烃共聚物树脂arton(注册商标)作为树脂基材，在该树脂基材的两个主面上与例1同样地形成无机介质层a和无机介质层b，由此得到了滤光片。树脂基材以环烯烃共聚物(coc)作为透明基材，包含丙烯酸类树脂，并且具有硬涂层a和硬涂层b。另外，树脂基材还包含ir色素层a和ir色素层b，但由于没有分析详细情况，因此在表1中记载为“n.d”。另外，关于无机介质层a和无机介质层b的详细情况，如表2所示。
[0155]
[0156][0157]
(评价：四点弯曲试验)
[0158]
使用拉伸压缩试验机(svz-200nb型、今田制作所制造)对所得到的滤光片进行了
四点弯曲试验。将作为样品的滤光片的宽度设定为6mm，在支点间距离为3mm、加载点间距离为1mm、压头下降速度为1mm/分钟、采样速度为每0.1秒的条件下，得到了如图3所示的纵轴为应力(mpa)、横轴为应变(-)的应力-应变曲线。在该曲线中，根据发生由产生裂纹引起的断裂模式前的弹性变化区域求出了斜率。
[0159]
对滤光片的两面进行了该试验，求出该两面的斜率的平均值。将结果示于表2的“两面斜率的平均值”。
[0160]
另外，将从各个面施加载荷时产生裂纹的点的应变和应力的值也分别示于表2中。
[0161]
将在产生裂纹的点处的应力中的a面和b面中的最大值之间在表2中表示为“应力最大值”。将例1～例9的应力最大值与两面的斜率的平均值的关系示于图4的图中，可知两者存在很强的正相关。即，表明增大斜率时，耐弯曲破裂性提高。
[0162]
需要说明的是，对例1～例8中的单独的树脂基材进行了四点弯曲试验，结果应力-应变曲线的斜率均为约1gpa。该测定结果为比材料自身的弯曲弹性常数小的值。作为材料物性的弯曲弹性模量，通常如jis k7171:2016年“塑料-弯曲特性的测定方法”中所记载的，使用厚度为推荐的试验片厚度约4mm的试验片实施试验。但是，在本次的试验中，由于作为试验片的树脂基材的厚度薄，因此所述材料自身的弯曲弹性常数、即材料物性值不能准确地测定，认为测定了与试验片的厚度对应的基材本身的值。
[0163]
因此，表2中所示的试验结果只不过是使用该薄的树脂基材制作的滤光片的强度测定结果，因此是没有问题的，表示通过在树脂基材上形成无机介质层，刚性变高。
[0164]
(评价：光学特性)
[0165]
对所得到的滤光片中的例1和例6的滤光片，使用紫外可见分光光度计(日立高新技术株式会社制作，u-4100型)，在350nm～1200nm的波长范围内进行了透射率测定。分别对光的入射角为0
°
的垂直入射的情况和入射角为30
°
的情况进行了测定。将结果示于表3和图5中。
[0166][0167]
例1、例2和例4～例8为实施例，例3和例9为比较例。另外，例1～例9的滤光片均没有发生肉眼可见的翘曲。
[0168]
根据以上结果，虽然实施例的滤光片的树脂基材均薄至90μm以下，并且无机介质层的膜厚相对于树脂基材的膜厚之比高达大于8％，但是没有产生翘曲，因此表明了无机介质层的粘附性高的可能性。
[0169]
另外，虽然滤光片整体的厚度为约100μm，但是所有面的通过四点弯曲试验而得到的斜率都大于3.5gpa，实现了非常高的刚性。
[0170]
此外，确认了至少例1和例6的滤光片具有高可见光透射性和高近红外光阻隔性等优异的光学特性。
[0171]
虽然参照特定的实施方式详细地对本发明进行了说明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下能够实施各种变更或修正，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。本技术基于2019年12月11日申请的日本专利申请(日本特愿2019-223748)，其内容以引用的方式并入本技术中。
[0172]
产业实用性
[0173]
本发明的滤光片在将树脂材料用作基材的近红外截止滤光片中，具有高可见光透射性和高近红外光阻隔性，并且即使厚度薄也能够实现高刚性。因此，可用于搭载于近年来推进高性能化、薄型化的智能手机中的摄像头等成像装置等用途中。
[0174]
标号说明
[0175]
1：滤光片
[0176]
10：树脂基材
[0177]
11：透明基材
[0178]
12：红外吸收色素层
[0179]
13：硬涂层
[0180]
14：遮光层
[0181]
20：无机介质层