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光学物品以及包括该光学物品的光学滤波器

阅读:759发布:2020-05-08

专利汇可以提供光学物品以及包括该光学物品的光学滤波器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及光学物品、包括该光学物品的光学 滤波器 以及拍摄装置,所述光学物品包括: 近红外 线吸收玻璃 基板 ,包含二价 铜 离子作为着色成分;以及色素分散层,形成于所述近红外线吸收玻璃基板的一面或两面上,在 树脂 基体内分散有近红外线吸收用色素以及紫外线吸收用色素,光学物品具有第一透射阻止带和第二透射阻止带,从而具有可以制备不仅可以有效阻断近红外线以及紫外线区域的光而且不存在因入射 角 变化引起的色感差异的优异的近红外线截止滤波器的优点。,下面是光学物品以及包括该光学物品的光学滤波器专利的具体信息内容。

1.一种光学物品,包括:
近红外线吸收玻璃基板,包含二价离子作为着色成分,在430nm至565nm的波长区域平均透射率在90%以上,并且在波长长于565nm的波长区域透射率达到50%的最短波长(Cut-off T50%)出现在660nm至690nm中;以及
色素分散层,形成于所述近红外线吸收玻璃基板的一面或两面上,在树脂基体内分散有近红外线吸收用色素以及紫外线吸收用色素,
当在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射的条件测量所述光学物品的透射率曲线时,所述光学物品具有第一透射阻止带和第二透射阻止带,所述第一透射阻止带在690nm至730nm的波长区域透射率在1%以下,所述第二透射阻止带在360nm至
410nm的波长区域透射率在25%以下,
所述光学物品满足下述条件(A)至(B):
(A)第一透射阻止带的波长宽度(W1)为5nm至25nm;
(B)第二透射阻止带的波长宽度(W2)为5nm至45nm。
2.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学物品的吸光度曲线的情况下,当在所述第一透射阻止带的波长区域将吸光度的最大值归一化为
1时,在所述第二透射阻止带的波长区域吸光度的最大值OD2满足下述式1的条件:
[式1]
0.2≤OD2≤0.4。
3.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
当在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学物品的透射率曲线时,在波长短于430nm的波长区域透射率达到50%的最长波长(λ_cut-on)存在于410nm至420nm的波长区域中,
在波长长于565nm的波长区域透射率达到50%的最短波长(λ_cut-off)存在于625nm至
645nm的波长区域中。
4.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
当在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学物品的透射率曲线时,在430nm至565nm的波长区域平均透射率为87%以上。
5.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
当在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学物品的透射率曲线时,在800nm至1200nm的波长区域平均透射率为25%以上,在1200nm波长下透射率为50%以上。
6.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计分别以0度和40度的入射角的条件测量所述光学物品的透射率曲线时,在400nm至410nm的波长区域以0度入射角的条件测量的透射率达到30%的波长(λ_T30%@0°)与以40度入射角的条件测量的透射率达到30%的波长(λ_T30%@40°)的差异的绝对值在2nm以下。
7.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
近红外线吸收用色素在690nm至750nm的范围具有最大吸收波长,紫外线吸收用色素在
350nm至410nm的范围具有最大吸收波长,并包括用下述化学式1和化学式2表示的化合物中的任一种以上:
[化学式1]
[化学式2]
所述化学式1中,
A表示基苯基、吲哚亚甲基、或者吲哚啉基,
具有两个A以 为中心彼此结合(conjugation)的结构,
所述氨基苯基、吲哚亚甲基或者吲哚啉基中存在的氢中任一个以上彼此独立地表示氢、卤素、羟基、氰基、硝基、羧基、原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为7-20的芳烷基、磺酰胺基,或者被碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基或者碳原子数为7-20的芳烷基取代或未取代的酰胺基;
所述化学式1是用下述化学式1a至化学式1c表示的化合物中的任一个,
[化学式1a]
[化学式1b]
[化学式1c]
在所述化学式1a至化学式1c中,a1、a2以及a3彼此独立地表示氢、卤素、羟基、氰基、硝基、羧基、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为1-6的烷氧基、碳原子数为7-20的芳烷基、磺酰胺基,或者被碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基或者碳原子数为7-20的芳烷基取代或未取代的酰胺基,
在所述化学式2中,R1至R3分别独立地用氢、氰基、氨基或者下述化学式2-a表示,[化学式2-a]
在化学式2-a中,b1分别独立地表示氢、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为7-20的芳烷基或者碳原子数为6-18的芳基,R4用氢、氰基或者下述化学式2-b表示,
[化学式2-b]
在化学式2-b中,b2表示氢、碳原子数为1-18的烷基、或者氨基,
所述化学式2的R1至R4的一个以上的氢分别独立地被选自由碳原子数为1-6的烷基、碳原子数为1-6的烯基、碳原子数为1-6的烷氧基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为2-20的杂芳基、碳原子数为6-20的芳氧基、碳原子数为6-20的芳硫基、碳原子数为1-6的烷氧羰基、卤素、氰基、硝基、羟基以及羧基组成的组中的一个取代或未取代。
8.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
当所述色素分散层的含量为100重量份时,近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的总含量在2.5至5.5重量份的范围。
9.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
所述色素分散层中,紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比在0.5至
3.0重量比的范围。
10.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
近红外线吸收玻璃基板的厚度为0.140mm至0.220mm。
11.根据权利要求1所述的光学物品,其中,
构成树脂基体的高分子树脂包括选自由聚酯类树脂、聚碳酸酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚烯类树脂、环烯烃类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚酰胺类树脂以及聚氨酯类树脂组成的组中的一种以上。
12.一种光学滤波器,包括:
权利要求1所述的光学物品;
在所述光学物品的一面上形成的第一选择波长反射层;以及
在所述光学物品的另一面上形成的第二选择波长反射层,
所述光学滤波器是满足下述式2的光学滤波器:
[式2]
|(A-B)/A|*100≤1%
在所述式2中,A表示在380nm至780nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学滤波器的透射率曲线时的所述透射率的积分值,
B表示在380nm至780nm的波长范围利用分光光度计以40度入射角条件测量所述光学滤波器的透射率曲线时的所述透射率的积分值。
13.根据权利要求12所述的光学滤波器,其中,
当在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学滤波器的透射率曲线时,所述光学滤波器的在波长长于565nm的波长区域透射率达到50%的最短波长(λ_cut-off)出现在630nm至655nm中。
14.根据权利要求12所述的光学滤波器,其中,
在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学滤波器的透射率曲线时,在430nm至565nm的波长区域平均透射率在93%以上。
15.一种拍摄装置,包括权利要求12所述的光学滤波器。

说明书全文

光学物品以及包括该光学物品的光学滤波器

技术领域

[0001] 本发明涉及光学物品以及包括该光学物品的光学滤波器,具体地涉及一种抑制近红外线以及紫外线波长区域的光的透射并且可以显著减小因入射增加引起的可见光透射率曲线的短波长偏移的光学物品以及包括该光学物品的光学滤波器。

背景技术

[0002] 为了得到表现出人眼所见的自然色彩的图像,利用CIS(CMOS Image Sensor,CMOS图像传感器)等固体拍摄元件的拍摄装置需要如下光学部件,即,阻断传感器所检测到的近红外线区域的700nm至1200nm范围的光,并使可见光区域的400nm至600nm范围的光透射,以便近似地校正为人的视感度。
[0003] 这样的光学部件可以列举在普通光学玻璃的两面形成有电介质多层膜的反射型近红外线截止滤波器,或者使用包含二价离子作为着色成分的近红外线吸收玻璃代替普通光学玻璃作为基板并在其两面形成有电解质多层膜的吸收型近红外线截止滤波器等。但是,在现有技术中所使用的反射型近红外线截止滤波器的情况下,随着光源的入射角的增加,可见光区域的分光透射率曲线向短波长侧偏移(shift)(以下称为“短波长偏移”),从而在所拍摄的图像上存在随着位置严重引起色感(或色温)差异的问题,存在不能应用于高像素相机模(例如5兆像素以上)的局限性。
[0004] 另外,在现有的吸收型近红外线截止滤波器的情况下,近红外线吸收玻璃本身不足以阻断紫外线区域以及700nm至1200nm范围的近红外线波长,因此通过在近红外线吸收玻璃基板的两面形成电介质多层膜来进一步阻断紫外线以及近红外线区域的光。
[0005] 但是,近年来随着广角镜头引入的增加,拍摄图像时入射的光的入射角范围变宽,从而开始出现在吸收型近红外线截止滤波器中也会产生色感差异的问题。这种色感差异是在适用了变宽的入射角的高像素相机模块中由于近红外线截止滤波器的可见光透射率曲线的短波长偏移引起的。
[0006] 因此,迫切需要开发一种在适用于高像素相机模块时无色感差异且可以有效阻断近红外线区域和紫外线区域的光的光学部件。

发明内容

[0007] 要解决的课题
[0008] 本发明的目的在于提供一种光学物品,其对于可见光区域的波长的光具有优异的透射率,可有效阻断近红外线以及紫外线区域的光,并且不会引起随着入射角变化的色感差异。
[0009] 本发明的另一个目的在于提供一种包括所述光学物品的光学滤波器。
[0010] 本发明的又一目的在于提供一种包括所述光学物品的拍摄装置。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 本申请人等将现有的近红外线吸收玻璃基板改进为具有预定的分光特性,同时在所述基板的一面或者两面设置色素分散层,从而研究出了一种形成有透射阻止带的光学物品,该透射阻止带被严格控制成在近红外线区域以及紫外线区域中分光透射率具有预定的透射率以下的值并且具有预定的波长宽度,并且发现了如下情况,即,即使入射角增加至40度,在预定的可见光波长区域中分光透射率的积分值(面积)的变化也可以被控制在1%以下,从而能够获得在所拍摄的图像上没有色感差异的高质量的图像,由此完成了本发明。
[0013] 为了解决所述的本发明的目的,
[0014] 本发明在一个实施例中提供一种光学物品,包括:
[0015] 近红外线吸收玻璃基板,包含二价铜离子作为着色成分,在430nm至565nm的波长区域平均透射率在90%以上,并且在波长长于565nm的波长区域透射率达到50%的最短波长(Cut-off T50%)会出现在660nm至690nm;以及
[0016] 色素分散层,形成于所述近红外线吸收玻璃基板的一面或两面上,在树脂基体内分散有近红外线吸收用色素以及紫外线吸收用色素,
[0017] 当在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学物品的透射率曲线时,所述光学物品具有第一透射阻止带和第二透射阻止带,所述第一透射阻止带在690nm至730nm的波长区域透射率在1%以下,所述第二透射阻止带在360nm至410nm的波长区域透射率在25%以下,
[0018] 所述光学物品满足下述条件(A)至(B):
[0019] (A)第一透射阻止带的波长宽度(W1)为5nm至25nm;
[0020] (B)第二透射阻止带的波长宽度(W2)为5nm至45nm。
[0021] 另外,本发明在一个实施例中提供一种包括所述光学物品的光学滤波器以及拍摄装置。
[0022] 发明效果
[0023] 本发明涉及的光学物品具备近红外线吸收玻璃基板以及在所述近红外线吸收玻璃基板的一面或者两面上分散有近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的色素分散层,从而具有可以提供针对具有可见光区域的波长的光显现出高的透射率、且不仅有效阻断近红外线和紫外线区域的光而且不存在因入射角变化引起的色感差异的优异的近红外线截止滤波器的优点。附图说明
[0024] 图1是示出一个实施例中本发明涉及的光学物品的结构的剖视图。
[0025] 图2是示出另一个实施例中本发明涉及的光学滤波器的结构的剖视图。
[0026] 图3是示出针对近红外线吸收玻璃基板的透射率曲线的曲线。
[0027] 图4是示出针对制备例以及比较制备例的吸光度曲线的曲线。
[0028] 图5和图6是分别示出本发明的一个实施例涉及的第一选择波长反射层和第二选择波长反射层的分光透射率的曲线。
[0029] 图7至图10是分别示出在300nm至1200nm的波长范围以制备例3、制备例6、比较制备例7以及比较制备例19中制备的光学物品为对象测量的分光透射率的曲线。
[0030] 图11至图14是分别示出在300nm至1200nm的波长范围以实施例3、实施例6、比较例7以及比较例19中制备的光学滤波器为对象测量的分光透射率的曲线。

具体实施方式

[0031] 本发明可以进行各种变更并可以具有多种实施例,在附图中示出特定实施例并在具体内容中加以详细说明。
[0032] 但是,这并不是将本发明限定为特定的实施方式,应当理解为包括在本发明的思想和技术范围内所包含的所有变更、等同物和替代物。
[0033] 在本发明中,应当理解的是,“包括”、“包含”、“具备”、“具有”、“由……构成”或“由……组成”等术语旨在表示存在说明书中描述的特征、数字、步骤、操作或动作、构成要素、部件或它们的组合,并不预先排除一个或其以上的其他特征、数字、步骤,操作或动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或者附加可能性。
[0034] 另外,应当理解的是,为了便于描述,本发明中的附图被表示为放大或缩小。
[0035] 以下,将参照附图详细说明本发明,并且与符号无关地针对相同或相应的构成要素标注相同的符号并省略其重复描述。
[0036] 在本发明中,“可见光”是在电磁波中人眼可以感知到的波长区域的光,指约400nm至700nm的波长范围的光。
[0037] 在本发明中,“近红外线”是位于红线末端之外且波长长于可见光的电磁波,指约700nm至1200nm的波长范围的光。在本发明中,所述“近红外线”的阻断程度可以用针对近红外线的吸光度来表示。
[0038] 在本发明中,“紫外线”是位于蓝线末端之外且波长短于可见光的电磁波,指约300nm至400nm的波长范围的光。在本发明中,所述“紫外线”的阻断程度可以用针对紫外线的吸光度来表示。
[0039] 此时,所述吸光度(OD)定义为当光通过吸光介质时的入射光强度为Io且所通过的光的强度为I时,通过对Io/I进行常用对数而得到的值。即,意味着用吸光度(OD)=log(Io/I)表示的值。所述吸光度可以利用分光光度计来计算出。
[0040] 在本发明中,“最大吸收波长”是指,以将近红外线吸收用色素或紫外线吸收用色素溶解于环己中而准备的试样为对象,在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计测量的吸收光谱中,吸光度最大的波长。
[0041] 在本发明中,“第一透射阻止带”是指在690nm至730nm的波长区域显现出透射率在1%以下的波长范围,并且“第二透射阻止带”是指在360nm至410nm的波长区域显现出透射率在25%以下的波长范围。
[0042] 在本发明中,“第一透射阻止带的波长宽度(W1)”是指从第一透射阻止带的波长的上限值减去波长的下限值而得到的值,“第二透射阻止带的波长宽度(W2)”是指从第二透射阻止带的波长的上限值减去波长的下限值而得到的值。
[0043] 在本发明中,“平均透射率”是指在利用分光光度计测量近红外线吸收玻璃基板、光学物品以及光学滤波器等的透射光谱时,在随着波长的透射率曲线中预定的波长范围内的透射率的算术平均值。
[0044] 另外,在本发明中,“入射角”是指在利用分光光度计测量近红外线吸收玻璃基板、光学物品以及光学滤波器等的透射光谱或者吸收光谱时,光源与垂直于光学物品或光学滤波器的主面的方向之间的角度,除非另有说明,入射角是指在0°条件下测量的角度。
[0045] 进一步地,在本发明中,“烷基(alkyl group)”是指衍生自直链(linear)或支链(branched)形式的饱和的取代基。
[0046] 此时,所述“烷基”例如可以列举甲基(methyl group)、乙基(ethyl group)、正丙基(n-propyl group)、异丙基(iso-propyl group)、正丁基(n-butyl group)、异丁基(iso-butyl group)、仲丁基(sec-butyl group)、叔丁基(tert-butyl group)、正戊基(n-pentyl group)、1,1-二甲基丙基(1,1-dimethylpropyl group)、1,2-二甲基丙基(1,2-dimethylpropyl group)、2,2-二甲基丙基(2,2-dimethylpropyl group)、1-乙基丙基(1-ethylpropyl group)、2-乙基丙基(2-ethylpropyl group)、正己基(n-hexyl group)、1-甲基-2-乙基丙基(1-methyl-2-ethylpropyl group)、1-乙基-2-甲基丙基(1-ethyl-2-methylpropyl group)、1,1,2-三甲基丙基(1,1,2-trimethylpropyl group)、1-丙基丙基(1-propylpropyl group)、1-甲基丁基(1-methylbutyl group)、2-甲基丁基(2-
methylbutyl group)、1,1-二甲基丁基(1,1-dimethylbutyl group)、1,2-二甲基丁基(1,
2-dimethylbutyl group)、2,2-二甲基丁基(2,2-dimethylbutyl group)、1,3-二甲基丁基(1,3-dimethylbutyl group)、2,3-二甲基丁基(2,3-dimethylbutyl group)、2-乙基丁基(2-ethylbutyl group)、2-甲基戊基(2-methylpentyl group)、3-甲基戊基(3-
methylpentyl group)等。
[0047] 另外,所述“烷基”可以具有1至20个原子数,例如1至12个碳原子数、1至6个碳原子数、或者1至4个碳原子数。
[0048] 此外,在本发明中,“环烷基”是指衍生自单环(monocyclic)饱和烃的取代基。
[0049] 所述“环烷基(cycloalkyl group)”例如可以列举环丙基(cyclopropyl group)、环丁基(cyclobutyl group)、环戊基(cyclopentyl group)、环己基(cyclohexyl group)、环庚基(cycloheptyl group)、环辛基(cyclooctyl group)等。
[0050] 另外,所述“环烷基”可以具有3至20个碳原子数,例如3至12个碳原子数、或者3至6个碳原子数。
[0051] 进一步地,在本发明中,“芳基(aryl group”是指衍生自芳族烃的单价取代基。
[0052] 此时、所述“芳基”例如可以列举苯基(phenyl group)、基(naphthyl group)、蒽基(anthracenyl group)、菲基(phenanthryl group)、萘并萘基(naphthacenyl group)、芘基(pyrenyl group)、甲苯基(tolyl group)、联苯基(biphenyl group)、三联苯基(terphenyl group)、窟基(chrycenyl group)、螺二芴基(spirobifluorenyl group)、荧蒽基(fluoranthenyl group)、芴基(fluorenyl group)、苝基(perylenyl group)、茚基(indenyl group)、奥基(azulenyl group)、庚搭烯基(heptalenyl group)、非那烯基(phenalenyl group)、菲酰基(phenanthrenyl group)等。
[0053] 另外,所述“芳基”可以具有6至30个碳原子数,例如6至10个碳原子数、6至14个碳原子数、6至18个碳原子数、或者6至12个碳原子数。
[0054] 此外,在本发明中,“杂芳基(heteroaryl group)”是指衍生自单环或稠环的“芳族杂环”或“杂环”。所述“杂芳基”中作为杂原子包括氮(N)、硫(S)、(O)、磷(P)、硒(Se)和(Si)中的至少一种,例如包括一个、两个、三个、或四个。
[0055] 此时,所述“杂芳基”例如可以列举:包括吡咯基(pyrrolyl group)、吡啶基(pyridyl group)、吡啶基(pyridinyl group)、哒嗪基(pyridazinyl group)、嘧啶基(pyrimidinyl group)、吡嗪基(pyrazinyl group)、三唑基(triazolyl group)、四唑基(tetrazolyl group)、苯并三唑基(benzotriazolyl group)、吡唑基(pyrazolyl group)、咪唑基(imidazolyl group)、苯并咪唑基(benzimidazolyl group)、吲哚基(indolyl group)、吲哚啉基(indolinyl group)、异吲哚基(isoindolyl group)、吲哚嗪基(indolizinyl group)、嘌呤基(purinyl group)、吲唑基(indazolyl group)、喹啉基(quinolyl group)、异喹啉基(isoquinolinyl group)、喹嗪基(quinolizinyl group)、酞嗪基(phthalazinyl group)、萘啶基(naphthylidinyl group)、喹喔啉基(quinoxalinyl group)、喹唑啉基(quinazolinyl group)、嗜啉基(cinnolinyl group)、蝶啶基(pteridinyl group)、咪唑三嗪基(imidazotriazinyl group)、吖啶基(acridinyl group)、菲啶基(phenanthridinyl group)、咔唑基(carbazolyl group)、咔唑啉基(carbazolinyl group)、嘧啶基(pyrimidinyl group)、菲咯啉基(phenanthrolinyl group)、吩嗪基(phenazinyl group)、咪唑并吡啶基(imidazopyridinyl group)、咪唑并嘧啶基(imidazopyrimidinyl group)、吡唑并吡啶基(pyrazolopyridinyl group)等的含氮杂芳基;包括噻吩基(thienyl group)、苯并噻吩基(benzothienyl group)、二苯并噻吩基(dibenzothienyl group)等的含硫杂芳基;包括呋喃基(furyl group)、吡喃基(pyranyl group)、环戊吡喃基(cyclopentapyranyl group)、苯并呋喃基(benzofuranyl group)、异苯并呋喃基(isobenzofuranyl group)、二苯并呋喃基(dibenzofuranyl group)、苯并二恶唑基(benzodioxole group)、苯并三唑基(benzotrioxole group)等的含氧杂芳基等。
[0056] 另外,所述“杂芳基”的具体例子可以列举噻唑基(thiazolyl group)、异噻唑基(isothiazolyl group)、苯并噻唑基(benzothiazolyl group)、苯并噻二唑基(benzothiadiazolyl group)、吩噻嗪基(phenothiazinyl group)、异恶唑基(isoxazolyl group)、呋吖基(furazanyl group)、苯氧嗪基(phenoxazinyl group)、恶唑基(oxazolyl group)、苯并恶唑基(benzoxazolyl group)、恶二唑基(oxadiazolyl group)、吡唑并恶唑基(pyrazoloxazolyl group)、咪唑并噻唑基(imidazothiazolyl group)、噻吩并呋喃基(thienofuranyl  group)、呋喃并吡咯基(furopyrrolyl group)、吡啶恶嗪基
(pyridoxazinyl group)等的包括至少两个以上杂原子的化合物。
[0057] 进一步地,所述“杂芳基”可以具有2至20个碳原子数、例如4至19个碳原子数、4至15个碳原子数、或者5至11个碳原子数。例如,当包括杂原子时,杂芳基可以具有5至21的环元(ring member)。
[0058] 另外,在本发明中,“芳烷基(aralkyl group)”是指在末端烃的氢位结合有衍生自芳族烃的单价取代基的饱和烃取代基。即,“芳烷基”是指链末端被芳基取代的烷基,其实例可以列举苄基(benzyl group)、苯乙基(phenethyl group)、丙基(phenylpropyl group)、萘甲基(naphthalenylmethyl group)、萘乙基(naphthalenylethyl group)等。
[0059] 以下,详细说明本发明。
[0060] <光学物品>
[0061] 在一个实施例中,本发明的光学物品包括:近红外线吸收玻璃基板,包含二价铜离子作为着色成分,在430nm至565nm的波长区域中平均透射率在90%以上,并且在波长长于565nm的波长区域中透射率达到50%的最短波长(Cut-off T50%)会出现在660nm至690nm中;以及色素分散层,形成于所述近红外线吸收玻璃基板的一面或两面上,在树脂基体内分散有近红外线吸收用色素以及紫外线吸收用色素。作为一个例子,所述近红外线吸收用色素可以在690nm至750nm的范围具有最大吸收波长,所述紫外线吸收用色素可以在350nm至
410nm的波长区域具有最大吸收波长。所述近红外线吸收用色素或者紫外线吸收用色素也可以分别使用在所述波长范围内具有最大吸收波长的两个以上的吸收用色素。
[0062] 另外,当在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学物品的透射率曲线时,本发明的光学物品具有第一透射阻止带和第二透射阻止带,所述第一透射阻止带在690nm至730nm的波长区域显现出透射率在1%以下,所述第二透射阻止带在360nm至410nm的波长区域显现出透射率在25%以下,并满足下述条件(A)至(B):
[0063] (A)第一透射阻止带的波长宽度W1为5nm至25nm;
[0064] (B)第二透射阻止带的波长宽度W2为5nm至45nm。
[0065] 本发明的光学物品满足所述条件(A)至(B),由此能够提供一种不阻碍针对可见光区域的光的透射率并有效阻断近红外线和紫外线区域的光同时不会导致因入射角增加引起的短波长偏移带来的色感差异的光学滤波器。所述波长宽度W1优选为6nm至24nm,更优选为8nm至23nm。另外,所述波长宽度W2优选为7nm至43nm,更优选为9nm至42nm。
[0066] 另外,在所述光学物品的吸光度曲线中,当在所述第一透射阻止带的波长区域将吸光度的最大值归一化为1时,在所述第二透射阻止带的波长区域,吸光度的最大值OD2可以满足下述式1的条件。
[0067] [式1]
[0068] 0.2≤OD2≤0.4。
[0069] 在本发明中,所述式1中,OD2值可以是0.2至0.4、0.21至0.39、0.23至0.37、或者0.25至0.37的范围。当OD2值小于0.2时,可见光透射率曲线的短波长偏移会随着入射角的增加而增加,从而色感差异会增加,当OD2大于0.4时,会发生可见光透射率的降低,从而在低照度环境下拍摄时,难以得到高质量的图像。本发明的光学物品满足所述式1的条件,由此可以提供一种不阻碍针对可见光区域的光的透射率的同时抑制短波长偏移来防止色感差异的产生的光学滤波器。
[0070] 图1是示出本发明的光学物品的结构的剖视图。参照图1的(a)以及(b),所述光学物品10包括包含二价铜离子作为着色成分的近红外线吸收玻璃基板13。使用如下基板作为在现有的近红外线截止滤波器中所使用的近红外线吸收玻璃基板:在430nm至565nm的波长区域,平均透射率为90%以下,在波长长于565nm的波长区域,透射率达到50%的最短波长(Cut-off T50%)在650nm以下。相反,关于本发明涉及的光学物品所包含的近红外线吸收玻璃基板,优选的是,在所述波长范围内的平均透射率在90%以上,Cut-off T50%值具有660nm至690nm的范围的值。所述近红外线吸收玻璃基板的厚度可以是0.140mm至0.220mm的范围。优选的是,所述近红外线吸收玻璃基板的厚度可以是0.145mm至0.210mm的范围。可以将近红外线吸收玻璃基板的厚度控制在所述范围来赋予对光学物品的支持效果,同时可以赋予包含所述平均透射率和Cut-off T50%等的预定的光学特性。在所述近红外线吸收玻璃基板13的一面或者两面上形成有在树脂基体内分散有近红外线吸收用色素11和紫外线吸收用色素12的色素分散层14、14a、14b。图1的(a)示出在近红外线吸收玻璃基板13的一面上形成有在树脂内一同分散有近红外线吸收用色素11和紫外线吸收用色素12的色素分散层14的结构。另外,图1的(b)示出在近红外线吸收玻璃基板13的一面上形成有在树脂内分散有近红外线吸收用色素11的色素分散层14a、在相反面上形成有在树脂内分散有紫外线吸收用色素12的色素分散层14b的结构。
[0071] 关于构成所述树脂基体的高分子树脂,可在近红外线吸收用色素和紫外吸收用色素容易分散且不阻碍光学特性的范围进行选择。所述高分子树脂例如可以包括选自由聚酯类树脂、聚碳酸酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚烯烃类树脂、环烯烃类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚酰胺类树脂以及聚酯类树脂组成的组中的一种以上。
[0072] 本发明涉及的光学物品同时具备具有所述的光学特性的近红外线吸收玻璃基板13和色素分散层14、14a、14b,由此可以提供符合常用的图像传感器且不会导致色感差异的光学滤波器。在一个实施例中,所述近红外线吸收用色素11可以在690nm至750nm的范围具有最大吸收波长,所述紫外线吸收用色素12可以在350nm至410nm的波长区域具有最大吸收波长。优选的是,所述近红外线吸收用色素11可以在700nm至750nm范围具有最大吸收波长,紫外线吸收用色素12可以在370nm至400nm的波长区域具有最大吸收波长。
[0073] 此外,所述近红外线吸收用色素11例如可以是花青类化合物、酞菁类化合物、萘酞菁类化合物、卟啉类化合物、苯并卟啉类化合物、吲哚类化合物、三嗪类化合物、苯并三唑类化合物、斯夸琳类化合物、蒽醌类化合物、克酮酸(croconium)类化合物、二亚铵类化合物(diimmonium-based compound)和/或二硫醇金属络合物等。作为一个例子,所述近红外线吸收用色素11可以用下述化学式1表示。
[0074] [化学式1]
[0075]
[0076] 所述化学式1中,
[0077] A表示氨基苯基;吲哚亚甲基;或者吲哚啉基,
[0078] 具有两个A以 为中心彼此结合(conjugation)的结构,
[0079] 所述氨基苯基、吲哚亚甲基或者吲哚啉基中存在的氢中任一个以上彼此独立地表示氢、卤素、羟基、氰基、硝基、羧基、碳原子数1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为7-20的芳烷基、磺酰胺基,或者被碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基或者碳原子数为7-20的芳烷基取代或未取代的酰胺基;
[0080] 具体地,所述化学式1可以是用下述化学式1a至化学式1c表示的化合物中的任一个。
[0081] [化学式1a]
[0082]
[0083] [化学式1b]
[0084]
[0085] [化学式1c]
[0086]
[0087] 所述化学式1a至化学式1c中,
[0088] a1、a2以及a3彼此独立地表示氢、卤素、羟基、氰基、硝基、羧基、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为1-6的烷氧基、碳原子数为7-20的芳烷基、磺酰胺基,或者被碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的卤代烷基或者碳原子数为7-20的芳烷基取代或未取代的酰胺基。
[0089] <紫外线吸收用色素>
[0090] 所述紫外线吸收用色素12可以用下述化学式2表示。
[0091] [化学式2]
[0092]
[0093] R1至R3分别独立地用氢、氰基、氨基或者下述化学式2-a表示,
[0094] [化学式2-a]
[0095]
[0096] 化学式2-a中,
[0097] b1分别独立地表示氢、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为7-20的芳烷基或者碳原子数为6-18的芳基,
[0098] R4表示氢、氰基或者用下述化学式2-b表示,
[0099] [化学式2-b]
[0100]
[0101] 化学式2-b中,
[0102] b2表示氢、碳原子数为1-18的烷基、或者氨基。
[0103] 所述化学式2的R1至R4的一个以上的氢分别独立地被选自由碳原子数为1-6的烷基、碳原子数为1-6的烯基、碳原子数为1-6的烷氧基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为2-20的杂芳基、碳原子数为6-20的芳氧基、碳原子数为6-20的芳硫基、碳原子数为1-6的烷氧羰基、卤素、氰基、硝基、羟基以及羧基组成的组中的一个取代或未取代。
[0104] 相对于100重量份的色素分散层14、14a、14b,所述近红外线吸收用色素11和紫外线吸收用色素12的总含量可以是2.5至5.5重量份范围,具体地可以是2.6至5.0重量份、2.8至4.5重量份或者2.9至4.0重量份范围。另外,紫外线吸收用色素12相对于近红外线吸收用色素11的含量比以重量比可以是0.5至3.0范围,具体地可以是0.6至2.9、1.0至2.8或者1.2至2.7重量比范围。
[0105] 本发明的光学物品包括色素分散层14、14a、14b,该色素分散层14、14a、14b在各种类型和形态的色素中以所述的预定含量和含量比包含在所述波长范围具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素11和紫外线吸收用色素12,由此可以抑制可见光透射率曲线的短波长偏移且不会导致色感差异,同时在可见光区域提供高的透射率,从而可以实现在图像拍摄时能够提供更明亮的图像的光学滤波器。
[0106] 在另一个实施例中,本发明涉及的光学物品中,在430nm以下的波长区域透射率达到50%的最长波长(λ_cut-on)可存在于410nm至420nm的波长区域,在565nm以上的波长区域透射率达到50%的最短波长(λ_cut-off)可以存在于625nm至645nm的波长区域。λ_cut-on值和λ_cut-off值存在于所述的预定波长范围内,因此当与常用的图像传感器并用时,可以获得充分再现被摄体固有的颜色的高质量的图像。当λ_cut-on值小于所述范围的值时,蓝色可能被过度强调,或者当λ_cut-on值大于所述范围的值时,蓝色感可能不足。另外,当λ_cut-off值小于所述范围的值时,红色感可能不足,或者当λ_cut-off值大于所述范围的值时,可能得到红色过度被强调的图像。
[0107] 另外,所述光学物品的特征在于在430nm至565nm的波长区域,平均透射率在87%以上。在所述平均透射率小于87%的情况下,当在低照度环境下拍摄图像时,存在不能鲜明地再现被摄体的形状的问题。
[0108] 另外,在一个实施例中,所述光学物品在800nm至1200nm的波长区域,平均透射率可以在25%以上,在1200nm的波长下透射率可以在50%以上。具体地,所述光学物品在800nm至1200nm的波长区域,平均透射率可以在26%以上、29%以上或者32%以上,在
1200nm的波长下透射率可以在51%以上或者55%以上。对于影响拍摄装置的图像的700nm至750nm的波长区域的光,本发明的光学物品可以形成第一透射阻止带来进行有效的阻断。
但是,对于750nm以上波长区域的光,将会使预定平的光透射,并在光学物品的一面或者两面上形成选择波长反射层,从而可以选择性地阻断400nm以下的波长区域和/或750nm以上的波长区域的光。由此,将本发明涉及的光学物品适用于拍摄装置时,抑制因入射角增加引起的色感差异的产生的同时在可见光区域提供高的透射率,从而可以通过拍摄装置来获得明亮的图像。
[0109] 另外,所述光学物品可以有效减少透射光谱的随着入射的光的角度的偏移现象。在一个实施例中,所述光学物品在400nm至410nm的波长区域,在0度入射角条件下透射率达到30%的波长(λ_T30%@0°)与在40度入射角条件下透射率达到30%的波长(λ_T30%@40°)的差异的绝对值可以是5nm以下、3nm以下或者实质上是2nm以下。由此,本发明涉及的光学物品可以抑制随着光的入射角的增加可见光区域的透射率曲线的短波长偏移的情况,并将可见光区域的透射率的积分值(面积)的变化抑制在1%以下,从而可以提供显著减少因入射角增加引起的色感变化的光学滤波器。
[0110] <光学滤波器>
[0111] 另外,本发明提供包括前述的光学物品的光学滤波器。
[0112] 所述光学滤波器可以是包括在光学物品的一面或者两面上形成的选择波长反射层的结构。由此,当所述光学滤波器以0度入射角的条件在300nm至1200nm的波长范围利用分光光度计测量透射光谱时,可以满足下述条件(i)和(ii):
[0113] (i)在比565nm的波长长的波长区域透射率达到50%的最短波长(λ_cut-off)在630nm至655nm的范围;
[0114] (ii)在430nm至565nm的波长区域,平均透射率在93%以上。
[0115] 这意味着本发明涉及的光学滤波器可以与常用的图像传感器并用,对具有可见光区域的波长的光显现出高的透射率,从而即使在低照度拍摄环境下也能够提供鲜明且明亮的图像。
[0116] 本发明涉及的光学滤波器在光学物品的一面或者两面上形成选择波长反射层,由此反射未通过吸收被阻断的预定波长区域的光来进行选择性的阻断。例如,可以选择性地阻断700nm以上的波长区域的近红外光和400nm以下的波长区域的紫外光。
[0117] 所述λ_cut-off可以优选在632nm至653nm的范围,可以更优选为635nm至650nm的范围。此外,所述平均透射率可以优选为在93.5%以上,可以更优选为在94%以上。
[0118] 在一个实施例中,所述光学滤波器满足下述式2:
[0119] [式2]
[0120] |(A-B)/A|*100≤1%。
[0121] 在所述式2中,A表示在380nm至780nm的波长范围利用分光光度计以0度入射角的条件测量所述光学滤波器的透射率曲线时的所述透射率的积分值,
[0122] B表示在380nm至780nm的波长范围利用分光光度以40度入射角的条件测量所述光学滤波器的透射率曲线时的所述透射率的积分值。所述透射率的积分值是与到达图像传感器的光量相关的因子,并且优选不管入射角如何变化,积分值的变化都小。
[0123] 本发明涉及的光学滤波器即使在入射的光的入射角增加至40度,也可以有效抑制可见光透射率曲线的短波长偏移,由此可以防止色感差异的产生。例如,如所述式2所示,针对以0度入射角的条件入射的光的透射率与针对以40度入射角的条件入射的光的透射率的积分值的差异可以在1%以下、优选在0.5%以下、更优选在0.2%以下。
[0124] 图2是示出一个实施例中本发明涉及的光学滤波器的结构的剖视图。参照图2,本发明的光学滤波器包括光学物品10以及位于该光学物品10的两面上的选择波长反射层20和30,该光学物品10包括近红外线吸收玻璃基板13以及在所述近红外线吸收玻璃基板13的一面或者两面上分散有近红外线吸收用色素和/或紫外线吸收用色素的色素分散层14、14a、14b。
[0125] 前面已叙述所述近红外线吸收玻璃基板13、色素分散层14、14a、14b以及光学物品10,因此省略重复的说明。
[0126] 本发明的光学滤波器中,所述选择波长反射层20和30可以选择性地反射入射到光学滤波器的光中的预定波长范围的光,或者可以为了增加可见光区域的光的透射而提供防止反射的反射防止层的功能。例如,反射具有700nm至1200nm范围的波长以及具有300nm至400nm范围的波长的光而阻断所述范围的光入射到图像传感器的情况,并防止400nm至
700nm的波长范围的可见光区域的光被反射的情况,由此可以执行增加被入射到图像传感器的所述波长范围的光的光量的作用。即,所述选择波长反射层20和30可以执行反射近红外线的近红外线反射层、反射紫外线的紫外线反射层和/或防止可见光被反射的反射防止层的作用。
[0127] 在一个实施例中,所述光学滤波器可以包括在光学物品的第一主面上形成的第一选择波长反射层20以及在光学物品的第二主面上形成的第二选择波长反射层30。所述第一选择波长反射层20可以在包括可见光区域、波长短于可见光区域的短波长末端的部分紫外线区域以及波长长于可见光区域的长波长末端的部分近红外线区域的宽的波长区域,执行防止反射的反射防止层的作用,第二选择波长反射层30可以执行以95%以上的高的透射率使可见光区域的光透射并且选择性地反射紫外线区域和近红外线区域的光的作用。与此相反,第一选择波长反射层20可以执行选择性地反射紫外线区域的光的作用,第二选择波长反射层30可以执行选择性地反射近红外线区域的光的作用。以上说明了将所述的执行各自的作用的第一选择波长反射层和第二选择波长反射层设置在所述的各自的第一主面上和第二主面上的例子,但可以在所述第一主面上设置所述第二选择波长反射层30并在所述第二主面上设置所述第一选择波长反射层20。
[0128] 作为一个例子,所述选择波长反射层20和30可以具有交替地层叠高折射率层和低折射率层的电介质多层膜的结构,还可以包括膜、贵金属薄膜、或者分散有氧化铟和氧化中的一种以上的微粒子的树脂膜。例如,所述选择波长反射层20和30可以是交替地层叠具有第一折射率的电介质层(未图示)和具有第二折射率的电介质层(未图示)的结构,具有所述第一折射率的电介质层与具有所述第二折射率的电介质层的折射率之差可以在0.2以上、0.3以上或者是0.2至1.0。
[0129] 另外,所述选择波长反射层20和30的高折射率层和低折射率层没有特别限制,只要高折射率层与低折射率层的折射率之差包括在前述的范围内即可,但是具体而言,高折射率层可以包括选自由具有1.6至2.4的折射率的氧化、氧化铝、氧化锆、五氧化钽、五氧化铌、氧化镧、氧化钇、氧化锌、硫化锌和氧化铟组成的组中的一种以上,所述氧化铟还可以少量含有氧化钛、氧化锡或者氧化铈等。另外,低折射率层可以包括选自由具有1.3至1.6的折射率的二氧化硅、氟化镧、氟化镁和六氟铝酸钠(晶石,Na3AlF6)组成的组中的一种以上。
[0130] 如上所述,本发明涉及的光学滤波器可以将所透射的光的范围限制到可见光区域,并且在将所述光学滤波器适用于拍摄装置时,可以实现在入射角增加时不会引起色感差异的明亮且充分再现原色的图像。
[0131] <拍摄装置>
[0132] 进一步地,本发明在一个实施例中提供一种包括所述光学滤波器的拍摄装置。
[0133] 本发明涉及的拍摄装置包括前述的光学滤波器,并对于具有可见光区域的波长的光显现出高的透射率。另外,由于包括一种即使在光源的入射角增加至40度的情况下也可以在可见光区域具有93%以上的高的平均透射率、且可见光透射率曲线的短波长偏移受到了抑制的光学滤波器,因此不会在由所述拍摄装置拍摄到的图像上随着位置的变化引起色感差异,并且可以实现明亮且充分再现原色的图像。
[0134] 因此,所述拍摄元件可以有效利用于拍摄装置所适用的电子设备中,例如,数码相机、便携式相机、数码摄像机、电脑摄像头(PC CAMERA)、监控摄像头、车载摄像头、便携信息终端机、个人计算机、视频游戏、医疗设备、USB存储器、便携游戏机、指纹认证系统、数字音乐播放器等。
[0135] 以下,通过制备例、实施例和实验例来详细说明本发明。
[0136] 但是,下述制备例、实施例和实验例仅例示本发明,本发明的内容不局限于下述制备例、实施例和实验例。
[0137] 制备例和比较制备例、实施例和比较例中使用的近红外线吸收玻璃基板13是通过对市售的BG61(商品名,德国Schott公司)进行研磨来准备的。通过改变研磨厚度来准备厚度不同的各个近红外线吸收玻璃基板,并测量了其厚度。具体地,对于横向和纵向的长度分别为77mm的近红外线吸收玻璃基板,利用高精度测微计千分尺(Mitutoyo公司,商品名:MDH-25M),测量包括中心部和在对角线方向上从中心部远离了50mm的四个位置在内的总共五个位置,并将五个位置的厚度的算术平均值作为其厚度。如表1所示,近红外线吸收玻璃基板的厚度分别为0.145mm,0.165mm,0.190mm和0.210mm。
[0138] 研究了近红外线吸收玻璃基板的光学特性。具体地,对于各近红外线吸收玻璃基板,利用分光光度计(PerkinElmer公司,商品名:LAMBDA750)来测量了针对波长为300nm至1200nm的波长范围的透射率。从测量结果计算出430nm至565nm的波长范围的可见光平均透射率和在波长长于565nm的波长区域透射率达到50%的最短波长(Cut-off T50%),并一同表示在表1中。同时,图3中示出针对下述表1公开的近红外线吸收玻璃基板的透射率曲线。
[0139] [表1]
[0140] 厚度[mm] 0.145 0.165 0.190 0.210可见光平均透射率[%] 90.7 90.5 90.3 90.1
Cut-off T50%[nm] 690.0 679.4 668.9 662.0
[0141] 从表1的结果可知,可以利用包含二价铜离子的厚度为0.140mm至0.220mm的近红外线吸收玻璃来确保可见光平均透射率在90%以上且Cut-off T50%波长为660nm至690nm的光学特性。
[0142] 制备例1至6
[0143] 作为本发明涉及的制备例,以如下方式准备具有第一透射阻止带和第二透射阻止带的光学物品。
[0144] 以100重量份的树脂为基准,以下述表2的含量混合了由化学式1表示且在710±5nm的波长范围具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N1(H.W.SANDS CORP.,美国)、由化学式1表示且具有740±5nm的波长范围的最大吸收波长的近红外线吸收用色素N2
(H.W.SANDS CORP.,美国)以及由化学式2表示且具有380±5nm的波长范围的最大吸收波长的紫外线吸收用色素U1(H.W.SANDS CORP.,美国)。此时,作为树脂,利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂,作为有机溶剂利用环己酮(cyclohexanone)。此后,用搅拌机搅拌24小时以上来制备吸收溶液。将制备的吸收溶液涂在所述表1的厚度为0.145mm的近红外线吸收玻璃基板的截面上,并固化160至120分钟,由此制备如图1的(a)所示的在截面上形成有色素分散层的光学物品。
[0145] [表2]
[0146]
[0147] 针对根据本发明涉及的制备例1至6制备的每一个光学物品,在300nm至1200nm的波长范围,利用分光光度计以0度入射角的条件测量了透射率曲线和吸光度曲线。从所测量的结果计算出在565nm以上显现出1%以下的透射率的第一透射阻止带的波长宽度W1和在430nm以下显现出25%以下的透射率的第二透射阻止带的波长宽度W2。另外,计算出当归一化所述吸光度曲线以使将所述第一透射阻止带的吸光度的最大值OD1变成1时的第二透射阻止带的吸光度的最大值OD2。在所述表2中一同示出了其结果。此外,图4中示出针对根据所述表2公开的制备例3和制备例6的每一个光学物品的吸光度曲线。参照所述表2和图4,可知当将近红外线吸收用色素N1和N2以及紫外线吸收用色素U1的总含量(N1+N2+U1)设为
3.12至4.49重量份范围,并改变N1、N2和U1的含量以使紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比(U1/(N1+N2))变成0.99至2.19重量比的范围时,随着调整N1和N2的含量,可以将第一透射阻止带的波长宽度W1调整到8.3nm至20.5nm的范围,并且随着调整U1的含量,可以将第二透射阻止带的波长宽度W2调整到10.3nm至41.9nm的范围。另外,可知随着调整所述紫外线吸收用色素相对于所述近红外线吸收用色素的总含量的含量比,可以将OD2值调整到0.25至0.37的范围。
[0148] 制备例7至12
[0149] 除了所述表1的厚度为0.165mm的近红外线吸收玻璃基板以及在710±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N1、在740±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N2以及在380±5nm具有最大吸收波长的紫外线吸收用色素U1的含量之外,通过实质上与所述的制备例1至6相同的方法准备了制备例7至12的光学物品。此时,在下述表3中示出近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的含量。
[0150] [表3]
[0151]
[0152] 通过实质上与所述d制备例1至6涉及的光学物品的透射率和吸光度的测量方法相同的方法计算出制备例7至12涉及的光学物品的第一透射阻止带的波长宽度W1、第二透射阻止带的波长宽度W2以及吸光度值。在所述表3中示出了其结果。参照表3,在将近红外线吸收用色素N1和N2以及紫外线吸收用色素U1的总含量(N1+N2+U1)设为3.05至4.35重量份范围,且改变N1、N2和U1的含量以使紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比(U1/(N1+N2))变成1.06至2.34的重量比的范围的情况下,可知随着调整N1和N2的含量,可以将第一透射阻止带的波长宽度W1调整至8.6nm至21.3nm的范围,并且随着调整U1的含量,可以将第二透射阻止带的波长宽度W2调整至9.8nm至40.5nm的范围。另外,可知随着调整所述紫外线吸收用色素相对于所述近红外线吸收用色素的总含量的含量比,可以在0.26至0.37的范围调整OD2值。
[0153] 制备例13至18
[0154] 除了所述表1的厚度为0.190mm的近红外线吸收玻璃基板、在710±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N1、在740±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N2以及在380±5nm具有最大吸收波长的紫外线吸收用色素U1的含量之外,通过实质上与所述制备例1至6相同的方法准备了制备例13至18涉及的光学物品。此时,在下述表4中示出近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的含量。
[0155] [表4]
[0156]
[0157] 通过实质上与所述的制备例1至6的光学物品的透射率和吸光度的测量方法相同的方法计算出制备例13至18涉及的光学物品的第一透射阻止带的波长宽度W1、第二透射阻止带的波长宽度W2以及吸光度值。在所述表4中示出了其结果。参照表4,在将近红外线吸收用色素N1和N2以及紫外线吸收用色素U1的总含量(N1+N2+U1)设为3.00至4.20的重量份范围,且改变N1、N2和U1的含量以使紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比(U1/(N1+N2))为1.12至2.30的重量比的范围的情况下,可知随着调整N1和N2的含量,可以将第一透射阻止带的波长宽度W1调整至10.0nm至22.3nm的范围,并且随着调整U1的含量,可以将第二透射阻止带的波长宽度W2调整至9.9nm至37.1nm的范围。另外,可知随着调整所述紫外线吸收用色素相对于所述近红外线吸收用色素的总含量的含量比,可以在0.26至0.34的范围调整OD2值。
[0158] 制备例19至24
[0159] 除了所述表1的厚度为0.210mm的近红外线吸收玻璃基板、在710±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N1、在740±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N2以及在380±5nm具有最大吸收波长的紫外线吸收用色素U1的含量之外,通过实质上与所述制备例1至6相同的方法准备了制备例19至24涉及的光学物品。此时,在下述表5中示出近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的含量。
[0160] [表5]
[0161]
[0162] 通过实质上与所述制备例1至6涉及的光学物品的透射率和吸光度的测量方法相同的方法计算出制备例19至24涉及的光学物品的第一透射阻止带的波长宽度W1、第二透射阻止带的波长宽度W2以及吸光度值。在所述表5中示出了其结果。参照表5,在将近红外线吸收用色素N1和N2以及紫外线吸收用色素U1的总含量(N1+N2+U1)设为2.94至3.91重量份范围,且改变N1、N2和U1的含量以使紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比(U1/(N1+N2))为1.25至2.63重量比的范围的情况下,可知随着调整N1和N2的含量,可以将第一透射阻止带的波长宽度W1调整至9.9nm至20.1nm的范围,并且随着调整U1的含量,可以将第二透射阻止带的波长宽度W2调整至13.8nm至39.2nm的范围。另外,可知随着调整所述紫外线吸收用色素相对于所述近红外线吸收用色素的总含量的含量比,可以在0.26至0.36的范围调整OD2值。
[0163] 实施例1至实施例24
[0164] 在110±5℃的温度下,在所述制备例1至24中准备的光学物品的第一主面上,利用电子束蒸镀机(E-beam evaporator)交替地蒸镀SiO2和Ti3O5,形成了电介质多层膜结构的第一选择波长反射层。此后,在110±5℃的温度下,在光学物品的第二主面上,利用电子束蒸镀机(E-beam evaporator)交替地蒸镀SiO2和Ti3O5,形成了电介质多层膜结构的第二选择波长反射层,由此制备具有如图2的(a)所示的结构的实施例1至24涉及的光学滤波器。此时,在下述表6中示出所层叠的第一选择波长反射层和第二选择波长反射层的层叠层数和厚度。此处,所述厚度意味着第一选择波长反射层和第二选择波长反射层各自的总厚度,单位是微米(μm)。
[0165] [表6]
[0166]
[0167] 另外,在下述表7和表8中分别示出适用于所述实施例1至24的第一选择波长反射层和第二选择波长反射层各自的层叠结构和厚度。
[0168] [表7]
[0169]
[0170]
[0171] [表8]
[0172]
[0173]
[0174] 可以使本实施例涉及的第一选择波长反射层执行在430nm至565nm的可见光区域提供96%以上的高的平均透射率、且在包含波长短于可见光区域的短波长末端的部分紫外线区域和波长长于可见光区域的长波长末端的部分近红外线区域的宽的波长区域也提供75%以上的透射率的防反射层的作用,并使第二选择波长反射层执行以95%以上的高的平均透射率使可见光区域的光透射、且选择性地反射紫外线区域和近红外线区域的光的紫外线和近红外线反射层的作用。与此相反,可以使第一选择波长反射层执行选择性地反射紫外线区域的光的作用,并使第二选择波长反射层执行选择性地反射近红外线区域的光的作用。无论在任何情况下,为了充分利用光学物品的分光透射率特性并将其适用于高像素的相机模块,需要在光学物品的主面上设置选择波长反射层,并且优选的是,通过设置选择波长反射层来以足以不引起画质的缺陷的程度阻断约400nm以下的紫外线区域以及约700nm以上的近红外线区域的光。图5和图6中分别示出了针对所述表7公开的第一选择波长反射层和表8公开的第二选择波长反射层的分光透射率。
[0175] 参照图6,可知在可见光区域与近红外线区域之间的部分波长区间(过渡区域A)以及在紫外线区域与可见光区域之间的部分波长区间(过渡区域B),存在透射率迅速变化的过渡区域。另外,可知随着入射角度从0度增加至40度,发生各过渡区域向短波长侧偏移的短波长偏移现象,以透射率为50%的波长为基准,在过渡区域A发生约39nm的短波长偏移,并且在过渡区域B发生约22nm的短波长偏移。这种短波长偏移可能会成为随着光源的入射角的增加而引起色感差异的主要原因。但是,如上所述,本发明涉及的光学物品具备的第一透射阻止带和第二透射阻止带分别重叠了选择波长反射层的过渡区域A和B,使得可见光透射率曲线的随入射角的增加引起的透射率积分值的差异小于1%,由此可以提供实质上抑制色感差异的光学滤波器。
[0176] 比较制备例1至19
[0177] 除了在710±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N1、在740±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N2和在380±5nm具有最大吸收波长的紫外线吸收用色素U1的含量之外,通过实质上与所述制备例1至6相同的方法准备了比较制备例1至19的光学物品。此时,在下述表9示出了近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的含量。
[0178] [表9]
[0179]
[0180]
[0181] 通过实质上与所述制备例1至6的光学物品的透射率和吸光度的测量方法相同的方法计算出比较制备例1至19涉及的光学物品的第一透射阻止带的波长宽度W1、第二透射阻止带的波长宽度W2以及吸光度值。在所述表9示出了其结果。此外,在图4一同示出了所述表9公开的比较制备例1、比较制备例7和比较制备例19涉及的光学物品各自的吸光度曲线。参照所述表9和图4,在将近红外线吸收用色素N1和N2以及紫外线吸收用色素U1的总含量(N1+N2+U1)设为0至8.71重量份范围,且改变N1、N2和U1的含量使得紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比(U1/(N1+N2))为0至4.94重量比的范围的情况下,可知随着调整N1和N2的含量,可以将第一透射阻止带的波长宽度W1调整至8.3nm至35.4nm的范围,并且随着调整U1的含量,可以将第二透射阻止带的波长宽度W2调整至10.0nm至50.0nm的范围。但是,可知在总含量(N1+N2+U1)为4.78至8.71重量份、且含量比(U1/(N1+N2))为0.70至
4.94重量比的局限的范围内,当OD2值为0.23至0.81时,第一透射阻止带和第二透射阻止带同时形成,此时的第一透射阻止带的波长宽度W1形成在8.3nm至35.4nm的范围,并且第二透射阻止带的波长宽度W2形成在27.8nm至50.0nm的范围。另外,可知在不包含近红外线吸收用色素或者不包含紫外线吸收用色素的情况下,分别不存在第一透射阻止带和第二透射阻止带。
[0182] 比较制备例20至38
[0183] 除了在710±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N1、在740±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N2和在380±5nm具有最大吸收波长的紫外线吸收用色素U1的含量之外,通过实质上与所述制备例7至12相同的方法准备了比较制备例20至38涉及的光学物品。此时,在下述表10示出近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的含量。
[0184] [表10]
[0185]
[0186]
[0187] 通过实质上与所述制备例1至6的光学物品的透射率和吸光度的测量方法相同的方法计算出比较制备例20至38涉及的光学物品的第一透射阻止带的波长宽度W1、第二透射阻止带的波长宽度W2以及吸光度值。在所述表10示出了其结果。参照所述表10,在将近红外线吸收用色素N1和N2以及紫外线吸收用色素U1的总含量(N1+N2+U1)设为0至8.71重量份范围,且改变N1、N2和U1的含量以使紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比(U1/(N1+N2))为0至5.29重量比的范围的情况下,可知随着调整N1和N2的含量,可以将第一透射阻止带的波长宽度W1调整至8.6nm至36.0nm的范围,并且随着调整U1的含量,可以将第二透射阻止带的波长宽度W2调整至10.5nm至50.0nm的范围。但是,可知在总含量(N1+N2+U1)为4.92至8.71重量份、且含量比(U1/(N1+N2))为0.75至5.29重量比的局限的范围内,当OD2值为0.24至0.80时,第一透射阻止带和第二透射阻止带同时形成,此时的第一透射阻止带的波长宽度W1形成在8.6nm至36.0nm的范围,并且第二透射阻止带的波长宽度W2形成在33.1nm至50.0nm的范围。另外,可知在不包含近红外线吸收用色素或者不包含紫外线吸收用色素的情况下,分别不存在第一透射阻止带和第二透射阻止带。
[0188] 比较制备例39至57
[0189] 除了在710±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N1、在740±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N2和在380±5nm具有最大吸收波长的紫外线吸收用色素U1的含量之外,通过实质上与所述制备例13至18相同的方法准备了比较制备例39至57涉及的光学物品。此时,在下述表11示出近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的含量。
[0190] [表11]
[0191]
[0192]
[0193] 通过实质上与所述制备例1至6的光学物品的透射率和吸光度的测量方法相同的方法计算出比较制备例39至57涉及的光学物品的第一透射阻止带的波长宽度W1、第二透射阻止带的波长宽度W2以及吸光度值。在所述表11示出了其结果。参照所述表11,在将近红外线吸收用色素N1和N2以及紫外线吸收用色素U1的总含量(N1+N2+U1)设为0至8.71重量份范围,且改变N1、N2和U1的含量以使紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比(U1/(N1+N2))为0至5.53重量比的范围的情况下,可知随着调整N1和N2的含量,可以将第一透射阻止带的波长宽度W1调整至10.0nm至36.6nm的范围,并且随着调整U1的含量,可以将第二透射阻止带的波长宽度W2调整至11.3nm至50.0nm的范围。但是,可知在总含量(N1+N2+U1)为5.11至8.71重量份、且含量比(U1/(N1+N2))为0.82至5.53重量比的局限的范围,当OD2值为0.25至0.79时,第一透射阻止带和第二透射阻止带同时形成,此时的第一透射阻止带的波长宽度W1形成在10nm至36.6nm的范围,并且第二透射阻止带的波长宽度W2形成在39.0nm至50.0nm的范围。另外,可知在不包含近红外线吸收用色素或者不包含紫外线吸收用色素的情况下,分别不存在第一透射阻止带和第二透射阻止带。
[0194] 比较制备例58至76
[0195] 除了在710±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N1、在740±5nm具有最大吸收波长的近红外线吸收用色素N2和在380±5nm具有最大吸收波长的紫外线吸收用色素U1的含量之外,通过实质上与所述制备例19至24相同的方法准备了比较制备例58至76涉及的光学物品。此时,在下述表12示出近红外线吸收用色素和紫外线吸收用色素的含量。
[0196] [表12]
[0197]
[0198]
[0199]
[0200] 通过实质上与所述制备例1至6涉及的光学物品的透射率和吸光度的测量方法相同的方法计算出比较制备例58至76涉及的光学物品的第一透射阻止带的波长宽度W1、第二透射阻止带的波长宽度W2以及吸光度值。在所述表12示出了其结果。参照所述表12,在将近红外线吸收用色素N1和N2以及紫外线吸收用色素U1的总含量(N1+N2+U1)设为0至8.71重量份范围、且改变N1、N2和U1的含量以使紫外线吸收用色素相对于近红外线吸收用色素的含量比(U1/(N1+N2))为0至6.08重量比的范围的情况下,可知随着调整N1和N2的含量,可以将第一透射阻止带的波长宽度W1调整至9.9nm至37.1nm的范围,并且随着调整U1的含量,可以将第二透射阻止带的波长宽度W2调整至9.4nm至50.0nm的范围。但是,可知在总含量(N1+N2+U1)为4.97至8.71重量份、且含量比(U1/(N1+N2))为0.77至6.08重量比的局限的范围,当OD2值为0.24至0.79时,第一透射阻止带和第二透射阻止带同时形成,此时的第一透射阻止带的波长宽度W1形成在9.9nm至37.1nm的范围,并且第二透射阻止带的波长宽度W2形成在35.6nm至50.0nm的范围。另外,可知在不包含近红外线吸收用色素或者不包含紫外线吸收用色素的情况下,分别不存在第一透射阻止带和第二透射阻止带。
[0201] 比较例1至76
[0202] 除了使用所述比较制备例1至76中准备的光学物品之外,通过实质上与所述实施例1至24相同的方法制备了比较例1至76涉及的光学滤波器。
[0203] 实验例1
[0204] 如前面所述,本发明的光学物品可以具备色素分散层来提供第一透射阻止带和第二透射阻止带。关于所述第一透射阻止带和第二透射阻止带,通过各种制备例和比较制备例可知,根据近红外线吸收色素和紫外线吸收色素的各自的含量和含量比以及OD2值来决定其波长宽度和存在与否。此外,可知:为了抑制因光源的入射角的增加引起的可见光透射率曲线的短波长偏移从而即便入射角增加也将可见光透射率曲线的积分值的变化抑制在1%以下,需要适当重叠设置于所述光学物品的至少一面上的前述的选择波长反射层的过渡区域和所述光学物品的透射阻止带,为了重叠,所述透射阻止带可以调整其波长宽度。
[0205] 在本实验例1中,为了研究本发明的光学物品的分光特性会对包含光学物品的光学滤波器的分光特性带来怎样的光学特性,进行了如下实验。
[0206] 首先,分别以实施例1至24和比较例1至76中制备的光学滤波器中所使用的光学物品为对象,在300nm至1200nm的波长范围,利用分光光度计以0度入射角的条件测量了透射光谱。从所得到的透射率曲线中计算出在430nm以下的波长区域透射率达到50%的最长波长(λ_cut-on)和在565nm以上的波长区域透射率达到50%的最短波长(λ_cut-off)。另外,测量针对430nm至565nm的波长范围的可见光平均透射率、针对800nm至1200nm的波长区域的近红外线平均透射率以及1200nm下的透射率,并在表13中示出。此外,图7至10分别示出按照试样测量了制备例3、制备例6、比较制备例7和比较制备例19中制备的光学物品的透射光谱。
[0207] 参照表13和图7至10,可知具有第一透射阻止带和第二透射阻止带的制备例1至24的光学物品的λ_cut-on存在于410nm至420nm的范围,并且λ_cut-off存在于625nm至645nm的波长范围。此外,由于可见光平均透射率也高到87%以上,因此当与常用的图像传感器并用时,可以提供充分再现被摄体的原色的明亮的图像。与此相反,比较制备例1至76的光学物品即使在不具备第一透射阻止带和第二透射阻止带中的任一个、或两者都不具备、或两者都具备的情况下,由于其波长宽度过宽,λ_cut-on过于超出410nm至420nm的范围、λ_cut-off超出625nm至645nm的范围或者可见光平均透射率低到87%以下,因此当与常用的图像传感器并用时,难以得到质量良好的图像。
[0208] 进一步地,参照表13和图7至图10,可知制备例1至24和比较制备例1至76的光学物品的800nm至1200nm的平均透射率为25%以上,1200nm的透射率为50%以上。这样的结果意味着800nm以上的透射率不受第一透射阻止带和第二透射阻止带的有无的大的影响,可知主要受到近红外线吸收玻璃基板的影响。
[0209] 更进一步地,在本发明的具有第一透射阻止带和第二透射阻止带的光学物品中,为了更精确地研究第二透射阻止带中随着光源的入射角的增加的短波长偏移,分别以制备例1至24涉及的光学物品为对象,以0度和40度的入射角条件,利用分光光度计在300nm至1200nm的范围测量了透射光谱。从所得到的透射率曲线计算出在400nm至410nm的波长区域以0度入射角的条件测量的透射率达到30%的波长λ_T30%@0°与以40度入射角的条件测量透射率达到30%的波长λ_T30%@40°差异的绝对值|λ_T30%@0°-λ_T30%@40°|。在表14示出其结果。参照表14,可知|λ_T30%@0°-λ_T30%@40°|值表示出1.2nm至1.8nm的值,可以确认到即使入射角增加至40度,作为短波长偏移的一个量度,可以将表示30%透射率的波长的偏移值严格控制在2nm以下。
[0210] [表13]
[0211]
[0212]
[0213]
[0214]
[0215]
[0216] [表14]
[0217]
[0218]
[0219] 实验例2
[0220] 为了评价本发明涉及的光学滤波器的随着入射角的可见光透射率曲线的短波长偏移,进行了如下实验。
[0221] 首先,分别以实施例1至24和比较例1至76的光学滤波器为对象,在300nm至1200nm的波长范围,利用分光光度计,以0度和40度入射角条件测量了各自的透射光谱。作为其测量结果的一个例子,在图11至图14分别示出测量了实施例3、实施例6、比较例7和比较例19的光学滤波器的各自的透射光谱。
[0222] 根据从0度和40度入射角得到的透射率曲线,计算出针对按波长的透射率的积分值,并通过下述式2来计算出随着入射角变化的积分值的变化率。
[0223] [式2]
[0224] |(A-B)/A|*100
[0225] 所述式2中,A表示在380nm至780nm的波长范围以0度入射角的条件测量的透射率的积分值,B表示在380nm至780nm的波长范围以40度入射角条件测量的透射率的积分值。
[0226] 另外,从以0度入射角的条件测量的透射率曲线,计算出在波长长于565nm的波长区域透射率达到50%的最短波长(λ_cut-off)以及针对430nm至565nm的波长范围的可见光平均透射率,并将其在表15中示出。
[0227] [表15]
[0228]
[0229]
[0230]
[0231]
[0232]
[0233] 参照表15,比较制备例1至76的光学物品即使在未具备第一透射阻止带和第二透射阻止带中的任一个、或两者都不具备、或两者都具备的情况下,由于第一透射阻止带的波长宽度W1或者第二透射阻止带的波长宽度W2中的一者或两者的波长宽度变得过宽,因此W1和W2分别超越了25nm和45nm,并且,由于包含所述比较制备例1至76的光学物品的光学滤波器因所述积分值的差异在1%以上、甚至发生7%以上,因此容易显著引起随着入射角的色感差异,并且即使抑制成小于1%,由于可见光平均透射率减小至91%的水平,因此会发生很难显著地区分在低照度拍摄环境下拍摄的图像的问题。
[0234] 与此相反,可知包含制备例1至24涉及的光学物品的光学滤波器即使在入射角从0度增加至40度,其中所述制备例1至24涉及的光学物品具有波长宽度W1在5nm至25nm的第一透射阻止带和波长宽度W2在5nm至45nm的第二透射阻止带、且OD2为0.2至0.4,由于可见光透射率曲线的短波长偏移得到抑制,因此所述积分值的差异被抑制在1%以内,并且可见光平均透射率显现出93%以上的优异的特性。同时,λ_cut-off也处于630nm至655nm的范围,因此与常用的图像传感器并用时,可以充分再现原色。
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