滤光片以及成像装置

文档序号:1174097 发布日期:2020-09-18 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 滤光片以及成像装置 (Optical filter and imaging device ) 是由 铃木翔子 盐野和彦 山田纱友梨 保高弘树 于 2019-01-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种滤光片,所述滤光片具有吸收层和反射层,所述吸收层含有近红外线吸收色素和透明树脂,其中,所述近红外线吸收色素在透明树脂中的最大吸收波长为760nm~900nm、并且435nm~480nm的平均透射率T&lt;Sub&gt;435-480平均TR&lt;/Sub&gt;、480nm~590nm的平均透射率T&lt;Sub&gt;480-590平均TR&lt;/Sub&gt;为90%以上,所述近红外线吸收色素在二氯甲烷中的最大吸收波长为760nm~900nm、并且435nm~480nm的平均透射率T&lt;Sub&gt;435-480平均DCM&lt;/Sub&gt;为95%以上、480nm~590nm的平均透射率T&lt;Sub&gt;480-590平均DCM&lt;/Sub&gt;为97%以上,T&lt;Sub&gt;435-480平均DCM&lt;/Sub&gt;与T&lt;Sub&gt;435-480平均TR&lt;/Sub&gt;之差和T&lt;Sub&gt;480-590平均DCM&lt;/Sub&gt;与T&lt;Sub&gt;480-590平均TR&lt;/Sub&gt;之差为10.5%以下,并且所述滤光片的入射角为60度、800nm~900nm的平均透射率为5%以下。(The present invention relates to an optical filter having an absorption layer and a reflection layer, wherein the absorption layer contains a near-infrared absorbing dye and a transparent resin, and the near-infrared absorbing dye has a maximum absorption wavelength of 760nm to 900nm in the transparent resin and an average transmittance T of 435nm to 480nm 435- 480 to 590nm, average transmittance T 480-590 average TR 90% or more, and an average transmittance T of the near infrared ray absorbing dye in methylene chloride, wherein the absorption maximum wavelength of the near infrared ray absorbing dye in methylene chloride is 760 to 900nm and 435 to 480nm 435- An average transmittance T of 95% or more and 480 to 590nm 480-590 average DCM Is more than 97 percent, T 435- And T 435- Sum of difference T 480-590 average DCM And T 480-590 average TR The difference is 10.5% or less, and the average transmittance of the optical filter is 5% or less at an incident angle of 60 degrees and at 800nm to 900 nm.)

滤光片以及成像装置

技术领域

本发明涉及透射可见光波长范围内的光并且阻隔近红外波长范围内的光的滤光片以及具有该滤光片的成像装置。

背景技术

在使用固态成像元件的成像装置中,为了良好地再现色调并得到鲜明的图像,使用透射可见光区域的光(以下也称为“可见光”)并且阻隔近红外区域的光(以下也称为“近红外光”)的滤光片。作为该滤光片,已知具有含有近红外线吸收剂的吸收层和包含阻隔近红外光的介质多层膜的反射层的近红外截止滤光片。即,由于介质多层膜自身的光谱透射率曲线根据入射角而变化,因此包含反射层和吸收层两者的近红外截止滤光片可以得到通过吸收层的吸收特性而抑制了入射角依赖性的光谱透射率曲线。

近年来,随着成像装置的小型化、高品质化,要求抑制对以更高角度入射的光的入射角依赖性。例如,要求提高在高入射角下在波长800nm~900nm的范围内应该得到高反射率的近红外光的透射率,并且抑制漏光的发生。

对于近红外截止滤光片而言,以往已知许多使用在波长800nm~900nm的范围内显示出吸收的吸收剂的技术。具体而言,已知使用铜微粒(例如专利文献1)等无机吸收剂、花青类色素(例如专利文献2~4)、二亚铵类色素(例如专利文献5)、酞菁类色素(例如专利文献6、7)、方酸内

Figure BDA0002614825340000011

盐类色素(例如专利文献8)等色素的技术。此外,已知例如将方酸内盐类色素与花青类色素、酞菁类色素等组合(例如专利文献9、10);将四氮杂卟啉类色素与二亚铵类色素组合(例如专利文献11)等的近红外截止滤光片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2011/071052号

专利文献2:日本特开2007-163644号公报

专利文献3:日本特开2015-172102号公报

专利文献4:国际公开第2015/172004号

专利文献5:日本特开2010-266870号公报

专利文献6:日本专利第605651号公报

专利文献7:国际公开第2015/025779号

专利文献8:日本特开2016-142891号公报

专利文献9:国际公开第2013/054864号

专利文献10:国际公开第2016/158461号

专利文献11:日本特开2015-1649号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而,上述任意一种近红外截止滤光片都不能以高水平兼具可见光的高透射性和高入射角的光的波长800nm~900nm的范围内的漏光的抑制。

本发明的目的在于提供一种在良好地保持可见光的透射性的同时抑制了近红外光的阻隔性、特别是高入射角下的近红外光的阻隔性的降低的滤光片、以及使用了该滤光片的颜色再现性优异的成像装置。

用于解决问题的手段

本发明的一个方式所涉及的滤光片具有以下特征:所述滤光片具有吸收层和反射层,所述吸收层含有近红外线吸收色素(A)和透明树脂,所述近红外线吸收色素(A)满足下述(i-1)~(i-5),并且所述滤光片满足下述(ii-1):

(i-1)在使所述近红外线吸收色素(A)包含在所述透明树脂中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,最大吸收波长λ最大(A)TR在760nm~900nm的波长范围内,

(i-2)在以使得最大吸收波长λ最大(A)TR处的透射率为10%的方式使所述近红外线吸收色素(A)包含在所述透明树脂中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率T435-480平均(A)TR和480nm~590nm的波长范围内的光的平均透射率T480-590平均(A)TR均为90%以上,

(i-3)在将所述近红外线吸收色素(A)溶解在二氯甲烷中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,最大吸收波长λ最大(A)DCM在760nm~900nm的波长范围内,

(i-4)在以使得最大吸收波长λ最大(A)DCM处的透射率为10%的方式使所述近红外线吸收色素(A)包含在二氯甲烷中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率T435-480平均(A)DCM为95%以上,并且480nm~590nm的波长范围内的光的平均透射率T480-590平均(A)DCM为97%以上,

(i-5)平均透射率T435-480平均(A)DCM与平均透射率T435-480平均(A)TR之差和平均透射率T480-590平均(A)DCM与平均透射率T480-590平均(A)TR之差均为10.5%以下,

(ii-1)在入射角为60度时800nm~900nm的波长范围内的光的平均透射率为5%以下。

本发明还提供一种具有本发明的滤光片的成像装置。

发明效果

根据本发明,能够得到在良好地保持可见光的透射性的同时抑制了近红外光的阻隔性、特别是高入射角下的近红外光的阻隔性的降低的滤光片。此外,根据本发明,能够提供使用了该滤光片的颜色再现性优异的成像装置。

附图说明

图1为示意性地示出一个实施方式的滤光片的一例的剖视图。

图2为示意性地示出一个实施方式的滤光片的另一例的剖视图。

图3为示意性地示出一个实施方式的滤光片的另一例的剖视图。

图4为示意性地示出一个实施方式的滤光片的另一例的剖视图。

图5为示意性地示出一个实施方式的滤光片的另一例的剖视图。

图6为示意性地示出一个实施方式的滤光片的另一例的剖视图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。

在本说明书中,有时将近红外线吸收色素简称为“NIR色素”,将紫外线吸收色素简称为“UV色素”。

在本说明书中,将由式(I)表示的化合物称为化合物(I)。由其它式表示的化合物也同样。将包含化合物(I)的色素称为色素(I),对于其它色素也同样。例如,将后述由式(A1)表示的化合物称为化合物(A1),将包含该化合物的色素称为色素(A1)。另外,例如,将由式(1x)表示的基团称为基团(1x),由其它式表示的基团也同样。

在本说明书中,对于特定的波长范围,透射率例如为90%以上是指在整个该波长范围内透射率不小于90%,同样地,透射率例如为1%以下是指在整个该波长范围内透射率不大于1%。特定的波长范围内的平均透射率为该波长范围内的每1nm的透射率的算术平均值。

在本说明书中,表示数值范围的“~”包含上限和下限。

在本说明书中,在某个通式中存在多个由相同符号表示的取代基的情况下,这些多个取代基可以彼此相同也可以彼此不同。

<滤光片>

本发明的一个实施方式的滤光片(以下也称为“本滤光片”)具有吸收层和反射层,所述吸收层含有色素(A)和透明树脂,所述色素(A)满足下述(i-1)~(i-5)且为NIR色素,并且所述滤光片满足下述(ii-1)。

(i-1)在使色素(A)包含在所述透明树脂中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,最大吸收波长λ最大(A)TR在760nm~900nm的波长范围内。

(i-2)在以使得最大吸收波长λ最大(A)TR处的透射率为10%的方式使色素(A)包含在所述透明树脂中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率T435-480平均(A)TR和480nm~590nm的波长范围内的光的平均透射率T480-590平均(A)TR均为90%以上。

(i-3)在将色素(A)溶解在二氯甲烷中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,最大吸收波长λ最大(A)DCM在760nm~900nm的波长范围内。

(i-4)在以使得最大吸收波长λ最大(A)DCM处的透射率为10%的方式使色素(A)包含在二氯甲烷中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率T435-480平均(A)DCM为95%以上,并且480nm~590nm的波长范围内的光的平均透射率T480-590平均(A)DCM为97%以上。

(i-5)色素(A)的平均透射率T435-480平均(A)DCM与平均透射率T435-480平均(A)TR之差和平均透射率T480-590平均(A)DCM与平均透射率T480-590平均(A)TR之差均为10.5%以下。

(ii-1)滤光片的在入射角为60度时800nm~900nm的波长范围内的光的平均透射率为5%以下。

通过吸收层含有具有(i-1)~(i-5)的特性的色素(A)和透明树脂,本滤光片的近红外光的遮光性优异并且可见光的透射率高。此外,由此本滤光片能够抑制(ii-1)特性,即,能够抑制由于具有反射层而引起的对以高角度入射的光的入射角依赖性。换言之,能够抑制高入射角下的近红外光的阻隔性的降低。

色素(A)优选还具有以下的(i-6)的特性。(i-6)在使色素(A)包含在上述透明树脂中时的质量消光系数为1900/(cm·质量%)以上。

需要说明的是,质量消光系数可以通过计算波长350nm~1200nm的范围内的最大吸收波长下的光的内部透射率T[%](=实测透射率[%]/(100-实测反射率[%])×100[%])并通过-log10(T/100)计算。以下,除非另有说明,色素的“质量消光系数”是通过上述方法计算出的质量消光系数。

本滤光片可以还具有透明基板。在这种情况下,吸收层和反射层设置在透明基板的主面上。本滤光片可以在透明基板的同一主面上具有吸收层和反射层,也可以在透明基板的不同主面上具有吸收层和反射层。在透明基板的同一主面上具有吸收层和反射层的情况下,吸收层和反射层的层叠顺序没有特别限制。

本滤光片还可以具有其它功能层。作为其它功能层,例如可以列举抑制可见光的透射率损失的减反射层。特别是在吸收层为最外表面的结构的情况下,由于在吸收层与空气的界面产生因反射引起的可见光透射率损失,因此可以在吸收层上设置减反射层。

接着,利用附图对本滤光片的结构例进行说明。图1为在吸收层11的一个主面上具有反射层12的滤光片10A的结构例。在滤光片10A中,吸收层11可以由含有色素(A)和透明树脂的层构成。需要说明的是,“在吸收层11的一个主面(上)具有反射层12”不限于以与吸收层11接触的方式具有反射层12的情况,还包含在吸收层11与反射层12之间具有其它功能层的情况,以下的结构也同样。

图2为示意性地示出具有透明基板、吸收层和反射层的实施方式的滤光片的一例的剖视图。滤光片10B具有透明基板13、配置在透明基板13的一个主面上的吸收层11以及设置在透明基板13的另一个主面上的反射层12。在滤光片10B中,吸收层11可以由含有色素(A)和透明树脂的层构成。

图3为具有吸收层11并且在吸收层11的两个主面上分别具有反射层12a和12b的滤光片10C的结构例。

图4为在透明基板13的一个主面上具有吸收层11并且在透明基板13的另一个主面上和吸收层11的主面上具有反射层12a和12b的滤光片10D的结构例。

图5为在透明基板13的两个主面上具有吸收层11a和11b而且在吸收层11a和11b的主面上具有反射层12a和12b的滤光片10E的结构例。

在图3、图4和图5中,组合的两层反射层12a、12b可以相同也可以不同。例如,可以是如下构成:反射层12a、12b具有反射紫外光和近红外光并且透射可见光的特性,反射层12a反射紫外光和第一近红外区域的光,反射层12b反射紫外光和第二近红外区域的光。

另外,在图5中,两层吸收层11a和11b可以相同也可以不同。在吸收层11a和11b不同的情况下,例如,吸收层11a和11b可以是各自为近红外线吸收层和紫外线吸收层的组合,也可以是各自为紫外线吸收层和近红外线吸收层的组合。

图6为在图2所示的滤光片10B的吸收层11的主面上具有减反射层14的滤光片10F的结构例。在未设置反射层并且吸收层为最外表面的结构的情况下,可以在吸收层上设置减反射层。需要说明的是,减反射层可以为不仅覆盖吸收层的最外表面、还覆盖吸收层的整个侧面的结构。在这种情况下,可以提高吸收层的防湿效果。

以下,对吸收层、反射层、透明基板和减反射层进行说明。

(吸收层)

吸收层含有色素(A)和透明树脂,所述色素(A)具有上述(i-1)~(i-5)的特性、优选还具有上述(i-6)的特性。

吸收层典型地是其中色素(A)均匀地溶解或分散在透明树脂中的层或(树脂)基板。在不损害本发明效果的范围内,吸收层可以含有除色素(A)以外的其它NIR色素。此外,在不损害本发明效果的范围内,吸收层可以含有除NIR色素以外的色素、特别是UV色素。

作为其它NIR色素,优选含有满足下述(iii-1)的条件的色素(D)。

(iii-1)在使色素(D)包含在上述透明树脂中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,最大吸收波长λ最大(D)TR在680nm~750nm的波长范围内。

此外,色素(D)优选满足下述(iii-2)的条件。(iii-2)在以最大吸收波长λ最大(D)TR的透射率为10%的浓度使色素(D)包含在上述透明树脂中而测定的波长400nm~1100nm的光谱透射率曲线中,400nm~500nm的波长范围内的光的平均透射率为85%以上。

另外,在使色素(D)包含在上述透明树脂中而测定的波长350nm~1200nm的内部透射率的光谱透射率曲线中,在λ最大(D)TR处具有吸收顶点的吸收峰(以下称为“λ最大(D)TR的吸收峰”)的可见光侧的斜率是陡峭的,即,对于可见光侧的斜率而言,从透射率为70%到透射率为20%的波长优选为60nm以下,进一步优选为50nm以下。

[色素(A)]

对于色素(A)而言,在(i-1)中,最大吸收波长λ最大(A)TR在760nm~900nm的波长范围内。最大吸收波长λ最大(A)TR优选在760nm~860nm的波长范围内。

对于色素(A)而言,在(i-2)中,平均透射率T435-480平均(A)TR和平均透射率T480-590平均(A)TR均为90%以上。平均透射率T435-480平均(A)TR优选为91%以上,平均透射率T480-590平均(A)TR优选为92%以上。

对于色素(A)而言,在(i-3)中,最大吸收波长λ最大(A)DCM在760nm~900nm的波长范围内。最大吸收波长λ最大(A)DCM优选在760nm~860nm的波长范围内。

对于色素(A)而言,在(i-4)中,平均透射率T435-480平均(A)DCM为95%以上,并且平均透射率T480-590平均(A)DCM为97%以上。平均透射率T435-480平均(A)DCM优选为97%以上,平均透射率T480-590平均(A)DCM优选为99%以上。

对于色素(A)而言,在(i-5)中,平均透射率T435-480平均(A)DCM与平均透射率T435-480平均(A)TR之差和平均透射率T480-590平均(A)DCM与平均透射率T480-590平均(A)TR之差均为10.5%以下。平均透射率T435-480平均(A)DCM与平均透射率T435-480平均(A)TR之差优选为7%以下,平均透射率T480-590平均(A)DCM与平均透射率T480-590平均(A)TR之差优选为5%以下。

色素(A)满足(i-5)意味着即使在以滤光片的形式使用时的透明树脂中也能够保持在二氯甲烷中的可见光透射率。一般而言,已知最大吸收波长大的色素由于缔合的作用而在透明树脂中难以再现在二氯甲烷中的尖锐的光谱。通过色素(A)满足上述(i-1)~(i-5),显示出如下特征:在具有最大吸收波长大并且在二氯甲烷中的可见光透射率高的吸光特性的同时,在透明树脂中也能够保持该吸光特性。

对于色素(A)而言,在(i-6)中,质量消光系数为1900/(cm·质量%)以上。质量消光系数优选为2000/(cm·质量%)以上。

作为色素(A),只要满足(i-1)~(i-5)的要件,则分子结构没有特别限制。具体而言,可以列举花青类色素。作为色素(A),更具体而言,优选由下式(A1)或下式(A2)表示的花青类色素。

其中,式(A1)和式(A2)中的符号如下所述。

R101~R109和R121~R131各自独立地表示氢原子、卤素原子、可以具有取代基的碳原子数1~15的烷基或可以具有取代基的碳原子数1~15的烷氧基、或者可以具有取代基的碳原子数5~20的芳基。R110114和R132~136各自独立地表示氢原子、卤素原子、或者碳原子数1~15的烷基或碳原子数1~15的烷氧基。

各式中包含的多个R101~R109和多个R121~R131可以彼此相同,也可以彼此不同。

X-表示一价阴离子。

n1和n2为0或1。键合在含有-(CH2)n1-的碳环和含有-(CH2)n2-的碳环上的氢原子可以被卤素原子、可以具有取代基的碳原子数1~15的烷基或者可以具有取代基的碳原子数5~20的芳基取代。

在上述中,烷基(包括烷氧基所具有的烷基)可以是直链,也可以包含支链结构、饱和环结构。芳基是指通过构成芳香族化合物所具有的芳香环例如苯环、萘环、联苯、呋喃环、噻吩环、吡咯环等的碳原子键合的基团。作为可以具有取代基的碳原子数1~15的烷基或可以具有取代基的碳原子数1~15的烷氧基、或者可以具有取代基的碳原子数5~20的芳基中的取代基,可以列举卤素原子和碳原子数1~10的烷氧基。

式(A1)、式(A2)中,R102~R105、R108、R109、R122~R127、R130和R131各自独立地优选为氢原子、碳原子数1~15的烷基或碳原子数1~15的烷氧基、或者碳原子数5~20的芳基,从得到高可见光透射率的观点考虑,更优选为氢原子。

式(A1)、式(A2)中,R110~R114和R132~R136各自独立地优选为氢原子或者碳原子数1~15的烷基,从得到高可见光透射率的观点考虑,更优选为氢原子。

R106、R107、R128和R129各自独立地优选为氢原子、碳原子数1~15的烷基或者碳原子数5~20的芳基(可以包含链状、环状、支链状的烷基),更优选为氢原子或碳原子数1~15的烷基。另外,R106和R107、R128和R129优选为相同基团。

R101和R121优选为碳原子数1~15的烷基或者碳原子数5~20的芳基,从在透明树脂中保持与在溶液中一样高的可见光透射率的观点考虑,更优选为具有支链的碳原子数1~15的烷基。

作为X-,可以列举I-、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、由式(X1)表示的阴离子和由式(X2)表示的阴离子等,优选为BF4 -或PF6 -

Figure BDA0002614825340000121

在以下的说明中,将色素(A1)中的除R101~R114以外的部分也称为骨架(A1)。在其它色素中也同样。

下式(A11)示出在式(A1)中n1为1的化合物,下式(A12)示出在式(A1)中n1为0的化合物。

在式(A11)和式(A12)中,R101~R114和X-与式(A1)的情况相同。R115~R120各自独立地表示氢原子、卤素原子、可以具有取代基的碳原子数1~15的烷基或可以具有取代基的碳原子数1~15的烷氧基、或者可以具有取代基的碳原子数5~20的芳基。优选为氢原子、碳原子数1~15的烷基、或者碳原子数5~20的芳基(可以包含链状、环状、支链状的烷基),更优选为氢原子或者碳原子数1~15的烷基。另外,R115~R120优选为相同基团。

下式(A21)示出在式(A2)中n2为1的化合物,下式(A22)示出在式(A2)中n2为0的化合物。

Figure BDA0002614825340000141

在式(A21)和式(A22)中,R121~R136和X-与式(A2)的情况相同。R137~R142各自独立地表示氢原子、卤素原子、可以具有取代基的碳原子数1~15的烷基或可以具有取代基的碳原子数1~15的烷氧基、或者可以具有取代基的碳原子数5~20的芳基。优选为氢原子、碳原子数1~15的烷基、或者碳原子数5~20的芳基(可以包含链状、环状、支链状的烷基),更优选为氢原子或者碳原子数1~15的烷基。另外,R137~R142优选为相同基团。

作为由式(A11)、式(A12)、式(A21)、式(A22)各自表示的化合物,更具体而言,各自可以列举键合在各骨架上的原子或基团示于以下的表1~表4中的化合物。在表1、表2中示出的全部化合物中,R101~R109在式的左右全部相同。在表3、表4中示出的全部化合物中,R121~R131在式的左右相同。需要说明的是,虽然在表1~表4中仅列举了左右对称的化合物,但是本申请发明不限于此,也可以是左右不对称的化合物。左右不对称化合物具有在树脂中的溶解性提高的优点。

表1、表2中的R110~R114和表3、表4中的R132~R136表示键合在各式的中央的苯环上的原子或基团,在5个全部为氢原子的情况下记载为“H”。在R110~R114中的任意一个为取代基、除此以外为氢原子的情况下,仅记载了作为取代基的符号和取代基的组合。例如,“R112-C(CH3)3”的记载表示R112为-C(CH3)3,除此以外为氢原子。对于R132~R136也同样。

表1中的R115~R120和表3中的R137~R142表示键合在式(A11)、式(A21)中的中央的环己烷环上的原子或基团,在6个全部为氢原子的情况下记载为“H”。在R115~R120中的任意一个为取代基、除此以外为氢原子的情况下,仅记载了作为取代基的符号和取代基的组合。对于R137~R142也同样。

表2中的R115~R118和表4中的R137~R140表示键合在式(A12)、式(A22)中的中央的环戊烷环上的原子或基团,在4个全部为氢原子的情况下记载为“H”。在R115~R118中的任意一个为取代基、除此以外为氢原子的情况下,仅记载了作为取代基的符号和取代基的组合。对于R137~R140也同样。

虽然在表1~表4中没有示出X-,但是在任意一种化合物中X-为BF4 -或PF6 -。将在色素(A11-1)中X-为BF4 -的情况表示为色素(A11-1B),将在色素(A11-1)中X-为PF6 -的情况表示为色素(A11-1P)。在表1~表4中示出的其它色素也同样。在表1~表4中,-C3H7和-C4H9分别表示直链的丙基和丁基。

Figure BDA0002614825340000161

作为色素(A11),其中,从在透明树脂中的溶解性、在透明基板上形成吸收层时使用的溶剂(以下,也称为“主溶剂”)中的溶解性、可见光透射性的观点考虑,优选色素(A11-1B)、色素(A11-1P)、色素(A11-2B)、色素(A11-2P)、色素(A11-3B)、色素(A11-3P)、色素(A11-4B)、色素(A11-4P)、色素(A11-5B)、色素(A11-5P)等。

作为色素(A12),其中,从在透明树脂中的溶解性、在透明基板上形成吸收层时使用的溶剂(以下,也称为“主溶剂”)中的溶解性、可见光透射性的观点考虑,优选色素(A12-1B)、色素(A12-1P)、色素(A12-2B)、色素(A12-2P)、色素(A12-3B)、色素(A12-3P)、色素(A12-4B)、色素(A12-4P)、色素(A12-5B)、色素(A12-5P)等。

Figure BDA0002614825340000201

作为色素(A21),其中,从在透明树脂中的溶解性、在透明基板上形成吸收层时使用的溶剂(以下,也称为“主溶剂”)中的溶解性、可见光透射性的观点考虑,优选色素(A21-1B)、色素(A21-1P)、色素(A21-2B)、色素(A21-2P)、色素(A21-3B)、色素(A21-3P)、色素(A21-4B)、色素(A21-4P)、色素(A21-5B)、色素(A21-5P)等。

作为色素(A22),其中,从在透明树脂中的溶解性、在透明基板上形成吸收层时使用的溶剂(以下,也称为“主溶剂”)中的溶解性、可见光透射性的观点考虑,优选色素(A22-1B)、色素(A22-1P)、色素(A22-2B)、色素(A22-2P)、色素(A22-3B)、色素(A22-3P)、色素(A22-4B)、色素(A22-4P)、色素(A22-5B)、色素(A22-5P)等。

对于色素(A1)和色素(A2)而言,如上所述骨架不同,由此最大吸收波长λ最大(A)TR的波长范围不同。对于色素(A1)而言,虽然取决于键合在骨架(A1)上的原子或基团的种类或组合,但是最大吸收波长λ最大(A1)TR在约760nm~约830nm的波长范围内。对于色素(A2)而言,虽然取决于键合在骨架(A2)上的原子或基团的种类或组合,但是最大吸收波长λ最大(A2)TR在约800nm~约900nm的波长范围内。

此外,对于色素(A1)而言,在骨架(A1)的n1为1的情况下和n1为0的情况下,最大吸收波长λ最大(A1)TR不同。对于色素(A11)而言,虽然取决于键合在骨架(A11)上的原子或基团的种类或组合,但是最大吸收波长λ最大(A11)TR在约760nm~约800nm的波长范围内。另外,对于色素(A12)而言,虽然取决于键合在骨架(A12)上的原子或基团的种类或组合,但是最大吸收波长λ最大(A12)TR在约800nm~约830nm的波长范围内。

同样地,对于色素(A2)而言,在n2为1的情况下和n2为0的情况下,最大吸收波长λ最大(A2)TR也不同。对于色素(A21)而言,虽然取决于键合在骨架(A21)上的原子或基团的种类或组合,但是最大吸收波长λ最大(A21)TR在约800nm~约830nm的波长范围内。另外,对于色素(A22)而言,虽然取决于键合在骨架(A22)上的原子或基团的种类或组合,但是最大吸收波长λ最大(A22)TR在约830nm~约900nm的波长范围内。

吸收层可以单独含有一种色素(A),也可以组合含有两种以上的色素(A)。在含有两种以上的色素(A)的情况下,优选各色素(A)的最大吸收波长λ最大(A)TR不同。两种以上的色素(A)的最大吸收波长λ最大(A)TR之差例如优选在20nm~60nm的范围内,更优选为30nm~50nm。需要说明的是,在色素(A)包含两种以上的化合物的情况下,不一定需要各化合物都具有色素(A)的性质,只要混合物具有色素(A)的性质即可。

作为优选的两种以上的色素(A)的组合,将色素(A)中在较短波长侧具有最大吸收波长的色素(A11)记为色素S,将在较长波长侧具有最大吸收波长的色素(A22)记为色素L,将在色素S和色素L的最大吸收波长之间具有最大吸收波长的色素(A12)或色素(A21)记为色素M,优选从色素S、色素M和色素L中选择两种以上进行组合。

具体而言,可以列举:色素S和色素M的组合、色素S和色素L的组合、色素M和色素L的组合、色素S、色素M和色素L的组合。需要说明的是,色素S的最大吸收波长λ最大(A)TR优选在765nm~785nm的波长范围内,更优选在770nm~780nm的波长范围内。色素M的最大吸收波长λ最大(A)TR优选在795nm~815nm的波长范围内,更优选在800nm~810nm的波长范围内。色素L的最大吸收波长λ最大(A)TR优选在820nm~850nm的波长范围内,更优选在830nm~850nm的波长范围内。

需要说明的是,色素(A1)、色素(A2)例如可以利用染料和颜料(Dyes andpigments)73(2007)344-352或J.Heterocyclic chem.,42,959(2005)中记载的方法制造。另外,色素(A11-5P)、色素(A21-5P)可以使用作为市售品的Few Chemicals公司制造的商品名S2138和S2139。

[色素(D)]

作为色素(D),可以列举:选自由满足(iii-1)的要件、优选进一步满足(iii-2)的要件的花青色素、酞菁色素、萘酞菁色素、二硫醇金属络合物色素、二亚铵色素、聚甲炔色素、苯酞色素、萘醌色素、蒽醌色素、靛酚色素、方酸内盐色素构成的组中的至少一种色素。

其中,特别优选满足(iii-1)的要件、优选满足(iii-2)的要件的方酸内盐色素。包含方酸内

Figure BDA0002614825340000252

盐色素的色素(D)在上述吸收光谱中可见光的吸收少,λ最大(D)TR的吸收峰在可见光侧具有陡峭的斜率,并且保存稳定性和对光的稳定性高。

作为是方酸内

Figure BDA0002614825340000253

盐色素的色素(D),优选λ最大(D)TR在680nm~750nm的波长范围内的由式(I)~式(III)中的任一者表示的化合物。另外,在使色素(D)包含在透明树脂中时的质量消光系数优选为1000/(cm.质量%)以上,更优选为1500/(cm.质量%)以上。

其中,式(I)中的符号如下所述。

R24和R26各自独立地表示氢原子、卤素原子、羟基、碳原子数1~6的烷基或碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数1~10的酰氧基、-NR27R28(R27和R28各自独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、-C(=O)-R29(R29为氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基或可以具有取代基的碳原子数6~11的芳基、或者可以具有取代基并且在碳原子间可以具有氧原子的碳原子数7~18的被一个以上的芳基取代的可以含有饱和环结构的直链或支链的饱和或不饱和的烃基或者饱和环状烃基(アルアリ一ル基))、-NHR30或-SO2-R30(R30各自为一个以上的氢原子可以被卤素原子、羟基、羧基、磺基或氰基取代并且在碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、饱和或不饱和的环结构的碳原子数1~25的烃基))、或由下式(S)表示的基团(R41、R42独立地表示氢原子、卤素原子、或者碳原子数1~10的烷基或碳原子数1~10的烷氧基。k为2或3)。

R21和R22、R22和R25以及R21和R23可以彼此连接并与氮原子一起分别形成五元或六元的杂环A、杂环B和杂环C。

对于在形成杂环A的情况下的R21和R22而言,作为R21和R22所键合的二价基团-Q-,表示氢原子可以被碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~10的芳基或者可以具有取代基的碳原子数1~10的酰氧基取代的亚烷基、或者氢原子可以被碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~10的芳基或者可以具有取代基的碳原子数1~10的酰氧基取代的亚烷基氧基。

对于在形成杂环B的情况下的R22和R25以及在形成杂环C的情况下的R21和R23而言,作为R22和R25以及R21和R23各自所键合的二价基团-X1-Y1-和-X2-Y2-(与氮键合的一侧为X1和X2),X1和X2各自为由下式(1x)或(2x)表示的基团,Y1和Y2各自为由选自下式(1y)~(5y)中的任一者表示的基团。在X1和X2各自为由下式(2x)表示的基团的情况下,Y1和Y2各自可以为单键,在该情况下,在碳原子间可以具有氧原子。

Figure BDA0002614825340000271

式(1x)中,4个Z各自独立地表示氢原子、羟基、碳原子数1~6的烷基或碳原子数1~6的烷氧基、或者-NR38R39(R38和R39各自独立地表示氢原子或者碳原子数1~20的烷基)。R31~R36各自独立地表示氢原子、碳原子数1~6的烷基或者碳原子数6~10的芳基,R37表示碳原子数1~6的烷基或者碳原子数6~10的芳基。

R27、R28、R29、R31~R37、未形成杂环的情况下的R21~R23和R25可以与它们中的其它任意一个彼此键合而形成5元环或6元环。R31和R36、R31和R37可以直接键合。

未形成杂环的情况下的R21和R22各自独立地表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基或可以具有取代基的烯丙基、或者可以具有取代基的碳原子数6~11的芳基、或可以具有取代基的被一个以上的芳基取代的可以含有饱和环结构的直链或支链的饱和或不饱和的烃基或者饱和环状烃基。未形成杂环的情况下的R23和R25各自独立地表示氢原子、卤素原子或者碳原子数1~6的烷基或碳原子数1~6的烷氧基。

其中,式(II)中的符号如下所述。

环Z各自独立地为在环中具有0~3个杂原子、并且可以被取代的5元环或6元环。

R1和R2、R2和R3以及R1和构成环Z的碳原子或杂原子可以彼此连接并与氮原子一起分别形成杂环A1、杂环B1和杂环C1,在未形成杂环的情况下,R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子、或者在碳原子间可以含有不饱和键、杂原子、饱和或不饱和的环结构并且可以具有取代基的烃基,R3和R4各自独立地表示氢原子、卤素原子、或者在碳原子间可以含有杂原子的烷基或在碳原子间可以含有杂原子的烷氧基。

其中,式(III)中的符号如下所述。

R51各自独立地表示卤素原子或者可以具有取代基的碳原子数1~3的烷基,

R52~R58各自独立地表示氢原子、卤素原子或者可以具有取代基的碳原子数1~10的烷基。

R52和R53可以彼此连接而形成碳原子数5~15的饱和或不饱和的烃环B2,并且烃环B2的氢原子可以被碳原子数1~10的烷基取代,

R54和R55可以彼此连接而形成苯环A2,并且苯环A2的氢原子可以被碳原子数1~10的烷基取代。

作为化合物(I),例如可以列举由式(I-1)~式(I-4)中的任一者表示的化合物。

其中,式(I-1)~式(I-4)中的符号与式(I)中的相同符号的各规定相同,优选的方式也相同。

在化合物(I-1)~(I-4)中,作为色素(A),从能够提高吸收层的可见光透射率的观点考虑,优选化合物(I-1)~(I-3),特别优选化合物(I-1)。

在化合物(I-1)中,作为X1,优选基团(2x),作为Y1,优选单键或基团(1y)。在这种情况下,作为R31~R36,优选氢原子或碳原子数1~3的烷基,更优选氢原子或甲基。需要说明的是,作为-Y1-X1-,具体而言,可以列举由式(11-1)~式(12-3)表示的二价有机基团。

-C(CH3)2-CH(CH3)- (11-1)

-C(CH3)2-CH2- (11-2)

-C(CH3)2-CH(C2H5)- (11-3)

-C(CH3)2-C(CH3)(nC3H7)- (11-4)

-C(CH3)2-CH2-CH2- (12-1)

-C(CH3)2-CH2-CH(CH3)- (12-2)

-C(CH3)2-CH(CH3)-CH2- (12-3)

另外,在化合物(I-1)中,从溶解性、耐热性以及光谱透射率曲线中的可见光区域与近红外区域的边界附近的变化的陡峭性的观点考虑,R21更优选独立地为由式(4-1)或式(4-2)表示的基团。

Figure BDA0002614825340000311

在式(4-1)和式(4-2)中,R71~R75独立地表示氢原子、卤素原子或碳原子数1~4的烷基。

在化合物(I-1)中,R24优选为-NR27R28。作为-NR27R28,从在主溶剂或透明树脂中的溶解性的观点考虑,优选-NH-C(=O)-R29。式(I-11)示出在化合物(I-1)中R24为-NH-C(=O)-R29的化合物。

化合物(I-11)中的R23和R26独立地优选为氢原子、卤素原子、或者碳原子数1~6的烷基或碳原子数1~6的烷氧基,更优选均为氢原子。

在化合物(I-11)中,作为R29,优选可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基、可以具有取代基的碳原子数6~10的芳基、或者可以具有取代基并且在碳原子间可以具有氧原子的碳原子数7~18的被一个以上的芳基取代的可以含有饱和环结构的直链或支链的饱和或不饱和的烃基或者饱和环状烃基。作为取代基,可以列举:氟原子等卤素原子、羟基、羧基、磺基、氰基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的氟代烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数1~6的酰氧基等。

作为R29,优选选自以下的基团:可以被氟原子取代的直链、支链、环状的碳原子数1~17的烷基、可以被碳原子数1~6的氟代烷基和/或碳原子数1~6的烷氧基取代的苯基、以及在碳原子间可以具有氧原子的碳原子数7~18的、在末端具有可以被碳原子数1~6的可以被氟原子取代的烷基和/或碳原子数1~6的烷氧基取代的苯基的、被一个以上的芳基取代的可以含有饱和环结构的直链或支链的饱和或不饱和的烃基或者饱和环状烃基。

作为R29,可以独立地优选使用以下基团:一个以上的氢原子可以被卤素原子、羟基、羧基、磺基或氰基取代并且在碳原子间可以含有不饱和键、氧原子、饱和或不饱和的环结构的具有至少一个以上的支链的碳原子数5~25的烃基。作为这样的R29,例如可以列举由下式(1a)、(1b)、(2a)~(2e)、(3a)~(3e)表示的基团。

Figure BDA0002614825340000341

作为化合物(I-11),更具体而言,可以列举以下的表5中示出的化合物。需要说明的是,在表5中,将基团(11-1)表示为(11-1)。对于其它基团也同样。在以下的其它的表中基团的表示也同样。另外,表5中示出的所有化合物在方酸内盐骨架的左右的各符号的含义都相同。在以下的其它的表中示出的方酸内盐色素中也同样。

表5

Figure BDA0002614825340000351

在化合物(I-1)中,从提高可见光的透射率、特别是提高波长430nm~550nm的光的透射率的观点考虑,R24优选为-NH-SO2-R30。式(I-12)示出在化合物(I-1)中R24为-NH-SO2-R30的化合物。

化合物(I-12)中的R23和R26独立地优选为氢原子、卤素原子、或者碳原子数1~6的烷基或碳原子数1~6的烷氧基,更优选均为氢原子。

在化合物(I-12)中,从耐光性的观点考虑,R30独立地优选为可以具有支链的碳原子数1~12的烷基或可以具有支链的碳原子数1~12的烷氧基、或者具有不饱和的环结构的碳原子数6~16的烃基。作为不饱和的环结构,可以列举苯、甲苯、二甲苯、呋喃、苯并呋喃等。R30独立地更优选为可以具有支链的碳原子数1~12的烷基或可以具有支链的碳原子数1~12的烷氧基。需要说明的是,在表示R30的各基团中,氢原子的一部分或全部可以被卤素原子、特别是氟原子取代。需要说明的是,在本滤光片包含透明基板的结构的情况下,氢原子被氟原子取代的程度为含有色素(I-12)的吸收层与透明基板的粘附性不降低的程度。

作为具有不饱和的环结构的R30,具体而言,可以列举由下式(P1)~(P8)表示的基团。

Figure BDA0002614825340000361

作为化合物(I-12),更具体而言,可以列举以下的表6中示出的化合物。

表6

Figure BDA0002614825340000371

作为化合物(II),例如可以列举由式(II-1)~式(II-3)中的任一者表示的化合物。

其中,在式(II-1)、式(II-2)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子、或者可以具有取代基的碳原子数1~15的烷基,R3~R6各自独立地表示氢原子、卤素原子、或者可以具有取代基的碳原子数1~10的烷基。

其中,在式(II-3)中,R1、R4和R9~R12各自独立地表示氢原子、卤素原子、或者可以具有取代基的碳原子数1~15的烷基,R7和R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、或者可以具有取代基的碳原子数1~5的烷基。

从在透明树脂中的溶解性、可见光透射性等观点考虑,化合物(II-1)和化合物(II-2)中的R1和R2独立地优选为碳原子数1~15的烷基,更优选为碳原子数7~15的烷基,进一步优选R1和R2中的至少一者为碳原子数7~15的具有支链的烷基,特别优选R1和R2两者均为碳原子数8~15的具有支链的烷基。

从在透明树脂中的溶解性、可见光透射率等观点考虑,R3独立地优选为氢原子、卤素原子或者碳原子数1~3的烷基,更优选为氢原子、卤素原子或甲基。从可见光区域和近红外区域的边界附近的变化的陡峭性的观点考虑,R4优选为氢原子或卤素原子,特别优选为氢原子。化合物(II-1)中的R5和化合物(II-2)中的R6独立地优选为氢原子、卤素原子、或者可以被卤素原子取代的碳原子数1~5的烷基,更优选为氢原子、卤素原子或甲基。

作为化合物(II-1)和化合物(II-2),更具体而言,各自可以列举在以下的表7和表8中示出的化合物。在表7和表8中,-C8H17、-C4H9、-C6H13分别表示直链的辛基、直链的丁基、直链的己基。

表7

表8

从在透明树脂中的溶解性、可见光透射性等观点考虑,化合物(II-3)中的R1独立地优选为碳原子数1~15的烷基,更优选为碳原子数1~10的烷基,特别优选为乙基或异丙基。

从可见光透射性、合成容易性的观点考虑,R4优选为氢原子或卤素原子,特别优选为氢原子。R7和R8独立地优选为氢原子、卤素原子、或者可以被卤素原子取代的碳原子数1~5的烷基,更优选为氢原子、卤素原子或甲基。

R9~R12独立地优选为氢原子、卤素原子、或者可以被卤素原子取代的碳原子数1~5的烷基。作为-CR9R10-CR11R12-,可以列举上述基团(11-1)~(11-3)或由以下的式(11-5)表示的二价有机基团。

-C(CH3)(CH2-CH(CH3)2)-CH(CH3)- (11-5)

作为化合物(II-3),更具体而言,可以列举以下的表9中示出的化合物。

表9

Figure BDA0002614825340000411

作为化合物(III),例如可以列举由式(III-1)或式(III-2)中的任一者表示的化合物。

Figure BDA0002614825340000412

其中,在(III-1)、(III-2)中,R52~R62各自独立地表示氢原子、卤素原子、或者可以具有取代基的碳原子数1~10的烷基。

在化合物(III-1)、化合物(III-2)中,R52、R53独立地优选为氢原子、卤素原子、或者可以被卤素原子取代的碳原子数1~6的烷基,更优选为氢原子、卤素原子或甲基。R58优选为氢原子、卤素原子、或者可以被卤素原子取代的碳原子数1~6的烷基,从合成容易性的观点考虑,更优选为碳原子数1~3的烷基。R56、R57、R59~R62各自独立地优选为氢原子、卤素原子、或者可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基,从合成容易性的观点考虑,更优选为氢原子。作为化合物(III-1)、化合物(III-2),更具体而言,可以列举以下的表10、表11中各自示出的化合物。

表10

表11

色素(D)可以由一种化合物构成,也可以由两种以上的化合物构成。在由两种以上的化合物构成的情况下,不一定需要各化合物都具有色素(D)的性质,只要混合物具有色素(D)的性质即可。

化合物(I)~(III)各自可以利用公知的方法制造。关于化合物(I),化合物(I-11)例如可以利用美国专利第5543086号说明书中所记载的方法制造。化合物(I-12)例如可以利用美国专利申请公开第2014/0061505号说明书、国际公开第2014/088063号说明书中所记载的方法制造。关于化合物(II),可以利用国际公开第2017/135359号说明书中所记载的方法制造。

关于UV色素,可以列举:

Figure BDA0002614825340000431

唑类、部花青类、花青类、萘二甲酰亚胺类、

Figure BDA0002614825340000432

二唑类、

Figure BDA0002614825340000433

嗪类、唑烷类、萘二甲酸类、苯乙烯基类、蒽类、环状羰基类、***类等色素作为具体例。其中,优选唑类或部花青类色素。另外,在吸收层中可以单独使用一种UV色素,也可以并用两种以上的UV色素。

关于透明树脂,使用与色素(A)的关系满足(i-1)、(i-2)和(i-5)的透明树脂。

透明树脂可以根据色素(A)的种类使用例如选自丙烯酸类树脂、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、环状烯烃树脂和聚酯树脂等中的一种以上。

其中,透明树脂优选为聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和丙烯酸类酰亚胺树脂。这些树脂可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。在色素(A)为色素(A1)或色素(A2)的情况下,特别优选聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和丙烯酸类酰亚胺树脂。

作为透明树脂,可以使用市售品。作为市售品,作为聚酯树脂,可以列举:OKP4HT、OKP4、B-OKP2、OKP-850(以上均为大坂燃气化学株式会社制造、商品名)、VYLON(注册商标)103(东洋纺株式会社制造、商品名)等。

作为聚碳酸酯树脂,可以列举:LeXan(注册商标)ML9103(sabic公司制造、商品名)、EP5000(三菱瓦斯化学株式会社制造、商品名)、SP3810(帝人株式会社制造、商品名)、SP1516(帝人株式会社制造、商品名)、TS2020(帝人株式会社制造、商品名)、xylex(注册商标)7507(sabic公司制造、商品名)等。

作为聚酰亚胺树脂,可以列举:Neopulim(注册商标)C3650(三菱瓦斯化学株式会社制造、商品名)、Neopulim(注册商标)C3G30(三菱瓦斯化学株式会社制造、商品名)、Neopulim(注册商标)C3450(三菱瓦斯化学株式会社制造、商品名)、JL-20(新日本理化制造、商品名)、FPC-0220(三菱瓦斯化学株式会社制造、商品名)(这些聚酰亚胺树脂中可以包含二氧化硅)等。作为丙烯酸类酰亚胺树脂,可以列举PLEXIMID8817(大赛璐公司制造,商品名)等。

从透明性、色素(A)和色素(D)的溶解性以及耐热性的观点考虑,透明树脂优选玻璃化转变温度(Tg)高、例如Tg为140℃以上的树脂。

在不损害本发明的效果的范围内,吸收层可以还具有增粘剂、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。

通过吸收层含有具有(i-1)~(i-5)的特性的色素(A)和透明树脂,本滤光片具有(ii-1)的特性。换言之,色素(A)是能够使在使用该色素时得到的滤光片满足(ii-1)的特性的化合物。

(ii-1)在入射角为60度时800nm~900nm的波长范围内的光的平均透射率T800-900平均60°为5%以下。平均透射率T800-900平均60°优选为3%以下,更优选为1%以下。

在本滤光片中,在吸收层除了含有色素(A)以外还含有色素(D)的情况下,色素(D)优选为与色素(A)一起使用而得到的滤光片满足以下的(ii-2)~(ii-6)的要件的化合物。

(ii-2)滤光片的在入射角为0度时435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率T435-480平均0°为70%以上。

(ii-3)滤光片的在入射角为0度时490nm~580nm的波长范围内的光的平均透射率T490-580平均0°为84%以上。

(ii-4)滤光片的在入射角为60度时800nm~900nm的波长范围内的光的平均透射率T800-900平均60°为1%以下。

(ii-5)滤光片的在入射角为60度时800nm~900nm的波长范围内的光的最大透射率T800-900最大60°为10%以下。

(ii-6)滤光片的在入射角为0度时显示出20%的透射率的波长的短波长侧的波长λSHT20-0°在640nm~690nm的波长范围内,并且在入射角为30度时显示出20%的透射率的波长的短波长侧的波长λSHT20-30°与波长λSHT20-0°之差为10nm以下。

(ii-2)中的平均透射率T435-480平均0°优选为75%以上,更优选为77%以上。(ii-3)中的平均透射率T490-580平均0°优选为85%以上,更优选为87%以上。(ii-4)中的平均透射率T800-900平均60°优选为0.9%以下,更优选为0.5%以下。(ii-5)中的最大透射率T800-900最大60°优选为8.5%以下,更优选为5%以下。在(ii-6)中,波长λSHT20-30°与波长λSHT20-0°之差优选为5nm以下,更优选为3nm以下。

在吸收层中色素(A)的含量为根据本滤光片的设计、本滤光片满足(ii-1)的量。从确保可见光的透射率并且阻隔近红外光、抑制对以高角度入射的光的反射层的入射角依赖性、特别是减少高入射角下的800nm~900nm的波长范围的漏光的观点考虑,相对于100质量份的透明树脂,吸收层中色素(A)的含量优选为0.1质量份~20质量份,从溶解性的观点考虑,吸收层中色素(A)的含量优选为1质量份~20质量份。

在色素(A)中,在使用选自色素S、色素M和色素L中的两种以上的情况下,在全部色素(A)的合计含量在上述范围内的基础上,相对于100质量份的透明树脂,各色素的含量优选为0.1质量份~20质量份,更优选为1质量份~20质量份。

在吸收层含有色素(A)和色素(D)的情况下,色素(A)和色素(D)的含量各自根据本滤光片的设计而适当选择以使得满足(ii-2)~(ii-6)的特性。

在该情况下,吸收层中的色素(A)的含量与上述一样,从确保可见光透射率并且能够发挥出色素(D)的特性的观点考虑,相对于100质量份的透明树脂,色素(D)的含量优选为0.1质量份~20质量份,更优选为1质量份~20质量份。此外,相对于100质量份的透明树脂,色素(A)和色素(D)的合计含量优选为0.1质量份~20质量份,更优选为1质量份~20质量份。

在本滤光片中,吸收层厚度优选为0.1μm~100μm。在吸收层包含多层的情况下,各层的合计厚度优选为0.1μm~100μm。厚度小于0.1μm时,有可能不能充分表现出所期望的光学特性,厚度大于100μm时,层的平坦性降低,有可能产生吸收率的面内偏差。吸收层的厚度更优选为0.3μm~50μm。另外,在具有反射层、减反射层等其它功能层的情况下,根据其材质,当吸收层过厚时有可能产生裂纹等。因此,吸收层的厚度更优选为0.3μm~10μm。

吸收层例如可以通过以下方式形成:将色素(A)、优选色素(A)和色素(D)、透明树脂或透明树脂的原料成分、以及根据需要配合的各成分溶解或分散在溶剂中而制备涂布液,将其涂布在基材上并使其干燥,然后根据需要使其固化。上述基材可以是本滤光片中所包含的透明基板,也可以是仅在形成吸收层时使用的可剥离的基材。另外,溶剂只要是能够稳定分散的分散介质或能够溶解的溶剂即可。

另外,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陷、干燥工序中的缩孔等,涂布液可以含有表面活性剂。此外,涂布液的涂布时例如可以使用浸涂法、流延涂布法或旋涂法等。将上述涂布液涂布在基材上,然后使其干燥,由此形成吸收层。另外,在涂布液含有透明树脂的原料成分的情况下,进一步进行热固化、光固化等固化处理。

另外,吸收层可以通过挤出成形而制成膜状,也可以将该膜层叠在其它构件上并通过热压接等而使其一体化。例如,在本滤光片包含透明基板的情况下,可以将该膜粘贴在透明基板上。

在本滤光片中可以具有一层吸收层,也可以具有两层以上的吸收层。在具有两层以上的吸收层的情况下,各层可以是相同的构成也可以是不同的构成。以吸收层含有色素(A)、色素(D)和UV色素的情况为例,可以一层为含有色素(A)和色素(D)以及透明树脂的近红外吸收层,另一层为含有UV色素和透明树脂的近紫外吸收层。作为其它例子,可以一层为含有色素(D)和透明树脂的第一近红外吸收层,另一层为含有色素(A)、UV色素和透明树脂的第二近红外吸收层。另外,吸收层也可以其自身作为基板(树脂基板)发挥功能。

(透明基板)

在本滤光片中使用透明基板的情况下,透明基板只要透射约400nm~约700nm的可见光,则构成的材料没有特别限制,可以是吸收近红外光、近紫外光的材料。例如可以列举玻璃或晶体等无机材料、透明树脂等有机材料。

作为能够用于透明基板的玻璃,可以列举在氟磷酸盐类玻璃、磷酸盐类玻璃等中含有铜离子的吸收型玻璃(近红外线吸收玻璃)、钠钙玻璃、硼硅酸玻璃、无碱玻璃、石英玻璃等。需要说明的是,“磷酸盐类玻璃”也包含玻璃骨架的一部分由SiO2构成的硅磷酸盐玻璃。

作为玻璃,可以使用在玻璃化转变温度以下的温度下通过离子交换将存在于玻璃板主面的离子半径小的碱金属离子(例如Li离子、Na离子)置换为离子半径较大的碱金属离子(例如,对于Li离子而言为Na离子或K离子,对于Na离子而言为K离子)而得到的化学强化玻璃。

作为能够用作透明基板的透明树脂材料,可以列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂;聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃树脂;降冰片烯树脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂;聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、含氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂、聚酰亚胺树脂等。

另外,作为能够用于透明基板的晶体材料,可以列举水晶、铌酸锂、蓝宝石等双折射性晶体。关于透明基板的光学特性,通过层叠上述吸收层、反射层等而得到的滤光片具有上述光学特性即可。作为晶体材料,优选蓝宝石。

从作为滤光片的光学特性、机械特性等长期的可靠性所涉及的形状稳定性的观点、滤光片制造时的处理性等观点考虑,透明基板优选无机材料,特别优选玻璃和蓝宝石。

透明基板的形状没有特别限制,可以是块状、板状或膜状,其厚度例如优选为0.03mm~5mm,从薄型化的观点考虑,更优选为0.03mm~0.5mm。从加工性的观点考虑,优选包含玻璃且板厚为0.05mm~0.5mm的透明基板。

(反射层)

反射层例如包含介质多层膜,并且具有阻隔特定波长范围的光的功能。作为反射层,例如可以列举:具有透射可见光并且主要反射除吸收层的遮光区域以外的波长的光的波长选择性的层。反射层优选具有反射近红外光的反射区域。在这种情况下,反射层的反射区域可以包含吸收层的近红外区域中的遮光区域。反射层不限于上述特性,也可以适当设计成进一步阻隔规定波长范围的光、例如近紫外区域的光的方式。

在反射层具有反射近红外光的反射区域的情况下,吸收层和反射层优选具有以下关系。

吸收层优选对于入射角为0度的光显示出20%的透射率的波长的短波长侧的波长λABSHT20-0°在650nm~720nm的波长范围内。并且,优选λABSHT20-0°与λRESHT20-0°的关系满足(iv-1),所述λRESHT20-0°是包含反射层的滤光片的该反射层对于入射角为0度的光显示出20%的透射率的波长的短波长侧的波长。

(iv-1)λABSHT20-0°+30nm≤λRESHT20-0°≤790nm

反射层进一步优选满足(iv-2)。

(iv-2)反射层的从λRESHT20-0°到λRESHT20-0°+300nm的波长范围内的光的平均透射率为10%以下。

对于本滤光片而言,通过吸收层含有色素(A),即使光以高角度向反射层入射,也能够抑制反射层的入射角依赖性,特别是能够减少高入射角下的800nm~900nm的波长范围内的漏光。

反射层由通过交替层叠低折射率的介质膜(低折射率膜)和高折射率的介质膜(高折射率膜)而得到的介质多层膜构成。高折射率膜的折射率优选为1.6以上,更优选为2.2~2.5。作为高折射率膜的材料,例如可以列举Ta2O5、TiO2、Nb2O5。其中,从成膜性、折射率等的再现性、稳定性等观点考虑,优选TiO2

另一方面,低折射率膜的折射率优选小于1.6,更优选大于等于1.45且小于1.55。作为低折射率膜的材料,例如可以列举SiO2、SiOxNy等。从成膜性的再现性、稳定性、经济性等观点考虑,优选SiO2

此外,优选反射层的透射率在透射区域和遮光区域的边界波长范围内陡峭地变化。为了该目的,构成反射层的介质多层膜的合计层叠数优选为15层以上,更优选为25层以上,进一步优选为30层以上。但是,合计层叠数变多时,会产生翘曲等、或者膜厚增加,因此合计层叠数优选为100层以下,更优选为75层以下,进一步优选为60层以下。另外,介质多层膜的膜厚优选为2μm~10μm。

如果介质多层膜的合计层叠数、膜厚在上述范围内,则反射层满足小型化的要件,并且能够在保持高生产率的同时抑制入射角依赖性。另外,在介质多层膜的形成中,例如可以使用CVD法、溅射法、真空蒸镀法等真空成膜工艺;喷雾法、浸渍法等湿式成膜工艺等。

可以以一层反射层(一组介质多层膜)赋予规定的光学特性,或者也可以以两层以上的反射层赋予规定的光学特性。在具有两层以上的反射层的情况下,各反射层可以是相同的构成也可以是不同的构成。在具有两层以上的反射层的情况下,通常由反射频带不同的多个反射层构成。

作为例子,在设置两层反射层的情况下,可以一层为阻隔近红外区域中的短波段的光的近红外反射层、另一层为阻隔该近红外区域的长波段和近紫外区域这两个区域的光的近红外·近紫外反射层。另外,例如在本滤光片具有透明基板的情况下,当设置两层以上的反射层时,可以将全部反射层设置在透明基板的一个主面上,也可以将各反射层以将透明基板夹在中间的方式设置在透明基板的两个主面上。

(减反射层)

作为减反射层,可以列举介质多层膜、中间折射率介质、折射率逐渐变化的蛾眼结构等。其中,从光学效率、生产率的观点考虑,优选介质多层膜。减反射层与反射层一样通过交替层叠介质膜而得到。

本滤光片中,作为其它构成要素,例如可以具有赋予由控制特定波长范围的光的透射和吸收的无机微粒等产生的吸收的构成要素(层)等。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。ITO微粒、钨酸铯微粒的可见光透射率高,并且在大于1200nm的红外波长范围的宽范围内具有光吸收性,因此可以在需要该红外光的阻隔性的情况下使用。

本滤光片中,通过具有反射层和含有色素(A)的吸收层,能够抑制对以高角度入射的光的入射角依赖性,特别是能够减少高入射角下的800nm~900nm的波长范围内的漏光,并且可见光的透射率高。

在吸收层含有色素(A)时,本滤光片满足上述(ii-1)。在吸收层还含有色素(D)情况下,本滤光片满足上述(ii-2)~(ii-6)的光学特性。

本滤光片例如在用于数码相机等成像装置中的情况下可以提供颜色再现性优异的成像装置。使用本滤光片的成像装置具有固态成像元件、成像透镜和本滤光片。本滤光片例如可以以如下方式使用:配置在成像透镜与固态成像元件之间,或者经由粘合剂层直接粘贴在成像装置的固态成像元件、成像透镜等上。

实施例

接着,通过实施例对本发明更具体地进行说明。

[试验例1~72;吸收层的制作和评价]

(色素)

作为在实施例中使用的色素(A),利用染料和颜料(Dyes and pigments)73(2007)344-352中记载的方法合成了色素(A11-1B)、色素(A12-1B)、色素(A12-2P)、色素(A21-1B)、色素(A22-1B)、色素(A22-1P)。另外,作为色素(D),利用常规方法合成了化合物(I-12-24)。

另外,作为比较例用的色素,准备了FDN003(山田化学公司制、酞菁类色素)、ADS1065A(American dye source公司制造、二亚铵类色素)、ADS-920MC(American dyesource公司制、Ni二硫醇络合物类色素)。另外,合成了以下的方酸内

Figure BDA0002614825340000521

盐类色素(Scf)、花青类色素(Acf1)~(Acf7)。

Figure BDA0002614825340000522

Figure BDA0002614825340000531

将上述各色素溶解在二氯甲烷中,测定波长400nm~1100nm的光吸收光谱,并求出最大吸收波长λ最大(A)DCM°此外,求出进行浓度调节至λ最大(A)DCM的透射率为10%时的435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率T435-480平均(A)DCM和480nm~590nm的波长范围内的光的平均透过率T480-590平均(A)DCM。这些色素的光学特性的评价中使用紫外可见分光光度计(株式会社日立高科技公司制造,U-4100型)。将结果示于表12中。在表中,“DCM中T435-480”表示平均透射率T435-480平均(A)DCM,“DCM中T480-590”表示平均透射率T480-590平均(A)DCM

表12

Figure BDA0002614825340000551

由表12可知,除花青类色素以外的色素在二氯甲烷溶液的光谱特性方面可见光透射率不足。

(吸收层的制作)

使用上述合成的花青类色素和透明树脂制作了吸收层并评价了光学特性。试验例1~6、14~19、27~32、39~44、51~53是本滤光片所涉及的试验例,试验例7~13、20~26、33~38、45~50、54~72是比较试验例。作为透明树脂,使用以下的市售品。

<透明树脂>

透明树脂(R1);OKP-850(大坂燃气化学株式会社制造,商品名,聚酯树脂)

透明树脂(R2);SP3810(帝人株式会社制造,商品名,聚碳酸酯树脂)

透明树脂(R3);PLEXIMID8817(大赛璐公司制造,商品名,丙烯酸类酰亚胺树脂)

透明树脂(R4);Neopulim(注册商标)C3G30(三菱瓦斯化学株式会社制造、商品名、聚酰亚胺树脂)

透明树脂(R5);FPC-0220(三菱瓦斯化学株式会社制造,商品名,聚酰亚胺树脂)

比较例用透明树脂(Rcf);BR96(三菱丽阳株式会社制造,商品名,丙烯酸类树脂)

将色素、透明树脂(R1)、环己酮充分搅拌,均匀溶解。将所得到的溶液涂布在玻璃板(D263;SCHOTT制造)上,并进行干燥,从而得到了表13中示出的膜厚的吸收层。以使得最大吸收波长λ最大(A)TR处的光的透射率为10%的方式调节色素的添加量。使用波长400nm~1100nm的带有吸收层的玻璃板的光谱透射率曲线和玻璃板的光谱透射率曲线,得到了吸收层的光谱透射率曲线。

从光谱透射率曲线求出435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率T435-480平均(A)TR(表中为“树脂中T435-480”)和480nm~590nm的波长范围内的光的平均透射率T480-590平均(A)TR(表中为“树脂中T480-590”)。另外,求出平均透射率T435-480平均(A)TR与平均透射率T435-480平均(A)DCM之差(表中为“T435-480之差”)以及平均透射率T480-590平均(A)TR与平均透射率T480-590平均(A)DCM之差(表中为“T480-590之差”)。此外,求出质量消光系数/(cm·质量%)。将结果示于表13中。表中的色素浓度为以使得上述λ最大(A)TR处的光的透射率为10%的方式进行调节时的相对于100质量份透明树脂(R1)的质量份。

Figure BDA0002614825340000571

在上述中,将透明树脂(R1)替换为透明树脂(R2)~透明树脂(R5)或者比较例用透明树脂(Rcf)并进行同样的评价。关于透明树脂(R2)将结果示于表14中,关于透明树脂(R3)将结果示于表15中,关于透明树脂(R4)将结果示于表16中,关于透明树脂(R5)将结果示于表17中,关于比较例用透明树脂(Rcf)将结果示于表18中。

Figure BDA0002614825340000591

由表13~表18可知,如果使用色素(A1)或色素(A2)以及适合与这些色素组合的透明树脂,则满足(i-1)~(i-5)的要件。

[例1~例6;滤光片的制造和评价]

(滤光片的制造)

通过蒸镀法在厚度为0.3mm的玻璃(D263;SCHOTT制造)基板上交替层叠TiO2膜和SiO2膜,从而形成包含介质多层膜的反射层X。将反射层X的入射角与各波长范围内的透射率的关系示于表19中。另外,在玻璃基板的与形成有反射层X的面相反侧的主面上,将表20中示出的透明树脂与色素(A)、色素(D)组合而形成吸收层,从而得到了例1~例6的滤光片(NIR滤光片)。需要说明的是,表20中的色素含量是相对于100质量份透明树脂的色素的质量份。

在表19中,TRE435-480平均表示435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率,TRE490-580平均表示490nm~580nm的波长范围内的光的平均透射率,TRE800-900平均表示800nm~900nm的波长范围内的光的平均透射率,TRE800-900最大表示800nm~900nm的波长范围内的光的最大透射率,λRESHT20表示在反射带的短波长侧透射率为20%时的波长。

表19

Figure BDA0002614825340000641

表20

(评价)

将所得到的例1~例6的滤光片的入射角与各波长范围内的透射率的关系分别示于表21~表26中。表中,T435-480平均表示435nm~480nm的波长范围内的光的平均透射率,T490-580平均表示490nm~580nm的波长范围内的光的平均透射率,T800-900平均表示800nm~900nm的波长范围内的光的平均透射率,T800-900最大表示800nm~900nm的波长范围内的光的最大透射率,λSHT20表示在NIR阻隔带的短波长侧透射率为20%时的波长。

表21

入射角 0度 10度 20度 30度 40度 50度 60度
T<sub>435-480平均</sub>[%] 80.7 80.9 81.2 80.5 77.4 69.1 55.5
T<sub>490-580平均</sub>[%] 89.0 89.1 89.2 88.3 85.2 80.9 76.9
T<sub>800-900平均</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.8
T<sub>800-900最大</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.7 8.5
λ<sub>SHT20</sub>[nm] 663 664 664 663 654 641 638

表22

入射角 0度 10度 20度 30度 40度 50度 60度
T<sub>435-480平均</sub>[%] 80.9 81.1 81.4 80.7 77.6 69.3 55.6
T<sub>490-580平均</sub>[%] 89.8 90.0 90.1 89.1 85.9 81.6 77.5
T<sub>800-900平均</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.5 0.7
T<sub>800-900最大</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 1.5 5.7 5.3
λ<sub>SHT20</sub>[nm] 659 660 660 659 653 638 637

表23

入射角 0度 10度 20度 30度 40度 50度 60度
T<sub>435-480平均</sub>[%] 77.6 77.9 78.1 77.4 74.4 66.5 53.3
T<sub>490-580平均</sub>[%] 88.3 88.4 88.5 87.6 84.5 80.2 76.2
T<sub>800-900平均</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.3
T<sub>800-900最大</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 1.2 1.2 2.1
λ<sub>SHT20</sub>[nm] 657 658 659 658 653 637 635

表24

入射角 0度 10度 20度 30度 40度 50度 60度
T<sub>435-480平均</sub>[%] 78.2 78.5 78.7 78.0 75.0 67.0 53.8
T<sub>490-580平均</sub>[%] 88.2 88.4 88.5 87.5 84.5 80.2 76.3
T<sub>800-900平均</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.7
T<sub>800-900最大</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.8 0.7 8.2
λ<sub>SHHT20</sub>[nm] 663 663 663 662 654 642 639

表25

入射角 0度 10度 20度 30度 40度 50度 60度
T<sub>435-480平均</sub>[%] 76.7 76.9 77.1 76.5 73.5 65.7 52.6
T<sub>490-580平均</sub>[%] 88.3 88.4 88.5 87.6 84.5 80.2 76.2
T<sub>800-900平均</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.3 0.4
T<sub>800-900最大</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 1.5 3.6 1.9
λ<sub>SHHT20</sub>[nm] 661 661 662 660 640 640 638

表26

入射角 0度 10度 20度 30度 40度 50度 60度
T<sub>435-480平均</sub>[%] 70.8 71.0 71.2 70.6 67.9 60.6 48.6
T<sub>490-580平均</sub>[%] 85.3 85.5 85.6 84.7 81.7 77.6 73.8
T<sub>800-900平均</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.1
T<sub>800-900最大</sub>[%] 0.0 0.0 0.0 0.0 0.8 0.4 0.4
λ<sub>SHT20</sub>[nm] 657 657 658 657 652 638 636

由表21~表26可知,在例1~例6中,入射角为0度的λSHT20与入射角为30度的λSHT20之差均为1nm以下。例1~例6的滤光片是满足(ii-1)~(ii-6)中的任意一项的滤光片。

产业实用性

本发明的滤光片由于可见光的透射性良好,特别是具有抑制了在高入射角下的近红外光的阻隔性的降低的良好的近红外线阻隔特性,因此在近年来推进高性能化的数码相机等成像装置等的用途中是有用的。

详细并且参考特定的实施方式说明了本发明,但是可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下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。

本申请基于2018年2月5日提出的日本专利申请2018-018607,将其内容作为参考并入本申请中。

标号说明

10A、10B、10C、10D、10E、10F…滤光片;11、11a、11b…吸收层;12、12a、12b…反射层;13…透明基板;14…减反射层。

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