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公開番号2025100789
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025068986,2023012121
出願日2025-04-18,2019-01-30
発明の名称光学フィルタおよび撮像装置
出願人AGC株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類G02B 5/22 20060101AFI20250626BHJP(光学)
要約【課題】可視光の透過性を良好に維持しながら、近赤外光の遮蔽性において、特に長波長近赤外光の遮蔽性に優れる光学フィルタの提供。
【解決手段】近赤外線吸収色素(A)及び透明樹脂を含有する吸収層と、誘電体多層膜からなる反射層とを有し、前記近赤外線吸収色素(A)は、特定の特性(i-1)～(i-3)を満足し、かつ特定のシアニン系化合物及び特定のスクアリリウム色素の少なくとも一方を含み、前記透明樹脂は前記近赤外線吸収色素(A)との関係において特定の特性(i-3)を満足する、光学フィルタ。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
近赤外線吸収色素（Ａ）及び透明樹脂を含有する吸収層と、
誘電体多層膜からなる反射層とを有する光学フィルタであって、
前記近赤外線吸収色素（Ａ）は、下記（ｉ－１）～（ｉ－３）をすべて満足し、かつ下記式（ＡＣｉ１）～（ＡＣｉｉ２）のいずれかで表されるシアニン系化合物、及び下記式（ＡＳｉ）で表されるスクアリリウム色素の、少なくとも一方を含み、
前記透明樹脂は前記近赤外線吸収色素（Ａ）との関係において下記（ｉ－３）を満足する、光学フィルタ。
（ｉ－１）ジクロロメタンに溶解して測定される波長３５０～１２００ｎｍの吸光度曲線において、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
が８５０～１１００ｎｍの波長領域にある。
（ｉ－２）ジクロロメタンに溶解して測定される波長３５０～１２００ｎｍの吸光度曲線において、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
における吸光度をＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
、波長４００ｎｍにおける吸光度をＡＢＳ
４００（Ａ）ＤＣＭ
、波長５５０ｎｍにおける吸光度をＡＢＳ
５５０（Ａ）ＤＣＭ
としたときに、下記式（１）および（２）を満足する。
ＡＢＳ
４００（Ａ）ＤＣＭ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
＜０．１０ …（１）
ＡＢＳ
５５０（Ａ）ＤＣＭ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
＜０．０４ …（２）
（ｉ－３）前記透明樹脂に含有させて測定される波長３５０～１２００ｎｍの吸光度曲線において、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＴＲ
が８５０～１１００ｎｍの波長領域にあり、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＴＲ
における吸光度をＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
、波長４００ｎｍにおける吸光度をＡＢＳ
４００（Ａ）ＴＲ
、波長５５０ｎｍにおける吸光度をＡＢＳ
５５０（Ａ）ＴＲ
としたときに、下記式（３）および（４）を満足する。
ＡＢＳ
４００（Ａ）ＴＲ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
＜０．１５ …（３）
ＡＢＳ
５５０（Ａ）ＴＲ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
＜０．１０ …（４）
TIFF
2025100789000057.tif
217
166
ただし、式（ＡＣｉ１）～（ＡＣｉｉ２）中の記号は以下のとおりである。
Ｒ
１０１
～Ｒ
１０７
、Ｒ
１２１
～Ｒ
１２７
は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、スルホ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、リン酸基、－ＮＲ
１１２
Ｒ
１１３
基、－ＮＨＳＯ
２
Ｒ
１１４
基、－ＮＨＣＯＲ
１１５
基、－ＳＲ
１１６
基、－ＳＯ
２
Ｒ
１１７
基、－ＯＳＯ
２
Ｒ
１１８
基、炭素数１～２０のアルキル基またはアルコキシ基、炭素数１～１２のハロゲン置換アルキル基、炭素数３～１４のシクロアルキル基、炭素数６～１４のアリール基、もしくは員数が３～１４の複素環基である。Ｒ
１０２
～Ｒ
１０７
およびＲ
１２２
～Ｒ
１２７
は隣り合う２つが互いに連結して５員環、６員環、または７員環を形成していてもよい。
Ｒ
続きを表示（約 3,100 文字）【請求項２】
前記近赤外線吸収色素（Ａ）は前記式（ＡＳｉ）で表されるスクアリリウム色素を含む請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記近赤外線吸収色素（Ａ）は前記式（ＡＣｉ１）～（ＡＣｉｉ２）のいずれかで表されるシアニン系化合物を含む請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記近赤外線吸収色素（Ａ）は、さらに下記（ｉ－４）を満足する請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉ－４）下式（５）および（６）を満足する。
ＡＢＳ
４００（Ａ）ＴＲ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
－ＡＢＳ
４００（Ａ）ＤＣＭ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
＜０．１０ …（５）
ＡＢＳ
５５０（Ａ）ＴＲ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
－ＡＢＳ
５５０（Ａ）ＤＣＭ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
＜０．０８ …（６）
【請求項５】
前記近赤外線吸収色素（Ａ）は、さらに下記（ｉ－４）を満足する請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉ－４）下式（５）および（６）を満足する。
ＡＢＳ
４００（Ａ）ＴＲ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
－ＡＢＳ
４００（Ａ）ＤＣＭ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
＜０．０６ …（５）
ＡＢＳ
５５０（Ａ）ＴＲ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
－ＡＢＳ
５５０（Ａ）ＤＣＭ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
＜０．０８ …（６）
【請求項６】
前記吸収層は、さらに、前記透明樹脂に含有させて測定される波長３５０～１２００ｎｍの吸光度曲線において最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ｄ）ＴＲ
が６５０～７５０ｎｍの波長領域にあり、下式（Ｉ）～（ＩＩＩ）のいずれかで示される近赤外線吸収色素（Ｄ）を含む請求項１～５のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
ただし、式（Ｉ）中の記号は以下のとおりである。
Ｒ
２４
およびＲ
２６
は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数１～６のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数１～１０のアシルオキシ基、－ＮＲ
２７
Ｒ
２８
（Ｒ
２７
およびＲ
２８
は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１～２０のアルキル基、－Ｃ（＝Ｏ）－Ｒ
２９
（Ｒ
２９
は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１～２０のアルキル基もしくは炭素数６～１１のアリール基または、置換基を有していてもよく、炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数７～１８のアルアリール基）、－ＮＨＲ
３０
、または、－ＳＯ
２
－Ｒ
３０
（Ｒ
３０
は、それぞれ１つ以上の水素原子がハロゲン原子、水酸基、カルボキシ基、スルホ基、またはシアノ基で置換されていてもよく、炭素原子間に不飽和結合、酸素原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよい炭素数１～２５の炭化水素基）を示す。）、または、下記式（Ｓ）で示される基（Ｒ
４１
、Ｒ
４２
は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数１～１０のアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。ｋは２または３である。）を示す。
TIFF
2025100789000059.tif
65
166
Ｒ
２１
とＲ
２２
、Ｒ
２２
とＲ
２５
、およびＲ
２１
とＲ
２３
は、互いに連結して窒素原子と共に員数が５または６のそれぞれ複素環Ａ、複素環Ｂ、および複素環Ｃを形成してもよい。
複素環Ａが形成される場合のＲ
２１
とＲ
２２
は、これらが結合した２価の基－Ｑ－として、水素原子が炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１０のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数１～１０のアシルオキシ基で置換されてもよいアルキレン基、またはアルキレンオキシ基を示す。
複素環Ｂが形成される場合のＲ
２２
とＲ
２５
、および複素環Ｃが形成される場合のＲ
２１
とＲ
２３
は、これらが結合したそれぞれ２価の基－Ｘ
１
－Ｙ
１
－および－Ｘ
２
－Ｙ
２
－（窒素に結合する側がＸ
１
およびＸ
２
）として、Ｘ
１
およびＸ
２
がそれぞれ下記式（１ｘ）または（２ｘ）で示される基であり、Ｙ
１
およびＹ
２
がそれぞれ下記式（１ｙ）～（５ｙ）から選ばれるいずれかで示される基である。Ｘ
１
およびＸ
２
が、それぞれ下記式（２ｘ）で示される基の場合、Ｙ
１
およびＹ
２
はそれぞれ単結合であってもよく、その場合、炭素原子間に酸素原子を有してもよい。
TIFF
2025100789000060.tif
67
142
式（１ｘ）中、４個のＺは、それぞれ独立して水素原子、水酸基、炭素数１～６のアルキル基もしくはアルコキシ基、または－ＮＲ
３８
Ｒ
３９
【請求項７】
前記吸収層は入射角０度の分光透過率曲線において下記（ｉｉ－１）～（ｉｉ－３）を満足し、前記反射層は下記（ｉｉｉ－１）を満足し、前記光学フィルタは下記（ｉｖ－１）を満足する請求項６に記載の光学フィルタ。
（ｉｉ－１）透過率が２０％を示す波長の短波長側の波長が６５５～６７５ｎｍの波長領域にある。
（ｉｉ－２）波長４３５～６３０ｎｍの光の平均透過率が６５％以上である。
（ｉｉ－３）波長８５０～１１００ｎｍの光の平均透過率が７０％以下である。
（ｉｉｉ－１）入射角０度の分光透過率曲線において、波長８５０～１１００ｎｍの光の平均透過率が０．２％以下である。
（ｉｖ－１）波長６１５～７２５ｎｍにおいて、入射角０度および入射角３０度の分光透過率曲線における透過率の差分の絶対値を平均した値が２％／ｎｍ以下である。
【請求項８】
前記透明樹脂は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも１種を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項９】
前記吸収層の厚さが０．３～１０μｍである、請求項１～８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１０】
前記近赤外線吸収色素（Ａ）は、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＴＲ
が異なる少なくとも２種を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視波長領域の光を透過し、近赤外波長領域の光を遮断する光学フィルタおよび該光学フィルタを備えた撮像装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いた撮像装置には、色調を良好に再現し鮮明な画像を得るため、可視域の光（以下「可視光」ともいう）を透過し近赤外域の光（以下「近赤外光」ともいう）を遮断する光学フィルタが用いられる。該光学フィルタとしては、近赤外吸収剤を含む吸収層と、近赤外光を遮断する誘電体多層膜からなる反射層とを備えた近赤外カットフィルタが知られている。つまり、誘電体多層膜そのものは、入射角によって分光透過率曲線が変化するため、反射層と吸収層の両方を含む近赤外カットフィルタは、吸収層の吸収特性により入射角依存性が抑制された分光透過率曲線が得られる。
【０００３】
近年、このような撮像装置を搭載した各種機器において、波長８５０～１１００ｎｍのレーザ光を用いる光学部品がともに搭載されることが多くなっている。そのため、近赤外カットフィルタにおいて、可視光の透過率の低下を抑制しつつ、波長８５０～１１００ｎｍの長波長の近赤外光を十分にカットする特性が求められるようになった。
【０００４】
近赤外カットフィルタにおいては、従来から、比較的長波長域に吸収を示す吸収剤を用いる技術が多く知られている。具体的には、スクアリリウム色素とシアニン色素、フタロシアニン色素等を組み合わせる（例えば、特許文献１、２を参照）、ジインモニウム色素、金属ジチオラート錯体、無機微粒子等を用いる（例えば、特許文献３、４、５を参照）等の技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１３／０５４８６４号
国際公開第２０１６／１５８４６１号
国際公開第２０１７／０９４６７２号
国際公開第２０１４／１６８１８９号
国際公開第２０１４／１６８１９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記いずれの近赤外カットフィルタにおいても、可視光の高い透過性と波長８５０～１１００ｎｍの長波長域における高い遮蔽性を両立できるものはない。
【０００７】
本発明は、可視光の透過性を良好に維持しながら、近赤外光の遮蔽性において、特に長波長近赤外光の遮蔽性に優れる光学フィルタ、および該光学フィルタを用いた色再現性に優れる撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る光学フィルタは、近赤外線吸収色素（Ａ）及び透明樹脂を含有する吸収層と、
誘電体多層膜からなる反射層とを有する光学フィルタであって、
前記近赤外線吸収色素（Ａ）は、下記（ｉ－１）～（ｉ－３）をすべて満足し、かつ下記式（ＡＣｉ１）～（ＡＣｉｉ２）のいずれかで表されるシアニン系化合物、及び下記式（ＡＳｉ）で表されるスクアリリウム色素の、少なくとも一方を含み、
前記透明樹脂は前記近赤外線吸収色素（Ａ）との関係において下記（ｉ－３）を満足する。
（ｉ－１）ジクロロメタンに溶解して測定される波長３５０～１２００ｎｍの吸光度曲線において、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
が８５０～１１００ｎｍの波長領域にある。
（ｉ－２）ジクロロメタンに溶解して測定される波長３５０～１２００ｎｍの吸光度曲線において、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
における吸光度をＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
、波長４００ｎｍにおける吸光度をＡＢＳ
４００（Ａ）ＤＣＭ
、波長５５０ｎｍにおける吸光度をＡＢＳ
５５０（Ａ）ＤＣＭ
としたときに、下記式（１）および（２）を満足する。
ＡＢＳ
４００（Ａ）ＤＣＭ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
＜０．１０ …（１）
ＡＢＳ
５５０（Ａ）ＤＣＭ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＤＣＭ
＜０．０４ …（２）
（ｉ－３）前記透明樹脂に含有させて測定される波長３５０～１２００ｎｍの吸光度曲線において、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＴＲ
が８５０～１１００ｎｍの波長領域にあり、最大吸収波長λ
ｍａｘ（Ａ）ＴＲ
における吸光度をＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
、波長４００ｎｍにおける吸光度をＡＢＳ
４００（Ａ）ＴＲ
、波長５５０ｎｍにおける吸光度をＡＢＳ
５５０（Ａ）ＴＲ
としたときに、下記式（３）および（４）を満足する。
ＡＢＳ
４００（Ａ）ＴＲ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
＜０．１５ …（３）
ＡＢＳ
５５０（Ａ）ＴＲ
／ＡＢＳ
λｍａｘ（Ａ）ＴＲ
＜０．１０ …（４）
【０００９】
TIFF
2025100789000002.tif
217
166
【００１０】
ただし、式（ＡＣｉ１）～（ＡＣｉｉ２）中の記号は以下のとおりである。
Ｒ
１０１
～Ｒ
１０７
、Ｒ
１２１
～Ｒ
１２７
は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、スルホ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、リン酸基、－ＮＲ
１１２
Ｒ
１１３
基、－ＮＨＳＯ
２
Ｒ
１１４
基、－ＮＨＣＯＲ
１１５
基、－ＳＲ
１１６
基、－ＳＯ
２
Ｒ
１１７
基、－ＯＳＯ
２
Ｒ
１１８
基、炭素数１～２０のアルキル基またはアルコキシ基、炭素数１～１２のハロゲン置換アルキル基、炭素数３～１４のシクロアルキル基、炭素数６～１４のアリール基、もしくは員数が３～１４の複素環基である。Ｒ
１０２
～Ｒ
１０７
およびＲ
１２２
～Ｒ
１２７
は隣り合う２つが互いに連結して５員環、６員環、または７員環を形成していてもよい。
Ｒ
１３０ａ
は、水素原子、メチル基またはフェニル基である。
Ｒ
１３０ｂ
は、水素原子、メチル基、フェニル基またはジフェニルアミノ基である。
Ｒ
１１２
～Ｒ
１１８
は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１～２０のアルキル基またはアルコキシ基、炭素数１～１２のハロゲン置換アルキル基、炭素数３～１４のシクロアルキル基、炭素数６～１４のアリール基、もしくは員数が３～１４の複素環基である。
各式に含まれる複数のＲ
１０１
～Ｒ
１０７
、Ｒ
１２１
～Ｒ
１２７
は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
Ｘ
－
は一価のアニオンを示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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