(57)【要約】【課題】  近赤外線カット能力に優れるだけでなく、光吸収膜に隣接する膜を構成する酸化膜やフッ化膜の特性に起因する有機色素の分解を防止することにより、近赤外線カット能力の経時的劣化が小さく耐久性のよい近赤外線カットフィルターを提供すること。【解決手段】  本発明にかかる近赤外線カットフィルター１０は、可視域で透明な基板１２と、前記基板１２の少なくとも一方の面側に設けられ、少なくとも赤領域から近赤外域の光を反射する第１誘電体多層膜１４と、前記基板１２の少なくとも他方の面側に設けられ、赤領域から近赤外域の光の一部を吸収する光吸収膜１６と、前記基板１２に対して前記光吸収膜１６より外側に設けられ、窒化膜を含む誘電体膜（反射防止膜）１８と、を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視域で透明な基板と、
前記基板の少なくとも一方の面側に設けられ、少なくとも赤領域から近赤外域の光を反射する第１誘電体多層膜と、
前記基板の少なくとも一方の面側に設けられ、赤領域から近赤外域の光の一部を吸収する光吸収膜と、
前記基板に対して前記光吸収膜より外側に設けられ、窒化膜を含む誘電体膜と、
を含む、近赤外線カットフィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の近赤外線カットフィルターおいて、
前記誘電体膜は、窒化膜と酸化膜とを交互に積層して構成される第２誘電体多層膜である、近赤外線カットフィルター。
【請求項３】
請求項２に記載の近赤外線カットフィルターおいて、
前記第２誘電体多層膜は、前記光吸収膜の表面反射率を少なくとも可視域の一部において低減する機能を有する反射防止膜である、近赤外線カットフィルター。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記第１誘電体多層膜は、窒化膜と酸化膜とを交互に積層して構成される誘電体多層膜である、近赤外線カットフィルター。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記第１誘電体多層膜は、屈折率の異なる酸化膜を交互に積層して構成される誘電体多層膜である、近赤外線カットフィルター。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記第１誘電体多層膜は、前記赤領域から近赤外域に加えて紫外域の光を反射する反射膜として機能する、近赤外線カットフィルター。
【請求項７】
請求項４または請求項５に記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記第２誘電体多層膜は、前記第１誘電体多層膜とともに、前記赤領域から近赤外域に加えて紫外域の光を反射する反射膜として機能する、近赤外線カットフィルター。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記窒化膜は、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素である、近赤外線カットフィルター。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記光吸収膜は、有機色素を含み、６５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有する樹脂膜である、近赤外線カットフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近赤外線カットフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラを搭載した携帯電話やタブレットと呼ばれる携帯機器が広く普及するようになってきた。また、屋内外に設置される監視カメラ、ネットワークカメラ、センサーカメラ、ドアホンやインターホンと呼ばれる製品など、カメラが搭載される装置が急増してきた。
【０００３】
このようなカメラには画像を電子情報に変換する、ＣＭＯＳあるいはＣＣＤと呼ばれる個体撮像素子が用いられている。ＣＭＯＳおよびＣＣＤは半導体素子であって、シリコン基板などの半導体基板が用いられている。そして、シリコンのバンドギャップはおよそ１．１ｅＶであるため、１２００ｎｍ以下の波長の光を吸収してしまい、結果として吸収された近赤外線は電気ノイズとして画像信号に影響を与え、画像を乱してしまうことがあった。このような問題を解決する方法としては、結像系内に近赤外線カットフィルター（ＩＲカットフィルター）を設置して、画像信号として不要な光（波長がおよそ６５０ｎｍから１２００ｎｍの光）を除去する方法が一般的である。
【０００４】
近赤外線カットフィルターとしては、たとえば、リン酸ガラスや弗リン酸ガラスに金属酸化物を混合した「ブルーガラス」と呼ばれる吸収型近赤外線カットフィルターと、透明基板に金属酸化膜を複数積層した誘電体多層膜によって近赤外線を反射する反射型近赤外線カットフィルターが提案されている。
【０００５】
反射型近赤外線カットフィルターは、吸収型近赤外線カットフィルターに比べて安価ではあるが、光干渉を用いていることにより、近赤外線カットフィルターの基板に光が入射する際に、光の入射角によりその分光透過率特性が変わってしまうため、入射角による分光透過率特性の変化により画像の中央部と周辺部とで明るさや色彩が異なってしまう問題がある。かかる問題を改善するための技術として、特開２０１２−１３７６４５号公報（特許文献１）や特開２０１４−５２４８２号公報（特許文献２）等が知られている。
【０００６】
特許文献１には、透明基板上に、樹脂層により形成し所定の吸収波長領域を有する光吸収構造体と、この光吸収構造体の上に、複数の無機薄膜を積層し近赤外光を反射する光反射構造体が形成され、さらに、透明基板の反対の面に同様の無機薄膜からなり所定波長の光を反射する光反射構造体が形成された赤外線カットフィルタ（実施例１）が記載されている。
【０００７】
特許文献２には、透明誘電体基板と、透明誘電体基板の一方の面上に形成された赤外線反射層と、透明誘電体基板の他方の面上に形成された赤外線吸収層と、赤外線吸収層上に保護層を備えた赤外線カットフィルタが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１３７６４５号公報
【特許文献２】特開２０１４−５２４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された赤外線カットフィルタにおいては、光反射構造体を構成する誘電体膜の材料としては、高屈折材料にはＴｉＯ２、低屈折材料にはＳｉＯ２が用いられている。この他に、高屈折材料としてＮｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５が記載され、低屈折材料としてＭｇＦ２が記載されている（段落００４２，００４３参照）。また、特許文献２に記載された赤外線カットフィルタにおいては、赤外線反射層を構成する誘電体膜の材料としては、高屈折材料としてＴｉＯ２が記載され、低屈折材料としてＳｉＯ２が記載され、その他に、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５が記載されている（段落００２２参照）。さらに、赤外線吸収層の保護層の材質としては、ＴＥＯＳ（テトラエトシキシラン）を原料とするＳｉＯ２や蒸着によって形成されるＳｉＯ２が記載されている（段落００６２参照）。
【００１０】
特許文献１に開示されている反射構造体ならびに特許文献２に開示されている反射層（以下、「反射膜」ともいう）は、いずれも酸化膜やフッ化膜であるため、光吸収構造体あるいは赤外線吸収層（以下、「光吸収膜」ともいう）が劣化しやすく、耐久性に劣るという問題を有する。具体的には、反射膜を構成する酸化物は、光吸収膜に含まれる有機色素に対して酸素供給源となるため、酸化による有機色素の劣化の原因となる。また、反射膜を構成するフッ化物は、数百度に加熱をしないと膜の充填密度が低くなるため、酸素や水の透過を許容してしまい、これも有機色素やこれを含む光吸収膜の劣化の原因となる。
【００１１】
本発明の目的は、近赤外線カット能力に優れるだけでなく、光吸収膜に隣接する膜を構成する酸化膜やフッ化膜の特性に起因する有機色素の分解や光吸収膜の劣化を防止することにより、近赤外線カット能力の経時的劣化が小さく耐久性のよい近赤外線カットフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様にかかる近赤外線カットフィルターは、
可視域で透明な基板と、
前記基板の少なくとも一方の面側に設けられ、少なくとも赤領域から近赤外域の光を反射する第１誘電体多層膜と、
前記基板の少なくとも一方の面側に設けられ、赤領域から近赤外域の光の一部を吸収する光吸収膜と、
前記基板に対して前記光吸収膜より外側に設けられ、窒化膜を含む誘電体膜と、
を含む。
【００１３】
本発明によれば、前記基板に対して前記光吸収膜より外側に、窒化膜を含む誘電体膜を有することにより、光吸収膜に隣接する膜を構成する酸化膜やフッ化膜の特性に起因する有機色素の分解を防止し、さらには光吸収膜そのものが水分などによって劣化することを防止でき、近赤外線カット能力の経時的劣化が小さく耐久性のよい近赤外線カットフィルターを提供することができる。
【００１４】
本発明にかかる近赤外線カットフィルターおいて、前記誘電体膜は、窒化膜と酸化膜とを交互に積層して構成される第２誘電体多層膜であることができる。
【００１５】
本発明にかかる近赤外線カットフィルターおいて、前記第２誘電体多層膜は、前記光吸収膜の表面反射率を少なくとも可視域の一部において低減する機能を有する反射防止膜であることができる。
【００１６】
本発明にかかる近赤外線カットフィルターにおいて、前記第１誘電体多層膜は、窒化膜と酸化膜とを交互に積層して構成される誘電体多層膜であることができる。
【００１７】
本発明にかかる近赤外線カットフィルターにおいて、前記第１誘電体多層膜は、屈折率の異なる酸化膜を交互に積層して構成される誘電体多層膜であることができる。
【００１８】
本発明にかかる近赤外線カットフィルターにおいて、前記第１誘電体多層膜は、前記赤領域から近赤外域に加えて紫外域の光を反射する反射膜として機能することができる。
【００１９】
本発明にかかる近赤外線カットフィルターにおいて、前記第２誘電体多層膜は、前記第１誘電体多層膜とともに、前記赤領域から近赤外域に加えて紫外域の光を反射する反射膜として機能することができる。
【００２０】
本発明にかかる近赤外線カットフィルターにおいて、前記窒化膜は、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素であることができる。  
【００２１】
本発明にかかる近赤外線カットフィルターにおいて、前記光吸収膜は、有機色素を含み、６５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有する樹脂膜であることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、入射角依存性が小さく、しかも有機色素を含む光吸収膜の劣化が抑制され、耐久性に優れた近赤外線カットフィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる近赤外線カットフィルターを模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる近赤外線カットフィルターを模式的に示す断面図である。
【図３】反射防止膜の分光透過率特性を示す図である。
【図４】図３に示す反射防止膜の膜構成を示す図である。
【図５】第１誘電体多層膜の分光透過率特性を示す図である。
【図６】第１誘電体多層膜の分光透過率特性を示す図である。
【図７】実験例の試験方法を示す図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、図７に示す試験方法で用いた赤外線・紫外線カットフィルターの分光透過率特性を示す図である。
【図９】実験例で得られたサンプルＡの分光透過率特性を示す図である。
【図１０】実験例で得られたサンプルＢの分光透過率特性を示す図である。
【図１１】実験例で得られたサンプルＣの分光透過率特性を示す図である。
【図１２】実験例で得られたサンプルＤの分光透過率特性を示す図である。
【図１３】実験例で得られた分光透過率を特定波長においてプロットした図である。
【図１４】図１３の図を拡大して示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態にかかる近赤外線カットフィルターを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
１.  第１実施形態
１.１  近赤外線カットフィルター
図１は、第１実施形態にかかる近赤外線カットフィルター１０を模式的に示す断面図である。近赤外線カットフィルター１０は、基板１２と、第１誘電体多層膜１４と、光吸収膜１６と、第２誘電体多層膜（以下、「反射防止膜」ともいう）１８とを含む。
【００２６】
基板１２は、可視域で透明であれば特に限定されない。基板１２の材料としては、たとえば、ガラスや水晶などの無機材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）などの有機材料を用いることができる。基板１２は、近赤外線カットフィルター１０が設置されるスペース、基板コストおよび重量などを考慮すると、その膜厚は３ｍｍ以下であることが望ましい。
【００２７】
第１誘電体多層膜１４は、基板１２の一方の面上に設けられている。そして、第１誘電体多層膜１４は特定の波長の光を反射するための反射膜であり、可視光を透過し、少なくとも赤領域から近赤外域の光を反射する反射膜として機能する。本実施形態では、第１誘電体多層膜１４は、赤領域から近赤外域に加えてさらに紫外域の光を反射する反射膜として機能することができる。第１誘電体多層膜１４の反射帯域が赤領域から近赤外域のみならず紫外域に及ぶことにより、紫外線による悪影響、たとえば紫外線による光吸収膜１６の有機色素の分解を抑制して光吸収膜１６の劣化を防ぐことができる。第１誘電体多層膜１４は、屈折率の異なる誘電体を交互に複数積層して構成され、各層の屈折率および膜厚を制御することにより、分光透過率特性等の光学特性を設計することができる。
【００２８】
第１誘電体多層膜１４は、窒化膜と酸化膜とを交互に積層して構成されることができる。窒化膜としては、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または窒化アルミニウムなどを用いることができる。酸窒化ケイ素を用いる場合には、酸素と窒素との化学量論比（酸素／窒素）が１以下であることが望ましい。酸化膜としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などを用いることができる。第１誘電体多層膜１４の膜として窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を用いることにより、後述する反射防止膜１８と同じ成膜方法および成膜装置を用いて第１誘電体多層膜１４を形成することができるのでプロセス的に有利である。
【００２９】
第１誘電体多層膜１４は、窒化膜の代わりに酸化膜を用いることもできる。このような酸化膜の材質としては、酸化ケイ素の他に、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）などを用いることができる。第１誘電体多層膜１４を屈折率の異なる酸化膜で構成する場合には、前記酸化物から適宜選択する。
【００３０】
第１誘電体多層膜１４は、公知の成膜方法、たとえば真空蒸着法、スパッタ法、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＡＤ法）、イオンプレーティング法（ＩＰ法）、イオンビームスパッタ法（ＩＢＳ法）などを用いることができる。窒化膜の成膜には、スパッタ法、イオンビームスパッタ法を用いることが望ましい。
【００３１】
光吸収膜１６は、第１誘電体多層膜１４と反対側である、基板１２の他方の面上に設けられている。光吸収膜１６は、可視光を透過するとともに、赤領域から近赤外域の光の一部を吸収する機能を有する。光吸収膜１６は、有機色素を含み、６５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲に最大吸収波長を有する樹脂膜から構成される。光吸収膜１６は、基板１２に隣接するため、両者の屈折率差を小さくして界面での反射率を低下させることが望ましい。このような光吸収膜１６を有することにより、入射角による分光透過率特性の依存性を低減して優れた近赤外線カット性を有することができる。
【００３２】
有機色素としては、アゾ系化合物、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、ジイモニウム系化合物などを用いることができる。有機色素としては、たとえば、昭和電工株式会社製の近赤外線吸収色素「ＩＲ−Ｔ」、「ＩＲ−１３Ｆ」、株式会社インデコ製の近赤外線吸収色素「ＩＲＡ  ６７７」、「ＩＲＡ  ７３５」、「ＩＲＡ  ７４２」、「ＩＲＡ  ７５１」、「ＩＲＡ  ７６１」、「ＩＲＡ  ７８８」などを、分光特性、コストおよ
びプロセスなどの観点から適宜選択して用いることができる。
【００３３】
光吸収膜１６を構成するバインダーとしての樹脂材料としては、ポリアクリル、ポリエステル、ポリカーボネイト、ポリスチレン、ポリオレフィンなどを用いることができる。樹脂材料は、複数の樹脂を混合してもよく、また上記樹脂のモノマーを用いた共重合体であってもよい。また、樹脂材料は、可視域にて高透過性のものであればよく、有機色素との相性、成膜プロセス、コスト等を考慮して選択される。また、光吸収膜１６の耐紫外線性を向上させるために、樹脂材料に硫黄化合物などのクエンチャーを添加してもよい。
【００３４】
光吸収膜１６の形成には、たとえば以下の方法を用いることができる。まず、樹脂バインダーをメチルエチルケトン、トルエン等の公知の溶剤によって溶解し、さらに有機色素を添加して塗布液を調製する。次いで、この塗布液をたとえばスピンコート法により基板１２上に所望の膜厚で塗布し、乾燥炉にて乾燥、硬化させる。
【００３５】
反射防止膜１８は、光吸収膜１６の面上に設けられている。反射防止膜１８は、窒化膜を含む誘電体膜であり、本実施形態では、窒化膜と酸化膜とを交互に積層して形成される第２誘電体多層膜を構成する。反射防止膜１８は、光吸収膜１６の表面反射率を少なくとも可視域の一部において低減する機能を有する。
【００３６】
反射防止膜１８を構成する窒化膜としては、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または窒化アルミニウムなどを用いることができ、特に窒化ケイ素が望ましい。酸窒化ケイ素を用いる場合には、酸窒化ケイ素膜が酸素の供給源となることを避けるため、酸素と窒素との化学量論比（酸素／窒素）が１以下であることが望ましい。酸化膜としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などを用いることができる。反射防止膜１８は、可視域の光の反射を防止して近赤外線カットフィルター１０全体としての可視光線の透過率を向上させていわゆるゴーストを防止するとともに、光吸収膜１６の保護膜として機能する。具体的には、光吸収膜１６は、紫外線、酸素などによって分解されやすい有機色素を含むとともに、光吸収膜１６の樹脂バインダーは水分によって劣化しやすいため、光吸収膜１６の表面に反射防止膜１８を形成することにより、当該反射防止膜１８が光吸収膜１６への酸素および水などの進入を防ぐことができ、光吸収膜１６の劣化を抑制することができる。反射防止膜１８は、窒化膜の単層でもよいが、窒化膜と酸化膜とを複数積層したものが望ましい。反射防止膜１８の積層数は、適宜設定できるが、４層から１０層が望ましい。また、反射防止膜１８は、当該反射防止膜１８を構成する窒化膜が光吸収膜１６と接触するように形成されることが望ましい。このような状態で反射防止膜１８を形成することにより、窒化膜が酸素を含まないかもしくはその含有量が少ないため光吸収膜１６への酸素の供給を抑制することができ、反射防止膜１８のバリア性をより高めることができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、反射防止膜１８を構成する膜のひとつとして窒化膜を用いることにより、光吸収膜１６への酸素および水などの侵入を確実に防止でき、優れたバリア性を発揮することができる。すなわち、窒化膜は、酸化膜に比べて、成膜法にもよるが通常充填密度が大きく緻密であり、さらに酸素の供給源とならないことから、酸素および水分の透過を酸化膜に比べて効果的に防ぐことができる。このことは、後述する実験例からも明らかである。したがって、窒化膜を用いた反射防止膜１８によれば、たとえば特許文献２に記載された酸化膜からなる保護膜に比べて光吸収膜の劣化を格段に抑制でき、近赤外線カットフィルターの耐久性を向上させることができるとともに、窒化膜は酸化膜に比べて高硬度であるから近赤外線カットフィルター１０の耐傷性を向上させることができる。以上のような窒化膜を用いたことによる効果は、他の実施形態においても同様である。
【００３８】
反射防止膜１８は、前述した公知の成膜方法を用いて形成することができるが、窒化膜
の成膜を考慮すると、たとえばスパッタ法としては、イオンビームスパッタ法（ＩＢＳ法）、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＡＤ法）、イオンプレーティング法（ＩＰ法）を用いることが望ましい。
【００３９】
１.２  光学特性
次に、窒化膜を含む誘電体多層膜等の分光透過率特性について説明する。
【００４０】
図３は、反射防止膜１８のサンプルの分光反射率を示すグラフである。この反射防止膜のサンプルは、アクリル樹脂の基板上に、図４に示すように、窒化膜（窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４）と酸化膜（二酸化ケイ素ＳｉＯ２）とを所定の膜厚で交互に４層積層したものである。窒化膜および酸化膜の成膜は、直流スパッタ法を用い、酸化ケイ素のためのターゲットとしてシリコンターゲットを用い、窒化ケイ素のためのターゲットとしてシリコンターゲットを用いた。なお、窒化ケイ素のためのターゲットとしては、窒化ケイ素ターゲットも用いることができる。
【００４１】
図３から、反射防止膜のサンプルは、可視域（およそ４５０ｎｍから６５０ｎｍ）の光の反射を低減していることが確認された。
【００４２】
図５は、第１誘電体多層膜１４のサンプルの分光透過率および分光反射率を示すグラフである。このグラフにおいて、「Ｔ」は分光透過率を示し、「Ｒ」は分光反射率を示している。この第１誘電体多層膜のサンプルは、ガラス基板上に、二酸化チタン（ＴｉＯ２）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とを所定の膜厚で交互に４２層積層したものである。
【００４３】
図５から、この誘電体多層膜のサンプルは、赤領域から近赤外域（およそ７００ｎｍから１０００ｎｍ）の光をほぼ１００％反射していることが確認された。
【００４４】
図６は、第１誘電体多層膜１４の他のサンプルの分光透過率および分光反射率を示すグラフである。このグラフにおいて、「Ｔ」は分光透過率を示している。この第１誘電体多層膜のサンプルは、アクリル樹脂の基板上に、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とを所定の膜厚で交互に７２層積層したものである。
【００４５】
図６から、この誘電体多層膜のサンプルは、赤領域から近赤外域（およそ７００ｎｍから１０００ｎｍ）および紫外域（およそ３５０ｎｍから３８０ｎｍ）の光をほぼ１００％反射していることが確認された。
【００４６】
１．３  変形例
第１実施形態では、図１に示す近赤外線カットフィルター１０の他に、以下の形態をとることができる。すなわち、第１誘電体多層膜１４が窒化膜と酸化膜とで形成される場合には、第１誘電体多層膜１４がバリア性を有するので基板１２と第１誘電体多層膜１４との間に光吸収膜１６設けることもできる。
【００４７】
２．  第２実施形態
図２は、第２実施形態にかかる近赤外線カットフィルター２０を模式的に示す断面図である。近赤外線カットフィルター２０は、基板２２と、第１誘電体多層膜２４と、光吸収膜２６と、第２誘電体多層膜２８とを含む。第２実施形態にかかる近赤外線カットフィルター２０は、第１実施形態にかかる近赤外線カットフィルター１０と、主として、反射防止膜１８のかわりに反射膜として機能する第２誘電体多層膜２８を用いている点で異なる。したがって、第２実施形態の近赤外線カットフィルター２０の基板２２および光吸収膜２６は、第１実施形態の近赤外線カットフィルター１０の基板１０および光吸収膜２６と同様の構成を有するので、詳細な説明を省略する。
【００４８】
基板２２は、可視域で透明であれば特に限定されない。基板２２の材料としては、前記基板１２と同様である。
【００４９】
第１誘電体多層膜２４は、基板２２の一方の面上に設けられている。第２誘電体多層膜２８は、基板２２の他方の側であって光吸収膜２６の面上に設けられている。第１誘電体多層膜２４および第２誘電体多層膜２８は、いずれも反射膜であり、両者の誘電体多層膜２４，２８によって赤領域から近赤外域、および紫外域の光を反射する反射膜として機能することができる。第１誘電体多層膜２４および第２誘電体多層膜２８の反射帯域が赤領域から近赤外域のみならず紫外域に及ぶことにより、紫外域による悪影響、たとえば紫外線による光吸収膜２６の有機色素の分解を抑制して光吸収膜１６の劣化を防ぐことができる。第１誘電体多層膜２４および第２誘電体多層膜２８は、屈折率の異なる誘電体を交互に複数積層して構成され、各層の屈折率および膜厚を制御することにより、分光透過率特性等の光学特性を設計することができる。第１誘電体多層膜２４を構成する誘電体膜は、第１実施形態の第１誘電体多層膜１４と同様である。
【００５０】
第２誘電体多層膜２８は、光吸収膜２６の保護膜として機能する必要があるので、窒化膜と酸化膜とを交互に積層した誘電体多層膜からなる。第２誘電体多層膜２８を構成する窒化膜としては、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または窒化アルミニウムなどを用いることができ、特に窒化ケイ素が望ましい。酸窒化ケイ素を用いる場合には、酸窒化ケイ素膜が酸素の供給源となることを避けるため、酸素と窒素との化学量論比（酸素／窒素）が１以下であることが望ましい。酸化膜としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などを用いることができる。
【００５１】
光吸収膜２６は、第１誘電体多層膜２４と反対側である、基板２２の他方の面上に設けられている。したがって、光吸収膜２６は、基板２２と第２誘電体多層膜２８に挟まれる状態で配置される。光吸収膜２６の材料等は、第１実施形態の光吸収膜１６と同様である。
【００５２】
第２誘電体多層膜２８は、上述したように、特定波長の反射膜として機能するとともに、光吸収膜２６の保護膜として機能する。具体的には、光吸収膜２６は、紫外線、酸素などによって分解されやすい有機色素を含むとともに、光吸収膜２６の樹脂バインダーは水分によって劣化しやすいため、光吸収膜２６の表面に第２誘電体多層膜２８を形成することにより、当該第２誘電体多層膜２８が光吸収膜２６への酸素および水などの進入を防ぐことができ、光吸収膜２６の劣化を抑制することができる。
【００５３】
また、第２誘電体多層膜２８は、当該第２誘電体多層膜２８を構成する窒化膜が光吸収膜２６と接触するように形成されることが望ましい。このような状態で第２誘電体多層膜２８を形成することにより、窒化膜が酸素を含まないかもしくはその含有量が少ないため光吸収膜２６への酸素の供給を抑制することができ、第２誘電体多層膜２８のバリア性をより高めることができる。
【００５４】
窒化膜は、酸化膜に比べて、成膜法にもよるが通常充填密度が大きく緻密であり、さらに酸素の供給源とならないことから、酸素および水分の透過を酸化膜に比べて効果的に防ぐことができる。このことは、後述する実験例からも明らかである。したがって、窒化膜を用いた第２誘電体多層膜２８によれば、たとえば特許文献２に記載された酸化膜からなる保護膜に比べて光吸収膜の劣化を格段に抑制でき、近赤外線カットフィルターの耐久性を向上させることができる。
【００５５】
本実施形態の近赤外線カットフィルター２０によれば、第２誘電体多層膜２８が光吸収膜２６の保護膜として機能するだけでなく、多層の誘電体からなる誘電体多層膜を基板２
２の両側に第１および第２誘電体多層膜２４，２８として分割して配置することができるため、膜応力を低減して基板２２の反りを防止できる。
【００５６】
３．  第３実施形態
図１５は、第３実施形態にかかる近赤外線カットフィルター３０を模式的に示す断面図である。近赤外線カットフィルター３０は、基板３２と、第１誘電体多層膜３４と、光吸収膜３６と、第２誘電体多層膜（以下、「反射防止膜」ともいう）３８とを含む。第３実施形態にかかる近赤外線カットフィルター３０は、第１実施形態にかかる近赤外線カットフィルター１０と、主として、第１誘電体多層膜３４が基板３２の両側に分割した状態で設けられている点で異なる。具体的には、第１誘電体多層膜３４は、基板３２の一方側に設けられた上部第１誘電体多層膜３４ａと、基板３２の他方側に設けられた下部第１誘電体多層膜３４ｂとから構成されている。したがって、第３実施形態の近赤外線カットフィルター３０の基板３２、光吸収膜３６および反射防止膜３８は、第１実施形態の近赤外線カットフィルター１０の基板１０、光吸収膜１６および反射防止膜１８と同様の構成を有するので、詳細な説明を省略する。
【００５７】
基板３２は、可視域で透明であれば特に限定されない。基板３２の材料としては、前記基板１２と同様である。
【００５８】
第１誘電体多層膜３４は、基板３２の上面に設けられた上部第１誘電体多層膜３４ａと、基板３２の下面に設けられた下部第１誘電体多層膜３４ｂとに分割して設けられている。反射防止膜３８は、基板３２の他方の側であって光吸収膜３６の面上に設けられている。上部第１誘電体多層膜３４ａおよび下部第１誘電体多層膜３４ｂは、いずれも反射膜であり、両者の誘電体多層膜３４ａ，３４ｂによって赤領域から近赤外域、および紫外域の光を反射する反射膜として機能することができる。第１誘電体多層膜３４の反射帯域が赤領域から近赤外域のみならず紫外域に及ぶことにより、紫外域による悪影響、たとえば紫外線による光吸収膜３６の有機色素の分解を抑制して光吸収膜３６の劣化を防ぐことができる。
【００５９】
第１誘電体多層膜３４は、屈折率の異なる誘電体を交互に複数積層して構成され、各層の屈折率および膜厚を制御することにより、分光透過率特性等の光学特性を設計することができる。第１誘電体多層膜３４を構成する誘電体膜は、第１実施形態の第１誘電体多層膜１４と同様である。すなわち、第１誘電体多層膜３４は、屈折率の異なる酸化膜の積層体あるいは窒化膜と酸化膜との積層体から構成される。また、少なくとも下部第１誘電体多層膜３４ｂは、光吸収膜３６と接しているので当該光吸収膜３６のバリア層として機能させたい場合には、窒化膜と酸化膜の積層体であってもよい。
【００６０】
光吸収膜３６は、下部第１誘電体多層膜３４ｂの面上に設けられている。したがって、光吸収膜３６は、下部第１誘電体多層膜３４ｂと反射防止膜３８に挟まれる状態で配置される。光吸収膜３６の材料等は、第１実施形態の光吸収膜１６と同様である。
【００６１】
反射防止膜３８は、窒化膜と酸化膜との積層体から構成され、反射防止機能とともに光吸収膜３６の保護膜として機能する。具体的には、光吸収膜３６は、紫外線、酸素などによって分解されやすい有機色素を含むとともに、光吸収膜３６の樹脂バインダーは水分や酸素によって劣化しやすいため、光吸収膜３６の表面に反射防止膜３８を形成することにより、光吸収膜３６の劣化を抑制することができる。
【００６２】
すなわち、反射防止膜３８を構成する膜のひとつとして窒化膜を用いることにより、光吸収膜３６への酸素および水などの進入を確実に防止できる、優れたバリア性を発揮することができる。窒化膜は、酸化膜に比べて、成膜法にもよるが通常充填密度が大きく緻密
であり、さらに酸素の供給源とならないことから、酸素および水分の透過を酸化膜に比べて効果的に防ぐことができる。このことは、後述する実験例からも明らかである。したがって、窒化膜を用いた反射防止膜３８によれば、たとえば特許文献２に記載された酸化膜からなる保護膜に比べて光吸収膜の劣化を格段に抑制でき、近赤外線カットフィルターの耐久性を向上させることができる。
【００６３】
また、本実施形態の近赤外線カットフィルター３０によれば、反射防止膜３８が光吸収膜３６の保護膜として機能するだけでなく、多層の誘電体からなる第１誘電体多層膜３４を基板３２の両側に分割して配置することができるため、膜応力を低減して基板３２の反りを防止できる。さらに、本実施形態によれば、たとえば第１誘電体多層膜３４を真空蒸着法で作成したのちに、真空蒸着法に比べて熱的に条件の緩やかなスパッタ法で反射防止膜３８を作成できることから、プロセス上有利である。
【００６４】
４．実験例
以下、本発明の近赤外線カットフィルターにかかる実験例について説明する。
【００６５】
（１）  試験用サンプルの作成
以下の方法によって、本発明の実験例で用いる試験用サンプルを作成した。
【００６６】
まず、ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製「Ｄ−２６３」）の片面上に光吸収膜を形成した。具体的には、有機色素を含む紫外線硬化型の塗料（ＡＤＥＫＡ社製「アデカアークルズシリーズＧＰＺ−１０３」）をスピンコーターによってガラス基板上に塗布し、膜厚８μｍの塗膜を得た。次いで、ＵＶランプ（ブラックライト）にて紫外線５ＫＪ／ｍ２を照射し、塗膜を硬化させ、光吸収膜を形成した。
【００６７】
ついで、光吸収膜が形成されたガラス基板を４分割し、それぞれサンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣおよびサンプルＤとした。
【００６８】
ついで、サンプルＣでは、スパッタ装置（オプトライン社製、ＤＣメタモードスパッタ装置、シリコンターゲット）にて、光吸収膜の表面に膜厚５０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。また、サンプルＤでは、サンプルＣと同様にして光吸収膜の表面に膜厚５０ｎｍのＳｉ３Ｎ４膜を形成した。
【００６９】
（２）  紫外線照射試験
図７に示すように、光源としてブラックライト（紫外線照射強度４０Ｗ／ｍ２）を用いて各サンプルＡないしＤに紫外線を照射した。このとき、サンプルＢ、Ｃ、Ｄには、赤外線・紫外線カットフィルター（タナカ技研社製「ＵＶＩＲＣＦ」）を介して紫外線の照射を行った。なお、この赤外線・紫外線カットフィルターの分光透過率特性を図８に示す。図８（Ａ）は３５０ｎｍから１１５０ｎｍの波長領域の分光透過率を示し。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の紫外域を拡大して示す。そして、各サンプルについて紫外線照射の前後の分光透過率を測定した。
【００７０】
紫外線の照射量としては、サンプルＡについては、１０．４ＭＪ／ｍ２、２０．７ＭＪ／ｍ２、３４．６ＭＪ／ｍ２を用い、サンプルＢないしサンプルＤについては、１０．４ＭＪ／ｍ２、２０．７ＭＪ／ｍ２、３４．６ＭＪ／ｍ２、４１．５ＭＪ／ｍ２、５８．８ＭＪ／ｍ２を用いた。実験において、紫外線の照射時間は、１７日間であった。また、実験は大気中で室温において行った。
【００７１】
（３）  試験結果
各サンプルＡないしＤの試験結果をそれぞれ図９から図１２に示す。そして、図９から
図１２をもとに、６９２ｎｍの波長における各紫外線照射量での分光透過率をプロットすると、図１３に示す結果が得られた。さらに、図１３の変化をわかりやすくするために縦軸を拡大したのが図１４である。図１３および図１４より、各サンプルでの紫外線照射による分光透過率の変化がわかる。なお、図９から図１２において、符号「ａ」で示すデータは、紫外線照射前の分光透過率を示している。
【００７２】
図１４から、ＳｉＯ２膜およびＳｉ３Ｎ４膜を有さないサンプルＡに赤外線・紫外線カットフィルターを介さないで紫外線を直接照射すると、光吸収膜の特性が著しく劣化することがわかった。そして、光吸収膜の劣化は、紫外線の照射量が多くなるにつれて顕著になった。
【００７３】
図１４から、以下のことが確認された。サンプルＢ、ＣおよびＤにおいても、光吸収膜の劣化は、紫外線の照射量が多くなるにつれて顕著になる傾向を有することがわかった。しかし、ＳｉＯ２膜およびＳｉ３Ｎ４膜を有さないサンプルＢに赤外線・紫外線カットフィルターを介して紫外線を照射した場合（図１０）、ＳｉＯ２膜を有するサンプルＣに赤外線・紫外線カットフィルターを介して紫外線を照射した場合（図１１）、およびＳｉ３Ｎ４膜を有するサンプルＤに赤外線・紫外線カットフィルターを介して紫外線を照射した場合（図１２）では、それぞれ劣化の程度が異なった。すなわち、サンプルＢの場合は、サンプルＡの場合に比べて劣化の程度は少ないものの、サンプルＣ、サンプルＤに比べると分光透過率の変化がかなり大きくなった。また、サンプルＣとサンプルＤとを比較すると、サンプルＤの方がサンプルＣより透過率の変化が小さいことがわかった。さらに、図１４から、サンプルＣとサンプルＤとは、積算紫外線照射量が大きくなると、その分光特性の差が大きくなっていくことがわかった。
【００７４】
以上のことから、本実験例では、窒化膜を有するサンプルＤは、酸化膜を有するサンプルＣに比べて、光吸収膜の劣化が少なく、優れた耐久性を有していることが確認された。
【００７５】
上述した実施形態はそれぞれ一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば本発明は、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００７６】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００７７】
１０，２０，３０  近赤外線カットフィルター
１２，２２，３２  基板
１４，２４，３４  第１誘電体多層膜
１６，２６，３６  光吸収膜
１８，３８  反射防止膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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