(57)【要約】  光学フィルタは、緑色色素、及び黒色色素を含有し、下記（ｉ）及び（ｉｉ）の要件を満足する構造体１を具備する。また、装置は、そのような光学フィルタを備える。（ｉ）波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が２％以下である。（ｉｉ）波長８００〜１０００ｎｍの間に、平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍの波長域を有する。
2016098810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緑色色素、及び黒色色素を含有し、下記（ｉ）及び（ｉｉ）の要件を満足する構造体を具備することを特徴とする光学フィルタ。
（ｉ）波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が２％以下である
（ｉｉ）波長８００〜１０００ｎｍの間に、平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍの波長域を有する
【請求項２】
前記構造体は、波長７３０〜８６０ｎｍの間に、透過率が１０％から８０％に遷移する遷移波長域を有し、前記遷移波長域における透過率の変化量が０．７５％／ｎｍ以上である請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記構造体は、波長４００〜７３０ｎｍの光の透過率が１０％以下である請求項１または２に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記構造体は透明樹脂を含み、該透明樹脂中に前記緑色色素及び黒色色素が分散または溶解している請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
前記緑色色素が、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、及びシアニン系色素から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項６】
前記緑色色素がスクアリリウム系色素を含むとともに、前記構造体は波長８００〜９００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項７】
前記構造体は、波長７３０〜８００ｎｍの間に、透過率が１０％から８０％に遷移する遷移波長域を有し、前記遷移波長域における透過率の変化量が０．７５％／ｎｍ以上である請求項６に記載の光学フィルタ。
【請求項８】
前記構造体は、波長８００〜９００ｎｍの光の透過率が８０％以上である請求項６または７に記載の光学フィルタ。
【請求項９】
前記スクアリリウム系色素は、式（Ａ１）で表されるスクアリリウム系色素から選ばれる少なくとも１種である請求項５〜８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【化１】
2016098810.tif 000013
（式（Ａ１）中、
Ｘは、独立して１つ以上の水素原子が炭素数１〜１２のアルキル基またはアルコキシ基で置換されていてもよい、式（１）または式（２）で示される２価の有機基であり、
−（ＣＨ２）ｎ１−    …（１）
（式（１）中、ｎ１は、２または３である。）
−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−    …（２）
（式（２）中、ｎ２とｎ３はそれぞれ独立して０〜２の整数であり、ｎ２＋ｎ３は１または２である。）
Ｒ１は、独立して飽和環構造を含んでもよく、分岐を有してもよい炭素数１〜１２の飽和もしくは不飽和炭化水素基、炭素数３〜１２の飽和環状炭化水素基、炭素数６〜１２のアリール基または炭素数７〜１３のアルアリール基であり、
Ｒ２及びＲ３は、独立して水素原子、または、炭素数１〜１０のアルキル基もしくはアルコキシ基であり、
Ｒ４は、独立して１つ以上の水素原子が水酸基、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もよく、分岐を有してもよい炭素数１〜２５の炭化水素基である。）
【請求項１０】
前記スクアリリウム系色素は、透明樹脂中に分散して得られる樹脂膜を使用して測定される波長４００〜１０００ｎｍの光の吸収スペクトルにおいて、波長６００〜８００ｎｍ内に吸収極大波長を有するスクアリリウム系色素である請求項５〜９のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１１】
前記緑色色素がフタロシアニン系色素を含むとともに、前記構造体は波長８６０〜１０００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１２】
前記構造体は、波長７６０〜８６０ｎｍの間に、透過率が１０％から８０％に遷移する遷移波長域を有し、前記遷移波長域における透過率の変化量が０．７５％／ｎｍ以上である請求項１１に記載の光学フィルタ。
【請求項１３】
前記構造体は、波長８６０〜１０００ｎｍにおける透過率が８０％以上である請求項１１または１２に記載の光学フィルタ。
【請求項１４】
前記フタロシアニン系色素は、式（Ｂ１）または（Ｂ２）で表されるフタロシアニン系色素から選ばれる少なくとも１種である請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【化２】
2016098810.tif 000014
【化３】
2016098810.tif 000015
（式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、
Ｍは、２個の水素原子、２個の１価の金属原子、または３価もしくは４価の金属原子を含む置換金属原子であり、
Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して、１つ以上の水素原子が水酸基、カルボキシル基、フッ素原子、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もよく、分岐を有してもよい炭素数１〜２５の炭化水素基、あるいは、式（Ｂ−a）、式（Ｂ−ｂ）または式（Ｂ−ｃ）で示される基である。
【化４】
2016098810.tif 000016
（式（Ｂ−a）、式（Ｂ−ｂ）及び式（Ｂ−ｃ）中、Ｙは酸素原子または硫黄原子であり、Ｒ７は、１つ以上の水素原子が水酸基、カルボキシル基、フッ素原子、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もよく、分岐を有してもよい炭素数１〜２５の炭化水素基である。））
【請求項１５】
前記黒色色素は、アゾ系染料を含む請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１６】
前記構造体の片側もしくは両側に赤外光透過性基材を備える請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１７】
前記赤外光透過性基材は、開口部を有するカバーガラスを含む請求項１６に記載の光学フィルタ。
【請求項１８】
前記構造体の片側もしくは両側に赤外光反射層を備え、
前記赤外光反射層は、入射角０°の分光透過率曲線において、波長８００〜９００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上であり、波長９００〜１１００ｎｍの間に透過率が５％以下となる波長を有する請求項１〜１７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１９】
前記構造体の片側もしくは両側に赤外光反射層を備え、
前記赤外光反射層は、入射角０°の分光透過率曲線において、波長９００〜１０００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上であり、波長１０００〜１１００ｎｍの間に透過率が５％以下となる波長を有する請求項１〜１７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項２０】
前記構造体の片側もしくは両側に保護層を有する請求項１〜１９のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項２１】
前記保護層は、無機膜からなる請求項２０に記載の光学フィルタ。
【請求項２２】
前記保護層は、有機膜からなる請求項２０に記載の光学フィルタ。
【請求項２３】
外気と触れる最表面に、赤外光透過性を示す粘着層を有する請求項１〜２２のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項２４】
全体の厚さが５０μｍ以下である請求項１〜２３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項２５】
請求項１乃至２４のいずれか１項記載の光学フィルタを備えたことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外波長域の光を選択的に透過する光学フィルタ、及びこれを用いた赤外線カメラ、赤外線センサ等の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置においては、色調を良好に再現し、かつ鮮明な画像を得るために、近赤外波長域の光を遮蔽するフィルタ（近赤外線カットフィルタ）が用いられている。【０００３】
一方で、近赤外線カットフィルタとは異なり、可視波長域の光（以下、可視光ともいう）を遮断し、赤外波長域の光（以下、赤外光ともいう）を透過して、赤外光の感度を高めるフィルタ（赤外光透過フィルタ）も、赤外線カメラや赤外線センサ等を中心に用いられており、赤外光透過性／可視光遮断性に優れる赤外光透過フィルタ、またそれを用いた赤外線カメラ、赤外線センサ等の要求も高まっている。【０００４】
赤外光透過フィルタとしては、例えば、特許文献１に、４つの顔料（赤／黄／青／紫顔料）を用いた、波長８２５〜１３００ｎｍの光の平均透過率が９９％以上のものが開示されている。その一方で、波長４００〜７００ｎｍの光の平均透過率は６％前後と決して低くない。【０００５】
特許文献２には、ペリレン系化合物と２種の着色剤（青色または緑色着色剤と黄色または赤色着色剤）を併用した赤外光透過型の光学フィルタ、及びそれを用いた光センサが開示されている。
しかし、この光学フィルタも、波長７００ｎｍの光の透過率が４〜７％程度であり、可視光に対する遮断性が不十分であり、高い感度の光センサは得られない。【０００６】
このように、従来の赤外光透過フィルタは、特に可視光の遮断性が十分ではなく、しかも分光透過率曲線において、可視波長域から赤外波長域にかけての透過率の変化の勾配（立ち上がり）が緩い。このため、不要な波長域の光量を十分に抑制できずにノイズとなり、高感度の赤外線カメラ、赤外線センサを実現できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０８４１４７号
【特許文献２】特開２０１４−１３０３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、可視光の遮断性及び赤外光の透過性に優れ、可視波長域から赤外波長域にかけての波長域で透過率が急峻に変化する、優れた赤外光選択透過性を有する光学フィルタ、及びそのような光学フィルタを用いた高感度の装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る光学フィルタは、緑色色素、及び黒色色素を含有し、下記（ｉ）及び（ｉｉ）の要件を満足する構造体を具備することを特徴とする。
（ｉ）波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が２％以下である。
（ｉｉ）波長８００〜１０００ｎｍの間に、平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍの波長域を有する。
また、本発明の他の態様に係る装置は、上記光学フィルタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可視光の遮断性及び赤外光の透過性に優れ、可視波長域から赤外波長域にかけての波長域で透過率が急峻に変化する、優れた赤外光選択透過性を有する光学フィルタを提供できる。また、本発明によれば、そのような光学フィルタを備えた高感度の装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の光学フィルタの一例を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図６】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図７】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図８】第２の実施形態の光学フィルタの一例を示す断面図である。
【図９】第２の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図１１】第２の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図１２】第２の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。
【図１３】第３の実施形態の撮像装置を示す断面図である。
【図１４】一実施例における赤外光反射層の分光透過率曲線を示す図である。
【図１５】一実施例における赤外光反射層の分光透過率曲線を示す図である。
【図１６】一実施例の光学フィルタの構成を示す断面図である。
【図１７】実施例及び比較例の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。
【図１８】一実施例の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。
【図１９】一実施例の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。
【図２０】実施例の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。
【図２１】実施例の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。
【図２２】実施例の光学フィルタの分光透過率曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による光学フィルタの構成を概略的に示す断面図である。本実施形態の光学フィルタは、可視光を遮断し、赤外光を選択的に透過させることが要求される用途、例えば、赤外線カメラ等の撮像装置、赤外線センサ、携帯電話やＰＣ等に搭載される赤外線通信装置、テレビ、オーディオ、エアコン等の家電製品の赤外線リモコン装置、赤外光を用いた静脈認証や虹彩認証等の生体認証装置、モーションセンサ、３次元距離画像カメラ等の用途に有用な光学フィルタである。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の光学フィルタは、透明樹脂と、この透明樹脂中に分散または溶解された緑色色素、及び黒色色素を含む構造体１を有する。
【００１５】
光学フィルタは、構造体１の片側（一方の主面）または両側（両主面）に、少なくとも赤外波長域の光、具体的には７００ｎｍ以上の波長の光を透過する赤外光透過性基材を有してもよい。
【００１６】
また、光学フィルタは、構造体１、または赤外光透過性基材を備えた構造体１の片側または両側に、無機膜または有機膜からなる反射防止層、パッシベーション機能を有する保護層、耐擦傷性を有する保護層、粘着層等のうち少なくとも１つの層を含む機能層を有してもよい。構造体１の主面を覆って反射防止層または赤外光透過性基材が設けられている場合には、通常、これらの反射防止層または赤外光透過性基材はパッシベーション機能を併せ有するため、保護層は設けなくてもよい場合が多い。なお、構造体１の主面を覆う場合、保護層は、構造体１のうち、光が入射する主面のみを保護するよう形成されてもよく、図示しないが、主面のみならず側面も覆うように保護するよう形成されてもよい。
【００１７】
図２〜７に、第１の実施形態による光学フィルタの他の構成例を示す。ただし、光学フィルタの構成はこれらの例に限定されない。
【００１８】
図２は、構造体１の一方の主面に赤外光透過性基材２を備える構成例である。
ここで、「構造体１の一方の主面に、赤外光透過性基材２等の他の層を備える（または有する）」とは、構造体１に接触して他の層が備わる場合に限らず、構造体１と他の層との間に、他の機能層が備わっている場合も含むものと解釈し、以下の構成も同様である。
図３は、構造体１の両主面に赤外光透過性基材２を備える構成例である。
図４は、図３の光学フィルタにおいて、一方の赤外光透過性基材２を、接着剤層３を介して構造体１の一主面に備える構成例である。なお、図４の光学フィルタには不図示であるが、構造体１の両主面に接着剤層３を介して赤外光透過性基材２を備えてもよい。
図３及び図４に示す構成の光学フィルタにおいて、２つの赤外光透過性基材２を構成する材料や厚さ等は同一でも異なってもよい。
図５は、構造体１の一方の主面に機能層４を備える構成例である。
図６は、構造体１の両主面に機能層４を備える構成例である。２層の機能層４は同一でも異なってもよい。
図７は、構造体１の一方の主面に赤外光透過性基材２を備え、他方の主面に機能層４を備える構成例である。
【００１９】
以下、第１の実施形態による光学フィルタを構成する構造体、赤外光透過性基材、反射防止層、保護層等について説明する。
【００２０】
（構造体）
構造体は、透明樹脂と、この透明樹脂中に分散または溶解された緑色色素、及び黒色色素を含む。
【００２１】
構造体の形状、厚さ等は、装置内の配置スペースや要求される光学特性等に応じて適宜定められる。一般には、形状は、板状またはフィルム状であり、その厚さは０．１μｍ〜１００μｍである。厚さが０．１μｍ未満では、所望の光学特性を十分に発現できないおそれがある。また、厚さが１００μｍ超では平坦性が低下し、透過率に面内のバラツキが生じるおそれがある。光学特性と平坦性を十分に両立させるためには、厚さは０．３μｍ〜５０μｍが好ましい。
【００２２】
構造体は、下記（ｉ）及び（ｉｉ）の要件を満足する光学特性を有している。なお、本明細書において、特に断らない限り、「透過率」または「平均透過率」は、「入射角０°の分光透過率曲線における透過率または平均透過率、すなわち、その主面に対し垂直に入射する光の分光透過率曲線における透過率または平均透過率」をいう。
（ｉ）波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が２％以下である。
平均透過率は、好ましくは１％以下、より好ましくは０．５％以下である。
（ｉｉ）波長８００〜１０００ｎｍの間に、平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍの波長域を有する。
該平均透過率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。
【００２３】
構造体は、さらに、下記（ｉｉｉ）〜（ｖｉ）の要件の少なくとも１つを満たしていることが好ましい。
（ｉｉｉ）波長７３０〜８６０ｎｍの間に、透過率が１０％から８０％に遷移する遷移波長域を有し、この遷移波長域における透過率の変化量が０．７５％／ｎｍ以上である。
遷移波長域における透過率の変化量は、好ましくは１．００％／ｎｍ以上であり、より好ましくは１．２５％ｎｍ以上であり、さらに好ましくは１．５０％／ｎｍ以上、より一層好ましくは２．００％／ｎｍ以上である。なお、ここでいう「変化量」は、透過率が１０％から８０％に遷移するときの勾配（％／ｎｍ）の平均値に相当する。
上記遷移波長域における透過率の変化量は、次式で求められる値である。
Ｄ（％／ｎｍ）＝［Ｔλ１（％）−Ｔλ２（％）］／［λ１（ｎｍ）−λ２（ｎｍ）］
（式中、Ｄは遷移波長域における透過率の変化量、λ１及びλ２はそれぞれ遷移波長域における長波長側端及び短波長側端の波長、Ｔλ１は分光透過率曲線の波長λ１における透過率であり、Ｔλ２は分光透過率曲線の波長λ２における透過率である）
すなわち、上記式において、Ｔλ１（％）＝８０（％）であり、Ｔλ２（％）＝１０％であるので、
Ｄ（％／ｎｍ）＝７０（％）／［λ１（ｎｍ）−λ２（ｎｍ）］
と表現できる。
（ｉｖ）波長４００〜７３０ｎｍの光の透過率が１０％以下である。
透過率は、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下、より一層好ましくは０．５％以下、特に好ましくは０．３％以下である。
（ｖ）波長９００〜１１００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上である。
平均透過率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。
（ｖｉ）波長９００〜１１００ｎｍの光の透過率が８０％以上である。
透過率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。
【００２４】
構造体は、また下記（ｖｉｉ）の要件を満たしていることが好ましい。
（ｖｉｉ）波長８５０〜９５０ｎｍにおいて、入射光の光量に対する散乱光の光量の平均値（Ｓａｖｅ）が１％以下である。
該散乱光の光量の平均値（Ｓａｖｅ）は、好ましくは０．５％以下である。
ここで、上記の入射光の光量に対する散乱光の光量の平均値（Ｓａｖｅ）は、波長８５０〜９５０ｎｍで発光する光源を用いて構造体に光を入射したときの入射光量をＩｉｎ、全透過光量をＩｔ、散乱光量をＩｄとしたとき、次式で求められる値である。
Ｓａｖｅ（％）＝（散乱光透過率Ｔｄ／全透過率Ｔｔ）×１００
（式中、Ｔｄ＝（Ｉｄ／Ｉｉｎ）×１００
Ｔｔ＝（Ｉｔ／Ｉｉｎ）×１００）
【００２５】
なお、本実施形態の光学フィルタ及び、第２の実施形態の光学フィルタにおいても、特に、構造体の取り得る光学特性に基づき、（ｉ）及び（ｉｉ）の要件を満足することが望まれる。また、本実施形態の光学フィルタにおいて、（ｉ）及び（ｉｉ）の要件に加え、（ｉｉｉ）〜（ｖｉ）の要件の少なくとも１つを満足することが好ましく、（ｉｉｉ）〜（ｖｉ）の要件すべてを満足することがより好ましい。さらに、本実施形態の光学フィルタにおいて、（ｖｉｉ）の要件を満たす光学特性を備えることが好ましい。
【００２６】
＜緑色色素＞
緑色色素としては、例えば、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、シアニン系色素が挙げられる。これらの色素の中から、用途等に応じて１種以上を適宜選択して使用できる。緑色色素は、後述するように、透明樹脂中に分子が凝集して存在する顔料でもよいが、透明樹脂中に分子が溶解して存在する緑色染料が、散乱光発生の懸念が少ないことから好ましい。
【００２７】
ａ．スクアリリウム系色素
スクアリリウム系色素は、透明樹脂中に分散して得られる樹脂膜を使用して測定される波長４００〜１０００ｎｍの光の吸収スペクトルにおいて、波長６００〜８００ｎｍ内に吸収極大波長を有するものが好ましい。また、その吸収極大波長が発現する吸収ピークの赤外光側の傾きが急峻であることが好ましい。
このような吸収特性を有するスクアリリウム系色素を使用することにより、前述の要件に加えて、さらに下記要件も少なくとも１つを満たす構造体、さらには該構造体を含む光学フィルタが得られる。
・波長８００〜９００ｎｍの光の平均透過率が８０％である。該平均透過率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。
・波長７３０〜８００ｎｍの間に、透過率が１０％から８０％に遷移する遷移波長域を有し、前記遷移波長域の光の透過率の変化量が０．７５％／ｎｍ以上である。該変化量は、好ましくは１．００％／ｎｍ以上であり、より好ましくは１．２５％ｎｍ以上であり、さらに好ましくは１．５０％／ｎｍ以上であり、より一層好ましくは２．００％／ｎｍ以上である。
・波長８００〜９００ｎｍの光の透過率が８０％以上である。該透過率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。
【００２８】
スクアリリウム系色素としては、一般式（Ａ１）で示されるスクアリリウム系色素が特に好ましい。なお、本明細書において、特に断らない限り、式（Ａ１）で表される色素を色素（Ａ１）と記す。他の式で表される色素も同様に記す。また、式（１）で表される基を基（１）と記す。他の式で表される基も同様に記す。
【化１】
2016098810.tif 000003
【００２９】
式（Ａ１）中の記号は以下のとおりである。
Ｘは、独立して１つ以上の水素原子が炭素数１〜１２のアルキル基またはアルコキシ基で置換されていてもよい、式（１）または式（２）で示される２価の有機基である。
−（ＣＨ２）ｎ１−    …（１）
式（１）中ｎ１は、２または３である。  
−（ＣＨ２）ｎ２−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ３−    …（２）
式（２）中、ｎ２とｎ３はそれぞれ独立して０〜２の整数であり、ｎ２＋ｎ３は１または２である。
Ｒ１は、独立して飽和環構造を含んでもよく、分岐を有してもよい炭素数１〜１２の飽和もしくは不飽和炭化水素基、炭素数３〜１２の飽和環状炭化水素基、炭素数６〜１２のアリール基または炭素数７〜１３のアルアリール基を示す。
Ｒ２及びＲ３は、独立して水素原子、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。
Ｒ４は、独立して１つ以上の水素原子が水酸基、カルボキシ基、スルホン基、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く、分岐を有してもよい炭素数１〜２５の炭化水素基である。
【００３０】
上述において、飽和もしくは不飽和の環構造とは、炭化水素環及び環構成原子として酸素原子を有するヘテロ環をいう。さらに、環を構成する炭素原子に炭素数１〜１０のアルキル基が結合した構造もその範疇に含むものとする。
また、アリール基は芳香族化合物が有する芳香環、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル、フラン環、チオフェン環、ピロール環等を構成する炭素原子を介して結合する基をいう。アルアリール基は、１以上のアリール基で置換された、飽和環構造を含んでもよい直鎖状もしくは分枝状の飽和もしくは不飽和炭化水素基または飽和環状炭化水素基をいう。
式（２）において、酸素原子の位置は、特に制限されない。すなわち、窒素原子と酸素原子が結合してもよく、ベンゼン環に酸素原子が直接結合してもよい。また、炭素原子に挟まれるように酸素原子が位置してもよい。
【００３１】
なお、色素（Ａ１）中、左右のＸは同一であっても異なってもよいが、生産性の観点から同一が好ましい。またＲ１〜Ｒ４についても、スクアリリウム骨格を挟んで左右で同一であっても異なってもよいが、生産性の観点から同一が好ましい。
【００３２】
スクアリリウム系色素は、色素（Ａ１）の中でも、式（Ａ１１）及び（Ａ１２）で表される色素（Ａ１１）及び色素（Ａ１２）がより好ましい。式（Ａ１１）及び（Ａ１２）中、Ｒ１〜Ｒ４は色素（Ａ１）におけるＲ１〜Ｒ４と同じ意味である。また、Ｍｅはメチル基を表す。
【００３３】
【化２】
2016098810.tif 000004
【００３４】
【化３】
2016098810.tif 000005
【００３５】
色素（Ａ１）中、Ｒ１は、耐熱性と信頼性向上の観点から、独立して分岐を有してもよい炭素数１〜１２のアルキル基またはアルコキシ基が好ましく、分岐を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基またはアルコキシ基がより好ましい。透明樹脂への溶解性を高めるため、分岐を有する炭素数１〜６のアルキル基がさらに好ましい。
また、色素（Ａ１）中、Ｒ２及びＲ３は、独立して、水素原子、または、炭素数１〜６のアルキル基もしくはアルコキシ基が好ましい。Ｒ２及びＲ３は、いずれも水素原子がより好ましい。
【００３６】
色素（Ａ１）中のＲ４は、式（４）で示される炭素数５〜２５の分枝状の炭化水素基が好ましい。
−ＣＨ３−ｍＲ１３ｍ      …（４）
ただし、式（４）中、ｍは１、２または３であり、Ｒ１３は、それぞれ独立して、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もよい直鎖状または分枝状の炭化水素基（ただし、ｍが１のときは分枝状である。）を示し、かつｍ個のＲ１３の炭素数の合計は４〜２４である。透明樹脂への溶解性の観点から、ｍは２または３が好ましい。
【００３７】
Ｒ１３が有してもよい飽和環構造としては、炭素数４〜１４の環状エーテル、シクロアルカン、アダマンタン環、ジアダマンタン環等が挙げられる。また、不飽和環構造としてはベンゼン、トルエン、キシレン、フラン、ベンゾフラン等が挙げられる。環構造を有する場合、Ｒ１３の炭素数は環の炭素数を含む数で示される。
【００３８】
また、Ｒ４は、有機溶媒及び透明樹脂への溶解性の観点から独立して置換基を有しない炭素数６〜２０の分枝状の炭化水素基が好ましい。Ｒ４の炭素数はより好ましくは６〜１７であり、さらに好ましくは６〜１４である。
【００３９】
色素（Ａ１）中のＲ４としては、基（４）のうちでも、ｍ＝１の基として下記式（１ａ）、（１ｂ）で示される基が、ｍ＝２の基として下記式（２ａ）〜（２ｅ）で示される基が、ｍ＝３の基として式（３ａ）〜（３ｅ）で示される基が好ましい。これらの中でも、溶解性の観点から基（１ｂ）、（２ａ）〜（２ｅ）、（３ｂ）が特に好ましい。
【００４０】
【化４】
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【００４１】
【化５】
2016098810.tif 000007
【００４２】
スクアリリウム系色素は色素（Ａ１１）がより好ましく、色素（Ａ１１）の中でも、表１に示す構成の色素（Ａ１１−１）〜（Ａ１１−１９）が、溶解性、色素の耐熱性等の観点から特に好ましい。表１中、「−」は水素原子を意味する。ｎ−Ｃ３Ｈ７は直鎖のプロピル基を示し、ｉ−Ｃ３Ｈ７は１−メチルエチル基を示す。表１におけるＲ４の具体的な構造は、式（１ａ）、（１ｂ）、（２ａ）〜（２ｅ）、（３ａ）〜（３ｅ）に対応する。表１には対応する色素略号も示した。なお、色素（Ａ１１−１）〜（Ａ１１−１９）において、左右に１個ずつ計２個存在するＲ１は左右で同じであり、Ｒ２〜Ｒ４についても同様である。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
ｂ．フタロシアニン系色素
フタロシアニン系色素は、透明樹脂中に分散して得られる樹脂膜を使用して測定される波長４００〜１０００ｎｍの光の吸収スペクトルにおいて、波長７００〜９００ｎｍ内に吸収極大波長を有するものが好ましい。また、その吸収極大波長が発現する吸収ピークの赤外光側の傾きが急峻であることが好ましい。
このような吸収特性を有するフタロシアニン系色素を使用することにより、下記要件も少なくとも１つを満たす構造体、さらには該構造体を含む光学フィルタが得られる。
・波長８６０〜１０００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上である。該平均透過率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。
・波長７６０〜８６０ｎｍの間に、透過率が１０％から８０％に遷移する遷移波長域を有し、前記遷移波長域の光の透過率の変化量が０．７５％／ｎｍ以上である。該変化量は、好ましくは１．００％／ｎｍ以上であり、より好ましくは１．２５％ｎｍ以上であり、さらに好ましくは１．５０％／ｎｍ以上であり、より一層好ましくは２．００％／ｎｍ以上である。
・波長８６０〜１０００ｎｍの光の透過率が８０％以上である。該透過率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。
【００４５】
フタロシアニン系色素としては、式（Ｂ１）または（Ｂ２）で示されるフタロシアニン系色素が特に好ましい。
【化６】
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【化７】
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【００４６】
式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｍは、２個の水素原子、２個の１価の金属原子、または３価もしくは４価の金属原子を含む置換金属原子を示す。波長７００〜９００ｎｍにおける吸収係数と耐光性の観点から、Ｍは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｐｄ、ＶＯ、ＴｉＯが好ましい。
また、式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して、１つ以上の水素原子が水酸基、カルボキシル基、フッ素原子、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もよく、分岐を有してもよい炭素数１〜２５の炭化水素基、あるいは式（Ｂ−a）、式（Ｂ−ｂ）または式（Ｂ−ｃ）で示される基である。
【化８】
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式（Ｂ−a）、式（Ｂ−ｂ）及び式（Ｂ−ｃ）中、Ｙは酸素原子または硫黄原子であり、Ｒ７は、１つ以上の水素原子が水酸基、カルボキシル基、フッ素原子、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もよく、分岐を有してもよい炭素数１〜２５の炭化水素基である。
樹脂や溶媒に対する溶解性の観点から、Ｒ５及びＲ６は基（Ｂ−ａ）、（Ｂ−ｂ）が好ましい。
【００４７】
ｃ．シアニン系色素
シアニン系色素としては、式（Ｃ１）または（Ｃ２）で示されるシアニン系色素が特に好ましい。
【化９】
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式（Ｃ１）及び（Ｃ２）中、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ独立して水素原子、水酸基、カルボキシル基、メチル基、長鎖もしくは分岐アルキル基またはアラルキル基を示す。アルキル基やアラルキル基は、オキシエチレン鎖を含んでもよい。
Ｒ１０及びＲ１１は、それぞれ独立して水素原子、水酸基、カルボキシル基、メチル基、長鎖もしくは分岐アルキル基、アラルキル基、アミノ基、ニトロ基、長鎖アルキルアミン、アミド基またはイミド基を示す。式（Ｃ１）及び（Ｃ２）は、２置換の化合物を示しているが、３置換以上であってもよい。
Ｚは、ヨウ素原子、−ＮＯ３、−ＰＦ６または−Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２を示す。
ｎは、１〜４の整数である。
【００４８】
上記色素以外にも、緑色色素として、スクアリリウム金属錯体系色素、インドアニリンキレート色素、インドナフトールキレート色素、アゾキレート色素、ジチオール錯体、ジチオレン錯体等の金属錯体系色素、キサンテン系色素、ジピロメテン系色素、アントラキノン系色素、ジケトピロロピロール系色素、イモニウム色素、ジイモニウム色素、クロコニウム色素等を使用できる。
【００４９】
緑色色素は、透明樹脂中に分子が溶解して存在する染料でもよく、透明樹脂中に分子が凝集して存在する顔料でもよい。緑色色素として顔料を用いる場合、分散剤も使用できる。分散剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の分散剤を使用できる。
【００５０】
＜黒色色素＞
黒色色素は、１種単独で黒色を呈する色素（狭義の黒色色素）のみならず、２種以上を混合して黒色を呈する混合物でもよい。混合物は、狭義の黒色色素と他の色の色素の混合物でもよい。なお、混合系黒色色素の場合、前述した緑色色素を除く。
黒色色素は、透明樹脂中に分子が凝集して存在する顔料でもよいが、透明樹脂中に分子が溶解して存在する黒色染料が、散乱光発生の懸念が少ないことから好ましい。
【００５１】
具体的には、黒色染料を構成する染料として、アゾ系、アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、メチン系、キノリン系、アジン系等の染料を例示できる。
【００５２】
アゾ系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２３、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２４、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２７、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド３１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８３、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８４、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１３２、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック４、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２８、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３１、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ７、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ９、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ３７、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ４０、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ４５等が挙げられる。
【００５３】
アントラキノン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１１１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１５０、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１５１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２０７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７８、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー８３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー８７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー９４、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー９７、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン３、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン２０、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン２８、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット１３、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット３６等が挙げられる。
【００５４】
ペリノン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ６０、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ７８、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ９０、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット２９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１３５、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ１７９等が挙げられる。
【００５５】
ペリレン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン５、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ５５、Ｃ．Ｉ．バットレッド１５、Ｃ．Ｉ．バットオレンジ７等が挙げられる。
【００５６】
メチン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ８０、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９３等が挙げられる。
【００５７】
キノリン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー３３、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９８、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５７等が挙げられる。
【００５８】
アジン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック７等が挙げられる。
【００５９】
上記黒色染料の中でも、吸収係数が大きく溶解性の高いアゾ系染料の使用が好ましい。また環境保全性の点からは分子中にハロゲン元素を含有しないものが好ましい。
【００６０】
黒色色素は、透明樹脂中に分子が溶解して存在する染料でもよく、透明樹脂中に分子が凝集して存在する顔料でもよい。黒色色素として顔料を用いる場合、所望により分散剤も使用できる。分散剤は、緑色色素を透明樹脂中に均一に分散させるために使用でき、具体的に、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の分散剤が挙げられる。
【００６１】
構造体中における上記緑色色素、及び黒色色素の含有量は、総量として、通常、透明樹脂１００質量部に対して、０．１〜５０質量部の範囲が好ましい。０．１質量部以上とすることで所望の光学特性が得られ、５０質量部以下とすることで、光学特性の低下や、前述した散乱光を抑制できる。これらの観点から、０．５〜４０質量部の範囲がより好ましく、１〜３質量部がより好ましい。
また、緑色色素と黒色色素の割合は、色素の種類等にもよるが、通常、質量基準で、黒色色素/緑色色素が１〜１０となる範囲である。この混合比であれば、要件（ｉ）及び（ｉｉ）を満たすことができる。
【００６２】
＜透明樹脂＞
構造体を構成する透明樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、０〜３８０℃であることが好ましい。Ｔｇの下限は、４０℃以上がより好ましく、６０℃以上がより一層好ましく、７０℃以上がさらに好ましく、１００℃以上が特に好ましい。また、Ｔｇの上限は、３７０℃以下がより好ましく、３６０℃以下がより一層好ましい。透明樹脂のＴｇが０〜３８０℃の範囲であれば、本光学フィルタの製造プロセスや使用中において、熱による劣化や変形を抑制できる。
【００６３】
透明樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、エン・チオール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂等が挙げられる。これらの中でも、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、または環状オレフィン樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等が好ましい。また、耐熱性が求められる用途では、Ｔｇが高いポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂が好ましい。透明樹脂は、原料成分の分子構造を調整する等により、屈折率を調整できる。具体的には、原料成分のポリマーの主鎖や側鎖に特定の構造を付与する方法が挙げられる。ポリマー内に付与する構造は特に限定されないが、例えば、フルオレン骨格が挙げられる。透明樹脂は複数の異なる樹脂を組み合わせたポリマーアロイであってもよい。
【００６４】
透明樹脂は、予め高分子量化されている樹脂でも、低分子量体を塗布し、熱または紫外線等のエネルギー線により重合（高分子量化）し硬化させる樹脂でもよい。なお、熱やエネルギー線を用いた硬化反応による色素へのダメージを軽減し、耐久性に優れた光学フィルタを得る観点からは、予め高分子量化されている樹脂の使用が好ましい。
【００６５】
透明樹脂として、市販品を用いてもよい。市販品としては、アクリル樹脂として、オグソール（登録商標）ＥＡ−Ｆ５００３（大阪ガスケミカル（株）製、商品名）、ポリメチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ＢＲ５０（三菱レイヨン（株）製、商品名）等が挙げられる。
【００６６】
また、ポリエステル樹脂として、ＯＫＰＨ４ＨＴ、ＯＫＰＨ４、Ｂ−ＯＫＰ２、ＯＫＰ−８５０（以上、いずれも大阪ガスケミカル（株）製、商品名）、バイロン（登録商標）１０３（東洋紡（株）製、商品名）、ポリカーボネート樹脂として、ＬｅＸａｎ（登録商標）ＭＬ９１０３(ｓａｂｉｃ社製、商品名）、ＥＰ５０００（三菱ガス化学（株）社製、商品名）、ＳＰ３８１０（帝人化成（株）製、商品名）、ＳＰ１５１６（帝人化成（株）製、商品名）、ＴＳ２０２０（帝人化成（株）製、商品名）、ｘｙｌｅｘ（登録商標）７５０７（ｓａｂｉｃ社製、商品名)等が挙げられる。
【００６７】
さらに、環状オレフィン樹脂として、ＡＲＴＯＮ（登録商標）（ＪＳＲ（株）製、商品名、Ｔｇ：１６５℃）、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）（日本ゼオン（株）製、商品名、Ｔｇ：１３８℃）等が挙げられる。
【００６８】
＜その他の添加剤＞
構造体には、緑色系色素及び黒色色素の他にさらに、本発明の効果を損なわない範囲で、この種の構造体が通常含有する各種任意成分を含有してもよい。任意成分としては、例えば、色調補正色素、レベリング剤、帯電防止剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、分散剤、難燃剤、滑剤、可塑剤、透明ナノ粒子等が挙げられる。
【００６９】
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物、アミン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、赤外光透過性の観点からヒンダードフェノール系化合物が好ましい。ヒンダードフェノール系化合物は、フェノール性水酸基に対して２位及び６位の両方に置換基を有する化合物である。置換基としては、メチル基またはｔ−ブチル基が好ましい。ヒンダードフェノール系化合物は、モノフェノール類、ビスフェノール類、ポリフェノール類のいずれであってもよい。
【００７０】
光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系化合物を使用できる。ヒンダードアミン系化合物としては、２，２’，６，６’−テトラアルキルピぺリジン誘導体が好ましい。窒素原子上の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基が好ましい。また、２位及び６位の置換基がアルキル基またはフェニル基が好ましい。
【００７１】
また、屈折率を調整したり、構造体の硬度を上げたりする目的で、赤外波長域で透明な無機酸化物材料のナノ粒子を含んでもよい。このような材料としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５等が挙げられる。
【００７２】
さらに、構造体を形成する際に用いる塗工液に添加する成分である、シランカップリング剤、熱もしくは光重合開始剤、重合触媒に由来する成分等を含有してもよい。シランカップリング剤は、構造体と他の構成部材との密着性を高める効果を有する。
シランカップリング剤としては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−（メタクリロプロピル）トリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−アミノエチル−３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記任意成分はいずれも１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００７３】
＜構造体の形成方法＞
構造体は、例えば、緑色色素であるスクアリリウム系色素と、黒色色素と、透明樹脂または透明樹脂の原料成分と、必要に応じて配合される各成分とを、溶媒に溶解または分散させて塗工液を調製し、これを基材上に塗工し乾燥させ、さらに必要に応じて硬化させることにより形成できる。黒色色素として黒色染料を用いた場合には、黒色染料はスクアリリウム系色素とともに、透明樹脂及び塗工液に用いる溶媒の双方に溶解性が良好であるため、膜の均一性を確保でき、好ましい。
【００７４】
上記基材は、本実施形態の光学フィルタの構成部材として適用可能な基材でもよいし、構造体を成形する際にのみ用いる基材、例えば剥離性の基材でもよい。
そのまま光学フィルタの構成部材となる基材としては、赤外光透過性基材が挙げられる。基材として構成部材となる基材を使用する場合、この基材には、構造体が形成される面にシランカップリング剤により予め表面処理を施して構造体と基材との密着性を高めてもよい。シランカップリング剤には、前述したシランカップリング剤を使用できる。
また、剥離性の基材は、剥離性を有するものであれば、形状、材料は特に限定されない。具体的には、ガラス板や、離型処理されたプラスチックフィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等からなるフィルム、ステンレス鋼板等が使用できる。
【００７５】
剥離性の基材を用いた構造体は、例えば、以下の方法で形成できる。
まず、剥離性の基材上に、後述する塗工方法により構造体や必要に応じて機能層等を積層する。次に、後述する粘着層や市販の微粘着フィルム等を用いることにより、剥離性の基材から構造体を転写する。最後に、転写した構造体を別の部品に貼りつけることで、図１、図５、図６に示す光学フィルタが得られる。
このような方法で構造体を形成することで、本発明における光学フィルタは、赤外光透過性基材を含まず、薄型化を達成できる。この場合、光学フィルタの全体の厚さは、保護層等の機能層の有無に関わらず、５０μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましい。
【００７６】
塗工液の調製に使用する溶媒は、緑色色素、黒色色素、透明樹脂または透明樹脂の原料成分、必要に応じて配合される各成分を、安定に分散できる分散媒または溶解できる溶媒であれば、特に限定されない。なお、本明細書において「溶媒」の用語は、分散媒及び溶媒の両方を含む概念で用いられる。溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチレンエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族、またはｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、テトラフルオロプロピルアルコール、ペンタフルオロプロピルアルコール等のフッ素系溶剤、水等が挙げられる。これらの溶媒は１種を単独で、または２種以上を混合して使用できる。
【００７７】
溶媒の量は、透明樹脂または透明樹脂の原料成分１００質量部に対して、１０〜５，０００質量部が好ましく、３０〜２，０００質量部がより好ましい。なお、塗工液中の不揮発成分（固形分）の含有量は、塗工液１００質量部中に２〜５０質量部が好ましく、５〜４０質量部がより好ましい。
【００７８】
塗工液には、界面活性剤も含有できる。界面活性剤を含有させることにより、外観、特に、微小な泡によるボイド、異物等の付着による凹み、乾燥工程でのはじきを改善できる。界面活性剤は、特に限定されず、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の公知のものを任意に使用できる。
塗工液の調製には、マグネチックスターラ、自転・公転式ミキサー、ビーズミル、遊星ミル、超音波ホモジナイザ等の攪拌装置を使用できる。撹拌は連続的に行ってもよく断続的に行ってもよい。
【００７９】
塗工液の塗工には、例えば、浸漬コーティング法、キャストコーティング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法、カーテンコーティング法、スリットダイコーター法、グラビアコーター法、スリットリバースコーター法、マイクログラビア法、インクジェット法、またはコンマコーター法等のコーティング法を使用できる。その他、バーコーター法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法等も使用できる。
【００８０】
上記塗工液を前述した基材上に塗工した後、乾燥させることにより構造体が形成される。乾燥には、熱乾燥、熱風乾燥等の公知の方法を使用できる。塗工液が透明樹脂の原料成分を含有する場合には、さらに硬化処理を行う。反応が熱硬化の場合は乾燥と硬化を同時に実施できるが、光硬化の場合は、乾燥と別に硬化工程を設ける。剥離性の基材上に形成された構造体は剥離して本フィルタの製造に用いる。
【００８１】
なお、構造体は、透明樹脂の種類によっては、押出成形によりフィルム状に製造でき、このように製造した複数のフィルムを積層し熱圧着等により一体化させてもよい。
【００８２】
（赤外光透過性基材）
赤外光透過性基材は、赤外光を透過するものであれば、構成する材料は特に制限されず、ガラスや結晶等の無機材料や、樹脂等の有機材料が挙げられる。本光学フィルタは、特に赤外光に対する散乱光ができるだけ少ないことが求められることから、用いる基板についても散乱光の少ないものが好ましい。
【００８３】
赤外光透過性基材に使用できる樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。
【００８４】
赤外光透過性基材に使用できるガラスとしては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、クラウンガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、イオン交換によって得られる強化ガラス等が挙げられる。
強化ガラスはタッチパネル画面を保護する目的で、スマートフォンやタブレット端末のカバーガラスに用いられている。カバーガラスは、その外周部にはスクリーン印刷等で黒色や白色等の加飾印刷がなされている場合がある。その場合、予め加飾印刷が施される部分以外に開口部を設けておき、該開口部に上記塗工方法により塗工液を直接塗工できる。このように、塗工液を直接塗工することで、高い生産性が得られる。
【００８５】
赤外光透過性基材に使用できる結晶材料としては、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の複屈折性結晶が挙げられる。
【００８６】
赤外光透過性基材の厚さは、特に限定されないが、軽量化、薄肉化を図る観点から、０．０１〜１ｍｍが好ましく、０．０５〜０．３ｍｍがより好ましい。
【００８７】
なお、構造体を剥離性の基材を用いて形成する等、構造体を単体として製造した場合、構造体と赤外光透過性基材との積層は、例えば接着剤を使用できる。接着剤は、赤外光を透過するものであれば特に制限されないが、赤外光透過性基材と同様、散乱光を増大させないものが好ましい。接着剤の厚さは０．５〜５０μｍが好ましく、１〜１０μｍがより好ましい。厚さが０．５μｍ未満では十分な接着力が得られないおそれがあり、５０μｍを超えると光学フィルタ全体が厚くなり、また透過率が低下するおそれがある。
【００８８】
（機能層）
機能層としては、反射防止層、パッシベーション機能を有する保護層、耐擦傷性を有する保護層、他の光学部品と接着させるための粘着層等のうち少なくとも１つを含む層が挙げられる。
反射防止層は、透過率を向上させ、効率良く入射光を利用する機能を有するもので、周知の材料及び方法により形成できる。具体的には、反射防止層は、スパッタリング法、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法等により形成したシリカ、チタニア、五酸化タンタル、フッ化マグネシウム、ジルコニア、アルミナ等の１層以上の膜や、ゾルゲル法、塗布法等により形成した１層以上の膜から構成される。ゾルゲル法を用いる材料としては、シリケート系材料が挙げられる。塗布法を用いる材料としては、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素化アクリル系樹脂、シクロオレフィン樹脂、フッ素化シクロオレフィン樹脂等が挙げられる。また、シリカ微粒子や中空シリカ微粒子を加えることで、低屈折率化の実現や耐擦傷性を向上できる。なお、反射防止層の厚さは、通常、１００〜２０００ｎｍである。
【００８９】
保護層は、構造体、またはその他の構成要素が最表面に位置したときに、それらの表面が剥き出しになることで、所望の特性が低下するのを防止する機能を有する層である。特に、構造体は色素を含有し、色素は酸素や空気に触れるとその分子構造等が変化して特性が損なわれるおそれがあるため、構造体が最表面にあるときは、保護層を設けるとよい。さらに、色素は酸素や空気だけでなく、光によって分子構造等が変化し、所望の特性が損なわれるおそれがある。光による分子構造の変化は、酸素や空気による変化と複合的に起こるため、保護層を設けることで光による特性の変化も抑制できる。なお、保護層は、構造体、またはその他の構成要素に、光が入射する主面のみを保護するように形成されてもよく、さらには、図示しないが、保護層が、主面のみならず側面も覆うように保護するように形成されてもよい。
保護層は、無機膜または有機膜から構成される。保護層の厚さは、通常、０．２〜２０μｍである。
【００９０】
無機膜としては、スパッタリング法、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法等により形成したシリカ、チタニア、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、フッ化マグネシウム、ジルコニア、アルミナ等の１層以上の膜が挙げられる。
また、有機膜としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等のエネルギー線硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂及びエネルギー線硬化性樹脂を使用する場合、それらの重合性前駆体化合物を含む組成物を、例えば構造体の露出している主面に滴下し、その上に離型処理を施したガラス板を載せ、エネルギー線を照射する等して硬化させればよい。硬化後、ガラス板を離型すると、平滑で均一な厚さの有機膜を形成できる。平坦度は、好ましくは３０ｎｍ以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以下である。高い平坦度を達成することで、ヘイズや収差を小さくできる。なお、ここでいう「平坦度」は、算術平均粗さＲａのことを指す。有機膜からなる保護層には、前述した構造体に添加可能なその他の添加剤として挙げた成分を適宜添加できる。特に、赤外波長域で透明な無機酸化物材料のナノ粒子を用いることで、保護層の耐擦傷性を向上きる。
【００９１】
有機膜は、その屈折率が、構造体の屈折率と略一致するとよく、両者の屈折率差は、０．２以下であればよく、０．１以下が好ましく、０．０５以下がより好ましい。なお、ここでいう屈折率とは、波長５８９ｎｍの光における屈折率をいう。これらの屈折率差を小さくすることで干渉縞を低減でき、意匠性に優れる高品質な光学フィルタが得られる。
【００９２】
粘着層は、他の光学部品と一体化させるための手段として、光学フィルタの、外気と触れる最表面に配置される層であり、以下、「最表面粘着層」ともいう。最表面粘着層を備える面は特に限定されず、光学フィルタのいずれの最表面にも配置できる。例えば、図２に示すような構造体１の一方の主面に赤外光透過性基材２を備える光学フィルタの場合、構造体１側および赤外光透過性基材２側のいずれか一方の最表面、もしくは両最表面に配置できる。また、光学フィルタが他の機能層や後述するような赤外光反射層を備える場合、最表面粘着層はそれらの層に積層して配置もできるが、機能層が反射防止膜や赤外光反射層の場合、所望の反射特性を得るために、最表面粘着層は、反射防止膜や赤外光反射層が配置されていない側への配置が好ましい。
最表面粘着層の屈折率は、それを配置する面の材料の屈折率と略等しいことが好ましい。例えば、両者の屈折率差は好ましくは０．３以下、より好ましくは０．２以下である。２つの層の屈折率差を小さくすることで、界面反射を抑制でき、ノイズを低減できる。なお、ここでいう屈折率とは、波長５８９ｎｍにおける屈折率をいう。
【００９３】
最表面粘着層には、例えば、アクリル系やウレタン系の赤外光透過率が高い粘着テープを使用できる。その粘着力は、接着対象の光学部品に応じて適宜設定できるが、通常０．１Ｎ／１０ｍｍ以上、好ましくは１Ｎ／１０ｍｍ以上、より好ましくは３Ｎ／１０ｍｍ以上である。また、最表面粘着層の厚さは５〜５０μｍが好ましく、１０〜２５μｍがより好ましい。厚さが５μｍ未満では十分な粘着力が得られないおそれがあり、５０μｍを超えると、光学フィルタ全体が厚くなり、また透過率が低下するおそれがある。最表面粘着層の形成に好適な粘着テープの市販品の例としては、スリーエムジャパン（株）から販売されている高透明性接着剤転写テープ（ＯＣＡテープ）８１７１ＣＬ、８１４６−１等が挙げられる。
最表面粘着層としては液状接着剤も使用できる。液状接着剤としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、シリコーン系接着剤等が挙げられる。最表面粘着層が液状接着剤で構成される場合、光学フィルタを他の光学部品と接着した後、加熱、または紫外線等のエネルギー線を照射することにより、液状接着剤を硬化できる。
【００９４】
本実施形態の光学フィルタは、緑色色素と黒色色素を含有する構造体を備えるので、可視光の遮断性及び赤外光の透過性に優れ、可視波長域から赤外波長域にかけての波長域で透過率が急峻に変化する、優れた赤外光選択透過性を具備できる。
具体的には、波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が２％以下、波長８００〜１０００ｎｍの間に、平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍの波長域を有する分光透過率特性を具備できる。このように、平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍの波長域を有することで、例えば、本実施形態の光学フィルタを用いて赤外波長域での送受信を行う場合において、一定の帯域で十分な感度を保つことができる。また、波長４００〜７３０ｎｍの光の透過率が１０％以下、波長９００〜１１００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上、あるいは波長９００〜１１００ｎｍの光の透過率が８０％以上という分光透過率特性を具備できる。
【００９５】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態による光学フィルタの構成を概略的に示す断面図である。本実施形態の光学フィルタは、可視光を遮断し、かつ所定波長以上の赤外光も遮断して、特定の波長域の赤外光のみを選択的に透過させることが要求される用途、例えば、赤外線レーザを用いて位置や距離等を測定する赤外線センサ等の用途に有用な光学フィルタである。本実施形態の説明にあたり、重複する説明を避けるため、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００９６】
図８に示すように、第２の実施形態による光学フィルタは、構造体１の一方の主面に赤外光透過性基材２及び誘電体多層膜からなる赤外光反射層５をこの順で備えた構造を有する。また、図８の光学フィルタについて、構造体１の表面に、不図示の反射防止層等の機能層４を備えてもよい。
本実施形態の光学フィルタは、赤外光透過性基材２を構造体1の両主面に有してもよく、赤外光透過性基材２及び赤外光反射層５を構造体1の両主面に有してもよい。
【００９７】
図９〜１２に、第２の実施形態による光学フィルタの他の構成例を示す。ただし、光学フィルタの構成はこれらの例に限定されない。
【００９８】
図９は、構造体１の一方の主面に赤外光透過性基材２を備え、他方の主面に赤外光透過性基材２及び赤外光反射層５を備える構成例である。
図１０は、構造体１の一方の主面に赤外光透過性基材２及び赤外光反射層５を備え、他方の主面に赤外光透過性基材２及び機能層４を備える構成例である。
図１１及び図１２は、図９の光学フィルタにおいて、２つの赤外光透過性基材２のうちの一方を、接着剤層３を介して構造体１の一主面に備える構成例である。なお、図１１、１２の光学フィルタには不図示であるが、例えば、構造体１の両主面に接着剤層３を介して赤外光透過性基材２を備えてもよい。
図９〜１２に示す構成の光学フィルタにおいて、２つの赤外光透過性基材２を構成する材料や厚さ等は同一でも異なってもよい。
【００９９】
以下、第２の実施形態による光学フィルタを構成する赤外光反射層について説明する。なお、本光学フィルタを構成する構造体、赤外光透過性基材、機能層等については第１の実施形態で説明したものと同様であり、説明を省略する。
【０１００】
（赤外光反射層）
赤外光反射層は、低屈折率の誘電体膜（低屈折率膜）と高屈折率の誘電体膜（高屈折率膜）とを交互に積層した誘電体多層膜から構成される。ここで、低屈折率と高屈折率とは、隣接する層の屈折率に対して低い屈折率と高い屈折率を有することを意味する。
高屈折率膜は、好ましくは、屈折率が１．６以上であり、より好ましくは２．２〜２．５である。高屈折率膜材料は、例えばＴａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５が挙げられる。このうち、成膜性、屈折率等における再現性、安定性等の点から、ＴｉＯ２が好ましい。
一方、低屈折率膜は、好ましくは、屈折率１．６未満であり、より好ましくは１．３５以上１．５５未満であり、より一層好ましくは１．４０〜１．５０である。低屈折率膜材料は、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ等が挙げられる。成膜性における再現性、安定性、経済性等の点から、ＳｉＯ２が好ましい。
【０１０１】
赤外光反射層は、光の干渉を利用して特定の波長域の光の透過と遮蔽を制御する機能を発現し、その透過・遮蔽特性には入射角依存性がある。一般的には、反射により遮蔽する光の波長は、垂直に入射する光（入射角０°）より、斜めに入射する光の方が短波長になる。
【０１０２】
本実施形態において、赤外光反射層を含む光学フィルタは、例えば、入射角０°の分光透過率曲線における、波長８００〜９００ｎｍの光の平均透過率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましく、９５％以上がさらに好ましい。また、入射角０°の分光透過率曲線において、波長９００〜１１００ｎｍの間に透過率が５％以下に遷移する波長を有し、波長９００ｎｍより長波長側の透過率は、５％以下が好ましい。波長９００ｎｍより長波長側の透過率は３％以下がより好ましく、１％以下がより好ましい。なお、赤外光反射層を２層以上有する場合、それら複数の層を含んで上記透過率特性を有するようにしてもよい。赤外光反射層については、上記の光学特性を有することで、本実施形態の光学フィルタの光学特性を実現してもよい。このような赤外光反射層を含む光学フィルタは、種々の緑色色素を含有する構造体と併せて適用できる。
【０１０３】
また、赤外光反射層を含む光学フィルタは、例えば、入射角０°の分光透過率曲線における波長９００〜１０００ｎｍの光の平均透過率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましく、９５％以上がさらに好ましい。また、入射角０°の分光透過率曲線において、波長１０００〜１１００ｎｍの間に透過率が５％以下に遷移する波長を有し、波長１０００ｎｍより長波長側の透過率は、５％以下が好ましい。波長１０００ｎｍより長波長側の透過率は３％以下がより好ましく、１％以下がより好ましい。なお、この場合も、赤外光反射層を２層以上有する場合、それら複数の層を含んで上記透過率特性を有するようにしてもよい。赤外光反射層については、上記の光学特性を有することで、本実施形態の光学フィルタの光学特性を実現してもよい。このような赤外光反射層を含む光学フィルタは、種々の緑色色素を含有する構造体と併せて適用できる。
【０１０４】
また、赤外光反射層を含む光学フィルタは、例えば、入射角０°の分光透過率曲線において、波長８００〜１０００ｎｍの間に、平均透過率が８０％以上となる連続する１５ｎｍ以上の波長域を有することが好ましい。さらに、そのような平均透過率が８０％以上となる波長域から波長１１００ｎｍの間に、入射角０°の分光透過率曲線の透過率が５％以下に遷移する波長を有することが好ましく、より好ましくは３％以下であり、より一層好ましくは１％以下である。なお、この場合も、赤外光反射層を２層以上有する場合、それら複数の層を含んで上記透過率特性を有するようにしてもよい。赤外光反射層については、上記の光学特性を有することで、本実施形態の光学フィルタの光学特性を実現してもよい。このような赤外光反射層を含む光学フィルタは、種々の緑色色素を含有する構造体と併せて適用できる。
【０１０５】
また、誘電体多層膜は、透過光波長と遮光波長の境界波長域で透過率が急峻に変化することが好ましい。このためには、誘電体多層膜は、低屈折率膜と高屈折率膜との合計積層数として１５層以上が好ましく、２５層以上がより好ましく、３０層以上がさらに好ましい。ただし、合計積層数が多くなると、誘電体多層膜の反り等が発生し、また、膜厚が増加するため、１００層以下が好ましく、７５層以下がより好ましく、６０層以下がより一層好ましい。低屈折率膜と高屈折率膜の積層順が交互であれば、最初の層が低屈折率膜でも高屈折率膜でもよい。
【０１０６】
誘電体多層膜の膜厚としては、上記好ましい積層数を満たした上で、光学フィルタの薄型化の観点からは、薄い方が好ましく、例えば、２〜１０μｍが好ましい。
【０１０７】
誘電体多層膜の形成にあたっては、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法等の真空成膜プロセスや、スプレー法、ディップ法等の湿式成膜プロセス等を使用できる。
【０１０８】
本実施形態の光学フィルタは、緑色色素と黒色色素を含有する構造体、及び赤外線反射層を備えるので、バンドパスの分光特性が得られる。本実施の形態の光学フィルタに用いる緑色色素の種類は、上述した緑色色素の中から任意に選択できるので、該設計に応じた赤外光透過波長域が得られる。
具体的には、緑色色素としてスクアリリウム系色素（色素（Ａ１１−１４））を用いた場合、波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が２％以下、波長８００〜９００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上、波長９００〜１１００ｎｍの間に透過率が５％以下に遷移する波長を有し、波長９００ｎｍより長波長側の透過率が、例えば１％以下という分光透過率特性を具備できる。また、波長４００〜７３０ｎｍの光の透過率が１０％以下、あるいは波長８００〜９００ｎｍの光の透過率が８０％以上という分光透過率特性を具備できる。
このようなバンドパスフィルタは、例えば、波長８００〜９００ｎｍの赤外光の透過感度を高め、かつ９００ｎｍよりも長波長側の光のノイズを遮断するように、特定の赤外光透過感度を高品質に高める光学フィルタとしての適用が期待できる。
【０１０９】
なお、本実施形態の光学フィルタにおいて、赤外光反射層を構成する誘電体多層膜を、赤外光とともに、紫外波長寄りの可視域（例えば、４００〜５００ｎｍ）の光も反射する誘電体多層膜としてもよい。あるいは、赤外光反射層に代え、紫外波長寄りの可視光を反射する誘電体多層膜からなる反射層を備える構成としてもよい。この構成により、黒色色素として混合物色素を使用する場合、使用する色素の数を低減できる。また、エネルギーの高い短波長を反射するので、色素の劣化を防ぐ効果も期待できる。
【０１１０】
（第３の実施形態）
図１３は、本発明の第３の実施形態による撮像装置を概略的に示す断面図である。
本実施形態の撮像装置１０は、固体撮像素子１１と、本発明の光学フィルタ１２と、撮像レンズ１３と、これらを収容する筺体１４とを有する。固体撮像素子１１と、撮像レンズ１３は、光軸ｘに沿って配置されている。固体撮像素子１１は、撮像レンズ１３を通過した光を電気信号に変換する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等が使用される。
【０１１１】
撮像装置１０において、撮像レンズ１３を通って入射した光は、さらに光学フィルタ１２を通って固体撮像素子１１に受光され、この受光した光を固体撮像素子１１が電気信号に変換し、画像信号として出力される。光学フィルタ１２として、可視光を十分に遮断し所要の赤外光を十分に透過する赤外光透過性に優れた光学フィルタを備えるため、撮像装置１０は高い感度を有しており、品質の良い撮影画像が得られる。
また、光学フィルタ１２は吸収波長に角度依存がないため広角でも可視光を十分に遮断できるため品質の良い画像となる。
【０１１２】
なお、図１３に示す撮像装置１０では、光学フィルタ１２は撮像レンズ１３と固体撮像素子１１の間に配置されているが、固体撮像素子１１の前面であれば、その配置位置は特に限定されない。また、撮像装置１０では、撮像レンズ１３は１個のレンズのみで構成されているが、複数のレンズの組み合わせでもよい。
さらに、光学フィルタ１２が最表面粘着層を有する場合、光学フィルタ１２は、最表面粘着層を介してカバーガラス等の他の光学部品に直接接着させて配置できる。光学フィルタ１２が他の光学部品と直接接着できることで、光学フィルタ１２が空気と接する界面を低減できるため、撮像装置全体の光利用効率を向上できる。
【実施例】
【０１１３】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。なお、実施例及び比較例における光学フィルタや赤外光反射層等の分光透過率曲線は、分光光度計（（株）日立製作所製  型名 Ｕ４１００）を用いて測定した。【０１１４】
（実施例１）
ポリエステル樹脂（大阪ガスケミカル（株）製  商品名「ＯＫＰ８５０」）４．４８８ｇ、黒色色素として、アゾ系色素（１）（Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ７）０．４７３ｇ、黒色色素として、アゾ系色素（２）（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３）０．５９１ｇ、緑色色素として、スクアリリウム系色素（色素（Ａ１１−１４））０．２１３ｇ、シランカップリング剤（信越化学工業（株）製  商品名「ＫＢＭ４０３」）０．３９４ｇ、紫外線吸収剤（ＢＡＳＦジャパン（株）製  商品名「ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）４０５」）０．０３９ｇ、光安定剤（ＢＡＳＦジャパン（株）製  商品名「ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）１２３」）及び酸化防止剤（（株）ＡＤＥＫＡ製  商品名「アデカスタブ（登録商標）  ＡＯ５０」）０．０１６ｇをシクロヘキサノン８．５ｇ及びＮ−メチル−２−ピロリドン８．５ｇの混合溶媒に溶解して溶液を調製した。
この溶液を、７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．１４５ｍｍのガラス（松波硝子工業（株）製  商品名「Ｄ２６３Ｔｅｃｏ」）板の一方の面にスピンコータ（ミカサ（株）製  スピンコータＭＳ−Ａ２００）を用いて塗布し、１５０℃で１時間加熱して、厚さ３．５μｍの構造体を形成し、光学フィルタを得た。【０１１５】
（実施例２）
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．１４５ｍｍのガラス（Ｄ２６３Ｔｅｃｏ）板の一方の面に、真空蒸着法により、ＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とを交互に積層して厚さ３４０ｎｍの反射防止膜（７層）を形成した。
次いで、この反射防止膜を形成したガラス板の他方の面に、実施例１と同様にして厚さ３．５μｍの構造体を形成し、光学フィルタを得た。【０１１６】
（実施例３）
実施例１と同様にして、実施例２と同じガラス板の一方の面に厚さ３．５μｍの構造体を形成した後、その構造体表面に、真空蒸着法により、ＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とを交互に積層して厚さ３４０ｎｍのパッシベーション機能を併せ有する反射防止膜（７層）を形成し、光学フィルタを得た。【０１１７】
（実施例４）
実施例１と同様にして、実施例２と同じガラス板の一方の面に厚さ３．５μｍの構造体を形成した後、その構造体表面に、ジシクロペンタニルアクリレート６質量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート４質量部及び光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン）０．５質量部を混合して調製した紫外線硬化性アクリル樹脂組成物を滴下し、離型処理を施したガラス基材を被せた。この塗布層に１００ｍＷ／ｃｍ２の照度で紫外線を照射して硬化させ、続いてガラスを離型し、厚さ２μｍの保護層を形成し、光学フィルタを得た。【０１１８】
（実施例５）
緑色色素として、スクアリリウム系色素に代えて、フタロシアニン系色素（山田化学工業（株）製  商品名「ＦＤＮ−００１」）０．６６ｇを加えた以外は実施例１と同様に調製した溶液を用いて、実施例２と同じガラス板の一方の面に、実施例１と同様にして、厚さ４．０μｍの構造体を形成し、光学フィルタを得た。【０１１９】
（実施例６）
実施例２と同じガラス板の一方の面に、真空蒸着法により、ＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とを交互に積層して、厚さ約６μｍの誘電体多層膜からなる赤外光反射層を形成した。図１４に、光反射膜を形成したガラス板のシミュレーションによる分光透過率曲線（光入射角度０°）を示す。
次いで、上記赤外光反射層を形成したガラス板の他方の面に、実施例１と同様にして厚さ３．５μｍの構造体を形成し、光学フィルタを得た。【０１２０】
（実施例７）
実施例１で使用したガラス板の一方の面に、真空蒸着法により、ＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とを交互に積層して、厚さ約７μｍの誘電体多層膜からなる赤外光反射層を形成した。図１５は、赤外光反射層付きガラス板のシミュレーションによる分光透過率曲線（光入射角度０°）である。
次いで、上記赤外光反射層付きガラス板の他方の面に、実施例５と同様にして厚さ４．０μｍの構造体を形成し、光学フィルタを得た。【０１２１】
（比較例）
スクアリリウム系色素（色素（Ａ１１−１４））を未配合とした以外は実施例１と同様に調製した溶液を用いて、実施例２と同じガラス板の一方の面に、実施例１と同様にして、厚さ３．５μｍの構造体を形成し、光学フィルタを得た。【０１２２】
（実施例８）
緑色色素として、スクアリリウム系色素に代えて、フタロシアニン系色素（山田化学工業（株）製  商品名「ＦＤＲ−００５」）０．６６ｇを加えた以外は実施例１と同様に調製した溶液を用いて、実施例１で使用したガラス板および構造体を備えた光学フィルタを得た。【０１２３】
（実施例９）
緑色色素として、スクアリリウム系色素に代えて、シアニン系色素（Ｆｅｗ  ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製  商品名「Ｓ０８３０」）０．６６ｇを加えた以外は実施例１と同様に調製した溶液を用いて、実施例１で使用したガラス板および構造体を備えた光学フィルタを得た。【０１２４】
（実施例１０）
ポリエステル樹脂に代えて、ポリイミド樹脂（三菱ガス化学（株）製  商品名「Ｃ３４５０」）を用いた以外は実施例１と同様に調製した溶液を用いて、実施例１で使用したガラス板および構造体を備えた光学フィルタを得た。【０１２５】
（実施例１１）
ポリエステル樹脂に代えて、アクリル樹脂（ダイセルエボニック（株）製  商品名「ＴＴ５０」）を用いた以外は実施例１と同様に調製した溶液を用いて、実施例１で使用したガラス板および構造体を備えた光学フィルタを得た。【０１２６】
（実施例１２）
ポリエステル樹脂（ＯＫＰ８５０）４．４８８ｇ、黒色色素として、アゾ系色素（１）（Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ７）０．４７３ｇ、黒色色素として、アゾ系色素（２）（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３）０．５９１ｇ、緑色色素として、スクアリリウム系色素（色素（Ａ１１−１４））０．２１３ｇ、シランカップリング剤（ＫＢＭ４０３）０．３９４ｇ、紫外線吸収剤（ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）４０５）０．０３９ｇ、光安定剤（ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）１２３）及び酸化防止剤（アデカスタブ（登録商標）ＡＯ５０」）０．０１６ｇをシクロペンタノン８．５ｇ及びメチルエチルケトン８．５ｇの混合溶媒に溶解して溶液を調製した。
この溶液を、コロナ処理した２５０ｍｍ幅のポリイミドロールフィルム（三菱ガス化学（株）製  商品名「ネオプリム（登録商標）Ｌ―３４５０」；厚さ５０μｍ）の一方の面にダイコーターを用いて塗布し、加熱乾燥させて、厚さ３．５μｍの構造体を形成し、光学フィルタを得た。【０１２７】
（実施例１３）
赤外光透過性基材として、ポリイミドロールフィルムに代えて、シクロオレフィン系コポリマーフィルム（グンゼ（株）製  商品名「Ｆ１−ＥＸ」）を用いた以外は実施例１１と同様にして光学フィルタを得た。【０１２８】
（実施例１４）
実施例１２で得られた光学フィルタの構造体側外表面にコロナ処理を施した後、アクリロイルモルホリン（ＫＪケミカルズ（株）製  商品名「ＡＣＭＯ（登録商標）」）６０質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬（株）製  商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ（登録商標）−ＤＰＨＡ」）４０質量部及び光重合開始剤２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルフォリノプロパン−１−オン（ＢＡＳＦ社製  商品名「Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）９０７」）５質量部からなる組成物をダイコーターで塗布し、この塗布層に２００ｍＷ／ｃｍ２の照度で紫外線を照射して硬化させ、厚さ３μｍの保護層を形成し、光学フィルタを得た。【０１２９】
（実施例１５）
実施例１４で得られた光学フィルタの赤外光透過性基材側外表面に実施例２と同様の反射防止膜を形成し、光学フィルタを得た。【０１３０】
（実施例１６）
本例は、赤外光透過性基材としてカバーガラスを用いた光学フィルタの例である。まず剥離性基材としてロールフィルム（日本ゼオン（株）製  商品名「ゼオノア（登録商標）ＺＦ１６」；厚さ１００μｍ）を用意し、該基材の一方の面に実施例５と同様に調製した塗工液をダイコーターで塗布し、加熱乾燥させて、厚さ３．５μｍの構造体を形成した。次に、該構造体の表面に、実施例１４と同様の材料および製法で、厚さ３μｍの保護層を形成した。次に、該保護層上に微粘着フィルム（日栄化工（株）製  商品名「ＰＥＴ７５−Ｈ１０９（２０）」を貼り合わせ、上記剥離性基材を剥離した。次に、剥離性基材が備えられていた側の構造体の表面に、ＯＣＡテープ（３Ｍ社製  商品名「３Ｍ（商標）ＯＣＡテープ８１７１ＣＬ」；厚さ２５μｍ）を貼り合わせた。この後、強化ガラス（旭硝子社製  商品名「Ｄｒａｇｏｎｔｒａｉｌ（登録商標）」；厚さ０．５ｍｍ）からなるカバーガラスに上記ＯＣＡテープを貼り合わせ、上記微粘着フィルムを剥離して、光学フィルタを得た。構造体、保護層、ＯＣＡテープの厚さの合計は、３１．５μｍであった。【０１３１】
（実施例１７）
本例は、周辺部に加飾印刷がなされたカバーガラス上に構造体を備える光学フィルタの例である。まず、直径２．５ｍｍの円形状の開口部を有し、該開口部の周辺に、黒色顔料としてカーボンブラックを含む黒枠が印刷されたカバーガラスを用意し、その開口部に３−アミノプロピルトリエトキシシランによる表面処理を施した。次いで、表面処理した開口部に、実施例５と同様に調製した塗工液をキャストコーティングし、加熱乾燥させて、厚さ６．５μｍの構造体を形成し、光学フィルタを得た。図１６に本実施例で得られた光学フィルタを示す。図１６において、１は構造体、２１はカバーガラス、２２は黒枠を示す。黒枠２２に含まれるカーボンブラックは波長８００〜１０００ｎｍの光を透過せず、構造体２１は同波長域の光を透過するため、カバーガラス２１上に波長８００〜１０００ｎｍの光を透過する特定の領域を設けることができる。【０１３２】
各実施例及び比較例で得られた光学フィルタの分光透過率曲線を得た。結果を図１７（実施例１〜５、比較例）、図１８（実施例６）、図１９（実施例７）、図２０（実施例８〜１１）、図２１（実施例１２〜１５）及び図２２(実施例１６、１７)に示す。なお、実施例１５については、入射角０°及び４０°の分光透過率曲線、その他の例はいずれも入射角０°の分光透過率曲線を得た。【０１３３】
図１７から明らかなように、アゾ系色素及びスクアリリウム系色素を用いた実施例１〜４では、波長４００〜７３０ｎｍの光の透過率が略０％、波長８００〜９００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上で、かつ波長７３０〜８００ｎｍの間で透過率が急峻に変化していた（実施例１の、透過率が１０％から８０％に遷移する波長域（７５６〜７８７ｎｍ）での透過率の変位量Ｄは２．２５％／ｎｍであった）。
これに対し、スクアリリウム系色素を用いなかった比較例では、透過率は、約６７０ｎｍまでの波長域の光で約０％、約８５０ｎｍ以上の波長域の光で約９０％以上、これらの間（約６７０〜約８５０ｎｍ）で緩やかに変化していた（比較例の、透過率が１０％から８０％に遷移する波長域（７１０〜７７９ｎｍ）での透過率の変位量Ｄは１．０２％／ｎｍであった）。このことから、波長７３０〜８００ｎｍの間で透過率を急峻に変化させるためには、スクアリリウム系色素が好ましく用いられることが示唆される。【０１３４】
また、アゾ系色素及びフタロシアニン系色素を用いた実施例５では、波長４００〜７６０ｎｍの光の透過率が略０％、波長８６０〜１０００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上で、かつ波長７６０〜８６０ｎｍの間で透過率が急峻に変化していた（実施例６の、透過率が１０％から８０％に遷移する波長域（７９８〜８４２ｎｍ）での透過率の変位量Ｄは１．５８％／ｎｍであった）。このことから、波長７６０〜８６０ｎｍの間で透過率を急峻に変化させるためには、フタロシアニン系色素が好ましく用いられることが示唆される。【０１３５】
さらに、図１８より、アゾ系色素及びスクアリリウム系色素とともに、誘電体多層膜からなる赤外光反射層を設けた実施例６では、波長４００〜７３０ｎｍの光の透過率が略０％、波長８００〜９００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上、波長８００〜９００ｎｍの光の透過率が８０％以上で、かつ波長７３０〜８００ｎｍの間で透過率が急峻に変化していたことに加え、波長９００〜９５０ｎｍの間で透過率が急峻に低下し、波長９５０ｎｍ以上の光の透過率は略０％であり、波長８００ｎｍ〜９００ｎｍの赤外光の透過感度が高く、かつ９００ｎｍよりも長波長側の赤外光のノイズを遮断するバンドパスフィルタとして有用なものであった。【０１３６】
図１９より、アゾ系色素及びフタロシアニン系色素とともに、誘電体多層膜からなる赤外光反射層を設けた実施例７では、波長４００〜７３０ｎｍの光の透過率が略０％、波長９００〜１０００ｎｍの光の平均透過率が８０％以上、波長９００〜１０００ｎｍの光の透過率が８０％以上で、かつ波長８００〜８６０ｎｍの間で透過率が急峻に変化していたことに加え、波長１０００〜１０５０ｎｍの間で透過率が急峻に低下し、波長１０５０ｎｍ以上の光の透過率は略０％であり、波長９００〜１０００ｎｍの赤外光の透過感度が高く、かつ１０００ｎｍよりも長波長側の赤外光のノイズを遮断するバンドパスフィルタとして有用なものであった。【０１３７】
図２０より、アゾ系色素にフタロシアニン系色素やシアニン系色素を併用しても、また、透明樹脂にアクリル樹脂やポリイミド樹脂を用いても、波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が略０％で、波長８００〜１０００ｎｍの間に平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍ波長域を有していた。なお、実施例８〜１１における、透過率が１０％から８０％に遷移する波長域の光の透過率の変位量Ｄはそれぞれ、１．３２％／ｎｍ、１．５３％／ｎｍ、１．２５％／ｎｍ、１．８９％／ｎｍであった。【０１３８】
図２１より、赤外光透過性基材として、樹脂フィルムを用いても、波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が略０％で、波長８００〜１０００ｎｍの間に平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍ波長域を有していた。【０１３９】
図２２より、剥離性基材上から構造体を赤外光透過性基材または別の部品（ここでは、カバーガラスを使用）に転写した場合においても、また、カバーガラスの開口部に構造体を形成した場合においても、波長４００〜７３０ｎｍの光の平均透過率が略０％で、波長８００〜１０００ｎｍの間に平均透過率が８０％以上となる連続する５０ｎｍ波長域を有していた。【０１４０】
中でも特に、実施例１５の光学フィルタは、分光透過率曲線の角度依存性が低く、角度依存性の影響を受ける用途（例えば、赤外線カメラ等）に好適である。
なお、実施例１２〜１４、実施例１５（０°）および実施例１５（４０°）における、透過率が１０％から８０％に遷移する波長域での透過率の変位量Ｄはそれぞれ、１．６９％／ｎｍ、１．８７％／ｎｍ、１．８０％／ｎｍ、１．９６％／ｎｍ、１．９１％／ｎｍであった。【０１４１】
次に、実施例３、４、１３、１４、１５で得られた各光学フィルタの構造体側の表面を、小津産業（株）製ワイパー（商品名「ベンコット（登録商標）（ＥＡ−８）」）で覆った５００ｇの分銅で２５往復擦り、傷の有無を顕微鏡で確認したところ、傷は全く確認されなかった。【０１４２】
また、実施例３、４、１３、１４、１５で得られた光学フィルタにＩＥＣ６００６８−２−５に規定の耐候性試験（８０時間暴露）を行ったところ、全てのサンプルで、暴露前後の８５０ｎｍにおける透過率変化が５％以内であった。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明の光学フィルタは、可視光の遮断性及び赤外光の透過性に優れ、可視波長域から赤外波長域にかけての波長域で透過率が急峻に変化する、優れた赤外光選択透過性を有することから、赤外線カメラ、赤外線センサを内蔵した光学システム、赤外線センサ、赤外線通信装置、赤外線リモコン装置等の光学フィルタとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１４４】
１…構造体、２…赤外光透過性基材、４…機能層、５…赤外光反射層、１０…撮像装置、１１…固体撮像素子、１２…光学フィルタ、１３…撮像レンズ、２２…カバーガラス。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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