濾光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種濾光器，其生產(chǎn)率和經(jīng)濟性優(yōu)異、且一體化地具備能夠抑制成為畫質(zhì)降低原因的漫射光的遮光膜。濾光器（100）被用于攝像裝置，所述攝像裝置內(nèi)置有來自被攝物體或光源的光入射的攝像元件。濾光器（100）具有：配置在被攝物體或光源與攝像元件之間且對入射光具有透射性的濾光器主體（10）；以及一體地形成于濾光器主體（10）的至少一面的框狀遮光膜（20）。框狀遮光膜（20）滿足下述（1）和/或（2）的條件。（1）俯視的情況下在框狀遮光膜（20）的內(nèi)周面的至少一部分形成凹凸（22），（2）在所述框狀遮光膜（20）的內(nèi)緣部的至少一部分形成薄壁部（23）。
【專利說明】濾光器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及濾光器。
【背景技術】
[0002]在應用CO)(電荷稱合器件,Charge Coupled Device)、CM0S圖像傳感器(互補金屬氧化物半導體圖像傳感器，Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)等固體攝像元件的攝像裝置中，為了良好地再現(xiàn)色調(diào)、且獲得鮮明的圖像，將具有各種光學功能的濾波器(濾光器)配置于攝像透鏡與固體攝像元件之間等。其代表性的例子是為了將固體攝像元件的光譜靈敏度補正為人的可見度而遮蔽近紅外波長區(qū)域的光的濾光器(近紅外線截止濾光器)，通常配置在攝像透鏡與固體攝像元件之間。另外，攝像裝置中配置有所謂被稱為光圈的遮蔽構(gòu)件，其用于調(diào)節(jié)進入的光量來防止攝像元件因受光而生成的電荷飽和而不能攝像，或截止來自攝像裝置內(nèi)的透鏡、傳感器等光學構(gòu)件、其保持構(gòu)件等由反射、散射導致的漫射光。
[0003]近年來應用固體攝像元件的攝像裝置向小型化發(fā)展，逐漸搭載于手機等小型電子器材。于是，最近對于這種電子器材自身的小型化、高功能化的要求提高，與其相伴地攝像裝置也要求更加小型化。
[0004]作為實現(xiàn)攝像裝置小型化的方法，例如已知在濾光器一體化地設置作為遮光構(gòu)件發(fā)揮功能的黑色被覆件(遮光膜)的方法(例如參照專利文獻I)。該方法中，不需要用于配置光圈的空間，能夠使裝置小型化。而且，也實現(xiàn)了部件數(shù)的削減、以及由其帶來的組裝工序的簡化。
[0005]然而，對于如上所述將黑色被覆件一體化而成的濾光器，在黑色被覆件與光透射的開口部分的邊界附近發(fā)生光衍射的現(xiàn)象，有時不需要的光向攝像元件入射而使畫質(zhì)降低。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2002-268120號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種濾光器，其生產(chǎn)率和經(jīng)濟性優(yōu)異、且一體化地具備能夠抑制成為畫質(zhì)降低原因的漫射光的遮光膜。
[0010]本發(fā)明的一個方式所涉及的濾光器被用于攝像裝置，該攝像裝置內(nèi)置有來自被攝物體或光源的光入射的攝像元件，該濾光器的特征在于，具有:配置在所述被攝物體或光源與所述攝像元件之間且對所述入射光具有透射性的濾光器主體，以及一體地形成于所述濾光器主體的至少一面的框狀遮光膜；所述框狀遮光膜滿足下述(I)和/或(2)的條件。
[0011](I)俯視的情況下在所述框狀遮光膜的內(nèi)周面的至少一部分形成凹凸，
[0012](2)在所述框狀遮光膜的內(nèi)緣部的至少一部分形成薄壁部。[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種濾光器，其生產(chǎn)率和經(jīng)濟性優(yōu)異、且一體化地具備能夠抑制成為畫質(zhì)降低原因的漫射光的遮光膜。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1:是表不本發(fā)明的一個實施方式的濾光器的俯視圖。
[0015]圖2:是圖1所示的濾光器的截面圖。
[0016]圖3:是用于說明由圖1所示的濾光器帶來的衍射抑制效果的截面圖。
[0017]圖4:是用于說明由圖1所示的濾光器帶來的衍射抑制效果的截面圖。
[0018]圖5:是將圖1所示的濾光器的重要部分放大顯示的俯視圖。
[0019]圖6A:是表示本發(fā)明的一個實施例中測定的遮光膜凸部高度的圖。
[0020]圖6B:是表示本發(fā)明的一個實施例中測定的遮光膜形成間隔(間距)的圖。
[0021]圖7:是表示本發(fā)明的一個實施方式的濾光器的一個變形例的圖。
[0022]圖8:是表示本發(fā)明的一個實施方式的濾光器的一個變形例的圖。
[0023]圖9:是表示本發(fā)明的一個實施方式的濾光器的一個變形例的圖。
[0024]圖10:是表示本發(fā)明的一個實施方式的濾光器的一個變形例的圖。
[0025]圖11:是表示本發(fā)明的一個實施方式的濾光器的一個變形例的圖。
[0026]圖12:是表示本發(fā)明的一個實施方式的濾光器的一個變形例的圖。
[0027]圖13:是概略地表示利用本發(fā)明的一個實施方式的濾光器的攝像裝置的一例的截面圖。
[0028]圖14A:是將實施例中形成的遮光膜的利用光學顯微鏡得到的拍攝照片復制的圖。
[0029]圖14B:是將圖14A的拍攝照片放大的照片的復制圖。
[0030]圖15:是將實施例中形成的遮光膜的透射率分布與其測定位置一同示出的圖。
[0031]圖16:是表示對于實施例中形成的遮光膜測定而得的透射光光量(強度)分布的一例的圖。
【具體實施方式】
[0032]下面，對于本發(fā)明的實施方式進行說明。應予說明，說明基于附圖進行說明，但這些附圖是為圖解而提供的，本發(fā)明不受這些附圖任何限定。另外，各圖中對于共同的部分標以相同符號。
[0033]圖1是概略地表示基于本發(fā)明的一個實施方式的近紅外線截止濾光器的俯視圖，圖2是其截面圖。
[0034]如圖1和圖2所示，本實施方式的近紅外線截止濾光器100具備近紅外線截止濾光器主體(以下也簡稱為“濾光器主體”)10、以及一體地形成于其一個主面的框狀遮光膜(以下也簡稱為“遮光膜”)20。
[0035]濾光器主體10具有透明基材11、紫外.紅外光反射膜12、和防反射膜13，所述紫外.紅外光反射膜12形成于該透明基材11的一個主面且由可見波長區(qū)域的光透射、但紫外波長區(qū)域和紅外波長區(qū)域的光反射的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成，所述防反射膜13形成于透明基材11的另一主面。[0036]遮光膜20由含有炭黑、鈦黑等無機或者有機著色劑的遮光性樹脂形成于濾光器主體10的紫外.紅外光反射膜12側(cè)的主面。樹脂的種類沒有特別限定，經(jīng)紫外波長區(qū)域等光的照射而固化的光固化性樹脂、熱塑性樹脂、熱固化性樹脂均能使用。在此，所謂“遮光性”，主要是指通過吸收光來遮斷光透射的性質(zhì)。在將本實施方式的近紅外線截止濾光器100用于如后所述的內(nèi)置有攝像元件的攝像裝置時，由具有這種遮光性的光固化性樹脂構(gòu)成的遮光膜20作為調(diào)節(jié)向攝像元件入射的光的量、或截止漫射光的所謂光圈而發(fā)揮功能。
[0037]對于該框狀的遮光膜20，于其內(nèi)周面形成有微細的凹凸22，并且沿其內(nèi)周面形成有薄壁部23。凹凸22和薄壁部23具有以下作用:抑制作為以往課題的、在遮光膜20與光透射的開口部分的邊界附近光衍射而形成漫射光從而對圖像造成不良影響。應予說明，凹凸22和薄壁部23可以僅設置任一個。
[0038]在此，對于由凹凸22和薄壁部23帶來的光衍射抑制效果進行說明。
[0039]圖3是概括地表示使光入射到具備沒有形成凹凸22和薄壁部23的以往遮光膜20A的近紅外線截止濾光器時，遮光膜20A與其附近的光透射、和其透射過的光量的圖。另夕卜，圖4是概括地表示使光入射到具備如圖1所示的形成有凹凸22和薄壁部23的遮光膜20的近紅外線截止濾光器100時，遮光膜20與其附近的光透射、和其透射過的光量的圖。
[0040]如圖3所示，當為以往型的近紅外線截止濾光器時，光在遮光膜20A的內(nèi)側(cè)端緣或其附近衍射，在接受了該光的攝像元件的攝像面，光的強度形成分布，圖像周邊部的品質(zhì)降低。與此相對，當為本實施方式的近紅外線截止濾光器時，如圖4所示，雖然光在遮光膜20的內(nèi)側(cè)端緣衍射，但衍射光在攝像元件的攝像面被多重化，光的強度變得均勻化。因此獲得實質(zhì)上難以識別漫射光的圖像。另外，當為以往型的近紅外線截止濾光器時，在與遮光膜20A的內(nèi)側(cè)端緣平行的方向呈現(xiàn)出衍射光相互增強的的區(qū)域，而本實施方式的近紅外線截止濾光器由于衍射光的方向擴散，因此難以出現(xiàn)衍射光相互增強的的區(qū)域。
[0041]應予說明，在圖3和圖4中，箭頭表示向遮光膜20A或者遮光膜20的截面方向入射的光的光線方向，但在實際的攝像元件的攝像面，不僅這種對遮光膜20垂直入射的光入射，而且傾斜入射的光、在攝像裝置內(nèi)反射而偏離了規(guī)定光路的光也入射，變得更復雜。
[0042]另外，薄壁部23在遮光膜20的內(nèi)緣部吸收或者反射光，抑制光向攝像元件入射。另外，薄壁部23稍微使光透射。通過使該一點光透射，能夠防止來自遮光膜20內(nèi)側(cè)端緣的衍射光在攝像元件上相互增強。
[0043]為了獲得如上所述的光衍射抑制效果，遮光膜20形成的凹凸22和薄壁部23優(yōu)選滿足下述條件的至少I個。
[0044](a)凹凸22是不規(guī)則的。在此，所謂“凹凸是不規(guī)則的”，意思是在對遮光膜20俯視的情況下，凹凸在形狀、大小、間距、排列方法等方面沒有規(guī)則性、或者規(guī)則性低(以下，對凹凸22進行記載時，只要沒有特別說明，就指在對遮光膜20俯視的情況下的凹凸)。這是由于如果凹凸有規(guī)則性，則上述衍射光在攝像元件上產(chǎn)生相互增強的點、線，從而有可能無法充分獲得如上所述的衍射抑制效果。規(guī)則性優(yōu)選盡可能低，更優(yōu)選完全沒有規(guī)則性。特別優(yōu)選凸部的高度(或者凹部的深度)、間距、即鄰接的凸部(或者凹部)的形成間隔是不規(guī)則的。
[0045]具體而言，例如在著眼于凸部時，如圖5所示，優(yōu)選至少鄰接的2個凸部201的高度不同，也就是鄰接的2個凸部201的高度差Adl、Ad2是正的。更優(yōu)選Adl、Ad2為正、且Adl與Λ d2不同，也就是Adl古Ad2。另外，即使鄰接的2個凸部201的高度相同、也就是鄰接的2個凸部201的高度差Λ dl、Λ d2為零，其間距P1、P2也不同，也就是Pl古P2。進一步優(yōu)選Ad1、Ad2為正，P1、P2為Pl關P2 ;特別優(yōu)選AdU Δ d2為正，Λ dl關Δ d2且Pl關P2。
[0046]另外，關于間距P1、P2，更優(yōu)選其比P1/P2為1.1以上或者0.9以下。更進一步優(yōu)選比P1/P2為1.4以上或者0.7以下。關于AdU Λ d2，優(yōu)選Λ dl/d為0.1以上，更優(yōu)選為
0.3以上。優(yōu)選I Adl-Ad2 I /d為0.05以上，更優(yōu)選為0.1以上。在此，d是凸部201的最大高度、即圖5中凹凸22的從最深的谷底到最高的峰頂?shù)母叨取?br> [0047]圖6A和圖6B是表示凹凸22不規(guī)則性的圖，是后述實施例中制造的凹凸22的實測值。圖6A表示凸部的高度，圖6B表示其的形成間隔(間距)。
[0048](b)對于凹凸22而言，凸部201的高度(或者凹部的深度)為透射近紅外線截止濾光器的光的波長以上(例如可見光用攝像元件的用途中為0.4μπι以上)且50μπι以下。通過使凸部201的高度(或者凹部的深度)為透射近紅外線截止濾光器的波長以上，能夠使來自遮光膜20的內(nèi)側(cè)端緣的衍射光進一步擴散。另一方面，如果凸部201的高度(或者凹部的深度)過大，則衍射光的擴散功能降低，以與凹凸相似的形狀在攝像元件上呈現(xiàn)衍射光相互增強的區(qū)域，衍射抑制效果降低。通過使凸部201的高度(或者凹部的深度)為50μπι以下，能夠抑制這種衍射抑制效果降低。為可見光用攝像元件的用途時，凸部201的高度(或者凹部的深度)優(yōu)選為可見度最大的綠光的波長約0.5 μ m以上且10 μ m以下。
[0049](c)薄壁部23的光透射率為0.5%以上。通過使光透射率為0.5%以上，能夠充分地防止來自遮光膜20的內(nèi)側(cè)端緣的衍射光在攝像元件上相互增強。優(yōu)選光透射率為1%以上，更優(yōu)選為3%以上。另一方面，如果薄壁部23的平均光透射率超過80%，則遮光效果降低，漫射光透射。因此，薄壁部23的平均光透射率優(yōu)選為80%以下，更優(yōu)選為40%以下。遮光膜20的薄壁部23以外的部分優(yōu)選光透射率低于0.5%，更優(yōu)選為0.2%以下，更進一步優(yōu)選為0.1%以下。
[0050](d)具有0.5%以上光透射率的薄壁部23的寬度w為0.4μπι以上。通過使寬度w為0.4 μ m以上，獲得更大的衍射抑制效果。寬度w更優(yōu)選為I μ m以上，更進一步優(yōu)選為4μπι以上。另一方面，如果寬度w超過50 μ m，則漫射光變得易于透射。因此，薄壁部23的寬度w優(yōu)選為50 μ m以下,更優(yōu)選為20 μ m以下。
[0051]本實施方式中，薄壁部23具有厚度向端緣逐漸變薄的傾斜面23a。如果具備所述傾斜面23a，則透射率向端緣逐漸增高，抑制透射率階梯狀地變化所導致的衍射，從而能夠充分抑制衍射光在攝像元件上相互增強，因而更優(yōu)選。
[0052]在本實施方式中，為了提高漫射光的截止功能，優(yōu)選在遮光膜20的表面(與濾光器主體10相反側(cè)的面，也就是光入射側(cè)的面)形成無光面狀凹凸結(jié)構(gòu)、或設置防反射膜來賦予光的防反射功能。
[0053]為了賦予良好的防反射功能，無光面狀凹凸結(jié)構(gòu)優(yōu)選為以下結(jié)構(gòu):形成有該凹凸結(jié)構(gòu)的遮光膜20表面的表面粗糙度以JIS B0601 (1994)為基準、以利用原子力顯微鏡(AFM)測定的算術平均粗糙度(Ra)計為0.1ym以上。算術平均粗糙度(Ra)的更優(yōu)選范圍為0.15?10 μ m，更進一步優(yōu)選為0.2?2μπι，進一步優(yōu)選為0.2?0.5 μ m。另外，以JISB0601 (1994)為基準，利用超深度形狀測定顯微鏡測定的局部峰頂?shù)钠骄g隔(S)優(yōu)選為I~100 μ m，進一步優(yōu)選以JIS B0601 (1994)為基準而測定的最大高度(Ry)為2 μ m以上。局部峰頂?shù)钠骄g隔(S)的更優(yōu)選范圍為2~50 μ m，更進一步優(yōu)選為5~20 μ m。另外，最大高度(Ry)的更優(yōu)選范圍為3~9μπι，更進一步優(yōu)選為4~6μπι。[0054]作為無光面狀凹凸結(jié)構(gòu)的優(yōu)選例之一，例如可以舉出利用如后所述的方法形成的皺狀凹凸結(jié)構(gòu)。從獲得良好的防反射效果的觀點考慮，該凹凸結(jié)構(gòu)優(yōu)選為下述結(jié)構(gòu):形成有該凹凸結(jié)構(gòu)的遮光膜20表面的表面粗糙度以JIS Β0601 (1994)為基準，以利用原子力顯微鏡(AFM)測定的算術平均粗糙度(Ra)計為0.Ιμπι以上，更優(yōu)選為0.15~ΙΟμπι，更進一步優(yōu)選為0.23~10 μ m。另外，利用上述方法測定的局部峰頂?shù)钠骄g隔(S)優(yōu)選為5~100 μ m,更優(yōu)選為5~50 μ m，更優(yōu)選為5~20 μ m。
[0055]遮光膜20例如可以利用如下的方法來形成。
[0056]首先，在濾光器主體10的紫外?紅外光反射膜12的表面整體涂布具有遮光性的光固化性樹脂并使其干燥而形成光固化性樹脂涂布層。作為光固化性樹脂的涂布方法，可以使用旋涂法、棒涂法、浸涂法、澆鑄法、噴霧涂布法、珠涂法、線棒涂布法、刮刀涂布法、輥涂法、簾式涂布法、狹縫模頭涂布法、凹版涂布法、狹縫反向涂布法、微凹印法、逗點涂布法等。涂布可以分多次實施。另外，為了提高對紫外.紅外光反射膜12的密合性，也可以在涂布之前對紫外.紅外光反射膜12的表面進行利用六甲基二硅氮烷(HMDS)等的偶聯(lián)處理。
[0057]接著，介由使與遮光膜20對應的位置開口、同時在其開口的內(nèi)周面設有與凹凸22對應的形狀的凹凸的光掩模，對光固化性樹脂涂布層照射光。照射的光例如只要是光固化性樹脂利用紫外波長區(qū)域的光發(fā)生固化，就照射至少包含這種紫外波長區(qū)域光的光。由此，照射了光的部分的光固化性樹脂固化。
[0058]接著，將未照射部的光固化性樹脂通過顯影選擇性地除去。顯影采用濕式顯影、干式顯影等。濕式顯影時，可利用堿性水溶液、水系顯影液、有機溶劑等與光固化性樹脂的種類對應的顯影液，通過浸潰方式、噴霧方式、刷涂、拍打(7 C >々'')等公知的方法來進行。
[0059]接著，為了形成薄壁部23，對固化了的光固化性樹脂的所需部進行加熱而使其熔融。加熱熔融的光固化性樹脂由于表面張力而使厚度方向的截面形狀發(fā)生變化，形成薄壁部23。由此，形成具備凹凸22和薄壁部23的遮光膜20。薄壁部23形成后，可以根據(jù)需要通過加熱或者照射光，進一步使遮光膜20固化。
[0060]在遮光膜20表面形成無光面狀凹凸結(jié)構(gòu)時，顯影后，向遮光膜20照射放射線，僅使遮光膜20的表層部分進一步固化。放射線使用在遮光膜20吸收大的波長的放射線。作為優(yōu)選的放射線，可以舉出波長170nm~270nm的紫外光,例如波長184nm~254nm的紫外光。其后，對遮光膜20以例如50~300°C進行加熱，在表面形成具有無光面狀凹凸結(jié)構(gòu)的遮光膜。
[0061]具備凹凸22和薄壁部23的遮光膜20也可以采用如下的方法形成。
[0062]介由使與遮光膜20對應的位置開口、同時在其開口的內(nèi)周面設有與凹凸22對應的形狀的凹凸的第I光掩模，對與上述同樣地形成的光固化性樹脂涂布層照射第1次的光。進而，從其開口的內(nèi)周面，介由設有僅為薄壁部23寬度W的小開口的第2光掩模，照射第2次的光。通過第1次的光照射，未使光固化性樹脂完全固化，通過第2次的光照射使固化完成。其后，如果將未照射部的光固化性樹脂通過顯影選擇性地除去，則僅完成了第1次光照射的部分利用光進行的固化不充分，因此，與進行了第2次光照射的部分相比，光固化性樹脂的厚度變薄，能夠形成薄壁部23。該例中，使用2個光掩模，但只要使用開口寬度逐漸變小的3個或者其以上的光掩模反復進行光照射，就能夠形成厚度向端緣遞減的薄壁部23。
[0063]作為掩模，如果不使用透射率由透射與遮光2個值的部位構(gòu)成的掩模，而使用形成薄壁部23的部分的光透射率階段性地或者連續(xù)性地變化的所謂灰色調(diào)掩模，就能夠通過I次光照射來形成厚度向端緣階段性或者連續(xù)性地遞減的薄壁部23。
[0064]如前所述，遮光膜20可以僅設置凹凸22和薄壁部23中的任一方。因此，僅具有薄壁部23的遮光膜20能夠利用在內(nèi)周面沒有凹凸的光掩模形成。僅具有凹凸22的遮光膜20能夠通過省略形成上述薄壁部23的工序來形成。
[0065]遮光膜20也可以采用印刷法、轉(zhuǎn)印法、噴墨法等形成。作為印刷法，例如可以舉出網(wǎng)版印刷、柔版印刷、凸版印刷法等。這些方法具有即使不進行利用光掩模的曝光、顯影也能夠形成所希望形狀的遮光膜的優(yōu)點。形成凹凸22采用網(wǎng)版印刷時，也能夠使用在網(wǎng)版形成有所希望凹凸的版，但通過將在網(wǎng)版粘貼有篩網(wǎng)的版用作版，能夠在篩網(wǎng)的開口部和篩網(wǎng)部稍微改變印刷的油墨(樹脂)量，因此能夠通過調(diào)整印刷條件來制作所希望的凹凸，從而不需要高精度的版，因而優(yōu)選。
[0066]另外，薄壁部23能夠通過調(diào)整印刷條件、油墨的粘度、與涂布面的潤濕性、表面張力、油墨溫度等來形成。
[0067]下面，記載在網(wǎng)版印刷中形成薄壁部23的方法的例子。
[0068]介由使與遮光膜20對應的位置開口的第I網(wǎng)版，印刷第I次遮光性樹脂并使其固化。接著，由其開口的內(nèi)周面介由設有僅為薄壁部23的寬度w的小開口的第2網(wǎng)版，印刷第2次遮光性樹脂并使其固化。由此，能夠在內(nèi)緣部形成具備薄壁部23的遮光膜20。
[0069]另外，通過在印刷時將網(wǎng)版和濾光器主體10的清除率調(diào)整至稍大、或調(diào)整刮墨刀的壓力.角度等，也能形成薄壁部23。
[0070]進而，通過與在內(nèi)周面形成的凹凸22不同，另外在相當于內(nèi)周面的部分的網(wǎng)版設置更細間距的凹凸，由此在印刷時來自對網(wǎng)版的開口部具有細間距凹凸的部分的遮光性樹脂變得難以露出，能夠使遮光性樹脂的厚度減小，從而能夠形成薄壁部23。
[0071]遮光膜20的厚度優(yōu)選為0.1?400 μ m。小于0.1 μ m時，有可能無法獲得充分的遮光特性，而且變得難以控制薄壁部的厚度。另一方面，超過400 μ m時，濾光器整體的厚度增大、或者攝像裝置的小型化、輕質(zhì)化變難。另外，在使樹脂固化時，變得易于產(chǎn)生由固化收縮導致的變形，進而，變得難以控制在內(nèi)周面形成的凹凸的形狀。遮光膜20的厚度更優(yōu)選為0.2?100 μ m,更進一步優(yōu)選為0.5?10 μ m。
[0072]從控制在內(nèi)周面形成的凹凸的形狀的觀點考慮，優(yōu)選遮光膜20的厚度為凹凸的最大高度d和最少間距的任一小的一方的40倍以下。更優(yōu)選為5倍以下，更進一步優(yōu)選為2倍以下，特別優(yōu)選為1/2以下。
[0073]本實施方式中，如圖1所示，濾光器主體10的俯視形狀為矩形，遮光膜20沿其外周設置成矩形的框狀，但例如如圖7所示，濾光器主體10可以為圓形，沒有特別限定。應予說明，圖7中，省略遮光膜20的內(nèi)周面的凹凸的記載。另外，對于圖1所示的近紅外線截止濾光器而言，凹凸22設于遮光膜20的內(nèi)周面整體，但例如如圖8所示，也可以設于其一部分，此外，雖然省略圖示，但也可以空出間隔地設于多個地方。并且可以將凹凸22和薄壁部23分別設于不同位置，此外，還可以形成有凹凸22和薄壁部23的地方、與形成有凹凸22和薄壁部23的任一方的地方混在一起。
[0074]從光的衍射抑制效果方面考慮，對于凹凸22、薄壁部23的任一方，也優(yōu)選經(jīng)過內(nèi)周面10%以上的長度(在空出間隔地設置時為其合計長)地設置，更優(yōu)選為20%以上，更進一步優(yōu)選為40%以上。另外，如圖8所示，在遮光膜20的形狀為矩形的框狀時，優(yōu)選設于漫射光易成為問題的至少I個邊，如圖1所示，特別優(yōu)選設于整個周邊。
[0075]對于構(gòu)成本實施方式的近紅外線截止濾光器100的濾光器主體10的透明基材11、紫外.紅外光反射膜12以及防反射膜13進行詳細說明。
[0076]透明基材11只要透射可見波長區(qū)域的光，其形狀就沒有特別限定，例如可以舉出片狀、膜狀、塊狀、透鏡狀等。另外，透明基材11可以是含有紅外線吸收玻璃、紅外線吸收劑的樹脂。
[0077]作為透明基材11的材料，可以舉出玻璃、水晶、鈮酸鋰、藍寶石等晶體、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯樹脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烴樹脂、降冰片烯樹脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸樹月旨、聚氨酯樹脂、氯乙烯樹脂、氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯縮丁醛樹脂、聚乙烯醇樹脂等。這些材料可以對紫外波長區(qū)域和紅外波長區(qū)域的至少一方具有吸收特性。
[0078]玻璃能夠從在可見波長區(qū)域透明的材料中適當選擇來使用。例如為了易于加工、能夠抑制光學面的缺陷、 生成異物等，優(yōu)選硼硅酸玻璃，為了粘接性、耐候性等良好，優(yōu)選不含堿成分的玻璃。
[0079]另外，作為玻璃，也可以使用在氟磷酸鹽系玻璃、磷酸鹽系玻璃中添加有CuO等在紅外波長區(qū)域具有吸收的光吸收型的玻璃。尤其是添加有CuO的氟磷酸鹽系玻璃或者磷酸鹽系玻璃對可見波長區(qū)域的光具有高透射率，并且CuO充分吸收近紅外波長區(qū)域的光，因此能夠賦予良好的近紅外線截止功能。
[0080]作為含有CuO的氟磷酸鹽系玻璃的具體例，可以舉出以下玻璃:相對于由以質(zhì)量％計為 46 ~70% 的 P205、0 ~25% 的 MgF2、O ~25% 的 CaF2、O ~25% 的 SrF2、O ~20% 的 LiF、O~10%的NaF、0~10%的KF、0.2~20%的A1F3、2~15%的ZnF2 (其中，能夠?qū)⒎锟偤嫌嬃康?0%取代成氧化物)構(gòu)成的氟磷酸鹽系玻璃100質(zhì)量份，含有0.1~5質(zhì)量份CuO、優(yōu)選含有0.3~2質(zhì)量份CuO的玻璃，其中，LiF、NaF, KF的合計量為I~30%。作為市售品，可以例示NF-50玻璃(旭硝子株式會社制商品名)等。
[0081]作為含有CuO的磷酸鹽系玻璃的具體例，可以舉出以下玻璃:相對于由以質(zhì)量％計為 70 ~85% 的 P2O5,8 ~17% 的 Al2O3' I ~10% 的 B203、0 ~3% 的 Li20、0 ~5% 的 Na20、0 ~5%的K20、0.1~5%的Li2O + Na2O + Κ20、0~3%的SiO2構(gòu)成的磷酸鹽系玻璃100質(zhì)量份，含有0.1~5質(zhì)量份CuO、優(yōu)選含有0.3~2質(zhì)量份CuO的玻璃。
[0082]透明基材11的厚度沒有特別限定，但從實現(xiàn)小型化、輕質(zhì)化的觀點考慮，優(yōu)選
0.1~3mm的范圍，更優(yōu)選0.1~Imm的范圍。
[0083]如前所述，紫外?紅外光反射膜12具有促進遮光膜20形成的功能，同時一并具有賦予或者提高近紅外線截止濾光器功能的效果。該紫外.紅外光反射膜12由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成，該電介質(zhì)多層膜是通過濺射法、真空蒸鍍法等將低折射率電介質(zhì)層和高折射率電介質(zhì)層交替地層疊而成的。[0084]作為低折射率電介質(zhì)層的材料，使用折射率為1.6以下、優(yōu)選1.2~1.6的材料。具體而言，使用二氧化硅(SiO2)、氧化鋁、氟化鑭、氟化鎂、六氟化鋁鈉等。作為高折射率電介質(zhì)層的材料，使用折射率為1.7以上的材料，優(yōu)選1.7~2.5的材料。具體而言，使用二氧化鈦(TiO2)、氧化錯、五氧化鉭、五氧化銀、氧化鑭、氧化釔、氧化鋅、硫化鋅等。折射率是對波長為550nm的光的折射率。
[0085]電介質(zhì)多層膜可以采用前述的濺射法、真空蒸鍍法形成，還可以采用離子束法、離子鍍法、CVD法等形成。濺射法、離子鍍法是所謂的等離子體氣氛處理，因此能夠提高對透明基材11的密合性。
[0086]防反射膜13通過防止向近紅外線截止濾光器100入射的光的反射來使透射率提高，具有高效地利用入射光的功能，因此能夠采用以往以來已知的材料和方法來形成。具體而言，防反射膜3由利用濺射法、真空蒸鍍法、離子束法、離子鍍法、CVD法等形成的二氧化硅、二氧化鈦、五氧化鉭、氟化鎂、氧化鋯、氧化鋁等I層以上的膜構(gòu)成，或由利用溶膠凝膠法、涂布法等形成的硅酸鹽系、硅酮系、氟化甲基丙烯酸酯系等構(gòu)成。防反射膜13的厚度通常是100~600nm的范圍。
[0087]在本發(fā)明中，在透明基材11的、與形成有紫外?紅外光反射膜12的主面相反側(cè)的主面，或者在防反射膜13與透明基材11之間，可以設置由反射紫外波長區(qū)域和紅外波長區(qū)域的光的電介質(zhì)多層膜 構(gòu)成的第2紫外.紅外光反射膜來代替防反射膜13。另外，或者也可以紫外.紅外光反射膜12上設置第2防反射膜來代替紫外.紅外光反射膜12。
[0088]遮光膜20也可以像圖9所示的近紅外線截止濾光器110那樣形成于濾光器主體10的防反射膜13側(cè)的主面。
[0089]遮光膜20也可以像圖10所示的近紅外線截止濾光器120那樣，其外位于濾光器主體10的外緣的內(nèi)偵彳。這種情況下，優(yōu)選像圖11所示的近紅外線截止濾光器130那樣，在濾光器主體10的外周部形成倒角部24。通過形成倒角部24，能夠抑制入射至露出的濾光器主體10外緣部表面的光反射而產(chǎn)生的漫射光。
[0090]可以像圖12所示的近紅外線截止濾光器140那樣，在透明基材11與防反射膜13之間設置紅外光吸收膜15。紅外光吸收膜15也可以設于透明基材11與紫外?紅外光反射膜12之間。
[0091]紅外光吸收膜15可以由含有吸收紅外波長區(qū)域的光的紅外線吸收劑的透明樹脂構(gòu)成。
[0092]透明樹脂只要透射可見波長區(qū)域的光即可，例如可以舉出丙烯酸樹脂、苯乙烯樹月旨、ABS樹脂、AS樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚烯烴樹脂、聚氯乙烯樹脂、乙酸酯系樹脂、纖維素系樹脂、聚酯樹脂、烯丙基酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺醚樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、脲樹脂等。
[0093]作為吸收紅外波長區(qū)域的光的紅外線吸收劑，可以舉出ITO (In2O3-TiO2系)、ATO(ZnO-TiO2系)、硼化鑭等無機微粒、花青苷系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、二硫醇金屬配合物系化合物、二亞銨系化合物、聚甲炔系化合物、2-苯并[c]呋喃酮化合物、萘醌系化合物、蒽醌系化合物、靛酚系化合物等有機系色素。
[0094]除此之外，作為無機微粒，由至少含有Cu和/或P的氧化物的微晶構(gòu)成，數(shù)平均凝聚粒徑為5~200nm，優(yōu)選由下式(I)表示的化合物的微晶構(gòu)成，能夠使用數(shù)平均凝聚粒徑為5?200nm的微晶。
[0095]Al7nCuPO4- (I)
[0096](式中，A是選自堿金屬(L1、Na、K、Rb、Cs)、堿土金屬(Mg、Ca、Sr、Ba)和NH4中的至少I種，A為堿金屬或者NH4時角標η是I, A為堿土金屬時角標η是2。)
[0097]由這種微晶構(gòu)成的無機微粒能夠維持由晶體結(jié)構(gòu)引起的紅外線吸收特性，而且微晶是微粒，因此能夠在紅外光吸收膜15中以高濃度含有，能夠使每單位長的吸收能力增大，因而優(yōu)選。
[0098]為了提高耐候性、耐酸性、耐水性等、利用表面改性提高與粘結(jié)劑樹脂的相容性，無機微?？梢圆捎霉姆椒ㄟM行表面處理。
[0099]另外，作為有機系色素，可以使用以下的色素:在溶解于丙酮而測定的波長區(qū)域為400?IOOOnm的光的吸收光譜中，具有峰值波長為695 ± Inm且半值全寬為35±5nm的極大吸收峰。這種色素在近紅外線截止濾光器所要求的波長630?700nm附近之間吸光度急劇變化，因而優(yōu)選。
[0100]紅外線吸收劑可以單獨使用I種，也可以混合2種以上使用。
[0101]透明樹脂中除紅外線吸收劑以外，還可以在不妨礙本發(fā)明效果的范圍內(nèi)含有色調(diào)補正色素、流平劑、防靜電劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、分散劑、阻燃劑、潤滑劑、增塑劑等。
[0102]紅外光吸收膜15例如可以通過以下方式形成:使透明樹脂、紅外線吸收劑、以及根據(jù)需要配合的其它添加劑分散或者溶解在分散介質(zhì)或者溶劑中制備涂裝液，涂裝后使其干燥。涂裝、干燥可以分多次實施。此時，制備含有成分不同的多個涂裝液，使其按順序涂裝、干燥。具體而言，例如可以分別制備含有前述有機系色素的涂布液、和含有ITO粒子的涂布液，將這些涂布液按順序涂布并使其干燥。
[0103]作為分散介質(zhì)或者溶劑，可以舉出水、醇、酮、醚、酯、醛、胺、脂肪族烴、脂環(huán)族烴、芳香族烴等。這些可以單獨使用I種，也可以混合2種以上使用。涂布液中可以根據(jù)需要地配合分散劑。
[0104]制備涂裝液能夠使用自轉(zhuǎn).公轉(zhuǎn)式混合器、珠磨機、行星磨、超聲均化器等攪拌裝置。為了確保高透明性，優(yōu)選充分地進行攪拌。攪拌可以連續(xù)進行，也可以斷續(xù)地進行。
[0105]涂裝液的涂裝能夠使用旋涂法、棒涂法、浸涂法、澆鑄法、噴霧涂布法、珠涂法、線棒涂布法、刮刀涂布法、輥涂法、簾式涂布法、狹縫模頭涂布法、凹版涂布法、狹縫反向涂布法、微凹印法、逗點涂布法等。
[0106]紅外光吸收膜15的厚度優(yōu)選為0.01?400 μ m的范圍，更優(yōu)選為0.1?50 μ m的范圍。小于0.01 μ m時，有可能無法獲得規(guī)定的吸收能力，超過400 μ m時，有可能在干燥時發(fā)生干燥不勻。
[0107]具備紅外光吸收膜15的近紅外線截止濾光器130能夠具備良好的近紅外線截止功能。
[0108]圖13是概略地表示采用本實施方式的近紅外線截止濾光器的攝像裝置50的截面圖。
[0109]如圖13所示，攝像裝置50具有固體攝像元件51、濾光器52、透鏡53、以及保持固定這些部件的殼體54。
[0110]固體攝像元件51、濾光器52、以及透鏡53沿光軸x配置，在固體攝像元件51與透鏡53之間配置濾光器52。固體攝像兀件51是將通過透鏡53和濾光器52入射進來的光轉(zhuǎn)換成電信號的電子部件，例如為CCD、CMOS等。然后，本實施方式中，使用圖1所示的近紅外線截止濾光器100作為濾光器52,以遮光膜20位于透鏡53側(cè)的方式配置。
[0111]近紅外線截止濾光器100可以以遮光膜20位于固體攝像元件51側(cè)的方式配置。另外，能夠使用圖9、圖10、圖11、圖12等所示的近紅外線截止濾光器來代替近紅外線截止濾光器100作為濾光器52。即使使用這些近紅外線截止濾光器時，也可以以遮光膜20位于透鏡53側(cè)的方式配置，還可以以遮光膜20位于固體攝像元件51側(cè)的方式配置。
[0112]在攝像裝置50中，由被攝物體側(cè)入射的光通過透鏡53以及濾光器52 (近紅外線截止濾光器100)入射到固體攝像元件51。固體攝像元件51將該入射的光轉(zhuǎn)換成電信號，作為圖像信號輸出。入射光通過具備遮光膜20的近紅外線截止濾光器100，從而作為調(diào)節(jié)成合適的光量、且充分遮蔽了近紅外線的光而被固體攝像元件51接收。
[0113]在該攝像裝置50中，在近紅外線截止濾光器100 —體化地設有具備凹凸22和薄壁部23的遮光膜20，因此，能夠抑制以往這種由遮光膜內(nèi)側(cè)端緣的光衍射引起的漫射光，能夠得到?jīng)]有噪音的良好圖像。
[0114]從衍射抑制效果、制造技術上的制約等觀點考慮，近紅外線截止濾光器100優(yōu)選以遮光膜20與攝像元件受光面的距離為0.02?5mm的方式配置。
[0115]該例中，攝像裝置50可以僅配置I個透鏡，但也可以具備多個透鏡，而且還可以具備保護固體攝像元件的罩面玻璃等。并且濾光器的位置也不限于透鏡與固體攝像元件之間，例如可以配置在比透鏡更靠近被攝物體的一側(cè)，另外，在配置有多個透鏡時，可以配置于透鏡與透鏡之間。
[0116]以上說明的實施方式是濾光器具有近紅外線截止功能的濾光器的例子，但不限于近紅外線截止功能，也可以具有低通濾光器、ND濾光器、色調(diào)濾光器、光放大濾光器等功能。
[0117]本發(fā)明不限定于以上說明的實施方式的記載內(nèi)容，當然，可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍進行適當變更。
[0118]實施例
[0119]接著，通過實施例進一步詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實施例任何限定。
[0120](實施例1)
[0121]在40mmX40mmX0.3mm的角板狀紅外線吸收玻璃(NF-50玻璃旭硝子株式會社制)的一個表面，通過真空蒸鍍法交替地層疊二氧化硅(SiO2 ;折射率1.45 (波長550nm))層和二氧化鈦(TiO2;折射率2.32 (波長550nm))層而形成電介質(zhì)多層膜(34層)。另外，在紅外線吸收玻璃的另一表面形成防反射膜。
[0122]在上述電介質(zhì)多層膜的表面整體，通過旋涂法以1.2μπι的厚度涂布遮光性紫外線固化型丙烯酸酯系樹脂，加熱后，介由在開口內(nèi)周面具有不規(guī)則凹凸的光掩模，用高壓汞燈對其表面照射lOOmJ/cm2的紫外線，使其固化。其后，利用顯影液除去未曝光部分，接著加熱，制造近紅外線截止濾光器。
[0123]在所得近紅外線截止濾光器的遮光膜的內(nèi)周面形成有不規(guī)則的凹凸。另外，用原子力顯微鏡(AMF)觀察遮光膜的表面，結(jié)果形成局部峰頂?shù)钠骄g隔(S)為IOym的皺狀微細凹凸結(jié)構(gòu)，遮光膜的表面粗糙度以算術平均粗糙度(Ra)計為180nm。
[0124](實施例2)[0125]與實施例1同樣地進行，在紅外線吸收玻璃(NF-50玻璃旭硝子株式會社制)的一個表面，通過真空蒸鍍法交替地層疊二氧化硅(SiO2 ;折射率1.45 (波長550nm))層和二氧化鈦(TiO2;折射率2.32 (波長550nm))層而形成電介質(zhì)多層膜(34層)。另外，在紅外線吸收玻璃的另一表面形成3層防反射膜。
[0126]在上述電介質(zhì)多層膜的表面，利用在開口內(nèi)周面具有不規(guī)則凹凸的第I網(wǎng)版，涂布添加遮光性樹脂油墨(含有黑色著色顏料)、二氧化硅微粉末(平均粒徑(D50) 4.7 μ m)以及溶劑并均勻混合制備成的涂布液，加熱，形成第I涂膜。接著，用開口比第I網(wǎng)版小的第2網(wǎng)版，在第I涂膜上再次涂布上述涂布液，加熱，形成第2涂膜，制造具備由第I和第2涂膜構(gòu)成的厚度為7 μ m的遮光膜的近紅外線截止濾光器。
[0127]在所得近紅外線截止濾光器的遮光膜的內(nèi)周面形成如圖14A、圖14B所示的不規(guī)則凹凸。圖14A是遮光膜利用光學顯微鏡得到的拍攝照片的復制圖，圖14B是其放大照片的復制圖。圖14B中的箭頭指出在遮光膜的內(nèi)周面形成的凸部。
[0128]另外，利用分光光度計((株)日立制作所制日立分光光度計U-4100)，調(diào)查遮光膜的厚度與光透射率的關系，另一方面，調(diào)查遮光膜的內(nèi)側(cè)端緣及其附近的厚度與位置的關系，由該兩個關系調(diào)查遮光膜的位置與光透射率，結(jié)果得到圖15所示這樣的結(jié)果。由圖15的圖明確可知，在遮光膜的內(nèi)側(cè)端緣形成有寬度為15 μ m、透射率為0.5%以上的薄壁部23。
[0129]另外，用原子力顯微鏡(AMF)觀察遮光膜的表面，結(jié)果形成無光面狀微細凹凸結(jié)構(gòu)，關于其表面粗糙度，對于以配合有2質(zhì)量份(相對于遮光性樹脂油墨為2質(zhì)量％) 二氧化硅微粉末的材料形成的遮光膜，算術平均粗糙度(Ra)為0.43 μ m、最大高度(Ry)為
3.63 μ m、局部峰頂?shù)钠骄g隔(S)為30 μ m，對于以配合有4質(zhì)量份(相對于遮光性樹脂油墨為4質(zhì)量％)二氧化硅微粉末的材料形成的遮光膜，算術平均粗糙度(Ra)為0.4 μ m、最大高度(Ry)為3.5 μ m、局部`峰頂?shù)钠骄g隔(S)為5.0 μ m。
[0130]另外，對上述近紅外線截止濾光器照射波長為633nm的光，利用光束分析儀(OPHIR制)調(diào)查透射光的光量分布。為了比較，不在遮光膜形成凹凸和薄壁部，除此之外，與實施例2同樣制造以往型的近紅外線截止濾光器，對該以往型的近紅外線截止濾光器也進行測定。將結(jié)果示于圖16。
[0131]由圖16的圖明確可知，在遮光膜的內(nèi)側(cè)端緣及其附近，實施例的透射光強度與比較例相比，光強度振幅明顯降低，通過在遮光膜形成凹凸和薄壁部，能夠防止由衍射引起的圖像劣化。
[0132]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0133]本發(fā)明的濾光器生產(chǎn)率和經(jīng)濟性優(yōu)異、且能夠一體化地具備具有內(nèi)側(cè)端緣的光的衍射抑制效果的遮光膜，所以對于組入到數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、手機、筆記本型個人電腦、PDA等信息器材中的小型相機等攝像裝置是有用的。
[0134]符號說明
[0135]10...(近紅外線截止)濾光器主體、11...透明基材、12...紫外?紅外光反射膜、13...防反射膜、15...紅外光吸收膜、20...框狀遮光膜、22...凹凸、23...薄壁部、50...攝像裝置、51…固體攝像元件、52…濾光器、53...透鏡、54...殼體、100、110、120、130、140…近紅外線截
止濾光器。
【權(quán)利要求】
1.一種濾光器，被用于攝像裝置，所述攝像裝置內(nèi)置有來自被攝物體或光源的光入射的攝像元件，所述濾光器的特征在于，具有: 濾光器主體，配置在所述被攝物體或光源與所述攝像元件之間，對所述入射光具有透射性，以及 框狀遮光膜，一體地形成于所述濾光器主體的至少一面； 所述框狀遮光膜滿足下述(I)和/或(2)的條件， (1)俯視的情況下在所述框狀遮光膜的內(nèi)周面的至少一部分形成凹凸， (2)在所述框狀遮光膜的內(nèi)緣部的至少一部分形成薄壁部。
2.如權(quán)利要求1所述的濾光器，其中，所述凹凸是不規(guī)則的凹凸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的濾光器，其中，在俯視的測定中，所述凹凸具有0.4?50 μ m的高度。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的濾光器，其中，所述薄壁部的透光率為0.5%以上。
5.如權(quán)利要求4所述的濾光器，其中，所述薄壁部的寬度為0.4?50 μ m。
6.如權(quán)利要求1?5中任一項所述的濾光器，其中，所述薄壁部具有厚度向端緣逐漸變薄的傾斜面。
7.如權(quán)利要求1?6中任一項所述的濾光器，是具有近紅外線截止功能的濾光器。
8.如權(quán)利要求1?7中任一項所述的濾光器，其中，所述濾光器主體具備吸收紅外波長區(qū)域的光的紅外線吸收玻璃。
9.如權(quán)利要求1?8中任一項所述的濾光器，其中，所述濾光器主體具備紅外光吸收膜，該紅外光吸收膜含有吸收紅外波長區(qū)域的光的紅外線吸收劑。
【文檔編號】G02B5/00GK103718069SQ201380001236
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】松尾淳, 梅田悟史, 木梨勉 申請人:旭硝子株式會社