光学构件、传感器模块、及光学构件的制造方法与流程
未命名
09-29
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1.本发明涉及一种光学构件、使用了所述光学构件的传感器模块及光学构件的制造方法。详细而言,涉及一种在与板厚方向正交的方向上具有光线透过部及光线遮蔽部的光学构件、使用了所述光学构件的传感器模块、及所述光学构件的制造方法。
背景技术:
2.近年来,智能手机等移动设备中所搭载的照相机模块正在推进高功能、高画质化,强烈要求可获得即使在各种条件下重影等也少的照相机图像。另一方面,为了实现移动设备的进一步的高附加价值化,正在尝试将具有利用了近红外线等的动作捕捉或距离识别(空间识别)、个人认证、健康检查等功能的传感器安装在移动设备中,但用于传感的光线有时会进入固体摄像装置或其他的传感器,从而引起重影等画质不良或其他传感器的误动作。所述问题在各传感器或光源物理上邻接的情况下尤为显著,期望出现能够效率良好地遮蔽成为画质不良或误动作的原因的来自倾斜方向的入射光的构件。
3.以往,作为能够部分遮蔽入射光的构件,例如如专利文献1、专利文献2所示报告了表面具有遮光部的光学构件。另外,如专利文献3所示还报告了在厚度方向上形成有遮光部分的构件。
4.[现有技术文献]
[0005]
[专利文献]
[0006]
[专利文献1]日本专利特开2002-268120号公报
[0007]
[专利文献2]国际公开2013-061990号
[0008]
[专利文献3]日本专利特开2013-011818号公报
技术实现要素:
[0009]
[发明所要解决的问题]
[0010]
然而,在专利文献1、专利文献2所示的发明中,由于遮光部仅位于构件表面,因此如图16所示,遮光部104对来自倾斜方向的光108的遮蔽功能并不充分,有时会入射到传感器106。
[0011]
另外,在专利文献3所示的发明中,光线透过部及光线遮蔽部均为玻璃制,有时会由于掉落等而导致破裂成为问题。
[0012]
本发明的目的在于提供一种光学构件及所述光学构件的制造方法,所述光学构件对来自倾斜方向的入射光也具有充分的遮蔽效果,且在搭载于移动设备等时具有充分的耐破裂性。进而,在于提供一种传感器模块,所述传感器模块通过具有所述光学构件,即使在使多个传感器或光源在物理上邻接的情况下也不存在画质不良或误动作,可靠性优异。
[0013]
[解决问题的技术手段]
[0014]
本发明人等人为了解决所述课题而进行了研究,结果发现,通过以下记载的光学构件、传感器模块及光学构件的制造方法,可解决所述课题,从而完成了本发明。
[0015]
即,本发明的光学构件是具有规定厚度的板状的光学构件,
[0016]
在所述光学构件的剖面中,在与板厚方向正交的方向上相互邻接地包括包含使光线透过的树脂材料的光线透过部、以及遮蔽所述光线的光线遮蔽部,
[0017]
所述光线遮蔽部的厚度为所述光线透过部的厚度的60%~120%的范围内。
[0018]
如此,通过将光线遮蔽部的厚度设为光线透过部的厚度的60%~120%的范围内,在光从倾斜方向入射到光学构件的情况下,可充分地遮蔽不需要的入射光。另外,通过使光线透过部包含树脂材料,例如当在移动设备等中搭载光学构件时,可确保充分的耐破裂性。
[0019]
另外,本发明的光学构件中,所述光线遮蔽部贯通所述光线透过部。由此,在光从倾斜方向入射的情况下,可不会过与不及地遮蔽不需要的入射光。
[0020]
另外,本发明的光学构件中,所述光线遮蔽部的所述板厚方向上的端部从所述光线透过部的表面及背面中的至少一者突出。如此,即使使光线遮蔽部从光线透过部突出,也可确实地遮蔽来自倾斜方向的不需要的入射光。
[0021]
另外,本发明的光学构件中,所述光线遮蔽部的所述板厚方向上的端部埋没在所述光线透过部的表面及背面中的至少一者。如此,即使将光线遮蔽部埋没在光线透过部,也可确实地遮蔽来自倾斜方向的不需要的入射光。
[0022]
另外,本发明的光学构件中,所述光线遮蔽部在所述板厚方向上,其中一个端部从所述光线透过部的表面或背面突出,另一个端部埋没在所述光线透过部的表面或背面。如此,即使使光线遮蔽部从光线透过部突出并且埋没,也可确实地遮蔽来自倾斜方向的不需要的入射光。
[0023]
另外,本发明的光学构件中,在从所述板厚方向对所述光线遮蔽部的光密度(optical density)(od值)进行测定的情况下,波长350nm~1200nm的区域中的所述光密度的最大值odm为2.0以上。由此,可充分地遮蔽不需要的入射光。
[0024]
另外,本发明的光学构件中,所述光线遮蔽部包含树脂材料。与所述光线透过部同样地,所述光线遮蔽部也包含树脂材料,由此例如在移动设备等中搭载光学构件时,可确保充分的耐破裂性。
[0025]
另外,本发明的光学构件中,所述光学构件的厚度为30μm~500μm的范围内。若将此种光学构件用于传感器模块等,则可实现传感器模块等的低背化及轻量化。
[0026]
另外,本发明的光学构件中,在从所述板厚方向对所述光线透过部的分光透过率进行测定的情况下,波长450nm~570nm的区域中的所述分光透过率的平均值为70%以上。由此,来自板厚方向的光线的透过率变得充分。
[0027]
另外,本发明的光学构件中,所述光线透过部包含在波长650nm~1100nm的区域具有最大吸收的化合物。由此,可有效率地截止特定波长区域的光线。
[0028]
另外,本发明的光学构件中,在从所述板厚方向对光密度(od值)进行测定的情况下,波长350nm~1200nm的区域中的所述光线遮蔽部的光密度的最大值odm与所述光线遮蔽部的光密度为最大的波长下的所述光线透过部的光密度od
t
的差为2.0以上。由此,可充分地遮蔽不需要的入射光。
[0029]
另外,本发明的传感器模块包括本发明的所述光学构件。如此,可提供一种传感器模块,所述传感器模块通过具有本发明的光学构件,即使在使多个传感器或光源在物理上邻接的情况下也不存在画质不良或误动作,可靠性优异。
[0030]
另外,本发明的传感器模块包括感知所述光线的传感器,在所述板厚方向上,所述传感器与所述光线透过部抵接或接近地配置。如此,本发明的传感器模块在传感器与光线透过部抵接或接近地配置的情况下有效。
[0031]
另外,本发明的传感器模块中,在与所述板厚方向正交的方向上,多个所述传感器隔着所述光线遮蔽部定位。如此,通过隔着光线遮蔽部的位置来配置传感器,可有效地遮蔽来自倾斜方向的不需要的入射光。
[0032]
本发明的光学构件的制造方法是制造具有规定厚度的板状的光学构件的方法,所述光学构件在其剖面中,在与板厚方向正交的方向上相互邻接地包括包含使光线透过的树脂材料的光线透过部、以及遮蔽所述光线的光线遮蔽部,
[0033]
所述光线遮蔽部的厚度为所述光线透过部的厚度的60%~120%的范围内,
[0034]
所述光学构件的制造方法包括:遮蔽部形成工序,使用最大吸收波长为350nm以上的化合物,制成仅由所述光线遮蔽部构成的所述光学构件;以及照射工序,通过对仅由所述光线遮蔽部构成的所述光学构件的一部分照射激光光而形成所述光线透过部。
[0035]
如此,首先制成仅由光线遮蔽部构成的光学构件,通过照射激光光,可以更少的工序数制作利用形成光线透过部的制造方法而形成了遮蔽部及透过部的光学构件。
[0036]
另外,本发明的光学构件的制造方法中,在从所述板厚方向对光密度(od值)进行测定的情况下,波长350nm~1200nm的区域中的所述光线遮蔽部的光密度的最大值odm与所述光线遮蔽部的光密度为最大的波长下的所述光线透过部的光密度od
t
的差为2.0以上。由此,来自板厚方向的光线的透过率变得充分。
[0037]
[发明的效果]
[0038]
通过本发明,可提供一种光学构件及所述光学构件的制造方法,所述光学构件对来自倾斜方向的入射光也具有充分的遮蔽效果,且在搭载于移动设备等时具有充分的耐破裂性。另外,可提供一种传感器模块,所述传感器模块通过具有所述光学构件,即使在使多个传感器或光源在物理上邻接的情况下也不存在画质不良或误动作,可靠性优异。
附图说明
[0039]
图1a、图1b是从上方观察实施方式的传感器模块的概念图及剖面图。
[0040]
图2a~图2f是表示实施方式的光学构件中的光线遮蔽构件的板厚方向上的配置的变化的图。
[0041]
图3a、图3b是表示实施方式的光学构件中的光线遮蔽构件在板厚方向上不连续的情况、以及光线遮蔽构件在与板厚方向正交的方向上偏移的情况的图。
[0042]
图4a~图4f是表示实施方式的光学构件的变化的图。
[0043]
图5是表示将实施方式的光学构件安装在传感器元件群中的情况的图。
[0044]
图6a、图6b是表示用于制成实施方式的光学构件的成形品的模具的图。
[0045]
图7a、图7b是表示实施例1的光学构件的图。
[0046]
图8是表示实施例3的光学构件的图。
[0047]
图9a、图9b是表示实施例4的光学构件的图。
[0048]
图10a、图10b是表示实施例5的光学构件的图。
[0049]
图11是表示实施例1~实施例5的实验数据的表的图。
[0050]
图12是表示实施例6~实施例10的实验数据的表的图。
[0051]
图13是表示实施例11~实施例15以及比较例1、比较例2的实验数据的表的图。
[0052]
图14是表示实施例9~实施例15以及比较例2的实验数据的表的图。
[0053]
图15a、图15b是表示比较例1的光学构件的图。
[0054]
图16是表示以往的传感器模块的图。
[0055]
[符号的说明]
[0056]
2:传感器模块
[0057]
4、4'、4"、30:光学构件
[0058]
4a:光线透过部
[0059]
4b:光线遮蔽部
[0060]
4b1、4b2:光线遮蔽部分
[0061]
6、6a、6b:传感器
[0062]
8:光
[0063]
10:成形品
[0064]
16:传感器元件群
[0065]
16a:可视图像拍摄用固体摄像元件
[0066]
16b:环境光传感器元件
[0067]
18:射出成形模具
[0068]
20:嵌入模具
[0069]
22:孔
[0070]
24:基材
[0071]
25:活性能量线硬化性树脂组合物
[0072]
26:光线遮蔽膜
[0073]
28:光线透过部
[0074]
104:遮光部
[0075]
106:传感器
[0076]
108:光
具体实施方式
[0077]
接着,参照附图对本发明的实施方式的发明即光学构件及传感器模块进行说明。再者,在本发明的实施方式中,所谓“透过”,是指在作为对象的波长或波长区域中透过率优选为50%以上,更优选为60%以上,进而优选为70%以上,所谓“遮蔽”,是指在作为对象的波长或波长区域中透过率优选为小于10%,更优选为小于5%,进而优选为小于1%。另外,所谓“光线”,只要无特别规定,则表示全部光线。
[0078]
图1a是从上方观察本发明的实施方式的传感器模块的图,图1b是所述传感器模块的剖面图。此处,上方是指在光学构件的板厚方向上光入射的一侧的方向。
[0079]
如图1a、图1b所示,传感器模块2包括具有规定厚度的板状的光学构件4、以及感知光的传感器6。
[0080]
光学构件4从上方观察(以下,称为俯视)时具有长方体形状,且分别包括以透过光
的光线透过部4a作为主要构件、以遮蔽光线的光线遮蔽部4b作为次要构件。而且,光线透过部4a具有俯视时大致正方形形状或俯视时大致长方形形状,周围被光线遮蔽部4b围绕。另外,光线遮蔽部4b在光线透过部4a的周围以及光线透过部4a的短边方向中央,贯通光线透过部4a而配置。另外,在光学构件4的剖面中,光线透过部4a与光线遮蔽部4b在与板厚方向正交的方向上相互邻接。
[0081]
再者,在本实施方式中,俯视时光线遮蔽部4b相对于光线透过部4a的面积比为1/0.005~1/200左右,长边方向上的光线遮蔽部4b的宽度相对于光线透过部4a的宽度的比为1/0.005~1/200左右,短边方向上的光线遮蔽部4b的宽度相对于光线透过部4a的宽度的比为1/0.005~1/200左右。
[0082]
另外,光线透过部4a与光线遮蔽部4b的厚度大致相等,光线透过部4a包含树脂材料,光线遮蔽部4b包含树脂材料、玻璃材料或金属材料。
[0083]
另一方面,传感器6是对透过了光线透过部4a的入射光进行感知的元件,在本实施方式中,传感器6分别包括传感器6a及传感器6b。所述传感器6a及传感器6b分别配置在光线透过部4a的正下方,与光线透过部4a接近地配置,以便在板厚方向上在与光线透过部4a之间产生0μm~1000μm的间隙。另外,传感器6a与传感器6b隔着光线遮蔽部4b的位置,隔开0μm~5000μm的间隔配置。另外,在光学构件4的缘部,以俯视时至少与光线遮蔽部4b的整个宽度不重复的方式配置。
[0084]
再者,在传感器模块2应用于例如脉搏传感器、接近传感器以及血浓度传感器等器件的情况下,也与传感器6a及传感器6b同样地,可能产生多个光源在物理上邻接的状况。
[0085]
根据所述实施方式的光学构件4,通过贯通光线透过部4a而配置光线遮蔽部4b,如图1b所示,在光8从倾斜方向入射的情况下,可充分地遮蔽不需要的光8。另外,通过由树脂材料形成光线透过部4a,例如在将传感器模块2搭载在移动设备等时,可发挥充分的耐破裂性。
[0086]
进而,根据实施方式的传感器模块2,通过包括光学构件4,即使使多个传感器6或光源邻接也可不会产生画质不良或误动作。
[0087]
再者,在所述实施方式中,例示了如下情况:光线透过部4a与光线遮蔽部4b的厚度大致相等,在剖面中光线遮蔽部4b贯通光线透过部4a而配置,但光线遮蔽部4b的配置未必限定于所述例子。例如,如图2a所示,在剖面中,光线遮蔽部4b可向光线透过部4a的表面(上方)突出,如图2b所示,光线遮蔽部4b也可向光线透过部4a的背面(下方)突出。
[0088]
另外,如图2c所示,在剖面中,光线遮蔽部4b可埋没在光线透过部4a的背面(下方),如图2d所示,光线遮蔽部4b也可埋没在光线透过部4a的表面(上方)。
[0089]
进而,将这些组合,如图2e所示,在剖面中光线遮蔽部4b可向光线透过部4a的表面(上方)突出且埋没在背面(下方),如图2f所示,光线遮蔽部4b可埋没在光线透过部4a的表面(上方)且向背面(下方)突出。
[0090]
在图2a~图2f所示的变形例中,与图1b所示的贯通光线透过部4a而配置光线遮蔽部4b的情况同样地,在光从倾斜方向入射的情况下,可充分地遮蔽不需要的光。
[0091]
再者,在图2a~图2f所示的各形态中,光线遮蔽部4b的厚度只要为光线透过部4a的厚度的60%~120%的范围内即可。
[0092]
另外,光线遮蔽部4b也可包含多个光线遮蔽部分。例如,如图3a所示,光线遮蔽部
4b可包括位于光线透过部4a的表面侧的光线遮蔽部分4b1及位于光线透过部4a的背面侧的光线遮蔽部分4b2。而且,在光线遮蔽部分4b1与光线遮蔽部分4b2之间形成间隙,光线遮蔽部分4b1与光线遮蔽部分4b2在板厚方向上也可不连续。
[0093]
另外,如图3b所示,光线遮蔽部分4b1与光线遮蔽部分4b2也可在与板厚方向正交的方向上偏移。
[0094]
在所述情况下,若在剖面中构成一个光线遮蔽部4b的光线遮蔽部分4b1与光线遮蔽部分4b2的合计厚度为光线透过部4a的厚度的60%~120%的范围内,则在光从倾斜方向入射的情况下,也可充分地遮蔽不需要的入射光。
[0095]
再者,在所述实施方式中,传感器6也可与光线透过部4a抵接。另外,光学构件4也可在光线透过部4a的表面或背面具有包含薄的透明片的层。
[0096]
另外,在所述实施方式及其变形例中,光学构件4在俯视时的形状(平面形状)不必限定于图1a所示的形状。例如,如图4a所示,光学构件4在俯视时为圆形形状,可包括光线透过部4a、以及具备比光线透过部4a的外径小的外径且具有规定宽度的光线遮蔽部4b。
[0097]
另外,如图4b所示,光学构件4可具有以图1a所示的形状中由光线遮蔽部4b包围的部分为一个单位的大致正方形形状。在所述情况下,如图4c所示,可在由光线遮蔽部4b形成的外框的内侧进一步呈十字状地存在光线遮蔽部4b。
[0098]
另外,即使在光学构件4为俯视时大致长方形形状的情况下,如图4d~图4f所示,光线遮蔽部4b的配置中也考虑到各种变化。具体而言,如图4d所示,光线遮蔽部4b可沿短边方向延伸配置,如图4e所示,光线遮蔽部4b形成光线透过部4a的外框,且在一部分中呈圆形形状地包围光线透过部4a。另外,如图4f所示,除了图1a中所示的基本形状以外,光线遮蔽部4b可进一步沿光学构件4的长边方向及短边方向延伸配置。
[0099]
[光学构件的结构及制造方法]
[0100]
只要不损害本发明的效果,则本发明的光学构件4可为单层也可为多层。
[0101]
光学构件4的厚度可根据所期望的用途适宜选择,并无特别限制,但无论构成光线透过部4a的部分、构成光线遮蔽部4b的部分如何,在板厚方向上光学构件4的表背的总厚度优选为30μm~500μm,更优选为40μm~480μm,进而优选为50μm~450μm。
[0102]
若光学构件4的厚度为此种范围内,则可使包括所述光学构件4的传感器模块等薄型化及轻量化,可适合地用于各种用途。特别是,在用于传感器模块等传感器单元的情况下,可实现传感器单元的低背化、轻量化,因此优选。
[0103]
<光线透过部>
[0104]
作为构成光线透过部4a的树脂材料,只要不损害本发明的效果,则并无特别限制,例如为了确保热稳定性或在膜上的成形性,可列举:玻璃化转变温度(tg)优选为110℃~380℃、更优选为110℃~370℃、进而优选为120℃~360℃的树脂。
[0105]
作为构成光线透过部4a的树脂材料,在形成包含所述树脂材料的厚度为0.1mm的树脂制支撑体的情况下,可使用所述树脂制支撑体的总光线透过率(日本工业标准(japanese industrial standards,jis)k7375)优选为75%以上、更优选为78%以上、进而优选为80%以上的树脂。若使用总光线透过率成为此种范围的树脂,则所获得的光线透过部4a显示出良好的透明性。
[0106]
再者,光线透过部4a也可具有透过可见光线并且遮蔽近红外线的近红外线截止滤
波器(near infrared ray-cut filter,nir-cut filter)的性质,光线遮蔽部4b也可不透过可见光线,或者不透过全部光线。另外,光线透过部4a也可具有遮蔽可见光线并且透过近红外线的红外线透过滤波器(infrared ray-pass filter,ir-pass filter)的性质。
[0107]
另外,光线透过部4a也可具有透过可见光线且遮蔽近紫外线的性质,光线遮蔽部4b也可具有透过可见光线并且遮蔽近紫外线及近红外线但透过1000nm以上的红外线的性质。
[0108]
作为构成光线透过部4a的树脂材料,在使用溶媒可溶性树脂的情况下,所述树脂的利用凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography,gpc)法测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(mw)通常为15,000~350,000,优选为30,000~250,000,数量平均分子量(mn)通常为10,000~150,000,优选为20,000~100,000。
[0109]
作为构成光线透过部4a的树脂材料,例如可列举:环状(聚)烯烃系树脂、芳香族聚醚系树脂、聚酰亚胺系树脂、芴聚碳酸酯系树脂、芴聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺(芳族聚酰胺)系树脂、酚树脂、聚芳酯系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚氨基甲酸酯系树脂、聚对亚苯系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚萘二甲酸乙二酯系树脂、氟化芳香族聚合物系树脂、(改性)丙烯酸系树脂、环氧系树脂、烯丙酯系硬化型树脂、倍半硅氧烷系紫外线硬化型树脂、丙烯酸系紫外线硬化型树脂及乙烯基系紫外线硬化型树脂、硅酮橡胶、硅酮树脂、有机硅烷基化合物缩合体、金属烷氧化物系树脂。
[0110]
作为这些树脂的具体例,可列举国际公开第2019/168090号中记载的树脂等。
[0111]
关于光线透过部4a,在从板厚方向对分光透过率进行测定的情况下,波长450nm~570nm的区域中的所述分光透过率的平均值优选为70%以上,更优选为75%以上,进而优选为80%以上,特别优选为85%~100%。
[0112]
光线透过部4a可包含在波长650nm~1100nm的区域中具有最大吸收的化合物(以下也称为“化合物(z)”)。
[0113]
《化合物(z)》
[0114]
化合物(z)只要在波长650nm~1100nm的区域中具有最大吸收,则并无特别限制,优选为溶剂可溶型的化合物,更优选为选自由方酸内鎓盐系化合物、酞菁系化合物、花青系化合物、萘酞菁系化合物、吡咯并吡咯系化合物、克酮鎓系化合物、六元卟啉系化合物、聚次甲基系化合物(其中,方酸内鎓盐系化合物、花青系化合物及克酮鎓系化合物除外)、金属二硫醇盐系化合物及环扩张硼二吡咯亚甲基(boron-dipyrromethene,bodipy)系化合物所组成的群组中的至少一种,特别优选为选自由方酸内鎓盐系化合物、花青系化合物、克酮鎓系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物及吡咯并吡咯系化合物所组成的群组中的至少一种。通过使用此种化合物(z),可同时达成最大吸收波长附近的有效率的光线截止特性、陡峭的光谱形状。
[0115]
化合物(z)只要利用通常为人所知的方法来合成即可,例如可参照日本专利特开平1-228960号公报、日本专利特开2001-40234号公报、日本专利第3094037号公报、日本专利第3196383号公报等中所记载的方法等来合成。
[0116]
关于化合物(z)的含量,在光线透过部4a例如为含有化合物(z)的树脂制基板的情况下,相对于树脂100质量份,优选为0.01质量份~2.0质量份,更优选为0.02质量份~1.5质量份,进而优选为0.03质量份~1.0质量份。另外,在光线透过部4a为层叠在作为基底的
树脂制支撑体等上的、包含含有化合物(z)的硬化性树脂等的外涂层等(以下也称为“树脂层(z)”)的情况下,相对于形成树脂层(z)的树脂100质量份,优选为0.1质量份~5.0质量份,更优选为0.2质量份~4.0质量份,进而优选为0.3质量份~3.0质量份。若化合物(z)的含量处于此种范围内,则可达成良好的近红外线吸收特性。
[0117]
《其他成分》
[0118]
在不损害本发明的效果的范围内,光线透过部4a可还含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、荧光消光剂、密接助剂等添加剂。另外,在通过后述的浇铸成形来制造光线透过部4a的情况下,可通过添加流平剂或消泡剂来容易地制造光线透过部4a。所述其他成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
[0119]
作为抗氧化剂,例如可列举:2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚、2,2'-二氧基-3,3'-二-叔丁基-5,5'-二甲基二苯基甲烷、四[亚甲基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷等。
[0120]
作为紫外线吸收剂,例如可列举:偶氮甲碱系化合物、吲哚系化合物、苯并三唑系化合物、三嗪系化合物、蒽系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、日本专利特开2019-014707号公报等中记载的化合物。这些中,就吸收波长及化合物的稳定性的观点而言,特别优选为偶氮甲碱系化合物、吲哚系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物。
[0121]
通过含有紫外线吸收剂,可容易地获得在近紫外波长区域中入射角度依存性也小的光学构件4,在将本光学构件4用于传感器模块的情况下,所获得的画质变得更良好。
[0122]
《光线透过部的制造方法》
[0123]
在光线透过部4a为单层结构的树脂制基板的情况下,所述树脂制基板例如可通过熔融成形或浇铸成形来形成。再者,可视需要在使树脂制基板成形后涂布抗反射剂、硬涂剂和/或抗静电剂等涂布剂,由此层叠外涂层。
[0124]
当光线透过部4a为在作为基底的树脂制支撑体上层叠包含含有化合物(z)的硬化性树脂等的外涂层等树脂层(z)而成的多层结构的情况下,例如可通过在作为基底的树脂制支撑体上对包含化合物(z)的树脂溶液进行熔融成形或浇铸成形,优选为通过利用旋涂、狭缝涂布、喷墨等方法涂敷后将溶媒干燥去除,视需要进一步进行光照射或加热,而制造在作为基底的树脂制支撑体上形成有树脂层(z)的基材。
[0125]
(熔融成形)
[0126]
作为熔融成形,具体而言,可列举:将树脂与视需要的化合物(z)熔融混练而获得的颗粒熔融成形的方法;将含有树脂与视需要的化合物(z)的树脂组合物熔融成形的方法;或者将自包含树脂及溶剂、以及视需要的化合物(z)的树脂组合物去除溶剂而获得的颗粒熔融成形的方法等。作为熔融成形方法,可列举射出成形、熔融挤出成形或吹塑成形等。
[0127]
(浇铸成形)
[0128]
作为浇铸成形,也可利用以下的方法而制造:将包含树脂及溶剂、以及视需要的化合物(z)的树脂组合物浇铸在适当的支撑体上而去除溶剂的方法;或者将包含光硬化性树脂及/或热硬化性树脂、以及视需要的化合物(z)的硬化性组合物浇铸在适当的支撑体上而去除溶媒后,利用紫外线照射或加热等适当的方法进行硬化的方法等。
[0129]
在光线透过部4a为包含含有化合物(z)的树脂制基板的结构的情况下,所述光线透过部4a可通过在浇铸成形后从成形用支撑体剥离涂膜而获得。另外,当光线透过部4a为
在作为基底的树脂制支撑体等支撑体上层叠包含含有化合物(z)的硬化性树脂等的外涂层等树脂层(z)而成的结构的情况下,所述光线透过部4a可通过在浇铸成形后不剥离涂膜而获得。
[0130]
进而,也可将光学构件4整体作为光线遮蔽部4b,成形为包含含有光吸收剂的树脂基板的结构、或者在支撑体等上层叠包含含有光吸收剂的硬化性树脂等的树脂层(z)而成的结构,通过对光学构件4的一部分照射激光光等而获得光线透过部4a。
[0131]
光线透过部4a也可视需要利用公知的方法适宜设置电介质多层膜、抗反射膜、硬涂膜、抗静电膜等功能膜。
[0132]
<光线遮蔽部>
[0133]
光线遮蔽部4b只要可遮蔽光线,则并无特别限定,例如可包含树脂材料、玻璃材料或金属材料等,优选为包含树脂材料。由于光线遮蔽部4b与光线透过部4a同样地包含树脂材料,因此例如在移动设备等上搭载光学构件时,可确保充分的耐破裂性。
[0134]
作为构成光线遮蔽部4b的树脂材料,例如可列举与在光线透过部4a中列举的树脂材料相同的材料。更优选为与用于光线透过部4a的树脂相同的树脂或具有相同的官能基的树脂。
[0135]
作为树脂材料中所含的添加剂,可含有光吸收剂、以及在不损害本发明的效果的范围内进而在光线透过部4a中作为其他成分列举的抗氧化剂、紫外线吸收剂、荧光消光剂、密接助剂等添加剂。光线遮蔽部4b优选为包含光吸收剂。
[0136]
作为光吸收剂,只要具有遮蔽波长350nm~1100nm的波长的功能,则并无特别限定,例如可列举:碳黑、石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯量子点、单层或多层碳纳米管、富勒烯、具有颜色索引名称或颜色索引编号的染料或颜料、方酸内鎓盐系化合物、酞菁系化合物、花青系化合物、萘酞菁系化合物、吡咯并吡咯系化合物、克酮鎓系化合物、六元卟啉系化合物、聚次甲基系化合物(其中,方酸内鎓盐系化合物、花青系化合物及克酮鎓系化合物除外)、金属二硫醇盐系化合物及环扩张bodipy(硼二吡咯亚甲基)系化合物、金属及其粉体、金属氧化物及其粉体、金属络合物、量子点、半导体粉体等。
[0137]
或者,光吸收剂可与化合物(z)相同。
[0138]
关于光线遮蔽部4b,在从板厚方向对光密度(od值)进行测定的情况下,波长350nm~1200nm的区域中的光密度的最大值odm优选为2.0以上,更优选为2.3以上,进而优选为2.5以上。通过光线遮蔽部4b的光密度的最大值odm为此种范围,可充分地遮蔽不需要的入射光。
[0139]
另外,在从板厚方向对光密度(od值)进行测定的情况下,波长350nm~1200nm的区域中的光线遮蔽部4b的光密度的最大值odm与光线遮蔽部4b的光密度为最大的波长下的光线透过部4a的光密度od
t
的差优选为2.0以上,更优选为3以上,进而优选为4以上,最优选为5以上。由此,可充分地遮蔽不需要的入射光。
[0140]
只要不损害本发明的效果,则光线遮蔽部4b的形成方法并无特别限定,例如可列举:嵌入成形、浇铸成形、丝网印刷、喷墨涂布、分配器涂布、激光涂布、溶液涂布、热塑性树脂的涂布、树脂溶液的狭缝涂布、利用毛细管现象的伸展、压制加工、紫外线(ultraviolet,uv)硬化形成、热硬化形成、压印、三维(three dimensional,3d)打印机、激光刻印、射出成形、利用涂布了油墨的刀片进行的切入、蒸镀、溅射、镀敷等方法。
[0141]
作为通过嵌入成形来形成光线遮蔽部4b的方法,例如可列举:将预先制造的光线透过部4a设置在所期望的形状的模具中,并对用于形成光线遮蔽部4b的树脂材料进行射出成形的方法。如此,通过将光线遮蔽部4b与光线透过部4a一体化形成,可获得具有光线透过部4a及光线遮蔽部4b的光学构件4。
[0142]
[光学构件的用途]
[0143]
本发明的光学构件4例如可优选地用于:智能手机用照相机、数字摄影机、可穿戴器件用照相机、个人计算机(personal computer,pc)照相机、监视照相机、汽车用照相机、夜视照相机、动作捕捉、激光距离计、虚拟试穿、号牌识别装置、电视机、汽车导航、便携式信息终端、个人计算机、视频游戏机、便携式游戏机、虹膜认证系统、指纹认证系统、静脉认证系统、数字音乐播放器、植被传感器、血氧浓度计、睡眠监视器、无线耳机等中所搭载的传感器模块2中。
[0144]
[实施例]
[0145]
以下,基于实施例来更具体地说明本发明,但本发明并不受这些实施例的任何限定。再者,只要无特别说明,则“份”是指“质量份”。另外,各物性值的测定方法及物性的评价方法为如下所述。
[0146]
<分光透过率>
[0147]
光学构件的各波长区域中的透过率及光密度(od值)是使用日立高新技术(hitachi high-technologies)(股)制造的分光光度计(u-4150)来测定。
[0148]
<传感性能评价
①
>
[0149]
利用下述方法进行在邻接的多个传感器上设置光学构件4时的传感性能评价。利用公知的方法制成可视图像拍摄用固体摄像元件16a以及环境光传感器元件16b,并如图5所示以相邻的状态安装在基板装置上。然后,在传感器元件群16的正上方设置实施例(或比较例)中制成的光学构件4,制成具有多个传感器元件的传感器装置。在暗室中配置卤素灯光源(林时计工业公司制造的“鲁米纳艾斯(luminar ace)la-150tx”)、以及发光二极管(light emitting diode,led)灯光源(阿泰克(r-tec)公司制造的“la-hdf108aa”),使用制成的传感器装置进行拍摄、以及进行各传感器的性能评价。将完全没有问题且可容许的水平判定为
“○”
,将虽确认到一些重影或噪声但在实用上没有问题且可容许的水平判定为
“△”
,将产生重影或噪声且不可容许的水平判定为
“×”
。
[0150]
<传感性能评价
②
>
[0151]
将光源设为850nm光源(豪科恩(holkin)公司制造的“hlk-3aaa-1w-ir850”),除此以外,进行了与传感评价
①
相同的评价。
[0152]
<传感性能评价
③
>
[0153]
将光源设为940nm光源(豪科恩(holkin)公司制造的“hlk-3aaa-1w-ir940”),除此以外,进行了与传感评价
①
相同的评价。
[0154]
<传感性能评价
④
>
[0155]
将光源设为730nm光源(豪科恩(holkin)公司制造的“hlk-3aaa-1w-ir730”),除此以外,进行了与传感评价
①
相同的评价。
[0156]
<传感性能评价
⑤
>
[0157]
将光源设为890nm光源(豪科恩(holkin)公司制造的“fl1cr123-xre-琥珀
(fl1cr123-xre-amber)[红外线ir-led搭载:890nm附近]”),除此以外,进行了与传感评价
①
相同的评价。
[0158]
<耐破裂性评价>
[0159]
使所述制成的传感器装置从1.5m的高度落下,对光学构件的破损情况进行评价。将完全看不到破损的水平判定为
“○”
,将看到一部分的破裂、缺损但在实用上没有问题的水平判定为
“△”
,将产生破裂、缺损且不可容许的水平判定为
“×”
。
[0160]
再者,关于以下说明的实施例、比较例,请适宜参照图11~图14所示的表。
[0161]
[实施例1]
[0162]
在实施例1中,通过嵌入成形法制成在与板厚方向正交的方向(水平方向)上具有光线透过部4a及光线遮蔽部4b的光学构件4。
[0163]
首先,为了形成光线透过部4a,使用环烯烃系透明树脂“阿通(arton)f3500”(捷时雅(jsr)(股)制造)制成纵7mm、横7mm、厚度500μm的成形品(以下也称为“成形品10”)(参照图1a、图1b)。在制成成形品10时,使用射出成形机“发那科(fanuc)s-2000i100b”(发那科(fanuc)(股)制造)、射出成形模具18(图6a),成形条件设为射出温度330℃、射出速度180mm/sec、模具温度130℃。
[0164]
接下来,将成形品10设为光线透过部4a,利用嵌入成形法如图7a、图7b所示在水平方向上制成具有光线透过部4a及光线遮蔽部4b的纵10mm、横20mm、厚度300μm的光学构件4。如图6b记载,在将嵌入模具20开模后将成形品10安装在嵌入模具20,通过真空吸附将嵌入零件固定并关闭模具后,使用具有可见光截止功能的树脂“阿通(arton)fbx80”(捷时雅(jsr)(股)制造),在与成形品10(光线透过部4a)相同的成形条件下进行射出成形。对所获得的成形品进行浇口切割处理,获得作为目标的光学构件4。
[0165]
对所获得的光学构件4进行分光评价。其结果,在波长450nm~570nm的区域中,从光学构件4的垂直方向(板厚方向,以下相同)测定时的光线透过部4a的透过率的平均值(在实施例2以下,简称为450nm~570nm的透过率平均值)为92%,在波长800nm~1100nm的区域中,从光学构件4的垂直方向测定时的光线透过部4a的最大透过率(在实施例2以下,简称为800nm~1100nm最大透过率)为92%,在波长350nm~1200nm的区域中,从光学构件4的垂直方向测定时的光线遮蔽部4b的光密度的最大值odm为3.1。光线遮蔽部4b的光密度最大的波长为650nm,在所述波长下的光线透过部4a的光密度od
t
为0.1。odm与od
t
的差为3.0。
[0166]
对使用所述光学构件4的装置的传感性能
①
进行评价,各传感器没有重影或噪声而为良好的结果,评价为传感性能
“○”
。
[0167]
对所述光学构件4实施耐破裂性评价,结果未特别观测到破裂、缺损而为良好的结果,评价为耐破裂性
“○”
。将结果示于图11中。
[0168]
[实施例2]
[0169]
在实施例1中,在形成光线透过部4a时,相对于环烯烃系透明树脂“阿通(arton)f3500”100质量份而添加0.01质量份的下述式(1)所表示的化合物(i-pr表示异丙基)(在二氯甲烷中的最大吸收波长711nm)作为化合物(z),除此以外,按照与实施例1相同的顺序制作光学构件。
[0170]
[化1]
[0171][0172]
对所获得的光学构件4进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值为88%,800nm~1100nm最大透过率为92%。除此以外,odm、od
t
以及odm与od
t
的差等如图11所示。
[0173]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
①
及耐破裂性进行评价。将结果示于图11中。
[0174]
[实施例3]
[0175]
使用激光加工装置(西华产业(股)制造)对研磨成厚度300μm的玻璃制可视吸收滤波器u340(豪雅(hoya)(股)制造)进行开孔加工,如图8所示,获得具有两处孔22的纵10mm、横20mm的尺寸的光学构件的基材24。
[0176]
将制成的光学构件的基材24设置在涂布有脱模剂的玻璃基板上之后,将后述的热硬化性透明树脂组合物(1)填充到光学构件的基材24的孔22部分。在230℃下进行20分钟加热后,将孔22部分填充有透明树脂的构件从玻璃基板上剥离,获得作为目标的光学构件(光线透过部的厚度250μm)。
[0177]
<热硬化性透明树脂组合物(1)>
[0178]
三(2,3-环氧基丙基)异氰脲酸酯(特皮科-s(tepic-s):日产化学(股)制造)35.0wt%固体单体型氟化环氧树脂(jer-7760:三菱化学(股)制造12.9wt%
[0179]
甲基六氢邻苯二甲酸酐(利卡希德(rikacid)mh:新日本理化(股)制造52.1wt%
[0180]
磷系硬化催化剂;四丁基鏻o,o-二乙基二硫代磷酸酯(海西科林(hishicolin)px-4et:日本化学工业公司制造)0.3wt%
[0181]
对所获得的光学构件进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值、800nm~1100nm最大透过率均为91%。除此以外,odm、od
t
以及odm与od
t
的差等如图11所示。
[0182]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
①
及耐破裂性进行评价。将结果示于图11中。
[0183]
[实施例4]
[0184]
为了形成光线透过部4a,通过将环烯烃系透明树脂阿通(arton)f3500(捷时雅(jsr)(股)制造)溶解于二氯甲烷(富士胶片和光纯药(股)制造)中来制备树脂溶液a。将树脂溶液a涂布在玻璃培养皿上,在室温下静置1天后剥离,在70℃下干燥1小时,进而在140℃下干燥1小时,由此制成纵7mm、横7mm、厚度100μm的成形品b。
[0185]
对所获得的成形品b使用切割切削加工机(迪思科(disco)(股)制造,dfd6340),形成宽500μm、深度90μm的格子状的孔。关于格子间隔,纵横均设为5mm。
[0186]
在将具有制成的孔的成形品b设置在玻璃基板上之后,在孔部分填充后述的热硬化性光线遮蔽树脂组合物(1)。在130℃下加热1小时,由此获得图9a、图9b的形状的作为目
标的光学构件4'。
[0187]
<热硬化性光线遮蔽树脂组合物(1)>
[0188]
热硬化性光线遮蔽树脂(sa2410hb:迪睿合(dexerials)(股)制造)70%
[0189]
异佛尔酮(富士胶片和光纯药(股)制造)30%
[0190]
利用激光显微镜(vk-x250,基恩斯(keyence)(股)制造)对所获得的光学构件的光线遮蔽部的最薄部分的厚度进行测定,结果具有厚度为光线透过部4a的65%(即65μm)的光线遮蔽部4b。
[0191]
对所获得的光学构件4'进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值、800nm~1100nm最大透过率均为91%。除此以外,odm、od
t
以及odm与od
t
的差等如图11所示。
[0192]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件4'的装置的传感性能
①
及耐破裂性进行评价。将结果示于图11中。
[0193]
[实施例5]
[0194]
在实施例5中,与实施例4同样地通过切割切削法在垂直方向上形成孔后,在孔部分填充碳黑,由此制成具有光线遮蔽部4b的光学构件4”(参照图10a、图10b)。
[0195]
与实施例4同样地,对成形品b(厚度100μm)使用切割切削加工机(迪思科(disco)(股)制造,dfd6340),形成宽500μm、深度90μm的格子状的孔。关于格子间隔,纵横均设为5mm。
[0196]
在将具有制成的孔的成形品b设置在玻璃基板上之后,将碳黑粉体(旭碳(asahi carbon)股份有限公司制造,旭#120)填充到孔部分,形成光线遮蔽部4b。利用激光显微镜(vk-x250,基恩斯(keyence)(股)制造)对光线遮蔽部4b的最薄部分的厚度进行测定,结果具有厚度为光线透过部4a的110%(即110μm)的光线遮蔽部4b。在具有光线遮蔽部4b的成形品b上,利用棒涂机以硬化后的膜厚各为0.01mm的方式涂布活性能量线硬化性树脂组合物25“比姆赛特(beamset)”(荒川化学工业(股)制造)之后,使用惰性烘箱(大和(yamato)科学(股)制造的“惰性烘箱dn410i”),在80℃下干燥3分钟。继而,使用uv传送带(爱古拉飞克斯(eye graphics)(股)制造,艾依(eye)紫外硬化装置,型号us2-x040 560hz),在金属卤化物灯照度270mw/cm2及累计光量500mj/cm2的条件下照射紫外线,使所述组合物25硬化,获得图10a、图10b的形状的作为目标的光学构件4”。
[0197]
对所获得的光学构件4”进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值、800nm~1100nm最大透过率均为91%。除此以外,odm、od
t
以及odm与od
t
的差等如图11所示。
[0198]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件4”的装置的传感性能
①
及耐破裂性进行评价。将结果示于图11中。
[0199]
[实施例6]
[0200]
使用激光加工装置(西华产业(股)制造)对厚度150μm的不锈钢(steel use stainless,sus)304进行开孔加工,如图8(为了便于说明,使用与实施例3相同的图)那样获得具有两处孔22的纵10mm、横20mm的尺寸的光学构件的基材24。
[0201]
将制成的光学构件的基材24设置在涂布有脱模剂的玻璃基板上之后,将所述热硬化性透明树脂组合物(1)填充到光学构件的基材24的孔22部分。在230℃下进行20分钟加热后,将孔22部分填充有透明树脂的构件从玻璃基板上剥离,获得作为目标的光学构件。利用激光显微镜(vk-x250,基恩斯(keyence)(股)制造)对光线透过部4a的最薄部分的厚度进行
测定,结果厚度为光线遮蔽部4b的约85%(即约128μm)。
[0202]
对所获得的光学构件进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值、800nm~1100nm最大透过率均为90%。除此以外,odm、od
t
以及odm与od
t
的差等如图12所示。
[0203]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
①
及耐破裂性进行评价。将结果示于图12中。
[0204]
[实施例7]
[0205]
为了形成光线透过部4a,通过将环烯烃系透明树脂阿通(arton)f3500(捷时雅(jsr)(股)制造)、作为化合物(z)的ira945t(激子公司(exciton inc.)制造)溶解于二氯甲烷(富士胶片和光纯药(股)制造)中来制备树脂溶液b。将树脂溶液b涂布在玻璃培养皿上,在室温下静置1天后剥离,在70℃下干燥1小时,进而在140℃下干燥1小时,由此制成纵7mm、横7mm、厚度100μm的成形品c。对所获得的成形品c使用激光加工装置(西华产业(股)制造),形成宽500μm、深度90μm的格子状的孔。关于格子间隔,纵横均设为5mm(参照图9a、图9b)。
[0206]
在将具有制成的孔的成形品c设置在玻璃基板上之后,将所述热硬化性光线遮蔽树脂组合物(1)填充到孔部分中。通过在130℃下加热1小时,而获得图9a、图9b的形状的作为目标的光学构件4'。
[0207]
利用激光显微镜(vk-x250,基恩斯(keyence)(股)制造)对所获得的光学构件的光线遮蔽部4b的最薄部分的厚度进行测定,结果具有厚度为光线透过部4a的60%(即60μm)的光线遮蔽部4b。
[0208]
对所获得的光学构件进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值为80%,800nm~1100nm最大透过率为91%。除此以外,odm、od
t
以及odm与od
t
的差等如图12所示。
[0209]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
①
及耐破裂性进行评价。将结果示于图12中。
[0210]
[实施例8]
[0211]
与实施例6同样地,使用激光加工装置(西华产业(股)制造)对厚度150μm的sus304进行开孔加工,如图8(为了便于说明,使用与实施例3相同的图)那样获得具有两处孔22的纵10mm、横20mm的尺寸的光学构件的基材24。
[0212]
将制成的光学构件的基材24设置在涂布有脱模剂的玻璃基板上之后,将后述的热硬化性透明树脂组合物(2)填充到光学构件的基材24的孔22部分。在120℃下进行30分钟加热后,将孔22部分填充有透明树脂的构件从玻璃基板上剥离,获得作为目标的光学构件。
[0213]
对所获得的光学构件进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值、800nm~1100nm最大透过率均为90%。除此以外,odm、od
t
以及odm与od
t
的差等如图12所示。
[0214]
另外,利用激光显微镜(vk-x250,基恩斯(keyence)(股)制造)对光线透过部的最薄部分的厚度进行测定,结果厚度为光线遮蔽部的约85%(即约128μm)。
[0215]
<热硬化性透明树脂组合物(2)>
[0216]
将hfgv3 rx01 y1315(精工油墨(seikoadvance)(股)制造)、a硬化剂(精工油墨(seikoadvance)(股)制造)、凯莱(care)182(精工油墨(seikoadvance)(股)制造)及t-980(精工油墨(seikoadvance)(股)制造)以100:10:2:5混合。
[0217]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
①
及耐破裂性进行评
价。将结果示于图12中。
[0218]
[实施例9]
[0219]
为了形成光线遮蔽部4b,相对于环烯烃系透明树脂“阿通(arton)g7810”100质量份(树脂(a)聚合物1,参照图15a、图15b)而添加0.25质量份的作为光吸收剂的下述式(2)所表示的化合物(设为“聚次甲基1”;二氯甲烷中的最大吸收波长为845nm(参照图15a、图15b),进而加入二氯甲烷334质量份作为溶媒(参照图15a、图15b)来制备溶液。将所获得的溶液浇铸在平滑的玻璃板上,在20℃下干燥8小时后,从玻璃板上剥离。将剥离后的涂膜进一步在减压下在100℃下干燥8小时,制成厚度101μm、纵7mm、横7mm的光学构件4。即,制成了仅由光线遮蔽部4b构成的光学构件4(遮蔽部形成工序)。
[0220]
[化2]
[0221][0222]
接下来,针对制成的光学构件4,将由艾欧科(aoc)公司制造的uv5w-355光源产生的波长355nm、脉冲宽度15ns、重复频率80khz的激光光使用透镜等光学零件设为光斑直径30μm,并以2400mm/s的扫描速度对6mm见方的区域照射激光光(激光法1),由此形成光线透过部4a而获得光学构件4(照射工序)。再者,激光光照射前的光线透过部4a的膜厚为100μm。
[0223]
对所获得的光学构件4进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值为87%,800nm~1100nm最大透过率为92%。除此以外,odm、od
t
、光线透过部4a及光线遮蔽部4b的激光光照射后的膜厚如图12所示。另外,波长720nm~1200nm的区域中的光线透过部4a的光密度的最大值odm与光线遮蔽部4b的光密度最大的波长下的所述光线透过部的光密度od
t
的差为2.0。
[0224]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
②
及耐破裂性进行评价。将结果示于图12中。
[0225]
如此,首先制成仅由光线遮蔽部4b构成的光学构件4,通过照射激光光,可以更少的工序数制作利用形成光线透过部4a的制造方法而形成了遮蔽部及透过部的光学构件。
[0226]
[实施例10]
[0227]
在遮蔽部形成工序中,使光吸收剂使用下述式(3)(设为“聚次甲基2”;ad表示金刚烷基,ph表示苯基),除此以外,设为与图12所记载的实施例9相同的条件,使用光响股份有限公司制造的飞秒激光加工装置,以500飞秒脉冲343nmuv激光(光斑直径8μm)在重复频率50khz、扫描速度335mm/s对6mm见方的区域照射激光光(激光法2),由此形成光线透过部4a而获得光学构件4(照射工序)。
[0228]
对所获得的光学构件4进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值为
87%,800nm~1100nm最大透过率为92%。除此以外,odm、od
t
、odm与od
t
的差(波长720nm~1200nm的区域)、光线透过部4a及光线遮蔽部4b的激光光照射后的膜厚如图12所示。
[0229]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
②
及耐破裂性进行评价。将结果示于图12中。
[0230]
[化3]
[0231][0232]
[实施例11]
[0233]
在遮蔽部形成工序中,使光吸收剂使用下述式(4)(设为“聚次甲基3”),除此以外,设为与图12所记载的实施例9相同的条件,使用光响股份有限公司制造的飞秒激光加工装置,以500飞秒脉冲515nmuv激光(光斑直径12μm)在重复频率50khz、扫描速度500mm/s对6mm见方的区域照射激光光(激光法3),由此形成光线透过部4a而获得光学构件4(照射工序)。
[0234]
对所获得的光学构件4进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值为87%,800nm~1100nm最大透过率为92%。除此以外,odm、od
t
、odm与od
t
的差(波长720nm~1200nm的区域)、光线透过部4a及光线遮蔽部4b的激光光照射后的膜厚如图13所示。
[0235]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
③
及耐破裂性进行评价。将结果示于图13中。
[0236]
[化4]
[0237][0238]
[实施例12]
[0239]
在遮蔽部形成工序中,将光吸收剂设为下述式(5)(设为“聚次甲基4”),除此以外,设为与图12所记载的实施例9相同的条件,将激光加工设为激光法1,由此形成光线透过部4a而获得光学构件4(照射工序)。
[0240]
对所获得的光学构件4进行了分光评价。其结果,在波长450nm~570nm的区域中,从光学构件的垂直方向测定时的光线透过部4a的透过率的平均值为87%,在波长800nm~1100nm的区域中,从光学构件4的垂直方向测定时的光线透过部4a的最大透过率为92%。除此以外,odm、od
t
、odm与od
t
的差(波长720nm~1200nm的区域)、光线透过部4a及光线遮蔽部4b的光密度为最大的波长、光线透过部4a的激光光照射后的膜厚如图13所示。
[0241]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
③
及耐破裂性进行评价。将结果示于图13中。
[0242]
[化5]
[0243][0244]
[实施例13]
[0245]
在遮蔽部形成工序中,使光吸收剂使用下述式(6)(设为“聚次甲基5”;ad表示金刚烷基),除此以外,设为与图13所记载的实施例9相同的条件,作为激光加工,采用激光法2,由此形成光线透过部4a而获得光学构件4(照射工序)。
[0246]
对所获得的光学构件4进行了分光评价。其结果,在波长450nm~570nm的区域中,从光学构件的垂直方向测定时的光线透过部4a的透过率的平均值为87%,在波长800nm~1100nm的区域中,从光学构件4的垂直方向测定时的光线透过部4a的最大透过率为92%。除此以外,odm、od
t
、odm与od
t
的差(波长720nm~1200nm的区域)、光线透过部4a及光线遮蔽部4b的激光光照射后的膜厚如图13所示。
[0247]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
④
及耐破裂性进行评价。将结果示于图13中。
[0248]
[化6]
[0249][0250]
[实施例14]
[0251]
在遮蔽部形成工序中,将光吸收剂设为下述式(7)(设为“方酸内鎓盐1”),除此以外,设为与图12所记载的实施例9相同的条件,作为激光加工,采用激光法3,由此形成光线透过部4a而获得光学构件4(照射工序)。
[0252]
对所获得的光学构件4进行了分光评价。其结果,在波长450nm~570nm的区域中,从光学构件的垂直方向测定时的光线透过部4a的透过率的平均值为86%,在波长800nm~1100nm的区域中,从光学构件4的垂直方向测定时的光线透过部4a的最大透过率为92%。除此以外,odm、od
t
、odm与od
t
的差(波长720nm~1200nm的区域)、光线透过部4a及光线遮蔽部4b的激光光照射后的膜厚如图13所示。
[0253]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
⑤
及耐破裂性进行评价。将结果示于图13中。
[0254]
[化7]
[0255][0256]
[实施例15]
[0257]
在遮蔽部形成工序中,使光吸收剂使用下述式(8)(设为“花青1”),除此以外,设为与图12所记载的实施例9相同的条件,并变更为激光加工,使用爱古拉飞克斯(eye graphics)公司制造的uv传送带紫外线硬化装置“us2-x040560hz”,进行氮气气氛化,在金属卤化物灯照度270mw/cm2、累计光量3000mj/cm2下利用6mm正方形的空sus夹具夹持,进行三次曝光,由此形成光线透过部4a,而获得光学构件4(照射工序)。
[0258]
对所获得的光学构件4进行了分光评价。其结果,在波长450nm~570nm的区域中,从光学构件的垂直方向测定时的光线透过部4a的透过率的平均值为77%,在波长800nm~1100nm的区域中,从光学构件4的垂直方向测定时的光线透过部4a的最大透过率为92%。除此以外,odm、od
t
、odm与od
t
的差(波长720nm~1200nm的区域)、光线透过部4a及光线遮蔽部4b的激光光照射后的膜厚如图13所示。
[0259]
与实施例1同样地,对使用所述光学构件的装置的传感性能
③
及耐破裂性进行评价。将结果示于图13中。
[0260]
[化8]
[0261][0262]
[比较例1]
[0263]
在比较例1中,制成在透明树脂制基板上具有光线遮蔽部的光学构件。
[0264]
使用包括遮光性油墨组合物1及遮光性油墨组合物2的双液型光硬化油墨组,利用精工爱普生(seiko epson)(股)制造的喷墨打印机pm-g920,在切割成纵40mm、横40mm的大小的玻璃基材“oa-10g(厚度300μm)”(日本电气硝子(股)制造)上,如图15a、图15b所示,图案形成光线遮蔽膜26(厚度10μm),制成俯视时在面内具有两个光线透过部28的光学构件30。此时,两种油墨组合物在基材上混合,而进行图案形成。
[0265]
再者,油墨组合物1、油墨组合物2如以下所述。
[0266]
<油墨组合物1>
[0267]
颜色索引(color index,c.i.)颜料黑7(颜料):3.0wt%
[0268]
聚氧亚烷基加合聚亚烷基胺(分散剂,第一工业制药(股)制造的迪思卡尔(discol)n-518):1.0wt%
[0269]
n-乙烯基甲酰胺(荒川化学工业(股)制造):25.0wt%
[0270]
乙二醇单烯丙基醚(日本乳化剂(股)制造):49.6wt%
[0271]
超支化聚合物(大阪有机化学工业(股)制造的斯塔(star)-501):12.0wt%
[0272]
毕克(byk)-uv3570(日本毕克化学(byk-chemie japan)(股)制造,聚酯改性硅酮系表面活性剂):0.2wt%
[0273]
艳佳固(irgacure)819(日本巴斯夫(basf japan)(股)制造):6.4wt%
[0274]
艳佳固(irgacure)369(日本巴斯夫(basf japan)(股)制造):1.6wt%
[0275]
达罗卡(darocur)edb(日本巴斯夫(basf japan)(股)制造):1.0wt%
[0276]
艳塔布(irgastab)uv-10(日本巴斯夫(basf japan)(股)制造):0.2wt%
[0277]
<油墨组合物2>
[0278]
c.i.颜料黑7(颜料):9.0wt%
[0279]
聚氧亚烷基加合聚亚烷基胺(分散剂,第一工业制药(股)制造的迪思卡尔(discol)n-518):3.0wt%
[0280]
n-乙烯基甲酰胺(荒川化学工业(股)制造):25.0wt%
[0281]
ag(日本乳化剂公司制造):47.6wt%
[0282]
超支化聚合物(大阪有机化学工业(股)制造):10.0wt%
[0283]
毕克(byk)-uv3570(日本毕克化学(byk-chemie japan)(股)制造,聚酯改性硅酮系表面活性剂):0.2wt%
[0284]
艳佳固(irgacure)819(日本巴斯夫(basf japan)(股)制造):6.4wt%
[0285]
艳佳固(irgacure)369(日本巴斯夫(basf japan)(股)制造):1.6wt%
[0286]
达罗卡(darocur)edb(日本巴斯夫(basf japan)(股)制造):1.0wt%
[0287]
艳塔布(irgastab)uv-10(日本巴斯夫(basf japan)(股)制造):0.2wt%
[0288]
在形成图案后,通过紫外线照射使遮光性油墨组合物硬化。作为紫外线照射装置,组合了峰值波长为365nm的紫外线发光二极管nichiai-led“nccu033”、峰值波长为380nm的紫外线发光二极管nichia“nccu001”(均为日亚化学工业(股)制造)、峰值波长为395nm的紫外线发光二极管sdn-5n3cuv-a(桑德(sander)(股)制造)的三种led,以365nm、380nm、395nm的各波长的照射强度在距照射装置为5mm的距离内分别为20mw/cm2、20mw/cm2、20mw/cm2且合计为60mw/cm2的方式加以制作。紫外线的累计照射量设为10800mj/cm2。
[0289]
对所获得的光学构件30进行了分光评价。其结果,450nm~570nm透过率平均值、800nm~1100nm最大透过率均为91%。除此以外,odm、od
t
以及odm与od
t
的差等如图13所示。
[0290]
利用与实施例1相同的方法对装置的传感性能
①
及耐破裂性进行评价。将结果示于图13中。
[0291]
[比较例2]
[0292]
在与图12所记载的实施例9相同的条件下,作为激光加工,采用日本专利特开
2022-43999的段落[0170]中记载的激光法。
[0293]
结果,如图13所示,膜照射部被激光光切断、去除,而无法进行分光测定等评价。
[0294]
[产业上的可利用性]
[0295]
本发明的光学构件可优选地用于:智能手机用照相机、数字摄影机、可穿戴器件用照相机、pc照相机、监视照相机、汽车用照相机、夜视照相机、动作捕捉、激光距离计、虚拟试穿、号牌识别装置、电视机、汽车导航、便携式信息终端、个人计算机、视频游戏机、便携式游戏机、指纹认证系统、数字音乐播放器等。
技术特征:
1.一种光学构件,是具有规定厚度的板状的光学构件,在所述光学构件的剖面中,在与板厚方向正交的方向上相互邻接地包括包含使光线透过的树脂材料的光线透过部、以及遮蔽所述光线的光线遮蔽部,所述光线遮蔽部的厚度为所述光线透过部的厚度的60%~120%的范围内。2.根据权利要求1所述的光学构件,其中,所述光线遮蔽部贯通所述光线透过部。3.根据权利要求1所述的光学构件,其中,所述光线遮蔽部的所述板厚方向上的端部从所述光线透过部的表面及背面中的至少一者突出。4.根据权利要求1所述的光学构件,其中,所述光线遮蔽部的所述板厚方向上的端部埋没在所述光线透过部的表面及背面中的至少一者。5.根据权利要求1所述的光学构件,其中,所述光线遮蔽部在所述板厚方向上,其中一个端部从所述光线透过部的表面或背面突出,另一个端部埋没在所述光线透过部的表面或背面。6.根据权利要求1所述的光学构件,其中,在从所述板厚方向对所述光线遮蔽部的光密度进行测定的情况下,波长350nm~1200nm的区域中的所述光密度的最大值为2.0以上。7.根据权利要求1所述的光学构件,其中,所述光线遮蔽部包含树脂材料。8.根据权利要求1所述的光学构件,其中,所述光学构件的厚度为30μm~500μm的范围内。9.根据权利要求1所述的光学构件,其中,在从所述板厚方向对所述光线透过部的分光透过率进行测定的情况下,波长450nm~570nm的区域中的所述分光透过率的平均值为70%以上。10.根据权利要求1所述的光学构件,其中,所述光线透过部包含在波长650nm~1100nm的区域具有最大吸收的化合物。11.根据权利要求1所述的光学构件,其中,在从所述板厚方向对光密度进行测定的情况下,波长350nm~1200nm的区域中的所述光线遮蔽部的光密度的最大值与所述光线遮蔽部的光密度为最大的波长下的所述光线透过部的光密度的差为2.0以上。12.一种传感器模块,包括如权利要求1至11中任一项所述的所述光学构件。13.根据权利要求12所述的传感器模块,包括感知所述光线的传感器,在所述板厚方向上,所述传感器与所述光线透过部抵接或接近地配置。14.根据权利要求13所述的传感器模块,其中,在与所述板厚方向正交的方向上,多个所述传感器隔着所述光线遮蔽部定位。15.一种光学构件的制造方法,是制造具有规定厚度的板状的光学构件的方法,所述光学构件在其剖面中,在与板厚方向正交的方向上相互邻接地包括包含使光线透过的树脂材料的光线透过部、以及遮蔽所述光线的光线遮蔽部,所述光线遮蔽部的厚度为所述光线透过部的厚度的60%~120%的范围内,所述光学构件的制造方法包括:
遮蔽部形成工序,使用最大吸收波长为350nm~1100nm的化合物,制成仅由所述光线遮蔽部构成的所述光学构件;以及照射工序,通过对仅由所述光线遮蔽部构成的所述光学构件的一部分照射激光光而形成所述光线透过部。16.根据权利要求15所述的光学构件的制造方法,其中,在从所述板厚方向对光密度进行测定的情况下,波长350nm~1200nm的区域中的所述光线遮蔽部的光密度的最大值与所述光线遮蔽部的光密度为最大的波长下的所述光线透过部的光密度的差为2.0以上。
技术总结
本发明提供一种光学构件、传感器模块、及光学构件的制造方法,对来自倾斜方向的入射光也具有充分的遮蔽效果,且在搭载于移动设备等时具有充分的耐破裂性。本发明为一种具有规定厚度的板状的光学构件,在所述光学构件的剖面中,在与板厚方向正交的方向上相互邻接地包括包含使光线透过的树脂材料的光线透过部、以及遮蔽所述光线的光线遮蔽部,所述光线遮蔽部的厚度为所述光线透过部的厚度的60%~120%的范围内。范围内。范围内。
技术研发人员:长屋胜也 渡沼宏至 中村和洋 岸田宽之 川部泰典 矢代优一
受保护的技术使用者:JSR株式会社
技术研发日:2023.03.16
技术公布日:2023/9/26
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