CN107615115A - 近红外线截止滤波器以及光半导体装置 - Google Patents

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Abstract

一种近红外线截止滤波器，具备：吸收膜，吸收所入射的光当中的近红外线；反射膜，在上表面配置了吸收膜，且对透过了吸收膜的光当中的近红外线进行反射；以及透明基板，在上表面配置了反射膜以及吸收膜，且使透过了反射膜的光透过，吸收膜包含聚合物和分散于聚合物中的有机色素，其中，该聚合物由具有疏水基的重复单元以及具有羟基的重复单元构成，该有机色素具有羟基并且吸收近红外线，该聚合物中的具有羟基的重复单元是乙烯醇。

Description

近红外线截止滤波器以及光半导体装置
技术领域
本发明涉及抑制预定波段的光的透过、具体来说抑制近红外线的透过的近红外线截止滤波器以及使用近红外线截止滤波器的光半导体装置。
背景技术
近年来，在使用摄像元件或者受光元件等光半导体元件的光半导体装置中，使用对光进行聚光的光学透镜、以及作为预定波段的光抑制近红外线的透过并使其他波段的光透过的短通型的近红外线截止滤波器、或者抑制预定波段的光的透过并使其他波段的光透过的短通型以及长通型的近红外线截止滤波器等各种光学部件。例如，在使用摄像元件的情况下，以将入射到摄像元件的光的波段限定成人的眼睛所能察觉的波段(可见光波段)为目的，在光学透镜与摄像元件之间配置抑制近红外的波段(近红外线波段)的光的透过的近红外线截止滤波器或者近红外线截止滤波器。该近红外线截止滤波器或者近红外线截止滤波器构成为抑制波长比可见光的波段长的光的透过，即近红外线的透过。
例如，在JP特开2012-137649号公报中，提出了在透明基板上层叠吸收近红外线的波段的光的吸收膜的近红外线截止滤波器。此外，例如，在JP特开2013-54368号公报中，提出了由在半导体基板上层叠对特定波段的光即红外线进行反射的多种薄膜而得到的多层膜构成的近红外线截止滤波器。
JP特开2012-137649号公报公开的近红外线截止滤波器是通过在透明基板上依次层叠对近红外线进行反射的反射膜、吸收近红外线的吸收膜以及保护膜而得到的。在该吸收膜中包含吸收近红外线的有机色素。此外，吸收膜使用含有苯乙烯结构的丙烯酸系材料。
发明内容
但是，在该结构的近红外线截止滤波器中，由于在吸收近红外线的吸收膜中，在形成吸收膜的树脂中会出现有机色素多的部位和少的部位，所以有时很难在吸收膜的所有部位使有机色素均匀地进行近红外线的吸收。此外，若为了消除有机色素少的部位而重叠多个层，则恐怕会形成有机色素过多的部位，而且还出现了整体上光的透过性变差的情况。
本发明的一实施方式涉及的近红外线截止滤波器具备：吸收膜，吸收所入射的光当中的近红外线；反射膜，在上表面配置了所述吸收膜，且对透过了所述吸收膜的光当中的近红外线进行反射；以及透明基板，在上表面配置了所述反射膜以及所述吸收膜，且使透过了所述反射膜的光透过，所述吸收膜包含聚合物和分散于所述聚合物中的有机色素，其中，该聚合物由具有疏水基的重复单元以及具有羟基的重复单元构成，该有机色素具有羟基并且吸收近红外线，所述聚合物中的具有羟基的重复单元是乙烯醇。
此外，本发明的一实施方式涉及的光半导体装置具备：光半导体元件收纳用封装体，具有光所入射的透镜固定部、通过了所述透镜固定部的光所要通过的滤波器固定部以及通过了所述滤波器固定部的光所要入射的光半导体元件安装部；透镜，固定于所述透镜固定部；本发明的一实施方式的近红外线截止滤波器，固定于所述滤波器固定部，使得透过了所述透镜的光从所述吸收膜侧入射；以及光半导体元件，安装于所述光半导体元件安装部，使得透过了所述近红外线截止滤波器的光入射。
附图说明
图1(a)是表示本发明的一实施方式涉及的近红外线截止滤波器的剖视图，(b)是(a)的吸收膜的放大剖视图。
图2是表示本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器的剖视图。
图3是表示本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器的剖视图。
图4是表示本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器的剖视图。
图5是表示本发明的一实施方式涉及的近红外线截止滤波器当中的反射膜以及透明基板的剖视图。
图6是表示本发明的一实施方式涉及的近红外线截止滤波器的反射膜当中的第1组的多层结构的放大图。
图7是表示图5所示的结构中的光的透过率的曲线图。
图8是详细表示图2所示的本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器当中的反射膜的剖视图。
图9是表示图8所示的结构中的光的透过率的曲线图。
图10是表示本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器当中的反射膜以及透明基板的剖视图。
图11是详细表示图4所示的本发明的一实施方式涉及的近红外线截止滤波器当中的反射膜的剖视图。
图12是仅表示本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器的单面当中的反射膜的剖视图。
图13是表示在图12所示的本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器的单面设置透明基板时的光的透过率的曲线图。
图14是表示图12所示的本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器的透过率的曲线图。
图15是表示本发明的实施方式涉及的光半导体装置的俯视图。
图16是沿图15所示的光半导体装置的A-A线的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式涉及的近红外线截止滤波器。
<近红外线截止滤波器的结构>
图1(a)示出本发明的一实施方式涉及的近红外线截止滤波器1的剖视图，图1(b)示出放大了吸收膜2的一部分的剖视图。在这些图中，近红外线截止滤波器1具备吸收膜2、反射膜3以及透明基板4。
如图1(a)所示，在透明基板4的上表面设置有反射膜3，在反射膜3的上表面设置有吸收近红外线的吸收膜2。该吸收膜2由聚合物20和分散于该聚合物20中的有机色素21构成，其中，聚合物20由具有疏水基的重复单元以及具有羟基(-OH基)的重复单元构成，有机色素21具有羟基并且吸收近红外线。在此，所谓近红外线是指波段中700～1500nm的光。该吸收膜2在俯视时的大小是例如一边为7×7mm的四边形状，且厚度为0.5～10μm。
该聚合物20当中具有疏水基的重复单元是构成具有很难与水分子亲近的原子团的聚合物20的分子结构。该聚合物20当中具有疏水基的重复单元例如是：由具有缩丁醛基(C8H15O2：省略示构式)的乙烯醇缩丁醛(C8H15O2：省略示构式)以及具有乙酰基(C2H3O：CH3CO-)的乙酸乙烯酯(C4H6O：CH2＝CHOCOCH3)、具有缩甲醛基(C5H8O2：省略示构式)的维尼纶(C5H8O2：省略示构式)以及具有乙酰基的乙酸乙烯酯、具有烷基(CmH2m)等的由碳和氢构成的烃系单体；具有丙烯基的丙烯酸(C3H4：CH2＝CHCOOH)单体；或者甲基丙烯酸甲酯(C5H5O2：CH2＝C(CH3)COOCH3)单体。
具有烷基的烃系单体，例如是乙烯(C2H4：CH2＝CH2)。除此以外，也可以是丙烯(C3H6：CH3CH＝CH2)或者丁二烯(C4H6：CH2＝CHCH＝CH2)等。此外，疏水基除了烷基以外，也可以是具有苯基(C6H5-)的烃系(CmHn)单体(n和m是自然数，是在单体中具有双键的组合。)，例如可以是苯乙烯(C8H8：C6H5-CH＝CH2)或者α-甲基苯乙烯(C9H10：C6H5C(＝CH2)CH3)等。
若是由这些重复单元构成的聚合物20，则能够抑制聚合物20与有机色素21的反应。因此，吸收膜2能够维持有机色素21所具有的吸收特性。
在聚合物20中具有疏水基的重复单元例如是乙烯醇缩醛以及乙酸乙烯酯的情况下，聚合物20是聚乙烯醇缩醛聚合物。该聚乙烯醇缩醛包含缩醛基，从而使吸收膜2的韧性得到提高。因此，即使在对透明基板4使用玻璃等的情况下，也能够抑制破碎以及裂纹等的产生。此外，由于聚乙烯醇缩醛具有乙酰基，所以吸收膜2本身变得很难溶于水。这样，在聚合物20由不与有机色素21反应的重复单元构成的情况下，由于不存在有机色素21溶解于聚合物20中的可能性，所以能够维持有机色素21的功能。
此外，虽然作为聚合物20当中的具有羟基的重复单元的乙烯醇在示构式上是乙烯醇单体，但是在实际产品的近红外线截止滤波器1的状态下不存在乙烯醇单体。这是因为，乙烯醇(CH2＝CHOH)不稳定，会立刻变成更稳定的乙醛(CH3CHO)。
此外，聚乙烯醇缩醛聚合物通过聚乙烯醇与醛(甲醛(CH2O：HCHO)或者丁醛(C4H8O：C3H7CHO))的缩合反应来得到。此时，作为缩合反应的催化剂，使用盐酸或者硫酸等无机酸。并且，作为溶媒，使用水或者甲醇等。在该情况下，在缩醛化反应中，不能将聚乙烯醇完全地缩醛化。因此，有羟基残留，进而在皂化中有少量的乙酰基残留。由此，能够得到作为疏水基具有缩醛基的重复单元、具有乙酰基的重复单元以及具有羟基的乙烯醇所构成的聚合物。此外，烃系单体或者丙烯酸系单体和乙烯醇所构成的聚合物20可通过将烃-乙酸乙烯酯共聚物或者丙烯酸系-乙酸乙烯酯共聚物在甲醇中皂化来得到。
如以上所述，虽然乙烯醇单体不能稳定地存在，但是为了便于说明，关于乙烯醇的部分，以下称为乙烯醇单体。
对于乙烯醇单体来说，氧等气体的透过率低，阻气性出色。这是因为以下这样的理由。即，若因乙烯醇单体中含有的羟基的极性，电荷产生偏倚，则在正-负间互相吸引，从而使分子间作用的力变强。这样，若分子间作用的力变强，则分散的氧分子拉开该分子间力就需要很大的能量。此时，为了使氧分子透过高分子链，很难扩张高分子链作成通道，以减弱作用于高分子链的分子间力。这就是说，由于氧变得很难从吸收膜2的表面向内部透过，所以氧透过率变小，阻气性变得出色。
适于吸收膜2的聚乙烯醇缩醛聚合物是聚乙烯醇缩丁醛聚合物。在该情况下，在聚乙烯醇缩丁醛聚合物中，使用缩丁醛基的摩尔比率是60～80摩尔％且乙酰基的摩尔比率是2～6摩尔％的聚合物即可。聚乙烯醇缩丁醛聚合物在树脂之中氧的透过率比较小。此外，由于水蒸汽透过率也很低，所以能够抑制聚合物20溶于水。并且，由于聚合物20有韧性，所以还能够保护其他膜。
此外，在吸收膜2是烃-乙烯醇共聚物的情况下，例如使用乙烯-乙烯醇共聚物。在该情况下，在乙烯-乙烯醇共聚物中，使用乙烯单体的摩尔比率是20～60摩尔％的共聚物即可。乙烯-乙烯醇共聚物不仅氧的透过率小，而且通过聚合亲脂性的乙烯，从而能够抑制共聚物本身溶于水。进一步地，由于水蒸汽的透过率也低，所以能够抑制有机色素21溶于水。此外，特别是由乙烯单体的摩尔比率为25～35摩尔％的乙烯-乙烯醇共聚物构成的吸收膜2很难溶于水，阻气性出色。
此外，若聚合物20是丙烯酸乙烯醇共聚物或者乙烯基甲基丙烯酸甲酯(ビニルメタクリル酸メチル)，则吸收膜2的伸展性高。因此，能够减轻因形成吸收膜2时的热履历产生的应力。此外，与聚乙烯醇缩醛聚合物以及烃-乙烯醇共聚物同样，氧的透过率小，也很难溶于水。
以上所示的聚合物20很难溶于水，且阻气性出色。由此，能够抑制有机色素21的氧化分解以及向水的溶解，能够维持有机色素21的功能。
如图1(b)所示，吸收膜2由聚合物20和分散到该聚合物20中的有机色素21构成。该有机色素21具有羟基。有机色素21的材料例如是在取代基具有羟基的酞菁系化合物或者花青系化合物。除此以外，只要是在取代基具有羟基的化合物，就能够使用方酸内鎓系化合物、二亚胺化合物、偶氮化合物等。这样的有机色素21能够根据想要吸收的波段将几个组合起来分散到聚合物20中。这些有机色素21在波段中与其他波长的光相比能够较强地吸收700～1500nm的光。
这样，通过吸收膜2中的乙烯醇单体以及有机色素21这双方具有羟基，从而乙烯醇单体的羟基和有机色素21的羟基进行氢键合。在羟基彼此的氢键合中，若电负性的值大于氢的氧和氢进行键合，则该氢带正电荷。另一方面，吸引了电子的氧相反地带负电荷。在这样的带少量正电荷的氢原子与其他分子的带负电荷的氧之间，静电引力发生作用，从而能够进行氢键合。也就是说，在乙烯醇单体的氢与有机色素21的氧之间、或者乙烯醇单体的氧与有机色素21的氢之间有电的引力作用。因此，通过羟基彼此进行键合，从而有机色素21分散。在该情况下，在聚合物20中，由于与具有连续结构的乙烯醇单体的羟基相对应地，有机色素21的羟基进行键合，从而有机色素21分散，所以能够使有机色素21在聚合物20内无偏倚地分散。
进一步地，通过该氢键合，聚合物20和有机色素21被强键合，所以能够抑制有机色素21与环境中的氧发生反应而进行氧化分解。首先，在氧想要对有机色素21进行氧化分解时，最初为了将羟基彼此的氢键合切断而需要能量。因此，即使假设能够将有机色素21从与聚合物20的键合中切断，也可能不会留下进行氧化分解等的能量。或者，即使进行了氧化分解也仅为一部分氧化分解，所以能够抑制吸收膜2中的有机色素21的氧化分解。
此外，由于聚合物20的阻气性出色，所以氧的透过率低，能够抑制有机色素21的氧化分解。此外，能够使有机色素21在聚合物20内无偏倚地分散。因此，能够抑制在将有机色素21单纯地混入树脂中的情况下所发生的如有机色素21发生凝固而存在的部位以及几乎不存在有机色素21凝固的部位等的产生。进而，能够抑制聚合物20中的有机色素21的浓度变得不均匀的可能性。
接着，说明反射膜3。该反射膜3对透过了吸收膜2的光当中的近红外线进行反射。在此，所谓近红外线是指，波长区域中700～1500nm的光。反射膜3的材料例如是低折射率材料的氧化硅(二氧化硅)、高折射率材料的氧化钛(二氧化钛)。除此以外，只要反射近红外线，就也可以是氧化锆、氧化钽等。该反射膜3在俯视时的大小例如是与吸收膜2相同的大小，厚度是0.01～10μm。通过设置该反射膜3，对未被吸收膜2吸收彻底的近红外线进行反射，所以能够抑制近红外线从透明基板4向光半导体元件透过。
并且，在上表面配置了反射膜3以及吸收膜2的透明基板4使入射的光透过后作为可见光入射到摄像元件等光半导体元件。该透明基板4是具有针对可见光的光透过性的基板。此时的可见光的波段是400～600nm的光。另外，所谓此时的透明指的是，使所入射的可见光的80％以上的可见光通过。
作为透明基板4的材料，例如能够使用玻璃。作为玻璃的种类，能够列举碱石灰玻璃、石英玻璃或者硼硅酸玻璃。除此以外，只要是具有光透过性的基板，就也可以是由金属氧化物等无机材料或者PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酰亚胺、聚碳酸酯或者丙烯等树脂材料构成的基板。该透明基板4的俯视时的大小例如是与吸收膜2以及反射膜3相同的大小，厚度是50～300μm。
另外，在向近红外线截止滤波器1入射的光中，不仅含有可见光以及近红外线，也含有紫外线。所谓紫外线是指，波段为200～380nm的光线。紫外线与近红外线相比，空气中或者透镜等的透过率低。因此，即使不是像近红外线那样通过使有机色素21这样的吸收剂分散到吸收膜2而被吸收，通过反射膜3以及透明基板4就能够充分抑制透过。
对于以上所示这样的近红外线截止滤波器1来说，透过了光学透镜等的光(从吸收膜2侧入射的光)首先入射至吸收膜2，并依次透过反射膜3、透明基板4。此时，在吸收膜2中，通过吸收近红外线，与仅由反射膜3反射近红外线的情况相比较，能够减少由反射膜3反射的近红外线的量。进一步地，通过在近红外线截止滤波器1中设置吸收膜2以及反射膜3这两者，能够分两个阶段截止近红外线。也就是说，从吸收膜2的表面入射的光在吸收膜2的有机色素21中近红外线被吸收。进一步地，未被吸收膜2吸收而透过到反射膜3的近红外线被反射膜3反射。由此，能够截止99％以上的近红外线。
此外，对于以上所示这样的近红外线截止滤波器1来说，吸收膜2由聚合物20和具有羟基的有机色素21构成，从而聚合物20的羟基和有机色素21的羟基能够进行氢键合。通过该氢键合，能够抑制有机色素21的氧化分解，并且能够使有机色素21无偏倚地分散到聚合物20内。由此，能够维持有机色素21的功能，能够实现使抑制了从吸收膜2侧入射的近红外线的透过的可见光通过的近红外线截止滤波器1。
接着，参照附图说明本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器1。图2～图4分别示出了本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器1的剖视图。在这些附图中，近红外线截止滤波器1与本发明的一实施方式同样地具备吸收膜2、反射膜3以及透明基板4。
如图2所示，近红外线截止滤波器1在吸收膜2的上表面配置有使入射的光透过且保护吸收膜2的保护膜5。在图2所示的例子中，与上述的本发明的实施方式的不同点在于，具备保护膜5。在该图2所示的例子的近红外线截止滤波器1中，入射透过了光学透镜等的紫外线、可见光以及近红外线等所有波段的光。
保护膜5的材料可使用氟树脂。氟树脂由于在耐摩擦性、耐化学性以及硬度方面出色，因此能够保护吸收膜2不受损。特别地，选择氟树脂因热而出现聚合反应的材料涂敷在吸收膜2的表面时，由于树脂因对氟树脂进行干燥的热而发生聚合反应，从而使氟树脂的分子间的键合变大，所以能够得到更硬的膜。其理由是，因热出现聚合反应这样的热固化性树脂通过高分子彼此发生交联而形成三维的网眼结构的分子，并复杂且立体地稠密缠绕。该交联反应是不可逆的，聚合后的热固化性树脂不能恢复成原始的原料状态，也不能再次熔融而再成形。这样的三维网眼结构的高分子的热固化性树脂不仅在耐摩擦性、耐化学性以及硬度方面出色，而且由于在高温下也很难进行分子运动，因此耐热性也高。
此外，氟树脂由于其光的折射率接近空气，所以还能够使其具有作为使入射的光不被表面反射而是透过的防反射膜的作用。也就是说，由氟树脂构成的保护膜5防止近红外线截止滤波器1的表面伤的效果大，能够使光不被反射而是透过。该保护膜5的俯视时的大小例如是与透明基板4、反射膜3以及吸收膜2相同的大小，厚度是0.05～5μm。
通过具有该保护膜5，与吸收膜2的上表面露出到外部的情况相比较，能够抑制氧以及水蒸汽等的透过。此外，能够保护吸收膜2的上表面不被摩擦等，从而不会受损。
接着，在图3或者图4所示的例子中，近红外线截止滤波器1中，在图1记载的本发明的一实施方式或者图2记载的本发明的另一实施方式的透明基板4的下表面还与上表面侧夹着透明基板4成对称地依次设置有反射膜3以及吸收膜2。或者，也可以依次设置反射膜3、吸收膜2以及保护膜5。这样，由于透明基板4的上表面侧以及下表面侧的膜结构夹着透明基板4而对称，所以因各个膜的材料以及厚度不同而产生的膜间的应力就会在透明基板4的上下相同地产生。因此，能够减轻透明基板4发生形变。这是为了，即使有时在近红外线截止滤波器1的制作以及使用中施加热，在透明基板4的上表面侧以及下表面侧，使同样结构的膜具有相同的热膨胀以及热收缩。特别地，在从大尺寸的批量生产用的母基板最终切割而得到多个近红外线截止滤波器1时，能够均等地施加利用切割锯等将批量生产用的母基板切断的力。
图5表示本发明的一实施方式涉及的近红外线截止滤波器1当中的反射膜3以及透明基板4的剖视图，图6是表示构成该反射膜3的第1组31的多层结构的放大剖视图。此外，图7表示图5所示的结构下的透过率的曲线图，横轴表示波长(nm)，纵轴表示透过率(％)。反射膜3具有将折射率不同且分别使可见光以及近红外线透过的低折射率层11以及高折射率层12层叠而成的多个组。如图5所示，反射膜3从光入射的那方(图5中是图的上方)起按顺序具备第1组31、第2组32、第3组33、第4组34、第5组35、第6组36以及第7组37。该近红外线截止滤波器1使入射至反射膜3的光透过，从而作为使可见光的透过更多于近红外线的透过量的器件起作用。
以下所示的结构是为了使想要抑制反射的可见光有效地透过，基于将中心波长设为500nm的设计条件而求得的结构。此外，以下，为了便于说明，将低折射率层11的光学膜厚的四分之一设为L、将高折射率层12的光学膜厚的四分之一设为H来说明。此外，在以下所示的实施例中，低折射率层11为二氧化硅(SiO2)时折射率是1.47，高折射率层12为二氧化钛(TiO2)时折射率是2.43。俯视该第1组31时的大小只要按照目标近红外线截止滤波器的规格适当设定即可，例如是7×7mm。
如图6所示，第1组31从光入射的那侧起按顺序由低折射率层11、高折射率层12以及低折射率层11构成。此时，第1组31的表观的光学膜厚是可见光的波长(这里是500nm)的大致四分之一。上下的低折射率层11的厚度相同，以高折射率层12为中心对称地设置。该第1组31作用下的反射波合成了三层作用下的反射波，但是实际上与将第1组31视为单层的情况下的反射波相同，第1组31可看作是表观的折射率为n1的单层。
在此，第1组31例如是由低折射率层11为SiO2、高折射率层12为TiO2以及低折射率层11为SiO2构成的组合，各层的光学膜厚是0.3L、0.29H以及0.3L。该0.3以及0.29是作为调整各层的光学膜厚的光学膜厚调整系数的第1系数。此时，各层的光学膜厚是0.3×(500/4)＝37.5(nm)、0.29×(500/4)＝36.25(nm)以及0.3×(500/4)＝37.5(nm)，第1组31的表观的光学膜厚是它们的合计111.25(nm)。此外，各层的物理膜厚等于各层的光学膜厚分别除以折射率后得到的值，分别是37.5÷1.47＝25.51(nm)、36.25÷2.43＝14.92(nm)以及37.5÷1.47＝25.51(nm)。此时，该第1组31的表观的折射率n1是1.85。
第1组31的表观的光学膜厚是可见光的波长的大致四分之一。本发明的一实施方式由于将可见光的波长设定为了500nm，所以其波长的四分之一是125nm。但是，该500nm是设计时的中心波长，在实际设计时，该第1组31以及以下的几个组的光学膜厚并不是严格地唯一确定的，只要是中心波长附近的光的波长的四分之一的大小即可。即，第1组31的光学膜厚只要是可见光的波长的大致四分之一即可。这里的第1组31的光学膜厚如上所述那样是111.25nm，在中心波长500nm的四分之一、即125nm的附近，且是想要透过的波段的可见光的四分之一。因此，对于中心波长500nm附近的可见光来说，能够抑制其反射，从而使其有效地透过第1组31。
第2组32在上表面配置有第1组31，且从上表面侧起按照低折射率层、高折射率层以及低折射率层的顺序将这些层层叠。此时，与第1组31同样，低折射率层彼此的厚度相同。例如，是由SiO2构成的低折射率层以及由TiO2构成的高折射率层的组合，各自光学膜厚为，低折射率层是0.3L，高折射率层是0.45H，低折射率层是0.3L。该0.3以及0.45与第1组31同样，是各层的第1系数。俯视第2组32时的大小与第1组31相同。
此时，第2组32的各层的光学膜厚为，低折射率层是0.3×(500/4)＝37.5(nm)，高折射率层是0.45×(500/4)＝56.25(nm)，低折射率层是0.3×(500/4)＝37.5(nm)，第2组32的表观的光学膜厚是它们的合计131.25(nm)。此外，各层的物理膜厚等于各层的光学膜厚分别除以折射率后得到的值，分别是37.5÷1.47＝25.51(nm)、56.25÷2.43＝23.148(nm)以及37.5÷1.47＝25.51(nm)。此时，该第2组32的表观的折射率是2.06。在此，第2组32的光学膜厚不必特别为可见光的波长的大致四分之一，但是由于是接近中心波长500nm的四分之一、即125nm的值，因此容易使可见光透过。
在此，在将空气的折射率设为n0的情况下，由于n0＝1，所以在第1组31之间，折射率的关系n0＜n1成立。此时，为了抑制光的反射，对于第2组32的表观的折射率n2来说，必须是n1＜n2的关系。因此，作为本发明的一实施方式这样的组合，对于第2组32来说，若低折射率层、高折射率层以及低折射率层的光学膜厚是0.3L、0.45H以及0.3L，表观的折射率n2是2.06，则能够使上述的关系成立。
在这样的第1组31以及第2组32中，说明用于增大可见光的透过率的两个条件(相位条件以及振幅条件)。
首先，说明相位条件。在将具有不同折射率的组层叠多个的情况下，为了增大光的透过率，需要抑制在各个组的界面产生的反射。在本发明的一实施方式中，在空气与第1组31的界面、以及第1组31与第2组32的界面处产生光的反射。此时，通过将第1组31的光学膜厚设为可见光波长的大致四分之一，由于在第1组31的上下界面处产生的光的反射波相位相反而彼此抵消，因此能够抑制第1组31作用下的可见光的反射，提高透过率。另外，由于第1组31被设定成可见光的反射率变小，所以在第1组31中，不是可见光的近红外线的反射率高于可见光的反射率。特别是，在针对可见光设定的中心波长(500nm)的2倍波长(1000nm附近)处，由于光学膜厚是波长的大致二分之一，所以第1组31的上下界面处的近红外线的反射波相位相同。因此，由于近红外线的反射波加强，所以第1组31中的近红外线的透过得到抑制。
接着，说明振幅条件。所谓光的振幅条件，是相对于上述的相位条件，用于协同地抑制光学薄膜的表面处的反射的条件。在空气、第1组31以及第2组32中，为了实现振幅条件，从光的入射侧来看，只要使第1组31的上下界面处的近红外线的反射率相等即可。通过使这些反射率相等，由于第1组31的上下界面处的近红外线的反射波的振幅一致，因此能够进一步提高上述的相位条件的效果。
在此，为了使振幅条件成立，只要空气、第1组31以及第2组32的折射率n0、n1以及n2的关系为n12＝n0×n2即可。这是，空气与第1组31的上表面的界面处的反射率可近似为(n1-n0)2/(n1+n0)2，第1组31的下表面与第2组2的上表面的边界处的反射率可近似为(n2-n1)2/(n2-+-n1)2。由于这些近似值相等，所以(n1-n0)2/(n1+n0)2＝(n2-n1)2/(n2+n1)2，对其求解，能够导出n12＝n0×n2的关系。
另外，根据相位条件，第1组31的上下界面处的反射波彼此相反相位，所以即使振幅条件不是严格成立，也能够得到抑制反射波的效果。进一步地，对于折射率n0、n1以及n2的关系来说，通过选择成n0＜n1＜n2或者n0＞n1＞n2的关系成立，也就是说，n1取分别设置在第1组31的上表面以及下表面的空气及第2组32的折射率之间的值，由于各自的折射率在不违反振幅条件的范围内选择，所以抑制反射波的效果变高。
具体来说，根据n12＝n0×n2的关系，对于折射率n0、n1以及n2的大小关系来说，在n0＞n1成立时，关于n2，n1＞n2成立，在n0＜n1成立时，关于n2，n1＜n2成立。另外，为了更加提高抑制反射波的效果，选择各组的折射率使得n0×n2-n12的差的绝对值在0.5以下较佳。在n0×n2-n12的差的绝对值在0.5以下的情况下，能够将空气、第1组31以及第2组32之间的中心波长500nm的可见光的反射率抑制到1.5％以下。
以下，同样说明第3组33～透明基板4。第3组33在上表面配置有第2组32，且由低折射率层构成。该低折射率层例如由SiO2构成，光学膜厚是L。第3组33的折射率n3是1.47。俯视第3组33时的大小与第1组31以及第2组32相同。
该第3组33的光学膜厚是可见光的波长的大致四分之一，在中心波长为500nm的情况下，是500/4＝125(nm)。此外，第3组33的物理膜厚等于光学膜厚除以折射率n3后得到的值，是125÷1.47＝85.03(nm)。此时，折射率n3为1.47。第3组33的光学膜厚是可见光波长的大致四分之一。与第1组31同样地，只要第3组33的光学膜厚在125nm附近，就能够抑制中心波长500nm附近的可见光的反射，使光有效透过。
第4组34在上表面配置有第3组33，从上表面侧起按照低折射率层、高折射率层以及低折射率层的顺序层叠这些层而成。此时，与第1组31以及第2组32同样地，低折射率层彼此的厚度相同。例如，是由SiO2构成的低折射率层以及由TiO2构成的高折射率层的组合，关于各自的光学膜厚，低折射率层为L，高折射率层为2H，低折射率层为L。该2H的2与第1组31及第2组32同样地，是高折射率层的第1系数。俯视第4组34时的大小与第1组31、第2组32以及第3组33相同。
此时，关于第4组34的各层的光学膜厚，低折射率层为500/4＝125(nm)，高折射率层为2×(500/4)＝500(nm)，低折射率层为500/4＝125(nm)，第4组34的表观的光学膜厚是它们的合计1000(nm)。对于该第4组34来说，为了调整其表观的光学膜厚，也可以使用三层组合的光学膜厚整体涉及的第2系数，并具有20套具有表观的光学膜厚的0.8～1.2倍的光学膜厚的三层(低折射率层、高折射率层以及低折射率层)的组合。具有20套该三层组合的情况下各组合中各层的物理膜厚等于各层的光学膜厚分别除以折射率后得到的值，低折射率层为0.8～1.2×125÷1.47＝68.03～102.04(nm)，高折射率层为0.8～1.2×500÷2.43＝86.42～246.91(nm)，低折射率层为68.03～102.04(nm)。此时，第4组34的表观的折射率n4在各组合以及组合整体中都是1.1。
该第4组34能够抑制近红外线的透过。特别是，具有越多的构成该第4组34的三层组合，就越能够抑制近红外线的透过，各套的第2系数的个数在上述范围内越多，越能够抑制宽的波长范围的近红外线的透过。例如，在相对于一套第4组34的光学膜厚L、2H以及L的组合，第2系数为0.8的情况下，能够抑制0.8×500＝400(nm)的可见光的反射，并抑制其两倍波长即800nm的近红外线的透过。
该反射的机制在于光学膜厚L、2H以及L的组合。若按照该光学膜厚L、2H以及L的条件考虑一套三层组合的话，该一套光学膜厚整体与中心波长相同。其值可视为是相对于中心波长的两倍波长的二分之一，由于在该一套的上表面以及下表面处产生的中心波长的两倍波长的光的反射波是相同相位，所以针对中心波长的两倍波长的光的反射增强。因此，在该三层组合中，能够抑制与中心波长500(nm)×第2系数的两倍波长的光相当的近红外线的光的透过。
第5组35在上表面配置有第4组34，且从上表面侧起按照低折射率层、高折射率层以及低折射率层的顺序将这些层层叠。与第1组31、第2组32、第4组34以及第5组35同样地，低折射率层彼此的厚度相同。例如，是由SiO2构成的低折射率层以及由TiO2构成的高折射率层的组合，关于各自的光学膜厚，低折射率层为0.3L，高折射率层为0.3H，低折射率层为0.3L。该0.3与第1组31、第2组32以及第4组34同样地，是各层的第1系数。俯视第5组35时的大小，与第1组31、第2组32、第3组33、第4组34相同。
此时，第5组35的各层各自的光学膜厚是37.5(nm)，第5组35的表观的光学膜厚是112.5(nm)。此外，各层的物理膜厚等于各层的光学膜厚分别除以折射率后得到的值，分别是37.5÷1.47＝25.51(nm)、37.5÷2.43＝15.43(nm)以及37.5÷1.47＝25.51(nm)。此时，该第5组35的表观的折射率n5是1.86。
第5组35的表观的光学膜厚是可见光的波长的大致四分之一。本发明的一实施方式由于将可见光的波长设定为500nm，所以与第1组31以及第3组33同样地，只要第5组35的光学膜厚在125nm附近，就能够针对中心波长500nm附近的可见光抑制其反射，并使光有效透过第5组35。
第6组36在上表面配置有第5组35，且从上表面侧起按照高折射率层、低折射率层以及高折射率层的顺序将这些层层叠。此时，高折射率层彼此的厚度相同。例如，是由TiO2构成的高折射率层以及由SiO2构成的低折射率层的组合，关于各自的光学膜厚，高折射率层为0.85～1.0×1.5H，低折射率层为0.85～1.0×0.2L，高折射率层为0.85～1.0×1.5H。该1.5以及0.2与第1组31、第2组32、第4组34以及第5组35同样地，是各层的第1系数。
只要是该光学膜厚1.5H、0.2L以及1.5H的组合，由于表观的光学膜厚是400nm，所以就与第4组34同样地，针对400nm的两倍波长的光，在该一套的上表面以及下表面处产生的反射波相位相同，因此与该波长相当的近红外线的透过得到抑制。因此，若乘以上述的第2系数(0.85～1.0)，则能够抑制与400(nm)×第2系数的两倍波长的光相当的近红外线的透过。俯视第6组36时的大小与第1组31、第2组32、第3组33、第4组34以及第5组35相同。
此时，关于第6组36的各层的光学膜厚，高折射率层为0.85～1.0×1.5×(500/4)＝159.38～187.5(nm)，低折射率层为0.85～1.0×0.2×(500/4)＝21.25～25(nm)，高折射率层为150～187.5(nm)，该第6组36的表观的光学膜厚是360(nm)。此外，与第4组34同样地，第2系数为0.85～1.0的情况下的各层的物理膜厚等于各层的光学膜厚分别除以折射率后得到的值，分别是159.38～187.5÷2.43＝65.59～77.16(nm)、21.25～25÷1.47＝14.46～17.01(nm)以及65.59～77.16(nm)。此时，该第6组36的表观的折射率在各组合以及组合整体中都是2.82。此外，与第4组34同样地，也可以具有五套0.85～1.0×(1.5H，0.2L，1.5H)的组合。
第7组37在上表面配置有第6组6，且从上表面侧起按照低折射率层、高折射率层以及低折射率层的顺序将这些层层叠。此时，与第1组31、第2组32、第4组34以及第5组35同样地，低折射率层彼此的厚度相同。例如，是由SiO2构成的低折射率层以及由TiO2高折射率层构成的组合，关于各自的光学膜厚，低折射率层为0.3L，高折射率层为0.45H，低折射率层为0.3L。该0.3以及0.45与第1组31、第2组32、第4组34、第5组35以及第6组36同样地，是各层的第1系数。俯视第7组37时的大小与第1组31、第2组32、第3组33、第4组34、第5组35以及第6组36相同。
此时，第7组37的各层的光学膜厚与第2组32相同，第7组37的表观的光学膜厚是112.5(nm)。此外，各层的物理膜厚等于各层的光学膜厚分别除以折射率后得到的值，分别是37.5÷1.47＝25.51(nm)、56.25÷2.43＝23.15(nm)以及37.5÷1.47＝25.51(nm)。此时，该第7组37的表观的折射率为2.06。
该第7组37的表观的光学膜厚是可见光的波长的大致四分之一。由于本发明的一实施方式将可见光的波长设定为500nm，所以与第1组31、第3组33以及第5组35同样地，只要第7组37的光学膜厚在125nm附近，针对中心波长500nm附近的可见光，就能够抑制其反射，使光有效透过第7组37。
上述的透明基板4在上表面配置有第7组37，且容易使宽波段的光透过。此时，透明基板4使透过了第7组37的光当中近红外线被抑制的可见光透过。
透明基板4的折射率n8在温度为20℃时是1.3～1.8。例如，在透明基板4是硼硅酸玻璃的情况下，折射率n8为1.52。
关于以上所示的一实施方式的各组的结构，集中示出具体的材料等的表如表1所示。表1中将各组组合了低折射率层及高折射率层而成的三个层从上表面侧起按顺序表示为第1层、第2层以及第3层。此外，按顺序示出了作为产品制造时的低折射率层以及高折射率层的层数即制造上层数、构成各组的层的材料、相对于该材料的折射率、各组的表观折射率、对构成各组的三层组合整体涉及的光学膜厚进行调整的系数是第2系数、构成各组的层的第1系数(各层)、中心波长500nm的情况下的构成各组的各层的单层的光学膜厚(nm)、中心波长500nm的单层相对于光学膜厚的物理膜厚(nm)、与作为制造上的一层的低折射率层以及高折射率层对应的物理膜厚即多个膜厚(nm)、以及包含表观的光学膜厚的光学膜厚(nm)。在此，由于制造上层数在连续的层中使用相同材料的情况下能够成膜为一个层，所以示出了该情况下的层数。这样，在设置为一个层的情况下，变成低折射率层以及高折射率层被交替设置的状态。
[表1]
如表1所示，该例中折射率n0、n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7以及n8的关系为n0＜n1＜n2、n2＞n3＞n4、n4＜n5＜n6且n6＞n7＞n8。在反射膜3中，通过使该关系成立，从而如图7所示，实现可见光的透过率至少在80％以上的近红外线截止滤波器1。进一步地，在中心波长500nm附近，透过率在90％以上。
关于以上所示的近红外线截止滤波器1，透过了透镜等的光首先向第1组31入射，然后依次透过第2组32、第3组33、第4组34、第5组35、第6组36、第7组37以及透明基板4。此外，关于近红外线截止滤波器1，第1组31、第3组33、第5组35以及第7组37的光学膜厚是可见光波长的大致四分之一，并且折射率的关系为n0＜n1＜n2、n2＞n3＞n4、n4＜n5＜n6且n6＞n7＞n8，由此能够提高可见光的透过率。此外，在第4组34中，由于光学膜厚的比是低折射率层∶高折射率层∶低折射率层＝1∶2∶1，所以能够抑制近红外线的透过。
接着，参照附图说明本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器1。图8、图10以及图11分别示出了本发明的另一实施方式涉及的近红外线截止滤波器1的剖视图。图9示出了图8所示的近红外线截止滤波器1的透过率的曲线图，横轴表示波长(nm)，纵轴表示透过率(％)。在图8中，反射膜3具备第1组31、第2组32、第3组33、第4组34、第5组35、第6组36、第7组37以及透明基板4。在该图8所示的例子中，在吸收膜2的上表面配置有使入射的光透过且保护吸收膜2的保护膜5。
该吸收膜2在温度为20℃的情况下，折射率na是1.45～1.55。例如，在吸收膜2由聚乙烯醇缩丁醛构成时，折射率在500nm下是1.47～1.55。
保护膜5在温度为20℃的情况下，折射率np是1.35～1.45。例如，在保护膜5由氢氟醚构成时，折射率在500nm下是1.37～1.41。
此外，若将第2组32、第1组31、吸收膜2、保护膜5以及空气的折射率分别设为n2、n1、na、np以及n0，则n2＞n1＞na且na＞np＞n0的关系成立。这些值是温度为20℃的情况。在对于各膜以及各组的折射率来说该关系成立的情况下，能够使更多的可见光透过。图9的曲线图示出了此时的透过率。
该折射率的评价能够根据透过率的测量或者材料分析等来进行。为了使这样的折射率的关系成立，只要适当选择材料进行组合即可。例如，能够选择折射率为1.35左右的氟树脂作为保护膜5，选择折射率为1.5左右的聚乙烯醇缩丁醛聚合物或者乙烯-乙烯醇共聚物作为吸收膜2。另外，在这些材料中，折射率的微调整能够通过调整材料中的空穴量来进行。
接着，在图10所示的例子中，近红外线截止滤波器1在图5所示的反射膜3和透明基板4的结构中，还在透明基板4的下表面与上表面夹着透明基板4成为对称配置地设置第7组37、第6组36、第5组35、第4组34、第3组33、第2组32以及第1组31。此外，在图11所示的例子中，近红外线截止滤波器1详细示出了图4记载的本发明的一实施方式中的反射膜3。也就是说，在透明基板4的下表面还依次设置有第7组37、第6组36、第5组35、第4组34、第3组33、第2组32、第1组31、吸收膜2以及保护膜5。这样，透明基板4的上表面侧以及下表面侧的结构是夹着透明基板4对称的配置，由此因各个膜以及组的材料及厚度不同产生的应力在透明基板4的上下相同地产生。因此，能够减轻透明基板4因应力而发生形变的情况。
接着，图12示出了在本发明的一实施方式的透明基板4的相反侧设置的另一结构的剖视图。图13示出了在透明基板4进一步设置了图12的结构时的透过率的曲线图，横轴表示波长(nm)，纵轴表示透过率(％)。与图10以及图11的情况同样地，近红外线截止滤波器1也可以还在图5记载的本发明的一实施方式的透明基板4的相反侧具有图12所示这样的结构。此时，在设从图12所示的上表面侧入射光的情况下，由第1组01、第2组02、第3组03、第4组04以及第5组05构成。在该第1组01的上表面也可以与透明基板4的另一面同样地设置有吸收膜2以及保护膜5。以下具体示出。
第1组01由低折射率层构成。该低折射率层例如由SiO2构成，且光学膜厚为0.84L，中心波长为500nm的情况下，光学膜厚是105(nm)。此时的折射率是1.47。该0.84与本发明的一实施方式所示的各组同样，是调整低折射率层的光学膜厚的第1系数。
第2组02在上表面配置有第1组01，从上表面侧起按照低折射率层、高折射率层以及低折射率层的顺序将这些层层叠。该低折射率层例如由SiO2构成，高折射率层由TiO2构成，各层的光学膜厚是0.22L、0.33H以及0.22L。该0.22以及0.33与第1组01同样，是各层的第1系数。在此时的中心波长为500nm的情况下，第2组02的光学膜厚是288.25(nm)，表观的折射率是1.95。
第3组03在上表面配置有第2组02，且由高折射率层构成，该高折射率层例如由TiO2构成，光学膜厚是1.87H。该1.87与第1组01以及第2组02同样，是高折射率层的第1系数。在中心波长为500nm的情况下，光学膜厚是233.50(nm)，此时的折射率是2.43。
第4组04在上表面配置有第3组03，与第2组02同样地，从上表面侧起按照低折射率层、高折射率层以及低折射率层的顺序将这些层层叠。该低折射率层例如由SiO2构成，高折射率层由TiO2构成，各层的光学膜厚是0.22L、0.33H以及0.22L。该0.22以及0.33与第1组01、第2组02以及第3组03同样，是各层的第1系数。在此时的中心波长为500nm的情况下，第4组04的光学膜厚是288.25(nm)，表观的折射率是1.95。
第5组05在上表面配置有第4组04，与第1组01同样，由低折射率层构成。该低折射率层例如由SiO2构成，光学膜厚是0.84L，该0.84与第1组01、第2组02、第3组03以及第4组04同样，是低折射率层的第1系数。在中心波长为500nm的情况下，光学膜厚是105(nm)。此时的折射率是1.47。
此时，在第1组01～第5组05以第3组03为中心是对称配置的情况下，能够作为整体将表观的折射率设为1.5。此外，也可以具有10套第1组01～第5组05的组合。此时，在各组合以及组合整体中表观的折射率都是1.5。此外，在中心波长为500nm的情况下，由于第1组01～第5组05的整体的光学膜厚是636(nm)，所以在与空气之间的界面以及与透明基板4之间的界面处产生的两倍波长的近红外线的反射波相位相同，因此能够抑制近红外线的透过。
关于以上的另一实施方式的单面的各组的结构，集中示出具体材料等的表如表2所示。表2与表1同样地，将与各组对应的组合了低折射率层以及高折射率层而成的三层从上表面侧起按顺序表示为第1层、第2层以及第3层。此外，按顺序示出作为产品制造时的低折射率层以及高折射率层的层数即制造上层数、构成各组的层的材料、相对于该材料的折射率、各组的表观折射率、构成各组的各层的第1系数(各层)、中心波长为500nm时构成各组的各层的单层的光学膜厚(nm)、中心波长为500nm的单层的相对于光学膜厚的物理膜厚(nm)、与作为制造上的一层的低折射率层以及高折射率层对应的物理膜厚即多个膜厚(nm)以及包含表观的光学膜厚的各组的光学膜厚(nm)。
[表2]
在将上述结构设置于透明基板4的本发明的一实施方式的相反侧的面的情况下，能够得到表示图13以及图14所示这样的透过率的曲线图。此时，图13是仅反射膜3以及透明基板4的情况下的透过率，图14示出了在第1组31以及第1组01的上表面设置有吸收膜2的情况。
<近红外线截止滤波器的制造方法>
接着，说明以上实施方式涉及的近红外线截止滤波器1的制造方法的一例。
首先，作为透明基板4，准备具有0.2mm厚度、直径为30～90mm的圆形状的玻璃板。使用例如超声波清洗法或者化学清洗法等，清洗该玻璃板的表面。另外，这里的玻璃板用作批量生产用的母基板，可以是一边为30～90mm的四边形状。
接着，在清洗后的玻璃板的表面设置由二氧化硅或者二氧化钛构成的反射膜3。该反射膜3能够通过使用了蒸镀法、离子镀法、CVD法或者溅射法等的成膜方式来形成。厚度是0.05μm。之后，使用超声波清洗法或者化学清洗法等，清洗反射膜3的表面。另外，也可以还在透明基板4的相反侧的表面同样设置反射膜3。
反射膜3将由SiO2构成的低折射率层以及由TiO2构成的高折射率层交替地层叠，并依此设置第7组37、第6组36、第5组35、第4组34、第3组33、第2组32以及第1组31。这些交替设置于各组中的各层能够通过使用了蒸镀法、离子镀法、CVD法或者溅射法等的成膜法来形成。各组的厚度从第7组37至第1组31按顺序依次是74.17(nm)、728.20(nm)、66.45(nm)、4.4(μm)、85.03(nm)、74.17(nm)以及65.94(nm)。之后，使用超声波清洗法或者化学清洗法等，清洗各组的表面。另外，也可以还在透明基板4的相反侧的表面同样依此设置第7组37、第6组36、第5组35、第4组34、第3组33、第2组32、第1组31。另外，在透明基板4的上下表面处各组的层是不同的结构的情况下，也能够通过同样的方法来设置。
接着，在反射膜3的表面设置吸收膜2。关于该吸收膜2，使聚合物20以及有机色素21按浓度为5～20质量％程度溶解到甲乙酮以及甲苯等有机溶媒的混合液中得到涂布液，然后使用旋涂法、浸渍法、喷射法、凹版法或者棒涂法等，在反射膜3的表面涂敷上述涂布液使得成为10～100μm的厚度。之后，在加热炉中干燥，使有机溶媒气化，由此得到厚度为3μm的吸收膜2。另外，在将聚合物20和有机色素21混合而成的液体中，由于羟基彼此相互进行氢键合，所以有机色素21被吸引到聚合物20的羟基侧。保持该状态不变，有机溶媒发生气化从而吸收膜2的厚度变薄且发生固化，因此有机色素21均匀地分散到吸收膜2中。
接着，在吸收膜2的表面设置保护膜5。作为该保护膜5，使用氟树脂，在氟系有机溶媒的混合液中溶解成浓度为5～20质量％程度而得到涂布液，然后使用旋涂法、浸渍法、喷射法、凹版法或者棒涂法等，涂敷上述涂布液使其成为10～100μm的厚度。之后，在加热炉中干燥，使有机溶媒气化并且聚合，由此得到厚度为3μm的保护膜5。
最后，切割成规定大小，例如7×7mm，进行清洗。此时，若在透明基板4的两面对称地设置有吸收膜2、反射膜3以及保护膜5，则在切割时，在透明基板4的上下均匀地产生应力，所以透明基板4很难发生形变，能够抑制透明基板4破碎或翘曲的情况。
如以上这样，能够制造本发明的实施方式涉及的近红外线截止滤波器1。
<光半导体装置的结构>
接着，参照附图说明本发明的一实施方式涉及的光半导体装置100。图15以及图16分别示出了本发明的一实施方式涉及的光半导体装置100的俯视图以及剖视图。在这些图中，光半导体装置100具备本发明的实施方式涉及的近红外线截止滤波器1(以下，有时仅称为“滤波器1”。)、光半导体元件收纳用封装体101、光半导体元件105以及透镜106。
在图15所示的设置有透镜106的部位，使从该透镜106的上表面入射的光入射至光半导体元件收纳用封装体101的内部。入射的光透过滤波器1，在近红外线的透过得到抑制的状态下，照射光半导体元件105。
如图16所示，光半导体元件收纳用封装体101具有：光入射的透镜固定部104、通过了透镜固定部104的光所要通过的滤波器固定部103以及通过了滤波器固定部103的光所要入射的光半导体元件安装部102。光半导体元件收纳用封装体101由陶瓷材料或者金属材料形成。在该光半导体元件收纳用封装体101的光半导体元件安装部102，安装摄像元件或者受光元件等光半导体元件105。此时，光半导体元件105通过接合线等连接构件，与光半导体元件收纳用封装体101的布线等电连接。在光半导体元件105为摄像元件或者受光元件的情况下，光半导体元件105具备产生与入射至光半导体元件105的表面的光的强度相应的电荷的光电转换的功能。
此外，在透镜固定部104固定透镜106。该透镜106使来自外部的光折射并且透过后入射至滤波器1。透镜106由玻璃或者透明的树脂等材料构成。作为透镜106，按照使用目的来使用凸透镜、凹透镜或者菲涅耳透镜等各种形状的透镜。
如图15以及图16所示，透镜固定部104例如具有立方体形状或者长方体形状，在上下表面设置有贯通孔，嵌入到该贯通孔中来固定透镜106。
此外，在滤波器固定部103固定滤波器1。该滤波器1被固定于滤波器固定部103，位于透镜106与光半导体元件105之间。滤波器固定部103的形状并不特别限定，例如在俯视下是四边形状、六边形状、八边形状或者圆形状等。
对于具备近红外线截止滤波器1的光半导体装置100来说，近红外线截止滤波器1的吸收膜2具有有机色素21且使吸收近红外线的该有机色素21分散在其内部，由此在从透镜106入射的光透过近红外线截止滤波器1时，能够有效吸收近红外线。进一步地，近红外线截止滤波器1通过在吸收膜2的下表面设置反射近红外线的反射膜3，从而能够通过反射膜3反射透过了吸收膜2的光当中的近红外线。因此，能够使抑制了近红外线透过的光透过并使其入射至光半导体元件105。
此外，关于光半导体装置100，在反射膜3中，第1组31、第3组33、第5组35以及第7组37的光学膜厚或者表观的光学膜厚为可见光的大致四分之一，并且折射率的关系成立。由此，在从透镜106入射的光透过近红外线截止滤波器1时，能够有效抑制近红外线的透过以及可见光的反射。进一步地，在第1组31的上表面具备包含有机色素21的吸收膜2的情况下，由吸收膜2吸收近红外线，且透过了吸收膜2的近红外线被第1组31～第7组37反射，所以能够更加有效地抑制近红外线。
以上这样的光半导体装置100由于外部的光透过滤波器1后入射至光半导体元件105，所以能够使接近人眼所能感知的可见光的光更多地入射到光半导体元件105。这样，通过具备能得到期望的光学特性的滤波器1，能够实现光学特性出色的光半导体装置100。
此外，本实施方式的特征部的各种组合并不限于上述的实施方式的例子。
符号说明
1 近红外线截止滤波器
2 吸收膜
20 聚合物
21 有机色素
3 反射膜
4 透明基板
5 保护膜
11 低折射率层
12 高折射率层
31 第1组
32 第2组
33 第3组
34 第4组
35 第5组
36 第6组
37 第7组
01 另一面侧的第1组
02 另一面侧的第2组
03 另一面侧的第3组
04 另一面侧的第4组
05 另一面侧的第5组
100 光半导体装置
101 光半导体元件收纳用封装
102 光半导体元件安装部
103 滤波器固定部
104 透镜固定部
105 光半导体元件
106 透镜

Claims (9)

1.一种近红外线截止滤波器，其特征在于，具备：
吸收膜，吸收所入射的光当中的近红外线；
反射膜，在上表面配置了所述吸收膜，且对透过了所述吸收膜的光当中的近红外线进行反射；以及
透明基板，在上表面配置了所述反射膜以及所述吸收膜，且使透过了所述反射膜的光透过，
所述吸收膜包含聚合物和分散于所述聚合物中的有机色素，其中，该聚合物由具有疏水基的重复单元以及具有羟基的重复单元构成，该有机色素具有羟基并且吸收近红外线，所述聚合物中的具有羟基的重复单元是乙烯醇。
2.根据权利要求1所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，
所述吸收膜的所述聚合物是聚乙烯醇缩丁醛聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，
在所述吸收膜的上表面还具备包含氟树脂的保护膜。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，
所述反射膜具有将折射率不同且分别使可见光以及近红外线透过的低折射率层以及高折射率层层叠而构成的多个组，
所述反射膜具有：
第1组，从上表面侧起按照所述低折射率层、所述高折射率层以及所述低折射率层的顺序将这些层层叠，表观的折射率是n1并且表观的光学膜厚是可见光波长的大致四分之一；
第2组，在上表面配置了所述第1组，且从上表面侧起按照所述低折射率层、所述高折射率层以及所述低折射率层的顺序将这些层层叠，表观的折射率是n2；
第3组，在上表面配置了所述第2组，且由所述低折射率层构成，折射率是n3并且光学膜厚是可见光波长的大致四分之一；
第4组，在上表面配置了所述第3组，且从上表面侧起按照所述低折射率层、所述高折射率层以及所述低折射率层的顺序将这些层层叠，光学膜厚的比为低折射率层：高折射率层：低折射率层＝1∶2∶1并且表观的折射率是n4；
第5组，在上表面配置了所述第4组，且从上表面侧起按照所述低折射率层、所述高折射率层以及所述低折射率层的顺序将这些层层叠，表观的折射率是n5并且表观的光学膜厚是可见光波长的大致四分之一；
第6组，在上表面配置了所述第5组，且从上表面侧起按照所述高折射率层、所述低折射率层以及所述高折射率层的顺序将这些层层叠，表观的折射率是n6；以及
第7组，在上表面配置了所述第6组，且从上表面侧起按照所述低折射率层、所述高折射率层以及所述低折射率层的顺序将这些层层叠，表观的折射率是n7并且表观的光学膜厚是可见光波长的大致四分之一，
将在上表面配置了所述第7组的所述透明基板的折射率设为n8且将空气的折射率设为n0时，折射率n0、n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7以及n8的关系为n0＜n1＜n2、n2＞n3＞n4、n4＜n5＜n6且n6＞n7＞n8。
5.根据权利要求4所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，
所述第4组具有20套所述低折射率层、所述高折射率层以及所述低折射率层的组合。
6.根据权利要求4或5所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，
所述第6组具有5套所述高折射率层、所述低折射率层以及所述高折射率层的组合。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，
设置在所述第1组的上表面的所述吸收膜的折射率是na，并且
所述保护膜的折射率是np，
折射率n0、np、na、n1以及n2的关系为n0＜np＜na且na＜n1＜n2。
8.根据权利要求6所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，
所述低折射率层由二氧化硅构成，所述高折射率层由二氧化钛构成。
9.一种光半导体装置，其特征在于，具备：
光半导体元件收纳用封装体，具有光所入射的透镜固定部、通过了所述透镜固定部的光所要通过的滤波器固定部以及通过了所述滤波器固定部的光所要入射的光半导体元件安装部；
透镜，被固定在所述透镜固定部；
权利要求1～8中任一项所述的近红外线截止滤波器，被固定在所述滤波器固定部，使得透过了所述透镜的光从所述吸收膜侧入射；以及
光半导体元件，被安装在所述光半导体元件安装部，使得透过了所述近红外线截止滤波器的光入射。
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