CN110305352A - 近红外吸收膜、包括其的滤光器和电子设备 - Google Patents

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Abstract

公开近红外吸收膜、包括其的滤光器和电子设备，所述近红外吸收膜包括：聚合物膜、设置在所述聚合物膜上的第一近红外吸收层和第二近红外吸收层，其中所述第一近红外吸收层透射可见光区域中的光并且选择性地吸收近红外区域中的光的至少一种，且所述第一近红外吸收层包括由化学式1表示的染料，和所述第二近红外吸收层包括铜化合物。在化学式1中，R1‑R12与在说明书中描述的相同。[化学式1]

Description

近红外吸收膜、包括其的滤光器和电子设备
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年3月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0035224的优先权和权益，将其全部内容引入本文中作为参考。
技术领域
公开了近红外吸收膜、包括其的滤光器(光学过滤器)、和包括所述滤光器的电子设备。
背景技术
近来，包括存储图像作为电信号的图像传感器的电子设备例如手机、数码相机、可携式摄像机(camcorder)和照相机(摄像机，摄像头，camera)已被广泛使用。
该电子设备可包括包含近红外吸收膜的滤光器以减少或防止由在除可见光区域之外的区域中的光产生光学畸变。
所述近红外吸收膜安装在摄像头模块的图像传感器的前面且因此起到有效地吸收入射的近红外线和解决所述光学畸变现象的作用。
另一方面，所述近红外吸收膜是通过涂覆组合物并且将其干燥而制造的，且常规的组合物包括铜磺酸盐。然而，所述铜磺酸盐具有非常低的近红外吸收能力(强度)，且因此必须以过大的量使用。因此，可导致在高浓度铜盐溶液的制备期间的粘度增加，这对于薄膜的制造是不合乎需要的。
另外，提出使用有机染料代替铜磺酸盐，但所述有机染料可具有相对窄的近红外吸收区域范围。
发明内容
一种实施方式提供具有薄的厚度并且能够有效地减少或防止光学畸变的近红外吸收膜。
另一实施方式提供包括所述近红外吸收膜的滤光器。
另一实施方式提供包括所述滤光器的电子设备。
根据一种实施方式，近红外吸收膜包括：聚合物膜、以及设置在所述聚合物膜上的第一近红外吸收层和第二近红外吸收层，其中所述第一近红外吸收层透射可见光区域中的光且选择性地吸收近红外区域中的光的至少一种，且所述第一近红外吸收层包括由化学式1表示的染料，和所述第二近红外吸收层包括铜化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
R1、R2、和R5-R12独立地为氢原子、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，和
R3和R4独立地为取代或未取代的C6-C20芳基。
R3和R4可独立地为未取代的或被C1-C10烷基取代的C6-C20芳基。
由化学式1表示的染料可具有在约715nm-约725nm的波长区域中的最大吸收波长(λ最大)。
所述铜化合物可为铜磷酸盐。
所述铜磷酸盐可由化学式2-1至化学式2-3之一表示。
[化学式2-1]
[化学式2-2]
[化学式2-3]
在化学式2-1至化学式2-3中，
Ra-Rh独立地为氢原子或者取代或未取代的C1-C20烷基。
所述近红外吸收膜在约630nm-约640nm的波长区域中可具有50％的平均光透射率。
所述第一近红外吸收层可进一步包括有机粘结剂。
所述有机粘结剂可包括能热固化的粘结剂、能光固化的粘结剂、或其组合。
所述第一近红外吸收层可进一步包括基于花青的染料、基于酞菁的染料、二硫醇烯金属络合物染料、基于二亚铵(diimmonium)的染料、或其组合。
所述聚合物膜可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、三乙酰基纤维素、聚碳酸酯、环烯烃聚合物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰亚胺、或其组合。
所述聚合物膜可选择性地吸收紫外(UV)区域中的光的至少一部分。
所述第一近红外吸收层可设置在所述聚合物膜和所述第二近红外吸收层之间。
所述第二近红外吸收层可设置在所述聚合物膜和所述第一近红外吸收层之间。
所述近红外吸收膜在约700nm-约740nm的波长区域中可具有小于或等于约2.5％的平均光透射率。
根据另一实施方式，滤光器包括所述近红外吸收膜和设置在所述近红外吸收膜的一个表面或两个表面上的红外阻挡层。
所述红外阻挡层可包括由具有不同折射率的材料组成的第一层和第二层，且可包括其中所述第一层和第二层交替地且重复地堆叠的多层。
所述红外阻挡层可阻挡在约700nm-约1200nm的波长区域中的光。
所述近红外吸收膜可具有约50μm-约250μm的厚度。
根据另一实施方式，电子设备包括所述滤光器。
所述电子设备可包括透镜(镜头)、图像传感器、以及设置在所述透镜和所述图像传感器之间的所述滤光器。
所述具有薄的厚度并且能够有效地防止近红外区域中的光的近红外吸收膜因此有效地减少或防止光学畸变。
附图说明
图1为显示根据一种实施方式的近红外吸收膜的示意性横截面图，
图2为显示根据另一实施方式的近红外吸收膜的示意性横截面图，
图3和4为显示根据一些实例实施方式的近红外吸收膜的示意性横截面图，
图5和6为显示根据一些实例实施方式的近红外吸收膜的示意性横截面图，
图7为显示包括根据实施方式的近红外吸收膜的摄像头模块的示意图，
图8为显示作为图像传感器的一个实例的有机CMOS图像传感器的顶视平面图，
图9为显示图8的有机CMOS图像传感器的一个实例的横截面图，和
图10至13分别为显示包括近红外吸收膜的滤光器的取决于波长的光透射率的图。
<符号说明>
10：近红外吸收膜 11：聚合物膜
12：第一近红外吸收层
13：第二近红外吸收层
14：红外阻挡层
20：摄像头模块 21：透镜镜筒
22：外壳 23：图像传感器
23A：有机CMOS图像传感器
50a，50b：光感测器件
70：滤色器层 60，80：绝缘层
200：有机光电器件 210：下部电极
220：上部电极 230：光吸收层
具体实施方式
如本文中使用的，当未另外提供具体定义时，“烷基”指的是C1-C20烷基且“芳基”指的是C6-C20芳基。
如本文中使用的，当未另外提供具体定义时，“取代(的)”指的是至少一个氢被如下代替：卤素原子(F、Cl、Br、或I)、羟基、C1-C20烷氧基、甲基丙烯酸酯基团(即，(甲基)丙烯酰氧基)、硝基、氰基、胺基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基团、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C20芳基、C3-C20环烷基、C3-C20环烯基、C3-C20环炔基、C2-C20杂环烷基、C2-C20杂环烯基、C2-C20杂环炔基、C3-C20杂芳基、或其组合。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，在化学式中，当未画出化学键时，氢键合在被认为将给出的位置处。
如本文中使用的，平均光透射率指的是当在滤光器的垂直方向(正面方向)上照射入射光时测量的光透射率的平均值。
如本文中使用的，最大吸收波长(λ最大)指的是峰值吸收波长，在该波长处，吸收是最大的。
在下文中，将详细地描述实例实施方式，使得本领域技术人员将理解其。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现且不被解释为限于本文中阐明的实例实施方式。
在附图中，为了清楚，放大层、膜、面板、区域等的厚度。在说明书中，相同的附图标记始终表示相同的元件。将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基板被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。
在下文中，描述根据实施方式的近红外吸收膜。
根据实施方式的近红外吸收膜包括：聚合物膜、以及设置在所述聚合物膜上的第一近红外吸收层和第二近红外吸收层，其中所述第一近红外吸收层透射可见光区域中的光并且选择性地吸收近红外区域中的光的至少一种，且所述第一近红外吸收层包括由化学式1表示的染料，和所述第二近红外吸收层包括铜化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
R1、R2、和R5-R12独立地为氢原子、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，和
R3和R4独立地为取代或未取代的C6-C20芳基。
例如，R3和R4可独立地为未取代的或被C1-C10烷基取代的C6-C20芳基。例如，R3和R4可独立地为未取代的C6-C20芳基或被C1-C10烷基取代的C6-C20芳基。当R3和R4具有以上取代基时，所述染料可保证大于或等于约715nm、例如约715nm-约725nm的最大吸收波长，且因此可单独用作在近红外区域中具有低的透射率的吸收材料。
单独的有机染料具有相对窄的近红外吸收区域范围且因此在吸收整个近红外吸收区域的光方面具有限制(单独的有机染料有用地用作医学标记材料例如对于化学疗法的癌症诊断等、衣服着色材料等)。
根据实施方式的近红外吸收膜不具有单层结构，而是具有多层结构(包括聚合物膜、第一近红外吸收层、和第二近红外吸收层的3层结构)，并且所述两个近红外吸收层分别包括由化学式1表示的化合物(染料)和铜化合物且因此可解决有机染料具有窄的近红外吸收区域范围的以上的常规的问题且同时在近红外区域中、例如在约700nm-约770nm、例如约700nm-约740nm的区域中将光透射率降低至小于或等于约3％、例如小于或等于约2.5％，并且因此可适合地用于滤光器。另外，由于由化学式1表示的染料被包括在所述第一近红外吸收层中，而铜化合物被包括在所述第二近红外吸收层中，因此根据实施方式的近红外吸收膜在可见光区域中、例如在约430nm-约565nm的区域中保持大于或等于约80％的光透射率，且同时具有在约715nm-约725nm的区域中的最大吸收波长，且包括根据实施方式的近红外吸收膜的滤光器可防止当摄像头图像传感器感测到红外区域中的光时的光学畸变问题和闪烁(flare)现象(进入摄像头透镜的光被反射和分散(色散)且因此聚集在图像传感器中的现象)。此外，根据实施方式的近红外吸收膜具有在约630nm-约640nm的范围内的在其处光透射率为50％的波长区域且因此具有对于摄像头模块等的商业可利用性的最佳条件。
所述第一近红外吸收层可包括粘结剂例如有机粘结剂、无机粘结剂、有机-无机粘结剂、或其组合。所述粘结剂没有特别限制，只要其可与由化学式1表示的染料混合或者可分散由化学式1表示的染料和可使由化学式1表示的染料附着到稍后将描述的聚合物膜。
例如，所述第一近红外吸收层可进一步包括有机粘结剂。
所述有机粘结剂可为丙烯酸类粘结剂。例如，所述丙烯酸类粘结剂可为能固化的粘结剂例如能热固化的粘结剂、能光固化的粘结剂、或其组合。
所述粘结剂可为例如甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基纤维素(HPC)、黄原胶、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、或其组合，但不限于此。
基于100重量份的所述粘结剂，可以小于或等于约10重量份的量包括由化学式1表示的染料。当包括比所需要的多的由化学式1表示的染料时，在其处光透射率为50％的波长小于约630nm。当在其处光透射率为50％的波长小于约630nm时，红色光透射剂量变得更小，且因此，在整个可见光区域中的透射率需要被调节。
例如，基于100重量份的所述粘结剂，可以约0.1重量份-约10重量份的量包括由化学式1表示的染料。当基于100重量份的所述粘结剂以小于约0.1重量份的量包括由化学式1表示的染料时，在近红外区域例如约700nm-约740nm的区域中的光透射率可大于或等于约9％、例如大于约4％。
另一方面，如图11中所示，由于由化学式1表示的染料具有为在可见光区域(约430nm-约565nm的区域)中的平均吸光度的至少约23倍、例如至少约30倍高的在近红外区域(约700nm-约740nm的区域)中的平均吸光度，因此在可见光区域中的光透射率可大于或等于约85％、例如大于或等于约88％，而在近红外区域中的光透射率可小于或等于约9％、例如小于或等于约4％。
当在近红外区域中的平均吸光度为在可见光区域中的平均吸光度的少于约23倍高时，可见光区域中的光透射率可降低且可得不到以上性质，且因此其作为近红外吸收膜是不合乎需要的。
所述第一近红外吸收层可进一步包括具有与化学式1不同的结构的染料。在这种情况下，在约740nm-约1200nm的波长区域中的光透射率可改善。
所述具有与化学式1不同的结构的染料可包括例如聚甲炔(polymethine)化合物(染料)、花青化合物(染料)、酞菁化合物(染料)、部花青化合物(染料)、萘酞菁化合物(染料)、亚铵化合物(染料)、二亚铵化合物(染料)、三芳基甲烷化合物(染料)、二吡咯亚甲基(dipyrromethene)化合物(染料)、蒽醌化合物(染料)、萘醌化合物(染料)、二醌化合物(染料)、萘嵌苯(rylene)化合物(染料)、苝化合物(染料)、方酸菁(squaraine)化合物(染料)、吡喃(pyrylium)化合物(染料)、噻喃化合物(染料)、二酮吡咯并吡咯化合物(染料)、二硫醇烯金属配位化合物(染料)、其衍生物、或其组合，但不限于此。
例如，所述具有与化学式1不同的结构的染料可为基于花青的染料、基于酞菁的染料、二硫醇烯金属络合物染料、基于二亚铵的染料、或其组合。
在其处由化学式1表示的染料的平均光透射率为50％的波长区域可范围为约630nm到约640nm。
由化学式1表示的染料在约700nm-约740nm的波长区域(近红外区域)中可具有小于或等于约9％、例如小于或等于约4％的平均光透射率。
由化学式1表示的染料在430nm-约565nm的波长区域(可见光区域)中可具有大于或等于约85％、例如大于或等于约88％的平均光透射率。
所述第二近红外吸收层可设置在所述聚合物膜和所述第一近红外吸收层之间，或者第一近红外吸收层可设置在所述聚合物膜和所述第二近红外吸收层之间。
所述第二近红外吸收层可包括铜化合物例如铜磷酸盐。所述第二近红外吸收层可由于所述铜磷酸盐而额外吸收近红外波长区域中的光且由此可有效地减少或防止由在近红外波长区域中的光所致的光学畸变。
所述铜磷酸盐可由化学式2-1至化学式2-3之一表示，但所述铜磷酸盐的结构不限于此。
[化学式2-1]
[化学式2-2]
[化学式2-3]
在化学式2-1至化学式2-3中，
Ra-Rh独立地为氢原子或者取代或未取代的C1-C20烷基。例如，Ra-Rh可独立地为氢原子、未取代的C1-C20烷基、或被(甲基)丙烯酸酯基团取代的C1-C20烷基。
近红外吸收膜10包括聚合物膜11和第一近红外吸收层12并且由此有效地透射在可见光区域中的光和有效地阻挡在近红外区域中的光。另外，根据本实施方式的近红外吸收膜10进一步包括第二近红外吸收层13且由此可额外吸收在近红外区域中的光，并且可应用于电子设备且可减少或防止由在近红外区域中的光所致的可见光区域的光学信号的畸变。
图1和2独立地为显示根据实施方式的近红外吸收膜的示意性横截面图。
参照图1和2，根据实施方式的近红外吸收膜10包括聚合物膜11、第一近红外吸收层12、和第二近红外吸收层13。第一近红外吸收层12可设置在聚合物膜11和第二近红外吸收层13之间，或者第二近红外吸收层13可设置在聚合物膜11和第一近红外吸收层12之间。
聚合物膜11可为透明的聚合物膜且在可见光区域中具有例如大于或等于约80％的平均光透射率。在所述范围内，其可具有大于或等于约85％的平均光透射率。在这里，可见光区域可为例如大于约380nm且小于约700nm、例如约430nm-约565nm的波长区域。
聚合物膜11可包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、三乙酰基纤维素、聚碳酸酯、环烯烃聚合物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰亚胺、或其组合，但不限于此。
聚合物膜11可选择性地吸收在紫外(UV)区域中的光的至少一部分。在这里，紫外(UV)区域可为例如小于或等于约380nm的波长区域。
聚合物膜11可吸收在至少约350nm-约380nm的波长区域中的光的大部分，且因此近红外吸收膜10在约350nm-380nm的波长区域中的平均光透射率可小于或等于约1％、例如小于或等于约0.8％或者小于或等于约0.5％。
聚合物膜11可根据近红外吸收膜10的所需性质而包括各种添加剂。
聚合物膜11可具有约25μm-约105μm的厚度。
第一近红外吸收层12和第二近红外吸收层13分别透射在可见光区域中的光且选择性地吸收在近红外区域中的光的至少一部分。在这里，可见光区域可为例如大于约380nm且小于约700nm、例如约430nm-约565nm的波长区域，且近红外区域可为例如约700nm-约1200nm、约780nm-约1200nm、或约700nm-约740nm的波长区域。
第一近红外吸收层12可由包括所述染料、所述粘结剂、和溶剂的溶液形成，且第二近红外吸收层13可由包括所述铜化合物、所述粘结剂、和溶剂的溶液形成。
所述溶剂没有特别限制，只要其溶解和/或分散所述染料、所述铜化合物和所述粘结剂且可为例如选自如下的一种或多种：水；基于醇的溶剂例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、丙二醇、丙二醇甲基醚、乙二醇等；脂族烃溶剂例如己烷、庚烷等；芳族烃溶剂例如甲苯、吡啶、喹啉、苯甲醚、1,3,5-三甲基苯、二甲苯等；基于酮的溶剂例如甲基异丁基酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、环己酮、丙酮等；基于醚的溶剂例如四氢呋喃、异丙基醚等；基于乙酸酯的溶剂例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲基醚乙酸酯等；基于酰胺的溶剂例如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺(DMF)等；基于腈的溶剂例如乙腈、苄腈等；和所述溶剂的混合物，但不限于此。
可将所述溶液涂覆在聚合物膜11或另外的近红外吸收层上，干燥，和任选地通过热和/或光固化。所述涂覆可为例如旋涂、狭缝涂覆、棒涂、刮刀涂覆、狭缝模头涂覆、和/或喷墨涂覆。所述干燥可例如通过自然干燥、热风干燥、和/或在比所述溶剂的沸点高的温度下的热处理进行。
第一近红外吸收层12和第二近红外吸收层13可各自独立地具有例如约1μm-约200μm的厚度。
近红外吸收膜10具有其中聚合物膜11、第一近红外吸收层12、和第二近红外吸收层13顺序地堆叠(所述第一近红外吸收层和所述第二近红外吸收层的堆叠顺序可颠倒)的结构，且由此在可见光区域中的光可被有效地透射且在近红外区域中的光可被有效地阻挡。另外，通过赋予聚合物膜11以在紫外(UV)区域中的光的吸收功能，在紫外(UV)区域中的光可被有效地阻挡。因此，通过增加在所有波长区域中的光的在可见光区域中的光的透射率，在感测光的传感器例如图像传感器中，近红外吸收膜10可有效地感测在可见光区域中的光，且因此可减少或防止由除可见光区域之外的光所致的光学畸变。
通过聚合物膜11、第一近红外吸收层12、和第二近红外吸收层13的组合，近红外吸收膜10可有效地透射在可见光区域中的光且选择性地阻挡在近红外区域中的光。
例如，近红外吸收膜10可具有例如在大于约380nm且小于约700nm的可见光区域中大于或等于约70％的平均光透射率、例如在约430nm-约565nm的波长区域中大于或等于约85％的平均光透射率。
例如，近红外吸收膜10可具有例如在约740nm-约1000nm的近红外区域中小于或等于约20％、或在约700nm-约740nm的近红外区域中小于或等于约3％的平均光透射率。
例如，近红外吸收膜10可具有例如在约700nm-约800nm的波长区域中的最大吸收波长(λ最大)、在约700nm-约760nm的波长区域中的最大吸收波长(λ最大)、或在约715nm-约725nm的波长区域中的最大吸收波长(λ最大)。
近红外吸收膜10可具有例如约50μm-约250μm的厚度。在所述厚度范围内，可实现薄的滤光器。例如，所述薄的滤光器可包括近红外吸收膜10。
这样，近红外吸收膜10选择性地吸收在所有波长区域中的光的可见光区域和红外区域之间的近红外波长区域中的光并且阻挡它，且由此可防止由在可见光区域中的光所致的信号和由在非可见光区域中的光所致的信号的交叉或混合以减少或防止光学畸变例如串扰。
另外，近红外吸收膜10有效地吸收在近红外区域中的光而不管入射方向，且因此有效地吸收来自旁边(侧面)方向的在近红外区域中的入射光并阻挡它，且由此可减少或防止由在可见光区域中的光所致的信号被来自旁边的在近红外区域中的入射光畸变。
近红外吸收膜10可应用于用于过滤在近红外区域中的光的所有用途，且可例如应用于摄像头模块和包括其的电子设备。所述电子设备可为数码相机，可携式摄像机，监控摄像头例如CCTV、车载摄像头、医用摄像头，具有内置或外部摄像头的手机，具有内置或外部摄像头的计算机，具有内置或外部摄像头的膝上型电脑等，但不限于此。
图3至6独立地为显示根据一些实例实施方式的近红外吸收膜的示意性横截面图。参照图3至6，一些实例实施方式提供包括所述近红外吸收膜和安置在其一侧或两侧上的红外阻挡层14的滤光器，且还一实施方式提供包括所述滤光器的电子设备。红外阻挡层14可反射在近红外波长区域中的光且由此可有效地减少或防止由近红外波长区域中的光所致的光学畸变。
红外阻挡层14没有特别限制，只要它反射在近红外波长区域中的光，且可为例如高折射率的反射层、包括高折射率纳米颗粒的反射层、或包括多个具有不同折射率的层的多层，但不限于此。
例如，红外阻挡层14可包括由具有不同折射率的材料组成(或包含具有不同折射率的材料)的第一层14a和第二层14b，且可包括其中第一层14a和第二层14b交替地且重复地堆叠的多层。
第一层14a和第二层14b可为例如包括氧化物层、氮化物层、氧氮化物层、硫化物层、或其组合的介电层，和例如，第一层14a可具有小于约1.7的折射率且第二层14b可具有大于或等于约1.7的折射率。在所述范围内，例如，第一层14a可具有大于或等于约1.1且小于约1.7的折射率且第二层14b可具有约1.7-约2.7的折射率，或例如，第一层14a可具有约1.2-约1.6的折射率且第二层14b可具有约1.8-约2.5的折射率。
第一层14a和第二层14b可包括具有在所述范围内的折射率的任何材料，和例如，第一层14a可包括氧化硅、氧化铝、或其组合且第二层14b可包括氧化钛、氧化锌、氧化铟、氧化锆、或其组合。第一层14a和第二层14b可为例如五层的至80层的，例如5层的至50层的。
第一层14a和第二层14b的厚度可根据各层的折射率和反射波长确定，例如第一层14a各自可具有约10nm-约700nm的厚度且第二层14b各自可具有约30nm-约600nm的厚度。第一层14a和第二层14b的厚度可相同或不同。
所述红外阻挡层可具有例如约1μm-约10μm的厚度。
图7为显示根据实施方式的摄像头模块的示意图。
参照图7，摄像头模块20包括透镜镜筒21、外壳(框架，housing)22、近红外吸收膜10、和图像传感器23。例如，所述摄像头模块可为包括透镜(透镜镜筒)、图像传感器、以及设置在所述透镜(透镜镜筒)和所述图像传感器之间的所述滤光器的电子设备。
透镜镜筒21包括至少一个使对象成像的透镜，和所述透镜可沿着光轴方向设置。在这里，光轴方向可为透镜镜筒21的垂直(竖直)方向。
透镜镜筒21容纳在外壳22内部且与外壳22合成一体。透镜镜筒21可在外壳22内部在光轴方向上移动用于自动聚焦。
外壳22支持和容纳透镜镜筒21且在光轴方向上可为开放的。因此，来自外壳22的一个表面的入射光可通过透镜镜筒21和近红外吸收膜10到达图像传感器23。
外壳22可装备有用于使透镜镜筒21在光轴方向上移动的致动器。所述致动器可包括包含磁铁和线圈的音圈电机(VCM)。然而，可采用除致动器之外的多种方法例如机械驱动体系或使用压电器件的压电驱动体系。
近红外吸收膜10与以上描述的相同。
图像传感器23可将对象的图像浓缩(concentrate)且因此将其存储为数据，并且所存储的数据可通过显示媒体显示为图像。
图像传感器23可安装在基板(未示出)中并且与所述基板电连接。所述基板可为例如印刷电路板(PCB)或者电连接至印刷电路板，且所述印刷电路可为例如柔性印刷电路(FPCB)。
图像传感器23将通过透镜镜筒21和近红外吸收膜10的光集中并产生视频信号且可为互补金属-氧化物半导体(CMOS)图像传感器和/或电荷耦合器件(CCD)图像传感器。
图8为显示作为图像传感器的一个实例的有机CMOS图像传感器的顶视平面图且图9为显示图8的有机CMOS图像传感器的一个实例的横截面图。
参照图8和9，根据实施方式的有机CMOS图像传感器23A包括集成有光感测器件50a和50b、传输晶体管(未示出)、和电荷存储器55的半导体基板110、下部绝缘层60、滤色器层70、上部绝缘层80、和有机光电器件200。
半导体基板110可为硅基板，且集成有光感测器件50a和50b、所述传输晶体管(未示出)、和电荷存储器55。光感测器件50a和50b可为光电二极管。
光感测器件50a和50b、所述传输晶体管、和/或电荷存储器55可集成在每个像素中，和例如如所述附图中所示，光感测器件50a和50b可包括在蓝色像素和红色像素中且电荷存储器55可包括在绿色像素中。
光感测器件50a和50b感测光，由所述光感测器件感测的信息可通过所述传输晶体管传输，电荷存储器55电连接至有机光电器件200，且电荷存储器55的信息可通过所述传输晶体管传输。
金属线(未示出)和焊盘(垫，pad)(未示出)形成于半导体基板110上。为了减少信号延迟，所述金属线和焊盘可由具有低的电阻率的金属例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、及其合金制成，但不限于此。然而，其不限于所述结构，且所述金属线和焊盘可设置在光感测器件50a和50b下面。
下部绝缘层60形成于所述金属线和所述焊盘上。下部绝缘层60可由无机绝缘材料例如氧化硅和/或氮化硅、或低介电常数(低的K)材料例如SiC、SiCOH、SiCO、和SiOF制成。下部绝缘层60具有使电荷存储器55暴露的沟槽。所述沟槽可用填料填充。
滤色器层70形成于下部绝缘层60上。滤色器层70可包括在光感测器件50a上方的第一滤色器层，其为与在光感测器件50b上方的第二滤色器层不同的颜色。如图8至9中所示，滤色器层70包括形成于蓝色像素(例如，在光感测器件50a上方的区域)中的蓝色过滤器70B和形成于红色像素(例如，在光感测器件50b上方的区域)中的红色过滤器70R。在图8至9中，未示出绿色过滤器，但是可进一步包括绿色过滤器。尽管图8至9示出了其中滤色器层70包括蓝色过滤器70B和红色过滤器70R的实例，但是发明构思不限于此且滤色器70可替代性地包括用于不同颜色的滤色器层。
上部绝缘层80形成于滤色器层70上。上部绝缘层80消除和/或降低由滤色器层70导致的台阶和使表面平滑。上部绝缘层80和下部绝缘层60可包括使焊盘暴露的接触孔(未示出)、和使绿色像素的电荷存储器55暴露的通孔85。
有机光电器件200形成于上部绝缘层80上。有机光电器件200包括彼此面对的下部电极210和上部电极220以及设置在下部电极210和上部电极220之间的光吸收层230。
下部电极210和上部电极220可全部为光透射电极且光吸收层230可选择性地吸收在绿色波长区域中的光且可代替绿色像素的滤色器。
如上所述，半导体基板110和选择性地吸收在绿色波长区域中的光的有机光电器件200具有堆结构且由此图像传感器的尺寸可减小以实现小型化的图像传感器。
可在有机光电器件200上进一步设置聚焦透镜(未示出)。所述聚焦透镜可控制入射光的方向和将光聚集在一个区域中。所述聚焦透镜可具有例如圆柱体或半球体的形状，但不限于此。
在图8和9中，说明了其中选择性地吸收在绿色波长区域中的光的有机光电器件堆叠在半导体基板110上的结构，但本公开内容不限于此。选择性地吸收在蓝色波长区域中的光的有机光电器件可堆叠在半导体基板110上并且绿色光感测器件和红色光感测器件可集成在半导体基板110中，或者选择性地吸收在红色波长区域中的光的有机光电器件可堆叠在半导体基板110上并且绿色光感测器件和蓝色光感测器件可集成在半导体基板110中。
在通过透镜镜筒21和近红外吸收膜10的可见光区域中的光之中，在绿色波长区域中的光可主要被吸收在光吸收层30中且被光电转换，并且在蓝色波长区域和红色波长区域中的光可通过下部电极210且被光感测器件50a和50b感测。
如上所述，近红外吸收膜10可有效地透射在可见光区域中的光，但吸收和阻挡在近红外区域中的光，且因此将在可见光区域中的纯的光传输到图像传感器且结果，减少或防止当由在可见光区域中的光所致的信号和由在非可见光区域中的光所致的信号交叉和混在一起时产生的串扰。
在下文中，将参照实施例更详细地描述实施方式。然而，这些实施例是示例性的，且本发明的范围不限于此。
实施例
包括近红外吸收膜的滤光器的制造
实施例1
通过将染料1和丙烯酸类粘结剂(HT1335，Samhwa Paints Industrial Co.，Ltd.)分散在溶剂(甲基乙基酮)中而制备组合物1。
通过将铜磷酸盐1和环氧粘结剂(EHPE 3150，DAICEL Corp.)分散在溶剂(甲基乙基酮)中而制备组合物2。
将组合物2棒涂在三乙酰基纤维素膜上，在85℃下干燥1分钟，并且在85℃下热固化4分钟以形成第二近红外吸收层，随后，根据与用于组合物2的相同的方法涂覆组合物1、干燥、并且热固化以在所述第二近红外吸收层上形成第一近红外吸收层，于是，制造了滤光器(三乙酰基纤维素膜/第二近红外吸收层/第一近红外吸收层)。
实施例2
根据与实施例1相同的方法制造滤光器，除了改变第一近红外吸收层和第二近红外吸收层的堆叠顺序之外。
实施例3
根据与实施例1相同的方法制造滤光器，除了使用染料2代替染料1之外。
实施例4
根据与实施例1相同的方法制造滤光器，除了使用铜磷酸盐2代替铜磷酸盐1之外。
对比例1
根据与实施例1相同的方法制造滤光器，除了使用染料3代替染料1之外。
对比例2
根据与实施例1相同的方法制造滤光器，除了使用染料4代替染料1之外。
对比例3
根据与实施例1相同的方法制造滤光器，除了不设置第二近红外吸收层之外。
对比例4
根据与实施例3相同的方法制造滤光器，除了不设置第二近红外吸收层之外。
对比例5
根据与对比例1相同的方法制造滤光器，除了不设置第二近红外吸收层之外。
对比例6
根据与对比例2相同的方法制造滤光器，除了不设置第二近红外吸收层之外。
染料1至4和铜磷酸盐1和2分别具有以下结构。
[染料1]
(λ最大＝716nm)
[染料2]
(λ最大＝716nm)
[染料3]
(λ最大＝709nm)
[染料4]
(λ最大＝708nm)
[铜磷酸盐1]
[铜磷酸盐2]
评价1
评价根据实施例和对比例的滤光器的取决于波长区域的光吸收特性。
通过使用紫外-可见光谱仪(SoldiSpec-3700，Shimadzu Corp.)测量光吸收特性。
结果示于表1和图10至13中。
(表1)
参照表1和图10至13，与根据对比例1至2的滤光器相比，根据实施例1至4的滤光器显示出在可见光区域中大于或等于约86％的高的光透射率，但是低的在近红外区域中的光透射率，例如在700nm-740nm处小于或等于3％且具体地小于或等于2.5％的平均光透射率。特别地，当包括染料的近红外吸收层和包括铜化合物的近红外吸收层堆叠时，在其处光透射率为50％的波长为630nm到640nm。
尽管已经关于目前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。

Claims (20)

1.近红外吸收膜，包括
聚合物膜，以及
设置在所述聚合物膜上的第一近红外吸收层和第二近红外吸收层，
其中所述第一近红外吸收层透射可见光区域中的光并且选择性地吸收近红外区域中的光的至少一种，且所述第一近红外吸收层包括由化学式1表示的染料，和
所述第二近红外吸收层包括铜化合物：
[化学式1]
其中，在化学式1中，
R1、R2、和R5-R12独立地为氢原子、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，和
R3和R4独立地为取代或未取代的C6-C20芳基。
2.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中R3和R4独立地为未取代的或被C1-C10烷基取代的C6-C20芳基。
3.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中由化学式1表示的染料具有在715nm-725nm的波长区域中的最大吸收波长(λ最大)。
4.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中所述铜化合物为铜磷酸盐。
5.如权利要求4所述的近红外吸收膜，其中所述铜磷酸盐由化学式2-1至化学式2-3之一表示：
[化学式2-1]
[化学式2-2]
[化学式2-3]
其中，在化学式2-1至化学式2-3中，
Ra-Rh独立地为氢原子或者取代或未取代的C1-C20烷基。
6.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中所述近红外吸收膜在630nm-640nm的波长区域中具有50％的平均光透射率。
7.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中所述第一近红外吸收层进一步包括有机粘结剂。
8.如权利要求7所述的近红外吸收膜，其中所述有机粘结剂包括能热固化的粘结剂、能光固化的粘结剂、或其组合。
9.如权利要求8所述的近红外吸收膜，其中所述第一近红外吸收层进一步包括基于花青的染料、基于酞菁的染料、二硫醇烯金属络合物染料、基于二亚铵的染料、或其组合。
10.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中所述聚合物膜包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、三乙酰基纤维素、聚碳酸酯、环烯烃聚合物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰亚胺、或其组合。
11.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中所述聚合物膜选择性地吸收紫外(UV)区域中的光的至少一部分。
12.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中所述第一近红外吸收层设置在所述聚合物膜和所述第二近红外吸收层之间。
13.如权利要求1所述的近红外吸收膜，其中第二近红外吸收层设置在所述聚合物膜和所述第一近红外吸收层之间。
14.如权利要求13所述的近红外吸收膜，其中所述近红外吸收膜在700nm-740nm的波长区域中具有小于或等于2.5％的平均光透射率。
15.滤光器，包括
如权利要求1-14任一项所述的近红外吸收膜，和
设置在所述近红外吸收膜的一个表面或两个表面上的红外阻挡层。
16.如权利要求15所述的滤光器，其中
所述红外阻挡层包括由具有不同折射率的材料组成的第一层和第二层，并且
包括其中所述第一层和第二层交替地且重复地堆叠的多层。
17.如权利要求15所述的滤光器，其中所述红外阻挡层阻挡在700nm-1200nm的波长区域中的光。
18.如权利要求15所述的滤光器，其中所述近红外吸收膜具有50μm-250μm的厚度。
19.电子设备，其包括如权利要求15-18任一项所述的滤光器。
20.如权利要求19所述的电子设备，其中
所述电子设备包括
透镜，
图像传感器，以及
设置在所述透镜和所述图像传感器之间的所述滤光器。
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