CN110429090A - 光电转换装置和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光电转换装置和设备。该光电转换装置包括：光电转换基板，其具有多个光电转换部分和布置在所述多个光电转换部分上的微透镜阵列；覆盖微透镜阵列的透光板；布置在微透镜阵列与透光板之间的膜，其中，所述膜具有：在1.05到1.15的范围内的折射率，98.5％以上的在400nm到700nm的波长范围内的光的平均透射率，以及在500nm至5000nm的范围内的膜厚度。

Description

光电转换装置和设备
技术领域
本公开涉及光电转换装置和设备。
背景技术
近年来，称为晶圆级芯片尺寸封装(WL-CSP)的半导体封装技术一直备受关注。在WL-CSP中，包括布线、电极形成、封装和切割的所有工艺在仍处于晶圆状态的同时进行，并且采用最终切割的芯片的尺寸作为封装尺寸。
由WL-CSP制造的光电转换装置的结构包括腔结构和无腔结构，在腔结构中，微透镜阵列与透光板之间的空间是中空的，在无腔结构中，在微透镜阵列与透光板之间布置折射率比微透镜的折射率相对较低的固体物质。
传统的光电转换装置通常采用腔结构。然而，作为中空结构，腔结构往往强度低。另外，由于必须在腔周围形成框形粘合剂层以支撑透光板，所以光电转换装置的尺寸往往会增大，导致成本更高。
相反，由于在无腔结构中，固体物质布置在微透镜阵列与透光板之间以覆盖微透镜，因此无腔结构具有优异的强度并且不再需要在腔周围形成框形粘合剂层。因此，可以减小光电转换装置的尺寸，从而可以降低成本。
此外，微透镜的聚光特性取决于微透镜的折射率和覆盖微透镜的固体物质的折射率，并且折射率之间的差越大，聚光特性越高。
在腔结构的情况下，由于布置成覆盖微透镜的物质是折射率为1.0的空气，所以即使微透镜的材料是具有1.5到1.6的范围内的折射率的树脂，也可以获得足够的聚光特性。
然而，在无腔结构中，由于覆盖微透镜的固体物质的折射率高于空气的折射率，因此当使用具有类似于腔结构情况的折射率的微透镜时，聚光特性降低。
在日本特开第2010-040621号公报中公开的无腔结构中，由于微透镜的材料是折射率在1.5至1.6范围内的丙烯酸树脂等，因此使用诸如折射率为约1.3的含氟聚合物的低折射率材料作为用于覆盖微透镜的固体物质。
在日本特开第2005-026314号公报中，由于使用折射率为1.5的树脂材料作为用于覆盖微透镜的固体物质，因此使用折射率在1.7至2.1的范围内的高折射率微透镜。
代表性的低折射率透光膜是使用中空颗粒的多孔膜。
日本特开第2014-228614号公报公开了一种透光材料，其中，中空颗粒和空隙共存于透光基质内。
日本特开第2015-4753号公报公开了一种低折射率膜，其强度通过用主要含有SiO2的粘结剂涂布紧密堆积的中空颗粒层来提高。
同时，日本特开第2012-032673号公报公开了一种低折射率膜，其能够形成折射率低、对基板的粘合性优异和在高温高湿下折射率变化较小并且表现出优异的耐候性能的图案。
另外，日本特开第2003-266606号公报公开了一种仅带有单层抗反射膜的具有足够抗反射性能的材料。
此外，日本特开第2018-032792号公报公开了一种用于改善透光板与光电转换基板之间的粘结的技术。
发明内容
日本特开第2010-040621号公报中公开的无腔结构使用具有低折射率的微透镜涂层，以增加微透镜与微透镜涂层之间的折射率差。然而，由于折射率的差仍然很小，因此微透镜的聚光特性可能会降低。
日本特开第2005-026314号公报中公开的无腔结构使用高折射率微透镜，以增加微透镜与微透镜涂层之间的折射率差。然而，用诸如氮化硅的具有高折射率的材料形成微透镜的工艺需要先进的技术并且导致高成本。
采用日本特开第2014-228614号公报中公开的透光材料，由于空隙相对于透光材料的总体积的孔隙率小，因此折射率可能会增加。另外，由于不控制空隙的尺寸，因此存在透射率降低的风险。
采用日本特开第2015-4753号公报中公开的低折射率膜，由于中空颗粒是紧密堆积的，或者换句话说，由于在中空颗粒之间形成的孔的体积最小化并且孔隙被粘结剂填充，所以即使可以获得高透射率，折射率的降低也是不足的。因此，低折射率膜不适合作为光学装置中要使用的透光膜。
另外，日本特开第2012-032673号公报和日本特开第2003-266606号公报中公开的透光膜材料不具有装置处理实际所需的足够的膜强度。
此外，需要一种比日本特开第2018-032792号公报中描述的光电转换装置更好的光电转换装置。
换句话说，本公开提供了一种具有优异光学特性的光电转换装置和设备。
本公开涉及
一种光电转换装置，所述光电转换装置包括：
光电转换基板，其具有多个光电转换部分和布置在所述多个光电转换部分上的微透镜阵列；
透光板，其覆盖微透镜阵列；以及
膜，其布置在微透镜阵列与透光板之间，其中
所述膜具有：
在1.05到1.15的范围内的折射率，
98.5％以上的在400nm至700nm的范围内的波长区域中光的平均透射率，以及
在500nm至5000nm的范围内的膜厚度。
另外，本公开涉及
一种设备，所述设备包括：
上述光电转换装置；以及
选自于由用于在光电转换装置上形成光学图像的光学系统、控制光电转换装置的控制装置、处理从光电转换装置输出的信号的处理装置、移动光电转换装置的移动装置和基于从光电转换装置输出的信号显示信息的显示装置组成的组中的至少一个。
此外，本公开涉及
一种光电转换装置，所述光电转换装置包括：
光电转换基板，其具有多个光电转换部分和布置在所述多个光电转换部分上的微透镜阵列；
透光板，其覆盖微透镜阵列；以及
膜，其布置在微透镜阵列与透光板之间，其中
所述膜含有多个中空颗粒，并且
假设将所述多个中空颗粒内的孔的总体积与膜的单位体积的比率取为孔隙率X(％)，并且将中空颗粒之间的孔的总体积与膜的单位体积的比率取为孔隙率Y(％)，则满足表达为X<Y的关系。
根据本公开，可以提供具有优异光学特性的光电转换装置和设备。
根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得显而易见。
附图说明
图1是示出光电转换装置的构造的截面图的示例；
图2是示出摄像系统的示意性构造的框图；
图3A是示出摄像系统和移动体的构造的图；
图3B是示出摄像系统和移动体的构造的图；
图4是示出膜的结构的图；
图5是示出光电转换装置的构造的截面图的示例；
图6是示出光电转换装置的构造的截面图的示例；
图7是示出膜的结构的图；
图8是示出膜的结构的图；
图9是示出膜的折射率n、X、Y和X+Y间的关系的图；
图10是示出膜的结构的图；
图11A是示出中空颗粒的团聚状态的图；
图11B是示出膜的结构的图；
图11C是示出中空颗粒的团聚状态的图；
图11D是示出膜的结构的图；
图11E是示出中空颗粒的团聚状态的图；
图11F是示出膜的结构的图；
图12表示示例III-1中形成的膜的SEM图像；
图13表示示例III-2中形成的膜的SEM图像；
图14表示示例III-3中形成的膜的SEM图像；
图15表示示例III-4中形成的膜的SEM图像；以及
图16表示示例III-5中形成的膜的SEM图像。
具体实施方式
在本公开中，除非另有说明，否则表示数值范围的“从XX到YY”或“XX到YY”的描述表示包括其下限端点和上限端点的数值范围。另外，“A和/或B”的描述表示包含A的情况、B的情况以及A和B的情况的所有情况的概念。
在下文中，将参照附图描述本公开的实施例。在以下描述和附图中，多个附图共有的部件由共同的附图标记表示。因此，将通过相互参照多个附图来描述共同的部件，并且将适当地省略由共同的附图标记表示的部件的描述。各个实施例可以适当地修改并彼此组合。为了便于理解所描述的元件，附图中各个元件的比例可以与实际装置的比例不同。
一种光电转换装置包括：
光电转换基板，其具有多个光电转换部分和布置在所述多个光电转换部分上的微透镜阵列；
透光板，其覆盖微透镜阵列；以及
膜，其布置在微透镜阵列与透光板之间，其中，
所述膜具有：
在1.05到1.15的范围内的折射率，
98.5％以上的在400nm至700nm的范围内的波长区域中光的平均透射率，以及
在500nm至5000nm的范围内的膜厚度。
图1是示出光电转换装置100的构造的截面图的示例。
光电转换装置100由如下构成：具有光电转换部分1和微透镜阵列2的光电转换基板3；透光板4；以及功能膜5。如稍后所述，功能膜5可以是具有各种光学和/或机械功能的多功能膜。从具有特别优异的光学特性的功能膜5的角度来看，功能膜5可以被称为光学膜。在下文中，除非另有明确说明，否则应理解术语“膜”是指功能膜5。
在图1中，功能膜5布置在微透镜阵列2与透光板4之间，并且具有沿着微透镜阵列2的凹凸部的表面和沿着透光板4的表面。微透镜阵列2由多个二维布置的微透镜组成，各个微透镜的宽度在例如0.5μm至10μm的范围内，并且各个微透镜的高度在例如0.3μm至3μm的范围内。因此，微透镜阵列2的凹凸部的高度差在例如0.3μm至3μm的范围内。
由于光电转换装置100具有其中功能膜5布置在光电转换基板3与透光板4之间的无腔结构，所以光电转换装置100在机械强度方面比在光电转换基板3与透光板4之间存在中空空间的腔结构优异。从填充光电转换基板3与透光板4之间的空间的功能膜5的角度来看，功能膜5也可以被称为填充膜。
图5是示出光电转换装置100的构造的截面图的另一示例。
粘结构件12布置在功能膜5与透光板4之间，并且将功能膜5和透光板4彼此粘结。另外，可以根据需要在功能膜5与粘合构件12之间布置防反射层13。此外，可以根据需要在功能膜5与微透镜阵列2之间布置防反射层11。
防反射层11的上表面和下表面具有与微透镜阵列2的凹凸部对应的凹凸部。防反射层11和13可以比功能膜5薄，并且防反射层11和13的厚度可以等于或小于功能膜5的厚度的1/4。
图6是示出光电转换装置100的构造的截面图的另一示例。
将参照图6描述光电转换装置100的另一截面结构。图6示出了穿过电极714的横截面。图6中所示的截面图聚焦于从像素区域716的一部分越过光电转换装置100的侧表面713直到光电转换装置100的外部的区域。虽然图6中图示了光电转换装置100的单个侧表面713，但是对于其他侧表面，光电转换装置100可以具有类似的截面结构。
如图6所示，在半导体层700和绝缘层702中形成通孔718。通孔718的一端到达布线层703的一部分717。光电转换装置100还具有穿过通孔718的电极714。电极714的一部分与布线层703的部分717接触并结合到布线层703的部分717，并且电极714的另一部分714a平行于半导体层700的下表面(换句话说，与透光板4相反的侧的表面)延伸。在电极714的部分714a中配设用于将光电转换装置100焊接和结合到安装基板的焊料凸块719。
功能膜5布置在微透镜阵列2与透光板4之间。可选地，粘结构件12可以布置在由半导体层700到微透镜阵列2构成的光电转换基板与透光板之间，并且可以将光电转换基板和透光板4彼此结合。可以根据需要在功能膜5与粘结构件12之间布置防反射层(未示出)。另外，可以根据需要在功能膜5与微透镜阵列2之间布置防反射层11。此外，在图6中，附图标记1表示光电转换部分，704表示钝化构件，705表示平坦化层，其是例如由树脂形成的树脂层，706表示滤色器层，707表示平坦化层，其是例如由树脂形成的树脂层，712表示防潮环，并且715表示周边区域。
在光电转换装置100中，从外部入射的光穿过透光板4和功能膜5，由微透镜会聚，并入射到光电转换部分1以转换成电信号。
功能膜5的折射率必须低于构成微透镜阵列2的微透镜的折射率。从这个角度来看，功能膜5可以被称为低折射率膜。
适合作为低折射率膜的功能膜5的折射率在1.05至1.15的范围内。
另外，功能膜5的折射率优选在1.05至1.14的范围内，更优选在1.05至1.13的范围内，甚至更优选在1.05至1.12的范围内，特别优选在1.05至1.11的范围内，尤其优选在1.05至1.10的范围内。
由于空气的折射率为1.00，因此不可能将折射率设置为低于1.00。此外，为了改善微透镜的聚光特性，优选增加功能膜5与微透镜之间的折射率差。
当功能膜5的折射率超过1.15时，例如，使用具有折射率在1.50至1.60的范围内的树脂组合物的微透镜减小了功能膜5与微透镜之间的折射率差，并且导致微透镜的聚光特性降低。
从透过功能膜5的光的角度来看，当在400nm至700nm的波长区域中的光的平均透射率(下文中，也称为透射率)为90.0％以上(90％或大于90％)时，功能膜5可以被称为透光膜。在光电转换装置中，在400nm至700nm的波长区域中的光通过适合作为透光膜的功能膜5的平均透射率为98.5％以上。
另外，透射率优选为99.0％以上，更优选为99.2％以上，甚至更优选为99.4％以上。同时，透射率优选为100.0％以下(100％或小于100％)，更优选为99.9％以下。
应当注意，上述数值范围可以任意组合。
除非另有说明，否则透射率是指平行透射光的透射率，并且不包括漫射透射光的透射率。
当功能膜的透射率为98.5％以上时，光电转换装置的性能提高。
功能膜5的膜厚度在500nm至5000nm的范围内。
另外，功能膜5的膜厚度优选在800nm至5000nm的范围内，更优选在1000nm至5000nm的范围内，甚至更优选在1200nm至5000nm的范围内，特别是优选在1500nm至5000nm的范围内。此外，功能膜5的膜厚度可以为2000nm以下。例如，功能膜5的膜厚度可以在500nm至2000nm、800nm至2000nm、1000nm至2000nm、1200nm至2000nm、1500nm至2000nm等的范围内。
虽然功能膜5被布置成完全覆盖微透镜阵列，但是当功能膜5的膜厚度小于500nm时，难以完全覆盖微透镜并且微透镜的顶点可能最终从功能膜5露出。
相反，当功能膜5的膜厚度超过5000nm时，在形成功能膜5时可能发生裂缝并且透射率可能降低。
当功能膜5布置成完全覆盖微透镜阵列时，功能膜5的膜厚度是指从微透镜的顶点到功能膜5的上表面的厚度(在图1中，透光板4与功能膜5之间的接触表面)。
膜在透光板侧的表面优选比膜在微透镜阵列侧的表面平坦。换句话说，功能膜5在透光板4侧的表面优选地比功能膜5在微透镜阵列2侧的表面(在下文中，也简称为“下表面”)平坦。
在这种情况下，功能膜5的下表面是指具有与微透镜阵列2的凹凸部对应的凹凸部的功能膜5的凹凸表面。换句话说，优选地，沿着透光板4的功能膜5的上表面的凹凸部比功能膜5的下表面的凹凸部平坦。从这个角度来看，功能膜5可以被称为平坦化膜，该平坦化膜使微透镜阵列2的凹凸部平坦化。
当功能膜5以这种方式用作平坦化膜时，功能膜5的膜厚度优选为微透镜阵列2的凹凸部的高度差的两倍以上，并且更优选为该高度差的三倍以上。功能膜5的膜厚度可以是微透镜阵列2的凹凸部的高度差的五倍以下。
另外，功能膜5的上表面也优选是平坦的。当功能膜5的上表面是平坦的时，抑制了由凹凸部引起的光散射，并且功能膜5的透射率进一步提高。此外，可以减少由于在透光板4与功能膜5之间的界面处形成的空间和通过该空间渗透到功能膜5中的水分而导致功能膜5的折射率或透射率改变而降低光电转换装置的性能的可能性。
在这种情况下，平坦是指从光电转换部分1的上表面到功能膜5的上表面的厚度的最大值与最小值之间的差(在图1中，从配设有光电转换部分1的基材与微透镜阵列2之间的接触表面到透光板4与功能膜5之间的接触表面的厚度)为100nm以下。换句话说，平坦是指功能膜5的上表面的高度差为100nm以下。
微透镜阵列2的折射率在例如1.40至2.10的范围内，优选在1.45至1.80的范围内，并且更优选在1.50至1.75的范围内。
当微透镜阵列2的折射率在上述范围内时，在功能膜5与微透镜阵列2之间存在适当的折射率差，并且进一步提高微透镜阵列的聚光特性。
微透镜阵列的材料优选为透明材料，更优选为无色透明材料。
作为微透镜阵列的材料，可以使用诸如氧化硅、氧化钛、氧化铌、氧化锆、氧化钽、氮化硅和氮氧化硅的无机物质。
然而，由于使用无机材料形成具有良好再现性的均匀微透镜阵列需要高水平的技术，因此成本可能会飙升。
考虑到这一点，微透镜阵列优选包含树脂材料。
树脂材料的具体示例包括诸如丙烯酸基树脂、环氧基树脂、聚酰亚胺基树脂和苯乙烯基树脂的树脂材料。
另外，树脂材料可含有具有高折射率的细颗粒。
功能膜5优选地含有折射率在1.10至1.65的范围内的固体物质，折射率在1.20至1.65或1.20至1.60的范围内的固体物质，折射率在1.25至1.65或1.25至1.60的范围内的固体物质，折射率在1.30至1.65或1.30至1.60的范围内的固体物质，或者折射率在1.35至1.60的范围内的固体物质。
单独折射率低于1.10的固体物质几乎不存在。
另外，当使用折射率为1.65以下的固体物质作为骨架时，出于降低折射率的目的，可以适当地设置孔隙率，并且可以增加功能膜5的强度。
固体物质可以是结晶物质或非结晶物质。固体物质可以是颗粒。颗粒没有特别限制，并且，颗粒的示例包括球形颗粒、无定形颗粒、其中球形颗粒或无定形颗粒连接成珠或支链形状的颗粒、具有内腔的中空颗粒以及其中中空颗粒连接成珠或支链形状的颗粒。
固体物质的材料的示例如下。
诸如氟基聚合物或丙烯酸树脂的树脂，诸如氟化镁或氟化钙的氟化物，诸如碳酸钙或碳酸钾的碳酸盐，诸如硫酸钡的硫酸盐，以及诸如二氧化硅(下文中，也称为硅土(silica))或氧化铝的氧化物。
作为低折射率材料的固体物质的示例包括诸如氟基聚合物的有机材料和诸如氟化镁和二氧化硅的无机材料。
然而，具有低折射率的氟基聚合物的折射率为约1.30，氟化镁和二氧化硅(石英)的折射率分别为1.38和1.46，并且其单独折射率显著低于1.30的材料主要是诸如氮气和氧气的气体。
在上述固体物质当中，从折射率、成本和化学稳定性的观点来看，二氧化硅是优选的。
换言之，固体物质的主要成分优选为二氧化硅。在这种情况下，“固体物质的主要成分是二氧化硅”是指在固体物质中二氧化硅占50质量％以上。通常，二氧化硅占固体物质的90质量％或更多。
二氧化硅颗粒的具体示例包括由Nissan Chemical Industries,Ltd.制造的SNOWTEX系列和ORGANOSILICASOL、由JGC Catalysts and Chemicals Ltd.制造的THRULYA系列、由Evonik Industries AG制造并由NIPPON AEROSIL CO.,LTD销售的AEROSIL系列。
通常，由折射率为na的物质A和折射率为nb的物质B构成的复合物质C的折射率nc近似由下式(1)表示。
nc＝[na×va/100]+[nb×vb/100] (1),
其中va和vb分别表示构成复合物质的物质A和物质B的体积分数(va+vb＝100)。
根据式(1)，使用固体物质和空气的复合物质，或者换句话说，使用具有固体物质作为骨架的多孔膜作为功能膜5，使得功能膜5的折射率低于原始固体物质的折射率。在这种情况下，要用作骨架的固体物质的折射率越低，并且功能膜5的孔隙率越高，功能膜5的折射率就越低。为了增大功能膜5的孔隙率，功能膜5可以具有多孔结构。从这个角度来看，功能膜5可以被称为多孔膜。
在上面提供的式(1)中，当假设物质A是空气并且物质B是二氧化硅时，空气的折射率是na＝1.00，二氧化硅的折射率是nb＝1.46，并且二氧化硅的体积分数是vb＝100-va。换句话说，va成为功能膜5的折射率nc的函数，因此，可以获得va。在这种情况下，va表示孔隙率。
功能膜5的孔隙率优选在60.0％至95.0％的范围内，更优选在65.0％至90.0％的范围内。
例如，根据式(1)，当具有作为骨架的二氧化硅(折射率为1.46)的功能膜5的孔隙率低于60.0％时，折射率可以超过1.15。
同时，当孔隙率超过95.0％时，存在如下可能性：功能膜5的折射率可能变成低于1.05的过低的折射率，并且同时功能膜5的强度可能会由于构成功能膜5的骨架不足而降低。
虽然将进一步描述功能膜5含有中空颗粒的情况，但功能膜5不限于此。中空颗粒是指外壳由固体物质形成并且在外壳内部具有腔的颗粒。
功能膜5优选地含有多个中空颗粒。多个中空颗粒中的各中空颗粒是具有由固体物质构成的外壳并且其中外壳包围孔的颗粒。除了中空颗粒之外，含有多个中空颗粒的功能膜5还可以包含固体颗粒或粘结剂。
图8示出了含有中空颗粒作为由固体物质构成的一次颗粒的功能膜5的结构的示例。
功能膜5含有多个中空颗粒301，并且在多个中空颗粒301之间存在中空颗粒之间的孔302。另外，中空颗粒内部也存在孔304。在图8中，附图标记303表示外壳，并且附图标记305表示基材。
假设将多个中空颗粒内的孔的总体积与功能膜5的单位体积的比率取为孔隙率X(％)，并且将中空颗粒之间的孔的总体积与功能膜5的单位体积的比率取为孔隙率Y(％)，则优选地满足表达为X<Y的关系。
在这种情况下，(X+Y)表示上述功能膜5的孔隙率。
另外，功能膜5的折射率n由下式(2)表示。
n＝[na×(X+Y)/100]+[ns×(100-X-Y)/100] (2),
其中，na表示空气的折射率(na＝1)，并且ns表示中空颗粒的外壳的折射率(ns>1)。根据式(2)，X+Y的值越大，并且ns的值越低，n的值就越低。
另外，功能膜5的折射率n也由下式(3)表示。
n＝[na×Y/100]+[np×(100-Y)/100] (3),
其中np表示一个中空颗粒的折射率(np>1)。折射率np是表观折射率，其由外壳的体积和折射率与单个中空颗粒中的孔的体积和折射率的比率计算。换句话说，在式(1)中，当na＝1，nb＝ns，va表示中空颗粒的孔的体积，并且vb表示外壳的体积时，满足nc＝np。
根据式(3)，值Y越大，并且np的值越低，n的值就越低。
应当注意，还可以通过光学测量获得功能膜5的折射率n并将na、ns和np的已知值分配到式(2)和(3)中来估计X和Y。
图9示出了含有中空颗粒的功能膜5的折射率n、孔隙率X(下文中，也简称为X)和孔隙率Y(下文中，也简称为Y)间的关系的示例。
当功能膜5仅由折射率为1.25的固体颗粒和/或孔构成时，图9中的N1可想象地表示功能膜5的固体颗粒间的孔隙率与功能膜5的折射率n之间的关系。假设中空颗粒具有折射率为ns＝1.46的外壳，并且中空颗粒内部的孔具有规定的体积，则单个中空颗粒的折射率np为1.25。在这种情况下，当功能膜5仅由如下的中空颗粒和/或该中空颗粒之间的孔构成时，N1还表示中空颗粒间的孔隙率与功能膜5的折射率n之间的关系：该中空颗粒具有折射率为ns＝1.46的外壳且单个中空颗粒具有折射率np＝1.25。另外，当功能膜5仅由折射率为1.46的固体物质(例如，固体颗粒)和/或孔构成时，N2表示功能膜5的固体颗粒间的孔隙率与功能膜5的折射率n之间的关系。上述构造仅是用于解释n、X和Y间的关系的示例，并且不旨在以任何方式限制本公开。
图9中的关系N1表明，当使用折射率为1.25的固体颗粒获得折射率为1.20的功能膜时，固体颗粒间的孔隙率为y2。另外，关系N1表明，当使用折射率为1.25的固体颗粒获得折射率为1.15的功能膜时，固体颗粒间的孔隙率为y1。此外，图9示出了，当使用折射率为1.46的固体物质(例如，固体颗粒)获得折射率为1.20的功能膜时，孔隙率为x2+y2。而且，图9示出了，当使用折射率为1.46的固体物质(例如，固体颗粒)获得折射率为1.15的功能膜时，孔隙率为x1+y1。
在这种情况下，当通过用单个颗粒具有折射率np＝1.25的可认为等效的中空颗粒代替折射率为1.25的固体颗粒来获得折射率为1.20的功能膜时，中空颗粒中的孔的总体积可以估计为(x2+y2)-y2＝x2。以类似的方式，当通过用单个颗粒具有折射率np＝1.25的可认为等效的中空颗粒代替折射率为1.25的固体颗粒来获得折射率为1.15的功能膜时，中空颗粒中的孔的总体积可以估计为(x1+y1)-y1＝x1。
在图9中，当含有单个颗粒具有折射率np＝1.25的中空颗粒的功能膜的折射率为1.20时，满足x2>y2。相反，当含有单个颗粒具有折射率np＝1.25的中空颗粒的功能膜的折射率为1.15时，满足x1<y1。将会认识到，以这种方式采用x1<y1(X<Y)替代x2>y2(X>Y)会降低功能膜的折射率。
根据图9，例如，当将功能膜5的折射率n设置为1.20时，虽然在功能膜5仅由中空颗粒构成的情况下，y2(％)的孔隙率就足够了，但是在功能膜5仅由固体颗粒构成的情况下，需要y2+x2(％)的孔隙率。换句话说，在这种情况下，y2+x2(％)与y2(％)之间的差x2是孔隙率X，并且y2是前面描述的孔隙率Y。
另外，根据图9，将会认识到，随着X增加，Y减小，因此，在n增加的同时，X+Y的值减小。这意味着，当中空颗粒密集地布置时，由于在中空颗粒之间存在的孔的体积分数减小，而同时外壳——作为折射率高于空气的组分，其体积分数增加，所以功能膜5的折射率增加。
同时，从图9中的y2+x2与y1+x1之间的比较显然可知，Y随着X减小而增加，因此，在n减小的同时X+Y的值增加。这意味着，当稀疏地布置中空颗粒时，由于在中空颗粒之间存在的孔的体积分数增加，而同时外壳的体积分数减小，所以功能膜5的折射率降低。
换句话说，可以增加Y/X以进一步降低功能膜5的折射率。
具体地，优选地满足表达为Y/X>1或X<Y的关系。
另外，X和Y优选地满足表示为X<(100-X-Y)<Y的关系。
功能膜5可以含有由固体物质和用于粘结颗粒以增加强度的粘结剂构成的颗粒。
当使用粘结剂时，功能膜5中含有的固体是粘结剂和中空颗粒的外壳，并且固体相对于功能膜5的单位体积的体积分数由(100-X-Y)(％)表示。
当满足表达为X<(100-X-Y)的关系时，进一步提高功能膜5的强度。同时，当满足表达为(100-X-Y)<Y的关系时，进一步降低功能膜5的折射率。
X和Y的总值(X+Y)优选在60.0％至95.0％的范围内，更优选在65.0％至90.0％的范围内。设置(X+Y)在这些范围内，能够将功能膜5的强度和功能膜5的折射率容易地调整至所期望的范围。
在功能膜5中，X优选在8.0％至32.0％的范围内，更优选在10.0％至28.0％的范围内，甚至更优选在12.0％至24.0％的范围内。
同时，Y优选在30.0％至80.0％的范围内，更优选在35.0％至75.0％的范围内，甚至更优选在40.0％至70.0％的范围内。
设置X和Y在这些范围内，能够将功能膜5的强度和功能膜5的折射率容易地调整至所期望的范围。
虽然图8的图示中的中空颗粒具有基本上球形的形状，但是中空颗粒不限于此。中空颗粒具有外壳303和孔304，孔304被外壳包围并且形成在中空颗粒内部。在这种情况下，中空颗粒可以被认为是一种以空气为其芯的芯壳颗粒。
一个中空颗粒的折射率np由式(4)表示。
np＝[ns×(100-Va)/100]+[na×Va/100] (4),
其中Va表示内部孔相对于中空颗粒的总体积的体积分数。换句话说，一个中空颗粒的折射率np由外壳材料的折射率ns和一个中空颗粒的孔隙率Va确定。
一个中空颗粒的孔隙率np优选在30.0％至70.0％的范围内，更优选在35.0％至65.0％的范围内。
当孔隙率np在上述范围内时，可以容易地降低功能膜5的折射率，并且可以稳定中空颗粒的外壳的强度和功能膜5的强度。
以与上述固体物质的折射率类似的方式，中空颗粒的外壳ns的折射率优选为1.10以上、1.20以上、1.25以上、1.30以上或1.35以上。以与上述固体物质的折射率类似的方式，中空颗粒的外壳的折射率ns优选为1.65以下或1.60以下。上述数值范围可以相互任意组合。
当中空颗粒的外壳的折射率ns在上述范围内时，制造功能膜5的容易度、中空颗粒的强度和功能膜5的强度是优异的，并且同时，功能膜5的折射率可以调节到低水平。
类似于前面描述的固体物质的材料可以用作中空颗粒的外壳的材料。
另外，中空颗粒的外壳可具有微孔。在外壳中形成微小孔使得外壳的折射率能够进一步降低。
中空颗粒的一次颗粒的数均粒径优选在1nm至200nm的范围内，更优选在5nm至100nm的范围内，甚至更优选在10nm至100nm的范围内，特别优选在20nm至100nm的范围内。
当数均粒径在上述范围内时，可以容易地制造中空颗粒，可以容易地抑制光的散射，并且可以进一步提高功能膜5的透射率。
功能膜5优选地含有选自于由如下组成的组中的至少一种颗粒：由固体物质构成的一次颗粒形成三维结构的二次颗粒；由固体物质构成的一次颗粒彼此连接成链形状的链状二次颗粒；以及由固体物质构成的一次颗粒彼此连接成支链形状的支链状二次颗粒。在这种情况下，当由固体物质构成的颗粒形成团聚物时，团聚物也包含在二次颗粒中，在该二次颗粒中，由固体物质构成的一次颗粒形成三维结构。
其中由固体物质构成的一次颗粒形成三维结构的二次颗粒，其中由固体物质构成的一次颗粒彼此连接成链形状的链状二次颗粒，以及其中由固体物质构成的一次颗粒彼此连接成支链形状的支链状二次颗粒，能够降低功能膜5中含有的固体物质的体积分数并增加孔的体积分数。换句话说，可以降低功能膜5的折射率。
由固体物质构成的一次颗粒的数均粒径优选在1nm至200nm的范围内，更优选在5nm至100nm的范围内，甚至更优选在10nm至100nm的范围内，特别优选在20nm至100nm的范围内。
当一次颗粒的数均粒径在上述范围内时，可以适当地控制颗粒的团聚，并且可以改善涂布液中的分散性。另外，可以防止一次颗粒成为400nm至700nm的波长区域中的光的散射体，并且可以进一步提高功能膜5的透射率。
虽然将描述其中使用气相硅土颗粒作为其中由固体物质构成的一次颗粒形成三维结构的二次颗粒的示例的示例，但二次颗粒不限于此。
气相硅土颗粒可以通过在氧气和氢气火焰中高温水解四氯化硅来制备。
在通过上述制造方法产生的气相硅土颗粒中，几十纳米的一次颗粒熔化并彼此粘附以形成具有三维结构的二次颗粒。另外，二次颗粒可以团聚并获取复杂的更高级结构。
由于其特征结构，气相硅土颗粒是非常庞大的颗粒，其表观比重在0.01g/cm3至0.1g/cm3的范围内。因此，含有气相硅土颗粒的功能膜5具有高孔隙率，并且可以显著地降低功能膜的折射率。
二次颗粒的数均粒径优选在10nm至1000nm的范围内，更优选在50nm至500nm的范围内。
当二次颗粒的数均粒径在上述范围内时，例如，二氧化硅的一次颗粒形成三维结构，并且二次颗粒不能获取其中几个一次颗粒团聚的简单结构。
由于具有上述结构的二次颗粒，功能膜5的孔隙率可以容易地控制在上述范围内，并且功能膜5的折射率可以容易地控制在上述范围内。另外，由于可能成为在400nm至700nm的波长区域中的光的散射体的巨孔不太可能在二次颗粒的颗粒间间隙中形成，因此功能膜5的光的透射率可以容易地控制在上述范围内。
一次颗粒和二次颗粒的数均粒径可以使用透射型电子显微镜(TEM)测量(这两个数均粒径均由最大直径的算术平均值算出)。另外，一次颗粒和二次颗粒的数均粒径可以通过调节例如在如前所述在氧气和氢气火焰中进行四氯化硅的高温水解时所应用的条件来控制。
二氧化硅优选在其表面上具有有机基和羟基中的至少一种。
由于具有暴露的羟基的二氧化硅具有高亲水性，因此使用这种二氧化硅作为骨架的颗粒能够形成具有高亲水性的功能膜5。
另外，例如，通过用硅烷偶联构件对二氧化硅的表面进行改性，可以赋予功能膜5功能性。当羟基暴露在二氧化硅的表面上时，可以利用羟基与硅烷偶联构件的水解产物之间的脱水缩合反应。
有机基的示例包括：具有1至4个碳的丙烯酸基，例如甲基、乙基、丙基或丁基；具有聚合性部分的烃基，例如乙烯基、丙烯酸基或甲基丙烯酸基；以及芳香族烃基，例如苯基。然而，有机基不限于这些示例。
当二氧化硅的表面上存在有机基时，可以赋予功能膜5各种功能，例如防水性、疏油性、生物相容性、电子传输性和聚合性。
另外，暴露在二氧化硅的表面上的官能基不必全部被有机基取代，并且有机基和羟基都可以以任意比率暴露。
功能膜5的膜强度使用SAICAS(表面和界面切割分析系统)方法测量，并且指示以N/m为单位表达的在0.5μm的切割深度处的水平力的值。水平力是指当用切割刀片从样品的表面到膜与基板之间的界面进行对角切割时施加到金刚石切割刀片的水平方向上的载荷。
功能膜5的强度优选在3.0N/m至100.0N/m的范围内。
功能膜5的强度优选为5.0N/m以上，更优选为10.0N/m以上。功能膜5的强度优选为50.0N/m以下，更优选为30.0N/m以下，甚至更优选为25.0N/m以下，特别优选为21.0N/m以下。上述数值范围可以相互任意组合。例如，功能膜5的强度可以在3.0N/m至25.0N/m的范围内。
将功能膜5的强度设置为高于30.0N/m，将功能膜5的透射率显著地降低成例如低于90.0％，并且使得功能膜5难以实现作为透光膜的功能。
可以使用现有技术制造光电转换装置。
例如，微透镜阵列布置在光电转换部分上。可以通过在光电转换部分上施加有机材料或无机材料之后进行光刻工艺或回蚀工艺来形成微透镜阵列。随后，可以在微透镜阵列上形成功能膜5。
功能膜5的制造方法的示例包括以下步骤：
制备含有固体物质和溶剂的混合溶液(混合物)；
对混合溶液(混合物)进行分散处理，得到涂布液；以及
通过使用涂布液进行成型并干燥涂布液来获得膜。
将描述用于形成功能膜5的涂布液的制备方法。
虽然将描述使用其中二氧化硅的一次颗粒形成三维结构的气相硅土颗粒的示例，但是气相硅土颗粒的使用不是限制性的。
将气相硅土颗粒分散在溶剂中。作为分散有气相硅土颗粒的溶剂，与气相硅土颗粒具有高亲和性的溶剂是优选的，并且取决于气相硅土颗粒表面上的官能基的类型，可以使用单一类型溶剂或两种或更多种类型的混合溶剂。
作为溶剂，有机溶剂是优选的，并且可以使用的有机溶剂的示例包括：醇类溶剂，例如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇；二醇类溶剂，例如乙二醇或丙二醇；醚类溶剂，例如二甲醚、乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚或丙二醇单乙醚；乙酸乙酯基溶剂，例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯或丙二醇单乙醚乙酸酯；以及酮类溶剂，例如丙酮或甲基乙基酮。
虽然水也可用作溶剂，但由于水具有高表面张力，因此在干燥过程中产生大的毛细力，并且气相硅土颗粒之间的孔可能收缩。因此，功能膜5的孔隙率可能降低并且折射率可能增加。
对于由固体物质构成的颗粒，可以单独使用一种，或者可以以组合的方式使用两种以上。
由固体物质构成的颗粒在涂布液中的含量优选为1.00质量％以上，更优选为2.00质量％以上，甚至更优选为3.00质量％以上，特别优选为7.00质量％以上。涂布液中的硅土颗粒的含量优选为50.00质量％以下，更优选为30.00质量％以下，甚至更优选为20.00质量％以下。上述数值范围可以相互任意组合。
例如，涂布液中的气相硅土颗粒的浓度(固体内容物浓度)优选在1.00质量％至30.00质量％的范围内，更优选在2.00质量％至20.00质量％的范围内。
当由固体物质构成的颗粒在涂布液中的含量(例如，气相硅土颗粒的含量(浓度))在上述范围内时，功能膜5的膜厚度可以容易地调节至500nm以上。另外，可以改善气相硅土颗粒在溶剂中的均匀分散性，并且可以容易地将所得到的功能膜5的透射率调节至上述范围。
在将气相硅土颗粒加入到上述溶剂中之后，进行分散处理。
当在维持复杂的高级结构的同时将气相硅土颗粒分散在溶液中的状态下使用涂布液进行成膜时，由于气相硅土颗粒和气相硅土颗粒之间的孔获取散射可见光的尺寸，所以功能膜5的透射率可以降低。
通过对气相硅土颗粒应用分散处理，随着分散处理时间的流逝，涂布液的透明度增加。
使用其中已经适合地分散气相硅土颗粒的涂布液进行成膜时，由于气相硅土颗粒的骨架和气相硅土颗粒之间的孔获取不充当可见光的散射体的尺寸，因此形成具有高透射率的功能膜5。
进一步应用分散处理增加了气相硅土颗粒的庞大的高级结构被破坏成一次颗粒的可能性，并且可能导致孔隙率降低，因此，所得到的功能膜5的折射率往往会升高。
另外，过度分散处理产生所谓的过度分散状态，在该过度分散状态下，气相硅土颗粒可能重新团聚，并且膜形成后功能膜5的透射率可能降低。
因此，优选地产生适合地分散的状态。对于分散处理，可以使用搅拌器、超声波、旋转和回转混合器、球磨机、珠磨机、均化器等。
虽然将描述使用外壳为二氧化硅作为固体物质的中空颗粒的示例，但中空颗粒的使用不是限制性的。
可以使用中空颗粒的分散液。中空颗粒的分散液不受特别限制，只要中空颗粒的分散液满足前述的中空颗粒的孔隙率、中空颗粒的外壳的折射率、中空颗粒的一次颗粒的数均粒径等即可。
例如，有利地使用由JGC Catalysts and Chemicals Ltd.制造的THRULYA系列，其是外壳为二氧化硅的中空颗粒(下文中，也称为中空硅土颗粒)的异丙醇(下文中，也称为IPA)分散液。除了诸如THRULYA系列的商业产品之外，还可以使用通过与上述气相硅土颗粒的溶剂分散体类似的方法分散在溶剂中的中空颗粒，只要该中空颗粒是中空硅土颗粒即可。
溶剂中的中空颗粒的浓度可以设置为与上述涂布液中的气相硅土颗粒的浓度(固体内容物浓度)相似的范围。
由于中空硅土颗粒的表面具有暴露的羟基的亲水性，因此具有强疏水性的溶剂是不适合的。具体地，以下具有辛醇-水分配系数logPow为2以下的溶剂是优选的。
有机溶剂的示例包括：醇类溶剂，例如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇；二醇类溶剂，例如乙二醇或丙二醇；醚类溶剂，例如二甲醚、乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚或丙二醇单乙醚；乙酸乙酯基溶剂，例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯或丙二醇单乙醚乙酸酯；以及酮类溶剂，例如丙酮或甲基乙基酮。
将参照图11A至图11F描述中空颗粒的团聚状态与膜的结构之间的关系。
当将未团聚且优选分散的中空硅土颗粒310的分散液(图11A)施加在基板上时，中空硅土颗粒310相对密集地布置(图11B)并且Y和X+Y减小。然而，由于由作为低折射率材料的硅土外壳和由外壳包围的孔构成的中空硅土颗粒本身具有低折射率，因此即使在功能膜5具有密集布置的结构的情况下也可以维持低折射率。然而，为了改善光电转换装置中微透镜的聚光特性，需要进一步降低膜的折射率。
如前所述，为了降低膜的折射率，必须增加Y和X+Y。增加Y和X+Y的一种方法涉及随机地布置中空硅土颗粒。
现在将描述随机地布置中空硅土颗粒的方法。
通过在分散液中形成中空硅土颗粒的温和团聚物311(图11C)，可以随机地布置中空硅土颗粒(图11D)。
团聚物也包含在其中由固体物质构成的一次颗粒形成三维结构的二次颗粒中。
使有利地分散在分散液中的中空硅土颗粒团聚的方法的示例包括添加具有比分散介质相对高的logPow的溶剂(下文中，絮凝剂)。使中空硅土颗粒团聚的方法不限于该方法，并且优选的是能够控制中空硅土颗粒的团聚状态的方法。
由于中空硅土颗粒具有其上暴露羟基的亲水表面，因此添加具有比分散介质更大的logPow的絮凝剂，或者换句话说，比分散介质相对更疏水的絮凝剂，引发中空硅土颗粒的团聚。
将描述关于使中空硅土颗粒有利地分散在分散液中以团聚的絮凝剂的logPow和添加量。
当分散介质与絮凝剂之间的logPow差过小时，不会发生中空硅土颗粒的团聚，但是当差过大时，即使当絮凝剂的添加量小时，中空硅土颗粒也会剧烈团聚(图11E)。当中空硅土颗粒形成大的团聚物312时，团聚物本身可能成为光的散射体。
同时，由于在中空硅土颗粒的大团聚体312之间形成的巨孔313也可能容易变成光的散射体，因此涂布后的功能膜5可能变浑浊并且功能膜5的透射率可能降低。
另外，当引发剧烈的团聚时，涂布液的保存稳定性往往会降低。因此，为了形成具有低折射率和高透射率的功能膜5，可以基于絮凝剂的类型和添加量来控制中空硅土颗粒的团聚状态。可以通过使用这些特性来控制功能膜5的折射率，以基于絮凝剂的类型和添加量来控制中空硅土颗粒的团聚状态。
此外，由于当中空硅土颗粒之间的孔被某种物质填充时，Y和X+Y可能降低并且功能膜5的折射率可能增加，所以絮凝剂优选在后续工艺中可去除，更优选因加热而挥发。
虽然可以使用诸如X-22-164(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)、四乙氧基硅烷(TEOS)、三乙氧基乙烯基硅烷(TEVS)等硅油作为絮凝剂，但是絮凝剂不限于此。
在下文中，将描述功能膜5的膜形成方法。
通过对上述涂布液进行成膜来形成膜。作为成膜方法，可以使用棒涂法、刮刀法、刮涂法、喷涂法、旋涂法、浸涂法、丝网印刷法等。在这些方法当中，从使功能膜5的膜厚均匀的观点来看，旋涂法是优选的。
另外，功能膜5的透射率和膜厚度是互逆关系，并且当每单位膜厚度的透射率恒定时，如果膜厚度增加则透射率降低，并且如果膜厚度减小则透射率增加。
因此，为了获得具有期望的透射率和膜厚度且上表面平坦的膜，例如，可以适当地调节旋涂法中的旋转速度。
通过上述方法形成的膜优选在20℃至100℃下干燥。
可以进一步对所获得的膜进行加热处理。
加热处理优选在100℃至300℃下进行，更优选在120℃至240℃下进行。
例如，通过将加热温度设置为100℃以上，可以减少溶剂残留在中空颗粒内部的孔中的可能性。同时，通过将加热温度设置为240℃以下，即使在微透镜阵列由树脂制成时，微透镜阵列也不太可能软化，并且可以降低微透镜阵列的性能降低的可能性。
另外，当膜含有粘结剂和聚合引发剂时，优选地包括热固化或光固化步骤。在热固性的情况下，粘结剂的热固化可以在干燥或加热步骤中与溶剂的挥发同时进行。
通常，在由细颗粒形成的膜中，通过分子间力维持其膜形状。此外，虽然疏水相互作用也在细颗粒表面是疏水的情况下起作用，并且液体交联也在细颗粒表面亲水的情况下起作用，但疏水相互作用和液体交联都是物理相互作用。当膜经受加热处理时，例如，由于存在于气相硅土颗粒表面上的羟基通过脱水反应彼此化学键合，因此可以预期膜强度的增加。
当为了折射率降低的目的而形成包含由上述固体物质构成的颗粒的膜时，通过颗粒之间作用的、诸如范德瓦尔斯力和液体交联的分子间力维持膜的结构和形状。
作为增加具有上述结构的膜的强度的方法，可以使用将颗粒粘结在一起的粘结剂。
从增加膜的强度的观点来看，功能膜5还可以含有粘结剂。
另外，功能膜5优选地含有其中固体物质通过粘结剂粘结的聚集体(aggregation)。具体地，功能膜5优选地含有其中由固体物质构成的颗粒被粘结剂粘结的聚集体。粘结剂对固体物质的键合是包含如下所有键合的概念：由固体物质构成的一次颗粒间的键合、由固体物质构成的一次颗粒形成的二次颗粒间的键合、一次颗粒与二次颗粒之间的键合等。可选地，键合可以是诸如离子键合或共价键合的化学键合，或者可以是诸如动态粘合的键合。
作为粘结剂，可以使用诸如丙烯酸树脂、氟树脂、苯乙烯树脂、酰亚胺树脂、聚氨酯树脂或酚醛树脂等树脂。
另外，可以使用通过聚合具有聚合性基的硅油或通过水解和缩聚硅醇盐获得的有机硅化合物。
可以使用除上述之外的任何粘结剂，只要粘结剂具有低折射率，粘结剂是无色透明的，并且能够使颗粒彼此粘结即可。
包含粘结剂的膜的制造方法的示例包括以下步骤：
制备含有固体物质、溶剂和粘结剂的混合溶液(混合物)；
通过对混合溶液(混合物)进行分散处理来获得涂布液；以及
通过使用涂布液进行成型并干燥涂布液来获得膜，并且在必要时，加热涂布液或用高能射线照射涂布液。
粘结剂优选地含有硅氧烷，更优选地含有倍半硅氧烷。
倍半硅氧烷是具有由组成式[R1(SiO1.5)n](其中R1表示反应性官能基，例如，选自于由聚合性基、羟基、氯原子、具有1至6个碳的烷基和具有1至6个碳的烷氧基组成的组中的至少一种)表示的T3单位结构的化合物，并且是氧化硅和有机物质的杂化材料。
倍半硅氧烷(下文中也简称为SQ)是硅氧烷基化合物，其主链骨架由Si-O键构成，并且由组成式[R1(SiO1.5)n]表示。R1优选为选自于由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、氧杂环丁烷基和环氧基组成的组中的至少一种聚合性基。
当倍半硅氧烷具有将由固体物质构成的大量颗粒彼此粘结的作用时，可以在具有高孔隙率的同时实现优异的膜强度。
聚合形式的倍半硅氧烷没有特别限制，并且其示例包括已知的直链倍半硅氧烷、笼状聚硅氧烷和梯状聚硅氧烷。倍半硅氧烷结构是指其中各个硅原子与三个氧原子键合并且各个氧原子与两个硅原子键合的结构(相对于硅原子数的氧原子数为1.5)。从成本的角度来看，直链聚硅氧烷、笼状聚硅氧烷和梯状聚硅氧烷可以共存。
倍半硅氧烷优选为在分子中具有聚合性基(在上面提供的式中的R1)并且通过自由基聚合或阳离子聚合固化的化合物。
关于通过自由基聚合固化的倍半硅氧烷，R的示例包括丙烯酰基和甲基丙烯酰基。同时，对于通过阳离子聚合固化的那些倍半硅氧烷，R的示例包括氧杂环丁烷基和环氧基。
具体示例包括由TOAGOSEICO.,LTD制造的倍半硅氧烷衍生物SQ系列(AC-SQ、MAC-SQ和OX-SQ)。
由于倍半硅氧烷是具有高粘度的液体，因此可以使用倍半硅氧烷添加到上述涂布液中。如果需要，则可以添加聚合引发剂。
相对于100质量份的由固体物质构成的颗粒，功能膜中的粘结剂的含量优选在3.0质量份至60.0质量份的范围内，更优选在7.0质量份至30.0质量份的范围内，甚至更优选在7.0质量份至25.0质量份的范围内，特别优选在10.0质量份至25.0质量份的范围内。
通过在基板上施加涂布液并加热涂布液或用光照射涂布液，可以使倍半硅氧烷固化。
由于该操作，形成这样的膜：其中由固体物质构成的颗粒含有由倍半硅氧烷结合的聚集体。硅倍半氧烷的固化使得膜的强度增加。
聚合引发剂的示例包括光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂、热自由基聚合引发剂和热阳离子聚合引发剂。这些聚合引发剂可以由单一的聚合引发剂构成，也可以由多种聚合引发剂构成。
光自由基聚合引发剂的示例包括但不限于以下物质。
可以具有取代基的2,4,5-三芳基咪唑二聚体，例如2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻-氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体或者2-(邻-或对-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体；二苯甲酮衍生物，例如二苯甲酮、N,N'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲酮(米歇尔酮)、N,N'-四乙基-4,4'-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲氨基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4,4'-二甲氧基二苯甲酮或4,4'-二氨基二苯甲酮；α-氨基芳香酮衍生物，例如2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1或2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-丙酮-1；醌类，例如2-乙基蒽醌、菲醌、2-叔丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2-苯基蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、1-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2-甲基-1,4-萘醌或2,3-二甲基蒽醌；苯偶姻醚衍生物，例如苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚或苯偶姻苯醚；苯偶姻衍生物，例如苯偶姻、甲基安息香、乙基苯偶姻或丙基苯偶姻；苄基衍生物，例如苄基二甲基缩酮；吖啶衍生物，例如9-苯基吖啶或1,7-双(9,9'-吖啶基)庚烷；N-苯基甘氨酸衍生物，例如N-苯基甘氨酸；苯乙酮衍生物，例如苯乙酮、3-甲基苯乙酮、苯乙酮苄基缩酮、1-羟基环己基苯基酮或2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮；噻吨酮衍生物，例如噻吨酮、二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮或2-氯噻吨酮；酰基氧化膦衍生物，例如2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦或双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦；肟酯衍生物，例如1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基肟)]或乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)；以及呫吨酮、芴酮、苯甲醛、芴、蒽醌、三苯胺、咔唑、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮。
光自由基聚合引发剂的商业产品包括但不限于Irgacure 184,369,651,500,819,907,784,2959,CGI-1700,-1750,-1850,CG24-61,Darocur 1173,Lucirin TPO,LR8893和LR8970(均由BASF制造，“Darocur”和“Lucirin”是注册商标)以及EBECRYL P36(由UCB制造)。
作为光阳离子聚合引发剂，鎓盐(onium salt)、芳族鎓盐、芳基锍盐或芳基碘鎓盐是优选的。阴离子的具体示例包括四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、六氟锑酸根离子、高氯酸根离子、三氟甲磺酸根离子和氟磺酸根离子。
光阳离子聚合引发剂的商业产品包括CPI-210S(由San-Apro Ltd.制造)、UVI-6950(由Union Carbide Corporation制造)和ADEKA OPTIMER SP-150(由ADEKACORPORATION制造)。
相对于100质量份的倍半硅氧烷固体成分，涂布液中聚合引发剂的含量优选在0.01质量份至1.5质量份的范围内，更优选在0.03质量份至1.0质量份的范围内。
可以通过混合由固体物质构成的颗粒、溶剂和粘结剂以及必要时的聚合引发剂来制备涂布液。有机溶剂优选作为溶剂。尽管有机溶剂没有特别限制，但可以使用醇、羧酸、脂族或脂环族烃、芳族烃、酯、酮、醚或两种或更多种有机溶剂的混合溶剂。
醇的示例包括甲醇、乙醇、2-丙醇、丁醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丙氧基-2-丙醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、乙二醇、二甘醇和甘油。
羧酸的具体示例包括正丁酸、α-甲基丁酸、异戊酸、2-乙基丁酸、2,2-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸、2,2-二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸、2-乙基己酸和3-乙基己酸。
脂族或脂环族烃的具体示例包括正己烷、正辛烷、环己烷、环戊烷和环辛烷。
作为芳香族烃，甲苯、二甲苯、乙苯等是优选的。
酯的示例包括甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯和γ-丁内酯。
酮的示例包括丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮。
醚的示例包括二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二恶烷和二异丙醚。
在制备涂布液时，从溶液稳定性的观点来看，优选地使用上述各种溶剂当中的醇。
可以通过将预定量的粘结剂和如果需要的话的聚合引发剂加入到预先通过将由固体物质构成的颗粒分散到溶剂中而获得的液体中来制备涂布液。通过将颗粒分散在有机溶剂中而获得的液体可以通过根据类似于上述分散方法的方法(例如球磨机)将颗粒粉末分散在溶剂中来制备，或者可以代替使用市售的分散液。
当使用涂布液形成膜时，优选地采用诸如干燥空气或干燥氮气的惰性气体气氛作为要进行涂布的气氛。干燥气氛的相对湿度优选地设置为30％以下。
另外，作为用于形成膜的溶液涂布方法，可以适当地采用已知的涂布手段，例如浸涂法、旋涂法、喷涂法、印刷法、流涂法和它们的组合。可以通过改变浸涂法中的提取速度，旋涂法中的基板旋转速度等以及通过改变涂布液的浓度来控制膜厚度。
可以通过诸如光照射或放射线照射的高能射线照射或通过加热来对所获得的膜进行固化。可以通过伴随使用高能射线照射和加热来进行固化。
当通过高能射线照射进行固化时，高能射线的示例包括但不限于电子射线、X射线和紫外线。当使用紫外线作为高能射线时，照射波长区域优选在160nm至400nm的范围内，并且其输出优选在0.1mW/cm2至2000mW/cm2的范围内。从防止倍半硅氧烷氧化的观点来看，优选地使用氮气等惰性气氛作为固化气氛。当通过加热进行固化时，有利地在50℃至250℃的温度范围内或者更有利地在80℃至200℃的温度范围内进行1分钟至20分钟的固化。
膜的结构
将参照图7描述含有粘结剂和其中由固体物质构成的颗粒被粘结剂结合的聚集体的膜结构。
由固体物质(例如，硅土颗粒)构成的一次颗粒26形成三维结构，并且形成由固体物质(例如，硅土颗粒)构成的二次颗粒27。在二次颗粒27内存在大约数纳米至数十纳米范围内的大量孔29。此外，在膜中存在粘结剂20和二次颗粒27以形成聚集体。
此外，一次颗粒26之间的接触点表现出完全粘附的部分和存在界面的部分的复杂混合物。这种结构在基板28上形成为膜。在二次颗粒27之间的间隙中也形成了大量的孔21。由于以这种方式含有二次颗粒内部的孔29以及二次颗粒之间的孔21的膜，所以实现了前述的折射率。此外，膜的强度也增加了。
将参照图10描述含有粘结剂和其中由固体物质构成的颗粒被粘结剂结合的聚集体的另一膜结构。
图10示出了含有由固体物质构成的颗粒(例如，中空颗粒)和粘结剂的膜的示意图。当将粘结剂308引入含有具有较小的表面积且在中空颗粒之间仅具有少量接触点的中空颗粒309的膜，并且粘结剂308和中空颗粒309形成聚集体时，因为位于中空颗粒之间的接触点处的粘结剂308有助于中空颗粒309之间的粘结，所以膜的强度增加。
同时，当粘结剂的含量过多时，对中空颗粒309之间的粘结没有贡献的粘结剂的量增加。这种粘结剂不仅不会有助于提高功能膜5的强度，而且还可能导致功能膜5的折射率n增加。因此，功能膜5中的粘结剂的含量优选不太大，并且如前所述，优选地满足表达为(100-X-Y)<Y的关系。
在微透镜阵列上形成功能膜之后，使用可固化的粘结构件(例如粘结剂)结合单独制备的透光板，并通过固化粘结构件来获得光电转换装置。
根据本公开的设备包括：
上述光电转换装置；以及
选自于由用于在光电转换装置上形成光学图像的光学系统、控制光电转换装置的控制装置、处理从光电转换装置输出的信号的处理装置、移动光电转换装置的移动装置和基于从光电转换装置输出的信号显示信息的显示装置组成的组中的至少一个。
根据本公开的设备的示例是摄像系统。考虑到这一点，将参照图2描述摄像系统。
图2是示出摄像系统的示意性构造的框图。
上述光电转换装置可以应用于各种摄像系统。虽然适用的摄像系统没有特别限制，但其示例包括各种类型的设备，例如数字照相机、数字摄像机、监视照相机、复印机、传真机、扫描仪、移动电话、车载照相机、观察卫星和医疗用照相机。配设有摄像系统的设备的示例包括诸如各种照相机的电子设备、诸如复印机的商业设备以及诸如个人计算机和智能电话的信息设备。配设有摄像系统的设备的示例还包括诸如车辆、船舶和飞机的运输机器，用于放射诊断的内窥镜和医疗仪器，诸如电子显微镜的分析仪器，以及诸如机器人的工业装置。
另外，配设有诸如透镜和光电转换装置的光学系统的照相机模块也包括在摄像系统中。图2示出了作为这种摄像系统的示例的数字静态照相机的框图。
如图2所示，摄像系统500包括光电转换装置100、摄像光学系统502、CPU 510、透镜控制部分512、摄像装置控制部分514、图像处理部分516、光圈快门控制部分518、显示部分520、操作开关522和记录介质524。
摄像光学系统502是用于形成被摄体的光学图像的光学系统，并且包括透镜组、光圈504等。光圈504配备有用于通过调节其开口尺寸在拍摄期间进行光量调节的功能以及在静止图像拍摄期间作为曝光时间调节快门的功能。透镜组和光圈504被保持为可沿光轴方向前后移动，并且通过透镜组和光圈504的互锁操作实现可变放大功能(变焦功能)和聚焦功能。摄像光学系统502可以与摄像系统集成在一起，或者可以是可安装到摄像系统的摄像透镜。
光电转换装置100设置在摄像光学系统502的像空间中，使得光电转换装置100的摄像平面位于像空间中。光电转换装置100是前面描述的光电转换装置，并且被构造为包括CMOS传感器(像素部分)及其外围电路(外围电路区域)。在光电转换装置100中，具有光电转换部分的多个像素被二维布置，并且滤色器相对于像素布置，以构成二维单板颜色传感器。光电转换装置100对由摄像光学系统502形成的被摄体像进行光电转换，并输出经光电转换的被摄体像作为图像信号或焦点检测信号。
透镜控制部分512用于通过控制摄像光学系统502的透镜组的前后驱动来进行可变倍率操作和聚焦，并且由被构造成实现这些功能的电路和处理装置构成。光圈快门控制部分518用于通过改变光圈504的开口尺寸(通过使光圈值可变)来调节拍摄光量，并且由被构造成实现这种功能的电路和处理装置构成。
CPU 510是照相机内部的控制装置，其进行对照相机主体的各种控制，并且包括计算部分、ROM、RAM、A/D转换器、D/A转换器、通信接口电路等。CPU 510根据存储在ROM等中的计算机程序控制照相机内部的各种部件的操作，并执行诸如AF的一系列拍摄操作，其包括检测摄像光学系统502的聚焦状态(焦点检测)、摄像、图像处理和记录。CPU 510也是信号处理部分。
摄像装置控制部分514用于控制光电转换装置100的操作以及使从光电转换装置100输出的信号经历A/D转换并将信号发送到CPU 510，并且由被构造为实现这些功能的电路和控制装置构成。替代地，可以在光电转换装置100中提供A/D转换功能。图像处理部分516是对经过A/D转换的信号执行诸如γ转换和颜色插值的图像处理并产生图像信号的处理装置，并且由被构造成实现这些功能的电路和控制装置构成。显示部分520是诸如液晶显示(LCD)装置的显示装置，并且显示与照相机的拍摄模式、拍摄前的预览图像、拍摄后的确认图像、焦点检测时的聚焦状态等有关的信息。操作开关522由电源开关、释放(拍摄触发)开关、变焦操作开关、拍摄模式选择开关等构成。记录介质524用于记录拍摄的图像等，并且可以内置在摄像系统中，或者可以是可安装和可拆卸的记录介质，例如存储卡。
通过以这种方式构造应用了前面描述的光电转换装置100的摄像系统500，可以实现高性能摄像系统。
根据本公开的设备的其他示例包括移动体(运输装置)。
移动体是包括前述的光电转换装置、移动装置、从光电转换装置输出的信号获取信息的处理装置以及基于该信息控制移动装置的控制装置的移动体。
在下文中，将参照图3A和图3B描述摄像系统和移动体。图3A和图3B是示出摄像系统和移动体的构造的图。
图3A示出了与车载照相机相关的摄像系统400的示例。
摄像系统400具有光电转换装置100。光电转换装置100是前面描述的光电转换装置。摄像系统400具有图像处理部分412和视差获取部分414，图像处理部分412是对由光电转换装置100获取的多条图像数据进行图像处理的处理装置，视差获取部分414是从由光电转换装置100获取的多条图像数据计算视差(视差图像的相位差)的处理装置。另外，摄像系统400具有距离获取部分416和碰撞确定部分418，距离获取部分416是基于计算出的视差计算到被摄体的距离的处理装置，碰撞确定部分418是基于计算出的距离确定是否存在碰撞可能性的处理装置。在这种情况下，视差获取部分414和距离获取部分416是获取与到被摄体的距离等有关的信息的距离信息获取部分的示例。换句话说，距离信息是与视差、散焦量、到被摄体的距离等有关的信息。碰撞确定部分418可以使用这些距离信息中的任何一个来确定碰撞的可能性。上述处理装置可以通过专门设计的硬件来实现，或者可以通过基于软件模块进行算术运算的通用硬件来实现。可选地，处理装置可以通过FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)等或其组合来实现。
摄像系统400连接到车辆信息获取装置420，并且能够获取车辆信息，例如车辆速度、横摆率和转向角。另外，控制ECU 430连接到摄像系统400，控制ECU 430是基于碰撞确定部分418的确定结果输出使车辆产生制动力的控制信号的控制装置。换句话说，控制ECU430是基于距离信息控制移动体的移动体控制部分的示例。此外，摄像系统400还连接到警告装置440，警告装置440基于碰撞确定部分418的确定结果向驾驶员发出警告。例如，当发现了碰撞的可能性高作为碰撞确定部分418的确定结果时，控制ECU 430进行涉及施加制动、释放油门踏板、抑制发动机输出等的车辆控制，以避免碰撞和/或减少损坏。警告装置440通过发出警报，在汽车导航系统等的屏幕上显示警告信息，使安全带或方向盘振动等向用户发出警告。
在本实施例中，由摄像系统400对诸如车辆前部或后部的车辆周边的图像进行摄像。图3B示出了当对车辆前方的图像(摄像范围450)进行摄像时的摄像系统400。车辆信息获取装置420发送操作摄像系统400的指令并使摄像系统400进行摄像。使用前面描述的光电转换装置作为光电转换装置100使得根据本实施例的摄像系统400能够进一步提高测距精度。
虽然上面已经描述了控制车辆以防止与另一车辆碰撞的示例，但是摄像系统也可以应用于控制自动驾驶，使得车辆跟随另一车辆，控制自动驾驶，使得车辆停留在车道内等。另外，摄像系统不限于诸如汽车的车辆，并且还可以应用于诸如船舶、飞机或工业机器人的移动体(运输机器)。移动体(运输机器)中的移动装置是指各种驱动源，例如发动机、电机、车轮和螺旋桨。在安装有光电转换装置的运输机器中，移动装置能够移动光电转换装置。此外，除了移动体之外，光电转换装置还可以应用于利用物体识别的各种设备，例如智能交通系统(ITS)。
光电转换装置可以具有这样的结构(芯片堆叠结构)：在该结构中，配设有像素的第一半导体芯片和配设有读出电路的第二半导体芯片被堆叠。第二半导体芯片中的各读出电路可以被构造为与第一半导体芯片中的一行像素对应的行电路。可选地，第二半导体芯片中的各读出电路可以被构造为与第一半导体芯片中的像素或像素块对应的矩阵电路。作为第一半导体芯片与第二半导体芯片之间的连接，可以采用穿通电极(TSV)、通过使用诸如铜(Cu)的金属的直接接合的芯片间布线、芯片间微凸块等。
示例
尽管下文将使用示例具体地描述本发明，但应理解，本发明不限于这些示例。如示例中所述的“份”均指质量份。下面描述的“膜”是指可以用作上述光电转换装置中的功能膜5的膜。另外，下面描述的“膜”是指可以用于各种光学装置的膜。
<膜的评估方法>
如果由于在基板的前表面和后表面上的反射而导致的透射率损失将被忽略，则可以使用雾度(下文中，用H表示并以％为单位表达)通过下式(5)计算膜的平均透射率(下文中，用T表示并以％为单位表达)。
T＝100-H (5)
使用雾度计(由Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造的HZ-V3；标准光源D65，国际照明委员会(CIE))测量雾度。
使用反射率(下文中，用R表示并以％为单位表达)根据下式(6)计算膜的折射率(下文中，用n表示)。
R/100＝{(n-na×nsub)/(n+na×nsub)}2 (6),
其中，使用最接近500nm的反射率的局部最小值作为反射率。
na表示空气的折射率，并且nsub表示基板的折射率。
使用反射率测量装置(由Olympus Corporation制造的USPM-RU III)在380nm至800nm的范围内测量反射率。
当雾度水平高时，由于反射率的损失较大，或者换句话说，反射率低于实际反射率，因此通过式(6)获得的折射率的可靠性降低。
因此，在这种情况下，当雾度超过10％时，确定折射率是不可测量的。
另外，当在膜与基板或空气之间的界面上存在具有不同孔隙率的区域时，膜的反射率的局部最大值可以变成大于或小于基板的反射率。即使在这种情况下，由于从式(6)获得的折射率的可靠性降低，因此确定膜的折射率是不可测量的。
由下式(7)计算膜的膜厚度(下文中，用t表示并以nm为单位表达)。
t＝1/4n|λ1·λ2/(λ1-λ2)| (7),
其中n表示由式(6)计算出的膜的折射率，λ1nm表示获得式(6)中使用的最接近550nm的反射率的局部最小值的波长，并且λ2nm表示获得λ1附近反射率的局部最大值的波长。
<成膜涂布液的制备和成膜>
使用气相硅土颗粒(由NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)作为形成膜的骨架。测量气相硅土颗粒和溶剂，并将其置于可密封的玻璃容器中，以具有规定的固体内容物浓度。将直径为0.5mm的氧化锆(ZrO2)球加入到含有气相硅土颗粒的溶剂中，并将玻璃容器气密地密封。通过在球磨机旋转台上将玻璃容器以30rpm的转速旋转来分散气相硅土颗粒。
采用通过使用球磨机的分散处理获得的分散液作为涂布液。
使用涂布液通过旋涂法在预先清洗的合成石英玻璃基板(直径为30mm，厚度为1mm，折射率为1.46)上形成膜，并将涂布液在室温下干燥，得到膜。
可选地，可以在干燥涂布液时进行加热。虽然加热可以在高于室温的任何温度下进行，但加热可以在约100℃至200℃的温度范围内(在例如180℃下)进行。在成膜期间进行加热可以增加膜强度。
<膜的结构>
现在将参照图4描述所获得的膜的结构。
气相硅土颗粒的一次颗粒6形成三维结构，并形成气相硅土颗粒的二次颗粒7。在二次颗粒7内存在大约数nm至数十nm的大量孔9。此外，一次颗粒6之间的接触点表现出完全粘附的部分和存在界面的部分的复杂混合物。这种结构在基板8上形成为膜。在二次颗粒7之间的间隙中也形成了大量的孔10。由于以这种方式含有二次颗粒内部的孔9以及二次颗粒之间的孔10的膜，所以实现了前述的折射率。
<示例01-1,01-2,31-1和31-2>
在制备上述成膜涂布液和成膜时，
使用AEROSIL 200(由NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)作为形成膜的骨架，AEROSIL 200是在其表面上暴露有羟基的气相硅土颗粒。
另外，将AEROSIL 200分散在丙二醇单甲醚(PGME)中，使得AEROSIL 200的固体内容物浓度为6.88质量％。分散时间如表1-1和1-5所示。
所得涂布液用于在表1-1和1-5中所示的条件下形成膜。所得膜的物理特性示于表1-1和1-5中。
<示例02-1,02-2和32-1至32-4>
除了将AEROSIL 200的固体内容物浓度、分散时间和旋涂条件改变为表1-1和1-5中所述的那些之外，以与示例01-1类似的方式进行成膜。
<示例03-1,03-2和33-1>
除了将AEROSIL 200的固体内容物浓度、分散时间和旋涂条件改变为表1-1和1-5中所述的那些之外，以与示例01-1类似的方式进行成膜。
<示例04-1,04-2,34-1和34-2>
除了将AEROSIL 200的固体内容物浓度、分散时间和旋涂条件改变为表1-1和1-5中所述的那些之外，以与示例01-1类似的方式进行成膜。
<示例05-1,05-2和35-1>
除了将AEROSIL 200的固体内容物浓度、分散时间和旋涂条件改变为表1-1和1-5中所述的那些之外，以与示例01-1类似的方式进行成膜。
<示例06-1和36-1>
除了使用AEROSIL R812(由NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)作为形成膜的骨架和将AEROSIL R812的固体内容物浓度、分散时间和旋涂条件改变为表1-1和1-5中所述的那些之外，以与示例01-1类似的方式进行成膜，AEROSIL R812是其表面上暴露有甲基的气相硅土颗粒。
<示例07-1和07-2>
除了使用AEROSIL R711(由NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)作为形成膜的骨架和将AEROSIL R711的固体内容物浓度、分散时间和旋涂条件改变为表1-1和1-5中所述的那些之外，以与示例01-1类似的方式进行成膜，AEROSIL R711是其表面上暴露有甲基丙烯酸基的气相硅土颗粒。
<示例08-1和08-2>
除了使用AEROSIL R976(由NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)作为形成膜的骨架和将AEROSIL R976的固体内容物浓度、分散时间和旋涂条件改变为表1-1和1-5中所述的那些之外，以与示例01-1类似的方式进行成膜，AEROSIL R976是其表面上暴露有甲基的气相硅土颗粒。
<示例12-1至28-8和41-1至58-1>
除了将应用于涂布液的各种条件和旋涂条件改变为表1-1和1-8中所述的那些之外，以与示例01-1类似的方式进行成膜。
[表1-1]
[表1-2]
[表1-3]
[表1-4]
[表1-5]
[表1-6]
[表1-7]
[表1-8]
在表中的折射率栏中，“–”表示无法测得折射率的非均匀膜。
此外，AEROSIL 200，R812，R711和R976的折射率为1.46。
根据示例01-1与示例31-1、示例02-1与示例32-1以及示例06-1与示例36-1，在短时间分散处理的情况下，产生不能测得折射率的非均匀膜和具有低透射率的膜。同时，在长时间分散处理的情况下，形成具有期望的折射率、透射率和膜厚度的膜。
根据示例01-1和示例32-3，以及示例02-2和示例33-1，当分散处理条件相同时，使用具有低浓度的气相硅土颗粒的涂布液进行成膜，导致形成具有高透射率的膜。同时，使用高浓度涂布液进行成膜，导致由于分散不充分而导致透射率降低。
根据示例05-1和示例35-2，当在短时间内进行分散处理时，形成具有高孔隙率和低折射率的膜，但是当在长时间内进行分散处理时，由于气相硅土颗粒的三维结构被破坏，所以薄膜的孔隙率相对降低，并且膜的折射率相对增加。
根据示例05-2和示例35-1，当浓度和分散处理条件相同时，当旋涂法中的旋转速度低时，膜具有500nm以上的膜厚度，但是当旋转速度高时，膜具有500nm以下的膜厚度。
<(示例II-1)涂布液1的制备>
通过向分散在1-甲氧基-2-丙醇(PGME)溶剂中的气相硅土颗粒(由NIPPONAEROSIL CO.,LTD.制造的AEROSIL 200)的分散液A-1(固体内容物浓度为9质量％)中添加通过将倍半硅氧烷(由TOAGOSEI CO.,LTD.制造的OX-SQ SI-20)溶解在PGME中而获得的溶液B(固体内容物浓度为50质量％)，并通过进一步添加通过将光阳离子聚合引发剂(由San-Apro Ltd.制造的三芳基锍/特殊的磷基阴离子盐CPI-210S)溶解在PGME中而获得的溶液，来制备涂布液1。
通过将由NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造的气相硅土颗粒AEROSIL 200在PGME中进行球磨机分散而获得气相硅土颗粒分散液A-1。将气相硅土颗粒与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：1.5。相对于100份的倍半硅氧烷固体内容物，光聚合引发剂的添加量设置为0.4份。
<(示例II-2)涂布液2的制备>
除了将气相硅土颗粒与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：3之外，进行类似于示例II-1的涂布液制备方法。
(示例II-3)涂布液3的制备
除了将气相硅土颗粒与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：4之外，进行类似于示例II-1的涂布液制备方法。
(示例II-4)涂布液4的制备
除了将气相硅土颗粒与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：5之外，进行类似于示例II-1的涂布液制备方法。
(示例II-5)涂布液5的制备
除了将气相硅土颗粒与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：6之外，进行类似于示例II-1的涂布液制备方法。
<(示例II-6)涂布液6的制备>
通过向分散在1-甲氧基-2-丙醇(PGME)溶剂中的气相硅土颗粒(由NIPPONAEROSIL CO.,LTD.制造的AEROSIL 200)的分散液A-1(固体内容物浓度为9质量％)和分散在PGME溶剂中的链状硅土颗粒分散液A-2(固体内容物浓度为10质量％)的混合溶液添加通过将倍半硅氧烷(由TOAGOSEICO.,LTD.制造的OX-SQ SI-20)溶解在PGME中而获得的溶液B(固体内容物浓度为50质量％)，并通过进一步添加通过将光阳离子聚合引发剂(由San-Apro Ltd.制造的三芳基锍/特殊的磷基阴离子盐CPI-210S)溶解在PGME中而获得的溶液，来制备涂布液6。
通过用PGME溶剂取代链状硅土颗粒的2-丙醇分散液(由Nissan ChemicalIndustries,Ltd.制造的IPA-ST-UP)获得链状硅土颗粒分散液A-2。将气相硅土颗粒与链状硅土颗粒之间的固体内容物质量比设置为9.5：0.5。将两种颗粒的总量与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：1.5。相对于100份的倍半硅氧烷固体内容物，光聚合引发剂的添加量设置为0.4份。
<(示例II-7)涂布液7的制备>
除了将气相硅土颗粒与链状硅土颗粒之间的固体内容物质量比设置为9.0:1.0之外，进行类似于示例II-6的涂布液制备方法。
<(示例II-8)涂布液8的制备>
除了将气相硅土颗粒与链状硅土颗粒之间的固体内容物质量比设置为8.5:1.5之外，进行类似于示例II-6的涂布液制备方法。
<(示例II-9)涂布液9的制备>
除了将气相硅土颗粒与链状硅土颗粒之间的固体内容物质量比设置为9.75：0.25并将两种颗粒的总量与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10:2.25之外，进行类似于示例II-6的涂布液制备方法。
<(示例II-10)涂布液10的制备>
除了将两种颗粒的总量与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：2.25之外，进行类似于示例II-6的涂布液制备方法。
<(示例II-11)涂布液11的制备>
除了用链状硅土颗粒取代示例II-1中的气相硅土颗粒之外，进行类似于示例II-1的涂布液制备方法。
<(示例II-12)涂布液12的制备>
通过向分散在1-甲氧基-2-丙醇(PGME)溶剂中的气相硅土颗粒(由NIPPONAEROSIL CO.,LTD.制造的AEROSIL 200)的分散液A-1(固体内容物浓度为9质量％)和分散在PGME溶剂中的中空硅土颗粒分散液A-3(固体内容物浓度为10质量％)的混合溶液添加通过将倍半硅氧烷(由TOAGOSEICO.,LTD.制造的OX-SQ SI-20)溶解在PGME中而获得的溶液B(固体内容物浓度为50质量％)，并通过进一步添加通过将光阳离子聚合引发剂(由San-Apro Ltd.制造的三芳基锍/特殊的磷基阴离子盐CPI-210S)溶解在PGME中而获得的溶液，来制备涂布液12。
通过用PGME取代中空硅土颗粒的2-丙醇分散液(由JGC Catalysts andChemicals Ltd.制造的THRULYA 4110)获得中空硅土颗粒分散液A-3。将气相硅土颗粒与中空硅土颗粒之间的固体内容物质量比设置为9.0：1.0。将两种颗粒的总量与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：1.5。相对于100份的倍半硅氧烷固体内容物，光聚合引发剂的添加量设置为0.4份。
<(示例II-13)涂布液13的制备>
除了将气相硅土颗粒与中空硅土颗粒之间的固体内容物质量比设置为9.5：0.5并将两种颗粒的总量与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10:3之外，进行类似于示例II-6的涂布液制备方法。
<(示例II-14)涂布液14的制备>
除了将气相硅土颗粒与中空硅土颗粒之间的固体内容物质量比设置为9.0：1.0并将两种颗粒的总量与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10:3之外，进行类似于示例II-6的涂布液制备方法。
(示例II-15)涂布液15的制备
除了用中空硅土颗粒取代示例II-1中的气相硅土颗粒之外，进行类似于示例II-1的涂布液制备方法。
<(示例II-16)涂布液16的制备>
使用示例II-1中的气相硅土颗粒制备涂布液，但不添加倍半硅氧烷和光阳离子聚合引发剂。进行类似于示例II-1的涂布液制备方法。
<(示例II-17)涂布液17的制备>
除了将气相硅土颗粒与倍半硅氧烷之间的固体内容物质量比设置为10：12之外，进行类似于示例II-1的涂布液制备方法。
[膜的制造]
使用在各个示例II-1至II-17中制备的涂布液，通过旋涂法在基材上形成膜。使用S-LAH66基板(由OHARA INC.制造)作为用于评估光学特性(折射率和透射率)的基板，并使用硅基板(产品名称：Flatness Dummy Wafer，制造商：E&M Corporation)作为评估膜强度的基材。使用超高压汞灯装置(由HOYA CANDEO OPTRONICS CORPORATION制造的EX250)对所形成的膜进行固化。照射强度设置为25mW/cm2，并且照射时间设置为3分钟。
通过与之前描述方法的相同的方法评估膜的折射率，或者换句话说，使用反射率测量装置(由Olympus Corporation制造的USPM-RU III)计算折射率。
通过前面描述的方法计算膜的平均透射率的评估。
<膜的孔隙率的计算方法>
膜的孔隙率X(％)和孔隙率Y(％)的计算如下进行。
首先，使用离子束涂布机(IBC)型号681(由Gatan,Inc.制造)用碳膜涂布在基板上形成的膜，并且在聚焦离子束处理装置(由FEI制造的FIB-SEM：Nova600)中使用离子束进行横截面曝光处理(30kV,0.1nA)之后，在2kV的加速电压下由扫描电子显微镜(下文中，称为SEM)获取SEM图像。
将SEM图像的观察倍率设置为使得能够在至少厚度方向上覆盖整个膜并且同时能够确定各个中空颗粒的形状的倍率。具体地，观察倍率设置为约50,000倍至200,000倍。
另外，将单位体积的膜设置为1000nm×1000nm×(厚度方向)100nm。
为了计算获得的截面SEM图像中的孔隙率，通过灰度图像的二值化来划分中空颗粒与中空颗粒之间的孔，并计算各区域的面积。使用图像分析软件Image J(NIH Image，可从https://imagej.nih.gov/ij获得)进行图像处理。
具体地，孔隙率X(％)通过将获得的中空颗粒的面积A(％)乘以内部孔相对于中空颗粒的总体积的体积分数Va被计算为X＝A×Va。此外，孔隙率Y(％)被计算为Y＝100-A。
为了评估膜强度，通过表面和界面切割分析系统(由DAIPLA WINTES CO.,LTD.制造的SAICAS-NN5)使用金刚石切割刀片从样品表面到膜与基板之间的界面进行对角切割，以测量在对角切割期间被施加于切割刀片的水平力，从而获得剪切强度。测量条件如下。
使用SAICAS-NN5作为测量装置，将切割刀片设置为1mm的刀片宽度，20°的前角(rake angle)和10°的后角(relief angle)，并采用恒速模式作为切割模式。使用切割深度为0.5μm的水平力的值作为膜强度的评估值。
表2-1示出了获得的光学特性和膜强度的评估值。在表2-1中，FS表示气相硅土颗粒，CS表示链状硅土颗粒，HS表示中空硅土颗粒，并且SQ表示倍半硅氧烷。
[表2-1]
<成膜涂布液的制备和成膜>
选择具有由硅土构成的外壳的中空硅土颗粒作为用于形成膜的中空颗粒。为了制备成膜涂布液，使用由JGC Catalysts and Chemicals Ltd.制造的THRULYA 4110(分散介质：IPA，硅土固体内容物浓度：20.5质量％，一个中空颗粒的数均粒径：60nm，一个中空颗粒的孔隙率：45％，以及一个中空颗粒的折射率：1.25)作为中空硅土颗粒1，并且使用由JGCCatalysts and Chemicals Ltd.制造的THRULYA 1110(分散介质：IPA，硅土固体内容物浓度：20.5质量％，一个中空颗粒的数均粒径：50nm，一个中空颗粒的孔隙率：35％，以及一个中空颗粒的折射率：1.30)作为中空硅土颗粒2。
用丙二醇单甲醚(以下也称为PGME)代替THRULYA 4110即异丙醇(IPA)的分散介质，得到硅土固体内容物浓度为18质量％的中空硅土颗粒1-PGME分散液。用PGME稀释中空硅土颗粒1-PGME分散液，以制备具有期望的硅土固体内容物浓度的中空硅土颗粒1-PGME分散液(下文中，也称为中空硅土颗粒分散液1)。
用PGME代替THRULYA 1110即IPA的分散介质，得到硅土固体内容物浓度为18质量％的中空硅土颗粒2-PGME分散液。用PGME稀释中空硅土颗粒2-PGME分散液，以制备具有期望的硅土固体内容物浓度的中空硅土颗粒2-PGME分散液(下文中，也称为中空硅土颗粒分散液2)。
使用具有丙烯酸基的热固性倍半硅氧烷(由TOAGOSEICO.,LTD.制造的AC-SQ TA-100)作为粘结剂。将TA-100溶解在PGME(以下称为粘结剂溶液)中，使其含量为50质量％。
使用甲基丙烯酸改性的硅油(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的X-22-164)、四乙氧基硅烷(TEOS)或三乙氧基乙烯基硅烷(TEVS)作为絮凝剂。
通过将规定量的粘结剂溶液和絮凝剂添加到规定类型和规定量的中空硅土颗粒分散液中，获得成膜涂布液。通过旋涂法将成膜涂布液施加到基板(S-LAH66)上，用加热板在180℃加热10分钟，得到膜。尽管X-22-164、TEOS和TEV都具有使中空硅土颗粒团聚的作用，但由于这些化合物在120℃至150℃下挥发，因此在膜中没有残留团聚物。
各示例中的膜的成膜条件的细节示于表3-1中，并且所得膜的物理特性示于表3-2中。
上述方法用于测量膜的折射率、孔隙率、膜厚度和强度。
由于孔隙率是基于对截面SEM图像的分析来计算的，因此在孔隙率中可能出现误差。因此，严格地说，将表3-2中的值分配给式(1)至(4)可能不会导致满足等号。然而，通过假设折射率具有±0.01的误差并且孔隙率具有±2％点的误差，式(1)至(4)可以被认为是适当的近似值。
<示例III-1>
采用硅土固体内容物浓度为12质量％的中空硅土颗粒分散液1作为涂布液。施加涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。图12示出了所得膜的SEM图像。
<示例III-2>
通过将0.18g粘结剂溶液添加到硅土固体内容物浓度为12质量％的中空硅土颗粒分散液1(3.0g)中来制备涂布液。施加涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。图13示出了所得膜的SEM图像。
<示例III-3>
通过将0.2mL絮凝剂添加到硅土固体内容物浓度为12质量％的中空硅土颗粒分散液1(3.0g)中来制备涂布液。施加涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。图14示出了所得膜的SEM图像。
<示例III-4>
通过将1.4mL絮凝剂添加到硅土固体内容物浓度为12质量％的中空硅土颗粒分散液1(3.0g)中来制备涂布液。施加涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。图15示出了所得膜的SEM图像。
<示例III-5>
通过将0.18g粘结剂溶液和1.0mL絮凝剂添加到硅土固体内容物浓度为15质量％的中空硅土颗粒分散液1(3.0g)中来制备涂布液。施加涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。图16示出了所得膜的SEM图像。
<示例III-6>
通过将2.0mL絮凝剂添加到硅土固体内容物浓度为9质量％的中空硅土颗粒分散液1(3.0g)中来制备涂布液。施加涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。由于中空硅土颗粒在涂布液中剧烈团聚，因此所得膜是浑浊的。
<示例III-7>
通过将0.54g粘结剂溶液添加到硅土固体内容物浓度为9质量％的中空硅土颗粒分散液1(3.0g)中来制备涂布液。施加涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。
<示例III-8>
除了将THRULYA 4110改变为IPA-ST-UP(由Nissan Chemical Industries,Ltd.制造的链状硅土颗粒的IPA分散液)之外，以与上述类似的方式制备硅土固体内容物浓度为9质量％的链状颗粒分散液。除了将中空硅土颗粒分散液改变为链状硅土颗粒分散液之外，以与上述类似的方式制备涂布液。施加涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。
<示例III-9至III-20>
通过将中空硅土颗粒分散液的类型和量、粘结剂溶液的量、絮凝剂的类型和量以及旋涂条件和加热条件改变为如表3-1中所述的那些来制备涂布液，并且，施加所得涂布液，然后对涂布液加热以形成膜。
[表3-1]
[表3-2]
在表3-2中，膜的折射率值是基于上述测量方法测得的实际测量值。
另外，在表3-2中，膜的孔隙率值是基于对关于示例III-1至III-8的SEM图像的分析计算的值和使用式(3)从关于示例III-9至III-20的折射率计算出的计算值。
由于根据本公开的光电转换装置是其中固体物质布置在微透镜阵列与透光板之间的无腔结构，因此光电转换装置具有比腔结构更高的强度。另外，由于使用膜作为布置在微透镜与透光板之间的固体物质，使得能够使用由具有适中折射率的树脂等制成的微透镜，所以可以以低成本制造光电转换装置，同时维持与腔结构相当的聚光特性。
此外，由于根据本发明的功能膜能够实现低折射率、高透射率、大膜厚度和高强度，所以功能膜可以应用并挪用到至少需要高性能、高强度、小体积和低成本中的任何一种的光学装置。光学装置包括基板和布置在基板上的功能膜。虽然已经例示了诸如图像传感器的光电转换装置作为光学装置，但是在基板上形成这样的功能膜以实现光学装置中的透镜、滤光器、镜子等的功能，使得能够提供优异的光学装置。例如，当光学装置是透镜时，可以在透镜基板上配设功能膜的涂层，或者多个透镜基板之间的空间可以被功能膜填充。包括这种透镜(光学装置)的光学设备可以是具有由多个透镜构成的透镜组的透镜镜筒，并且透镜镜筒可以是可安装到可更换镜头照相机的可更换镜头。可更换镜头可以具有移动装置，例如用于移动透镜的电机。
虽然针对示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以涵盖所有这类变型例以及等同的结构和功能。

Claims (30)

1.一种光电转换装置，其包括：
光电转换基板，其具有多个光电转换部分和布置在所述多个光电转换部分上的微透镜阵列；
透光板，其覆盖微透镜阵列；以及
膜，其布置在微透镜阵列与透光板之间，其中，
所述膜具有：
在1.05到1.15的范围内的折射率，
98.5％以上的在400nm至700nm的范围内的波长区域中光的平均透射率，以及
在500nm至5000nm的范围内的膜厚度。
2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，
膜的孔隙率在65.0％至90.0％的范围内。
3.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，
所述膜含有固体物质，并且
固体物质的主要成分是硅土，并且/或者固体物质的折射率在1.20至1.60的范围内。
4.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，
所述膜含有选自于由如下组成的组中的至少一种颗粒：由固体物质构成的一次颗粒形成三维结构的二次颗粒；由固体物质构成的一次颗粒彼此连接成链形状的链状二次颗粒；以及由固体物质构成的一次颗粒彼此连接成支链形状的支链状二次颗粒。
5.根据权利要求4所述的光电转换装置，其中，
由固体物质构成的一次颗粒的数均粒径在5nm至100nm的范围内。
6.根据权利要求4所述的光电转换装置，其中，
二次颗粒的数均粒径在50nm至500nm的范围内。
7.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，
所述膜含有多个中空颗粒，并且
假设将所述多个中空颗粒内的孔的总体积与膜的单位体积的比率取为孔隙率X，并且将中空颗粒之间的孔的总体积与膜的单位体积的比率取为孔隙率Y，则满足表达为X<Y的关系，其中，X和Y均由百分比表示。
8.根据权利要求7所述的光电转换装置，其中，
X和Y满足表达为X<(100-X-Y)<Y的关系。
9.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，
所述膜含有由固体物质和用于粘结颗粒的粘结剂构成的颗粒。
10.根据权利要求9所述的光电转换装置，其中，
相对于100质量份的固体物质颗粒，所述膜中的粘结剂的含量在7.0质量份至30.0质量份的范围内。
11.根据权利要求9所述的光电转换装置，其中，
粘结剂含有硅氧烷。
12.根据权利要求9所述的光电转换装置，其中，
粘结剂含有具有由组成式[R1(SiO1.5)n]表示的T3单位结构的物质，并且
R1表示选自于由聚合性基、羟基、氯原子、具有1至6个碳的烷基和具有1至6个碳的烷氧基组成的组中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的光电转换装置，其中，
R1是选自于由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、氧杂环丁烷基和环氧基组成的组中的至少一种聚合性基。
14.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，
硅土在其表面上具有有机基和羟基中的至少一种。
15.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，
所述膜在透光板侧的表面比所述膜在微透镜阵列侧的表面平坦。
16.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，
微透镜阵列包含树脂材料。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的光电转换装置，其中，
通过SAICAS方法测量的所述膜的强度在3.0N/m至100.0N/m的范围内。
18.根据权利要求17所述的光电转换装置，其中，
通过SAICAS方法测量的所述膜的强度在3.0N/m至25.0N/m的范围内。
19.一种光电转换装置，其包括：
光电转换基板，其具有多个光电转换部分和布置在所述多个光电转换部分上的微透镜阵列；
透光板，其覆盖微透镜阵列；以及
膜，其布置在微透镜阵列与透光板之间，其中，
所述膜含有多个中空颗粒，并且
假设将所述多个中空颗粒内的孔的总体积与膜的单位体积的比率取为孔隙率X，并且将中空颗粒之间的孔的总体积与膜的单位体积的比率取为孔隙率Y，则满足表达为X<Y的关系，其中，X和Y均采用百分比表示。
20.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
X和Y满足表达为X<(100-X-Y)<Y的关系。
21.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
X和Y的和(X+Y)在65.0％至90.0％的范围内。
22.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
X在8.0％至32.0％的范围内，并且Y在30.0％至80.0％的范围内。
23.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
X在12.0％至24.0％的范围内，并且Y在40.0％至70.0％的范围内。
24.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
包围中空颗粒内部的孔的固体物质的主要成分是硅土。
25.根据权利要求24所述的光电转换装置，其中，
所述膜含有粘结剂，该粘结剂粘结所述多个颗粒，并且，
粘结剂含有硅氧烷。
26.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
由中空颗粒构成的一次颗粒的数均粒径在20nm至100nm的范围内。
27.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
一个中空颗粒的孔隙率np在30.0％至70.0％的范围内。
28.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
所述膜的膜厚度在500nm至2000nm的范围内。
29.根据权利要求19所述的光电转换装置，其中，
单位体积为1000nm×1000nm×100nm，其中100nm为厚度方向上的厚度。
30.一种设备，其包括：
根据权利要求1至29中任一项所述的光电转换装置；以及
选自于由用于在光电转换装置上形成光学图像的光学系统、控制光电转换装置的控制装置、处理从光电转换装置输出的信号的处理装置、移动光电转换装置的移动装置和基于从光电转换装置输出的信号显示信息的显示装置组成的组中的至少一个。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111682042A (zh) * 2020-06-11 2020-09-18 杭州百伴生物技术有限公司 一种窄带光源阵列及光学检测设备
CN116761068A (zh) * 2023-08-17 2023-09-15 荣耀终端有限公司 一种摄像模组和电子设备

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102533686B1 (ko) * 2018-01-18 2023-05-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
US11069729B2 (en) * 2018-05-01 2021-07-20 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device, and equipment
KR102594548B1 (ko) * 2019-01-02 2023-10-27 삼성디스플레이 주식회사 윈도우, 윈도우의 제조 방법 및 윈도우를 포함하는 표시 장치
US11839093B2 (en) * 2019-05-14 2023-12-05 Kopin Corporation Image rendering in organic light emitting diode (OLED) displays, apparatuses, systems, and methods
KR20210105056A (ko) * 2020-02-18 2021-08-26 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬영 장치
US11257858B2 (en) * 2020-04-28 2022-02-22 Himax Technologies Limited Method of fabricating a sensor device
JP2023160441A (ja) * 2022-04-22 2023-11-02 キヤノン株式会社 無機粒子を含む多孔質層を有する物品および無機粒子を含む多孔質層を形成するための塗工液

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009175671A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Hitachi Chem Co Ltd 微細構造体用反射防止膜及びその製造方法
CN104011567A (zh) * 2011-12-28 2014-08-27 富士胶片株式会社 光学构件组及使用该光学构件组的固体摄像元件
CN107785384A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 佳能株式会社 光电转换装置和照相机
CN107919371A (zh) * 2016-10-05 2018-04-17 佳能株式会社 光电转换装置和系统

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002076313A (ja) * 2000-08-28 2002-03-15 Canon Inc 固体撮像装置
JP3778817B2 (ja) 2001-07-11 2006-05-24 富士フイルムマイクロデバイス株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP2003266606A (ja) 2002-03-13 2003-09-24 Sumitomo Chem Co Ltd 硬化被膜付き透明基材
US6890590B2 (en) * 2003-04-16 2005-05-10 Optimax Technology Corporation Method for forming anti-glaring and anti-reflecting film
JP4485151B2 (ja) * 2003-05-30 2010-06-16 パナソニック株式会社 固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置。
JP2005026314A (ja) 2003-06-30 2005-01-27 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像素子の製造方法
US8092734B2 (en) * 2004-05-13 2012-01-10 Aptina Imaging Corporation Covers for microelectronic imagers and methods for wafer-level packaging of microelectronics imagers
JP3801601B2 (ja) * 2004-06-15 2006-07-26 シャープ株式会社 蓋部を備えた半導体ウェハの製造方法及び半導体装置の製造方法
JP4148932B2 (ja) * 2004-08-31 2008-09-10 シャープ株式会社 半導体装置、半導体モジュール及び半導体装置の製造方法
KR100652379B1 (ko) * 2004-09-11 2006-12-01 삼성전자주식회사 Ｃｍｏｓ 이미지 센서 및 그 제조 방법
US8368096B2 (en) 2005-01-04 2013-02-05 Aac Technologies Japan R&D Center Co., Ltd. Solid state image pick-up device and method for manufacturing the same with increased structural integrity
WO2006101274A1 (en) * 2005-03-25 2006-09-28 Fujifilm Corporation Method of manufacturing solid state imaging device
JP4469781B2 (ja) * 2005-07-20 2010-05-26 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP2007142058A (ja) 2005-11-17 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体撮像素子およびその製造方法並びに半導体撮像装置とその製造方法
US7777355B2 (en) * 2005-11-17 2010-08-17 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Infrared-blocking encapsulant with organometallic colloids
JP2009064839A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Panasonic Corp 光学デバイス及びその製造方法
JP2010040621A (ja) 2008-08-01 2010-02-18 Toshiba Corp 固体撮像デバイス及びその製造方法
JP5185019B2 (ja) 2008-08-25 2013-04-17 パナソニック株式会社 半導体装置及びそれを用いた電子機器
JP2010073819A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Canon Inc 光電変換装置及び撮像システム
JP5434252B2 (ja) * 2009-05-14 2014-03-05 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
US20130175649A1 (en) * 2010-06-18 2013-07-11 Nokia Corporation Sensor
JP5449080B2 (ja) 2010-06-30 2014-03-19 富士フイルム株式会社 感光性組成物、パターン形成材料、並びに、これを用いた感光性膜、パターン形成方法、パターン膜、低屈折率膜、光学デバイス、及び、固体撮像素子
EP2626447A1 (en) 2012-02-07 2013-08-14 ILFORD Imaging Switzerland GmbH Nanoporous layers for optical applications
JP6132525B2 (ja) * 2012-11-30 2017-05-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2014228614A (ja) 2013-05-21 2014-12-08 豊田通商株式会社 光透過性組成物及びそれを用いた光機能部材並びに光透過性組成物の製造方法
JP2015004753A (ja) 2013-06-19 2015-01-08 キヤノン株式会社 光学素子、光学系および光学機器
JP6120094B2 (ja) * 2013-07-05 2017-04-26 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
US9461190B2 (en) * 2013-09-24 2016-10-04 Optiz, Inc. Low profile sensor package with cooling feature and method of making same
JP6281395B2 (ja) * 2013-11-26 2018-02-21 ソニー株式会社 撮像素子
JP6242782B2 (ja) * 2014-01-21 2017-12-06 富士フイルム株式会社 近赤外線吸収性組成物、近赤外線カットフィルタおよびその製造方法、ならびに、カメラモジュールおよびその製造方法
JP6300029B2 (ja) * 2014-01-27 2018-03-28 ソニー株式会社 撮像素子、製造装置、製造方法
JP6200835B2 (ja) * 2014-02-28 2017-09-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
US9293488B2 (en) * 2014-05-07 2016-03-22 Visera Technologies Company Limited Image sensing device
JPWO2015190374A1 (ja) 2014-06-10 2017-04-20 富士フイルム株式会社 光学機能層形成用組成物、これを用いた固体撮像素子およびカメラモジュール、ならびに光学機能層のパターン形成方法、固体撮像素子及びカメラモジュールの製造方法
JP6315262B2 (ja) * 2014-06-12 2018-04-25 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び、撮像装置
TWI569427B (zh) * 2014-10-22 2017-02-01 精材科技股份有限公司 半導體封裝件及其製法
US11099310B2 (en) * 2015-05-27 2021-08-24 Sony Corporation Image pickup device
KR102500813B1 (ko) * 2015-09-24 2023-02-17 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 이의 제조 방법
JP2018147974A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、電子機器、および半導体装置
US11069729B2 (en) * 2018-05-01 2021-07-20 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device, and equipment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009175671A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Hitachi Chem Co Ltd 微細構造体用反射防止膜及びその製造方法
CN104011567A (zh) * 2011-12-28 2014-08-27 富士胶片株式会社 光学构件组及使用该光学构件组的固体摄像元件
CN107785384A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 佳能株式会社 光电转换装置和照相机
CN107919371A (zh) * 2016-10-05 2018-04-17 佳能株式会社 光电转换装置和系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111682042A (zh) * 2020-06-11 2020-09-18 杭州百伴生物技术有限公司 一种窄带光源阵列及光学检测设备
CN111682042B (zh) * 2020-06-11 2022-02-25 杭州百伴生物技术有限公司 一种窄带光源阵列及光学检测设备
CN116761068A (zh) * 2023-08-17 2023-09-15 荣耀终端有限公司 一种摄像模组和电子设备
CN116761068B (zh) * 2023-08-17 2023-11-17 荣耀终端有限公司 一种摄像模组和电子设备

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Publication number Publication date
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US20190341409A1 (en) 2019-11-07

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