JP2007036545A - 撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】色成分を抽出するフィルタは、透明フィルタと、黄フィルタと、赤フィルタと、可視光波長域において透過抑制特性を有し、可視光波長域より長波長側において透過特性を有する補正フィルタとを含み、補正フィルタは、波長400nm〜550nmの光に対する透過率が5%以下、分光透過率特性における50%透過率の波長範囲が620nm〜690nm、波長700nmの光に対する透過率が70%以上。補正フィルタが、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントイエロー139の各顔料を含む着色樹脂組成物で形成されたこと。
【選択図】図1
Description
撮像素子に具備される例えばCMOSやCCDなどの受光素子(光電変換素子)は、素子に入射した光を電気信号に変換する。受光素子は、人間の視覚感度域である可視光波長域(例えば、400nm〜700nmの波長域)外の領域でも高い感度を有し、特に、可視光波長域より長波長側の波長域(以下、「赤外域」という。例えば、700nm〜1100nmの波長域)についても高い感度を有する。
の赤外線カットフィルタは、およそ550nm〜700nmの可視光波長域においても光を吸収する領域を持つ。すなわち、吸収型の赤外線カットフィルタの透過率は、550nm〜700nmの可視光波長域で徐々に低くなる。この550nm〜700nmの可視光波長域は、緑、赤の光域に相当する。したがって、吸収型の赤外線カットフィルタを撮像素子に用いた場合、特に、赤の感度が低下するという問題がある。すなわち、吸収型の赤外線カットフィルタにより赤外線のカットを行う撮像素子では、青のみではなく赤の色再現性も損なわれる場合がある。
そのため、受光素子に入射すべき光以外の不要な光によるノイズを防止するため、受光素子の有効開口部周辺、配線部の上部、および半導体基板の一部(例えば受光素子を形成した半導体基板の外周)に、遮光膜を形成する場合がある。
1)前記フィルタは、透明フィルタと、黄成分の抽出に用いられる黄フィルタと、赤成分の抽出に用いられる赤フィルタと、可視光波長域において透過抑制特性を有し、可視光波長域より長波長側において透過特性を有する補正フィルタとを含み、
2)前記補正フィルタは、波長400nm〜550nmの光に対する透過率が5%以下、分光透過率特性における透過率が50%となる波長の位置が620nm〜690nm、波長700nmの光に対する透過率が70%以上としたことを特徴とする撮像素子である。
1)前記入射光を前記透明フィルタ経由で観測する入射光受光素子と、前記入射光を前記黄フィルタ経由で観測する黄受光素子と、前記入射光を前記赤フィルタ経由で観測する赤受光素子と、前記入射光を前記補正フィルタ経由で観測する補正受光素子とを含み、
2)前記入射光受光素子で観測された観測結果から、前記黄受光素子で観測された観測結果を引き算し、青の観測結果を求める演算手段と、前記黄受光素子で観測された観測結果から、前記赤受光素子で観測された観測結果を引き算し、緑の観測結果を求める演算手段と、前記赤受光素子で観測された観測結果から、前記補正受光素子で観測された観測結果を引き算し、補正された赤の観測結果を求める演算手段とをさらに具備することを特徴とする撮像素子である。
例えば半導体基板の外周)に、可視光を遮断する性能に優れた遮光膜を配置している。そのため、この遮光膜により、受光素子を除く他の部分に入射した光が吸収され、また、受光素子に迷光及び不要な光が入射することを防止することができ、ノイズを低減させることができ、撮像素子によって得られる画質を向上させることができる。
本実施の形態では、CMOSやCCDなどの受光素子を具備し、特に、受光素子の光入射側にフィルタ層を設け、観測対象の色成分を観測する撮像素子について説明する。
なお、本発明で示す透過率の値は、屈折率nが約1.5の透明ガラスをリファレンス(100%)としている。
また、紫外線によるノイズを防止して青の観測データを向上させるため、透明フィルタ2Wに400nmより短波長域の紫外線吸収機能を持たせることは好ましい。そのため、透明フィルタ2Wに紫外線吸収剤を添加することは好ましいといえる。
補色系のフィルタは、赤、緑、青の3原色系のカラーフィルタよりも光の透過率が高い。
成され、入射光受光素子3W、黄受光素子3Y、赤受光素子3R、補正受光素子3Blkへの集光性を高める。
C.I(カラーインデックス).ピグメントレッド254(以下、R254と略記する)、
C.I.ピグメントイエロー139(以下、Y139と略記する)、
C.I.ピグメントバイオレット23(以下、V23と略記する)。
が含まれる。例えば、顔料Y139単体を分散させるためには、顔料R139、7部(重量部)に対して以下のものが含まれる。
アクリル樹脂溶液(固形分20%) 40部
分散剤 0.5部
シクロヘキサノン 23.0部
また、顔料V23も顔料R254と同じ溶液を用いて分散する。
アクリル樹脂溶液;14.00部
アクリルモノマー;4.15部
開始剤;0.7部
増感剤 ; 0.4部
シクロヘキサノン ; 27.00部
PGMAC ; 10.89部
を混合して補正フィルタ用着色樹脂組成物とする。
なお、図4に示すように本発明に関わるフィルタは、短波長域で低透過率であり、中波長域で透過率が立ち上がり、長波長域で高い透過率となる、略S字状の分光特性曲線を有するものを使用するのが好ましい。
フィルタに代えて、透明フィルタ2W、黄フィルタ2Y、赤フィルタ2R、補正フィルタ2Blkを備えている。
、赤のカラーフィルタの分光曲線の裾部の透過率は数%と低いが、緑のカラーフィルタの分光曲線の裾部の透過率は10%程度と高くなっている。このように、裾部の透過率が高いことを分光の浮きが大きいという。
よいし、紫外線吸収性の基をもつモノマーを添加してもよい。
または、図11に示すように、透明フィルタ12Wとマイクロレンズとを一体化させることであっても構わない。その場合、撮像素子11を薄くすることが可能となる。
第2の実施の形態は、基本的に第1の実施の形態と同様であるが、補正フィルタを形成する顔料ペーストの顔料構成を下記のようにした。用いた顔料は、以下の3種類とした。また、補正フィルタの膜厚は、1.1μmとした。
Y139;11.3部、R254;4.23部、V23;19.77部
本実施の形態のBlk2の分光特性を、図12に示す。前記したように、Blk2の補正フィルタ用着色樹脂組成物に含まれる顔料構成は、第1の実施の形態の顔料組成(顔料V23と顔料Y139)に顔料R254を、追加した場合の分光透過率特性となる。
本実施の形態では、入射光のうち受光素子に入射する光を除く他の光の反射を抑制する遮光膜を、基板の入射光の入射側であり受光素子に入射光を入射させる領域を除く他の領域すなわち、受光素子の有効開口部周辺、配線部上、および半導体基板の一部(例えば半導体基板5の外周)に設けた撮像素子について説明する。
また、本実施の形態では配線部の上部にも遮光膜を形成しているが、配線部は図示を省略している。
Claims (5)
- 入射光のうち特定の色成分の抽出に用いられるフィルタと、前記入射光を前記フィルタ経由で観測する受光素子とを具備する撮像素子において、
1)前記フィルタは、透明フィルタと、黄成分の抽出に用いられる黄フィルタと、赤成分の抽出に用いられる赤フィルタと、可視光波長域において透過抑制特性を有し、可視光波長域より長波長側において透過特性を有する補正フィルタとを含み、
2)前記補正フィルタは、波長400nm〜550nmの光に対する透過率が5%以下、分光透過率特性における透過率が50%となる波長の位置が620nm〜690nm、波長700nmの光に対する透過率が70%以上としたことを特徴とする撮像素子。 - 前記補正フィルタが、少なくともC.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントイエロー139の各顔料を含む着色樹脂組成物で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。
- 前記補正フィルタが、少なくともC.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントレッド254の各顔料を含む着色樹脂組成物で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。
- 前記受光素子は、
1)前記入射光を前記透明フィルタ経由で観測する入射光受光素子と、前記入射光を前記黄フィルタ経由で観測する黄受光素子と、前記入射光を前記赤フィルタ経由で観測する赤受光素子と、前記入射光を前記補正フィルタ経由で観測する補正受光素子とを含み、
2)前記入射光受光素子で観測された観測結果から、前記黄受光素子で観測された観測結果を引き算し、青の観測結果を求める演算手段と、前記黄受光素子で観測された観測結果から、前記赤受光素子で観測された観測結果を引き算し、緑の観測結果を求める演算手段と、前記赤受光素子で観測された観測結果から、前記補正受光素子で観測された観測結果を引き算し、補正された赤の観測結果を求める演算手段とをさらに具備することを特徴とする請求項1、2、または3に記載の撮像素子。 - 前記補正フィルタと同じ材質からなる遮光膜を、前記入射光の入射側であり、前記受光素子に前記入射光を入射させる領域を除いた領域に設けたことを特徴とする請求項1、2、3、または4に記載の撮像素子。
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