JP2017203902A - スクアリリウム化合物および固体撮像素子ならびに電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、例えば、赤外光カットフィルタ等の光学フィルタの材料として用いることが可能なスクアリリウム化合物およびこれを用いた固体撮像素子ならびに電子機器に関する。
一般に、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置には、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)構造の固体撮像素子(イメージセンサ)が搭載されている。CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサは、近紫外波長帯域から近赤外波長帯域に対して感度を有している。撮像装置においては、人の視感度(可視領域;波長400〜700nm程度)以外の波長帯域の光信号はノイズ成分となり、画像品質を低下させる原因となる。このため、一般の撮像装置では、固体撮像素子の手前(光入射方向)に赤外光カットフィルタを配置し、これによって近赤外波長帯域の光を除去している。
赤外光カットフィルタとしては、例えば、特許文献1に記載の撮像素子において、シアニン色素を含有する赤外吸収層が開示されている。赤外光カットフィルタの材料としては、このシアニン色素の他に、スクアリリウム系化合物が用いられている。
ところで、赤外光カットフィルタには、さらなる可視領域の透明性が求められており、赤外波長域の光を選択的に吸収することが可能な材料の開発が求められている。
赤外波長域の光を選択的に吸収することが可能なスクアリリウム化合物および固体撮像素子ならびに電子機器を提供することが望ましい。
本開示の一実施形態のスクアリリウム化合物は、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有するものである。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
本開示の一実施形態の固体撮像素子は、光電変換部と、光電変換部上に設けられたオンチップレンズと、上記本開示の一実施形態のスクアリリウム化合物を少なくとも1種含む光学フィルタを有するものである。
本開示の一実施形態の電子機器は、上記本開示の一実施形態の固体撮像素子を備えたものである。
本開示の一実施形態のスクアリリウム化合物およびこれを備えた一実施形態の固体撮像素子ならびに一実施形態の電子機器では、上記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を設計することにより、可視領域の波長の光の吸収を低減することが可能となる。
本開示の一実施形態のスクアリリウム化合物および一実施形態の固体撮像素子ならびに一実施形態の電子機器によれば、上記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を設計したことにより、可視領域の波長の光の吸収が低減され、赤外波長域の光を選択的に吸収することが可能となる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
以下、本開示における一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
1.実施の形態(スクアリリウム化合物を赤外吸収層の材料として用いた例)
1−1.固体撮像素子の構成
1−2.固体撮像素子の動作
1−3.作用・効果
2.変形例
2−1.変形例1
2−2.変形例2
2−3.変形例3
2−4.変形例4
3.第2の実施の形態(スクアリリウム化合物を可逆性記録媒体の光熱変換材料として用いた例)
3−1.可逆性記録媒体の構成
3−2.作用・効果
4.適用例
5.実施例
1.実施の形態(スクアリリウム化合物を赤外吸収層の材料として用いた例)
1−1.固体撮像素子の構成
1−2.固体撮像素子の動作
1−3.作用・効果
2.変形例
2−1.変形例1
2−2.変形例2
2−3.変形例3
2−4.変形例4
3.第2の実施の形態(スクアリリウム化合物を可逆性記録媒体の光熱変換材料として用いた例)
3−1.可逆性記録媒体の構成
3−2.作用・効果
4.適用例
5.実施例
<1.第1の実施の形態>
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る固体撮像素子(固体撮像素子10)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子10は、例えば、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ等の撮像装置(例えば、固体撮像装置1)において1つの画素(例えば、単位画素P)を構成するものである(いずれも、図9参照)。固体撮像素子10は、光電変換部11Bが形成されている光電変換層11上にカラーフィルタ層12、オンチップレンズ13、平坦化層14および赤外吸収層15がこの順に積層された構成を有するものである。本実施の形態では、赤外吸収層15は、スクアリリウム化合物を用いて形成されており、このスクアリリウム化合物は、後述する一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるものである。
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る固体撮像素子(固体撮像素子10)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子10は、例えば、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ等の撮像装置(例えば、固体撮像装置1)において1つの画素(例えば、単位画素P)を構成するものである(いずれも、図9参照)。固体撮像素子10は、光電変換部11Bが形成されている光電変換層11上にカラーフィルタ層12、オンチップレンズ13、平坦化層14および赤外吸収層15がこの順に積層された構成を有するものである。本実施の形態では、赤外吸収層15は、スクアリリウム化合物を用いて形成されており、このスクアリリウム化合物は、後述する一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるものである。
(1−1.固体撮像素子の構成)
光電変換層11は、入射した光を電気信号として検出するものであり、例えばシリコン(Si)等の基板11Aに複数の光電変換部11Bが形成されている。光電変換層11の構造は、特に限定されるものではなく、CCDやCMOS構造等を採用することができる。光電変換部11Bは、例えば基板11Aに1次元的(線状)に配置されていてもよいし、2次元的(行列状)に配置されていてもよい。
光電変換層11は、入射した光を電気信号として検出するものであり、例えばシリコン(Si)等の基板11Aに複数の光電変換部11Bが形成されている。光電変換層11の構造は、特に限定されるものではなく、CCDやCMOS構造等を採用することができる。光電変換部11Bは、例えば基板11Aに1次元的(線状)に配置されていてもよいし、2次元的(行列状)に配置されていてもよい。
カラーフィルタ層12は、例えば赤色波長域の光を透過させる赤色フィルタ12R、緑色波長域の光を透過させる緑色フィルタ12Gおよび青色波長域の光を透過させる青色フィルタ12Bから構成されている。これらの色フィルタ(赤色フィルタ12R,緑色フィルタ12B,青色フィルタ12B)は、規則的(例えばベイヤー配列)に配置されている。このようなカラーフィルタ層12を設けることにより、固体撮像装置1では、その色配列に対応した色の受光データが得られる。なお、カラーフィルタ層12を構成する各色フィルタ12R,12B,12Bの透過波長は、上記赤色、緑色および青色の3色に限定されるものではなく、固体撮像素子の仕様等に応じて適宜選択することができる。また、赤色フィルタ12R,緑色フィルタ12Bおよび青色フィルタ12Bを形成する材料も、特に限定されるものではなく、それぞれ、公知の材料を用いることができる。
赤色フィルタ12R、緑色フィルタ12Gおよび青色フィルタ12Bは、それぞれ対応する光電変換部11B上に配置されている。これにより、各光電変換部11Bには、それぞれ各色フィルタ12R、12B、12Bを透過した特定の波長域の光が入射する。各光電変換部11Bの出力は、各色フィルタ12R、12B、12Bを透過した光の強度となる。
また、カラーフィルタ層12は、赤外波長域(例えば、600nm以上1500nm以下)に極大吸収波長を有していてもよい。このように、後述する赤外吸収層15に加えて、カラーフィルタ層12に赤外線吸収能を付与することにより、赤外光除去性能を更に向上させることができる。カラーフィルタ層12に赤外光吸収能を付与するには、例えば各色フィルタ12R、12B、12Bに、赤外光を吸収する材料(赤外光吸収材料)を含有させればよい。
赤外光吸収材料としては、例えば、後述する赤外吸収層15の構成材料として用いられるスクアリリウム化合物の他、KCuPO4、酸化鉄および酸化タングステン等の周期表の第4周期の遷移金属を含有する化合物、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性酸化物、ジイモニウム化合物、アントラキノン化合物、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、アゾ錯体、Ni錯体、Co錯体、Cu錯体、Fe錯体、ピロロピロール化合物、チオ尿素化合物およびアセチレンポリマーが挙げられる。これらの赤外光吸収材料の中でも、特に、耐熱性の観点から、スクアリリウム化合物、遷移金属を含有する化合物、導電性酸化物、フタロシアニン化合物、アゾ錯体、Ni錯体、Co錯体、Cu錯体、Fe錯体、ピロロピロール化合物を用いることが好ましい。
なお、カラーフィルタ層12は、必要に応じて設けられるものであり、例えば各光電変換部11Bの出力からモノクロ画像を得る場合には、カラーフィルタ層12は省略される。カラーフィルタ層12を設けない場合には、オンチップレンズ13は、光電変換層11上に直接積層してもよいが、何らかの層を介して積層してもよい。
オンチップレンズ13は、光透過性を有し、光電変換部11Bに向かって入射光を集光させるものである。オンチップレンズ13は、例えば屈折率が1.5よりも高い高屈折率材料を用いて形成されている。このような材料としては、例えば酸化シリコン(SiO2)や窒化シリコン(SiNX)等の無機材料が挙げられる。この他、エピスルフィド系樹脂、チエタン化合物やその樹脂等の高屈折率の有機材料を用いてもよい。また、金属チエタン化合物やそれを含む重合性組成物を用いることにより、オンチップレンズ13の屈折率をさらに高めることができる。更に、これらの樹脂に、TiO2、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、ZnOおよびSi3N4等の屈折率が2〜2.5程度の酸化物や窒化物を添加することにより、より高屈折率なオンチップレンズ13を形成することができる。
オンチップレンズ13の形状は、特に限定されるものではなく、半球形状や半円筒状等の各種レンズ形状を用いることができる。オンチップレンズ13は、図1に示したように、例えば、光電変換部11Bごとに設けられており、共に同一の形状を有する。ここで、同一とは同一材料を用い、同一工程を経て製造されたものを言うが、製造時の各種条件によるばらつきを排除するものではない。また、オンチップレンズ13は、複数の光電変換部11Bに1つのオンチップレンズを設けるようにしてもよい。
オンチップレンズ13は、例えば、レンズ材膜上にレンズ形状のレジスト膜を形成したのち、エッチバック処理を施すことにより形成することができる。この他、オンチップレンズ13は、例えば、感光性樹脂膜をフォトリソグラフィ技術でパターン加工したのち、リフロー処理によってレンズ形状に変形させることで形成してもよい。
平坦化層14は、オンチップレンズ13によって形成された凹凸を埋設して表面を平坦化するものである。平坦化層14を形成する材料としては、光透過性を有すると共に、オンチップレンズ13よりも屈折率が小さい低屈折率材料を用いことが好ましい。これにより、平坦化層14からオンチップレンズ13に入射した光は、平坦化層14とオンチップレンズ13との界面において屈折し、各オンチップレンズ13に対応する光電変換部11Bに集光される。
平坦化層14の屈折率は、オンチップレンズ13よりも小さければよいが、オンチップレンズ13によるレンズ効果の観点から、平坦化層14とオンチップレンズ13との屈折率の差は大きいほど好ましい。平坦化層14を形成する低屈折率材料としては、例えば、多孔質シリカ(屈折率n≦1.2)、MgF等のフッ素化合物(屈折率n≦1.2)およびシリコーン系樹脂(屈折率n=1.3〜1.4)が挙げられる。平坦化層14の積層方向の膜厚(以下、単に厚みという)は、例えば10nm〜2μm程度であるが、この範囲に限定されるものではなく、より薄いほうが好ましい。
赤外吸収層15は、光電変換部11Bへの入射光に含まれる赤外光成分を除去するものであり、例えば平坦化層14上に設けられている。赤外吸収層15は、赤外光吸収材料を含んで構成されている。この赤外光吸収材料は、赤外波長域(例えば、600nm以上1500nm以下の範囲)に吸収極大波長を有していることが好ましく、可視領域(例えば、400nm以上600nm未満の範囲)に吸収を持たないことが望ましい。このような材料として、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物が挙げられる。これらスクアリリウム化合物を1種以上用いて赤外吸収層15を形成することにより、赤外波長域の光を選択的に吸収することが可能となる。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
また、一般式(1)におけるR1,R11は、各々独立して少なくとも1つが水素結合を形成可能な基、例えば、スクアリリウム分子を構成する四角酸の2位および4位の酸素原子と水素結合を形成する基であることが好ましい。一般式(2)におけるR12、一般式(3)におけるR22および一般式(4)におけるR32についても同様に、スクアリリウム分子を構成する四角酸の2位および4位の酸素原子と水素結合を形成する基であることが好ましい。このような基としては、例えばヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)が挙げられる。このように、一般式(1)に示したスクアリリウム化合物のR1,R11の少なくとも一方、一般式(2)におけるR12、一般式(3)におけるR22および一般式(4)におけるR32が、水素結合を形成する基で置換されたスクアリリウム化合物を用いることによって、赤外吸収層15の耐熱性が向上する。なお、ここで、形成される水素結合は、分子内に形成されるものである。
一般式(1)に示したスクアリリウム化合物の具体例としては、例えば、下記式(1−1)〜(1−27)に示したようなスクアリリウム化合物が挙げられる。式(1−1)〜(1−6)に示したスクアリリウム化合物は、R1,R2,R4〜R11を全て水素原子とし、R3を直鎖状のアルキル基としたスクアリリウム化合物の一例である。式(1−7)〜(1−20)に示したスクアリリウム化合物は、R1,R11を水素原子、R3,R8,R9をメチル基とし、R2,R4〜R7,R10に水素原子、メチル基、ハロゲン原子(−F)、−OMe基等を導入したスクアリリウム化合物の一例である。式(1−21)〜(1−24)に示したスクアリリウム化合物は、R2,R4〜R7,R10を水素原子、R3をヘキシル基、R8,R9をメチル基とし、R1,R11に水素原子、ヒドロキシ基(−OH)、アミノ基(−NH2)およびアミド基のいずれかを導入したスクアリリウム化合物の一例である。これらスクアリリウム化合物は一例であり、例えば、式(1−25)〜(1−27)に示したスクアリリウム化合物のように、各スクアリリウム化合物の分子構造を適宜組み合わせてもよい。式(1−25)に示したスクアリリウム化合物は、式(1−6)と式(1−13)とを組み合わせたものである。式(1−26)に示したスクアリリウム化合物は、式(1−6)と式(1−13)と式(1−20)とを組み合わせたものである。式(1−27)に示したスクアリリウム化合物は、式(1−6)と式(1−13)と式(1−20)と式(1−24)とを組み合わせたものである。
一般式(2)に示したスクアリリウム化合物の具体例としては、例えば、下記式(2−1)〜(2−23)に示したようなスクアリリウム化合物が挙げられる。式(2−1)〜(2−6)に示したスクアリリウム化合物は、R12〜R20を全て水素原子とし、R21を直鎖状のアルキル基としたスクアリリウム化合物の一例である。式(2−7)〜(2−9)に示したスクアリリウム化合物は、R13〜R20を全て水素原子、R21をメチル基とし、R12にヒドロキシ基(−OH)、アミノ基(−NH2)およびアミド基のいずれかを導入したスクアリリウム化合物の一例である。式(2−10)〜(2−20)に示したスクアリリウム化合物は、R12を水素原子、R21をメチル基とし、R13〜R20に水素原子、メチル基、ハロゲン原子(−F)、−OMe基等を導入したスクアリリウム化合物の一例である。式(2−21)〜(2−23)に示したスクアリリウム化合物は、上記スクアリリウム化合物の分子構造を適宜組み合わせたスクアリリウム化合物の一例である。式(2−21)に示したスクアリリウム化合物は、式(2−6)と式(2−9)とを組み合わせたものである。式(2−22)に示したスクアリリウム化合物は、式(2−6)と式(2−9)と式(2−14)とを組み合わせたものである。式(2−23)に示したスクアリリウム化合物は、式(2−6)と式(2−9)と式(2−14)と式(2−23)とを組み合わせたものである。
一般式(3)に示したスクアリリウム化合物の具体例としては、例えば、下記式(3−1)〜(3−25)に示したようなスクアリリウム化合物が挙げられる。式(3−1)〜(3−6)に示したスクアリリウム化合物は、R22〜R30を全て水素原子とし、R31を直鎖状のアルキル基としたスクアリリウム化合物の一例である。式(3−7)〜(3−9)に示したスクアリリウム化合物は、R23〜R30を全て水素原子、R31をメチル基とし、R32にヒドロキシ基(−OH)、アミノ基(−NH2)およびアミド基のいずれかを導入したスクアリリウム化合物の一例である。式(3−10)〜(3−22)に示したスクアリリウム化合物は、R22を水素原子、R31をメチル基とし、R23〜R30に水素原子、メチル基、ハロゲン原子(−F)、−OMe基等を導入したスクアリリウム化合物の一例である。式(3−23)〜(2−25)に示したスクアリリウム化合物は、上記スクアリリウム化合物の分子構造を適宜組み合わせたスクアリリウム化合物の一例である。式(3−23)に示したスクアリリウム化合物は、式(3−5)と式(3−9)とを組み合わせたものである。式(3−24)に示したスクアリリウム化合物は、式(3−5)と式(3−9)と式(3−14)とを組み合わせたものである。式(3−25)に示したスクアリリウム化合物は、式(3−5)と式(3−9)と式(3−14)と式(3−22)とを組み合わせたものである。
一般式(4)に示したスクアリリウム化合物の具体例としては、例えば、下記式(4−1)〜(4−26)に示したようなスクアリリウム化合物が挙げられる。式(4−1)〜(4−3)に示したスクアリリウム化合物は、R32〜R39を全て水素原子とし、X1〜X5のいずれかを1つを窒素原子、その他を炭素原子としたスクアリリウム化合物の一例である。式(4−4)〜(4−8)に示したスクアリリウム化合物は、X4を窒素原子、R32〜R38を全て水素原子とし、R39を直鎖状のアルキル基としたスクアリリウム化合物の一例である。式(4−9)〜(4−11)に示したスクアリリウム化合物は、X4を窒素原子、R33〜R38を全て水素原子、R39をメチル基とし、R32にヒドロキシ基(−OH)、アミノ基(−NH2)およびアミド基のいずれかを導入したスクアリリウム化合物の一例である。式(4−12)〜(4−21)に示したスクアリリウム化合物は、X4を窒素原子、R32を水素原子、R39をメチル基とし、R33〜R38に水素原子、メチル基、ハロゲン原子(−F)、−OMe基等を導入したスクアリリウム化合物の一例である。式(4−22)〜(4−24)に示したスクアリリウム化合物は、上記スクアリリウム化合物の分子構造を適宜組み合わせたスクアリリウム化合物の一例である。式(4−22)に示したスクアリリウム化合物は、式(4−8)と式(4−11)を組み合わせたものである。式(4−23)に示したスクアリリウム化合物は式(4−8)と式(4−11)と式(4−17)とを組み合わせたものである。式(4−24)に示したスクアリリウム化合物は、式(4−8)と式(4−11)と式(4−17)と式(4−21)とを組み合わせたものである。式(4−25),(4−26)に示したスクアリリウム化合物は、式(4−24)に示したスクアリリウム化合物を基に、X3を窒素原子(式(4−25))またはX5を窒素原子(式(4−26))としたものである。
また、本実施の形態のスクアリリウム化合物は、必ずしも対称構造である必要はない。例えば、スクアリリウム化合物の四角酸部位を挟んだ一方に式(1−1)で表わされる分子構造を、他方に式(1−2)で表わされる分子構造を有する非対称なスクアリリウム化合物を赤外吸収層15の材料として用いることができる。
赤外吸収層15は、上記スクアリリウム化合物と、バインダー樹脂とを含有する樹脂組成物によって形成することができる。赤外吸収層15に用いるバインダー樹脂は、特に限定されるものではなく、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂等の各種樹脂を用いることができる。但し、耐熱性および撮像性能の観点から、バインダー樹脂は、例えばガラス転移点Tgが150℃以上のものが好ましく、より好ましくは、さらに融点も150℃以上のもの、さらに好ましくは、加熱黄変温度が150℃以上のものである。このようなバインダー樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン(シロキサン)系樹脂、ポリカーボネート系樹脂およびポリエチレン系樹脂が挙げられる。これらの樹脂の中でも、特に、400nm以上600nm以下に吸収極大波長を有しない熱硬化型または光硬化型樹脂を使用することが好ましい。
また、バインダー樹脂としてカルボキシル基等のように酸化力の強い官能基を含む樹脂を用いる場合には、スクアリリウム化合物が酸化されて耐熱性が低下する虞がある。このため、バインダー樹脂は、シロキサン結合(−Si−O−)や炭素−酸素結合(−C−O−)等の安定性が高く、酸化力が比較的弱い結合で構成されている樹脂を用いることが好ましい。特に、シロキサン結合を主骨格とする樹脂が好適である。
なお、樹脂組成物におけるスクアリリウム化合物の分散状態は、特に限定されるものではなく、分子分散状態でもよいが、可視領域の透明性の向上の観点から、バインダー樹脂にスクアリリウム化合物が相溶した状態とすることが好ましい。
また、赤外吸収層15には、上記スクアリリウム化合物およびバインダー樹脂の他に、バインダー樹脂を硬化させるための硬化剤や硬化補助剤が添加されていてもよい。これら硬化剤や硬化補助剤は、バインダー樹脂に含まれるモノマーによって適宜選択することができるが、例えば400nm以上600nm以下の可視光領域に吸収極大波長を有さないものを用いることが好ましい。
更に、赤外吸収層15には、上記スクアリリウム化合物とは吸収極大波長が異なる1または2種以上の化合物を含有していてもよい。また、赤外吸収層15は、例えば、図2に示したように、上記スクアリリウム化合物を含む第1吸収層15Aと、スクアリリウム化合物とは吸収極大波長が異なる1または2種以上の化合物を含む第2吸収層15Bとの積層構造としてもよい。このように、吸収極大波長が異なる複数の化合物を併用することにより、スクアリリウム化合物では吸収率が低い波長の赤外光も吸収することが可能となり、撮像性能をさらに向上させることが可能となる。なお、第1吸収層15Aと第2吸収層15Bとの積層順は特に問わない。
更に、赤外吸収層15には、上記各成分の他に、耐熱性を向上させるための酸化物微粒子、レべリング剤、界面活性剤等の分散剤、酸化防止剤、スクアリリウム化合物等の色素の安定化剤等の各種添加剤が配合されていてもよい。更にまた、赤外吸収層15は、上記カラーフィルタ層12を構成する材料の一例として挙げた、KCuPO4、酸化鉄および酸化タングステン等の周期表の第4周期の遷移金属を含有する化合物、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性酸化物、ジイモニウム化合物、アントラキノン化合物、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、アゾ錯体、Ni錯体、Co錯体、Cu錯体、Fe錯体、ピロロピロール化合物、チオ尿素化合物およびアセチレンポリマーを含んでいてもよい。
赤外吸収層15の厚みは、固体撮像素子10の薄型化の観点から、例えば、0.5μm以上200μm以下とすることが好ましい。本実施の形態の固体撮像素子10では、オンチップレンズ13上に平坦化層14が設けられているため、オンチップレンズ13の形状に関わらず、赤外吸収層15を一定の厚みで形成することができる。また、本実施の形態では、赤外吸収層15の厚みがオンチップレンズ13と光電変換部11Bの距離に影響しないため、赤外吸収層15の厚みは、赤外光成分を十分除去できる厚さに設定することが可能となる。
赤外吸収層15は、上記スクアリリウム化合物およびバインダー樹脂等を含有する樹脂組成物を、例えばクロロホルムに溶解してインクを調製したのち、このインクを例えばスピンコート法、第コート法、スリットコート法およびディスペンス法等の塗布法を用いて、例えばガラス基板、石英基板あるいは樹脂基板等の基材上に塗布することにより形成することができる。また、平坦化層14上に直接塗布して形成するようにしてもよい。なお、上記樹脂組成物の溶媒は、クロロホルムに限らず、塗布方法およびスクアリリウムとバインダー樹脂の相溶性に合わせて適宜選択すればよい。クロロホルムの他には、例えばメタノール、エタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、アニソール、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロペンタノン、ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
(1−2.固体撮像素子の動作)
上記のような固体撮像素子10では、例えば固体撮像装置1の単位画素Pにおいて、次のようにして信号電荷が取得される。即ち、図1に示したように、固体撮像素子10に入射した光(入射光L)は、赤外吸収層15により赤外光成分が除去される。赤外光成分が除去された入射光Lは、平坦化層14とオンチップレンズ13との界面で屈折し、カラーフィルタ層12の色フィルタ12R,12G,12Bによって、所定の波長域以外の成分が除去されたのち、各光電変換部11Bに集光される。集光された光は、各光電変換部11Bにおいて光電変換され、信号電荷として取得される。
上記のような固体撮像素子10では、例えば固体撮像装置1の単位画素Pにおいて、次のようにして信号電荷が取得される。即ち、図1に示したように、固体撮像素子10に入射した光(入射光L)は、赤外吸収層15により赤外光成分が除去される。赤外光成分が除去された入射光Lは、平坦化層14とオンチップレンズ13との界面で屈折し、カラーフィルタ層12の色フィルタ12R,12G,12Bによって、所定の波長域以外の成分が除去されたのち、各光電変換部11Bに集光される。集光された光は、各光電変換部11Bにおいて光電変換され、信号電荷として取得される。
(1−3.作用・効果)
前述したように、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載されている固体撮像素子(イメージセンサ)には、画像品質を向上させるために、ノイズ成分となる可視領域以外の光をカットする光学フィルタが配置されている。この光学フィルタのうち、赤外波長域の光を除去する赤外光カットフィルタには、シアニン色素やスクアリリウム系化合物等の赤外吸収色素が用いられている。特にスクアリリウム系化合物は、650nm付近に急峻な吸収ピークを有するため注目されている。
前述したように、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載されている固体撮像素子(イメージセンサ)には、画像品質を向上させるために、ノイズ成分となる可視領域以外の光をカットする光学フィルタが配置されている。この光学フィルタのうち、赤外波長域の光を除去する赤外光カットフィルタには、シアニン色素やスクアリリウム系化合物等の赤外吸収色素が用いられている。特にスクアリリウム系化合物は、650nm付近に急峻な吸収ピークを有するため注目されている。
しかしながら、一般に用いられているスクアリリウム系化合物(例えば、式(5))を含む赤外吸収色素は、図3に示したように、可視領域に僅かながら吸収特性を有する。例えば、可視領域の透明性を、(可視領域(400nm以上600nm未満)の最大吸光度)/(赤外波長域(600nm以上1500nm以下)の最大吸光度)と定義した場合、一般に用いられている赤外光カットフィルタにおける赤外波長域の最大吸光度に対する可視領域の最大吸光度は、例えば0.04以上であった。
これに対して、上記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物を用いて形成した本実施の形態の光学フィルタ(赤外吸収層15)では、後述する実施例の各波長における吸光特性図(図12〜図15)で表わされるように、可視領域における吸収特性が低減される。具体的には、赤外波長域の最大吸光度に対する可視領域の最大吸光度は、0.04未満になる。即ち、可視領域の波長の光の吸収が低減され、赤外波長域の光を選択的に吸収することが可能となる。
以上、本実施の形態の固体撮像素子10では、上記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物を設計し、このスクアリリウム化合物を用いて赤外吸収層15を形成するようにした。これにより、一般に用いられているスクアリリウム化合物の可視領域における吸光特性が低減され、赤外吸収層15の可視領域における透明性を向上させることが可能となる。よって、赤外波長域の光を選択的に吸収することが可能となり、高い光学特性を有する固体撮像素子10を提供することが可能となる。
また、赤外吸収色素として、一般式(1)に示したスクアリリウム化合物のR1,R11の少なくとも一方、一般式(2)におけるR12、一般式(3)におけるR22および一般式(4)におけるR32が、分子内水素結合を形成する基で置換されたスクアリリウム化合物を用いて赤外吸収層15を設けることにより、可視領域の透明性と共に、赤外吸収層15の耐熱性を向上させることが可能となる。
<2.変形例>
以下に、上記第1の実施の形態の変形例(変形例1〜4)および第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
以下に、上記第1の実施の形態の変形例(変形例1〜4)および第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
(2−1.変形例1)
図4は、本開示の変形例1に係る固体撮像素子(固体撮像素子20)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子20は、赤外吸収層15上に保護層16が設けられている点が、上記第1の実施の形態とは異なる。なお、ここでは、保護層16が赤外吸収層15上に設けられている例を示しているが、保護層16は、赤外吸収層15の上面および側面に、例えば連続して形成されていてもよく、また、側面のみに形成されていてもよい。
図4は、本開示の変形例1に係る固体撮像素子(固体撮像素子20)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子20は、赤外吸収層15上に保護層16が設けられている点が、上記第1の実施の形態とは異なる。なお、ここでは、保護層16が赤外吸収層15上に設けられている例を示しているが、保護層16は、赤外吸収層15の上面および側面に、例えば連続して形成されていてもよく、また、側面のみに形成されていてもよい。
保護層16は、赤外吸収層15を化学的および物理的に保護するものである。保護層16を形成する材料としては、酸化銀(I)(Ag2O)、一酸化銀(AgO)、酸化アルミニウム(Al2O3)、フッ化アルミニウム(AlF3)、フッ化バリウム(BaF2)、酸化セリウム(IV)(CeO2)、酸化クロム(III)(Cr2O3)、硫化クロム(III)(Cr2S3)、フッ化ガドリニウム(GdF3)、酸化ハフニウム(IV)(HfO2)、酸化インジウムスズ(ITO)、フッ化ランタン(LaF3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化マグネシウム(MgO)、ヘキサフルオロアルミン酸ナトリウム(Na3AlF6)、ご酸化ニオブ(Nb2O5)、ニッケルクロム合金(Ni−Cr)、ニッケルクロム合金の窒化物(NiCrNx)、窒酸化物(OxNy)、窒化シリコン(SiN4)、酸化シリコン(SiO)、に酸化シリコン(SiO2)、ご酸化タンタル(Ta2O5)、三酸化チタン(Ti2O3)、ご酸化チタン(Ti3O5)、酸化チタン(TiO)、二酸化チタン(TiO2)、酸化タングステン(WO3)、酸化イットリウム(Y2O3)、フッ化イットリウム(YF3)、硫化亜鉛(ZnS)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)および酸化インジウ無(In2O3)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本変形例では、赤外吸収層15上に保護層16を設けるようにしたので、光や酸素等の影響による赤外吸収層15を構成する材料の分解や変質の発生を低減することができる。これにより、上記実施の形態の効果に加えて、長期に亘って優れた撮像性能を安定して得ることが可能となるという効果を奏する。
(2−2.変形例2)
図5は、本開示の変形例2に係る固体撮像素子(固体撮像素子30)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子30は、光入射面側の最上層、例えば保護層16上に光反射防止層17が設けられている点が、上記実施の形態および変形例1とは異なる。なお、保護層16は適宜省略することができる。その場合には、光反射防止層17は赤外吸収層15上に形成すればよい。
図5は、本開示の変形例2に係る固体撮像素子(固体撮像素子30)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子30は、光入射面側の最上層、例えば保護層16上に光反射防止層17が設けられている点が、上記実施の形態および変形例1とは異なる。なお、保護層16は適宜省略することができる。その場合には、光反射防止層17は赤外吸収層15上に形成すればよい。
光反射防止層17を形成する高屈折率材料としては、TiO2、Nb2O5、TiO2、Nb2O5、CeO2、Ta2O5、ZnO、ZrO2、In2O3、SnO2およびHfO2等が挙げられる。これらは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、低屈折率材料としては、MgF2、AlF3、MgF2、AlF3およびSiO2等が挙げられる。これらは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
一般に、固体撮像素子への入射光は、各層の界面においてわずかに反射される場合がある。界面において反射された光(反射光)が光電変換部11Bに到達すると、本来の結像光でない光が光電変換部11Bに入射することになり、撮像性の低下を招く。
本変形例では、固体撮像素子30の光入射面側の最上層に光反射防止層17を設けるようにしたので反射光の再反射を低減することが可能となる。よって、上記実施の形態および変形例1における効果に加えて、反射光の再反射による撮像性能の低下を抑制することが可能となるという効果を奏する。
(2−3.変形例3)
図6は、本開示の変形例3に係る固体撮像素子(固体撮像素子40)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子40は、赤外吸収層15よりも光入射面側にバンドパス層18が設けられている点が、上記実施の形態とは異なる。なお、本変形例の固体撮像素子40においても、上記保護層16が設けられていてもよい。その場合には、保護層16は、バンドパス層18よりも上層に設けられていてもよく、また、バンドパス層18と赤外吸収層15との間に設けられていてもよい。更に、本変形例の固体撮像素子40では、上記変形例2のように、固体撮像素子40の最上層に光反射防止層17を設けるようにしてもよい。
図6は、本開示の変形例3に係る固体撮像素子(固体撮像素子40)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子40は、赤外吸収層15よりも光入射面側にバンドパス層18が設けられている点が、上記実施の形態とは異なる。なお、本変形例の固体撮像素子40においても、上記保護層16が設けられていてもよい。その場合には、保護層16は、バンドパス層18よりも上層に設けられていてもよく、また、バンドパス層18と赤外吸収層15との間に設けられていてもよい。更に、本変形例の固体撮像素子40では、上記変形例2のように、固体撮像素子40の最上層に光反射防止層17を設けるようにしてもよい。
バンドパス層18は、紫色の光の一部もしくは全部と、それより短い波長の光と、赤外光またはその両方を反射(遮蔽)するものであり、高屈折率材料からなる第1反射層と、この第1反射層よりも低屈折率材料からなる第2反射層とが交互に積層された構成となっている。
ここで、第1反射層を形成する高屈折率材料としては、TiO2、Nb2O5、TiO2、Nb2O5、CeO2、Ta2O5、ZnO、ZrO2、In2O3、SnO2およびHfO2等が挙げられ、これらは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、第2反射層を形成する低屈折率材料としては、MgF2、AlF3、MgF2、AlF3およびSiO2等が挙げられ、これらは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、第1反射層と第2反射層の積層数は、特に限定されるものではなく、要求される性能に応じて適宜設定することができる。
本変形例では、固体撮像素子40の赤外吸収層15上にバンドパス層18を設けるようにしたので、赤外吸収層15と共にバンドパス層18においても入射光から赤外光成分を除去することが可能となる。バンドパス層18は、多層膜間の光の干渉を利用しているため、入射光の入射角度によっては透過波長がシフトする場合がある。このような場合であっても、透過波長のシフトが原理的に生じない赤外吸収層15によって透過波長帯域を維持することができるため、優れた撮像性能を維持することが可能となる。
(2−4.変形例4)
図7は、本開示の変形例4に係る固体撮像素子(固体撮像素子50)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子50は、赤外吸収層15を支持する支持基板21を備えたものであり、赤外吸収層15が接着層22を介して平坦化層14に積層されている点が、上記実施の形態とは異なる。なお、本変形例においても、上記変形例1における保護層16、変形例2における光反射防止層17および変形例3におけるバンドパス層18を設けるようにしてもよい。
図7は、本開示の変形例4に係る固体撮像素子(固体撮像素子50)の断面構成を表したものである。この固体撮像素子50は、赤外吸収層15を支持する支持基板21を備えたものであり、赤外吸収層15が接着層22を介して平坦化層14に積層されている点が、上記実施の形態とは異なる。なお、本変形例においても、上記変形例1における保護層16、変形例2における光反射防止層17および変形例3におけるバンドパス層18を設けるようにしてもよい。
支持基板21は、赤外吸収層15を支持可能な強度と透明性を有する材料、例えば、ガラス、石英、あるいはPETやPED等からなる透明樹脂シート等によって構成されたものである。
接着層22は。平坦化層14と赤外吸収層15とを貼合するものであり、透明性を有する材料によって形成することができる。接着層22の材料としては、例えば合成樹脂等が挙げられる。
本変形例では、赤外吸収層15が支持基板21側に形成されているため、赤外吸収層15を、その他の層とは別工程で製造することが可能となり、製造の自由度が向上する。
<3.第2の実施の形態>
図8は、本開示の第2の実施の形態に係る可逆性記録媒体(可逆性記録媒体4)の断面構成を表したものである。可逆性記録媒体4は、支持基板31上に、例えば、熱により可逆的に情報の記録や消去が可能な表示媒体として記録層32が設けられたものである。記録層32上には、保護層33が積層されている。なお、図8は、可逆性記録媒体4の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
図8は、本開示の第2の実施の形態に係る可逆性記録媒体(可逆性記録媒体4)の断面構成を表したものである。可逆性記録媒体4は、支持基板31上に、例えば、熱により可逆的に情報の記録や消去が可能な表示媒体として記録層32が設けられたものである。記録層32上には、保護層33が積層されている。なお、図8は、可逆性記録媒体4の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
(3−1.可逆性記録媒体の構成)
支持基板31は、耐熱性に優れ、平面方向の寸法安定性の高い材料であれば、公知の材料を適宜使用することができ、例えば、無機材料,金属材料またはプラスチック材料等により構成されている。無機材料としては、例えば、ケイ素(Si)、酸化ケイ素(SiOX)、窒化ケイ素(SiNX)または酸化アルミニウム(AlOX)等が挙げられる。酸化ケイ素には、ガラスまたはスピンオングラス(SOG)等が含まれる。金属材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)またはステンレス等が挙げられ、プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)またはポリエチルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。
支持基板31は、耐熱性に優れ、平面方向の寸法安定性の高い材料であれば、公知の材料を適宜使用することができ、例えば、無機材料,金属材料またはプラスチック材料等により構成されている。無機材料としては、例えば、ケイ素(Si)、酸化ケイ素(SiOX)、窒化ケイ素(SiNX)または酸化アルミニウム(AlOX)等が挙げられる。酸化ケイ素には、ガラスまたはスピンオングラス(SOG)等が含まれる。金属材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)またはステンレス等が挙げられ、プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)またはポリエチルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。
この支持基板31は、光透過性でもよいし、非光透過性でもよい。保護層33側に画像が表示されるため、支持基板31は必ずしも光透過性である必要がないからである。支持基板31は、ウェハ等の剛性を有する基板でもよいし、可撓性を有する薄層ガラスまたはフィルム等により構成してもよい。支持基板31に可撓性材料を用いることにより、フレキシブル(折り曲げ可能)な可逆性記録媒体を実現できる。なお、支持基板31は、白色、あるいは金属色を有する可視光に対して反射率の高い材料を用いることで、情報の記録を行った際の視認性を向上させることができる。
記録層32は、可逆的な情報の記録および消去が可能なものであり、例えば、熱により可逆的に呈色(発色)状態または消色状態を制御することが可能な材料を用いて形成されている。具体的には、例えば、呈色性化合物、光熱変換材料および顕・減色剤を含む、例えば高分子材料によって形成されている。高分子材料は、呈色性化合物、光熱変換材料および顕・減色剤が均質に分散しやすいものが好ましい。具体的な高分子材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル− 酢酸ビニル共重合体、エチルセルロース、ポリスチレン、スチレン系共重合体、フェノキシ樹脂、ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリル酸系共重合体、マレイン酸系重合体、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースおよびデンプン等が挙げられる。
呈色性化合物は、例えば、ロイコ色素が挙げられる。ロイコ色素としては、例えば、既存の感熱紙用染料が挙げられ、具体的には、一例として、下記式(6)に示した、分子内に、例えば電子供与性を有する基を含む化合物が挙げられる。
顕・減色剤は、例えば、無色の呈色性化合物を発色または、任意の色を呈している呈色性化合物を消色させるためのものである。顕・減色剤は、フェノール誘導体、サリチル酸誘導体および尿素誘導体等が挙げられる。具体的には、例えば、下記一般式(2)に示した、分子内に電子受容性を有する基を含む化合物が挙げられる。
(Xは、H,OH,COOH,ハロゲンのいずれかである。Yは、−NHCO−,−CONH−,−NHCONH−,−CONHCO−,−NHNHCO−,−CONHNH−,−CONHNHCO−,−NHCOCONH−,−NHCONHCO−,−CONHCONH−,−NHNHCONH−,−NHCONHNH−,−CONHNHCONH−,−NHCONHNHCO−,−CONHNHCONH−のいずれかである。R42およびR43は、各々独立して、炭素数2〜26の炭化水素基であり、且つ、R42およびR43の炭素数の合計が9以上30以下である。Zは、−COO−,−OCO−,−O−,−CONH−,−NHCO−,−NHCONH−,−NHNHCO−,−CONHNH−,−CH(CnH2nOH)−(但し、n=0〜5)のいずれかである。aは0または1である。)
光熱変換材料は、特定の波長域の光を吸収して熱に変換するものである。光熱変換材料としては、例えば、呈色性化合物の発色を阻害しないように、可視領域にほとんど吸収を持たない赤外線吸収色素を用いることが好ましい。また、光熱変換時に光熱変換材料自体が分解しないような堅牢性を有することが好ましい。具体的には、上記第1の実施の形態で挙げた、上記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物が挙げられる。
なお、記録層32には、呈色性化合物、光熱変換材料および顕・減色剤の他に、増感剤および紫外線吸収剤等の各種添加剤が含まれていてもよい。増感剤は、消色温度を低下させて消去感度を向上させたり、発色温度を低下させて記録感度を向上させるものであり、より低エネルギーでの発色および消色を可能にするものである。
保護層33は、記録層32の表面を保護するものであり、例えば、公知の紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を用いて形成することができる。保護層33の厚みは、例えば、0.1μm以上20μm以下であることが好ましく、さらに0.5μm以上5μm以下であることが望ましい。保護層33は、薄すぎると十分な保護効果が得られず、厚すぎると伝熱しにくくなるからである。
(3−2.作用・効果)
本実施の形態では、可逆性記録媒体4の記録層32を構成する光熱変換材料として、上記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物を用いるようにした。一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物は、上記のように、可視領域における吸収特性が低い、即ち、呈色性化合物が吸収する波長域に対する透明性が高いため、可逆性記録媒体4の表示性能を向上させることが可能となる。
本実施の形態では、可逆性記録媒体4の記録層32を構成する光熱変換材料として、上記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物を用いるようにした。一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物は、上記のように、可視領域における吸収特性が低い、即ち、呈色性化合物が吸収する波長域に対する透明性が高いため、可逆性記録媒体4の表示性能を向上させることが可能となる。
また、一般式(1)に示したスクアリリウム化合物のR1,R11の少なくとも一方、一般式(2)におけるR12、一般式(3)におけるR22および一般式(4)におけるR32が、分子内水素結合を形成する基で置換されたスクアリリウム化合物は、高い耐光性を有する。このため、可逆性記録媒体4の耐久性を向上させることが可能となる。
<4.適用例>
上記第1の実施の形態および変形例1〜4において説明した固体撮像素子10〜50は、後述する固体撮像装置1、撮像装置を備えた電子機器2(例えばカメラ)等に適用することができる。また、固体撮像素子10〜50に用いた赤外吸収層15は、光学フィルタとして、例えば、後述するプラズマディスプレイ3のほか、例えば、熱線遮蔽フィルムとして用いることができる。
上記第1の実施の形態および変形例1〜4において説明した固体撮像素子10〜50は、後述する固体撮像装置1、撮像装置を備えた電子機器2(例えばカメラ)等に適用することができる。また、固体撮像素子10〜50に用いた赤外吸収層15は、光学フィルタとして、例えば、後述するプラズマディスプレイ3のほか、例えば、熱線遮蔽フィルムとして用いることができる。
(適用例1)
図9は、上記実施の形態等において説明した固体撮像素子10〜50を各単位画素Pに用いた撮像装置(固体撮像装置1)の全体構成を表したものである。この固体撮像装置1は、CMOSイメージセンサであり、半導体基板(基板41)上に、撮像エリアとしての画素部1aを有すると共に、この画素部1aの周辺領域に、例えば、行走査部131、水平選択部133、水平選択部133およびシステム制御部132からなる周辺回路部130を有している。
図9は、上記実施の形態等において説明した固体撮像素子10〜50を各単位画素Pに用いた撮像装置(固体撮像装置1)の全体構成を表したものである。この固体撮像装置1は、CMOSイメージセンサであり、半導体基板(基板41)上に、撮像エリアとしての画素部1aを有すると共に、この画素部1aの周辺領域に、例えば、行走査部131、水平選択部133、水平選択部133およびシステム制御部132からなる周辺回路部130を有している。
画素部1aは、例えば、行列状に2次元配置された複数の単位画素P(固体撮像装置10に相当)を有している。この単位画素Pには、例えば、画素行ごとに画素駆動線Lread(具体的には行選択線およびリセット制御線)が配線され、画素列ごとに垂直信号線Lsigが配線されている。画素駆動線Lreadは、画素からの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Lreadの一端は、行走査部131の各行に対応した出力端に接続されている。
行走査部131は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部1aの各単位画素Pを、例えば、行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部131によって選択走査された画素行の各単位画素Pから出力される信号は、垂直信号線Lsigの各々を通して水平選択部133に供給される。水平選択部133は、垂直信号線Lsigごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
水平選択部133は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部133の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この水平選択部133による選択走査により、垂直信号線Lsigの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線135に出力され、当該水平信号線135を通して基板41の外部へ伝送される。
行走査部131、水平選択部133、列走査部134および水平信号線135からなる回路部分は、基板41上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ICに配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
システム制御部132は、基板41の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、固体撮像装置1の内部情報等のデータを出力するものである。システム制御部132はさらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部131、水平選択部133および水平選択部133等の周辺回路の駆動制御を行う。
(適用例2)
上述した固体撮像装置1は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図10に、その一例として、電子機器2(カメラ)の概略構成を表わしたものである。この電子機器2は、例えば、静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置1と、光学系(光学レンズ)310と、シャッタ装置311と、固体撮像装置1およびシャッタ装置311を駆動する駆動部313と、信号処理部312とを有する。
上述した固体撮像装置1は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図10に、その一例として、電子機器2(カメラ)の概略構成を表わしたものである。この電子機器2は、例えば、静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置1と、光学系(光学レンズ)310と、シャッタ装置311と、固体撮像装置1およびシャッタ装置311を駆動する駆動部313と、信号処理部312とを有する。
光学系310は、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置1の画素部1aへ導くものである。この光学系310は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置311は、固体撮像装置1への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部313は、固体撮像装置1の転送動作およびシャッタ装置311のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部312は、固体撮像装置1から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Doutは、メモリ等の記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
(適用例3)
更に、上記実施の形態で説明した赤外吸収層15は、例えば、プラズマ表示装置(プラズマディスプレイ3)に用いられる赤外線軽減フィルタ(IRカットフィルタ)として用いることができる。図11は、プラズマディスプレイ3の概略構成を表したものである。このプラズマディスプレイ3は、例えば表示パネル55と、入力された映像信号SVにA/D変換を施して映像データDVを生成するA/D変換器51と、生成された映像データDVを格納する画像メモリ52と、表示パネル55に駆動パルスを出力するサスティンドライバ53,データドライバ54により主に構成され、ここでは簡便のため図示しないタイミング制御部によってA/D変換器51,画像メモリ52,サスティンドライバ53およびデータドライバ54の動作がタイミング制御されている。
更に、上記実施の形態で説明した赤外吸収層15は、例えば、プラズマ表示装置(プラズマディスプレイ3)に用いられる赤外線軽減フィルタ(IRカットフィルタ)として用いることができる。図11は、プラズマディスプレイ3の概略構成を表したものである。このプラズマディスプレイ3は、例えば表示パネル55と、入力された映像信号SVにA/D変換を施して映像データDVを生成するA/D変換器51と、生成された映像データDVを格納する画像メモリ52と、表示パネル55に駆動パルスを出力するサスティンドライバ53,データドライバ54により主に構成され、ここでは簡便のため図示しないタイミング制御部によってA/D変換器51,画像メモリ52,サスティンドライバ53およびデータドライバ54の動作がタイミング制御されている。
<5.実施例>
次に、本開示の実施例について説明する。まず、上記式(2−1)に示したスクアリリウム化合物とポリカーボネート樹脂をシクロペンタノンに溶解し混合した赤外吸収インクを調製した。このインクをガラス基板上に、スピンコータを用いて塗布したのち、加熱乾燥することで膜厚5μmの赤外吸収層を成膜し、サンプル(実験例1)とした。この他、赤外吸収層の材料として、下記式(3−26)に示したスクアリリウム化合物(実験例2)、下記式(4−27)に示したスクアリリウム化合物(実験例3)、下記式(1−28)に示したスクアリリウム化合物(実験例4)を用い、上記と同様の方法を用いて赤外吸収層を成膜し、サンプル(実験例2〜4)とした。
次に、本開示の実施例について説明する。まず、上記式(2−1)に示したスクアリリウム化合物とポリカーボネート樹脂をシクロペンタノンに溶解し混合した赤外吸収インクを調製した。このインクをガラス基板上に、スピンコータを用いて塗布したのち、加熱乾燥することで膜厚5μmの赤外吸収層を成膜し、サンプル(実験例1)とした。この他、赤外吸収層の材料として、下記式(3−26)に示したスクアリリウム化合物(実験例2)、下記式(4−27)に示したスクアリリウム化合物(実験例3)、下記式(1−28)に示したスクアリリウム化合物(実験例4)を用い、上記と同様の方法を用いて赤外吸収層を成膜し、サンプル(実験例2〜4)とした。
これら実験例1〜4について、紫外可視近赤外分光高度計を用いて赤外吸収層の光吸収スペクトルを測定して可視領域における透明性(赤外波長域の最大吸光度に対する可視領域の最大吸光度;吸収強度比)を評価した。図12〜図15は、実験例1〜4の各波長における吸光特性を表したものである。
図12〜図15からわかるように、式(2−1)、式(3−26)、式(4−27)および式(1−28)に示したスクアリリウム化合物を用いた赤外吸収層では、図3に示した一般的なスクアリリウム化合物と比較して、可視領域(400nm以上600nm未満)における吸収特性が大きく低減された。即ち、上記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物を用いることで、可視領域における透明性を向上し、赤外波長域の光を選択的に吸収可能な赤外吸収層が得られることがわかった。特に、一般式(3)で表わされるスクアリリウム化合物は、図14からわかるように、850nm以上に最大吸収ピークを有するため、より好ましいといえる。
以上、第1,第2の実施の形態および変形例1〜4を挙げて説明したが、本開示内容は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば変形例2に示した固体撮像素子30では、光反射防止層17の効果を損なわない範囲でコーティング層等の他の層が設けられていてもよい。
また、上記実施の形態等では、例えば固体撮像素子10として各光電変換部11Bが赤色光(R),緑色光(G)および青色光(B)をそれぞれ個別に検出する例を示したが、これに限らず、1画素から、B/G/Rの信号を別々に取り出す縦分光型の固体撮像素子を用いてもよい。
更に、本開示の固体撮像素子10〜50および可逆性記録媒体4等では、上記実施の形態で説明した各構成要素を全て備えている必要はなく、また逆に他の層を備えていてもよい。例えば、可逆性記録媒体4は、複数の記録層32が積層されていていてもよく、また、複数の記録層32の間に、例えば断熱層等の他の層が設けられていてもよい。
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
なお、本開示は、以下のような構成であってもよい。
[1]
下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有する
スクアリリウム化合物。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
[2]
前記一般式(1)におけるR1,R11は、各々独立して少なくとも一方が水素結合を形成可能な基である、前記[1]に記載のスクアリリウム化合物。
[3]
前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、前記[2]に記載のスクアリリウム化合物。
[4]
前記一般式(2)におけるR12は、水素結合を形成可能な基である、前記[1]に記載のスクアリリウム化合物。
[5]
前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、前記[4]に記載のスクアリリウム化合物。
[6]
前記一般式(3)におけるR22は、水素結合を形成可能な基である、前記[1]に記載のスクアリリウム化合物。
[7]
前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、前記[6]に記載のスクアリリウム化合物。
[8]
前記一般式(4)におけるR32は、水素結合を形成可能な基である、前記[1]に記載のスクアリリウム化合物。
[9]
前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である前記[8]に記載のスクアリリウム化合物。
[10]
前記一般式(1)、前記一般式(2)、前記一般式(3)または前記一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物は、650nm以上1500nm以下の範囲に極大吸収は量を有し、赤外波長域(600nm以上1500nm以下)の最大吸光度に対する可視領域(400nm以上600nm未満)の最大吸光度は、0.04未満である、前記[1]乃至[9]のうちのいずれかに記載のスクアリリウム化合物。
[11]
光電変換部と、
前記光電変換部の上に設けられたオンチップレンズと、
前記オンチップレンズの上に設けられ、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有するスクアリリウム化合物を少なくとも1種含む光学フィルタと
を備えた固体撮像素子。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
[12]
前記光学フィルタは、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物と、バインダー樹脂とを含有する、前記[11]に記載の固体撮像素子。
[13]
前記バインダー樹脂は、400nm以上600nm以下に吸収極大波長を有しない熱硬化型または光硬化型樹脂である、前記[12]に記載の固体撮像素子。
[14]
前記バインダー樹脂は、シロキサン結合を主骨格とする樹脂である、前記[13]に記載の固体撮像素子。
[15]
前記光学フィルタは、さらに、前記スクアリリウム化合物とは吸収極大波長が異なる1または2種以上の色素を含む、前記[11]乃至[13]のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
[16]
前記光学フィルタは、前記スクアリリウム化合物を含有する第1吸収層と、前記スクアリリウム化合物とは吸収極大波長が異なる色素を含有する第2吸収層とが積層されて構成されている、前記[15]に記載の固体撮像素子。
[17]
前記光学フィルタの厚みは、0.5μm以上200μm以下である、前記[11]乃至[16]のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
[18]
各画素が1または複数の固体撮像素子を含み、
前記固体撮像素子は、
光電変換部と、
前記光電変換部の上に設けられたオンチップレンズと、
前記オンチップレンズの上に設けられ、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有するスクアリリウム化合物を少なくとも1種含む光学フィルタと
を備えた電子機器。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
[1]
下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有する
スクアリリウム化合物。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
[2]
前記一般式(1)におけるR1,R11は、各々独立して少なくとも一方が水素結合を形成可能な基である、前記[1]に記載のスクアリリウム化合物。
[3]
前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、前記[2]に記載のスクアリリウム化合物。
[4]
前記一般式(2)におけるR12は、水素結合を形成可能な基である、前記[1]に記載のスクアリリウム化合物。
[5]
前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、前記[4]に記載のスクアリリウム化合物。
[6]
前記一般式(3)におけるR22は、水素結合を形成可能な基である、前記[1]に記載のスクアリリウム化合物。
[7]
前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、前記[6]に記載のスクアリリウム化合物。
[8]
前記一般式(4)におけるR32は、水素結合を形成可能な基である、前記[1]に記載のスクアリリウム化合物。
[9]
前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である前記[8]に記載のスクアリリウム化合物。
[10]
前記一般式(1)、前記一般式(2)、前記一般式(3)または前記一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物は、650nm以上1500nm以下の範囲に極大吸収は量を有し、赤外波長域(600nm以上1500nm以下)の最大吸光度に対する可視領域(400nm以上600nm未満)の最大吸光度は、0.04未満である、前記[1]乃至[9]のうちのいずれかに記載のスクアリリウム化合物。
[11]
光電変換部と、
前記光電変換部の上に設けられたオンチップレンズと、
前記オンチップレンズの上に設けられ、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有するスクアリリウム化合物を少なくとも1種含む光学フィルタと
を備えた固体撮像素子。
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
[12]
前記光学フィルタは、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物と、バインダー樹脂とを含有する、前記[11]に記載の固体撮像素子。
[13]
前記バインダー樹脂は、400nm以上600nm以下に吸収極大波長を有しない熱硬化型または光硬化型樹脂である、前記[12]に記載の固体撮像素子。
[14]
前記バインダー樹脂は、シロキサン結合を主骨格とする樹脂である、前記[13]に記載の固体撮像素子。
[15]
前記光学フィルタは、さらに、前記スクアリリウム化合物とは吸収極大波長が異なる1または2種以上の色素を含む、前記[11]乃至[13]のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
[16]
前記光学フィルタは、前記スクアリリウム化合物を含有する第1吸収層と、前記スクアリリウム化合物とは吸収極大波長が異なる色素を含有する第2吸収層とが積層されて構成されている、前記[15]に記載の固体撮像素子。
[17]
前記光学フィルタの厚みは、0.5μm以上200μm以下である、前記[11]乃至[16]のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
[18]
各画素が1または複数の固体撮像素子を含み、
前記固体撮像素子は、
光電変換部と、
前記光電変換部の上に設けられたオンチップレンズと、
前記オンチップレンズの上に設けられ、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有するスクアリリウム化合物を少なくとも1種含む光学フィルタと
を備えた電子機器。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
1…固体撮像装置、2…電子機器、3…プラズマディスプレイ、4…可逆性記録媒体、10〜50…固体撮像素子、11A…基板、11B…光電変換部、12…カラーフィルタ層、13…オンチップレンズ、14…平坦化層、15…赤外吸収層、16,33…保護層、17…光反射防止層、18…バンドパス層、21,31…支持基板、22…接着層、32…記録層。
Claims (18)
- 下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有する
スクアリリウム化合物。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。) - 前記一般式(1)におけるR1,R11は、各々独立して少なくとも一方が水素結合を形成可能な基である、請求項1に記載のスクアリリウム化合物。
- 前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、請求項2に記載のスクアリリウム化合物。
- 前記一般式(2)におけるR12は、水素結合を形成可能な基である、請求項1に記載のスクアリリウム化合物。
- 前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、請求項4に記載のスクアリリウム化合物。
- 前記一般式(3)におけるR22は、水素結合を形成可能な基である、請求項1に記載のスクアリリウム化合物。
- 前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、請求項6に記載のスクアリリウム化合物。
- 前記一般式(4)におけるR32は、水素結合を形成可能な基である、請求項1に記載のスクアリリウム化合物。
- 前記水素結合を形成する基は、ヒドロキシ(−OH)基,アミノ(−NH2)基またはアミド(−C(=O)−NR40R41;R40およびR41は各々独立して水素原子またはアルキル基)である、請求項8に記載のスクアリリウム化合物。
- 前記一般式(1)、前記一般式(2)、前記一般式(3)または前記一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物は、650nm以上1500nm以下の範囲に極大吸収は量を有し、赤外波長域(600nm以上1500nm以下)の最大吸光度に対する可視領域(400nm以上600nm未満)の最大吸光度は、0.04未満である、請求項1に記載のスクアリリウム化合物。
- 光電変換部と、
前記光電変換部の上に設けられたオンチップレンズと、
前記オンチップレンズの上に設けられ、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有するスクアリリウム化合物を少なくとも1種含む光学フィルタと
を備えた固体撮像素子。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。) - 前記光学フィルタは、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされるスクアリリウム化合物と、バインダー樹脂とを含有する、請求項11に記載の固体撮像素子。
- 前記バインダー樹脂は、400nm以上600nm以下に吸収極大波長を有しない熱硬化型または光硬化型樹脂である、請求項12に記載の固体撮像素子。
- 前記バインダー樹脂は、シロキサン結合を主骨格とする樹脂である、請求項13に記載の固体撮像素子。
- 前記光学フィルタは、さらに、前記スクアリリウム化合物とは吸収極大波長が異なる1または2種以上の色素を含む、請求項11に記載の固体撮像素子。
- 前記光学フィルタは、前記スクアリリウム化合物を含有する第1吸収層と、前記スクアリリウム化合物とは吸収極大波長が異なる色素を含有する第2吸収層とが積層されて構成されている、請求項15に記載の固体撮像素子。
- 前記光学フィルタの厚みは、0.5μm以上200μm以下である、請求項11に記載の固体撮像素子。
- 各画素が1または複数の固体撮像素子を含み、
前記固体撮像素子は、
光電変換部と、
前記光電変換部の上に設けられたオンチップレンズと、
前記オンチップレンズの上に設けられ、下記一般式(1)、一般式(2)、一般式(3)または一般式(4)で表わされる分子構造を有するスクアリリウム化合物を少なくとも1種含む光学フィルタと
を備えた電子機器。
(R3は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R1,R2,R4〜R11は、各々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R21は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R12〜R20は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(R31は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R22〜R30は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
(X1〜X5は、各々独立して炭素原子または窒素原子である。R39は、炭素数1以上10以下の直鎖状のアルキル基あるいはその誘導体である。R32〜R38は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖,分岐または環状のアルキル基、フェニル基、直鎖または縮環した芳香族化合物を有する基、ハロゲン化物を有する基、パーシャルフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、アリールシリル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルフィド基、アルキルスルフィド基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、カルボキソアミド基、カルボアルコキシ基、アシル基、スルホニル基、シアノ基、ニトロ基、カルコゲン化物を有する基、ホスフィン基、ホスホン基あるいはそれらの誘導体である。)
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