JP2018092164A - 光学フィルタとこれを含むカメラモジュール及び電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚さが薄く且つ光学的わい曲を効果的に減らすか又は防止する光学フィルタとこれを含むカメラモジュール及び電子装置を提供する。
【解決手段】本発明の光学フィルタは、高分子フィルムと、前記高分子フィルム上に位置し、可視光線領域の光を透過して近赤外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収する近赤外線吸光層と、を備え、７００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長領域で７％未満の平均光透過率を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学フィルタとこれを含むカメラモジュール及び電子装置に関する。

近来、映像を電気的信号に保存する撮像素子を含むデジタルカメラ、カムコーダ、及びカメラが内蔵された携帯電話のような電子装置が幅広く使われている。

このような電子装置は、可視光線領域以外の光によって光学的わい曲の発生を減らすか又は防止するための光学フィルタを含む。

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、厚さが薄く且つ光学的わい曲を効果的に減らすか又は防止する光学フィルタとこれを含むカメラモジュール及び電子装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による光学フィルタは、高分子フィルムと、前記高分子フィルム上に位置し、可視光線領域の光を透過して近赤外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収する近赤外線吸光層と、を備え、７００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長領域で７％未満の平均光透過率を有する。

前記光学フィルタは、６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有し得る。
前記光学フィルタは、７００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長領域で５％以下の平均光透過率を有し得る。
前記光学フィルタは、７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域で約３０％以下の平均光透過率を有し得る。
前記光学フィルタは、４３０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長領域で約８０％以上の平均光透過率を有し得る。
前記近赤外線吸光層は、近赤外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収する近赤外線吸収物質及び有機バインダを含み得る。
前記近赤外線吸収物質は、金属フリー（ｍｅｔａｌ ｆｒｅｅ）有機物を含み得る。
前記近赤外線吸収物質は、ポリメチン（ｐｏｌｙｍｅｔｈｉｎｅ）化合物、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）化合物、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）化合物、メロシアニン（ｍｅｒｏｃｙａｎｉｎｅ）化合物、ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、インモニウム（ｉｍｍｏｎｉｕｍ）化合物、ジインモニウム（ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）化合物、トリアリールメタン（ｔｒｉａｒｙｌｍｅｔｈａｎｅ）化合物、ジピロメテン（ｄｉｐｙｒｒｏｍｅｔｈｅｎｅ）化合物、アントラキノン（ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ）化合物、ナフトキノン（ｎａｐｈｔｈｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジキノン（ｄｉｑｕｉｎｏｎｅ）化合物、スクアリリウム（ｓｑｕａｒｙｌｉｕｍ）化合物、リーレン（ｒｙｌｅｎｅ）化合物、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）化合物、スクアライン（ｓｑｕａｒａｉｎｅ）化合物、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）化合物、チオピリリウム（ｔｈｉｏｐｙｒｙｌｉｕｍ）化合物、ジケトピロロピロール（ｄｉｋｅｔｏｐｙｒｒｏｌｏｐｙｒｒｏｌｅ）化合物、これらの誘導体、又はこれらの組み合わせを含み得る。
前記バインダは、熱硬化性バインダ、光硬化性バインダ、又はこれらの組み合わせを含み得る。
前記近赤外線吸光層は、前記高分子フィルム上に前記近赤外線吸収物質及び前記バインダを含む溶液をコーティングした後に乾燥して得られたものであり得る。
前記高分子フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリ（メタ）アクリレート、ポリイミド、又はこれらの組み合わせを含み得る。
前記高分子フィルムは、紫外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収し得る。
前記光学フィルタは、３５０〜３８０ｎｍの波長領域で１％以下の平均光透過率を有し得る。
前記光学フィルタは、前記高分子フィルムの一面及び前記近赤外線吸光層の一面のうちの少なくとも一つに位置する赤外線遮断層を更に含み得る。
前記赤外線遮断層は、屈折率が異なる物質からなる第１層及び第２層を含み、前記第１層及び前記第２層は、交互に繰り返して積層されていてもよい。
前記赤外線遮断層は、７００ｎｍ〜３μｍの波長領域の光を遮断し得る。
前記光学フィルタは、３０μｍ〜１５０μｍの厚さを有し得る。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるカメラモジュールは、前記光学フィルタを含む。

前記カメラモジュールは、レンズ及びイメージセンサを更に含み得る。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による電子装置は、前記光学フィルタを含む。

本発明の光学フィルタによれば、厚さが薄く且つ近赤外線領域の光を効果的に遮断して光学的わい曲を効果的に減らすか又は防止することができる。

一実施形態による光学フィルタを概略的に示す断面図である。 他の実施形態による光学フィルタを概略的に示す断面図である。 一実施形態によるカメラモジュールを示す概略図である。 イメージセンサの一例である有機ＣＭＯＳイメージセンサを示す平面図である。 図４の有機ＣＭＯＳイメージセンサの一例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な相違する形態で具現され得、ここで説明する実施形態に限られない。

図面において様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体に亘って類似の部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとするとき、これは他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとするときは、中間に他の部分がないことを意味する。

以下、一実施形態による光学フィルタについて図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態による光学フィルタを概略的に示す断面図である。

図１を参照すると、本実施形態による光学フィルタ１０は、高分子フィルム１１及び近赤外線吸光層１２を含む。

高分子フィルム１１は、透明高分子フィルムであり、可視光線領域で約８０％以上の平均光透過率を有する。高分子フィルム１１は、例えば上記範囲内で約８５％以上の平均光透過率を有する。ここで、可視光線領域は、例えば約３８０ｎｍ超７００ｎｍ未満の波長領域であり、平均光透過率は、高分子フィルム１１の垂直方向（正面方向）から入射光照射時に測定された光透過率の平均値である。

高分子フィルム１１は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリ（メタ）アクリレート、ポリイミド、又はこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。

高分子フィルム１１は、紫外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収する。ここで、紫外線領域は、例えば約３８０ｎｍ以下の波長領域である。

高分子フィルム１１は、少なくとも約３５０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長領域の光の大部分を吸収する。そのため、約３５０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長領域における光学フィルタ１０の平均光透過率は、約１％以下であり、例えば上記範囲内で約０．８％以下であり、例えば上記範囲内で約０．５％以下である。

高分子フィルム１１は、光学フィルタ１０に必要な物性によって各種添加剤を含む。

高分子フィルム１１は、約２０μｍ〜１２０μｍの厚さを有する。

近赤外線吸光層１２は、可視光線領域の光を透過して近赤外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収する。ここで、可視光線領域は、例えば約３８０ｎｍ超７００ｎｍ未満の波長領域であり、近赤外線領域は、例えば約７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域である。

近赤外線吸光層１２は、近赤外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収する近赤外線吸収物質とバインダとを含む。

近赤外線吸収物質は、近赤外線領域の光を選択的に吸収する物質であれば特に限定されず、有機物、無機物、有機−無機物、又はこれらの組み合わせである。

近赤外線吸収物質は、金属フリー（ｍｅｔａｌ ｆｒｅｅ）有機物を含み、例えばポリメチン（ｐｏｌｙｍｅｔｈｉｎｅ）化合物、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）化合物、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）化合物、メロシアニン（ｍｅｒｏｃｙａｎｉｎｅ）化合物、ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、インモニウム（ｉｍｍｏｎｉｕｍ）化合物、ジインモニウム（ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）化合物、トリアリールメタン（ｔｒｉａｒｙｌｍｅｔｈａｎｅ）化合物、ジピロメテン（ｄｉｐｙｒｒｏｍｅｔｈｅｎｅ）化合物、アントラキノン（ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ）化合物、ナフトキノン（ｎａｐｈｔｈｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジキノン（ｄｉｑｕｉｎｏｎｅ）化合物、スクアリリウム（ｓｑｕａｒｙｌｉｕｍ）化合物、リーレン（ｒｙｌｅｎｅ）化合物、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）化合物、スクアライン（ｓｑｕａｒａｉｎｅ）化合物、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）化合物、チオピリリウム（ｔｈｉｏｐｙｒｙｌｉｕｍ）化合物、ジケトピロロピロール（ｄｉｋｅｔｏｐｙｒｒｏｌｏｐｙｒｒｏｌｅ）化合物、これらの誘導体、又はこれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。

バインダは、例えば有機バインダ、無機バインダ、有機−無機バインダ、又はこれらの組み合わせであり、近赤外線吸収物質と混合させるか又は近赤外線吸収物質を分散させて、近赤外線吸収物質を高分子フィルム１１によく付着させる物質であれば特に限定されない。

バインダは、硬化性バインダであり、例えば熱硬化性バインダ、光硬化性バインダ、又はこれらの組み合わせを含む。

バインダは、例えば（メタ）アクリル（（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌ）、メチルセルロース（ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、エチルセルロース（ｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＨＰＭＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ｈｙｄｒｏｘｙｌｐｒｏｐｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＨＰＣ）、キサンタンガム（ｘａｎｔｈａｎ ｇｕｍ）、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ、ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＰＶＰ）、カルボキシメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ヒドロキシエチルセルロース（ｈｙｄｒｏｘｙｌｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、有機−無機混合物質（Ｏｒｇａｎｉｃ−ｉｎｏｒｇａｎｉｃｈｙｂｒｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、これらの共重合体、又はこれらの組み合わせであるが、これに限定されない。

近赤外線吸収物質は、バインダ１００重量部に対して、例えば約０．０１〜５０重量部で含まれ、例えば約０．０１〜３０重量部で含まれ、例えば約０．０１〜２０重量部で含まれ、例えば約０．０１〜１５重量部で含まれ、例えば約０．０１〜１０重量部で含まれる。

近赤外線吸光層１２は、上述した近赤外線吸収物質、上述したバインダ、及び選択的に溶媒を含む溶液から形成される。

溶媒は、近赤外線吸収物質とバインダとを溶解及び／又は分散させるものであれば特に限定されず、例えば水；メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールなどのアルコール系溶媒；ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒；トルエン、ピリジン、キノリン、アニソール、メシチレン（ｍｅｓｉｔｙｌｅｎｅ）、キシレンなどの芳香族系又はへテロ芳香族系炭化水素溶媒；メチルイソブチルケトン、１−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、シクロヘキサノン、アセトンなどのケトン系溶媒；テトラヒドロフラン、イソプロピルエーテルなどのエーテル系溶媒；エチルアセテート、ブチルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどのアセテート系溶媒；ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などのアミド系溶媒；アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル系溶媒；及び上記溶媒の混合物から選択される１種以上を使用可能であるが、これに限定されない。

溶液は、高分子フィルム１１上にコーティング及び乾燥させて選択的に熱及び／又は光によって硬化される。コーティングは、例えばスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、スリットコーティング（ｓｌｉｔ ｃｏａｔｉｎｇ）、バーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）、ブレードコーティング（ｂｌａｄｅ ｃｏａｔｉｎｇ）、スロットダイコーティング（ｓｌｏｔｄｉｅ ｃｏａｔｉｎｇ）、及び／又はインクジェットコーティング（ｉｎｋｊｅｔ ｃｏａｔｉｎｇ）である。乾燥は、例えば自然乾燥、熱風乾燥、又は上述した溶媒の沸点以上の温度で熱処理して行われる。

近赤外線吸光層１２は、例えば約３μｍ〜５０μｍの厚さを有する。

光学フィルタ１０は、上述した通り、高分子フィルム１１と近赤外線吸光層１２とが順次に積層された構造を有することによって可視光線領域の光を効果的に透過させて近赤外線領域の光を効果的に遮断させる。また、高分子フィルム１１に紫外線領域の光を吸収する機能を付与することによって紫外線領域の光もまた効果的に遮断させる。これにより、光学フィルタ１０は、全ての波長領域の光のうちの可視光線領域の光の透過率の純度を高めることによって、例えばイメージセンサのように光をセンシングするセンサで可視光線領域の光を効果的にセンシングし、これにより、可視光線領域以外の光によって光学的わい曲が発生することを減らすか又は防止することができる。

光学フィルタ１０は、上述した高分子フィルム１１及び近赤外線吸光層１２の組み合わせによって可視光線領域の光を効果的に透過して近赤外線領域の光を選択的に遮断する。

一例として、光学フィルタ１０は、例えば約３８０ｎｍ超７００ｎｍ未満の可視光線領域で約７０％以上の平均光透過率を有し、例えば上記範囲内で約４３０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長領域で約８０％の平均光透過率を有する。ここで、平均光透過率は、光学フィルタ１０の垂直方向（正面方向）から入射光照射時に測定された光透過率の平均値である。

一例として、光学フィルタ１０は、例えば約７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域の近赤外線領域で約４０％以下の平均光透過率を有し、例えば上記範囲内で約３０％以下の平均光透過率を有し、例えば上記範囲内で約２８％以下の平均光透過率を有する。

一例として、光学フィルタ１０は、例えば約７００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長領域で約７％未満の平均光透過率を有し、例えば上記範囲内で約５％以下の平均光透過率を有し、例えば上記範囲内で約４．５％以下の平均光透過率を有する。

一例として、光学フィルタ１０は、例えば約６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有し、例えば上記範囲内で約７００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有し、例えば上記範囲内で約７００ｎｍ〜７６０ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有し、例えば上記範囲内で約７２０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有する。

一例として、光学フィルタ１０は、例えば約３５０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長領域で約１％以下の平均光透過率を有し、例えば上記範囲内で約０．８％以下の平均光透過率を有し、例えば上記範囲内で約０．５％以下の平均光透過率を有する。

一例として、光学フィルタ１０は、近赤外線波長領域に対して高い吸光率及び低い光透過率を有する反面、中間赤外線波長領域及び遠赤外線波長領域に対しては比較的低い吸収率及び高い光透過率を有する。

光学フィルタ１０は、例えば約３０μｍ〜１５０μｍの厚さを有する。上記範囲の厚さを有することによって薄型光学フィルタを具現することができる。

このように、光学フィルタ１０は、全ての波長領域の光のうちから可視光線領域と赤外線領域との境界に相当する近赤外線波長領域の光を選択的に吸収して遮断することによって、可視光線領域の光による信号と非可視光線領域の光による信号とが交差又は混入されることを減らすか又は防止してクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）のような光学的わい曲を減らすか又は防止することができる。

また、光学フィルタ１０は、入射方向に関係なく近赤外線領域の光を効果的に吸収するため、側面方向から入射される近赤外線領域の光を効果的に吸収して遮断することによって、側面から入射される近赤外線領域の光によって可視光線領域の光による信号がわい曲されることを減らすか又は防止することができる。

以下、他の実施形態による光学フィルタについて図面を参照しながら説明する。

図２は、他の実施形態による光学フィルタを概略的に示す断面図である。

図２を参照すると、本実施形態による光学フィルタ１０は、高分子フィルム１１、近赤外線吸光層１２、及び赤外線遮断層（１３、１４）を含む。

高分子フィルム１１及び近赤外線吸光層１２は、上述した通りである。

赤外線遮断層（１３、１４）は、高分子フィルム１１の下部及び／又は近赤外線吸光層１２の上部に位置する。図面には赤外線遮断層１３、１４を示しているが、二つのうちの一つは省略可能である。

赤外線遮断層（１３、１４）は、赤外線波長領域の光を効果的に反射させることによって、赤外線波長領域の光による光学的わい曲を効果的に減らすか又は防止することができる。

赤外線遮断層（１３、１４）は、近赤外線領域の一部、中間赤外線領域、及び遠赤外線領域の光を反射させ、例えば約７００ｎｍ〜３μｍの波長領域の光を反射させる。

赤外線遮断層（１３、１４）は、赤外線波長領域の光を反射させるものであれば特に限定されず、例えば高屈折率反射膜、高屈折率ナノ粒子を含む反射膜、又は屈折率が異なる複数の層を含む多層膜であるが、これに限定されない。

一例として、赤外線遮断層（１３、１４）は、屈折率が異なる物質からなる第１層及び第２層を含み、第１層と第２層とが交互に繰り返し積層された多層膜を含む。

第１層及び第２層は、例えばそれぞれ酸化層、窒化層、酸窒化層、硫化層、又はこれらの組み合わせを含む誘電層であり、例えば第１層は約１．７未満の屈折率を有し、例えば第２層は約１．７以上の屈折率を有する。例えば上記範囲内で、第１層は約１．１以上１．７未満の屈折率を有し、第２層は約１．７〜２．７の屈折率を有し、例えば上記範囲内で、第１層は１．２〜１．６の屈折率を有し、第２層は約１．８〜２．５の屈折率を有する。

第１層及び第２層は、上記屈折率を有する物質であれば特に限定されず、例えば第１層は酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はこれらの組み合わせを含み、第２層は酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ジルコニウム、又はこれらの組み合わせである。第１層及び第２層は、５層〜８０層であり、例えば上記範囲内で５層〜５０層である。

第１層及び第２層の厚さは、各層の屈折率及び反射波長に応じて決定され、例えば各第１層は約１０ｎｍ〜７００ｎｍの厚さを有し、各第２層は約３０ｎｍ〜６００ｎｍの厚さを有する。第１層及び第２層の厚さは、同一であってもよく、異なってもよい。

光学フィルタ１０は、例えば約３０μｍ〜１５０μｍの厚さを有する。上記範囲の厚さを有することによって、薄形光学フィルタを具現することができる。

本実施形態による光学フィルタ１０は、上述した実施形態と同様に高分子フィルム１１と近赤外線吸光層１２とを含むことによって、可視光線領域の光を効果的に透過させて近赤外線領域の光を効果的に遮断させる。また、本実施形態による光学フィルタ１０は、赤外線遮断層（１３、１４）を更に含むことで、中間赤外線領域及び遠赤外線領域の光を反射させて効果的に遮断させることによって、赤外線の全ての領域の光が透過することを防止する光学フィルタとして効果的に用いられる。そのため、電子装置に適用されて赤外線領域の光によって可視光線領域の光学的信号がわい曲されることを減らすか又は防止することができる。

光学フィルタ１０は、赤外線領域の光をフィルタするための全ての用途に適用され、例えばカメラモジュール及びこれを含む電子装置に有用に適用される。電子装置は、デジタルカメラ、カムコーダ、ＣＣＴＶのような監視用カメラ、自動車用カメラ、医療機器用カメラ、カメラが内装又は外装された携帯電話、カメラが内装又は外装されたコンピュータ、カメラが内装又は外装されたラップトップコンピュータなどであるが、これに限定されない。

図３は、一実施形態によるカメラモジュールを示す概略図である。

図３を参照すると、カメラモジュール２０は、レンズバレル２１、ハウジング２２、光学フィルタ１０、及びイメージセンサ２３を含む。

レンズバレル２１は被写体を撮像する一つ以上のレンズを含み、レンズは光軸方向に沿って配置される。ここで、光軸方向はレンズバレル２１の上下方向である。

レンズバレル２１は、ハウジング２２の内部に収容されており、ハウジング２２と結合される。レンズバレル２１は、ハウジング２２内でオートフォーカシングのために光軸方向に移動する。

ハウジング２２は、レンズバレル２１を支持して収容するためのものであり、光軸方向に開放された形状である。従って、ハウジング２２の一面から入射した光はレンズバレル２１及び光学フィルタ１０を介してイメージセンサ２１に到達する。

ハウジング２２は、レンズバレル２１を光軸方向に移動させるためのアクチュエータが備わる。アクチュエータは、マグネット及びコイルを含むボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を含む。しかし、アクチュエータ以外に機械的駆動方式や圧電素子を利用した圧電駆動方式などの多様な方式が採用され得る。

光学フィルタ１０は、上述した通りである。

イメージセンサ２３は、被写体のイメージを集光させてデータとして保存させ、保存されたデータはディスプレイ媒体を介して映像として表示される。

イメージセンサ２３は、基板（図示せず）に実装され、基板と電気的に接続される。基板は、例えば印刷回路基板（ＰＣＢ）であり、イメージセンサ２３は印刷回路基板に電気的に接続される。印刷回路基板は、例えばフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣＢ）である。

イメージセンサ２３は、レンズバレル２１及び光学フィルタ１０を通過した光を集光して映像信号を生成するものであり、相補性金属酸化物半導体（ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＣＭＯＳ）イメージセンサ及び／又は電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）イメージセンサである。

図４は、イメージセンサの一例である有機ＣＭＯＳイメージセンサを示す平面図であり、図５は、図４の有機ＣＭＯＳイメージセンサの一例を示す断面図である。

図４及び図５を参照すると、本実施例による有機ＣＭＯＳイメージセンサ２３Ａは、光感知素子（５０ａ、５０ｂ）、伝送トランジスタ（図示せず）、及び電荷保存所５５が集積された半導体基板１１０、下部絶縁層６０、色フィルタ層７０、上部絶縁層８０、及び有機光電素子２００を含む。

半導体基板１１０は、シリコーン基板であり、光感知素子（５０ａ、５０ｂ）、伝送トランジスタ（図示せず）、及び電荷保存所５５が集積される。光感知素子（５０ａ、５０ｂ）は光ダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）である。

光感知素子（５０ａ、５０ｂ）、伝送トランジスタ、及び／又は電荷保存所５５は、画素毎に集積され、一例として、図に示すように、光感知素子（５０ａ、５０ｂ）は青色画素及び赤色画素にそれぞれ含まれ、電荷保存所５５は緑色画素に含まれる。

光感知素子（５０ａ、５０ｂ）は光をセンシングし、センシングされた情報は伝送トランジスタによって伝達され、電荷保存所５５は後述する有機光電素子１００に電気的に接続され、電荷保存所５５の情報は伝送トランジスタによって伝達される。

半導体基板１１０上には、また金属配線（図示せず）及びパッド（図示せず）が形成される。金属配線及びパッドは、信号遅延を減らすために低い比抵抗を有する金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、及びこれらの合金から作られるが、これらに限定されない。しかし、上記構造に限定されず、金属配線及びパッドが光感知素子（５０ａ、５０ｂ）の下部に位置してもよい。

金属配線及びパッド上には下部絶縁層６０が形成される。下部絶縁層６０は、酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素のような無機絶縁物質、或いはＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、ＳｉＣＯ、及びＳｉＯＦのような低誘電率（ｌｏｗ Ｋ）物質から作られる。下部絶縁層６０は、電荷保存所５５を露出するトレンチを有する。トレンチは、充填材で満たされる。

下部絶縁膜６０上には色フィルタ層７０が形成される。色フィルタ層７０は、青色画素に形成された青色フィルタ７０ａと赤色画素に形成された赤色フィルタ７０ｂとを含む。本実施例では、緑色フィルタを備えていない例を説明するが、場合によって緑色フィルタを備える。

色フィルタ層７０上には上部絶縁層８０が形成される。上部絶縁層８０は、色フィルタ層７０による段差を除去して平坦化する。上部絶縁層８０及び下部絶縁層６０は、パッドを露出する接触孔（図示せず）と緑色画素の電荷保存所５５を露出する貫通口８５とを有する。

上部絶縁層８０上には有機光電素子２００が形成される。有機光電素子２００は、互いに対向する下部電極２１０及び上部電極２２０、そして下部電極２１０と上部電極２２０との間に位置する吸光層２３０を含む。

下部電極２１０及び上部電極２２０は、いずれも透明電極であり、吸光層２３０は、緑色波長領域の光を選択的に吸収し、緑色画素の色フィルタを代替する。

このように半導体基板１１０と緑色波長領域の光を選択的に吸収する有機光電素子２００とが積層された構造を有することによって、イメージセンサの大きさを減らして小型イメージセンサを具現することができる。

有機光電素子２００上には集光レンズ（図示せず）が配置される。集光レンズは、入射光の方向を制御して光を一つの地点に集める。集光レンズは、例えばシリンダ状又は半球状であるが、これに限定されない。

図４及び図５では、半導体基板１１０上に緑色波長領域の光を選択的に吸収する有機光電素子が積層された構造を例として説明したが、これに限定されず、半導体基板１１０上に青色波長領域の光を選択的に吸収する有機光電素子が積層されて緑色光感知素子及び赤色光感知素子が半導体基板１１０内に集積された構造を有し得、半導体基板１１０上に赤色波長領域の光を選択的に吸収する有機光電素子が積層されて緑色光感知素子及び青色光感知素子が半導体基板１１０内に集積された構造を有し得る。

上述したレンズバレル２１及び光学フィルタ１０を通過した可視光線領域の光のうち、緑色波長領域の光は吸光層２３０で主に吸収されて光電変換され、青色波長領域及び赤色波長領域の光は、下部電極２１０を通過して光感知素子（５０ａ、５０ｂ）によりセンシングされる。

上述のように、光学フィルタ１０は、可視光線領域の光を効果的に透過させて近赤外線領域の光を効果的に吸収及び遮断することによってイメージセンサに純粋な可視光線領域の光が伝達され、これにより、可視光線領域の光による信号と非可視光線領域の光による信号とが交差するか又は混入されて発生するクロストークを減らすか又は防止することができる。

以下、幾つかの実施例を示して上述した実施形態をより詳細に説明する。但し、下記の実施例は単に説明を目的とするものであり権利範囲を制限するものではない。

≪光学フィルタの製造≫

＜実施例１＞

シアニン系化合物（Ｄ５０１３、ＴＣＩ社製）５重量％及び有機バインダ（ＨＴ１３３５、ＳａｍＨｗａ社製）９５重量％を含む溶液を準備する。

紫外線吸収剤が含まれたＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム（ＴＤ８０、Ｆｕｊｉ Ｐｈｏｔｏ Ｆｉｌｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ）上に上記溶液をバーコーティングでコートして８５℃で１分間乾燥した後、８５℃で２分間熱硬化して近赤外線吸光層を形成し、光学フィルタを製造する。

＜実施例２＞

シアニン系化合物３．５重量％、スクアリリウム化合物（Ｂ４６４２、ＴＣＩ社製）１．５重量％、及び有機バインダ９５重量％を含む溶液を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法で光学フィルタを製造する。
＜実施例３＞
シアニン系化合物（Ｄ５０１３、ＴＣＩ社製）５重量％及びＰＭＭＡバインダ（ＴＣＩ社製）９５重量％を含む溶液を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法で光学フィルタを製造する。
＜実施例４＞
シアニン系化合物３．５重量％、スクアリリウム化合物（Ｂ４６４２、ＴＣＩ社製）１．５重量％、及びＰＭＭＡバインダ９５重量％を含む溶液を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法で光学フィルタを製造する。

＜比較例１＞

フタロシアニン化合物（７４５ＰＴＣ、ＫＩＳＣＯ社製）５重量％及び有機バインダ９５重量％を含む溶液を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法で光学フィルタを製造する。

＜比較例２＞

ジインモニウム化合物（１０００Ａ、ＫＩＳＣＯ社製）５重量％及び有機バインダ９５重量％を含む溶液を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法で光学フィルタを製造する。

＜比較例３＞

フタロシアニン化合物（７８６ＰＴＣ、ＫＩＳＣＯ社製）５重量％及び有機バインダ９５重量％を含む溶液を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法で光学フィルタを製造する。

≪評価≫

実施例及び比較例による光学フィルタの厚さ及び波長領域による吸光特性を評価する。

吸光特性は、ＵＶ−Ｖｉｓ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ（ＳｏｌｄｉＳｐｅｃ−３７００、Ｓｈｉｍａｄｚｕ社）を使用して測定する。

その結果は表１の通りである。

表１を参照すると、実施例１〜４による光学フィルタは、比較例１〜３による光学フィルタと比較して可視光線領域での光透過率が同等であるか又は高い反面、近赤外線領域での光透過率が低いことが確認される。特に光学フィルタの最大吸収波長（λ_ｍａｘ）が６００ｎｍ〜８００ｎｍの間に位置しながら可視光線領域と赤外線領域との境界波長領域である７００ｎｍ〜７４０ｎｍで約７％未満、その中でも約５％以下の低い透光度を有することによって可視光線領域近くの近赤外線領域の光を効果的に吸収及び遮断させることが確認される。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

１０ 光学フィルタ
１１ 高分子フィルム
１２ 近赤外線吸光層
１３、１４ 赤外線遮断層
２０ カメラモジュール
２１ レンズバレル
２２ ハウジング
２３ イメージセンサ
２３Ａ 有機ＣＭＯＳイメージセンサ
５０ａ、５０ｂ 光感知素子
５５ 電荷保存所
７０ 色フィルタ層
７０ａ 青色フィルタ
７０ｂ 赤色フィルタ
６０ 下部絶縁層
８０ 上部絶縁層
８５ 貫通口
１１０ 半導体基板
２００ 有機光電素子
２１０ 下部電極
２２０ 上部電極
２３０ 吸光層

Claims (20)

1. 光学フィルタであって、
   高分子フィルムと、
   前記高分子フィルム上に位置し、可視光線領域の光を透過して近赤外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収する近赤外線吸光層と、を備え、
   ７００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長領域で７％未満の平均光透過率を有することを特徴とする光学フィルタ。
2. 前記光学フィルタは、６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域で最大吸収波長（λ_ｍａｘ）を有することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
3. 前記光学フィルタは、７００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長領域で５％以下の平均光透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
4. 前記光学フィルタは、７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域で３０％以下の平均光透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
5. 前記光学フィルタは、４３０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長領域で８０％以上の平均光透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
6. 前記近赤外線吸光層は、近赤外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収する近赤外線吸収物質及びバインダを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
7. 前記近赤外線吸収物質は、金属フリー（ｍｅｔａｌ ｆｒｅｅ）有機物を含むことを特徴とする請求項６に記載の光学フィルタ。
8. 前記近赤外線吸収物質は、ポリメチン（ｐｏｌｙｍｅｔｈｉｎｅ）化合物、シアニン（ｃｙａｎｉｎｅ）化合物、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）化合物、メロシアニン（ｍｅｒｏｃｙａｎｉｎｅ）化合物、ナフタロシアニン（ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、インモニウム（ｉｍｍｏｎｉｕｍ）化合物、ジインモニウム（ｄｉｉｍｍｏｎｉｕｍ）化合物、トリアリールメタン（ｔｒｉａｒｙｌｍｅｔｈａｎｅ）化合物、ジピロメテン（ｄｉｐｙｒｒｏｍｅｔｈｅｎｅ）化合物、アントラキノン（ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ）化合物、ナフトキノン（ｎａｐｈｔｈｏｑｕｉｎｏｎｅ）、ジキノン（ｄｉｑｕｉｎｏｎｅ）化合物、スクアリリウム（ｓｑｕａｒｙｌｉｕｍ）化合物、リーレン（ｒｙｌｅｎｅ）化合物、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）化合物、スクアライン（ｓｑｕａｒａｉｎｅ）化合物、ピリリウム（ｐｙｒｙｌｉｕｍ）化合物、チオピリリウム（ｔｈｉｏｐｙｒｙｌｉｕｍ）化合物、ジケトピロロピロール（ｄｉｋｅｔｏｐｙｒｒｏｌｏｐｙｒｒｏｌｅ）化合物、これらの誘導体、又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項７に記載の光学フィルタ。
9. 前記バインダは、熱硬化性バインダ、光硬化性バインダ、又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項６に記載の光学フィルタ。
10. 前記近赤外線吸光層は、前記高分子フィルム上に前記近赤外線吸収物質及び前記バインダを含む溶液をコートした後に乾燥して得られたものであることを特徴とする請求項６に記載の光学フィルタ。
11. 前記高分子フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリ（メタ）アクリレート、ポリイミド、又はこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
12. 前記高分子フィルムは、紫外線領域の光の少なくとも一部を選択的に吸収することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
13. 前記光学フィルタは、３５０〜３８０ｎｍの波長領域で１％以下の平均光透過率を有することを特徴とする請求項１２に記載の光学フィルタ。
14. 前記高分子フィルムの一面及び前記近赤外線吸光層の一面のうちの少なくとも一つに位置する赤外線遮断層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
15. 前記赤外線遮断層は、屈折率が異なる物質からなる第１層及び第２層を含み、
    前記第１層及び前記第２層は、交互に繰り返して積層されていることを特徴とする請求項１４に記載の光学フィルタ。
16. 前記赤外線遮断層は、７００ｎｍ〜３μｍの波長領域の光を遮断することを特徴とする請求項１４に記載の光学フィルタ。
17. 前記光学フィルタは、３０μｍ〜１５０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
18. 請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の光学フィルタを含むことを特徴とするカメラモジュール。
19. 前記カメラモジュールは、レンズ及びイメージセンサを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載のカメラモジュール。
20. 請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の光学フィルタを含むことを特徴とする電子装置。

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