JPH01271706A - 光フィルタ及び該光フィルタを用いた光電センサー - Google Patents

光フィルタ及び該光フィルタを用いた光電センサー

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JPH01271706A
JPH01271706A JP63101785A JP10178588A JPH01271706A JP H01271706 A JPH01271706 A JP H01271706A JP 63101785 A JP63101785 A JP 63101785A JP 10178588 A JP10178588 A JP 10178588A JP H01271706 A JPH01271706 A JP H01271706A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating substrate
transparent insulating
thin film
optical filter
photoelectric sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP63101785A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeaki Tomonari
恵昭 友成
Atsushi Sakai
淳 阪井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光フィルタ及び該光フィルタを用いた光電セ
ンサーに関する。
〔従来の技術〕
従来、フォトダイオードと色フィルタを組み合わせた光
電センサーは、第5図に示すようなものが用いられてい
る。すなわち、ガラス等の透明絶縁基板10片側にフォ
トダイオードD1が形成され、もう一方の側にR(赤〕
、G(緑)、B(青)の色フィルタ2R,2G 、2B
が接着されて成る。こ2こで、前記フォトダイオードD
1をアモルファスシリコン等の薄膜デバイスで形成する
とすれば、フォトダイオードDlは透明導電膜3、アモ
ルファスシリコン層4及び裏面電極5で構成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、従来のこの種の光電センサーでは、色認識を
するためには、少なくとも3種類(R。
G、B)の色フィルタが必要であシ、製作上非常に複雑
となる。また、このような光電センサーを1画素として
アレイ状にし、イメージセンサ−を構成する場合には、
前記色フィルタの微細化が非常に困難となシ、技術的な
課題となっている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、工程が簡
単でコストや生産性に優れ、*114fl化が容易な色
フィルタを提供すると共に、微細なイメージセンサ−等
の画素としても使用できる光電センサーを提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、透明絶縁基板と、該透明絶縁基板に接して形
成され、少なくとも透明絶縁基板と異なる屈折率を有す
る薄膜とようなる光フィルタであって、前記薄膜の膜厚
を変化させることにより、前記透明絶縁基板を通過する
光の波長を変化させたことを特徴とするものであシ、ま
た、上記光フィルタと対応する位置に透明絶縁基板を介
して光電変換素子を設けて成る光1tセンサーである。
〔作 用〕 次に、本発明の詳細な説明する。一般に透明基板に薄膜
が形成された場合、その光の干渉は第6図に示すように
なる。すなわち、屈折率nO* n2の二つの媒質の中
間に屈折率n1、厚さd、の薄膜があるとぎ、これに上
方から振幅lの光が入射した場合反射率、透過率を求め
てみる。この場合、光は薄膜内で多重反射をするが、こ
れらのおのおのの光は薄膜の上下両面は平行であるとみ
なせるので互いに同一方向に向かい互いに干渉し合う。
したがって、反射率、透過率は多重反射して出てきた各
党の振幅を合成して求めなければならない。
いま、上面での反射率をrl、透過率を−、上下両のそ
れらをrl2 p δ12とすれば合成振幅rはr=r
Of+tOItOI′r12e”” t01t01’r
oIr12”e ”δ1.、、、、、−、。
jo+ja’r1□e ””            
 111=ro1+ 1+roIrI2e叩δ1 となる。ここで δl=  n、dlcos 9’1 λ である。エネルギー保存の法則によりt。1tO1’ 
=rO1”であるから となる。同様に したがって、エネルギー反射率および透過率は次のよう
になる。
となる。
ここで具体的な実施例として透明基板に石英がラス、薄
膜に窒化シリコン膜を用いた場合には、屈折率はそれぞ
れn。=1(空気)、n1=2.0、n、=l、45 
 となシ式16)、にこれらの値を導入すると となる。つまシ、基板を貫通する光の透過も反射もδl
の値によって変化する。ここでδlは垂直入射光のみを
考えると δ1=  dt                 I
slス となる。ここで式17)の値、つまシ透過率Tが極大を
とるためには、δ!=0、π、・・・nπであればよい
式181より λ= 、id、 、 8dl、−z・2nd。
となり、窒化シリコン膜の膜厚を変化させることによシ
、入射光のある波長の光の透過率を極大にすることがで
きる。例えば、X = 66001 (赤色)の光を考
えれば で透過率を極大にすることができるのである。
〔実施例〕
この発明は、上記原理を利用したもので、第1図はこの
発明の一実施例を示している。すなわち、れの膜厚を有
する部分1図において2R、2G 。
2Bで示す部分)を通過する光の透過率は第2図に示す
ようになる。つまシ色フィルタを用いることなくR(赤
)、G(緑)、B(青)のカラーフィルターを、窒化シ
リコン膜2の膜厚のみを変化させることによって構成で
きるのである。また、ここで窒化シリコン膜2は石英基
板表面lの保護膜も兼ねているう 次に、第3図は前記カラーフィルタを使用したカフ−セ
ンサーを示すもので、以下、このカラーセンサーについ
て説明する。まず、ガラス基板1等から成る透明絶縁基
板11の片面に、それぞれR(赤ン、G(緑]、B(青
)に対応する膜質を有する窒化シリコン膜等の表面保護
膜νが形成されている。この表面保護膜枝が形成された
基板11の反対側には、アモルファスシリコン等により
構成されるフォトダイオードDが形成されている。フォ
トダイオードDの構成は、まずITO等の透明導電膜絽
が形成され、さらにアモルファスシリコン層14が形見
戊されている。そのアモルファスシリコン層14 !r
:、には、R,G、Hのフィルタ位置にそれぞれ対応す
るAe等の裏面電極15a 、 15b 、 15Cが
形成されている。
次に動作について説明すると、まず表面保護漢和が形成
された透明絶縁基板11側(図中上方)から光が入射す
ると、表面保護膜ルの膜厚に応じた波長の光がIRI 
、 IGI 、 IBIの膜を通過し、透明絶縁基板1
1を通ってフォトダイオード七ルに到達する。
到達した光はそこで光電変換によシ光の波長と強さに応
じた電流に変わυ外部へ取シ出されるのである。これに
よシ入射した光が赤、緑、青に分けられ検出されるので
ある。
第4図は第3図に示したカラーセンサーを一画素として
持つイメージセンサを示している。図中りが一画素を示
しておシ、表面保護膜η、透明絶縁基板2】、透明導電
膜ス、アモ〃ファスシリコン層別、裏面室IfM25a
 、 25b 、 25Cよシ構成されている。また各
画素は透明導電膜nと裏面電極鍵。
25b、δCによりマトリックス状に接続されている。
表面保護膜ηが形成された透明絶縁基板側(図中下方)
から入射した光は第3図の場合と同様に入射した光の波
長と強さに応じた電流が出力され、透明導電膜スと裏面
1M、極25a 、 25b 、 25Cで場所を指定
すれば、その場所の光入力が検出できるのである。
〔発明の効果〕
本発明は上記のように、透明絶縁基板と、該透明絶縁基
板に接して形成され、少なくとも透明絶縁基板と異なる
屈折率を有する薄膜とよシなる光フィルタであって、前
記薄膜の膜厚を変化させることにより、前記透明絶縁基
板を通過する光の波長を変化させたことを特徴とするも
のであり、薄膜の膜厚を変化させるだけ形成できるため
、低コストで生産性に優れた光フィルタを提供できる。
また、上記光フィルタと対応する位置に透明絶縁基板を
介して光電変換素子を設けるだけで光電センサーを構成
できるため、低コストで生産性に優れた光電センサーを
提供できる。さらに、フォトリソグラフ工程等により薄
膜の微細加工も容易にできるため、イメージセンサ−の
画素等の集積デバイスへの応用も期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は請求項1.2に係る光フィルタの一例を示す断
面図、第2図は同上の原理を説明する特外因、第3図は
請求項3.4に係る光電センサーの一例を示す断面図、
第4図は上記光電センサーを1画素に用いたイメージセ
ンサ−の要部を示す斜視図、第5図は従来の光電センサ
ーを示す断面図、第6図は薄膜中での光の反射屈折を説
明する図である。 1・・・透明絶縁基板、2・・・薄膜、D・・・光電変
換素子。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明絶縁基板と、該透明絶縁基板に接して形成さ
    れ、少なくとも透明絶縁基板と異なる屈折率を有する薄
    膜とよりなる光フィルタであって、前記薄膜の膜厚を変
    化させることにより、前記透明絶縁基板を通過する光の
    波長を変化させたことを特徴とする光フィルタ。
  2. (2)前記薄膜が前記透明絶縁基板の表面保護膜である
    ことを特徴とする請求項1記載の光フィルタ。
  3. (3)透明絶縁基板と、該透明絶縁基板の一面に接して
    形成され、少なくとも透明絶縁基板と異なる屈折率を有
    する薄膜と、前記透明絶縁基板の他面に接して形成され
    た光電変換素子とよりなる光電センサー。
  4. (4)前記光電変換素子が薄膜で形成された請求項3記
    載の光電センサー。
JP63101785A 1988-04-25 1988-04-25 光フィルタ及び該光フィルタを用いた光電センサー Pending JPH01271706A (ja)

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