KR100866718B1 - 촬상 소자 - Google Patents

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Abstract

촬상 소자(1)는, 입사광 중 특정한 색 성분의 추출에 이용되는 필터(2)와, 입사광을 필터(2) 경유로 관측하는 수광 소자(3)를 구비한다. 필터(2)는, 투명 필터(2W)와, 황 성분의 추출에 이용되는 황 필터(2Y)와, 적 성분의 추출에 이용되는 적 필터(2R)를 포함한다.
수광 소자, 패턴 노광광, 투명 필터, 황 필터, 적 필터, 광 투과율, 보정 필터, 차광막

Description

촬상 소자{IMAGING ELEMENT}
본 발명은, 색의 밸런스와 색의 재현성이 양호한 촬상 소자에 관한 것이다.
종래부터 디지탈 카메라나 비디오 카메라에 이용되는 촬상 장치는 촬상 소자를 포함한다. 촬상 소자는, CMOS·CCD 등의 수광 소자와 컬러 필터를 한 쌍으로서 구비함으로써 컬러 화상을 촬상한다.
수광 소자는, 입사광의 강도에 따른 전기 신호를 출력하는 것이다. 이 수광 소자는, 입사광의 밝기만을 검지하는 것으로, 입사광의 색의 판별은 행하지 않는다. 따라서, 각 수광 소자의 광이 입사하는 측(이하, 입사광측이라고도 함)에, 컬러 필터를 설치하여, 입사광으로부터 특정한 색 성분의 광을 추출한다. 이에 의해, 추출된 색 성분의 광이 수광 소자에 의해 관측된다. 또한, 입사광으로부터 특정한 색 성분의 광을 추출하는 것을 「색 분리」라고 한다.
상세하게는, 수광 소자의 입사광측에, 광의 3원색인 적(R)·녹(G)·청(B)의 컬러 필터를 설치한다. 관측 대상으로부터의 입사광은, 수광 소자에 도달하기 전에, 컬러 필터에 의해 색 분리되어 특정한 광이 추출된다. 추출된 광은, 각각의 컬러 필터에 대향하는 수광 소자에 도달하여, 전기 신호로 광전 변환된다. 이에 의해, 입사광에서의 광의 3원색의 출력값(통상적으로, 전압값)이 얻어진다. 그리 고, 얻어진 출력값을 합성함으로써, 관측 대상을 컬러 화상으로서 재현할 수 있다.
또한, 일반적으로는, 컬러 필터는, 「포토리소그래피법」에 의해, 감광성 수지에 패턴 노광한 후에 현상액을 이용하여 현상을 행하여, 필요로 하는 패턴으로 패턴 형성된다. 또한, 포토리소그래피법을 이용하는 노광기에는, 스테퍼나 얼라이너, 미러 프로젝션 얼라이너 등이 있다. 고화소화 및 미세화가 필요로 되는 경우에는 스테퍼가 이용된다.
그런데, 이러한 촬상 소자에 대해서는, 최근, 다화소화의 요구가 높아지고 있어 화소의 미세화가 진행되고 있다. 구체적으로는, 화소 피치는 3㎛를 절단하여, 2㎛ 전후로 되고 있다. 화소 피치가 2㎛ 근방인 미세 화소로 되면, 1화소당의 면적이 작게 된다. 그 때문에, 수광 소자에 입사하는 광량이 감소한다. 이 결과, 촬상 소자의 감도가 저하되어, 화질이 저하되는(어두운 화상으로 되는) 경우가 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 촬상 소자에서는, 관측 대상으로부터의 광을 색 분리하기 위해, 청·녹·적의 3원색의 컬러 필터가 수광 소자의 입사광측에 배치된다. 이러한 청·녹·적의 3원색의 컬러 필터의 분광 투과율의 일례는 도 1과 같이 도시된다. 이 도 1에서, 횡축은 파장을 나타내고, 종축은 투과율을 나타내고 있다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 청·녹의 투과율의 정점부는 80% 전후의 값으로 된다. 즉, 청이나 녹의 컬러 필터는 투과율이 낮으므로, 수광 소자에 도달하는 광량이 감소한다. 그 결과, 화질이 저하되게(어두운 화상으로 되게) 된다.
또한, CMOS나 CCD 등의 수광 소자는, 광의 파장으로 대략 400㎚~1000㎚의 넓 은 감도 영역을 갖는 것이다. 특히, 도 2에 도시하는 바와 같이, 수광 소자의 SPD(Silicon Photo Diode) 감도는, 700㎚ 부근의 파장 영역에서 높은 값을 나타낸다. 즉, 적의 파장 영역(700㎚) 부근에서 높은 감도를 갖는다. 그러나, 단파장 영역으로 감에 따라 감도가 저하되고, 청의 파장 영역(400㎚~500㎚) 부근에서는, 적의 절반 정도의 감도로 된다.
이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 청·녹·적의 3원색의 컬러 필터를 갖는 촬상 소자에서는, 청의 영역에서 수광 소자의 감도가 낮다. 또한, 적이나 녹의 컬러 필터의 투과율보다도, 청의 컬러 필터의 투과율쪽이 낮다.
이 때문에, 종래의 촬상 소자에서는, 적이나 녹보다도 청의 재현성·연색성이 낮아, 색의 밸런스를 엄밀하게 재현할 수 없는 등의 문제가 있다.
이 문제에 대하여, 수광 소자에의 광량의 저하에 대응하기 위해, 시안(C)·마젠타(M)·황(Y)으로 이루어지는 보색계의 컬러 필터를 이용하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특개 2002-51350호 공보 참조).
이 기술에서는, 황(Y)의 컬러 필터를 이용함으로써, 적(R)과 녹(G)의 합성광을 취출할 수 있다. 또한, 마젠타(M)의 컬러 필터를 이용함으로써, 적(R)과 청(B)의 합성광을 취출할 수 있다. 또한, 시안(C)의 컬러 필터를 이용함으로써, 녹(G)과 청(B)의 합성광을 취출할 수 있다. 즉, 보색계의 컬러 필터에서는 2색의 광을 투과시키므로, 광의 투과율을 높게 할 수 있다. 이에 의해 촬상 소자에 입사하는 입사광의 광량의 저하를 억제할 수 있다.
<발명의 개시>
그러나, 시안·마젠타·황의 보색계의 컬러 필터를 투과한 광으로부터 청·녹·적의 3원색의 광을 취출하기 위해서는, 번잡한 연산을 행할 필요가 있다.
예를 들면, 각 필터의 관측 데이터값에 기초하여, 청=(시안+마젠타-황)/2, 녹=(시안+황-마젠타)/2, 적=(마젠타+황-시안)/2 등의 계산을 할 필요가 있다.
도 3은 일반적인 C·M·Y의 보색계의 컬러 필터의 분광 특성을 도시하는 그래프이다. 상술한 바와 같이 보색계의 컬러 필터에서는, 연산에 의해 3원색에 상당하는 관측 데이터값을 얻는다. 그러나, 도 3에 도시하는 바와 같이, 보색계의 각 필터는, 본래 같으면 차광해야 할 광 파장 영역의 광이라도 투과시킨다. 또한, 보색계의 각 필터는, 도 3의 u1·u2·u3으로 나타내는 바와 같이, 차광해야 할 파장 영역에서의 투과율에 색마다 변동이 있다. 이 변동에 의해, 연산 결과의 값에 노이즈 성분이 포함되게 된다.
이 때문에, 보색계의 컬러 필터를 이용한 촬상 소자에서는, 감도는 높아도 노이즈가 많아져, 3원색계의 컬러 필터와 비교하여 색 재현성(색 분리성)이 저하된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 색의 밸런스와 색의 재현성이 양호한 촬상 소자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해, 입사광 중 특정한 색 성분의 추출에 이용되는 필터와, 상기 입사광을 상기 필터 경유로 관측하는 수광 소자를 구비하는 촬상 소자에 있어서, 상기 필터는, 투명 필터와, 황 성분의 추출에 이용되는 황 필터와, 적 성분의 추출에 이용되는 적 필터를 포함하는 촬상 소자를 제공한다.
도 1은 종래의 촬상 소자의 분광 투과율의 일례를 도시하는 도면.
도 2는 인간의 시각 감도와, 수광 소자의 감도(SPD 감도)와, 이상적인 적외선 컷트 필터에서의 파장과 투과율과의 관계를 도시하는 도면.
도 3은 일반적인 C·M·Y의 보색계의 컬러 필터의 분광 특성을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)에서의 필터의 배열 상태의 일례를 도시하는 평면도.
도 5는 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)의 일례를 도시하는 단면도.
도 6은 동 실시 형태에 따른 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)에 대한 분광 투과율의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)의 연산에 의해 얻어지는 외관상의 청 필터·녹 필터·적 필터에 대한 분광 투과율의 일례를 도시하는 도면.
도 8은 종래의 촬상 소자의 분광 특성의 예를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 촬상 소자(9)의 일례를 도시하는 단면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 촬상 소자(11)의 일례를 도시하는 단면도.
도 11은 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(11)의 제조 공정을 설명하기 위한 도면.
도 12는 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(11)의 제조 공정을 설명하기 위한 도면.
도 13은 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(11)의 제조 공정을 설명하기 위한 도면.
도 14는 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(11)의 제조 공정을 설명하기 위한 도면.
도 15는 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(11)의 제조 공정을 설명하기 위한 도면.
도 16은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 촬상 소자(17)의 차광막(19)의 배치의 일례를 도시하는 평면도.
도 17은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서의 필터의 배열 상태의 일례를 도시하는 정면도.
도 18은 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)의 일례를 도시하는 단면도.
도 19는 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20은 동 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)와, 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)에 대한 분광 투과율의 일례를 도시하는 도면.
도 21은 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)의 연산에 의해 얻어지는 외관상의 청 필터·녹 필터·적 필터에 대한 분광 투과율의 일례를 도시하는 도면.
도 22는 동 실시 형태에 따른 보정 필터의 분광 특성을 도시하는 도면.
도 23은 일반적인 흡수형의 적외선 컷트 필터의 분광 특성을 도시하는 도면.
도 24는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 촬상 소자(39)의 일례를 도시하는 단면도.
도 25는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 촬상 소자(41)의 일례를 도시하는 단면도.
도 26은 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 촬상 소자(47)의 차광막(19)의 배치의 제1 예를 도시하는 정면도.
도 27은 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(47)의 단면도.
도 28은 동 실시 형태에 따른 촬상 소자(44)의 차광막(19)의 배치의 제2 예를 도시하는 단면도.
도 29는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 보정 필터의 분광 투과율 특성을 도시하는 도면.
도 30은 동 실시 형태에 따른 보정 필터의 분광 투과율 특성을 도시하는 도면.
도 31은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 보정 필터의 분광 특성을 도시하는 도면.
도 32는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 촬상 소자의 구성을 도시하는 모식도.
도 33은 동 실시 형태에 따른 촬상부(110)에서의 컬러 필터를 입사광측으로부터 보았을 때의 배열 상태의 개념을 도시하는 도면.
도 34A는 동 실시 형태에 따른 촬상부(110)의 단면의 일례를 도시하는 도면.
도 34B는 동 실시 형태에 따른 촬상부(110)의 단면의 일례를 도시하는 도면.
도 35는 상기 실시 형태에 따른 촬상 소자의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 36은 광 파장의 변화에 의한 사람의 눈에의 자극값을 도시하는 도면.
도 37A는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 37B는 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 37C는 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 37D는 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 38A는 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 38B는 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 38C는 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 38D는 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 38E는 촬상부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 39는 동 실시 형태에 따른 촬상 소자의 다른 예를 도시하는 도면.
도 40은 상기 실시 형태에 따른 촬상 소자의 다른 예를 도시하는 도면.
도 41은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 촬상 소자의 구성을 도시하는 모식도.
도 42는 동 실시 형태에 따른 촬상부(110T)에서의 컬러 필터(114)를 입사광측으로부터 보았을 때의 배열 상태의 개념을 도시하는 도면.
도 43A는 동 실시 형태에 따른 촬상부(110T)의 일례를 도시하는 단면도.
도 43B는 동 실시 형태에 따른 촬상부(110T)의 일례를 도시하는 단면도.
도 44는 동 실시 형태에 따른 촬상부(110T)의 다른 예를 도시하는 도면.
도 45는 인간의 시각 감도와, 수광 소자의 감도(SPD 감도)와, 이상적인 적외선 컷트 필터에서의 파장과 투과율의 관계를 도시하는 도면.
도 46은 반사형의 적외선 컷트 필터와 흡수형의 적외선 컷트 필터에서의 광의 파장과 투과율의 관계를 도시하는 도면.
도 47은 본 발명의 실시예 1에 따른 평탄화층의 분광 특성을 도시하는 도면.
도 48은 동 실시예 1에 따른 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)의 분광 특성을 도시하는 도면.
도 49는 동 실시예 1에 따른 촬상 소자의 연산에 의해 얻어지는 외관상의 청 필터·녹 필터·적 필터에 대한 분광 특성을 도시하는 도면.
도 50은 본 발명의 실시예 2에 따른 투명 수지의 분광 특성을 도시하는 도면.
도 51은 동 실시예 2에 따른 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)의 분광 특성을 도시하는 도면.
도 52는 동 실시예 2에 따른 촬상 소자의 연산에 의해 얻어지는 외관상의 청 필터·녹 필터·적 필터에 대한 분광 특성을 도시하는 도면.
도 53은 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 필터 F1~F7의 분광 특성의 일례를 도시하는 도면.
도 54는 동 실시 형태에 따른 외관상의 컬러 필터의 개념을 설명하기 위한 도면.
도 55는 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 촬상 소자의 일례를 도시하는 정면도.
도 56은 동 실시 형태에 따른 필터 F1~F7의 분광 특성의 일례를 도시하는 도면.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
<제1 실시 형태>
본 실시 형태에서는, CMOS나 CCD 등의 수광 소자의 광 입사측에 필터층을 형성하고, 관측 대상의 색 성분을 관측하는 촬상 소자에 대하여 설명한다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 촬상 소자에서의 필터의 배열 상태의 일례를 도시하는 평면도이다. 도 4에는 광 입사측으로부터 본 필터의 형태의 예가 도시되어 있다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 촬상 소자의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 5에서는, 도 4의 I-I' 단면이 도시되어 있다. 또한, 도 5에서는 수광 소자가 CMOS인 경우를 예로 하여 도시하고 있지만, 수광 소자가 CCD인 경우도 마찬가지이다. 이하, 촬상 소자의 다른 단면도에서도 마찬가지의 구성이다.
촬상 소자(1)는, 입사광 중 특정한 색 성분의 추출에 이용되는 필터층(2)과, 입사광을 필터층(2) 경유로 관측하는 수광 소자(3)와, 연산부(4)를 구비한다.
필터층(2)는, 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)를 포함한다. 황 필터(2Y)를 2화소로 하고, 투명 필터(2W)와 적 필터(2R)를 각각 1화소로 한 합계 4화소에 의해 색 분리의 1단위가 형성된다. 즉, 황 필터(2Y)의 화소수의 비율과, 투명 필터(2W) 및 적 필터(2R)의 화소수의 합계의 비율을 동일하게 하고 있다. 이에 의해, 후술하는 {(백)-(황)} 및 {(황)-(적)}의 연산 처리를 1단위마다 실행할 수 있다.
투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)는, 격자 형상으로 인접 배열되어, 면을 형성한다.
투명 필터(2W)는, 주로 400㎚ 이상의 장파장의 광을 흡수하지 않고, 투과시키는 것이 바람직하다. 즉, 투명 필터(2W)는, 청 성분, 녹 성분, 적 성분이 합성된 광을 투과시킨다. 예를 들면, 투명 필터(2W)로서는, 굴절율 n이 1.5 전후인 투명 글래스를 레퍼런스로 하여, 파장이 400㎚ 이후인 광의 투과율이 95% 이상으로 되는 필터가 바람직하다. 이러한 투명 필터(2W)는, 페놀계·폴리스티렌계·아크릴계 등의 수지에 의해 형성되지만, 폴리스티렌계, 바람직하게는 아크릴계에 의해 형성되는 것이 내열성 등의 관점에서 바람직하다.
황 필터(2Y)는, 입사광 중 황 성분(적 성분과 녹 성분이 합성된 광)의 추출에 이용되는 필터이다. 이 황 필터(2Y)는 보색계의 필터이다. 일반적으로, 보색계의 필터는, 청·녹·적의 3원색계의 컬러 필터보다도 광의 투과율이 높다.
적 필터(2R)는, 입사광 중 적 성분의 추출에 이용되는 적의 컬러 필터이다. 일반적으로, 적의 컬러 필터는, 3원색계의 다른 컬러 필터인 청의 컬러 필터나 녹의 컬러 필터보다도 투과율이 높다.
수광 소자(3)는, 필터층(2)의 광 입사측의 반대측에 배치되고, 입사광 수광 소자(3W)·황 수광 소자(3Y)·적 수광 소자(3R)를 구비한다. 또한, 수광 소자(3)는, 필터층(2)을 경유한 광을 받고, 받은 광을 전기 신호로 변환하여 관측 데이터값(강도값)을 구하는 기능을 갖는다. 또한, 수광 소자와 필터의 일대일의 조합이, 화소에 상당한다. 또한, 수광 소자(3)는, 반도체 기판(5)의 광 입사측에 형성된다.
입사광 수광 소자(3W)는, 투명 필터(2W)에 대응지어져 있어, 입사광을 투명 필터(2W) 경유로 관측한다.
황 수광 소자(3Y)는, 황 필터(2Y)에 대응지어져 있어, 입사광을 황 필터(2Y) 경유로 관측한다.
적 수광 소자(3R)는, 적 필터(2R)에 대응지어져 있어, 입사광을 적 필터(2R) 경유로 관측한다.
연산부(4)는, 청 연산부(4B)·녹 연산부(4G)·적 연산부(4R)를 구비한다. 연산부(4)는 입사광 수광 소자(3W)·황 수광 소자(3Y)·적 수광 소자(3R)에 의한 관측 데이터값 Dw, Dy에 기초하여, 청의 관측 데이터값 Db와 녹의 관측 데이터값 Dg를 구하는 기능을 갖는다.
청 연산부(4B)는, 입사광 수광 소자(3W)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dw로부터, 황 수광 소자(3Y)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dy를 뺄셈하여, 청의 관측 데이터값 Db(=Dw-Dy)를 구한다.
녹 연산부(4G)는, 황 수광 소자(3Y)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dy로부터, 적 수광 소자(3R)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dr을 뺄셈하여, 녹의 관측 데이터값 Dg(=Dy-Dr)를 구한다.
즉, 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)에 대응하는 색을, 각각 백(W)·황(Y)·적(R)으로 하면, 이하의 수학식 1 및 수학식 2의 관계식이 성립한다.
Figure 112007014565013-pct00001
Figure 112007014565013-pct00002
도 5에는, 황 필터(2Y)와 투명 필터(2W)를 횡단함과 함께, 황 수광 소자(3Y)와 투명 수광 소자(3W)를 횡단하는 단면이 도시되어 있다. 또한, 다른 필터 및 다른 수광 소자를 횡단하는 단면에 대해서도 마찬가지의 구성으로 된다.
반도체 기판(5)의 광 입사측에는, 수광 소자(3)가 형성된다.
수광 소자(3)가 형성된 반도체 기판(5)의 광 입사측의 면에는, 평탄화층(6)이 적층된다. 이에 의해, 필터층(2)을 평탄한 설치면에 형성할 수 있다. 평탄화층(6)의 재료로서는, 아크릴계나 에폭시계·폴리이미드계·우레탄계·멜라민계·폴리에스테르계·요소계·스티렌계 등의 수지를 1개 혹은 복수 포함한 수지를 이용할 수 있다.
평탄화층(6)의 광 입사측에는, 수광 소자(3)에 대응하는 필터층(2)이 형성된다. 또한, 필터층(2)의 광 입사측에는, 수지층(투명 평탄화층)(7)이 적층된다.
수지층(7)의 광 입사측에는, 수광 소자(3)에 대응하는 마이크로 렌즈(8)가 구비된다.
마이크로 렌즈(8)는, 각 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)와 쌍을 이루도록, 각 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)의 상방에 배치되어 있다. 또한, 마이크로 렌즈(8)는, 아크릴 수지 등에 의해 형성되어, 입사광 수광 소자(3W)·황 수광 소자(3Y)·적 수광 소자(3R)에의 집광성을 높인다.
또한, 본 실시 형태에서는, 각 필터층(2)의 막 두께는 각각 1.4㎛이며, 화소 피치(투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)의 피치)는 2.6㎛이다.
상술한 평탄화층(6)에는, 자외선 흡수제를 첨가한다. 구체적으로는, 평탄화층(6)은, 자외선 흡수제를 첨가한 열경화형의 아크릴 수지에 의해 형성되며, 막 두께는 0.3㎛로 형성된다. 평탄화층(6)에 대하여 자외선 흡수제를 첨가하는 것은, 포토리소그래피법에 의해 필터층(2)을 형성할 때, 기초로 되는 반도체 기판(5)으로부터의 패턴 노광광의 할레이션을 방지하여, 형상이 양호한 필터를 형성하기 위해서이다. 또한, 여기서는, 포토리소그래피법에 의해, 감광성 수지층에 패턴 노광이나 현상 등을 행하여, 소정 부위에 감광성 수지를 잔존시키고 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 평탄화층(6)을 형성하고 있지만, 촬상 소자를 더욱 얇게 하는 것을 목적으로 하여 평탄화층(6)을 생략해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서, 투명 필터(2W)는, 알칼리 가용형의 감광성 아크릴 수지(굴절율 n=1.55)에 의해 형성되어 있다.
또한, 황 필터(2Y)나 적 필터(2R)는, 투명 필터(2W)의 형성에 이용된 투명 수지(감광성 아크릴 수지)에, 소정의 유기 안료를 첨가하여 분산시킨 착색 감광성 수지를 이용하여 형성된다. 예를 들면, 황 필터(2Y)의 형성에 이용되는 유기 안료로서는, C.I.Pigment Yellow 150을 들 수 있다. 또한, C.I.Pigment Yellow 150과 C.I.Pigment Yellow 139의 혼합계 안료를 이용할 수도 있다. 또한, 적 필터(2R)의 형성에 이용되는 유기 안료로서는, C.I.Pigment Red 177과, C.I.Pigment Red 48:1과, C.I.Pigment Yellow 139의 혼합 등을 들 수 있다. 또한, 투명 필터(2W)는, 착색물을 첨가하지 않은 투명 수지로 형성해도 된다.
도 6은 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)에 대한 분광 투과율의 일례를 도시하는 그래프이다.
촬상 소자(1)는, 각 수광 소자에 의한 관측 데이터값 Dw·Dy·Dr에 기초하여 연산(뺄셈)을 행하여, 청·녹·적의 3원색의 관측 데이터값 Db·Dg·Dr을 얻는다. 즉, 촬상 소자(1)는, 이러한 연산을 행함으로써, 외관상(가상적으로), 청 필터와 녹 필터를 구비하고 있다고 생각할 수 있다.
도 7은 촬상 소자(1)의 연산에 의해 얻어지는 외관상의 청 필터 및 녹 필터와, 적 필터에 대한 분광 투과율의 일례를 도시하는 그래프이다. 도 7에 도시하는 촬상 소자(1)의 외관상의 청 필터 및 녹 필터의 분광 투과율과, 도 1에 도시하는 종래의 청 및 녹의 컬러 필터의 분광 투과율을 비교하면, 촬상 소자(1)의 외관상의 청 필터 및 녹 필터의 투과율은, 종래의 청 및 녹의 컬러 필터보다도 투과율이 높 다고 하는 특징이 있다. 특히, 외관상의 청 필터의 투과율은, 종래의 청의 컬러 필터보다 투과율이 높다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)는, 청의 감도가 높아, 색 밸런스가 양호한 것으로 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)와 종래의 촬상 소자를 비교하여 이하에 설명한다.
우선, 「외관상의 컬러 필터」에 대하여 설명한다.
도 8은 종래의 촬상 소자의 분광 특성의 예를 도시하는 그래프이다.
종래의 촬상 소자의 분광 특성은, 수광 소자의 감도(도 8의 (A))와, 수광 소자의 광 입사측에 배치되어 있는 필터의 투과율(도 8의 (B))을 곱한 곱의 값과 등가로 생각되어, 도 8의 (C)와 같이 도시된다.
도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 종래의 촬상 소자에서의 청의 컬러 필터는, 적이나 녹의 컬러 필터보다도 투과율이 낮다. 또한, 도 8의 (A)에 도시하는 바와 같이, 청의 파장 영역에서의 수광 소자의 감도는, 적이나 녹의 파장 영역에서의 감도보다도 낮다. 이 때문에, 종래의 촬상 소자에서는 감도비를 구하면, (청/녹)은 (적/녹)보다 작게 된다. 이 때문에, 색 재현성이 낮게 된다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서의 촬상 소자(1)는, 3원색인 적·녹·청의 컬러 필터 대신에, 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)를 구비하고 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서의 촬상 소자(1)의 분광 특성은, 수광 소자의 감도와, 수광 소자의 광 입사측에 배치되어 있는 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)의 투과율을 각각 곱한 곱의 값과 등가로 생각된다. 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)의 투과율은, 청의 컬러 필터나 녹의 컬러 필터보다도 높다. 따라서, 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R) 경유로 입사광 수광 소자(3W)·황 수광 소자(3Y)·적 수광 소자(3R)에 의해 입사광이 관측된 경우, 그 관측 데이터값 Dw·Dy·Dr에 기초하여 산출된 관측 데이터값 Db·Dg는, 높은 투과율에 의해 얻어진 관측 결과라고 할 수 있다. 특히, 청의 관측 데이터값 Db에 대해서는, (청/녹)의 감도비를 크게 할 수 있어, 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 청의 관측 데이터값 Db나 녹의 관측 데이터값 Dg를, 1회의 뺄셈 처리로 구할 수 있다. 따라서, 종래의 보색계의 컬러 필터를 이용한 촬상 소자보다도 연산을 간략화할 수 있어, 원색에 가까운 선명한 색을 표현할 수 있다.
다음으로, 「암전류에 의한 노이즈」에 대하여 설명한다.
도 8의 (C)에 도시하는 바와 같이, 수광 소자는, 광이 입사하고 있지 않은 경우라도, 약간 전류를 발생하고 있다. 이러한 광이 입사하고 있지 않음에도 불구하고 수광 소자로부터 흐르는 전류는, "암전류(dark current)"로 불리며, 노이즈의 원인으로 된다. 종래의 청·녹·적의 3원색의 컬러 필터는, 분광 특성상, 소정의 파장 영역의 광을 투과시키는 것이고, 광을 차단하는 파장 영역도 존재한다.
그러나, 수광 소자에는, 광을 차단하는 파장 영역에서도 암전류가 발생하고 있다. 이 때문에, 종래의 촬상 소자의 관측 결과에는, 광을 투과하는 파장 영역에서의 광의 관측 결과 외에, 암전류에 의한 노이즈도 포함되어 있고, 이 노이즈에 의해 색 재현성이 저하되는 경우가 있다.
이에 대하여, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)는, 상술한 바와 같이, 입사광 수광 소자(3W)의 관측 데이터값 Dw와 황 수광 소자(3Y)의 관측 데이터값 Dy를 뺄셈 처리하고, 황 수광 소자(3Y)의 관측 데이터값 Dy와 적 수광 소자(3R)의 관측 데이터값 Dr을 뺄셈 처리하기 때문에, 암전류의 값이 상쇄된다. 그 때문에, 관측 결과로부터 노이즈를 제거할 수 있어, 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 「분광의 부유」에 대하여 설명한다.
도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 종래의 청·녹·적의 컬러 필터의 분광 투과율에서는, 청이나 적의 컬러 필터의 분광 곡선의 맨 아래부의 투과율은 수%로 낮고, 녹의 컬러 필터의 분광 곡선의 맨 아래부의 투과율은 10% 정도로 높다. 이와 같이, 맨 아래부의 투과율이 높은 것을 분광의 부유가 크다고 한다.
종래의 촬상 소자에서, 녹의 컬러 필터의 분광 곡선의 맨 아래부는, 청 및 적의 파장 영역에 존재한다. 또한, 녹의 맨 아래부의 분광의 부유는 크다. 그 때문에, 녹의 관측 결과에는, 청이나 적이 혼색되게 되어, 녹의 재현성이 저하된다고 하는 문제가 있었다.
이에 대하여, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)에서는, 황 수광 소자(3Y)의 관측 데이터값 Dy와 적 수광 소자(3R)의 관측 데이터값 Dr을 뺄셈 처리하여, 녹의 관측 데이터값 Dg를 구하고 있다. 그 때문에, 분광의 부유를 작게 할 수 있어, 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 「자외선 흡수제 및 적외선 흡수제」에 대하여 설명한다.
CMOS나 CCD 등의 수광 소자는, 인간이 느끼지 않는 자외선 영역에 대하여 약 간의 감도를 갖고 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에 따른 필터층(2)은, 400㎚ 이하의 광을 흡수하여 불투과로 하고, 400㎚ 이상의 파장의 광을 흡수하지 않고 투과하는 것이 바람직하다. 따라서, 투명 필터(2W)에 자외선 흡수제나, 수지의 경화에 이용하는 광 개시제나 경화제를 첨가하여, 투명 필터(2W)에 자외선 흡수 기능을 갖게 하는 것이 바람직하다. 자외선 흡수제로서는, 예를 들면, 벤조트리아졸계 화합물이나 벤조페논계 화합물·살리실산계 화합물·쿠마린계 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 자외선 흡수제에, 예를 들면 힌더드 아민계 화합물 등의 광 안정화제나 켄처 등을 첨가하여 이용해도 된다. 또한, 투명 필터(2W)의 형성에 이용하는 수지의 폴리머나 모노머 혹은 경화제에, 자외선 흡수 기능을 갖는 관능기를 펜던트하거나, 폴리머에 넣어지도록 하는 기를 갖게 하여 중합하거나 해도 된다. 예를 들면, 퀴논류나 안트라센을 폴리머에 도입해도 되고, 자외선 흡수성의 기를 갖는 모노머를 첨가해도 된다. 또한, 펜던트란, 반응형 흡수제 등의 형태로 수지 분자쇄에 조립되는 것을 말한다.
또한, 적외선 흡수성 화합물이나 적외선 흡수제를, 투명 필터(2W)를 구성하는 수지에 첨가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 펜던트 방식에 의해 투명 필터(2W)를 구성하는 수지에 첨가한다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 필터층(2)은, 황 필터(2Y)를 2화소로 하고, 투명 필터(2W)와 적 필터(2R)를 각각 1화소로 한 합계 4화소에 의해 색 분리의 1단위가 형성되어 있다. 이 때문에, 청 및 녹의 관측 데이터값을 얻을 때에, 황색의 데이터값을 중복하여 사용할 필요가 없다. 즉, 연산부(4)에서, {(백)-(황)}과, {(황)-(적)}의 연산 처리를 1단위 내에서 개별로 실행할 수 있다. 이에 의해, 연산 처리의 고속화를 실현할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)는, 1회의 뺄셈 처리에 의해, 고투과의 청 필터 및 녹 필터를 구비한 촬상 소자로 외관상 간주할 수 있고, 특히 종래의 촬상 소자보다도 청의 관측 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<제2 실시 형태>
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(9)는, 제1 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)에서, 투명 필터(2W)와 수지층(7)을 일체 구성하고 있다. 또한, 이미 설명한 부분과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명을 생략한다. 또한, 이하의 각 실시 형태도 마찬가지로 하여 중복된 설명을 생략한다.
도 9는 본 실시 형태에 따른 촬상 소자의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 9는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ' 단면에 대응하는 것이다. 또한, 투명 필터(10W)는, 제1 실시 형태의 투명 필터(2W) 및 수지층(7)에 상당한다.
본 실시 형태에 따른 촬상 소자(9)는, 제1 실시 형태에 따른 투명 필터(2W)의 위치에, 투명 필터(10W)의 일부를 배치하고 있다.
투명 필터(10W)의 다른 부분은, 황 필터(2Y)나 적 필터(2R)의 광 입사측의 면을 피복한다. 즉, 투명 필터(10W)는, 제1 실시 형태에 따른 투명 필터(2W)와 수지층(7)을 일체로 한 구성이며, 투명 평탄화층으로서의 역할도 한다.
촬상 소자(9)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 각 수광 소자(3)에 의한 관측 데이터값 Dw·Dy·Dr에 기초하여 연산(뺄셈)을 행하여, 청 및 녹의 관측 데이터값 Db·Dg를 얻는다. 즉, 촬상 소자(9)는, 각 수광 소자(3)에 의한 관측 데이터값에 기초하여 연산(뺄셈)을 행함으로써, 외관상의(가상적으로) 청 필터 및 녹 필터와, 적 필터를 구비하고 있다고 생각할 수 있다.
촬상 소자(9)의 연산에 의해 얻어지는 외관상의 청 필터 및 녹 필터와, 적 필터에 대한 파장 400㎚~800㎚의 분광 투과율의 일례는, 도 7과 마찬가지의 것이 도시된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 황 필터(2Y)와 적 필터(2R)를 형성한 후, 각 필터를 피복하도록 투명 필터(10W)를 형성한다. 이 때, 투명 필터(10W)와 투명 평탄화층은 일체화한 구성으로 형성된다.
즉, 투명 필터(10W)와 투명 평탄화층의 형성 공정을 동시에 행하므로, 투명 필터의 패턴 형성 공정을 독자적으로 설정할 필요가 없어, 촬상 소자(9)의 제조 프로세스를 간략화시킬 수 있다.
상세하게는, 제1 실시 형태에서 투명 필터(2W)가 형성되어 있던 부분에, 투명 평탄화층인 투명 필터(10W)의 일부가 배치되어, 투명 필터(10W)가 투명 평탄화층으로서의 역활을 한다. 그 때문에, 예를 들면 포토리소그래피법 등에서 투명 필터를 독자적으로 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 즉, 2색분(황·적)의 필터 형성의 노력으로 3색분의 필터를 형성할 수 있어, 필터 형성 공정을 1색분 줄일 수 있다.
<제3 실시 형태>
본 실시 형태에서는, 제1 및 제2 실시 형태에 따른 촬상 소자의 변형예에 대하여 설명한다.
도 10은 본 실시 형태에 따른 촬상 소자의 일례를 도시하는 단면도이다.
본 실시 형태에 따른 촬상 소자(11)는, 제2 실시 형태에 따른 촬상 소자(9)의 마이크로 렌즈(8)와 투명 필터(10W)를 일체 구조로 한 투명 필터(12W)를 구비한다. 즉, 투명 필터(12W)는, 입사광 수광 소자(3W)나 황 수광 소자(3Y)·적 수광 소자(3R)에의 집광성을 높이는 기능도 갖게 된다.
이하에, 이 촬상 소자(11)의 제조 공정을 도 11~도 15를 이용하여 설명한다.
우선, 입사광 수광 소자(3W)·황 수광 소자(3Y)·적 수광 소자(3R)가 형성된 반도체 기판(5) 상에, 투명 수지로 이루어지는 평탄화층(6)을 형성한다(도 11). 구체적으로는, 수광 소자가 이차원적으로 배치된 반도체 기판(5) 상에, 아크릴 수지를 주성분으로 하는 도포액을 2000rpm의 회전수로 스핀 코트한다. 그리고, 200℃의 열 처리를 하여 경화시킴으로써, 막 두께 0.2㎛의 평탄화층(6)을 형성한다. 아크릴 수지의 도포액에는, 고형비가 약 3%인 쿠마린계 자외선 흡수제를 첨가한 것을 사용한다.
또한, 착색 감광성 수지로 이루어지는 컬러 필터의 형성에서, 착색 감광성 수지에의 패턴 노광에 자외선을 이용한다. 패턴 노광 시에는 할레이션이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 할레이션을 방지하기 위해, 평탄화층(6)에 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 촬상 소자(11)를 얇게 하기 위해서, 평탄화층(6)은 생략해도 된다.
다음으로, 황 필터(2Y) 및 적 필터(2R)를 포토리소그래피법에 의해 형성한다(도 12).
상세하게는, 노광·현상 가능한 감광성 아크릴 수지에 색재를 혼합하는 2종의 컬러 레지스트(황·적)를 이용하여, 약 1㎛ 막 두께의 황색 필터(2Y)와 적색 필터(2R)를 각각 형성한다. 또한, 황색 필터(2Y)의 색재에는, 유기 안료C.I.Pigment Yellow 150을 이용할 수 있다. 황색 필터(2Y)의 색재(유기 안료)의 고형비는, 약 33%이다. 또한, 적색 필터(2R)의 색재에는, C.I.Pigment Red 177, C.I.Pigment Red 48:1과 C.I.Pigment Yellow 139의 혼합 안료를 사용할 수 있다. 적색 필터(2R)의 색재(유기 안료)의 고형비는, 약 48%이다.
다음으로, 반도체 기판(5) 상에, 황 필터(2Y) 및 적 필터(2R)를 피복하도록 투명 수지층을 스핀 코트하여 도포한다. 그리고, 투명 수지층을 180℃에서 3분간, 열경화하여, 투명 필터(12W)를 포함하는 평탄화층(12)을 형성한다. 평탄화층(12)은, 평탄화층(6)과 거의 동일한 재료가 이용되며, 후막용으로 고형비를 높게 한 열경화 타입의 아크릴 수지의 도포액에 의해 형성된다. 또한, 아크릴 수지에는 쿠마린계의 자외선 흡수제가 2% 함유되어 있다. 또한, 평탄화막(12)은, 대략 2㎛ 막 두께로 한다.
그리고, 평탄화층(12) 상에, 노광·현상 가능한 감광성 페놀 수지층(13)을 형성한다(도 13). 또한, 감광성 페놀 수지층(13)은, "열 리플로우성"을 갖는 수지이다. 열 리플로우성이란, 열 처리로 용융되어 표면 장력에 의해 렌즈 형상으로 둥글게 된다고 하는 성질이다.
다음으로, 감광성 페놀 수지층(13)에 패턴 노광·현상·경막 처리 등을 행하여, 소정의 패턴의 감광성 페놀 수지를 형성한다.
다음으로, 200℃의 가열 처리를 행하여, 소정 패턴의 감광성 페놀 수지(13)를 유동화시킨다. 이에 의해, 약 0.6㎛의 두께의 반구 형상의 렌즈 모형(13a)이 형성된다(도 14).
다음으로, 렌즈 모형(13a)을 마스크로 하여 이방성의 드라이 에칭을 함으로써, 렌즈 모형(13a)의 형상을 평탄화층(12)에 전사하여, 마이크로 렌즈를 형성한다(도 15). 즉, 에칭에 의해 렌즈 모형(13a)은 없어지지만, 렌즈 모형(13a)이 투명 필터(12W)에의 마스크로 되어, 렌즈 모형(13a)의 반구 형상의 형상이 투명 필터(12W)에 전사된다. 이에 의해, 마이크로 렌즈(8)와 투명 필터(12W)가 동시에 형성된다. 또한, 드라이 에칭량(에칭 깊이)은, 약 1㎛이다. 또한, 황 필터(2Y)와 적 필터(2R)는, 그 표면까지의 에칭 깊이로서 실행적으로 1.2㎛의 막 두께로 되도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 투명 필터(12W)의 일부가 마이크로 렌즈로서 기능하는 촬상 소자(11)를 얻을 수 있다. 또한, 투명 필터(12W)와 마이크로 렌즈가 일체화되어 있으므로, 촬상 소자(11)를 얇게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 투명 평탄화층으로서의 역할을 갖는 투명 필터(12W)를 마이크로 렌즈의 형상으로 하고 있지만, 마이크로 렌즈를 형성하지 않고 투명 평탄화층으로서의 역할을 갖는 투명 필터(12W) 그대로이어도 된다. 이 경우, 도 13의 제3 공정에서 투명 필터(12W)를 형성한 후에는, 감광성 페놀 수지(13)의 형성 이후의 공정을 행하지 않게 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 평탄화층(6)에는, 착색 감광성 수지에의 패턴 노광 시에 발생하는 할레이션을 방지하기 위해, 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 투명 필터(12W)에는, 수광 소자가 자외선 영역에 감도를 갖는 것에 기초하는 자외선에 의한 노이즈의 발생을 방지하기 위해, 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다.
자외선 흡수제로서는, 산화 셀륨이나 산화 티탄 등의 금속산화물로 이루어지는 미립자를 들 수 있다. 단, 상술한 바와 같이, 투명 필터(12W)에 렌즈 형상이 전사되어, 투명 필터(12W)가 전사형의 마이크로 렌즈로 되는 경우에서, 자외선 흡수제가 금속 산화물로 이루어지는 미립자인 경우에는, 전사 렌즈의 수지 중에서 무기 재료가 광학적인 이물로 된다. 그 때문에, 광이 차단되는 경우가 있고, 촬상 소자(11)에 의해 얻어진 화상에 검은 부분이 발생한다. 따라서, 염료계의 자외선 흡수제를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 자외선 흡수제로서는, 벤조트리아졸계나 벤조페논계·트리아진계·살리실레이트계·쿠마린계·크산텐계·메톡시신나메이트계 유기 화합물 등을 이용하면 된다.
또한, 제1~제3 실시 형태에서, 황색에 대해서는, 투명부를 제외한 다른 색의 밑칠의 색으로서 이용해도 된다. 즉, 투명부를 제외하고, 황색은 적색부에도 공통으로 포함되는 것으로 해도 된다. 이 경우, 예를 들면, 황색의 수지에 의해 황 필터(2Y)를 형성함과 동시에, 적 필터의 형성 위치에도 황 필터(2Y)를 형성하고, 그 후, 적 필터의 형성 위치에 적 필터(2R)를 형성한다.
<제4 실시 형태>
본 실시 형태에서는, 수광 소자에 입사하는 입사광 이외의 광에 의한 반사나 확산, 돌아들어감을 억제하는 차광막(반사 억제 필터)을 형성한 촬상 소자에 대하여 설명한다.
도 16은 본 실시 형태에 따른 촬상 소자의 차광막의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다. 도 16에 도시하는 촬상 소자(17)는, 수광 소자의 광 입사측으로, 필터층(2)이 설치되어 있는 유효 화소부(18)의 외주부에, 광의 반사나 투과를 억제하는 차광막(19)을 구비한다. 또한, 촬상 소자(17)는, 외부와의 전기적 접속을 취하기 위한 알루미늄 등으로 이루어지는 전극부(20)를 갖는다. 전극부(20)에는 차광막(19)을 형성하지 않는다.
차광막(19)의 색재로서, 예를 들면, 유기 안료(C.I.Pigment Violet 23 및 C.I.Pigment Red 177, C.I.Pigment Red 48:1, C.I.Pigment Yellow 139의 혼합)를 분산 혼합한 수지액을 이용할 수 있다. 이 색재를 도포하여 경막하면, 차광막(19)이 형성된다. 단, 색재는 이것에 한정되는 것이 아니라, 다른 안료를 이용해도 된다. 또한, 단층이어도 되고, 서로 다른 색을 적층해도 된다.
이러한 차광막(19)을, 촬상 소자(17)의 유효 화소부(18)의 외주부에 배치하면, 촬상 소자(17)의 관측 결과가 노이즈의 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 화질을 높일 수 있다.
보충하면, 종래의 촬상 소자에서는, 수광 소자 이외의 부분에 입사한 광이 촬상 소자 내에서 미주하여 미광으로 되는 경우가 있다. 이 미광은, 수광 소자에 입사하면 노이즈로 된다. 또한, 수광 소자의 주변 영역에 불필요한 광이 입사하면 노이즈의 원인으로 된다.
이에 대하여, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(17)는, 수광 소자의 유효 개구부 주변이나, 반도체 기판(5)의 일부(예를 들면 반도체 기판(5)의 외주)에, 가시광 파장 영역에서 투과 억제 특성을 갖는 차광막(19)을 배치하고 있다. 그 때문에, 차광막(19)에 의해, 수광 소자 이외의 부분에 입사한 광이 흡수된다. 이에 의해, 미광 등의 불필요한 광이 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 노이즈를 저감할 수 있어, 촬상 소자(17)에 의해 얻어지는 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 차광막(19)에 가시광선을 컷트하는 기능 외에, 적외선을 컷트하는 기능을 갖게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 차광막(19)을, 카본 블랙 등의 흑색 안료를 고형비 40%로 혼합한 수지액을 이용하여, 0.8㎛의 막 두께로 형성함으로써 적외선 컷트 기능을 실현할 수 있다.
또한, 카본 블랙 등의 흑색 안료를 이용한 차광막(19) 상에, 적외선 및 자외선을 흡수하는 흡수막을 적층해도 된다. 이에 의해, 수광 소자가 아닌 부분에 입사한 적외선 및 자외선이 미주하여 미광으로 되어, 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 적외선 및 자외선을 흡수하는 흡수막으로서, 마이크로 렌즈(8)의 형성에 이용하는 투명 수지에 적외선 흡수제 및 자외선 흡수제를 첨가한 것을 이용하면, 재료비를 경감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)에, 차광 막(19)과 흡수막을 구비한 경우를 예로서 설명하고 있지만, 다른 실시 형태에 따른 촬상 소자에 대하여, 차광막(19)과 흡수막을 구비하는 것으로 해도 된다. 또한, 촬상 소자에 대하여, 차광막(19)만을 구비하는 것으로 해도 된다. 또한, 차광막(19)에 자외선 흡수제나 적외선 흡수제를 첨가해도 된다.
<제5 실시 형태>
본 실시 형태는, 제1 실시 형태에 따른 촬상 소자(1)에 보정 필터(2Blk)를 추가한 촬상 소자(31)에 대하여 설명한다.
도 17은, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서의 필터의 배열 상태의 일례를 도시하는 정면도이다. 도 18은, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 18에는, 도 17의 Ⅲ-Ⅲ' 단면이 도시되어 있다. 또한, 도 18에서는, 수광 소자가 CMOS인 경우를 예로 하여 도시하고 있지만, 수광 소자가 CCD인 경우도 마찬가지이다. 이하, 촬상 소자의 다른 단면도에서도 마찬가지이다.
본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)는, 입사광 중 특정한 색 성분의 추출에 이용되는 필터층(2)과, 입사광을 필터층(2) 경유로 관측하는 수광 소자(3)와, 연산부(4)를 구비한다.
필터층(2)은, 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R) 외에, 보정 필터(2Blk)를 포함한다. 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)·보정 필터(2Blk)를 1개씩 조합한 단위에 의해 색 분리의 1단위가 형성된다. 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)·보정 필터(2Blk)는, 격자 형상으로 인접 배열 된다. 또한, 각 필터의 막 두께는, 각각 1.4㎛, 화소 피치(투명 필터(2W), 황 필터(2Y), 적 필터(2R), 보정 필터(2Blk)의 피치)는 2.6㎛이다.
보정 필터(2Blk)는, 가시광 파장 영역에서 투과 억제 특성(저투과 특성)을 갖고, 가시광 파장 영역보다 장파장측에서 투과 특성을 갖는 필터이다. 즉, 보정 필터(2Blk)는, 적외 영역의 투과율 쪽이 가시광 파장 영역의 투과율보다도 높은 특성을 갖는다. 또한, 보정 필터(2Blk)는, 육안으로는 흑으로 보인다.
본 실시 형태에서, 보정 필터(2Blk)는, 바이올렛(V)과 적(R)을 광학적으로 중첩하여 형성된다. 또한, 광학적인 중첩의 구체적인 실현 방법으로서는, 바이올렛의 색재와 적의 색재를 혼합한 색재로 일편의 필터를 형성해도 되고, 바이올렛의 필터와 적의 필터를 적층해도 된다.
수광 소자(3)는, 필터층(2)의 광 입사측의 반대측에 배치되고, 입사광 수광 소자(3W)·황 수광 소자(3Y)·적 수광 소자(3R) 외에, 보정 수광 소자(3Blk)를 구비한다. 이들 수광 소자(3)는, 반도체 기판(5) 상에 형성·배치된다.
보정 수광 소자(3Blk)는, 보정 필터(2Blk)에 대응지어져 있어, 입사광을 보정 필터(2Blk) 경유로 관측한다.
연산부(4)는, 청 연산부(4B), 녹 연산부(4G), 적 연산부(4R)를 구비한다. 연산부(4)는, 입사광 수광 소자(3W)·황 수광 소자(3Y)·적 수광 소자(3R)·보정 수광 소자(3Blk)에 의한 관측 데이터값 Dw, Dy, Dr, Dblk에 기초하여, 청의 관측 데이터값 Db·녹의 관측 데이터값 Dg·보정된 적의 관측 데이터값 HDr을 구하는 기능을 갖는다.
적 연산부(4R)는, 적 수광 소자(3R)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dr로부터, 보정 수광 소자(3Blk)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dblk를 뺄셈하여, 보정된 적의 관측 데이터값 HDr(=Dr-Dblk)을 구한다.
도 18에는, 적 필터(2R)와 보정 필터(2B1k)를 횡단함과 함께, 적 수광 소자(3R)와 보정 수광 소자(3Blk)를 횡단하는 단면이 도시되어 있다. 다른 필터 및 다른 수광 소자를 횡단하는 단면에 대해서도 마찬가지의 구성으로 한다.
또한, 도 18에서는, 적의 안료와 바이올렛의 안료를 투명 수지에 혼합한 단층의 보정 필터(2Blk)가 도시되어 있다. 그러나, 보정 필터(2Blk)는, 도 18에 도시하는 구조에 한하지 않고, 광학적 중첩으로 실현되어 있으면 된다. 여기서 말하는 광학적 중첩은, 도 18에 도시하는 바와 같이, 서로 다른 복수의 색의 색재(안료, 색소)를 혼합한 단층의 착색 수지에 의해 실현되어 있어도 되고, 2색 이상의 서로 다른 색의 컬러 필터의 적층 구조에 의해 실현되어 있어도 된다. 예를 들면, 도 19에 도시하는 바와 같이, 바이올렛의 필터(2V)와 적 필터(2R)를 적층하여 보정 필터(2Blk)를 형성할 수도 있다. 또한, 색이나 투과율 조정을 위해, 2색 이상의 색재를 이용하는 것으로 해도 된다.
보정 필터(2Blk)의 투과율은, 2색 이상의 컬러 필터를 광학적으로 중첩한 경우에는, 중첩되게 되는 각 컬러 필터의 투과율의 곱으로 된다. 따라서, 보정 필터(2Blk)를 광학적인 중첩에 의해 형성함으로써, 가시광 파장 영역에서 투과 억제 특성을 갖고, 가시광 파장 영역보다 장파장측에서 투과 특성을 갖는 보정 필터(2Blk)를 작성할 수 있다.
보정 필터(2Blk)의 형성에 이용되는 유기 안료로서는, 예를 들면, C.I.Pigment Violet 23과, 적 필터(2R)에 이용한 유기 안료(예를 들면, C.I.Pigment Red 177과, C.I.Pigment Red 48:1과, C.I.Pigment Yellow 139의 혼합)의 혼합을 이용할 수 있다.
이와 같이 하여 형성된 보정 필터(2Blk)와, 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)에 대한 분광 투과율의 일례는 도 20과 같이 도시된다.
이상 설명한 바와 같이, 촬상 소자(31)는, 각 수광 소자에 의한 관측 데이터값 Dw·Dy·Dr·Dblk에 기초하여 연산(뺄셈)을 행하여, 청·녹·보정된 적의 3원색의 관측 데이터값 Db·Dg·HDr을 얻을 수 있다. 바꾸어 말하면, 촬상 소자(31)는, 연산 처리를 행함으로써, 외관상(가상적으로), 청 필터·녹 필터·적 필터를 구비하고 있다고 생각할 수 있다.
도 21은 촬상 소자(31)의 연산에 의해 얻어지는 외관상의 청 필터·녹 필터·적 필터에 대한 분광 투과율의 일례를 도시하는 그래프이다. 도 21에 도시하는 촬상 소자(31)의 외관상의 청 필터·녹 필터·적 필터의 분광 투과율과, 도 1에 도시하는 종래의 청·녹·적의 컬러 필터의 분광 투과율을 각각 비교하면, 촬상 소자(31)의 외관상의 청 필터·녹 필터·적 필터의 분광 투과율은, 종래의 청 및 녹의 컬러 필터보다도 투과율이 높다고 하는 특징이 있다. 특히, 외관상의 청 필터의 투과율은, 청의 파장 영역에서, 종래의 청의 컬러 필터보다 투과율이 높다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서는, 청의 감도가 높아, 색 밸런스가 개선된 것으로 된다.
또한, 촬상 소자(31)에 의해 얻어지는 청의 관측 데이터값 Db, 녹의 관측 데이터값 Dg, 보정된 적의 관측 데이터값 HDr은, 각각 적외 영역에서의 관측 데이터값이 뺄셈되어 산출된다. 이 때문에, 외관상의 청 필터, 녹 필터 및 적 필터에서의 분광 투과율의 곡선은, 종래의 청·녹·적의 컬러 필터의 분광 투과율의 곡선에서, 적외 영역이 억제(컷트)된 상태로 된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서는, 적외선 컷트 필터를 생략할 수 있어, 얇게 할 수 있다. 또한, 흡수형의 적외선 컷트 필터를 배치한 경우에 발생하는 적의 감도 저하를 방지할 수 있으므로, 종래의 촬상 소자에 비하여 적의 색 재현성을 양호하게 할 수 있다.
또한, 「외관상의 컬러 필터」, 「암전류에 의한 노이즈」, 「분광의 부유」, 「자외선 흡수제 및 적외선 흡수제」에 관해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 논의가 성립한다.
이하, 「보정 필터(2Blk)의 분광 특성」에 대하여 보충한다.
도 22는, 바이올렛의 안료(예를 들면, C.I.Pigment Violet 23)와, 적 필터(2R)의 안료를 혼합 분산한 막 두께 1.4㎛의 아크릴 수지막을 이용하여 형성된 보정 필터(2Blk)의 분광 특성을 도시한 그래프이다.
보정 필터(2Blk)의 투과율은, 가시광 파장 영역보다 장파장측에서, 도 20의 적 필터(2R)의 투과율과 거의 동일 레벨(동일 또는 근사)로 된다.
적 수광 소자(3R)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dr로부터, 보정 수광 소자(3Blk)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dblk를 뺄셈함으로써, 적 수광 소자(3R)에 의해 관측된 관측 데이터값 Dr로부터 적외 영역의 관측 결과를 삭제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 보정 필터(2Blk)는, 적의 관측 데이터값에 대한 적외선 컷트 필터로서의 역활을 한다.
도 22에 도시하는 보정 필터(2Blk)는, 도 23에 도시하는 일반적인 흡수형의 적외선 컷트 필터와 달리, 대략 600㎚~650㎚ 부근의 투과율(적외선 컷트 필터로서의 실효적인 투과율)이 낮다. 그 때문에, 연산(뺄셈) 후에 얻어지는 적의 연색성을 더욱 향상할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 보정 필터(2Blk)의 투과율은, 약 400mn~550㎚의 광의 파장 영역 및 750㎚ 이후의 파장 영역에서, 도 1에 도시하는 적의 컬러 필터의 투과율과 5% 이내의 차로 되도록 한다. 이에 의해, 적외선이나 다른 색의 영향이 없는 보정된 적의 관측 데이터값 HDr을 얻을 수 있어, 적의 색 재현성이 향상된다. 구체적으로는, 보정 필터(2Blk)의 투과율은, 도 22에 도시하는 바와 같이, 대략 400㎚~630㎚까지는 낮은 값을 유지하지만, 그 후 630㎚~750㎚까지의 사이에서 급격하게 상승하고, 750㎚를 초과하면 높은 값을 유지하는 것이다.
또한, 일반적인 흡수형의 적외선 컷트 필터에서, 투과율이 반값(50%)으로 되는 파장은, 대략 630㎚ 부근이다. 일반적인 무기 다층막의 적외선 컷트 필터에서, 투과율이 반값으로 되는 파장은, 대략 700㎚이다. 바이올렛과 적의 광학적 중첩에 의한 보정 필터(2Blk)에서, 투과율이 반값으로 되는 파장은, 대략 650㎚~660㎚ 사이이다. 시안과 적의 광학적 중첩에 의한 보정 필터(2Blk)에서, 투과율이 반값으로 되는 파장은, 대략 740㎚~750㎚ 사이이다.
이상의 관점에서, 보정 필터(2Blk)에서, 투과값이 반값으로 되는 포인트 P의 파장을, 630㎚~750㎚까지의 사이의 파장 영역에 포함되도록 하는 것이 적의 관측 데이터값의 정밀도를 향상시키는 관점에서 바람직하다. 또한, 투명 필터(2W)에는 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서, 보정된 적의 관측 데이터값 HDr은, 적의 관측 데이터값 Dr과 보정용의 관측 데이터값 Dblk와의 차에 의해 구해진다. 따라서, 보정 필터(2Blk)의 광 투과율을 도 22와 같이 함으로써, 보정된 적의 관측 데이터값 HDr은, 적외선 및 다른 색의 광으로부터의 영향을 방지할 수 있다. 또한, 적의 감도가 높아, 적의 색 재현성이 양호한 촬상 소자(31)를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서, 보정 필터(2Blk)는, 상술한 바와 같이, 예를 들면 바이올렛과 적의 2색의 광학적 중첩으로 구성되는 것으로 해도 되고, 시안과 적의 2색의 광학적 중첩으로 구성되는 것으로 해도 된다. 이러한 2색을 조합하여 보정 필터(2Blk)를 형성함으로써, 보정 필터(2Blk)의 광 투과율이 반값으로 되는 파장 위치를, 색재의 비율로 조정할 수 있고, 또한 보정된 적의 관측 데이터값 HDr에 대하여 색 조정을 행할 수 있다.
또한, 보정 필터(2Blk)의 가시광 파장 영역에서의 색 조정(예를 들면 그레이 레벨의 조정)이나, 700㎚ 혹은 700㎚ 이후의 근적외 투과 분광에서의 보정 필터(2Blk)의 투과율 곡선의 상승이나, 투과율이 반값으로 되는 파장 위치의 조정은, 다른 색재 혹은 타색의 유기 안료, 예를 들면 바이올렛·청·녹 등의 유기 안료를 첨가하여 조정해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서는, 인간의 가시 영역이 아닌 적외 영역의 광의 관측 결과를 삭제할 수 있어, 인간의 시각에 가까운 촬영 결과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서는, 도 23에 도시하는 투과 특성을 갖는 일반적인 흡수형의 적외선 컷트 필터를 이용하는 경우와 달리, 550㎚ 내지 650㎚의 파장 영역의 광의 흡수를 완화할 수 있다. 그 때문에, 적의 연색성을 향상시킬 수 있다.
즉, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서는, 고투과의 청·녹·적의 필터를 구비한 촬상 소자로 외관상 간주할 수 있고, 특히 종래의 촬상 소자보다도 청 및 적의 관측 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 촬상 소자의 보정용 화소로 적외 영역의 광을 관측하고, 적의 화소의 관측 결과로부터, 이 보정용 화소의 관측 결과를 뺌으로써, 적외선 흡수 기능을 실현하고 있다. 또한, 다른 색(청, 녹)에 대해서도, 각각 적외 영역이 빼어진 관측 결과가 얻어진다. 이 결과, 종래의 카메라 모듈의 광학계에 구비되어 있던 적외선 흡수형의 적외선 컷트 필터를 생략할 수 있어, 카메라를 얇게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서, 황색에 대해서는, 투명부를 제외한 다른 색의 밑칠의 색으로서 이용해도 된다. 즉, 투명부를 제외하고, 황색은 적색부 및 보정용 색부에도 공통으로 포함되는 것으로 해도 된다. 이 경우, 예를 들면, 황색의 수지에 의해 황 필터(2Y)를 형성함과 동시에, 적 필터의 형성 위치 및 보정 필터의 형성 위치에도 황 필터(2Y)를 형성한다. 그 후, 적 필터의 형성 위치에 적 필터(2R)를 형성함과 함께, 보정 필터의 형성 위치에 보정 필터(2Blk)를 형성한다.
<제6 실시 형태>
본 실시 형태에 따른 촬상 소자(39)는, 제5 실시 형태에 따른 촬상 소자(31)에서, 투명 필터(2W)와 수지층(7)을 일체 구성으로 하여 투명 필터(10W)를 형성하는 것이다. 즉, 제2 실시 형태에 따른 촬상 소자(9)에 보정 필터(2Blk)가 형성된 것에 상당한다. 촬상 소자(39)의 단면도는, 도 24와 같이 도시된다. 도 24는 도 17의 Ⅲ-Ⅲ' 단면에 대응한다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(39)는, 투명 필터(10W)와 투명 평활화층의 형성 공정을 일체화한다. 그 때문에, 필터의 형성에서, 투명 필터의 패턴 형성 공정을 독자적으로 설정할 필요가 없어, 제조 프로세스를 간략화할 수 있다. 즉, 3색분의 필터 형성의 노력으로 4색분의 필터를 구성할 수 있어, 필터 형성 공정을 1색분 삭감할 수 있다.
<제7 실시 형태>
본 실시 형태에 따른 촬상 소자(41)는, 제6 실시 형태에 따른 촬상 소자에서, 투명 필터(10W)와 마이크로 렌즈(8)를 일체 구성으로 하여 투명 필터(12W)를 형성하는 것이다. 즉, 제3 실시 형태에 따른 촬상 소자(11)에 보정 필터(2Blk)가 형성된 것에 상당한다. 촬상 소자(41)의 단면도는, 도 25와 같이 도시된다. 도 25는 도 17의 Ⅲ-Ⅲ' 단면에 대응한다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 투명 필터(10W)와 마이크로 렌즈(8)를 일체 구성으로 하여 형성하므로, 촬상 소자(41)를 얇게 할 수 있다.
<제8 실시 형태>
본 실시 형태에서는, 제4 실시 형태에 따른 촬상 소자와 마찬가지로, 입사광을 입사하는 영역 이외의 영역에 차광막을 형성한다.
도 26은 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(47)의 차광막(19)의 배치의 제1 예를 도시하는 정면도이다. 또한, 도 27에는, 도 26의 Ⅳ-Ⅳ' 단면이 도시되어 있다.
차광막(19)에는, 제5 실시 형태에서 설명한 보정 필터(2Blk)를 이용할 수 있다. 차광막(19)에, 보정 필터(2Blk)를 이용함으로써, 가시광 파장 영역의 광을 컷트할 수 있어, 촬상 소자(47)의 틀부(외주부)의 미광을 감소시킬 수 있다.
또한, 차광막(19)은, 가시광선을 컷트하는 기능 외에 적외선을 컷트하는 기능을 구비하는 것이어도 된다. 이러한 가시광선 및 적외선을 컷트하는 차광막은, 예를 들면, 카본 블랙 등의 안료를 고형비 40% 혼합한 수지액을 이용하여, 0.8㎛의 막 두께로 형성함으로써 실현할 수 있다.
도 28은 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(44)의 차광막의 배치의 제2 예를 도시하는 단면도이다.
촬상 소자(44)는, CMOS의 수광 소자(3)의 외주부에 차광막(15)과 막(16)을 적층한 특징을 갖는다.
차광막(15)으로서는, 예를 들면 보정 필터(2Blk)를 이용할 수 있다. 즉, 차광막(15)은, 보정 필터(2Blk)의 형성 방법과 동일한 방법에 의해, 보정 필터(2Blk)와 동일한 재질과 구성으로 형성할 수 있다. 또한, 막(16)은 적외선 흡수 기능과 자외선 흡수 기능 중 적어도 하나를 갖는 막이다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(44, 47)는, 수광 소자의 유효 개구부 주변이나, 반도체 기판(5)의 일부(예를 들면 반도체 기판(5)의 외주)에, 가시광 파장 영역에서 투과 억제 특성을 갖는 차광막을 배치하고 있다. 그 때문에, 차광막에 의해, 수광 소자 이외의 부분에 입사한 광이 흡수된다. 이에 의해, 미광 등의 불필요한 광이 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 노이즈를 저감할 수 있어, 촬상 소자에 의해 얻어지는 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 유효 화소부의 외주부에 차광막을 배치하고 있지만, 수광 소자가 CCD이었던 경우에는, 배선 부위 상에 차광막을 형성하는 것으로 해도 된다.
<제9 실시 형태>
본 실시 형태는, 제5 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)의 구체예를 설명하는 것이다.
본 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)는, 파장 400㎚~550㎚의 광에 대한 투과율이 5% 이하이며, 분광 투과율 특성에서의 50% 투과율의 파장 범위가 620㎚~690㎚이다. 또한, 파장 700㎚의 광에 대한 투과율은 70%이다.
일반적인 흡수형의 적외 컷트 필터에서는, 550㎚ 부근으로부터 광의 흡수가 시작된다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는 적외 컷트를 행하는 수단으로 되는 보정 필터(2Blk)의 투과 영역의 상승은, 최단의 광의 파장으로 550㎚를 고려하게 된다. 따라서, 보정 필터(2Blk)의 저투과(투과율 5% 이하)의 범위를, 400㎚~700㎚로 하고 있다.
본 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)는, 적외 컷트 기능을 위한 연산 처리를 행하기 위해, 파장 550㎚ 이후의 적 영역 및 근적외 영역에서 투과 특성을 갖는다. 여기서, 인간의 시감도를 전제로 계산된 RGB 표색계의 등색 함수의 자극값은, 600㎚ 부근을 피크로 700㎚를 향하여 다운되는 형상으로 된다. 그 때문에, 보정 필터(2Blk)의 분광 투과율 특성은, 600㎚ 부근으로부터 상승하여, 700㎚ 부근에서 높은 투과율로 되는 형상이 바람직하다. 따라서, 그 분광 투과율 특성에서 투과율이 50%로 되는 파장 범위(반값의 범위)는, 620㎚~690㎚인 것이 바람직하다.
보정 필터(2Blk)는, 가시광 파장 영역에서 투과 억제 특성(저투과 특성)을 갖고 있어, 육안으로는 흑(Black)으로 보인다.
본 실시 형태에서, 보정 필터(2Blk)는, 적어도 C.I.Pigment Violet 23, C.I.Pigment Yellow 139의 각 안료를 포함하는 착색 수지 조성물로 형성된다. 또는, 적어도 C.I.Pigment Violet 23, C.I.Pigment Yellow 139, C.I.Pigment Red 254의 각 안료를 포함하는 착색 수지 조성물로 형성된다.
본 실시 형태에서, 각 필터의 막 두께는, 각각 1.0㎛~1.1㎛, 화소 피치(투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)·보정 필터(2Blk)의 피치)는 2.6㎛이다.
보정 필터(2Blk)의 형성에 이용되는 보정 필터용 착색 수지 조성물은, 하기에 나타내는 3종류의 안료를 이용하고 있다.
C.I.(Color Index) Pigment Red 254(이하, R254로도 약기함),
C.I.Pigment Yellow 139(이하, Y139로도 약기함),
C.I.Pigment Violet 23(이하, V23으로도 약기함).
또한, 이들 3종류의 안료 중, R254의 안료는 제외할 수 있다. 또한, 이들 3종류의 안료 이외에, 색(투과 파장) 조정용으로 미량의 다른 종류의 안료를 부가하는 경우도 있다.
이들 3종류의 안료(R254·Y139·V23)의 보정 필터용 착색 수지 조성물에 대한 중량 비율(%)은, 각각, R254=0~15%, Y139=30~40%, V23=55~65%이다.
또한, 보정 필터용 착색 수지 조성물은, 상술한 바와 같이, 각 안료 이외에, 수지나 용액이 포함된다. 예를 들면, Y139의 안료 단체를 분산시키기 위해서는, 7부(중량부)의 Y139에 대하여 이하의 것이 포함된다.
아크릴 수지 용액(고형분 20%):40부,
분산제:0.5부,
시클로헥사논:23.0부.
또한, V23의 안료와 R254의 안료에도 동일한 용액을 이용하여 분산한다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)의 제조 방법을 설명한다.
상술한 2종류의 Y139와 V23의 안료 페이스트를, 상술한 중량 비율의 각 중량분 준비한다. 그리고,
Y139:14.70부,
V23:20.60부,
아크릴 수지 용액:14.00부,
아크릴 모노머:4.15부,
개시제:0.7부,
증감제:0.4부,
시클로헥사논:27.00부,
PGMAC:10.89부
를 혼합하여 보정 필터용 착색 수지 조성물을 형성한다.
계속해서, 이 보정 필터용 착색 수지 조성물을, 스핀 코터를 이용하여, 건조막 두께가 1.1㎛로 되도록 도막 형성한다.
다음으로, 핫플레이트 상에서 70℃에서 1분간 건조한다. 다음으로, i선 스테퍼를 이용하여, 5㎛의 화소 패턴을 형성할 수 있는 마스크를 개재하여 노광한다. 또한, 노광 감도는 1000mj/㎠이다.
다음으로, 유기 알칼리 수용액을 이용하여, 반도체 기판(5)을 스핀시키면서 샤워 방식으로 60초간 현상한다. 순수에 의한 충분한 린스 후, 스핀에 의해 물을 흔들어 건조시킨다.
다음으로, 핫플레이트 상에서, 200℃에서 6분간의 열 처리를 행하여, 화소 패턴을 경막시킨다. 이에 의해, 두께 1.1㎛의 보정 필터가 형성된다.
또한, 각 필터용 착색 수지 조성물에 포함되는 각 안료를 고정하는 담체는, 상술한 아크릴 수지와 같이, 투명 수지나, 그 전구체 또는 그들의 혼합물에 의해 구성된다.
투명 수지는, 가시광 영역인 400~700㎚의 전파장 영역에서, 80% 이상의 투과율로 되는 수지이며, 보다 바람직하게는 투과율이 90% 이상으로 되는 수지이다.
투명 수지에는, 열 가소성 수지, 열 경화성 수지, 및 활성 에너지선 경화성 수지가 포함된다. 또한, 그 전구체에는, 활성 에너지선 조사에 의해 경화하여 투명 수지를 생성하는 모노머 혹은 올리고머가 포함된다. 투명 수지는, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 형성할 수 있다.
이와 같이 제조된 보정 필터의 분광 투과율 특성은 도 29와 같이 도시된다. 즉, 본 실시 형태의 보정 필터(2Blk)의 분광 투과율 특성은, 파장 400㎚~파장 550㎚의 광에 대한 투과율이 5% 이하로 되고, 파장 700㎚의 광에 대한 투과율이 70% 이상으로 된다. 또한, 투과율이 50%로 되는 파장의 위치가 620㎚~690㎚로 된다.
따라서, 도 23에 도시하는 일반적인 흡수형의 적외선 컷트 필터와 달리, 본 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)는, 대략 600㎚~650㎚ 부근의 투과율이 낮다. 그 때문에, 연산(뺄셈) 후의 적의 연색성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 보정 필터(2Blk)의 투과율은, 대략 400㎚~550mn의 광의 파장 영역 및 750㎚ 이후의 파장 영역에서, 적의 컬러 필터(예를 들면, 도 1에 도시하는 투과율 특성을 갖는 적 필터)의 투과율과 5% 이내의 차로 되도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 30에 도시하는 바와 같은 투과율 특성으로 함으로써, 적외선이나 다른 색의 영향을 받지 않는 보정된 적의 관측 데이터값 HDr을 얻을 수 있어, 적의 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)의 분광 특성은, 400~550㎚의 파장 영역에서 투과율을 낮게 억제할 수 있으므로, 가시광은 차단된다. 그 때문에, 이 보정 필터(2Blk)가 부착된 촬상 소자에 대한 색 노이즈의 발생을 억제할 수 있 다.
<제10 실시 형태>
본 실시 형태는, 제5 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)의 다른 구체예를 설명하는 것이다.
본 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)는, 이하의 구성의 안료 페이스트에 의해 형성된다. 또한, 보정 필터의 막 두께는, 1.1㎛로 한다.
Y139:11.3부,
R254:4.23부,
V23:19.77부.
본 실시 형태의 보정 필터(2Blk)의 분광 특성은, 도 31과 같이 도시된다. 보정 필터용 착색 수지 조성물에 포함되는 안료 구성은, 제9 실시 형태의 안료 조성(안료 V23과 안료 Y139)에 안료 R254를 추가한 것이다.
또한, 본 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)의 분광 특성은, 광의 파장(㎚)을 횡축으로 하고 각 파장의 광의 투과율(%)을 종축으로 하는 분광 투과율 특성의 그래프 상에서, 파장 400㎚~파장 550㎚의 광에 대한 투과율이 5% 이하로 되고, 파장 700㎚의 광에 대한 투과율이 70% 이상으로 된다. 또한, 투과율이 50%로 되는 파장의 위치가 620㎚~690㎚로 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 보정 필터(2Blk)의 분광 특성은, 400~550㎚의 파장 영역에서 투과율을 낮게 억제할 수 있으므로, 가시광은 차단된다. 그 때문에, 이 보정 필터(2Blk)가 부착된 촬상 소자에 대한 색 노이즈의 발생을 억제할 수 있 다.
<제11 실시 형태>
본 실시 형태는, 투명 필터에 자외선 흡수 기능을 갖게 한 촬상 소자에 관한 것이다. 본 실시 형태에 따른 촬상 소자는, 촬상부(110)와 연산부(120)를 구비하고 있다.
도 32는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 촬상부(110) 및 연산부(120)의 구성을 도시하는 모식도이고, 도 33은 촬상부(110)에서의 컬러 필터를 입사광측으로부터 보았을 때의 배열 상태의 개념을 도시하는 도면이다. 또한, 도 34A 및 도 34B는 각각 도 32에서의 촬상부(110)의 V-V' 단면도 및 VI-VI' 단면도이다.
촬상부(110)는, 기판(111)과 수광 소자(112)·평탄화층(113)·컬러 필터(114)·마이크로 렌즈(115)를 구비한다.
기판(111)은, 전기 신호의 수수를 가능하게 하는 배선층을 구비하는 반도체 기판이다. 배선층을 개재하여, 수광 소자(112)가 수광한 광의 강도값(전기 신호)을 연산부(120)에 송출한다.
수광 소자(112)는, 기판(111) 상에 형성되며, 광을 받으면 전기 신호로 광전 변환하는 것이다. 후술하는 바와 같이 본 실시 형태에서는, 컬러 필터(114)는, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)의 3종류의 것이 형성된다. 따라서, 편의상, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)의 각각을 경유한 광을 수광하는 수광 소자를, 각각 백 수광 소자(112W)·황 수광 소자(112Y)·적 수광 소자(112R)로 부르기로 한다.
백 수광 소자(112W)는, 수광한 광으로부터 얻어진 전기 신호를 청 연산부(121B)에 송출하는 것이다.
황 수광 소자(112Y)는, 수광한 광으로부터 얻어진 전기 신호를 청 연산부(121B)와 녹 연산부(121G)에 송출하는 것이다.
적 수광 소자(112R)는, 수광한 광으로부터 얻어진 전기 신호를 녹 연산부(121G)와 적 연산부(121R)에 송출하는 것이다.
평탄화층(113)은, 수광 소자(112)가 형성된 기판(111)의 입사광측의 면에 적층되는 것이다. 이 평탄화층(113)에 의해, 컬러 필터(114)의 설치면을 평탄하게 하고 있다. 또한, 평탄화층(113)은, 자외선 흡수제로서 쿠마린계의 염료를 염료 농도로 5% 함유한 아크릴 수지로 형성된다. 이에 의해, 평탄화층(113)은, 365㎚~420㎚의 파장의 광에 대하여 50%의 투과율을 나타냄과 함께, 450㎚ 이상의 파장의 광에 대하여 90% 이상의 투과율을 나타내는 분광 특성을 갖게 된다.
컬러 필터(114)는, 수광 소자(112)의 각각의 상에, 서로 인접하도록 개별로 형성되는 것이다. 본 실시 형태에서는 컬러 필터(114)로서, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)의 3종류의 것이 형성된다. 또한, 황 필터(114Y)를 2화소로 하고, 투명 필터(114W)와 적 필터(114R)를 각각 1화소로 한 합계 4화소에 의해 색 분리의 1단위를 형성하고 있다. 또한, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)를 각각 W·Y·R'로서 표시하면, 예를 들면 도 33에 도시하는 바와 같은 배열 상태의 컬러 필터(114)가 형성된다.
투명 필터(114W)는, 평탄화층(113)과 동일한 재질에 의해 형성되는 무색 투 명의 컬러 필터이다. 즉, 투명 필터(114W)는, 쿠마린계의 염료를 염료 농도로 5% 함유한 아크릴 수지로 형성된다. 이에 의해, 투명 필터(114W)는, 365㎚~420㎚의 광 파장 영역 내의 어느 하나의 파장의 광에 대하여 50%의 투과율로 되는 값을 나타내며, 또한 450㎚ 이상의 파장의 광에 대하여 90% 이상의 투과율을 갖는다.
황 필터(114Y)는, 수광 소자에 입사하는 입사광 중 황색 광(적 성분과 녹 성분이 합성된 광)을 추출하기 위한 필터이다. 구체적으로는, 적 영역의 광 및 적외 영역의 광을 포함시킨 녹 영역 이상의 파장을 투과시키는 필터이다. 황 필터(114Y)의 색재로서는, C.I.Pigment Yellow 139를 이용할 수 있다.
적 필터(114R)는, 수광 소자에 입사하는 입사광 중 적색 광을 추출하기 위한 필터이다. 구체적으로는, 적외 영역의 광을 포함시킨 적 영역 이상의 파장을 투과시키는 필터이다. 적 필터(114R)의 색재로서는, C.I.Pigment Red 117과, C.I.Pigment Red 48:1과, C.I.Pigment Yellow 139를 이용할 수 있다.
마이크로 렌즈(115)는, 수광 소자(112)에 광을 집광하기 위한 것으로, 각 컬러 필터(114) 상에 형성된다. 또한, 마이크로 렌즈(115)는, 평탄화층(113) 및 투명 필터(114W)과 동일한 재질의 것으로 형성된다.
연산부(120)는, 청 연산부(121B)·녹 연산부(121G)·적 연산부(121R)를 구비한다. 연산부(120)는, 촬상부(110)로부터 수취하는 광의 강도값에 기초하여, 광의 3원색의 관측 데이터값을 구한다. 이에 의해, 컬러 화상의 데이터를 재현할 수 있게 된다.
청 연산부(121B)는, 청색 광의 관측 데이터값을 구하는 것이다. 구체적으로 는, 청 연산부(121B)는, 백 수광 소자(112W)와 황 수광 소자(112Y)로부터 전기 신호를 수신한다. 백 수광 소자(112W)로부터 수취하는 광의 강도값으로부터, 황 수광 소자(112Y)로부터 수취하는 광의 강도값을 뺄셈하여, 청색 광의 관측 데이터값을 구한다.
녹 연산부(121G)는, 녹색 광의 관측 데이터값을 구하는 것이다. 구체적으로는, 녹 연산부(121G)는, 황 수광 소자(112Y)와 적 수광 소자(112R)로부터 전기 신호를 수취한다. 황 수광 소자(112Y)로부터 수취하는 광의 강도값으로부터, 적 수광 소자(112R)로부터 수취하는 광의 강도값을 뺄셈하여, 녹색 광의 관측 데이터값을 구한다.
적 연산부(121R)는, 적색 광의 관측 데이터값을 구하는 것이다. 여기서는, 적 연산부(121R)는, 적 수광 소자(112R)로부터 수취하는 광의 강도값을, 적색 광의 관측 데이터값으로 하고 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자의 동작에 대하여 도 35의 플로우차트를 이용하여 설명한다.
우선, 관측 대상으로부터 광이 조사되면, 그 일부의 광이 입사광으로서 촬상부(110)에 입사한다(스텝 S1).
입사광은, 마이크로 렌즈(115)에 의해 집광되어, 컬러 필터(114)를 투과하여 수광 소자(112)에 도달한다. 여기서, 컬러 필터(114)로서, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)가 형성되어 있으므로, 백 수광 소자(112W)·황 수광 소자(112Y)·적 수광 소자(112R)의 각각에서, 자외광을 제거한 입사광·황색 광·적 색 광이 추출된다(스텝 S2).
각 수광 소자(112)에 도달한 광은 전기 신호로 변환되어, 연산부(120)에 송출된다(스텝 S3). 여기서는, 투명 필터(112W)·황 필터(112Y)·적 필터(112R)의 각각을 투과한 광이 연산부(120)에 송출된다.
그 후, 연산부(120)의 연산부(121)에 의해 적색 광·녹색 광·청색 광의 관측 데이터값이 각각 구해진다(스텝 S4). 여기서, 각 수광 소자에 의해 얻어진 입사광·황색 광·적색 광의 강도값을 각각 Dw·Dy·Dr로 하고, 3원색의 적색 광·녹색 광·청색 광의 관측 데이터값을 각각 Db·Dg·Dr로 하면, 이하의 수학식 3 및 수학식 4가 성립한다.
Figure 112007014565013-pct00003
Figure 112007014565013-pct00004
이와 같이 하여 구해진 각 화소에서의 광의 3원색의 데이터가 합성되어, 관측 대상의 컬러 화상의 데이터가 작성된다(스텝 S5).
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 촬상부(110)는, 평탄화층(113) 및 투명 필터(114W)가 365㎚~420㎚의 파장의 광에 대하여 투과율이 50%인 값을 나타냄과 함께, 450㎚ 이상의 파장의 광에 대하여 90% 이상의 투과율을 나타내는 분광 특성을 갖고 있으므로, 촬상 장치(20)에서 자외선의 영향을 제거한 광의 관측 데이터값을 얻을 수 있다. 이에 의해, 인간의 시각 감도에 가까운 청색 광의 관측 데이터값을 얻을 수 있게 되므로, 색의 밸런스와 색의 재현성이 양호한 촬상부(110)를 제공할 수 있다.
또한, 촬상부(110)는, 각 수광 소자(112)에 광을 집광하기 위한 마이크로 렌즈(115)를 각 컬러 필터(114) 상에 형성한 구성에 의해, 화소의 미세화를 도모할 수 있다. 이에 의해, 소형의 촬상 소자를 제공할 수 있다.
또한, 촬상부(110)에 관계되는 컬러 필터(114)는, 황 필터(114Y) 및 적 필터(114R)를 포함하므로, 투명 필터(114W)와 황 필터(114Y)·적 필터(114R)를 경유한 광의 강도값으로부터 관측 대상의 컬러 화상을 재현할 수 있다. 이에 의해, 종래의 보색계의 컬러 필터를 이용한 촬상 장치보다도 노이즈를 저감할 수 있어, 원색에 가까운 선명한 색을 재현할 수 있다.
보충하면, 청색 광의 데이터는, 상기 수학식 3으로 표현한 바와 같이, 투명 필터(114W)를 경유한 입사광의 강도값에 기초하여 구해진다. 여기서, 촬상 소자의 종류에 따라서는, 수광 소자(112)는 자외선 영역에서 감도에 변동이 있다. 그 때문에, 자외선을 포함하는 입사광을 수광 소자(112)가 수광하면, 촬상 소자의 종류에 따라 청색 광의 관측 데이터값이 일정하게 재현되기 어렵거나, 인간의 눈의 시각 감도와의 정합이 불충분하게 되거나 하는 문제가 발생한다. 이 문제에 대하여, 본 실시 형태에 따른 투명 필터(114W)를 이용하면, 자외선의 영향을 제거한 광의 관측 데이터값을 얻을 수 있다. 그 때문에, 촬상 소자의 종류에 상관없이, 청색 광의 관측 데이터값의 재현성 및 연색성을 향상시킬 수 있다.
또한, 컬러 필터를, 포토리소그래피법으로 형성할 때의 패턴 노광 시에서의 기판으로부터의 할레이션의 영향을 평탄화층(113)이 흡수하므로, 컬러 필터의 화소 두터워짐을 억제할 수 있다. 즉, 평탄화층(113)에 자외선 흡수제를 첨가함으로써, 기판(111)으로부터의 노광광의 할레이션을 방지하여, 형상이 양호한 필터를 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자에서는, 청색 광의 관측 데이터값은, 투명 필터(114W)를 경유하여 얻은 전기 신호와 황색 필터(114Y)를 경유하여 얻은 전기 신호에 기초하여, 연산함으로써 구한다. 투명 필터(114W)는, 단파장 영역에서는 저투과율이며, 투과율의 상승부를 갖는다. 또한, 투명 필터(114W)는, 장파장 영역에서 고투과율이다. 그 때문에, 투명 필터(114W)는, 대략 S자 형상의 분광 투과율 곡선을 갖는 것으로 된다. 여기서, 투명 필터(114W)를, 365~420㎚의 광 파장 영역 내에서 광 투과율이 50%로 되는 값을 나타내는 분광 특성 곡선을 갖는 것으로 함으로써(보다 바람직하게는, 390~420㎚의 광 파장 영역 내에서 광 투과율이 50%로 되는 값을 나타내는 분광 특성 곡선을 갖는 것으로 함으로써), 연산에 의해 구하는 청색 광의 관측 데이터값을, 색의 밸런스와 재현성이 양호하여, 사람의 눈에 있어서 선명한 청색으로 할 수 있다고 하는 이점을 갖는다.
이 점에 대하여 보충한다. 도 36은, R(적)·G(녹)·B(청) 표색계에서의 광 파장(㎚)의 변화에 대한 사람의 눈에의 자극값의 변화를 도시하는 도면이다. 도 36에 도시하는 바와 같이, 사람의 눈의 B(청)의 스펙트럼 자극값은, 광 파장 445㎚~450㎚ 부근에 피크(최대값)를 갖는다. 또한, 최대 자극값으로 되는 광 파장보 다 단파장측에서, 최대 자극값의 반값(최대 자극값의 50%의 자극값)으로 되는 광 파장은, 420㎚~425㎚ 부근에 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에 따른 투명 필터를 이용하면, 사람의 눈에 있어서 선명한 청색을 재현할 수 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 종래의 청 필터의 광 투과율의 피크값은 450㎚ 전후의 광 파장 영역에 있다. 또한, 450㎚ 전후의 광 파장 영역에서의 광 투과율은 80% 전후이다(투과율은 글래스 기판을 레퍼런스로 하여 측정).
또한, 투명 필터(114W)의 450㎚에서의 광 투과율을 90% 이상으로 함으로써, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자는 청의 감도를 올릴 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서, 자외선 흡수제로서 쿠마린계의 염료를 염료 농도로 5% 함유한 아크릴 수지에 의해 투명 필터(114W)를 형성하였지만, 아크릴계 수지 이외의 것도 이용할 수 있다. 구체적으로는, 에폭시계·폴리이미드계·페놀 노볼락계 등의 수지를 1개 혹은 복수 포함한 수지를 이용해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서, 쿠마린계의 염료를 염료 농도로 5% 함유한 아크릴 수지에 의해 투명 필터(114W)를 형성하였지만, 자외선 흡수제로서는, 벤조트리아졸 화합물·벤조페논계 화합물·살리실산계 화합물·힌더드 아민 화합물 등을 이용해도 된다. 또한, 아조 염료·아조 금속 착염 염료·안트라퀴논 염료·인디고 염료·티오인디고 염료·프탈로시아닌 염료·디페닐 메탄 염료·트리페닐 메탄 염료·크산텐 염료·티아진 염료·카오틴 염료·사아닌 염료·니트로 염료·퀴놀린 염료·나프토퀴논 염료·옥사진 염료 등을 이용해도 된다. 또한, 1,6-헥사디올 디아크릴레이트나 에틸렌글리콜 디아크릴레이트·네오펜틸글리콜 디아크릴레이트·트리에 틸렌글리콜 디아크릴레이트 등의 2관능 모노머, 혹은, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트나 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트·트리스(2-히드록시 에틸) 이소시아네이트 등의 3관능 모노머, 또는, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트나 디펜타 에리쓰리톨 펜타·헥사 아크릴레이트 등의 다관능 모노머 등의 광 중합성 모노머를 이용할 수 있다. 그 밖에도, 할로메틸화 트리아진 유도체나 할로메틸화 옥사디아졸 유도체·이미다졸 유도체·벤조인알킬 에테르류·안트라퀴논 유도체·벤즈안트론 유도체·벤조 페논 유도체·아세트 페논 유도체·티옥산톤 유도체·안식향산 에스테르 유도체·아크리딘 유도체·페나진 유도체·티타늄 유도체 등의 광 중합 개시제를 이용할 수 있다. 혹은, 자외선 흡수성을 갖는 관능기를 수지의 폴리머나 모노머, 경화제에 펜던트하거나, 폴리머에 넣어지도록 하는 기를 갖게 하여 중합하거나 해도 된다. 예를 들면, 퀴논류나 안트라센을 폴리머에 도입해도 되며, 자외선 흡수성의 기를 갖는 모노머를 첨가해도 된다.
또한, 상술한 바와 같은 자외선 흡수제를 적절히 이용하면, 투명 필터(114W)의 분광 특성을 변화시킬 수 있어, 단파장측의 반값(분광 특성 곡선에서, 광 투과율이 50%로 되는 광 파장값)을 설정할 수 있다. 이에 의해, 색 특성의 선택(실제의 시감도에 가까운 색이나 유기 안료와 마찬가지의 색 등)을 할 수 있다.
(화소의 박리)
여기서, 「화소의 박리」에 대하여 설명한다.
최근, 600만 화소를 초과하는 고정세의 CMOS나 CCD 등이 요구되고 있다. 이들 고정세의 CMOS나 CCD 등에서는, 화소 사이즈가 2㎛×2㎛를 하회하는 컬러 필터 를 이용할 필요가 있는 경우가 많다.
그런데, 화소 사이즈의 미세화에 수반하여, 컬러 필터(화소)가 박리되기 쉽게 되는 등의 문제가 발생한다. 특히, 청의 유기 안료를 사용한 컬러 필터에서, 이 문제가 현저하게 나타난다. 왜냐하면, 패턴 노광광의 파장인 365㎚에서는 청의 컬러 레지스트의 투과율은 낮으므로(1% 미만), 청의 컬러 레지스트의 하부까지 노광광이 도달하지 않기 때문이다. 즉, 포토리소그래피법에 의해 패턴 노광하여 청의 컬러 필터를 형성할 때, 본래 경화할 부위가 경화 부족으로 되기 때문이다. 한편, 적이나 녹의 컬러 레지스트에서는 광 파장 365㎚의 패턴 노광광이 충분히 레지스트 내를 투과하므로(투과율 5~10% 정도), 컬러 레지스트의 하부까지 충분히 경화된다. 그 때문에, 적이나 녹의 컬러 필터는 비교적 박리되기 어렵다.
반대로, 컬러 레지스트를 완전히 경화시켜 컬러 필터의 박리를 방지하기 위해서는, 365㎚의 파장의 패턴 노광광에 대한 청의 컬러 레지스트의 투과율을 높게 하면 된다. 그러나, 청의 컬러 레지스트의 패턴 노광광의 파장 영역에서의 투과율을 높게 한 경우에는, 청의 컬러 레지스트로서 투과율을 낮게 해야 할 적이나 녹의 광 파장 영역에서의 투과율이 올라가게 되어, 청의 컬러 레지스트로서의 색 분리 성능이 저하된다. 이 때문에, 종래의 청·녹·적의 필터를 이용하는 촬상 소자에서는, 복수의 색에 대응하는 광이 투과되어 색 분리가 나빠지게 된다고 하는 문제가 있다.
이 문제에 대하여, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자에서는, 365㎚의 파장의 패턴 노광광으로 경화되는 백 필터와 황 필터를 구비하므로, 화소가 박리되는 현상 을 회피할 수 있다. 즉, 화소가 박리되는 현상을 회피함과 함께 청의 관측 데이터값을 구할 수 있으므로, 색 분리를 향상시킬 수 있는 촬상 소자를 제공할 수 있다.
또한, 미세화한 컬러 필터는, 포토리소그래피 공정에서의 패턴 노광 시에, 기판으로부터의 할레이션의 영향을 받아 화소 두터워짐이 일어나기 쉽다고 하는 문제가 있다. 이 때문에, 색 얼룩이나 혼색이 발생하다고 하는 문제가 있다.
이 문제에 대하여, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자에서는, 평탄화층(113)에 자외선 흡수제가 첨가되어 있으므로, 평탄화층(113)이 패턴 노광 시에서의 기판으로부터의 노광광의 할레이션을 흡수한다. 이 결과, 컬러 필터의 화소 두터워짐을 억제할 수 있어, 형상이 양호한 필터를 형성할 수 있다. 결과로서, 색 분리를 향상시킬 수 있는 촬상 소자를 제공할 수 있다.
<제12 실시 형태>
본 발명의 제12 실시 형태에서는, 제11 실시 형태에 따른 촬상부(110)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
이하에, 본 실시 형태에 따른 촬상부(110)의 제조 방법에 대하여 도 37A~도 37D, 도 38A~도 38E를 이용하여 설명한다.
우선, 수광 소자(112)(도 37A에서 참조 부호 112W, 112Y)가 형성된 기판(111) 상에, 평탄화층(113)을 형성한다(도 37A). 구체적으로는, 쿠마린계의 염료를 염료 농도로 5% 함유한 아크릴 수지에 의해 평탄화층(113)을 형성한다.
다음으로, 평탄화층(113) 상에 황색 수지층 YL을 형성한다. 황색 수지층 YL은, 예를 들면, C.I.Pigment Yellow 139와 시클로헥사논·PGMEA 등의 유기 용매나 폴리머 바니스·모노머·개시제를 감광성 아크릴 수지에 첨가한 감광성 수지층이다.
계속해서, 마스크 M을 이용하여 패턴 노광한다(도 37B). 여기서는, 노광된 부분이 광화학 반응을 일으켜, 알칼리 불용으로 된다.
그리고, 알칼리 용액 등의 현상액을 이용하여 광이 조사되어 있지 않은 부분을 제거한다. 이에 의해, 황 필터(114Y)가 형성된다(도 37C). 즉, 여기서는, 포토리소그래피법에 의해 황 필터(114Y)를 형성한다.
또한, 도시하지 않지만, 마찬가지로 하여 적 필터(114R)를 형성한다.
그리고, 황 필터(114Y) 및 적 필터(114R)를 형성한 후에, 투명 필터(114W)를 형성한다(도 37D).
다음으로, 투명 수지에 의한 렌즈층 LL을 형성한다. 구체적으로는, 평탄화층(113)과 동일한 재료에 의해 렌즈층 LL을 형성한다(도 38A).
렌즈층 LL 상에는 페놀 수지층(116)을 형성한다(도 38B). 페놀 수지층(116)은, 후술하는 드라이 에칭 시에, 에칭 레이트를 제어하여, 원하는 형상의 마이크로 렌즈를 얻기 위해 형성하는 것이다. 이 때문에, 페놀 수지층(116)의 에칭 레이트는, 렌즈 모형(117M)의 에칭 레이트보다 느린 것으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 페놀 수지층(116)은, 열 리플로우에 의해 후술하는 렌즈 모형(117M)을 형성할 때에, 열 리플로우의 제어의 역활을 한다.
또한, 페놀 수지층(116) 상에 감광성 수지층(117)을 형성한다(도 38C). 감광성 수지층(117)은, 예를 들면, 알칼리 가용성·감광성·열 리플로우성을 갖는 아 크릴 수지에 의해 형성할 수 있다.
다음으로, 감광성 수지층(117)을 포토리소그래피의 프로세스에서 직사각형의 패턴으로 한다. 그리고, 열 처리에 의해 리플로우시켜 둥글게 한다. 이에 의해, 렌즈 모형(117M)이 형성된다(도 38D).
계속해서, 렌즈 모형(117M)을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리한다. 이에 의해, 렌즈층 LL에, 렌즈 모형(117M)의 형상이 페놀 수지층(116)을 경유하여 전사되어, 마이크로 렌즈(115)가 형성된다(도 38E).
이상 설명한 바와 같은 방법에 의해, 촬상부(110)를 제조할 수 있다.
또한, 촬상부(110)에서는, 투명 필터(114W)와 마이크로 렌즈(115)를 동일한 재질로 하여, 투명 필터(114W)와 마이크로 렌즈(115)를 일체화한 구조로 함으로써, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태에서는, 투명 필터(114W)와, 마이크로 렌즈(115)를 형성하기 위한 렌즈층 LL을 개별로 형성하였지만, 투명 필터(114W)와 마이크로 렌즈(115)가 동일한 재질이면, 도 37D의 공정과 도 38A의 공정을 동시에 행할 수 있다. 즉, 도 37C의 공정 후에, 투명 필터(114W)를 형성하는 부위를 충전하고, 또한, 적 필터(114R) 및 황 필터(114Y)를 피복하도록, 자외선 흡수제를 포함하는 렌즈층 LL을 1회의 도포로 형성한다. 이러한 후, 마이크로 렌즈(115)의 형성 공정을 행한다. 이에 의해, 도 39에 도시하는 바와 같은 투명 필터(114W)와 마이크로 렌즈(115)가 일체화된 구조로 한 촬상부(110A)를 제조할 수 있어, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 도 40에 도시하는 바와 같이, 평탄화층(113)을 형성하지 않은 촬상부(110B)이면, 제조 공정을 더욱 간략화할 수 있다.
<제13 실시 형태>
도 41은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 촬상 소자의 구성을 도시하는 모식도이고, 도 42는 촬상부(110T)에서의 컬러 필터(114)를 입사광측으로부터 보았을 때의 배열 상태의 개념을 도시하는 도면이다. 또한, 도 43A 및 도 43B는 각각 도 41에서의 촬상부(110T)의 Ⅶ-Ⅶ' 단면도 및 Ⅷ-Ⅷ' 단면도이다.
촬상부(110T)는, 제11 실시 형태에 따른 촬상부(110)에 보정 필터(114Blk)를 더 구비한다. 또한, 보정 필터(114Blk)는, 가시광을 투과시키지 않고, 적외 영역의 광을 투과시켜, 적외선을 추출하는 것이다. 보정 필터(114Blk)를 경유하여 광을 수광하는 수광 소자를 편의상, 흑 수광 소자(112Blk)로 부르기로 한다.
흑 수광 소자(112Blk)는, 수광한 광으로부터 얻어진 전기 신호를 적 연산부(121R)에 송출한다.
또한, 보정 필터(114Blk)의 색재로서, C.I.Pigment Red 254와 C.I.Pigment Yellow 139와 C.I.Pigment Violet 23을 혼합한 것을 이용할 수 있다.
또한, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)의 1조가 1화소에 대응한다. 또한, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)를 각각 W·Y·R'·Blk로서 표시하면, 예를 들면 도 42에 도시하는 바와 같은 배열 상태의 컬러 필터(114)가 형성된다.
적 연산부(121R)는, 적 수광 소자(112R)와 흑 수광 소자(112Blk)로부터 전기 신호를 수취한다. 이에 의해, 적 필터(114R)를 경유하여 수광한 광의 강도값과 보정 필터(114Blk)를 경유하여 수광한 광의 강도값에 기초하여 보정된 적색 광의 관측 데이터값을 구하는 것이다.
상술한 구성에 의해, 입사광 수광 소자(112W)·황 수광 소자(112Y)·적 수광 소자(112R)에 의해 얻어진 광의 강도값을 각각 Dw·Dy·Dr·Dblk로 하고, 청색 광·녹색 광·보정된 적색 광의 관측 데이터값을 각각 Db·Dg·HDr로 하면, 이하의 수학식 5~수학식 7로 표현되는 연산식이 성립한다.
Figure 112007014565013-pct00005
Figure 112007014565013-pct00006
Figure 112007014565013-pct00007
즉, 본 실시 형태에 따른 촬상부(110T)는, 보정 필터(114Blk)를 포함하므로, 적외선의 영향을 제거한 적의 관측 데이터값을 얻을 수 있다. 이에 의해, 인간의 시각 감도에 가까운 적색 광의 데이터를 얻을 수 있게 되므로, 색의 밸런스와 색의 재현성이 양호한 촬상 소자를 제공할 수 있다.
또한, 보정 필터(114Blk)를 형성한 본 발명의 촬상 소자에 의해, 상술한 자외선의 영향을 없애는 것에 의한 효과 외에, 적외선 컷트 필터를 구비한 촬상 소자 에 비하여, 감도가 높고, 색 재현성이 양호한 소형의 촬상 소자를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서 보정 필터(114Blk)는, 도 44에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 바이올렛의 컬러 필터인 자(紫) 필터(114V)와 적 필터(114R)의 광학적 중첩에 의해 구성해도 된다. 자 필터(114V)는, 예를 들면, C.I.Pigment Violet 23에 의해 형성할 수 있다.
(보정 필터)
여기서, 보정 필터(114Blk)에 대하여 보충한다.
CCD나 CMOS 등의 고체 촬상 소자는, 인간의 가시광(예를 들면 400㎚~700㎚)밖의 영역에서도 높은 감도를 갖는다. 특히, 가시광 파장 영역보다 장파장측의 파장 영역(이하, 「적외 영역」이라고 함. 예를 들면 700㎚~1100㎚의 파장 영역)에 대하여 높은 감도를 갖는다. 여기서, 통상의 유기 컬러 필터에는 적외 영역의 광(적외선)의 컷트 기능이 없다. 그 때문에, 인간의 시각 감도 영역 밖(예를 들면 700㎚보다 장파장측)의 광도 수광 소자에 입사되어, 촬상 소자에서 얻어지는 관측 대상의 색과 인간이 육안으로 관찰한 관측 대상의 색이 서로 다른 경우가 있다.
여기서, 인간의 시각 감도와, 수광 소자의 감도(SPD 감도)와, 이상적인 적외선 컷트 필터에서의 파장과 투과율과의 관계는, 예를 들면 도 45와 같이 도시된다. 이 도 45에 도시되는 사선부의 파장 범위에 해당하는 입사광을 적외선 컷트 필터에서 컷트하면, 인간의 시각 감도에 가까운 색을 재현할 수 있게 된다. 또한, 적외선 컷트 필터에는, 반사형과 흡수형의 2종류의 것이 있다. 반사형의 적외선 컷트 필터와 흡수형의 적외선 컷트 필터에서의 광의 파장과 투과율과의 관계는, 예를 들 면 도 46과 같이 도시된다.
그러나, 적외선 컷트 필터를 이용하여 적외선을 컷트하는 경우에는, 이하의 문제가 발생한다.
우선, 촬상 소자의 소형화가 어렵게 된다고 하는 문제가 있다. 예를 들면, 적외선 컷트 필터를 촬상 소자의 광학계에 삽입하는 기술로서는, 일본 특개 2000-19322호 공보나 일본 특개소 63-73204호 공보에 제안되어 있는 기술을 들 수 있다. 그러나, 이들 기술에서는, CMOS나 CCD 등의 수광 소자 전체를 피복하도록 적외선 컷트 필터가 삽입된다. 그 때문에, 적외선 컷트 필터의 두께 때문에, 광학계를 포함시킨 촬상 소자의 소형화가 곤란하게 된다. 예를 들면, 흡수형의 적외선 컷트 필터는 1~3㎜ 정도의 두께를 갖는다.
또한, 제조 코스트의 삭감이 곤란하게 된다고 하는 문제가 있다. 즉, 카메라 부재로서 컬러 필터를 이용하는 경우에는, 적외선 컷트 필터를 렌즈계에 조립하는 공정이 필요로 되므로, 제조 코스트의 삭감이 곤란하게 된다.
이러한 문제는, 보정 필터를 이용하여 적외선의 영향을 연산에 의해 제거함으로써 해소된다.
또한, 광의 3원색의 컬러 필터(R·G·B) 혹은 보색계의 컬러 필터(C·M·Y)를 구비한 촬상 소자에서는, 적외선 컷트 필터를 이용하면 촬상 소자의 감도가 저하된다고 하는 문제가 있다. 적외선 컷트 필터를 이용한 촬상 소자에서는, 모든 수광 소자에 대하여 적외선이 컷트되기 때문이다. 그 때문에, 적외선 컷트 필터가, 550㎚~700㎚의 가시광 파장 영역의 광을 흡수하게 되는 경우가 있어, 녹이나 적의 컬러 필터 등을 구비한 촬상 소자에서는 감도가 저하된다고 하는 문제가 있다.
이 문제에 대해서는, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)의 컬러 필터를 이용하고, 또한 보정 필터(114Blk)를 이용함으로써 해소할 수 있다. 즉, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)를 경유하여 얻어진 광의 강도값으로부터 청·녹·적의 광의 관측 데이터값을 연산에 의해 재현하기 때문에, 감도의 저하를 초래하지 않고 광의 3원색을 재현할 수 있다. 또한, 보정 필터(114Blk)를 이용하고 있으므로, 적색 광의 관측 데이터값만으로부터 적외선의 영향을 제거할 수 있다.
(실시예 1)
이하에, 본 실시 형태의 일 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 수광 소자(112)나 차광막·패시베이션을 형성한 반도체 기판(111) 상에, 쿠마린계의 염료를 염료 농도로 5% 함유한 열경화 타입의 아크릴 수지 도포액을 스핀 코트한 후, 열 처리하여 경막하였다. 이에 의해 투명 수지에 의한 평탄화층(113)이 형성되었다. 이 평탄화층(113)의 경막 후의 분광 특성은 도 47의 a1로 나타내는 바와 같다. 또한, 비교를 위해, 쿠마린계의 염료의 염료 농도를 1% 및 10%로 하였을 때의 분광 특성을 각각 a2 및 a3으로 나타낸다.
다음으로, 황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)의 컬러 필터를 3회의 포토리소그래피 프로세스의 방법으로, 각각 형성하였다. 화소의 피치는 2.5 ㎛로 한다. 또한, 각 필터의 배치는 도 42의 예와 동일하게 하였다.
황 필터(114Y)를 형성하기 위한 컬러 레지스트(황색 수지층 YL)는, 색재로서 C.I.Pigment Yellow 139를 이용하고, 또한 시클로헥사논, PGMEA 등의 유기 용매나, 폴리머 바니스, 모노머, 개시제를 감광성 아크릴 수지에 첨가한 구성의 것을 이용하였다.
적 필터(114R)를 형성하기 위한 컬러 레지스트는, 색재로서 C.I.Pigment Red 177, C.I.Pigment Red 48:1, C.I.Pigment Yellow 139를 이용하였다. 다른 조성은, 황 필터(114Y)의 경우와 마찬가지이다.
보정 필터(114Blk)를 형성하기 위한 컬러 레지스트는, 색재로서 C.I.pigment Red 254, C.I.Pigment Yellow 139, C.I.Pigment Violet 23을 이용하였다. 다른 조성은, 황 필터(114Y)의 경우와 마찬가지이다.
다음으로, 컬러 필터(114) 상에 평탄화층(113)과 동일한 아크릴 수지 도포액을 0.8㎛의 막 두께로 되도록 도포하였다. 그 후, 200℃에서 6분간, 가열하여 경막화 처리함으로써 렌즈층 LL을 형성하였다. 다음으로, 1.0㎛ 막 두께의 페놀 수지를 도포하여 페놀 수지층(116)을 형성하였다. 이 페놀 수지층(116)은, 에칭 제어 기능 및 열 리플로우 제어 기능을 갖는 것이다. 또한, 알칼리 가용성·감광성·열 플로우성을 갖는 아크릴 수지(렌즈 모형 재료)를 도포하여 감광성 수지층(117)을 형성하였다.
다음으로, 감광성 수지층(117)(렌즈 모형 재료)을, 현상액을 이용한 포토리소그래피의 프로세스로 직사각형의 패턴으로 하였다. 그리고, 200℃의 열 처리로 플로우시켰다. 이것에 의해 둥근 반구 형상의 렌즈 모형(117M)을 형성하였다. 또한, 높이 0.45㎛, 편측 0.15㎛의 거의 적정한 플로우량으로, 렌즈 모형간의 갭 0.35㎛의 스무스한 반구 형상 렌즈 모형(117M)을 형성할 수 있었다.
마지막으로, 드라이 에칭 장치에서, 프레온계 가스 C3F8과 C4F8의 혼합 가스를 이용하여, 렌즈 모형(117M)를 마스크로 하여, 에칭 처리하였다. 이에 의해, 렌즈간의 간극을 실질적으로 없앤 협렌즈간 갭의 마이크로 렌즈(115)를 형성하였다.
또한, 본 실시예에 이용한 아크릴 수지의 에칭 레이트는, 렌즈 모형(117M)을 구성하는 수지와 비교하여, 1.2배로 빠른 에칭 레이트로 하였다. 렌즈 모형(117M)의 기초 수지인 감광성 수지층(117)은 표면 거칠기가 적은 마이크로 렌즈(115)를 협갭으로 가공하여, 마이크로 렌즈(115)의 개구율을 향상시킬 수 있다. 렌즈 모형(117M)을 구성하는 수지의 에칭 레이트와 감광성 수지층(117) 및 렌즈층 LL의 에칭 레이트를 동일하게 하면, 마이크로 렌즈(115)의 형상은, 렌즈 모형(117M)과 거의 동일한 크기·형상으로 가공할 수 있었다.
이와 같이 하여 작성한 촬상 소자에서, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)는, 도 48에 도시하는 바와 같은 분광 특성을 갖는다. 도 48에서, b1·b2·b3·b4는, 각각 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)의 분광 특성을 나타내고 있다. 도 48에 도시하는 바와 같이, 각 필터의 분광 특성 곡선은, 단파장 영역에서 투과율이 낮고, 투과율의 상승부를 갖고 있다. 또한, 장파장 영역에서 투과율이 높게 된다. 그 때문에, 대략 S자 형상으로 되어 있다.
또한, 상술한 수학식 5~수학식 7의 색 연산을 행함으로써, 도 49에 도시하는 바와 같은, 분광 특성을 갖는 청·녹·적의 필터를 외관상 갖는 촬상 소자를 얻을 수 있다. 도 49에서, c1·c2·c3은, 각각 외관상의 청·녹·적의 컬러 필터의 분광 특성을 나타내고 있다.
또한, 분광 측정은, 다음과 같이 하여 행하였다.
우선, 수광 소자(112) 상의 각 컬러 필터(114)의 막 두께 및 투명 수지의 막 두께(평탄화층(113) 및 렌즈층 LL)를 측정한다. 투명 수지에 대해서는, Si 기판 상에 막을 형성하고, 그 막 두께를 접촉식의 막후계(Sloan사제 DektakIIA)로 측정한다.
그리고, 측정한 막 두께와 동일한 막 두께의 투명 수지 및 컬러 필터(114)를 글래스 기판 상에 형성하고, 분광 광도계(히타치제작소제 U-3400 spectrophotometer)에 의해 분광을 측정한다. 이 때, 글래스 기판만(컬러 필터나 투명 수지가 없는 것)을 레퍼런스로 하여, 컬러 필터나 투명 수지만의 분광 특성을 측정한다. 또한, 투과율의 값은, 굴절율 1.5의 투명 글래스를 100%로 하고 있다.
(실시예 2)
본 실시예에서는, 벤조 트리아졸계 염료를 염료 농도로 5% 함유한 열경화 타입의 아크릴 수지 도포액을 이용하여, 도포액을 스핀코트하여 평탄화층(113)·투명 필터(114W)·렌즈층 LL을 형성하였다. 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 촬상 소자를 제조하였다.
여기서, 벤조 트리아졸계 염료를 염료 농도로 5% 함유한 투명 수지의 분광 특성은 도 50의 d1로 나타내는 바와 같다. 또한, 비교를 위해, 벤조 트리아졸계 염료의 염료 농도를 1% 및 10%로 하였을 때의 분광 특성을 각각 d2 및 d3으로 나타낸다.
이와 같이 하여 작성한 촬상 소자에서, 투명 필터(114W)·황 필터(114Y)·적 필터(114R)·보정 필터(114Blk)의 분광 특성은, 각각 도 51의 e1·e2·e3·e4와 같이 나타내어진다.
또한, 상술한 수학식 5~수학식 7의 색 연산을 행함으로써, 도 52에 도시하는 분광 특성을 갖는 청·녹·적의 필터를 외관상 갖는 촬상 소자를 얻을 수 있다. 도 52에서, f1·f2·f3은, 각각 외관상의 청 필터·녹 필터·적 필터의 분광 특성을 나타내고 있다.
이와 같이, 투명 수지층(평탄화층(113)·투명 필터(114W)·렌즈층 LL)의 분광 특성을 변화시킴으로써, 단파장측의 반값을 설정할 수 있다. 그 때문에, 색 특성의 선택(실제로 시감도에 가까운 색이나 유기 안료와 마찬가지의 색 등)을 할 수 있다.
또한, 부차 효과로서 포토리소그래피법으로 컬러 필터를 형성할 때의 패턴 노광광이 기판에 반사됨으로써 발생하는 할레이션을 방지할 수 있다. 그 때문에, 보다 해상도가 높은 컬러 필터를 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 보정 필터(114Blk)를 이용하여, 연산 처리로 적외선의 영향을 제거할 수 있으므로, 적외선 컷트 필터를 생략할 수 있다.
또한, 촬상 소자의 제조를 간략화하는 관점에서 적외선의 영향은 고려하지 않고, 보정 필터(114Blk)를 이용하지 않는 구성의 촬상 소자도 마찬가지의 방법으로 제조할 수 있다. 이 경우에는 적외선 컷트 필터를 사용하는 구성으로 되지만, 패턴 노광·현상을 포함하는 포토리소그래피에서, 황 필터(114Y)를 형성하기 위한 컬러 레지스트와 적 필터(114R)를 형성하기 위한 컬러 레지스트의 2회 색 입힘의 프로세스를 생략하여 가공할 수 있는 메리트가 있다. 또한, 투명 필터와 마이크로 렌즈를 일체화로 하면, 더욱 프로세스를 줄이는 것이 가능하게 된다. 이에 대하여, 통상의 촬상 소자에 이용하는 청·녹·적의 컬러 필터를 형성하기 위해서는, 3회의 색 입힘이 필요로 된다.
<제14 실시 형태>
본 실시 형태에서의 촬상 소자(201)는, 적어도 2 이상의 필터를 구비하고, 제1 파장보다 단파장측의 광에 대하여 투과 억제 특성을 갖고, 제1 파장보다 장파장측의 광에 대하여 투과 특성을 갖는 제1 필터와, 제1 파장보다 장파장측에서 제2 파장보다 단파장측의 광에 대하여 투과 억제 특성을 갖고, 제2 파장보다 장파장측의 광에 대하여 투과 특성을 갖는 제2 필터를 구비한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 각 필터는, 단파장 영역에서 투과 억제 특성을 갖고, 장파장 영역에서 투과 특성을 갖는다. 또한, 분광 특성상, 대략 S자 형상의 투과율 곡선을 갖는 것이 바람직하다.
제1 필터 및 제2 필터 경유로 입사된 광은, 각각 제1 수광 소자 및 제2 수광 소자에 의해 수광되어, 전기 신호로 변환된다.
구체적으로는, 촬상 소자(201)는 350㎚~750㎚의 파장 영역에서 10% 이하의 투과율을 나타내는 제1 파장 영역을 갖고, 또한, 해당 제1 파장 영역보다 장파장 영역으로서 450㎚~1100㎚의 파장 영역에서 90% 이상의 투과율인 파장 영역을 갖는 필터 F1~필터 F7을 구비한다. 또한, 제1 필터 및 제2 필터는 상대적인 관계를 나타내는 명칭이며, 필터 F1~필터 F7의 각각이 제1 필터 및 제2 필터로 될 수 있다.
필터 F1~필터 F7은, 각각, 백색 광(투명), 푸르스름한 청색 광, 황녹색 광, 황색 광, 등색 광, 적색 광, 적외광(편의상, 흑으로 표시함)을 파악하기 위한 것이다. 상세하게는, 각 필터 F1~F7의 분광 특성은, 각각 도 53의 L1~L7과 같이 나타내어진다.
또한, 본 실시 형태에서는 필터 F1·F4·F6은, 각각 투명 필터(2W)·황 필터(2Y)·적 필터(2R)에 해당한다.
다음으로, 각 필터 F1~필터 F7에서 수광한 입사광을 재현하기 위한 관측 데이터값을 구하는 방법을 설명한다.
우선, 광이 촬상 소자(201)에 입사하면, 필터 F1~필터 F7 중 어느 하나인 제1 필터 및 제2 필터를 경유하여 대응하는 제1 수광 소자 및 제2 수광 소자에 의해 입사광이 수광된다. 수광된 광은 전기 신호로 변환된다.
계속해서, 도 54에 개념을 도시하는 바와 같이, 제1 필터에 의해 수광된 광의 데이터값 D1과, 제2 필터에 의해 수광된 광의 데이터값 D2로부터 제1 필터 및 제2 필터가 수광하는 광의 파장 영역의 차에 대응한 파장의 데이터값 DC를 구한다.
환언하면, 제1 필터와 제2 필터는, 각각의 파장 영역의 차에 대응한 색의 외관상의 컬러 필터를 구성한다.
예를 들면, 필터 F1(백)과 필터 F4(황)에 기초하여 청색의 관측 데이터값 Db를 얻을 수 있다. 필터 F4(황)와 필터 F6(적)에 기초하여 녹색의 관측 데이터값 Dg를 얻을 수 있다. 필터 F6(적)과 필터 F7(흑)로부터 적외선의 영향을 받지 않는 적색의 데이터값 HDr을 얻을 수 있다.
이와 같이 하여, 광의 3원색의 데이터값을 얻을 수 있어, 수광한 입사광을 재현할 수 있다.
또한, 예를 들면 필터 F2(녹색 빛의 청)와 필터 F3(황녹)을 뺄셈 처리함으로써, 푸르스름한 청색(녹색을 띠고 있는 청색)의 데이터값을 얻을 수 있다. 필터 F3(황녹)과 필터 F4(황)의 뺄셈 처리에 의해, 황녹색의 데이터값이 얻어진다. 필터 F4(황)와 필터 F5(등(橙))의 뺄셈 처리에 의해, 황색의 데이터값이 얻어진다. 필터 F5(등)와 필터 F6(적)의 뺄셈 처리에 의해, 오렌지색의 데이터값이 얻어진다.
즉, 상술한 방법에 따르면, 필터 F1~필터 F7 중 제1 필터와 제2 필터를 구성하는 2개의 필터를 이용함으로써, 수광한 입사광을 재현할 뿐만 아니라, 보다 섬세하고 치밀한 색의 추출을 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 필터 F1~F7의 7종류를 예시하였지만, 이것에 한정되는 것이 아닌 것은 물론이다. 즉, 350㎚~750㎚의 파장 영역에서 10% 이하의 투과율을 나타내는 제1 파장 영역을 갖고, 또한, 해당 제1 파장 영역보다 장파장 영역으로서 450㎚~1100㎚의 파장 영역에서 90% 이상의 투과율인 파장 영역을 갖는 컬러 필터이면, 본 실시 형태는 이것을 제외하는 것은 아니다.
또한, 본 실시 형태에 따른 촬상 소자(201)는, 컬러 필터 중 가장 색재 함유 비율이 높은 고비율 컬러 필터를 드라이 에칭에 의해 형성하고, 고비율 컬러 필터 이외의 저비율의 컬러 필터를 포토리소그래피법에 의해 형성함으로써 제조할 수 있다.
<제15 실시 형태>
본 실시 형태에서, 컬러 필터, 보정 필터, 투명 필터를 포함하는 복수의 필터의 투과율은, 각각이 서로 다른 파장 영역에서 상승한다(증가한다).
도 55는 본 실시 형태에 따른 촬상 소자의 일례를 도시하는 정면도이다. 이 도 55에는, 광 입사측으로부터 본 촬상 소자(210)의 필터 F1~F7의 상태의 예가 도시되어 있다. 필터 F1~F7은, 컬러 필터, 보정 필터, 투명 필터를 포함한다.
수광 소자(광전 변환 소자) H1~H7은, 각각 필터 F1~F7 경유로 입사광을 수광하고, 관측 데이터값 E1~E7을 연산부(220)에 출력한다.
연산부(220)는, 필터 F1~F7 경유로 관측된 복수의 수광 소자 H1~H7의 관측 데이터값 E1~E7 중, 임의의 2개의 필터 경유로 관측된 관측 데이터값에 기초하여 뺄셈 처리를 실행하고, 이 임의의 2개의 필터의 페어에 대응하는 파장 영역의 광의 관측 데이터값을 구하고, 산출된 관측 데이터값을 출력한다.
도 56은 촬상 소자(210)에 구비되어 있는 필터 F1~F7의 광의 파장과 투과율과의 관계의 예를 도시하는 그래프이다.
본 실시 형태에 따른 촬상 소자(210)에 구비되어 있는 복수의 필터 F1~F7은, 각각 자기의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL1~WL7보다 단파장측의 광의 투과를 억제하는 특성을 갖고, 자기의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL1~WL7보다 장파장 측의 광을 투과시키는 특성을 갖는다.
촬상 소자(210)에서는, 필터 F1~F7 경유로 입사된 광이, 각각 수광 소자(광전 변환 소자) H1~H7에 의해 관측된다. 연산부(220)는, 수광 소자 H1~H7의 각각의 관측 데이터값 E1~E7을 입력한다.
필터 F1~F7은, 자기의 투과율이 상승하는 부분보다 단파장 영역에서는 저투과율로 하고, 장파장 영역에서는 고투과율로 하며, 또한 대략 S자 형상으로 투과율이 상승하는 분광 곡선으로 된다. 필터 F1~F7은, 각각 서로 다른 파장 영역에서, 투과율이 상승한다.
본 실시 형태에서, 필터 F1은, 투명 필터(예를 들면 무색 투명의 필터)로 한다.
필터 F4는, 광의 황 성분의 추출에 이용되는 황의 컬러 필터로 한다.
필터 F6은, 광의 적 성분의 추출에 이용되는 적의 컬러 필터로 한다.
필터 F7은, 가시광 파장 영역에서 광의 투과를 억제하는 특성을 갖고, 가시광 파장 영역보다 장파장측에서 광을 투과시키는 특성을 갖는 보정 필터로 한다.
광의 투과율과 파장과의 특성에서, 필터 F2의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL2는, 필터(투명 필터) F1의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL1과, 필터 F3의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL3 사이에 있다. 예를 들면, 필터 F2의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL2는, 필터(투명 필터) F1의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL1과, 필터 F3의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL3 사이의 파장 영역을 2개로 나누는 것으로 한다.
또한, 광의 투과율과 파장과의 특성에서, 필터(황 필터) F4의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL4는, 필터 F3의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL3과, 필터(적 필터) F6의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL6 사이에 있다.
마찬가지로, 필터 F5의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL5는, 필터 F4의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL4와, 필터(적 필터) F6의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL6 사이에 있다.
광의 투과율과 파장의 특성에서, 필터 F4(황 필터)의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL4는, 필터 F5의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL5보다도 단파장측에서 투과율이 증가하는 것으로 한다. 예를 들면, 필터 F4, F5의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL4, WL5는, 필터 F3의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL3과, 필터(적 필터) F6의 투과율이 상승하는 부분의 파장 WL6 사이의 파장 영역을 3개로 나누는 것으로 한다.
연산부(220)는, 상술한 바와 같이, 필터 F1~F7 경유로 관측된 입사광의 관측 데이터값 E1~E7 중 임의의 2개의 필터 경유로 관측된 입사광의 관측 데이터값에 대하여 뺄셈 처리를 실행하고, 이 임의의 2개의 필터의 페어에 대응하는 파장 영역의 광의 관측 데이터값을 구한다.
예를 들면, 연산부(220)는, 필터(투명 필터) F1 경유로 관측된 관측 데이터값 E1로부터 필터(황 필터) F4 경유로 관측된 관측 데이터값 E4를 뺄셈하여, 청의 관측 데이터값 G1을 출력한다.
또한, 예를 들면, 연산부(220)는, 필터(황 필터) F4 경유로 관측된 관측 데 이터값 E4로부터 필터(적 필터) F6 경유로 관측된 관측 데이터값 E6을 뺄셈하여, 녹의 관측 데이터값 G2를 출력한다.
또한, 예를 들면, 연산부(220)는, 필터(적 필터) F6 경유로 관측된 관측 데이터값 E6으로부터 보정 필터 F7 경유로 관측된 관측 데이터값 E7을 뺄셈하여, 적외선의 영향(성분)을 제거한 적의 관측 데이터값 G3을 출력한다.
또한, 연산부(220)는, 필터 F2, F4~F6을 이용함으로써, 보다 섬세하고 치밀한 색의 관측 데이터값을 구할 수 있다.
예를 들면, 연산부(220)는, 필터 F2 경유로 관측된 관측 데이터값 E2로부터 필터 F3 경유로 관측된 관측 데이터값 E3을 뺄셈하여, 녹색을 띤 청의 관측 데이터값 G4를 출력한다.
예를 들면, 연산부(220)는, 필터 F3 경유로 관측된 관측 데이터값 E3으로부터 필터(황 필터) F4 경유로 관측된 관측 데이터값 E4를 뺄셈하여, 황녹색의 관측 데이터값 G5를 출력한다.
예를 들면, 연산부(220)는, 필터(황 필터) F4 경유로 관측된 관측 데이터값 E4로부터 필터 F5 경유로 관측된 관측 데이터값 E5를 뺄셈하여, 황의 관측 데이터값 G6을 출력한다.
예를 들면, 연산부(220)는, 필터 F5 경유로 관측된 관측 데이터값 E5로부터 필터 F6(적 필터) 경유로 관측된 관측 데이터값 E6을 뺄셈하고, 오렌지색의 관측 데이터값 G7을 출력한다.
필터 F1~F7의 투과율은, 광의 파장이 750㎚보다 장파장측인 경우에 90% 이상 으로 되는 것이 바람직하다. 적외 영역의 광의 성분을 컷트하여, 인간의 가시광 파장 영역의 광 성분의 강도를 고정밀도로 관측하기 위해서이다.
수광 소자(광전 변환 소자) H1~H7은, 제조 메이커마다 단파장 영역의 감도에 차가 있는 경우가 있다.
필터(투명 필터) F1에 자외선 흡수제를 부가하는 경우, 필터 F1의 투과율이 50%로 되는 광의 파장은, 350㎚~400㎚ 사이(자외선 영역)로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 필터 F1~F7의 투과율이 50%로 되는 광의 파장은, 350㎚ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 필터(투명 필터) F1에 자외선 흡수제를 부가하지 않는 경우, 필터 F1을 제외한 다른 필터 F2~F7의 투과율이 50%로 되는 광의 파장은 400㎚ 이상이며, 필터 F1의 투과율은 광의 파장 400㎚ 이상에서 90% 이상으로 되는 것이 바람직하다.
이에 의해, 수광 소자 H1~H7의 제조 메이커 마다의 감도차의 영향을 경감할 수 있어, 청의 관측 데이터값을 일정 조건에서 얻을 수 있다.
또한, 인간의 시각 감도는 대략 파장 400㎚~700㎚ 사이이며, 적의 영역의 감도를 조정하고, 적의 관측 데이터값의 조정을 행하기 위해서는, 필터 F1~F7의 투과율이 50%로 되는 광의 파장을, 750㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.
이상의 검토로부터, 필터(투명 필터) F1에 자외선 흡수제를 부가하는 경우, 복수의 필터 F1~F7은, 대략 광의 파장 350㎚~750㎚의 영역에서, 광 투과율이 50%로 되는 값을 갖고, 광의 파장이 대략 750㎚보다 장파장측인 경우에, 광 투과율이 90% 이상으로 되는 것이 바람직하다.
또한, 필터(투명 필터) F1에 자외선 흡수제를 부가하지 않는 경우, 필터 F1을 제외한 복수의 필터 F2~F7은, 대략 광의 파장 400㎚~750㎚의 영역에서, 광 투과율이 50%로 되는 값을 갖고, 광의 파장이 대략 750㎚보다 장파장측인 경우에, 광 투과율이 90% 이상으로 되고, 필터 F1은, 광의 파장 400㎚보다 장파장측의 영역에서, 광 투과율이 90% 이상으로 되는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서, 필터 F1~F7의 광 입사측에는, 마이크로 렌즈가 구비되어 있는 것으로 해도 되고, 필터 F1과 마이크로 렌즈는, 동일한 투명 수지에 의해 형성되는 것으로 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 서로 다른 파장 영역에서 투과율이 급격하게 증가하는 분광 특성이 서로 다른 필터(예를 들면 F1~F7)를 적절히 선택하고, 선택한 필터를 수광 소자 상에 배치하고, 수광 소자에 의해 얻어진 관측 데이터에 기초하는 연산을 행함으로써, 적(R), 녹(G), 청(B) 외에, 다른 보다 정밀한 색 성분의 관측 데이터값을 구할 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태에 따른 보정 필터는, 적 안료와 바이올렛 안료를 혼합하여 작성함으로써, 약 660㎚의 파장에서 투과율이 50%로 되도록 형성할 수 있다.
또한, 적 안료와 시안 안료를 혼합하여 보정 필터를 작성함으로써, 약 740㎚의 파장에서 투과율이 50%로 되는 보정 필터를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 색의 밸런스와 색의 재현성이 양호한 촬상 소자를 제공할 수 있다.

Claims (29)

  1. 입사광 중 특정한 색 성분의 추출에 이용되는 필터와,
    상기 입사광을 상기 필터 경유로 관측하는 수광 소자
    를 구비하는 촬상 소자에 있어서,
    상기 필터는,
    투명 필터와,
    황 성분의 추출에 이용되는 황 필터와,
    적 성분의 추출에 이용되는 적 필터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자는,
    상기 입사광을 상기 투명 필터 경유로 관측하는 입사광 수광 소자와,
    상기 입사광을 상기 황 필터 경유로 관측하는 황 수광 소자와,
    상기 입사광을 상기 적 필터 경유로 관측하는 적 수광 소자와,
    상기 입사광 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과로부터, 상기 황 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과를 뺄셈하고, 청의 관측 결과를 구하는 연산 수단과,
    상기 황 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과로부터, 상기 적 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과를 뺄셈하고, 녹의 관측 결과를 구하는 연산 수단
    을 더 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 황 필터와 상기 적 필터를 피복함과 함께, 상기 투명 필터를 형성하는 투명 평탄화층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 투명 평탄화층에 의해 형성되고, 상기 수광 소자에 광을 집광하기 위한 마이크로 렌즈를 더 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투명 필터는, 400㎚보다 단파장 영역에서 자외선을 흡수하는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투명 필터는, 365㎚~420㎚의 파장 영역 내의 임의의 파장을 갖는 광에 대하여, 광 투과율이 50%로 되는 값을 나타내며, 또한 450㎚ 이상의 파장에서 90% 이상의 광 투과율로 되는 분광 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투명 필터는, 390㎚~420㎚의 파장 영역 내의 임의의 파장을 갖는 광에 대하여, 광 투과율이 50%로 되는 값을 나타내며, 또한 450㎚ 이상의 파장의 광에 대하여 90% 이상의 광 투과율로 되는 분광 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투명 필터와, 상기 황 필터와, 상기 적 필터는, 격자 형상으로 인접 배열되어 색 분리의 1단위를 형성하고,
    상기 황 필터의 화소수와, 상기 투명 필터 및 상기 적 필터의 합계의 화소수가 동일한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 필터는,
    가시광 파장 영역에서 투과 억제 특성을 갖고, 가시광 파장 영역보다 장파장측에서 투과 특성을 갖는 보정 필터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  10. 입사광 중 특정의 색 성분의 추출에 이용되는 필터와,
    상기 입사광을 상기 필터 경유로 관측하는 수광 소자
    를 구비하는 촬상 소자에 있어서,
    상기 필터는,
    투명 필터와,
    황 성분의 추출에 이용되는 황 필터와,
    적 성분의 추출에 이용되는 적 필터와,
    가시광 파장 영역에서 투과 억제 특성을 갖고, 가시광 파장 영역보다 장파장측에서 투과 특성을 갖는 보정 필터
    를 구비하고,
    상기 수광 소자는,
    상기 입사광을 상기 투명 필터 경유로 관측하는 입사광 수광 소자와,
    상기 입사광을 상기 황 필터 경유로 관측하는 황 수광 소자와,
    상기 입사광을 상기 적 필터 경유로 관측하는 적 수광 소자와,
    상기 입사광을 상기 보정 필터 경유로 관측하는 보정 수광 소자와,
    상기 입사광 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과로부터, 상기 황 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과를 뺄셈하여, 청의 관측 결과를 구하는 연산 수단과,
    상기 황 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과로부터, 상기 적 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과를 뺄셈하여, 녹의 관측 결과를 구하는 연산 수단과,
    상기 적 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과로부터, 상기 보정 수광 소자에 의해 관측된 관측 결과를 뺄셈하여, 보정된 적의 관측 결과를 구하는 연산 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보정 필터는, 가시광 파장 영역보다 장파장측에서 상기 적 필터와 동일 레벨의 투과 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보정 필터의 광 투과율과 상기 적 필터의 광 투과율과의 차는, 광의 파장 400㎚~550㎚의 영역, 및 750㎚보다 장파장 영역에서, 5%의 범위 내이며,
    상기 보정 필터는, 광의 파장 630㎚~750㎚의 영역에서, 광 투과율이 50%로 되는 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 보정 필터는, 복수색의 광학적 중첩에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보정 필터는, 바이올렛과 적의 2색의 광학적 중첩에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 보정 필터는, 시안과 적의 2색의 광학적 중첩에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 보정 필터는, 복수의 필터를 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 투명 필터와, 상기 황 필터와, 상기 적 필터와, 상기 보정 필터는, 격자 형상으로 인접 배열되어 색 분리의 1단위를 형성하는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 보정 필터는,
    파장 영역 400㎚~550㎚의 광에 대하여 5% 이하의 투과율을 나타내고,
    파장 영역 620㎚~690㎚ 내의 임의의 파장을 갖는 광에 대하여 50%의 투과율을 나타내며,
    파장 700㎚의 광에 대하여 70% 이상의 투과율을 나타내는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 보정 필터는, 적어도 C.I.Pigment Violet 23과, C.I.Pigment Yellow 139의 안료를 포함하는 착색 수지 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 보정 필터는, 적어도 C.I.Pigment Violet 23과, C.I.Pigment Yellow 139와, C.I.Pigment Red 254의 안료를 포함하는 착색 수지 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  21. 제10항에 있어서,
    상기 수광 소자를 배치하는 기판을 구비하고,
    상기 수광 소자에 입사광을 입사시키는 영역 이외의 기판 상의 영역에, 상기 수광 소자에 입사하는 입사광 이외의 광의 반사 및 투과를 억제하기 위한 차광막을 형성한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 차광막은, 자외선 흡수 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 차광막은, 적외선 흡수 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 차광막 상에, 자외선 흡수 기능과 적외선 흡수 기능 중 적어도 하나를 갖는 막을 적층한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 복수의 필터를 경유하여 입사광을 복수의 광전 변환 소자에서 수광하는 촬상 소자에 있어서,
    상기 복수의 필터 중의 하나이고, 상기 복수의 필터에 포함되는 임의의 필터이며, 제1 파장보다 단파장측의 광에 대하여 투과 억제 특성을 갖고, 상기 제1 파장보다 장파장측의 광에 대하여 투과 특성을 갖는 제1 필터와,
    상기 복수의 필터 중 상기 제1 필터와 상이한 다른 필터이고, 상기 제1 파장보다 장파장측인 제2 파장보다 단파장측의 광에 대하여 투과 억제 특성을 갖고, 상기 제2 파장보다 장파장측의 광에 대하여 투과 특성을 갖는 제2 필터와,
    상기 복수의 광전 변환 소자 중의 하나이고, 상기 제1 필터 경유로 입사광을 수광하는 제1 광전 변환 소자와,
    상기 복수의 광전 변환 소자 중 상기 제1 광전 변환 소자와 상이한 다른 광전 변환 소자이고, 상기 제2 필터 경유로 입사광을 수광하는 제2 광전 변환 소자와,
    상기 제1 광전 변환 소자에 의해 관측된 광의 관측 데이터값과 상기 제2 광전 변환 소자에 의해 관측된 광의 관측 데이터값을 뺄셈 처리하여, 상기 제1 필터와 상기 제2 필터와의 파장 영역의 차에 대응하는 색의 광의 관측 데이터값을 구하는 연산 수단을 구비하고,
    상기 제1 파장은, 350㎚~750㎚의 파장 영역 중 어느 하나의 파장이며,
    상기 제1 필터는, 광의 파장 400㎚보다 장파장측의 영역에서, 광 투과율이 90% 이상으로 되는 투명 필터이고,
    상기 복수의 필터 중 광의 투과율이 가장 장파장측에서 상승하는 특성을 갖는 필터는, 가시광 파장 영역에서 투과 억제 특성을 갖고, 가시광 파장 영역보다 장파장측에서 투과 특성을 갖는 보정 필터이며,
    상기 보정 필터를 제외한, 상기 투명 필터를 포함하는 다른 필터는, 광의 파장 350㎚~750㎚의 영역에서, 광 투과율이 50%로 되는 값을 나타내고, 광의 파장이 750㎚보다 장파장측인 경우에, 광 투과율이 90% 이상으로 되는 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  28. 입사광 중 특정한 파장 영역을 갖는 광의 강도값을 검출하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자가 검출한 광의 강도값에 기초하여 입사광을 재현하는 연산 수단을 구비한 촬상 장치로서,
    상기 촬상 소자는,
    반도체 기판과,
    상기 반도체 기판 상에 형성되며, 입사광을 수광하기 위한 광전 변환 소자와,
    상기 광전 변환 소자 상에 형성되며, 상기 입사광을 투과시키는 투명 필터와,
    상기 광전 변환 소자 상에 형성되며, 상기 입사광 중 적색 성분의 추출에 이용되는 적 필터와,
    상기 광전 변환 소자 상에 형성되며, 상기 입사광 중 황색 성분의 추출에 이용되는 황 필터와,
    상기 황 필터, 상기 적 필터, 및 상기 투명 필터를 피복하도록 형성된 투명 수지층과,
    상기 황 필터, 상기 적 필터, 및 상기 투명 필터 상에 형성된 마이크로 렌즈
    를 구비하고,
    상기 연산 수단은,
    상기 투명 필터를 경유하여 수광한 입사광의 강도값으로부터, 상기 황 필터를 경유하여 수광한 입사광의 강도값을 뺄셈 처리하여, 입사광의 청색 성분의 값을 연산하는 수단과,
    상기 황 필터를 경유하여 수광한 입사광의 강도값으로부터, 상기 적 필터를 경유하여 수광한 입사광의 강도값을 뺄셈 처리하여, 입사광의 녹색 성분의 값을 연산하는 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 촬상 소자는, 상기 입사광 중 적외선 성분의 추출에 이용되는 보정 필터를 더 구비하고,
    상기 연산 수단은,
    상기 적 필터를 경유하여 수광한 입사광의 강도값으로부터, 상기 보정 필터를 경유하여 수광한 입사광의 강도값을 뺄셈 처리하여, 입사광의 적색 성분의 값을 연산하는 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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