KR20200037219A - 광전 변환 장치 - Google Patents

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Abstract

광전 변환 장치(116)는, 반도체 기판(112)에 마련된 광전 변환 소자(113)와, 광전 변환 소자(113) 상에 마련된 광학 필터(103)를 갖고, 광학 필터(103)는, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하는 수지층(102)과, 광전 변환 소자를 보호하는 층(101)을 포함하고, 광학 필터(103)의 수지층(102)의 다이내믹 경도는 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하이다.

Description

광전 변환 장치
본 발명은 광학 필터, 및 광학 필터를 갖는 광전 변환 장치에 관한 것이다.
근년, 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라, 카메라 기능을 구비한 휴대 단말기 등에 탑재되는 고체 촬상 장치에는, 컬러 화상의 고체 촬상 소자인 CCD나 CMOS 이미지 센서가 사용되고 있다. 이들 고체 촬상 소자에는, 그 수광부에 있어서 인간의 눈으로는 감지할 수 없는 근적외선에 감도를 갖는 실리콘 포토다이오드가 사용되고 있다. 이러한 고체 촬상 소자에서는, 인간의 눈으로 보아 자연스러운 색조로 만드는 시감도 보정을 행하는 것이 필요하며, 특정한 파장 영역의 광선을 선택적으로 투과 혹은 커트하는 광학 필터(예를 들어, 근적외선 커트 필터, 근적외선 투과 필터)를 사용하는 경우가 많다.
또한, 휴대 단말기에는, 조도 센서나 환경광 센서가 탑재되어 있으며, 이러한 조도 센서나 환경광 센서도, 고체 촬상 장치와 마찬가지로 광을 취득하는 것이다. 조도 센서나 환경광 센서는, 취득한 광을 바탕으로, 휴대 단말기의 화상의 밝기 등을 제어할 수 있다. 이와 같이, 고체 촬상 장치, 조도 센서 및 환경 센서는, 광을 전기 신호로 변환하는 기능을 갖고 있으며, 광전 변환 장치라고 불리고 있다.
광전 변환 장치에 사용되는 광학 필터로서는, 종래부터, 각종 방법으로 제조된 것이 사용되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 기재로서 투명 수지를 사용하고, 투명 수지 중에 근적외선 흡수 색소를 함유시킨 근적외선 커트 필터, 특허문헌 2에는, 근적외선 투과 필터가 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 광학 필터로서, 유리 기재와 적외선 커트 필터 기판을 접착제에 의해 접합하여 제조하는 방법이나, 커버 유리 상에 성막 처리를 행함으로써, 적외선 커트 필터층을 형성하는 방법이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 평6-200113호 공보 일본 특허 공개 제2012-137728호 공보 일본 특허 공개 제2006-32886호 공보
근년에는, 모바일 기기 등에 있어서도 카메라 화상에 요구되는 화질 레벨이 매우 높아지고 있다. 예를 들어, 고체 촬상 장치에 사용되는 근적외선 커트 필터에 있어서도, 높은 가시광 투과율 및 근적외 파장 영역에 있어서의 높은 광선 커트 특성이 필요해지고 있다. 또한, 근적외선 투과 필터에 있어서도, 높은 근적외 파장 영역 투과율 및 가시광 파장 영역에 있어서의 높은 광선 커트 특성이 필요해지고 있다.
그러나, 종래의 근적외선 커트 필터나, 근적외선 투과 필터 등의 광학 필터에서는, 채용되고 있는 색소의 내열 성능이 충분하지 않다. 광전 변환 장치의 제조 시에 고온이 가해지면, 근적외선 커트 필터의 근적외선 흡수 색소가 분해되어 버림으로써, 근적외선 커트 필터의 장기 신뢰성이 문제가 되는 경우가 있었다. 근적외선 투과 필터에 있어서도 마찬가지의 색소의 내열성 문제가 현재화되고 있다.
상기 문제를 감안하여, 본 발명은 내열성이 우수한 광학 필터를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또는, 내열성이 우수한 광학 필터를 갖는 광전 변환 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 광전 변환 장치는, 반도체 기판에 마련된 광전 변환 소자와, 광전 변환 소자 상에 마련된 광학 필터를 갖고, 광학 필터는, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하는 수지층과, 광전 변환 소자를 보호하는 층을 포함하고, 광학 필터의 수지층의 다이내믹 경도는 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하이다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 광전 변환 장치는, 반도체 기판에 마련된 광전 변환 소자와, 광전 변환 소자 상에 마련된 광학 필터를 갖고, 광학 필터는, 다이내믹 경도가 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하이고, 이하 (A) 및 (B)를 충족하고, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하는 수지 기재를 갖는, 광전 변환 장치.
(A) 파장 430nm 내지 580nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 75% 이상.
(B) 파장 700nm 내지 800nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 20% 이하.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 광전 변환 장치는, 반도체 기판에 마련된 광전 변환 소자와, 광전 변환 소자 상에 마련된 광학 필터를 갖고, 광학 필터는, 다이내믹 경도가 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하이고, 이하 (A) 및 (B)를 충족하고, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하는 수지 기재를 갖는, 광전 변환 장치.
(A) 파장 400nm 내지 730nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 2% 이하.
(B) 파장 800nm 내지 1000nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 80% 이상.
또한, 본 발명에 있어서 전자 기기에는, 영상ㆍ음성을 포함하는 각종 정보를 디지털 처리 또는 아날로그 처리하는 기능을 갖는 기기이며, 전자 공학에 속하는 기술을 응용한 전기 제품이 포함되는 것으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 내열성이 우수한 광학 필터를 제공할 수 있다. 또는, 내열성이 우수한 광학 필터를 갖는 광전 변환 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광전 변환 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3a는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 3b는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 3c는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 4a는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4b는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4c는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 변환 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 많은 상이한 양태로 실시하는 것이 가능하며, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제의 양태에 비하여, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출된 도면에 관하여 전술한 것과 마찬가지의 요소에는, 동일한 부호를 붙이거나 또는 유사한 부호(숫자 뒤에 A, B 등을 붙이기만 하는 부호)를 붙여, 상세한 설명을 적절하게 생략하는 경우가 있다.
본 명세서 중에 있어서 「상」이란, 지지 기판의 주면(광전 변환 소자를 배치하는 면)을 기준으로 한 상대적인 위치를 가리키며, 지지 기판의 주면으로부터 이격되는 방향이 「상」이다. 본원 도면에서는, 지면을 향하여 상방이 「상」으로 되어 있다. 또한, 「상」에는, 물체 위에 접하는 경우(즉 「on」인 경우)와, 물체의 상방에 위치하는 경우(즉 「over」인 경우)가 포함된다. 반대로, 「하」란, 지지 기판의 주면을 기준으로 한 상대적인 위치를 가리키며, 지지 기판의 주면에 가까워지는 방향이 「하」이다. 본원 도면에서는, 지면을 향하여 하방이 「하」로 되어 있다.
(제1 실시 형태)
본 실시 형태에서는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터 및 광학 필터를 갖는 광전 변환 장치에 대하여, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 광학 변환 장치의 일례로서, 고체 촬상 장치에 대하여 설명한다.
여기서, 고체 촬상 장치란, CCD나 CMOS 이미지 센서 등과 같은 고체 촬상 소자를 구비한 이미지 센서이다. 고체 촬상 장치는, 구체적으로는 디지털 스틸 카메라, 스마트폰용 카메라, 휴대 전화용 카메라, 웨어러블 디바이스용 카메라, 디지털 비디오 카메라 등에 사용할 수 있다.
<광전 변환 장치의 구성 1>
도 1에, 본 실시 형태에 관한 광전 변환 장치(116)의 단면도를 도시한다. 광전 변환 장치(116)는, 광전 변환 소자(113)가 마련된 반도체 기판(112)과, 광전 변환 소자(113) 상에 마련된 광학 필터(103)와, 광학 저역 통과 필터(115)를 갖는다.
반도체 기판(112)에, 매트릭스상으로 배치된 광전 변환 소자(113)와, 광전 변환 소자(113)는, 이들 광전 변환 소자에 축적된 전하를 반송하는 전하 결합 소자(CCD)를 갖는다. 각 광전 변환 소자 상에는, RBG의 컬러 필터와, 마이크로렌즈 어레이(119)가 적층되어 있다. 또한, CCD 이미지 센서 대신에, CMOS 이미지 센서를 사용할 수도 있다.
또한, 반도체 기판(112)의 상면의 에지에는 복수의 단자가 마련되어 있다. 복수의 단자는, 반도체 기판(112)의 상면에 형성된 배선을 통하여, 복수의 광전 변환 소자(113)와 접속되어 있다. 또한, 복수의 단자는, 와이어(114)에 의해, 지지 기판(111)과 접속되어 있다.
광전 변환 소자(113) 상에는, 본 실시 형태에 관한 광학 필터(103)가 마련되어 있고, 광학 필터(103) 상에는, 광학 저역 통과 필터(115)가 마련되어 있다. 광학 필터(103)의 구조에 대해서는, 후에 상세하게 설명한다.
또한, 카메라 모듈(110)은, 광전 변환 장치(116)와, 렌즈(117)와, 패키지(118)를 갖는다. 광학 필터(103) 및 광학 저역 통과 필터(115)는, 패키지(118)에 보유 지지되어 있다. 패키지(118)는, 알루미나 등의 세라믹스 재료나 금속 재료, 혹은 플라스틱 재료로 형성되어 있다. 또한, 패키지(118)는, 광전 변환 장치(116)가 수납된 영역과, 렌즈(117)를 보유 지지하는 경통부를 가지며, 지지 기판(111)에 고정되어 있다.
또한, 광전 변환 장치(116)에, 박형화된 광학 필터(103)를 사용함으로써, 광전 변환 장치(116) 및 카메라 모듈(110)의 높이 저감화(低背化)를 도모할 수 있다. 또한, 광학 필터(103) 및 광학 저역 통과 필터(115)를 마련함으로써, 광전 변환 장치(116)의 촬상 화질을 향상시킬 수 있다.
광학 필터(103)가 마련된 패키지(118)를, 지지 기판(111)에 마련할 때 등에, 광학 필터(103)에 고온이 가해지는 경우가 있다. 본 실시 형태에 관한 광학 필터(103)는, 내열성을 갖고 있기 때문에, 리플로우 공정에 있어서 광학 필터(103)가 열화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 광학 필터(103)는, 박형화가 도모되어 있다. 광학 필터(103)를, 카메라 모듈 등의 렌즈 유닛에 사용한 경우에는, 렌즈 유닛의 높이 저감화, 경량화를 실현할 수 있다.
<광학 필터(103)의 구조>
도 2에, 본 실시 형태에 관한 광학 필터(103)의 구성에 대하여 도시한다. 본 실시 형태에 관한 광학 필터(103)는, 기재(101) 및 수지층(102)을 갖는다. 광학 필터(103)가 근적외선 커트 필터인 경우, 수지층(102)에 적외선을 흡수하는 색소 등이 포함된다. 또한, 광학 필터(103)가 근적외선 투과 필터인 경우에는, 수지층(102)에 가시 영역의 광선을 흡수하는 색소가 포함된다.
도 2에 도시하는 기재(101)로서, 투광성을 갖는 기재를 사용한다. 또한, 기재(101)는, 광전 변환 소자를 보호하는 기능을 갖는다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기재(101)는, 패키지(118)에 각종 접착제로 접착되어, 패키지(118)의 내부에 수납된 광전 변환 소자(113)를 보호함과 함께 가시광선 등의 투광창으로서 기능하는 것이다. 기재(101)로서는, 무색 투명의 유리 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 무색 투명의 유리 기판으로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2004-221541호 공보, 일본 특허 공개 제2006-149458호 공보 등에 기재된 커버 유리를 사용할 수 있다. 또한, 보호층은, 유리 기판에 한정되지 않고, 투명한 유기 수지가 사용되어도 된다. 유기 수지로서는, 투명한 수지를 사용할 수 있다.
기재(101)로서, 예를 들어 유리 기판이나 수지 기판을 사용할 수 있다. 기재(101)의 두께는, 0.01mm 이상 2mm 이하, 바람직하게는 0.05mm 이상 1mm 이하이다. 유리 기판의 두께가 상기 범위에 있으면, 광학 필터(103)를 경량화, 소형화할 수 있다. 또한, 기재(101)의 두께가 상기보다 두꺼운 경우에는, 광전 변환 장치 및 카메라 모듈을 높이 저감화할 수 없다. 또한, 기재(101)의 두께가 상기 범위보다 얇은 경우에는, 광학 필터(103)의 휨이 커진다. 또한, 기재(101)가 취성이 되기 때문에 갈라져 버리거나, 또는 결손되어 버릴 우려가 있다.
또한, 기재(101) 상에는, 수지층(102)이 마련되어 있다. 또한, 수지층(102)은, 기재(101)의 적어도 한 면에 마련되어 있다. 당해 수지층(102)은, 기재(101)보다 다이내믹 경도가 높은 것이 바람직하다. 또한, 수지층(102)의 다이내믹 경도는, 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하인 것이 바람직하다. 수지층(102)의 다이내믹 경도가, 상기 범위에 있음으로써, 수지층(102)의 강도를 확보할 수 있다. 수지층(102)의 다이내믹 경도가, 상기 범위보다 낮은 경우에는, 수지층(102)이 갈라져 버리거나, 또는 결손되어 버릴 우려가 있다. 또한, 상기 범위보다 단단한 경우에는, 수지층이 박리되기 쉬워진다. 또한, 수지층(102)의 다이내믹 경도는, 예를 들어 미소 경도계로 측정할 수 있다.
여기서, 다이내믹 경도는, 일정한 하중 속도로 서서히 하중을 가하면서, 귀퉁이간 각 115°의 삼각추 다이아몬드 압자를 막면에 압입하였을 때의 하중을 압입 깊이의 2승으로 제산함으로써 산출되는 다이내믹 경도(DH)로 표시되며, 하기의 수식 (1)로 정의된다.
DH=αP/D2 … (1)
P: 하중(gf), D: 압입 깊이(㎛)
α: 압자의 형태에 따른 상수(삼각추인 경우, α=37.84)
상술한 수지층(102)의 다이내믹 경도는, 시마즈 다이내믹 초미소 경도계(형식 DUH-201s, (주)시마즈 세이사쿠쇼제)를 사용하여, 측정 모드: MODE5, 압입 깊이 1㎛, 압입 속도 0.014mN/s의 조건에서 측정하고, 전술한 계산식에 따라 환산함으로써 얻어진다.
본 발명에 관한 광학 필터(103)에서는, 유리 기재 상에 색소를 함유하는 수지층(102)을 포함하고, 수지층(102)의 다이내믹 경도는 10mN/㎛2 내지 150mN/㎛2이다. 다이내믹 경도가 10mN/㎛2보다 작으면, 수지층에 균열이 생기거나, 수지층의 일부가 결손되어 버릴 우려가 있다. 한편, 다이내믹 경도가 150mN/㎛2보다 크면 막이 유리 기재로부터 박리되기 쉬워진다.
광학 필터(103)를, 근적외선 커트 필터로서 사용하는 경우에는, 광학 필터(103)의 투과율은, 하기 (A) 및 (B)를 충족하는 것이 바람직하다. (A) 파장 430nm 내지 580nm의 범위에 있어서의 투과율의 평균값을, 75% 이상으로 하는 것이 바람직하다. (B) 파장 700nm 내지 800nm의 범위에 있어서의 투과율의 평균값을, 20% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 파장 영역에 있어서 평균 투과율이 이 범위에 있으면, 근적외선 커트 필터(광학 필터(103))를 광전 변환 장치 용도로서 사용한 경우, 근적외선을 충분히 커트할 수 있어, 우수한 색 재현성을 달성할 수 있기 때문에 바람직하다.
또는, 광학 필터(103)를, 근적외선 투과 필터로서 사용하는 경우에는, 광학 필터(103)의 투과율은, 이하 (A) 및 (B)를 충족하는 것이 바람직하다. (A) 파장 400nm 내지 730nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 2% 이하, (B) 파장 800nm 내지 1000nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 80% 이상. 이들 파장 영역에 있어서 평균 투과율이 이 범위에 있으면, 근적외선 투과 필터(광학 필터(103))를 광전 변환 장치 용도로서 사용한 경우, 가시광선을 충분히 커트할 수 있어, 우수한 적외선 센싱을 달성할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 수지층(102)은, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유한다. 적외선 커트 필터인 경우, 적외선 흡수 유기 색소로서, 예를 들어 세슘산화텅스텐, 금속 붕화물, 산화티타늄, 산화지르코늄, 주석 도프 산화인듐, 안티몬 도프 산화주석, 아조 화합물, 아미늄 화합물, 이미늄 화합물, 안트라퀴논 화합물, 시아닌 화합물, 디이모늄 화합물, 스쿠아릴륨 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 나프탈로시아닌 화합물, 안트라퀴논 화합물, 나프토퀴논 화합물, 디티올 화합물 및 폴리메틴 화합물 중 1종의 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 화합물의 구체예로서는, WO2011/118171호 공보, 일본 특허 공개 제2013-195480호 공보에 기재된 화합물을 사용할 수 있다.
이들 중, 세슘 산화텅스텐이 적외선 흡수능과 열분해 온도가 높다는 점에서 바람직하다. 또한, 디이모늄 화합물, 스쿠아릴륨 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 나프탈로시아닌 화합물 등의 유기 색소 화합물과 병용할 수 있다.
이러한 색소의 함유량은, 수지층을 형성하는 수지 조성물의 전체 고형분 질량에 대하여, 20질량% 내지 85질량%인 것이 바람직하고, 30질량% 내지 80질량%인 것이 보다 바람직하고, 40질량% 내지 75질량%인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 적외선 투과 필터의 경우, 이러한 색소로서 흑색 염료를 들 수 있으며, 예를 들어 아조계, 안트라퀴논계, 페리논계, 페릴렌계, 메틴계, 퀴놀린계, 아진계 등의 염료를 예시할 수 있다.
아조계 염료의 구체예로서는, C.I.솔벤트 옐로우 14, C.I.솔벤트 옐로우 16, C.I.솔벤트 옐로우 21, C.I.솔벤트 옐로우 61, C.I.솔벤트 옐로우 81, C.I.솔벤트 레드 1, C.I.솔벤트 레드 2, C.I.솔벤트 레드 8, C.I.솔벤트 레드 19, C.I.솔벤트 레드 23, C.I.솔벤트 레드 24, C.I.솔벤트 레드 27, C.I.솔벤트 레드 31, C.I.솔벤트 레드 83, C.I.솔벤트 레드 84, C.I.솔벤트 레드 121, C.I.솔벤트 레드 132, C.I.솔벤트 바이올렛 21, C.I.솔벤트 블랙 3, C.I.솔벤트 블랙 4, C.I.솔벤트 블랙 21, C.I.솔벤트 블랙 23, C.I.솔벤트 블랙 27, C.I.솔벤트 블랙 28, C.I.솔벤트 블랙 31, C.I.솔벤트 오렌지 7, C.I.솔벤트 오렌지 9, C.I.솔벤트 오렌지 37, C.I.솔벤트 오렌지 40, C.I.솔벤트 오렌지 45 등을 들 수 있다.
안트라퀴논계 염료의 구체예로서는, C.I.솔벤트 레드 52, C.I.솔벤트 레드 111, C.I.솔벤트 레드 149, C.I.솔벤트 레드 150, C.I.솔벤트 레드 151, C.I.솔벤트 레드 168, C.I.솔벤트 레드 191, C.I.솔벤트 레드 207, C.I.솔벤트 블루 35, C.I.솔벤트 블루 36, C.I.솔벤트 블루 63, C.I.솔벤트 블루 78, C.I.솔벤트 블루 83, C.I.솔벤트 블루 87, C.I.솔벤트 블루 94, C.I.솔벤트 블루 97, C.I.솔벤트 그린 3, C.I.솔벤트 그린 20, C.I.솔벤트 그린 28, C.I.솔벤트 바이올렛 13, C.I.솔벤트 바이올렛 14, C.I.솔벤트 바이올렛 36 등을 들 수 있다.
페리논계 염료의 구체예로서는, C.I.솔벤트 오렌지 60, C.I.솔벤트 오렌지 78, C.I.솔벤트 오렌지 90, C.I.솔벤트 바이올렛 29, C.I.솔벤트 레드 135, C.I.솔벤트 레드 162, C.I.솔벤트 오렌지 179 등을 들 수 있다.
페릴렌계 염료의 구체예로서는, C.I.솔벤트 그린 5, C.I.솔벤트 오렌지 55, C.I.배트 레드 15, C.I.배트 오렌지 7 등을 들 수 있다.
메틴계 염료의 구체예로서는, C.I.솔벤트 오렌지 80, C.I.솔벤트 옐로우 93 등을 들 수 있다.
퀴놀린계 염료의 구체예로서는, C.I.솔벤트 옐로우 33, C.I.솔벤트 옐로우 98, C.I.솔벤트 옐로우 157 등을 들 수 있다.
아진계 염료의 구체예로서는, C.I.솔벤트 블랙 5, C.I.솔벤트 블랙 7 등을 들 수 있다.
상기 흑색 염료 색소 중에서도, 흡수 계수가 크고 용해성이 높은 아조계 염료의 사용이 바람직하다. 또한 환경 보전성의 점에서는 분자 중에 할로겐 원소를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
이러한 색소의 함유량은, 본 발명의 수지를 형성하는 조성물의 전체 고형분 질량에 대하여, 20질량% 내지 85질량%인 것이 바람직하고, 30질량% 내지 80질량%인 것이 보다 바람직하고, 40질량% 내지 75질량%인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 관한 광학 필터에 있어서는, 또한 흑색 색소에 추가하여, 녹색 색소도 첨가할 수 있다. 이러한 녹색 색소로서는, 예를 들어 스쿠아릴륨계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 시아닌계 색소를 들 수 있다. 이들 색소 중에서 용도 등에 따라 1종 이상을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 녹색 색소는, 후술하는 바와 같이, 투명 수지 중에 분자가 응집되어 존재하는 안료여도 되지만, 투명 수지 중에 분자가 용해되어 존재하는 녹색 염료가, 산란광 발생의 우려가 적다는 점에서 바람직하다. 이들 중 특히, 스쿠아릴륨계 색소, 프탈로시아닌계 색소가 바람직하다.
스쿠아릴륨계 색소는, 투명 수지 중에 분산되어 얻어지는 수지막을 사용하여 측정되는 파장 400nm 내지 1000nm의 광의 흡수 스펙트럼에 있어서, 파장 600nm 내지 800nm 내에 흡수 극대 파장을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 그 흡수 극대 파장이 발현되는 흡수 피크의 적외광측의 기울기가 급준한 것이 바람직하다.
프탈로시아닌계 색소는, 투명 수지 중에 분산되어 얻어지는 수지막을 사용하여 측정되는 파장 400nm 내지 1000nm의 광의 흡수 스펙트럼에 있어서, 파장 700nm 내지 900nm 내에 흡수 극대 파장을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 그 흡수 극대 파장이 발현되는 흡수 피크의 적외광측의 기울기가 급준한 것이 바람직하다.
녹색 색소는, 투명 수지 중에 분자가 용해되어 존재하는 염료여도 되고, 투명 수지 중에 분자가 응집되어 존재하는 안료여도 된다. 녹색 색소로서 안료를 사용하는 경우, 분산제도 사용할 수 있다. 분산제로서는, 양이온계, 음이온계, 비이온계 등의 분산제를 사용할 수 있다.
색소를 함유하는 수지층(102)은, 상기 색소와 투명 수지를 혼합한 수지 조성물에 의해 형성된다. 투명 수지는, 유리 전이 온도(Tg)가 0℃ 내지 380℃인 것이 바람직하다. Tg의 하한은, 40℃ 이상이 보다 바람직하고, 60℃ 이상이 한층 더 바람직하고, 70℃ 이상이 더욱 바람직하고, 100℃ 이상이 특히 바람직하다. 또한, Tg의 상한은, 370℃ 이하가 보다 바람직하고, 360℃ 이하가 한층 더 바람직하다. 투명 수지의 Tg가 0℃ 내지 380℃의 범위이면, 본 광학 필터의 제조 프로세스나 사용 중에 있어서, 열에 의한 열화나 변형을 억제할 수 있다.
투명 수지의 구체예로서는, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지, 환상 올레핀 수지, 폴리카르보네이트 수지, 엔ㆍ티올 수지, 에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리파라페닐렌 수지, 폴리아릴렌에테르포스핀옥시드 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지, 또는 환상 올레핀 수지가 바람직하다. 폴리에스테르 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등이 바람직하다. 투명 수지는 복수의 상이한 수지를 조합한 폴리머 알로이여도 된다. 투명 수지는, 미리 고분자량화되어 있는 수지여도 되고, 저분자량체를 도포하고, 열 또는 자외선 등의 에너지선에 의해 중합(고분자량화)하여 경화시키는 수지여도 된다.
투명 수지로서, 시판품을 사용해도 된다. 시판품으로서는, 아크릴 수지로서, 오그솔(등록 상표) EA-F5003(오사카 가스 케미컬(주)제, 상품명), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이소부틸메타크릴레이트, BR50(미츠비시 레이온(주)제, 상품명) 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에스테르 수지로서, OKPH4HT, OKPH4, B-OKP2, OKP-850(이상, 모두 오사카 가스 케미컬(주)제, 상품명), 바이런(등록 상표) 103(도요보(주)제, 상품명), 폴리카르보네이트 수지로서, LeXan(등록 상표) ML9103(sabic사제, 상품명), EP5000(미츠비시 가스 가가쿠(주)제, 상품명), SP3810(데이진 가세이(주)제, 상품명), SP1516(데이진 가세이(주)제, 상품명), TS2020(데이진 가세이(주)제, 상품명), xylex(등록 상표) 7507(sabic사제, 상품명) 등을 들 수 있다.
또한, 환상 올레핀 수지로서, ARTON(등록 상표)(JSR(주)제, 상품명, Tg: 165℃), ZEONEX(등록 상표)(닛폰 제온(주)제, 상품명, Tg: 138℃) 등을 들 수 있다.
또한, 수지층(102)으로서, 기재(101)의 한쪽 면에, 수지 조성물을 도포하여 형성하는 경우에는, 수지 조성물로서는, 상기 투명 수지 이외에, 경화막을 형성하기 위한 중합성기를 갖는 화합물, 중합 개시제를 포함할 수 있다. 이러한 중합성기를 갖는 화합물, 중합 개시제로서는, 공지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 일본 특허 공개 제2013-195480호 공보, WO2016/098810 등에 기재된 화합물을 사용할 수 있다.
수지 조성물에는, 임의 성분으로서는, 예를 들어 색조 보정 색소, 레벨링제, 대전 방지제, 열안정제, 광안정제, 산화 방지제, 분산제, 난연제, 활제, 가소제, 투명 나노 입자 등을 들 수 있다.
투명 수지의 원료 성분, 필요에 따라 배합되는 각 성분을, 안정적으로 분산시킬 수 있는 분산매 또는 용해할 수 있는 용매를 사용할 수 있다. 이러한 용매로서는, 이하의 용매를 들 수 있다. 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 에틸셀로솔브, 메틸셀로솔브 등의 알코올류, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 글리콜류, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논 등의 케톤류, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸렌에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 에테르류, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족, 또는 n-헥산, n-헵탄 등의 지방족 탄화수소류, 테트라플루오로프로필알코올, 펜타플루오로프로필알코올 등의 불소계 용제, 물 등을 들 수 있다. 이들 용매는 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 수지 조성물을 기재 상에 도공한 후, 건조시킴으로써, 수지층이 형성된다. 건조에는 열 건조, 열풍 건조 등의 공지된 방법을 사용할 수 있다. 도공액이 투명 수지의 원료 성분을 함유하는 경우에는, 추가로 경화 처리를 행한다. 반응이 열경화인 경우에는 건조와 경화를 동시에 실시할 수 있지만, 광경화인 경우에는 건조와 별도로 경화 공정을 마련할 수 있다.
또한, 이러한 수지층(102)의 두께는, 0.1㎛ 이상 3㎛ 이하, 바람직하게는 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하로 한다. 수지층(102)의 두께가 상기 범위에 있음으로써, 광학 필터(103)를 경량화, 소형화할 수 있고, 광전 변환 장치(116)의 높이 저감화를 달성할 수 있다. 또한, 수지층(102)의 두께가 상기 범위보다 두꺼운 경우에는, 광전 변환 장치 및 카메라 모듈을 높이 저감화할 수 없다. 또한, 수지층(102)의 두께가 상기 범위보다 얇은 경우에는, 광학 필터의 휨이 커지는 문제가 있다. 또한, 수지층(102)의 적외선의 흡수 성능이 저하된다.
또한, 기재(101)의 적어도 한쪽 면에, 유전체 다층막을 마련해도 된다. 유전체 다층막은, 기재(101)에 접하여 마련되어 있어도 되고, 기재(101) 상에 수지층(102)을 개재시켜 마련되어 있어도 된다. 유전체 다층막을, 기재(101)의 적어도 한쪽 면에 마련하는 경우에는, 제조 비용이나 제조 용이성이 우수하다. 또한, 유전체 다층막을 기재(101)의 양면에 마련하는 경우에는, 높은 강도를 갖고, 휨이나 비틀림이 생기기 어려운 광학 필터(103)를 얻을 수 있다. 광학 필터(103)를 광전 변환 장치 등에 적용하는 경우, 광학 필터(103)의 휨이나 비틀림이 작은 쪽이 바람직하다는 점에서, 유전체 다층막을 기재(101)의 양면에 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 광학 필터(103)를 근적외선 커트 필터로서 사용하는 경우에는, 광학 필터(103)는, 이하 (A) 및 (B)를 충족하는 것이 바람직하다. (A) 파장 430nm 내지 580nm의 범위에 있어서의 투과율의 평균값을, 75% 이상으로 하는 것이 바람직하고, (B) 파장 700nm 내지 800nm의 범위에 있어서의 투과율의 평균값을, 20% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이들 파장 영역에 있어서 평균 투과율이 이 범위에 있으면, 근적외선 커트 필터(광학 필터(103))를 광전 변환 장치 용도로서 사용한 경우, 근적외선을 충분히 커트할 수 있어, 우수한 색 재현성을 달성할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 수지층(102)은, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 적외선 흡수 유기 색소를 함유하고 있다. 또한, 당해 색소는, 유리 전이 온도가 높은 투명 수지 중에 함유되어 있다. 이에 의해, 광학 필터(103)의 내열성을 향상시킬 수 있다.
광학 필터(103)를 근적외선 투과 필터로서 사용하는 경우에는, 광학 필터(103)는, 이하 (A) 및 (B)를 충족하는 것이 바람직하다. (A) 파장 400nm 내지 730nm의 범위에 있어서의 평균 투과율을, 2% 이하로 하는 것이 바람직하고, (B) 파장 800nm 내지 1000nm의 범위에 있어서의 평균 투과율을, 80% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이들 파장 영역에 있어서 평균 투과율이 이 범위에 있으면, 근적외선 투과 필터(광학 필터(103))를 광전 변환 장치 용도로서 사용한 경우, 가시광선을 충분히 커트할 수 있어, 우수한 적외선 센싱을 달성할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 수지층(102)은, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 가시 영역 광선 흡수 색소를 함유하고 있다. 또한, 당해 색소는, 유리 전이 온도가 높은 투명 수지 중에 함유되어 있다. 이에 의해, 광학 필터(103)의 내열성을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 광전 변환 장치의 구성의 일례로서, 고체 촬상 장치의 구성에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에 관한 광학 필터는, 고체 촬상 장치 외에, 조도 센서나 환경광 센서 등에도 사용할 수 있다. 후술하는 광전 변환 장치의 구성 2에 있어서도 마찬가지이다.
<광학 필터의 제조 방법>
이어서, 본 실시 형태에 관한 광학 필터(103)의 제조 방법에 대하여, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다.
도 3a에 도시하는 바와 같이, 우선, 제1 면(101a) 및 제2 면(101b)을 갖는 기재(101)를 준비한다. 기재(101)로서, 투광성을 갖는 기판을 사용한다. 투광성을 갖는 기재(101)로서, 예를 들어 유리 기판이나 수지 기판을 사용한다. 기재(101)의 두께는, 0.01mm 이상 2mm 이하로 하는 것이 바람직하다.
수지 조성물(104)에는, 색소를 함유하는 것이 바람직하다. 이 색소는, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 높은 투명 수지 중에, 이러한 색소를 함유시킴으로써, 후에 형성되는 수지층(102)의 내열성을 향상시킬 수 있다. 수지 조성물(104)에 함유시키는 색소는, 근적외선 커트 필터를 제조하는 경우와, 근적외선 투과 필터를 제조하는 경우에, 사용하는 색소가 상이하다. 따라서, 상기 광전 변환 장치의 구성 1에 있어서 설명한 색소를, 목적에 따라 함유시킨다.
또한, 적외선 커트 필터를 제조하는 경우에는, 수지 조성물(104)에는, 적외선을 흡수하는 기능을 갖는 무기 산화물을 함유하는 것이 바람직하다. 무기 산화물로서는, 예를 들어 세슘 함유 산화텅스텐을 사용할 수 있다. 무기 산화물의 입경은 200nm 이상 800nm 이하이며, 바람직하게는 400nm 이상 700nm 이하로 한다. 또한, 무기 산화물의 형상은 구상이 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다.
이어서, 가열 처리를 행함으로써, 수지 조성물(104)을 경화시킨다. 여기서, 가열 처리로서는, 150℃ 내지 300℃에서 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기재(101)의 제1 면(101a) 상에, 수지층(102)을 형성할 수 있다. 또한, 수지층(102)을 박리하여, 다른 기판에 접합해도 된다. 또한, 수지층(102)을 박리하여, 수지 기재로서 사용할 수도 있다.
이상의 공정에 의해, 본 실시 형태에 관한 광학 필터(103)를 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 형성된 수지층(102)은, 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하의 다이내믹 경도를 갖는다. 이에 의해, 수지층(102)의 강도를 향상시킬 수 있다. 기재(101)의 제1 면(101a)에 강도가 높은 수지층(102)을 형성함으로써, 기재(101)의 두께가 얇은 경우라도, 광학 필터(103)가 갈라져 버리거나, 결손되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 수지층(102)이 높은 강도를 갖고 있기 때문에, 기재(101)를 두껍게 하지 않아도, 광학 필터(103)의 강도를 유지할 수 있다. 그 때문에, 광학 필터(103)를 박형화할 수 있다.
또한, 수지층(102)에, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유시킴으로써, 수지층(102)의 내열성을 향상시킬 수 있다. 이러한 수지층(102)을 가짐으로써, 본 실시 형태에 관한 광학 필터(103)는, 260℃의 상태에서 60초 유지한 후에 실온까지 냉각하는 조작을 행하는 리플로우 시험 전후에 있어서, 파장 700nm 내지 1100nm의 평균 투과율의 변화율을 5% 이하로 할 수 있다.
광학 필터(103)가 높은 내열성을 가짐으로써, 광전 변환 장치(116) 및 카메라 모듈(110)의 제조 공정에 있어서, 리플로우 공정을 갖는 프로세스라도, 광학 필터(103)가 열에 의해 열화되어, 투과율이 변동되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 기재(101) 상에, 중합성기를 갖는 수지 조성물(104)을 도포하고, 가열 처리에 의해 경화시킴으로써, 수지층(102)을 형성하는 방법에 대하여 설명하였다. 이와 같이, 기재(101) 상에, 도포법에 의해 수지층(102)을 형성함으로써, 증착법이나 CVD법으로 수지층을 형성하는 경우와 비교하여, 대형 기판에 간편한 방법으로 도포할 수 있고, 저비용으로 제조할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기재(101)의 제1 면(101a)에 수지층(102)을 형성하는 경우에 대하여 나타내었지만, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 기재(101)의 제2 면(101b)에 수지층(102)을 형성해도 된다. 또한, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 기재(101)의 제1 면(101a) 및 제2 면(101b)의 양쪽에 수지층(102)을 형성해도 된다. 또한, 도 4c에 도시하는 바와 같이, 기재(101)의 제1 면(101a) 및 제2 면(101b)뿐만 아니라, 측면에도 수지층(102)을 형성해도 된다. 도포법에 의해 수지층(102)을 형성함으로써, 증착법이나 CVD법에 의해, 수지층(102)을 형성하는 경우와 비교하여, 기재(101)의 측면에 수지층(102)을 용이하게 형성할 수 있다. 수지층(102)이 기재(101)의 측면에도 형성됨으로써, 광학 필터(103)의 측면으로부터 광이 입사해도, 적외선을 커트할 수 있다.
<광전 변환 장치의 구성 2>
이어서, 도 1에 도시한 광전 변환 장치(116)와는, 일부 상이한 광전 변환 장치(126)에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에 도시하는 광전 변환 장치(126)는, 광전 변환 소자(113)가 마련된 반도체 기판(112)과, 광전 변환 소자(113) 상에 마련된 광학 필터(123)와, 광학 저역 통과 필터(115)를 갖는다.
<광학 필터의 구조>
도 5에 도시하는 광전 변환 장치(126)에 있어서, 광학 필터(123)의 구성이, 도 1에 도시하는 광학 필터(123)의 구성과 일부 상이하다.
도 5에 도시하는 광학 필터(123)로서, 투광성을 갖는 수지 기재를 사용한다. 수지 기재는, 앞서의 실시 형태에 있어서, 수지층(102)으로서 설명한 수지 조성물을 사용하여 형성된 것이다. 수지 기재는, 기판에 수지층(102)을 형성하고, 당해 수지층(102)을 기판으로부터 박리함으로써 형성할 수 있다. 또한, 수지 기재에 포함되는 색소에 대해서는, 광학 필터(123)를 근적외선 커트 필터에 사용하는 경우와, 적외선 투과 필터에 사용하는 경우에, 적절하게 변경할 수 있다.
수지 기재의 두께는, 예를 들어 바람직하게는 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 180㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 150㎛ 이하, 특히 바람직하게는 120㎛ 이하인 것이 바람직하며, 하한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 20㎛인 것이 바람직하다. 수지 기재의 두께가 상기 범위에 있으면, 광학 필터(123)를 경량화, 소형화할 수 있다. 또한, 수지 기재의 두께가 상기보다 두꺼운 경우에는, 광전 변환 장치 및 카메라 모듈을 높이 저감화할 수 없다. 또한, 수지 기재의 두께가 상기 범위보다 얇은 경우에는, 광학 필터(123)의 휨이 커진다.
광학 필터(123), 즉 수지 기재의 다이내믹 경도는, 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하인 것이 바람직하다. 광학 필터(123)의 다이내믹 경도가, 상기 범위에 있음으로써, 광학 필터(123)의 강도를 확보할 수 있다. 광학 필터(123)의 다이내믹 경도가, 상기 범위보다 낮은 경우에는, 광학 필터(123)가 갈라져 버리거나, 또는 결손되어 버릴 우려가 있다. 또한, 상기 범위보다 단단한 경우에는, 박리가 생길 우려가 있다. 또한, 광학 필터(123)의 다이내믹 경도는, 예를 들어 미소 경도계로 측정할 수 있다.
광학 필터(103)를 근적외선 커트 필터로서 사용하는 경우에는, 광학 필터(103)의 투과율은, 하기 (A) 및 (B)를 충족하는 것이 바람직하다. (A) 파장 430nm 내지 580nm의 범위에 있어서의 투과율의 평균값을, 75% 이상으로 하는 것이 바람직하고, (B) 파장 700nm 내지 800nm의 범위에 있어서의 투과율의 평균값을, 20% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 파장 영역에 있어서 평균 투과율이 이 범위에 있으면, 근적외선 커트 필터(광학 필터(123))를 광전 변환 장치 용도로서 사용한 경우, 근적외선을 충분히 커트할 수 있어, 우수한 색 재현성을 달성할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 광학 필터(123)는, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하고 있는 수지 기재를 갖는다. 또한, 당해 색소는, 유리 전이 온도가 높은 투명 수지 중에 함유되어 있다. 이에 의해, 광학 필터(123)의 내열성을 향상시킬 수 있다.
광학 필터(103)를 근적외선 투과 필터로서 사용하는 경우에는, 광학 필터(123)는, 이하 (A) 및 (B)를 충족하는 것이 바람직하다. (A) 파장 400nm 내지 730nm의 범위에 있어서의 평균 투과율을, 2% 이하로 하는 것이 바람직하고, (B) 파장 800nm 내지 1000nm의 범위에 있어서의 평균 투과율을, 80% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이들 파장 영역에 있어서 평균 투과율이 이 범위에 있으면, 근적외선 투과 필터(광학 필터(123))를 광전 변환 장치 용도로서 사용한 경우, 가시광선을 충분히 커트할 수 있어, 우수한 적외선 센싱을 달성할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 광학 필터(123)는, 적외선을 흡수하는 기능을 갖는 무기 산화물을 함유하는 것이 바람직하다. 무기 산화물로서는, 예를 들어 세슘 함유 산화텅스텐을 사용할 수 있다.
또한, 광학 필터(123)는, 열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하고 있는 수지 기재를 갖는다. 또한, 당해 색소는, 유리 전이 온도가 높은 투명 수지 중에 함유되어 있다. 이에 의해, 광학 필터(123)의 내열성을 향상시킬 수 있다. 색소로서는, 녹색 색소 및 흑색 색소를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 녹색 색소로서, 스쿠아릴륨계 색소, 프탈로시아닌계 색소 및 시아닌계 색소로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
또한, 근적외선 커트 필터 및 적외선 투과 필터에 있어서, 상술한 수지 기재의 적어도 한쪽 면에, 유전체 다층막을 마련해도 된다. 유전체 다층막을, 수지 기재(121)의 적어도 한쪽 면에 마련하는 경우에는, 제조 비용이 삭감되고, 제조 공정이 용이해진다. 또한, 유전체 다층막을 수지 기재의 양면에 마련하는 경우에는, 높은 강도를 갖고, 휨이나 비틀림이 생기기 어려운 광학 필터(123)를 얻을 수 있다. 광학 필터(123)를 광전 변환 장치 등에 적용하는 경우, 광학 필터(123)의 휨이나 비틀림이 작은 쪽이 바람직하다는 점에서, 유전체 다층막을 수지 기재의 양면에 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 관한 광학 필터(123)는, 260℃의 상태에서 60초 유지한 후에 실온까지 냉각하는 조작을 행하는 리플로우 시험 전후에 있어서, 파장 700nm 내지 1100nm의 평균 투과율의 변화율이 5% 이하이다. 이에 의해, 광전 변환 장치(126) 및 카메라 모듈(120)의 제조 공정에 있어서, 고온이 가해졌다고 해도, 광학 필터(123)가 열에 의해 열화되어, 투과율이 변동되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 카메라 모듈(120)은, 광전 변환 장치(126)와, 렌즈(117)와, 패키지(118)를 갖는다. 광학 필터(123) 및 광학 저역 통과 필터(115)는, 패키지(118)에 보유 지지되어 있다. 또한, 패키지(118)는, 광전 변환 장치(126)가 수납된 영역과, 렌즈(117)를 보유 지지하는 경통부를 가지며, 지지 기판(111)에 고정되어 있다.
또한, 광전 변환 장치(126)에, 박형화된 광학 필터(123)를 사용함으로써, 광전 변환 장치(126) 및 카메라 모듈(110)의 높이 저감화를 도모할 수 있다. 또한, 광학 필터(123) 및 광학 저역 통과 필터(115)를 마련함으로써, 광전 변환 장치(126)의 촬상 화질을 향상시킬 수 있다.
광학 필터(123)가 마련된 패키지(118)를 지지 기판(111)에 마련할 때 등에, 근적외선 커트 필터에 260℃ 정도의 온도가 가해지는 경우가 있다. 본 실시 형태에 관한 광학 필터(123)는, 내열성을 갖고 있기 때문에, 리플로우 공정에 있어서 광학 필터(123)가 열화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 광학 필터(123)는, 박형화가 도모되어 있다. 광학 필터(123)를 카메라 모듈 등의 렌즈 유닛에 사용한 경우에는, 렌즈 유닛의 높이 저감화, 경량화를 실현할 수 있다.
<산업상 이용가능성>
본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필터 및 광전 변환 장치는, 디지털 스틸 카메라, 휴대 전화용 카메라, 디지털 비디오 카메라, 퍼스널 컴퓨터용 카메라, 감시 카메라, 자동차용 카메라, 텔레비전, 카 내비게이션 시스템용 차량 탑재 장치, 휴대 정보 단말기, 비디오 게임기, 휴대 게임기, 지문 인증 시스템용 장치, 디지털 뮤직 플레이어 등에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 자동차나 건물 등의 유리 등에 장착되는 열선 커트 필터 등으로서도 적합하게 사용할 수 있다.
101: 기재
101a: 제1 면
101b: 제2 면
102: 수지층
103: 광학 필터
104: 수지 조성물
111: 지지 기판
112: 반도체 기판
113: 광전 변환 소자
114: 와이어
115: 광학 저역 통과 필터
116: 광전 변환 장치
117: 렌즈
118: 패키지
120: 카메라 모듈
123: 광학 필터
126: 광전 변환 장치

Claims (14)

  1. 반도체 기판에 마련된 광전 변환 소자와,
    상기 광전 변환 소자 상에 마련된 광학 필터를 갖고,
    상기 광학 필터는,
    열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하는 수지층과,
    상기 광전 변환 소자를 보호하는 층을 포함하고,
    상기 광학 필터의 상기 수지층의 다이내믹 경도는 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하인, 광전 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지층은 무기 산화물을 더 함유하는, 광전 변환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광전 변환 소자를 보호하는 층은, 상기 광전 변환 소자 상에 마련되는, 광전 변환 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무기 산화물은 세슘 함유 산화텅스텐인, 광전 변환 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수지층의 두께는 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하인, 광전 변환 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광전 변환 소자를 보호하는 층은, 유리 기재를 갖고,
    상기 수지층은, 상기 유리 기재의 적어도 한쪽 면에 마련되는, 광전 변환 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수지층은 중합성기를 갖는 수지 조성물인, 광전 변환 장치.
  8. 반도체 기판에 마련된 광전 변환 소자와,
    상기 광전 변환 소자 상에 마련된 광학 필터를 갖고,
    상기 광학 필터는,
    다이내믹 경도가 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하이고,
    이하 (A) 및 (B)를 충족하고,
    열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하는 수지 기재를 갖는, 광전 변환 장치.
    (A) 파장 430nm 내지 580nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 75% 이상.
    (B) 파장 700nm 내지 800nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 20% 이하.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수지 기재는 무기 산화물을 더 함유하는, 광전 변환 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 무기 산화물은 세슘 함유 산화텅스텐인, 광전 변환 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광학 필터는, 260℃의 상태에서 60초 유지한 후에, 실온까지 냉각하는 조작을 행하는 리플로우 시험 전후에 있어서, 파장 700nm 내지 1100nm의 평균 투과율의 변화율이 5% 이하인, 광전 변환 장치.
  12. 반도체 기판에 마련된 광전 변환 소자와,
    상기 광전 변환 소자 상에 마련된 광학 필터를 갖고,
    상기 광학 필터는,
    다이내믹 경도가 10mN/㎛2 이상 150mN/㎛2 이하이고,
    이하 (A) 및 (B)를 충족하고,
    열분해 개시 온도가 150℃ 이상인 색소를 함유하는 수지 기재를 갖는, 광전 변환 장치.
    (A) 파장 400nm 내지 730nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 2% 이하.
    (B) 파장 800nm 내지 1000nm의 범위에 있어서의 평균 투과율이 80% 이상.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 색소는 녹색 색소 및 흑색 색소를 함유하는, 광전 변환 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 녹색 색소가, 스쿠아릴륨계 색소, 프탈로시아닌계 색소 및 시아닌계 색소로부터 선택되는 적어도 1종인, 광전 변환 장치.
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