TWI641122B - Camera element - Google Patents

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TWI641122B
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木村望
今泉伸治
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日商新力股份有限公司
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Abstract

本發明之目的係提供一種不會降低攝像性能而可實現攝像光學系統之薄型化且耐久性優良之攝像元件。
本技術之攝像元件具備晶載透鏡、低折射率層、及紅外吸收層。晶載透鏡包含高折射率材料。低折射率層係平坦地形成於晶載透鏡上，且包含低折射率材料。紅外吸收層包含紅外吸收材料，該紅外吸收材料包含紅外吸收色素、及僅包含矽氧烷骨架之合成樹脂或包含矽氧烷骨架部分及氧部分之反應活性較低之部分骨架之合成樹脂即黏合劑樹脂，且該紅外吸收層積層於較低折射率層更上層。

Description

攝像元件
本技術係關於一種自對攝像元件之入射光去除紅外成分之攝像元件。
在彩色圖像之拍攝中，使用視頻攝像機或數位靜態相機等攝像裝置，該等相機所使用之CCD(Charge Coupled Device：電荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)影像感測器等之固體攝像元件(包含複數個光電轉換元件)對近紫外波長頻帶至近紅外波長頻帶亦具有感光度。
然而，在拍攝彩色圖像時，人在觀察時，人之能見度(波長400~700nm左右)以外之波長頻帶之光信號對於正確之彩色圖像成為雜訊成分。因此，為獲得正確之彩色圖像，必須檢測出藉由於固體攝像元件之光電轉換元件中設置紅外截止濾光片而去除近紅外波長頻帶之光之信號。
紅外截止濾光片一般為設置於攝像光學系統與固體攝像元件之間者，且利用包含吸收紅外頻帶之材料之吸收型紅外截止濾光片、或利用多層膜之干涉之反射型紅外截止濾光片。
然而，近年來，雖攝像裝置之小型化不斷發展，但紅外截止濾光片一般具有1~3mm左右之厚度，從而在使數位相機薄型化方面，紅外截止濾光片之厚度成為問題。尤其是就搭載於行動電話或移動終端裝置等中之相機模組而言，必須使攝像光學系統薄型化。此外，必 須將紅外截止濾光片與固體攝像元件一同安裝於攝像裝置中，自攝像裝置之製造成本方面亦期望有所改善。
此處，專利文獻1中揭示有一種固體攝像元件，其係於光電轉換元件上積層有具有紅外吸收能力之平坦化層及晶載透鏡。藉由使平坦化層及晶載透鏡具有紅外吸收能力，無須於固體攝像元件之外另行設置紅外截止濾光片，從而可實現攝像光學系統之薄型化。
又，專利文獻2中揭示有一種固體攝像元件，其係於配置於光電轉換元件上之彩色濾光片中添加紅外吸收材料，藉由彩色濾光片去除紅外成分。該固體攝像元件亦同樣無須另行設置紅外截止濾光片，而可實現攝像光學系統之薄型化。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-200360號公報
[專利文獻2]日本專利特開2007-141876號公報
然而，在如專利文獻1或專利文獻2所揭示之固體攝像元件中，存在如下問題。即，對晶載透鏡或彩色濾光片賦予紅外吸收能力之情形時，其等之厚度變大，而存在對光電轉換元件之入射光受到光學影響之虞。
在於晶載透鏡或彩色濾光片中添加紅外吸收材料時，為獲得充分之紅外吸收能力，需要一定量之紅外吸收材料。然而，由於若增大紅外吸收材料之濃度則可視光之透過量減少，故對紅外吸收材料之濃度有一定限制。因此，不得不增大晶載透鏡或彩色濾光片之厚度。
另一方面，若增大晶載透鏡或彩色濾光片之厚度，則晶載透鏡之透鏡面與光電轉換元件之距離變大。由此，導致對設置於一個光電 轉換元件上之晶載透鏡之入射光亦入射於鄰接之光電轉換元件，而發生像素解析度或色分離之劣化。
又，在與固體攝像元件一體地設置紅外吸收層之情形時，有別於先前，若考慮製造及組裝工序，則必須使紅外吸收層可耐超過180℃之溫度。
在如專利文獻1所揭示之固體攝像元件中，雖對具有超過180℃之耐熱性之材料亦有記載，但因無法同時滿足如上述之紅外吸收強度條件，故而難以實現可獲得充分之紅外吸收特性之晶載透鏡之厚度。 即使在如專利文獻2所記載之固體攝像元件中，在考慮到超過180℃之耐熱性之情形時，自材料之耐熱性方面仍難以實施。
進而，在與固體攝像元件一體地設置紅外吸收層之情形時，紅外吸收層之熱劣化成為問題。具體而言，因在固體攝像元件之使用時紅外吸收層被加熱至80℃~180℃左右，故要求即使長時間暴露於此種溫度下紅外吸收能力仍不受損。
鑑於如以上之狀況，本技術之目的在於提供一種不會降低攝像性能而可實現攝像光學系統之薄型化，且耐久性優良之攝像元件。
為達成上述目的，本技術之一形態之攝像元件具備晶載透鏡、低折射率層、及紅外吸收層。
上述晶載透鏡包含高折射率材料。
上述低折射率層係平坦地形成於上述晶載透鏡上，且包含低折射率材料。
上述紅外吸收層包含紅外吸收材料，該紅外吸收材料包含紅外吸收色素、及僅包含矽氧烷骨架之合成樹脂或包含矽氧烷骨架部分及氧部分之反應活性較低之部分骨架之合成樹脂即黏合劑樹脂，且該紅外吸收層積層於較上述低折射率層更上層。
根據該構成，因攝像元件具備紅外吸收層，故無須在攝像元件之外另行設置紅外截止濾光片，從而可實現攝像光學系統之薄型化。再者，因紅外吸收層積層於較晶載透鏡更上層，故晶載透鏡與光電轉換元件(積層於較晶載透鏡更下層)之距離與不設置紅外吸收層之情形相同。假若晶載透鏡與光電轉換元件之距離增大，則會導致對晶載透鏡之入射光入射於鄰接之光電轉換元件，而有攝像性能降低之虞。然而，根據上述構成，晶載透鏡與光電轉換元件之距離不會增大，從而可防止如此之攝像性能之降低。且，藉由將紅外吸收層設為包含具有上述構成之黏合劑樹脂者，可利用黏合劑樹脂防止紅外吸收色素之氧化，從而抑制紅外吸收層之熱劣化。另，紅外吸收材料係除了包含紅外吸收色素及黏合劑樹脂以外，亦可包含如色素之穩定劑或抗氧化劑等添加劑。
上述紅外吸收材料其加熱黃化溫度可為180℃以上。
有別於在攝像元件之外另行設置包含紅外吸收色素之紅外吸收濾光片之情形，本技術之攝像元件具備紅外吸收層。因此，雖存在紅外吸收層於攝像元件之製造過程或動作中暴露於高溫之情形，但藉由利用加熱黃化溫度在180℃以上之紅外吸收材料，可防止由熱所引起之紅外吸收層之可視光透過率之降低。
上述紅外吸收色素其極大吸收波長可為600nm以上且1200nm以下，且莫耳吸光係數為1000L/mol‧cm以上。
根據該構成，包含紅外吸收色素之紅外吸收材料可有效去除紅外波長頻帶(600nm以上且1200nm以下)之紅外成分。
上述紅外吸收色素可具有大小或式量大於過氯酸鹽離子或不易氧化之陰離子部分，或具有大小或式量大於銨離子或不易氧化之陽離子部分。
可將可色澱化之色素用作紅外吸收色素，該等色素具有陰離子 部分或陽離子部分。藉由將具有如上述之陰離子部分或陽離子部分之色素用作紅外吸收色素，可防止陰離子部分或陽離子部分之氧化，從而可防止紅外吸收層之熱劣化。
上述攝像元件可進而具備：保護層，其積層於上述紅外吸收層上，以阻擋氧及水分或抑制物理性之損傷。
根據該構成，藉由保護層阻擋氧，可防止氧到達紅外吸收層。據此，可防止紅外吸收層所包含之紅外吸收色素之氧化，從而防止紅外吸收色素氧化所引起之紅外吸收能力之下降。且，因保護層阻擋水分或抑制物理性之損傷，故而可防止紅外吸收層之劣化。
上述攝像元件可進而具備：帶通層，其積層於較上述低折射率層更上層，且包含高折射率材料與低折射率材料之多層膜。
根據該構成，可於帶通層去除一部分或全部紫色光與相較而言為短波長之光、紅外光、或該兩者。因帶通層係利用多層膜間之光之干涉，故有透過波長根據入射光之入射角度而移位之情形。即使為如此之情形，仍可藉由原理上不會發生透過波長之移位之紅外吸收層維持透過波長頻帶。
上述攝像元件可進而具備：防反射層，其積層作為最上層，防止自上層側及下層側入射之光之反射。
對攝像元件之入射光有於各層之界面略微被反射之情形。若如此之反射光到達攝像元件之光電轉換元件，則由於並非本來之成像光之光入射於光電轉換元件而使攝像性能降低。此處，藉由利用防反射層防止如此之反射光之再反射，可防止攝像性能之降低。
上述攝像元件可進而具備：彩色濾光片層，其積層於較上述晶載透鏡更下層。
根據該構成，被紅外吸收層去除紅外成分之入射光係藉由與光電轉換元件對應設置之彩色濾光片成為特定之波長頻帶(例如，紅 色、綠色、及藍色)之光而入射於光電轉換元件。即，藉由設置彩色濾光片層，可實現彩色圖像之攝像。
上述攝像元件可進而具備：支持基板，其支持上述紅外吸收層。
根據該構成，亦可不同於下層構造(光電轉換層、晶載透鏡、及低折射率層等)而製作於支持基板上積層有紅外吸收層者，並積層於下層構造。即，由於可以不同之製造過程製作下層構造與紅外吸收層，故而可利用既有設備等，有利於製造。
上述攝像元件可進而具備：接著層，其積層於上述低折射率層上，且包含接著性材料。
根據該構成，可將如上述般積層有紅外吸收層或帶通層之支持基板介隔接著層而積層於低折射率層上。另，因支持基板亦可於接著後去除，故而亦有攝像元件不具有支持基板之情形。
為達成上述目的，本技術之一形態之攝像元件具備晶載透鏡、低折射率層、及紅外吸收層。
上述晶載透鏡包含高折射率材料。
上述低折射率層係平坦地形成於上述晶載透鏡上，且包含低折射率材料。
上述紅外吸收層包含紅外吸收材料，該紅外吸收材料包含短徑為1nm以上且長徑為50nm以下之微粒子狀之紅外吸收色素，且該紅外吸收層積層於較上述低折射率層更上層。
根據該構成，因攝像元件具備紅外吸收層，故無須在攝像元件之外另行設置紅外截止濾光片，從而可實現攝像光學系統之薄型化。再者，因紅外吸收層積層於較晶載透鏡更上層，故晶載透鏡與光電轉換元件(積層於較晶載透鏡更下層)之距離與不設置紅外吸收層之情形相同。假若晶載透鏡與光電轉換元件之距離增大，則會導致對晶載透 鏡之入射光入射於鄰接之光電轉換元件，而有攝像性能降低之虞。然而，根據上述構成，晶載透鏡與光電轉換元件之距離不會增大，從而可防止如此之攝像性能之降低。且，藉由將紅外吸收層所包含之紅外吸收色素設為上述微粒子狀，可防止紅外吸收色素之氧化而可抑制紅外吸收層之熱劣化，且可防止紅外吸收色素引起之光散射。
上述紅外吸收材料可至少包含黏合劑樹脂或添加劑中之任一者。
根據該構成，可將將紅外吸收色素與黏合劑樹脂或添加劑混合之材料作為紅外吸收材料。黏合劑樹脂為分散紅外吸收色素之樹脂，添加劑為色素之穩定劑或抗氧化劑等。
上述紅外吸收色素其極大吸收波長可為600nm以上且1200nm以下，且莫耳吸光係數為1000L/mol‧cm以上。
根據該構成，包含紅外吸收色素之紅外吸收材料可有效去除紅外波長頻帶(600nm以上且1200nm以下)之紅外成分。
上述紅外吸收色素可具有大小或式量大於過氯酸鹽離子或不易氧化之陰離子部分，或具有大小或式量大於銨離子或不易氧化之陽離子部分。
可將可色澱化之色素用作紅外吸收色素，該等色素具有陰離子部分或陽離子部分。藉由將具有如上述之陰離子部分或陽離子部分之色素用作紅外吸收色素，可防止陰離子部分或陽離子部分之氧化，從而可防止紅外吸收層之熱劣化。
上述攝像元件可進而具備：保護層，其積層於上述紅外吸收層上，以阻擋氧及水分或抑制物理性之損傷。
根據該構成，藉由保護層阻擋氧，可防止氧到達紅外吸收層。據此，可防止紅外吸收層所包含之紅外吸收色素之氧化，從而可防止紅外吸收色素氧化所引起之紅外吸收能力之下降。且，因保護層阻擋 水分或抑制物理性之損傷，而可防止紅外吸收層之劣化。
上述攝像元件可進而具備：帶通層，其積層於較上述低折射率層更上層，包含高折射率材料與低折射率材料之多層膜。
根據該構成，可於帶通層去除一部分或全部紫色光與相較而言為短波長之光、紅外光、或該兩者。因帶通層係利用多層膜間之光之干涉，故有透過波長根據入射光之入射角度而移位之情形。即使為此種情形，仍可藉由原理上不會發生透過波長之移位之紅外吸收層維持透過波長頻帶。
上述攝像元件可進而具備：防反射層，其積層作為最上層，防止自上層側及下層側入射之光之反射。
對攝像元件之入射光有於各層之界面略微被反射之情形。若此種反射光到達攝像元件之光電轉換元件，則由於並非本來之成像光之光入射於光電轉換元件而使攝像性能降低。此處，藉由利用防反射層防止此種反射光之再反射，可防止攝像性能之降低。
上述攝像元件可進而具備：彩色濾光片層，其積層於較上述晶載透鏡更下層。
根據該構成，被紅外吸收層去除紅外成分之入射光係藉由與光電轉換元件對應設置之彩色濾光片成為特定之波長頻帶(例如，紅色、綠色、及藍色)之光而入射於光電轉換元件。即，藉由設置彩色濾光片層，可實現彩色圖像之攝像。
上述攝像元件可進而具備：支持基板，其支持上述紅外吸收層。
根據該構成，亦可不同於下層構造(光電轉換層、晶載透鏡、及低折射率層等)而製作於支持基板上積層有紅外吸收層者，並積層於下層構造。即，由於可以不同之製造過程製作下層構造與紅外吸收層，故而可利用既有設備等，有利於製造。
上述攝像元件可進而具備：接著層，其積層於上述低折射率層上，且包含接著性材料。
根據該構成，可將如上述般積層有紅外吸收層或帶通層之支持基板介隔接著層而積層於低折射率層上。另，因支持基板亦可於接著後去除，故而亦有攝像元件不具有支持基板之情形。
如以上般，根據本技術，可提供一種不會降低攝像性能而可實現攝像光學系統之薄型化且耐久性優良之攝像元件。
10‧‧‧攝像元件
11‧‧‧光電轉換層
12‧‧‧彩色濾光片層
13‧‧‧晶載透鏡
14‧‧‧光電轉換元件
15‧‧‧紅外截止濾光片
20‧‧‧攝像元件
21‧‧‧光電轉換層
22‧‧‧彩色濾光片層
23‧‧‧紅外吸收層
24‧‧‧晶載透鏡
25‧‧‧光電轉換元件
30‧‧‧攝像元件
31‧‧‧光電轉換層
32‧‧‧彩色濾光片/紅外吸收層
33‧‧‧晶載透鏡
34‧‧‧光電轉換元件
100‧‧‧攝像元件
101‧‧‧光電轉換層
102‧‧‧彩色濾光片層
103‧‧‧晶載透鏡
104‧‧‧低折射率層
105‧‧‧紅外吸收層
106‧‧‧光電轉換元件
107‧‧‧彩色濾光片
107B‧‧‧藍色濾光片
107G‧‧‧綠色濾光片
107R‧‧‧紅色濾光片
150‧‧‧紅外截止濾光片
151‧‧‧支持基板
152‧‧‧多層膜
200‧‧‧攝像元件
201‧‧‧光電轉換層
202‧‧‧彩色濾光片層
203‧‧‧晶載透鏡
204‧‧‧低折射率層
205‧‧‧紅外吸收層
206‧‧‧光電轉換元件
207‧‧‧彩色濾光片
207B‧‧‧藍色濾光片
207G‧‧‧綠色濾光片
207R‧‧‧紅色濾光片
208‧‧‧防反射層
300‧‧‧攝像元件
301‧‧‧光電轉換層
302‧‧‧彩色濾光片層
303‧‧‧晶載透鏡
304‧‧‧低折射率層
305‧‧‧紅外吸收層
306‧‧‧光電轉換元件
307‧‧‧彩色濾光片
307B‧‧‧藍色濾光片
307G‧‧‧綠色濾光片
307R‧‧‧紅色濾光片
308‧‧‧保護層
309‧‧‧帶通層
400‧‧‧攝像元件
401‧‧‧光電轉換層
402‧‧‧彩色濾光片層
403‧‧‧晶載透鏡
404‧‧‧低折射率層
405‧‧‧紅外吸收層
406‧‧‧光電轉換元件
407‧‧‧彩色濾光片
407B‧‧‧藍色濾光片
407G‧‧‧綠色濾光片
407R‧‧‧紅色濾光片
408‧‧‧接著層
409‧‧‧支持基板
410‧‧‧帶通層
500‧‧‧攝像元件
501‧‧‧光電轉換層
502‧‧‧彩色濾光片/紅外吸收層
503‧‧‧晶載透鏡
504‧‧‧低折射率層
505‧‧‧紅外吸收層
506‧‧‧光電轉換元件
507‧‧‧彩色濾光片/紅外吸收體
507B‧‧‧藍色濾光片/紅外吸收體
507G‧‧‧綠色濾光片/紅外吸收體
507R‧‧‧紅色濾光片/紅外吸收體
600‧‧‧攝像元件
601‧‧‧光電轉換層
602‧‧‧彩色濾光片層
603‧‧‧晶載透鏡
604‧‧‧低折射率層
605‧‧‧紅外吸收層
606‧‧‧光電轉換元件
607‧‧‧彩色濾光片
607B‧‧‧藍色濾光片
607G‧‧‧綠色濾光片
607R‧‧‧紅色濾光片
608‧‧‧帶通層
700‧‧‧攝像元件
701‧‧‧光電轉換層
702‧‧‧彩色濾光片層
703‧‧‧晶載透鏡
704‧‧‧低折射率層
705‧‧‧紅外吸收層
706‧‧‧光電轉換元件
707‧‧‧彩色濾光片
707B‧‧‧藍色濾光片
707G‧‧‧綠色濾光片
707R‧‧‧紅色濾光片
708‧‧‧帶通層
800‧‧‧攝像元件
801‧‧‧光電轉換層
802‧‧‧彩色濾光片層
803‧‧‧晶載透鏡
804‧‧‧低折射率層
805‧‧‧紅外吸收層
806‧‧‧光電轉換元件
807‧‧‧彩色濾光片
807B‧‧‧藍色濾光片
807G‧‧‧綠色濾光片
807R‧‧‧紅色濾光片
808‧‧‧接著層
809‧‧‧支持基板
900‧‧‧攝像元件
901‧‧‧光電轉換層
902‧‧‧彩色濾光片層
903‧‧‧晶載透鏡
904‧‧‧低折射率層
905‧‧‧紅外吸收層
906‧‧‧光電轉換元件
907‧‧‧彩色濾光片
907B‧‧‧藍色濾光片
907G‧‧‧綠色濾光片
907R‧‧‧紅色濾光片
908‧‧‧接著層
909‧‧‧帶通層
910‧‧‧支持基板
1000‧‧‧攝像元件
1001‧‧‧光電轉換層
1002‧‧‧彩色濾光片層
1003‧‧‧晶載透鏡
1004‧‧‧低折射率層
1005‧‧‧紅外吸收層
1006‧‧‧光電轉換元件
1007‧‧‧彩色濾光片
1007B‧‧‧藍色濾光片
1007G‧‧‧綠色濾光片
1007R‧‧‧紅色濾光片
1008‧‧‧接著層
1009‧‧‧帶通層
1010‧‧‧支持基板
1100‧‧‧攝像元件
1101‧‧‧光電轉換層
1102‧‧‧彩色濾光片層
1103‧‧‧晶載透鏡
1104‧‧‧低折射率層
1105‧‧‧紅外吸收層
1106‧‧‧光電轉換元件
1107‧‧‧彩色濾光片
1107B‧‧‧藍色濾光片
1107G‧‧‧綠色濾光片
1107R‧‧‧紅色濾光片
1108‧‧‧接著層
1109‧‧‧帶通層
1110‧‧‧支持基板
1200‧‧‧攝像元件
1201‧‧‧光電轉換層
1202‧‧‧彩色濾光片層
1203‧‧‧晶載透鏡
1204‧‧‧低折射率層
1205‧‧‧紅外吸收層
1206‧‧‧光電轉換元件
1207‧‧‧彩色濾光片
1207B‧‧‧藍色濾光片
1207G‧‧‧綠色濾光片
1207R‧‧‧紅色濾光片
1208‧‧‧接著層
1300‧‧‧攝像元件
1301‧‧‧光電轉換層
1302‧‧‧彩色濾光片層
1303‧‧‧晶載透鏡
1304‧‧‧低折射率層
1305‧‧‧紅外吸收層
1306‧‧‧光電轉換元件
1307‧‧‧彩色濾光片
1307B‧‧‧藍色濾光片
1307G‧‧‧綠色濾光片
1307R‧‧‧紅色濾光片
1308‧‧‧接著層
1309‧‧‧帶通層
1400‧‧‧攝像元件
1401‧‧‧光電轉換層
1402‧‧‧彩色濾光片層
1403‧‧‧晶載透鏡
1404‧‧‧低折射率層
1405‧‧‧紅外吸收層
1406‧‧‧光電轉換元件
1407‧‧‧彩色濾光片
1407B‧‧‧藍色濾光片
1407G‧‧‧綠色濾光片
1407R‧‧‧紅色濾光片
1408‧‧‧接著層
1409‧‧‧帶通層
1500‧‧‧攝像元件
1501‧‧‧光電轉換層
1502‧‧‧彩色濾光片層
1503‧‧‧晶載透鏡
1504‧‧‧低折射率層
1505‧‧‧紅外吸收層
1506‧‧‧光電轉換元件
1507‧‧‧彩色濾光片
1507B‧‧‧藍色濾光片
1507G‧‧‧綠色濾光片
1507R‧‧‧紅色濾光片
1508‧‧‧保護層
1600‧‧‧攝像元件
1601‧‧‧光電轉換層
1602‧‧‧彩色濾光片層
1603‧‧‧晶載透鏡
1604‧‧‧低折射率層
1605‧‧‧紅外吸收層
1606‧‧‧光電轉換元件
1607‧‧‧彩色濾光片
1607B‧‧‧藍色濾光片
1607G‧‧‧綠色濾光片
1607R‧‧‧紅色濾光片
1608‧‧‧保護層
1609‧‧‧防反射層
A1‧‧‧透過波長頻帶
A2‧‧‧透過波長頻帶
L‧‧‧入射光
圖1係本技術之第1實施形態之攝像元件之示意圖。
圖2係表示同一攝像元件之動作之示意圖。
圖3係表示比較例之攝像元件之動作之示意圖。
圖4係表示比較例之攝像元件之動作之示意圖。
圖5係表示比較例之攝像元件之動作之示意圖。
圖6係本技術之第1實施形態之攝像元件與紅外截止濾光片之示意圖。
圖7係本技術之第2實施形態之攝像元件之示意圖。
圖8(a)、(b)係本技術之第3實施形態之攝像元件之示意圖。
圖9(a)、(b)係本技術之第4實施形態之攝像元件之示意圖。
圖10係本技術之第5實施形態之攝像元件之示意圖。
圖11係表示同一攝像元件之由紅外吸收層所形成之透過分光特性之圖表。
圖12(a)、(b)係表示同一攝像元件之由帶通層所形成之透過分光特性之圖表。
圖13(a)、(b)係表示同一攝像元件之由紅外吸收層與帶通層所形成之透過分光特性之圖表。
圖14係本技術之第6實施形態之攝像元件之示意圖。
圖15係本技術之第7實施形態之攝像元件之示意圖。
圖16係本技術之第8實施形態之攝像元件之示意圖。
圖17係本技術之第9實施形態之攝像元件之示意圖。
圖18係本技術之第10實施形態之攝像元件之示意圖。
圖19係本技術之第11實施形態之攝像元件之示意圖。
圖20係本技術之第12實施形態之攝像元件之示意圖。
圖21係本技術之第13實施形態之攝像元件之示意圖。
圖22係本技術之第14實施形態之攝像元件之示意圖。
圖23係本技術之第15實施形態之攝像元件之示意圖。
圖24係本技術之第16實施形態之攝像元件之示意圖。
(第1實施形態)
對本技術之第1實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件上之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖1係表示本實施形態之攝像元件100之示意圖。如該圖所示，攝像元件100係積層光電轉換層101、彩色濾光片層102、晶載透鏡103、低折射率層104、及紅外吸收層105而構成。
光電轉換層101為包含複數個光電轉換元件106之層。具體而言，光電轉換層101可設為於矽等之基板上形成有光電轉換元件106之電路者。光電轉換層101之構造可設為CCD(Charge Coupled Device：電荷耦合器件)構造或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)。
光電轉換層101可為光電轉換元件106以二維(矩陣狀)排列之影像 感測器，亦可為光電轉換元件106以一維(線狀)排列之線感測器。
彩色濾光片層102積層於光電轉換層101，且具有與各光電轉換元件106對應之彩色濾光片。具體而言，彩色濾光片可設為使紅色波長頻帶透過之紅色濾光片107R、使綠色波長頻帶透過之綠色濾光片107G、及使藍色波長頻帶透過之藍色濾光片107B之3種彩色濾光片。以下，將紅色濾光片107R、綠色濾光片107G及藍色濾光片107B統稱為彩色濾光片107。
彩色濾光片107之種類(透過波長)不限於上述3種顏色。各彩色濾光片107之材料不特別限定，而可設為包含周知之材料者。彩色濾光片107可如圖1所示般，設為將具有3種中任一種透過波長之彩色濾光片107設置於各光電轉換元件106之上層者。藉此，於各光電轉換元件106，入射具有透過上層之彩色濾光片107之特定波長頻帶之光，其輸出可設為透過彩色濾光片107之波長頻帶之光之強度。
另，亦可不設置彩色濾光片層102。不設置彩色濾光片層102之情形時，自各光電轉換元件106之輸出產生單色圖像。該情形時，晶載透鏡103可設置於光電轉換層101上，又，亦可介隔若干層而設置。
晶載透鏡103形成於彩色濾光片層102上，且將入射光經由彩色濾光片107而聚光於光電轉換元件106。晶載透鏡103可如圖1所示般與各光電轉換元件106對應地形成，亦可將一個晶載透鏡103與複數個光電轉換元件106對應而形成。
晶載透鏡103可設為包含具有透光性之高折射率材料，且具有半球形狀或作為透鏡發揮功能之形狀者。藉此，自相較於晶載透鏡103折射率更小之低折射率層104入射於晶載透鏡103之光，於低折射率層104與晶載透鏡103之界面折射，並聚光於與各晶載透鏡103對應之光電轉換元件106。
低折射率層104係平坦地形成於晶載透鏡103上。即，藉由低折 射率層104埋入晶載透鏡103之透鏡形狀(半球形狀等)。低折射率層104可設為包含具有至少較晶載透鏡103之折射率更小之折射率，且具有透光性之材料者。另，低折射率層104與晶載透鏡103之折射率差越大，則晶載透鏡103所形成之透鏡效應越大，而理想化。
紅外吸收層105積層於低折射率層104，自對攝像元件100之入射光去除紅外成分。如上所述，因低折射率層104係平坦地形成，故，無論晶載透鏡103之形狀如何，紅外吸收層105皆可以固定之厚度積層。紅外吸收層105較佳為包含紅外成分之吸收率高、且可視光之透過率高之材料者。關於此種材料之詳細內容將於後敘述。
紅外吸收層105之厚度較佳為1μm以上且200μm以下。在本實施形態之攝像元件100中，因紅外吸收層105之厚度不會對晶載透鏡103與光電轉換元件106之距離造成影響，故可將紅外吸收層105設為具有紅外成分之去除所必要之足夠之厚度者。
[攝像元件之動作]
說明具有上述構成之攝像元件100之動作。圖2係表示對攝像元件100之入射光(表示為入射光L)之示意圖。如該圖所示，入射光L透過紅外吸收層105、低折射率層104、晶載透鏡103、及彩色濾光片層102而到達光電轉換元件106。
入射光L係藉由紅外吸收層105而去除入射光L中所含之紅外波長頻帶之成分(以下，稱為紅外成分)，且於低折射率層104與晶載透鏡103之界面折射，並朝向光電轉換元件106聚光。藉由彩色濾光片層102去除彩色濾光片107之透過波長頻帶以外之成分，且藉由光電轉換元件106予以光電轉換。
[攝像元件之效果]
在與比較例之比較中說明本實施形態之攝像元件100之效果。圖3至圖5係表示作為比較例之先前技術之攝像元件之示意圖。
圖3係表示比較例之攝像元件10之示意圖。攝像元件10係將光電轉換層11、彩色濾光片層12、及晶載透鏡13以該順序積層而構成。於光電轉換層11中形成有複數個光電轉換元件14。如該圖所示，攝像元件10因無法單獨防止紅外成分入射至光電轉換元件14，而必須與紅外截止濾光片15一同安裝於攝像裝置(未圖示)。紅外截止濾光片15可為包含紅外吸收材料之紅外吸收濾光片，亦可為交替積層有多個高折射率材料與低折射率材料之多層膜濾光片。
如圖3所示，入射光L透過紅外截止濾光片15入射於攝像元件10，並透過晶載透鏡13及彩色濾光片層12而到達光電轉換元件14。此處，如上述般，必須將紅外截止濾光片15與攝像元件10另行安裝於攝像裝置，為維持強度等，紅外截止濾光片15必須為一定厚度(1~3mm左右)。因此，因紅外截止濾光片15而難以使攝像光學系統薄型化。
與此相對，圖2所示之本實施形態之攝像元件100因藉由紅外吸收層105去除入射光L之紅外成分，故無須在攝像元件100之外另行設置紅外截止濾光片，從而可實現攝像光學系統之薄型化。
再者，圖4及圖5係表示另一比較例之攝像元件之示意圖。
圖4所示之比較例之攝像元件20(相當於先前技術文獻之專利文獻1)係將光電轉換層21、彩色濾光片層22、紅外吸收層23及晶載透鏡24以該順序積層而構成。於光電轉換層21中形成有複數個光電轉換元件25。紅外吸收層23為包含紅外吸收材料之層。
攝像元件20因具有紅外吸收層23，而與上述攝像元件10不同，無需與攝像元件20獨立之紅外截止濾光片，從而可實現攝像光學系統之薄型化。然而，根據攝像元件20之構成，會產生如下問題。
如圖4所示，入射光L係藉由晶載透鏡24聚光，且透過紅外吸收層23及彩色濾光片層22而到達光電轉換元件25。此處，因存在形成於 晶載透鏡24與彩色濾光片層22之間之紅外吸收層23，導致晶載透鏡24與光電轉換元件25之距離變大。其理由為，為具有充分之紅外吸收能力，紅外吸收層23需要有一定厚度。此處，因晶載透鏡24與光電轉換元件25之距離變大，而以恰好聚光於光電轉換元件25之位置之方式調整透鏡之曲率。
藉此，如圖4所示，產生以某一角度入射於晶載透鏡24之入射光L並非入射於與該晶載透鏡24對應之光電轉換元件25，而入射於與其鄰接之光電轉換元件25之情形。由此，發生像素解析度或色分離之劣化。
圖5所示之比較例之攝像元件30(相當於先前技術文獻之專利文獻2)係將光電轉換層31、彩色濾光片/紅外吸收層32、及晶載透鏡33以該順序積層而構成。於光電轉換層31中形成有複數個光電轉換元件34。彩色濾光片/紅外吸收層32為兼具彩色濾光片之功能與紅外吸收功能之層。
攝像元件30亦因具有彩色濾光片/紅外吸收層32，而與攝像元件20相同，無需與攝像元件30獨立之紅外截止濾光片，從而可實現攝像光學系統之薄型化。然而，彩色濾光片/紅外吸收層32亦為具有充分之紅外吸收能力而需要一定厚度。因此，與攝像元件20之情形相同，會產生對晶載透鏡33之入射光並非入射於與該晶載透鏡33對應之光電轉換元件34，而係入射於與其鄰接之光電轉換元件34之問題。此處，因晶載透鏡33與光電轉換元件34之距離變大，而以恰好聚光於光電轉換元件25之位置之方式調整透鏡之曲率。
與此相對，在圖2所示之本實施形態之攝像元件100中，紅外吸收層105形成於較晶載透鏡103更上層。即，無論紅外吸收層105之厚度如何，晶載透鏡103與光電轉換元件106之距離均與先前構造(攝像元件10，參照圖3)為同等程度，而不會產生如上述比較例之攝像元件 20或攝像元件30之因入射光L入射於鄰接之光電轉換元件106而引起之問題。換言之，本實施形態之攝像元件100可不使攝像元件100之攝像性能(解析度等)降低，而實現攝像光學系統之薄型化。
[關於紅外吸收材料]
如上述般，攝像元件100之紅外吸收層105包含具有紅外吸收能力之紅外吸收材料。構成紅外吸收層105之紅外吸收材料較佳為加熱黃化溫度(紅外吸收材料劣化而變為黃色之溫度)在180℃以上者。其理由為，在攝像元件100中，有別於如比較例之攝像元件10般將紅外截止濾光片15與攝像元件10另行設置之情形，紅外吸收層105係包含於攝像元件100內。即，在攝像元件100之製造過程或動作中，即使紅外吸收層105暴露於高溫之情形時仍不會發生黃化之材料適宜作為紅外吸收材料。
紅外吸收材料可設為至少包含紅外吸收色素(波長選擇性吸收色素)者，亦可設為將紅外吸收色素混合於黏合劑樹脂中者。又，紅外吸收材料亦可設為包含添加劑(調平劑、分散劑等)者。
(紅外吸收色素)
作為紅外吸收色素，較佳為具有600nm以上且1200nm以下之極大吸收波長，且該範圍之莫耳吸光係數為1000L/mol‧cm以上之色素。且，為確保可視區域之透過性，期望色素之紅外區域與可視區域之極大吸收波長之莫耳吸光係數之比為0.1以下者。
紅外吸收色素較佳為短徑1nm以上且長徑50nm以下之微粒子狀者。短徑小於1nm之情形時，紅外吸收色素之表面積較大，而容易氧化。於攝像元件100使用時，紅外吸收層105會被加熱至80℃~180℃左右，據此若紅外吸收色素被氧化，則導致紅外吸收層105之紅外吸收能力受損。因此，藉由將紅外吸收色素之短徑設為1nm以上，可防止紅外吸收色素之氧化，從而抑制紅外吸收層105之熱劣化。
再者，紅外吸收色素之長徑超過50nm之情形時，有因紅外吸收色素而發生光散射，且由此導致光電轉換元件14之受光量減少或產生雜訊之虞。因此，藉由將紅外吸收色素之長徑設為小於50nm，可防止紅外吸收色素所引起之光散射。
即，藉由將紅外吸收色素設為短徑1nm以上且長徑50nm之微粒子狀態者，可防止紅外吸收色素之熱劣化與紅外吸收色素所引起之光散射。具有上述大小之紅外吸收色素之微粒子可利用使用混煉機或碎礦機之粉碎法或再結晶法製造，亦可利用任一種製造方法製造微粒子狀之紅外吸收色素。
另，通常在形成微粒子時，微粒子之再凝聚成為問題。作為其對策，有添加界面活性劑、微粒子之表面處理(松香、樹脂處理)、顏料衍生物化處理等，可利用任一種方法形成紅外吸收色素之微粒子。對處理過程中所使用之添加劑將於後敘述。
進而，紅外吸收色素較佳為分解溫度180℃以上者。其理由為，於如上述之攝像元件100之製造過程或動作中，即使於將紅外吸收層105暴露於高溫之情形時，必須不失去紅外吸收能力。另，亦可利用後述之添加劑提高紅外吸收色素之分解溫度。紅外吸收材料所含之紅外吸收色素可為2種以上，可適當選擇如成為適於攝像之分光特性之紅外吸收色素之組合。
具體而言，紅外吸收色素可舉出具有二硫醇錯合物、胺基硫醇錯合物、偶氮錯合物、酞菁、萘酞菁、磷酸酯銅錯合物、亞硝基化合物、及其金屬錯合物作為主骨架者。錯合物之金屬部分可選自鐵、鎂、鎳、鈷、銅、釩鋅、鋅、鈀、鉑、鈦、銦、錫、鉻、鈧、及錳等，且亦可選定鈦氧及氧釩根等之氧化物。又，配位部分之元素亦可選擇具有各種鹵素、胺基、硝基、硫醇基之部位之有機配體。再者，亦可導入烷基、羥基、羧基、胺基、硝基、氰基、氟化烷基、醚等之 取代基。
又，作為紅外吸收色素，可舉出花青、部花青等之次甲基染料、三芳基甲烷系、方酸菁、蒽醌、萘醌、四萘嵌三苯、二萘嵌苯、金紅石、亞胺鎓、二亞銨、克酮尼、三次甲基、銨鹽、吡咯并吡咯衍生物、醌衍生物、及染料色澱之有機化合物。亦可於各有機化合物中導入烷基、羥基、羧基、胺基、硝基、氰基、氟化烷基、醚等之取代基。
再者，作為紅外吸收色素，亦可舉出ITO(Indium Tin Oxide：氧化銦錫)、AZO(Al doped zinc oxide：鋁摻雜氧化鋅)、氧化鎢、氧化銻、鎢銫、及氧化鐵等金屬氧化物。該等金屬氧化物可為膜，亦可為粒子狀靜態物。
再者，作為紅外吸收色素，亦可利用具有大小或式量大於過氯酸鹽離子或不易氧化之陰離子部分、或具有大小或式量大於銨離子或不易氧化之陽離子部分之物質。可將次甲基染料或二亞銨等之可色澱化之色素用作紅外吸收色素，該等色素具有陰離子部分或陽離子部分。
作為大小或式量大於過氯酸鹽離子或不易氧化之陰離子，例如，可舉出過溴酸陰離子、過碘酸陰離子等過氧化物陰離子、六氟磷酸陰離子、六氟化銻陰離子、六氟化鉍陰離子等氟化物陰離子、烷基碸酸陰離子衍生物、甲苯磺酸鹽、烷基磺醯亞胺陰離子衍生物、氰系之陰離子、以四苯硼酸鹽為代表之硼系陰離子、糖酸鹽及乙酰胺基磺酸等。作為具有大小或式量大於銨離子或不易氧化之陽離子，例如可舉出銨陽離子衍生物、咪唑啉鎓衍生物、吡啶鎓衍生物、吡咯烷鎓衍生物、膦衍生物、及鋶衍生物等。
該等具有陰離子部分或陽離子部分之紅外吸收色素其陰離子部分或陽離子部分不易氧化。因此，可防止攝像元件100之使用時由紅 外吸收層105之加熱引起之紅外吸收色素之氧化，即可防止紅外吸收層105之熱劣化。
(黏合劑樹脂)
黏合劑樹脂可為高分子量體，亦可為低分子量體。高分子量體之情形時，較佳為分解溫度在180℃以上，且Tg(玻璃轉移溫度)在180℃以上者，進而更佳為Mp(熔點)在180℃以上者。進而，最佳為加熱黃化溫度在180℃以上者。藉此，可防止紅外吸收材料之紅外吸收能力之降低及可視光透過性之降低。
低分子量體之情形時，藉由成膜後加熱或紫外線之照射等而交聯，於該交聯反應後所產生之高分子量體較佳為分解溫度在180℃以上且Tg在180℃以上者，進而更佳為Mp在180℃以上者。進而，最佳為加熱黃化溫度在180℃以上者。藉此，可防止紅外吸收材料之紅外吸收能力之降低及可視光透過性之降低。
又，需要交聯反應之情形時，有時需要如成為反應助劑之交聯劑或反應引發劑(例如光聚合引發劑或熱聚合引發劑)等。該等反應助劑係根據所使用之低分子量體(單體)而適當選定，高分子量體、低分子量體、反應助劑皆較佳為不於400~600nm(可視光波長頻帶)中具有吸收極大波長者。
即使黏合劑樹脂之加熱黃化性不滿180℃之情形時，仍可於樹脂中混合氧化物微粒子，而提高加熱黃化性。另，氧化物微粒子相當於後述之添加劑。
具體而言，作為黏合劑樹脂，可舉出於末端構造中具有環氧基、丙烯基、及乙烯基之樹脂。再者，於主鏈之骨架中具有矽酮、聚碳酸酯、聚碸、聚醯亞胺、降冰片烯、其他多官能系之聚合體(期望為3官能以上)、多糖類或纖維素構造者係加熱黃化性較高，而較佳。
再者，作為黏合劑樹脂，較佳為使紅外吸收色素不易氧化之樹 脂。具體而言，可利用僅包含矽氧烷骨架之合成樹脂、或包含矽氧烷骨架部分及氧部分之反應活性較低之部分骨架之合成樹脂作為黏合劑樹脂。氧部分之反應活性較高之有機基為例如羰基，氧部分之反應活性較低之有機基為例如醚、乙烯基、胺、烷基等。因此，可利用僅包含矽氧烷骨架之矽氧烷聚合物、或包含矽氧烷骨架與氧部分之反應活性較低之有機基之矽等作為黏合劑樹脂。聚合物樹脂可混合或共聚，例如，亦可使用包含環氧聚合物與二甲基聚矽氧烷之接枝共聚物等。另，作為黏合劑樹脂，其等中於可視區域透明性較高者尤佳。
假若將具有氧部分之反應活性較高之有機基之樹脂作為黏合劑樹脂，則因攝像元件100之使用時紅外吸收層105之加熱，該有機基之氧被供給於紅外吸收色素，而將紅外吸收色素氧化。由此紅外吸收層105之紅外吸收能力受損。藉由利用僅包含矽氧烷骨架之合成樹脂、或包含矽氧烷骨架部分及不具有氧部分之反應活性較高之有機基之部分之合成樹脂作為黏合劑樹脂，可防止由黏合劑樹脂引起之紅外吸收色素之氧化，即可防止紅外吸收層105之紅外吸收能力之熱劣化。
(添加劑)
作為添加劑，可舉出調平劑、分散助劑(界面活性劑等)、抗氧化劑、及色素之穩定劑等。該等添加劑較佳為不於400~600nm之可視光波長頻帶中具有吸收極大波長者。再者，添加劑較佳為分解溫度在180℃以上者。尤其於使用紅外吸收色素之穩定劑或抗氧化劑之情形時，有時即使紅外吸收色素或黏合劑樹脂之分解溫度在180℃以下，藉由該等添加劑紅外吸收材料之加熱黃化性仍成為180℃以上，該情形時，紅外吸收色素、及黏合劑樹脂之分解溫度無須必定在180℃以上。
再者，根據所使用之紅外吸收色素或黏合劑樹脂，有光劣化成為問題之情形。如此般耐光性成為問題之情形時，亦可利用抑制光劣 化之添加劑。作為抑制光劣化之添加劑，有抑制單態氧之添加劑或激發色素之穩定劑。作為光穩定劑，例如可舉出鎳二硫醇錯合物、鎳錯合物、銅硫醇錯合物、鈷硫醇錯合物等金屬錯合物、TCNQ(tetracyanoquinodimethane：四氰基喹諾二甲烷)衍生物、苯酚系、磷系、受阻胺系、蒽衍生物等光穩定劑、氧化銅、氧化鐵等金屬氧化物微粒子等。雖若為該等則並無特別限定，但更期望為不會改變紅外吸收色素之耐熱性或分光特性之添加劑。
進而，如上所述使紅外吸收色素微粒子化之情形時，為抑制粒子之再凝聚，亦可添加界面活性劑。界面活性劑可根據紅外吸收層105所包含之紅外吸收色素之表面狀態而適當選定，期望為可發揮可使色素良好地分散於樹脂組合物中之功能之物質，且於可視區域不存在吸收者。
界面活性劑大致分為親水性部分為離子性(陽離子性．陰離子性．雙性)者與非離子性(無離子性)者。且，根據其分子量而分類為低分子系與高分子系。作為在水中解離時成為陰離子之分散劑，已知有作為親水基具有碳酸、磺酸、或磷酸構造之物質。具體而言，可舉出肥皂(脂肪酸納)、單烷基硫酸鹽、烷基聚氧乙烯硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、單烷基磷酸鹽。且，已知有在水中解離時成為陽離子之分散劑。
存在作為親水基具有四烷基銨之陽離子系界面活性劑(陽離子性界面活性劑)。具體而言，可舉出烷基三甲基銨鹽、二烷基二甲基銨鹽、及烷基苯甲基二甲基銨鹽。進而，於分子內具有陰離子性部位與陽離子性部位兩者，且根據溶液之pH而成為陽．兩性．陰離子。已知具有將上述各者加以組合之構造之兩性界面活性劑(雙性界面活性劑)。具體而言，可舉出烷基二甲基氧化胺、烷基羧基甜菜鹼。
另一方面，已知有親水部為非電解質、即具有不會離子化之親水性部分者，且如烷基配糖、多價醇酯系或高級乙醇环氧烷系之低分 子系物質之非離子性界面活性劑(無離子性界面活性劑)。具體而言，可舉出山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基多糖苷、二乙醇胺脂肪酸、烷基單甘油醚。
作為高分子系之分散劑，可舉出如聚羧酸、萘磺酸福馬林縮聚系、聚羧酸烷基酯系等陰離子性分散劑、聚烷撐多胺系之陽離子性分散劑，或聚乙二醇、聚乙烯醇或聚醚系之非離子性(無離子性)分散劑。其中，更期望添加不易出現滲出等減少之高分子系之界面活性劑。
如以上般，成為紅外吸收層105之紅外吸收材料可設為包含紅外吸收色素與黏合劑樹脂及任意添加至其等中之添加劑者。另，紅外吸收層105必須以充分之密著性密著於下層即低折射率層104，且必須不因加熱而產生裂化、白濁、及剝離等。紅外吸收層105之密著性於紅外吸收色素為單一之情形時，依存於該色素材料之密著性，於黏合劑樹脂成為紅外吸收材料之主要成分之情形時，依存於黏合劑樹脂之密著性。又，無法以紅外吸收色素或黏合劑樹脂獲得充分之密著性之情形時，亦可利用添加劑提高密著性。
紅外吸收層105可藉由利用蒸鍍法、濺鍍法及塗布法等之成膜方法於低折射率層104上成膜而形成上述紅外吸收材料。尤佳的是可均一形成紅外吸收層105之厚度之成膜方法。
[關於與紅外截止濾光片之組合]
本實施形態之攝像元件100亦可與紅外截止濾光片一同利用。圖6係表示與攝像元件100一同安裝之紅外截止濾光片150之示意圖。如該圖所示，紅外截止濾光片150可設為多層膜紅外截止濾光片。
具體而言，紅外截止濾光片150可設為於支持基板151之兩面上成膜有多層膜152者。多層膜152可設為交替積層有包含高折射率材料之層與包含低折射率材料之層者，且係藉由該等層間之光之干涉僅使 紅外成分反射並使可視光透過者。另，紅外截止濾光片150不限於多層膜紅外截止濾光片，而可為利用其他原理去除紅外成分者。
藉由將攝像元件100與紅外截止濾光片150一同利用，可藉由攝像元件100之紅外吸收層105與紅外截止濾光片150補償彼此之透過波長頻帶(後述)。又，因可以兩者分擔紅外去除量，故亦可實現紅外吸收層105之薄型化。
(第2實施形態)
對本技術之第2實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖7係表示本實施形態之攝像元件200之示意圖。如該圖所示，攝像元件200係積層光電轉換層201、彩色濾光片層202、晶載透鏡203、低折射率層204、紅外吸收層205、及防反射層208而構成。
光電轉換層201、彩色濾光片層202、晶載透鏡203、低折射率層204及紅外吸收層205可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層201中形成有複數個光電轉換元件206。彩色濾光片層202具有與各光電轉換元件206對應之紅色濾光片207R、綠色濾光片207G、及藍色濾光片207B(以下，將其等統稱為彩色濾光片207)。
防反射層208係作為攝像元件200之最上層而積層於紅外吸收層205上，防止來自上方側之入射光及來自下層(紅外吸收層205)側之入射光之反射。對攝像元件200之入射光透過防反射層208、紅外吸收層205及低折射率層204，並藉由晶載透鏡203聚光，透過彩色濾光片層202而到達光電轉換元件206。此處，有入射光之一部分於各層之界面反射，成為反射光而行進至上層側之情形。
假設不設置防反射層208，則來自下層側之反射光於紅外吸收層 205與空氣之界面再次反射而入射於其他光電轉換元件206，而有發生像素解析度降低等之虞。此處，利用防反射層208防止反射光於空氣與紅外吸收層205之界面再次反射，藉此可防止反射光到達其他光電轉換元件206。
防反射層208可設為包含降低產生於空氣與紅外吸收層205之界面之光反射率之任意材料者。且，亦可藉由將防反射層208設為包含可遮斷氧之材料者，防止氧到達紅外吸收層205，從而防止紅外吸收層205所含之紅外吸收色素氧化。再者，藉由將防反射層208設為包含物理性或化學性強度較高之材料者，亦可防止下層之物理性或化學性之損傷。
(第3實施形態)
對本技術之第3實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖8係表示本實施形態之攝像元件1500之示意圖。圖8(a)表示攝像元件1500之中央部，圖8(b)表示攝像元件1500之端部(外周部)。如該等圖所示，攝像元件1500係積層光電轉換層1501、彩色濾光片層1502、晶載透鏡1503、低折射率層1504、紅外吸收層1505、及保護層1508而構成。
光電轉換層1501、彩色濾光片層1502、晶載透鏡1503、低折射率層1504及紅外吸收層1505可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層1501中形成有複數個光電轉換元件1506。彩色濾光片層1502具有與各光電轉換元件1506對應之紅色濾光片1507R、綠色濾光片1507G、及藍色濾光片1507B(以下，將其等統稱為彩色濾光片1507)。
保護層1508積層於紅外吸收層1505，阻擋氧及水分，或抑制物理性之損傷。藉由保護層1508阻擋氧，可防止氧到達紅外吸收層1505，從而防止紅外吸收層1505所包含之紅外吸收色素氧化。
保護層1508可由以下材料形成：可阻擋氧之材料、氧化銀(I)(Ag2O)、一氧化銀(AgO)、氧化鋁(Al2O3)、氟化鋁(AlF3)、氟化鋇(BaF2)、氧化鈰(IV)(CeO2)、氧化鉻(III)(Cr2O3)、硫化鉻(III)(Cr2S3)、氟化釓(GdF3)、氧化鉿(IV)(HfO2)、氧化銦錫(ITO)、氟化鑭(LaF3)、鈮酸鋰(LiNbO3)、氟化鎂(MgF2)、氧化鎂(MgO)、六氟鋁酸鈉(Na3AlF6)、五氧化二妮(Nb2O5)、鈑鎳合金(Ni-Cr)、鈑鎳合金之氮化物(NiCrNx)、氮氧化物(OxNy)、氮化矽(SiN4)、氧化矽(SiO)、二氧化矽(SiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)、三氧化二鈦(Ti2O3)、五氧化三鈦(Ti3O5)、氧化鈦(TiO)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鎢(WO3)、氧化釔(Y2O3)、氟化釔(YF3)、硫化鋅(ZnS)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化銦(In2O3)等。當然，亦可為其他材料。
保護層1508可設為具有足以遮斷氧之厚度、例如300nm左右之厚度者。且，保護層1508較佳為具有較高之透光性者。再者，藉由將保護層1508設為包含阻擋氧，且物理性或化學性強度較高之材料者，可使保護層1508除了阻擋氧以外，亦防止下層之物理性或化學性之損傷。
如圖8(b)所示，保護層1508可設為於攝像元件1500之端部(外周部)亦形成於紅外吸收層1505之側面上者。據此，亦可防止氧到達紅外吸收層1505之側面。
(第4實施形態)
對本技術之第4實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖9係表示本實施形態之攝像元件1600之示意圖。圖9(a)表示攝像元件1600之中央部，圖9(b)表示攝像元件1500之端部(外周部)。如圖9(a)所示，攝像元件1600係積層光電轉換層1601、彩色濾光片層1602、晶載透鏡1603、低折射率層1604、紅外吸收層1605、保護層1608、及防反射層1609而構成。
光電轉換層1601、彩色濾光片層1602、晶載透鏡1603、低折射率層1604及紅外吸收層1605可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層1601中形成有複數個光電轉換元件1606。彩色濾光片層1602具有與各光電轉換元件1606對應之紅色濾光片1607R、綠色濾光片1607G、及藍色濾光片1607B(以下，將其等統稱為彩色濾光片1607)。
保護層1608積層於紅外吸收層1605，阻擋氧及水分，或抑制物理性之損傷。藉由保護層1608阻擋氧，可防止氧到達紅外吸收層1605，從而防止紅外吸收層1605所包含之紅外吸收色素氧化。
保護層1608可由以下材料形成：可阻擋氧之材料、氧化銀(I)(Ag2O)、一氧化銀(AgO)、氧化鋁(Al2O3)、氟化鋁(AlF3)、氟化鋇(BaF2)、氧化鈰(IV)(CeO2)、氧化鉻(III)(Cr2O3)、硫化鉻(III)(Cr2S3)、氟化釓(GdF3)、氧化鉿(IV)(HfO2)、氧化銦錫(ITO)、氟化鑭(LaF3)、鈮酸鋰(LiNbO3)、氟化鎂(MgF2)、氧化鎂(MgO)、六氟鋁酸鈉(Na3AlF6)、五氧化二妮(Nb2O5)、鈑鎳合金(Ni-Cr)、鈑鎳合金之氮化物(NiCrNx)、氮氧化物(OxNy)、氮化矽(SiN4)、氧化矽(SiO)、二氧化矽(SiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)、三氧化二鈦(Ti2O3)、五氧化三鈦(Ti3O5)、氧化鈦(TiO)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鎢(WO3)、氧化釔(Y2O3)、氟化釔(YF3)、硫化鋅(ZnS)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化銦(In2O3)等。當然，亦可為其他材料。
保護層1608可設為具有足以遮斷氧之厚度、例如300nm左右之厚度者。且，保護層1608較佳為具有較高之透光性者。
如圖9(b)所示，保護層1608可設為於攝像元件1600之端部(外周部)亦形成於紅外吸收層1605之側面上者。據此，亦可防止氧到達紅外吸收層1605之側面。
防反射層1609係作為攝像元件1600之最上層而積層於保護層1608上，防止來自上方側之入射光及來自下層(紅外吸收層1605)側之入射光之反射。防反射層1609可設為包含降低產生於空氣與紅外吸收層1605之界面之光反射率之任意材料者。又，藉由將防反射層1609設為包含物理性或化學性強度較高之材料者，亦防止下層之物理性或化學性之損傷。
(第5實施形態)
對本技術之第5實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖10係表示本實施形態之攝像元件300之示意圖。如該圖所示，攝像元件300係積層光電轉換層301、彩色濾光片層302、晶載透鏡303、低折射率層304、紅外吸收層305、保護層308及帶通層309而構成。
光電轉換層301、彩色濾光片層302、晶載透鏡303、低折射率層304及紅外吸收層305可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層301中形成有複數個光電轉換元件306。彩色濾光片層302具有與各光電轉換元件306對應之紅色濾光片307R、綠色濾光片307G、及藍色濾光片307B(以下，將其等統稱為彩色濾光片307)。
保護層308積層於紅外吸收層305上，阻擋氧及水分，或抑制物 理性之損傷。藉此，如圖10所示，可於紅外吸收層305上介隔保護層308而積層帶通層309。另，根據帶通層309之積層方法，亦可不設置保護層308。
保護層308可由以下材料形成：可阻擋氧之材料、氧化銀(I)(Ag2O)、一氧化銀(AgO)、氧化鋁(Al2O3)、氟化鋁(AlF3)、氟化鋇(BaF2)、氧化鈰(IV)(CeO2)、氧化鉻(III)(Cr2O3)、硫化鉻(III)(Cr2S3)、氟化釓(GdF3)、氧化鉿(IV)(HfO2)、氧化銦錫(ITO)、氟化鑭(LaF3)、鈮酸鋰(LiNbO3)、氟化鎂(MgF2)、氧化鎂(MgO)、六氟鋁酸鈉(Na3AlF6)、五氧化二妮(Nb2O5)、鈑鎳合金(Ni-Cr)、鈑鎳合金之氮化物(NiCrNx)、氮氧化物(OxNy)、氮化矽(SiN4)、氧化矽(SiO)、二氧化矽(SiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)、三氧化二鈦(Ti2O3)、五氧化三鈦(Ti3O5)、氧化鈦(TiO)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鎢(WO3)、氧化釔(Y2O3)、氟化釔(YF3)、硫化鋅(ZnS)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化銦(In2O3)等。當然，亦可為其他材料。
帶通層309積層於保護層308，且去除入射光所包含之一部分或全部紫色光及相對而言為短波長之光、紅外光、或該兩者。帶通層309可設為交替積層有包含高折射率材料之層與包含低折射率材料之層者，且可設為藉由該等層間之光之干涉，使一部分或全部紫色光及相對而言為短波長之光、紅外光、或該兩者反射，且使可視光透過者。
攝像元件300係除了帶通層309以外，具備紅外吸收層305，在本實施形態中，可利用兩者防止紅外成分到達光電轉換元件306。且，亦可利用帶通層309去除一部分或全部紫色光及相對而言為短波長之光。
圖11至圖13係表示帶通層309與紅外吸收層305所形成之透過分光特性之圖表。圖11係僅紅外吸收層305之透過波長頻帶A1與光電轉換 元件306之分光感光度特性，表示紅外吸收層305之透過波長頻帶所包含之光(圖中斜線部)未被紅外吸收層305吸收，而由光電轉換元件306檢測出。
圖12表示僅帶通層309之透過波長頻帶A2與光電轉換元件306之分光感光度特性。圖12(a)為對攝像元件300之光入射角度為0°(與層垂直之方向)之情形；圖12(b)為該入射角度為30°(距與層垂直之方向30°)之情形。如圖12(a)與圖12(b)所示，帶通層309係透過波長頻帶A2根據光之入射角度而朝向短波長側移位。其理由為，帶通層309利用由多層膜引起之光之干涉，使光學路徑長度根據入射角度發生變化。
因此，假設僅藉由帶通層309去除紅外成分之情形時，會產生如下問題。近年來，因攝像裝置之薄型化，而有攝像透鏡之焦點距離縮短之趨勢，在焦點距離較短之攝像透鏡中，因射出瞳距離亦變短，故相較於畫角中心(光電轉換層301之中心)，畫角周邊(光電轉換層301之周緣)之入射角度較大。因此，根據光電轉換元件306中光電轉換層301之位置，帶通層309所形成之透過波長有所不同，而會產生色再現性因攝像圖像之位置而異之面內均一性之劣化。
另一方面，圖13表示紅外吸收層305之透過波長頻帶A1(A1有時於長波長側具有透過率)、帶通層309之透過波長頻帶A2、及光電轉換元件306之分光特性。圖13(a)為對攝像元件300之光入射角度為0°(與層垂直之方向)之情形；圖13(b)係該入射角度為30°(距與層垂直之方向30°)之情形。如圖13(a)及圖13(b)所示，即使因對攝像元件300之光入射角度之差異，而產生帶通層309之透過波長頻帶A2之移位，仍可藉由紅外吸收層305之透過波長頻帶A1維持透過波長頻帶。
如以上般，本實施形態之攝像元件300藉由並用帶通層309與紅外吸收層305，可防止由光入射角度引起之透過波長頻帶之變動。再者，因可藉由帶通層309去除特定量之紅外成分，故亦可薄化紅外吸 收層305之厚度。
(第6實施形態)
對本技術之第6實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖14係表示本實施形態之攝像元件400之示意圖。如該圖所示，攝像元件400係積層光電轉換層401、彩色濾光片層402、晶載透鏡403、低折射率層404、紅外吸收層405、接著層408、支持基板409及帶通層410而構成。
光電轉換層401、彩色濾光片層402、晶載透鏡403、低折射率層404及紅外吸收層405可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層401中形成有複數個光電轉換元件406。彩色濾光片層402具有與各光電轉換元件406對應之紅色濾光片407R、綠色濾光片407G、及藍色濾光片407B(以下，將其等統稱為彩色濾光片407)。
接著層408積層於紅外吸收層405上，且接著紅外吸收層405與支持基板409。接著層408可設為包含具有接著性之任意材料、例如合成樹脂者，較佳為透光性較高者。且，接著層408可進而具有紅外吸收能力。該情形時，接著層408可設為含有上述紅外吸收材料(紅外吸收層105之說明中所記述之紅外吸收材料)者。
支持基板409積層於接著層408上，支持帶通層410。支持基板409可設為具有某種程度之強度之板狀構件，可設為包含透光性較高之材料、例如玻璃者。
帶通層410積層於支持基板409上，去除紫色光之一部分或全部及較其為短波長之光、紅外光、或該兩者。帶通層410可與第5實施形態相同，設為交替積層有高折射率材料與低折射率材料之構造。
根據如此之構成，攝像元件400係可分別製作出於支持基板409上成膜有帶通層410者、及自光電轉換層401至紅外吸收層405之積層體，並藉由接著層408接著兩者而製作出。一般之攝像元件之製造裝置大多不具備將多層膜成膜之功能，從而難以使用一般之攝像元件之製造裝置製作具備多層膜之攝像元件。
此處，藉由設為本實施形態之攝像元件400之構成，可利用不同過程進行帶通層410之製作、與下層之積層體(自光電轉換層401至紅外吸收層405)之製作。藉此，無需導入新穎之製造裝置或進行大幅改造，即可利用既有之製造裝置與多層膜成膜裝置製造攝像元件400。
(第7實施形態)
對本技術之第7實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖15係表示本實施形態之攝像元件500之示意圖。如該圖所示，攝像元件500係積層光電轉換層501、彩色濾光片/紅外吸收層502、晶載透鏡503、低折射率層504、及紅外吸收層505而構成。
光電轉換層501、晶載透鏡503、低折射率層504及紅外吸收層505可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層501中形成有複數個光電轉換元件506。
彩色濾光片/紅外吸收層502積層於光電轉換層501上，且除了彩色濾光片之功能以外，具有紅外吸收能力。具體而言，可設為於與各光電轉換元件506對應之各色之彩色濾光片中混合有如第1實施形態中所說明之紅外吸收色素者。如圖15所示，彩色濾光片/紅外吸收層502可設為具有紅色濾光片/紅外吸收體507R、綠色濾光片/紅外吸收體507G、及藍色濾光片/紅外吸收體507B者，以下，將其等統稱為彩色 濾光片/紅外吸收體507。另，彩色濾光片/紅外吸收體507之透過色不限於上述3種顏色。
攝像元件500除了紅外吸收層505以外，亦可藉由彩色濾光片/紅外吸收層502去除入射光之紅外成分。藉此，與僅設置有任一者之情形相比，可薄化各者之厚度。
如上述比較例之攝像元件30(參照圖5)般，僅彩色濾光片/紅外吸收層32負責去除紅外成分之情形時，不得不增大其厚度，而會產生入射光入射於其他光電轉換元件之問題。與此相對，在本實施形態之攝像元件500中，無須增大彩色濾光片/紅外吸收層502之厚度，而不會產生入射光入射於其他光電轉換元件506之問題。此外，攝像元件500可利用紅外吸收層505與彩色濾光片/紅外吸收層502此兩個紅外吸收層，充分去除入射光之紅外成分。
(第8實施形態)
對本技術之第8實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖16係表示本實施形態之攝像元件600之示意圖。如該圖所示，攝像元件600係積層光電轉換層601、彩色濾光片層602、晶載透鏡603、低折射率層604、紅外吸收層605、及帶通層608而構成。
光電轉換層601、彩色濾光片層602、晶載透鏡603、低折射率層604及紅外吸收層605可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層601中形成有複數個光電轉換元件606。彩色濾光片層602具有與各光電轉換元件606對應之紅色濾光片607R、綠色濾光片607G、及藍色濾光片607B(以下，將其等統稱為彩色濾光片607)。
帶通層608具有與第5實施形態相同之構成，並積層於紅外吸收 層605上。本實施形態之攝像元件600可利用紅外吸收層605與帶通層608兩者去除入射光之紅外成分。且，帶通層608亦可去除一部分或全部之紫色光及相較而言為短波長之光。
(第9實施形態)
對本技術之第9實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖17係表示本實施形態之攝像元件700之示意圖。如該圖所示，攝像元件700係積層光電轉換層701、彩色濾光片層702、晶載透鏡703、低折射率層704、帶通層708及紅外吸收層705而構成。
光電轉換層701、彩色濾光片層702、晶載透鏡703、低折射率層704及紅外吸收層705可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層701中形成有複數個光電轉換元件706。彩色濾光片層702具有與各光電轉換元件706對應之紅色濾光片707R、綠色濾光片707G、及藍色濾光片707B(以下，將其等統稱為彩色濾光片707)。
帶通層708具有與第5實施形態相同之構成，並積層於低折射率層704上。根據如此之構成，亦可利用紅外吸收層705與帶通層708去除入射光之紅外成分。且，帶通層708亦可去除一部分或全部之紫色光及相較而言為短波長之光。
(第10實施形態)
對本技術之第10實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖18係表示本實施形態之攝像元件800之示意圖。如該圖所示， 攝像元件800係積層光電轉換層801、彩色濾光片層802、晶載透鏡803、低折射率層804、接著層808、紅外吸收層805及支持基板809而構成。
光電轉換層801、彩色濾光片層802、晶載透鏡803及低折射率層804可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層801中形成有複數個光電轉換元件806。彩色濾光片層802具有與各光電轉換元件806對應之紅色濾光片807R、綠色濾光片807G、及藍色濾光片807B(以下，將其等統稱為彩色濾光片807)。
接著層808積層於低折射率層804上，並將紅外吸收層805接著於低折射率層804。接著層808可設為包含具有接著性之任意材料、例如合成樹脂者，較佳為透光性高者。且，接著層808亦可進而具有紅外吸收能力。該情形時，接著層808亦可設為含有上述紅外吸收材料(紅外吸收層105之說明中所記載之紅外吸收材料)者。
支持基板809支持紅外吸收層805。支持基板809可設為具有某種程度之強度之板狀構件，可設為包含透光性較高之材料、例如玻璃者。
紅外吸收層805可設為具有與第1實施形態相同之構成者。此處，在本實施形態中，紅外吸收層805可設為於攝像元件800之製造過程中積層於支持基板809上，並與支持基板809一同藉由接著層808而接著於下層構造(自光電轉換層801至低折射率層804)者。藉此，可在不同之製造過程(製造裝置)中製作攝像元件之下層構造與紅外吸收層805。
(第11實施形態)
對本技術之第11實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖19係表示本實施形態之攝像元件900之示意圖。如該圖所示，攝像元件900係積層光電轉換層901、彩色濾光片層902、晶載透鏡903、低折射率層904、接著層908、紅外吸收層905、帶通層909及支持基板910而構成。
光電轉換層901、彩色濾光片層902、晶載透鏡903及低折射率層904可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層901中形成有複數個光電轉換元件906。彩色濾光片層902具有與各光電轉換元件906對應之紅色濾光片907R、綠色濾光片907G、及藍色濾光片907B(以下，將其等統稱為彩色濾光片907)。
接著層908積層於低折射率層904上，並將紅外吸收層905接著於低折射率層904。接著層908可設為包含具有接著性之任意材料、例如合成樹脂者，較佳為透光性高者。且，接著層908亦可進而具有紅外吸收能力。該情形時，接著層908可設為含有上述紅外吸收材料(紅外吸收層105之說明中所記載之紅外吸收材料)者。
帶通層909具有與第5實施形態相同之構成，並積層於紅外吸收層905上。根據如此之構成，亦可利用紅外吸收層905與帶通層909去除入射光之紅外成分。且，帶通層909亦可去除一部分或全部之紫色光及相較而言為短波長之光。
支持基板910支持帶通層909及紅外吸收層905。支持基板910可設為具有某種程度之強度之板狀構件，可設為包含透光性較高之材料、例如玻璃者。
帶通層909及紅外吸收層905可設為於攝像元件900之製造過程中積層於支持基板910上者。具體而言，可設為首先於支持基板910上積層帶通層909，且於其上積層紅外吸收層905者。
在本實施形態中，可設為藉由接著層908將於支持基板910上積 層有帶通層909及紅外吸收層905之積層體接著於下層構造(自光電轉換層901至低折射率層904)者。藉此，可在不同之製造過程(製造裝置)中製作攝像元件900之下層構造與帶通層909及紅外吸收層905。
(第12實施形態)
對本技術之第12實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖20係表示本實施形態之攝像元件1000之示意圖。如該圖所示，攝像元件1000係積層光電轉換層1001、彩色濾光片層1002、晶載透鏡1003、低折射率層1004、接著層1008、帶通層1009、紅外吸收層1005、及支持基板1010而構成。
光電轉換層1001、彩色濾光片層1002、晶載透鏡1003及低折射率層1004可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層1001中形成有複數個光電轉換元件1006。彩色濾光片層1002具有與各光電轉換元件1006對應之紅色濾光片1007R、綠色濾光片1007G、及藍色濾光片1007B(以下，將其等統稱為彩色濾光片1007)。
接著層1008積層於低折射率層1004，並將帶通層1009接著於低折射率層1004。接著層1008可設為包含具有接著性之任意材料、例如合成樹脂者，且較佳為透光性高者。且，接著層1008亦可進而具有紅外吸收能力。該情形時，接著層1008亦可設為含有上述紅外吸收材料(紅外吸收層105之說明中所記載之紅外吸收材料)者。
帶通層1009具有與第5實施形態相同之構成，並積層於接著層1008上。根據如此之構成，亦可利用紅外吸收層1005與帶通層1009去除入射光之紅外成分。且，帶通層1009亦可去除一部分或全部之紫色光及相較而言為短波長之光。
支持基板1010支持紅外吸收層1005及帶通層1009。支持基板1010可設為具有某種程度之強度之板狀構件，可設為包含透光性較高之材料、例如玻璃者。
紅外吸收層1005及帶通層1009可設為於攝像元件1000之製造過程中積層於支持基板1010上者。具體而言，可設為首先於支持基板1010上積層紅外吸收層1005，且於其上積層帶通層1009者。
在本實施形態中，可設為藉由接著層1008將於支持基板1010上積層有紅外吸收層1005及帶通層1009之積層體接著於下層構造(自光電轉換層1001至低折射率層1004)者。藉此，可在不同之製造過程(製造裝置)中製作攝像元件之下層構造與紅外吸收層1005及帶通層1009。
(第13實施形態)
對本技術之第13實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖21係表示本實施形態之攝像元件1100之示意圖。如該圖所示，攝像元件1100係積層光電轉換層1101、彩色濾光片層1102、晶載透鏡1103、低折射率層1104、接著層1108、紅外吸收層1105、支持基板1110及帶通層1109而構成。
光電轉換層1101、彩色濾光片層1102、晶載透鏡1103及低折射率層1104可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層1101中形成有複數個光電轉換元件1106。彩色濾光片層1102具有與各光電轉換元件1106對應之紅色濾光片1107R、綠色濾光片1107G、及藍色濾光片1107B(以下，將其等統稱為彩色濾光片1107)。
接著層1108積層於低折射率層1104上，並將紅外吸收層1105接著 於低折射率層1104。接著層1108可設為包含具有接著性之任意材料、例如合成樹脂者，且較佳為透光性高者。且，接著層1108亦可進而具有紅外吸收能力。該情形時，接著層1108可設為含有上述紅外吸收材料(紅外吸收層105之說明中所記載之紅外吸收材料)者。
帶通層1109具有與第5實施形態相同之構成，並積層於支持基板1110上。根據如此之構成，亦可利用紅外吸收層1105與帶通層1109去除入射光之紅外成分。且，帶通層1109亦可去除一部分或全部之紫色光及相較而言為短波長之光。
支持基板1110支持紅外吸收層1105及帶通層1109。支持基板1110可設為具有某種程度之強度之板狀構件，可設為包含透光性較高之材料、例如玻璃者。
紅外吸收層1105及帶通層1109可設為於攝像元件1100之製造過程中積層於支持基板1110上者。具體而言，可設為首先於支持基板1110之一面上積層紅外吸收層1105，且於支持基板1110之相反側之面上積層帶通層1109者。
在本實施形態中，可設為藉由接著層1108將於支持基板1110上積層有紅外吸收層1105及帶通層1109之積層體接著於下層構造(自光電轉換元件1101至低折射率層1104)者。藉此，可在不同之製造過程(製造裝置)中製作攝像元件1100之下層構造與紅外吸收層1105及帶通層1109。
(第14實施形態)
對本技術之第14實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖22係表示本實施形態之攝像元件1200之示意圖。如該圖所 示，攝像元件1200係積層光電轉換層1201、彩色濾光片層1202、晶載透鏡1203、低折射率層1204、接著層1208及紅外吸收層1205而構成。
光電轉換層1201、彩色濾光片層1202、晶載透鏡1203及低折射率層1204可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層1201中形成有複數個光電轉換元件1206。彩色濾光片層1202具有與各光電轉換元件1206對應之紅色濾光片1207R、綠色濾光片1207G、及藍色濾光片1207B(以下，將其等統稱為彩色濾光片1207)。
接著層1208積層於低折射率層1204，並將紅外吸收層1205接著於低折射率層1204。接著層1208可設為包含具有接著性之任意材料、例如合成樹脂者，且較佳為透光性高者。且，接著層1208亦可進而具有紅外吸收能力。該情形時，接著層1208可設為含有上述紅外吸收材料(紅外吸收層105之說明中所記載之紅外吸收材料)者。
紅外吸收層1205可設為於攝像元件1200之製造過程中積層於未圖示之支持基板上者。於支持基板上積層有紅外吸收層1205之積層體可設為藉由接著層1208接著於下層構造(自光電轉換元件1201至低折射率層1204)者。接著後，藉由去除支持基板，而可製作出攝像元件1200。
在本實施形態中，儘管藉由去除支持紅外吸收層1205之支持基板，而為不具有支持基板之構造，仍可在不同之製造過程(製造裝置)中製作攝像元件1200之下層構造與紅外吸收層1205。
(第15實施形態)
對本技術之第15實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖23係表示本實施形態之攝像元件1300之示意圖。如該圖所 示，攝像元件1300係積層光電轉換層1301、彩色濾光片層1302、晶載透鏡1303、低折射率層1304、接著層1308、紅外吸收層1305、及帶通層1309而構成。
光電轉換層1301、彩色濾光片層1302、晶載透鏡1303及低折射率層1304可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層1301中形成有複數個光電轉換元件1306。彩色濾光片層1302具有與各光電轉換元件1306對應之紅色濾光片1307R、綠色濾光片1307G、及藍色濾光片1307B(以下，將其等統稱為彩色濾光片1307)。
接著層1308積層於低折射率層1304上，並將紅外吸收層1305接著於低折射率層1304。接著層1308可設為包含具有接著性之任意材料、例如合成樹脂者，且較佳為透光性高者。且，接著層1308亦可進而具有紅外吸收能力。該情形時，接著層1308可設為含有上述紅外吸收材料(紅外吸收層105之說明中所記載之紅外吸收材料)者。
帶通層1309具有與第5實施形態相同之構成，並積層於紅外吸收層1305上。根據如此之構成，亦可利用紅外吸收層1305與帶通層1309去除入射光之紅外成分。且，帶通層1309亦可去除一部分或全部之紫色光及相較而言為短波長之光。
紅外吸收層1305及帶通層1309可設為於攝像元件1300之製造過程中積層於未圖示之支持基板者。具體而言，可設為於支持基板上積層帶通層1309，且於其上積層紅外吸收層1305者。
於支持基板上積層有帶通層1309及紅外吸收層1305之積層體可設為藉由接著層1308接著於下層構造(自光電轉換元件1301至低折射率層1304)者。接著後，藉由去除支持基板，而可製作出攝像元件1300。
在本實施形態中，儘管藉由去除支持帶通層1309及紅外吸收層1305之支持基板，而為不具有支持基板之構造，仍可在不同之製造過 程(製造裝置)中製作攝像元件1300之下層構造與帶通層1309及紅外吸收層1305。
(第16實施形態)
對本技術之第16實施形態之攝像元件進行說明。本實施形態之攝像元件可設為與將被攝體成像於攝像元件之攝像光學系統一同安裝於攝像裝置(相機等)中者。
[攝像元件之構造]
圖24係表示本實施形態之攝像元件1400之示意圖。如該圖所示，攝像元件1400係積層光電轉換層1401、彩色濾光片層1402、晶載透鏡1403、低折射率層1404、接著層1408、帶通層1409及紅外吸收層1405而構成。
光電轉換層1401、彩色濾光片層1402、晶載透鏡1403及低折射率層1404可設為具有與第1實施形態相同之構成者。於光電轉換層1401中形成有複數個光電轉換元件1406。彩色濾光片層1402具有與各光電轉換元件1406對應之紅色濾光片1407R、綠色濾光片1407G、及藍色濾光片1407B(以下，將其等統稱為彩色濾光片1407)。
接著層1408積層於低折射率層1404上，並將帶通層1409接著於低折射率層1404。接著層1408可設為包含具有接著性之任意材料、例如合成樹脂者，且較佳為透光性高者。且，接著層1408亦可進而具有紅外吸收能力。該情形時，接著層1408可設為含有上述紅外吸收材料(紅外吸收層105之說明中所記載之紅外吸收材料)者。
帶通層1409具有與第5實施形態相同之構成，並積層於接著層1408上。根據如此之構成，亦可利用紅外吸收層1405與帶通層1409去除入射光之紅外成分。且，帶通層1409亦可去除一部分或全部之紫色光及相較而言為短波長之光。
帶通層1409及紅外吸收層1405可設為於攝像元件1400之製造過 程中積層於未圖示之支持基板上者。具體而言，可設為於支持基板上積層紅外吸收層1405，且於其上積層帶通層1409者。
於支持基板上積層有紅外吸收層1405及帶通層1409之積層體可設為藉由接著層1408接著於下層構造(自光電轉換元件1401至低折射率層1404)者。接著後，藉由去除支持基板，而可製作出攝像元件1400。
在本實施形態中，儘管藉由去除支持紅外吸收層1405及帶通層1409之支持基板，而為不具有支持基板之構造，仍可在不同之製造過程(製造裝置)中製作攝像元件1400之下層構造與紅外吸收層1405及帶通層1409。
本技術並非僅限定於上述各實施形態，而係可在不脫離本技術之主旨之範圍內進行變更。
例如，上述各實施形態之攝像元件可設為將第2實施形態中所說明之反射裝備層積層作為最上層者。又，於紅外吸收層上積層帶通層之情形時，亦可於紅外吸收層與帶通層之間設置第3實施形態中所說明之保護層。再者，如第1實施形態所說明般，在各實施形態之攝像元件中，可不必設置彩色濾光片層。
另，本技術亦可採用如下構成。
(1)一種攝像元件，其具備：晶載透鏡，其包含高折射率材料；低折射率層，其係平坦地形成於上述晶載透鏡上，且包含低折射率材料；及紅外吸收層，其包含紅外吸收材料，該紅外吸收材料包含紅外吸收色素、及僅包含矽氧烷骨架之合成樹脂或包含矽氧烷骨架部分及氧部分之反應活性較低之部分骨架之合成樹脂即黏合劑樹脂，且該紅 外吸收層積層於較上述低折射率層更上層。
(2)如上述技術方案(1)之攝像元件，其中：上述紅外吸收材料其加熱黃化溫度為180℃以上。
(3)如上述技術方案(1)或(2)之攝像元件，其中：上述紅外吸收色素其極大吸收波長為600nm以上且1200nm以下，且莫耳吸光係數為1000L/mol‧cm以上。
(4)如上述技術方案(1)至(3)中任一項之攝像元件，其中：上述紅外吸收色素具有大小或式量大於過氯酸鹽離子或不易氧化之陰離子部分，或具有大小或式量大於銨離子或不易氧化之陽離子部分。
(5)如上述技術方案(1)至(4)中任一項之攝像元件，其中進而具備：保護層，其積層於上述紅外吸收層上，以阻擋氧及水分或抑制物理性之損傷。
(6)如上述技術方案(1)至(5)中任一項之攝像元件，其中進而具備：帶通層，其積層於較上述低折射率層更上層，且包含高折射率材料與低折射率材料之多層膜。
(7)如上述技術方案(1)至(6)中任一項之攝像元件，其中進而具備：防反射層，其積層作為最上層，防止自上層側及下層側入射之光之反射。
(8) 如上述技術方案(1)至(7)中任一項之攝像元件，其中進而具備：彩色濾光片層，其積層於較上述晶載透鏡更下層。
(9)如上述技術方案(1)至(8)中任一項之攝像元件，其中進而具備：支持基板，其支持上述紅外吸收層。
(10)如上述技術方案(1)至(9)中任一項之攝像元件，其中進而具備：接著層，其積層於上述低折射率層上，且包含接著性材料。
(11)一種攝像元件，其具備：晶載透鏡，其包含高折射率材料；低折射率層，其係平坦地形成於上述晶載透鏡上，且包含低折射率材料；及紅外吸收層，其包含紅外吸收材料，該紅外吸收材料包含短徑為1nm以上且長徑為50nm以下之微粒子狀之紅外吸收色素，且該紅外吸收層積層於較上述低折射率層更上層。
(12)如上述技術方案(11)之攝像元件，其中：上述紅外吸收材料至少包含黏合劑樹脂或添加劑中之任一者。
(13)如上述技術方案(11)或(12)之攝像元件，其中：上述紅外吸收色素其極大吸收波長為600nm以上且1200nm以下，且莫耳吸光係數為1000L/mol‧cm以上。
(14)如上述技術方案(11)至(13)中任一項之攝像元件，其中：上述紅外吸收色素具有大小或式量大於過氯酸鹽離子或不易氧 化之陰離子部分，或具有大小或式量大於銨離子或不易氧化之陽離子部分。
(15)如上述技術方案(11)至(14)中任一項之攝像元件，其中進而具備：保護層，其積層於上述紅外吸收層上，以阻擋氧及水分或抑制物理性之損傷。
(16)如上述技術方案(11)至(15)中任一項之攝像元件，其中進而具備：帶通層，其積層於較上述低折射率層更上層，且包含高折射率材料與低折射率材料之多層膜。
(17)如上述技術方案(11)至(16)中任一項之攝像元件，其中進而具備：防反射層，其積層作為最上層，防止自上層側及下層側入射之光之反射。
(18)如上述技術方案(11)至(17)中任一項之攝像元件，其中進而具備：彩色濾光片層，其積層於較上述晶載透鏡更下層。
(19)如上述技術方案(11)至(18)中任一項之攝像元件，其中進而具備：支持基板，其支持上述紅外吸收層。
(20) 如上述技術方案(11)至(19)中任一項之攝像元件，其中進而具備：接著層，其積層於上述低折射率層上，且包含接著性材料。

Claims (18)

  1. 一種攝像元件，其具備：晶載透鏡，其包含高折射率材料；低折射率層，其係平坦地形成於上述晶載透鏡上，且包含低折射率材料；紅外吸收層，其包含紅外吸收材料，該紅外吸收材料包含紅外吸收色素、及僅包含矽氧烷骨架之合成樹脂或包含矽氧烷骨架部分及氧部分之反應活性較低之部分骨架之合成樹脂即黏合劑樹脂，且該紅外吸收層積層於較上述低折射率層更上層；及帶通層，其積層於較上述低折射率層更上層，且包含高折射率材料與低折射率材料之多層膜。
  2. 如請求項1之攝像元件，其中上述紅外吸收材料其加熱黃化溫度為180℃以上。
  3. 如請求項1之攝像元件，其中上述紅外吸收色素其極大吸收波長為600nm以上且1200nm以下，且莫耳吸光係數為1000L/mol‧cm以上。
  4. 如請求項1之攝像元件，其中上述紅外吸收色素具有大小或式量大於過氯酸鹽離子或不易氧化之陰離子部分，或具有大小或式量大於銨離子大小或式量或不易氧化之陽離子部分。
  5. 如請求項1之攝像元件，其進而具備：保護層，其積層於上述紅外吸收層上，以阻擋氧及水分或抑制物理性之損傷。
  6. 如請求項1之之攝像元件，其進而具備：防反射層，其積層作為最上層，防止自上層側及下層側入射之光之反射。
  7. 如請求項1之攝像元件，其進而具備：彩色濾光片層，其積層於較上述晶載透鏡更下層。
  8. 如請求項1之攝像元件，其進而具備：支持基板，其支持上述紅外吸收層。
  9. 如請求項1之攝像元件，其進而具備：接著層，其積層於上述低折射率層上，且包含接著性材料。
  10. 一種攝像元件，其具備：晶載透鏡，其包含高折射率材料；低折射率層，其係平坦地形成於上述晶載透鏡上，且包含低折射率材料；紅外吸收層，其包含紅外吸收材料，該紅外吸收材料包含短徑為1nm以上且長徑為50nm以下之微粒子狀之紅外吸收色素，且該紅外吸收層積層於較上述低折射率層更上層；及帶通層，其積層於較上述低折射率層更上層，且包含高折射率材料與低折射率材料之多層膜。
  11. 如請求項10之攝像元件，其中上述紅外吸收材料至少包含黏合劑樹脂或添加劑中之任一者。
  12. 如請求項10之攝像元件，其中上述紅外吸收色素其極大吸收波長為600nm以上且1200nm以下，且莫耳吸光係數為1000L/mol‧cm以上。
  13. 如請求項10之攝像元件，其中上述紅外吸收色素具有大小或式量大於過氯酸鹽離子或不易氧化之陰離子部分，或具有大小或式量大於銨離子或不易氧化之陽離子部分。
  14. 如請求項10之攝像元件，其進而具備：保護層，其積層於上述紅外吸收層上，以阻擋氧及水分或抑制物理性之損傷。
  15. 如請求項10之攝像元件，其進而具備：防反射層，其積層作為最上層，防止自上層側及下層側入射之光之反射。
  16. 如請求項10之攝像元件，其進而具備：彩色濾光片層，其積層於較上述晶載透鏡更下層。
  17. 如請求項10之攝像元件，其進而具備：支持基板，其支持上述紅外吸收層。
  18. 如請求項10之攝像元件，其進而具備：接著層，其積層於上述低折射率層上，且包含接著性材料。
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