WO2014163405A1 - 근적외선 커트 필터 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치 - Google Patents

근적외선 커트 필터 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2014163405A1
WO2014163405A1 PCT/KR2014/002870 KR2014002870W WO2014163405A1 WO 2014163405 A1 WO2014163405 A1 WO 2014163405A1 KR 2014002870 W KR2014002870 W KR 2014002870W WO 2014163405 A1 WO2014163405 A1 WO 2014163405A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
infrared cut
cut filter
near infrared
transmittance
layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/002870
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김주영
고윤일
윤성진
Original Assignee
주식회사 엘엠에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘엠에스 filed Critical 주식회사 엘엠에스
Priority to US14/781,955 priority Critical patent/US10082610B2/en
Priority to CN201480020204.XA priority patent/CN105074513A/zh
Publication of WO2014163405A1 publication Critical patent/WO2014163405A1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/208Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625Optical elements or arrangements associated with the device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters

Definitions

  • the present invention relates to a near-infrared cut filter having a novel structure and a solid-state imaging device including the same.
  • the camera uses a CMOS sensor to convert light into an electrical signal to produce an image.
  • the newly developed BSI type (Back Side Illuminated type) CMOS sensor instead of the FSI type (Front Side Illuminated type) CMOS sensor, which has been widely used for realizing high quality images due to the high pixel resolution of the camera. Is the trend for main cameras.
  • the FSI type CMOS sensor some light is blocked by forming a wiring on the top of a photodiode (PD).
  • PD photodiode
  • the BSI type CMOS sensor places the wiring under the photodiode so as to receive more light, thereby making the image brighter by 70% or more than the FSI type CMOS sensor. Therefore, most cameras of 8 million pixels or more adopt a BSI method.
  • the reason why the BSI type CMOS sensor has such an advantage is that more incident light reaches the photodiode than the FSI type CMOS sensor.
  • the reason that more incident light arrives is because the structure is improved to accommodate light having a relatively large angle of incidence.
  • the incident angle range of the incident light is widened in the process of improving the structure to accommodate more incident light in the photodiode of the camera.
  • An object of the present invention is to provide a near-infrared cut filter that can solve the color difference according to the incident angle of the incident light.
  • Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device including the near infrared cut filter.
  • the near-infrared cut filter according to an embodiment of the present invention satisfies the following conditions (A) and (B).
  • the absolute value of the difference from the longest wavelength Lb at which the transmittance for light is 30% is 25 nm or less, and
  • the wavelength Ma at which the transmittance of light incident in the vertical direction to the near infrared cut filter is 50%, and the direction perpendicular to the near infrared cut filter and the angle of 30 ° The absolute value of the difference between the wavelengths Mb at which the transmittance of the incident light at 50% is 50% is 10 nm or less.
  • a solid-state imaging device including the near infrared cut filter is provided.
  • Such a near-infrared cut filter can prevent the shift phenomenon of the transmission spectrum according to the incident angle of light, without impairing the transmittance of the visible light region.
  • FIG. 1 and 2 are cross-sectional views showing a laminated structure of a near infrared cut filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a laminated structure of a near infrared cut filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a near infrared cut filter according to a comparative example.
  • 5 is a graph showing the light transmission spectrum of the near infrared cut filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing a light transmission spectrum of a near infrared cut filter according to a comparative example.
  • the near infrared cut filter according to the present invention is characterized by satisfying the following conditions (A) and (B).
  • ) of the difference from the longest wavelength Lb for which the transmittance to light is 30% may be 25 nm or less, 20 nm or less, more specifically 5 nm or less.
  • the near infrared cut filter may have an absolute value of a difference between La and Lb in a range of 1 to 25 nm.
  • the transmittance is rapidly changed between the wavelengths La and Lb near the ultraviolet wavelength range, thereby increasing the ultraviolet cut efficiency.
  • the absolute value of the difference between the wavelengths Mb such that the transmittance of the light incident to the incident light in a direction at an angle of 30 ° to 50% may be 10 nm or less, 8 nm or less, and more specifically 5 nm or less.
  • the near infrared cut filter may have an absolute value of a difference between Ma and Mb in a range of 1 to 10 nm.
  • the "incidence angle” is an angle of light incident on the near infrared cut filter, and means an angle formed by a direction perpendicular to the near infrared cut filter and light incident on the near infrared cut filter.
  • the pixels of the solid-state imaging device increase, the amount of light of incident light required increases. Therefore, a recent solid-state imaging device needs to accommodate not only light incident in the vertical direction to the near infrared cut filter but also light incident at an angle of 30 degrees or more with respect to the vertical direction.
  • the near infrared cut filter may further satisfy conditions (C) and (D).
  • the average value of the transmittance for light incident in the vertical direction to the near infrared cut filter may be 80% or more, 85% or more, 90% or more, and more specifically 95% or more.
  • the near-infrared cut filter may have an average value of 80 to 95% of a transmittance for light incident in a direction perpendicular to the near-infrared cut filter in a wavelength region of 430 to 600 nm.
  • the transmittance in the visible light region is high and at the same time a constant transmittance in the wavelength region is shown. If the near-infrared cut filter exhibits a transmittance lower than the above range in the 430-600 nm wavelength region, the application range may be limited because the intensity of light transmitted through the filter is not sufficient.
  • the average value of the transmittance for light incident in the vertical direction to the near infrared cut filter may be 15% or less, 10% or less, and more specifically 5% or less.
  • the near-infrared cut filter may have an average value of 0.1 to 15% of a transmittance for light incident in a direction perpendicular to the near-infrared cut filter in a wavelength region of 750 to 1150 nm.
  • the near-infrared cut filter of the present invention can effectively block light in the region of 750 to 1150 nm by applying a near-infrared cut layer having excellent near-infrared reflection performance.
  • the near infrared cut filter the substrate; Ultraviolet absorbing layer; And a near infrared cut layer.
  • the ultraviolet absorbing layer and the near-infrared cut layer include both structures stacked in the same direction or formed in both directions with respect to the substrate.
  • the near infrared cut filter may have a structure in which an ultraviolet absorbing layer is formed on one surface of the substrate, and the near infrared cut layer is formed on an opposite surface of the substrate on which the ultraviolet absorbing layer is formed.
  • the substrate may be a glass substrate or a transparent resin substrate.
  • Transparent glass can be used for a glass substrate, and phosphate type glass containing CuO can be used as needed.
  • glass As a board
  • substrate made of a transparent resin is excellent in intensity
  • distributed can be used.
  • the kind of light transmissive resin is not particularly limited, and examples thereof include cyclic olefin resins, polyarylate resins, polysulfone resins, polyether sulfone resins, polyparaphenylene resins, polyarylene ether phosphine oxide resins, and poly One or more kinds of mid resin, polyetherimide resin, polyamideimide resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polyethylene naphthalate resin, and various organic-inorganic hybrid series resins can be used.
  • the ultraviolet absorbing layer may have an absorption maximum in the wavelength range of 380 to 430 nm.
  • an ultraviolet absorber having an absorption maximum in the wavelength range of 380 to 430 nm, the ultraviolet light absorbing layer can be more effectively cut.
  • the ultraviolet absorbing layer may have a structure in which the ultraviolet absorbent is dispersed in the resin.
  • the ultraviolet absorber is not particularly limited as long as it has an absorption maximum in the 380 to 430 nm region.
  • examples of the ultraviolet absorbents include ABS 407 manufactured by Exiton; UV381A, UV381B, UV382A, UV386A, VIS404A from QCR Solutions Corp; H.W.
  • the kind of resin used for the ultraviolet absorbing layer is not particularly limited, and light transmitting resins mentioned as applicable to the above-mentioned transparent resin substrate can be used. Accordingly, when the substrate is formed of the light transmissive resin, since the ultraviolet absorbing layer and the linear expansion coefficient are similar, the peeling between the substrate and the ultraviolet absorbing layer is reduced compared to the case of forming the substrate from the transparent glass.
  • cyclic olefin resins include ARTON of JSR, ZEONEX of ZEON, Topas of TOPAS Advanced Polymers, and polycarbonate resins of APEL of MITSUI, and polyamideimide resin of Mitubishi Rayon. Acrypet, NKK's SOXR, and TOYOBO's VYLOMAX.
  • the UV absorbing layer is prepared by mixing UV386A (produced by QCR solution) and Topas 6045-04 (produced by TOPAS Advanced Polymers, COC) and toluene solvent (produced by Sigma Aldrich) to prepare a UV absorbing solution. It can be formed using an ultraviolet absorbing solution.
  • the near infrared cut layer serves to reflect light in the near infrared region.
  • the near-infrared cut layer is formed by alternately laminating a resin film, a high refractive index layer, and a low refractive index layer formed by, for example, dispersing a metal oxide fine particle containing an aluminum vapor deposition film, a noble metal thin film, and indium oxide as main components and adding tin oxide.
  • a dielectric multilayer film can be used.
  • the near-infrared cut layer may have a structure in which a dielectric layer having a first refractive index and a dielectric layer having a second refractive index are alternately stacked.
  • the refractive index difference between the dielectric layer having the first refractive index and the dielectric layer having the second refractive index may be 0.2 or more, 0.3 or more, or 0.2 to 1.0.
  • the dielectric layer having the first refractive index may be a layer having a relatively high refractive index
  • the dielectric layer having the second refractive index may be a layer having a relatively low refractive index.
  • the refractive index of the dielectric layer having the first refractive index may range from 1.6 to 2.4
  • the refractive index of the dielectric layer having the second refractive index may range from 1.3 to 1.6.
  • the dielectric layer having the first refractive index may be formed of one or more selected from the group consisting of titanium oxide, alumina, zirconium oxide, tantalum pentoxide, niobium pentoxide, lanthanum oxide, yttrium oxide, zinc oxide, zinc sulfide and indium oxide.
  • the indium oxide may further contain a small amount of titanium oxide, tin oxide, cerium oxide, and the like as necessary.
  • the dielectric layer having the second refractive index may be formed of one or more selected from the group consisting of silica, lanthanum fluoride, magnesium fluoride, and sodium alumina fluoride.
  • the method for forming the near infrared cut layer is not particularly limited, and may be performed by, for example, a CVD method, a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like.
  • a dielectric layer having a first refractive index and a dielectric layer having a second refractive index may be alternately stacked in a 5 to 61 layer, 11 to 51 layer, or 21 to 31 layer structure.
  • the near infrared cut layer can be designed in consideration of a range of desired reflection to refractive index, a region of wavelength to be blocked, and the like.
  • the near infrared cut filter may further include a near infrared absorbing layer containing a near infrared absorber.
  • the near infrared absorbing layer may have a structure in which a near infrared absorber is dispersed in the resin. Most of the light in the near infrared region is reflected through the near infrared cut layer. However, when the angle of incidence of light becomes wider, the transmission spectrum of the near infrared cut layer may be different when light enters the near infrared cut filter vertically (incident angle 0 °) and when it has a large angle of incidence, resulting in color distortion of the image. Phenomenon occurs. Such problems can be solved by forming a near infrared absorbing layer.
  • the near-infrared cut filter simultaneously forms a near-infrared cut layer and a near-infrared absorbing layer, thereby preventing deterioration of the filter.
  • deterioration may occur due to the light energy absorbed by the near infrared absorbing layer.
  • such a deterioration phenomenon is prevented by simultaneously forming a near infrared cut layer and a near infrared absorbing layer.
  • the kind of resin which forms a near-infrared absorption layer is not specifically limited, For example, cyclic olefin resin, polyarylate resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, polyparaphenylene resin, polyarylene ether phosphine oxide At least one of resins, polyimide resins, polyetherimide resins, polyamideimide resins, acrylic resins, polycarbonate resins, polyethylene naphthalate resins, and various organic-inorganic hybrid series resins can be used.
  • the near infrared absorbing layer may include a near infrared absorbent that satisfies the conditions (E) and (F).
  • the near-infrared absorber one or more kinds of dyes, pigments, or metal complex compounds of various kinds may be used, and are not particularly limited.
  • a cyanine compound, a phthalocyanine compound, a naphthalocyanine compound or a dithiol metal complex compound may be used as the near infrared absorber.
  • the near-infrared absorbent may be used alone or in some cases, may be used by mixing two paper phases or by separating the two layers into two layers.
  • the content of the near infrared absorber may be, for example, in a range of 0.001 to 10 parts by weight, 0.01 to 10 parts by weight, or 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a near infrared cut filter according to an embodiment of the present invention.
  • a near-infrared cut layer 20 made of a dielectric multilayer is formed on a lower surface of the glass substrate 10.
  • the near infrared cut layer 20 serves to block and reflect light in the near infrared region.
  • the near infrared absorbing layer 40 is formed on the upper surface of the glass substrate 10.
  • the near-infrared absorbing layer 40 includes a near-infrared absorber dispersed in a resin, and the near-infrared absorbent has an absorption maximum in the 600-800 nm wavelength region, a transmittance of 80% or more in the 430-600 nm wavelength region, and an absorption maximum.
  • the absolute value of the difference between the longest wavelength Na at which the transmittance is 70% in the following wavelength range and the shortest wavelength Nb at which the transmittance is 30% in the wavelength range of 600 nm or more is 75 nm or less. .
  • the ultraviolet absorbing layer 30 may be formed on the near infrared absorbing layer 40.
  • the ultraviolet absorbing layer 30 has the shortest wavelength La at which the transmittance for light incident in the direction perpendicular to the near infrared cut filter is 70% in the wavelength region of 380 nm or more and the direction perpendicular to the near infrared cut filter in the wavelength region of 430 nm or less.
  • the absolute value of the difference from the longest wavelength Lb at which the transmittance of the incident light is 30% is 25 nm or less, and the transmittance of light incident in the direction perpendicular to the near infrared cut filter in the wavelength region of 380 to 430 nm.
  • the absolute value of the difference between the wavelength Ma at 50% and the wavelength Mb at which the transmittance is 50% for light incident in a direction perpendicular to the near infrared cut filter and at an angle of 30 ° is 15 nm or less. It is characterized by.
  • an anti-reflection layer 50 may be formed on the ultraviolet absorbing layer 30.
  • the anti-reflection layer 50 serves to reduce the phenomenon that the light incident to the near infrared cut filter is reflected at the interface, thereby increasing the amount of incident light to the near infrared cut filter.
  • the anti-reflection layer 50 is formed to reduce surface reflection to increase efficiency and to remove interference or scattering caused by reflected light.
  • the anti-reflection layer 50 may be formed by forming a thin film on the surface of a dielectric having a smaller refractive index than glass using a method such as vacuum deposition.
  • the anti-reflection layer 50 may be formed by using various commercially available materials without particular limitation.
  • the near infrared absorbing layer 40 is formed on the glass substrate 10 and the ultraviolet absorbing layer 30 is formed on the near infrared absorbing layer 40 has been described, but the stacking order is not limited thereto.
  • the UV absorbing layer 30 may be formed on the glass substrate 10, and then the NIR absorbing layer 40 may be formed on the UV absorbing layer 30, or the antireflective layer 50 may be formed on the NIR absorbing layer 40.
  • the form which further includes a near-infrared absorber in the ultraviolet absorbing layer 30 is also possible.
  • the ultraviolet absorbing layer 30 and the near infrared absorbing layer 40 may be formed between the glass substrate 10 and the near infrared cut layer 20.
  • the order of laminating the ultraviolet absorbing layer 30 and the near infrared absorbing layer 40 between the glass substrate 10 and the near infrared cut layer 20 may be appropriately selected as described above. Also in this case, by adding a near infrared absorber to the ultraviolet absorbing layer 30 without separately forming the near infrared absorbing layer 40, ultraviolet rays and near infrared rays can be absorbed in one layer.
  • the present invention also provides a solid-state imaging device comprising the above-described near infrared cut filter.
  • the near-infrared cut filter which concerns on this invention is applicable also to display apparatuses, such as a PDP.
  • the present invention is more preferably applicable to a solid-state imaging device that requires a high pixel recently, for example, a camera of 8 million pixels or more.
  • the near infrared cut filter according to the present invention can be effectively applied to a camera for a mobile device.
  • a borosilicate glass (Schott D Schott D 263 T) was washed with a nanostrip (Nano-strip, Cyantek) to prepare a glass substrate.
  • a high refractive index dielectric layer (Ti 3 O 5 ) and a low refractive index dielectric layer (SiO 2 ) were alternately deposited using an E-beam evaporator to form a near infrared cut layer.
  • a high refractive index dielectric layer (Ti 3 O 5 ) and a low refractive index dielectric layer (SiO 2 ) were alternately deposited using an E-beam evaporator to form a near infrared cut layer.
  • an ultrasonic cleaner In order to remove the foreign substances generated during the deposition process was cleaned using an ultrasonic cleaner.
  • UV386A available from QCR Solution
  • a UV absorbing dye a UV absorbing dye
  • Topas 6015-04 from TOPAS Advanced Polymers, COP
  • toluene from Sigma Aldrich
  • the prepared ultraviolet absorbing solution was then spin coated onto the opposite side of the glass substrate on which the near infrared cut layer was formed. Specifically, using a spin coater while rotating the glass substrate at a speed of 1000 rpm or more, the ultraviolet absorbing solution was coated on the glass substrate to form an ultraviolet absorbing layer, and left for at least one day to volatilize the remaining solvent. .
  • FIG. 3 it can be seen that the near-infrared blocking layer 20 is formed on the lower surface of the glass substrate 10 and the ultraviolet absorbing layer 30 is formed on the upper surface of the glass substrate 10.
  • a near infrared cut filter was manufactured in the same manner as in Example, except that the ultraviolet absorbing layer was not formed.
  • the laminated structure of the manufactured near infrared cut filter is shown in FIG. Referring to FIG. 4, it can be seen that the near-infrared blocking layer 21 is formed on the upper surface of the glass substrate 11.
  • the light transmission spectrum of the near-infrared cut filter manufactured in the Example and the comparative example was measured, respectively.
  • the light transmission spectrum was measured for the light a incident in the direction perpendicular to the near infrared cut filter and the light b incident in the direction perpendicular to the direction near the near infrared cut filter and at an angle of 30 °.
  • the light transmission spectra are shown in FIGS. 5 and 6, respectively.
  • FIG. 5 is a light transmission spectrum of the near infrared cut filter prepared in Example 1.
  • FIG. 5 in the wavelength region of 380 to 430 nm, the wavelength Ma at which the transmittance of light incident in the direction perpendicular to the near infrared cut filter is 50%, the angle perpendicular to the near infrared cut filter, and the angle of 30 °. It can be seen that the absolute value of the difference between the wavelengths Mb at which the transmittance of the incident light in the direction of forming 50% becomes 50% is 5 nm or less.
  • FIG. 6 is a light transmission spectrum of the near infrared cut filter manufactured in Comparative Example 1.
  • FIG. 6 in the wavelength region of 380 to 430 nm, the wavelength Mc at which the transmittance of light incident in the vertical direction to the near infrared cut filter is 50%, the angle perpendicular to the near infrared cut filter, and the angle of 30 °. It can be seen that the absolute value of the difference between the wavelengths Md at which the transmittance for light incident in the direction of forming 50% becomes 50% exceeds 11 nm.
  • the near-infrared cut filter according to the present invention can effectively prevent the shift of light according to the incident angle in the 380 to 430 nm region.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 투과율이 하기 조건 (A) 및 (B)를 충족하는 근적외선 커트 필터 및 상기 필터를 포함하는 고체 촬상 장치를 제공한다. (A) 380 nm 이상 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 70%가 되는 가장 짧은 파장(La)과, 430 nm 이하 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 30%가 되는 가장 긴 파장(Lb)과의 차이의 절대치가 25 nm 이하, 및 (B) 380~430 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Ma)과, 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 30°의 각도를 이루는 방향에서 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Mb)의 차이의 절대치가 10 nm 이하.

Description

근적외선 커트 필터 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치
본 발명은 신규한 구조의 근적외선 커트 필터 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
카메라는 CMOS 센서(sensor)를 사용하여 광을 전기신호로 바꾸어서 화상을 만들게 된다. 카메라의 고화소화에 따른 고화질의 화상 구현을 위하여 기존에 많이 사용하던 FSI형(Front Side Illuminated type, 표면 조사형) CMOS 센서 대신에 신규 개발된 BSI형(Back Side Illuminated type, 이면 조사형) CMOS 센서가 주(main) 카메라에 적용되고 있는 추세이다. FSI형 CMOS 센서는 포토다이오드(photodiode, PD) 윗면에 배선을 형성하여 일부 광이 차단되는 현상이 나타난다. 이에 대해, BSI형 CMOS 센서는 광을 더 많이 받을 수 있도록 배선을 포토다이오드 아래로 위치시킴으로써, FSI형 CMOS 센서에 비해 70% 이상 화상이 밝아지게 되었다. 따라서, 800만 화소(pixel) 이상의 카메라에서는 대부분 BSI 방식을 채택하고 있다.
BSI형 CMOS 센서가 이와 같은 장점을 갖는 이유는 FSI형 CMOS 센서에 비해서 더 많은 입사광이 포토다이오드에 도달하기 때문이다. 더 많은 입사광이 도달하는 이유는 구조 개선을 통해서 상대적으로 큰 입사각을 갖는 광을 수용하기 때문이다.
카메라의 포토다이오드에 더 많은 입사광을 수용하도록 하는 구조 개선 과정에서 입사되는 광의 입사각 범위가 넓어지게 된다. 그러나, 입사되는 광의 입사각이 넓어짐에 따라 색감차이를 유발하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 입사되는 광의 입사각에 따른 색감차이를 해소할 수 있는 근적외선 커트 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 근적외선 커트 필터를 포함하는 고체 촬상 장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 실현하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 커트 필터는 하기 조건 (A) 및 (B)를 충족한다.
(A) 380 nm 이상 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 70%가 되는 가장 짧은 파장(La)과, 430 nm 이하 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 30%가 되는 가장 긴 파장(Lb)과의 차이의 절대치가 25 nm 이하, 및
(B) 380~430 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Ma)과, 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 30°의 각도를 이루는 방향에서 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Mb)의 차이의 절대치가 10 nm 이하.
또 다른 일 실시예에서, 상기 근적외선 커트 필터를 포함하는 고체 촬상 장치를 제공한다.
이와 같은 근적외선 커트 필터는 가시광선 영역의 투과도를 저해하지 않으면서, 광의 입사각에 따른 투과 스펙트럼의 편이 현상을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 커트 필터의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 커트 필터의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 근적외선 커트 필터의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 커트 필터의 광 투과 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교예에 따른 근적외선 커트 필터의 광 투과 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 근적외선 커트 필터에 대해 설명한다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 근적외선 커트 필터는 하기 조건 (A) 및 (B)를 충족하는 것을 특징으로 한다.
(A) 380 nm 이상 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 70%가 되는 가장 짧은 파장(La)과, 430 nm 이하 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 30%가 되는 가장 긴 파장(Lb)과의 차이의 절대치(|La-Lb|)가 25 nm 이하, 20 nm 이하, 보다 구체적으로는 5 nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 근적외선 커트 필터는 La와 Lb의 차이의 절대치가 1 내지 25 nm 범위일 수 있다.
근적외선 커트 필터는 La와 Lb의 차이의 절대치가 상기 범위에 있으면, 자외선 파장 영역 부근의 파장 La와 Lb 사이에서 투과율이 급격하게 변화하게 되며, 이를 통해 자외선 커트 효율을 높일 수 있다. 또한, 자외선 영역에서 흡수 파장의 입사각 의존성이 낮아지고 시야각이 우수한 근적외선 커트 필터를 구현할 수 있다.
(B) 380~430 nm 파장 영역, 구체적으로는 400 내지 430 nm 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Ma)과, 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 30°의 각도를 이루는 방향에서 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Mb)의 차이의 절대치가 10 nm 이하, 8 nm 이하, 보다 구체적으로는 5 nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 근적외선 커트 필터는 Ma와 Mb의 차이의 절대치가 1 내지 10 nm 범위일 수 있다.
380~430 nm 파장 영역에서, Ma와 Mb의 차이의 절대치(|Ma-Mb|)가 상기 범위에 있으면, 고체 촬상 장치의 렌즈 등을 통해 입사되는 광의 입사각이 변화되더라도 그로 인해 화상이 변색되는 것을 방지하고, 육안으로 관찰하는 화상과 동일한 수준의 색재현이 가능하다.
본 발명에서 “입사각”이란, 근적외선 커트 필터에 입사되는 광의 각도로서, 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 근적외선 커트 필터로 입사되는 광이 이루는 각도를 의미한다. 고체 촬상 장치의 화소가 증가함에 따라 요구되는 입사광의 광량이 증가하게 된다. 따라서, 최근의 고체 촬상 장치는 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광 뿐만 아니라 수직 방향에 대하여 30° 혹은 그 이상의 각도에서 입사되는 광을 수용할 필요성이 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 근적외선 커트 필터는 조건 (C) 및 (D)를 더 충족할 수 있다.
(C) 430~600 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율의 평균치가 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 보다 구체적으로는 95% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 근적외선 커트 필터는, 430~600 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율의 평균치가 80 내지 95% 범위일 수 있다. 근적외선 커트 필터를 고체 촬상 장치나 카메라 모듈 등의 렌즈 유닛에 적용하는 경우, 가시광선 영역의 투과율이 높고, 동시에 상기 파장 영역에서 일정한 투과율을 보이는 것이 바람직하다. 근적외선 커트 필터가 430~600 nm 파장 영역에서 상기 범위보다 낮은 투과율을 보이는 경우에는 필터를 투과한 광의 강도가 충분치 못하기 때문에 적용 범위가 제한될 수 있다.
(D) 750~1150 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율의 평균치가 15% 이하, 10% 이하, 보다 구체적으로는 5% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 근적외선 커트 필터는, 750~1150 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율의 평균치가 0.1 내지 15% 범위일 수 있다. 본 발명의 근적외선 커트 필터는 근적외선 반사 성능이 우수한 근적외선 커트층을 적용함으로써, 750~1150 nm 영역의 광을 효과적으로 차단할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 근적외선 커트 필터는, 기판; 자외선 흡수층; 및 근적외선 커트층을 포함하는 구조일 수 있다. 상기 근적외선 커트 필터에서, 자외선 흡수층과 근적외선 커트층은, 기판을 기준으로, 동일 방향에 적층되거나 양 방향에 형성된 구조를 모두 포함한다. 예를 들어, 상기 근적외선 커트 필터는 자외선 흡수층이 상기 기판의 일면 상에 형성되고, 근적외선 커트층은 자외선 흡수층이 형성된 기판의 반대면에 형성된 구조일 수 있다.
이하에서는 각 층별로 상세히 살펴본다.
상기 기판은 유리 기판 혹은 투명 수지제 기판일 수 있다.
유리 기판은 투명 유리를 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는 CuO를 함유하는 인산염계 유리를 사용할 수 있다. 기판으로 유리를 사용하는 경우에는, 가시광선의 투과도를 저해하지 않으면서, 필터의 제조시 열변형을 방지하고, 휨을 억제하는 효과가 있다.
투명 수지제 기판은 강도가 우수한 것이 바람직하며, 예를 들어 무기 필러가 분산된 광투과성 수지를 사용할 수 있다. 광투과성 수지의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 환상 올레핀계 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르 술폰 수지, 폴리파라페닐렌 수지, 폴리아릴렌에테르포스핀옥사이드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 및 다양한 유-무기 하이브리드 계열의 수지 중 1 종 이상을 사용할 수 있다.
상기 자외선 흡수층은 380~430 nm 파장 영역에서 흡수 극대를 가질 수 있다. 자외선 흡수층에는 380~430 nm 파장 영역에서 흡수 극대를 가지는 자외선 흡수제를 사용함으로써, 자외선 영역의 광을 보다 효과적으로 커트할 수 있다.
하나의 예로서, 자외선 흡수층은 수지 내에 자외선 흡수제가 분산된 구조일 수 있다. 자외선 흡수제는, 380~430 nm 영역에서 흡수 극대를 가지는 경우라면 특별히 제한되지 않는다. 상기 자외선 흡수제의 예로는, Exiton사의 ABS 407; QCR Solutions Corp사의 UV381A, UV381B, UV382A, UV386A, VIS404A; H.W. Sands사의 ADA1225, ADA3209, ADA3216, ADA3217, ADA3218, ADA3230, ADA5205, ADA3217, ADA2055, ADA6798, ADA3102, ADA3204, ADA3210, ADA2041, ADA3201, ADA3202, ADA3215, ADA3219, ADA3225, ADA3232, ADA4160, ADA5278, ADA5762, ADA6826, ADA7226, ADA4634, ADA3213, ADA3227, ADA5922, ADA5950, ADA6752, ADA7130, ADA8212, ADA2984, ADA2999, ADA3220, ADA3228, ADA3235, ADA3240, ADA3211, ADA3221, ADA5220, ADA7158; CRYSTALYN 사의 DLS 381B, DLS 381C, DLS 382A, DLS 386A, DLS 404A, DLS 405A, DLS 405C, DLS 403A 등이 있다.
자외선 흡수층에 사용되는 수지의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 앞서 언급한 투명 수지제 기판에 적용 가능하다고 언급한 광투과성 수지들을 사용할 수 있다. 따라서, 광투광성 수지로 기판을 형성할 경우 자외선 흡수층과 선팽창 계수가 유사하게 되므로, 투명 유리로 기판을 형성하는 경우보다 기판과 자외선 흡수층 간의 박리를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 자외선 흡수층에 사용되는 수지의 제품으로, 환상 올리핀계 수지는 JSR사의 ARTON, ZEON사의 ZEONEX, TOPAS Advanced Polymers사의 Topas 등이 있으며, 폴리카보네이트 수지는 MITSUI사의 APEL 등이 있으며, 폴리아미드이미드 수지는 Mitubishi Rayon사의 Acrypet, NKK사의 SOXR, TOYOBO사의 VYLOMAX 등이 있다.
예를 들어, 상기 자외선 흡수층은 UV386A(QCR solution사 제품)과 Topas 6045-04(TOPAS Advanced Polymers사 제품, COC) 및 톨루엔 용매(Sigma Aldrich사 제품)을 혼합하여 자외선 흡수 용액을 제조하고, 제조된 자외선 흡수 용액을 이용하여 성막될 수 있다.
상기 근적외선 커트층은 근적외선 영역의 광을 반사하는 역할을 한다. 근적외선 커트층은, 예를 들어, 알루미늄 증착막, 귀금속 박막, 산화 인듐을 주성분으로 포함하고 산화 주석을 첨가한 금속 산화물 미립자를 분산시켜 형성한 수지막, 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층한 유전체 다층막 등을 사용할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 근적외선 커트층은 제1 굴절률을 가지는 유전체층과 제2 굴절률을 가지는 유전체층이 교대 적층된 구조일 수 있다. 제1 굴절률을 가지는 유전체층과 제2 굴절률을 가지는 유전체층의 굴절률 차이는 0.2 이상, 0.3 이상, 혹은 0.2 내지 1.0 범위일 수 있다.
예를 들어, 제1 굴절률을 가지는 유전체층은 상대적으로 높은 굴절률을 가지는 층일 수 있고, 제2 굴절률을 가지는 유전체층은 상대적으로 낮은 굴절률을 가지는 층일 수 있다. 이 경우, 제1 굴절률을 가지는 유전체층의 굴절률은 1.6 내지 2.4 범위이고, 제2 굴절률을 가지는 유전체층의 굴절률은 1.3 내지 1.6 범위일 수 있다.
제1 굴절률을 가지는 유전체층은 산화티탄, 알루미나, 산화지르코늄, 오산화탄탈, 오산화니오브, 산화란탄, 산화이트륨, 산화아연, 황화아연 및 산화인듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상으로 형성될 수 있다. 상기 산화인듐은, 필요에 따라 산화 티탄, 산화주석, 산화세륨 등을 소량 더 포함할 수 있다.
제2 굴절률을 가지는 유전체층은 실리카, 불화란탄, 불화마그네슘 및 불화알루미나나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상으로 형성될 수 있다.
근적외선 커트층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, CVD법, 스퍼터링법, 진공 증착법 등에 의해 수행될 수 있다.
상기 근적외선 커트층은 제1 굴절률을 가지는 유전체층과 제2 굴절률을 가지는 유전체층이 5 내지 61층, 11 내지 51층, 혹은 21 내지 31층 구조로 교대 적층될 수 있다. 근적외선 커트층은 원하는 반사 내지 굴절률의 범위, 차단하고자 하는 파장의 영역 등을 고려하여 설계 가능하다.
상기 근적외선 커트 필터는 근적외선 흡수제를 함유하는 근적외선 흡수층을 더 포함할 수 있다. 근적외선 흡수층은 수지 내에 근적외선 흡수제가 분산된 구조일 수 있다. 근적외선 커트층을 통해 근적외선 영역의 광은 대부분 반사된다. 그러나, 광의 입사각이 넓어지게 되면, 근적외선 커트 필터에 광이 수직으로(입사각 0°) 입사하는 경우와 큰 입사각을 갖는 경우에 근적외선 커트층의 투과 스펙트럼이 달라질 수 있고, 그 결과 화상의 컬러가 왜곡되는 현상이 발생된다. 근적외선 흡수층을 형성함으로써 이러한 문제들을 해소할 수 있다. 더불어, 상기 근적외선 커트 필터는 근적외선 커트층과 근적외선 흡수층을 동시에 형성함으로써, 필터가 열화되는 현상을 예방할 수 있다. 구체적으로는, 근적외선 흡수층만을 단독으로 형성하게 되면, 근적외선 흡수층에 흡수되는 광에너지에 의해 열화가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 근적외선 커트층과 근적외선 흡수층을 동시에 형성함으로써 이러한 열화 현상을 방지하게 된다.
근적외선 흡수층을 형성하는 수지의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 환상 올레핀계 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르 술폰 수지, 폴리파라페닐렌 수지, 폴리아릴렌에테르포스핀옥사이드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 및 다양한 유-무기 하이브리드 계열의 수지 중 1 종 이상을 사용할 수 있다.
상기 근적외선 흡수층은 조건 (E) 및 (F)를 만족하는 근적외선 흡수제를 포함할 수 있다.
(E) 600~800 nm 파장 영역에서 흡수 극대가 있고, 430~600 nm 파장 영역에서 투과율이 80% 이상.
(F) 흡수 극대 이하의 파장 영역에서 투과율이 70%가 되는 가장 긴 파장(Na)과, 600 nm 이상의 파장 영역에서 투과율이 30%가 되는 가장 짧은 파장(Nb)과의 차이의 절대값이 75 nm 이하.
근적외선 흡수제로는 다양한 종류의 염료, 안료 혹은 금속 착제계 화합물 중에서 1 종 이상을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 근적외선 흡수제로는 시아닌계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 나프탈로시아닌계 화합물 또는 디티올 금속 착제계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 근적외선 흡수제는 1 종을 단독으로 사용할 수 있고, 경우에 따라서는 2 종이상을 혼합하여 사용하거나 두 개 층으로 분리하여 형성할 수 있다.
근적외선 흡수제의 함량은, 예를 들어, 수지 100 중량부를 기준으로, 0.001~10 중량부, 0.01 내지 10 중량부, 혹은 0.5 내지 5 중량부 범위일 수 있다. 근적외선 흡수제의 함량을 상기 범위로 조절함으로써 입사각에 따른 투과 스펙트럼의 편이(shift) 현상을 보정하고, 우수한 근적외선 커트 효과를 구현할 수 있다.
이하에서는, 도면에 대한 설명을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기에 언급되는 도면에 대한 설명은 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 근적외선 커트 필터의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유리 기판(10)의 아래쪽 면에는 유전체 다층막으로 이루어진 근적외선 커트층(20)이 형성되어 있다. 근적외선 커트층(20)은 근적외선 영역의 광을 반사시켜 차단하는 역할을 한다.
유리 기판(10)의 위쪽 면에는 근적외선 흡수층(40)이 형성된다. 근적외선 흡수층(40)은 수지 내에 분산된 근적외선 흡수제를 포함하며, 상기 근적외선 흡수제는 600~800 nm 파장 영역에서 흡수 극대가 있고, 430~600 nm 파장 영역에서 투과율이 80% 이상이며, 또한, 흡수 극대 이하의 파장 영역에서 투과율이 70%가 되는 가장 긴 파장(Na)과 600 nm 이상의 파장 영역에서 투과율이 30%가 되는 가장 짧은 파장(Nb)과의 차이의 절대값이 75 nm 이하인 것을 특징으로 한다.
근적외선 흡수층(40) 상에는 자외선 흡수층(30)이 형성될 수 있다. 자외선 흡수층(30)은 380 nm 이상 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 70%가 되는 가장 짧은 파장(La)과 430 nm 이하 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 30%가 되는 가장 긴 파장(Lb)과의 차이의 절대치가 25 nm 이하이며, 또한 380~430 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Ma)과, 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 30°의 각도를 이루는 방향에서 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Mb)의 차이의 절대치가 15 nm 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 자외선 흡수층(30) 상에는 반사방지층(50)이 형성될 수 있다. 반사방지층(50)은 근적외선 커트 필터로 입사되는 광이 계면에서 반사되는 현상을 감소시키는 역할을 하며, 이를 통해 근적외선 커트 필터로의 입사광량을 높이게 된다. 상기 반사방지층(50)은 표면반사를 줄여서 효율을 높이고 반사광으로 인한 간섭이나 산란을 제거하기 위해 형성하게 된다. 예를 들어, 상기 반사방지층(50)은 진공증착 등의 방법을 사용해 유리보다 굴절률이 작은 유전체를 표면에 얇게 성막하여 형성할 수 있다. 반사방지층(50)은 상업적으로 입수 가능한 다양한 소재들을 특별한 제한 없이 이용하여 성막 가능하다.
이상에서는 유리 기판(10) 상에 근적외선 흡수층(40)이 형성되고 근적외선 흡수층(40) 상에 자외선 흡수층(30)이 형성된 경우를 설명하였으나 적층 순서는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 유리 기판(10)상에 자외선 흡수층(30)을 형성한 후 자외선 흡수층(30) 상에 근적외선 흡수층(40)을 형성할 수 도 있고, 근적외선 흡수층(40) 상에 반사방지층(50)을 형성할 수 있다. 한편, 근적외선 흡수층(40)을 별도로 형성하지 않고, 자외선 흡수층(30)에 근적외선 흡수제를 추가로 포함시키는 형태도 가능하다.
도 2 에서와 같이 자외선 흡수층(30)과 근적외선 흡수층(40)은 유리 기판(10)과 근적외선 커트층(20) 사이에 형성될 수 도 있다. 유리 기판(10)과 근적외선 커트층(20) 사이에 자외선 흡수층(30)과 근적외선 흡수층(40)을 적층하는 순서는 앞서 설명한 바와 같이 적절히 선택될 수 있다. 이 경우에도 근적외선 흡수층(40)을 별도로 형성하지 않고 자외선 흡수층(30)에 근적외선 흡수제를 추가함으로써 하나의 층에서 자외선 및 근적외선을 흡수시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 앞서 설명한 근적외선 커트 필터를 포함하는 고체 촬상 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 근적외선 커트 필터는 PDP 등의 디스플레이 장치에도 적용 가능하다. 그러나, 최근 고화소가 요구되는 고체 촬상 장치, 예를 들어 800만 화소급 이상의 카메라 등에 보다 바람직하게 적용 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 근적외선 커트 필터는 모바일 장치용 카메라에 효과적으로 적용 가능하다.
이하에서는, 본 발명에 따른 구체적인 실시예들을 통해서 본 발명에 따른 신규한 구조의 근적외선 커트 필터를 보다 상세히 설명한다. 하기에 예시되는 실시예들은 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 것은 아니다.
실시예
보로실리케이트 글래스(Schott사의 Schott D 263 T)를 나노스트립(Nano-strip, Cyantek사)을 이용해서 세척하여 유리 기판을 준비하였다.
유리 기판의 일면 상에, 이빔 증착기(E-beam evaporator)를 이용해서 고굴절률 유전체층(Ti3O5)과 저굴절률 유전체층(SiO2)을 교대 증착하여 근적외선 커트층을 형성하였다. 증착과정에서 발생된 이물질을 제거하기 위하여 초음파 세척기를 이용해서 세척하였다.
이와는 별도로 자외선 흡수 염료인 UV386A(QCR Solution사 제품)와 수지 원료인 Topas 6015-04(TOPAS Advanced Polymers사 제품, COP) 그리고 톨루엔(Sigma Aldrich사 제품)을 혼합하고, 자력교반기를 이용해서 1 일 이상 교반하여 자외선 흡수 용액을 제조하였다. 상기 자외선 흡수 염료의 함량은 수지 100 중량부를 기준으로 1.2 중량부이다.
이후 제조된 자외선 흡수 용액을 근적외선 커트층이 형성된 유리 기판의 반대면에 스핀 코팅하였다. 구체적으로는, 스핀 코터(Spin coater)를 이용해서 1000 rpm 이상의 속도로 유리 기판을 회전시키면서 자외선 흡수 용액을 유리 기판 상에 코팅하여 자외선 흡수층을 성막한 후, 1 일 이상 방치하여 잔류 용매를 휘발시켰다.
이상의 과정을 거쳐 근적외선 커트 필터를 제조하였다. 제조된 근적외선 커트 필터의 적층 구조는 도 3과 같다. 도 3을 참조하면, 유리 기판(10)을 기준으로 아래쪽 면에는 근적외선 차단층(20)이 형성되어 있고, 위쪽 면에는 자외선 흡수층(30)이 형성된 것을 알 수 있다.
비교예
자외선 흡수층을 형성하지 않았다는 점을 제외하고는, 실시예와 동일한 과정을 통해 근적외선 커트 필터를 제조하였다. 제조된 근적외선 커트 필터의 적층 구조는 도 4와 같다. 도 4를 참조하면, 유리 기판(11)의 위쪽 면에는 근적외선 차단층(21)이 형성된 구조임을 알 수 있다.
실험예
실시예 및 비교예에서 각각 제조된 근적외선 커트 필터의 광 투과 스펙트럼을 측정하였다. 광 투과 스펙트럼은, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광(a) 및 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 30°의 각도를 이루는 방향에서 입사되는 광(b)에 대하여 측정하였다. 광 투과 스펙트럼은 측정결과는 도 5 및 6에 각각 도시하였다.
도 5는 실시예 1에서 제조된 근적외선 커트 필터의 광 투과 스펙트럼이다. 도 5를 참조하면, 380~430 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Ma)과, 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 30°의 각도를 이루는 방향에서 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Mb)의 차이의 절대치가 5 nm 이하임을 알 수 있다.
도 6은 비교예 1에서 제조된 근적외선 커트 필터의 광 투과 스펙트럼이다. 도 6을 참조하면, 380~430 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향을 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Mc)과, 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 30°의 각도를 이루는 방향에서 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Md)의 차이의 절대치가 11 nm를 초과하는 것을 알 수 있다.
도 5 및 6을 비교하면, 본 발명에 따른 근적외선 커트 필터는, 380~430 nm 영역에서, 입사각에 따른 광의 편이를 효과적으로 방지할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. 투과율이 하기 조건 (A) 및 (B)를 충족하는 근적외선 커트 필터:
    (A) 380 nm 이상 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 70%가 되는 가장 짧은 파장(La)과, 430 nm 이하 파장 영역에서 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 30%가 되는 가장 긴 파장(Lb)과의 차이의 절대치가 25 nm 이하, 및
    (B) 380~430 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Ma)과, 근적외선 커트 필터에 수직한 방향과 30°의 각도를 이루는 방향에서 입사되는 광에 대한 투과율이 50%가 되는 파장(Mb)의 차이의 절대치가 10 nm 이하.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 근적외선 커트 필터는 조건 (C) 및 (D)를 충족하는 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터:
    (C) 430~600 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율의 평균치가 80% 이상; 및
    (D) 750~1150 nm 파장 영역에서, 근적외선 커트 필터에 수직 방향으로 입사되는 광에 대한 투과율의 평균치가 15% 이하.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 근적외선 커트 필터는,
    기판; 자외선 흡수층; 및 근적외선 커트층을 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  4. 제 3항에 있어서,
    자외선 흡수층은 상기 기판의 일면 상에 형성되고,
    근적외선 커트층은 자외선 흡수층이 형성된 기판의 반대면에 형성된 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  5. 제 3항에 있어서,
    근적외선 흡수제를 함유하는 근적외선 흡수층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 근적외선 커트 필터는,
    상기 기판의 일면 상에 상기 자외선 흡수층 및 근적외선 흡수층이 형성된 것을 특징으로 하는 근적외선 필터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 자외선 흡수층은 상기 적외선 흡수층 상에 형성된 것을 특징으로 하는 근적외선 필터.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 기판은 유리 기판인 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 기판은 투명 수지제 기판인 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 자외선 흡수층은 380~430 nm 파장 영역에서 흡수 극대를 가지는 자외선 흡수제를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 자외선 흡수층은 600~800 nm 파장 영역에서 흡수 극대를 갖는 근적외선 흡수제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  12. 제 3항에 있어서,
    상기 근적외선 커트층은 제1 굴절률을 가지는 유전체층과 제2 굴절률을 가지는 유전체층이 교대 적층된 구조이며,
    제1 굴절률과 제2 굴절률의 차이는 0.2 이상인 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 근적외선 커트층은 제1 굴절률을 가지는 유전체층과 제2 굴절률을 가지는 유전체층이 5 내지 61층 구조로 교대 적층된 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터.
  14. 제 5항에 있어서,
    상기 근적외선 흡수층은 조건 (E) 및 (F)를 만족하는 흡수제를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 커트 필터:
    (E) 600~800 nm 파장 영역에서 흡수 극대가 있고, 430~600 nm 파장 영역에서 투과율이 80% 이상이고,
    (F) 흡수 극대 이하의 파장 영역에서 투과율이 70%가 되는 가장 긴 파장(Na)과, 600 nm 이상의 파장 영역에서 투과율이 30%가 되는 가장 짧은 파장(Nb)과의 차이의 절대값이 75 nm 이하.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나의 항에 따른 근적외선 커트 필터를 포함하는 고체 촬상 장치.
PCT/KR2014/002870 2013-04-04 2014-04-03 근적외선 커트 필터 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치 WO2014163405A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/781,955 US10082610B2 (en) 2013-04-04 2014-04-03 Near-infrared cut filter and solid-state image pickup device including same
CN201480020204.XA CN105074513A (zh) 2013-04-04 2014-04-03 近红外截止滤光片及包括近红外截止滤光片的固态摄像装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0036853 2013-04-04
KR1020130036853A KR101527821B1 (ko) 2013-04-04 2013-04-04 근적외선 커트 필터 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014163405A1 true WO2014163405A1 (ko) 2014-10-09

Family

ID=51658629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/002870 WO2014163405A1 (ko) 2013-04-04 2014-04-03 근적외선 커트 필터 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10082610B2 (ko)
KR (1) KR101527821B1 (ko)
CN (1) CN105074513A (ko)
WO (1) WO2014163405A1 (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105827905A (zh) * 2015-07-27 2016-08-03 维沃移动通信有限公司 一种电子设备及其摄像头模组
US10228500B2 (en) 2015-04-23 2019-03-12 AGC Inc. Optical filter and imaging device
US10310150B2 (en) 2015-01-14 2019-06-04 AGC Inc. Near-infrared cut filter and solid-state imaging device
US10324240B2 (en) 2014-09-19 2019-06-18 AGC Inc. Optical filter
US10351718B2 (en) 2015-02-18 2019-07-16 AGC Inc. Optical filter and imaging device
US10365417B2 (en) 2015-01-14 2019-07-30 AGC Inc. Near-infrared cut filter and imaging device
US10408979B2 (en) 2013-12-26 2019-09-10 AGC Inc. Optical filter
US10598834B2 (en) 2015-12-01 2020-03-24 AGC Inc. Near-infrared light blocking optical filter having high visible light transmission and an imaging device using the optical filter
US11059977B2 (en) 2016-02-02 2021-07-13 AGC Inc. Near-infrared-absorbing dye, optical filter, and imaging device

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017094672A1 (ja) * 2015-11-30 2017-06-08 Jsr株式会社 光学フィルター、環境光センサーおよびセンサーモジュール
JP6289526B2 (ja) * 2016-03-03 2018-03-07 キヤノン株式会社 光学素子及びそれを有する光学系
JP6087464B1 (ja) * 2016-06-30 2017-03-01 日本板硝子株式会社 赤外線カットフィルタ及び撮像光学系
CN206339678U (zh) * 2016-12-26 2017-07-18 信阳舜宇光学有限公司 红外截止滤光片
KR101866104B1 (ko) * 2016-12-29 2018-06-08 주식회사 엘엠에스 카메라 모듈에 포함되는 근적외선 컷-오프 필터용 광학물품 및 이를 포함하는 카메라 모듈용 근적외선 컷-오프 필터
WO2018163766A1 (ja) * 2017-03-09 2018-09-13 富士フイルム株式会社 構造体、キットおよび光センサ
DE102017004828B4 (de) * 2017-05-20 2019-03-14 Optics Balzers Ag Optischer Filter und Verfahren zur Herstellung eines optischen Filters
JP6259155B1 (ja) * 2017-10-03 2018-01-10 日本板硝子株式会社 光学フィルタ及び撮像装置
CN115079324B (zh) 2017-12-19 2023-08-01 白金光学科技(苏州)有限公司 吸收式近红外线滤光片
KR102158811B1 (ko) * 2018-07-03 2020-09-22 주식회사 엘엠에스 지문인식센서용 광학원판 및 이를 포함하는 광학필터
CN110749949B (zh) * 2018-07-24 2022-03-15 白金科技股份有限公司 滤光片
JP7326993B2 (ja) * 2018-08-30 2023-08-16 Jsr株式会社 光学フィルター、その製造方法およびその用途
CN109188588A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 朱晓 基于红光过滤的防近视滤光片
US11567250B2 (en) * 2019-01-03 2023-01-31 Lms Co., Ltd. Near-infrared ray absorbing article and method for manufacturing thereof, and optical filter and method for manufacturing thereof
CN110049214B (zh) * 2019-03-25 2024-06-14 华为技术有限公司 摄像组件及电子设备
CN110723904B (zh) * 2019-11-12 2022-09-09 Oppo广东移动通信有限公司 蓝玻璃、红外截止滤光片、摄像头组件、电子设备
CN111031212A (zh) * 2019-12-20 2020-04-17 Oppo广东移动通信有限公司 蓝玻璃滤光片及制备方法、摄像模组和电子设备
JPWO2022024826A1 (ko) * 2020-07-27 2022-02-03
KR102591097B1 (ko) 2021-07-26 2023-10-19 한국화학연구원 피리돈계 화합물, 이를 포함하는 근적외선 흡수용 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 근적외선 차단필터
KR20230064882A (ko) 2021-11-04 2023-05-11 한국화학연구원 디이모늄계 화합물 및 이를 포함하는 근적외선 흡수용 조성물

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009031720A (ja) * 2007-06-28 2009-02-12 Dainippon Printing Co Ltd ディスプレイ用複合フィルタ
JP2010032867A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Enplas Corp Irカットフィルタ
JP2012137646A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Canon Electronics Inc 光学フィルタ
WO2012169447A1 (ja) * 2011-06-06 2012-12-13 旭硝子株式会社 光学フィルタ、固体撮像素子、撮像装置用レンズおよび撮像装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102650709A (zh) * 2011-02-24 2012-08-29 上海空间电源研究所 空间用硅太阳电池的带通滤波器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009031720A (ja) * 2007-06-28 2009-02-12 Dainippon Printing Co Ltd ディスプレイ用複合フィルタ
JP2010032867A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Enplas Corp Irカットフィルタ
JP2012137646A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Canon Electronics Inc 光学フィルタ
WO2012169447A1 (ja) * 2011-06-06 2012-12-13 旭硝子株式会社 光学フィルタ、固体撮像素子、撮像装置用レンズおよび撮像装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10408979B2 (en) 2013-12-26 2019-09-10 AGC Inc. Optical filter
US10324240B2 (en) 2014-09-19 2019-06-18 AGC Inc. Optical filter
US11029457B2 (en) 2014-09-19 2021-06-08 AGC Inc. Optical filter
US10310150B2 (en) 2015-01-14 2019-06-04 AGC Inc. Near-infrared cut filter and solid-state imaging device
US10365417B2 (en) 2015-01-14 2019-07-30 AGC Inc. Near-infrared cut filter and imaging device
US10351718B2 (en) 2015-02-18 2019-07-16 AGC Inc. Optical filter and imaging device
US10745572B2 (en) 2015-02-18 2020-08-18 AGC Inc. Squarylium-based dye for near-infrared optical filter
US10228500B2 (en) 2015-04-23 2019-03-12 AGC Inc. Optical filter and imaging device
CN105827905A (zh) * 2015-07-27 2016-08-03 维沃移动通信有限公司 一种电子设备及其摄像头模组
US10598834B2 (en) 2015-12-01 2020-03-24 AGC Inc. Near-infrared light blocking optical filter having high visible light transmission and an imaging device using the optical filter
US11059977B2 (en) 2016-02-02 2021-07-13 AGC Inc. Near-infrared-absorbing dye, optical filter, and imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140120690A (ko) 2014-10-14
US10082610B2 (en) 2018-09-25
US20160139308A1 (en) 2016-05-19
KR101527821B1 (ko) 2015-06-16
CN105074513A (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014163405A1 (ko) 근적외선 커트 필터 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치
KR101453469B1 (ko) 광학 필터 및 이를 포함하는 촬상 장치
KR101474902B1 (ko) 광학 필터 및 이를 포함하는 촬상 장치
JP5849719B2 (ja) 光吸収体及びこれを用いた撮像装置
WO2014103921A1 (ja) Irカットフィルターおよびそれを備えた撮像装置
WO2014061188A1 (ja) 撮像素子及び撮像装置
KR20170125693A (ko) 근-적외선 흡수 필터 및 이미지 센서
KR20160088147A (ko) 근적외선 흡수층이 형성된 고체 촬상 장치용 커버글라스
JP2008051985A (ja) 近赤外線吸収フィルタ
WO2015034211A1 (ko) 광학 필터 및 이를 포함하는 촬상 장치
WO2019189039A1 (ja) 光学フィルタ
WO2020004641A1 (ja) 光学フィルタおよび情報取得装置
US11971565B2 (en) Absorption type near infrared filter
CN109752783A (zh) 滤光器、以及包括其的相机模块和电子设备
JP2017167557A (ja) 光吸収体及びこれを用いた撮像装置
KR20180039610A (ko) 카메라 모듈에 포함되는 근적외선 컷-오프 필터용 광학물품 및 이를 포함하는 카메라 모듈용 근적외선 컷-오프 필터
WO2015041411A1 (ko) 이미지 센서 칩
WO2022138252A1 (ja) 光学フィルタ
CN110749949B (zh) 滤光片
JP6156468B2 (ja) 光吸収体及びこれを用いた撮像装置
JP2022077986A (ja) 赤外線カットフィルター構造
KR20160088614A (ko) 커버 글라스 및 이를 포함하는 고체 촬상 장치
WO2015142025A1 (ko) 보강재를 포함하는 촬상 장치용 광학 필터
WO2018043955A1 (ko) 카메라 모듈에 포함되는 근적외선 컷-오프 필터용 광학물품 및 이를 포함하는 카메라 모듈용 근적외선 컷-오프 필터
JP3236727U (ja) 赤外線カットフィルター構造

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480020204.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14778851

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14781955

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14778851

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1