WO2019026848A1 - 光電変換装置 - Google Patents

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WO2019026848A1
WO2019026848A1 PCT/JP2018/028467 JP2018028467W WO2019026848A1 WO 2019026848 A1 WO2019026848 A1 WO 2019026848A1 JP 2018028467 W JP2018028467 W JP 2018028467W WO 2019026848 A1 WO2019026848 A1 WO 2019026848A1
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photoelectric conversion
optical filter
conversion device
resin
resin layer
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PCT/JP2018/028467
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拓也 三浦
大吾 一戸
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Jsr株式会社
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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • H01L31/04—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to an optical filter and a photoelectric conversion device having the optical filter.
  • CCD and CMOS image sensors that are solid-state imaging devices for color images are used for solid-state imaging devices mounted on video cameras, digital still cameras, portable terminals with camera functions, and the like.
  • silicon photodiodes having sensitivity to near infrared rays that can not be detected by human eyes in the light receiving portion are used.
  • an optical filter for example, near
  • Infrared cut filters, near infrared transmission filters are often used.
  • an illumination sensor and an ambient light sensor are mounted on the portable terminal, and such an illumination sensor and the ambient light sensor acquire light as in the solid-state imaging device.
  • the illuminance sensor or the ambient light sensor can control the brightness of the image of the portable terminal based on the acquired light.
  • the solid-state imaging device, the illuminance sensor, and the environment sensor have a function of converting light into an electric signal, and are called a photoelectric conversion device.
  • Patent Document 1 discloses a near-infrared cut filter in which a transparent resin is used as a base material and a near-infrared absorbing dye is contained in the transparent resin
  • Patent Document 2 discloses a near-infrared transmission filter.
  • Patent Document 3 as an optical filter, a method of manufacturing by bonding a glass substrate and an infrared cut filter substrate with an adhesive, or a film forming process on a cover glass, an infrared cut filter layer is formed. Methods of forming are disclosed.
  • the image quality level required for camera images has become extremely high also in mobile devices and the like.
  • near-infrared cut filters used in solid-state imaging devices high visible light transmittance and high light-cut characteristics in the near-infrared wavelength range are required.
  • high near-infrared wavelength region transmittance and high ray cut characteristics in the visible light wavelength region are required.
  • the heat resistance performance of the employed dye is not sufficient.
  • the near-infrared absorbing dye of the near-infrared cut filter is decomposed, which may cause a problem in the long-term reliability of the near-infrared cut filter.
  • the similar problem of heat resistance of the dye is also apparent in the near infrared transmission filter.
  • an object of the present invention is to provide an optical filter excellent in heat resistance. Another object is to provide a photoelectric conversion device having an optical filter with excellent heat resistance.
  • a photoelectric conversion device includes a photoelectric conversion element provided on a semiconductor substrate and an optical filter provided on the photoelectric conversion element, and the optical filter has a thermal decomposition start temperature of 150. °C and the resin layer containing the above pigment, comprising a layer for protecting the photoelectric conversion element, the dynamic hardness of the resin layer of the optical filter is 10 mN / [mu] m 2 or more 150 mN / [mu] m 2 or less.
  • a photoelectric conversion device includes a photoelectric conversion element provided on a semiconductor substrate and an optical filter provided on the photoelectric conversion element, and the optical filter has a dynamic hardness of 10 mN / ⁇ m.
  • the photoelectric conversion device which has a resin base material which is 2 or more and 150 mN / ⁇ m 2 or less, satisfies the following (A) and (B), and contains a dye having a thermal decomposition start temperature of 150 ° C. or more.
  • (A) The average transmittance in the wavelength range of 430 nm to 580 nm is 75% or more.
  • B The average transmittance in the wavelength range of 700 nm to 800 nm is 20% or less.
  • a photoelectric conversion device includes a photoelectric conversion element provided on a semiconductor substrate and an optical filter provided on the photoelectric conversion element, and the optical filter has a dynamic hardness of 10 mN / ⁇ m.
  • the photoelectric conversion device which has a resin base material which is 2 or more and 150 mN / ⁇ m 2 or less, satisfies the following (A) and (B), and contains a dye having a thermal decomposition start temperature of 150 ° C. or more.
  • A The average transmittance in the wavelength range of 400 nm to 730 nm is 2% or less.
  • B The average transmittance in the wavelength range of 800 nm to 1000 nm is 80% or more.
  • the electronic device is a device having a function of performing digital processing or analag processing of various information including video and audio, and includes an electrical product to which a technology belonging to electronic technology is applied.
  • an optical filter having excellent heat resistance can be provided.
  • a photoelectric conversion device having an optical filter with excellent heat resistance can be provided.
  • upper refers to a relative position based on the main surface (the surface on which the photoelectric conversion element is disposed) of the support substrate, and the direction away from the main surface of the support substrate is “upper”. .
  • the upper side is “up” toward the paper surface.
  • “upper” includes the case of touching the top of the object (that is, in the case of “on”) and the case of being positioned above the object (that is, in the case of “over”).
  • “below” refers to a relative position with respect to the main surface of the support substrate, and the direction approaching the main surface of the support substrate is “down”. In the drawings of the present application, the lower side is “down” toward the paper surface.
  • an optical filter according to an embodiment of the present invention and a photoelectric conversion device having the optical filter will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • a solid-state imaging device will be described as an example of the optical conversion device.
  • the solid-state imaging device is an image sensor provided with a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS image sensor.
  • the solid-state imaging device can be used for digital still cameras, cameras for smartphones, cameras for mobile phones, cameras for wearable devices, digital video cameras, and the like.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of the photoelectric conversion device 116 according to the present embodiment.
  • the photoelectric conversion device 116 includes a semiconductor substrate 112 provided with the photoelectric conversion element 113, an optical filter 103 provided on the photoelectric conversion element 113, and an optical low pass filter 115.
  • CCDs charge coupled devices
  • a CMOS image sensor can be used instead of the CCD image sensor.
  • a plurality of terminals are provided at the edge of the upper surface of the semiconductor substrate 112.
  • the plurality of terminals are connected to the plurality of photoelectric conversion elements 113 through the wirings formed on the upper surface of the semiconductor substrate 112. Further, the plurality of terminals are connected to the support substrate 111 by the wires 114.
  • An optical filter 103 according to the present embodiment is provided on the photoelectric conversion element 113, and an optical low pass filter 115 is provided on the optical filter 103.
  • the structure of the optical filter 103 will be described in detail later.
  • the camera module 110 further includes a photoelectric conversion device 116, a lens 117, and a package 118.
  • the optical filter 103 and the optical low pass filter 115 are held by the package 118.
  • the package 118 is formed of a ceramic material such as alumina, a metal material, or a plastic material. Further, the package 118 has a region in which the photoelectric conversion device 116 is accommodated, and a lens barrel portion that holds the lens 117, and is fixed to the support substrate 111.
  • the thinned optical filter 103 for the photoelectric conversion device 116, the height of the photoelectric conversion device 116 and the camera module 110 can be reduced. Further, by providing the optical filter 103 and the optical low pass filter 115, the imaging quality of the photoelectric conversion device 116 can be improved.
  • the optical filter 103 When the package 118 provided with the optical filter 103 is provided on the support substrate 111, high temperature may be applied to the optical filter 103. Since the optical filter 103 according to the present embodiment has heat resistance, deterioration of the optical filter 103 in the reflow process can be suppressed.
  • the optical filter 103 according to the present embodiment can be thinned.
  • the optical filter 103 is used for a lens unit such as a camera module, the height and weight of the lens unit can be reduced.
  • FIG. 2 shows the configuration of the optical filter 103 according to the present embodiment.
  • the optical filter 103 according to the present embodiment has a base 101 and a resin layer 102.
  • the resin layer 102 contains a dye or the like that absorbs infrared light.
  • the resin layer 102 contains a dye that absorbs light in the visible region.
  • a translucent substrate is used.
  • the base material 101 has a function which protects a photoelectric conversion element.
  • the base material 101 is adhered to the package 118 with various adhesives, protects the photoelectric conversion element 113 housed inside the package 118, and functions as a light transmission window for visible light and the like. is there.
  • a colorless and transparent glass substrate is preferably used.
  • a colorless and transparent glass substrate for example, the cover glass described in JP-A-2004-221541, JP-A-2006-149458, etc. can be used.
  • the protective layer is not limited to the glass substrate, and a transparent organic resin may be used.
  • a transparent resin can be used as the organic resin.
  • the base material 101 for example, a glass substrate or a resin substrate can be used.
  • the thickness of the substrate 101 is 0.01 mm or more and 2 mm or less, preferably 0.05 mm or more and 1 mm or less.
  • the thickness of the glass substrate is in the above range, the weight and size of the optical filter 103 can be reduced.
  • the thickness of the base material 101 is thicker than the above, the height of the photoelectric conversion device and the camera module can not be reduced.
  • the thickness of the substrate 101 is smaller than the above range, the warpage of the optical filter 103 becomes large.
  • the base material 101 may be broken or chipped because it becomes brittle.
  • a resin layer 102 is provided on the base material 101.
  • the resin layer 102 is provided on at least one surface of the base material 101.
  • the resin layer 102 preferably has a dynamic hardness higher than that of the substrate 101.
  • the dynamic hardness of the resin layer 102 is preferably 10 mN / [mu] m 2 or more 150 mN / [mu] m 2 or less.
  • the strength of the resin layer 102 can be secured.
  • the dynamic hardness of the resin layer 102 is lower than the above range, the resin layer 102 may be broken or chipped.
  • the resin layer is easily peeled off.
  • the dynamic hardness of the resin layer 102 can be measured, for example, with a microhardness tester.
  • the dynamic hardness is obtained by dividing the load when the triangular pyramid diamond indenter with a gap angle of 115 ° is pushed into the film surface by the square of the pushing depth while gradually applying a load at a constant load rate. It is expressed by the calculated dynamic hardness (DH), and is defined by the following equation (1).
  • DH ⁇ P / D 2 (1)
  • P Load (gf)
  • D Indentation depth ( ⁇ m)
  • the dynamic hardness of the resin layer 102 described above is measured using a Shimadzu dynamic ultra-microhardness tester (model DUH-201s, manufactured by Shimadzu Corporation), measurement mode: MODE5, indentation depth 1 ⁇ m, indentation speed 0.014 mN / It can be obtained by measuring under the condition of s and converting according to the above-mentioned formula.
  • the dynamic hardness of the resin layer 102 is 10mN / ⁇ m 2 ⁇ 150mN / ⁇ m 2. If the dynamic hardness is less than 10 mN / ⁇ m 2 , the resin layer may be cracked or part of the resin layer may be chipped. On the other hand, when the dynamic hardness is more than 150 mN / ⁇ m 2 , the film is likely to peel off the glass substrate.
  • the transmittance of the optical filter 103 preferably satisfies the following (A) and (B).
  • A) The average value of the transmittance in the wavelength range of 430 nm to 580 nm is preferably 75% or more.
  • the average transmittance in this wavelength range is in this range, near infrared rays can be sufficiently cut when the near infrared cut filter (optical filter 103) is used as a photoelectric conversion device application, and excellent color reproducibility is obtained. It is preferable because it can be achieved.
  • the transmittance of the optical filter 103 preferably satisfies the following (A) and (B).
  • visible light can be sufficiently cut when the near infrared transmission filter (optical filter 103) is used as a photoelectric conversion device application, and excellent infrared sensing can be achieved. It is preferable because it can be achieved.
  • the resin layer 102 contains the pigment
  • dye whose thermal decomposition start temperature is 150 degreeC or more.
  • an infrared cut filter as an infrared absorbing organic dye, for example, cesium tungsten oxide, metal boride, titanium oxide, zirconium oxide, tin-doped indium oxide, antimony-doped tin oxide, azo compound, aminium compound, iminium compound, anthraquinone compound, One kind of compound among cyanine compounds, diimonium compounds, squarylium compounds, phthalocyanine compounds, naphthalocyanine compounds, anthraquinone compounds, naphthoquinone compounds, dithiol compounds and polymethine compounds can be used. As specific examples of such compounds, compounds described in WO 2011/118171 and JP-A 2013-195480 can be used.
  • cesium tungsten oxide is preferable because of its high infrared absorption ability and thermal decomposition temperature. Also, it can be used in combination with organic pigment compounds such as dimonium compounds, squarylium compounds, phthalocyanine compounds and naphthalocyanine compounds.
  • the content of such a dye is preferably 20% by mass to 85% by mass, and preferably 30% by mass to 80% by mass, with respect to the total solid mass of the resin composition forming the resin layer. More preferably, the content is 40% by mass to 75% by mass.
  • a black dye in the case of an infrared transmitting filter, as such a dye, a black dye can be mentioned, and for example, dyes such as azo dyes, anthraquinone dyes, perinone dyes, perylene dyes, methine dyes, quinoline dyes and azine dyes can be exemplified. .
  • azo dyes include C.I. I. Solvent yellow 14, C.I. I. Solvent yellow 16, C.I. I. Solvent yellow 21, C.I. I. Solvent yellow 61, C.I. I. Solvent yellow 81, C.I. I. Solvent red 1, C.I. I. Solvent red 2, C.I. I. Solvent red 8, C.I. I. Solvent red 19, C.I. I. Solvent red 23, C.I. I. Solvent red 24, C.I. I. Solvent red 27, C.I. I. Solvent red 31, C.I. I. Solvent red 83, C.I. I. Solvent red 84, C.I. I. Solvent red 121, C.I. I.
  • Solvent red 132 C.I. I. Solvent violet 21, C.I. I. Solvent black 3, C.I. I. Solvent black 4, C.I. I. Solvent black 21, C.I. I. Solvent black 23, C.I. I. Solvent black 27, C.I. I. Solvent black 28, C.I. I. Solvent black 31, C.I. I. Solvent orange 7, C.I. I. Solvent orange 9, C.I. I. Solvent orange 37, C.I. I. Solvent orange 40, C.I. I. Solvent Orange 45 etc. are mentioned.
  • anthraquinone dyes include C.I. I. Solvent red 52, C.I. I. Solvent red 111, C.I. I. Solvent red 149, C.I. I. Solvent red 150, C.I. I. Solvent red 151, C.I. I. Solvent red 168, C.I. I. Solvent red 191, C.I. I. Solvent red 207, C.I. I. Solvent blue 35, C.I. I. Solvent blue 36, C.I. I. Solvent blue 63, C.I. I. Solvent blue 78, C.I. I. Solvent blue 83, C.I. I. Solvent blue 87, C.I. I. Solvent blue 94, C.I.
  • perinone dyes include C.I. I. Solvent orange 60, C.I. I. Solvent orange 78, C.I. I. Solvent orange 90, C.I. I. Solvent violet 29, C.I. I. Solvent red 135, C.I. I. Solvent red 162, C.I. I. Solvent Orange 179 and the like.
  • perylene dyes include C.I. I. Solvent green 5, C.I. I. Solvent orange 55, C.I. I. Butt Red 15, C.I. I. Bat orange 7 etc. are mentioned.
  • methine dyes include C.I. I. Solvent orange 80, C.I. I. Solvent Yellow 93 and the like.
  • quinoline dyes include C.I. I. Solvent yellow 33, C.I. I. Solvent Yellow 98, C.I. I. Solvent Yellow 157 and the like.
  • azine dyes include C.I. I. Solvent black 5, C.I. I. Solvent Black 7 etc. are mentioned.
  • the use of an azo dye having a large absorption coefficient and high solubility is preferable. From the viewpoint of environmental conservation, those containing no halogen element in the molecule are preferable.
  • the content of such a dye is preferably 20% by mass to 85% by mass, and preferably 30% by mass to 80% by mass, with respect to the total solid mass of the composition forming the resin of the present invention. Is more preferable, and 40% by mass to 75% by mass is more preferable.
  • a green pigment in addition to the black pigment, a green pigment can also be added.
  • a green dye include squarylium dyes, phthalocyanine dyes, and cyanine dyes. From these dyes, one or more can be appropriately selected and used according to the application and the like.
  • the green dye may be a pigment in which molecules are aggregated in a transparent resin as described later, but a green dye in which molecules are dissolved in a transparent resin is preferable because it is less likely to cause scattered light. .
  • squarylium dyes and phthalocyanine dyes are particularly preferable.
  • the squarylium dye is preferably one having an absorption maximum wavelength within a wavelength of 600 nm to 800 nm in the absorption spectrum of light having a wavelength of 400 nm to 1000 nm measured using a resin film obtained by dispersing in a transparent resin. Further, it is preferable that the slope on the infrared light side of the absorption peak at which the absorption maximum wavelength appears is steep.
  • the phthalocyanine dye is preferably one having an absorption maximum wavelength within a wavelength of 700 nm to 900 nm in the absorption spectrum of light having a wavelength of 400 nm to 1000 nm measured using a resin film obtained by dispersing in a transparent resin. Further, it is preferable that the slope on the infrared light side of the absorption peak at which the absorption maximum wavelength appears is steep.
  • the green pigment may be a dye in which molecules are dissolved in a transparent resin, or a pigment in which molecules are aggregated in a transparent resin. If a pigment is used as the green pigment, dispersants can also be used. As a dispersing agent, dispersing agents such as cationic type, anionic type and nonionic type can be used.
  • the resin layer 102 containing a pigment is formed of a resin composition in which the pigment and the transparent resin are mixed.
  • the transparent resin preferably has a glass transition temperature (Tg) of 0 ° C. to 380 ° C.
  • Tg glass transition temperature
  • the lower limit of Tg is more preferably 40 ° C. or more, still more preferably 60 ° C. or more, still more preferably 70 ° C. or more, and particularly preferably 100 ° C. or more.
  • the upper limit of Tg is more preferably 370 ° C. or less, and still more preferably 360 ° C. or less.
  • the transparent resin examples include polyester resin, polyether resin, acrylic resin, polyolefin resin, cyclic olefin resin, polycarbonate resin, ene / thiol resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamide imide resin, polyurethane resin, polystyrene Resin, polyarylate resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, polyparaphenylene resin, polyarylene ether phosphine oxide resin, etc. may be mentioned.
  • acrylic resin, polyester resin, polycarbonate resin, or cyclic olefin resin is preferable.
  • polyester resin polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, etc. are preferable.
  • the transparent resin may be a polymer alloy in which a plurality of different resins are combined.
  • the transparent resin may be a resin having a high molecular weight in advance, or may be a resin to which a low molecular weight substance is applied and which is polymerized (high molecular weight) and cured by energy rays such as heat or ultraviolet light.
  • a commercially available product may be used as the transparent resin.
  • acrylic resin Ogsol (registered trademark) EA-F 5003 (Osaka Gas Chemical Co., Ltd. product name), polymethyl methacrylate, polyisobutyl methacrylate, BR50 (Mitsubishi Rayon Co., Ltd. product name) Etc.
  • polyester resins OKPH4HT, OKPH4, B-OKP2, OKP-850 (all of which are trade names by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., trade names), Byron (registered trademark) 103 (trade names, by Toyobo Co., Ltd.)
  • polycarbonate resins LeXan (registered trademark) ML9103 (sabic, trade name), EP 5000 (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., trade name), SP3810 (Teijin Chemicals, Ltd., trade name), SP1516 (trade name) Teijin Kasei Co., Ltd. product name, TS2020 (Teijin Kasei Co., Ltd. product name, trade name), xylex (registered trademark) 7507 (sabic company, trade name), etc. are mentioned.
  • cyclic olefin resin As cyclic olefin resin, ARTON (registered trademark) (made by JSR Corporation, trade name, Tg: 165 ° C), ZEONEX (registered trademark) (made by Nippon Zeon, trade name, Tg: 138 ° C), etc. Can be mentioned.
  • a resin composition when apply
  • a compound having a group and a polymerization initiator As such a compound having a polymerizable group and a polymerization initiator, known compounds can be used, and for example, compounds described in JP-A-2013-195480, WO2016 / 098810, etc. can be used. it can.
  • a color tone correction pigment for example, a color tone correction pigment, a leveling agent, an antistatic agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, an antioxidant, a dispersant, a flame retardant, a lubricant, a plasticizer, transparent nanoparticles Etc.
  • a dispersion medium which can stably disperse the raw material component of the transparent resin, and each component which is blended as needed, or a solvent which can dissolve it.
  • solvent the following solvents may be mentioned.
  • Alcohols such as isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, ethyl cellosolve, methyl cellosolve, glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, N, N- Amides such as dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethylene ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol butyl ether, Ethylene
  • the resin layer is formed by applying the resin composition onto a substrate and then drying it.
  • known methods such as heat drying and hot air drying can be used.
  • curing treatment is further performed.
  • the reaction is heat curing, drying and curing can be carried out simultaneously, but in the case of light curing, a curing step can be provided separately from drying.
  • the thickness of such a resin layer 102 is 0.1 ⁇ m to 3 ⁇ m, preferably 0.5 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the thickness of the resin layer 102 is in the above range, the weight and size of the optical filter 103 can be reduced, and reduction in height of the photoelectric conversion device 116 can be achieved.
  • the thickness of the resin layer 102 is thicker than the above range, the height of the photoelectric conversion device and the camera module can not be reduced.
  • the thickness of the resin layer 102 is thinner than the above range, there is a problem that the warpage of the optical filter becomes large.
  • the infrared ray absorption performance of the resin layer 102 is reduced.
  • a dielectric multilayer film may be provided on at least one surface of the substrate 101.
  • the dielectric multilayer film may be provided in contact with the base material 101 or may be provided on the base material 101 via the resin layer 102.
  • the manufacturing cost and the ease of manufacturing are excellent.
  • the dielectric multilayer film is provided on both sides of the base material 101, it is possible to obtain the optical filter 103 which has high strength and is not easily warped or twisted.
  • the optical filter 103 is applied to a photoelectric conversion device or the like, it is preferable to provide a dielectric multilayer film on both sides of the substrate 101 because it is preferable that the optical filter 103 have small warpage or twist.
  • the optical filter 103 When the optical filter 103 is used as a near infrared cut filter, the optical filter 103 preferably satisfies the following (A) and (B).
  • the average transmittance in these wavelength ranges is in this range, near infrared rays can be sufficiently cut when the near infrared cut filter (optical filter 103) is used as a photoelectric conversion device application, and excellent color reproducibility Is preferable because it can achieve the
  • the resin layer 102 contains the infrared rays absorption organic pigment
  • the optical filter 103 When the optical filter 103 is used as a near infrared transmission filter, the optical filter 103 preferably satisfies the following (A) and (B).
  • the average transmittance in these wavelength ranges is in this range, visible light can be sufficiently cut when the near infrared transmission filter (optical filter 103) is used as a photoelectric conversion device application, and excellent infrared sensing can be achieved. It is preferable because it can be achieved.
  • the resin layer 102 contains a visible region light absorbing dye having a thermal decomposition start temperature of 150 ° C. or higher.
  • dye is contained in transparent resin with high glass transition temperature. Thereby, the heat resistance of the optical filter 103 can be improved.
  • the configuration of the solid-state imaging device has been described as an example of the configuration of the photoelectric conversion device, but the present invention is not limited to this.
  • the optical filter according to the present invention can be used not only for a solid-state imaging device but also for an illuminance sensor, an ambient light sensor, and the like. The same applies to the configuration 2 of the photoelectric conversion device described later.
  • a base material 101 having a first surface 101a and a second surface 101b is prepared.
  • a light-transmitting substrate is used.
  • a glass substrate or a resin substrate is used as the light-transmitting substrate 101.
  • the thickness of the substrate 101 is preferably 0.01 mm or more and 2 mm or less.
  • the resin composition 104 preferably contains a dye. It is preferable that this pigment
  • dye to be contained in the resin composition 104 differs in the pigment
  • the resin composition 104 preferably contains an inorganic oxide having a function of absorbing infrared light.
  • an inorganic oxide having a function of absorbing infrared light For example, cesium-containing tungsten oxide can be used as the inorganic oxide.
  • the particle size of the inorganic oxide is 200 nm or more and 800 nm or less, preferably 400 nm or more and 700 nm or less.
  • the shape of the inorganic oxide is preferably spherical, but is not limited thereto.
  • the heat treatment is preferably performed at 150 ° C. to 300 ° C.
  • the resin layer 102 can be formed on the first surface 101 a of the base material 101.
  • the resin layer 102 may be peeled off and attached to another substrate.
  • the resin layer 102 can be peeled off and used as a resin base material.
  • the optical filter 103 according to the present embodiment can be formed by the above steps.
  • Resin layer 102 formed as described above has a 10 mN / [mu] m 2 or more 150 mN / [mu] m 2 or less of dynamic hardness. Thereby, the strength of the resin layer 102 can be improved. By forming the resin layer 102 having high strength on the first surface 101a of the base material 101, even if the thickness of the base material 101 is thin, the optical filter 103 is prevented from being broken or chipped off. can do. Further, since the resin layer 102 has high strength, the strength of the optical filter 103 can be maintained without thickening the base material 101. Therefore, the optical filter 103 can be thinned.
  • the heat resistance of the resin layer 102 can be improved by making the resin layer 102 contain the pigment
  • the optical filter 103 according to the present embodiment is held for 60 seconds at 260 ° C. and then cooled to room temperature before and after the reflow test.
  • the rate of change can be 5% or less.
  • the optical filter 103 Due to the high heat resistance of the optical filter 103, the optical filter 103 is deteriorated by heat even in a process having a reflow process in the manufacturing process of the photoelectric conversion device 116 and the camera module 110, and the transmittance fluctuates. Can be prevented.
  • the method of forming the resin layer 102 by applying the resin composition 104 having a polymerizable group on the base material 101 and curing it by heat treatment has been described.
  • the resin layer 102 on the base material 101 by the coating method it can be applied to a large substrate by a simple method compared to the case where the resin layer is formed by the vapor deposition method or the CVD method.
  • the resin layer 102 is formed on the first surface 101a of the base material 101 is shown, but as shown in FIG. 4A, the resin layer 102 is formed on the second surface 101b of the base material 101. May be Further, as shown in FIG. 4B, the resin layer 102 may be formed on both the first surface 101 a and the second surface 101 b of the base material 101. Furthermore, as shown in FIG. 4C, the resin layer 102 may be formed not only on the first surface 101a and the second surface 101b of the base material 101 but also on the side surface.
  • the resin layer 102 By forming the resin layer 102 by a coating method, the resin layer 102 can be easily formed on the side surface of the substrate 101 by a vapor deposition method or a CVD method, as compared to the case where the resin layer 102 is formed. By forming the resin layer 102 also on the side surface of the base material 101, even if light is incident from the side surface of the optical filter 103, infrared light can be cut.
  • the photoelectric conversion device 126 illustrated in FIG. 5 includes a semiconductor substrate 112 provided with the photoelectric conversion element 113, an optical filter 123 provided on the photoelectric conversion element 113, and an optical low pass filter 115.
  • a translucent resin base is used as the optical filter 123 shown in FIG.
  • the resin base is formed using the resin composition described as the resin layer 102 in the previous embodiment.
  • the resin base material can be formed by forming the resin layer 102 on the substrate and peeling the resin layer 102 from the substrate.
  • dye contained in the resin base material it can change suitably by the case where it uses the optical filter 123 for a near-infrared cut off filter, and the case where it uses it for an infrared rays transmission filter.
  • the thickness of the resin substrate is, for example, preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 180 ⁇ m or less, still more preferably 150 ⁇ m or less, particularly preferably 120 ⁇ m or less, and the lower limit is not particularly limited. Is desirable.
  • the optical filter 123 can be reduced in weight and size.
  • the thickness of the resin base material is thicker than the above, height reduction of a photoelectric conversion apparatus and a camera module can not be performed.
  • the thickness of the resin base is thinner than the above range, the warpage of the optical filter 123 becomes large.
  • Dynamic hardness of the optical filter 123 that is the resin substrate is preferably 10 mN / [mu] m 2 or more 150 mN / [mu] m 2 or less.
  • the dynamic hardness of the optical filter 123 is in the above range, the strength of the optical filter 123 can be secured. If the dynamic hardness of the optical filter 123 is lower than the above range, the optical filter 123 may be broken or chipped. Moreover, when it is harder than the said range, there exists a possibility that peeling may arise.
  • the dynamic hardness of the optical filter 123 can be measured, for example, with a microhardness tester.
  • the transmittance of the optical filter 103 preferably satisfies the following (A) and (B).
  • (A) The average value of the transmittance in the wavelength range of 430 nm to 580 nm is preferably 75% or more
  • (B) The average value of the transmittance in the wavelength range of 700 nm to 800 nm is 20% or less preferable.
  • the average transmittance in this wavelength range is in this range, near infrared rays can be sufficiently cut when the near infrared cut filter (optical filter 123) is used as a photoelectric conversion device application, and excellent color reproducibility is obtained. It is preferable because it can be achieved.
  • the optical filter 123 has a resin base material containing a dye whose thermal decomposition start temperature is 150 ° C. or more. Moreover, the said pigment
  • the optical filter 123 When the optical filter 103 is used as a near infrared transmission filter, the optical filter 123 preferably satisfies the following (A) and (B).
  • the average transmittance in these wavelength ranges is in this range, visible light can be sufficiently cut when the near infrared transmission filter (optical filter 123) is used as a photoelectric conversion device application, and excellent infrared sensing can be achieved. It is preferable because it can be achieved.
  • the optical filter 123 preferably contains an inorganic oxide having a function of absorbing infrared light.
  • cesium-containing tungsten oxide can be used as the inorganic oxide.
  • the optical filter 123 has a resin base material containing a dye whose thermal decomposition start temperature is 150 ° C. or more. Moreover, the said pigment
  • the pigment it is preferable to contain a green pigment and a black pigment.
  • the green dye is preferably at least one selected from squarylium dyes, phthalocyanine dyes, and cyanine dyes.
  • a dielectric multilayer film may be provided on at least one surface of the above-described resin base material.
  • the manufacturing cost is reduced and the manufacturing process becomes easy.
  • the dielectric multilayer film is provided on both sides of the resin base, it is possible to obtain the optical filter 123 which has high strength and is less likely to be warped or twisted.
  • the optical filter 123 is applied to a photoelectric conversion device or the like, it is preferable to provide a dielectric multilayer film on both sides of the resin base, since it is preferable that the warping and twisting of the optical filter 123 be small.
  • the optical filter 123 has an average transmittance change rate of 5% or less at a wavelength of 700 nm to 1100 nm before and after a reflow test in which an operation of holding at 260 ° C. for 60 seconds and cooling to room temperature is performed. is there. Thereby, even if high temperature is applied in the manufacturing process of the photoelectric conversion device 126 and the camera module 120, it is possible to prevent the optical filter 123 from being deteriorated by heat and fluctuating the transmittance.
  • the camera module 120 also includes a photoelectric conversion device 126, a lens 117, and a package 118.
  • the optical filter 123 and the optical low pass filter 115 are held by the package 118.
  • the package 118 has a region in which the photoelectric conversion device 126 is accommodated, and a lens barrel portion that holds the lens 117, and is fixed to the support substrate 111.
  • the thinned optical filter 123 for the photoelectric conversion device 126, the height of the photoelectric conversion device 126 and the camera module 110 can be reduced.
  • the optical filter 123 and the optical low pass filter 115 the imaging quality of the photoelectric conversion device 126 can be improved.
  • a temperature of about 260 ° C. may be added to the near infrared cut filter. Since the optical filter 123 according to the present embodiment has heat resistance, it is possible to suppress the deterioration of the optical filter 123 in the reflow process.
  • the optical filter 123 according to the present embodiment is reduced in thickness.
  • the optical filter 123 is used for a lens unit such as a camera module, the height and weight of the lens unit can be reduced.
  • An optical filter and a photoelectric conversion device includes a digital still camera, a camera for a mobile phone, a digital video camera, a camera for a personal computer, a surveillance camera, a camera for an automobile, a television, an on-vehicle device for a car navigation system It can be suitably used for portable information terminals, video game machines, portable game machines, devices for fingerprint authentication systems, digital music players, and the like. Furthermore, it can be suitably used also as a heat ray cut filter etc. with which glass etc., such as a car and a building, etc. are equipped.
  • 101 base material
  • 101a first surface
  • 101b second surface
  • 102 resin layer
  • 103 optical filter
  • 104 resin composition
  • 111 support substrate
  • 112 semiconductor substrate
  • 113 photoelectric conversion element
  • 114 Wire
  • 115 Optical low pass filter
  • 116 Photoelectric conversion device
  • 117 Lens
  • 118 Package
  • 120 Camera module
  • 123 Optical filter
  • 126 Photoelectric conversion device

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Abstract

光電変換装置（１１６）は、半導体基板（１１２）に設けられた光電変換素子（１１３）と、光電変換素子（１１３）上に設けられた光学フィルタ（１０３）と、を有し、光学フィルタ（１０３）は、熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有する樹脂層（１０２）と、光電変換素子を保護する層（１０１）と、を含み、光学フィルタ（１０３）の樹脂層（１０２）のダイナミック硬度は、１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下である。

Description

光電変換装置
　本発明は、光学フィルタ、及び光学フィルタを有する光電変換装置に関する。
　近年、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、カメラ機能付き携帯端末などに搭載される固体撮像装置には、カラー画像の固体撮像素子であるＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサが使用されている。これらの固体撮像素子には、その受光部において人間の目では感知できない近赤外線に感度を有するシリコンフォトダイオードが使用されている。このような固体撮像素子では、人間の目で見て自然な色合いにさせる視感度補正を行うことが必要であり、特定の波長領域の光線を選択的に透過もしくはカットする光学フィルタ（例えば、近赤外線カットフィルタ、近赤外線透過フィルタ）を用いることが多い。
　また、携帯端末には、照度センサや環境光センサが搭載されており、このような照度センサや環境光センサも、固体撮像装置と同様に、光を取得するものである。照度センサや環境光センサは、取得した光を元に、携帯端末の画像の明るさなどを制御することができる。このように、固体撮像装置、照度センサ、及び環境センサは、光を電気信号に変換する機能を有しており、光電変換装置と呼ばれている。
　光電変換装置に用いられる光学フィルタとしては、従来から、各種方法で製造されたものが使用されている。例えば、特許文献１には、基材として透明樹脂を用い、透明樹脂中に近赤外線吸収色素を含有させた近赤外線カットフィルタ、特許文献２には、近赤外線透過フィルタが開示されている。
　また、特許文献３には、光学フィルタとして、ガラス基材と赤外線カットフィルタ基板とを接着剤によって接合して製造する方法や、カバーガラス上に成膜処理をすることで、赤外線カットフィルタ層を形成する方法が開示されている。
特開平６－２００１１３号公報 特開２０１２－１３７７２８号公報 特開２００６－３２８８６号公報
　近年では、モバイル機器等においてもカメラ画像に要求される画質レベルが非常に高くなってきている。例えば、固体撮像装置に用いられる近赤外線カットフィルタにおいても、高い可視光透過率および近赤外波長域における高い光線カット特性が必要となってきている。また、近赤外線透過フィルタにおいても、高い近赤外波長域透過率および可視光波長域における高い光線カット特性が必要となってきている。
　しかしながら、従来の近赤外線カットフィルタや、近赤外線透過フィルタなどの光学フィルタでは、採用されている色素の耐熱性能が十分ではない。光電変換装置の製造の際に高温が加わると、近赤外線カットフィルタの近赤外線吸収色素が分解してしまうことで、近赤外線カットフィルタの長期信頼性が問題となる場合があった。近赤外線透過フィルタにおいても同様な色素の耐熱性の問題が顕在化している。
　上記問題に鑑み、本発明は、耐熱性に優れた光学フィルタを提供することを目的の一つとする。または、耐熱性に優れた光学フィルタを有する光電変換装置を提供することを目的の一つとする。
　本発明の一実施形態に係る光電変換装置は、半導体基板に設けられた光電変換素子と、光電変換素子上に設けられた光学フィルタと、を有し、光学フィルタは、熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有する樹脂層と、光電変換素子を保護する層と、を含み、光学フィルタの樹脂層のダイナミック硬度は、１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下である。
　本発明の一実施形態に係る光電変換装置は、半導体基板に設けられた光電変換素子と、光電変換素子上に設けられた光学フィルタと、を有し、光学フィルタは、ダイナミック硬度が１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下であり、以下（Ａ）及び（Ｂ）を満たし、熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有する樹脂基材を有する、光電変換装置。
（Ａ）波長４３０ｎｍ～５８０ｎｍの範囲における平均透過率が、７５％以上。
（Ｂ）波長７００ｎｍ～８００ｎｍの範囲における平均透過率が、２０％以下。
　本発明の一実施形態に係る光電変換装置は、半導体基板に設けられた光電変換素子と、光電変換素子上に設けられた光学フィルタと、を有し、光学フィルタは、ダイナミック硬度が１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下であり、以下（Ａ）及び（Ｂ）を満たし、熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有する樹脂基材を有する、光電変換装置。
（Ａ）波長４００ｎｍ～７３０ｎｍの範囲における平均透過率が、２％以下。
（Ｂ）波長８００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲における平均透過率が、８０％以上。
　なお、本発明において電子機器には、映像・音声を含む各種情報をデジタル処理又はアナルグ処理をする機能を有する機器であって、電子工学に属する技術を応用した電気製品が含まれるものとする。
　本発明の一実施形態によれば、耐熱性に優れた光学フィルタを提供することができる。または、耐熱性に優れた光学フィルタを有する光電変換装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る光電変換装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学フィルタの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学フィルタの製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学フィルタの製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学フィルタの製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学フィルタの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学フィルタの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学フィルタの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学変換装置の構成を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付し又は類似の符号（数字の後にＡ、Ｂなどを付しただけの符号）を付し、詳細な説明を適宜省略することがある。
　本明細書中において「上」とは、支持基板の主面（光電変換素子を配置する面）を基準とした相対的な位置を指し、支持基板の主面から離れる方向が「上」である。本願図面では、紙面に向かって上方が「上」となっている。また、「上」には、物体の上に接する場合（つまり「ｏｎ」の場合）と、物体の上方に位置する場合（つまり「ｏｖｅｒ」の場合）とが含まれる。逆に、「下」とは、支持基板の主面を基準とした相対的な位置を指し、支持基板の主面に近づく方向が「下」である。本願図面では、紙面に向かって下方が「下」となっている。
（第１実施形態）
　本実施形態では、本発明の一実施形態に係る光学フィルタ及び光学フィルタを有する光電変換装置について、図１乃至図５を参照して説明する。本実施形態では、光学変換装置の一例として、固体撮像装置について説明する。
　ここで、固体撮像装置とは、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等といった固体撮像素子を備えたイメージセンサである。固体撮像装置は、具体的には、デジタルスチルカメラ、スマートフォン用カメラ、携帯電話用カメラ、ウェアラブルデバイス用カメラ、デジタルビデオカメラ等に用いることができる。
〈光電変換装置の構成１〉
　図１に、本実施形態に係る光電変換装置１１６の断面図を示す。光電変換装置１１６は、光電変換素子１１３が設けられた半導体基板１１２と、光電変換素子１１３上に設けられた光学フィルタ１０３と、光学ローパスフィルタ１１５と、を有する。
　半導体基板１１２に、マトリクス状に配置された光電変換素子１１３と、光電変換素子１１３は、これらの光電変換素子に蓄積された電荷を搬送する電荷結合素子（ＣＣＤ）と、を有する。各光電変換素子上には、ＲＢＧのカラーフィルタと、マイクロレンズアレイ１１９と、が積層されている。なお、ＣＣＤイメージセンサに代えて、ＣＭＯＳイメージセンサを使用することもできる。
　また、半導体基板１１２の上面の縁には複数の端子が設けられている。複数の端子は、半導体基板１１２の上面に形成された配線を介して、複数の光電変換素子１１３と接続されている。また、複数の端子は、ワイヤ１１４によって、支持基板１１１と接続されている。
　光電変換素子１１３上には、本実施形態に係る光学フィルタ１０３が設けられており、光学フィルタ１０３上には、光学ローパスフィルタ１１５が設けられている。光学フィルタ１０３の構造については、後に詳述する。
　また、カメラモジュール１１０は、光電変換装置１１６と、レンズ１１７と、パッケージ１１８と、を有する。光学フィルタ１０３及び光学ローパスフィルタ１１５は、パッケージ１１８に保持されている。パッケージ１１８は、アルミナ等のセラミックス材料や金属材料、あるいは、プラスチック材料で形成されている。また、パッケージ１１８は、光電変換装置１１６が収納された領域と、レンズ１１７を保持する鏡筒部とを有し、支持基板１１１に固定されている。
　また、光電変換装置１１６に、薄型化された光学フィルタ１０３を使用することにより、光電変換装置１１６及びカメラモジュール１１０の低背化を図ることができる。また、光学フィルタ１０３及び光学ローパスフィルタ１１５を設けることにより、光電変換装置１１６の撮像画質を向上させることができる。
　光学フィルタ１０３が設けられたパッケージ１１８を、支持基板１１１に設ける際などに、光学フィルタ１０３に高温が加わる場合がある。本実施形態に係る光学フィルタ１０３は、耐熱性を有しているため、リフロー工程において光学フィルタ１０３が劣化することを抑制することができる。
　また、本実施形態に係る光学フィルタ１０３は、薄型化が図られている。光学フィルタ１０３を、カメラモジュールなどのレンズユニットに用いた場合には、レンズユニットの低背化、軽量化を実現することができる。
〈光学フィルタ１０３の構造〉
　図２に、本実施形態に係る光学フィルタ１０３の構成について示す。本実施形態に係る光学フィルタ１０３は、基材１０１及び樹脂層１０２を有する。光学フィルタ１０３が近赤外線カットフィルタである場合、樹脂層１０２に赤外線を吸収する色素などが含まれる。また、光学フィルタ１０３が、近赤外線透過フィルタである場合は、樹脂層１０２に可視領域の光線を吸収する色素が含まれる。
　図２に示す基材１０１として、透光性を有する基材を使用する。また、基材１０１は、光電変換素子を保護する機能を有する。図１に示すように、基材１０１は、パッケージ１１８に各種接着剤で接着され、パッケージ１１８の内部に収納された光電変換素子１１３を保護すると共に可視光線等の透光窓として機能するものである。基材１０１としては、無色透明のガラス基板を用いるのが好ましい。
　このような無色透明のガラス基板としては、例えば、特開２００４－２２１５４１号公報、特開２００６－１４９４５８号公報等に記載のカバーガラスを使用することができる。なお、保護層は、ガラス基板に限定されず、透明な有機樹脂が用いられてもよい。有機樹脂としては、透明な樹脂を使用することができる。
　基材１０１として、例えば、ガラス基板や樹脂基板を使用することができる。基材１０１の厚みは、０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。ガラス基板の厚みが上記範囲にあると、光学フィルタ１０３を軽量化、小型化することができる。なお、基材１０１の厚みが上記よりも厚い場合には、光電変換装置及びカメラモジュールを低背化できない。また、基材１０１の厚みが上記範囲よりも薄い場合には、光学フィルタ１０３の反りが大きくなる。また、基材１０１が脆くなるために割れてしまう、又は欠けてしまうおそれがある。
　また、基材１０１上には、樹脂層１０２が設けられている。また、樹脂層１０２は、基材１０１の少なくとも一面に設けられている。当該樹脂層１０２は、基材１０１よりもダイナミック硬度が高いことが好ましい。また、樹脂層１０２のダイナミック硬度は、１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下であることが好ましい。樹脂層１０２のダイナミック硬度が、上記範囲にあることで、樹脂層１０２の強度を確保することができる。樹脂層１０２のダイナミック硬度が、上記範囲よりも低い場合は、樹脂層１０２が割れてしまう、又は欠けてしまうおそれがある。また、上記範囲よりも硬い場合は、樹脂層が剥がれやすくなる。なお、樹脂層１０２のダイナミック硬度は、例えば、微小硬度計にて測定することができる。
　ここで、ダイナミック硬度は、一定の荷重速度で徐々に荷重を加えながら、稜間角１１５°の三角錘ダイヤモンド圧子を膜面に押し込んだときの荷重を押し込み深さの２乗で除すことで算出されるダイナミック硬度（ＤＨ）で表され、下記の数式（１）で定義される。
ＤＨ＝αＰ／Ｄ２　…（１）
Ｐ：荷重（ｇｆ）、Ｄ：押し込み深さ（μｍ）
α：圧子の形による定数（三角錘の場合、α＝３７．８４）
　上述した樹脂層１０２のダイナミック硬度は、島津ダイナミック超微小硬度計（型式ＤＵＨ－２０１ｓ、（株）島津製作所製）を使用し、測定モード：ＭＯＤＥ５、押し込み深さ１μｍ、押し込み速度０．０１４ｍＮ／ｓの条件で測定し、前述の計算式に従って換算することで得られる。
　本発明に係る光学フィルタ１０３では、ガラス基材上に色素を含有する樹脂層１０２を含み、樹脂層１０２のダイナミック硬度は、１０ｍＮ／μｍ２～１５０ｍＮ／μｍ２である。ダイナミック硬度が１０ｍＮ／μｍ２より小さいと、樹脂層にひび割れが生じたり、樹脂層の一部が欠けてしまう恐れがある。一方、ダイナミック硬度が１５０ｍＮ／μｍ２より大きいと膜がガラス基材から剥がれやすくなる。
　光学フィルタ１０３を、近赤外線カットフィルタとして使用する場合には、光学フィルタ１０３の透過率は、下記（Ａ）及び（Ｂ）を満たすことが好ましい。（Ａ）波長４３０ｎｍ～５８０ｎｍの範囲における透過率の平均値が、７５％以上とすることが好ましい。（Ｂ）波長７００ｎｍ～８００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、２０％以下とすることが好ましい。この波長域において平均透過率がこの範囲にあると、近赤外線カットフィルタ（光学フィルタ１０３）を光電変換装置用途として使用した場合、近赤外線を十分にカットすることができ、優れた色再現性を達成できるため好ましい。
　または、光学フィルタ１０３を、近赤外線透過フィルタとして使用する場合には、光学フィルタ１０３の透過率は、以下（Ａ）及び（Ｂ）を満たすことが好ましい。（Ａ）波長４００ｎｍ～７３０ｎｍの範囲における平均透過率が、２％以下、（Ｂ）波長８００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲における平均透過率が、８０％以上。これらの波長域において平均透過率がこの範囲にあると、近赤外線透過フィルタ（光学フィルタ１０３）を光電変換装置用途として使用した場合、可視光線を十分にカットすることができ、優れた赤外線センシングを達成できるため好ましい。
　また、樹脂層１０２は、熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有する。赤外線カットフィルタの場合、赤外線吸収有機色素として、例えば、セシウム酸化タングステン、金属ホウ化物、酸化チタン、酸化ジルコニウム、スズドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化スズ、アゾ化合物、アミニウム化合物、イミニウム化合物、アンスラキノン化合物、シアニン化合物、ジイモニウム化合物、スクアリリウム化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、ナフトキノン化合物、ジチオール化合物及びポリメチン化合物のうちの１種の化合物を使用することができる。このような化合物の具体例としては、ＷＯ２０１１／１１８１７１号公報、特開２０１３－１９５４８０号公報記載の化合物を用いることができる。
　これらのうち、セシウム酸化タングステンが赤外線吸収能と熱分解温度が高い点から好ましい。また、ジイモニウム化合物、スクアリリウム化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物等の有機色素化合物との併用することができる。
　このような色素の含有量は、樹脂層を形成する樹脂組成物の全固形分質量に対して、２０質量％～８５質量％であることが好ましく、３０質量％～８０質量％であることがより好ましく、４０質量％～７５質量％であることがさらに好ましい。
　また、赤外線透過フィルタの場合、このような色素として、黒染料を挙げることができ、例えば、アゾ系、アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、メチン系、キノリン系、アジン系等の染料を例示できる。
　アゾ系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２３、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２４、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２７、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド３１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８３、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８４、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１３２、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック４、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２１、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２８、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック３１、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ７、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ９、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ３７、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ４０、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ４５等が挙げられる。
　アントラキノン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１１１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１５０、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１５１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２０７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７８、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー８３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー８７、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー９４、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー９７、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン３、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン２０、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン２８、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット１３、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット３６等が挙げられる。
　ペリノン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ６０、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ７８、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ９０、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット２９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１３５、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ１７９等が挙げられる。
　ペリレン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン５、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ５５、Ｃ．Ｉ．バットレッド１５、Ｃ．Ｉ．バットオレンジ７等が挙げられる。
　メチン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントオレンジ８０、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９３等が挙げられる。
　キノリン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー３３、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９８、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５７等が挙げられる。
　アジン系染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック７等が挙げられる。
　上記黒色染料色素の中でも、吸収係数が大きく溶解性の高いアゾ系染料の使用が好ましい。また環境保全性の点からは分子中にハロゲン元素を含有しないものが好ましい。
　このような色素の含有量は、本発明の樹脂を形成する組成物の全固形分質量に対して、２０質量％～８５質量％であることが好ましく、３０質量％～８０質量％であることがより好ましく、４０質量％～７５質量％であることがさらに好ましい。
　本発明に係る光学フィルタにおいては、さらに黒色色素に加えて、緑色色素も加えることができる。このような緑色色素としては、例えば、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、シアニン系色素が挙げられる。これらの色素の中から、用途等に応じて１種以上を適宜選択して使用できる。緑色色素は、後述するように、透明樹脂中に分子が凝集して存在する顔料でもよいが、透明樹脂中に分子が溶解して存在する緑色染料が、散乱光発生の懸念が少ないことから好ましい。これらのうち特に、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素が好ましい。
　スクアリリウム系色素は、透明樹脂中に分散して得られる樹脂膜を使用して測定される波長４００ｎｍ～１０００ｎｍの光の吸収スペクトルにおいて、波長６００ｎｍ～８００ｎｍ内に吸収極大波長を有するものが好ましい。また、その吸収極大波長が発現する吸収ピークの赤外光側の傾きが急峻であることが好ましい。
　フタロシアニン系色素は、透明樹脂中に分散して得られる樹脂膜を使用して測定される波長４００ｎｍ～１０００ｎｍの光の吸収スペクトルにおいて、波長７００ｎｍ～９００ｎｍ内に吸収極大波長を有するものが好ましい。また、その吸収極大波長が発現する吸収ピークの赤外光側の傾きが急峻であることが好ましい。
　緑色色素は、透明樹脂中に分子が溶解して存在する染料でもよく、透明樹脂中に分子が凝集して存在する顔料でもよい。緑色色素として顔料を用いる場合、分散剤も使用できる。分散剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の分散剤を使用できる。
　色素を含有する樹脂層１０２は、上記色素と透明樹脂を混合した樹脂組成物によって形成される。透明樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、０℃～３８０℃であることが好ましい。Ｔｇの下限は、４０℃以上がより好ましく、６０℃以上がより一層好ましく、７０℃以上がさらに好ましく、１００℃以上が特に好ましい。また、Ｔｇの上限は、３７０℃以下がより好ましく、３６０℃以下がより一層好ましい。透明樹脂のＴｇが０℃～３８０℃の範囲であれば、本光学フィルタの製造プロセスや使用中において、熱による劣化や変形を抑制できる。
　透明樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、エン・チオール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂等が挙げられる。これらの中でも、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、または環状オレフィン樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等が好ましい。透明樹脂は複数の異なる樹脂を組み合わせたポリマーアロイであってもよい。透明樹脂は、予め高分子量化されている樹脂でも、低分子量体を塗布し、熱または紫外線等のエネルギー線により重合（高分子量化）し硬化させる樹脂でもよい。
　透明樹脂として、市販品を用いてもよい。市販品としては、アクリル樹脂として、オグソール（登録商標）ＥＡ－Ｆ５００３（大阪ガスケミカル（株）製、商品名）、ポリメチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ＢＲ５０（三菱レイヨン（株）製、商品名）等が挙げられる。また、ポリエステル樹脂として、ＯＫＰＨ４ＨＴ、ＯＫＰＨ４、Ｂ－ＯＫＰ２、ＯＫＰ－８５０（以上、いずれも大阪ガスケミカル（株）製、商品名）、バイロン（登録商標）１０３（東洋紡（株）製、商品名）、ポリカーボネート樹脂として、ＬｅＸａｎ（登録商標）ＭＬ９１０３（ｓａｂｉｃ社製、商品名）、ＥＰ５０００（三菱ガス化学（株）社製、商品名）、ＳＰ３８１０（帝人化成（株）製、商品名）、ＳＰ１５１６（帝人化成（株）製、商品名）、ＴＳ２０２０（帝人化成（株）製、商品名）、ｘｙｌｅｘ（登録商標）７５０７（ｓａｂｉｃ社製、商品名）等が挙げられる。
　さらに、環状オレフィン樹脂として、ＡＲＴＯＮ（登録商標）（ＪＳＲ（株）製、商品名、Ｔｇ：１６５℃）、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）（日本ゼオン（株）製、商品名、Ｔｇ：１３８℃）等が挙げられる。
　また、樹脂層１０２として、基材１０１の一方の面に、樹脂組成物を塗布して形成する場合には、樹脂組成物としては、上記透明樹脂以外に、硬化膜を形成するための重合性基を有する化合物、重合開始剤を含むことができうる。このような、重合性基を有する化合物、重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、特開２０１３－１９５４８０号公報、ＷＯ２０１６／０９８８１０等に記載の化合物を使用することができる。
　樹脂組成物には、任意成分としては、例えば、色調補正色素、レベリング剤、帯電防止剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、分散剤、難燃剤、滑剤、可塑剤、透明ナノ粒子等が挙げられる。
　透明樹脂の原料成分、必要に応じて配合される各成分を、安定に分散できる分散媒または溶解できる溶媒を用いることができる。このような溶媒としは、以下の溶媒が挙げられる。イソプロピルアルコール、ｎ－ブチルアルコール、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン等のアミド類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチレンエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族、またはｎ－ヘキサン、ｎ－ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、テトラフルオロプロピルアルコール、ペンタフルオロプロピルアルコール等のフッ素系溶剤、水等が挙げられる。これらの溶媒は１種を単独で、または２種以上を混合して使用できる。
　上記樹脂組成物を基材上に塗工した後、乾燥させることにより、樹脂層が形成される。乾燥には、熱乾燥、熱風乾燥等の公知の方法を使用できる。塗工液が透明樹脂の原料成分を含有する場合には、さらに硬化処理を行う。反応が熱硬化の場合は乾燥と硬化を同時に実施できるが、光硬化の場合は、乾燥と別に硬化工程を設けることができる。
　また、このような樹脂層１０２の厚みは、０．１μｍ以上３μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下とする。樹脂層１０２の厚みが上記範囲にあることで、光学フィルタ１０３を軽量化、小型化することができ、光電変換装置１１６の低背化を達成することができる。なお、樹脂層１０２の厚みが、上記範囲よりも厚い場合は、光電変換装置及びカメラモジュールを低背化できない。また、樹脂層１０２の厚みが上記範囲よりも薄い場合には、光学フィルタの反りが大きくなる問題がある。また、樹脂層１０２の赤外線の吸収性能が低下する。
　また、基材１０１の少なくとも一方の面に、誘電体多層膜を設けてもよい。誘電体多層膜は、基材１０１に接して設けられていてもよいし、基材１０１上に樹脂層１０２を介して設けられていてもよい。誘電体多層膜を、基材１０１の少なくとも一方の面に設ける場合は、製造コストや製造容易性に優れる。また、誘電体多層膜を基材１０１の両面に設ける場合は、高い強度を有し、反りやねじれが生じにくい光学フィルタ１０３を得ることができる。光学フィルタ１０３を光電変換装置などに適用する場合、光学フィルタ１０３の反りやねじれが小さい方が好ましいことから、誘電体多層膜を基材１０１の両面に設けることが好ましい。
　また、光学フィルタ１０３を近赤外線カットフィルタとして使用する場合には、光学フィルタ１０３は、以下（Ａ）及び（Ｂ）を満たすことが好ましい。（Ａ）波長４３０ｎｍ～５８０ｎｍの範囲における透過率の平均値が、７５％以上とすることが好ましく、（Ｂ）波長７００ｎｍ～８００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、２０％以下とすることが好ましい。これらの波長域において平均透過率がこの範囲にあると、近赤外線カットフィルタ（光学フィルタ１０３）を光電変換装置用途として使用した場合、近赤外線を十分にカットすることができ、優れた色再現性を達成できるため好ましい。
　また、樹脂層１０２は、熱分解開始温度が１５０℃以上の赤外線吸収有機色素を含有している。また、当該色素は、ガラス転移温度が高い透明樹脂中に含有されている。これにより、光学フィルタ１０３の耐熱性を向上させることができる。
　光学フィルタ１０３を近赤外線透過フィルタとして使用する場合には、光学フィルタ１０３は、以下（Ａ）及び（Ｂ）を満たすことが好ましい。（Ａ）波長４００ｎｍ～７３０ｎｍの範囲における平均透過率が、２％以下とすることが好ましく、（Ｂ）波長８００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲における平均透過率が、８０％以上とすることが好ましい。これらの波長域において平均透過率がこの範囲にあると、近赤外線透過フィルタ（光学フィルタ１０３）を光電変換装置用途として使用した場合、可視光線を十分にカットすることができ、優れた赤外線センシングを達成できるため好ましい。
　また、樹脂層１０２は、熱分解開始温度が１５０℃以上の可視領域光線吸収色素を含有している。また、当該色素は、ガラス転移温度が高い透明樹脂中に含有されている。これにより、光学フィルタ１０３の耐熱性を向上させることができる。
　本実施形態においては、光電変換装置の構成の一例として、固体撮像装置の構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明に係る光学フィルタは、固体撮像装置の他、照度センサや環境光センサ等にも使用することができる。後述する光電変換装置の構成２においても同様である。
〈光学フィルタの製造方法〉
　次に、本実施形態に係る光学フィルタ１０３の製造方法について、図３Ａ乃至図３Ｃを参照して説明する。
　図３Ａに示すように、まず、第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂを有する基材１０１を用意する。基材１０１として、透光性を有する基板を使用する。透光性を有する基材１０１として、例えば、ガラス基板や樹脂基板を使用する。基材１０１の厚みは、０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることが好ましい。
　樹脂組成物１０４には、色素を含有することが好ましい。この色素は、熱分解開始温度が１５０℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度が高い透明樹脂中に、このような色素を含有させることにより、後に形成される樹脂層１０２の耐熱性を向上させることができる。樹脂組成物１０４に含有させる色素は、近赤外線カットフィルタを製造する場合と、近赤外線透過フィルタを製造する場合とで、使用する色素が異なる。よって、上記光電変換装置の構成１において説明した色素を、目的に応じて含有させる。
　また、赤外線カットフィルタを製造する場合には、樹脂組成物１０４には、赤外線を吸収する機能を有する無機酸化物を含有することが好ましい。無機酸化物としては、例えば、セシウム含有酸化タングステンを使用することができる。無機酸化物の粒径は、２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、好ましくは、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下とする。また、無機酸化物の形状は球状が望ましいが、これに限定されない。
　次に、加熱処理を行うことで、樹脂組成物１０４を硬化させる。ここで、加熱処理としては、１５０℃乃至３００℃で行うことが好ましい。これにより、基材１０１の第１面１０１ａ上に、樹脂層１０２を形成することができる。なお、樹脂層１０２を剥離して、別の基板に貼り合わせてもよい。また、樹脂層１０２を剥離して、樹脂基材として使用することもできる。
　以上の工程により、本実施形態に係る光学フィルタ１０３を形成することができる。
　上述のように形成された樹脂層１０２は、１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下のダイナミック硬度を有する。これにより、樹脂層１０２の強度を向上させることができる。基材１０１の第１面１０１ａに強度が高い樹脂層１０２を形成することにより、基材１０１の厚みが薄い場合であっても、光学フィルタ１０３が割れてしまうことや、欠けてしまうことを抑制することができる。また、樹脂層１０２が高い強度を有しているため、基材１０１を厚くしなくても、光学フィルタ１０３の強度を保つことができる。そのため、光学フィルタ１０３を薄型化することができる。
　また、樹脂層１０２に、熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有させることで、樹脂層１０２の耐熱性を向上させることができる。このような樹脂層１０２を有することで、本実施形態に係る光学フィルタ１０３は、２６０℃の状態で６０秒保持した後に室温まで冷却する操作を行うリフロー試験前後において、波長７００ｎｍ乃至１１００ｎｍの平均透過率の変化率が５％以下にすることができる。
　光学フィルタ１０３が高い耐熱性を有することにより、光電変換装置１１６及びカメラモジュール１１０の製造工程において、リフロー工程を有するプロセスであっても、光学フィルタ１０３が熱によって劣化し、透過率が変動してしまうことを防止することができる。
　本実施形態では、基材１０１上に、重合性基を有する樹脂組成物１０４を塗布して、加熱処理により硬化させることで、樹脂層１０２を形成する方法について説明した。このように、基材１０１上に、塗布法により樹脂層１０２を形成することで、蒸着法やＣＶＤ法で樹脂層を形成する場合と比較して、大型基板へ簡便な方法で塗布でき、低コストで製造できる利点がある。
　なお、本実施形態では、基材１０１の第１面１０１ａに樹脂層１０２を形成する場合について示したが、図４Ａに示すように、基材１０１の第２面１０１ｂに樹脂層１０２を形成してもよい。また、図４Ｂに示すように、基材１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂの双方に樹脂層１０２形成してもよい。さらに、図４Ｃに示すように、基材１０１の第１面１０１ａ及び第２面１０１ｂだけでなく、側面にも樹脂層１０２を形成してもよい。塗布法により樹脂層１０２を形成することで、蒸着法やＣＶＤ法により、樹脂層１０２を形成する場合と比較して、基材１０１の側面に樹脂層１０２を容易に形成することができる。樹脂層１０２が、基材１０１の側面にも形成されることで、光学フィルタ１０３の側面から光が入射しても、赤外線をカットすることができる。
〈光電変換装置の構成２〉
　次に、図１に示した光電変換装置１１６とは、一部異なる光電変換装置１２６について、図５を参照して説明する。
　図５に示す光電変換装置１２６は、光電変換素子１１３が設けられた半導体基板１１２と、光電変換素子１１３上に設けられた光学フィルタ１２３と、光学ローパスフィルタ１１５と、を有する。
〈光学フィルタの構造〉
　図５に示す光電変換装置１２６において、光学フィルタ１２３の構成が、図１に示す光学フィルタ１２３の構成と一部異なっている。
　図５に示す光学フィルタ１２３として、透光性を有する樹脂基材を使用する。樹脂基材は、先の実施形態において、樹脂層１０２として説明した樹脂組成物を使用して形成されたものである。樹脂基材は、基板に樹脂層１０２を形成し、当該樹脂層１０２を基板から剥離することによって形成することができる。なお、樹脂基材含まれる色素については、光学フィルタ１２３を近赤外線カットフィルタに使用する場合と、赤外線透過フィルタに使用する場合とで、適宜変更することができる。
　樹脂基材の厚みは、例えば、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１８０μｍ以下、さらに好ましくは１５０μｍ以下、特に好ましくは１２０μｍ以下であることが望ましく、下限は特に制限されないが、例えば、２０μｍであることが望ましい。樹脂基材の厚みが上記範囲にあると、光学フィルタ１２３を軽量化、小型化することができる。なお、樹脂基材の厚みが上記よりも厚い場合には、光電変換装置及びカメラモジュールを低背化できない。また、樹脂基材の厚みが上記範囲よりも薄い場合には、光学フィルタ１２３の反りが大きくなる。
　光学フィルタ１２３、つまり樹脂基材のダイナミック硬度は、１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下であることが好ましい。光学フィルタ１２３のダイナミック硬度が、上記範囲にあることで、光学フィルタ１２３の強度を確保することができる。光学フィルタ１２３のダイナミック硬度が、上記範囲よりも低い場合は、光学フィルタ１２３が割れてしまう、又は欠けてしまうおそれがある。また、上記範囲よりも硬い場合は、剥がれが生じるおそれがある。なお、光学フィルタ１２３のダイナミック硬度は、例えば、微小硬度計にて測定することができる。
　光学フィルタ１０３を近赤外線カットフィルタとして使用する場合には、光学フィルタ１０３の透過率は、下記（Ａ）及び（Ｂ）を満たすことが好ましい。（Ａ）波長４３０ｎｍ～５８０ｎｍの範囲における透過率の平均値が、７５％以上とすることが好ましく、（Ｂ）波長７００ｎｍ～８００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、２０％以下とすることが好ましい。この波長域において平均透過率がこの範囲にあると、近赤外線カットフィルタ（光学フィルタ１２３）を光電変換装置用途として使用した場合、近赤外線を十分にカットすることができ、優れた色再現性を達成できるため好ましい。
　また、光学フィルタ１２３は、熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有している樹脂基材を有する。また、当該色素は、ガラス転移温度が高い透明樹脂中に含有されている。これにより、光学フィルタ１２３の耐熱性を向上させることができる。
　光学フィルタ１０３を近赤外線透過フィルタとして使用する場合には、光学フィルタ１２３は、以下（Ａ）及び（Ｂ）を満たすことが好ましい。（Ａ）波長４００ｎｍ～７３０ｎｍの範囲における平均透過率が、２％以下とすることが好ましく、（Ｂ）波長８００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲における平均透過率が、８０％以上とすることが好ましい。これらの波長域において平均透過率がこの範囲にあると、近赤外線透過フィルタ（光学フィルタ１２３）を光電変換装置用途として使用した場合、可視光線を十分にカットすることができ、優れた赤外線センシングを達成できるため好ましい。
　また、光学フィルタ１２３は、赤外線を吸収する機能を有する無機酸化物を含有することが好ましい。無機酸化物としては、例えば、セシウム含有酸化タングステンを使用することができる。
　また、光学フィルタ１２３は、熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有している樹脂基材を有する。また、当該色素は、ガラス転移温度が高い透明樹脂中に含有されている。これにより、光学フィルタ１２３の耐熱性を向上させることができる。色素としては、緑色色素及び黒色色素を含有することが好ましい。また、緑色色素として、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、及びシアニン系色素から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
　また、近赤外線カットフィルタ及び赤外線透過フィルタにおいて、上述した樹脂基材の少なくとも一方の面に、誘電体多層膜を設けてもよい。誘電体多層膜を、樹脂基材１２１の少なくとも一方の面に設ける場合は、製造コストが削減され、製造工程が容易になる。また、誘電体多層膜を樹脂基材の両面に設ける場合は、高い強度を有し、反りやねじれが生じにくい光学フィルタ１２３を得ることができる。光学フィルタ１２３を光電変換装置などに適用する場合、光学フィルタ１２３の反りやねじれが小さい方が好ましいことから、誘電体多層膜を樹脂基材の両面に設けることが好ましい。
　また、本実施形態に係る光学フィルタ１２３は、２６０℃の状態で６０秒保持した後に室温まで冷却する操作を行うリフロー試験前後において、波長７００ｎｍ乃至１１００ｎｍの平均透過率の変化率が５％以下である。これにより、光電変換装置１２６及びカメラモジュール１２０の製造工程において、高温が加わったとしても、光学フィルタ１２３が熱によって劣化し、透過率が変動してしまうことを防止することができる。
　また、カメラモジュール１２０は、光電変換装置１２６と、レンズ１１７と、パッケージ１１８と、を有する。光学フィルタ１２３及び光学ローパスフィルタ１１５は、パッケージ１１８に保持されている。また、パッケージ１１８は、光電変換装置１２６が収納された領域と、レンズ１１７を保持する鏡筒部とを有し、支持基板１１１に固定されている。
　また、光電変換装置１２６に、薄型化された光学フィルタ１２３を使用することにより、光電変換装置１２６及びカメラモジュール１１０の低背化を図ることができる。また、光学フィルタ１２３及び光学ローパスフィルタ１１５を設けることにより、光電変換装置１２６の撮像画質を向上させることができる。
　光学フィルタ１２３が設けられたパッケージ１１８を、支持基板１１１に設ける際などに、近赤外線カットフィルタに２６０℃程度の温度が加わる場合がある。本実施形態に係る光学フィルタ１２３は、耐熱性を有しているため、リフロー工程において光学フィルタ１２３が劣化することを抑制することができる。
　また、本実施形態に係る光学フィルタ１２３は、薄型化が図られている。光学フィルタ１２３を、カメラモジュールなどのレンズユニットに用いた場合には、レンズユニットの低背化、軽量化を実現することができる。
　本発明の一実施形態に係る光学フィルタ及び光電変換装置は、デジタルスチルカメラ、携帯電話用カメラ、デジタルビデオカメラ、パーソナルコンピューター用カメラ、監視カメラ、自動車用カメラ、テレビ、カーナビゲーションシステム用車載装置、携帯情報端末、ビデオゲーム機、携帯ゲーム機、指紋認証システム用装置、デジタルミュージックプレーヤー等に好適に用いることができる。さらに、自動車や建物などのガラス等に装着される熱線カットフィルタなどとしても好適に用いることができる。
　１０１：基材、１０１ａ：第１面、１０１ｂ：第２面、１０２：樹脂層、１０３：光学フィルタ、１０４：樹脂組成物、１１１：支持基板、１１２：半導体基板、１１３：光電変換素子、１１４：ワイヤ、１１５：光学ローパスフィルタ、１１６：光電変換装置、１１７：レンズ、１１８：パッケージ、１２０：カメラモジュール、１２３：光学フィルタ、１２６：光電変換装置

Claims (14)

  1. 　半導体基板に設けられた光電変換素子と、
    　前記光電変換素子上に設けられた光学フィルタと、を有し、
    　前記光学フィルタは、
    　熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有する樹脂層と、
    　前記光電変換素子を保護する層と、を含み、
    　前記光学フィルタの前記樹脂層のダイナミック硬度は、１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下である、光電変換装置。
  2. 　前記樹脂層は、さらに無機酸化物を含有する、請求項１に記載の光電変換装置。
  3. 　前記光電変換素子を保護する層は、前記光電変換素子の上に設けられる、請求項２に記載の光電変換装置。
  4. 　前記無機酸化物は、セシウム含有酸化タングステンである、請求項３に記載の光電変換装置。
  5. 　前記樹脂層の厚みは、０．１μｍ以上３．０μｍ以下である、請求項４に記載の光電変換装置。
  6. 　前記光電変換素子を保護する層は、ガラス基材を有し、
    　前記樹脂層は、前記ガラス基材の少なくとも一方の面に設けられる、請求項５に記載の光電変換装置。
  7. 　前記樹脂層は、重合性基を有する樹脂組成物である、請求項６に記載の光電変換装置。
  8. 　半導体基板に設けられた光電変換素子と、
    　前記光電変換素子上に設けられた光学フィルタと、を有し、
    　前記光学フィルタは、
    　ダイナミック硬度が１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下であり、
    　以下（Ａ）及び（Ｂ）を満たし、
    　熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有する樹脂基材を有する、光電変換装置。
    （Ａ）波長４３０ｎｍ～５８０ｎｍの範囲における平均透過率が、７５％以上。
    （Ｂ）波長７００ｎｍ～８００ｎｍの範囲における平均透過率が、２０％以下。
  9. 　前記樹脂基材は、さらに無機酸化物を含有する、請求項８に記載の光電変換装置。
  10. 　前記無機酸化物は、セシウム含有酸化タングステンである、請求項９に記載の光電変換装置。
  11. 　前記光学フィルタは、２６０℃の状態で６０秒保持した後に、室温まで冷却する操作を行うリフロー試験前後において、波長７００ｎｍ乃至１１００ｎｍの平均透過率の変化率が５％以下である、請求項１０に記載の光電変換装置。
  12. 　半導体基板に設けられた光電変換素子と、
    　前記光電変換素子上に設けられた光学フィルタと、を有し、
    　前記光学フィルタは、
    　ダイナミック硬度が１０ｍＮ／μｍ２以上１５０ｍＮ／μｍ２以下であり、
    　以下（Ａ）及び（Ｂ）を満たし、
    　熱分解開始温度が１５０℃以上の色素を含有する樹脂基材を有する、光電変換装置。
    （Ａ）波長４００ｎｍ～７３０ｎｍの範囲における平均透過率が、２％以下。
    （Ｂ）波長８００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲における平均透過率が、８０％以上。
  13. 　前記色素は、緑色色素及び黒色色素を含有する、請求項１２に記載の光電変換装置。
  14. 　前記緑色色素が、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、及びシアニン系色素から選ばれる少なくとも１種である、請求項１３に記載の光電変換装置。
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