红外线遮蔽滤波器、固体摄像元件和摄像·显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及红外线遮蔽滤波器、使用了该红外线遮蔽滤波器的固体摄像元件和摄 像?显示装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，透过可见光波长区域（420~630nm)的光而阻断近红外波长区域（700~ IlOOnm)的光的红外线遮蔽滤波器被应用于各种用途。
[0003] 例如，在使用了 CO)(电荷親合元件，Charge Coupled Device)、CMOS图像传感器 (互补金属氧化物半导体图像传感器，Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)等固体摄像元件的数码相机、数字视频、移动电话照相机等摄像装置、使用了受光 元件的自动照度计等显示装置中，以往，具有从可见光波长区域到IlOOnm附近的近红外波 长区域的光谱灵敏度。因此，为了使固体摄像元件或受光元件的灵敏度接近人类的视感度 而得到良好的色彩再现性，所以在摄像透镜与固体摄像元件或受光元件之间配置这样的红 外线遮蔽滤波器进行视感度的校正。
[0004] 作为这样的红外线遮蔽滤波器，例如已知由为了选择性吸收近红外波长区域的光 而在氟磷酸盐系玻璃、磷酸盐系玻璃中添加了 CuO等的玻璃构成的滤波器。该玻璃滤波器 将大量的P2O5作为必需成分并含有CuO,由于在氧化性的熔融环境中形成许多配位于氧离 子的Cu2+离子而显蓝绿色，显示近红外线吸收特性（例如，参照专利文献1、2)。
[0005] 然而，该玻璃滤波器的近红外波长区域的吸收能力越是靠近长波长越低。通过增 加CuO的添加量，能够提高近红外波长区域的吸收能力，但同时在可见的短波长区域内具 有吸收的Cu离子浓度也变高，因此可见光波长区域的光的透射率降低。
[0006] 因此，实用中作为下述的红外线遮蔽滤波器而加以利用，该红外线遮蔽滤波器通 过在由上述玻璃构成的基板的单面或两面形成光干涉型多层膜，从而补偿玻璃的近红外线 遮蔽能力，具备到IlOOnm附近为止的遮蔽性，上述光干涉型多层膜是将2种以上的透明或 在红外波长区域具有吸收的具有折射率差的电介质薄膜交替层叠而成的（例如，参照专利 文献3)。
[0007] 另一方面，近年来，固体摄像元件的高像素化、高灵敏度化正在发展，感受直到超 过1200nm的长波长区域的光的固体摄像元件越来越普遍。即，近年来，要求固体摄像元件 小型且高分辨率，具有不增大受光面积而实现"高像素化"的趋势。其结果，由于随着单位 像素尺寸的面积缩小而入射光的绝对量减少，从而作为输出信号的来源的每个像素的电子 数减少，传感器灵敏度（与半导体层的光量对应的电流输出）降低，必须实现每1个像素的 "高灵敏度化"。因此，一般可以通过半导体层的厚膜化来增加吸收量，但是就由半导体层引 起的电磁波吸收系数而言，长波长成分比短波长成分小，所以长波长成分到达半导体深层 部。因此，感受超过1200nm这样的比以往更长波长的光的固体摄像元件正在增加。
[0008] 另外，利用电介质多层膜遮蔽近红外波长区域的光的机理如上所述是利用了具有 折射率差的物质的干涉所产生的光的反射作用。因此，能够实现显著的截止特性，另一方 面，已入射到电介质多层膜的近红外波长区域的光尽管被电介质多层膜反射但不发生衰减 而在包含固体摄像元件的摄像?显示装置内成为杂散光。由于该杂散光再次向电介质多层 膜倾斜入射，电介质多层膜不能充分遮挡而到达固体摄像元件，有可能作为噪声被识别。
[0009] 并且，最近内置于智能手机中的数码相机的薄型化正在发展，从前端透镜到摄像 元件的光路长度变短。其结果，有向红外线遮蔽滤波器倾斜入射的光逐渐增加的趋势，电介 质多层膜所致的反射遮光特性进一步发生波长偏移，在从IlOOnm到超过1200nm的频带内 的遮光特性变得不充分。
[0010] 因此，对于红外线遮蔽滤波器，一直追求从IlOOnm到超过1200nm的频带内的遮蔽 性能的提高。为了达到该目的，例如可以考虑将玻璃滤波器的厚度变厚。但是，这种情况下， 装置厚壁化，不能满足如上所述的数码相机的薄型化要求等。另外，也可以将电介质多层膜 所致的遮蔽波长区域延伸到超过1200nm的长波长区域，但是必须增大层叠数、总膜厚，其 结果工序数增加，另外也存在成膜时附着于膜上的异物的问题，产生制品成品率的降低、制 造成本的上升等其他课题。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开平1-219037号公报
[0014] 专利文献2:日本特开2009-267396号公报
[0015] 专利文献3:日本特开2008-070827号公报
【发明内容】
[0016] 本发明是应对上述以往情况而进行的，目的在于提供一种红外线遮蔽滤波器以及 具备这样的红外线遮蔽滤波器的固体摄像元件和摄像?显示装置，该红外线遮蔽滤波器 既能够维持对可见光的高透射率，而且能够不受光的入射角限制地充分有效地遮挡超过 1200nm的长波长区域的红外光，并且不会产生制品成品率的降低、制造成本的上升等课题。
[0017] 本发明的一个方式涉及的红外线遮蔽滤波器的特征在于，具备由含有红外线吸收 体的透明树脂构成的红外线吸收层和层叠于该红外线吸收层的选择波长遮蔽层，满足下述 ⑴和（ii)的条件。
[0018] (i)在入射角0度的光谱透射率曲线中，波长450~600nm的平均透射率为80% 以上，波长700~1200nm的透射率为2.0%以下，并且下述式（1)表示的透射率的变化量D。 小于0. 04，
[0019] D0 (% /nm)
[0020] = (Tmax · O-Tmin · 0)/( λ (Tmax · 0) - λ (Tmin · 0)) ... (I)
[0021] (式中，Tmax · 0和Tmin · 0分别为1100~1250nm的波长区域的最大透射率和最 小透射率，λ (Tmax · 0)为显不最大透射率Tmax · 0的波长，λ (Tmin · 0)为显不最小透射 率Tmin · 0的波长）
[0022] (ii)在入射角30度的光谱透射率曲线中，波长450~600nm的平均透射率为80% 以上，波长700~1200nm的透射率为2.0%以下，并且下述式（2)表示的透射率的变化量 D30小于 0. 04，
[0023] D30 (% /nm)
[0024] = (Tmax · 30-Tmin · 30) / ( λ (Tmax · 30) - λ (Tmin · 30))…(2)
[0025] (式中，Tmax · 30和Tmin · 30分别为1100~1250nm的波长区域的最大透射率和 最小透射率，λ (Tmax · 0)为显不最大透射率Tmax · 0的波长，λ (Tmin · 0)为显不最小透 射率Tmin · 0的波长）
[0026] 本发明的另一方式涉及的固体摄像元件，其特征在于，具备上述红外线遮蔽滤波 器。
[0027] 本发明的又一方式涉及的摄像?显示装置，其特征在于，具备上述红外线遮蔽滤波 器。
[0028] 根据本发明，能够提供一种红外线遮蔽滤波器以及具备这样的红外线遮蔽滤波器 的固体摄像元件和摄像?显示装置，该红外线遮蔽滤波器既能够维持对可见光的高透射率， 又能够不受光的入射角影响地充分有效地遮挡超过1200nm的长波长区域的红外光，并且 不会产生制品成品率的降低、制造成本的上升等课题。
【附图说明】
[0029] 图1是示意地表示本发明的一个实施方式的红外线遮蔽滤波器的截面图。
[0030] 图2是表示在本发明中使用的红外线吸收体的吸收光谱的一个例子的图。
[0031] 图3是示意地表示本发明的一个实施方式的红外线遮蔽滤波器的变形例的截面 图。
[0032] 图4是示意地表示本发明的一个实施方式的红外线遮蔽滤波器的变形例的截面 图。
[0033] 图5是示意地表示本发明的一个实施方式的红外线遮蔽滤波器的变形例的截面 图。
[0034] 图6是示意地表示本发明的一个实施方式的红外线遮蔽滤波器的变形例的截面 图。
[0035] 图7是示意地表示本发明的一个实施方式的红外线遮蔽滤波器的变形例的截面 图。
[0036] 图8是对实施例3、比较例1和比较例4中形成的电介质多层膜进行测定的光谱透 射率曲线。
[0037] 图9是对实施例3和比较例1中得到的各红外线遮蔽滤波器进行测定的光谱透射 率曲线。
[0038] 图10是对实施例3中得到的红外线遮蔽滤波器进行测定的光谱透射率曲线。
[0039] 图11是对实施例1、实施例2和比较例2中形成的电介质多层膜进行测定的光谱 透射率曲线。
[0040] 图12是对实施例1、实施例2中得到的红外线遮蔽滤波器进行测定的光谱透射率 曲线。
[0041] 图13是对比较例2中得到的红外线遮蔽滤波器进行测定的光谱透射率曲线。
[0042] 图14是对实施例1、实施例2和比较例2中得到的各红外线遮蔽滤波器进行测定 的光谱透射率曲线。
[0043] 图15是对比较例3中形成的电介质多层膜进行测定的光谱透射率曲线。
[0044] 图16是对比较例3中得到的红外线遮蔽滤波器进行测定的光谱透射率曲线。
[0045] 图17是对比较例4中得到的红外线遮蔽滤波器进行测定的光谱透射率曲线。
【具体实施方式】
[0046] 以下，对本发明的实施方式进行说明。说明是基于附图进行的，但是这些附图是仅 为了图解而提供的，本发明并不受这些附图任何限定。另外，附图为示意性的图示，请注意 厚度与平面尺寸的关系、厚度的比例等与实际情况不同。并且，以下的说明中，对具有相同 或大致相同的功能和构成的构成用途，赋予相同符号，省略重复的说明。
[0047] 图1是示意地表示本发明的一个实施方式的红外线遮蔽滤波器的截面图。
[0048] 如图1所示，本实施方式的红外线遮蔽滤波器IOA具备由含有红外线吸收体的透 明树脂构成的红外线吸收层12和由电介质多层膜构成的选择波长遮蔽层13。
[0049] 该红外线遮蔽滤波器IOA满足下述⑴和（ii)的条件。
[0050] (i)在入射角0度的光谱透射率曲线中，波长450~600nm的平均透射率为80% 以上，波长700~1200nm的透射率为2.0%以下，并且下述式（1)表示的透射率的变化量D。 小于0. 04，
[0051] D0 (% /nm)
[0052] = (Tmax · O-Tmin · 0)/( λ (Tmax · 0) - λ (Tmin · 0)) ... (I)
[0053] (式中，Tmax · 0和Tmin · 0分别为1100~1250nm的波长区域的最大透射率和最 小透射率，λ (Tmax · 0)为显不最大透射率Tmax · 0的波长，λ (Tmin · 0)为显不最小透射 率Tmin · 0的波长）
[0054] (ii)在入射角30度的光谱透射率曲线中，波长450~600nm的平均透射率为80% 以上，在波长700~1200nm的波长区域的透射率为2.0%以下，并且下述式（2)表示的透射 率的变化量D3q小于0.04，
[0055] D30 (% /nm)
[0056] = (Tmax · 30-Tmin · 30) / ( λ (Tmax · 30) - λ (Tmin · 30) ... (2)