(57)【要約】  光電変換素子は、受光部が設けられた半導体素子と、半導体素子上に設けられ、受光部に重畳する光学フィルタと、半導体素子上に設けられ、受光部および光学フィルタに重畳するレンズと、半導体素子の周縁に設けられた保護部材と、受光部を囲み、保護部材と光学フィルタおよびレンズとの間に設けられた接着材と、を含み、光学フィルタおよび接着材は、７００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長領域に吸収極大波長を有する化合物を少なくとも一以上含有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部が設けられた半導体素子と、
前記半導体素子上に設けられ、前記受光部に重畳する光学フィルタと、
前記半導体素子上に設けられ、前記受光部および前記光学フィルタに重畳するレンズと、
前記半導体素子の周縁に設けられた保護部材と、
前記受光部を囲み、前記保護部材と前記光学フィルタおよび前記レンズとの間に設けられた接着材と、を含み、
前記光学フィルタおよび前記接着材は、７００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長領域に吸収極大波長を有する化合物を少なくとも一以上含有する、
光電変換素子。
【請求項２】
前記光学フィルタおよび前記接着材は、
（Ａ）波長４３０〜５８０ｎｍの範囲における透過率の平均値が、７５％以上であって、（Ｂ）波長７００〜８００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、２０％以下であって、（Ｃ）波長８００〜１１００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、５％以下である、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記光学フィルタは、透光性を有する基材を有し、
前記基材は、前記化合物を含む、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記基材は、透光性を有する樹脂である、
請求項３に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記光学フィルタは、
第１面および前記第１面の反対側に第２面を有し、透光性を有する基材と、
前記第１面および前記第２面の少なくとも一方に、前記化合物を含む樹脂層と、を含む、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項６】
前記光学フィルタは、さらに誘電体層を有する、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項７】
前記光学フィルタおよび前記接着材の少なくともいずれかは、光拡散粒子を有する、
請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項８】
前記光拡散粒子は、近赤外領域の光を吸収する、
請求項７に記載の光電変換素子。
【請求項９】
前記光拡散粒子は、セシウム含有酸化タングステンである、
請求項８に記載の光電変換素子。
【請求項１０】
請求項８に記載の光拡散粒子を含有する、
接着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近赤外領域の光を吸収する光電変換素子および接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光電変換素子が、様々な場面で用いられている。例えば、スマートフォンなどの携帯通信端末には、イメージセンサに代表される固体撮像素子が搭載される。固体撮像素子を用いることにより、静止画および動画を簡単に取得することが可能である。【０００３】
また、携帯情報端末には照度センサまたは環境光センサが、搭載されている。照度センサまたは環境光センサも、固体撮像素子と同様に、光を取得するものであり、周囲の明るさを取得する。この情報をもとに、携帯通信端末の画像の明るさが制御される。なお、固体撮像素子、照度センサおよび環境光センサは、それぞれ光を電気信号に変換する光電変換素子である。【０００４】
ここで、固体撮像素子、照度センサまたは環境光センサを用いる場合、可視光領域以外の光の影響を受けるために、得られた電気信号の感度が低下する場合がある。このため、可視光領域以外の光を遮断する必要がある。例えば、近赤外領域（例えば７００〜１１００ｎｍ）付近の光は、照射される光の中で多くの割合を占める。そのため、近赤外領域の光を遮断する場合には、近赤外線カットフィルタが用いられる。近赤外線カットフィルタは、近赤外線を吸収し、可視光を選択的に透過させる機能を有する。特許文献１には、近赤外線を吸収する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２００７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、固体撮像撮像素子の場合、固体撮像素子の上部には赤外カットフィルタが設けられることが一般的だが、側面からの赤外線に対しては、十分な遮断機能を有していない。そのため、光電変換素子の側方から入射した赤外光により、画像が赤みがかり、画像の色再現性が低下する恐れがある。【０００７】
このような課題に鑑み、本発明は、上方のみならず、側方にわたって近赤外領域の光に対する遮断機能を有する光電変換素子を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によると、受光部が設けられた半導体素子と、半導体素子上に設けられ、受光部に重畳する光学フィルタと、半導体素子上に設けられ、受光部および光学フィルタに重畳するレンズと、半導体素子の周縁に設けられた保護部材と、受光部を囲み、保護部材と光学フィルタおよびレンズとの間に設けられた接着材と、を含み、光学フィルタおよび接着材は、７００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長領域に吸収極大波長を有する化合物を少なくとも一以上含有する、光電変換素子が、提供される。【０００９】
上記光電変換素子において、光学フィルタおよび接着材は、（Ａ）波長４３０〜５８０ｎｍの範囲における透過率の平均値が、７５％以上であって、（Ｂ）波長７００〜８００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、２０％以下であって、（Ｃ）波長８００〜１１００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、５％以下であってもよい。【００１０】
上記光電変換素子において、光学フィルタは、透光性を有する基材を有し、上記基材は、化合物を含んでもよい。【００１１】
上記光電変換素子において、基材は、透光性を有する樹脂であってもよい。【００１２】
上記光電変換素子において、光学フィルタは、第１面および第１面の反対側に第２面を有し、透光性を有する基材と、第１面および第２面の少なくとも一方に、化合物を含む樹脂層と、を含んでもよい。【００１３】
上記光電変換素子において、光学フィルタは、さらに誘電体層を有してもよい。【００１４】
上記光電変換素子において、光学フィルタおよび接着材の少なくともいずれかは、光拡散粒子を有してもよい。【００１５】
上記光電変換素子において、光拡散粒子は、近赤外領域の光を吸収してもよい。【００１６】
上記光電変換素子において、光拡散粒子は、セシウム含有酸化タングステンであってもよい。【００１７】
本発明の一実施形態によれば、上記光拡散粒子を含有する接着材が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一実施形態によると、上方のみならず、側方にわたって近赤外領域の光に対する遮断機能を有する光電変換素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子を含む電気機器を説明する斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子を説明する断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光学フィルタを説明する断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る接着材を説明する断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の機能を説明する断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子を含む電気機器を説明する断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子を含む電気機器を説明する断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る光学フィルタを説明する断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る光学フィルタを説明する断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る光学フィルタを説明する断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る光学フィルタを説明する断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る光学フィルタを説明する断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る光学フィルタを説明する断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る環境光センサを含む電気機器を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態に係る光電変換素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す各実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後に−１、−２等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。
【００２１】
＜第１実施形態＞
（１−１．情報通信端末の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る固体撮像素子７００を有する情報通信端末（この例では、スマートフォン３００）の上面図である。スマートフォン３００は、筐体３０２、表示パネル３０４、マイクロホン部３０６、スピーカ部３０８、環境光センサ４００、および固体撮像素子７００を含む。表示パネル３０４にはタッチパネルが採用され、表示パネル３０４は表示機能に加え入力機能を兼ね備えている。環境光センサ４００および固体撮像素子７００は、光電変換素子の一つである。以下に、固体撮像素子７００について図２を用いて詳述する。
【００２２】
図２は、固体撮像素子７００の断面図である。図２に示すように、固体撮像素子７００は、トランジスタを含むチップ化された半導体素子７１０、レンズ７３０、光学フィルタ１００、カラーフィルタ２００などの光学素子、接着材１２５、保護部材７４０およびパッケージ基板７７０を有する。
【００２３】
半導体素子７１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）としての機能、または記憶装置としての機能、さらに光を受光する機能を有する。半導体素子７１０は、トランジスタを含むチップとして配置される。半導体素子７１０には、受光部７２０が設けられる。半導体素子７１０と、パッケージ基板７７０とは、錫、銀などを含むバンプ電極などを用いて接続される。また、半導体素子７１０と、パッケージ基板７７０との間に中継基板が設けられてもよい。
【００２４】
光学フィルタ１００およびカラーフィルタ２００は、半導体素子７１０上に設けられる。光学フィルタ１００は、受光部７２０に重畳する。光学フィルタ１００は、近赤外領域の光（例えば７００〜１１００ｎｍの波長帯域の光）を遮断する機能を有する。カラーフィルタ２００は、可視光領域の特定の波長帯域の光を透過させる機能を有する。カラーフィルタ２００は、具体的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長帯域の光を透過させることができる。なお、光学フィルタ上にカラーフィルタ２００が設けられる例を示したが、カラーフィルタ２００上に光学フィルタ１００が配置されてもよい。光学フィルタ１００の詳細については後述する。
【００２５】
レンズ７３０は、半導体素子７１０および光学フィルタ１００上に設けられる。レンズ７３０は、受光部７２０および光学フィルタ１００に重畳して配置される。レンズ７３０は、光を集束させる機能を有する。レンズ７３０は、微小のレンズが格子状に多数配列されている。したがって、レンズ７３０は、マイクロレンズアレイと呼ばれる。
【００２６】
保護部材７４０は、半導体素子７１０の周縁に設けられる。保護部材７４０は、受光部７２０を囲むように配置される。保護部材７４０は、半導体素子７１０を保護する機能を有する。保護部材７４０には、ガラス基板、シリコン基板、セラミックなどの無機材料、アクリル、塩化ビニルなどの有機樹脂材料が用いられる。
【００２７】
接着材１２５は、受光部７２０を囲んで配置される。接着材１２５は、保護部材７４０と、光学フィルタ１００、カラーフィルタ２００およびレンズ７３０との間に設けられる。接着材１２５は、各部材同士を接着する機能を有する。なお、接着材１２５は、保護部材７４０によって支持されてもよい。また、接着材１２５が独立して配置可能な場合には、必ずしも保護部材７４０を設けなくてもよい。また、保護部材は、接着材１２５を用いてパッケージ基板と接着されてもよい。
【００２８】
（１−２．光学フィルタおよび接着層の構成）
図３は、光学フィルタ１００の断面図である。図３に示すように、光学フィルタ１００では、吸収層１１０、接着層１２０および保護層１３０が、この順で積層されている。
【００２９】
［吸収層１１０］
吸収層１１０は、近赤外吸収色素と、透明樹脂または透明樹脂の原料成分と、必要に応じて配合される各成分とを、溶媒に溶解または分散させて塗工液を調製し、これを基材上に塗工し乾燥させ、さらに必要に応じて硬化させることにより形成できる。
【００３０】
例えば、透明樹脂と吸収剤とを溶融混練りして得られたペレットを溶融成形する方法、透明樹脂、吸収剤、および溶媒を含む液状樹脂組成物から溶剤を除去して得られたペレットを溶融成形する方法、または、上述の液状樹脂組成物をキャスティング（キャスト成形）する方法により製造することができる。上述の成形方法は、透明樹脂及び塗工液に用いる溶媒の双方に溶解性が良好であるため、膜の均一性を確保でき、好ましい。また、近赤外吸収色素を透明樹脂成分と混合し、フィルム成形することによっても形成することができる。
【００３１】
近赤外吸収色素として、例えば、近赤外線を吸収する色素として作用する金属錯体系化合物や染料、顔料を用いることができ、フタロシアニン系化合物、シアニン化合物、ナフタロシアニン系化合物、スクアリリウム系色素、ジチオール金属錯体系化合物、クロコニウム系化合物、ポルフィリン系化合物および金属ジチオラート系化合物、ジインモニウム化合物、アゾ化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物などを挙げることができる。具体的には、たとえば、Ｌｕｍｏｇｅｎ  ＩＲ７６５、Ｌｕｍｏｇｅｎ  ＩＲ７８８（ＢＡＳＦ製）、ＡＢＳ６４３、ＡＢＳ６５４、ＡＢＳ６６７、ＡＢＳ６７０Ｔ、ＩＲＡ６９３Ｎ、ＩＲＡ７３５（Ｅｘｃｉｔｏｎ製）、ＳＤＡ３５９８、ＳＤＡ６０７５、ＳＤＡ８０３０、ＳＤＡ８３０３、ＳＤＡ８４７０、ＳＤＡ３０３９、ＳＤＡ３０４０、ＳＤＡ３９２２、ＳＤＡ７２５７（Ｈ．Ｗ．ＳＡＮＤＳ製）、ＴＡＰ−１５、ＩＲ−７０６（山田化学工業製）などの市販品を用いることもできる。
【００３２】
透明樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等が使用できる。
【００３３】
塗工液の調製に使用する溶媒は、色素、透明樹脂または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であれば、特に限定されない。なお、本明細書において「溶媒」の用語は、分散媒及び溶媒の両方を含む概念で用いられる。溶媒としては、例えば、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。
【００３４】
溶媒の量は、透明樹脂または透明樹脂の原料成分１００質量部に対して、１０〜５，０００質量部が好ましく、３０〜２，０００質量部がより好ましい。なお、塗工液中の不揮発成分（固形分）の含有量は、塗工液１００質量部中に２〜５０質量部が好ましく、５〜４０質量部がより好ましい。
【００３５】
塗工液には、界面活性剤も含有できる。界面活性剤を含有させることにより、外観、特に、微小な泡によるボイド、異物等の付着による凹み、乾燥工程でのはじきを改善できる。界面活性剤は、特に限定されず、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の公知のものを任意に使用できる。
【００３６】
塗工液の調製には、マグネチックスターラ、自転・公転式ミキサー、ビーズミル、遊星ミル、超音波ホモジナイザ等の攪拌装置を使用できる。撹拌は連続的に行ってもよく断続的に行ってもよい。
【００３７】
塗工液の塗工には、例えば、浸漬コーティング法、キャストコーティング法、スプレーコーティング法、スピナーコーティング法、ビードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法、カーテンコーティング法、スリットダイコーター法、グラビアコーター法、スリットリバースコーター法、マイクログラビア法、インクジェット法、またはコンマコーター法等のコーティング法を使用できる。その他、バーコーター法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法等も使用できる。
【００３８】
上記塗工液を前述した基材上に塗工した後、乾燥させることにより構造体が形成される。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。剥離性の基材上に形成された構造体は剥離して本フィルタの製造に用いる。
【００３９】
なお、透明樹脂の種類によっては、押出成形によりフィルム状に製造でき、このように製造した複数のフィルムを積層し熱圧着等により一体化させてもよい。
【００４０】
吸収層１１０は、入射した光のうち、所定の波長領域の光を吸収し、必要な波長領域の光を透過させる機能を有する。具体的には、吸収層１１０は、（Ａ）波長４３０〜５８０ｎｍの範囲における透過率の平均値が、７５％以上、（Ｂ）波長７００〜８００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、２０％以下、（Ｃ）波長８００〜１１００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、５％以下であるという特徴を有する。
【００４１】
吸収層１１０には、透光性を有する基材１１１および化合物１１３が用いられる。透光性を有する基材１１１としては、可視光を透過するものであれば、構成する材料は特に制限されず、ガラスや結晶等の無機材料や、透光性を有する樹脂等の有機材料が挙げられる。
【００４２】
可視光透過性基材に使用できる樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。可視光透過性基材に使用できるガラスとしては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、クラウンガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、イオン交換によって得られる強化ガラス等が挙げられる。
【００４３】
強化ガラスはタッチパネル画面を保護する目的で、スマートフォンやタブレット端末のカバーガラスに用いられている。カバーガラスは、その外周部にはスクリーン印刷等で黒色や白色等の加飾印刷がなされている場合がある。その場合、予め加飾印刷が施される部分以外に開口部を設けておき、該開口部に上記塗工方法により塗工液を直接塗工できる。このように、塗工液を直接塗工することで、高い生産性が得られる。可視光透過性基材に使用できる結晶材料としては、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の複屈折性結晶が挙げられる。
【００４４】
また、近赤外吸収色素を透明樹脂成分と混合し、フィルム成形することによっても形成することができる。この場合、用いられる透明樹脂は、近赤外吸収色素と混合しやすい樹脂が用いられる。より具体的には、基材１１１には、環状（ポリ）オレフィン系樹脂が用いられる。また、光学フィルタ１００のうち基材１１１には、化合物１１３（色素）が含まれる。
【００４５】
基材１１１の厚みは、特に制限されないが、好ましくは１０μｍ以上２１０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以上１５０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以上１１０μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以上８０μｍ以下である。
【００４６】
化合物１１３は、７００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長帯域に吸収極大波長を１以上有する。この例では、化合物１１３として、フタロシアニン化合物が用いられる。化合物１１３の含有量は、上記の条件を満たすように適宜設定されればよい。
【００４７】
［接着層１２０］
本明細書において、「接着」は「粘着」も含む概念で用いられる。接着層１２０は、吸収層１１０のうち基材１１１の第１面１１１Ａ上に設けられる。
【００４８】
接着層は、例えば、λ／４板と反射偏光子との間、また、反射偏光子における光反射層の間、偏光板または偏光子とλ／４板との間等には、接着層が含まれていてもよい。
【００４９】
接着層に用いられる粘着剤としては、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ”との比（ｔａｎδ＝Ｇ”／Ｇ’）が０．００１〜１．５である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。本発明に用いることのできる粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤や、ポリビニルアルコール系接着剤が挙げられるが、これに限定されない。
【００５０】
また、接着剤としては、ホウ素化合物水溶液、特開２００４−２４５９２５号公報に示されるような、分子内に芳香環を含まないエポキシ化合物の硬化性接着剤、特開２００８−１７４６６７号公報記載の３６０〜４５０ｎｍの波長におけるモル吸光係数が４００以上である光重合開始剤と紫外線硬化性化合物とを必須成分とする活性エネルギー線硬化型接着剤、特開２００８−１７４６６７号公報記載の（メタ）アクリル系化合物の合計量１００質量部中に（ａ）分子中に（メタ）アクリロイル基を２以上有する（メタ）アクリル系化合物と、（ｂ）分子中に水酸基を有し、重合性二重結合をただ１個有する（メタ）アクリル系化合物と、（ｃ）フェノールエチレンオキサイド変性アクリレートまたはノニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレートとを含有する活性エネルギー線硬化型接着剤などが挙げられる。
【００５１】
このような接着層の屈折率の調整方法としては特に制限はないが、例えば特開平１１−２２３７１２号公報に記載の方法を用いることができる。特開平１１−２２３７１２号公報に記載の方法の中でも、以下の態様が特に好ましい。
【００５２】
上述の接着層に用いられる粘着剤の例としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂をあげることができる。これらは単独もしくは２種以上混合して使用してもよい。特に、アクリル系樹脂は、耐水性、耐熱性、耐光性等の信頼性に優れ、接着力、透明性がよい等の理由により好ましい。アクリル系粘着剤としては、アクリル酸およびそのエステル、メタクリル酸およびそのエステル、アクリルアミド、アクリルニトリル等のアクリルモノマーの単独重合体もしくはこれらの共重合体、更に、上述のアクリルモノマーの少なくとも１種と、酢酸ビニル、無水マレイン酸、スチレン等の芳香族ビニルモノマーとの共重合体をあげることができる。
【００５３】
特に、粘着性を発現するエチレンアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の主モノマー、凝集力成分となる酢酸ビニル、アクリルニトリル、アクリルアミド、スチレン、メタクリレート、メチルアクリレートなどのモノマー、さらに接着力向上や、架橋化起点を付与するメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等の官能基含有モノマーからなる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−６０℃〜−１５℃の範囲にあり、重量平均分子量が２０万〜１００万の範囲にあるものが好ましい。
【００５４】
［保護層１３０］
保護層１３０は、光学フィルタ１００下に設けられた半導体素子７１０のうちとくに受光部７２０を保護する機能を有する。保護層１３０には、透光性を有する基材が設けられる。この保護層には、平面状の透光面を有するカバーガラスが配設される。このカバーガラスは、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たパッケージに各種接着剤で封着され、パッケージの内部に収納された半導体素子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。この例では、保護層１３０には、無色透明のガラス基板が用いられる。
【００５５】
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１３０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、上記吸収層で記載した透明樹脂を使用することができる。
【００５６】
保護層１３０の厚みは、特に制限されないが、好ましくは１０μｍ以上２１０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以上１５０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以上１１０μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以上８０μｍ以下である。
【００５７】
図４は、接着材１２５の断面図である。接着材１２５には、樹脂１２１および化合物１１４が含まれる。
【００５８】
樹脂１２１は、接着層１２０と同様の材料が用いられる。なお、樹脂１２１は、透明な硬化性樹脂に限定されない。つまり樹脂１２１は、有色であり、不透明な材料であってもよい。この例ではアクリル樹脂が用いられる。なお、樹脂１２１にはアクリル樹脂に限定されず、エポキシ樹脂などが用いられてもよい。
【００５９】
化合物１１４は、化合物１１３と同様の材料が用いられる。この例では、化合物１１４として、フタロシアニン化合物が用いられる。化合物１１４の含有量は、上記の条件を満たすように適宜設定されればよい。なお、化合物１１４の含有量は、光学フィルタ１００における化合物１１３の含有量よりも多くてもよい。これにより、側面方向からの近赤外線に対する吸収率を高めることができる。
【００６０】
（１−３．固体撮像素子７００における光学フィルタ１００および接着材１２５の機能）
以下に固体撮像素子７００における光学フィルタ１００および接着材１２５の機能について図５を用いて説明する。
【００６１】
光６９０には、ＬＥＤから出射された光、蛍光灯または太陽光などが含まれる。光６９０うち、固体撮像素子７００の上方から入射される光６９０Ａは、まずレンズ７３０に入射する。このとき、光は、レンズ７３０により収束される。次に、光６９０Ａは光学フィルタ１００に入射する。
【００６２】
光６９０Ａは、光学フィルタ１００のうち吸収層１１０の効果により、近赤外領域の光を吸収し、可視光を透過させる。具体的には、光６９０Ａは、波長４３０〜５８０ｎｍの範囲における透過率の平均値が、７５％以上であって、波長７００〜８００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、２０％以下であって、波長８００〜１１００ｎｍの範囲における透過率の平均値が、５％以下となる。
【００６３】
さらに、光６９０Ａは、カラーフィルタ２００を通過することにより、所定の波長（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の光が透過する。これにより、所定の波長の光が受光部７２０に入射することにより光電変換が起こり、電気信号が得られる。最終的に、電気信号から画像が取得される。
【００６４】
一方、このとき固体撮像素子７００の側面は、接着材１２５が設けられることにより、光６９０のうち側方から入射される光６９０Ｂに対して、７００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の近赤外線領域の光が遮断、吸収される。つまり、従来の光電変換素子において、不十分であった側方からの赤外線に対して、遮断する能力を有する。したがって、受光部７２０の感度を高めることができ、色再現性が高い画像を取得することができる。
【００６５】
なお、固体撮像素子７００には、ＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサがある。
【００６６】
（１−４．光学フィルタの製造方法）
次に、図３に示した光学フィルタ１００の製造方法を説明する。
【００６７】
まず、吸収層１１０を形成する。吸収層１１０は、例えば、キャスト成形法により形成される。
【００６８】
キャスト成形法を用いた場合、基材１１１となる樹脂および化合物１１３とを含む樹脂組成物を適当な支持体の上に流延し（キャスティングして）、溶剤を除去することにより吸収層１１０が形成される。このとき、上記支持体としては、例えば、ガラス板、スチールベルト、スチールドラムの無機材料で製造された支持体および有機樹脂（例えば、ポリエステルフィルム、環状オレフィン系樹脂フィルム）製支持体が用いられる。続いて、吸収層１１０は、キャスト成形後、支持体から剥離することにより得られる。
【００６９】
次に、吸収層１１０のうち基材１１１の第１面１１１Ａに接着層１２０を形成する。接着層１２０は、スピンコーティング法、スプレー法、インクジェット法、印刷法、ディッピング法または蒸着法により形成される。この例では、接着層１２０は、スピンコーティング法により形成される。
【００７０】
次に、接着層１２０上に保護層１３０を形成する。なお、保護層１３０を形成した後、硬化処理が行われてもよい。硬化処理は、加熱処理でもよいし、光照射処理でもよい。この例では、加熱処理が行われる。以上により、光学フィルタ１００が製造される。
【００７１】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、固体撮像素子７００が複数設けられた電子機器の構成について説明する。
【００７２】
図６は、電子機器１０００の断面図である。電子機器１０００は、固体撮像素子７００、固体撮像素子７００−１および発光素子８００を有する。固体撮像素子７００、固体撮像素子７００−１および発光素子８００は、電子機器１０００の筐体１０１０の中に設けられる。
【００７３】
固体撮像素子７００および固体撮像素子７００−１は、基本的な構成は、第１実施形態に示したものと同様である。固体撮像素子７００−１は、光学フィルタ１００を有しなくてもよい。
【００７４】
発光素子８００は、光を対象物に照射する機能を有する。発光素子８００は、発光部８１０およびレンズ８２０を有する。この例では、発光素子８００は、近赤外領域（例えば波長７００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下）の光（光８９０）を照射する。
【００７５】
上記構造において、発光素子８００が対象物９００に対して光８９０を出射した場合、対象物９００で光８９０が反射される。反射された光（光８９１）は、固体撮像素子７００−１に入射され、画像が取得される。このとき、対象物９００が人である場合、近赤外領域の光が用いられることにより、顔認証を行うこともできる。
【００７６】
なお、電子機器１０００において、固体撮像素子７００には、光学フィルタ１００および接着材１２５が用いられている。したがって、固体撮像素子７００は、上方のみならず側方から入射する光を遮断することができる。例えば、図６に示すように、固体撮像素子７００−１に入射する光８９１の一部である光８９２が漏れ光として生じる。このとき、光８９２は固体撮像素子７００の側方から固体撮像素子７００に向かう。しかしながら、固体撮像素子７００に設けられた接着材１２５は、近赤外領域の光を遮断することができる。したがって、固体撮像素子７００は、光８９２の影響を受けずに色再現性の高い画像を取得することができる。
【００７７】
なお、固体撮像素子７００と、固体撮像素子７００−１とは、異なる平面に配置されてもよい。例えば、図７に示すように、固体撮像素子７００は、筐体１０１０の異なる面に設けられる。これは、スマートフォンに設けられる、メインカメラとサブカメラとの関係と同様である。このとき、近赤外線が発光素子から出射され、人にあたって反射する。そして、反射光をサブカメラ（固体撮像素子７００−１に相当）で受光し、顔認証を行うことができる。なお、このときに漏れ光が生じてもメインカメラ（固体撮像素子７００に相当）の側面で漏れ光が遮断される。したがって、メインカメラは、漏れ光の影響を受けることなく、色再現性の高い画像を取得することができる。
【００７８】
（変形例１）
本発明の第１実施形態および第２実施形態では、光学フィルタ１００は、近赤外領域の波長の光を遮断、吸収することについて説明したが、これに限定されない。光学フィルタ１００は、近赤外領域の波長の光に加えて近紫外領域の光を吸収してもよい。近紫外線吸収剤としては、例えばアゾメチン系化合物、インドール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物が挙げられる。また、近赤外領域の光または近紫外の領域を合わせて遮断してもよい。
【００７９】
（変形例２）
また、本発明の第１実施形態において、光学フィルタ１００、接着材１２５は、それぞれ別々に設けられたが、組み合わせて設けられてもよい。図８は、光学フィルタ１００−１の断面図である。光学フィルタ１００−１は、接着材１２５を有することにより、さらに多くの近赤外領域の光を吸収することができる。図９は、光学フィルタ１００−２の断面図である。図９に示すように、接着材１２５は吸収層１１０の両側（基材１１１の第１面１１１Ａと反対側の第２面１１１Ｂ）に設けられてもよい。このとき、保護層１３０は、保護部材７４０として用いられてもよい。これにより、側方から入射される光がより高効率に吸収される。
【００８０】
（変形例３）
また、本発明の第１実施形態では、吸収層１１０に基材１１１と化合物１１３が含まれる場合を説明したが、これに限定されない。吸収層１１０は、基材１１１と所定の波長帯域の光を吸収する化合物１１３を含む樹脂層を別々に組み合わせてもよい。図１０は、光学フィルタ１１０−３の断面図である。図１０に示すように、吸収層１１０−３は基材１１１の第１面１１１Ａと反対側の第２面１１１Ｂに透光性を有する樹脂層１１５を有する。基材１１１には、ガラス支持体または透明樹脂製基板が用いられる。樹脂層１１５は、透光性を有する。樹脂層１１５には、この例ではアクリル樹脂が設けられるが、これに限定されず、上述した樹脂材料が用いられる。
【００８１】
吸収層１１０−３においては、基材１１１の第２面１１１Ｂに化合物１１３を含む樹脂層１１５をキャスト成形法により形成する。この例では、スピンコーティング法、スリットコーティング法、インクジェット法などの方法を用いて樹脂層１１５に相当する樹脂溶液が塗工される。その後、樹脂溶液に含まれる溶媒を乾燥除去することにより吸収層１１０−１を製造することができる。なお、上記方法の場合には、基材１１１を樹脂層１１５形成時の支持体として使用することできる。また、樹脂層１１５を形成した後、樹脂層１１５を基材１１１と剥離する必要がない。つまり、製造プロセスが簡略化される。
【００８２】
（変形例４）
また、本発明の光学フィルタ１００には、所望の用途、要求特性等に応じて、その他の機能膜が含まれていてもよい。図１１は、光学フィルタ１００−４の断面図である。図１１に示すように、光学フィルタ１００−４には誘電体層１４０が設けられてもよい。誘電体層１４０は、吸収層１１０のうち基材１１１の第２面１１１Ｂ側に接着層１２０が設けられる。誘電体層１４０は、不要な波長帯域の光を反射させ、必要な波長帯域の光を選択的に透過する機能を有する。この例では、誘電体層１４０は、近赤外線を反射させ、可視光を透過させる。なお、誘電体層１４０は、吸収層１１０と同じ波長帯域の光を反射させてもよいし、異なる波長帯域の光を反射させてもよい。誘電体層１４０が用いられることにより、光学フィルタ１００において、さらに選択的に光を透過させることができる。
【００８３】
誘電体層１４０としては、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層したものが用いられる。高屈折率材料層を構成する材料としては、屈折率が１．７以上の材料を用いることができ、屈折率が通常は１．７〜２．５の材料が選択される。このような材料としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛または酸化インジウム等を主成分とし、酸化チタン、酸化錫および／または酸化セリウム等を少量（例えば、主成分に対して０〜１０重量％）含有させたものが挙げられる。
【００８４】
低屈折率材料層を構成する材料としては、屈折率が１．６以下の材料を用いることができ、屈折率が通常は１．２〜１．６の材料が選択される。このような材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウムおよび六フッ化アルミニウムナトリウムが挙げられる。高屈折率材料層および低屈折率材料層の各層の物理膜厚は、それぞれ層の屈折率にもよるが、通常、５〜５００ｎｍであることが好ましく、誘電体層１４０全体の膜厚は１．０〜８．０μｍの範囲で適宜設定すればよい。
【００８５】
誘電体層１４０の形成方法は、具体的には高屈折率材料層と低屈折率材料層とを積層して形成する。誘電体層１４０は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法またはイオンプレーティング法等を行うことで、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した誘電体層１４０を形成することができる。
【００８６】
（変形例６）
また、本発明の第１実施形態において、光学フィルタ１００および接着材１２５が固体撮像素子７００に用いられる例を示したが、環境光センサまたは照度センサに用いられてもよい。このとき、光学フィルタ１００および接着材１２５の少なくともいずれかに光拡散粒子が含まれてもよい。図１２は、光学フィルタ１００−５の断面図である。図１３は、接着材１２５−５の断面図である。光学フィルタ１００−５および接着材１２５−５は、光拡散粒子１２３を含む。この例では、光学フィルタ１００−５において、光拡散粒子１２３は、吸収層１１０の中に設けられる。また、接着材１２５−５においては、光拡散粒子１２３は、樹脂１２１内に設けられる。光拡散粒子１２３は、近赤外領域の光を吸収してもよい。
【００８７】
また、光拡散粒子１２３の屈折率は、１．２以上３．０以下の範囲で適宜設定してもよい。また、光拡散粒子１２３として、この例では酸化チタン（ＴｉＯ2）が用いられる。光拡散粒子１２３の大きさは１０ｎｍ以上５００ｎｍ未満であり、より好ましくは２０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である。また、光拡散粒子１２３の形状は球状が望ましいが、これに限定されない。
【００８８】
このような光拡散粒子１２３として、高屈折率な無機微粒子材料を含有させることにより樹脂材料の屈折率を高めることも可能である。このような高屈折率な無機材料としてはセシウム酸化タングステン、ＴｉＯ2（屈折率２．２〜２．７）、ＣｅＯ2（屈折率２．２）、ＺｒＯ2（屈折率２．１）、Ｉｎ2Ｏ3（屈折率２．０）、Ｌａ2Ｏ3（屈折率１．９５）、ＳｎＯ2（屈折率１．９）、Ｓｂ2Ｏ5（屈折率１．７）等が挙げられる。また、微粒子の粒子径は小さい方が樹脂材料の透明度は高くなるため、好ましい粒子径としては１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。これら高屈折率な無機微粒子材料は通常の樹脂に混合して使用することが可能であり、上記のような、高屈折率の樹脂に混合することにより、硬化性樹脂の屈折率をより一層高めることが可能となる。
【００８９】
また、有機系の光拡散粒子としては芳香族ビニル系単量体、及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体の少なくともいずれかに由来する構造単位を含む有機粒子を用いることができ、このような粒子の具体例としては、特開２０１０−７７２４３号公報、特開２０１７−５０２７６号公報、特開２０１１−２４８１０４号公報等に記載の粒子を用いることができる。
【００９０】
光拡散粒子の粘着層形成用樹脂への分散量は約１〜約２０重量部、好ましくは約１〜約１０重量部である。１重量部より少ないと選択吸収性が十分でなく、２０重量部を超えると光透過性が不足する他に材料の耐衝撃性が低下する。例えば、特開平１１−３１０７１７号公報等に記載の公知の方法により分散できる。
【００９１】
例えば、光拡散粒子１２３として、セシウム含有酸化タングステンが用いられてもよいし、その他の無機材料が用いられてもよい。例えば、光拡散粒子１２３としてセシウム含有酸化タングステンが用いられた場合、拡散効果を得つつ、近赤外領域（例えば７００〜１１００ｎｍ付近の波長）の光をより効率的に吸収し、することができる。図１４は、環境光センサ４００の断面図である。環境光センサ４００は、受光部７２０を有する半導体素子７１０、レンズ７３０、接着材１２５、保護部材７４０、パッケージ基板７７０および表面パネル７８０を有する。環境光センサ４００に光学フィルタ１００または接着材１２５が用いられることにより、図１に示す表示パネル３０４の照度や色合いを制御することができる。
【００９２】
（変形例７）
また、本発明の第１実施形態において、吸収層１１０は、光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂と、必要により化合物１１３とを含む硬化性組成物を適当な支持体の上にキャスティングして溶媒を除去した後、必要に応じて紫外線照射や加熱などの適切な手法により硬化させることにより形成してもよい。
【００９３】
（変形例８）
また、本発明の第１実施形態では、吸収層１１０の形成方法としてキャスト成型法を用いる場合を説明したが、これに限定されない。吸収層１１０は、溶融成形法により形成してもよい。具体的には、樹脂と必要により化合物１１３とを溶融混練りして得られたペレットを溶融成形する方法、樹脂と必要により化合物１１３とを含有する樹脂組成物を溶融成形する方法、または、樹脂および溶剤と、必要により化合物１１３とを含む樹脂組成物から溶剤を除去して得られたペレットを溶融成形する方法などが挙げられる。溶融成形法としては、射出成形、溶融押出成形またはブロー成形などが挙げられる。
【符号の説明】
【００９４】
１００・・・光学フィルタ、１１０・・・吸収層、１１１・・・基材、１１３・・・化合物、１１４・・・化合物、１１５・・・樹脂層、１２０・・・接着層、１２１・・・樹脂、１２３・・・光拡散粒子、１２５・・・接着材、１３０・・・保護層、１４０・・・誘電体層、２００・・・カラーフィルタ、３００・・・スマートフォン、３０２・・・筐体、３０４・・・表示パネル、３０６・・・マイクロホン部、３０８・・・スピーカ部、４００・・・環境光センサ、６９０・・・光、７００・・・固体撮像素子、７１０・・・半導体素子、７２０・・・受光部、７３０・・・レンズ、７４０・・・保護部材、７７０・・・パッケージ基板、８００・・・発光素子、８１０・・・発光部、８２０・・・レンズ、８９０・・・光、８９１・・・光、８９２・・・光、９００・・・対象物、１０００・・・電子機器、１０１０・・・筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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