[发明专利]光学结构

说明书

一种光学结构，具备：包含低折射率材料和介质的层、和设置在层的表面的功能层，层中的低折射率材料的含量为60质量％以上76质量％以下。

技术领域

本发明涉及光学结构。

本申请要求基于2020年10月13日在日本提出的特愿2020-172704号的优先权，其内容援引在此。

背景技术

近年来，正在开发对包含距对象物的距离作为信息的图像进行摄像的距离图像传感器。距离图像传感器例如有：检测从向对象物照射红外线等光信号开始直到接收到反射光为止的飞行时间(Time of Flight：TOF)、并基于TOF获取距对象物的距离信息的TOF式传感器；通过使用了2台照相机的三角测量来获取距对象物的距离信息的Stereo Vision方式传感器(或立体视角)；使用投影仪代替上述照相机的Structured Light方式传感器等。在上述各方式的传感器中，难以缩小框体和设置空间，耗电量大。

距离图像传感器也适用于移动电话等的图像认证系统。在组装到可携带的薄型移动电话中时，需要价格更低廉且小型的距离图像传感器。例如，专利文献1中公开了一种具备层叠结构的装置，该层叠结构具有：光电转换部、设置在光电转换部上的微透镜、覆盖微透镜的透明板、以及设置在微透镜与透光板之间的功能膜(膜)。功能膜的折射率为1.05～1.15，功能膜例如含有由树脂等固体物质构成的粒子及将粒子结合在一起的粘合剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-195051号公报

发明内容

本发明所要解决的课题

作为廉价且小型的距离图像传感器，开发了使用CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)图像传感器的三维传感装置。为了将由CMOS图像传感器拍摄的二维图像转换为三维图像，例如使用衍射光栅。即，当参照上述专利文献1的装置的结构时，在光电转换部设置CMOS图像传感器，在功能层的上面形成衍射光栅。在这样形成的光学结构中，通过对由衍射光栅按照各波长分波后的光进行图像处理，可以获取距对象物的距离信息。

在如上述的光学结构那样将CMOS图像传感器等光接收元件埋设在光电转换部的基材表面、并在基材表面上形成RGB的彩色滤光片或微透镜的情况下，设置覆盖微透镜的平坦化层(相当于上述功能层的层)。平坦化层具有预定的厚度，以确保微透镜的厚度方向上的光路。作为能够进行三维传感的光学结构，在平坦化层的上面，首先以层状设置衍射光栅的材料，接着通过图案化等使材料的一部分在沿着表面的方向上周期性地残留，以形成衍射光栅。为了防止穿过衍射光栅的光在预定之外的方向上折射，在平坦化层中使用具有接近于空气的折射率的低折射率材料。然而，在平坦化层的表面上形成衍射光栅时，由于衍射光栅的材料渗入到平坦化层的低折射率材料间，在沿着平坦化层的厚度方向俯视观察时有时会产生斑点状的“污点”。当这样产生污点时，产生外观不良，并且污点作为衍射光栅以外的波面转换图案而对光起作用，从而在光学结构中不能得到所期望的三维传感功能。

本发明是鉴于上述情况而完成的，提供能够抑制平坦化层部分(层)的折射率升高和外观不良、并防止因形成于平坦化层表面的衍射光栅的材料渗入到平坦化层而形成污点的光学结构。

用于解决课题的方案

本发明涉及的光学结构具备：包含低折射率材料和介质的层、和设置在所述层的表面上的功能层，所述层中的所述低折射率材料的含量为60质量％以上76质量％以下。

发明的效果

根据本发明，能够抑制光学结构中的平坦化层部分(层)的折射率升高和外观不良、并防止因形成于平坦化层(层)的表面的衍射光栅的材料渗入到平坦化层而形成污点。

附图说明