JPH0548060A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0548060A JPH0548060A JP3225091A JP22509191A JPH0548060A JP H0548060 A JPH0548060 A JP H0548060A JP 3225091 A JP3225091 A JP 3225091A JP 22509191 A JP22509191 A JP 22509191A JP H0548060 A JPH0548060 A JP H0548060A
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カラーフィルタ機能をＧ・Ｈ形液晶によって
達成できるようにして、カラーフィルタを形成しないで
済むようにする。カラーカメラを白黒モードで使用でき
るようにし、また白黒モード時に光の利用効率を向上さ
せる。 【構成】 光電変換領域２、電荷転送領域３、電荷転送
電極４、遮光膜５を有する素子上に平坦化膜６ａを介し
て、透明電極基板７ａ、７ｂと二色性染料をゲストとし
スメクテック（ＳP ）液晶１１をホストとするＧ・Ｈ液
晶とからなるＧ・Ｈ液晶セルを搭載する。そして、透明
電極基板７ａ、７ｂの電極への電圧の有無により、Ｇ・
Ｈ液晶に着色光の透過または無色光の透過のいずれかを
選択的に行わせる。
達成できるようにして、カラーフィルタを形成しないで
済むようにする。カラーカメラを白黒モードで使用でき
るようにし、また白黒モード時に光の利用効率を向上さ
せる。 【構成】 光電変換領域２、電荷転送領域３、電荷転送
電極４、遮光膜５を有する素子上に平坦化膜６ａを介し
て、透明電極基板７ａ、７ｂと二色性染料をゲストとし
スメクテック（ＳP ）液晶１１をホストとするＧ・Ｈ液
晶とからなるＧ・Ｈ液晶セルを搭載する。そして、透明
電極基板７ａ、７ｂの電極への電圧の有無により、Ｇ・
Ｈ液晶に着色光の透過または無色光の透過のいずれかを
選択的に行わせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子に関し、
特に、カラー撮像が可能な固体撮像素子に関する。
特に、カラー撮像が可能な固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は単板式カラーカメラに用いられる
従来の固体撮像素子の断面図である。同図において、１
は半導体基板、２は光電変換領域、３は電荷転送領域、
４はポリシリコンからなる電荷転送電極、５は光電変換
領域２上に開口を有する遮光膜、６ａ、６ｂは透明高分
子材料からなる平坦化膜、１０は固体撮像素子の実効的
開口率を高めるために、各光電変換領域２上に形成され
たマイクロレンズ、１２は光電変換領域２上に赤、緑、
青の各色のフィルタが規則的に配列されているカラーフ
ィルタ層である。
従来の固体撮像素子の断面図である。同図において、１
は半導体基板、２は光電変換領域、３は電荷転送領域、
４はポリシリコンからなる電荷転送電極、５は光電変換
領域２上に開口を有する遮光膜、６ａ、６ｂは透明高分
子材料からなる平坦化膜、１０は固体撮像素子の実効的
開口率を高めるために、各光電変換領域２上に形成され
たマイクロレンズ、１２は光電変換領域２上に赤、緑、
青の各色のフィルタが規則的に配列されているカラーフ
ィルタ層である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように単板式
カラーカメラでは、光電変換領域に入射する光の色を識
別するためのカラーフィルタ層を備えた固体撮像素子を
用いることが不可欠である。而して、カラーフィルタを
形成するにはゼラチンパターンの形成工程、染色工程、
保護膜形成工程等の工程を複数回繰り返さなければなら
ないので、素子が非常に高価なものとなる。また、３板
式カラーカメラではダイクロイックミラーを用いて各色
に分離することが必要となるが、ダイクロイックミラー
自体が高価なものであるので、カラーカメラのコストダ
ウンが困難であった。
カラーカメラでは、光電変換領域に入射する光の色を識
別するためのカラーフィルタ層を備えた固体撮像素子を
用いることが不可欠である。而して、カラーフィルタを
形成するにはゼラチンパターンの形成工程、染色工程、
保護膜形成工程等の工程を複数回繰り返さなければなら
ないので、素子が非常に高価なものとなる。また、３板
式カラーカメラではダイクロイックミラーを用いて各色
に分離することが必要となるが、ダイクロイックミラー
自体が高価なものであるので、カラーカメラのコストダ
ウンが困難であった。
【０００４】ところで、カラーカメラを白黒モードで動
作させようとすることがあるが、その場合従来の固体撮
像素子を用いたものでは、信号合成回路が必要となるの
で、回路的に複雑化し、また忠実に原画の情報を再現さ
せることが困難であった。
作させようとすることがあるが、その場合従来の固体撮
像素子を用いたものでは、信号合成回路が必要となるの
で、回路的に複雑化し、また忠実に原画の情報を再現さ
せることが困難であった。
【０００５】また、カラーフィルタは特定の波長の光の
みを透過させるものであるため入射光のうち１／３〜２
／３は光電変換に寄与しない。そのため、カラーカメラ
を白黒モードで動作させるときは光の利用効率が極端に
低下する。
みを透過させるものであるため入射光のうち１／３〜２
／３は光電変換に寄与しない。そのため、カラーカメラ
を白黒モードで動作させるときは光の利用効率が極端に
低下する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子で
は、従来の技術におけるカラーフィルタ機能が、ゲスト
・ホスト（Ｇ・Ｈ）形電気光学効果を有するＧ・Ｈ形液
晶により達成されている。
は、従来の技術におけるカラーフィルタ機能が、ゲスト
・ホスト（Ｇ・Ｈ）形電気光学効果を有するＧ・Ｈ形液
晶により達成されている。
【０００７】このＧ・Ｈ形液晶では、例えば電圧無印加
の状態において光吸収が生じ透過光が着色するように、
また電圧印加状態では光吸収が起きずに透過光が着色し
ないように、液晶分子および染色分子が配列されてい
る。その結果、電圧無印加状態では固体撮像素子をカラ
ー用として、また電圧印加状態では白黒用として機能さ
せることが可能となる。
の状態において光吸収が生じ透過光が着色するように、
また電圧印加状態では光吸収が起きずに透過光が着色し
ないように、液晶分子および染色分子が配列されてい
る。その結果、電圧無印加状態では固体撮像素子をカラ
ー用として、また電圧印加状態では白黒用として機能さ
せることが可能となる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す断面
図である。同図において、１は半導体基板、２は光電変
換領域、３は電荷転送領域、４はポリシリコンからなる
電荷転送電極、５は光電変換領域上に開口を有する遮光
膜、６ａ、６ｂは透明高分子材料からなる平坦化膜、７
ａ、７ｂはそれぞれ表面にＩＴＯ、酸化錫等からなる導
電膜が形成されている透明電極基板、８はゲストとして
二色性染料が溶解されている、Δε＞０（Δεは誘電率
異方性）のネマティック液晶（ＮP 液晶）、９は偏光
子、１０はマイクロレンズである。
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す断面
図である。同図において、１は半導体基板、２は光電変
換領域、３は電荷転送領域、４はポリシリコンからなる
電荷転送電極、５は光電変換領域上に開口を有する遮光
膜、６ａ、６ｂは透明高分子材料からなる平坦化膜、７
ａ、７ｂはそれぞれ表面にＩＴＯ、酸化錫等からなる導
電膜が形成されている透明電極基板、８はゲストとして
二色性染料が溶解されている、Δε＞０（Δεは誘電率
異方性）のネマティック液晶（ＮP 液晶）、９は偏光
子、１０はマイクロレンズである。
【０００９】ＮP 液晶８は、ダイレクタが透明電極基板
と平行になるように処理がなされてホモジニアス配列に
なされている。そしてゲスト染料として用いられる二色
性染料は、分子の長軸方向と短軸方向で可視光の吸収に
異方性をもつ材料であるが、ここでは、長軸方向に光吸
収をもつｐ形二色性染料が用いられている。二色性染料
としては、通常用いられるメロシアニン系、スチリル
系、アゾ系、アントラキノン系、テトラジン系等各種の
ものが使用できる。
と平行になるように処理がなされてホモジニアス配列に
なされている。そしてゲスト染料として用いられる二色
性染料は、分子の長軸方向と短軸方向で可視光の吸収に
異方性をもつ材料であるが、ここでは、長軸方向に光吸
収をもつｐ形二色性染料が用いられている。二色性染料
としては、通常用いられるメロシアニン系、スチリル
系、アゾ系、アントラキノン系、テトラジン系等各種の
ものが使用できる。
【００１０】図２の（ａ）は、図１の実施例における透
明電極基板間に電圧を印加しない状態の入射光の様子を
示す模式図である。この状態では、偏光子９を通った白
色直線偏光の振動方向とｐ形二色染料の光吸収軸が一致
するために光吸収が生じ、透過光が着色し固体撮像素子
はカラー用の素子として機能する。
明電極基板間に電圧を印加しない状態の入射光の様子を
示す模式図である。この状態では、偏光子９を通った白
色直線偏光の振動方向とｐ形二色染料の光吸収軸が一致
するために光吸収が生じ、透過光が着色し固体撮像素子
はカラー用の素子として機能する。
【００１１】図２の（ｂ）は、上記実施例における透明
電極基板間に電圧を印加した状態の入射光の様子を示す
模式図である。この状態では、偏光子を通った白色直線
偏光の振動方向と染料の光吸収軸が直交するため、光吸
収が起こらず透過光は着色しないで固体撮像素子は白黒
用の素子として機能する。
電極基板間に電圧を印加した状態の入射光の様子を示す
模式図である。この状態では、偏光子を通った白色直線
偏光の振動方向と染料の光吸収軸が直交するため、光吸
収が起こらず透過光は着色しないで固体撮像素子は白黒
用の素子として機能する。
【００１２】図３は、本発明の第２の実施例を示す断面
図である。同図において、図１の実施例の部分と共通す
る部分には同一の参照番号が付されているので重複した
説明は省略する。本実施例では、Ｇ・Ｈ形液晶のホスト
液晶としてスメクティック液晶（ＳP 液晶）１１を使用
している。スメクティック液晶自身に偏光作用があるた
め本実施例では第１の実施例で不可欠であった偏光子が
不要となり、製造がより容易になる外、光の利用効率が
大幅に向上する。特に、本撮像素子を白黒モードで使用
するときには、入射光のほぼ１００％を光電変換領域に
導入することができる。
図である。同図において、図１の実施例の部分と共通す
る部分には同一の参照番号が付されているので重複した
説明は省略する。本実施例では、Ｇ・Ｈ形液晶のホスト
液晶としてスメクティック液晶（ＳP 液晶）１１を使用
している。スメクティック液晶自身に偏光作用があるた
め本実施例では第１の実施例で不可欠であった偏光子が
不要となり、製造がより容易になる外、光の利用効率が
大幅に向上する。特に、本撮像素子を白黒モードで使用
するときには、入射光のほぼ１００％を光電変換領域に
導入することができる。
【００１３】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は、これら実施例に限定されるものではなく、各
種改変が可能である。例えば、液晶は、コレステリック
液晶（ＣP 液晶）も使用可能であり、また、液晶を高分
子−液晶複合膜（高分子分散型液晶）として使用するこ
とができる。さらに、液晶にΔε＜０のものを用いたり
（ＮN 液晶等）、ｐ型二色染料に代えてｎ型二色染料を
用いたりすることができる。
本発明は、これら実施例に限定されるものではなく、各
種改変が可能である。例えば、液晶は、コレステリック
液晶（ＣP 液晶）も使用可能であり、また、液晶を高分
子−液晶複合膜（高分子分散型液晶）として使用するこ
とができる。さらに、液晶にΔε＜０のものを用いたり
（ＮN 液晶等）、ｐ型二色染料に代えてｎ型二色染料を
用いたりすることができる。
【００１４】なお、染料のパターンについては従来のカ
ラーフィルタ層のようにモザイク状とすることもできる
が、ストライプ状であってもよい。また、３板式カラー
カメラを構成する場合には、チップ上全面に一様のパタ
ーンを形成したものを使用することができる。
ラーフィルタ層のようにモザイク状とすることもできる
が、ストライプ状であってもよい。また、３板式カラー
カメラを構成する場合には、チップ上全面に一様のパタ
ーンを形成したものを使用することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
素子は、Ｇ・Ｈ形液晶セルによってカラーフィルタ機能
を達成させるものであるので、本発明によれば、製造す
るのに複雑な工程を必要とするカラーフィルタ層を用い
ることなく、また高価なダイクロイックミラーを使用す
ることなく固体カラーカメラを構成することができる。
素子は、Ｇ・Ｈ形液晶セルによってカラーフィルタ機能
を達成させるものであるので、本発明によれば、製造す
るのに複雑な工程を必要とするカラーフィルタ層を用い
ることなく、また高価なダイクロイックミラーを使用す
ることなく固体カラーカメラを構成することができる。
【００１６】また、カラーカメラを白黒モードで使用す
るには、Ｇ・Ｈ形液晶に無色光を透過させるようにする
だけで済み複雑な信号合成回路が必要でなくなる。ま
た、モノクローム信号を色信号の合成によって得るもの
ではないので、原画を忠実に再現することができる。さ
らに、白黒モード時には特に偏光子を使用しない場合で
は、光が光電変換領域に入射する前に吸収されることが
なくなるので、光利用効率が大幅に向上する。
るには、Ｇ・Ｈ形液晶に無色光を透過させるようにする
だけで済み複雑な信号合成回路が必要でなくなる。ま
た、モノクローム信号を色信号の合成によって得るもの
ではないので、原画を忠実に再現することができる。さ
らに、白黒モード時には特に偏光子を使用しない場合で
は、光が光電変換領域に入射する前に吸収されることが
なくなるので、光利用効率が大幅に向上する。
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施例の使用状態を説明するた
めの摸式図。
めの摸式図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す断面図。
【図４】従来例の断面図。
１…半導体基板 ２…光電変換領域 ３…電荷転送領域 ４…電荷転送電極 ５…遮光膜 ６ａ、６ｂ…平坦化膜 ７ａ、７ｂ…透明電極基板 ８…ＮP 液晶 ９…偏光子 １０…マイクロレンズ １１…ＳP 液晶 １２…カラーフィルタ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 9/07 Ａ 8943−5Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】 光電変換素子上にゲスト・ホスト形液晶
セルが搭載されている固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225091A JPH0548060A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225091A JPH0548060A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548060A true JPH0548060A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16823860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3225091A Pending JPH0548060A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0548060A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728095A (ja) * | 1994-04-14 | 1995-01-31 | Rohm Co Ltd | 撮像表示装置 |
| JPH0997891A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| JP2004254269A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-09-09 | Iwane Kenkyusho:Kk | ハイライト抑制画像撮影装置 |
| WO2005101852A1 (ja) * | 2004-04-16 | 2005-10-27 | Iwane Laboratories, Ltd. | ハイライト抑制画像撮影装置 |
| US7339649B2 (en) | 2003-12-17 | 2008-03-04 | Sony Corporation | Lens barrel and imaging device |
| JP2010109196A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Sharp Corp | 固体撮像素子および電子情報機器 |
| US9148555B2 (en) | 2013-07-25 | 2015-09-29 | Sony Corporation | Image pickup apparatus, image pickup method, and program |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3225091A patent/JPH0548060A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728095A (ja) * | 1994-04-14 | 1995-01-31 | Rohm Co Ltd | 撮像表示装置 |
| JPH0997891A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
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| US9148555B2 (en) | 2013-07-25 | 2015-09-29 | Sony Corporation | Image pickup apparatus, image pickup method, and program |
| US9690126B2 (en) | 2013-07-25 | 2017-06-27 | Sony Corporation | Image pickup apparatus, image pickup method, and program |
| US10194102B2 (en) | 2013-07-25 | 2019-01-29 | Sony Corporation | Image pickup apparatus, image pickup method, and program |
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