JPH0454921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は側面部にスプレー塗装法による塗膜を
形成して、外部からの無用な光を遮断し、固体撮
像素子カメラとして光学的なフレアやかぶり現象
を防止できる固体撮像素子用色分解フイルターの
製造方法に関する。

CCD（電荷結合型素子）に代表される固体撮像
装置はテレビカメラの心臓部に用いられているが
このテレビカメラのカラー化には、色分解フイル
ター層を直接固体撮像素子の受光部の上に設ける
場合と、別に作製した色分解フイルターを固体撮
像素子に貼り合わせる場合とがある。現状ではフ
イルターおよび素子の製造歩留まりが低い等の理
由から、後者の貼り合わせ方式が主流である。貼
り合わせ方式では色分解フイルターはある厚み
（例えば0.5〜1.0mm程度）を有するガラス透明基
板の上に形成されるのであり、そのため色分解フ
イルターの側面部から無用な光が入射し光学的フ
レアが生じて、カメラにかぶり現象が発生しがち
であつた。

第１図に従来の色分解フイルター（側面に遮光
層がない）を用いた固体撮像装置の説明図を示
す。

これによれば、CCD１の受光部（上面）にフ
イルター層を接して色分解フイルター２が接着剤
層３を介して貼り合わされている。CCD１から
は導線４およびリードフレーム５を経由して固体
撮像素子パツケージ６の外部へ画像に関する電気
信号を伝えられるように構成されている。この固
体撮像装置にはカメラのレンズ系（図示せず）を
通過した光線が入射するものであるが封止ガラス
板７の下面には、図示するように、フレア防止板
８が周辺部に設けられて外部から斜めに入射する
無用の光線をさえぎるように工夫されている。斜
めから光線が入射すると、その光線が色分解フイ
ルター２の透明基板９の側面より入射し、フレア
やかぶり現象を起こすのであり、これを防止する
ためにフレア防止板８が必要であつた。このよう
なフレア防止板８は、封止ガラス板７を装着する
前に、位置合わせを行ない装着する必要があり、
工程的に手間を要するばかりでなく、近年の固体
撮像装置の小形化にともない、作業的にもきわめ
て困難なものになりつつある。

本発明は以上のような従来技術の欠陥に鑑み、
上述のフレア防止板を不要にした固体撮像素子用
の色分解フイルターを提出するものである。具体
的にはガラス透明基板の片面に少なくとも色分解
フイルター層を所定の色数で所望のパターン状に
形成してなる固体撮像素子用色分解フイルターの
側面にスプレー塗装方式で得られた塗膜を遮光層
として形成させる事を特徴とする。

側面を遮光層を形成させる手段として真空蒸
着、スパツタリング、イオンプレーテイングに代
表される乾式めつき法や無電解めつき法が考えら
れるが前者の場合は真空中で膜形成を行なうため
槽内を10^-4〜10^-5torr程度の高真空にする必要が
あり、そのための設備が高価である事と、高真空
にするまでの時間がかかるという問題があつた。
さらに、この場合、側面を被覆する材料が限られ
るという欠点を有していた。すなわち、耐食性の
あるものが望まれるのであるが、こうした材料は
金属としてニツケル、クロム、チタンが挙げられ
るが、比較的融点が高く、また酸化物はさらに高
融点のものが多いため蒸着時に蒸発源のふく射熱
のため基板である色分解フイルターが200℃程度
に加熱され表面に形成されている有機物質等が変
質してしまうという問題があつた。したがって乾
式めつきの場合、低融点材料を選ぶとなるとスズ
やアルミニウムなど限られたものになつてしま
い、またこれらは耐食性のない材料であるため、
長期間使用する際不都合な事が多かつた。

一方、無電解めつきは耐食性の良い材料である
ニツケルを使用できるものの洗浄、脱脂、鋭敏
化、活性化及びめつきという工程の複雑さに加
え、液体に色分解フイルターをつけるため、色分
解フイルターとこれを仮どめする伸張性フイルム
１５の間に液がしみこみ色分解フイルターの裏面
にも析出してしまうという不都合な面があつた。

本発明は、以上のような欠点を改良すべく、ス
プレー塗装方式で塗膜の側面遮光層を形成させる
事を特徴とする固体撮像素子用色分解フイルター
の製造方法に関する。

ここで本発明の製造方法によつて得られる色分
解用カラーフイルターの一実施例を第２図に従つ
て詳細に説明する。

まず、ガラス透明基板１０は前記したように
0.5〜1.0mm程度の厚みを有し材質としては石英ガ
ラス、低膨張ガラス、硼硅酸塩系ガラスまたはソ
ーダライムガラス等を代表とする通常ガラスが用
いられる。このようなガラス透明基板１０の片面
に、色分解用のフイルター層１１が設けられる。
該フイルター層１１は特公昭52−17375号公報や
特公昭52−17376号公報において公知のようにゼ
ラチン、グリユー、カゼイン等の水溶性樹脂の感
光材料が光硬化した薄膜を染料にて染色した有機
樹脂系のフイルター層があるが、そのほか、
TiO₂〜SiO₂に例示されるような高屈折率の薄膜
と低屈折率の薄膜を互い違いに10〜20層程度積層
してなる無機の干渉フイルター層も当然採用でき
る。

フイルター層１１はその厚さは10μ程度もしく
はそれ以下であり、第２図ではその厚みを透明基
板１０と比べて非常に誇張して画かれている。し
かも第２図からは明らかでないが所望の色数、例
えば、シアン、イエローの２色あるいは赤、緑、
青等の３色が所望のパターンすなわち、固体撮像
素子の受光部の形状に対応して設けられているも
のである。多くの場合、透明基板１０の片面には
色分解用のフイルター層１１のみならず、フイル
ター層１１の表面を保護するためのオーバーコー
ト層が付加されていたり、あるいは各色のフイル
ター層の間隙や周辺に光遮光層が設けられている
ものでありフイルター層１１と透明基板１０のみ
からなる色分解フイルターというものは例が少な
い。

しかしながら、フイルター層１１についてこの
ような付加的要素は従来公知のものであり、本発
明はこれら従来公知の色分解フイルターの全てに
ついてあてはまるものである事は言うまでもな
い。

このような第２図に示す色分解フイルターの側
面には塗膜をスプレー塗装法にて形成させ遮光層
１２を設ける。この薄膜の材質はバインダーとし
てアクリルウレタン系樹脂、ニトロセルロース系
樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ア
クリル系樹脂など耐熱性を有する樹脂から選ばれ
る。また、光を遮断するため塗膜に隠ぺい力を与
える目的で着色顔料が含まれている色分解フイル
ターの内部からの光の反射を抑えるためには黒色
が良く、そのために、カーボンブラツク、アセチ
レンブラツク、グラフアイトなどの顔料が用いら
れる。

この遮光膜１２はマクベス濃度計にて2.0以上
の濃度という高い遮光性能があるのが良く、この
意味でも、光の吸収のある黒色顔料を用いるのが
望ましいわけである。

本発明の固体撮像素子用色分解フイルターの製
造方法を工程順に示す図面の第３図ａ〜ｅに基い
て以下詳細に説明する。

第３図ａに示すように固体撮像素子用色分解フ
イルターは「多面付け」と称して、フイルター製
造段階では、一枚の大きな透明基板１０ａの上面
に色分解用のフイルター層１０を多数形成し、し
かる後に、１個毎に断裁する工程がある。この断
裁の直前に、第３図ａに示すように、多面付けに
て色分解フイルター層１１を作製した上面には保
護膜１３を施してフイルター層１１を被覆し、下
面には例えば粘着層１４を有する塩化ビニル樹脂
フイルム等の伸張性フイルム膜１５を粘着する。
第３図ｂはダイシング装置等で各色分解フイルタ
ー層１１の間に断裁溝１６が形成された状態であ
る。すでに明らかなように保護膜１３は、断裁用
冷却液や断裁時に発生するガラスくずによりフイ
ルター層が１１汚染されるのを防いでいるもので
ある。続いて第３図ｃに示すように、伸張性のフ
イルム１５を図の矢印に示すように両側に拡げる
ように力を加える事により、前記した断裁溝１６
の幅を拡大して溝１６′とする。この状態で各個
に断裁された色分解フイルター１８は、その側面
同士の間隔が拡がり、この部分の洗浄などを容易
に行なえるようになる。

充分、水洗し乾燥した後スプレー塗装にて側面
に塗膜を形成させる。

スプレー塗装はコンプレツサーから送られた圧
縮空気の噴流で塗料を霧化して塗る方法であり、
作業時の空気圧力は１〜５Kg／cm²である。回転式
の台に第３図ｃの状態の色分解フイルターを置
き、これと10〜100cm離れた位置に20〜70°の角度
でスプレーガンを設置し塗料を噴射させる。回転
式の台を徐々に回し、色分解フイルターの側面に
塗膜厚が５〜100μになるように塗装する。その
後、室温〜150℃の温度で５〜60分程度乾燥もし
くは硬化を行なう。このようにスプレー塗装を行
なう事で第３図ｄに示すように塗膜１７が色分解
フイルター１８の保護面と側面の全面に形成され
る。

この後、粘着層を有する伸張性フイルム膜１５
から個々の色分解フイルター１８を剥離し、しか
る後、粘着性を有するテープにて塗装された保護
膜１３から剥せば第３図ｅに示すように個々に分
離独立した色分解フイルター１８であつて、その
側面にスプレー塗装にて塗膜遮光層１２が形成さ
れたものが得られる。

なお、前記した塗料は、平滑性のあるガラス表
面には付着しにくいが、本法のように、切断した
面は1μ以下の微細な凹凸から数10μの粗い凹凸を
有するもので物理的な密着力（セロテープ登録商
標剥離性）は十分得られる。さらに強固な密着力
を必要とする場合はシランカツプリング剤をプラ
イマーとして塗布すれば良い。

以下、本発明の実施例を述べる。

〔実施例〕

厚さ1.0mm、直径10cmのパイレツクスガラス
（米国コーニング社製）からなる透明基板上に１
辺約10mmの角形のフイルター層を公知の方法にて
24個多面付けしたものに対して、表面フイルター
側に易剥離性塗膜となるコート材「シリテクト
：米国コントロライン社製商品名」を塗布して
乾燥し保護膜とした。次に、伸張性のポリ塩化ビ
ニルフイルムの片面に粘着層を設けた伸張性テー
プSPV−224（日東電工(株)商品名）と透明基板の
下面とを貼り合せ図面の第３図ａの状線とした。

続いて600メツシユのレジンブレードを用いた
断截機により、表面より断裁溝を入れ前記の伸張
性テープの端部を引張り第３図ｃの状態とした。
次いで東洋インキ製造(株)の黒色塗料商品名ライオ
ポール黒（アクリルウレタン樹脂系塗料）を用い
スプレー塗装法にてフイルム側面に厚みが20±
5μになるように塗膜を形成した。硬化条件は80
℃20分である。

この後、色分解フイルターの裏面に付着してい
た伸張性テープ及び表面の保護膜を剥離する事に
より、側面にのみ塗膜層が施された固体撮像素子
用色分解フイルターが得られた。このニツケル層
はマクベス濃度計にて５±0.5の値を有し接着強
度も満足すべきものであつた。

以上説明したように本発明の色分解フイルター
は一枚のガラス透明基板の上に多面付けにて色分
解用のフイルター層を形成した場合、断裁工程の
中において付加的にスプレー法による塗装工程を
設定する事により、フイルターの側面という所望
の区域にのみ塗膜遮光層を施す事ができるのであ
り、その製造方法の簡便さは産業上大いに利用す
るものである。

さらに本発明より得られた塗膜遮光層は、無電
解めつき法、乾式めつき法から得られる金属遮光
層と比べ工程が簡略で装置価格も安く、さらに有
機材料を使用しているために腐食の問題がないな
ど安価で付加価値の高いものである。

第４図は、本発明による固体撮像素子用色分解
フイルターをCCDタイプの固体撮像装置に組入
れたところを示す。図から明らかなように側面に
塗膜遮光層１２が施されているので固体撮像装置
にフレア防止板を設ける必要がなく、作業的には
極めて容易に固体撮像装置を作製する事ができ
る。

以上のように本発明の色分解フイルターの製造
方法は、製造の簡便さと固体撮像装置に組み込ん
だときの便宜さが相俟つて実用上極めて優れたも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の固体撮像装置の一例を示す説
明図であり、第２図は、本発明による固体撮像素
子用色分解フイルターの実施例を示す模式断面図
である。第３図ａ〜ｅは、本発明による色分解フ
イルターの製造方法の一例を工程順に示す断面図
であり、第４図は本発明による色分解フイルター
を固体撮像装置に組み込んだ際の様子を示す説明
図である。 １０……透明基板、１１……フイルター層、１
２……遮光層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガラス透明基板の上面に少なくとも色分解用
   フイルター層を所定の色数で所望のパターン状に
   多数形成させた後、色分解フイルター層の上面に
   保護膜を施し、ガラス透明基板の下面に伸張性フ
   イルム膜を粘着し、各色分解フイルター層の間
   に、伸張性フイルム膜に達する断裁溝を形成し、
   しかる後、前記伸張性フイルム膜を両側に拡げる
   ことにより、断裁溝の幅を拡大し、次いで、スプ
   レー塗装法により色分解フイルター層側の全面に
   塗膜を形成し、しかる後、前記保護膜と伸張性フ
   イルム膜を剥離することにより、側面にスプレー
   塗装法から得られる塗膜を遮光層として形成させ
   る事を特徴とする固体撮像素子用色分解フイルタ
   ーの製造方法。