JPS6150102A - 固体撮像素子用色分解フイルタ−の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ｆｆＶ、、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ろ
固体撮［象素子用色分屏フィ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かこのテレビ
カメラのカラー化には、色分解フィルタ一層を直接固体
撮（３）素子の受光部の土に設ける場合と、別に作製し
た色分解フィ・・・ターを固体撮像素子に貼り合わせる
場合とがある。」状ではフィ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ィルターはある厚み（例え
ば０．５〜１．０＃ｏＩ＋程度）を有するカラス透明基
板の上に形成されるのであり、そのため色分解フィルタ
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った。

第１図に従来の色分解フィルター（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、ＣＣＤ　（１）の受光部（上面）にフィ
ルタ一層を接して色分解フィルター（２）が接着剤層（
３）を介して貼り合わされてい７．）。ＣＣＩ］ｊ）か
らは導線（４）およびリードフレーム（５）を経由して
固体撮像素子パッケージ（６）の外部へ画像（Ｃ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９Ｊ装置にはカメラのレンズ系（図示上司゛しを通過
した光線が入射するものである。う・封止ツノ゛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
光線な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ィルター（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、こね、を防止するためにフレア防止板（
８）が必要であった。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
ない接着する必要があり、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点に鑑み、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ィル
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（とも色分解フィルタ一層を所定の色数で
所望の）くターン状に形成してなる固体撮像素子用色分
解フィ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。

側面に遮光層を形成させろ手段として真空蒸ス°４、ス
パッタリング、イオンブレーティングに代表される乾式
めっき法や無電解めっき法か考、えられろが前者の場合
は真空中で膜形成を行ｔＳつため検力を１０”−’〜１
０−５ｔｏｒｒ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った。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ッケル、クロム、チタンが挙げら
れるが、比較的融点が高（、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
である色分解フィルメーカ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
題があった。したがって乾式めっきの場合、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
なってしまい、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った。

一方、無電解めっきは耐食性の良い材料であるニッケル
を使用でさるものの洗浄、脱脂、鋭敏化、活性化及びめ
っきという工程の複雑さに加え、液体に色分解フィルタ
ーをつけるため、色分解フィルターとこれを仮とめする
伸張性フィルム（１９０間に液がしみこみ色分解フィル
ターの裏面に、も析出してしまうという不都合な面ｂ′
−あった。

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小？特徴とする
固体撮像素子用色分解フィ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って得られる色分解用カラ
ーフィルターの一実施例を第２図に従って詳細に説明す
る。

まず、ガラス透明基板（ｌＯ）は前記したように０５〜
１．　ｆｌ　ｍｍ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、（１１１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
解用のフィルタ一層圓が設けらね、ろ。該フィルタ一層
（Ｉｌｌは特公昭５２−１７５７ｂ号公報や特公昭５２
−１７５７６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；−て染色した有機樹脂系のフィルタ一層
があるが、そのほか、Ｔｉｅ、〜５ｉｆｔ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１
０〜２０層程度積層してなる無機・の干渉フィルタ一層
も当然採用できる。

フィルタ一層ａυ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００）と比
べて非常に誇張して画がね、ている。しかも第２図から
は明らかでないが所望の色数１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ｊｉ＋　ｆ象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
（１φの片面には色分解用のフィルタ一層０υのみなら
ず、フィルタ一層（Ｉυの表面を保設するためのオーバ
ーコート層が付加されていたり、あるいは各色のフィル
タ一層の間隙や周辺に光速光１・着が設けらね、て−・
るものでありフィルタ一層（１υと透明基板（ｌＯ）の
みからなる色分解フィルターというものは例が少ない。

しかしながらフィルタ一層旧）についてこのようなイマ
］加的要素は従来公知のものであり、本発明はこｈら従
来公知の色分解フィ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図に示す色分解フィルターの側面には塗
）１φをスプレー塗装法にて形成させ遮光層（１２１を
設ける。このｉ（γ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、／リコン
系樹脂、ポリエステル系樹脂、アク目的で着色顔料力を
含まれているが色分解フィ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
ラック、アセチレンブラック、グラファイトなどの顔料
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か望ましいわけであ
る。

本発明の固体撮像素子用色分解フィルターの製造方法を
工程順に示す図面の第３図［ａｌ〜（ｃｌに茫いて以下
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ィル
ターは「多面付け」と称して、フィルター製造段階では
、一枚の大ぎな透明基板（１０ａ）の上面に色分解用の
フィルタ一層（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５図（ａ
）に示すように、多面付けにて色分解フィルタ一層圓を
作製した上面には保護膜（Ｉ３）を施してフィルタ一層
αυを被覆し、下面には例えば粘着層（１４）を有する
塩化ビニル樹脂フィルム等の伸張性フィルム膜（１５１
を貼着する。第５図（ｂｌはダイシング装置等で各色分
解フィルタ一層（１υの間に断裁溝（１６１が形成され
た状態である。すでに明らかなように保護膜αＪは、断
裁用冷却液や！Ｉｆｒ裁時に発生するガラスくずにより
フィルタ一層が（Ｉυ汚染さｈ、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
ィルム（１５Ｊを図の矢印に示すように両側に拡げるよ
うに力を加えろ事により、前記した断裁溝（１６１０幅
を拡大して溝Ｌ１６）’とする。

この状態で各個に断裁された色分解フィルター０８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ッサーから送らハ、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１〜５　ｋｇ／　ｃｎ＊である。回転式の台に第
６図（ｃ）の状態の色分解フィルターを置き。

これと１０〜１００圀離れた位置に２０Ｐ−７０°の角
度でスプレーガンを設置し塗料を噴射させる。

回転式の台を除々に回し、色分解フイ）レターの側面に
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５
　’Ｊｉで第６図（ｄｌに示すように塗膜０７）が色分
解フィルターα印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ＪレムＩＩＩ　（
＋５１から個々の色分解フィルター（１８１を剥離し、
しかる後、セロテープなど粘着性を有するテープにて塗
装された保護膜α３から剥せば第６図（ｅｌに示すよう
に個々に分離独立した色分解フィルター囮であって、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、平滑性のル、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（−′二ロテープ剥λ：Ｌ性）は十分得られ
る。さらに強固な密着力を８決とする場合はシランカッ
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ベイ）。

〔実施例〕

厚さ１．’ＯＭ、直径１０ｃｒｎのパイレックスガラス
（米国コーニング社製）からなる透明基板上、・・こ１
辺約ｉＱＩＩＩｍの角形のフィルタ一層を公知の方法に
て２４個多面付けしたものに対して、表面フィルター側
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Ｊ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ィルムの片面に粘
着層を設けた伸張性テープＳ　ｌ’＼７−２２４（日東
電工（印画品名）と透明基板の下面とを貼り合せ図面の
第５図（ａ）の伏線とし　ｌこ。

続いて６００メツンユのレジンブレードを用いた断裁様
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（ｃｌの状態とした。

次いで東洋インキ製造■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
法にてフィルター側面に厚みが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、色分解フィ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１象素子用色分解フィルター
が得られた。このニッケルトコ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った
。

以上説明したように本発明の色分・・′：ｔフィルター
は一枚のガラス透明基板の上に多面付け：（て色分解用
のフィルタ一層を形成した場合、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
、フィ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、無電解めっき
法、乾式めっき法から得られる金属遮光層と比ベニ程が
簡略で装置価格も安く、さらに有機材料を使用している
ために腐食の問題カーないな加 と安価で付値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１分解フィル
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（１２１
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ィ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
が相俟っ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ＩＷフ
ィルターの実施例を示す模式断面図である。 第ろ図に１）〜（ｃｌは、本発明による色分解フィルタ
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ィ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　　　　Ｑｌｌ・・・フィルタ
一層＋１２１・・・遮光層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス透明基板の片面に少なくとも色分解用フィルター
   層を所定の色数で所望のパターン状に形成させた後、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ィルタ
   ーの製造方法。