JP2014112116A - 反射防止テープ及びウェハレベルレンズ並びに撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】低コストに迷光ゴースト等の発生を抑える。
【解決手段】撮像装置１０を、固体撮像素子チップ１１と第１ＷＬＬ１２と第２ＷＬＬ１３とから構成する。少なくとも第１〜第２ＷＬＬ１２，１３の切断面１２ｂ，１３ｂに反射防止テープ１８を貼り付ける。反射防止テープ１８の粘着層１９を、第１〜第２ＷＬＬ１２，１３と同程度の屈折率を有する材料で形成する。粘着層１９にブラック粒子２１を混合する。これにより、切断面１２ｂ，１３ｂが光の反射面になることが防止され、さらに粘着層１９に入射した光がブラック粒子２１により吸収、拡散されるので、迷光の発生が抑えられる。迷光ゴースト等の発生が抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、迷光の反射を防止する反射防止テープ、及びこの反射防止テープが貼り付けられたウェハレベルレンズ、並びにこのウェハレベルレンズを備える撮像装置に関するものである。
携帯電話機などの携帯電子機器には、小型かつ薄型の撮像装置が搭載されているものが多い。この撮像装置は、固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップ上に設けられたレンズとからなる（特許文献１参照）。
このような撮像装置は、複数の撮像素子が２次元配列された撮像素子基板上に、各撮像撮像素子の直上に位置する複数のレンズ部を有するウェハレベルレンズアレイを少なくとも１層以上積層してなる積層体を、ダイシングにより個片化することにより生成される。以下、ウェハレベルレンズアレイを個片化したものをウェハレベルレンズと呼ぶ。なお、固体撮像素子チップは、撮像素子基板を個片化したものである。
ところで、ウェハレベルレンズの切断面が未処理の状態であると、この切断面で反射された光が迷光となって撮像素子に入射して、撮影画像にゴーストやフレア（以下、単に迷光ゴースト等という）が生じるおそれがある。近年、携帯電子機器に搭載される撮像装置についても、高画素化及び撮影画像の高画質化が要求されているので、迷光ゴースト等の発生は抑制する必要がある。
特許文献２の撮像装置では、ウェハレベルレンズのレンズ面以外の領域を黒色レジスト層で覆うことにより、切断面での光反射に伴う迷光ゴースト等の発生を抑えている。また、特許文献３の撮像装置では、レンズのレンズ面以外の領域に遮光インキを塗装して遮光マスクを形成することにより迷光ゴースト等の発生を抑えている。
特開２００９−０８６０９２号公報 特開２０１０−１０６２６８号公報 特開２００８−０５３８８７号公報
特許文献２に記載の黒色レジスト層の形成や、特許文献３に記載のマスク処理によって、迷光ゴースト等の発生を抑えることができるものの高コストであるので、撮像装置の製造コストが増加するという問題がある。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、低コストに迷光ゴースト等の発生を抑えることができる反射防止テープ及びウェハレベルレンズ並びに撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の反射防止テープは、レンズのレンズ面以外の領域に貼り付けられ、前記レンズと同程度の屈折率を有するとともに、ブラック粒子を含む粘着層と、前記粘着層を支持する支持体と、を有することを特徴とする。なお、レンズ面は、レンズに入射した光を所望の方向に集光又は発散させる光学的特性を有し、この光学的特性を考慮して曲率や表面形状が設計されている部位の面をいうものとする。
前記レンズの屈折率と、前記粘着層の屈折率との差（絶対値）が０．２以下であることが好ましい。また、前記ブラック粒子は、カーボン粒子、黒ポリスチレンビーズ、チタンブラック、黒顔料のいずれかであることが好ましい。また、前記支持体は遮光性を有することが好ましい。
また、本発明は、２次元配列された複数のレンズを有するウェハレベルレンズアレイを切断して、レンズごとに分割してなるウェハレベルレンズであって、そのレンズ面以外の領域に請求項１ないし４いずれか１項記載の反射防止テープが貼り付けられていることを特徴とする。
前記領域には、ウェハレベルレンズの切断面が含まれることが好ましい。また、前記領域には前記レンズ面の周辺領域が含まれており、前記周辺領域に貼り付けられた前記反射防止テープが前絞りとして機能することが好ましい。
本発明の撮像装置は、請求項５ないし７いずれか１項記載のウェハレベルレンズと、
前記ウェハレベルレンズを透過した被写体光を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、請求項５または６記載のウェハレベルレンズである第１ウェハレベルレンズと、前記第１ウェハレベルレンズ上に設けられた請求項７記載のウェハレベルレンズである第２ウェハレベルレンズと、前記第２ウェハレベルレンズ及び前記第１ウェハレベルレンズを透過した被写体光を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする。
本発明は、レンズのレンズ面以外の領域に貼り付けられる反射防止テープの粘着層が、レンズと同程度の屈折率を有しかつブラック粒子を含むようにしたので、この領域が光の反射面となることが防止され、さらに粘着層内に入射した光をブラック粒子により吸収、拡散することができる。これにより、反射防止テープと比較してコストが高くなる黒色レジスト層形成処理やマスク処理などを行うことなく、迷光の発生を抑制することができる。その結果、低コストに迷光ゴーストやフレアの発生を抑えることができる。
撮像装置の断面図である。 反射防止テープの断面図である。 第１〜第２ＷＬＬアレイの積層を説明するための説明図である。 積層体のダイシングを説明するための説明図である。 反射防止テープの貼り付けを説明するための説明図である。 他実施形態の撮像装置の断面図である。 反射防止テープの粘着層及び第１〜第２ＷＬＬの屈折率差と、迷光ゴースト等の発生の有無との関係を示した説明図である。
図１に示すように、撮像装置１０は、ウェハレベルで製造されたものであり、携帯電話機などの各種電子機器（図示せず）に搭載される。この撮像装置１０は、固体撮像素子チップ１１と、第１ウェハレベルレンズ（以下、単にＷＬＬと略す）１２と、第２ＷＬＬ１３と、これらを収納する断面矩形状のアルミケース１４とで構成されている。
固体撮像素子チップ１１は、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子などの撮像素子１１ａ、及び図示しない電極や論理回路などを有している。撮像素子１１ａは、第１〜第２ＷＬＬ１２，１３から入射する被写体光を電気的な撮像信号に変換する。この撮像信号は、小型電子機器に設けられた各種信号処理回路（図示せず）にて信号処理が施されることによりデジタルな撮影画像データに変換される。
固体撮像素子チップ１１上には、スペーサ１６が設けられている。スペーサ１６は、撮像素子１１ａを囲むように略枠形状を有している。
第１〜第２ＷＬＬ１２，１３は、ウェハレベルレンズアレイ（図４参照）をダイシングして生成したものであり、撮像素子１１ａの受光面の中心を通る光軸を有している。第１〜第２ＷＬＬ１２，１３は、被写体光を撮像素子１１ａの受光面上に結像させる。
第１ＷＬＬ１２は、スペーサ１６を介して固体撮像素子チップ１１上に設けられている。第１ＷＬＬ１２は、略凹状のレンズ面１２ａを有している。第２ＷＬＬ１３は、第１ＷＬＬ１２上に設けられている。第２ＷＬＬ１３は、略凸状のレンズ面１３ａを有している。ここで、レンズ面１２ａ，１３ａは、レンズに入射した光を所望の方向に集光又は発散させる光学的特性を有し、この光学的特性を考慮して曲率や表面形状が設計されている部位の面をいうものとする。
ダイシングにより第１〜第２ＷＬＬ１２，１３の外周面となる切断面１２ｂ，１３ｂ、及びスペーサ１６と固体撮像素子チップ１１の外周面には、反射防止テープ１８が貼り付けられている。
図２に示すように、反射防止テープ１８は、切断面１２ｂ，１３ｂ及び固体撮像素子チップ１１等の外周面に貼り付けられる粘着層１９と、この粘着層１９を支持する遮光層（支持体）２０とからなる。なお、図１〜図６では、撮像装置１０の各部を明確にするため、相互の厚みや幅の比率は無視して一部誇張して表示している。
粘着層１９は、第１〜第２ＷＬＬ１２，１３を形成する透明樹脂材料と同程度の屈折率を有する材料で形成されている。ここで、同程度の屈折率とは、粘着層１９と第１〜第２ＷＬＬ１２，１３の屈折率の差（絶対値）が０．２以下になることである。また、粘着層１９には、カーボン粒子、黒ポリスチレンビーズ、チタンブラック、黒顔料のいずれかのブラック粒子２１が含まれている。遮光層２０は、遮光性を有する公知の材料で形成されている。
次に、上記構成の撮像装置１０の製造工程について説明を行う。最初に図３に示すように、複数の撮像素子１１ａが２次元配列された撮像素子基板２３上に、各撮像素子１１ａにそれぞれ対向する貫通穴２４ａを有する略格子状のスペーサ２４を積層する。次いで、スペーサ２４上に、各撮像素子１１ａのそれぞれ直上位置にレンズ面１２ａを有する第１ウェハレベルレンズアレイ（以下、単にＷＬＬアレイという）２５を積層する。そして、第１ＷＬＬアレイ２５上に、各撮像素子１１ａのそれぞれ直上位置にレンズ面１３ａを有する第２ＷＬＬアレイ２６を積層する。
図４に示すように、第２ＷＬＬアレイ２６の積層後、スペーサ２４の中心（撮像素子１１ａの間）に設定したダイシングライン（一点鎖線で表示）に沿って、撮像素子基板２３、スペーサ２４、及び第１〜第２ＷＬＬアレイ２５，２６の積層体をダイシングする。これにより、撮像素子基板２３を個片化した固体撮像素子チップ１１、スペーサ２４を個片化したスペーサ１６、及び第１〜第２ＷＬＬアレイ２５，２６を個片化した第１〜第２ＷＬＬ１２，１３からなる撮像モジュール２８（図５参照）が生成される。
次いで、図５に示すように、第１〜第２ＷＬＬ１２，１３の切断面１２ｂ，１３ｂ、及び固体撮像素子チップ１１等の外周面（以下、単に撮像モジュール２８の外周面という）に、反射防止テープ１８が貼り付けられる。具体的には、撮像モジュール２８の光軸方向長さと同じ大きさの幅を有する１枚の反射防止テープ１８を撮像モジュール２８の外周面に巻きつけるようにして貼り付ける、あるいは撮像モジュール２８の外周面の周方向に沿って短冊状の反射防止テープ１８を複数貼り付けるなどの各種方法で貼り付けられる。
反射防止テープ１８の粘着層１９は、第１〜第２ＷＬＬ１２，１３と同程度の屈折を有しているので、第１〜第２ＷＬＬ１２，１３内から切断面１２ｂ，１３ｂに向かう光が切断面１２ｂ，１３ｂで反射されずに粘着層１９に入射する。さらに、粘着層１９にはブラック粒子２１が含まれているので、粘着層１９に入射した光はブラック粒子２１によって吸収、拡散される。
このように、切断面１２ｂ，１３ｂが光の反射面になることが防止され、さらに粘着層１９に入射した光が吸収、拡散されることによって、迷光の発生が抑えられる。また、反射防止テープ１８の貼り付けは、上記特許文献２，３に記載の黒色レジスト層の形成やマスク処理と比較して低コストに実施することができる。その結果、撮像装置１０の製造コストを下げることができる。これにより、従来よりも低コストで撮像画像における迷光ゴースト等の発生を抑えることができる。
反射防止テープ１８の貼付後、撮像モジュール２８がアルミケース１４内に収納されて、撮像装置１０の製造工程が完了する。
上記実施形態では、撮像モジュール２８の外周面に反射防止テープ１８を貼り付けているが、例えば図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２ＷＬＬ１３のレンズ面１３ａの周辺領域１３ｃにも反射防止テープ１８と同じ構成の反射防止テープ３０を貼り付けてもよい。反射防止テープ３０の中心には、レンズ面１３ａを露呈させる開口３０ａが形成される。反射防止テープ３０は遮光性を有しているので、第２ＷＬＬ１３の前面のレンズ面１３ａ以外の領域は遮光される。従って、反射防止テープ３０は、撮像装置１０の前絞りとして機能する。反射防止テープ３０の貼り付けも低コストに実施することができるので、前絞りを別途設ける場合よりも撮像装置１０の製造コストを下げることができる。
上記実施形態では、固体撮像素子チップ１１上に２層の第１〜第２ＷＬＬ１２，１３が積層されているが、１層または３層以上のＷＬＬが積層されていてもよい。また、第１〜第２ＷＬＬ１２，１３のレンズ面１２ａ，１３ａの形状も特に限定はされない。
上記各実施形態では、撮像モジュール２８の外周面やレンズ面１３ａの周辺領域１３ｃに反射防止テープ１８，３０を貼り付けているが、レンズ面１２ａ，１３ａ以外の領域であって、第１〜第２ＷＬＬ１２，１３による被写体光の結像を妨げない領域に反射防止テープ１８，３０を貼り付けてもよい。
上記実施形態では、粘着層１９を支持する支持体として遮光層２０を例に挙げて説明を行ったが、例えば粘着層１９に含まれるブラック粒子の濃度が高い場合には支持体が光透過性を有していてもよく、支持体の種類は特に限定はされない。
上記実施形態では、ウェハレベルで製造された撮像装置を例に挙げて説明を行ったが、他の製造法で製造された撮像装置についても本発明を適用して迷光ゴースト等の発生を抑えることができる。
以下、本発明の効果を実証するための実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。
図７に示すように、実施例１〜３では、粘着層１９と第１〜第２ＷＬＬ１２，１３との屈折率の差の絶対値（以下、単に屈折率差という）がそれぞれ「０．０」、「０．１」、「０．２」になるように撮像装置１０の製造を行った。また、比較例１〜３では、屈折率差がそれぞれ「０．３」、「０．４」、「０．５」になる点を除けば撮像装置１０と同じ構成の撮像装置の製造を行った。
以上のような実施例１〜３及び比較例１〜３の撮像装置で得られた撮影画像に迷光ゴーストやフレアが発生しているか否かを目視で確認した。そして、迷光ゴースト等が発生してない場合には「○」と判定し、迷光ゴースト等が発生している場合には「×」と判定した。
図７に示すように、実施例１〜３と比較例１〜３とを比較した結果、屈折率差を０．２以下にすることで、迷光ゴースト等の発生が抑えられることが確認された。
１０ 撮像装置
１１ 固体撮像素子チップ
１２ 第１ＷＬＬ
１２ａ レンズ面
１３ 第２ＷＬＬ
１３ａ レンズ面
１８，３０ 反射防止テープ
１９ 粘着層
２０ 遮光層
２１ ブラック粒子
２５ 第１ＷＬＬアレイ
２６ 第２ＷＬＬアレイ

Claims (9)

  1. レンズのレンズ面以外の領域に貼り付けられ、前記レンズと同程度の屈折率を有するとともに、ブラック粒子を含む粘着層と、
    前記粘着層を支持する支持体と、
    を有することを特徴とする反射防止テープ。
  2. 前記レンズの屈折率と、前記粘着層の屈折率との差（絶対値）が０．２以下であることを特徴とする請求項１記載の反射防止テープ。
  3. 前記ブラック粒子は、カーボン粒子、黒ポリスチレンビーズ、チタンブラック、黒顔料のいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の反射防止テープ。
  4. 前記支持体は遮光性を有することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の反射防止テープ。
  5. ２次元配列された複数のレンズを有するウェハレベルレンズアレイを切断して、レンズごとに分割してなるウェハレベルレンズであって、そのレンズ面以外の領域に請求項１ないし４いずれか１項記載の反射防止テープが貼り付けられていることを特徴とするウェハレベルレンズ。
  6. 前記領域には、ウェハレベルレンズの切断面が含まれることを特徴とする請求項５記載のウェハレベルレンズ。
  7. 前記領域には前記レンズ面の周辺領域が含まれており、前記周辺領域に貼り付けられた前記反射防止テープが前絞りとして機能することを特徴とする請求項５または６記載のウェハレベルレンズ。
  8. 請求項５ないし７いずれか１項記載のウェハレベルレンズと、
    前記ウェハレベルレンズを透過した被写体光を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
  9. 請求項５または６記載のウェハレベルレンズである第１ウェハレベルレンズと、
    前記第１ウェハレベルレンズ上に設けられた請求項７記載のウェハレベルレンズである第２ウェハレベルレンズと、
    前記第２ウェハレベルレンズ及び前記第１ウェハレベルレンズを透過した被写体光を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
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