JP4356788B2 - 光学素子、光学ローパスフィルタ、固体撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学素子、光学ローパスフィルタ、固体撮像装置に関し、特に、光学素子を構成する部材が粘着剤によって接合される光学素子に関する。

上記した光学素子は、例えば、光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ：Optical Low Pass Filter）等である。この光学ローパスフィルタには、特許文献１に示すような構造がある。詳述すると、光学ローパスフィルタ１１０は、図１１に示すように、透過性光学フィルムの一種である位相差フィルム１７０が、透過性光学基板の一種である水晶で構成された２つの複屈折板１５０，１８０に挟まれて構成されている。この光学ローパスフィルタ１１０を構成する部材（複屈折板１５０、ＩＲカットガラス１６０、位相差フィルム１７０、複屈折板１８０）は、それぞれ接合層１９０によって接合されている。なお、光学ローパスフィルタ１１０には、ＩＲカットガラス１６０を一体として接合して構成されるものもある。そして、この光学ローパスフィルタ１１０の外周端部は封止材２００を有する。この封止材２００は接合層１９０の端部から連続して形成される形状や光学ローパスフィルタ１１０の端部の全体を覆う形状等がある。

光学ローパスフィルタ１１０などの光学素子は、例えば、高温環境試験、低温環境試験、高温と低温を繰り返す温度衝撃性試験、高湿度環境試験などの品質信頼性が必須条件として求められている。よって、図１１に示す接合層１９０は、温度衝撃性に好適な粘着剤が、接着剤よりも採用される傾向にある。詳述すれば、水晶よりなる複屈折板１５０，１８０と位相差フィルム１７０との接合は、温度変化による体積収縮の違いから互いに剥がれることを防ぐために、粘性機能を好適にして体積収縮の違いを吸収できる粘着剤が用いられる。粘着層への水分の浸透防止の為に、粘着剤の端部または光学素子の外周部には封止材２００を形成している。

特開２００６−３０９１５１号公報 特開２００４−２５８１６５号公報

しかしながら、粘着剤の採用は、温度変化による不具合を解決でき温度衝撃性への信頼性を向上できるものの、高湿度環境試験において、粘着剤が水分を吸収して白濁してしまい、光学素子を通常環境（以下、低湿度の環境を通常環境と記載する）に戻しても長時間に渡って白濁状態が続くなど、光学特性の劣化を招いていた。これは、接合層１９０を従来の接着剤から粘着剤に変更した光学素子の製品化において課題となっていた。

一般に粘着剤に水分が浸透しなければ上記課題を解決できるとされ、光学素子の外周部に封止材２００を設けることが常識であった（特許文献１および特許文献２）。しかし、これらの方法を用いても、完全に白濁を防止できるまでには改善できていない。つまり光学素子の外周部に封止層を設けても、高湿環境に光学素子が長時間晒されると、次第に水分が封止層を通過して粘着材内部に浸透して白濁化する。そして、上記の白濁化した光学素子を通常の環境下に戻した時、特に基板中央部の白濁化が長時間継続する不具合があった。つまり、短時間の高湿環境への暴露には、外周部の封止層は効果があるが、長時間の場合は効果が無い。更に、外周部に封止層がある光学素子では通常環境に戻した時の透明性の回復が逆に遅くなるという弊害があった。

温度変化による基材の膨張差を吸収できる好適な粘性を得るためには、架橋密度が低い粘着剤を用いるのがよい。しかし、架橋密度が低い粘着剤では、水分の浸透を防止できないと共に白濁してしまい、光学品質の劣化を招く。更に、長時間の高湿環境に晒されると白濁化し、通常環境に戻しても短時間で回復できない。このため、温度衝撃性と高湿度環境試験の両方を満足できる光学素子の製品化のために、架橋密度を高くすることなく、水分による白濁が起こりにくい、あるいは水分による白濁が起きても短時間で回復できる粘着剤が要望されていた。

本発明は、高湿環境と通常環境との両方に随時晒される、例えば、室外の環境下で使用しても、品質や性能が劣化しにくい、あるいは一旦、劣化しても短時間で回復する光学素子、光学ローパスフィルタ、固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例に係る光学素子は、透過性光学フィルムと、透過性光学基板と、粘着剤とで構成される光学素子であって、前記光学素子は、前記透過性光学フィルムの両面に、前記粘着剤を用いて前記透過性光学基板を接合し、且つ前記粘着剤の端部が直接外気に接触する外気開放の構造であり、前記粘着剤がアクリル酸アルコキシアルキルエステル又はメタクリル酸アルコキシアルキルエステルから選ばれる１種以上のモノマーを主成分とするポリマーよりなり、且つ前記ポリマーの重量混合比が６０％以上６８％以下であり、前記粘着剤の蒸気透過率が実用上概ね５５０（ｇ／ｍ2・２４ｈｒ）であることを特徴とする。

この構成によれば、上記したポリマーを主成分とする粘着剤を用いることにより、高湿環境において、この粘着剤を用いた接合層は粘着剤内部への水分の浸透性が向上し、短時間で飽和状態に達するまで水分を吸収する。従来の粘着剤では、粘着剤内部への水分の浸透性が不十分であり、その結果、分散した多数の塊状の水分が発生した。従来の粘着剤内部に発生する塊状の水分の表面では、光の散乱が発生し、これにより白濁が発生しやすい。本発明に係る粘着剤内部では、水分が浸透しやすく粘着剤の分子間に拡散し、塊状の水分を発生しにくい。よって、光の散乱の原因となる表面を有する塊状の水分の発生が少なく白濁しにくいと考えられる。本発明に係る粘着剤において、水分の浸透性と拡散が従来よりも向上しているのは、粘着剤への飽和の吸水量が従来の粘着剤よりも多いことから確認できる。
また、水分を飽和状態まで吸収した上記粘着剤を通常環境に戻した時、水分の浸透性（蒸気透過率）が高い為、光学素子の中央部分の粘着剤の水分が端部へ移動しやすく、水分は逐次端部へ移動して外気へ放出される。従来の粘着剤では水分の浸透性が不十分であるので、粘着剤内部での水分の移動が遅く、よって端部からの水分の外気放出も時間がかかり、通常環境に戻した場合に残留の水分による光学特性の劣化が起こりやすい。本発明に係る粘着剤を用いた光学素子では粘着剤の浸透性が高く、更に端部を封止せずに外気開放の構造であるので、水分が短時間で外気放出され、光学特性の劣化から速やかに回復できる。
なお、透過性光学フィルムとは、光が透過するフィルムであり、透過できる光の波長や透過率は限定されない。また、透過性光学基板とは、光が透過する基板であり、透過できる光の波長や透過率は限定されない。

［適用例２］本適用例に係る光学素子では、前記粘着材の端部の少なくとも一部が前記透過性光学基板の外周部よりも突出していることを特徴とする。
前記粘着剤の端部の少なくとも一部が突出しているので、外気に触れる表面積を従来よりも大きく確保でき、端部からの外気への水分の放出をより効率的におこなうことができる。よって、高湿環境で水分を過飽和状態に吸収した光学素子を通常環境に移動させた場合の水分の除去をより一層効率的に実施できるので、光学特性の劣化を短時間で回復できる。

［適用例３］本適用例に係る光学ローパスフィルタは、上記の適用例の光学素子を用いたことを特徴とする。
この構成によれば、高湿環境に長時間放置されたとしても白濁しにくく、通常環境に戻した時に光学素子を構成する粘着剤の内部の水分を短時間で放出でき、入射した光の情報（例えば、画像情報）を劣化させることなく、レターデーション等の変化を抑える光学ローパスフィルタを提供することができる。

［適用例４］本適用例に係る固体撮像装置は、上記の適用例の光学素子を用いたことを特徴とする。
この構成によれば、高湿環境に長時間放置されたとしても白濁しにくく、通常環境に戻した時に光学素子を構成する粘着剤の内部の水分を短時間で放出でき、入射した画像の情報を劣化させることなく、正規の状態に近い画像情報を受光することが可能な固体撮像装置を提供することができる。

［適用例５］本適用例に係る光学素子では、前記透過性光学基板の少なくとも１枚が水晶、ニオブ酸リチウム、方解石のいずれかであることを特徴とする。
この構成によれば、水晶基板等の無機材料と、有機材料の透過性光学フィルムとの接合のように、線膨張係数の異なる材料同士を接合する場合に好ましい。上記した粘着剤を用いることによって、好適な粘性により体積収縮の違いを吸収することができ、更に、光学特性の劣化から短時間で回復することができる。

［適用例６］本適用例に係る光学素子では、前記透過性光学基板の少なくとも１枚が光学ガラスまたはＩＲ吸収ガラスのいずれかであることを特徴とする。
この構成によれば、線膨張係数の異なる材料同士を接合でき、高湿環境に長時間放置されたとしても白濁しにくく、水分による光学特性の劣化を通常環境下で短時間に解消できるとともに、防塵、ＩＲカット等の機能を有するガラスを積層でき、これらの機能を付加した光学素子を提供できる。

［適用例７］本適用例に係る光学素子では、前記透過性光学フィルムが有機高分子材料であることを特徴とする。
この構成によれば、一軸延伸法等により容易に位相差特性を得て、例えば前記ローパスフィルタの一部として接合され、直線偏光を円偏光に変える機能とする部材を安価に得ることができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、光学素子としての光学ローパスフィルタ１１の構造を示す模式断面図である。以下、光学ローパスフィルタ１１の構造を、図１を参照しながら説明する。

図１に示すように、光学ローパスフィルタ１１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどにおいて、モアレ等の擬似信号の発生を抑えるために用いられる。光学ローパスフィルタ１１は、光１２（入射光）を結像させる受光レンズ１３と、結像した光学像を電気信号に変換して取り込む固体撮像素子１４との間に配置されている。固体撮像素子１４は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどである。このような固体撮像素子１４に隣接して配置される光学ローパスフィルタ１１は、透過性光学基板としての第１複屈折板１５と、ＩＲカットガラス１６と、透過性光学フィルムとしての１／４位相差フィルム１７と、透過性光学基板としての第２複屈折板１８と、これらの部材（第１複屈折板１５、ＩＲカットガラス１６、１／４位相差フィルム１７、第２複屈折板１８）を接合する粘着剤１９とを有する。

第１複屈折板１５は、矩形状の水晶基板であり、光学ローパスフィルタ１１における受光レンズ１３側に配置されている。第１複屈折板１５は、光１２を常光線と異常光線との２つに分離するために用いられる。第１複屈折板は、所望の分離幅を得るべく主面の法線が水晶の結晶光学軸（Ｚ軸）に対して所定の角度となるようにカットされている。

ＩＲカットガラス１６は、第１複屈折板１５と１／４位相差フィルム１７との間に配置されており、赤外線成分をカットするために用いられる。

１／４位相差フィルム１７は、ＩＲカットガラス１６と第２複屈折板１８との間に挟まれて配置されている。１／４位相差フィルム１７は、例えば、一軸延伸法によって形成された有機高分子材料よりなる樹脂材料である。ここで用いられる樹脂材料は、例えば、ポリカーボネート系樹脂である。ポリカーボネート系樹脂は、耐熱性が高く、吸水性が少なく、耐久性、透明性に優れている。更に、ポリカーボネート系樹脂は、光学異方性を有する化合物と混合することにより、入射する光１２の波長が大きくなるに従って位相差が大きくなる波長分散特性を与えることが可能であり、高性能な１／４波長板とすることができる。

このような１／４位相差フィルム１７は、樹脂材料の複屈折率（屈曲率異方性）を考慮して、フィルム厚を適宜設定することにより、１／４波長板として機能させることが可能となっている。つまり、１／４位相差フィルム１７によって、第１複屈折板１５で２点に分離した光１２の偏光状態を直線偏光から円偏光に変えることが可能となっている。

第２複屈折板１８は、第１複屈折板１５と同様に矩形状の水晶基板であり、光学ローパスフィルタ１１における固体撮像素子１４側に配置されている。第２複屈折板１８は、１／４位相差フィルム１７で円偏光に変えられた２つの光を、更に４点の直線偏光に分離する（４点分離）ために用いられる。また、第２複屈折板１８は、第１複屈折板１５と同様に、所望の分離幅を得るべく主面の法線が水晶の結晶光学軸（Ｚ軸）に対して所定の角度となるようにカットされている。

第１複屈折板１５及び第２複屈折板１８に使用する複屈折性を有する材料としては、水晶基板の他に、ニオブ酸リチウム、チリ硝石、方解石、ルチル、ＫＤＰ（ＫＨ₂ＰＯ₄）、ＡＤＰ（ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄）等が挙げられるが、強度やコストの点から水晶、ニオブ酸リチウム、方解石が好ましい。また、４点分離型の光学ローパスフィルタでなければ、透過性光学基板としてガラス材を用いるようにしてもよい。

なお、第１複屈折板１５における受光レンズ１３側の面と、第２複屈折板１８における固体撮像素子１４側の面とには、可視光の透過率を向上させるための反射防止膜（ＡＲ膜）や、固体撮像素子１４への紫外線の入射及び赤外線の入射を防ぐための紫外線カット膜及び赤外線カット膜（ＵＶ−ＩＲカット膜）など（いずれも図示せず）を設けるようにしてもよい。

粘着剤１９を含む光学ローパスフィルタ１１は、上記したように、様々な環境変化において本来の性能を維持することが求められている。その為に様々な環境信頼性試験を満足する必要がある。詳述すると、高温環境試験は８５℃、低温環境試験は−４０℃、温度衝撃試験は−４０℃（低温）と８５℃（高温）の繰り返し、高温高湿度環境試験としては９０％、６０℃試験が行われる。特に、粘着剤１９は、好適な粘性を維持すると共に高温高湿度環境下で白濁しにくく、また高温高湿度環境から通常環境に環境を変えた際、劣化した光学特性からの短時間で回復することが要求される。

粘着剤１９は、親水性が高いアクリル酸アルコキシアルキルエステルもしくはメタクリル酸アルコキシアルキルエステルを主成分とした粘着主剤ポリマーを架橋剤で硬化させた粘着剤組成物である。更に、接着対象物との密着性向上や耐久試験時での浮き防止のために、アミノ基もしくはアミド基含有モノマーを共重合させることで得られた低分子ポリマー等をブレンドすることもできる。

粘着主剤ポリマーは、アクリル酸アルコキシアルキルエステルもしくはメタクリル酸アルコキシアルキルエステルから選ばれる１種以上のモノマーを主成分として、これにカルボキシル基含有モノマーを共重合させて得られるもので、更に後述するような共重合可能なモノマーを加えた共重合体とすることもできる。

主成分となるアクリル酸アルコキシアルキルエステルもしくはメタクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、アクリル酸２−メトキシエチル、アクリル酸２−メトキシプロピル、アクリル酸２−メトキシブチル、アクリル酸２−エトキシエチル、アクリル酸３−エトキシプロピル、メタクリル酸２−メトキシエチル、メタクリル酸２−メトキシプロピル、メタクリル酸２−メトキシブチル、メタクリル酸２−エトキシエチル、メタクリル酸３−エトキシプロピル、メタクリル酸４−エトキシブチルなどを例として挙げることができる。

上記モノマーと共重合させるカルボキシル基含有モノマーの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸などを挙げることができる。

更に、共重合可能なモノマーとしては、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アリールエステル、メタクリル酸アリールエステル、アクリル酸２−ヒドロキシエチルなどの水酸基含有モノマー、アリルグリシジルエーテルなどのエポキシ基含有モノマーなどである。

主成分となるアクリル酸アルコキシアルキルエステルもしくはメタクリル酸アルコキシアルキルエステルモノマーの混合比が低すぎると、高温高湿環境下で白濁が起こりやすいため、６０％以上１００％以下の重量混合比にする。

また、共重合して得られる粘着主剤ポリマーの分子量は、低すぎると高温高湿環境下における耐久性が劣るため、重量平均分子量で６０万以上であることが好ましい。

架橋剤としては、イソシアネート系、エポキシ化合物系、金属キレート系等一般的な物を用いることができる。適切な架橋剤の配合量は、用いる架橋剤によって異なるが、架橋剤の添加量が必要以上に多いと高温高湿環境下での白濁が起こりやすくなり、また接着対象物との粘着力が低下するようになり、また添加量が必要以上に少ないと粘着剤１９の凝集力が不足し、耐久性に支障をきたすようになる。

接着対象物との密着性向上等のため必要に応じ添加される低分子量ポリマーは、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステルなどのモノマーを主成分として、これにアクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノエチル等のアミノ基含有モノマーもしくはアクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有モノマーを共重合させて得られるポリマーである。この低分子量ポリマーの重量平均分子量は５万以下程度が好ましく、それ以上となると粘着主剤ポリマーとの相溶性が劣りやすい。

また、親水性（親水基）を多く有するために生じる粘着剤１９の粘着力の低下を、低分子モノマーを共重合させることで維持することが可能となる。

図２は、粘着剤における粘着主剤ポリマーの重量混合比と吸水量との関係、及び粘着主剤ポリマーの重量混合比とＨＡＺＥ値（曇り度合い）との関係を示す図表である。図３は、粘着剤の二種類の厚みにおける、粘着主剤ポリマーの重量混合比と吸水量との関係を示すグラフである。図４は、粘着主剤ポリマーの重量混合比の割合別における、高湿環境から通常環境（低湿環境）に変えた経過時間とＨＡＺＥ値との関係を示すグラフである。以下、本実施形態の粘着主剤ポリマーの重量混合比と吸水量との関係、及び粘着主剤ポリマーの重量混合比とＨＡＺＥ値との関係を説明する。

なお、ＨＡＺＥ値は、スガ試験機株式会社製のシングルビーム式ヘーズコンピュータ、ＨＺ−１を使用して測定した。また、吸水量は、２枚のガラス基板（５０ｍｍ×５０ｍｍ）に粘着剤を挟み、６０℃、９０％の環境に１０００時間放置した前後の重量変化を測定し、その後、単位面積当りの吸水量を算出した。

まず、図２を参照しながら、上記のような特性を求めるための測定条件を説明する。測定に用いられる試料は、１０ｃｍ×１０ｃｍのポリカーボネートフィルム（例えば、厚み８０μｍ）に粘着剤１９が挟まれて構成されている。粘着剤１９の厚みは、４０μｍと１０μｍとの二種類である。

粘着主剤ポリマーの重量混合比とは、粘着剤１９の重量に対する、粘着主剤ポリマーの重量の比である。図１に示す図表では、粘着主剤ポリマーの重量混合比を、５０％、５５％、６０％に変えたときの特性を示す。

高湿環境とは、例えば、温度が６０℃であり湿度が９０％であり、この中に試料を１０００時間保持した環境をいう。

吸水量（ｇ）とは、上記した高湿環境において、粘着剤１９が吸水した水分の量である。

ＨＡＺＥ値とは、曇り度合い（白濁レベル）のことであり、この値が小さいほど透明度が高い。ここでは、高湿環境に１０００時間保持された試料を、通常環境に出した直後、５分後、１０分後のＨＡＺＥ値を測定する。

図３は、上記した粘着主剤ポリマーの重量混合比と吸水量との関係を示すグラフであり、横軸が粘着主剤ポリマーの重量混合比（ｗｔ％）を示し、縦軸が吸水量（ｇ）を示している。図３に示す実線Ａは、粘着剤１９の厚みが４０μｍの場合の特性を示す。実線Ｂは、粘着剤１９の厚みが１０μｍの場合の特性を示す。なお、実験には粘着主剤ポリマーとして、アクリル酸アルコキシアルキルエステルを用いた。（以後の実施例でも同様）

図３に示すグラフでは、粘着主剤ポリマーの重量混合比が５５％付近から６０％付近にかけて急激に吸水量が増えていることがわかる。また、２種類の厚みの粘着剤１９（実線Ａ、実線Ｂ）とも、同様の傾向となっている。

図４は、上記した高湿環境から通常環境に変えた際の経過時間（分）とＨＡＺＥ値との関係を示すグラフであり、横軸が経過時間（分）を示し、縦軸がＨＡＺＥ値を示している。図４に示す各実線Ｃ〜Ｌは、粘着主剤ポリマーの重量混合比を４５％から６８％まで、所定の間隔をおいて変化させたときの特性を示す。

図４に示すグラフでは、粘着主剤ポリマーの重量混合比を６０％から６８％にすることにより、高湿環境から通常環境に変えた直後から、ＨＡＺＥ値が略０に近い値を示している。詳しくは、図２の図表に示すように、粘着主剤ポリマーの重量混合比を６０％にすることにより、環境を変えた直後から、高い透明度として判断できる０．０４の値を示す。

以上のように、粘着剤１９を構成する粘着主剤ポリマーの重量混合比を６０％以上１００以下にすることにより、粘着剤１９の親水基を多く含ませて親水性を向上させることが可能となり、図３に示すように、高湿環境下で粘着剤１９が水分を多く含んだとしても、図４に示すように、通常環境に変えた直後から高い透明性を維持することができる。更に、架橋密度が高くないことから粘弾性機能を低下させることを抑えることができる。よって、この粘着剤１９を光学ローパスフィルタ１１に用いて環境を変化させた場合、粘着剤１９が剥がれることなく、固体撮像素子１４によって受光すべく画像情報（光）を劣化させずに受光させることができる。また従来、白濁した状態（曇った状態）から高い透明度になるまでに１０分から２０分程度を必要とするものが、環境を変えた直後から透明に近い状態にすることができる。

更に、上記のような成分を用いて粘着剤１９を構成し、親水基を多く含ませて親水性を向上させることにより、水分を透過する度合いを示す蒸気透過率が、例えば、従来３５０〜４００（ｇ／ｍ²・２４ｈｒ）程度であったものが、５５０（ｇ／ｍ²・２４ｈｒ）程度と、非常に水分を透過しやすい粘着剤１９にすることができる。

以上詳述したように、第１実施形態の光学ローパスフィルタ１１によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）第１実施形態によれば、上記した親水基を多く含む粘着主剤ポリマーを主成分とする粘着剤１９を用いるので、粘着剤１９の内部の親水性を向上させることができ、水分の浸透と拡散を促して水と馴染ませることが可能となる。よって、粘着剤１９の中に水分が入った時、水分が浸透及び拡散し易く、光が散乱しない程度に水分を浸透及び拡散させることができる。更に、前記粘着主剤ポリマーの重量混合比を上記のような割合に選定しているので、分子を繋ぐ架橋密度が高くなり過ぎず、粘着剤１９の粘着力を確保することができる。これらにより、水分が入り易い状態であったとしても、水分が浸透及び拡散するので、粘着剤１９を白濁させにくい。（曇らせにくい。）その結果、環境に変化が生じたとしても、光学ローパスフィルタ１１を構成する粘着剤１９が白濁することが抑えられているので、入射した光（例えば、画像情報など）を劣化させることなく、モアレ等の擬似信号の発生を抑えることができる光学ローパスフィルタ１１を提供することができる。
更に、非常に水分を透過しやすい粘着剤を用い、且つ粘着剤の端部を大気に直接接触できる構造にすることにより、水分の放出がより一層短時間にできる。この粘着剤の端部の構造と水分の放出に関する効果については後述する。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の固体撮像装置の構造を示す模式断面図である。以下、固体撮像装置の構造を、図５を参照しながら説明する。なお、第２実施形態の固体撮像装置は、上記した第１実施形態の光学ローパスフィルタを、固体撮像装置のカバーとして用いられる部分が異なっている。以下、第１実施形態と同じ構成部材には同一符合を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化する。

図５に示す固体撮像装置２１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどに備えられており、固体撮像素子１４と、パッケージ２２と、カバー２３とを有する。

固体撮像素子１４は、例えば、上記したようなＣＣＤやＣＭＯＳ等であり、パッケージ２２の中（底部）に封入されている。また、固体撮像素子１４は、複数の画素を有し、画素が一定のピッチで規則正しく配列された構造になっている。

パッケージ２２は、固体撮像素子１４を収納するために用いられ、受光レンズ側（図示せず）に開口部を有する凹状に形成されている。パッケージ２２には、パッケージ２２の内部と外部とを電気的に接続するための外部接続配線（図示せず）が、例えば、側壁を貫通して設けられている。そして、固体撮像素子１４は、図示しないボンディングワイヤを介して外部接続配線と電気的に接続されている。

カバー２３は、固体撮像素子１４にゴミなどが付着することを防止するために用いられ、パッケージ２２の開口部を覆うように閉塞されている。カバー２３は、上記したように、光学ローパスフィルタ１１の機能を有しており、第１実施形態と同様の、第１複屈折板１５と、ＩＲカットガラス１６と、１／４位相差フィルム１７と、第２複屈折板１８と、これらの部材（第１複屈折板１５、ＩＲカットガラス１６、１／４位相差フィルム１７、第２複屈折板１８）を接合する粘着剤１９とを有する。なお、粘着剤１９の構成及び成分などは、第１実施形態と同様である。

以上詳述したように、第２実施形態の固体撮像装置２１によれば、上記した第１実施形態の（１）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。

（２）第２実施形態によれば、環境に変化が生じたとしても、上記したように、固体撮像装置２１のカバー２３を構成する粘着剤１９が白濁しにくく、白濁しても短時間に回復できるので、入射した光１２（例えば、画像情報）を劣化させることなく、正規の状態に近い光１２を受光することが可能な固体撮像装置２１を提供することができる。

（第３実施形態）
図６は粘着剤の端部が凸形状の光学ローパスフィルタの構造を示す模式断面図である。以下、上記の光学ローパスフィルタの構造を第３実施形態として、図６を参照しながら説明する。以下、第１実施形態と同じ構成部材には同一符合を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化する。

図６に示す光学素子と図１に示した光学素子との相違点は、粘着剤１９の端部の形状である。図６に示した粘着剤１９の端部は庇状に光学素子の外周から突出している。なお、この突出部分が透光性基材の外周部に沿っていてもよい。つまり、粘着剤１９の端部が大気に接触する面積が大きくできるのであれば、形状は様々であっても良い。なお、図６は寸法比不問で作成されており、端部の庇は強調するように記載されており、実際の形状の寸法とは異なる。すなわち、隣接する透光性基材の外周部よりも概ね０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度以上突出していればよい。また、粘着剤の全ての端部が突出していなくてもよく、端部の一部が上記のように突出していればよい。

従来技術での粘着剤端部の形状は、図１１に示したように封止層が形成されている。本願の粘着剤を用いて、この粘着剤の端部を３通りの形状で作成し、レターデーションの経時変化について評価した。なお、レターデーション測定は王子計測器製ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨを使用した。試験片の大きさは２０ｍｍ×３０ｍｍとし、測定位置は光学ローパスフィルタの光学面の中央とした。粘着主剤ポリマーが６０％であり、厚みが１０μの粘着剤を用いた。この粘着剤で二枚の光学ガラス（ＢＫ７）、一枚の位相差フィルムを接合して試験片を作成した。粘着剤の端部は封止層の有の水準、封止層無しの水準、封止層無し且つ端面が庇状の水準の、３通りの水準を作成した。粘着主剤ポリマーが６０％の粘着剤はそれ自体白濁しにくいが、過飽和な水分はレターデーションを劣化させる。

図７に高湿環境における水分の増加の経時変化を示す。Ｓ破線は封止層有り、Ｒ実線は封止層無し、の試料を示している。高湿環境の条件は６０℃９０％ＲＨとした。短時間の放置では粘着剤の端部に形成された封止層が水分の浸透を防いでいるが、経過時間が５００時間近くになれば、封止層があっても水分は飽和するまで浸透してしまう。つまり、長時間の高湿環境の放置では封止層は役に立たない。

図８に、高湿環境に５００時間放置して水分を飽和するまで吸収した試料を通常環境に放置した時の水分量の変化の経時変化を示す。つまり通常環境において、どのくらい大気へ水分を放出できるかの評価をおこなった。通常環境の条件は２５℃２０％ＲＨとした。Ｓ破線は封止層無し、Ｒ実線は封止層有り、Ｐ点線は粘着剤端部が突出形状、の試料を示している。封止層が有りの場合、通常環境における水分の放出が遅くなることがわかる。そして、封止層が無く、且つ粘着剤端部が凸形状では、より一層水分の放出が速くなる。これは外気に接触する粘着剤端部の表面積が大きくなった為と考えることができる。

図９に、粘着主剤ポリマーの重量混合比による、高湿環境から通常環境に移動後の経過時間とレターデーション値との関係をグラフで示す。高湿環境に入れる前の初期のレターデーション（位相差値）は１４７ｎｍであった。粘着剤の端部は凸形状とした。高湿環境条件は６０°且つ９０％ＲＨ、放置時間を５００時間とし、通常環境の条件は２５℃２０％ＲＨとした。粘着主剤ポリマーの重量混合比の粘着剤であれば、短時間でレターデーションが回復している。このグラフの結果より、粘着主剤ポリマーの重量混合比が６０％のＩ破線、６５％のＫ実線のみが初期のレターデーションを回復いるのがわかる。よって粘着主剤ポリマーの重量混合比が６０％以上であることが通常環境でのレターデーションの回復には良い。

図１０に、粘着剤の端部の形状、封止層の有無による、高湿環境から通常環境に移動後の経過時間とレターデーション値との関係をグラフで示す。高湿環境に入れる前の初期のレターデーション（位相差値）は１４７ｎｍであった。高湿環境条件は６０℃９０％ＲＨ、放置時間を５００時間とし、通常環境の条件は２５℃２０％ＲＨとした。なお、粘着剤は粘着主剤ポリマーの重量混合比が６０％の試料を用いた。Ｓ破線は封止層無し、Ｒ実線は封止層有り、Ｐ点線は粘着剤端部が凸形状、の試料を示している。封止層が有りの場合、通常環境におけるレターデーションの回復に長時間を費やすことがわかる。そして、封止層が無く、且つ粘着剤端部が凸形状ではより一層レターデーションの回復が速くなる。

以上より、粘着主剤ポリマーの重量混合比が６０％以上の粘着剤を用いて、粘着剤端部を水分の放出が容易な形状にすれば、通常環境に戻した光学素子は水分の影響による光学特性の劣化を短時間で回復することができる。

なお、実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。

（変形例１）上記したように、粘着剤１９を用いるものとして、光学ローパスフィルタ、固体撮像装置を例に挙げたが、これに限定されず、例えば、光学ヘッド装置、液晶表示装置、複写機などに用いるようにしてもよい。

第１実施形態に係る光学ローパスフィルタの構造を示す模式断面図。 粘着主剤ポリマーの重量混合比と吸水量との関係、及び粘着主剤ポリマーの重量混合比とＨＡＺＥ値との関係を示す図表。 粘着主剤ポリマーの重量混合比と吸水量との関係を示すグラフ。 高湿環境から通常環境に移動後の経過時間とＨＡＺＥ値との関係を示すグラフ。 第２実施形態の固体撮像装置の構造を示す模式断面図。 第３実施形態に係る光学ローパスフィルタの構造を示す模式断面図。 粘着剤端部の封止の有無と水分量との関係を示すグラフ。 粘着剤端部の形状の違いによる、高湿環境から通常環境に移動後の経過時間と脱水量との関係を示すグラフ。 粘着主剤ポリマーの重量混合比による、高湿環境から通常環境に移動後の経過時間とレターデーション値との関係を示すグラフ。 粘着剤端部の形状の違いによる、高湿環境から通常環境に移動後の経過時間とレターデーション値との関係を示すグラフ。 従来の光学ローパスフィルタの構造を示す模式断面図。

符号の説明

１１…光学ローパスフィルタ、１２…光、１３…受光レンズ、１４…固体撮像素子、１５…透過性光学基板としての第１複屈折板、１６…ＩＲカットガラス、１７…透過性光学フィルムとしての１／４位相差フィルム、１８…透過性光学基板としての第２複屈折板、１９…粘着剤、２１…固体撮像装置、２２…パッケージ、２３…カバー。

Claims (7)

1. 透過性光学フィルムと、透過性光学基板と、粘着剤とで構成される光学素子であって、
   前記粘着剤を用いて、前記透過性光学フィルムに前記透過性光学基板を接合し、
   且つ前記粘着剤の端部が直接外気に接触する外気開放の構造であり、
   前記粘着剤がアクリル酸アルコキシアルキルエステル又はメタクリル酸アルコキシアルキルエステルから選ばれる１種以上のモノマーを主成分とするポリマーからなり、且つ前記ポリマーの重量混合比が６０％以上６８％以下であり、
   前記粘着剤の蒸気透過率が実用上概ね５５０（ｇ／ｍ2・２４ｈｒ）であることを特徴とする光学素子。
2. 前記粘着材の端部の少なくとも一部が前記透過性光学基板の外周部より突出していることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記透過性光学基板の少なくとも１枚が水晶、ニオブ酸リチウム、方解石のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
4. 前記透過性光学基板の少なくとも１枚が光学ガラスまたはＩＲ吸収ガラスのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
5. 前記透過性光学フィルムが有機高分子材料によりなることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光学素子を用いていることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光学素子を用いていることを特徴とする固体撮像装置。