JP7077554B2

JP7077554B2 - ホルダ付き赤外線吸収ガラス

Info

Publication number: JP7077554B2
Application number: JP2017181399A
Authority: JP
Inventors: 武志乾; 辰夫笹井
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: JP2019056823A

Description

本発明は、ホルダ付き赤外線吸収ガラスに関する。

デジタルカメラ等においては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子デバイスが用いられている。これらの固体撮像素子デバイスは、広範囲の受光感度を有しているので、人間の視感に合わせるため、赤外域の光を除去する必要がある。下記の特許文献１には、ホルダに接着剤により固定された赤外線カットガラスを含む撮像素子が開示されている。

特開２０１０－１８６８７０号公報

近年、撮像素子等の低背化が要求されており、赤外線吸収ガラス等の赤外線カットガラスは、薄肉化の傾向にある。しかしながら、赤外線吸収ガラスが薄くなると、赤外線吸収ガラスが固定されたホルダに外力が加えられホルダが変形した場合、赤外線吸収ガラスが破損し易くなるという問題があった。

本発明の目的は、赤外線吸収ガラスが破損し難いホルダ付き赤外線吸収ガラスを提供することにある。

本発明のホルダ付き赤外線吸収ガラスは、枠状の底部と、底部上に設けられた側壁部とを有するホルダと、ホルダの側壁部に囲まれるように底部上に接着剤層を介して接合された赤外線吸収ガラスとを備え、赤外線吸収ガラスがホルダの側壁部に接しておらず、かつ接着剤層が、ホルダの底部の内周端部に至っていないことを特徴とする。

接着剤層が、赤外線吸収ガラスの外周端部に至っていないことが好ましい。

ホルダの内周端部と赤外線吸収ガラスの外周端部との、赤外線吸収ガラスの主面方向における距離をＡとし、接着剤層の外周端部と赤外線吸収ガラスの外周端部との距離をＢとしたときに、Ｂ／Ａが０．００１以上、０．３以下であることが好ましい。

ホルダの内周端部と赤外線吸収ガラスの外周端部との、赤外線吸収ガラスの主面方向における距離をＡとし、接着剤層の内周端部とホルダの内周端部との距離をＣとしたときに、Ｃ／Ａが０．００１以上、０．３以下であることが好ましい。

本発明によれば、赤外線吸収ガラスが破損し難いホルダ付き赤外線吸収ガラスを提供することができる。

本発明の第１の実施形態のホルダ付き赤外線吸収ガラスを示す斜視図である。図１中のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。図２の拡大図である。

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のホルダ付き赤外線吸収ガラスを示す斜視図である。図２は、図１中のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。図３は、図２の拡大図である。

図１に示すように、ホルダ付き赤外線吸収ガラス１は、枠状のホルダ２と、ホルダ２に固定された赤外線吸収ガラス５とを備える。図２に示すように、ホルダ付き赤外線吸収ガラス１は、赤外線吸収ガラス５とホルダ２とを接合している接着剤層６をさらに備える。

ホルダ２は、枠状の底部３と、底部３上に設けられた側壁部４とを有する。なお、本実施形態においては、ホルダ２の底部３及び側壁部４は一体的に設けられている。ホルダ２の側壁部４に囲まれるように、底部３上に赤外線吸収ガラス５が設けられている。赤外線吸収ガラス５は側壁部４には接していない。赤外線吸収ガラス５とホルダ２の底部３との間に接着剤層６が設けられている。これにより、赤外線吸収ガラス５とホルダ２の底部３とが接合されている。

図３に示すように、ホルダ２は、底部３における内周端部２ａを有する。赤外線吸収ガラス５は外周端部５ｂを有する。接着剤層６は内周端部６ａ及び外周端部６ｂを有する。

本実施形態の特徴は、赤外線吸収ガラス５がホルダ２の側壁部４に接しておらず、かつ接着剤層６がホルダ２の内周端部２ａに至っていないことにある。それによって、赤外線吸収ガラス５を破損し難くすることができる。この理由を以下において説明する。

撮像素子等に用いられる赤外線吸収ガラスは、一般的にダイシング等により個片化されて得られる。そのため、赤外線吸収ガラスの外周端部には、マイクロクラックが生じ易い。さらに、撮像素子等の小型化に伴い、赤外線吸収ガラスの厚みは薄くなる傾向にある。そのため、赤外線吸収ガラスは破損し易くなっている。

ここで、例えば、ホルダの側壁部に赤外線吸収ガラスが接している場合には、ホルダに外力が加えられ、ホルダが変形した際、赤外線吸収ガラスがホルダにより押圧されることとなる。これにより、赤外線吸収ガラスが破損することがある。

これに対して、図２に示す本実施形態においては、赤外線吸収ガラス５はホルダ２の側壁部４に接していない。よって、ホルダ２が変形した場合においても、赤外線吸収ガラス５はホルダ２により押圧され難く、赤外線吸収ガラス５が破損し難い。加えて、接着剤層６がホルダ２の内周端部２ａに至っていない。これにより、赤外線吸収ガラス５とホルダ２の底部３との接合面積が過剰となり難い。それによって、底部３が変形した場合においても、接着剤層６を介して赤外線吸収ガラス５に、赤外線吸収ガラス５を内側に圧縮する力や、外側に引っ張る力が加わり難い。従って、本実施形態においては、赤外線吸収ガラス５が破損し難い。また、赤外線吸収ガラス５に入射する光が接着剤層６により遮られ難い。よって、光の利用効率を損なわずして、赤外線吸収ガラス５を破損し難くすることができる。

なお、接着剤層６は赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂに至っていないことが好ましい。例えば、ホルダの側壁部に赤外線吸収ガラスが接していない場合においても、接着剤層がホルダの側壁部と赤外線吸収ガラスとの間に至っている場合には、赤外線吸収ガラスは、変形したホルダに接着剤層を介して押圧され、または引っ張られやすくなり、赤外線吸収ガラスが破損し易くなる傾向にある。これに対して、図２に示すように、接着剤層６が赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂに至っていない場合、ホルダ２が変形した場合においても、赤外線吸収ガラス５はホルダ２により押圧され難く、かつ引っ張られ難くなる。従って、赤外線吸収ガラス５を効果的に破損し難くすることができる。また、接着剤層６がホルダ２の内周端部２ａ及び赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂの両方に至っていないことにより、赤外線吸収ガラス５とホルダ２の底部３との接合面積が過剰となり難い。それによって、底部３が変形した場合においても、接着剤層６を介して赤外線吸収ガラス５に、赤外線吸収ガラス５を内側に圧縮する力や、外側に引っ張る力が加わり難くなる。従って、赤外線吸収ガラス５をより破損し難くすることができる。

この場合、接着剤層６は、赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂ及びホルダ２の内周端部２ａに至っていなければよい。よって、製造に際し接着剤層６が位置ずれした場合においても、容易に本実施形態の構成とすることができる。従って、赤外線吸収ガラス５をより確実に破損し難くすることができる。なお、接着剤層６は、例えば、赤外線吸収ガラス５上またはホルダ２の底部３上に、印刷すること等により設けることができる。

ここで、赤外線吸収ガラス５は、接着剤層６が設けられている側の面である主面５ｃを有する。主面５ｃが延びる方向を赤外線吸収ガラス５の主面方向とする。図３に示すように、ホルダ２の内周端部２ａと赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂとの、赤外線吸収ガラス５の主面方向における距離をＡとする。具体的には、距離Ａは、ホルダ２の内周端部２ａと赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂとの距離の、赤外線吸収ガラス５の主面方向の成分である。一方で、接着剤層６の外周端部６ｂと赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂとの距離をＢとする。このとき、Ｂ／Ａは０．００１以上、０．３以下であることが好ましい。Ｂ／Ａを０．００１以上とすることにより、赤外線吸収ガラス５がホルダ２に接合されている部分を、赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂから遠ざけることができる。よって、赤外線吸収ガラス５の外周端部５ｂにマイクロクラックが生じていた場合においても、赤外線吸収ガラス５がより一層破損し難い。Ｂ／Ａを０．３以下とすることにより、赤外線吸収ガラス５とホルダ２との接合強度を好適に高めることができる。

接着剤層６の内周端部６ａとホルダ２の内周端部２ａとの距離をＣとする。このとき、Ｃ／Ａは０．００１以上、０．３以下であることが好ましい。Ｃ／Ａを０．００１以上とすることにより、ホルダ２の底部３の変形の影響をより一層受け難くできる。Ｃ／Ａを０．３以下とすることにより、赤外線吸収ガラス５とホルダ２との接合強度を好適に高めることができる。

接着剤層６の厚みは、２μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。接着剤層６が薄すぎる場合には、赤外線吸収ガラス５とホルダ２との接合強度が不十分となるおそれがある。接着剤層６が厚すぎる場合には、接着剤層６が剥離し易くなることにより、赤外線吸収ガラス５とホルダ２との接合強度が不十分となるおそれがある。

赤外線吸収ガラス５の厚みは、０．２５ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下、０．１５ｍｍ以下、特に０．１ｍｍ以下であることが好ましい。この場合には、本発明の構成が特に好適である。

ところで、赤外線吸収ガラス５の弾性係数はホルダ２を構成する材料の弾性係数よりも高く、かつホルダ２を構成する材料の弾性係数は接着剤層６を構成する材料の弾性係数よりも高いことが好ましい。赤外線吸収ガラス５の弾性係数がホルダ２を構成する材料の弾性係数よりも高いことにより、赤外線吸収ガラス５が変形し難い。加えて、接着剤層６を構成する材料の弾性係数がホルダ２を構成する材料の弾性係数よりも低いことにより、ホルダ２が変形した際、接着剤層６を介して赤外線吸収ガラス５に加わる力を緩和することができる。従って、赤外線吸収ガラス５がより一層破損し難くなる。

赤外線吸収ガラス５の弾性係数は、５０ＧＰａ以上、８５ＧＰａ以下であることが好ましい。ホルダ２を構成する材料の弾性係数は、１１ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以下であることが好ましい。接着剤層６を構成する材料の弾性係数は、０．０７ＧＰａ以上、１０ＧＰａ以下であることが好ましい。赤外線吸収ガラス５、ホルダ２及び接着剤層６を構成する材料の弾性係数を上記範囲とすることにより、赤外線吸収ガラス５をより確実に破損し難くすることができる。

以下、ホルダ付き赤外線吸収ガラス１を構成する各部材の詳細について説明する。

ホルダ２には、例えば、ＡＢＳ樹脂や結晶性の適宜の樹脂を用いることができる。

赤外線吸収ガラス５としては、例えば、硫リン酸塩系ガラス、フツリン酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス等からなるガラス板が挙げられる。特に、ＣｕＯを含有した硫リン酸塩系ガラス、フツリン酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスが好ましく用いられる。

硫リン酸塩系ガラスとしては、赤外線吸収ガラスとして用いられる公知のガラス組成を
用いることができるが、具体的には、質量％でＰ_２Ｏ_５２０％～７０％、ＳＯ_３１％～２５％、ＺｎＯ１０％～５０％、Ｒ_２Ｏ１％～３０％（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのいずれか）の基本組成を含有するガラスを用いることができる。

フツリン酸塩系ガラスとしては、赤外線吸収ガラスとして用いられる公知のガラス組成を用いることができるが、具体的には、アニオン％でＦ^－５％～７０％Ｏ^２－３０％～９５％であり、カチオン％でＰ^５＋２０％～５０％、Ａｌ^３＋０．２％～２０％、Ｒ^＋１％～３０％（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのいずれか）、Ｒ’^２＋１％～５０％（Ｒ’はＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのいずれか）の基本組成を含有するガラスを用いることができる。

リン酸塩系ガラスとしては、赤外線吸収ガラスとして用いられる公知のガラス組成を用いることができるが、具体的には、重量％でＰ_２Ｏ_５２０％～７０％、Ａｌ_２Ｏ_３１％～２０％、Ｒ_２Ｏ０％～３０％（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのいずれか）、Ｒ’Ｏ０％～４０％(Ｒ’はＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのいずれか)の基本組成を含有するガラスを用いることができる。

上記各ガラスにおけるＣｕＯの含有量は、基礎ガラス１００質量部に対して、０．１質量部～１５質量部であることが好ましく、０．５質量部～１０質量部であることがより好ましく、２質量部～８質量部であることがさらに好ましい。ＣｕＯの含有量が少なすぎると、赤外線吸収性能が不十分となる場合があり、ＣｕＯの含有量が多すぎると、可視光透過率が低下する場合や、ガラス化しない場合がある。

接着剤層６には、適宜のＵＶ硬化樹脂や適宜の熱硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等を用いることができる。

１…ホルダ付き赤外線吸収ガラス
２…ホルダ
２ａ…内周端部
３…底部
４…側壁部
５…赤外線吸収ガラス
５ｂ…外周端部
５ｃ…主面
６…接着剤層
６ａ…内周端部
６ｂ…外周端部

Claims

枠状の底部と、前記底部上に設けられた側壁部とを有するホルダと、
前記ホルダの前記側壁部に囲まれるように前記底部上に接着剤層を介して接合された赤外線吸収ガラスとを備え、
前記赤外線吸収ガラスの弾性係数は、５０ＧＰａ以上、８５ＧＰａ以下であり、前記ホルダを構成する材料の弾性係数は、１１ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以下であり、前記接着剤層を構成する材料の弾性係数は、０．０７ＧＰａ以上、１０ＧＰａ以下であり、
前記赤外線吸収ガラスが前記ホルダの前記側壁部に接しておらず、かつ前記接着剤層が設けられている部分において、前記接着剤層が、前記ホルダの前記底部の内周端部に至っていない、ホルダ付き赤外線吸収ガラス。
前記接着剤層が、前記赤外線吸収ガラスの外周端部に至っていない、請求項１に記載のホルダ付き赤外線吸収ガラス。
前記ホルダの前記内周端部と前記赤外線吸収ガラスの外周端部との、前記赤外線吸収ガラスの主面方向における距離をＡとし、前記接着剤層の外周端部と前記赤外線吸収ガラスの前記外周端部との距離をＢとしたときに、Ｂ／Ａが０．００１以上、０．３以下である、請求項１または２に記載のホルダ付き赤外線吸収ガラス。
前記ホルダの前記内周端部と前記赤外線吸収ガラスの外周端部との、前記赤外線吸収ガラスの主面方向における距離をＡとし、前記接着剤層の内周端部と前記ホルダの前記内周端部との距離をＣとしたときに、Ｃ／Ａが０．００１以上、０．３以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載のホルダ付き赤外線吸収ガラス。