(57)【要約】【課題】近赤外線カットフィルタガラスを固体撮像素子パッケージに紫外線硬化型接着剤を用いて効率的に封止可能とする。【解決手段】本発明に係る近赤外線カットフィルタガラスは、ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはＣｕＯを含有するリン酸塩系ガラスからなる板状の近赤外線カットフィルタガラスであって、光を透過する光学有効部と、光学有効部の外周に隣接する周縁部とを有し、前記光学有効部の紫外線透過率よりも前記周縁部の紫外線透過率が高いことを特徴とし、近赤外線カットガラスを固体撮像素子パッケージに紫外線硬化型接着剤を用いて封止する際に、パッケージと迅速に貼り付けることができるため、固体撮像素子デバイスの組立てを効率的に行うことが可能である。【選択図】図３
2010197595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはＣｕＯを含有するリン酸塩系ガラスからなる板状の近赤外線カットフィルタガラスであって、光を透過する光学有効部と、光学有効部の外周に隣接する周縁部とを有し、前記光学有効部の紫外線透過率よりも前記周縁部の紫外線透過率が高いことを特徴とする近赤外線カットフィルタガラス。
【請求項２】
前記周縁部が、前記光学有効部の外周を枠状に取り囲むものであり、かつ前記周縁部の板厚が前記光学有効部の板厚に比べて薄く形成されたことを特徴とする請求項１記載の近赤外線カットフィルタガラス。
【請求項３】
前記近赤外線カットフィルタガラスが固体撮像素子のパッケージの開口部に封止用に使用され、前記周縁部を封止部とすることを特徴とする請求項１または２記載の近赤外線カットフィルタガラス。
【請求項４】
前記周縁部が、研削により形成された研削面からなることを特徴とする請求項２または３記載の近赤外線カットフィルタガラス。
【請求項５】
前記近赤外線カットフィルタガラスを構成するガラスが、フツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラス１００質量部に対して、ＣｕＯを外掛で０．１〜５質量部含有するものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の近赤外線カットフィルタガラス。
【請求項６】
ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはＣｕＯを含有するリン酸塩系ガラスからなり、固体撮像素子のパッケージに封止されて用いられる板状の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とする近赤外線カットフィルタガラスの製造方法。
（１）ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはＣｕＯを含有するリン酸塩系ガラスを溶融、板状のガラスを得る工程、
（２）板状のガラスの両面を光学研磨する工程、
（３）板状のガラスの片面に格子状の溝を形成する工程、
（４）形成された溝の中心線に沿って板状のガラスを切断分離する工程。
【請求項７】
前記板状のガラスの両面を光学研磨する工程に次いで、板状のガラスの片面に紫外線カット機能を有する光学薄膜を成膜する工程を含み、前記板状のガラスの片面に格子状の溝を形成する工程において、前記光学薄膜が成膜された側の表面に格子状の溝を形成することを特徴とする請求項６記載の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法。
【請求項８】
前記板状のガラスの片面に格子状の溝を形成する工程が、研削加工によるものである請求項６または７に記載の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法。
【請求項９】
前記周縁部のガラス組成が、前記光学有効部のガラス組成に比べてＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しないことを特徴とする請求項１または２記載の近赤外線カットフィルタガラス。
【請求項１０】
前記近赤外線カットフィルタガラスが固体撮像素子のパッケージの開口部に封止用に使用され、前記周縁部を封止部として使用することを特徴とする請求項９記載の近赤外線カットフィルタガラス。
【請求項１１】
前記近赤外線カットフィルタガラスが、ＣｕＯを含有し光学有効部を構成するガラスの外周に前記光学有効部を構成するガラスよりもＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しない枠状のガラスを一体化したものであることを特徴とする請求項９または１０に記載の近赤外線カットフィルタガラス。
【請求項１２】
ＣｕＯを含有し光を透過する光学有効部を構成する板状のガラスの外周に前記光学有効部を構成するガラスよりもＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しない枠状のガラスを一体化した近赤外線カットフィルタガラスの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とする近赤外線カットフィルタガラスの製造方法。
（１）ＣｕＯを含有する赤外線吸収ガラスを溶融、四角柱状のガラス棒材を作成し、外周４面を光学研磨する工程、
（２）前記赤外線吸収ガラスよりもＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しないガラスを溶融、成形してガラス板材を作成し、少なくとも隣接する２面を光学研磨する工程、
（３）前記四角柱状のガラス棒材の各研磨面に前記ガラス板材の研磨面同士を接合させてガラス棒材の外周４面を囲繞した母材を作成する工程、
（４）前記母材を所定の寸法に加熱延伸する工程、
（５）加熱延伸された母材を延伸軸に垂直な方向に切断して平板ガラスとする工程、
（６）前記平板ガラスの両面を光学研磨する工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の視感度補正に用いられる近赤外線カットフィルタガラスとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ等に使用されるＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子は近紫外域から１２００ｎｍ付近の近赤外域にわたる分光感度を有しているため、そのままでは良好な色再現性を得ることができない。したがって、赤外線を吸収する特定の物質が添加された近赤外線カットフィルタガラスを用いて撮像素子への入射光を人の視感度に近似させるよう補正している。この近赤外線カットフィルタガラスは、近赤外域の波長を選択的に吸収するフツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラスにＣｕＯを添加した光学ガラスが開発され使用されている。
【０００３】
上記の近赤外線カットフィルタガラスは、近赤外線を吸収する目的でガラス中にＣｕＯを含有させているが、ガラス中にＣｕＯを含有させることで近赤外線だけでなく紫外線も吸収される。このようなＣｕＯを含有した近赤外線カットフィルタガラスの透過率カーブは、ほぼ３００ｎｍ以下の波長を透過せず、波長３００ｎｍから４００ｎｍの範囲で急峻に透過率が上昇し、６００ｎｍから７００ｎｍにかけて緩やかに下降する曲線となっている。固体撮像素子は、上述のように近紫外域にも感度を有するため、近年では、撮像素子の高画素数化の進展によってレンズ系の色収差に起因して、撮影された画像に紫色の輪郭ボケが認識されるようになり、紫外線による輪郭ボケをなくす目的で紫外線の吸収能を高めた、つまり紫外側のカット波長を長波長側にシフトさせた近赤外線カットフィルタガラスが開発されている（特許文献１）。
一方、固体撮像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラの小型化、低コスト化が進められており、部品点数の削減を目的として近赤外線カットフィルタガラスを固体撮像素子パッケージの開口部に直接封止して用いることが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５４３号公報
【特許文献２】特開平７−２８１０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固体撮像素子パッケージ用窓ガラスは、固体撮像素子が収納されたセラミックスあるいは樹脂からなるパッケージの開口部に接着剤により気密封着されるが、近年、接着剤の硬化時間の短縮を目的として紫外線硬化型接着剤が使用されるようになってきている。
紫外線硬化型接着剤には様々な種類があるが、一例として２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの波長の紫外線にて硬化するようになっている。ところが、上記特許文献２記載のように近赤外線カットフィルタガラスを固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとし、紫外線硬化型接着剤をパッケージとの接着に使用すると、照射した紫外線は大半がガラスに吸収されてしまい、接着剤の硬化に長時間を要するという問題が新たに確認された。
【０００６】
本発明は、近赤外線カットフィルタガラスを固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとして用いた場合でも、紫外線硬化型接着剤を使用した封止が可能な近赤外線カットフィルタガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る近赤外線カットフィルタガラスは、ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはＣｕＯを含有するリン酸塩系ガラスからなる板状の近赤外線カットフィルタガラスであって、光を透過する光学有効部と光学有効部の外周に隣接する周縁部とを有し、前記光学有効部の紫外線透過率よりも前記周縁部の紫外線透過率が高いことを特徴とする。
【０００８】
本発明において、光学有効部の紫外線透過率よりも周縁部の紫外線透過率を高くする方法としては、周縁部が光学有効部の外周を枠状に取り囲むものであり、かつ周縁部の板厚が光学有効部の板厚に比べて薄く形成され、この板厚差による紫外線吸収量の差を利用する方法がある。
【０００９】
上記板厚差による紫外線吸収量の差を利用する場合の近赤外線カットフィルタの製造方法としては、以下の工程を有することを特徴とする。
（１）ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはＣｕＯを含有するリン酸塩系ガラスを溶融、板状のガラスを得る工程、
（２）板状のガラスの両面を光学研磨する工程、
（３）板状のガラスの片面に格子状の溝を形成する工程、
（４）形成された溝の中心線に沿って板状のガラスを切断分離する工程。
また他の方法として、周縁部のガラス組成が、前記光学有効部のガラス組成に比べてＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しないことによる紫外線吸収成分であるＣｕＯの濃度差を利用する方法がある。
【００１０】
上記紫外線吸収成分の濃度差を利用する場合の近赤外線カットフィルタの製造方法としては、以下の工程を有することを特徴とする。
（１）ＣｕＯを含有する赤外線吸収ガラスを溶融、四角柱状のガラス棒材を作成し、外周４面を光学研磨する工程、
（２）前記赤外線吸収ガラスよりもＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しないガラスを溶融、成形してガラス板材を作成し、少なくとも隣接する２面を光学研磨する工程、
（３）前記四角柱状のガラス棒材の各研磨面に前記ガラス板材の研磨面同士を接合させてガラス棒材の外周４面を囲繞した母材を作成する工程、
（４）前記母材を所定の寸法に加熱延伸する工程、
（５）延伸された前記母材を延伸軸に垂直な方向に切断して平板ガラスとする工程、
（６）前記平板ガラスの両面を光学研磨する工程。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の近赤外線カットフィルタガラスは、光学有効部の紫外線透過率に比べてパッケージとの封止部となる周縁部の紫外線透過率が高いため、接着剤の硬化に必要な紫外線量を確保でき、紫外線硬化型接着剤を用いてパッケージと貼り付けることができ、これにより固体撮像素子デバイスの組立てを効率的に行うことが可能である。
また、本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法によれば、少ない工数で該近赤外線カットフィルタガラスの周縁部に紫外線透過率が高い部分を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの実施形態１の斜視図である。
【図２】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの実施形態１の側面図である。
【図３】本発明の近赤外線カットフィルタガラス（実施形態１）が用いられた固体撮像素子デバイスの一例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の一実施形態を示した流れ図である。
【図５】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の他の実施形態を示した流れ図である。
【図６】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の一実施形態における溝形成工程を示す説明図である。
【図７】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の一実施形態における溝形成状態を示す平面図である。
【図８】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の一実施形態における溝形成状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の近赤外線カットフィルタガラス（実施形態１）が用いられた固体撮像素子デバイスの一例を示す断面図である。
【図１０】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の一実施形態における切断工程を示す説明図である。
【図１１】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの他の実施形態の側面図である。
【図１２】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の他の実施形態における溝形成工程を示す説明図である。
【図１３】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法のさらに他の実施形態における溝形成工程を示す説明図である。
【図１４】本発明の近赤外線カットフィルタの実施形態２の斜視図である。
【図１５】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの実施形態２の縦断面図である。
【図１６】本発明の近赤外線カットフィルタガラス（実施形態２）が用いられた固体撮像素子デバイスの一例を示す縦断面図である。
【図１７】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の他の実施形態を示した流れ図である。
【図１８】本発明の近赤外線カットフィルタガラスのガラス棒材を示す斜視図である。
【図１９】本発明の近赤外線カットフィルタガラスのガラス板材を示す斜視図である。
【図２０】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの延伸前の母材を示す斜視図である。
【図２１】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法のさらに他の実施形態における切断工程を示す説明図である。
【図２２】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの製造方法の一実施形態における延伸工程の概略を示す説明図である。
【図２３】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの一実施形態の部位別の分光透過率を示す図である。
【図２４】本発明の近赤外線カットフィルタガラスの他の実施形態の部位別の分光透過率を示す図である。
【図２５】本発明の近赤外線カットフィルタの実施形態３の斜視図である。
【図２６】本発明の近赤外線カットフィルタガラス（実施形態３）が用いられた固体撮像素子デバイスの一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
実施形態１について説明する。
図１は本発明の近赤外線カットフィルタガラス１の実施形態１の斜視図であり、図２は本発明の近赤外線カットフィルタガラス１の実施形態１の側面図である。また、図３は本発明の近赤外線カットフィルタガラス１を固体撮像素子８のパッケージ９の開口部に封止した固体撮像素子デバイス１００の縦断面図である。
【００１４】
実施形態１の近赤外線カットフィルタガラス１（以下、フィルタガラス１と略す場合がある）は、図１〜図３に示すとおり、矩形板状の外観形状であって、パッケージ９に封止した際に外面となる第１透光面５およびパッケージ９に封止した際に固体撮像素子８と対向する第２透光面６と、フィルタガラス１の外周縁を構成する側面４とを有し、前記第２透光面６の外周にはパッケージ９との封止部となる周縁部３が枠状に形成され、周縁部３と光学有効部である第２透光面６との境界に肉厚差による段部２が形成されている。
光学有効部とは、固体撮像素子８に入射する光がフィルタガラス１を透光する範囲をいうものであり、フィルタガラス１とパッケージ９との封止部より内側をいう。
周縁部とは、前記光学有効部の外周に隣接し、フィルタガラス１とパッケージ９開口部との間に設けられる接着剤７が付着する範囲（封止部）を含むものであり、光学有効部より薄肉に形成される（以下、実施形態１の周縁部３を薄肉部３と称す）。
【００１５】
本発明のフィルタガラス１は、図３に示すように固体撮像素子８（ＣＣＤやＣＭＯＳ）をアルミナセラミックまたは樹脂からなるパッケージ９内に内蔵し、その開口部を気密封止するものである。これにより、固体撮像素子８を保護すると共に、固体撮像素子８の受光面にチリや埃が付着するのを防ぐことを目的としている。
フィルタガラス１とパッケージ９の接着については、従来から熱硬化性接着剤や低融点ガラスが用いられてきたが、近年は接着剤の硬化時間の短縮を目的として紫外線硬化型接着剤が使用されるようになっている。
紫外線硬化型接着剤７は、紫外線（例えば、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の波長）を照射することにより短時間で硬化する性質を備えた接着剤である。
フィルタガラス１とパッケージ９の組立て方法としては、フィルタガラス１の薄肉部３もしくはパッケージ１の開口部上面に紫外線硬化型接着剤７が塗布される。そして、フィルタガラス１をパッケージ９の所定位置に設置した後、紫外線ランプを所定時間照射して、接着剤７を硬化することで気密封止する。
【００１６】
ここで、紫外線硬化型接着剤７の硬化速度と接着剤７に到達する紫外線の積算光量には相関関係がある。そのため、フィルタガラス１の薄肉部３の裏面に設けられた接着剤７に十分な紫外線が到達しないと接着剤７の硬化に長時間を要することとなり、フィルタガラス１とパッケージ９の組立て工程の効率が非常に悪くなる。
【００１７】
本発明のフィルタガラス１は、固体撮像素子８の視感度補正を目的として近赤外線カット機能を有している。ガラス組成の詳細については後述するが、ガラスに近赤外線カット機能を持たせるためにフツリン酸塩系ガラスまたはリン酸塩系ガラスにＣｕＯを含有させている。このＣｕＯは、近赤外線カットのための成分であるが、微少量の含有でも近紫外域の透過率が急減し、３００ｎｍ付近の紫外線をほぼ完全にカットする機能を有する。そのため、実施形態１のフィルタガラス１では、固体撮像素子８の受光には影響しない薄肉部３の紫外線透過率を光学有効部の紫外線透過率に比べて高めることによって、光学有効部においては必要な透過特性を維持したまま、接着剤７が設けられる薄肉部３の紫外線透過量を増大させ、フィルタガラス１の薄肉部３に設けられた接着剤７に十分な紫外線を到達させることで接着剤７の硬化時間を短縮可能とし、フィルタガラス１とパッケージ９とを効率的に組立てることができる。
【００１８】
フィルタガラス１の薄肉部３の紫外線透過率を光学有効部の紫外線透過率に比べて高くする方法として、薄肉部３の少なくとも一方の表面に光学有効部の板厚に比べて薄く形成された枠状の段部２を介して薄肉部３を設ける方法がある。薄肉部３の形成方法としては、ダイヤモンドホイール等の研削砥石によって機械的に研削を行う方法などがある。
研削により薄肉部３を形成する場合、最終製品サイズに加工された矩形板状ガラスの板面外縁を個別に研削することも可能であるが、個別加工となり生産性が低いため、以下のような工程とすることが好ましい。すなわち、
（１）ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはＣｕＯを含有するリン酸塩系ガラスを溶融、板状のガラス１０を得る工程、
（２）板状のガラス１０の両面を光学研磨する工程、
（３）板状のガラス１０の片面に格子状の溝１１を形成する工程、
（４）形成された溝１１の中心線に沿って板状のガラス１０を切断分離する工程。
【００１９】
また、製品によっては、近赤外線カットフィルタガラス１に重畳して赤外線カット膜や紫外線カット膜などの光学薄膜を成膜し、分光透過率特性を調整しているものもある。紫外線カット膜は言うまでもなく、赤外線カット膜もその特性上、３００〜４００ｎｍの近紫外域から短波長側の光を反射するため、このような光学薄膜が成膜されたフィルタガラス１を紫外線硬化型接着剤７を使用してパッケージ９に接着する際、前記光学薄膜によって紫外線がカットされ接着剤７の硬化反応が妨げられることになる。
【００２０】
このように近赤外線カットフィルタガラス１に重畳して赤外線カット膜や紫外線カット膜などの紫外線カット機能を有する光学薄膜を成膜した固体撮像素子パッケージ用窓ガラスの場合、前記工程（２）に次いで、板状のガラス１０の片面に紫外線カット機能を有する光学薄膜を成膜し、次いで前記工程（３）において、前記光学薄膜が成膜された側の表面に格子状の溝１１を形成することが好ましい。このような工程とすれば、板状のガラス１０の片面に成膜された紫外線カット機能を有する光学薄膜は、溝１１の形成に伴ってガラスとともに取り除かれるため、溝１１すなわち最終製品における枠状の薄肉部３には紫外線カット機能を有する光学薄膜が残存せず、紫外線硬化型接着剤７の硬化反応に必要な紫外線を透過させることができる。
【００２１】
前記工程（３）における溝１１の形成方法は、ダイヤモンドホイール等の研削工具１２によって機械的に研削を行う方法などが適用できる。なお前記各工程の詳細は後述する。
【００２２】
以上のようにして形成される溝１１の加工量すなわちフィルタガラス１の薄肉部３の厚さは、フィルタガラス１の板厚や後述する赤外線吸収成分であるＣｕＯ含有量、紫外線硬化型接着剤７に要求される波長・積算光量や組立て工程に要求される硬化時間等により適宜調整される。
【００２３】
本発明のフィルタガラス１は、ＣｕＯを含有する赤外線吸収ガラス（ＣｕＯを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはＣｕＯを含有するリン酸塩系ガラス）を用いることを必須の構成要件としている。
【００２４】
基礎ガラスとして用いるフツリン酸塩系ガラスは、優れた耐候性を有している。さらにガラス中にＣｕＯを添加することで、可視光域の高い透過率を維持したまま近赤外線を吸収することができるため、近赤外線カットフィルタ１として好適に用いることが可能である。また、フツリン酸塩系ガラスの熱膨張係数は１３０×１０−７／℃前後であるため、固体撮像素子８を収める樹脂パッケージとの熱膨張率が近く、固体撮像素子８のパッケージ用窓ガラスとしても好適に用いることが可能である。
【００２５】
基礎ガラスとして用いるリン酸塩系ガラスは、フツリン酸塩系ガラスと比較して硬度が高く曲げなどの外力が作用した際に破壊しにくい。さらにガラス中にＣｕＯを添加することで、可視光域の高い透過率を維持したまま近赤外線を吸収することができるため、近赤外線カットフィルタガラス１として好適に用いることが可能である。また、リン酸塩系ガラスの熱膨張係数は８０×１０−７／℃前後であるため、固体撮像素子８を収めるアルミナセラミックパッケージとの熱膨張率が近く、固体撮像素子８のパッケージ用窓ガラスとしても好適に用いることが可能である。
【００２６】
本発明に用いられるフツリン酸塩系ガラスは、近赤外線カットフィルタガラス１として公知のガラス組成を用いることができるが、特に加工強度に優れる点でガラスの網目構造形成成分の含有比率が高い、質量％で、Ｐ２Ｏ５ ４６〜７０％、ＭｇＦ２ ０〜２５％、ＣａＦ２ ０〜２５％、ＳｒＦ２ ０〜２５％、ＬｉＦ ０〜２０％、ＮａＦ ０〜１０％、ＫＦ ０〜１０％、ただしＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦの合量が１〜３０％、ＡｌＦ３ ０．２〜２０％、ＺｎＦ２ ２〜１５％（ただし、フッ化物総合計量の５０％までを酸化物に置換可能）を含有する組成であることが好ましい。また、前記フツリン酸塩系ガラスは、ＢａおよびＰｂの含有を不純物としてのみ許容することが好ましい。
【００２７】
フツリン酸塩系ガラスの各含有成分の含有量を上記の範囲を限定した理由は、以下の通りである。
【００２８】
Ｐ２Ｏ５はガラスの網目構造を形成する主成分であるが、４６％未満ではガラスの安定性が悪くなり、また熱膨張係数が大きくなって耐熱衝撃性が低下する。７０％を超えると化学的耐久性が低下する。好ましくは４８〜６５％である。
【００２９】
ＡｌＦ３は化学的耐久性を向上させ、ガラスの粘性を高める成分であるが、０．２％未満ではその効果が得られず、２０％を超えるとガラス化が困難となる。好ましくは２〜１５％である。
【００３０】
ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２は化学的耐久性を低下することなくガラスを安定化するのに効果があるが、各々２５％を超えると溶融温度が高くなり、また失透を生じやすくなる。好ましくは、ＭｇＦ２が１５％以下、ＣａＦ２が５〜１５％の範囲である。ＳｒＦ２もまたガラスの化学的耐久性の改善に効果があるが、２５％を超えると失透傾向が強くなる。好ましくは１０％以下である。
【００３１】
ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦは溶融温度を下げるために有効な成分であるが、ＬｉＦについては２０％を、ＮａＦ、ＫＦについては各々１０％を超えると化学的耐久性の低下をまねき、かつ耐熱衝撃性が低下する。また、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦの合量が１％ 未満では溶融温度を低下させる効果が得られず、３０％を超えると化学的耐久性を著しく低下させるので、１〜３０％の範囲とした。好ましくは、ＬｉＦが４〜１５％、ＮａＦが５％以下、ＫＦが５％以下、合量で５〜２０％である。
【００３２】
ＺｎＦ２は、化学的耐久性を向上させるとともに熱膨張係数を下げる効果があるが、２％未満ではその効果が得られず、１５％を超えるとガラスが不安定となるので好ましくない。好ましくは２〜１０％の範囲である。
【００３３】
また、上記フッ化物総合計量の５０％までを酸化物に置換することが可能である。この場合、Ｏは耐熱衝撃性を高め、Ｃｕ２＋イオンによるガラスの着色に寄与するが、５０％を超えると溶融温度が高くなり、Ｃｕ２＋の還元をまねき所望の分光透過特性が得られなくなる。
【００３４】
前記フツリン酸塩系ガラスにおいては、ＢａおよびＰｂの含有を不純物としてのみ許容していることが好ましい。従来のフツリン酸塩系ガラスを基礎ガラスとする近赤外線カットフィルタガラスにおいては、ＢａおよびＰｂは、ガラスを安定化させるとともに耐候性を向上させる目的でＢａＦ２、ＰｂＦ２として含有されているが、固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとしての用いる場合にはガラスから放射されるα線量が低いことが求められるため、ＢａＦ２、ＰｂＦ２を実質的に含有させないことが好ましい。また、Ｐｂについては環境汚染物質の観点からも含有しないことが好ましい。このため、本発明においては、ＢａおよびＰｂは意図的には添加しないことが好ましい。
【００３５】
本発明に用いられるリン酸塩系ガラスは、近赤外線カットフィルタガラスとして公知のガラス組成を用いることができるが、例えば質量％で、Ｐ２Ｏ５ ７０〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ８〜１７％、Ｂ２Ｏ３  １〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、Ｎａ２Ｏ  ０〜５％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜５％、ＳｉＯ２  ０〜３％を含有する組成であることが好ましい。
【００３６】
リン酸塩系ガラスの各含有成分の含有量を上記の範囲を限定した理由は、以下の通りである。
Ｐ２Ｏ５は、ガラス網目を構成する主成分であるが７０％未満では溶融性が悪化し、８５％を超えると失透が発生しやすくなる。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの化学的耐久性を向上させるための不可欠の成分であるが、８％未満ではその効果がなく、１７％を超えると溶融性が悪くなる。
Ｂ２Ｏ３は、化学的耐久性を向上させ、ガラスの安定性に有効な成分であるが、１％未満ではその効果がなく、１０％を超えると失透傾向が大きくなる。
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは、ガラスの溶融性を改善し、失透を防止するために添加するが、これらの合量が０．１％未満ではその効果がなく、各成分が上記範囲を超えると化学的耐久性が劣化する。
ＳｉＯ２は、化学的耐久性を向上させる効果があるが、３％を超えると化学的耐久性が極端に悪化する。
【００３７】
上記にて説明したフツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラスに含有するＣｕＯは、近赤外カットのための必須成分である。ＣｕＯを含有しない場合、紫外線の透過量は多くなるものの、近赤外線をほとんどカットすることができず、フィルタに近赤外線カット機能を持たせることができない。ＣｕＯは、フツリン酸塩系ガラスもしくはリン酸塩系ガラスからなる基礎ガラス１００質量部に対して、０．１〜５質量部含有させることが好ましい。ＣｕＯが０．１質量部未満では、近赤外線カット機能が十分得られない。また、ＣｕＯが５質量部より多いと、紫外線カット機能が高く、周縁部を薄くしたとしても十分な紫外線の透過量が得られない。なお、ＣｕＯのより好ましい範囲は、０．３〜２質量部である。
【００３８】
次に、実施形態１の近赤外線カットフィルタガラス１の製造方法について説明する。図４は、本発明に係る近赤外線カットフィルタガラス１の製造方法の一実施形態を示した流れ図である。
【００３９】
以下、ガラス原料からガラス製品に至る工程の流れを図４に従って簡単に説明する。まず、ガラス原料を溶融、板状のガラス１０を得る（板状のガラス成形工程）。この板状のガラス１０を最終製品となるフィルタガラス１が複数枚採取できる適当な大きさ（たとえば１５０ｍｍ角）に切断する。必要に応じて、後の研磨工程での破損防止等の目的で、その稜線部をダイヤモンドホイールなどを使い面取り加工あるいはガラスをエッチング液中に浸漬し、稜線部をエッチング処理してもよい（エッチング工程）。この板状のガラス１０の透光面に対し研磨を行い、鏡面にまで仕上げ（研磨工程）、板状のガラス１０を洗浄して研磨剤や研磨屑を十分に除き乾燥する（第１の洗浄工程）。次いで、一方の透光面に格子状の溝１１を形成する（溝形成工程）。さらに前工程で形成された溝１１の中心線に沿って切断分離する（切断分離工程）。再度ガラスを洗浄し、溝形成工程および切断工程での研削屑を除去した後乾燥する（第２の洗浄工程）。これにより一方の表面に光学有効部の板厚に比べて薄く形成された枠状の薄肉部３を有するフィルタガラス１を得る。
【００４０】
板状のガラス成形工程は、調合したガラス原料をガラス溶融炉で溶融し、溶融ガラスをガラス溶融炉から成形型に流出して板状のガラス１０に成形する。もしくはブロック状のガラスに成形した後、板状に切断する。
【００４１】
研磨工程は、周知の研磨装置、研磨方法を使用して、板状のガラス１０に対して、たとえば粗研磨、中研磨および鏡面仕上げの各段階に分けて研磨を行うことにより、良好な寸法精度と良好な仕上げ面とを得ることができる。
【００４２】
第１および第２の洗浄工程は、研磨に用いた研磨剤、研磨屑や研削屑を洗浄によって除去する。たとえば板状のガラス１０を１枚ずつ間隔を設けて保持する保持部を有するかごに収容して保持し、このかごを順次超音波洗浄槽に浸漬して洗浄し、最終的にはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄し乾燥する方法を用いることができる。
【００４３】
溝形成工程は、板状のガラス１０の一方の透光面の表面層を所望の深さまで研削することによって行うことができ、公知の研削装置あるいは切断装置を用いることができる。以下は板状のガラス１０の表面層の研削を、シリコンウエハ等の切断に用いられる切断装置を使用して行う場合を例として説明する。
【００４４】
切断装置には、ダイヤモンドホイールなどの円盤状の研削砥石１２と、この研削砥石１２の下方に設置された基板ホルダとが備えられている。このような切断装置では、円盤状の研削砥石１２を回転させた状態で基板ホルダを上昇（あるいは研削砥石を下降）させ、基板ホルダに装着された板状のガラス１０を研削砥石１２の刃先（外周縁部）に接触させ、その状態で基板ホルダを研削砥石１２に対して相対的に移動することにより板状のガラス１０の切断が行われる。本発明の方法では、研削砥石１２の刃先の位置を板状のガラス１０の板厚内に設定することで、板状のガラス１０の表面層の研削を行う。基板ホルダは、研削砥石１２による板状のガラス１０の研削位置の位置決めを行うため、基板ホルダに保持される板状のガラス１０をその表面に沿って移動することが可能とされ、また研削砥石１２による研削方向を調節するため、板状のガラス１０をその表面に垂直な軸を中心として回転することが可能とされている。このような切断装置は周知であるので、その構成や動作の詳細については説明を省略する。
【００４５】
溝形成工程では、まず、前記の切断装置の基板ホルダに研磨工程後の第１の洗浄工程を終えた板状のガラス１０を装着する。次いで、円盤状の研削砥石１２を回転させた状態で基板ホルダを上昇させ、前記板状のガラス１０を研削砥石１２の刃先に接触させ、基板ホルダを研削砥石１２に対して移動させることにより溝１１を形成する。以後、この操作を繰り返して板状のガラス１０表面に複数本の溝１１を形成した後、基板ホルダを９０度回転させて、さらに前記操作を繰り返し、図７に示すように表面に格子状の溝１１が形成された板状のガラス１０を得る。溝形成工程は、図８（斜視図）に示すように板状のガラス１０の外縁が溝１１となるように行うこともできるが、この場合、研削されて残った薄肉部が割れやすいので、図６に示すように板状のガラス１０の外縁に厚肉部を残して溝１１を形成することが好ましい。
【００４６】
ここで形成される溝１１の幅は、この後の切断工程を経て得られるフィルタガラス１において、パッケージ９との封止に必要な薄肉部３の幅が得られるよう研削砥石１２の刃幅を選択することによって設定する。また、各溝１１の間隔は、フィルタガラス１が封止されるパッケージ９のサイズに合わせて必要な光学有効部が得られるように設定される。なお、図３に示すように、段部２をパッケージ９の開口部に嵌合させるように封止する場合には、各溝１１によって画成されるガラス表面の光学有効部の大きさが、パッケージ９の開口部内寸よりも僅かに小さくなるよう溝間隔を設定する。これにより封止時のパッケージ９とフィルタガラス１との位置合わせが容易となり、接着剤７のパッケージ９内面へのはみ出しも防止できる。また、図９に示すように段部２を形成しない面をパッケージ９の外枠に封止する場合には、パッケージ９との封止に必要な薄肉部３の幅を確保した上で、各溝１１によって画成される板状のガラス１０表面の光学有効部の大きさが、パッケージ９の開口部内寸と同等かより大きいサイズとなるよう加工することが望ましい。これにより薄肉部３を透過した光や段部２の側面から入射する迷光が撮像素子に入射するのを防止し、撮影画像の良好な色再現性を維持できる。
【００４７】
切断分離工程は、上記溝形成工程で使用したものと同様の切断装置を用いて行うことができる。切断分離の場合には、溝形成工程で使用したものよりも刃幅の狭い研削砥石１２を使用し、溝形成工程と同様の操作で、先に作成した各溝１１の中心線（図７に点線で示す）に沿って板状のガラス１０を切断し、最終製品サイズのフィルタガラス１に分離する。
【００４８】
また、図４の工程の流れに加えて、図５に示すように第一の洗浄工程に次いで板状のガラス１０の片面に紫外線カット機能を有する光学薄膜を成膜する工程（成膜工程）を有してもよい。成膜工程は、研磨され洗浄・乾燥された板状のガラス１０の板面に、真空蒸着装置やスパッタリング装置などにより紫外線カット機能を有する光学薄膜を成膜する工程である。なお、板状のガラス１０に光学薄膜を形成した場合、次工程である溝形成工程においては、光学薄膜を形成した面を研削砥石側に向けて装着することにより、最終的に切断分離された後のフィルタガラス１において薄肉部３のみ光学薄膜が除去される。これにより、光学薄膜が残存する光学有効部は紫外線カット機能を有しつつ、薄肉部３は紫外線を透過することが可能となる。
【００４９】
以上のようにして作成した近赤外線カットフィルタガラス１の縦断面図が図２であり、このフィルタガラス１を固体撮像素子８のパッケージ９に封止した状態を示す縦断面図が図３である。図示のとおり、実施形態１のフィルタガラス１は、封止部に相当する薄肉部３の肉厚が薄いため、後述するようにこの部分の紫外線透過率が高く、紫外線硬化型接着剤７を使用して封止する際、接着剤７に到達する必要な紫外線量を確保でき、固体撮像素子デバイス１００の組立てを効率的に行うことが可能である。
【００５０】
図３に示すように、段部２をパッケージ９の開口部に嵌合させるように封止する場合、パッケージ９の開口部にフィルタガラス１を載置する際にフィルタガラス１の段部２をパッケージ３の開口部に嵌挿することで位置決めが正確かつ容易に行える。また、この場合、フィルタガラス１の光学有効部の厚みの一部（上記溝の深さ分）は、パッケージ９内に存在することになるため、固体撮像素子デバイス１００の厚みを薄く抑えることができる。
【００５１】
さらに、上記工程では溝形成を研削砥石１２を用いて行っているので、当該フィルタガラス１における段部２および薄肉部３の研削面は、光学研磨された透光面に比べて粗面となっている。このため、通常の研磨面に比べてパッケージに封止される封止部の接着面積を増やすことができ、封止用の接着剤７との十分なアンカー効果が期待でき、パッケージに対する接着強度を向上させることができる。また、図３に示すように、段部２をパッケージ９の開口部に嵌合させるように封止する場合には、フィルタガラス１をパッケージ９の開口部を覆うように封止する従来の構成では存在しなかった近赤外線カットフィルタ１の端面が、段部２としてパッケージ９内部に配置されることになる。段部２となる端面が平坦な研磨面であると、近赤外線カットフィルタガラス１に斜めに入射した光が、前記端面で反射されて固体撮像素子８に入射し、撮像画質を低下させるおそれがあるが、本発明の実施形態では、上記のように段部２となる端面が粗面とされているため、同端面に入射した光は散乱されて固体撮像素子８に入射する成分を減少させることができる。なお、段部２となる端面を墨塗りしておけば、吸収によりさらに内面反射を抑制することができる。
【００５２】
また、溝形成工程もしくは切断分離工程後のフィルタガラス１を常温から８０℃程度に温めたアルカリ水溶液からなるエッチング液に所定時間浸漬するアルカリエッチング工程を有してもよい。フィルタガラス１や板状のガラス１０を研磨、溝形成、切断分離する際、ガラスの端面や薄肉部３に微小クラックが発生し、このクラックがフィルタガラス１の曲げ強さを低下させるおそれがある。アルカリエッチング工程を行うことにより、これら微小クラックを除去するもしくはクラック先端を鈍化することで、曲げ応力が作用した際に破壊の起点となる可能性が低くなり、よってフィルタガラス１の曲げ強さを向上させることができる。なお、アルカリエッチング工程では、エッチング液がフィルタガラス１の端面や薄肉部３を完全に平坦にするわけではないため、前述の段部２となる端面における光散乱効果は失われない。
【００５３】
アルカリエッチング工程において、アルカリ水溶液からなるエッチング液を用いる理由は、研磨工程後の光学有効部にマスキング等の保護処理をせずにエッチングしても、研磨工程等にて生じた微小クラックを確実に除去し、かつ光学有効部に対し面荒れ等の影響を及ぼさないためである。これにより、光学有効部を保護する工程が不要であり、製造工程を簡易にすることができる。アルカリエッチング工程で用いられるアルカリ水溶液からなるエッチング液は、アルカリ成分はＫＯＨであり、その他の成分として界面活性剤（トリエタノールアミン、ベンジルアルコールなど）、水などが含まれる。
【００５４】
また、図１１に示すように段部２に固体撮像素子８と対向する第２透光面６（内面）側に向かって縮径するテーパ１４を形成してもよい。この場合、溝形成工程で使用する円盤状の研削砥石１２として、図１２に例示する周端に向かって厚みの縮小する回転砥石を用いて研削を行うことで容易にテーパ１４を形成できる。このように段部２にテーパ１４を持たせることにより、パッケージ９への嵌挿位置決めが容易になるとともに、近赤外線カットフィルタガラス１の光学有効部に斜めに入射した光がテーパ１４に当たった場合でも入射面側に反射されて固体撮像素子８に反射光が直接入射しにくくなる。また、研削により薄肉部３を形成すると、薄肉部３と元厚部分との角に応力集中が起こりやすく、ハンドリング中などの衝撃で割れやすくなる欠点があるが、段部２にテーパ１４を持たせることにより応力緩和が図れ、割れにくくする効果も得られる。テーパ１４の形状としては、図１１に示す直線状のテーパ１４のほか研削砥石１２の形状を選択することにより図１３に示す連続曲面としても同様の効果が得られる。フィルタガラス組み付け時の位置決め・精度をより向上させるためには、パッケージ９の開口部をフィルタガラス１のテーパ形状に合わせた形状としておくことが好ましい。
【００５５】
図９に段部２を形成しない面をパッケージ９の外枠に封止した状態の縦断面図を示す。このように封止する場合でも封止部に相当する薄肉部３の肉厚が薄いため、この部分の紫外線透過率が高く、紫外線硬化型接着剤７による固体撮像素子デバイス１００の組立てを効率的に行うことができる。この場合も図１１に示すようにパッケージ９に封止した際に外面となる第１透光面５側に向かって縮径するテーパ１４を形成することができる。テーパ１４を形成することにより、近赤外線カットフィルタガラス１の光学有効部に斜めに入射した光が固体撮像素子８方向に反射しにくくなる。なお、この場合、テーパ１４からの入射光が固体撮像素子８に入射しないようテーパ１４を墨塗りしておくことが好ましい。
【００５６】
＜実施例１＞
次に、実施形態１に基づく実施例１について説明する。
近赤外線カット機能を有するガラスとしてフツリン酸塩系ガラス（ＮＦ−５０、ＡＧＣテクノグラス社製）を用い、このフツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量を１．２質量％としたものを用意した。このガラスは、固体撮像素子８に装着した際に板厚１ｍｍにおいて所望の視感度補正が得られる分光透過率特性を有するよう調整されたものである。
【００５７】
このガラスを用い、上記実施形態１記載の工程にしたがって近赤外線カットフィルタガラス１を作成した。まず、溶融ガラスを板厚約２ｍｍ、板幅約１５０ｍｍ超に連続成形し、両端を切断して板幅１５０ｍｍとし、これを長さ１５０ｍｍごとに切断し、板状のガラス１０とする。次いで、この板状のガラス１０を肉厚１ｍｍとなるまで両面研磨、洗浄した後、一方の表面層を研削して溝１１を形成する。溝間隔は固体撮像素子８のパッケージサイズに合わせて設定され、溝幅はパッケージ９との封止面に応じて設定される。たとえば、パッケージ９との封止面幅が１．５ｍｍの場合、研削する溝幅は１．５ｍｍ×２＋最終切断しろに設定し、それにあった研削砥石１２を使用して切削を行う。また、研削深さは、深くするほど薄肉部の肉厚が薄くなり、紫外線透過率を高めることができるが、同時に強度・歩留は低下する傾向となるので、本例では研削深さ０．５ｍｍすなわち薄肉部肉厚０．５ｍｍとなるように研削した。次いで、研削溝の中心線に沿って切断分離し、研削屑を洗浄、乾燥して近赤外線カットフィルタガラス１を得た。
【００５８】
以上のようにして作成した近赤外線カットフィルタガラス１の光学有効部と封止部となる薄肉部の分光透過率をＶ−５７０型紫外可視近赤外分光光度計（日本分光社製）を用いてそれぞれ測定した。その結果を図２３に示す。なお、図２３（Ａ）は、測定部位別の紫外域から赤外域に至る波長範囲の分光透過率を示し、図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）における紫外域のみを拡大した分光透過率を示す図である。
【００５９】
図２３の分光透過率から、例えば３２０ｎｍにおいて、板厚１ｍｍの光学有効部で１０％未満の透過率が、板厚０．５ｍｍの薄肉部では３０％超に、３３０ｎｍでは、板厚１ｍｍの光学有効部で約３０％の透過率が、板厚０．５ｍｍの薄肉部では約６０％にまで向上していることがわかる。紫外線硬化型接着剤を硬化させるために有効な波長はある程度の範囲があるため、紫外域の全域において透過率が高まることにより、紫外線硬化型接着剤の硬化時間を大幅に短縮することができる。
【００６０】
次に上記近赤外線カットフィルタガラス１を用いて、固体撮像素子パッケージ９を気密封止する場合を説明する。
近赤外線カットフィルタガラス１（フツリン酸塩系ガラス、ＣｕＯ含有量：１．２質量％、板厚１ｍｍ）について、薄肉部３を形成して封止部肉厚を０．５ｍｍに薄肉加工したものと、薄肉部３を形成せず全体肉厚が１ｍｍのものを用意した。
これらの近赤外線カットフィルタガラス１の薄肉部３が当接するパッケージ９の開口部にディスペンサーを用いて紫外線硬化型接着剤７を塗布する。次に、近赤外線カットフィルタガラス１をパッケージ９の上部に載置する。次いで、近赤外線カットフィルタガラス１が載置されたパッケージ９に紫外線ランプにより紫外線を照射して接着剤７を硬化させ、近赤外線カットフィルタガラス１をパッケージ９に接着した。この際、近赤外線カットフィルタガラス１の接着に要した時間、つまり接着剤７が硬化した時間について調査を行った。
接着に要した時間は、薄肉部３を形成した近赤外線カットフィルタガラス１を用いた場合、薄肉部３を形成しない近赤外線カットフィルタガラス１を用いた場合と比べて４０％程度短かった。なお、紫外線硬化型接着剤７の硬化は、紫外線の積算光量に依存する。紫外線の積算光量は、紫外線強度と照射時間の積であり、紫外線強度が低い場合は、長い照射時間が必要となる。薄肉部３を形成した近赤外線カットフィルタガラス１は、ガラスによる紫外線吸収量が光学有効部より少ないため接着剤７に到達する紫外線強度が高く、短い時間で硬化が可能であったと考えられる。そのため、上記薄肉部３の肉厚が前述の場合以外であっても、薄肉部３の肉厚が光学有効部より薄いことにより紫外線吸収量が少なければ、同様の効果が得られるものである。
【００６１】
＜実施形態２＞
次に実施形態２について説明する。
図１４は本発明の近赤外線カットフィルタガラス２１の実施形態２を示す斜視図であり、図１６は本発明の近赤外線カットフィルタガラス２１を固体撮像素子８のパッケージ９開口部に封止した固体撮像素子デバイス１００の縦断面図である。
【００６２】
実施形態２の近赤外線カットフィルタガラス２１（以下、フィルタガラス２１と略す場合がある）は、図１４〜図１６に示すとおり、矩形板状の外観形状であって、パッケージ９に封止した際にパッケージ９の開口部を覆う板面中央の光学有効部２２と、パッケージ９との封止面となる枠状の周縁部２３とが一体で構成される。なお、光学有効部２２とは、固体撮像素子８に入射する光がフィルタガラス２１を透光する範囲をいうものであり、フィルタガラス２１とパッケージ９との封止面より内側をいう。また周縁部２３とは、前記光学有効部２２の外周を指すものであり、フィルタガラス２１とパッケージ９との間に設けられる接着剤７が付着する範囲を含む。
【００６３】
前記光学有効部２２は、所定の近赤外線カット機能を持たせるためにフツリン酸塩系ガラスまたはリン酸塩系ガラスにＣｕＯを含有させた近赤外線カットガラスからなり、前記周縁部２３は前記光学有効部２２を構成するガラスよりもＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しないことにより紫外線透過率が高められたガラスから構成されている。したがって、実施形態２のフィルタガラス２１では、固体撮像素子８に入射する光には影響しない周縁部２３における紫外線透過率を光学有効部２２の紫外線透過率に比べて高めることによって、光学有効部２２においては必要な透過特性を維持したまま、接着剤７が設けられる周縁部２３での紫外線透過量を増大させ、フィルタガラス２１の周縁部２３に設けられた接着剤７に十分な紫外線を到達させることで接着剤７の硬化時間を短縮可能とし、フィルタガラス２１とパッケージ９とを効率的に組立てることができる。
【００６４】
周縁部２３を構成するガラスは、紫外線に対して透明なものであればよいが、たとえば光学有効部２２を構成するガラスと同様の原料を用いＣｕＯなどの紫外線吸収成分を添加せずに溶融したガラスを使用することができる。こうすることによって、光学有効部２２を構成するガラスと周縁部２３を構成するガラスとの粘性特性や膨張特性をほぼ等しくすることができ、両者を一体化した場合にも内部に歪が残らず、後述する成形加工を容易に行うことができ、応力による光学的影響もなくすことができる。なお、光学有効部２２を構成するガラスとしては上記実施形態１に詳述したものと同様のガラス、すなわちフツリン酸塩系ガラスまたはリン酸塩系ガラスにＣｕＯを含有させたガラスを使用できる。
【００６５】
以上のような近赤外線カットフィルタガラス２１は、以下のようにして製造することができる。
（１）ＣｕＯを含有する赤外線吸収ガラスを溶融、四角柱状のガラス棒材２４を作成し、外周４面を光学研磨する工程、
（２）前記赤外線吸収ガラスよりもＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しないガラスを溶融、成形してガラス板材２５を作成し、少なくとも隣接する２面を光学研磨する工程、
（３）前記四角柱状のガラス棒材２４の各研磨面に前記ガラス板材２５の研磨面同士を接合させてガラス棒材２４の外周４面を囲繞した母材２９を作成する工程、
（４）前記母材２９を所定の寸法に加熱延伸する工程、
（５）延伸された前記母材を延伸軸に垂直な方向に切断して平板ガラス２８とする工程、
（６）前記平板ガラス２８の両面を光学研磨する工程。
以下、ガラス原料からガラス製品に至る工程の流れを図１７に従って簡単に説明する。
まず、光学有効部２２を構成するガラスとして、ＣｕＯを含むガラス原料を溶融、四角柱状のガラス棒材２４とし、次いでこのガラス棒材２４の外周４面を光学研磨して光学有効部を構成するガラス棒材２４を得る（ガラス棒材成形工程）。
【００６６】
一方、周縁部２３を構成するガラスとして、光学有効部２２を構成するガラスと同様の原料を用いＣｕＯなどの紫外線吸収成分を添加せずに溶融したガラスを使用して平板状に成形し、少なくとも隣接する２面を光学研磨して周縁部を構成するガラス板材２５を得る（ガラス板材成形工程）。    
このとき、ガラス原料調合設備およびガラスを溶融するルツボまたは溶融炉は、ＣｕＯなど紫外線吸収成分の混入を防止するため、上記ＣｕＯを含むガラスの溶融に使用したものとは別に用意することが好ましい。
【００６７】
ガラス板材２５の幅は、少なくとも後に接合する前記ガラス棒材２４の一辺にガラス板材２５の厚みを加えた長さとする。ガラス棒材２４の断面形状が長方形である場合、ガラス板材２５は、前記長方形の長辺の長さにガラス板材２５の厚みを加えた幅のもの２枚と、前記長方形の短辺の長さにガラス板材２５の厚みを加えた幅のもの２枚を作成する。あるいはガラス棒材２４の長辺または短辺の長さにガラス板材２５の２枚分の厚みを加えた幅のもの２枚と、ガラス棒材２４の短辺または長辺の長さと同じ幅のもの２枚でもよい。
【００６８】
ガラス板材成形工程において、ガラス板材２５の少なくとも隣接する２面を光学研磨するのは、この後ガラス棒材とガラス板材２５とを接合する際に、各接合面に隙間を生じさせず一体化するためである。好ましくはガラス板材２５の両板面と、通常は前記板面の長辺側となる２端面とを研磨する。これにより最終製品の外周面もきれいな研磨面となり、正確な外形形状・寸法とすることができる。
【００６９】
次に、前記ガラス棒材２４とガラス板材２５とを図２０に示すように、それぞれの研磨面を当接させて、ガラス棒材２４の外周をガラス板材２５で囲繞した延伸前の母材２９を作成する（延伸母材作成工程）。なお、この際ガラス棒材２４とガラス板材２５との接合面に接着剤等を使用する必要はない。正確に研磨された平面はオプティカルコンタクトにより密接して後の延伸工程を経た後は完全に分離不能な状態に一体化するためである。このようにして形成された延伸母材２９のガラス棒材２４の長軸に垂直な断面形状が、最終製品形状と相似となるよう上記ガラス棒成形工程および上記ガラス板成形工程では、ガラス棒材２４とガラス板材２５の寸法を決定する。
【００７０】
次いで、前記延伸母材２９を加熱器の中に入れ、所定の寸法に加熱延伸する（延伸工程）。図２２に延伸工程に用いられる延伸装置の概略を示す。延伸装置は、加熱器３１、母材２９、母材の支持部３３、母材の延伸部３４、外径（厚み）制御部３５などから構成される。実施形態２の延伸加工方法は、基本的には、公知のリドロー加工法を用いたものである。なお、リドロー加工とは、一次成形された母材を垂直に保持し、その母材の下端を加熱してガラスの粘度を低下させて引き下ろすことによって、細身の製品を製作する方法である。すなわち、まず、図２２（Ａ）に示すように、延伸母材２９を、加熱器３１の中に入れる。この母材２９の上端を支持部３３にセットして、その下端に延伸部３４を取り付ける。延伸部３４は、図示しない駆動装置によって上下動可能に設けられている。この状態で、母材２９を加熱器３１で加熱して軟化させ、駆動装置を作動させることによって延伸部３４を下降させる。すると、図２２（Ｂ）に示すように、母材２９が延伸されて細い角柱状となる。この延伸部分の角柱の一辺の長さが一定となるように、外径（厚み）制御部３５によって延伸部分の一辺の長さを検出しながら、駆動装置による延伸部３４の延伸速度を制御する。さらに、母材２９の延伸した部分を一定の長さに切断し、外形（長辺、短辺）が製品寸法となった近赤外線カットフィルタガラス棒材２６が得られる。
【００７１】
このとき、周縁部２３を構成する上記ガラス板材２５の非接合面が研磨されていない場合、延伸母材２９の外周面は粗面となっているが、加熱延伸によって軟化し引き伸ばされることにより、表面の微小な凹凸や傷も引き伸ばされ、たとえば傷の先端は鋭角な状態から鈍化させられ、結果、ガラスの強度が向上する。また、本方法によって製造したフィルタガラス２１は、外周面からクラックが入った場合でもガラス棒材２４とガラス板材２５との接合界面でクラックの伸張が妨げられ、光学有効部２２が保護される利点がある。
【００７２】
次に、公知の切断装置を用いて延伸された近赤外線カットフィルタガラス棒材２６を延伸軸に垂直な方向に切断して平板ガラス２８とする（切断分離工程）。
【００７３】
切断された平板ガラス２８は、両切断面を光学研磨する（研磨工程）。研磨工程は、周知の研磨装置、研磨方法を使用して、たとえば粗研磨、中研磨および鏡面仕上げの各段階に分けて行うことにより、良好な寸法精度と良好な仕上げ面とを得ることができる。その後、平板ガラス２８を洗浄して研磨剤や研磨屑を十分に除き乾燥する。必要に応じて稜線部を面取加工、再洗浄・乾燥して最終製品となるフィルタガラス２１を得る。
【００７４】
上記ガラス棒材２４と上記ガラス板材２５の組成をＣｕＯを除いて同一の母材組成とすることにより、研磨工程における光学有効部２２と周縁部２３との研磨レートに差が生じず、光学有効部２２と周縁部２３との境界に段差のない良好な研磨面を得ることができる。
【００７５】
以上によって、光学有効部２２が近赤外線カット機能を有するＣｕＯ含有ガラスからなり、枠状の周縁部２３がＣｕＯを含有しない、すなわち紫外線透過率が高められたガラスから構成された実施形態２の近赤外線カットフィルタガラス２１が得られる。
【００７６】
以上のようにして作成した近赤外線カットフィルタガラス２１の斜視図が図１４であり、このフィルタガラス２１を固体撮像素子８のパッケージ９に封止した状態を示す縦断面図が図１６である。図示のとおり、実施形態２のフィルタガラス２１は、封止部に相当する周縁部２３がＣｕＯを含有しない紫外線透過率の比較的高いガラスからなるため、紫外線硬化型接着剤７を使用して封止する際、接着剤７に到達する必要な紫外線量を確保でき、固体撮像素子デバイス１００の組立てを効率的に行うことが可能である。なお、ＣｕＯを含有する光学有効部２２のガラスは、パッケージ９開口部よりも広い面積である必要がある。パッケージ９開口部よりもＣｕＯを含有する光学有効部２２のガラス、すなわち光学有効部２２が小さいと、ＣｕＯを含有しない周縁部２３のガラスがパッケージ９開口部にかかり、その部分からガラスに吸収されない赤外線が固体撮像素子８に入射してしまうためである。
【００７７】
＜実施例２＞
次に、実施形態２に基づく実施例２について説明する。近赤外線カットフィルタガラス２１の光学有効部２２を構成するガラスとして、前述の実施例１と同様フツリン酸塩系ガラス（ＮＦ−５０、ＡＧＣテクノグラス社製）を用い、このフツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量を１．２質量％としたものを用意した。このガラスは、溶融後、ブロック状にキャスト成形して長辺６０ｍｍ、短辺５０ｍｍ、長さ４００ｍｍの四角柱状に切り出し、外周４面を光学研磨したガラス棒材２４を作成した。
【００７８】
一方、周縁部２３を構成するガラスとして、上記フツリン酸塩系ガラス（ＮＦ−５０、ＡＧＣテクノグラス社製）からＣｕＯを添加しないで溶融したガラスを用い、ブロック状にキャスト成形した後、幅６７．５ｍｍ、厚さ７．５ｍｍ、長さ４００ｍｍの板と、幅５７．５ｍｍ、厚さ７．５ｍｍ、長さ４００ｍｍの板とを切断・研磨してガラス板材２５を作成した。
【００７９】
次いで、前記ガラス棒材２４とガラス板材２５とを図２０に示すように、それぞれの研磨面を当接・接合させて、ガラス棒材２４の外周をガラス板材２５で囲繞した長辺７５ｍｍ、短辺６５ｍｍ、長さ４００ｍｍの延伸母材２９を作成した。この延伸母材２９を加熱延伸（リドロー）して、長辺１５ｍｍ、短辺１３ｍｍの棒材に成形し、公知の切断装置を用いて厚み１．５ｍｍ程度に切断した後、両切断面を光学研磨、洗浄、乾燥して、厚さ１ｍｍのフィルタガラス２１を得た。最終的に得られたフィルタガラス２１は、ＣｕＯ含有ガラスからなる光学有効部２２の寸法が長辺１２ｍｍ、短辺１０ｍｍ、パッケージ９との封止部となるＣｕＯ不含有ガラスからなる周縁部の幅が１．５ｍｍの矩形板状体となる。
【００８０】
以上のようにして作成した近赤外線カットフィルタガラス２１のＣｕＯ含有ガラスからなる光学有効部２２とパッケージ９との封止部となるＣｕＯ不含有ガラスからなる周縁部２３の分光透過率をＶ−５７０型紫外可視近赤外分光光度計（日本分光社製）を用いてそれぞれ測定した。その結果を図２４に示す。なお図２４は、各ガラスの紫外域のみを拡大した分光透過率を示す図である。
【００８１】
図２４の分光透過率から、例えば３００ｎｍにおいて、ＣｕＯを含有する光学有効部２２で０％の透過率が、ＣｕＯを含有しない周縁部２３では６０％超に、３３０ｎｍでは、光学有効部２２で約３０％の透過率が、周縁部２３では８０％超にまで向上していることがわかる。紫外線硬化型接着剤７を硬化させるために有効な波長はある程度の範囲があるため、紫外域の全域において透過率が高まることにより、紫外線硬化型接着剤７の硬化時間を大幅に短縮することができる。
【００８２】
次に上記近赤外線カットフィルタガラス２１を用いて、パッケージ９を気密封止する場合を説明する。
上記実施例２の近赤外線カットフィルタガラス２１と、同近赤外線カットフィルタガラス２１の光学有効部２２を構成するガラスのみからなり全体肉厚を１ｍｍに研磨したものを比較例として用意した。
【００８３】
これらの近赤外線カットフィルタガラス２１の周縁部２３が当接するパッケージ９の開口部にディスペンサーを用いて紫外線硬化型接着剤７を塗布する。次に、接着剤７が塗布されたガラスをパッケージ９の上部に載置する。次いで、ガラスが載置されたパッケージ９に紫外線ランプにより紫外線を照射して接着剤７を硬化させ、ガラスをパッケージに接着した。この際、ガラスの接着に要した時間、つまり接着剤７が硬化した時間について調査を行った。
ガラスの接着に要した時間は、実施例のガラスを用いた場合、比較例のガラスを用いた場合と比べて５０％程度短かった。
【００８４】
なお、上記実施例２では、フツリン酸塩系ガラスを用いた例について説明したが、フツリン酸塩系ガラスは粘性曲線の傾きが急であり、リドロー成形には非常に厳密な温度管理が要求されるため、実施形態２にはフツリン酸塩系ガラスに比較して粘性曲線の傾きが緩やかであるリン酸塩系ガラスを用いることが好ましい。
【００８５】
＜実施形態３＞
次に実施形態３について説明する。
図２５は本発明の近赤外線カットフィルタガラス４１の実施形態３を示す斜視図である。  実施形態３の近赤外線カットフィルタガラス４１（以下、フィルタガラス４１と略す場合がある）は、図２５に示すとおり、矩形板状の外観形状であって、パッケージ９に封止した際にパッケージ９の開口部を覆う板面中央の光学有効部を構成するＣｕＯ含有ガラス４２と、ＣｕＯ含有ガラス４２よりもひとまわり大きくパッケージ９との封止面となる周縁部を含むＵＶ透過ガラス４３とが積層状態で構成される。なお、光学有効部とは、固体撮像素子８に入射する光がフィルタガラス４１を透光する範囲をいうものであり、フィルタガラス４１とパッケージ９との封止面より内側をいう。また周縁部とは、前記光学有効部の外周を指すものであり、フィルタガラス４１とパッケージ９との間に設けられる接着剤７が付着する範囲を含む。
【００８６】
ＣｕＯ含有ガラス４２は、所定の近赤外線カット機能を持たせるためにフツリン酸塩系ガラスまたはリン酸塩系ガラスにＣｕＯを含有させた近赤外線カットガラスからなる。ＵＶ透過ガラス４３は前記ＣｕＯ含有ガラス４２よりもＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しないことにより紫外線透過率が高められたガラスから構成されている。したがって、実施形態３のフィルタガラス４１では、固体撮像素子８に入射する光には影響しない周縁部における紫外線透過率を光学有効部の紫外線透過率に比べて高めることによって、光学有効部においては必要な透過特性を維持したまま、接着剤７が設けられる周縁部での紫外線透過量を増大させ、フィルタガラス４１の周縁部に設けられた接着剤７に十分な紫外線を到達させることで接着剤７の硬化時間を短縮可能とし、フィルタガラス４１とパッケージ９とを効率的に組立てることができる。
【００８７】
周縁部を構成するＵＶ透過ガラスは、紫外線に対して透明なものであればよいが、たとえば光学有効部を構成するＣｕＯ含有ガラス４２と同様の原料を用いＣｕＯなどの紫外線吸収成分を添加せずに溶融したガラスを使用することができる。こうすることによって、光学有効部を構成するＣｕＯ含有ガラス４２と周縁部を構成するＵＶ透過ガラス４３との粘性特性や膨張特性をほぼ等しくすることができ、これらによる光学的影響もなくすことができる。なお、ＣｕＯ含有ガラス４２を構成するガラスとしては上記実施形態１に詳述したものと同様のガラス、すなわちフツリン酸塩系ガラスまたはリン酸塩系ガラスにＣｕＯを含有させたガラスを使用できる。
【００８８】
以上のような近赤外線カットフィルタガラス４１は、以下のようにして製造することができる。
（１）ＣｕＯを含有する赤外線吸収ガラスを溶融、板状のＣｕＯ含有ガラス４２を得る工程、
（２）前記赤外線吸収ガラスよりもＣｕＯ含有量が少ないかまたはＣｕＯを含有しないガラスを溶融、板状のＵＶ透過ガラス４３を得る工程、
（３）前記ＣｕＯ含有ガラス４２および前記ＵＶ透過ガラス４３の両面を光学研磨する工程、
（４）前記ＵＶ透過ガラス４３のほぼ中央部にパッケージ９との封止部を残した状態で前記ＣｕＯ含有ガラス４２を接着する工程。
【００８９】
このフィルタガラス４１を固体撮像素子８のパッケージ９に封止した状態を示す縦断面図が図２６である。図示のとおり、実施形態３のフィルタガラス４１は、封止部に相当する周縁部が紫外線透過率の比較的高いＵＶ透過ガラス４３からなるため、紫外線硬化型接着剤７を使用して封止する際、接着剤７に到達する必要な紫外線量を確保でき、固体撮像素子デバイス１００の組立てを効率的に行うことが可能である。なお、ＣｕＯ含有ガラス４２は、パッケージ９開口部面積とほぼ等しい大きさであることが好ましい。パッケージ９開口部面積よりもＣｕＯ含有ガラス４２の大きさが小さいと、ＵＶ透過ガラス４３がパッケージ９開口部にかかり、その部分から不要な赤外線が固体撮像素子８に入射してしまうためである。また、パッケージ９開口部面積よりもＣｕＯ含有ガラス４２の大きさが大き過ぎると、ＣｕＯ含有ガラス４２が封止部にかかり、接着剤７に照射される紫外線がＣｕＯ含有ガラス４２により吸収されるためである。
【００９０】
＜実施例３＞
次に、実施形態３に基づく実施例３について説明する。近赤外線カットフィルタガラス４１の光学有効部を構成するＣｕＯ含有ガラス４２として、前述の実施例１と同様フツリン酸塩系ガラス（ＮＦ−５０、ＡＧＣテクノグラス社製）を用い、このフツリン酸塩系ガラスに含有するＣｕＯの量を１．２質量％としたものを用意した。このガラスを前述の工程にしたがって厚さ１ｍｍ、大きさ１０ｍｍ×１０ｍｍの両面を光学研磨した板状ガラスに成形した。
【００９１】
一方、周縁部を構成するＵＶ透過ガラス４３として、上記フツリン酸塩系ガラス（ＮＦ−５０、ＡＧＣテクノグラス社製）からＣｕＯを添加しないで溶融したガラスを用い、上記と同様の工程にて、厚さ１ｍｍ、大きさ１４ｍｍ×１４ｍｍの両面を光学研磨した板状ガラスに成形した。
【００９２】
そして、ＣｕＯ含有ガラス４２の一方の面に紫外線硬化樹脂接着剤を塗布し、ＵＶ透過ガラス４３の全周に２ｍｍの非接着部を備えた状態でＣｕＯ含有ガラス４２を載置し、紫外線を照射することで接着剤を硬化し、両者を積層一体化した。
【００９３】
次に上記近赤外線カットフィルタガラス４１を用いて、パッケージ９を気密封止する場合を説明する。
上記実施例３の近赤外線カットフィルタガラス４１と、同近赤外線カットフィルタガラス４１の光学有効部を構成するＣｕＯ含有ガラス４２のみからなり全体肉厚を１ｍｍに研磨したものを比較例として用意した。
【００９４】
これらの近赤外線カットフィルタガラス４１の周縁部が当接するパッケージ９の開口部にディスペンサーを用いて紫外線硬化型接着剤７を塗布する。次に、接着剤７が塗布されたガラスをパッケージ９の上部に載置する。次いで、ガラスが載置されたパッケージ９に紫外線ランプにより紫外線を照射して接着剤７を硬化させ、ガラスをパッケージに接着した。この際、ガラスの接着に要した時間、つまり接着剤７が硬化した時間について調査を行った。
ガラスの接着に要した時間は、実施例３のガラスを用いた場合、比較例のガラスを用いた場合と比べて５０％程度短かった。
なお、上記実施例３では、ＣｕＯ含有ガラス４２やＵＶ透過ガラス４３としてフツリン酸塩系ガラスを用いた例について説明したが、リン酸塩系ガラスを用いてもよい。また、図２６ではＣｕＯ含有ガラス４２を固体撮像素子側としているが、ＵＶ透過ガラス４３を固体撮像素子側としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の近赤外線カットフィルタガラスによれば、近赤外線カットフィルタガラスを固体撮像素子パッケージ用窓ガラスとしてパッケージに直接封止する場合であっても、紫外線硬化型接着剤を用いてパッケージと迅速に貼り合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１…近赤外線カットフィルタガラス（実施形態１）、２…段部、３…薄肉部（周縁部）、４…側面、５…第１透光面、６…第２透光面（光学有効部）、７…紫外線硬化型接着剤、８…固体撮像素子、９…パッケージ、１０…板状のガラス、１１…溝、１２…研削砥石、１３…溝の中心線、１４…テーパ、２１…近赤外線カットフィルタガラス（実施形態２）、２２…光学有効部、２３…周縁部、２４…ガラス棒材、２５…ガラス板材、２６…近赤外線カットフィルタガラス棒材、２７…切断装置、２８…平板ガラス、２９…延伸母材、３１…加熱器、３３…母材の支持部、３４…母材の延伸部、３５…外径（厚み）制御部、４１…近赤外線カットフィルタガラス（実施形態３）、４２…ＣｕＯ含有ガラス、４３…ＵＶ透過ガラス、１００…固体撮像素子デバイス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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