JP2002350610A

JP2002350610A - 薄膜型ｎｄフィルタおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002350610A
Application number: JP2001153731A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Shimoda; 和人下田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: JP4623349B2

Abstract

(57)【要約】【課題】再現性良く平坦な透過率分光特性が得られる
と共に量産性に優れた薄膜型ＮＤフィルタ、およびその
製造方法を提供する。【解決手段】薄膜型ＮＤフィルタ３０は、高分子フィ
ルムの基板１上に密着層２を介して光学多層体５が設け
られたものである。光学多層体５はＮｂ層３と誘電体層
４が交互に各２層、合計４層積層されたものであり、Ｎ
ｂ層３は形成時の膜厚制御が比較的容易であるために、
透過率のばらつきが低減したものとなる。このＮＤフィ
ルタ３０は、２つの蒸着源を備えた成膜装置によるロー
ルコーティングで作製することができる。蒸着源はそれ
ぞれ、Ｎｂ層３および誘電体層４を形成するためのもの
である。送りロールと巻取ロールを回転させながら各蒸
着源のスパッタリングを行うことによって、基板１上に
Ｎｂ層３，誘電体層４が連続的に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学多層膜からな
る薄膜型ＮＤフィルタ（Neutral Density filter）およ
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＤフィルタとは、光線の可視スペクト
ル域の各波長をほぼ均等に透過するような非選択性の透
過率を有する光学フィルタであり、透過光量を減衰させ
る目的でデジタルカメラ等のレンズに装着して用いられ
る。例えば、晴天下などの光量が多い条件下において、
レンズを絞り込んでも露出過多になってしまうときに、
光量を制限してより低速でシャッタを切れるようにする
場合や、絞りを開放したいがシャッタ速度を最高にして
も露出過多になってしまうときに、光量を制限して絞り
を開けられるようにする場合に使用されるのが一般的で
ある。

【０００３】安価なＮＤフィルタには、ガラスに光吸収
材料を添加したガラスフィルタ等があるが、これらは可
視全域にわたって分光特性が均一となっていないなどの
問題があった。そのような問題を解決するものとして、
薄膜型のＮＤフィルタが知られている。例えば特開平５
−９３８１１号公報には、Ｔｉ，ＣｒまたはＮｉのいず
れかの金属膜と、ＭｇＦ₂，ＳｉＯ₂のいずれかの誘電
体膜とを積層したＮＤフィルタが開示されている。図９
に、このＮＤフィルタの透過率および反射率の分光特性
を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この薄
膜型ＮＤフィルタでは誘電体膜と金属膜を合計９層から
１３層も積層するために、反射率および透過率の可視域
での分光特性が大きくばらつき易く、特性の制御が難し
い。また、Ｔｉ，ＣｒまたはＮｉからなる金属膜は、い
ずれも１０ｎｍ以下の極薄いものであるうえ、透過率が
膜厚に対して非常に敏感であるために膜厚制御が困難で
あり、この点でも再現性良く平坦な透過率の分光特性が
得られないという問題があった。

【０００５】更に、特開平７−６３９１５号公報におい
ては、層数を７層程度とし、ＴｉＯ，Ｔｉ₂Ｏ₃等のチ
タン酸化物を初めとする光吸収のある金属酸化物層を用
いた多層膜構造のＮＤフィルタが開示されている。上記
公報によれば、このＮＤフィルタは真空蒸着法により成
膜される。しかしながら、このような中間膜としての金
属酸化物層をスパッタ法で成膜するには、酸素の流量を
微妙に制御する必要があり、膜材質の安定化が難しいと
いった問題があった。

【０００６】量産性の観点からは、ロールコーティング
法を用いて、高分子等の可撓性基板の上にスパッタリン
グなどで多層膜を成膜することが最も好ましい。しか
し、高分子基板とこのような材質の光学薄膜とは良好な
密着性が得られないのが一般的である。そのうえ、スパ
ッタリングで成膜された薄膜には大きな応力が発生し、
より一層基板との界面に膜はがれやクラックが生じ易く
なっていた。従って、ロールコーティング法でのＮＤフ
ィルタの製造は困難であった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、再現性良く平坦な透過率分光特性が
得られると共に量産性に優れた薄膜型ＮＤフィルタ、お
よびその製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による薄膜型ＮＤ
フィルタは、基板上に、ニオブ（Ｎｂ）からなる層を含
んで形成される光学多層体を備えている。

【０００９】本発明による他の薄膜型ＮＤフィルタは、
基板上に、密着層を介して形成される光学多層体を備え
ている。

【００１０】本発明による薄膜型ＮＤフィルタの製造方
法は、光学多層体をロールコーティング法により形成す
るものである。

【００１１】本発明による薄膜型ＮＤフィルタでは、光
学多層体がニオブ（Ｎｂ）からなる層を含んで形成され
ているので、Ｎｂ層が比較的厚く形成されて所定の厚み
となる。

【００１２】本発明による他の薄膜型ＮＤフィルタで
は、光学多層体が密着層を介して形成されているので、
基板と光学多層体との密着性が向上する。

【００１３】本発明による薄膜型ＮＤフィルタの製造方
法では、光学多層体をロールコーティング法により形成
するようにしたので、効率よく製造される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの概略構成を
表している。この薄膜型ＮＤフィルタ１０は、ハードコ
ート層１ａがコーティングされた基板１の上に光学多層
体５を設けたものである。

【００１６】基板１は、材質を特に限定しないが、透明
であるものが好ましい。また、量産性を考慮する場合に
は、後述するロールコーティングが可能となる可撓性を
有する基板であることが好ましい。可撓性のある基板
は、従来のガラス基板等に比べて廉価・軽量・変形性に
富むといった点においても優れている。ここでは、基板
１として、厚みが１８８μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）フィルムを用いている。この他、基板１
としては、ＰＣ（ポリカーボネート），ＰＯ（ポリオレ
フィン），ＰＥＳ（ポリエチレンサルファイド）などの
高分子ポリマー系材料、薄膜ガラス等を用いてもよく、
着色された基板あるいは可撓性を有しない基板であって
も構わない。また、ハードコート層１ａは、基板１をコ
ーティングして基板強度を向上させるためのものであ
り、例えば、６μｍの厚みのアクリル樹脂を用いる。但
し、ハードコート層１ａは必ずしも設けられる必要はな
い。

【００１７】光学多層体５は、基板１の上に設けられて
おり、Ｎｂ層３および誘電体層４が交互に積層されたも
のである。その層数は任意であるが、ここではＮｂ層
３，誘電体層４が各２層、合計４層としている。

【００１８】Ｎｂ層３は、主にＮｂからなる薄膜であ
る。Ｎｂ層３の入射波長に対する屈折率および吸収率は
表１に示した値となり、これらに基づいて光学多層体５
の光学設計が行われる。

【００１９】

【表１】

【００２０】Ｎｂ層３の透過率は、層厚によって図２に
示すように変化する。比較のため、同図にはＣｒおよび
Ｔｉからなる薄膜の透過率も載せている。ある所定の透
過率で比べると、Ｎｂ層３は常にＣｒ，Ｔｉ膜よりも層
厚が厚い。例えば、Ｎｂ層３について、透過率を４０％
とするには約１６ｎｍ（Ｃｒでは約８ｎｍ、Ｔｉでは約
１２ｎｍ），１０％とするには約４０ｎｍ（Ｃｒでは約
２０ｎｍ、Ｔｉでは約３０ｎｍ）の厚みで形成すればよ
い。一般に、このようなナノオーダーの薄膜を形成する
際の厚み制御は困難であり、層厚はできるだけ大きいほ
うが精度よく、ばらつきの少ない形成が容易となる。従
って、Ｎｂ層３は、形成時の膜厚制御が比較的容易であ
ることから、透過率のばらつきが低減したものとなる。
また換言すると、Ｎｂは、制御性よく形成が可能な厚み
の下限が他の材料と同じであるならば、得られる透過率
の範囲がより広いので、光学多層体５を光学設計するう
えで取り扱いやすいという利点がある。

【００２１】また、このようにＮｂ層３において膜厚と
同時に光学特性が良好に制御されるために、光学多層体
５は、層数を多く重ねることなく所定の光学定数を得る
ことができる。

【００２２】誘電体層４は、誘電体からなる薄膜であ
り、Ｎｂ層３に対してできるだけ低い屈折率を有する材
料で構成されていることが好ましい。そのような材料と
して、ここではＳｉＯ₂を用いているが、その他にも例
えば、ＭｇＦ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等を用いることができる。

【００２３】Ｎｂ層３と誘電体層４の各層の厚みは、こ
れらの総体としての光学多層体５が、所定の透過率と反
射率とを可視波長域（例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍ程
度）で一定に保つように、予め決められる。そのうちＮ
ｂ層３は、例えばＡｒ雰囲気中におけるＤＣスパッタリ
ング法により形成される。上述したように、Ｎｂ層３は
比較的厚く成膜されるので、容易に所定の厚みに形成さ
れ、ばらつきも少ないものとなる。誘電体層４は、Ａｒ
およびＯ₂雰囲気中でＡＣスパッタリング法により形成
される。後者をＡＣ（交流）で行うことで、反応性スパ
ッタリングにおいて生じる異常放電が防止でき、安定な
成膜が可能となる。なお、Ｎｂ層３および誘電体層４
は、フィルム状の基板１の上にロールコーティング法を
用いて形成することもできる。

【００２４】このような薄膜型ＮＤフィルタ１０は、光
学多層体５がＮｂ層３を含んで形成されているので、４
層と少ない層数であっても、充分に平坦な透過率分光特
性を有している。

【００２５】このように、本実施の形態においては、光
学多層体５がＮｂ層３を含んで形成されるようにしたの
で、Ｎｂ層３が所定の厚みで形成され、その光学設計上
の自由度が大きくなると共に、少ない層数であっても良
好な平坦性を備えた透過率分光特性を得ることが可能と
なる。また、製造工程においては、Ｎｂ層３は膜厚制御
を容易に行うことができ、薄膜型ＮＤフィルタ１０の生
産性が向上すると共に、所定の透過率分光特性を再現性
良く得ることができる。また、光学多層体５が少ない層
数で形成され、製造工程が簡素化される。

【００２６】［第２の実施の形態］図３は本発明の第２
の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの概略構成を表
している。この薄膜型ＮＤフィルタ２０は、第１の実施
の形態と同様の基板１の上に、密着層２を介して光学多
層体７を設けたものである。なお、ここでは、第１の実
施の形態と同一の構成要素については同一の符号を付す
ことにする。

【００２７】本実施の形態においても、基板１には厚み
が１８８μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
フィルムを用いており、ハードコート層１ａによりコー
ティングされている。

【００２８】この基板１の上には、光学多層体７が密着
層２を介して設けられている。光学多層体７はＮＤフィ
ルタとして機能する多層膜であればよく、その構成や材
質を問わないが、ここではその一例として、金属層６お
よび誘電体層４が交互に積層されたものについて説明す
る。金属層６は、例えばＣｒ，Ｔｉなどの金属により構
成され、ＤＣスパッタリング等により形成される。誘電
体層４は、金属層６に対してできるだけ低い屈折率を有
する誘電体材料で構成され、例えばＡｒおよびＯ₂雰囲
気中のＡＣスパッタリング法により形成される。また、
金属層６と誘電体層４の各層の厚みと層数は、総体とし
ての光学多層体７における所望の光学特性との兼ね合い
によって決定されるが、その層数はおおむね７層以上で
あり、層数が多いほど良好な光学特性が得られる場合が
多い。

【００２９】また、ここでは、基板１と光学多層体７と
の間に、両者の密着性を向上させると共に光学多層体７
に生じる応力を緩和するための密着層２が設けられてい
る。密着層２は、例えば厚みが２ｎｍのケイ素（Ｓｉ）
から構成される。密着層２の構成材料としてはＳｉが最
も好ましいが、その他にもＴｉなどの化学的活性を発揮
することができる材料を用いてもよい。また、その厚み
は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内とすることが好まし
い。厚みが１ｎｍ未満では、十分な密着性が得られず
に、両者の界面に膜はがれやクラックを生じる虞があ
る。逆に、厚みが１０ｎｍより大きな値の場合には、透
過率が減少し、可視光領域で平坦な光学的特性を得られ
ない虞があるためである。こうした密着性、光学的特性
を考慮すると、密着層２の厚みは２ｎｍ程度であること
がより好ましい。なお、密着層２は、例えばＤＣスパッ
タにより形成される。

【００３０】このような薄膜型ＮＤフィルタ２０は、例
えば以下のような方法で製造することができる。

【００３１】図４は本実施の形態においてＮＤフィルタ
２０の製造に用いる成膜装置の概略を示す構成図であ
る。この成膜装置１００は、一方のロールから他方のロ
ールにフィルムを送る間にそのフィルムに加工を施す所
謂ロールコーティング法により、フィルム状の基板１の
上に成膜を行うものである。

【００３２】成膜装置１００は、例えば、真空ポンプ
（図示せず）に接続された排気バルブ４２と、雰囲気ガ
スあるいは反応ガスを導入するためのガス導入バルブ４
３が設けられた真空チャンバ４１によって、外気を遮断
することが可能となっている。真空チャンバ４１の内部
には、フィルム状の基板１を連続して送り出すための送
りロール４４，ガイドロール４５、および、送り出され
た基板１を巻き取るための巻取ロール４６が設けられ、
これらのロール間における基板１の走行経路を形成する
ためのキャンロール４７ａ〜４７ｅが、適宜に配置され
ている。更に、基板１の一面側に対して、その表面をク
リーニングするためのプラズマ電極４８と、その表面上
に薄膜を形成するための蒸着源４９Ａおよび蒸着源４９
Ｂとが備えられている。なお、ここでは、蒸着源４９Ａ
は金属層６を、蒸着源４９Ｂは誘電体層４を形成するよ
うになっており、それぞれの材料に合わせてターゲット
が選ばれている。また、形成された薄膜の透過率を確認
するための光学モニタ５０が、キャンロール４７ｅの近
くに付設されている。

【００３３】この成膜装置１００では、送りロール４４
が回転して、これに巻回されている基板１が送り出され
ると、巻取ロール４６が回転し、図のような経路をたど
った基板１を巻き取るようになっている。その際、送り
ロール４４と巻取ロール４６の回転速度を調節すること
で、両者間における基板１の走行速度を制御することが
できる。また、一旦送りロール４４から送り出された基
板１は、キャンロール４７ａ〜４７ｃ、ガイドロール４
５、キャンロール４７ｄ，４７ｅを介して巻取ロール４
６に巻き取られる。この走行経路において、基板１はそ
の一面側に順次以下の処理が施される。まず、プラズマ
電極４８が発生させるプラズマ放電によって、表面洗浄
が行われる。次いで、ガイドロール４５の蒸着源４９Ａ
と対向する位置に達すると、ここで、蒸着源４９Ａのス
パッタリングによって金属層６が形成される。更に、ガ
イドロール４５の蒸着源４９Ｂと対向する位置に達する
と、ここで、蒸着源４９Ｂのスパッタリングによって誘
電体層４が形成される。こうして基板１の上には金属層
６と誘電体層４が順に形成されるが、それと共に、送り
ロール４４と巻取ロール４６を回転させながら成膜する
ことによって、これらの層をフィルム基板１の上に連続
的に形成することができる。なお、成膜された基板１
は、光学モニタ５０によって透過率が逐次監視されてい
る。

【００３４】まず、厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムか
らなる帯状の基板１を用意する。基板１の上には、予め
ハードコート層１ａが均一に塗布されている。この基板
１の上に、例えば、膜厚２ｎｍのケイ素（Ｓｉ）をＤＣ
スパッタにより成膜し、密着層２を形成する。

【００３５】次に、この基板１を成膜装置１００の送り
ロール４４に巻回し、基板１が上述の経路に沿って巻取
ロール４６まで走行するように調整する。更に、真空チ
ャンバ４１を密閉したうえで、その内部を排気バルブ４
２を通じて真空引きした後、ガス導入バルブ４３を開い
て例えばＡｒやＯ₂などのガスを導入する。

【００３６】続いて、プラズマ電極４８にプラズマ放電
を発生させ、蒸着源４９Ａおよび蒸着源４９Ｂにおいて
それぞれ蒸着を開始させておき、この状態で送りロール
４４と巻取ロール４６を回転させ、送りロール４４に巻
回されている基板１を送り出すと同時に巻取ロール４６
で巻き取るようにする。その際、蒸着源４９Ａおよび蒸
着源４９Ｂへの投入電力は（蒸着速度を決めるため）、
基板１の走行速度との間で適宜調整するようにする。

【００３７】これにより、基板１は、キャンロール４７
ａ，４７ｂの間を走行するときに表面をプラズマ洗浄さ
れ、キャンロール４７ｃを介してガイドロール４５の蒸
着源４９Ａと対向する位置に達すると、表面にスパッタ
リングにより金属層６が形成される。更に、ガイドロー
ル４５の蒸着源４９Ｂと対向する位置に達すると、金属
層６の上に、スパッタリングにより誘電体層４が形成さ
れる。この後、基板１は、光学モニタ５０により透過率
のチェックを受け、キャンロール４７ｄ，４７ｅを介し
て巻取ロール４６に巻き取られるが、収容される基板１
には、一面側に密着層２，金属層６，誘電体層４が順に
形成されている。

【００３８】その際、金属層６，誘電体層４は、スパッ
タリングによって成膜されるために通常ならば応力を生
じるが、基板１との間に設けた密着層２が応力を緩衝
し、その影響を防止するようになっている。また、予め
密着層２を形成して金属層６，誘電体層４を形成するこ
とで、これらの基板１との間の密着性が高まる。よっ
て、成膜された基板１では、ロールに巻き取られて曲げ
られたり張力を受けたりしても、金属層６，誘電体層４
が剥がれたりクラックが生じることが少ない。

【００３９】所定長さの基板１について成膜し終えた
ら、一旦、プラズマ電極４８，蒸着源４９Ａおよび蒸着
源４９Ｂを停止させ、送りロール４４に基板１を巻き戻
す。なお、送りロール４４と巻取ロール４６を互換でき
るようにし、巻取り後に取り外した巻取ロール４６を送
りロール４４位置に取り付けるようにしてもよい。次
に、プラズマ電極４８，蒸着源４９Ａおよび蒸着源４９
Ｂを再び稼動させ、上記の工程と同様にして基板１上に
金属層６，誘電体層４を形成する。こうして、金属層６
および誘電体層４を一度に形成する工程を繰り返すこと
で、容易に金属層６と誘電体層４を所望の層数で周期的
に積層することができる。

【００４０】これにより、基板１の一面側に、金属層６
および誘電体層４が交互に積層された光学多層体７が形
成され、薄膜型ＮＤフィルタ２０が製造される。

【００４１】本実施の形態においては、基板１と光学多
層体７との間に密着層２を設けるようにしたので、光学
多層体７を基板１に密着させ、脱落や剥離等を防止する
ことができる。これに加えて、基板１を可撓性を有する
高分子フィルムとしたので、従来は難しかったロールコ
ーティング法を用いたスパッタ成膜による製造が実現可
能となり、量産性を向上させることができる。

【００４２】［第３の実施の形態］図５は本発明の第３
の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの概略構成を表
している。この薄膜型ＮＤフィルタ３０は、基板１と光
学多層体５との間に密着層２を設けたことを除いて第１
の実施の形態に係るＮＤフィルタ１０と同様に構成され
ている。よって、第１の実施の形態と同一の構成要素に
ついては同一の符号を付して説明を省略する。

【００４３】本実施の形態においても、基板１には厚み
が１８８μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
フィルムを用いており、ハードコート層１ａによりコー
ティングされている。また、基板１の上に設けられる光
学多層体５は、Ｎｂ層３および誘電体層４が交互に各２
層、合計４層積層されたものである。第１の実施の形態
で説明したように、Ｎｂ層３は比較的厚く成膜されるの
で、容易に所定の厚みに形成され、ばらつきも少ないも
のとなる。よって、この光学多層体５は、Ｎｂ層３にお
いて膜厚と同時に光学特性が良好に制御されるため、４
層と少ない層数であっても、充分に平坦な透過率分光特
性を有している。

【００４４】また、ここでは、基板１と光学多層体５と
の間に、両者の密着性を向上させると共に光学多層体５
に生じる応力を緩和するための密着層２が設けられてい
る。これにより、両者の界面に膜はがれやクラックが生
じることが防止される。

【００４５】こうしたＮＤフィルタ３０の製造には、ロ
ールコーティング法を好適に用いることができる。その
理由は、基板１が可撓性を有した高分子フィルムであ
り、密着層２が設けられているために、剥がれやクラッ
クが少ない状態でロールに巻き取ることができるからで
ある。また、Ｎｂ層３は、比較的厚く形成されるために
成膜時の膜厚制御が容易であり、基板１が走行中であっ
ても制御性が良く、層数が少ないために光学多層体５総
体としての厚みのばらつきも少なくて済む。具体的に
は、光学多層体５を第２の実施の形態と同様にして成膜
して、ＮＤフィルタ３０を製造することができる。その
際、成膜装置１００の蒸着源４９ＡでＮｂ３を、蒸着源
４９Ｂで誘電体層４を形成するようにすればよく、たっ
た２回の操作で光学多層体５が形成される。

【００４６】このように、本実施の形態においては、Ｎ
Ｄフィルタ３０において、光学多層体５がＮｂ層３を含
んで形成され、かつ、基板１と光学多層体５との間に密
着層２を設けるようにしたので、第１の実施の形態およ
び第２の実施の形態と同様の効果が得られる。従って、
両方の実施の形態における利点を兼ね備えたＮＤフィル
タが得られる。

【００４７】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００４８】（実施例１）Ｎｂ層とＳｉＯ₂層からなる
光学多層体が、Ｓｉからなる密着層を介して基板上に設
けられた薄膜型ＮＤフィルタについて、可視域での透過
率が３０％一定、かつ、反射率が２％以下となるように
表１の光学定数を基に光学設計を行った。その結果得ら
れた各層の層厚を表２に、光学特性の計算値を図６に示
す。

【００４９】

【表２】

【００５０】続いて、表２の構成と厚みに従って薄膜型
ＮＤフィルタを作製し、その可視域における光学特性を
測定した。その結果を図７に示す。図６と図７から、作
製されたＮＤフィルタの光学特性はほぼ計算値に等し
く、各層が設計通りの厚みで作製されたことがわかる。
また、その透過率は３０％を基準に±１．９％の範囲内
にあって平坦性に優れ、反射率も１．９％以下と良好な
特性を示した。更に表２と併せ見て、Ｎｂ層とＳｉＯ₂
層からなるＮＤフィルタでは、このように良好な特性が
高々４層積層するだけで得られることがわかった。

【００５１】（実施例２）Ｃｒ層とＳｉＯ₂層からなる
光学多層体が、Ｓｉからなる密着層を介して基板上に設
けられた薄膜型ＮＤフィルタについて、可視域での透過
率が３０％一定、かつ、反射率が２％以下となるよう
に、表３に示したＣｒの光学定数を用いて設計を行っ
た。その結果得られた各層の層厚を表４に、光学特性の
計算値を図８に示す。

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】このようにして、本実施例においても通常
の方法で光学設計すればよいことがわかる。但し、図８
に示したように、このフィルタの透過率は波長５５０ｎ
ｍを中心にＶ字型に落ち込んでおり、可視域では３０％
を基準に±４％程度変動している。反射率も、５００ｎ
ｍ〜５５０ｎｍの波長域で低く、波長がこの領域からず
れるに従って高い値となっている。なお、本実施例では
Ｃｒ層とＳｉＯ₂層を積層させたが、この場合、４層〜
８層程度の層数では光学特性の計算値はほとんど変化が
みられなかった。

【００５５】また、実施例１と実施例２との違いは、Ｓ
ｉＯ₂層と組み合わせて光学多層体とする層（金属層）
が、実施例１ではＮｂであり、実施例２ではＣｒを用い
た点である。なお、これら実施例１，２のＮＤフィルタ
は密着層がない場合も、先に示したものとほぼ同様な光
学特性を有する。よって、以上に示した実施例１と実施
例２における光学特性の差異は、金属層の材料に起因し
たものと考えられ、両者を比較することにより、Ｎｂ層
を含んだ光学多層体が優れた光学特性を少ない層数で実
現可能であることが示唆される。

【００５６】以上、実施の形態および実施例を挙げて本
発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施
例に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、成膜装置１００は蒸着源
４９Ａ，蒸着源４９Ｂが設けられ、一度のロールコーテ
ィングで２層形成するものとして説明したが、これに限
らずロールコーティング法により成膜するものであれば
よく、蒸着源４９の数や種類などは任意である。具体的
には、光学多層体の層毎に成膜条件が異なる場合等に、
１つの真空チャンバ３１に蒸着源４９を１つ設け、一回
のロールコーティングで１層形成するようにしてもよ
い。逆に、１つの真空チャンバ３１に蒸着源４９を複数
設けて、一回のロールコーティングで多層を形成するよ
うにしてもよい。また、１つの真空チャンバ３１を備え
る成膜装置１００について説明したが、真空チャンバを
いくつかの領域に仕切り、その間にフィルム状の基板を
走行させるようにしてもよい。このような成膜装置１０
０の変形により、より少ない工程で光学多層体を形成す
ることが可能である。

【００５７】更に、上記実施の形態では、Ｎｂ層３また
は金属層６と誘電体層４とを成膜装置１００を用いて形
成するようにしたが、密着層２についても同様に蒸着源
４９を設け、成膜装置１００内でロールコーティングに
よって形成するようにしてもよい。

【００５８】加えて、成膜装置１００の蒸着源４９はス
パッタリング用のものとしたが、真空蒸着用のものとし
ても構わない。但し、スパッタリング法のほうが成膜速
度が速く、均一な層を形成することができるので好まし
い。このようにロールコーティング法やスパッタリング
法を用いる場合には、上述したように本発明の密着層は
応力を緩衝するので、予め基板上に設けることが好まし
い。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項４のいずれか１項に記載の薄膜型ＮＤフィルタによれ
ば、基板上に、ニオブ（Ｎｂ）からなる層を含んで形成
される光学多層体を備えるようにしたので、Ｎｂ層が所
望の透過率を得るために比較的厚く形成されると共に光
学多層体の層数が少なくて済む。従って、製造過程にお
いてその膜厚制御が容易となり、成膜数が少ないため
に、生産性の向上を図ることができる。また同時に、光
学特性の向上が可能となる。

【００６０】また、請求項５ないし請求項１０のいずれ
か１項に記載のに記載の薄膜型ＮＤフィルタによれば、
光学多層体と基板との間に密着層が設けられているの
で、両者の界面における密着性が向上し、光学多層体の
脱落や剥離等を防止することができる。また、それゆえ
にロールコーティング法を用いた成膜、特にスパッタリ
ングによる光学多層体の形成が可能となり、量産性を向
上させることができる。

【００６１】更に、請求項１１ないし請求項１７のいず
れか１項に記載の薄膜型ＮＤフィルタの製造方法によれ
ば、光学多層体をロールコーティング法を用いて形成す
るようにしたので、量産性を飛躍的に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフ
ィルタの構成図である。

【図２】図１の薄膜型ＮＤフィルタに用いられるＮｂ薄
膜の透過率と膜厚の関係を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフ
ィルタの構成図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る成膜装置を側
面から見た概略図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフ
ィルタの構成図である。

【図６】本発明の実施例１に係る薄膜型ＮＤフィルタの
分光特性の計算値を示した図である。

【図７】本発明の実施例１に係る薄膜型ＮＤフィルタの
分光特性の実測値を示した図である。

【図８】本発明の実施例２に係る薄膜型ＮＤフィルタの
分光特性の計算値を示した図である。

【図９】従来の薄膜型ＮＤフィルタの分光特性を示した
図である。

【符号の説明】

１…基板、２…密着層、３…Ｎｂ層、４…誘電体層、
５，７…光学多層体、６…金属層、１０，２０，３０…
薄膜型ＮＤフィルタ、４１…真空チャンバ、４２…排気
バルブ、４３…ガス導入バルブ、４４…送りロール、４
５…ガイドロール、４６…巻取ロール、４７…キャンロ
ール、４８…プラズマ電極、４９Ａ，４９Ｂ…蒸着源、
５０…光学モニタ、１００…成膜装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 AA06 AA08 2H048 GA07 GA33 GA60 GA61 4F100 AA20D AA20E AB01C AB01E AB11B AK42A AT00A BA05 BA07 BA10A BA10E EH66 GB48 JA20A JL02 JN08 YY00A

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板上に、ニオブ（Ｎｂ）
からなる層を含んで形成される光学多層体とを備えたこ
とを特徴とする薄膜型ＮＤフィルタ。
【請求項２】前記光学多層体は、Ｎｂからなる層と誘
電体層とが周期的に積層されて形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
【請求項３】前記誘電体層として二酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ₂）からなる層が用いられていることを特徴とする請
求項２に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
【請求項４】更に、前記光学多層体は、前記Ｎｂから
なる層と誘電体層とが交互に２層づつ積層された合計４
層で構成されることを特徴とする請求項３に記載の薄膜
型ＮＤフィルタ。
【請求項５】基板と、この基板上に、密着層を介して形成される光学多層体と
を備えたことを特徴とする薄膜型ＮＤフィルタ。
【請求項６】前記密着層はケイ素（Ｓｉ）からなるこ
とを特徴とする請求項５に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
【請求項７】前記密着層は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下
の範囲の厚みであることを特徴とする請求項５に記載の
薄膜型ＮＤフィルタ。
【請求項８】前記基板は、可撓性を有していることを
特徴とする請求項５に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
【請求項９】前記基板は、高分子材料からなることを
特徴とする請求項８に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
【請求項１０】前記光学多層体はＮｂからなる層を含
むことを特徴とする請求項５に記載の薄膜型ＮＤフィル
タ。
【請求項１１】基板上に光学多層体を備えた薄膜型Ｎ
Ｄフィルタを製造する方法であって、前記光学多層体を、ロールコーティング法を用いて形成
することを特徴とする薄膜型ＮＤフィルタの製造方法。
【請求項１２】前記光学多層体を、スパッタリング法
により形成することを特徴とする請求項１１に記載の薄
膜型ＮＤフィルタの製造方法。
【請求項１３】前記光学多層体を、Ｎｂからなる層を
含んで形成することを特徴とする請求項１１に記載の薄
膜型ＮＤフィルタの製造方法。
【請求項１４】前記光学多層体を形成する前に、前記
基板上に密着層を形成することを特徴とする請求項１１
に記載の薄膜型ＮＤフィルタの製造方法。
【請求項１５】前記密着層をロールコーティング法を
用いて形成することを特徴とする請求項１４に記載の薄
膜型ＮＤフィルタの製造方法。
【請求項１６】前記密着層をスパッタリング法により
形成することを特徴とする請求項１４に記載の薄膜型Ｎ
Ｄフィルタの製造方法。
【請求項１７】前記密着層をケイ素（Ｓｉ）により形
成することを特徴とする請求項１４に記載の薄膜型ＮＤ
フィルタの製造方法。