JP2014016565A - Absorption type multilayer film nd filter - Google Patents
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Description
本発明は、可視光領域の透過光を減衰させる吸収型多層膜NDフィルターに関し、特に樹脂フィルム基板の両面に酸化物誘電体膜層と金属層とが交互に積層された、低反射性に優れた吸収型多層膜NDフィルターに関する。 The present invention relates to an absorptive multilayer ND filter that attenuates transmitted light in the visible light region, and is particularly excellent in low reflectivity, in which oxide dielectric film layers and metal layers are alternately laminated on both surfaces of a resin film substrate. The present invention relates to an absorption type multilayer ND filter.
デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムにおいては、過大な光の入射によって撮像素子であるCCDやCMOS素子が飽和することを防ぐため、光を減衰させるND(Neutral Density)フィルターが使用されている。特に、カメラシステムにおいてはカメラ内部の反射光が問題視されるため、レンズ光学系に組み込むNDフィルターとして、吸収型NDフィルターが一般的に用いられている。 In a camera system such as a digital still camera or a video camera, an ND (Neutral Density) filter that attenuates light is used to prevent saturation of a CCD or CMOS element, which is an imaging element, due to excessive light incidence. . In particular, in the camera system, since the reflected light inside the camera is regarded as a problem, an absorption ND filter is generally used as the ND filter incorporated in the lens optical system.
この吸収型NDフィルターには、基板自体に吸収物質を混ぜたタイプ(色ガラスNDフィルター)や基板に吸収物質を塗布するタイプの他、基板自体に吸収する機能はないが表面に形成された薄膜で吸収するタイプが存在する。後者の薄膜で吸収するタイプの場合、当該薄膜表面での反射を防ぐため、薄膜を多層膜(吸収型多層膜)で構成し、透過光を減衰させる機能と共に反射防止の機能を持たせるものがある。 This absorption type ND filter has a thin film formed on the surface, although there is no function to absorb the substrate itself other than the type in which the substrate itself is mixed with an absorbing material (colored glass ND filter) and the type in which the absorbing material is applied to the substrate. There is a type that absorbs. In the case of the type that absorbs with the latter thin film, in order to prevent reflection on the surface of the thin film, the thin film is composed of a multilayer film (absorption type multilayer film) and has a function of attenuating transmitted light and an antireflection function. is there.
このような多層膜(吸収型多層膜)で構成した吸収型多層膜NDフィルターとして、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPC(ポリカーボネート)等の透明樹脂フィルム基板上に、真空蒸着法、スパッタリング法等の物理的気相成長法により成膜を行って、吸収膜層とSiO2のような酸化物誘電体膜層とを交互に積層させたNDフィルターが知られている。 As an absorptive multilayer ND filter composed of such multilayers (absorptive multilayers), physical properties such as vacuum deposition and sputtering are applied on transparent resin film substrates such as PET (polyethylene terephthalate) and PC (polycarbonate). There is known an ND filter in which an absorption film layer and an oxide dielectric film layer such as SiO 2 are alternately stacked by film formation by a chemical vapor deposition method.
上記吸収膜層には、酸素欠損による吸収を有するTiOxやTa2Ox等の金属酸化物で構成される吸収膜層が知られている。この金属酸化物は、意図的に酸素を導入することで成膜できるが、意図的な酸素導入を行わずに成膜した金属で構成される吸収膜層に比べて消衰係数が低いため、後述する基板の反り等の品質上の問題が生ずることがあった。 As the absorption film layer, an absorption film layer made of a metal oxide such as TiO x or Ta 2 O x having absorption due to oxygen deficiency is known. This metal oxide can be formed by intentionally introducing oxygen, but its extinction coefficient is lower than that of an absorption film layer made of metal formed without intentionally introducing oxygen, Quality problems such as substrate warpage, which will be described later, may occur.
そこで、特許文献1には、上記金属酸化物に代えてTiやCr等の金属を吸収膜層の材料として使用し、かかる金属膜からなる吸収膜層と酸化物誘電体膜層とを交互に積層させたNDフィルターが提案されている。また、特許文献2や特許文献3には、金属膜としてNiにTiやWを添加した成膜材料を用いた吸収型多層膜NDフィルターが記載されている。これら特許文献1〜3に示すNDフィルターは、前述した金属酸化物からなる吸収膜層に比べて同じ消衰係数を得るための膜厚を薄くすることが可能となる。よって、所望の透過特性と反射特性を有する吸収型多層膜NDフィルターを効率よく作製することが可能となる。
Therefore, in
すなわち、吸収型多層膜NDフィルターは、所定の形状やサイズに裁断してNDフィルターチップとした後、上述したデジタルカメラ等に組み込まれるが、当該デジタルカメラ等は小型で薄型であって組込みスペースが狭いため、NDフィルターの基板にはそれ自体薄くてフレキシブル性を有する樹脂フィルムが最適な基板とされている。かかる樹脂フィルム基板に吸収型多層膜を成膜する場合、金属膜は金属酸化物膜に比べて吸収膜層の膜厚を薄くできるので、成膜時間を短くすることができ、よって成膜時間を長くすることにより生じうる樹脂フィルム基板の反りや膜の割れ等の問題を抑えることが可能となる。 That is, the absorption-type multilayer ND filter is cut into a predetermined shape and size to form an ND filter chip, and then incorporated into the above-described digital camera or the like. However, the digital camera or the like is small and thin and has a small installation space. Since the substrate is narrow, a resin film that is thin and flexible per se is the optimum substrate for the substrate of the ND filter. When forming an absorption multilayer film on such a resin film substrate, the metal film can reduce the film thickness of the absorption film layer compared to the metal oxide film, so that the film formation time can be shortened, and thus the film formation time. It is possible to suppress problems such as warpage of the resin film substrate and cracking of the film that can be caused by lengthening the thickness.
ところで、NDフィルターのような平坦面を有する光学素子をカメラ等に組み込む際は、より低い反射特性が要求される。これは、平板状のNDフィルターはカメラ内部で多重反射をおこし、これが映像情報にゴーストを発生させてしまうからである。低反射化するためには、一般に空気との境にある最表面層の屈折率を低くするのが効果的であるため、通常はこの最表面層に屈折率の低い材料であるMgF2が使用されることが多い。 Incidentally, when an optical element having a flat surface such as an ND filter is incorporated in a camera or the like, lower reflection characteristics are required. This is because the flat ND filter causes multiple reflection inside the camera, which causes ghost in the video information. In order to reduce the reflection, it is generally effective to lower the refractive index of the outermost surface layer at the boundary with air. Therefore, MgF 2 which is a material having a lower refractive index is usually used for the outermost surface layer. Often done.
上記MgF2などのフッ素化合物は、蒸着法では成膜が可能であるものの、スパッタ法などのプラズマを用いた成膜法ではフッ素が消失し、良好に膜形成を行うことができなかった。そこで、スパッタ法とロールツゥロール法とを組み合わせた生産性の高い成膜装置で吸収型多層膜を積層させる場合は、従来、最表面層の材料にSiO2を利用している。しかしながら、屈折率に関して、MgF2が1.38なのに対してSiO2は1.45と高く、十分な低反射特性を得ることができなかった。 Although the fluorine compound such as MgF 2 can be formed by a vapor deposition method, fluorine disappeared by a film formation method using plasma such as a sputtering method, and the film could not be formed satisfactorily. Therefore, in the case of stacking the absorption multilayer film with a highly productive film forming apparatus combining the sputtering method and the roll-to-roll method, conventionally, SiO 2 is used as the material of the outermost surface layer. However, regarding the refractive index, MgF 2 is 1.38, whereas SiO 2 is as high as 1.45, and sufficient low reflection characteristics could not be obtained.
従って、スパッタ法などのプラズマを利用した成膜法で効率よく作製することができ、MgF2を用いたNDフィルターと同程度の低反射特性を有する吸収型多層膜NDフィルターが強く望まれていた。 Accordingly, there has been a strong demand for an absorption multilayer ND filter that can be efficiently produced by a film formation method using plasma such as sputtering, and has low reflection characteristics comparable to those of an ND filter using MgF 2 . .
本発明者は上記課題を解決すべく、誘電体の材料にMgF2に比べて屈折率の高いSiO2を使用しながら低反射特性を示すNDフィルターを簡便な方法で得るべく鋭意研究を行った。その結果、3層の酸化物誘電体膜層と2層の吸収膜層とが1層ずつ交互に積層された吸収型多層膜が樹脂基板の両面に設けられたNDフィルターにおいて、当該樹脂基板から数えて第5層目のSiOx層の屈折率よりも低い屈折率を有し且つナノポーラスを含んだSiOx層を最表面層としての第6層目に設けることにより、最表面層をMgF2層とする場合と同等の反射特性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has intensively studied to obtain an ND filter exhibiting low reflection characteristics by a simple method while using SiO 2 having a higher refractive index than that of MgF 2 as a dielectric material. . As a result, in the ND filter in which the absorption multilayer film in which the three oxide dielectric film layers and the two absorption film layers are alternately laminated is provided on both surfaces of the resin substrate, by providing a fifth layer of SiO x layer SiO x layer containing and nanoporous having a refractive index lower than the refractive index of the counting to the sixth layer as the outermost layer, the outermost layer MgF 2 The present inventors have found that the same reflection characteristics as in the case of a layer are shown, and have completed the present invention.
すなわち、本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターは、3層の酸化物誘電体膜層と2層の吸収膜層とが1層ずつ交互に積層され、更に最表面層にナノポーラスを含んだSiOx膜層が成膜されてなる6層構造の吸収型多層膜が、樹脂基板の両面に各々設けられた吸収型多層膜NDフィルターであって、前記樹脂基板から数えて第5層目の酸化物誘電体膜層の屈折率の0.95〜0.98倍の屈折率を前記最表面層が有していることを特徴としている。 That is, in the absorption multilayer ND filter according to the present invention, the three oxide dielectric film layers and the two absorption film layers are alternately laminated one by one, and the outermost surface layer is made of SiO containing nanoporous. The absorption multilayer film having a six-layer structure in which the x film layer is formed is an absorption multilayer film ND filter provided on both surfaces of the resin substrate, and the fifth layer oxidation counted from the resin substrate. The outermost surface layer has a refractive index of 0.95 to 0.98 times the refractive index of the dielectric film layer.
本発明よれば、屈折率を1.38〜1.42の範囲の低屈折率とすることが可能となり、低反射特性を有するNDフィルターを簡便なプロセスで安価に提供することができる。 According to the present invention, the refractive index can be set to a low refractive index in the range of 1.38 to 1.42, and an ND filter having low reflection characteristics can be provided at a low cost by a simple process.
以下、本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの一具体例について、図1を参照しながら説明する。この吸収型多層膜NDフィルターは、3層の酸化物誘電体膜層D1、D2、D3と金属からなる2層の吸収層膜A1、A2とが1層ずつ交互に積層され、更にその外側に最表面層として第6層目のナノポーラスを含んだSiOx層Eが成膜されてなる6層構造の吸収型多層膜が、樹脂基板Sの両面に各々設けられている。 A specific example of the absorption multilayer ND filter according to the present invention will be described below with reference to FIG. This absorption type multilayer ND filter has three oxide dielectric film layers D 1 , D 2 , D 3 and two layers of absorption layer films A 1 , A 2 made of metal alternately stacked one by one. Further, an absorption multilayer film having a six-layer structure in which a SiO x layer E containing a sixth nanoporous layer is formed as the outermost surface layer is provided on both surfaces of the resin substrate S.
そして、この樹脂基板S側から数えて第5層目の酸化物誘電体膜層D3の屈折率の0.95〜0.98倍の屈折率を該第6層目のSiOx層Eが有している。3層の酸化物誘電体膜層D1、D2、D3はSiOxからなる誘電体膜で構成されており、よって空気側から3層目までが、ナノポーラスを含むSiOx層、SiOx層、金属吸収膜層の順番に構成されている。 Then, this the counting from the resin substrate S side fifth layer from 0.95 to 0.98 times the refractive index of the refractive index of the oxide dielectric film layer D 3 of said sixth layer SiO x layer E Have. Oxides of a three-layer dielectric layer D 1, D 2, D 3 is composed of a dielectric film made of SiO x, thus is from the air side to the third layer, SiO x layer comprising nanoporous, SiO x It is comprised in the order of the layer and the metal absorption film layer.
このような構成を有する吸収型多層膜NDフィルターは、最表面層の屈折率は1.38〜1.42の範囲の低屈折率を有し、可視光波長領域(400nm〜700nm)における最大反射率が3%以下という優れた特性を有している。以下、かかる本発明の吸収型多層膜NDフィルターを構成する各構成要素についてより詳細に説明する。 The absorption multilayer ND filter having such a configuration has a refractive index of the outermost surface layer having a low refractive index in the range of 1.38 to 1.42, and maximum reflection in the visible light wavelength region (400 nm to 700 nm). It has excellent characteristics of a rate of 3% or less. Hereafter, each component which comprises this absorption type multilayer ND filter of this invention is demonstrated in detail.
(1)最表面層
吸収型多層膜NDフィルターの表面反射を低減させるためには、前述したように最表面側に位置する酸化物誘電体膜層の屈折率は低ければ低いほど好ましい。そして、一般的に誘電体膜材料の中で最も屈折率が低いのはMgF2の1.38であり、次に屈折率が低いのはSiO2の1.45である。そこで、本発明では最表面層としての第6層目にナノポーラスを含むSiOx層が形成されている。
(1) Outermost surface layer In order to reduce the surface reflection of the absorption multilayer ND filter, the lower the refractive index of the oxide dielectric film layer located on the outermost surface side, the better. In general, the lowest refractive index of the dielectric film material is 1.38 of MgF 2 , and the next lowest refractive index is 1.45 of SiO 2 . Therefore, in the present invention, the SiO x layer containing nanoporous is formed as the sixth layer as the outermost surface layer.
なお、SiOx層とは、SiOやSiO2などの種々の酸化ケイ素がアモルファス状に混在してなる層であり、屈折率としては、SiO2から酸素が欠損するにしたがってSiO2より高い値を示すという特徴を有している。このSiOx層は酸素量の少ない雰囲気化でスパッタリングを行うことによって作成される。また、ナノポーラスを含む層とは、ナノメートルオーダーの微細孔を無数に含んだ多孔質体の層のことを意味している。 Note that the SiO x layer is a layer in which various silicon oxide such as SiO or SiO 2 is mixed in the amorphous, as the refractive index, a higher value than the SiO 2 in accordance with oxygen deficiency of SiO 2 It has the feature of showing. This SiO x layer is formed by performing sputtering in an atmosphere with a small amount of oxygen. Moreover, the layer containing nanoporous means the layer of the porous body containing innumerable micropores of nanometer order.
このナノポーラスを含むSiOx層の最表面層は、SiC及びSiを主成分とするターゲットを原料として、イオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、又はイオンプレーティング法から選択される物理気相成長法により成膜することができる。 The outermost surface layer of the SiO x layer containing nanoporous is formed by a physical vapor deposition method selected from an ion beam sputtering method, a magnetron sputtering method, or an ion plating method using a target mainly composed of SiC and Si. A film can be formed.
とくにマグネトロンスパッタ法で成膜する場合は、後述するように他の3層の酸化物誘電体膜層D1、D2、D3の成膜時のアルゴンガスのガス圧力の1.5〜5倍程度にアルゴンガスのガス圧力を上げて成膜することにより低い屈折率を有する緻密な膜が得られる。アルゴンガスのガス圧力が1.5倍より少ないと、ナノポーラスの発生が困難となるため本発明の効果が得られず、5倍を越えるとスパッタプラズマの発生が不安定となり成膜が出来なくなるため、成膜時のアルゴンガスのガス圧力条件は重要である。 In particular, when the film is formed by magnetron sputtering, the gas pressure of argon gas at the time of film formation of the other three oxide dielectric film layers D 1 , D 2 , and D 3 is 1.5 to 5 as described later. A dense film having a low refractive index can be obtained by raising the gas pressure of the argon gas to about twice as high. If the gas pressure of the argon gas is less than 1.5 times, the generation of nanoporous becomes difficult and the effect of the present invention cannot be obtained. If the gas pressure exceeds 5 times, the generation of sputter plasma becomes unstable and film formation cannot be performed. The gas pressure condition of argon gas during film formation is important.
このように、成膜時のアルゴンガスの圧力を3層の酸化物誘電体膜層D1、D2、D3の成膜時よりも高くすることにより、SiOx膜中にArや酸素ガスがより多く取り込まれる。その結果、屈折率が1の細かい泡が多数形成されて、他の3層の3つの酸化物誘電体膜層D1、D2、D3より低屈折率となり、特に第5層目のSiOx膜層の屈折率の0.95〜0.98倍の屈折率となる。この最表面層としての第6層目のSiOx層は、好適には波長550nmにおける消衰係数が0〜0.01である。 Thus, Ar or oxygen gas is contained in the SiO x film by making the pressure of the argon gas during film formation higher than that during the film formation of the three oxide dielectric film layers D 1 , D 2 , and D 3. Is taken in more. As a result, a large number of fine bubbles having a refractive index of 1 are formed, and the refractive index is lower than that of the other three oxide dielectric film layers D 1 , D 2 , D 3. The refractive index is 0.95 to 0.98 times the refractive index of the x film layer. The sixth SiO x layer as the outermost surface layer preferably has an extinction coefficient of 0 to 0.01 at a wavelength of 550 nm.
つまり、誘電体層内に空隙部分あると、空隙部分の屈折率は1であるため、層全体としての屈折率は、そのバルクの値より小さくなる。更に、この空隙のサイズを可視光の散乱を生じない数nmサイズのナノポーラスにすることにより、可視光の散乱によるヘイズ低下を防止しつつ、所望の低反射率を実現することができる。 That is, if there is a void in the dielectric layer, the refractive index of the void is 1, so the refractive index of the entire layer is smaller than its bulk value. Furthermore, by setting the size of the voids to nanoporous having a size of several nanometers that does not cause visible light scattering, it is possible to achieve a desired low reflectance while preventing haze reduction due to visible light scattering.
最表面層であるSiOx層の膜厚は、3〜150nmとする。膜厚が3nmより薄いと、光学薄膜としての寄与が少なくばかりか、膜厚制御が困難となるため好ましくない。一方、酸化物誘電体膜層の各膜厚が150nmより厚い膜は400nm〜700nmの波長領域の可視光を対象とした光学薄膜として所望の性能が効果的に発揮されなくなるおそれがある。 The film thickness of the SiO x layer as the outermost layer is 3 to 150 nm. If the film thickness is less than 3 nm, the contribution as an optical thin film is small, and it becomes difficult to control the film thickness. On the other hand, a film having a thickness of each oxide dielectric film layer thicker than 150 nm may not exhibit desired performance effectively as an optical thin film for visible light in the wavelength region of 400 nm to 700 nm.
なお、第6層のナノポーラスを含むSiOx膜層のさらに上面に、膜厚2〜10nmのフッ素樹脂層を積層してもよい。このフッ素樹脂層は、スプレーコート、ディップコート、スピンコートなどの塗布方法で成膜できるが、10nm以下の膜厚とすることからディップコートが好適に使用できる。具体的には、フッ素樹脂溶液として市販品のフッ素樹脂溶液(株式会社ハーベス製DS−5110Z130)を10秒間ディップし、その後24時間大気乾燥することによりフッ素樹脂層を形成することができる。このフッ素樹脂コートにより、ナノポーラスを含むSiOx膜層の屈折率の経時劣化を防止する効果も期待できる。 A fluororesin layer having a thickness of 2 to 10 nm may be laminated on the upper surface of the SiO x film layer including the sixth nanoporous layer. The fluororesin layer can be formed by a coating method such as spray coating, dip coating, or spin coating. However, since the film thickness is 10 nm or less, dip coating can be preferably used. Specifically, a fluororesin layer can be formed by dipping a commercially available fluororesin solution (DS-5110Z130 manufactured by Harves Co., Ltd.) as a fluororesin solution for 10 seconds and then air drying for 24 hours. This fluororesin coating can also be expected to have the effect of preventing deterioration of the refractive index of the SiO x film layer containing nanoporous material over time.
(2)酸化物誘電体膜層(SiOx層)
樹脂基板S側から数えて第1層目、第3層目、及び第5層目(最表面層)に位置するSiOxからなる酸化物誘電体膜層D1、D2、D3は、SiC及びSiを主成分とするターゲットを使用し、酸素ガスの導入量を制御しながらイオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、又はイオンプレーティング法 を行うことにより成膜することができる。これにより、各々の酸化物誘電体膜層の波長550nmにおける消衰係数を0.005〜0.05にすることができる。
(2) Oxide dielectric film layer (SiO x layer)
The oxide dielectric film layers D 1 , D 2 , D 3 made of SiO x located in the first layer, the third layer, and the fifth layer (outermost surface layer) counted from the resin substrate S side are: Film formation can be performed by using an ion beam sputtering method, a magnetron sputtering method, or an ion plating method while using a target mainly composed of SiC and Si and controlling the amount of oxygen gas introduced. As a result, the extinction coefficient of each oxide dielectric film layer at a wavelength of 550 nm can be set to 0.005 to 0.05.
SiOx膜の消衰係数が0.05を超えると、成膜が完成した吸収型多層膜NDフィルターの可視光波長領域(波長400〜700nm)における最大透過率と最終透過率の差を平均透過率で割った値で定義される「分光透過性のフラット性」を10%以下まで小さく抑えることが困難となる。特に、平坦な分光透過特性を得るためにはSiOx膜の消衰係数は0.03以下であることが望ましい。このような平坦な分光透過特性を有するSiOx膜を得るためには、波長550nmにおける消衰係数が0.005〜0.03の範囲となるように成膜時の酸素導入量を制御すればよい。
When the extinction coefficient of the SiO x film exceeds 0.05, the average transmission of the difference between the maximum transmittance and the final transmittance in the visible light wavelength region (
これら第1、第3及び第5層目の酸化物誘電体膜層D1、D2、D3の各膜厚は、各々3〜150nmとすることが望ましい。各膜厚が3nmより薄いと、光学薄膜としての寄与が少ないばかりか、膜厚制御が困難となるため、好ましくない。さらに、高温高湿環境下において吸収膜層の酸化により透過率が増加する現象を抑制することが期待できない。一方、酸化物誘電体膜層の各膜厚が150nmより厚い膜は400nm〜700nmの波長領域の可視光を対象とした光学薄膜として所望の性能が効果的に発揮されなくなるおそれがあり、また生産効率を低下させるだけであるので好ましくない。 The film thicknesses of the first, third, and fifth oxide dielectric film layers D 1 , D 2 , and D 3 are each preferably 3 to 150 nm. If each film thickness is less than 3 nm, the contribution as an optical thin film is small, and it becomes difficult to control the film thickness. Furthermore, it cannot be expected to suppress a phenomenon in which the transmittance increases due to oxidation of the absorption film layer in a high temperature and high humidity environment. On the other hand, a film having a thickness of more than 150 nm of the oxide dielectric film layer may not exhibit the desired performance effectively as an optical thin film for visible light in the wavelength region of 400 nm to 700 nm, and may be produced. This is not preferable because it only reduces the efficiency.
(3)吸収膜層(金属層)
樹脂基板S側から数えて第2層目と第4層目に位置する吸収膜層A1、A2は、金属膜で構成されている。この金属膜は、金属を原料とし、酸素ガス導入を停止した物理気相成長法により成膜することができる。物理気相成長法には、イオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、又はイオンプレーティング法の中から選択することができる。物理気相成法により得られる吸収膜は、波長550nmにおける屈折率が1.5〜3.0であり、消衰係数が1.5〜4.0である。
(3) Absorption film layer (metal layer)
The absorption film layers A 1 and A 2 located in the second layer and the fourth layer as counted from the resin substrate S side are composed of metal films. This metal film can be formed by physical vapor deposition using metal as a raw material and stopping the introduction of oxygen gas. The physical vapor deposition method can be selected from an ion beam sputtering method, a magnetron sputtering method, or an ion plating method. The absorption film obtained by the physical vapor deposition method has a refractive index of 1.5 to 3.0 at a wavelength of 550 nm and an extinction coefficient of 1.5 to 4.0.
成膜時に意図的に酸素導入を行わずに成膜した金属膜は、前述したように成膜時に意図的に酸素導入を行って成膜した酸素欠損による吸収を有するTiOxやTa2Ox等の金属酸化物膜と比較して、高い消衰係数を有することが知られている。そして、フレキシブル性を有する樹脂フィルム基板に酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層させて吸収型多層膜を成膜する場合、成膜時間が長くなることによって生じ得る樹脂フィルム基板の反りや膜の割れ等を考慮すると、消衰係数の高い金属膜を採用した方が金属酸化物膜に比べて膜厚を薄くすることができるので望ましい。 The metal film formed without intentionally introducing oxygen at the time of film formation is TiO x or Ta 2 O x having absorption due to oxygen deficiency formed by intentionally introducing oxygen at the time of film formation as described above. It is known that it has a high extinction coefficient as compared with metal oxide films such as. And when forming an absorption type multilayer film by alternately laminating an oxide dielectric film layer and an absorption film layer on a flexible resin film substrate, the resin film substrate that can be caused by a long film formation time Taking into account the warpage and cracking of the film, it is desirable to employ a metal film having a high extinction coefficient because the film thickness can be made thinner than that of the metal oxide film.
但し、金属膜は容易に酸化が進行して消衰係数が低下し、金属吸収膜を用いたNDフィルターでは透過率が経時的に高くなるという問題がある。そこで、本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターにおいては、金属吸収膜に隣接する酸化物誘電体膜層をSiOx膜で構成することで金属吸収体膜層の酸化を抑制している。 However, the metal film easily oxidizes and the extinction coefficient decreases, and the ND filter using the metal absorption film has a problem that the transmittance increases with time. Therefore, in the absorption multilayer ND filter according to the present invention, the oxide dielectric film layer adjacent to the metal absorption film is composed of a SiO x film to suppress oxidation of the metal absorber film layer.
第2層目及び第4層目の吸収膜層A1、A2の各膜厚は、3nm〜20nmであることが望ましい。各膜厚が3nmより薄いと、金属膜は完全に内部まで酸化が進行してしまう恐れがあり好ましくない。一方、各膜厚が20nmを超えて厚くなると、分光透過率が著しく低下してしまう恐れがあり好ましくない。 The thicknesses of the second and fourth absorption film layers A 1 and A 2 are preferably 3 nm to 20 nm. If each film thickness is less than 3 nm, the metal film may be completely oxidized to the inside, which is not preferable. On the other hand, when each film thickness exceeds 20 nm, the spectral transmittance may be remarkably lowered.
吸収膜層A1、A2を構成する金属膜の材質は、比較的酸化し難い金属であるNi単体又はNi系合金であることが好ましい。Ni系合金の場合は、特に、Ti、Al、V、W、Ta、及びSiからなる群から選択される1種類以上の元素を含んだNi系合金であることがより好ましい。更に、Tiを含む場合はその含有率が5〜15質量%の範囲内、Alを含む場合はその含有率が3〜8質量%の範囲内、Vを含む場合はその含有率が3〜9質量%の範囲内、Wを含む場合はその含有率が18〜32質量%の範囲内、Taを含む場合はその含有率が5〜12質量%の範囲内、Siを含む場合はその含有率が2〜6質量%の範囲内にあることが好ましい。 The material of the metal film constituting the absorption film layers A 1 and A 2 is preferably Ni simple substance or Ni-based alloy which is a metal that is relatively difficult to oxidize. In the case of a Ni-based alloy, in particular, a Ni-based alloy containing one or more elements selected from the group consisting of Ti, Al, V, W, Ta, and Si is more preferable. Furthermore, when Ti is contained, the content is within a range of 5 to 15% by mass, when Al is contained, the content is within a range of 3 to 8% by mass, and when V is contained, the content is 3 to 9%. In the range of mass%, when W is included, the content is within the range of 18 to 32 mass%, when Ta is included, the content is within the range of 5 to 12 mass%, and when Si is included, the content is Is preferably in the range of 2 to 6 mass%.
Tiの含有量が5質量%以上であれば、強磁性特性を著しく弱めることができ、磁力の低い通常のマグネットを配置したカソードでも直流マグネトロンスパッタリング成膜を行うことができるからである。一方、Tiの含有量が15質量%を超えると、多量の金属間化合物を形成してしまう恐れがあるため好ましくない。なお、Ti以外の元素であるAl、V、W、Ta、及びSiの含有量をそれぞれ上記の範囲内とする理由も、上記Tiの場合と同様である。 This is because if the Ti content is 5% by mass or more, the ferromagnetic characteristics can be remarkably weakened, and DC magnetron sputtering film formation can be performed even with a cathode on which a normal magnet having a low magnetic force is disposed. On the other hand, if the Ti content exceeds 15% by mass, a large amount of intermetallic compounds may be formed, which is not preferable. The reason why the contents of Al, V, W, Ta, and Si, which are elements other than Ti, are within the above ranges is the same as in the case of Ti.
(4)樹脂基板
本発明で使用する樹脂基板は透明であるのが好ましく、更に量産性を考慮して後述するロール・トウ・ロール方式による乾式のロールコーティングが可能な長尺状の樹脂フィルム基板であることが好ましい。樹脂フィルム基板は、従来のガラス基板等に比べて廉価で、軽量で、フレキシブル性に富むといった優れた特性を有しているからである。
(4) Resin substrate The resin substrate used in the present invention is preferably transparent, and is a long resin film substrate capable of dry roll coating by a roll-to-roll method, which will be described later in consideration of mass productivity. It is preferable that This is because the resin film substrate has excellent characteristics such as being cheaper, lighter and more flexible than a conventional glass substrate.
このような樹脂フィルム基板の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)、ポリオレフィン(PO)、及びノルボルネンからなる群から選択された樹脂を材料とする樹脂フィルムの単体か、あるいは上記樹脂を材料とする樹脂フィルム単体の片面または両面にアクリル系有機膜を被覆させた複合体を挙げることができる。材料にノルボルネンを使用した樹脂フィルムでは、代表的なものとして、日本ゼオン社のゼオノア(商品名)やJSR社のアートン(商品名)などがある。 Specific examples of such a resin film substrate were selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyarylate (PAR), polycarbonate (PC), polyolefin (PO), and norbornene. Examples thereof include a single resin film made of a resin, or a composite in which an acrylic organic film is coated on one or both sides of a single resin film made of the above resin. Typical examples of resin films using norbornene as a material include ZEONOR (trade name) of Nippon Zeon Co., Ltd. and Arton (trade name) of JSR Corporation.
(5)吸収型多層膜NDフィルターの製造方法
次に、本発明の吸収型多層膜NDフィルターをロール・トウ・ロール方式で作製する方法について説明する。図2はロール・トウ・ロール方式の物理的気相成長装置(スパッタリングロールコーター装置)の概略の構成を示す正面図である。この図2に示す物理的気相成長装置は、図示しない真空ポンプを備えたスパッタリング室10内に設けられており、長尺状の樹脂フィルムFの巻取りや巻出しをする第1ロール11及び第2ロール12と、これら第1ロール11及び第2ロール12のいずれか一方から他方に搬送される樹脂フィルムFが巻き付けられる水冷キャンロール13と、この水冷キャンロール13を経由して記第1ロール11と第2ロール12との間で搬送される樹脂フィルムFの搬送経路を画定する4つのガイドロール14、15、16、及び17を備えている。
(5) Manufacturing method of absorption type multilayer ND filter Next, a method for manufacturing the absorption type multilayer ND filter of the present invention by a roll-to-roll method will be described. FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of a roll-to-roll physical vapor deposition apparatus (sputtering roll coater apparatus). The physical vapor deposition apparatus shown in FIG. 2 is provided in a sputtering
第1ロール11及び第2ロール12はパウダークラッチを備えており、これにより樹脂フィルムFの張力バランスが保たれている。また、水冷キャンロール13の回転方向により樹脂フィルムFの搬送方向が決められるようになっており、本明細書においては、水冷キャンロール13が図2の紙面上で反時計回りに回転して長尺状の樹脂フィルムFが第1ロール11から引き出されて第2ロール12側に巻き取られる搬送方向を正転方向と定義し、逆に水冷キャンロール13が図2の紙面上で時計回りに回転して長尺状の樹脂フィルムFが第2ロール12から引き出されて第1ロール11側に巻き取られる搬送方向を逆転方向と定義する。
The
上記スパッタリング室10内には、水冷キャンロール13の外周面に沿ってこれに対向するように、スパッタリングカソード(デュアルマグネトロンスパッタリングカソード)18とスパッタリングカソード19が配置されている。スパッタリングカソード18には酸化物誘電体膜層(例えばSiOx膜層)を形成するためのターゲットが取り付けられている。一方、スパッタリングカソード19には金属吸収膜層(例えばNi合金層)を形成するためのターゲットが取り付けられている。
In the sputtering
かかる構成により、酸化物誘電体膜層を成膜する時は水冷キャンロール13を反時計回りに回転させて長尺状の樹脂フィルムFを正転方向に搬送する。これにより、樹脂フィルムFは第1ロール11から引き出され、ガイドロール14、15を経て水冷キャンロール13に導かれ、ここで水冷キャンロール13の外周面に密着して冷却されながらスパッタリングカソード18によって酸化物誘電体膜層(例えばSiOx膜層)が成膜される。酸化物誘電体膜層が成膜された脂フィルムFはガイドロール16、17を経て第2ロール12に巻き取られる。
With this configuration, when the oxide dielectric film layer is formed, the water-cooled can roll 13 is rotated counterclockwise to convey the long resin film F in the forward rotation direction. As a result, the resin film F is drawn out from the
上記酸化物誘電体膜層の成膜が完了してほぼ全ての樹脂フィルムFが第2ロール12に巻き取られたら、水冷キャンロール13の回転方向を反転させて樹脂フィルムFを逆転方向に搬送する。これにより、樹脂フィルムFは第2ロール12から引き出され、ガイドロール17、16を経て水冷キャンロール13に導かれ、ここで水冷キャンロール13の外周面に密着して冷却されながらスパッタリングカソード19により上記酸化物誘電体膜層の上に吸収膜層(例えばNi合金層)が成膜される。吸収膜層が成膜された樹脂フィルムFはガイドロール15、14を経て第1ロール11に巻き取られる。以下、上記した酸化物誘電体膜層の成膜工程と吸収膜層成膜工程とを繰り返すことにより、長尺状の樹脂フィルムFの一方の面に酸化物誘電体膜層と吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜が得られる。
When the formation of the oxide dielectric film layer is completed and almost all of the resin film F is wound on the
長尺状の樹脂フィルムFのもう一方の面に上記と同様の吸収型多層膜を積層する場合は、上記片面に吸収型多層膜が積層された樹脂フィルムFのロールをロールコーター装置から一旦取り外し、表裏が逆となるように巻き直してから再度第1ロール11に装置して上記と同様にして積層すればよい。なお、吸収型多層膜の膜厚制御は、長尺状の樹脂フィルムFの搬送速度を制御することで可能となる。
When laminating an absorption multilayer film similar to the above on the other side of the long resin film F, the roll of the resin film F having the absorption multilayer film laminated on one side is once removed from the roll coater device. Then, after rewinding so that the front and back are reversed, the apparatus is again applied to the
[実施例1]
図2に示すロール・トウ・ロール方式の物理的気相成長装置(スパッタリングロールコーター装置)を用いて、3層の酸化物誘電体膜層と2層の吸収膜層とが1層ずつ交互に積層された5層構造の吸収型多層膜と、その上面に最表面層として成膜した第6層目のナノポーラスを含むSiOx層とをフィルムの両面に有する試料1の吸収型多層膜NDフィルターを作製した。吸収膜層を成膜するためのターゲットにはNi−19質量%W合金ターゲット[住友金属鉱山(株)社製のW添加割合が19質量%であるW−Ni合金ターゲット]を用い、Arガスを導入するDCマグネトロンスパッタリングにより成膜した。
[Example 1]
Using the roll-to-roll physical vapor deposition apparatus (sputtering roll coater apparatus) shown in FIG. 2, three oxide dielectric film layers and two absorption film layers are alternately formed one by one. Absorbing multilayer ND filter of
一方、酸化物誘電体膜であるSiOxを成膜するためのターゲットにはSiターゲット[住友金属鉱山(株)社製]を用い、Arガスを導入するデュアルマグネトロンスパッタリングにより成膜した。なお、SiからSiOxを成膜するため、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御した。 On the other hand, a Si target [manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.] was used as a target for depositing SiO x which is an oxide dielectric film, and was deposited by dual magnetron sputtering in which Ar gas was introduced. In order to form a SiO x film from Si, the oxygen introduction amount was controlled by an impedance monitor.
ここで、デュアルマグネトロンスパッタリングとは、絶縁膜を高速成膜するため、2つのターゲットに中周波(40kHz)パルスを交互に印加してアーキングの発生を抑制し、ターゲット表面の絶縁層の形成を防ぐスパッタリング方法である。また、インピーダンスモニターは、酸素導入量によってターゲット電極間のインピーダンスが変化する現象を応用し、形成する膜が金属モードと酸化物モードの間の遷移領域にある所望のモードの膜となるように酸素導入量を制御かつモニターして、酸化物誘電体膜層を高速成膜するために使用するものである。 Here, in dual magnetron sputtering, in order to form an insulating film at high speed, medium frequency (40 kHz) pulses are alternately applied to two targets to suppress arcing and prevent formation of an insulating layer on the target surface. It is a sputtering method. The impedance monitor applies a phenomenon in which the impedance between the target electrodes changes depending on the amount of oxygen introduced, so that the film to be formed becomes a film of a desired mode in a transition region between the metal mode and the oxide mode. The amount introduced is controlled and monitored, and is used to form an oxide dielectric film layer at high speed.
上記成膜法で得られる膜の厚みは、樹脂フィルム基板の搬送速度とスパッタリング電力により決定されるため、酸化物誘電体膜層の成膜時はスパッタ電力を7.5kWにセットし、吸収膜層の成膜時はスパッタ電力を1kWにセットした。そして、所望の物理的膜厚になるように樹脂フィルム基板の搬送速度を調整した。樹脂フィルム基板にはPETフィルムを使用し、その片面に先ず下記表1に示す膜構造のうちの片側6層を成膜した。その後、フィルムのロールを取り外して表裏が逆となるように巻き直し、再びロールコーター装置に装着して他方の面にも上記と同様に成膜して表1に示す膜構造のうちの残りの6層を成膜した。 Since the thickness of the film obtained by the film formation method is determined by the transport speed of the resin film substrate and the sputtering power, the sputtering power is set to 7.5 kW when forming the oxide dielectric film layer, and the absorption film Sputtering power was set to 1 kW when forming the layer. And the conveyance speed of the resin film board | substrate was adjusted so that it might become a desired physical film thickness. A PET film was used as the resin film substrate, and six layers on one side of the film structure shown in Table 1 below were first formed on one surface thereof. Thereafter, the roll of the film is removed and rewound so that the front and back are reversed. The film is again mounted on the roll coater and formed on the other surface in the same manner as described above. Six layers were deposited.
具体的には、以下の成膜工程(1)〜(6)に沿って吸収型多層膜の成膜を行った。
(1)図2に示すスパッタリングロールコーター装置のスパッタリング室10内を1×10−4Pa程度まで排気した後、水冷キャンロール13を反時計回りに回転させて、第1ロール11から第2ロール12に向かう正転方向に樹脂フィルムFを搬送した。樹脂フィルムFの搬送速度は1.58m/minに調節した。更に、Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード18側にArガスを150sccm導入し、Arガス圧0.3Paとしてスパッタ出力を7.5kWに設定して、SiOxからなる第1層目の酸化物誘電体膜層D1を成膜した。成膜の際、酸素導入量をインピーダンスモニターにより制御した。
Specifically, an absorptive multilayer film was formed along the following film formation steps (1) to (6).
(1) After exhausting the inside of the sputtering
(2)第1層目の酸化物誘電体膜層D1の成膜が完了したところで水冷キャンロール13を反転させて、第2ロール12から第1ロール11に向かう逆転方向に樹脂フィルムFを搬送した。樹脂フィルムFの搬送速度は1.38m/minに調節した。更に、Ni合金ターゲット(W−Ni合金ターゲット)が取付けられたスパッタリングカソード19側にArガスを150sccm導入し、スパッタ出力を1kWに設定してNi合金からなる第2層目の吸収膜層A1を成膜した。
(2) When the formation of the first oxide dielectric film layer D 1 is completed, the water-cooled can roll 13 is reversed, and the resin film F is reversed in the reverse direction from the
(3)第2層目の吸収膜層A1の成膜が完了したところで水冷キャンロール13を反転させて、第1ロール11から第2ロール12に向かう正転方向に樹脂フィルムFを搬送した。樹脂フィルムFの搬送速度は0.44m/minに調節した。更に、Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード18側にArガスを150sccm導入し、Arガス圧0.3Paとしてスパッタ出力を7.5kWに設定して、SiOxからなる第3層目の酸化物誘電体膜層D2を成膜した。成膜の際、酸素導入量をインピーダンスモニターにより制御した。
(3) by inverting the water-cooled can roll 13 where the deposition of the absorbing layer A 1 of the second layer is complete, and conveys the resin film F from the
(4)第3層目の酸化物誘電体膜層D2の成膜が完了したところで水冷キャンロール13を反転させて、第2ロール12から第1ロール11に向かう逆転方向に樹脂フィルムFを搬送した。樹脂フィルムFの搬送速度は1.38m/minに調節した。更に、Ni合金ターゲット((W−Ni合金ターゲット)が取付けられたスパッタリングカソード19側にArガスを150sccm導入し、スパッタ出力を1kWに設定してNi合金からなる第4層目の吸収膜層A2を成膜した。
(4) by inverting the water-cooled can roll 13 where the third layer of the oxide dielectric film layer formation of D 2 is completed, the resin film F from the
(5)第4層目の吸収膜層A2の成膜が完了したところで水冷キャンロール13を反転させて、第1ロール11から第2ロール12に向かう正転方向に樹脂フィルムFを搬送した。樹脂フィルムFの搬送速度は1.58m/minに調節した。更に、Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード18側にArガスを150sccm導入し、Arガス圧0.3Paとしてスパッタ出力を7.5kWに設定してSiOxからなる第5層目の酸化物誘電体膜層D3を成膜した。成膜の際、酸素導入量はインピーダンスモニターにより制御した。
(5) When the film formation of the fourth absorption film layer A 2 is completed, the water-cooled can roll 13 is reversed, and the resin film F is conveyed in the normal rotation direction from the
(6)第5層目の酸化物誘電体膜層D3の成膜が完了したところで水冷キャンロール13を反転させ、成膜を行わずに樹脂フィルムFを逆転方向に高速で搬送した。そして、水冷キャンロール13を反転させて、第1ロール11から第2ロール12に向かう正転方向に樹脂フィルムFを搬送した。樹脂フィルムFの搬送速度は0.44m/minに調節した。更に、Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード18側にArガスを300sccm導入し、Arガス圧0.6Paとしてスパッタ出力を7.5kWに設定して最表面層としての第6層目にSiOx層Eを成膜した。成膜の際、酸素導入量はインピーダンスモニターにより制御した。
(6) by reversing the water-cooled can roll 13 where the fifth layer of the oxide dielectric film layer D 3 of the deposition is completed, and transported at a high speed of the resin film F in the reverse direction without deposition. And the water cooling can roll 13 was reversed and the resin film F was conveyed in the normal rotation direction which goes to the
(7)片面(表面)の成膜が完了した長尺状の樹脂フィルムFを取り出すと共に、表裏を反転させて第1ロール11にセットし、上記(1)〜(6)の工程を繰り返して長尺状の樹脂フィルムFの裏面にも吸収型多層膜を形成した。表裏両面に吸収型多層膜が形成された長尺状の樹脂フィルムFをスパッタリング室から取り出した。
(7) Take out the long resin film F on which the film formation on one side (front surface) has been completed, invert the front and back and set it on the
このようにして作製した試料1の吸収型多層膜NDフィルター(多層膜の膜構造は表1参照)に対して、樹脂フィルム(フィルム厚さ100μmのPETフィルム)基板の透過特性も含め、分光透過特性を自記分光光度計(日本分光社製 V570)を用いて測定したところ、可視光領域400〜700nmの範囲内における平均透過率は12.5%であった。
Spectral transmission including the transmission characteristics of the resin film (PET film having a film thickness of 100 μm) substrate with respect to the absorption type multilayer ND filter of
また、吸収型多層膜NDフィルターの分光反射率を分光光度計(日本分光社製 V570)を用いて測定したところ、可視光領域400nm〜700nmにおける吸収型多層膜NDフィルターの平均分光反射率は0.75%であった。可視光領域400nm〜700nmにおける試料1の吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率及び分光反射率のグラフを図3(a)、(b)に示す。
Moreover, when the spectral reflectance of the absorption multilayer ND filter was measured using a spectrophotometer (V570 manufactured by JASCO Corporation), the average spectral reflectance of the absorption multilayer ND filter in the visible light region of 400 nm to 700 nm was 0. It was .75%. FIGS. 3A and 3B show graphs of spectral transmittance and spectral reflectance of the absorption multilayer ND filter of
比較のため、下記表2に示すように、最表面層である第6層目を成膜する代わりに第5層目のSiOx層の厚みを厚く成膜した以外は上記試料1の作製方法と同様にして試料2の吸収型多層膜NDフィルターを作製した。この試料2では第5層目のSiOx層の成膜条件は、ガス流量150sccm、ガス圧力0.3Paとした。
For comparison, as shown in Table 2, a method for manufacturing the
この試料2の吸収型多層膜NDフィルターに対して試料1と同様にして分光透過率及び分光反射率を測定したところ、それぞれ12.48%及び1.21%であった。可視光領域400nm〜700nmにおける試料2の吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率及び分光反射率のグラフを図3(a)、(b)に示す。これら試料1と試料2の結果から、最表面層にナノポーラスを含むSiOx層を設けることにより優れた低反射特性が得られることがわかる。
When the spectral transmittance and the spectral reflectance of the absorption multilayer ND filter of
[実施例2]
成膜工程(1)〜(6)の成膜工程において、樹脂フィルムFの搬送速度をそれぞれ1.5m/min、1.94m/min、0.45m/min、1.94m/min、1.4m/min、0.62m/minとし、更に下記の方法で最表面にフッ素樹脂コーティングを行った以外は上記実施例1と同様にして試料3の吸収型多層膜NDフィルターを作製した。
[Example 2]
In the film forming steps (1) to (6), the transport speed of the resin film F is 1.5 m / min, 1.94 m / min, 0.45 m / min, 1.94 m / min, 1. An absorptive multilayer ND filter of
[フッ素樹脂コーティング]
先ず、両面に吸収型多層膜が形成された長尺状の樹脂フィルム基板Fを303mm×200mmのサイズにカットし、シート状の樹脂フィルム基板を得た。このシート状樹脂フィルム基板をフッ素樹脂溶液(DS−5110Z130:株式会社ハーベス製)に10秒間ディッピングした後、24時間大気乾燥させ、ついで5分間リンス溶剤(DS−ZV:株式会社ハーベス製)中で超音波洗浄を行い過剰のフッ素樹脂成分を除去した上で、風乾した。これにより図5に示すような第7層目のフッ素樹脂コート膜Cを備えた試料3の吸収型多層膜NDフィルターを得た。
[Fluorine resin coating]
First, a long resin film substrate F having an absorption multilayer film formed on both sides was cut into a size of 303 mm × 200 mm to obtain a sheet-shaped resin film substrate. This sheet-shaped resin film substrate was dipped in a fluororesin solution (DS-5110Z130: manufactured by Harves Co., Ltd.) for 10 seconds, dried in the air for 24 hours, and then rinsed in a rinse solvent (DS-ZV: manufactured by Harves Co., Ltd.) for 5 minutes. Ultrasonic cleaning was performed to remove excess fluororesin components, followed by air drying. As a result, the absorption multilayer ND filter of
この試料3の吸収型多層膜NDフィルターに対して、実施例1と同様にして分光透過率及び分光反射率を測定したところ、それぞれ24.8%及び1.32%であった。可視光領域400nm〜700nmにおける試料2の吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率及び分光反射率のグラフを図6(a)、(b)に示す。
With respect to the absorption multilayer ND filter of
比較のため、上記成膜工程(6)による最表面層の酸化物誘電体膜層Eの成膜を省略し、上記成膜工程(5)における第5層目の酸化物誘電体膜層D3の成膜時の樹脂フィルムFの搬送速度を0.45m/minとして最表面層を他層のSiOx層と同様にナノポーラスを持たないものとし、更にフッ素コーティングを行わなかった以外は上記試料3の作製方法と同様にして試料4の吸収型多層膜NDフィルターを作製した。
For comparison, the formation of the outermost oxide dielectric film layer E in the film formation step (6) is omitted, and the fifth oxide dielectric film layer D in the film formation step (5) is omitted. 3 except that the transport speed of the resin film F at the time of film formation 3 is 0.45 m / min, the outermost surface layer is not nanoporous like the other SiO x layer, and fluorine coating is not performed. The absorption multilayer ND filter of Sample 4 was prepared in the same manner as in
この試料4の吸収型多層膜NDフィルターに対して実施例1と同様にして分光透過率及び分光反射率を測定したところ、それぞれ24.1%及び1.94%であった。可視光領域400nm〜700nmにおける試料2の吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率及び分光反射率のグラフを図7(a)、(b)に示す。
When the spectral transmittance and the spectral reflectance of the absorption multilayer ND filter of Sample 4 were measured in the same manner as in Example 1, they were 24.1% and 1.94%, respectively. FIGS. 7A and 7B are graphs of spectral transmittance and spectral reflectance of the absorption multilayer ND filter of
これら試料3及び試料4の吸収型多層膜NDフィルターに対して、温度80℃、湿度90%の環境で24時間放置する耐湿試験を行い、分光光学特性の変化を調べた。その結果、試料3では初期の平均反射率は1.32%、耐湿試験後は1.36%とほとんど変化が認められなかったが、最表面層にナノポーラスを含んだSiOx層を設けず、フッ素コ―ティングも施さなかった試料4では初期の平均反射率は1.94%で反射率が高く、耐湿試験後は2.01%とさらに上昇した。
The absorption multilayer ND filters of
D1、D2、D3
酸化物誘電体膜層
A1、A2 吸収膜層
E SiOx層
C フッ素樹脂コート膜
S 樹脂基板
10 スパッタリング室
11 第1ロール
12 第2ロール
13 水冷キャンロール
14、15、16、17 ガイドロール
18、19 スパッタリングカソード
D 1 , D 2 , D 3
Oxide dielectric film layer A 1 , A 2 Absorbing film layer E SiO x layer C Fluorine resin coat film
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