JP5051361B2 - 吸収型多層膜ndフィルターの製造装置とこの装置を用いた吸収型多層膜ndフィルターの製造方法 - Google Patents
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Description
フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されて成る吸収型多層膜を具備し、かつ、この吸収型多層膜がグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置を前提とし、
真空ポンプを備えたスパッタリング室と、
スパッタリング室に隣接して設けられ、かつ、複数のシート状フィルム基板が収容されると共に、上記スパッタリング室を大気中に開放することなくスパッタリング室へのシート状フィルム基板の出し入れを可能にする単一若しくは一対のロードロック室と、
上記シート状フィルム基板を保持してロードロック室からスパッタリング室へ搬入させると共に、スパッタリング室内において搬入したシート状フィルム基板の搬送方向を反転可能に搬送し、かつ、スパッタリング室内において成膜処理されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させる複数のホルダーとを備えると共に、
上記スパッタリング室内にはシート状フィルム基板の搬送方向に沿って二つのスパッタリングカソードとイオンビーム発生装置が配置され、かつ、スパッタリングカソードの一方には酸化物誘電体膜層を形成するためのターゲットが取り付けられ、他方には金属吸収膜層を形成するためのターゲットが取り付けられており、
スパッタリング室内を搬送されるシート状フィルム基板に対してスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させると共に、シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を形成することを特徴とし、
請求項2に係る発明は、
フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されて成る吸収型多層膜を具備し、かつ、この吸収型多層膜がグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置を前提とし、
真空ポンプを備えたスパッタリング室と、
スパッタリング室内に設けられ帯状フィルム基板の巻取りと巻出しをする第一ロール並びに第二ロールと、第一ロールと第二ロール間の搬送路中に設けられ帯状フィルム基板が巻き付けられるキャンロールと、キャンロールの外周面に沿って設けられた二つのスパッタリングカソードと少なくとも一つのイオンビーム発生装置とを備え、
スパッタリングカソードの一方には酸化物誘電体膜層を形成するためのターゲットが取り付けられ、他方には金属吸収膜層を形成するためのターゲットが取り付けられており、
第一ロールまたは第二ロールから巻出されてキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより必要量の帯状フィルム基板を巻き取った後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取り、以下、これ等一連の工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を形成することを特徴とする。
請求項2に記載の発明に係るグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置を前提とし、
第一ロールとキャンロール間並びに第二ロールとキャンロール間に複数のガイドロールがそれぞれ設けられると共に、第一ロール側のガイドロールと第二ロール側のガイドロールを搬送される帯状フィルム基板に対して酸素を含むイオンビームを照射させるイオンビーム発生装置がそれぞれ設けられ、かつ、第一ロール側のガイドロールとスパッタリングカソード間並びに第二ロール側のガイドロールとスパッタリングカソード間にキャンロールの外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対して酸素を含むイオンビームを照射させるイオンビーム発生装置がそれぞれ設けられていることを特徴とし、
請求項4に係る発明は、
請求項1〜3のいずれかに記載の発明に係るグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置を前提とし、
搬送されるフィルム基板の幅方向に沿って複数のイオンビーム発生装置が並んで設けられていることを特徴とする。
請求項1に記載の製造装置を用いてグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造する方法を前提とし、
ロードロック室内に収容されたシート状フィルム基板をホルダーにて保持させる第一工程と、
真空排気されたスパッタリング室内にホルダーにて保持されたシート状フィルム基板を搬入させる第二工程と、
スパッタリング室内を搬送される上記シート状フィルム基板に対して二つのスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させる第三工程と、
シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜をシート状フィルム基板の表面に形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、ロードロック室内においてシート状フィルム基板の表裏を反転させた後、このシート状フィルム基板をホルダーにて保持させてスパッタリング室内に搬入させる第五工程と、
スパッタリング室内において上記第三工程と第四工程を繰り返してシート状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
裏面にも吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、かつ、表裏面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備することを特徴とし、
請求項6に係る発明は、
請求項2に記載の製造装置を用いてグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造する方法を前提とし、
スパッタリング室内の第一ロールまたは第二ロールに帯状フィルム基板をセットする第一工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、第一ロールまたは第二ロールにセットされた帯状フィルム基板を巻出しながらキャンロール外周面に沿って搬送させると共に、キャンロール外周面に沿って設けられた一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより巻取る第二工程と、
第二ロールまたは第一ロールへの帯状フィルム基板の巻取りが終了した後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取る第三工程と、
上記酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を帯状フィルム基板の表面に形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を第一ロールまたは第二ロールから取り外しかつ帯状フィルム基板の表裏を反転させながら第一ロールまたは第二ロールに巻付ける第五工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、表裏を反転させて第一ロールまたは第二ロールに巻き付けられた帯状フィルム基板に対し上記第二工程〜第四工程を繰り返して帯状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
表裏面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備することを特徴とする。
請求項5または6に記載の発明に係るグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造方法を前提とし、
シート状フィルム基板または帯状フィルム基板の表裏面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置が、シート状フィルム基板または帯状フィルム基板の表面と裏面とで幅方向にずらされていることを特徴とし、
請求項8に係る発明は、
請求項5、6または7に記載の発明に係るグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造方法を前提とし、
上記金属吸収膜層が、酸化により消衰係数が低下する材料で構成されていることを特徴とし、
請求項9に係る発明は、
請求項8に記載の発明に係るグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造方法を前提とし、
酸化により消衰係数が低下する材料が、Ni若しくはNi合金であることを特徴とする。
スパッタリング室内を搬送されるシート状フィルム基板に対してスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させると共に、シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を形成しているため、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを再現性よく製造することが可能となり、
また、請求項2に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造装置においても、
第一ロールまたは第二ロールから巻出されてキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより必要量の帯状フィルム基板を巻き取った後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取り、以下、これ等一連の工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を形成しているため、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを再現性よく製造することが可能となる。
ロードロック室内に収容されたシート状フィルム基板をホルダーにて保持させる第一工程と、
真空排気されたスパッタリング室内にホルダーにて保持されたシート状フィルム基板を搬入させる第二工程と、
スパッタリング室内を搬送される上記シート状フィルム基板に対して二つのスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させる第三工程と、
シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜をシート状フィルム基板の表面に形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、ロードロック室内においてシート状フィルム基板の表裏を反転させた後、このシート状フィルム基板をホルダーにて保持させてスパッタリング室内に搬入させる第五工程と、
スパッタリング室内において上記第三工程と第四工程を繰り返してシート状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
裏面にも吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、かつ、表裏面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備しており、
また、請求項6に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造方法においても、
スパッタリング室内の第一ロールまたは第二ロールに帯状フィルム基板をセットする第一工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、第一ロールまたは第二ロールにセットされた帯状フィルム基板を巻出しながらキャンロール外周面に沿って搬送させると共に、キャンロール外周面に沿って設けられた一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより巻取る第二工程と、
第二ロールまたは第一ロールへの帯状フィルム基板の巻取りが終了した後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取る第三工程と、
上記酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を帯状フィルム基板の表面に形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を第一ロールまたは第二ロールから取り外しかつ帯状フィルム基板の表裏を反転させながら第一ロールまたは第二ロールに巻付ける第五工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、表裏を反転させて第一ロールまたは第二ロールに巻き付けられた帯状フィルム基板に対し上記第二工程〜第四工程を繰り返して帯状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
表裏面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備しているため、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを再現性よく安定して製造することが可能となる。
(1)吸収型多層膜NDフィルターの膜構造
まず、波長400〜700nmにおける平均透過率が6.3%である吸収型多層膜NDフィルターの膜構造(表1参照)を設計した。設計された吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率を図5に示す。尚、NDフィルターの分光透過特性は自記分光光度計(日本分光社製 V570)を用いて行った。
本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターを製造する第一の製造装置は、一般的にロードロック式、インターバック式、連続式等と呼ばれるもので、シート形状に切断された基板(シート状フィルム基板)面にスパッタリングによる成膜を施す装置であり、例えば、図1に示すような構造を有している。
(3)吸収型多層膜NDフィルターを製造する第二の製造装置
本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターを製造する第二の製造装置は、一般的にロールコータと呼ばれるもので、ロール状の基板(帯状フィルム基板)面にスパッタリングによる成膜を施す装置であり、例えば、図2に示すような構造を有している。
(4)グラデーション濃度分布
上述した第一の製造装置並びに第二の製造装置のいずれの装置においても、図3に示すように金属吸収膜層(例えばNi合金層)を成膜したフィルム基板15、16が搬送されるに伴い、酸素を含むイオンビーム20は金属吸収膜層表面を移動しながら酸化させていき、結果としてイオンビーム20が照射されたライン部分のみが透明になる。
(5)吸収型多層膜NDフィルターの製造方法
次に、本発明の製造装置を用いた吸収型多層膜NDフィルターの製造方法について説明する。尚、第二の製造装置(図2参照)を例に挙げて説明するが、図1に示す第一の製造装置を用いても当然のことながら吸収型多層膜NDフィルターを製造することができる。
図2に示す第二の製造装置において、金属吸収膜を成膜するためのターゲットにはNiあるいはNi合金ターゲットが例示され、酸化物誘電体膜であるSiO2を成膜するためのターゲットにはSiターゲットが例示される。
本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターにおいて、フィルム基板の材質については特に限定されることはない。この具体例として、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)、ノルボルネンの樹脂材料から選択される樹脂フィルム単体、あるいは、これ等材料から選択された樹脂フィルム単体とこの単体片面または両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げられる。特に、ノルボルネンの樹脂材料については、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)等が挙げられる。
金属吸収膜を成膜するためのターゲットとしてNi合金ターゲットを用い、酸化物誘電体膜であるSiO2を成膜するためのターゲットとしてSiターゲットを用いた場合における吸収型多層膜の成膜手順を例に挙げて説明する。
2 第二ロール
3 水冷キャンロール
4 スパッタリングカソード
5 スパッタリングカソード
6 イオンビーム発生装置
7 イオンビーム発生装置
8 イオンビーム発生装置
9 イオンビーム発生装置
10 ロードロック室
11 スパッタリング室
12 イオンビーム発生装置
13 スパッタリングカソード
14 スパッタリングカソード
15 シート状フィルム基板
16 帯状フィルム基板
20 イオンビーム
21 ガイドロール
22 ガイドロール
23 ガイドロール
24 ガイドロール
30 点線
Claims (9)
- フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されて成る吸収型多層膜を具備し、かつ、この吸収型多層膜がグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置において、
真空ポンプを備えたスパッタリング室と、
スパッタリング室に隣接して設けられ、かつ、複数のシート状フィルム基板が収容されると共に、上記スパッタリング室を大気中に開放することなくスパッタリング室へのシート状フィルム基板の出し入れを可能にする単一若しくは一対のロードロック室と、
上記シート状フィルム基板を保持してロードロック室からスパッタリング室へ搬入させると共に、スパッタリング室内において搬入したシート状フィルム基板の搬送方向を反転可能に搬送し、かつ、スパッタリング室内において成膜処理されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させる複数のホルダーとを備えると共に、
上記スパッタリング室内にはシート状フィルム基板の搬送方向に沿って二つのスパッタリングカソードとイオンビーム発生装置が配置され、かつ、スパッタリングカソードの一方には酸化物誘電体膜層を形成するためのターゲットが取り付けられ、他方には金属吸収膜層を形成するためのターゲットが取り付けられており、
スパッタリング室内を搬送されるシート状フィルム基板に対してスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させると共に、シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を形成することを特徴とするグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置。 - フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されて成る吸収型多層膜を具備し、かつ、この吸収型多層膜がグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置において、
真空ポンプを備えたスパッタリング室と、
スパッタリング室内に設けられ帯状フィルム基板の巻取りと巻出しをする第一ロール並びに第二ロールと、第一ロールと第二ロール間の搬送路中に設けられ帯状フィルム基板が巻き付けられるキャンロールと、キャンロールの外周面に沿って設けられた二つのスパッタリングカソードと少なくとも一つのイオンビーム発生装置とを備え、
スパッタリングカソードの一方には酸化物誘電体膜層を形成するためのターゲットが取り付けられ、他方には金属吸収膜層を形成するためのターゲットが取り付けられており、
第一ロールまたは第二ロールから巻出されてキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより必要量の帯状フィルム基板を巻き取った後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取り、以下、これ等一連の工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を形成することを特徴とするグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置。 - 第一ロールとキャンロール間並びに第二ロールとキャンロール間に複数のガイドロールがそれぞれ設けられると共に、第一ロール側のガイドロールと第二ロール側のガイドロールを搬送される帯状フィルム基板に対して酸素を含むイオンビームを照射させるイオンビーム発生装置がそれぞれ設けられ、かつ、第一ロール側のガイドロールとスパッタリングカソード間並びに第二ロール側のガイドロールとスパッタリングカソード間にキャンロールの外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対して酸素を含むイオンビームを照射させるイオンビーム発生装置がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項2に記載のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置。
- 搬送されるフィルム基板の幅方向に沿って複数のイオンビーム発生装置が並んで設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置。
- 請求項1に記載の製造装置を用いてグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造する方法において、
ロードロック室内に収容されたシート状フィルム基板をホルダーにて保持させる第一工程と、
真空排気されたスパッタリング室内にホルダーにて保持されたシート状フィルム基板を搬入させる第二工程と、
スパッタリング室内を搬送される上記シート状フィルム基板に対して二つのスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させる第三工程と、
シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜をシート状フィルム基板の表面に形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、ロードロック室内においてシート状フィルム基板の表裏を反転させた後、このシート状フィルム基板をホルダーにて保持させてスパッタリング室内に搬入させる第五工程と、
スパッタリング室内において上記第三工程と第四工程を繰り返してシート状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
裏面にも吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、かつ、表裏面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備することを特徴とするグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。 - 請求項2に記載の製造装置を用いてグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造する方法において、
スパッタリング室内の第一ロールまたは第二ロールに帯状フィルム基板をセットする第一工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、第一ロールまたは第二ロールにセットされた帯状フィルム基板を巻出しながらキャンロール外周面に沿って搬送させると共に、キャンロール外周面に沿って設けられた一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより巻取る第二工程と、
第二ロールまたは第一ロールへの帯状フィルム基板の巻取りが終了した後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射し、照射部位の透過率が非照射部位より高くなって照射したイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数を連続的に減少させながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取る第三工程と、
上記酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されかつ金属吸収膜層の上記照射部位がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜を帯状フィルム基板の表面に形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を第一ロールまたは第二ロールから取り外しかつ帯状フィルム基板の表裏を反転させながら第一ロールまたは第二ロールに巻付ける第五工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、表裏を反転させて第一ロールまたは第二ロールに巻き付けられた帯状フィルム基板に対し上記第二工程〜第四工程を繰り返して帯状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
表裏面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備することを特徴とするグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。 - シート状フィルム基板または帯状フィルム基板の表裏面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置が、シート状フィルム基板または帯状フィルム基板の表面と裏面とで幅方向にずらされていることを特徴とする請求項5または6に記載のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。
- 上記金属吸収膜層が、酸化により消衰係数が低下する材料で構成されていることを特徴とする請求項5、6または7に記載のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。
- 酸化により消衰係数が低下する材料が、Ni若しくはNi合金であることを特徴とする請求項8に記載のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。
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