JP5096425B2

JP5096425B2 - 光学フィルタの製造方法

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Publication number: JP5096425B2
Application number: JP2009172323A
Authority: JP
Inventors: 拓史山本; 宣夫比留間; 元生高田; 公三小野; 昌裕吉松; 岳寛高橋
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: TW201109745A; US8437097B2; JP2011027923A; CN101963679A; US20110019296A1

Description

本発明は、ビデオカメラ等の電子光学機器等に使用されて、赤外線を除去する等の機能を持つ光学フィルタを技術分野とし、特に面取りをした光学フィルタの製造方法に関する。

（従来技術の一例、特許文献１参照)
第５図、第６図は一従来例を説明する光学フィルタの図であり、第５図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、第６図はガラスウェハの一部分の図であり、同図（ａ）は分割前の斜視図、同図（ｂ）は分割後の斜視図である。

第５図（ａ）の光学フィルタ１は、一主面の外周端部に面取り部２が形成された光学板３と、光学板３の一主面に形成された赤外線カット用の光学薄膜４とからなる。面取り部２は、第５図（ｂ）に示すように、Ｃ面取りとする。

このようなものでは、先ず、ガラスウェハ５にスパッタリング法や蒸着法によって赤外線カット用の光学薄膜４を形成する。次に、第６図に示すように、ダイシングブレード６を用いてガラスウェハ５を分割線Ｂ−Ｂに沿って所定のサイズに分割する。最後に、遊離砥粒や固定砥粒を用いた研磨やサンドブラストによって一主面の外周端部に面取り部２を形成して光学フィルタ１とする。なお、面取り部２は第７図に示すように光学板３の両主面に形成することもある。

上記の通り、光学フィルタ１は面取り部２を有する。したがって、光学フィルタ１の外終端部が破損し、破損片が光学フィルタ１の主面に付着して、光学フィルタ１の機能が損なわれる可能性を低減できる。なぜなら、面取り部２がないと、光学フィルタ１の外終端部が稜部となるため、光学フィルタ１が何らかの物と接触する等した場合、簡単に外終端部が破損する。しかし、面取り部２を形成することによって、稜部が除去されるため、外終端部が破損する可能性が低減するからである。

特開２００４−１７７８３２号特登４１４８１３９号特開２００８−５８４２７号

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の光学フィルタ１では、ガラスウェハ５の切断時に光学薄膜４が欠損するという問題があった（第６図の光学薄膜欠損部７）。これはダイシングブレード６による応力がガラスウェハ５の分割線Ｂ−Ｂに近接する領域の光学薄膜４にまで及ぶことに起因したものである。

さらに、光学フィルタ１の面取り部２は研磨やサンドブラスト等の機械的な加工で形成する。したがって、面取り部２には応力が加わるため、微小なクラック８「第５図（ｂ）参照」が生じるという問題があった。このクラック８に外部から何らかの力が加わると簡単に破損し、破損片が光学フィルタ１の主面に付着して、光学フィルタ１の機能が損なわれる。

ここで、特許文献１には、ダイシングブレード６の中央部に肉厚部９を設け「第８図（ａ）」、肉厚部９の側面の傾斜を面取り部２の傾斜に等しくすることによって、ガラスウェハ5の切断時に面取り部２を形成した光学フィルタ１が開示されている。これにより、面取り加工を別途行う必要がないため、生産性の向上が図れる。

しかし、ダイシングブレード６による応力がガラスウェハ５の分割線に近接する領域の光学薄膜４にまで及ぶことに変わりはなく、光学薄膜４が欠損するという問題が生じる「第８図（ｂ）の光学薄膜欠損部７」。また、面取り部２は、ダイシングブレード６による機械的な加工で形成されるため、微小なクラックが生じるという問題がある。

特許文献２には、面取り部２の断面が光学フィルタの外部方向に凸となる円弧状の形状、すなわちＲ面取りをした光学フィルタ１が開示されている（第９図参照）。しかし、平板状のガラスウェハ5をダイシングブレード６で分割し、機械的な加工で面取り部２を形成することに変わりはない。したがって、上記の問題は解消されない。

本発明は、光学薄膜に欠損が生じること及び主面の外周端部に微小なクラックが生じることを回避して、歩留まりの高い光学フィルタの製造方法の提供を目的とする。

（着目点及びその問題点）
特許文献３には、断面視が光学板の内部方向に凹となる円弧状の面取り部が形成された光学フィルタが開示されている。以下で第１０図を用いて具体的に説明する。

第１０図（ａ）に示す光学フィルタは、水晶複屈折板１０に接着剤１１を用いて赤外線カットガラス１２を積層した光学ローパスフィルタ１３である。水晶複屈折板１０及び赤外線カットガラス１２における互いに対向する主面の外周端部にはそれぞれの内部方向に凹となる円弧状の面取り部２が形成される。また、水晶複屈折板１０における赤外線カットガラス１２と対向する主面の裏面には反射防止膜１４が形成される。また、赤外線カットガラス１２における水晶複屈折板１０と対向する主面には赤外線カットコート層１５が形成される。

第１０図（ｂ）に示す光学フィルタは、赤外線カットガラス１２の両主面に接着剤１１を用いて水晶複屈折板１０を積層した光学ローパスフィルタ１３である。赤外線カットガラス１２における両主面の外周端部には赤外線カットガラス１２の内部に凹となる面取り部２が形成され、一主面には赤外線カットコート層１５が形成される。水晶複屈折板１０は第１０図（ａ）の水晶複屈折板１０と同じ構成である。

これらの光学ローパスフィルタ１３の面取り部２はウェットエッチングによって形成される。したがって、面取り部２に微小なクラックが生じることはない。本発明は、このような効果を得られる面取り部２の形状に着目したものである。

しかし、第１０図の光学フィルタ１における面取り部２は、接着剤１１が側面にはみ出すことの回避を目的とする（特許文献３、段落００１２参照）。したがって、第１０図の面取り部２の形状をそのまま適用すれば、常に稜部の破損を回避するという面取りの効果が得られるとはいえない。

例えば、第１１図に示すように、面取り部２を形成する凹面と光学板３の主面との交差角（第１１図の符号Ｃ）、及び凹面と光学板３の側面との交差角（第１１図の符号Ｄ）を９０°とした光学フィルタを形成した場合、光学板３の主面及び側面と凹面との交差部は稜部となり、破損しやすく、面取りの効果を得られない。なお、水晶の場合はウェットエッチングに対して異方性なので、外周稜線部に均一な角度とした凹みは基本的に形成できない。

（解決手段）
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、一主面の外周端部に面取り部が形成されて、ウェットエッチングに対して等方性の特性を有する光学板を備え、前記面取り部は断面視が前記光学板の内部方向に凹となる円弧状であってウェットエッチングで形成された光学フィルタにおいて、前記面取り部を形成する凹面と前記一主面との交差角及び前記凹面と前記面取り部が形成された前記光学板の側面との交差角が１００°以上１８０°未満である構成とする。

このような構成であれば、下記「発明を実施するための形態」に記載する通り、光学フィルタの作成時に光学薄膜が欠損する領域を面取り部に限定できる。したがって、光学薄膜の欠損領域を光学フィルタの機能に影響を及ぼさない範囲に限定できて、歩留まりの高い光学フィルタを提供できる。

また、面取り部はウェットエッチングで形成されるため、面取り部に微小なクラックが生じることはない。したがって、面取り部が破損する可能性を低減させられる。

さらに、面取り部を形成する凹面と一主面との交差角及び凹面と面取り部が形成された光学板の側面との交差角が１００°以上１８０°未満である。交差角がこの範囲であれば、光学板の主面及び側面と凹面との交差部に力がかかっても破損する可能性が低いことが発明者によって確認された。したがって、破損しやすい稜部を除去するという面取りの効果を確保できるため、歩留まりの高い光学フィルタを提供できる。なお、ウェットエッチングに対して等方性とした光学板例えばガラス板を使用するので、外周稜線部を均一とした凹状に形成できる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記面取り部は前記光学板の両主面に形成された構成とする。これにより、光学フィルタの構成を明確にする。

本発明の請求項３では、請求項２において、前記面取り部が形成された前記光学板の側面中央が平坦である構成とする。これにより、光学板の側面に鋭角となる凸部が存在しないため、光学板の側面が破損して破損片が光学フィルタの主面に付着する、という不良が生じる可能性が低減する。

実施形態を説明する光学フィルタの図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。実施形態を説明するガラスウェハの平面図である。実施形態を説明するガラスウェハの第２図におけるＸ部の図であり、第３図（ａ）は分割前の斜視図、同図（ｂ）は分割後の斜視図である。他の事項を説明する光学フィルタの断面図である。一従来例を説明する光学フィルタの図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。一従来例を説明するガラスウェハの一部分の図であり、同図（ａ）は分割前の斜視図、同図（ｂ）は分割後の斜視図である。一従来例を説明する光学フィルタの断面図である。第２の従来例を説明する光学フィルタの図であり、同図（ａ）はダイシングブレードの断面図、同図（ｂ）は製造工程を説明する図である。第３の従来例を説明する光学フィルタの断面図である。第４の従来例を説明する光学フィルタの断面図である。第４の従来例における面取り部形状を適用した光学フィルタの断面図である。

（実施形態、請求項１、２、３に相当）
第１図〜第３図は本発明の実施形態を説明する光学フィルタの図であり、第１図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図、第２図はガラスウェハ5の平面図、第３図は第２図におけるＸ部の図であり、第３図（ａ）は分割前の斜視図、同図（ｂ）は分割後の斜視図である。なお、従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

第１図（ａ）の光学フィルタ１は、両主面の外周端部に面取り部２が形成された光学板３と、光学板３の両主面に形成された赤外線カット用の光学薄膜４とからなる。面取り部２は、第１図（ｂ）に示すように、断面視が光学板３内部方向に凹となる円弧状とする。
そして、光学板３の側面中央「第１図（ｂ）の符号Ｆ参照」は平坦とする。

光学板の素材は、ウェットエッチングに対して等方性の特性を有するガラスとする。また、面取り部２を形成する凹面と主面との交差角「第１図（ｂ）の符号Ｇ参照」及び凹面と光学板３の側面との交差角「第１図（ｂ）の符号Ｈ参照」を１００°とする。

このようなものでは、先ず、ウェットエッチングによって、ガラスウェハ５に断面視が円弧状であって分割溝となる凹溝１６を形成する。次に、ガラスウェハ５の両主面に、スパッタリング法や蒸着法によって赤外線カット用の光学薄膜４を形成する（第２図参照）。最後に、ダイシングブレード６を用いて、凹溝１６中心部の分割線Ｉ−Ｉに沿ってガラスウェハ５を分割して光学フィルタ１を形成する（第３図参照）。

このような構成であれば、光学フィルタ１の作成時に光学薄膜４が欠損する領域７を面取り部２に限定できる。したがって、光学薄膜４の欠損領域７を光学フィルタ１の機能に影響を及ぼさない範囲に限定できて歩留まりの高い光学フィルタ１を提供できる。

光学薄膜４の欠損領域７を面取り部２に限定できる理由を次に説明する。第３図の通り、凹溝１６が形成されたガラスウェハ5に光学薄膜４を形成した状態で、分割線Ｉ−Ｉに沿ってガラスウェハ５を分割して光学フィルタ１を形成する。ここで、ガラスウェハ５を分割するときに光学薄膜４に応力が加わるが、凹溝１６は断面視が円弧状であるため、応力は主に凹溝１６内の光学薄膜４へ加わる。したがって、光学薄膜４の欠損は凹溝１６内、すなわち、面取り部２に限定される。

また、凹溝１６はウェットエッチングで形成される。そして、この凹溝１６が光学フィルタ１の面取り部２となる。よって、面取り部２にクラックが生じることはない。したがって、面取り部２が破損する可能性が低減して歩留まりの高い光学フィルタ１を提供できる。

また、面取り部２を形成する凹面と主面との交差角「第１図（ｂ）の符号Ｇ参照」及び凹面と面取り部が形成された光学板の側面との交差角「第１図（ｂ）の符号Ｈ参照」が１００°以上１８０°未満である。交差角がこの範囲であれば光学板の主面及び側面と凹面との交差部が破損する可能性が低いことが発明者によって確認された。

したがって、破損しやすい稜部を除去するという面取りの効果を確保できる。さらに、凹面と光学板３の主面との交差角部分であって、光学薄膜４が欠損していない領域「第１図（ａ）の符号Ｊ参照」は、光学薄膜４によって丸みを帯びるため、より破損する可能性が低くなる。したがって、歩留まりの高い光学フィルタ１を提供できる。

また、第１０図の従来例と比較すると、従来例にある、側面の鋭角となる凸部「第１０図（ｂ）の符号Ｋ参照」が本実施形態にはない。したがって、光学板の側面が破損して破損片が光学フィルタの主面に付着する、という不良が生じる可能性が低減する。

（他の事項）
上記実施形態では両主面に面取り部２を形成したが、第４図にあるように、一つの主面にのみ面取り部２を形成してもよい。また、複数の光学板３を積層した光学フィルタにも本発明が適用できる。また、上記実施例では赤外線カット用の光学薄膜を用いたが、他の周波数帯を除去する光学薄膜を用いてもよい。さらに、上記実施例では光学板としてガラスを用いたが、ウェットエッチングに対して等方性の特性を持つ例えばサファイアを用いることもできる。

１光学フィルタ、２面取り部、３光学板、４光学薄膜、５ガラスウェハ、６ダイシングブレード、７光学薄膜欠損部、８クラック、９肉厚部、１０水晶複屈折板、１１接着剤、１２赤外線カットガラス、１３光学ローパスフィルタ、１４反射防止膜、１５赤外線カットコート層、１６凹溝。

Claims

ウェットエッチングに対して等方性の特性を有し、両主面に光学薄膜を形成したガラスウエハから分割してなる光学フィルタの製造方法において、
前記ガラスウエハの両主面に断面視が円弧状で分割溝となる凹溝をウェットエッチングによって形成し、
前記凹溝を形成した前記ガラスウエハの両主面に光学薄膜を形成し、
前記ガラスウエハを前記凹溝の中心部に沿って前記光学薄膜と共に分割して前記分割面の両主面側に面取り部を形成することにより、前記面取り部を形成する凹面と前記一主面との交差部及び前記凹面と前記面取り部が形成された前記光学板の側面との交差部が、破損し易い稜部となる鋭角の凸部を形成しない角度で、当該光学板の両主面に前記光学薄膜を有する光学フィルタを得ることを特徴とする光学フィルタの製造方法。
請求項１において、
前記分割はダイシングブレードにより行うことを特徴とする光学フィルタの製造方法。