JP5217218B2 - Manufacturing method of absorption multilayer ND filter chip, absorption multilayer ND filter chip, joining method of absorption multilayer ND filter chip, diaphragm blade with absorption multilayer ND filter, and manufacturing method thereof - 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フィルターとこの吸収型多層膜NDフィルターをカメラ内に組み込むための吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根に係り、特に、生産性に優れた吸収型多層膜NDフィルターチップと吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根の製造方法、および、吸収型多層膜NDフィルターチップを絞り羽根材に接合する吸収型多層膜NDフィルターチップの接合方法に関するものである。 The present invention relates to an absorptive multilayer ND filter that attenuates transmitted light in the visible light region, and a diaphragm blade with an absorptive multilayer ND filter for incorporating the absorptive multilayer ND filter in a camera. Manufacturing method of absorption multilayer ND filter chip and diaphragm blade with absorption multilayer ND filter, and joining method of absorption multilayer ND filter chip for joining absorption multilayer ND filter chip to diaphragm blade material It is about.
ND(Neutral Density)フィルターには、入射光を反射して減衰させる反射型NDフィルターと、入射光を吸収して減衰させる吸収型NDフィルターが知られており、反射光が問題となるレンズ光学系にNDフィルターを組み込む場合には一般的に吸収型NDフィルターが用いられる。また、吸収型NDフィルターには、フィルター基板自体に吸収物質を混ぜる(色ガラスNDフィルター)タイプと、フィルター基板自体に吸収はなく基板表面に形成された薄膜に吸収があるタイプとが存在する。また、後者の場合、薄膜表面の反射を防ぐため、上記薄膜を多層膜(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効果を持たせている。 As an ND (Neutral Density) filter, a reflection type ND filter that reflects and attenuates incident light and an absorption type ND filter that absorbs and attenuates incident light are known. In general, an absorption type ND filter is used when an ND filter is incorporated in the filter. In addition, the absorption type ND filter includes a type in which an absorbing substance is mixed in the filter substrate itself (colored glass ND filter), and a type in which the filter substrate itself has no absorption and a thin film formed on the substrate surface has absorption. In the latter case, in order to prevent reflection on the surface of the thin film, the thin film is formed of a multilayer film (absorption type multilayer film), and has an antireflection effect as well as a function of attenuating transmitted light.
そして、小型薄型デジタルカメラに用いられる吸収型多層膜NDフィルターは、カメラにおける組込みスペースが狭いためフィルター基板自体を薄くする必要があり、樹脂フィルムが最適なフィルター基板とされている。尚、薄膜が多層膜で構成されたこの種の吸収型多層膜NDフィルターとして、特許文献1には、酸化物誘電体膜と金属膜から成るNDフィルターが開示されている。 An absorption multilayer ND filter used in a small and thin digital camera requires a thin filter substrate because the installation space in the camera is narrow, and a resin film is an optimal filter substrate. As this type of absorption multilayer ND filter having a thin film formed of a multilayer film, Patent Document 1 discloses an ND filter composed of an oxide dielectric film and a metal film.
また、上記NDフィルターを含め、この種のNDフィルターをカメラ内に組み込む場合には、通常、光軸部分に開口を有する絞り羽根材11に吸収型多層膜NDフィルターのチップ(吸収型多層膜NDフィルターチップ)20を接合して、例えば図6に示すような吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根30を構成し、この吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根30をカメラ内に組み込む方法が採られている。
In addition, when this type of ND filter including the ND filter is incorporated in a camera, an absorption multilayer film ND filter chip (absorption multilayer film ND) is usually provided on the
また、吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根を製造するには、一般的に、樹脂フィルム基板と多層膜とで構成されたNDフィルターシートをプレス切断加工して吸収型多層膜NDフィルターチップ20を求め、この吸収型多層膜NDフィルターチップ20を絞り羽根材11に接合して上記吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根30を得ている。また、上記絞り羽根材11は、吸収型多層膜NDフィルターチップ20の取り付け枠として作用し、吸収型多層膜NDフィルターチップ20を取り付ける光軸部分には開口が設けられ、通常、黒色フィルムにより構成されている。また、吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根は、図6に示すようにフィルターを具備しない絞り羽根31と合わせてカメラ内に組み込まれており、吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根30とフィルターを具備しない絞り羽根31を互いに矢印方向へ移動させて、図7に示すようにNDフィルターが光軸部分に挿入されるように構成されている。
In order to manufacture a diaphragm blade with an absorption type multilayer ND filter, generally, an ND filter sheet composed of a resin film substrate and a multilayer film is press-cut to form an absorption type multilayer
ところで、上記吸収型多層膜NDフィルターチップ20を絞り羽根材11に接合して吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根30を製造する場合、その接合手段としては、一般的にレーザー溶着法、超音波溶着法あるいは接着剤による接着法等が用いられている。そして、これ等の接合方法により吸収型多層膜NDフィルターチップ20を絞り羽根材11に接合した場合、吸収型多層膜NDフィルターチップ20の樹脂フィルム基板上には吸収型多層膜が存在するため、樹脂フィルム基板と絞り羽根材11とを直接接合させることはできず、樹脂フィルム基板上の吸収型多層膜が絞り羽根材11に直接接合することになる。近年、接着剤の接着強度は向上し、接着剤による絞り羽根材と吸収型多層膜表面の接着強度の方が吸収型多層膜の樹脂フィルムへの密着強度より強くなってきている。従って、吸収型多層膜NDフィルターの密着強度に関しては、吸収型多層膜NDフィルターチップ20における樹脂フィルム基板と吸収型多層膜との密着強度に依存することとなり、この樹脂フィルム基板と吸収型多層膜との密着強度は、一般的に、樹脂フィルム基板と絞り羽根材とを直接接合した場合の密着強度より低い問題が存在する。
By the way, when manufacturing the
また、吸収型多層膜NDフィルターチップは、上述したように吸収型多層膜NDフィルターシートをプレス切断加工し、必要とされる5〜20mm角ほどの形状に加工されて得られている。そして、特許文献1に記載されているように酸化物誘電体膜が用いられた吸収型多層膜はガラスのように硬質であるため、プレス切断加工されることにより吸収型多層膜にヒビ割れ(クラック)が発生する場合があり、ヒビ割れした膜が剥がれてシャッターや絞り等の駆動部分に付着すると動作不良の原因になることが指摘されている。 Further, the absorption multilayer ND filter chip is obtained by press-cutting the absorption multilayer ND filter sheet as described above and processing it into a required shape of about 5 to 20 mm square. And since the absorption type multilayer film in which the oxide dielectric film was used as described in Patent Document 1 is hard like glass, the absorption type multilayer film is cracked by press cutting ( It has been pointed out that if a cracked film peels off and adheres to a driving part such as a shutter or an aperture, it causes a malfunction.
そこで、従来においては、吸収型多層膜の成膜時に図8(A)に示すようなマスク1を用いて樹脂フィルム基板2の一部を覆い、図9に示すように樹脂フィルム基板2の一部を蒸着源4から隠して成膜する方法が採られている。この方法によれば、マスク1から露出した樹脂フィルム基板2にのみ吸収型多層膜3が成膜され、図8(B)に示すようにプレス切断される際の切断ライン5部分や絞り羽根材との接合部分等に吸収型多層膜3が成膜されることがない。このため、得られた吸収型多層膜NDフィルターシートをプレス切断加工して吸収型多層膜NDフィルターチップを求める際、図8(B)に示す切断ライン5に沿って吸収型多層膜NDフィルターシートを切断すれば、吸収型多層膜の周辺に未成膜部分を残した吸収型多層膜NDフィルターチップを製造することができる。
Therefore, conventionally, a part of the
尚、特許文献2には、上記接合部分をマスクしてから成膜する方法が開示されている。そして、この方法を利用すれば、接合部分に吸収型多層膜が形成されないことから、レーザー溶着、超音波溶着あるいは接着剤による接着により吸収型多層膜NDフィルターチップの樹脂フィルム基板部分を絞り羽根材に直接接合させることができるため、吸収型多層膜NDフィルターチップと絞り羽根材との密着強度の改善が期待される。
ところで、特許文献2に記載された接合部分をマスクしてから成膜する方法において、吸収型多層膜の膜厚分布の均一性を確保するには大面積の樹脂フィルム基板を用いることはできず、実際上は小面積の樹脂フィルム基板を用いたバッチ方式の生産しかできないため生産効率が悪かった。この場合、ロール状に巻き取られた長尺状の樹脂フィルム基板を順次巻き出し、この樹脂フィルム基板を巻き取りながらロールコータを使用して樹脂フィルム基板上に連続成膜する方法も考えられる。そして、この方法は生産性に優れているが、移動する樹脂フィルム基板へのマスクの固定が現実的には困難なため、切断ライン部分あるいは接合部分に未成膜部分を残すマスク処理の適用は困難であった。
By the way, in the method of forming a film after masking the joint portion described in
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、上述したマスク等の部材を使用することなく、レーザースクライビングにより吸収型多層膜の切断ライン部分若しくは絞り羽根材との接合部位となる部分が除去された吸収型多層膜NDフィルターシートの製造方法を採用することにより、生産性に優れた吸収型多層膜NDフィルターチップと吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根の製造方法、並びに、吸収型多層膜NDフィルターチップを絞り羽根材に接合する吸収型多層膜NDフィルターチップの接合方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems, and the problem is that the cutting line portion of the absorption-type multilayer film or the diaphragm blade can be obtained by laser scribing without using a member such as the mask described above. By adopting a method of manufacturing an absorption type multilayer ND filter sheet from which a portion to be bonded to a material is removed, an absorption type multilayer ND filter chip having excellent productivity and a diaphragm blade with an absorption type multilayer ND filter And a method for bonding an absorption type multilayer ND filter chip for bonding an absorption type multilayer ND filter chip to an aperture blade material.
上記課題を解決するため、本発明者は、液晶ディスプレイの透明導電膜等を除去しあるいは太陽電池の基板の加工方法として知られるレーザー照射による薄膜除去法(上述したようにレーザースクライビングと称する場合がある)の応用を試みた。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor removed a transparent conductive film of a liquid crystal display or the like, or a thin film removal method by laser irradiation known as a processing method of a substrate of a solar cell (may be referred to as laser scribing as described above). Tried to apply).
すなわち、特許文献3には、太陽電池の基板主表面に除去部を形成しこれをコンタクトホールとして利用する方法として、レーザービームを基板表面にフォーカシングして基板材料の一部を蒸発させるレーザースクライビング法が開示されている。そして、レーザービームは、基板表面位置に変動があっても周知のフォーカシングサーボ制御により正確かつ高能率に基板表面にフォーカシングできるため、半導体基板の表面上にてレーザービームを走査することにより複数の除去部を効率的に形成できるとされている。
That is,
そこで、本発明においては、吸収型多層膜NDフィルターチップを製造する際に上記レーザースクライビング法を応用し、吸収型多層膜が形成されたNDフィルターシートをプレス切断加工する際の切断ライン部分若しくは絞り羽根材との接合部位となる部分の吸収型多層膜を除去するものである。 Therefore, in the present invention, the laser scribing method is applied when manufacturing an absorption type multilayer ND filter chip, and a cutting line portion or aperture when press-cutting the ND filter sheet on which the absorption type multilayer film is formed. The part of the absorption multilayer film that becomes a joint portion with the blade material is removed.
すなわち、請求項1に係る発明は、
樹脂フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜と金属膜を交互に積層させて成る吸収型多層膜が設けられた吸収型多層膜NDフィルターシートをプレス切断して吸収型多層膜NDフィルターチップを製造する方法を前提とし、
上記吸収型多層膜NDフィルターシートをプレス切断する際の切断ライン部分若しくは絞り羽根材との接合部位となる部分の少なくとも一方の吸収型多層膜をトップフラット型のエネルギー分布を持つパルス幅nsオーダーのエキシマレーザーを用いたレーザースクライビング法により除去することを特徴とする。
That is, the invention according to claim 1
An absorptive multilayer ND filter chip is formed by press-cutting an absorptive multilayer ND filter sheet provided with an absorptive multilayer film formed by alternately laminating oxide dielectric films and metal films on at least one surface of a resin film substrate. Assuming a manufacturing method,
At least one absorption multilayer film of a cutting line portion or a portion to be joined with a diaphragm blade material when press-cutting the absorption multilayer film ND filter sheet has a pulse width of ns order with a top flat energy distribution . It is removed by a laser scribing method using an excimer laser.
また、請求項2に係る発明は、
請求項1に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターチップの製造方法を前提とし、
上記吸収型多層膜NDフィルターシートにおける吸収型多層膜がスパッタリングロールコータにより成膜されていることを特徴とし、
請求項3に係る発明は、
請求項1または2に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターチップの製造方法を前提とし、
上記吸収型多層膜NDフィルターシートにおける吸収型多層膜の酸化物誘電体膜がSiO2、Al2O3から選ばれる1種以上の膜で構成され、かつ、上記金属膜がNi、Ti、Nb、Ta、Crから選ばれる単体膜若しくはこれ等を主成分とする合金膜で構成されていることを特徴とする。
The invention according to
Based on the manufacturing method of the absorption type multilayer ND filter chip according to the invention of claim 1,
The absorption multilayer film in the absorption multilayer film ND filter sheet is formed by a sputtering roll coater,
The invention according to
Based on the manufacturing method of the absorption multilayer ND filter chip according to the invention of
The oxide dielectric film of the absorptive multilayer film in the absorptive multilayer ND filter sheet is composed of one or more films selected from SiO 2 and Al 2 O 3 , and the metal film is Ni, Ti, Nb It is characterized by being comprised with the single-piece | unit film | membrane selected from Ta, Cr, or the alloy film which has these as a main component.
次に、請求項4に係る発明は、
樹脂フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜と金属膜を交互に積層させて成る吸収型多層膜が設けられた吸収型多層膜NDフィルターシートをプレス切断して得られる収型多層膜NDフィルターチップを前提とし、
請求項1、2または3に記載の吸収型多層膜NDフィルターチップの製造方法により製造され、レーザースクライビング法により吸収型多層膜を除去して露出した樹脂フィルム基板の表面が磨りガラス状になっていることを特徴とし、
請求項5に係る発明は、
吸収型多層膜NDフィルターチップを絞り羽根材に接合する吸収型多層膜NDフィルターチップの接合方法を前提とし、
請求項4に記載の吸収型多層膜NDフィルターチップを、レーザー溶着法、超音波溶着法または接着剤による接着法から選ばれる方法により絞り羽根材に接合することを特徴とする。
Next, the invention according to claim 4 is:
A collecting multilayer ND filter obtained by press-cutting an absorbing multilayer ND filter sheet provided with an absorbing multilayer film in which an oxide dielectric film and a metal film are alternately laminated on at least one surface of a resin film substrate Assuming a chip,
The surface of the resin film substrate which is manufactured by the method for manufacturing an absorption type multilayer ND filter chip according to
The invention according to
Based on the method of joining the absorption type multilayer ND filter chip that joins the absorption type multilayer ND filter chip to the diaphragm blade material,
The absorption multilayer ND filter chip according to claim 4 is bonded to the diaphragm blade material by a method selected from a laser welding method, an ultrasonic welding method, and an adhesive method using an adhesive.
また、請求項6に係る発明は、
吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根を前提とし、
請求項4に記載の吸収型多層膜NDフィルターチップと、この吸収型多層膜NDフィルターチップがレーザー溶着法、超音波溶着法または接着剤による接着法から選ばれる方法により接合される絞り羽根材とで構成されることを特徴とし、
請求項7に係る発明は、
吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根の製造方法を前提とし、
請求項5に記載の吸収型多層膜NDフィルターチップの接合方法を用いて吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根を製造することを特徴とする。
The invention according to
Assuming diaphragm blades with absorption multilayer ND filter,
An absorption multilayer ND filter chip according to claim 4, and an aperture blade material to which the absorption multilayer ND filter chip is bonded by a method selected from a laser welding method, an ultrasonic welding method, and an adhesive bonding method; It is composed of
The invention according to
Assuming the manufacturing method of diaphragm blades with absorption multilayer ND filter,
A diaphragm blade with an absorption type multilayer ND filter is manufactured using the method for joining absorption type multilayer ND filter chips according to
本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターチップの製造方法によれば、
樹脂フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜と金属膜を交互に積層させて成る吸収型多層膜が設けられた吸収型多層膜NDフィルターシートをプレス切断して吸収型多層膜NDフィルターチップを製造する方法において、
上記吸収型多層膜NDフィルターシートをプレス切断する際の切断ライン部分若しくは絞り羽根材との接合部位となる部分の少なくとも一方の吸収型多層膜をトップフラット型のエネルギー分布を持つパルス幅nsオーダーのエキシマレーザーを用いたレーザースクライビング法により除去しているため、吸収型多層膜の成膜時にマスクを利用する従来技術と比較して生産性に優れている。
According to the method for manufacturing an absorption-type multilayer ND filter chip according to the present invention,
An absorptive multilayer ND filter chip is formed by press-cutting an absorptive multilayer ND filter sheet provided with an absorptive multilayer film formed by alternately laminating oxide dielectric films and metal films on at least one surface of a resin film substrate. In the manufacturing method,
At least one absorption multilayer film of a cutting line portion or a portion to be joined with a diaphragm blade material when press-cutting the absorption multilayer film ND filter sheet has a pulse width of ns order with a top flat energy distribution . Since it is removed by a laser scribing method using an excimer laser, it is more productive than the conventional technique using a mask when forming an absorption multilayer film.
また、本発明に係る吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根は、
上記製造方法により製造され、レーザースクライビング法により吸収型多層膜を除去して露出した樹脂フィルム基板の表面が磨りガラス状になっている吸収型多層膜NDフィルターチップと、この吸収型多層膜NDフィルターチップがレーザー溶着法、超音波溶着法または接着剤による接着法から選ばれる方法により接合される絞り羽根材とで構成され、吸収型多層膜NDフィルターチップの樹脂フィルム基板と絞り羽根材とが直接接合されているため、吸収型多層膜NDフィルターチップと絞り羽根材との密着強度が大幅に向上する。
In addition, the diaphragm blade with an absorption multilayer ND filter according to the present invention is
An absorption multilayer ND filter chip manufactured by the above manufacturing method and having a polished glass surface on the surface of the resin film substrate exposed by removing the absorption multilayer by the laser scribing method, and the absorption multilayer ND filter The tip is composed of a diaphragm blade material joined by a method selected from a laser welding method, an ultrasonic welding method, or an adhesive bonding method, and the resin film substrate of the absorption multilayer ND filter chip and the diaphragm blade material are directly Since they are joined, the adhesion strength between the absorption-type multilayer ND filter chip and the diaphragm blade material is greatly improved.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(1)吸収型多層膜NDフィルターの膜構造
まず、本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターシートは、シート状の樹脂フィルム基板と、この樹脂フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜と金属膜を交互に積層させて成る吸収型多層膜とで構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(1) Film structure of absorption multilayer ND filter First, an absorption multilayer ND filter sheet according to the present invention includes a sheet-like resin film substrate and an oxide dielectric film and a metal on at least one surface of the resin film substrate. It is comprised with the absorption type multilayer film which laminates | stacks a film | membrane alternately.
また、上記酸化物誘電体膜としては、SiO2、Al2O3から選ばれる1種以上の膜が例示され、上記金属膜としては、Ni、Ti、Nb、Ta、Crから選ばれる単体膜若しくはこれ等を主成分とする合金膜が例示される。 The oxide dielectric film is exemplified by one or more films selected from SiO 2 and Al 2 O 3 , and the metal film is a single film selected from Ni, Ti, Nb, Ta, and Cr. Or the alloy film which has these as a main component is illustrated.
一例として、金属膜にNiを用い、酸化物誘電体膜にSiO2を用いて構成した平均透過率6.3%の吸収型多層膜NDフィルターの膜構成を以下の表1に示す。また、この膜構成を有する吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率を図3に示す。 As an example, the film configuration of an absorption multilayer ND filter having an average transmittance of 6.3% using Ni as the metal film and SiO 2 as the oxide dielectric film is shown in Table 1 below. Further, FIG. 3 shows the spectral transmittance of the absorption multilayer ND filter having this film configuration.
同様に、金属膜にNiを用い、酸化物誘電体膜にSiO2を用いて構成した平均透過率12.5%の吸収型多層膜NDフィルターの膜構成を以下の表2に示し、この膜構成を有する吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率を図4に示す。 Similarly, the film configuration of an absorption type multilayer ND filter having an average transmittance of 12.5% using Ni as the metal film and SiO 2 as the oxide dielectric film is shown in Table 2 below. The spectral transmittance of the absorption multilayer ND filter having the configuration is shown in FIG.
更に、金属膜にNiを用い、酸化物誘電体膜にSiO2を用いて構成した平均透過率25.0%の吸収型多層膜NDフィルターの膜構成を以下の表3に示し、この膜構成を有する吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率を図5に示す。 Further, the film configuration of an absorption type multilayer ND filter having an average transmittance of 25.0%, which uses Ni as the metal film and SiO 2 as the oxide dielectric film, is shown in Table 3 below. FIG. 5 shows the spectral transmittance of the absorptive multilayer ND filter.
表1〜表3の記載から明らかなように、平均透過率が高い吸収型NDフィルターほど各Ni膜の膜厚が薄くなっている。 As is clear from the descriptions in Tables 1 to 3, the thickness of each Ni film is thinner as the absorption ND filter has a higher average transmittance.
(2−1)吸収型多層膜NDフィルターシート(吸収型多層膜を具備するシート部材)
吸収型多層膜NDフィルターを製造するには以下の2つの方法がある。
There are the following two methods for manufacturing an absorption-type multilayer ND filter.
その1つは、従来技術に挙げたマスクを使用する方法、すなわち、複数枚のシート状に切断された樹脂フィルム基板にマスクを重ね合わせて一度に成膜するバッチ方式による成膜方法である。但し、樹脂フィルム基板内の膜厚分布により樹脂フィルム基板のサイズは制限を受ける。 One of them is a method using a mask described in the prior art, that is, a batch-type film forming method in which a mask is superimposed on a resin film substrate cut into a plurality of sheets to form a film at once. However, the size of the resin film substrate is limited by the film thickness distribution in the resin film substrate.
もう1つは、本発明において採用する方式である。 The other is a method adopted in the present invention.
すなわち、ロール状に巻回された長尺状の樹脂フィルム基板を用いたロールコータを使用する方式である。ロールコータを使用する方式は1回に処理できる成膜面積が大きいため、生産性がバッチ方式より明らかに高い。しかし、移動する長尺状の樹脂フィルム基板にマスクを重ねることは極めて困難なため、最初に長尺状の樹脂フィルム基板全面に吸収型多層膜を成膜し、マスクを使用しない代わりに、プレス切断する際のライン部分若しくは絞り羽根材との接合部位となる部分の少なくとも一方の吸収型多層膜を、レーザースクライビングにより除去する方法を用いる。 That is, a roll coater using a long resin film substrate wound in a roll shape is used. Since the method using a roll coater has a large film forming area that can be processed at one time, the productivity is clearly higher than that of the batch method. However, because it is extremely difficult to overlay a mask on a moving long resin film substrate, an absorption multilayer film is first formed on the entire surface of the long resin film substrate, and instead of using a mask, press A method is used in which at least one of the absorption-type multilayer films at the line portion at the time of cutting or the portion that becomes the joining portion with the diaphragm blade material is removed by laser scribing.
ロールコータは、樹脂フィルム基板を水冷キャンロールに密着させながら成膜を行うことができる。例えば、スパッタリングによる成膜では、樹脂フィルム基板を冷却していることから熱負荷を低減できるため、スパッタリングターゲットに大電力を投入することが可能となり、成膜速度を向上させることが可能になる。また、樹脂フィルム基板の搬送方向(長さ方向)については時間的に安定した膜厚を得ることが可能なため、樹脂フィルム基板の幅方向の膜厚分布を膜厚補正板等により改善することで全面において均一な膜厚分布を得ることができ、これにより均一な光学特性を得ることができる。 The roll coater can form a film while bringing the resin film substrate into close contact with the water-cooled can roll. For example, in film formation by sputtering, since the resin film substrate is cooled, the thermal load can be reduced, so that a large amount of power can be input to the sputtering target, and the film formation rate can be improved. Moreover, since it is possible to obtain a time-stable film thickness in the transport direction (length direction) of the resin film substrate, the film thickness distribution in the width direction of the resin film substrate should be improved by a film thickness correction plate or the like. Thus, a uniform film thickness distribution can be obtained on the entire surface, whereby uniform optical characteristics can be obtained.
また、ロールコータによる成膜では、初めに吸収型多層膜と樹脂フィルム基板との密着力を高めるために樹脂フィルム基板を搬送させながらプラズマやイオンビーム等の表面処理を行う。 In film formation by a roll coater, first, surface treatment such as plasma or ion beam is performed while the resin film substrate is transported in order to increase the adhesion between the absorption multilayer film and the resin film substrate.
次に、第1層目の酸化物誘電体膜を成膜し、次に樹脂フィルム基板の搬送方向を逆転させながら第2層目の金属膜を成膜する。これらを繰り返し、第5層目まで成膜を行い、次に樹脂フィルム基板を裏返して裏面にも同様な吸収型多層膜を成膜する。尚、成膜室の差動排気や成膜速度の制御を適切に行い、酸化物誘電体膜と金属膜を一度の搬送において2層同時に成膜しても当然のことながらよく、成膜室にキャンロールを2つ配置して表面と裏面の吸収型多層膜を同時に成膜してもよい。
(2−2)吸収型多層膜NDフィルターシートのレーザースクライビング
プレス切断される際の切断ライン5の部分6と絞り羽根材との接合部位となる部分7の吸収型多層膜がレーザースクライビングにより除去された吸収型多層膜NDフィルターシートの平面図を図1に示す。
(a)プレス切断
プレス切断には、金型により完全に切り落としてしまう方法と、ラミネートシートに吸収型多層膜NDフィルターシートをラミネート加工してから上記ラミネートシートは完全に切断しないハーフカットプレス法がある。
Next, a first-layer oxide dielectric film is formed, and then a second-layer metal film is formed while reversing the transport direction of the resin film substrate. These steps are repeated until the fifth layer is formed, and then the resin film substrate is turned over, and a similar absorption multilayer film is formed on the back surface. It should be noted that it is naturally possible to form two layers of the oxide dielectric film and the metal film at the same time in one transport by appropriately controlling the differential exhaust of the film formation chamber and the film formation speed. Alternatively, two can rolls may be disposed on the front and back surfaces of the absorption multilayer film at the same time.
(2-2) Laser scribing of absorption-type multilayer ND filter sheet The absorption-type multilayer film of the
(A) Press cutting For press cutting, there are a method of completely cutting off by a mold and a half-cut press method in which the laminate sheet is laminated without laminating the absorbent multilayer ND filter sheet on the laminate sheet. is there.
上記切断ライン5におけるレーザースクライビングにより除去する吸収型多層膜の部分6の幅は0.1〜2mm程度が適切である。尚、吸収型多層膜を除去した切断ライン5の部分6で絞り羽根材と接合が可能であれば、あえて接合のためにレーザースクライビングにより吸収型多層膜を除去する必要はない。また、吸収型多層膜NDフィルターシート両面の吸収型多層膜を除去するには、片面ずつ位置合わせを行いながらレーザースクライビングしてもよいし、両面同時にレーザースクライビングしてもよい。
The width of the
また、プレス切断による切断ライン5付近の吸収型多層膜のヒビ割れが問題とならないならば、当然のことながら切断ライン5における吸収型多層膜の部分6をレーザースクライビングする必要はなく、絞り羽根材との接合部位となる部分7の吸収型多層膜のみをレーザースクライビングすればよい。
(b)レーザースクライビング
上記レーザースクライビングを行うためにはレーザー照射条件の最適化が必要である。レーザー照射エネルギー密度が低くレーザー照射時間が長い場合、吸収型多層膜が昇華せずに過熱されてしまい、吸収型多層膜を構成する誘電体酸化物膜と金属膜が昇華する前に、融点がはるかに低い樹脂フィルム基板自体が融けて穴が開いたり、あるいは、炭化してしまうことが予測される。
Further, if cracks in the absorption multilayer film near the
(B) Laser scribing In order to perform the above laser scribing, it is necessary to optimize laser irradiation conditions. When the laser irradiation energy density is low and the laser irradiation time is long, the absorption multilayer film is heated without being sublimated, and before the dielectric oxide film and the metal film constituting the absorption multilayer film are sublimated, the melting point becomes It is predicted that the resin film substrate itself, which is much lower, melts and opens, or carbonizes.
従って、レーザー照射時間を短く設定して、樹脂フィルム基板に影響を与えないうちに吸収型多層膜が昇華されて除去できるレーザー照射条件を求める必要がある。 Accordingly, it is necessary to set the laser irradiation time short and to determine the laser irradiation conditions that can sublimate and remove the absorption multilayer film without affecting the resin film substrate.
また、レーザースクライビングに使用するレーザーを選択する基準は、レーザー波長、パルス幅、繰り返し数、照射回数等がある。現在は多種多様なレーザーが開発されているので、これらの中から選択することが可能である。例えば、パルス幅nsオーダーのエキシマレーザー(ArFレーザー:波長193nm、KrFレーザー:248nm)、パルス幅ps〜nsオーダーのYAGレーザー(基本波1064nm、第二次高調波532nm、第三高調波:355nm、第四高調波:266nm)、パルス幅fs〜psオーダーのチタンサファイヤレーザー等から選択することができ、実施例ではトップフラット型のエネルギー分布を持つパルス幅nsオーダーのエキシマレーザーが選択されている。ここで、上記fs、ps、nsは、それぞれ、fs:10-15秒、ps:10-12秒、ns:10-9秒を意味する。 Further, the criteria for selecting a laser to be used for laser scribing include a laser wavelength, a pulse width, the number of repetitions, and the number of irradiations. Currently, a wide variety of lasers have been developed, and it is possible to select from these. For example, an excimer laser with a pulse width of ns order (ArF laser: wavelength 193 nm, KrF laser: 248 nm), a YAG laser with a pulse width ps to ns order (fundamental wave 1064 nm, second harmonic 532 nm, third harmonic: 355 nm, Fourth harmonic: 266 nm), a titanium sapphire laser with a pulse width of fs to ps order, etc., and an excimer laser with a pulse width of ns order having a top flat type energy distribution is selected in the embodiment. Here, fs, ps, and ns mean fs: 10 −15 seconds, ps: 10 −12 seconds, and ns: 10 −9 seconds, respectively.
また、レーザースクライビングでは、レーザービームのエネルギー分布も重要な要因になる。レーザーのエネルギー分布は、大きくガウシャン分布型と、周辺部と中心部のエネルギー分布が均一に近いトップハット型(トップフラット型、フラットトップ型とも称する)がある。そして、レーザースクライビングに使用するレーザーは、トップフラット型のエネルギー分布を持つレーザーが有利である。レーザービームのエネルギー分布がガウシャン分布型であると、エネルギーが低いビーム周辺部のレーザースクライビングを効率よく行うためにレーザー出力を増加させてしまうと、ビーム中心部のエネルギーが高くなり過ぎて照射中心部に穴が開いたり、炭化してしまうことがある。 In laser scribing, the energy distribution of the laser beam is also an important factor. The energy distribution of the laser is broadly divided into a Gaussian distribution type and a top hat type (also referred to as a top flat type or a flat top type) in which the energy distribution in the peripheral part and the central part is almost uniform. The laser used for laser scribing is advantageously a laser having a top flat energy distribution. If the energy distribution of the laser beam is a Gaussian distribution type, if the laser output is increased in order to efficiently perform laser scribing around the low energy beam, the energy at the center of the beam becomes too high and the irradiation center There may be holes or carbonization.
更に、レーザースクライビングにより吸収型多層膜NDフィルターシートの吸収型多層膜を除去して樹脂フィルム基板が露出している部分は、表面が荒れて磨りガラス状になっているため、接着剤によってはアンカー効果による接着力向上も期待できる。尚、レーザースクライビングにより露出した樹脂フィルム基板は、レーザーダメージにより多少表面が荒れて磨りガラス状になったとしても、あるいは、多少白濁してもよい場合が多い。プレス切断加工される切断ラインの部分や絞り羽根材との接合部位の部分は、カメラに組み込まれたNDフィルターにおいて入射光が常時透過していることがなく、光学的特性を求められることが少ないからである。 Furthermore, the portion where the absorption multilayer film of the absorption multilayer film ND filter sheet is removed by laser scribing and the resin film substrate is exposed has a rough and polished glass surface. It can also be expected to improve adhesive strength due to the effect. In many cases, the resin film substrate exposed by laser scribing may be somewhat turbid even if the surface is somewhat roughened and polished to a glass shape due to laser damage. Incident light is not always transmitted through the ND filter incorporated in the camera, and the optical characteristics are rarely required for the part of the cutting line to be press-cut and the part of the joint part with the diaphragm blade material. Because.
また、レーザースクライビングによる吸収型多層膜の除去処理については、製造された長尺状の吸収型多層膜NDフィルターをシート状に切断してNDフィルターシートを得てから行ってもよいし、あるいは、長尺状の樹脂フィルム基板に吸収型多層膜を成膜した後、長尺状のまま連続してレーザースクライビングによる処理を行ってもよく任意である。 Further, the removal process of the absorption multilayer film by laser scribing may be performed after the produced long absorption multilayer film ND filter is cut into a sheet to obtain an ND filter sheet, or After forming an absorption type multilayer film on a long resin film substrate, it may be optionally performed by laser scribing continuously in a long shape.
ここで、樹脂フィルム基板を構成する材質は特に限定されないが、透明であるものが好ましく、量産性を考慮した場合、乾式のスパッタリングロールコータで成膜が可能なフレキシブル基板であることが好ましい。フレキシブル基板は、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。また、プレス切断加工にも適している。 Here, although the material which comprises a resin film board | substrate is not specifically limited, A transparent thing is preferable and when considering mass productivity, it is preferable that it is a flexible board | substrate which can form into a film with a dry-type sputtering roll coater. The flexible substrate is excellent in that it is cheaper, lighter and more deformable than a conventional glass substrate. It is also suitable for press cutting.
そして、上記基板を構成する樹脂フィルムの具体例として、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)およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂フィルムの単体、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂フィルム単体とこの単体の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:登録商標)やJSR社のアートン(商品名:登録商標)などが挙げられる。 As specific examples of the resin film constituting the substrate, the resin film selected from polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyarylate (PAR), polycarbonate (PC), polyolefin (PO) and norbornene. Or a composite of a single resin film selected from the above resin materials and an acrylic organic film covering one or both sides of the single resin film. In particular, with respect to norbornene resin materials, representative examples include ZEONOR (trade name: registered trademark) of Nippon Zeon Co., Ltd. and Arton (trade name: registered trademark) of JSR Corporation.
(3)絞り羽根材の製造方法
(3−1)絞り羽根材
絞り羽根材11とこれに接合される吸収型多層膜NDフィルターチップ20の一例を図2に示す。吸収型多層膜NDフィルターシートがプレス切断加工されて小片になったものを吸収型多層膜NDフィルターチップと称するが、このチップを固定する枠としても作用する絞り羽根材は一般的に黒色樹脂フィルムが用いられている。そして、樹脂に顔料を混ぜて黒色樹脂フィルムにする方法と、透明な樹脂フィルムの表面に黒色塗料を塗ったり、黒色膜を成膜して光を透過しないように黒色処理する方法がある。また、この絞り羽根材は、吸収型多層膜NDフィルターチップを取り付ける光軸部分に開口若しくは切り込みがある。
(3) Manufacturing Method of Diaphragm Blade Material (3-1) Diaphragm Blade Material An example of the
吸収型多層膜NDフィルターチップを接合する絞り羽根には2種類の構造がある。その一つは、絞り羽根の形状により光束をさえぎり連続的に光量を減衰させる機能があり、この機能だけでは光量を減衰しきれなくなったときに吸収型多層膜NDフィルターチップが光軸に挿入される構造である。もう一つは、吸収型多層膜NDフィルターチップが接合されている絞り羽根自体に連続的に光量を減衰させる機能がなく、単に吸収型多層膜NDフィルターチップの枠としてだけ機能し、光量を連続的に減衰させることのできる別の絞りと組み合わせる構造である。 There are two types of diaphragm blades for joining the absorption type multilayer ND filter chip. One of them is the function of blocking the luminous flux by the shape of the diaphragm blades and attenuating the light quantity continuously. When this function alone cannot attenuate the light quantity, an absorption multilayer ND filter chip is inserted into the optical axis. It is a structure. The other is that the diaphragm blade itself to which the absorption type multilayer ND filter chip is bonded does not have a function of continuously attenuating the amount of light, but simply functions as a frame of the absorption type multilayer ND filter chip, and the amount of light is continuous. This structure is combined with another diaphragm that can be attenuated automatically.
上記のように、構造上、連続的に光量を減衰させる絞り羽根としては機能せず、単なる吸収型多層膜NDフィルターチップを固定する枠としてしか機能しない部材も存在するが、このような部材も本発明に係る絞り羽根材に含まれる。
(3−2)吸収型多層膜NDフィルターチップと絞り羽根材との接合
吸収型多層膜NDフィルターチップと絞り羽根材との接合方法は、レーザー溶着、超音波溶着あるいは接着剤による方法があり、それぞれの接合方法に適した形状に吸収型多層膜を除去する必要がある。そして、レーザー溶着による接合を行う場合、レーザーのスポット径が約0.5mm〜1.5mm程度なので、絞り羽根材との接合部位となる吸収型多層膜の部分7を上記サイズより若干大きめな形状(図1と図2においては円形状が例示されている)に除去することが望ましい。尚、接着剤による接合を行う場合は、吸収型多層膜NDフィルターチップの接着面側だけの吸収型多層膜を除去すればよいが、上記レーザー溶着による接合を行う場合では、吸収型多層膜NDフィルターチップの片面だけでなく両面とも吸収型多層膜を除去することが望ましい。絞り羽根材との接合部位の吸収型多層膜のみを除去した場合、接合面ではない吸収型多層膜側からレーザー溶着を行うと、吸収型多層膜を除去していない側がレーザーエネルギーを吸収してしまい好ましくないからである。
As described above, there is a member that does not function as a diaphragm blade that continuously attenuates the amount of light but functions only as a frame for fixing a simple absorption multilayer ND filter chip as described above. It is included in the diaphragm blade material according to the present invention.
(3-2) Bonding of absorption type multilayer ND filter chip and diaphragm blade material The method of bonding the absorption type multilayer film ND filter chip and diaphragm blade material includes laser welding, ultrasonic welding, or an adhesive method. It is necessary to remove the absorption multilayer film in a shape suitable for each bonding method. And when joining by laser welding, since the spot diameter of the laser is about 0.5 mm to 1.5 mm, the
次に、本発明の実施例について具体的に説明する。 Next, specific examples of the present invention will be described.
この実施例において吸収型多層膜NDフィルターの酸化物誘電体膜の成膜にはSiを主成分とする成膜材料(ターゲット)を用い、金属膜の成膜にはNiを主成分とする成膜材料(ターゲット)を用いた。 In this embodiment, a film forming material (target) containing Si as a main component is used for forming the oxide dielectric film of the absorption multilayer ND filter, and a film containing Ni as the main component is used for forming the metal film. A film material (target) was used.
また、吸収型多層膜の成膜にはスパッタリングロールコータ装置を用い、排気ポンプにはターボ分子ポンプを用いた。 A sputtering roll coater was used to form the absorption multilayer film, and a turbo molecular pump was used as the exhaust pump.
そして、SiO2膜の成膜は、Siを主成分とするターゲットを用い、Arガスを150sccm導入し、スパッタ電力10kWでデュアルマグネトロンスパッタリング法によりスパッタリングを行い、酸素導入はインピーダンスモニターにより制御した。インピーダンス制御の設定値が小さくなっているとき程、酸素が多く導入されている。 The SiO 2 film was formed by using a target mainly composed of Si, introducing Ar gas at 150 sccm, performing sputtering by a dual magnetron sputtering method at a sputtering power of 10 kW, and controlling oxygen introduction by an impedance monitor. The smaller the impedance control set value is, the more oxygen is introduced.
尚、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に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。 Note that dual magnetron sputtering is a sputtering method that suppresses the occurrence of arcing by alternately applying medium frequency (40 kHz) pulses to two targets to form an insulating film at high speed, thereby preventing the formation of an insulating layer on the target surface. Is the method.
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を高速成膜するために使用される。 In addition, the impedance monitor applies the phenomenon that the impedance between the target electrodes changes depending on the amount of oxygen introduced, and oxygen is introduced so that the film to be formed becomes a desired film in the transition region between the metal mode and the oxide mode. It is used to control and monitor the amount to form an oxide dielectric film at high speed.
Siを主成分とするターゲットを用いて成膜された膜は、成膜時の酸素分圧が高くなる(成膜時の酸素導入量が多くなる)につれて、SiOxで示される酸化物誘電体膜のX値が2へと変化し、着色した膜から透明膜へと変化していく。 A film formed using a target containing Si as a main component has an oxide dielectric film indicated by SiOx as the oxygen partial pressure during film formation increases (the amount of oxygen introduced during film formation increases). The X value changes to 2 and changes from a colored film to a transparent film.
一方、金属膜の成膜は、Niを主成分とするターゲットを用いてDCスパッタリングにより行い、酸素導入を行っていない。Arガスを150sccm導入し、スパッタ電力500Wで成膜を行った。 On the other hand, the metal film is formed by DC sputtering using a target containing Ni as a main component, and oxygen is not introduced. Ar gas was introduced at 150 sccm, and a film was formed at a sputtering power of 500 W.
また、基板を構成する樹脂フィルムの材質には、厚さ100μm、幅300mm、長さ100mのPETフィルムを用いた。成膜前には、吸収型多層膜の密着力を高めるために真空中でプラズマ処理が施されている。 The resin film constituting the substrate was a PET film having a thickness of 100 μm, a width of 300 mm, and a length of 100 m. Prior to film formation, plasma treatment is performed in vacuum in order to increase the adhesion of the absorption multilayer film.
そして、前記の表1に示す膜構成の吸収型多層膜NDフィルターを製造した。初めに表面に5層成膜を行い、次にフィルムを裏返して裏面にも同様な5層成膜を行った。 And the absorption type multilayer ND filter of the film | membrane structure shown in said Table 1 was manufactured. First, a five-layer film was formed on the front surface, and then the film was turned over and a similar five-layer film was formed on the back surface.
次に、得られた吸収型多層膜NDフィルターを300mm間隔でカットしてシート形状に加工し、吸収型多層膜NDフィルターシートの状態にしてからレーザースクライビングを行った。 Next, the obtained absorption multilayer ND filter was cut into a sheet shape by cutting at 300 mm intervals, and laser scribing was performed after the absorption multilayer ND filter sheet was formed.
レーザースクライビングには、KrFエキシマレーザー(レーザー波長:248nm、パルス幅20ns、繰り返し数:100Hz)の30mJ出力を使用した。ビームの集光には投影光学系を用い、直径1mmの円形のビーム形状にした。尚、このKrFエキシマレーザービームのエネルギー分布はトップハット型である。1回のパルス照射では、片側の吸収型多層膜を完全に除去することはできなかったが、2回以上のパルス照射で片側の吸収型多層膜を直径1mmの円形状に完全に除去することができ、基材であるPETフィルム表面が現れた。尚、PETフィルムにおける円形状の露出部位は、絞り羽根材との接合部位に対応する。
For laser scribing, a 30 mJ output of a KrF excimer laser (laser wavelength: 248 nm,
円形状に除去した部位に対応する裏側にもパルス照射を行い、両面とも吸収型多層膜を直径1mmの円形状に除去することができた。また、吸収型多層膜が除去されたPETフィルム表面は多少荒れた磨りガラス状になっていた。 Pulse irradiation was also performed on the back side corresponding to the part removed in a circular shape, and the absorption multilayer film could be removed in a circular shape having a diameter of 1 mm on both sides. Further, the surface of the PET film from which the absorption multilayer film was removed was somewhat roughened polished glass.
次に、上記レーザーを10Hzで動作し、吸収型多層膜に照射しながら吸収型多層膜NDフィルターシートを1mm/秒で移動させて、幅1mmの直線状に吸収型多層膜を完全に除去することができた。尚、幅1mmの直線状に除去されたPETフィルムの露出部位は、吸収型多層膜NDフィルターシートのプレス切断ライン部分に対応する。 Next, the laser is operated at 10 Hz, and the absorption multilayer film ND filter sheet is moved at 1 mm / second while irradiating the absorption multilayer film, thereby completely removing the absorption multilayer film in a straight line having a width of 1 mm. I was able to. The exposed portion of the PET film removed in a straight line having a width of 1 mm corresponds to the press cutting line portion of the absorption multilayer ND filter sheet.
ここで、レーザースクライビングは、チタンサファイヤレーザー(レーザー波長:790nm、パルス幅150fs、繰り返し数:2kHz、出力:250mW)を用いても可能であった。また、レーザースクライビングを行う際、窒素、ヘリウム、Ar等のガスをレーザー照射部分に吹き付けながら行うと、除去された膜成分の再付着が防止できる。 Here, laser scribing was also possible using a titanium sapphire laser (laser wavelength: 790 nm, pulse width 150 fs, repetition rate: 2 kHz, output: 250 mW). In addition, when laser scribing is performed while a gas such as nitrogen, helium, or Ar is blown onto the laser irradiated portion, reattachment of the removed film component can be prevented.
[評 価]
レーザースクライビングによって吸収型多層膜を幅1mmの直線状に除去した部分のプレス切断加工による吸収型多層膜のヒビ割れの観察と、レーザースクライビングによって吸収型多層膜を直径1mmの円形状に除去した部分を絞り羽根材としての黒色PET板に接着剤およびレーザー溶着により接合する接合テストにより本発明を評価した。
(1)まず、両面の吸収型多層膜が幅1mmの直線状に除去された吸収型多層膜NDフィルターシートの両面に厚さ100μmのラミネートフィルムをそれぞれ貼り付け、下側のラミネートフィルムを完全に打ち抜かないハーフカットプレスによる打ち抜き加工を行った。このハーフカットプレスによる打ち抜き加工を行った部分には、吸収型多層膜が存在しないのでヒビ割れが発生することはない。
[Evaluation]
Observation of cracks in the absorption multilayer film by press cutting of the portion where the absorption multilayer film is linearly removed by laser scribing, and a portion where the absorption multilayer film is removed in a circular shape having a diameter of 1 mm by laser scribing The present invention was evaluated by a joining test in which a black PET plate as a diaphragm blade material was joined by an adhesive and laser welding.
(1) First, a laminate film having a thickness of 100 μm is pasted on both sides of an absorption multilayer film ND filter sheet from which both sides of the absorption multilayer film are linearly removed with a width of 1 mm, and the lower laminate film is completely Punching was performed with a half-cut press that did not punch. In the portion that has been punched by this half-cut press, there is no absorptive multilayer film, so no cracking occurs.
また、レーザースクライビングを行っていない吸収型多層膜が存在する部分に対しても同様にハーフカットプレスによる打ち抜き加工を行ったところ、吸収型多層膜の切断位置から100〜150μmの範囲に微細なヒビ割れが発生していた。これ等ヒビ割れした吸収型多層膜が剥がれ、シャッターや絞り等の駆動部分に付着すると動作不良の原因になると指摘されている。
(2)次に、両面の吸収型多層膜が直径1mmの円形状に除去された吸収型多層膜NDフィルターシートの上記円形状部位を、エポキシ系紫外線硬化樹脂を用いて、絞り羽根材としての黒色PET板に接着した。
Similarly, when a punching process using a half-cut press is performed on a portion where an absorption multilayer film not subjected to laser scribing is present, a fine crack is formed within a range of 100 to 150 μm from the cutting position of the absorption multilayer film. Cracks occurred. It has been pointed out that if these cracked absorption type multilayer films are peeled off and adhere to driving parts such as a shutter and an aperture, it causes a malfunction.
(2) Next, the circular part of the absorption multilayer film ND filter sheet from which the absorption multilayer films on both sides are removed in a circular shape having a diameter of 1 mm is used as an aperture blade material by using an epoxy ultraviolet curing resin. Bonded to a black PET plate.
そして、吸収型多層膜NDフィルターシートと黒色PET板との接着部分を90°方向へ引っ張り、その接着強度を測定したところ、約200gであった。 And when the adhesion part of the absorption type multilayer ND filter sheet and the black PET board was pulled in the 90 ° direction and the adhesion strength was measured, it was about 200 g.
ここで、上記接着剤は、レーザースクライビングにより吸収型多層膜が円形状に除去されたPETフィルム面で剥がれておらず、絞り羽根材としての黒色PET板の面で剥がれていた。このことから、レーザースクライビングにより樹脂フィルム基板としてのPETフィルムが露出した表面が磨りガラス状になり、そのアンカー効果により、エポキシ系紫外線硬化樹脂の接着力が絞り羽根材としての黒色PET板より強力になったものと考えられる。 Here, the adhesive was not peeled off on the surface of the PET film from which the absorption multilayer film was removed in a circular shape by laser scribing, but was peeled off on the surface of the black PET plate as the diaphragm blade material. From this, the surface where the PET film as the resin film substrate is exposed by laser scribing becomes polished glass, and due to its anchor effect, the adhesive force of the epoxy UV curable resin is stronger than the black PET plate as the diaphragm blade material It is thought that it became.
また、レーザースクライビングを行っていない吸収型多層膜が存在する部分に対しても同様に黒色PET板に接着し、その引っ張り接着強度を測定したところ、約100gであった。 Similarly, a portion where an absorption type multilayer film not subjected to laser scribing was also adhered to a black PET plate and its tensile adhesive strength was measured, and it was about 100 g.
尚、吸収型多層膜NDフィルターシートの吸収型多層膜が樹脂フィルム基板であるPETフィルム界面で剥がれていた。このことから、吸収型多層膜と樹脂フィルム基板との密着力よりも、絞り羽根材(黒色PET板)と吸収型多層膜とのエポキシ系紫外線硬化樹脂による接着力の方が強力であったことが示唆される。
(3)最後に、両面の吸収型多層膜が直径1mmの円形状に除去された吸収型多層膜NDフィルターシートの上記円形状部位を、レーザー溶着により絞り羽根材としての黒色PET板に接合した。尚、レーザー溶着のレーザーには、波長980nm、出力10Wの半導体レーザーを用いた。
The absorptive multilayer film of the absorptive multilayer film ND filter sheet was peeled off at the PET film interface as a resin film substrate. From this, the adhesive strength of the diaphragm blade material (black PET board) and the absorption multilayer film with the epoxy UV curable resin was stronger than the adhesion between the absorption multilayer film and the resin film substrate. Is suggested.
(3) Finally, the circular portion of the absorption multilayer film ND filter sheet from which the absorption multilayer films on both sides were removed in a circular shape with a diameter of 1 mm was joined to a black PET plate as a diaphragm blade material by laser welding. . A semiconductor laser having a wavelength of 980 nm and an output of 10 W was used as the laser welding laser.
そして、吸収型多層膜NDフィルターシートと黒色PET板との接着部分を90°方向へ引っ張り、その接着強度を測定したところ、約200gであった。 And when the adhesion part of the absorption type multilayer ND filter sheet and the black PET board was pulled in the 90 ° direction and the adhesion strength was measured, it was about 200 g.
また、レーザースクライビングを行っていない吸収型多層膜が存在する部分に対しても同様に黒色PET板にレーザー溶着し、その引っ張り接着強度を測定したところ、約20g以下であり、ほとんど接合されていない状態であった。尚、顕微鏡で接合部分を観察してみると、樹脂フィルム基板であるPETフィルムと絞り羽根材である黒色PETフィルムは溶けた状態になっていても、これ等樹脂フィルム基板と絞り羽根材の間に存在する吸収型多層膜に遮られて接着できなかったことが推測される。
(4)このようにレーザースクライビングにより吸収型多層膜を除去し、樹脂フィルム基板が露出した部分のプレス切断加工による吸収型多層膜のヒビ割れの発生は起らず、同様に、樹脂フィルム基板が露出した部分の接着剤およびレーザー溶着による絞り羽根材への接合性も非常に優れていることから、本発明の優位性が確認された。
Similarly, laser welding is performed on a portion where an absorption-type multilayer film not subjected to laser scribing is present, and when the tensile adhesive strength is measured, the tensile adhesion strength is about 20 g or less, which is hardly joined. It was in a state. When observing the joint with a microscope, the PET film as the resin film substrate and the black PET film as the diaphragm blade material are in a melted state, but between these resin film substrate and the diaphragm blade material. It is presumed that the film could not be adhered due to being blocked by the absorption type multilayer film present in the film.
(4) In this way, the absorption multilayer film is removed by laser scribing, and no cracking occurs in the absorption multilayer film due to the press cutting process of the portion where the resin film substrate is exposed. The superiority of the present invention was confirmed because the adhesiveness of the exposed part and the bonding property to the diaphragm blade material by laser welding were also excellent.
本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターチップの製造方法は生産性に優れ、かつ、得られた吸収型多層膜NDフィルターチップの絞り羽根材への接合方法も接合性にも優れているため、本発明に係る吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根については、厳しい環境下で長時間の信頼性が要求される小型薄型デジタルカメラやカメラ付携帯電話等に用いられる産業上の利用可能性を有している。 The manufacturing method of the absorption-type multilayer ND filter chip according to the present invention is excellent in productivity, and the bonding method of the obtained absorption-type multilayer ND filter chip to the diaphragm blade material is also excellent in bonding properties. The diaphragm blade with an absorption-type multilayer ND filter according to the present invention has industrial applicability for use in small thin digital cameras and camera-equipped mobile phones that require long-term reliability in harsh environments. doing.
1 マスク
2 樹脂フィルム基板
3 吸収型多層膜
4 蒸着源
5 切断ライン
6 切断ライン部分
7 絞り羽根材との接合部位となる部分
11 絞り羽根材
20 吸収型多層膜NDフィルターチップ
30 吸収型多層膜NDフィルター付き絞り羽根
31 フィルターを具備しない絞り羽根
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
上記吸収型多層膜NDフィルターシートをプレス切断する際の切断ライン部分若しくは絞り羽根材との接合部位となる部分の少なくとも一方の吸収型多層膜をトップフラット型のエネルギー分布を持つパルス幅nsオーダーのエキシマレーザーを用いたレーザースクライビング法により除去することを特徴とする吸収型多層膜NDフィルターチップの製造方法。 An absorptive multilayer ND filter chip is formed by press-cutting an absorptive multilayer ND filter sheet provided with an absorptive multilayer film formed by alternately laminating oxide dielectric films and metal films on at least one surface of a resin film substrate. In the manufacturing method,
At least one absorption multilayer film of a cutting line portion or a portion to be joined with a diaphragm blade material when press-cutting the absorption multilayer film ND filter sheet has a pulse width of ns order with a top flat energy distribution . A method for producing an absorptive multilayer ND filter chip, which is removed by a laser scribing method using an excimer laser.
請求項1、2または3に記載の吸収型多層膜NDフィルターチップの製造方法により製造され、レーザースクライビング法により吸収型多層膜を除去して露出した樹脂フィルム基板の表面が磨りガラス状になっていることを特徴とする吸収型多層膜NDフィルターチップ。 A collecting multilayer ND filter obtained by press-cutting an absorbing multilayer ND filter sheet provided with an absorbing multilayer film in which an oxide dielectric film and a metal film are alternately laminated on at least one surface of a resin film substrate In the chip ,
The surface of the resin film substrate which is manufactured by the method for manufacturing an absorption type multilayer ND filter chip according to claim 1, 2 or 3 and is exposed by removing the absorption type multilayer film by a laser scribing method becomes a polished glass. absorption type multi-layer film ND filter tip, characterized in that there.
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