KR101483386B1 - 광학 필터와 그의 제조 방법, 및 촬상 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 광학 필터는, 피사체 또는 광원과 촬상 소자 사이에 배치되고, 입사광에 대하여 투과성을 갖는 광학 필터 본체와, 광학 필터 본체의 적어도 한쪽 면에 일체로 형성된, 촬상 소자에 입사하는 광의 일부를 차단하는 차광 수지막을 갖는다. 차광 수지막의 광 입사면에는 광의 반사를 방지하는 미세 요철 구조가 형성되어 있다.

Description

광학 필터와 그의 제조 방법, 및 촬상 장치 {OPTICAL FILTER, METHOD FOR PRODUCING SAME, AND IMAGE CAPTURING DEVICE}
본 발명의 실시 형태는 광학 필터와 그의 제조 방법, 및 촬상 장치에 관한 것이다.
CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS 이미지 센서(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor) 등의 고체 촬상 소자를 사용한 촬상 장치에 있어서는, 색조를 양호하게 재현하면서 선명한 화상을 얻기 위하여, 각종 광학적 기능을 가진 필터(광학 필터)를 촬상 렌즈와 고체 촬상 소자 사이 등에 배치하고 있다. 그의 대표적인 예가, 고체 촬상 소자의 분광 감도를 사람의 시감도로 보정하기 위하여, 근적외 파장 영역의 광을 차폐하는 필터(근적외선 커트 필터)이며, 통상, 촬상 렌즈와 고체 촬상 소자 사이에 배치된다. 또한, 촬상 장치에는 들어오는 광의 양을 조정하고, 촬상 소자가 수광에 의해 발생하는 전하가 포화하여 촬상할 수 없게 되는 것을 방지하거나, 촬상 장치 내의 렌즈, 센서 등의 광학 부재나 그 유지 부재 등으로부터의 반사나 산란에 의한 미광을 커트하기 위하여, 소위 조리개라고 칭하는 차폐 부재가 배치되어 있다.
최근, 고체 촬상 소자를 사용한 촬상 장치는 소형화가 진행되어, 휴대 전화 등의 소형 전자 기기에 탑재되도록 되어 왔다. 또한, 최근에는 이러한 전자 기기 자체의 소형화, 고기능화에 대한 요구가 높아지고 있으며, 그에 수반하여 촬상 장치에 있어서도 한층 더한 소형화가 요구되고 있다.
촬상 장치의 소형화를 실현하는 방법으로서, 예를 들어 광학 필터에 조리개로서 기능하는 흑색의 피복을 일체로 설치하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 방법에서는 조리개를 배치하기 위한 스페이스가 불필요하게 되어 장치를 소형화할 수 있다. 나아가, 부품수의 삭감, 또한 그에 따른 조립 공정의 간소화도 도모된다.
촬상 장치 내에 배치되는 광학 필터나 렌즈 등의 광학 부재의 광학 기능면에는, 입사광의 반사에 의한 미광 등을 방지하기 위하여, 일반적으로 증착이나 스퍼터링 등에 의해 저굴절률층과 고굴절률층을 적층한 다층막 등을 포함하여 이루어지는 반사 방지막이 형성되어 있다. 상기 흑색 피복(차광막)에서도 그러한 반사 방지 처리가 요망된다.
그러나, 상기 반사 방지막은 형성 공정이 복잡하여 생산성이나 비용면에서 과제가 있다. 또한, 반사 방지막은 일반적으로 그 반사 방지 효과에 파장 의존성 및 각도(입사 각도) 의존성이 있다고 하는 문제도 있다. 이로 인해, 상기 차광막에 대하여, 생산성 및 경제성이 우수하면서, 파장 의존성, 각도 의존성 등의 문제가 없는 반사 방지 효과를 부여할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
일본 특허 공개 제2002-268120호 공보
본 발명은 생산성 및 경제성이 우수하고, 또한 입사광의 파장이나 각도에도 의존하지 않는 반사 방지 효과를 갖는 차광막을 일체로 구비한 광학 필터 및 그의 제조 방법, 또한 그러한 광학 필터를 사용한 촬상 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 형태의 광학 필터는, 피사체 또는 광원으로부터의 광이 입사하는 촬상 소자가 내장된 촬상 장치에 사용되는 광학 필터이며, 상기 피사체 또는 광원과 상기 촬상 소자 사이에 배치되고, 상기 입사광에 대하여 투과성을 갖는 광학 필터 본체와, 상기 광학 필터 본체의 적어도 한쪽 면에 일체로 형성된, 상기 촬상 소자에 입사하는 광의 일부를 차단하는 차광 수지막을 갖고, 상기 차광 수지막의 광 입사면에 광의 반사를 방지하는 미세 요철 구조가 형성되어 있다.
여기서, 「광 입사면」이란, 차광 수지막에 있어서 광학 필터 본체와는 반대측의 표면을 말한다.
본 발명의 실시 형태의 광학 필터의 제조 방법은, 피사체 또는 광원으로부터의 광이 입사하는 촬상 소자가 내장된 촬상 장치에 사용되는 광학 필터의 제조 방법이며, 상기 입사광에 대하여 투과성을 갖는 광학 필터의 적어도 한쪽 면에, 소정의 패턴 형상을 갖는 차광 수지막을 형성하는 공정을 구비하며, 상기 공정은, 미경화 또는 반경화 상태에 있는 차광 수지막의 표면에 임프린트형을 가압하여 미세 요철 구조를 형성하는 공정을 포함한다.
본 발명의 실시 형태의 광학 필터의 제조 방법은, 피사체 또는 광원으로부터의 광이 입사하는 촬상 소자가 내장된 촬상 장치에 사용되는 광학 필터의 제조 방법이며, 상기 입사광에 대하여 투과성을 갖는 광학 필터의 적어도 한쪽 면에, 소정의 패턴 형상을 갖는 차광 수지막을 형성하는 공정과, 상기 차광 수지막의 표층에 선택적으로 방사선을 조사하는 공정과, 상기 방사선이 조사된 차광 수지막을 가열하여 그 표면에 미세 요철 구조를 형성하는 공정을 구비한다.
본 발명의 실시 형태의 광학 필터의 제조 방법은, 피사체 또는 광원으로부터의 광이 입사하는 촬상 소자가 내장된 촬상 장치에 사용되는 광학 필터의 제조 방법이며, 상기 입사광에 대하여 투과성을 갖는 광학 필터의 적어도 한쪽 면에, 매트제를 함유하는 차광성 수지를 사용하여, 소정의 패턴 형상을 가지면서 표면에 미세 요철 구조가 형성된 차광 수지막을 형성하는 공정을 구비한다.
본 발명의 실시 형태의 촬상 장치는, 피사체 또는 광원으로부터의 광이 입사하는 촬상 소자와, 상기 피사체 또는 광원과 상기 촬상 소자 사이에 배치된 렌즈와, 상기 피사체 또는 광원과 상기 촬상 소자 사이에 배치된 상기 광학 필터를 구비한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 생산성 및 경제성이 우수하고, 또한 입사광의 파장이나 각도에도 의존하지 않는 반사 방지 효과를 갖는 차광막을 일체로 구비한 광학 필터가 제공된다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 그러한 광학 필터를 구비한 촬상 장치가 제공된다.
도 1은 제1 실시 형태의 광학 필터를 도시하는 단면도이다.
도 2a는 도 1의 차광 수지막 표면의 요철 미세 구조의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2b는 도 1의 차광 수지막 표면의 요철 미세 구조의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 2c는 도 1의 차광 수지막 표면의 요철 미세 구조의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 3a는 도 1의 차광 수지막의 형성에 사용하는 임프린트형의 일례의 제조 공정을 도시하는 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 3c는 도 3b에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 4a는 도 1의 차광 수지막의 형성 방법의 일례를 설명하는 단면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 4c는 도 4b에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 4d는 도 4c에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 5a는 도 1의 차광 수지막의 형성에 사용하는 임프린트형의 다른 예의 제조 공정을 도시하는 단면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 5c는 도 5b에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 5d는 도 5c에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 5e는 도 5d에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 6a는 도 1의 차광 수지막의 형성 방법의 다른 예를 설명하는 단면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 6c는 도 6b에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 6d는 도 6c에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 7a는 도 1의 차광 수지막의 형성 방법의 또 다른 예를 설명하는 단면도이다.
도 7b는 도 7a에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 7c는 도 7b에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 7d는 도 7c에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 7a 내지 도 7d에 도시하는 방법으로 형성된 차광 수지막 표면의 금속 현미경에 의한 촬상 사진이다.
도 9a는 다른 방법으로 형성된 차광 수지막 표면의 원자간력 현미경(AFM)에 의한 3D상이다.
도 9b는 또 다른 방법으로 형성된 차광 수지막 표면의 원자간력 현미경(AFM)에 의한 3D상이다.
도 10a는 표면에 매트면 형상 요철 구조를 구비한 차광 수지막과, 그러한 매트면 형상 요철 구조를 갖지 않는 차광 수지막의 정반사율을 비교한 그래프이다.
도 10b는 표면에 주름 형상의 요철 구조를 구비한 차광 수지막에서의 「산술 평균 거칠기(Ra)」와 「국부 산 정상의 평균 간격(S)」과 정반사율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 1에 도시하는 광학 필터의 평면도이다.
도 12는 제1 실시 형태의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 13은 제1 실시 형태의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 14a는 제1 실시 형태의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 14b는 제1 실시 형태의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 15는 제2 실시 형태의 광학 필터를 도시하는 단면도이다.
도 16a는 제3 실시 형태의 촬상 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 16b는 제3 실시 형태의 촬상 장치의 변형예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에서 사용한 적외선 흡수 색소의 흡수 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 18a는 실시예 및 비교예에서 형성된 차광 수지막의 각도 5도에서 입사한 광에 대한 정반사율을 나타내는 그래프이다.
도 18b는 실시예 및 비교예에서 형성된 차광 수지막의 각도 30도에서 입사한 광에 대한 정반사율을 나타내는 그래프이다.
도 18c는 실시예 및 비교예에서 형성된 차광 수지막의 각도 45도에서 입사한 광에 대한 정반사율을 나타내는 그래프이다.
도 19는 실시예의 근적외선 커트 필터에 대하여 측정된 분광 투과율 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 20은 표면에 에칭에 의한 미세 요철 구조를 구비한 차광 수지막과, 그러한 미세 요철 구조를 갖지 않는 차광 수지막의 각도 5도에서 입사한 광에 대한 정반사율을 비교한 그래프이다.
도 21a는 실시예의 제조 공정을 설명하는 단면도이다.
도 21b는 도 21a에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
도 21c는 도 21b에 도시하는 공정의 다음 공정을 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 설명은 도면에 기초하여 설명하지만, 도면은 도시를 위하여 제공되는 것이며, 본 발명은 이들 도면에 전혀 한정되지 않는다. 각 도면에 있어서, 공통되는 부분에는 동일 부호를 부여하고 있다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 근적외선 커트 필터를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 근적외선 커트 필터(100)는, 근적외선 커트 필터 본체(이하, 간단히 「필터 본체」라고도 함)(10)와, 그의 한쪽 주면의 외주부에 일체로 형성된 차광 수지막(20)을 구비한다.
필터 본체(10)는, 투명 기재(11)와, 이 투명 기재(11)의 한쪽 주면에 형성된, 가시 파장 영역의 광은 투과하지만 자외 파장 영역 및 적외 파장 영역의 광은 반사하는 유전체 다층막을 포함하여 이루어지는 자외ㆍ적외광 반사막(12)과, 투명 기재(11)의 다른 쪽 주면에 형성된 반사 방지막(13)을 갖는다.
또한, 차광 수지막(20)은, 카본 블랙 등의 무기 또는 유기 착색제를 함유하는 차광성 수지에 의해, 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)측 주면에 형성되어 있다. 수지의 종류는 특별히 한정되는 것이 아니며, 자외 파장 영역 등의 광의 조사에 의해 경화하는 광경화성 수지, 열가소성 수지, 열경화성 수지 모두가 사용 가능하다. 여기서, 「차광성」이란, 주로 광을 흡수함으로써 광의 투과를 차단하는 성질을 말한다. 이러한 차광성을 갖는 광경화성 수지를 포함하여 이루어지는 차광 수지막(20)은, 본 실시 형태의 근적외선 커트 필터(100)를, 후술하는 바와 같은 촬상 소자를 내장한 촬상 장치에 사용하였을 때, 촬상 소자에 입사하는 광의 양을 조절하거나 미광을 커트하는, 소위 조리개로서 기능한다.
이 차광 수지막(20)은, 그 표면(필터 본체(10)와는 반대측 면, 즉 광 입사측 면)에 광의 반사 방지 기능을 갖는 미세 요철 구조(22)를 구비하고 있다. 미세 요철 구조(22)의 형상으로서는, 예를 들어 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 다수의 원형 내지 각뿔 형상의 오목부 또는 볼록부가 어레이 형상으로 규칙적으로 배열된 소위 네거티브형 모스 아이(moth eye) 구조(22a) 또는 포지티브형 모스 아이 구조(22b)(도 2a, 도 2b), 불규칙한 형상의 요철부가 미세하게 형성된 매트면 형상 요철 구조(22c)(도 2c) 등을 들 수 있다.
네거티브형 모스 아이 구조(22a) 및 포지티브형 모스 아이 구조(22b)는, 각각 원형 내지 각뿔 형상의 오목부 및 볼록부의 배열 피치를 입사광의 파장 이하로 하고, 또한 그 피치와 오목부 및 볼록부의 깊이 또는 높이의 비인 종횡비를 1 이상으로 하였을 때, 입사광의 대략 모두가 내부(여기서는 차광 수지막(20))에 진입하여 반사 방지 기능을 발휘한다. 오목부 및 볼록부의 배열 피치를 50 내지 300nm로 하고, 또한 그 깊이 또는 높이를 200 내지 3000nm로 하는 것이 바람직하다.
매트면 형상 요철 구조(22c)는, 입사광이 그 표면에서 확산 반사하고, 여러 방향으로 산란하는 결과, 반사 방지 기능을 발휘한다. 이 반사 방지 기능은, 특히 입사 각도 범위가 폭 넓고, 파장 범위가 넓은 입사광의 정반사광에 대하여, 특히 큰 반사 방지 효과를 발휘한다.
양호한 반사 방지 효과를 얻기 위해서는, 매트면 형상 요철 구조(22c)는, 상기 요철 구조가 형성된 차광 수지막(20) 표면의 표면 거칠기가, JIS B0601(1994)에 준거하여 원자간력 현미경(AFM)에 의해 측정되는 산술 평균 거칠기(Ra)로 0.1㎛ 이상이 되는 구조인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 범위는 0.15 내지 10㎛이며, 0.2 내지 2㎛이면 한층 더 바람직하고, 0.2 내지 0.5㎛이면 더욱 바람직하다. 또한, JIS B0601(1994)에 준거하여 초심도 형상 측정 현미경으로 측정되는 국부 산 정상의 평균 간격(S)이 1 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 또한, JIS B0601(1994)에 준거하여 측정되는 최대 높이(Ry)가 2㎛ 이상인 것이 바람직하다. 국부 산 정상의 평균 간격(S)의 보다 바람직한 범위는 2 내지 50㎛이며, 5 내지 20㎛이면 한층 더 바람직하다. 최대 높이(Ry)의 보다 바람직한 범위는 3 내지 9㎛이며, 4 내지 6㎛이면 한층 더 바람직하다.
매트면 형상 요철 구조(22c)의 바람직한 예 중 하나로서, 예를 들어 후술하는 바와 같은 방법으로 형성되는 주름 형상의 요철 구조를 들 수 있다. 양호한 반사 방지 효과를 얻는 관점에서, 이 요철 구조는, 상기 요철 구조가 형성된 차광 수지막(20) 표면의 표면 거칠기가, JIS B0601(1994)에 준거하여 원자간력 현미경(AFM)에 의해 측정되는 산술 평균 거칠기(Ra)로 0.1㎛ 이상이 되는 구조인 것이 바람직하고, 0.15 내지 10㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.23 내지 10㎛인 것이 한층 더 바람직하다. 또한, 상기 방법으로 측정되는 국부 산 정상의 평균 간격(S)이 5 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 5 내지 50㎛인 것이 보다 바람직하고, 5 내지 20㎛인 것이 보다 바람직하다.
네거티브형 모스 아이 구조(22a), 포지티브형 모스 아이 구조(22b) 및 매트면 형상 요철 구조(22c)를 구비한 차광 수지막(20)은, 각각 예를 들어 다음과 같은 방법으로 형성할 수 있다.
(1) 네거티브형 모스 아이 구조(22a)를 구비한 차광 수지막(20)의 형성 방법을 설명한다. 도 3a 내지 도 3c는 네거티브형 모스 아이 구조(22a)를 구비한 차광 수지막(20)의 형성에 사용하는 임프린트형의 제조 공정을 도시하는 단면도이고, 도 4a 내지 도 4d는 그러한 임프린트형을 사용하여 네거티브형 모스 아이 구조(22a)를 구비한 차광 수지막(20)을 형성하는 공정을 순서대로 도시하는 단면도이다.
네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30)의 재료가 되는 석영 등을 포함하여 이루어지는 기판(31)을 준비하고, 그 표면에 금속(32)을 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 부착시킨다(도 3a). 이어서, 이 금속(32)을 마스크로 하여 기판(31)을 건식 에칭하고(도 3b), 잔존하는 금속(32)을 제거하여, 표면에 원형 내지 각뿔 형상의 볼록부(33)를 갖는 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30)을 형성한다(도 3c).
이어서, 이 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30)을 사용하여, 하기와 같이 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 차광 수지막(20)을 형성한다.
우선, 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면 전체에, 차광성을 갖는 광경화성 수지를 도포하고 건조시켜 광경화성 수지 도포층(20A)을 형성한다(도 4a). 광경화성 수지의 도포 방법으로서는 스핀 코트법, 바 코트법, 딥 코트법, 캐스트법, 스프레이 코트법, 비드 코트법, 와이어 바 코트법, 블레이드 코트법, 롤러 코트법, 커튼 코트법, 슬릿 다이 코트법, 그라비아 코트법, 슬릿 리버스 코트법, 마이크로 그라비아법, 콤마 코트법 등을 사용할 수 있다. 도포는 복수회로 나누어 실시하여도 된다. 또한, 도포에 앞서 자외ㆍ적외광 반사막(12)에 대한 밀착성을 높이기 위하여, 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 커플링 처리를 행하여도 된다.
이어서, 광경화성 수지 도포층(20A)의 표면에, 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30)을, 그 볼록부(33) 형성측을 광경화성 수지 도포층(20A)의 표면을 향하여 접촉시켜 압박하여, 임프린트형(30)의 표면 형상을 광경화성 수지 도포층(20A)의 표면에 전사한다(도 4b). 압박은 가열 가압하면서 행하여도 된다.
임프린트형(30)을 광경화성 수지 도포층(20A)으로부터 제거한 후, 차광 수지막(20)에 대응하는 위치를 개구시킨 포토마스크(34)를 개재하여 광경화성 수지 도포층(20A)에 광(L)을 조사한다(도 4c). 조사하는 광은, 예를 들어 광경화성 수지(20A)가 자외 파장 영역의 광에 의해 경화하는 것이면, 적어도 그러한 자외 파장 영역의 광을 포함하는 광을 조사한다. 이에 의해, 광이 조사된 차광 수지막(20)이 되는 부분의 광경화성 수지가 경화된다.
이후, 미조사부의 광경화성 수지를 현상에 의해 선택적으로 제거함으로써, 표면에 네거티브형 모스 아이 구조(22a)를 갖는 차광 수지막(20)이 형성된다(도 4d). 현상은 습식 현상, 건식 현상 등이 이용된다. 습식 현상의 경우에는, 알칼리성 수용액, 수계 현상액, 유기 용제 등 광경화성 수지의 종류에 대응한 현상액을 사용하여 딥 방식, 스프레이 방식, 브러싱, 슬래핑 등의 공지된 방법에 의해 행할 수 있다. 현상 후, 필요에 따라 80 내지 250℃ 정도의 가열 또는 광을 조사함으로써, 차광 수지막(20)을 더 경화시켜도 된다.
(2) 포지티브형 모스 아이 구조(22b)를 구비한 차광 수지막(20)의 형성 방법을 설명한다. 도 5a 내지 도 5d는 포지티브형 모스 아이 구조(22b)를 구비한 차광 수지막(20)의 형성에 사용하는 임프린트형의 제조 공정을 도시하는 단면도이고, 도 6a 내지 도 6d는 그 임프린트형을 사용하여 포지티브형 모스 아이 구조(22b)를 구비한 차광 수지막(20)을 형성하는 공정을 순서대로 도시하는 단면도이다.
이 방법 (2)에서는, 상술한 (1)의 방법으로 제조한 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30)을 사용하여, 다음과 같이 하여 포지티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(40)을 제조한다. 우선, 석영 등을 포함하여 이루어지는 기판(31)을 준비하고, 그 표면에 금속(32)을 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 부착시킨다(도 5a). 계속해서, 금속(32)을 마스크로 하여 기판(31)을 건식 에칭하고(도 5b), 잔존하는 금속(31)을 제거하여, 표면에 원형 내지 각뿔 형상의 볼록부(33)가 형성된 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30)을 형성한다(도 5c).
이어서, 이 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30)을, 석영 등을 포함하여 이루어지는 기판(35) 상에 광경화성 수지를 도포 건조시켜 형성한 광경화성 수지 도포층(36A)의 표면에, 그 볼록부(33) 형성측을 광경화성 수지 도포층(36A)의 표면을 향하여 접촉시켜 압박하여, 임프린트형(30)의 표면 형상을 광경화성 수지 도포층(36A)의 표면에 전사한다(도 5d). 압박은 가열 가압하면서 행하여도 된다.
이후, 임프린트형(30)을 광경화성 수지 도포층(36A)으로부터 제거하고, 광경화성 수지 도포층(36A)에 광(L)을 조사하여 경화시킨다. 이에 의해, 표면에 원형 내지 각뿔 형상의 오목부(37)가 형성된 포지티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(40)이 얻어진다(도 5e).
이어서, 이 포지티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(40)을 사용하여, 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 차광 수지막(20)을 형성한다. 이 공정은 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30) 대신에 포지티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(40)을 사용하는 것 이외에는, 방법 (1)에 있어서 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 차광 수지막(20)을 형성하는 경우와 마찬가지로 행해진다.
우선, 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면 전체에, 차광성을 갖는 광경화성 수지를 도포하여 건조시켜 광경화성 수지 도포층(20A)을 형성한다(도 6a). 이어서, 광경화성 수지 도포층(20A)의 표면에, 포지티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(40)을, 그 오목부(37) 형성측을 광경화성 수지 도포층(20A)의 표면을 향하여 접촉시켜 압박하여, 임프린트형(40)의 표면 형상을 광경화성 수지 도포층(20A)의 표면에 전사한다(도 6b). 압박은 가열 가압하면서 행하여도 된다.
임프린트형(40)을 광경화성 수지 도포층(20A)으로부터 제거한 후, 차광 수지막(20)에 대응하는 위치를 개구시킨 포토마스크(34)를 개재하여 광경화성 수지 도포층(20A)에 광(L)을 조사한다(도 6c). 이에 의해, 광이 조사된 차광 수지막(20)이 되는 부분의 광경화성 수지가 경화된다. 이후, 미조사부의 광경화성 수지를 현상에 의해 선택적으로 제거함으로써, 표면에 포지티브형 모스 아이 구조(22b)를 갖는 차광 수지막(20)이 형성된다(도 6d).
(3) 매트면 형상 요철 구조(22c)를 구비한 차광 수지막(20)의 형성 방법을 설명한다. 도 7a 내지 도 7d는 매트면 형상 요철 구조(22c)를 구비한 차광 수지막(20)을 형성하는 공정을 순서대로 도시하는 단면도이다.
이 방법에서는, 우선, 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면 전체에, 차광성을 갖는 광경화성 수지를 도포하여 건조시켜 광경화성 수지 도포층(20A)을 형성한다. 그 후, 광경화성 수지 도포층(20A)에, 차광 수지막(20)에 대응하는 위치를 개구시킨 포토마스크(34)를 개재하여 광(L)을 조사한다(도 7a). 조사하는 광은, 예를 들어 광경화성 수지(20A)가 자외 파장 영역의 광에 의해 경화하는 것이면, 적어도 그러한 자외 파장 영역의 광을 포함하는 광을 조사한다. 이에 의해, 광이 조사된 부분의 광경화성 수지가 경화된다.
상기 광경화성 수지의 도포 방법으로서는 스핀 코트법, 바 코트법, 딥 코트법, 캐스트법, 스프레이 코트법, 비드 코트법, 와이어 바 코트법, 블레이드 코트법, 롤러 코트법, 커튼 코트법, 슬릿 다이 코트법, 그라비아 코트법, 슬릿 리버스 코트법, 마이크로 그라비아법, 콤마 코트법 등을 사용할 수 있다. 도포는 복수회로 나누어 실시하여도 된다. 또한, 도포에 앞서 자외ㆍ적외광 반사막(12)에 대한 밀착성을 높이기 위하여, 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 커플링 처리를 행하여도 된다.
이어서, 미조사부의 광경화성 수지를 현상에 의해 선택적으로 제거하여 차광 수지막(20)을 형성한다(도 7b). 현상에는 습식 현상, 건식 현상 등이 이용된다. 습식 현상의 경우에는, 알칼리성 수용액, 수계 현상액, 유기 용제 등 광경화성 수지의 종류에 대응한 현상액을 사용하여 딥 방식, 스프레이 방식, 브러싱, 슬래핑 등의 공지의 방법에 의해 행할 수 있다.
이어서, 차광 수지막(20)에 방사선(L')을 조사하고, 차광 수지막(20)의 표층 부분만을 더 경화시킨다(도 7c). 방사선(L')에는 차광 수지막(20)에서 흡수가 큰 파장이 사용된다. 바람직한 방사선(L')으로서는 파장 170nm 내지 270nm의 자외광, 예를 들어 파장 184nm 내지 254nm의 자외광을 들 수 있다.
이후, 차광 수지막(20)을 가열하여 방사선(L')의 조사에 의해 발생한 응력을 완화한다. 가열 온도는, 경화한 차광 수지막(20)의 표층 부분 이외가 연화되는 온도이면 되며, 통상 50 내지 300℃ 정도이고, 바람직하게는 150 내지 220℃ 정도이다. 이에 의해, 표면에 매트면 형상 요철 구조(22c)를 갖는 차광 수지막(20)이 형성된다(도 7d). 도 8은 이러한 방법으로 형성된 매트면 형상 요철 구조(22c)의 표면을 금속 현미경에 의해 촬상한 사진의 일례를 도시한 것이다. 이 사진의 예에서는 주름 형상의 미세 요철 구조가 형성되어 있다.
상기 방법 (1) 내지 (3)은, 모두 차광 수지막(20)이 광경화성 수지를 포함하여 이루어지는 경우를 예로 들어 설명하고 있다. 차광 수지막(20)이 열가소성 수지 혹은 열경화성 수지를 포함하는 이루어지는 경우에는, 방법 (1) 내지 (3)은 다음과 같이 행해진다.
방법 (1) 및 (2)에 있어서는, 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에, 차광 수지막(20)에 대응하는 패턴 형상의 미경화 또는 반경화 상태의 수지층을 형성한 후, 이 수지층에, 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(30) 혹은 포지티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(40)을 눌러 그들의 표면 형상을 수지층에 전사한다. 계속해서, 미경화 또는 반경화 상태의 수지층을 경화시킨다.
또한, 방법 (3)에 있어서는, 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에, 차광 수지막(20)에 대응하는 패턴 형상의 미경화 또는 반경화 상태의 수지층을 형성한 후, 이 수지층을 경화시킨다. 계속해서, 이 경화 수지층에 방사선을 조사하여 경화 수지층의 표층 부분만을 더 경화시키고, 그 후 가열하여 방사선의 조사에 의해 발생한 응력을 완화한다.
상기 미경화 또는 반경화 상태의 수지층의 형성시에는, 스크린 인쇄나 플렉소 인쇄 등의 인쇄법을 사용할 수 있는 것 외에, 미리 소정의 패턴 형상으로 성형한 차광성 반경화 수지 필름을 접착제에 의해 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 접착하여 형성하여도 된다. 방법 (3)에 대해서는, 또한, 미리 소정의 패턴 형상으로 성형한 차광성 경화 수지 필름을 접착제에 의해 필터 본체(10)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 접착하고, 이 접착한 경화 수지 필름에 대하여 방사선 조사 및 가열을 행하여도 된다.
(4) 매트면 형상 요철 구조(22c)를 구비한 차광 수지막(20)은 알루미나, 산화티타늄, 실리카, 탄산칼슘, 카본 블랙 등의 무기 미립자나, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 등의 수지 미립자 등의 매트제를 함유하는 차광성 수지를 사용하여도 형성할 수 있다.
미립자의 평균 입경(D50)은, 매트면의 요철에 의한 산란 효과를 크게 하기 위하여 가시광 파장보다 큰 0.4㎛ 이상이 바람직하다. 또한, 미립자의 평균 입경(D50)은, 100㎛ 이상이 되면 차광성 수지에 미립자를 균질하게 분산할 수 없어 차광 수지막(20)의 매트면의 요철 구조에 불균일이 발생할 우려가 있으므로, 100㎛ 이하가 바람직하다. 2㎛ 이상 15㎛ 이하가 보다 바람직하다. 또한, 미립자의 최대 입경이 커지면 차광 수지막(20)의 두께가 두꺼워져 필터(100)의 두께가 증가하여, 소형 카메라에 탑재하면 카메라의 두께가 두꺼워지므로, 90％ 직경(D90)은 300㎛ 이하가 바람직하고, 50㎛ 이하가 보다 바람직하다.
또한, 상기 평균 입경(D50) 및 90％ 직경(D90)은, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정하여 얻어지는 입자체 집단의 전체 체적을 100％로 하여 누적 커브를 구하고, 그 누적 커브가 각각 50％ 및 90％가 되는 점의 입자 직경을 의미한다.
이 방법에서는, 우선, 필터 본체의 자외ㆍ적외광 반사막의 표면 전체에, 매트제를 함유하는 차광성 수지, 예를 들어 카본 블랙 등의 무기 또는 유기 착색제와 함께 매트제를 함유시키고, 또한 필요에 따라 용매 또는 분산매를 혼합한 차광성을 갖는 광경화성 수지, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를, 스크린 인쇄나 플렉소 인쇄 등의 인쇄법에 의해 차광 수지막에 대응하는 패턴 형상으로 도포하고, 계속해서 건조시켜 차광성 수지 도포층을 형성한다. 도포는 복수회로 나누어 실시하여도 된다. 또한, 도포에 앞서 자외ㆍ적외광 반사막에 대한 밀착성을 높이기 위하여, 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 커플링제에 의한 처리를 행하여도 된다. 커플링제는 도포하는 수지 재료 중에 배합하도록 하여도 된다.
이후, 차광성 수지 도포층을 광 조사 또는 가열에 의해 경화시킨다. 이에 의해, 표면에 매트면 형상 요철 구조를 갖는 차광 수지막이 형성된다. 도 9a는 이러한 방법으로 형성된 매트면 형상 요철 구조의 표면을 원자간력 현미경(AFM)에 의해 측정한 3D상의 일례이며, 미세한 불규칙한 형상의 요철부가 형성되어 있다.
이 방법에 있어서, 매트제의 차광성 수지 중의 함유량은, 고형분 기준으로 매트제의 종류나 그 입경 등에도 따르지만, 통상 2 내지 10질량％, 바람직하게는 2.5 내지 8질량％의 범위이다. 2질량％ 미만에서는, 매트면 형상의 미세한 요철 구조가 충분히 형성되지 않아 양호한 반사 방지 효과를 얻지 못할 우려가 있다. 10질량％를 초과하면, 차광성 수지 중에서의 균일한 분산이 곤란해져 막 두께나 요철 구조가 불균일해질 우려가 있다. 또한, 밀착성을 저하시킬 우려도 있다. 차광성 수지에는 매트제, 착색제 외에, 전술한 바와 같이 밀착성을 높이기 위한 첨가제, 예를 들어 실란 커플링제 등이 배합되어도 된다.
(5) 매트면 형상 요철 구조(22c)를 구비한 차광 수지막(20)은, 또한 건식 에칭 기술에 의해서도 형성할 수 있다.
이 방법에서는, 우선, 필터 본체의 자외ㆍ적외광 반사막의 표면 전체에, 차광성 수지, 예를 들어 카본 블랙 등의 무기 또는 유기 착색제를 함유시키고, 또한 필요에 따라 용매 또는 분산매를 혼합한 차광성을 갖는 광경화성 수지, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를, 스크린 인쇄나 플렉소 인쇄 등의 인쇄법에 의해 차광 수지막에 대응하는 패턴 형상으로 도포하고, 계속해서 건조시켜 차광성 수지 도포층을 형성한다. 도포는 복수회로 나누어 실시하여도 된다. 또한, 도포에 앞서 자외ㆍ적외광 반사막에 대한 밀착성을 높이기 위하여, 자외ㆍ적외광 반사막(12)의 표면에 커플링제에 의한 처리를 행하여도 된다. 커플링제는 도포하는 수지 재료 중에 배합하도록 하여도 된다.
계속해서, 차광성 수지 도포층을 광 조사 또는 가열에 의해 경화시킨 후, 그 표면에 건식 에칭 처리를 실시한다. 건식 에칭 처리의 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 반응성 이온 에칭 방법이 바람직하다. 이에 의해, 표면에 매트면 형상 요철 구조를 갖는 차광 수지막이 형성된다. 도 9b는 이러한 방법으로 형성된 매트면 형상 요철 구조의 표면을 AFM에 의해 측정한 3D상의 일례이며, 미세한 불규칙한 형상의 요철부가 형성되어 있다.
상기와 같은 미세 요철 구조(22)가 형성된 차광 수지막(20)의 두께(미세 요철 구조(22)를 포함함)는, 촬상 장치의 소형화와 차광성의 관점에서는 1 내지 30㎛의 범위가 바람직하고, 1 내지 10㎛의 범위가 보다 바람직하고, 3 내지 10㎛의 범위가 한층 더 바람직하다.
본 실시 형태의 근적외선 커트 필터(100)에 있어서는, 필터 본체(10)에 일체로 형성된, 조리개 기능을 갖는 차광 수지막(20)의 표면에, 광의 반사를 방지하는 미세 요철 구조(22)가 형성되어 있다. 이 미세 요철 구조(22)는, 상기한 바와 같이 반사 방지막에 비하여 간단한 공정으로 형성할 수 있고, 또한 반사 방지막과 같이 반사 방지 효과에 파장 의존성 및 각도 의존성도 없다. 따라서, 생산성 및 경제성이 우수하고, 또한 입사광의 파장이나 각도에도 의존하지 않는 반사 방지 효과를 갖는 차광막을 일체로 구비할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 차광 수지막(20)은, 1nm 간격으로 측정한, 미세 요철 구조(22) 형성면에서의 입사 각도 0도 내지 45도의, 파장 420nm 이상 650nm 이하의 광에 대한 정반사율의 평균값이 5％ 이하인 것이 바람직하고, 2％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 10nm 간격으로 측정한, 차광 수지막(20)의 미세 요철 구조(22) 형성면에서의 입사 각도 0도 내지 45도의, 파장 420nm 이상 650nm 이하의 광에 대한 정반사율의 표준 편차(σ)가 각각 0.6％ 이하인 것이 바람직하고, 0.4％인 것이 보다 바람직하다. 표준 편차(σ)가 0.6％를 초과하면, 상기 평균 정반사율이 설령 작아도 반사광에 의한 미광이 특수한 색미를 가져 화상으로서 미광이 눈에 띄기 쉬워진다.
도 10a는 매트면 형상 요철 구조(상기 방법 (3)에 의한 주름 형상의 요철 구조)에 의한 반사 방지 효과를 조사하기 위하여 행한 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 실험에서는, 표면에 매트면 형상 요철 구조를 설치한 차광 수지막(실시예)과, 그러한 매트면 형상 요철 구조를 설치하기 전의 차광 수지막(비교예)의 각각에 광을 여러 각도(5도, 30도, 45도)로 조사하고, 그 정반사율을 측정하였다. 측정에는 분광 광도계(히타치 하이테크사제 히타치 분광 광도계 U-4100)를 사용하였다.
도 10a의 그래프로부터 명백해진 바와 같이, 매트면 형상 요철 구조가 설치되어 있지 않은 차광 수지막에서는 정반사가 확인되고, 또한 그 정반사에 각도 의존성이 확인된 것에 반하여, 매트면 형상 요철 구조가 설치된 차광 수지막은, 측정한 모든 각도에서 정반사율이 대략 「0(제로)」이며, 각도 의존성이 없는 양호한 반사 방지 효과를 갖는 것이 확인되었다.
또한, 도 10b는 매트면 형상 요철 구조로서, 도 8에 도시한 바와 같은 주름 형상의 미세 요철 구조를 형성한 경우의, 그 요철 구조의 차이에 의한 반사 방지 효과를 조사한 결과를 나타낸 그래프이다. 즉, 도 10b는 여러 「국부 산 정상의 평균 간격(S)」에 대하여 「산술 평균 거칠기(Ra)」를 변화시켜 형성한 주름 형상의 미세 요철 구조를 갖는 차광 수지막에 대하여 측정한 정반사율을 나타내는 그래프이다. 「산술 평균 거칠기(Ra)」 및 「국부 산 정상의 평균 간격(S)」이 상이한 차광 수지막은, 그 형성 조건(방사선의 조사량, 가열 온도, 가열 시간 등)을 바꿈으로써 형성할 수 있다.
도 10b로부터 명백해진 바와 같이, 「산술 평균 거칠기(Ra)」가 170nm 이상이면, 「국부 산 정상의 평균 간격(S)」에 따르지 않고 대략 1％ 이하의 반사율을 달성할 수 있다. 또한, 「산술 평균 거칠기(Ra)」가 230nm 이상이면, 「국부 산 정상의 평균 간격(S)」에 따르지 않고 0.5％ 이하라고 하는 양호한 반사율을 달성할 수 있다.
도 11은 본 실시 형태의 근적외선 커트 필터(100)를 차광 수지막(20)측으로부터 본 평면도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 필터 본체(10)의 평면 형상은 원 형상이고, 차광 수지막(20)은 그 외주를 따라 환상으로 설치되어 있는데, 필터 본체(10)는, 예를 들어 도 12에 도시한 바와 같이 직사각 형상이어도 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 실시 형태의 근적외선 커트 필터(100)의 필터 본체(10)를 구성하는 투명 기재(11), 자외ㆍ적외광 반사막(12) 및 반사 방지막(13)에 대하여 상세하게 설명한다.
투명 기재(11)는, 가시 파장 영역의 광을 투과하는 것이면, 그 형상은 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들어 판 형상, 필름 형상, 블록 형상, 렌즈 형상 등을 들 수 있다. 또한, 투명 기재(11)는 적외선 흡수 유리나 적외선 흡수제를 함유한 수지이어도 된다.
투명 기재(11)의 구성 재료로서는 유리, 수정, 니오븀산 리튬, 사파이어 등의 결정, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌아세트산 비닐 공중합체 등의 폴리올레핀 수지, 노르보르넨 수지, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지, 우레탄 수지, 염화비닐 수지, 불소 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐알코올 수지 등을 들 수 있다. 이들 재료는 자외 파장 영역 및 적외 파장 영역 중 적어도 한쪽에 대하여 흡수 특성을 갖는 것이어도 된다.
유리는 가시 파장 영역에서 투명한 재료로부터 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 붕규산 유리는 가공이 용이하고, 광학면에서의 흠집이나 이물질 등의 발생을 억제할 수 있기 때문에 바람직하며, 알칼리 성분을 포함하지 않는 유리는 접착성, 내후성 등이 양호하기 때문에 바람직하다.
유리로서 불인산염계 유리나 인산염계 유리에 CuO 등을 첨가한 적외 파장 영역에 흡수를 갖는 광흡수형 유리도 사용할 수 있다. 특히, CuO를 첨가한 불인산염계 유리 혹은 인산염계 유리는, 가시 파장 영역의 광에 대하여 높은 투과율을 가짐과 함께, CuO가 근적외 파장 영역의 광을 충분히 흡수하기 때문에 양호한 근적외선 커트 기능을 부여할 수 있다.
CuO를 함유하는 불인산염계 유리의 구체예로서는, 질량％로 P2O5 46 내지 70％, MgF2 0 내지 25％, CaF2 0 내지 25％, SrF2 0 내지 25％, LiF 0 내지 20％, NaF 0 내지 10％, KF 0 내지 10％, 단 LiF, NaF, KF의 합량이 1 내지 30％, AlF3 0.2 내지 20％, ZnF2 2 내지 15％(단, 불화물 총 합계량의 50％까지를 산화물로 치환 가능)를 포함하여 이루어지는 불인산염계 유리 100질량부에 대하여, CuO를 0.1 내지 5질량부, 바람직하게는 0.3 내지 2질량부 함유시킨 것을 들 수 있다. 시판품으로서는 NF-50 유리(아사히 가라스사제 상품명) 등이 예시된다.
CuO를 함유하는 인산염계 유리의 구체예로서는, 질량％로 P2O5 70 내지 85％, Al2O3 8 내지 17％, B2O3 1 내지 10％, Li2O 0 내지 3％, Na2O 0 내지 5％, K2O 0 내지 5％, Li2O+Na2O+K2O 0.1 내지 5％, SiO2 0 내지 3％를 포함하여 이루어지는 인산염계 유리 100질량부에 대하여, CuO를 0.1 내지 5질량부, 바람직하게는 0.3 내지 2질량부 함유시킨 것을 들 수 있다.
투명 기재(11)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 소형화, 경량화를 도모하는 점에서는 0.1 내지 3mm의 범위가 바람직하고, 0.1 내지 1mm의 범위가 보다 바람직하다.
자외ㆍ적외광 반사막(12)은, 전술한 바와 같이 차광 수지막(20)의 형성을 촉진하는 기능을 갖지만, 동시에 근적외선 커트 필터 기능을 부여하거나, 혹은 높이는 효과를 함께 갖는다. 이 자외ㆍ적외광 반사막(12)은, 저굴절률 유전체층과 고굴절률 유전체층을 스퍼터링법이나 진공 증착법 등에 의해 교대로 적층한 유전체 다층막으로 구성된다.
유전체 다층막은, 또한 이온 빔법, 이온 플레이팅법, CVD법 등에 의해서도 형성할 수 있다. 스퍼터링법이나 이온 플레이팅법은, 소위 플라즈마 분위기 처리이기 때문에 투명 기재(11)에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다.
반사 방지막(13)은, 근적외선 커트 필터(100)에 입사한 광의 반사를 방지함으로써 투과율을 향상시키고, 효율적으로 입사광을 이용하는 기능을 갖는 것으로, 종래부터 알려진 재료 및 방법에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, 반사 방지막(3)은 스퍼터링법, 진공 증착법, 이온 빔법, 이온 플레이팅법, CVD법 등에 의해 형성한 실리카, 티타니아, 오산화탄탈, 불화마그네슘, 지르코니아, 알루미나 등의 1층 이상의 막이나, 졸겔법, 도포법 등에 의해 형성한 실리케이트계, 실리콘계, 불화메타크릴레이트계 등으로 구성된다.
차광 수지막(20)과 접하는 막의 표면 물질은 불화마그네슘이어도 되지만, 불화물은 차광 수지막(20)과의 밀착 강도가 낮아지는 경향이 있다. 이로 인해, 실리카, 티타니아, 오산화탄탈, 지르코니아, 알루미나 등의 산화물인 것이 바람직하며, 차광막 수지와의 밀착성을 증대시킬 수 있다. 특히, 실리카는 굴절률이 낮고, 또한 실란 커플링제에 의해 용이하게 차광 수지막(20)과의 밀착 강도를 증대시킬 수 있으므로 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서는, 투명 기재(11)의 자외ㆍ적외광 반사막(12)이 형성되는 주면과는 반대측 주면에, 반사 방지막(13) 대신에, 혹은 반사 방지막(13)과 투명 기재(11)의 사이에, 자외 파장 영역 및 적외 파장 영역의 광을 반사하는 유전체 다층막을 포함하여 이루어지는 제2 자외ㆍ적외광 반사막을 설치하여도 된다.
또한, 차광 수지막(20)은, 도 13에 도시하는 근적외선 커트 필터(110)와 같이 필터 본체(10)의 반사 방지막(13)측 주면에 형성되어도 된다.
또한, 차광 수지막(20)은, 도 14a에 도시하는 근적외선 커트 필터(120)와 같이, 그 외측 테두리가 필터 본체(10)의 외측 테두리의 내측에 위치하고 있어도 된다. 이 경우, 필터 본체(10)의 외측 테두리부에, 도 14b에 도시하는 근적외선 커트 필터(130)와 같이 모따기부(24)를 형성하는 것이 바람직하다. 모따기부(24)를 형성함으로써, 노출된 필터 본체(10) 외측 테두리부 표면에 입사한 광이 반사하여 발생하는 미광을 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 15는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 근적외선 커트 필터(140)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태 이후, 중복되는 설명을 피하기 위하여, 제1 실시 형태와 공통되는 점에 대해서는 설명을 생략하고, 상위점을 중심으로 설명한다.
본 실시 형태의 근적외선 커트 필터(140)는, 도 15에 도시한 바와 같이, 투명 기재(11)와 반사 방지막(13) 사이에 적외광 흡수막(15)이 설치되어 있다. 적외광 흡수막(15)은 투명 기재(11)와 자외ㆍ적외광 반사막(12) 사이에 설치되어도 된다.
적외광 흡수막(15)은, 적외 파장 영역의 광을 흡수하는 적외선 흡수제를 포함하는 투명 수지로 구성된다.
투명 수지는 가시 파장 영역의 광을 투과하는 것이면 되며, 예를 들어 아크릴 수지, 스티렌 수지, ABS 수지, AS 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리염화비닐 수지, 아세테이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르 수지, 알릴에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드에테르 수지, 폴리아미드이미드 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 우레아 수지 등을 들 수 있다.
적외 파장 영역의 광을 흡수하는 적외선 흡수제로서는, 예를 들어 유기 또는 무기 안료, 유기 색소 등을 들 수 있지만, 특히 이것들에 한정되는 것은 아니다. 적외선 흡수제는 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 된다.
투명 수지에는, 적외선 흡수제 외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 색조 보정 색소, 레벨링제, 대전 방지제, 열 안정제, 산화 방지제, 분산제, 난연제, 활제, 가소제 등이 더 함유되어도 된다.
적외광 흡수막(15)은, 예를 들어 투명 수지, 적외선 흡수제 및 필요에 따라 배합되는 다른 첨가제를, 분산매 또는 용매에 분산 또는 용해시켜 도공액을 제조하고, 이 도공액을 투명 기재(11)의 자외ㆍ적외광 반사막(12) 형성면과는 반대측 주면에 도포 시공하고, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 도포 시공, 건조는 복수회로 나누어 실시할 수 있다. 그때, 함유 성분이 상이한 복수의 도공액을 제조하고, 이것들을 순서대로 도포 시공, 건조시켜도 된다.
분산매 또는 용매로서는 물, 알코올, 케톤, 에테르, 에스테르, 알데히드, 아민, 지방족 탄화수소, 지환족 탄화수소, 방향족 탄화수소 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 된다. 도공액에는 필요에 따라 분산제를 배합할 수 있다.
도공액의 제조에는 자전ㆍ공전식 믹서, 비즈 밀, 유성 밀, 초음파 호모지나이저 등의 교반 장치를 사용할 수 있다. 높은 투명성을 확보하기 위해서는 교반을 충분히 행하는 것이 바람직하다. 교반은 연속적으로 행하여도 되고, 단속적으로 행하여도 된다.
또한, 도공액의 도포 시공에는 스핀 코트법, 바 코트법, 딥 코트법, 캐스트법, 스프레이 코트법, 비드 코트법, 와이어 바 코트법, 블레이드 코트법, 롤러 코트법, 커튼 코트법, 슬릿 다이 코트법, 그라비아 코트법, 슬릿 리버스 코트법, 마이크로 그라비아법, 콤마 코트법 등을 사용할 수 있다.
본 실시 형태의 근적외선 커트 필터(140)는, 적외광 흡수막(15)을 구비하므로 양호한 근적외선 커트 기능을 구비할 수 있다.
(제3 실시 형태)
도 16a는 제3 실시 형태에 의한 촬상 장치(50)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 16a에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 촬상 장치(50)는 고체 촬상 소자(51), 광학 필터(52), 렌즈(53) 및 이것들을 유지 고정하는 하우징(54)을 갖는다.
고체 촬상 소자(51), 광학 필터(52) 및 렌즈(53)는 광축(x)을 따라 배치되고, 고체 촬상 소자(51)와 렌즈(53) 사이에 광학 필터(52)가 배치되어 있다. 고체 촬상 소자(51)는, 렌즈(53) 및 광학 필터(52)를 통과하여 입사해 온 광을 전기 신호로 변환하는 전자 부품이며, 예를 들어 CCD나 CMOS 등이다. 광학 필터(52)로서, 도 1에 도시한 근적외선 커트 필터(100)가 사용되고 있다. 근적외선 커트 필터(100)는, 그 자외ㆍ적외광 반사막(12)이 렌즈(53)측에, 반사 방지막(13)이 고체 촬상 소자(51)측에 위치하도록 배치되어 있다.
근적외선 커트 필터(100)는, 도 16b에 도시한 바와 같이, 자외ㆍ적외광 반사막(12)이 고체 촬상 소자(51)측에, 반사 방지막(13)이 렌즈(53)측에 위치하도록 배치되어도 된다. 이 경우, 미세 요철 구조(22)는, 고체 촬상 소자(51)에 입사하는 광의 일부가 고체 촬상 소자(51)의 표면에서 반사하고, 그 반사광이 또한 차광 수지막(20)에서 반사하여, 다시 고체 촬상 소자(51)에 입사함으로써 발생하는 노이즈(미광)를 방지하는 작용을 갖는다. 또한, 광학 필터(52)로서, 근적외선 커트 필터(100) 대신에 도 13, 도 14a, 도 14b, 도 15 등에 도시한 근적외선 커트 필터를 사용하여도 된다.
촬상 장치(50)에 있어서는, 피사체측으로부터 입사한 광은, 렌즈(53) 및 광학 필터(52)(근적외선 커트 필터(100))를 통하여 고체 촬상 소자(51)에 입사한다. 이 입사한 광을 고체 촬상 소자(51)가 전기 신호로 변환하고, 화상 신호로서 출력한다. 입사광은 차광 수지막(20)을 구비한 근적외선 커트 필터(100)를 통과함으로써 적정한 광량으로 조절되고, 또한 충분히 근적외선이 차폐된 광으로서 고체 촬상 소자(51)에서 수광된다.
이 촬상 장치(50)에 있어서는, 근적외선 커트 필터(100)에 일체로 광의 반사를 방지하는 미세 요철 구조(22)를 구비한 차광 수지막(20)이 설치되어 있다. 미세 요철 구조(22)는 반사 방지막에 비하여 간단한 공정으로 형성할 수 있고, 또한 반사 방지막과 같이 반사 방지 효과에 파장 의존성 및 각도 의존성도 없다. 따라서, 근적외선 커트 필터(100)는 생산성 및 경제성이 우수하고, 또한 입사광의 파장이나 각도에도 의존하지 않는 반사 방지 효과를 갖는 차광막을 일체로 구비할 수 있으며, 촬상 장치(50)는 그러한 생산성, 경제성, 광학 특성이 우수한 근적외선 커트 필터(100)를 구비할 수 있다.
제3 실시 형태에 의한 촬상 장치(50)는 1개의 렌즈가 배치되어 있는 것뿐이지만, 복수의 렌즈를 구비하는 것이어도 되고, 혹은 고체 촬상 소자를 보호하는 커버 유리 등이 배치되어도 된다. 또한, 광학 필터의 위치도 렌즈와 고체 촬상 소자 사이에 한정되지 않고, 예를 들어 렌즈보다 피사체측에 배치되어도 되고, 혹은 렌즈가 복수 배치되는 경우에 렌즈와 렌즈 사이에 배치되어도 된다.
이상 설명한 실시 형태는 모두 광학 필터가 근적외선 커트 기능을 갖는 필터의 예이지만, 광학 필터는 저역 통과 필터, ND 필터, 색조 필터, 광증폭 필터 등의 기능을 갖는 것이어도 된다.
이상, 본 발명의 몇 가지 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은, 이상 설명한 실시 형태의 기재 내용에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.
<실시예>
본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다. 실시예에서의 근적외 광투과 필터의 분광 투과율 곡선은, 분광 광도계(오츠카 덴시사제 MCPD-3000)를 사용하여 측정하였다.
[모스 아이 구조 형성용 임프린트형의 제조]
(제조예 1)
50mm×50mm×1.0mm의 석영 기판의 표면에 스퍼터링법에 의해 미세한 섬 형상의 Cr막을 성막한다. 이어서, 섬 형상의 Cr막을 마스크로 하여 석영 기판의 표면을 건식 에칭하고, 또한 질산세륨암모늄 수용액을 사용하여 잔존하는 Cr를 제거하여, 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(이하, 임프린트형 (I)이라고 약기함)을 제작한다.
(제조예 2)
50mm×50mm×1.0mm의 석영 기판의 표면에 자외선 경화형 아크릴레이트계 수지를 도포한다. 이 수지 도포층 상에 상기 임프린트형 (I)의 볼록부 형성면을 압박하고, 수지 도포층에 고압 수은 램프에 의해 자외선을 조사하여 경화시킨다. 그 후, 임프린트형 (I)을 분리하여 포지티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형(이하, 임프린트형 (II)라고 약기함)을 제작한다.
(실시예 1)
40mm×40mm×0.3mm의 각 판 형상의 적외선 흡수 유리(NF-50 유리, 아사히 가라스사제)의 한쪽 표면에 진공 증착법에 의해 유전체 다층막을 형성하고, 다른 쪽 표면에 반사 방지막을 형성하였다.
상기 유전체 다층막의 표면 전체에, 차광성 자외선 경화형 아크릴레이트계 수지를 스핀 코트법에 의해 도포하여 가열한 후, 온도를 90℃로 유지한 채, 그 수지 도포층 표면에 임프린트형 (I)의 볼록부 형성면을 압박하여 그 표면 형상을 전사한다. 임프린트형 (I)을 분리한 후, 온도를 상온으로 되돌리고, 수지 도포층의 표면에 포토마스크를 개재하여 고압 수은 램프에 의해 100mJ/cm2의 자외선을 조사하여 경화시킨다. 그 후, 수산화칼륨 수용액을 사용하여 미노광 부분을 제거하고, 차광 수지막을 형성하여 근적외선 커트 필터를 제조한다. 근적외선 커트 필터의 차광 수지막의 표면에는 네거티브형 모스 아이 구조가 형성된다.
(실시예 2)
차광 수지막의 형성에 있어서, 임프린트형 (I) 대신에 임프린트형 (II)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 근적외선 커트 필터를 제조한다. 근적외선 커트 필터의 차광 수지막의 표면에는 포지티브형 모스 아이 구조가 형성된다.
(실시예 3)
실시예 1과 마찬가지로 하여 40mm×40mm×0.3mm의 각 판 형상의 적외선 흡수 유리(NF-50 유리, 아사히 가라스사제)의 한쪽 표면에 유전체 다층막을 형성하고, 다른 쪽 표면에 반사 방지막을 형성하였다.
상기 유전체 다층막의 표면 전체에, 차광성 자외선 경화형 아크릴레이트계 수지를 스핀 코트법에 의해 도포하여 가열한 후, 그 표면에 포토마스크를 개재하여 고압 수은 램프에 의해 100mJ/cm2의 자외선을 조사하여 경화시켰다. 그 후, 현상액을 사용하여 미노광 부분을 제거하고, 표면이 평탄한 차광 수지막을 형성하였다. 이 차광 수지막의 표면에 저압 수은 램프에 의해 900mJ/cm2의 자외선(파장 254nm)을 조사하고, 계속해서 차광 수지막을 가열하여 근적외선 커트 필터를 제조하였다.
얻어진 근적외선 커트 필터의 차광 수지막의 표면을 원자간력 현미경(AMF)으로 관찰한바, 국부 산 정상의 평균 간격(S) 10㎛의, 도 8에 도시한 바와 같은 주름 형상의 미세 요철 구조가 형성되어 있고, 차광 수지막의 표면 거칠기는 산술 평균 거칠기(Ra)로 180nm이었다.
(실시예 4)
적외선 흡수 유리(NF-50 유리) 대신에 두께 0.3mm의 소다유리판을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 근적외선 커트 필터를 제조한다. 근적외선 커트 필터의 차광 수지막의 표면에는 네거티브형 모스 아이 구조가 형성된다.
(실시예 5)
40mm×40mm×0.3mm의 각 판 형상의 소다유리의 한쪽 면에 적외광 흡수층을 형성하고, 다른 쪽 면에 유전체 다층막을 형성하고, 또한 적외 흡수층의 표면에 반사 방지층을 형성하였다. 그 후, 유전체 다층막의 표면에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 차광 수지막을 형성하여 근적외선 커트 필터를 제조한다. 근적외선 커트 필터의 차광 수지막의 표면에는 네거티브형 모스 아이 구조가 형성된다. 적외광 흡수층의 형성 방법은 다음과 같다.
아세톤에 용해되어 측정되는 파장 영역 400 내지 1000nm의 광의 흡수 스펙트럼이 도 17에 도시되는 패턴을 갖는 적외선 흡수 색소와, 아크릴 수지를 교반 용해하여 도공액을 얻었다. 얻어진 도공액을 두께 1mm의 소다 유리판 상에 갭 30㎛의 어플리케이터를 사용하여 다이 코트법에 의해 도포하였다. 그 후, 도막에 파장 365nm의 자외선을 조사하여 경화시켜 적외광 흡수층을 형성하였다.
(실시예 6)
40mm×40mm×0.3mm의 각 판 형상의 소다유리의 한쪽 면에 적외광 흡수층 대신에 2층 구조의 적외광 흡수층을 형성한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 근적외선 커트 필터를 제조한다. 근적외선 커트 필터의 차광 수지막의 표면에는 네거티브형 모스 아이 구조가 형성된다.
(실시예 7)
실시예 1과 마찬가지로 하여 40mm×40mm×0.3mm의 각 판 형상의 적외선 흡수 유리(NF-50 유리, 아사히 가라스사제)의 한쪽 표면에 진공 증착법에 의해 유전체 다층막을 형성하고, 다른 쪽 표면에 반사 방지막을 형성하였다.
상기 유전체 다층막의 표면에 차광성 수지 잉크 100질량부, 실리카 미분말(평균 입경(D50) 4.7㎛) 2 또는 4질량부, 실란 커플링제 0.5질량부, 용제 5질량부를 첨가하여 균일하게 혼합하여 제조한 도포액을 스크린 마스크를 개재하여 스크린 인쇄에 의해 도포하고, 가열하여 차광 수지막을 형성하여 근적외선 커트 필터를 제조하였다.
얻어진 근적외선 커트 필터의 차광 수지막의 표면을 원자간력 현미경(AMF)으로 관찰한 바, 도 9a에 도시한 바와 같은 매트면 형상 미세 요철 구조가 형성되어 있었다. 그 표면 거칠기는, 실리카 미분말을 2질량부(차광성 수지 잉크에 대하여 2질량％) 배합한 재료로 형성한 것에서는, 산술 평균 거칠기(Ra) 0.43㎛, 최대 높이(Ry) 3.63㎛, 국부 산 정상의 평균 간격(S) 30㎛이었다. 또한, 실리카 미분말을 4질량부(차광성 수지 잉크에 대하여 4질량％) 배합한 재료로 형성한 것에서는, 산술 평균 거칠기(Ra) 0.4㎛, 최대 높이(Ry) 3.5㎛, 국부 산 정상의 평균 간격(S) 5.0㎛이었다.
비교를 위하여, 실리카 미분말을 미배합으로 한 것 이외에는 마찬가지로 제조한 도포액을 사용하여 상기와 마찬가지로 형성한 차광 수지막에 대하여, 그 표면의 표면 거칠기를 측정한바, 산술 평균 거칠기(Ra) 0.08㎛, 최대 높이(Ry) 0.72㎛이었다.
또한, 상기 각 차광 수지막에 대하여 광을 여러 각도(5도, 30도, 45도)로 조사하고, 그 정반사율을 분광 광도계(히타치 하이테크사제 히타치 분광 광도계 U-4100)를 사용하여 측정하였다. 결과를 도 18a 내지 도 18c에 나타낸다.
도 18a 내지 도 18c의 그래프로부터 명백한 바와 같이, 측정한 모든 각도에서 실리카 분말을 함유하는 실시예의 차광 수지막은 정반사가 저감되어 있고, 특히 실리카 미분말을 차광성 수지 잉크에 대하여 4질량％ 함유시킨 것에서는, 정반사율이 0.2 내지 0.3％로 낮아 양호한 반사 방지 효과를 갖고 있었다.
또한, 실리카 미분말을 차광성 수지 잉크에 대하여 4질량％ 함유시킨 재료로 형성한 차광 수지막을 구비한 상기 근적외선 커트 필터와, 차광 수지막 단독의 분광 투과율 곡선(입사 각도 0도)을 측정하였다. 결과를 도 19에 나타낸다.
도 19의 그래프로부터 명백해진 바와 같이, 차광 수지막 단독에서는 1000 내지 1200nm의 파장 영역에서 투과율의 증가가 확인된다(예를 들어, 파장 1200nm에서투과율 0.15 내지 0.2％). 동 파장 영역의 광은 촬상 소자에 있어서 불필요한 광이며, 컬러 밸런스나 해상도 등의 화상 특성의 저하로 연결된다. 유전체 다층막 및 반사 방지막을 설치함으로써, 이러한 화상 특성의 저하를 방지할 수 있다.
(실시예 8)
실시예 1과 마찬가지로 하여 40mm×40mm×0.3mm의 각 판 형상의 적외선 흡수 유리(NF-50 유리, 아사히 가라스사제)의 한쪽 표면에 진공 증착법에 의해 유전체 다층막을 형성하고, 다른 쪽 표면에 반사 방지막을 형성하였다.
상기 유전체 다층막의 표면 전체에 차광성 자외선 경화형 아크릴레이트계 수지를 스핀 코트법에 의해 도포하여 가열 건조한 후, 수지 도포층의 표면에 포토마스크를 개재하여 고압 수은 램프에 의해 100mJ/cm2의 자외선을 조사하여 경화시켰다. 그 후, 현상액을 사용하여 미노광 부분을 제거하여 차광 수지막을 형성하였다.
리액티브 에칭 장치를 사용하여, 에칭 압력 50Pa, 에칭 가스 O2, 가스 유량 100sccm, 인가 고주파 전력 100W의 조건에서, 상기 차광 수지막 표면을 선택적으로 0.1㎛, 0.60㎛, 0.7㎛ 또는 1.1㎛ 에칭하여 근적외선 커트 필터를 제조하였다.
얻어진 근적외선 커트 필터의 차광 수지막의 표면을 원자간력 현미경(AMF)으로 관찰한 바, 도 9b에 도시한 바와 같은 매트면 형상 미세 요철 구조가 형성되어 있었다. 그 표면 거칠기는, 에칭량 0.7㎛의 것에서 산술 평균 거칠기(Ra) 0.030㎛, 최대 높이(Ry) 0.25㎛이었다. 차광 수지막의 「에칭량」은 촉침식 단차계(KLA 텐콜사제 α 스텝 IQ)에 의해 측정하였다.
또한, 상기 각 차광 수지막에 대하여 광을 입사각 5도로 조사하고, 그 정반사율을 분광 광도계(히타치 하이테크사제 히타치 분광 광도계 U-4100)를 사용하여 측정함과 함께, 파장 420 내지 650㎛에서의 정반사율의 평균값 및 파장 420 내지 650㎛에서의 정반사율의 표준 편차를 구하였다. 결과를 도 20 및 표 1에 나타낸다. 또한, 도 20 및 표 1에는 차광 수지막에 대한 에칭량을 0으로 한 것 이외, 즉 차광 수지막에 대하여 에칭을 행하지 않은 것 이외에는 마찬가지로 제조한 근적외선 커트 필터의 차광 수지막에 대하여 측정한 결과를 함께 나타내었다.
Figure 112013084290562-pct00001
도 20의 그래프 및 표 1로부터 명백해진 바와 같이, 측정한 모든 파장에서 실시예의 차광 수지막은 정반사가 저감되어 있고, 양호한 반사 방지 효과를 갖고 있었다. 특히, 에칭량이 0.6㎛ 이상인 것에서는, 정반사율의 표준 편차(σ)가 0.5％ 미만으로 가시광의 반사광의 색 편차가 억제되어 있고, 보다 양호한 반사 방지 특성을 갖고 있었다.
(실시예 9)
실시예 1과 마찬가지로 하여 40mm×40mm×0.3mm의 각 판 형상의 적외선 흡수 유리(NF-50 유리, 아사히 가라스사제)의 한쪽 표면에 진공 증착법에 의해 유전체 다층막을 형성하고, 다른 쪽 표면에 반사 방지막을 형성하였다.
상기 유전체 다층막의 표면에 차광성 수지 잉크 100질량부, 실리카 미분말 2 또는 4질량부, 실란 커플링제 0.5질량부, 용제 5질량부를 첨가하여 균일하게 혼합하여 제조한 도포액을, 스크린 마스크를 개재하여 스크린 인쇄에 의해 도포하고, 가열 경화시켜 차광 수지막을 형성하였다. 또한, 스크린 마스크에는 근적외선 커트 필터를 복수개 취하기 위하여, 상기 유리재를 다이싱 라인을 따라 분할하였을 때, 각각에 도 14a에 도시한 바와 같은 차광 수지막이 형성되는 패턴이 형성되어 있으며, 이러한 패턴에 대응하는 형상의 차광 수지막이 형성된다.
다이싱 장치를 사용하여, 상기 차광 수지막 형성면에, 다이싱 라인을 따라 베벨면과 차광 수지막의 표면이 이루는 각이 45도인 베벨 커트를 실시하였다. 또한, 이 베벨 커트 부분에 폭 0.1mm의 스텝 커트를 실시함으로써, 상기 유리재를 두께 방향으로 절단하여 세로 8열, 가로 7열, 총 56개의 4.2mm×4.9mm의 직사각 형상이고, 도 14b에 도시한 바와 같은 단면 형상을 갖는 개편화된 근적외선 커트 필터를 제조하였다.
도 21a 내지 도 21c는 상기 다이싱 공정을 도시하는 단면도로서, 도 21a는 적외선 흡수 유리에 유전체 다층막 및 반사 방지막을 형성한 유리재(10A)에 베벨 커트를 실시하는 공정, 도 21b는 베벨 커트 부분에 스텝 커트를 실시하여 유리재(10A)를 절단하는 공정, 도 21c는 절단 후의 개편화된 근적외선 커트 필터(130)를 도시하고 있다. 도 21a 내지 도 21c에 있어서, 도면 부호 62는 베벨 커트용 블레이드, 64는 스텝 커트용 블레이드이다.
얻어진 각 근적외선 커트 필터의 반사광량을 측정하고, 베벨 커트하지 않고 스텝 커트만으로 유리재를 절단한 동일 크기, 동일 구성의 근적외선 커트 필터에 대하여 마찬가지로 측정한 반사광량과 비교한바, 반사광량이 저하되어 있어, 베벨 커트에 의한 반사 방지 효과의 향상이 확인되었다.
<산업상 이용가능성>
본 발명의 광학 필터는, 생산성 및 경제성이 우수하고, 또한 입사광의 파장이나 각도에도 의존하지 않는 반사 방지 효과를 갖는 차광막을 일체로 구비할 수 있기 때문에, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라, 휴대 전화, 노트북형 퍼스널 컴퓨터, PDA 등의 정보 기기에 내장되는 소형 카메라 등의 촬상 장치에 유용하다.
10: (근적외선 커트) 필터 본체
11: 투명 기재
12: 자외ㆍ적외광 반사막
13: 반사 방지막
15: 적외광 흡수막
20: 차광 수지막
20A: 광경화성 수지층
22: 미세 요철 구조
22a: 네거티브형 모스 아이 구조
22b: 포지티브형 모스 아이 구조
22c: 매트면 형상 요철 구조
24: 모따기부
30: 네거티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형
40: 포지티브형 모스 아이 구조 형성용 임프린트형
50: 촬상 장치
51: 고체 촬상 소자
52: 광학 필터
53: 렌즈
54: 하우징
100, 110, 120, 130, 140: 근적외선 커트 필터

Claims (22)

  1. 피사체 또는 광원으로부터의 광이 입사하는 촬상 소자가 내장된 촬상 장치에 사용되는 광학 필터이며,
    상기 피사체 또는 광원과 상기 촬상 소자 사이에 배치되고, 상기 입사광에 대하여 투과성을 갖는 광학 필터 본체와,
    상기 광학 필터 본체의 적어도 한쪽 면에 일체로 형성되고, 또한 광 입사면에 소정의 패턴 형상을 가져서 상기 촬상 소자에 입사하는 광의 일부를 차단하는 차광 수지막을 가지며,
    상기 차광 수지막의 광 입사면에는 광의 반사를 방지하는 미세 요철 구조가 형성되어 있고,
    상기 미세 요철 구조가 비주기 구조의 매트면 형상 요철 구조이며,
    상기 차광 수지막의 광 입사면의 산술 평균 거칠기 Ra(JIS B0601(1994))가 0.10㎛ 이상이고, 또한 국부 산 정상의 평균 간격(S)이 1 내지 100㎛인 광학 필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 차광 수지막의 미세 요철 구조 형성면에서의 입사 각도 5도 및 45도의, 파장 420nm 이상 650nm 이하의 광에 대한 평균 정반사율이 각각 5％ 이하인 광학 필터.
  4. 제1항에 있어서, 10nm 간격으로 측정한, 상기 차광 수지막의 미세 요철 구조 형성면에서의 입사 각도 5도 및 45도의, 파장 420nm 이상 650nm 이하의 광에 대한 정반사율의 표준 편차(σ)가 각각 0.6％ 이하인 광학 필터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 차광 수지막의 광 입사면의 최대 높이 Ry(JIS B0601(1994))가 2.0㎛ 이상인 광학 필터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 미세 요철 구조가 주름 형상의 요철 구조인 광학 필터.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서, 상기 광학 필터 본체의 상기 차광 수지막 형성측 면의 외측 테두리부에 모따기부가 형성되어 있는 광학 필터.
  13. 제1항에 있어서, 근적외선 커트 기능을 갖는 광학 필터인 광학 필터.
  14. 제1항에 있어서, 상기 광학 필터 본체는 적외 파장 영역의 광을 흡수하는 적외선 흡수 유리를 구비하는 광학 필터.
  15. 제1항에 있어서, 상기 광학 필터 본체는 적외 파장 영역의 광을 흡수하는 적외선 흡수제를 포함하는 적외광 흡수막을 구비하는 광학 필터.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 피사체 또는 광원으로부터의 광이 입사하는 촬상 소자와,
    상기 피사체 또는 광원과 상기 촬상 소자 사이에 배치된 렌즈와,
    상기 피사체 또는 광원과 상기 촬상 소자 사이에 배치된, 제1항에 기재된 광학 필터
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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