KR102438548B1

KR102438548B1 - Wavelength selection filter and light irradiation apparatus

Info

Publication number: KR102438548B1
Application number: KR1020150142871A
Authority: KR
Inventors: 나오토 요네야마
Original assignee: 이와사키 덴끼 가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2022-08-30
Also published as: CN105511004B; JP6432270B2; JP2016080782A; KR20160043916A; TW201621354A; TWI656365B; CN105511004A

Abstract

막 수의 대폭적인 증가를 억제하면서, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 하는 것이 가능한 파장 선택 필터 및 광조사 장치를 제공한다.
파장 선택 필터(4)는 투명 기판(21) 상에 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 포함하는 제1 적층체와, 제3 유전체 다층막 및 제4 유전체 다층막을 포함하는 제2 적층체를 구비하고, 제1 및 제3 유전체 다층막 G1, G3은, 제1 굴절률을 가진 제1 굴절률재(22)와, 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 가진 제2 굴절률재(23)를 교대로 적층하여 구성되고, 제2 및 제4 유전체 다층막 G1, G4는, 제3 굴절률을 가진 제3 굴절률재(24)와, 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률을 가진 제4 굴절률재(25)를 교대로 적층하여 구성되고, 제1 굴절률 및 제3 굴절률이 상이하고, 제2 굴절률 및 제4 굴절률이 상이한 구성으로 한다.Disclosed are a wavelength selection filter and a light irradiation device capable of reducing the amount of wavelength shift in spectral transmission characteristics even at the time of oblique incidence of light on a film surface while suppressing a significant increase in the number of films.
The wavelength selective filter 4 includes a first laminate including a first multilayer dielectric film G1 and a second multilayer dielectric film G2 on a transparent substrate 21 , and a second laminate including a third multilayer dielectric film and a fourth multilayer dielectric film on a transparent substrate 21 . wherein the first and third dielectric multilayer films G1 and G3 are formed by alternating a first refractive index material 22 having a first refractive index and a second refractive index material 23 having a second refractive index smaller than the first refractive index. The second and fourth dielectric multilayer films G1 and G4 are stacked, and the third refractive index material 24 having a third refractive index and the fourth refractive index material 25 having a fourth refractive index smaller than the third refractive index are alternately formed. is laminated, and the first refractive index and the third refractive index are different, and the second refractive index and the fourth refractive index are different.

Description

WAVELENGTH SELECTION FILTER AND LIGHT IRRADIATION APPARATUS

본 발명은 복수의 막을 적층한 파장 선택 필터 및 광조사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wavelength selective filter and a light irradiation device in which a plurality of films are laminated.

종래부터, 수지나 접착제 등의 광경화에 수은 램프나 메탈할라이드 램프를 사용한 광조사 장치가 사용되고 있다. 수은 램프나 메탈할라이드 램프가 발하는 광은, 수지나 접착제를 경화하기 위하여 필요한 파장의 광 외에, 조사 대상물에 어떤 대미지를 끼치는 불필요한 파장의 광도 발하기 때문에, 광조사 장치에는 파장 선택 필터가 사용되고 있다. 파장 선택 필터에는, 금속으로 착색한 색 유리를 사용한 것이 대표적인데, 램프로부터의 자외선의 영향으로 솔라리제이션이 발생하여 투과율의 저하가 있다. 이에 비해, 투명 기판 상에 유전체 다층막을 적층한 파장 선택 필터를 사용하는 것이 생각될 수 있지만, 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터는, 투과 특성에 입사 각도 의존성을 갖고 있으며, 광의 입사 각도가 커질수록, 투과 파장 영역이 단파장측으로 시프트한다.DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the light irradiation apparatus using a mercury lamp or a metal halide lamp is used for photocuring, such as a resin and an adhesive agent. Since the light emitted by the mercury lamp or the metal halide lamp emits light of an unnecessary wavelength that does some damage to the object to be irradiated, in addition to the light of a wavelength necessary for curing a resin or an adhesive, a wavelength selective filter is used in the light irradiation device. As a wavelength selective filter, a typical thing using colored glass colored with a metal is solarization under the influence of the ultraviolet-ray from a lamp, and there exists a fall of the transmittance|permeability. In contrast, it is conceivable to use a wavelength selective filter in which a dielectric multilayer film is laminated on a transparent substrate, but a wavelength selective filter composed of a dielectric multilayer film has an incident angle dependence on transmission characteristics, and as the incident angle of light increases, The transmission wavelength region shifts to the shorter wavelength side.

따라서, 투명 기판 상에 고굴절률재의 층과, 이것보다도 어느 정도 굴절률이 낮은 재료의 층을 교대로 적층시킨 유전체 다층막으로 구성되는 파장 선택 필터를 사용함으로써, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 한 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).Therefore, by using a wavelength selective filter composed of a dielectric multilayer film in which a layer of a high refractive index material and a layer of a material having a lower refractive index than this are alternately laminated on a transparent substrate, spectral transmission characteristics even when light is incident on the film surface at an oblique angle The technique which made the wavelength shift amount small is known (for example, refer patent document 1).

일본 특허 공개 제2008-20563호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2008-20563

그러나, 상술한 종래의 구성에서는, 파장 시프트량을 작게 하고자 하면, 막 전체의 층수가 대폭으로 많아진다는 과제가 있었다.However, in the conventional structure mentioned above, when it was going to make a wavelength shift amount small, there existed a subject that the number of layers of the whole film|membrane would increase significantly.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 막 수의 대폭적인 증가를 억제하면서, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 하는 것이 가능한 파장 선택 필터 및 광조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and while suppressing a significant increase in the number of films, it is possible to provide a wavelength selection filter and a light irradiation device capable of reducing the amount of wavelength shift of the spectral transmission characteristics even when light is incident at an oblique angle on the film surface. intended to provide

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 파장 선택 필터는, 투명 기판 상에, 제1 유전체 다층막 및 제2 유전체 다층막을 포함하는 제1 적층체와, 제3 유전체 다층막 및 제4 유전체 다층막을 포함하는 제2 적층체를 구비하고, 상기 제1 및 제3 유전체 다층막은, 제1 굴절률을 가진 제1 굴절률재와, 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 가진 제2 굴절률재를 교대로 적층하여 구성되고, 상기 제2 및 제4 유전체 다층막은, 제3 굴절률을 가진 제3 굴절률재와, 상기 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률을 가진 제4 굴절률재를 교대로 적층하여 구성되고, 상기 제1 굴절률 및 상기 제3 굴절률이 상이하고, 상기 제2 굴절률 및 상기 제4 굴절률이 상이한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the wavelength selective filter of the present invention includes, on a transparent substrate, a first laminate including a first multilayer dielectric film and a second multilayer dielectric film, and a third multilayer dielectric film and a fourth multilayer dielectric film wherein the first and third dielectric multilayer films are formed by alternately stacking a first refractive index material having a first refractive index and a second refractive index material having a second refractive index smaller than the first refractive index. The second and fourth dielectric multilayer films are configured by alternately stacking a third refractive index material having a third refractive index and a fourth refractive index material having a fourth refractive index smaller than the third refractive index, and the first The refractive index and the third refractive index are different, and the second refractive index and the fourth refractive index are different.

상술한 구성에 있어서, 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체는, 상기 투명 기판의 서로 다른 면에 각각 형성되어 있어도 된다.In the above configuration, the first laminate and the second laminate may be respectively formed on different surfaces of the transparent substrate.

상술한 구성에 있어서, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률의 평균값인 제1 평균 굴절률과, 상기 제3 굴절률과 상기 제4 굴절률의 평균값인 제2 평균 굴절률과의 차를, 파장 시프트량이 소정 값 이하로 되는 값으로 해도 된다.In the above configuration, the difference between the first average refractive index, which is the average value of the first refractive index and the second refractive index, and the second average refractive index, which is the average value of the third refractive index and the fourth refractive index, the wavelength shift amount is a predetermined value It is good also as the value which becomes the following.

상술한 구성에 있어서, 상기 제1 적층체는 내로우 밴드패스형 필터를 구성하고, 상기 제2 적층체는 브로드 밴드패스형 필터를 구성해도 된다.In the above configuration, the first laminate may constitute a narrow bandpass filter, and the second laminate may constitute a broadbandpass filter.

상술한 구성에 있어서, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률의 평균값인 제1 평균 굴절률과, 상기 제3 굴절률과 상기 제4 굴절률의 평균값인 제2 평균 굴절률과의 차를 0.1 내지 0.6으로 해도 된다.In the above configuration, the difference between the first average refractive index, which is the average value of the first refractive index and the second refractive index, and the second average refractive index, which is the average value of the third refractive index and the fourth refractive index, may be 0.1 to 0.6. .

상술한 구성에 있어서, 파장 500nm의 광에 대하여 투명 기판의 굴절률이 1.45 내지 1.53이며, 제1 굴절률이 2.26 내지 2.40, 제2 굴절률이 1.38 내지 1.50, 제3 굴절률이 2.42 내지 2.70, 제4 굴절률이 1.58 내지 2.00이어도 된다.In the above configuration, the refractive index of the transparent substrate with respect to light having a wavelength of 500 nm is 1.45 to 1.53, the first refractive index is 2.26 to 2.40, the second refractive index is 1.38 to 1.50, the third refractive index is 2.42 to 2.70, and the fourth refractive index is 1.58 to 2.00 may be sufficient.

상술한 구성에 있어서 상기 투명 기판에 제1 굴절률 및/또는 제3 굴절률재가 인접해도 된다.In the above configuration, the first refractive index material and/or the third refractive index material may be adjacent to the transparent substrate.

상술한 구성에 있어서, 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체를 상기 투명 기판의 일면 또는 양면에 적층하고, 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체의 인접부는, 상기 제1 굴절률재와 상기 제4 굴절률재가 인접하거나, 또는, 상기 제2 굴절률재와 상기 제3 굴절률재가 인접해도 된다.In the above configuration, the first laminate and the second laminate are laminated on one or both surfaces of the transparent substrate, and the adjacent portions of the first laminate and the second laminate include the first refractive index material and the The fourth refractive index material may be adjacent to each other, or the second refractive index material may be adjacent to the third refractive index material.

상술한 구성에 있어서, 상기 제4 굴절률을 상기 제2 굴절률보다도 높게 하고, 상기 제3 굴절률을 상기 제1 굴절률보다도 높게 하고, 상기 제1 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막, 제1 유전체 다층막을 적층하여 구성되고, 상기 제2 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제3 유전체 다층막, 제4 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있어도 된다.In the above configuration, the fourth refractive index is made higher than the second refractive index, the third refractive index is higher than the first refractive index, and the first laminate includes a second dielectric multilayer film, a second dielectric multilayer film in order from the transparent substrate; It may be constituted by laminating one dielectric multilayer film, and the second laminate may be constituted by laminating a third dielectric multilayer film and a fourth dielectric multilayer film in order from the transparent substrate.

본 발명의 광조사 장치는, 하우징 내에 광원을 수용하고, 상기 하우징의 광 출사 개구에 상술한 파장 선택 필터를 설치한 것을 특징으로 한다. The light irradiation apparatus of the present invention is characterized in that a light source is accommodated in a housing, and the above-described wavelength selection filter is provided in a light output opening of the housing.

본 발명에 따르면, 막 수의 대폭적인 증가를 억제하면서, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wavelength shift amount of the spectral transmission characteristic can be made small also at the time of the oblique incidence of light to a film surface, suppressing the significant increase of the film|membrane number.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 자외선 조사 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 자외선 조사 장치의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.
도 3은 파장 선택 필터를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 5는 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 6은 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 본 실시 형태의 파장 선택 필터의 경우, (B)는 종래의 파장 선택 필터 경우를 도시한다.
도 7은 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 투명 기판의 양면에 각각 NBP형 및 BBP형의 적층체를 형성한 경우, (B)는 투명 기판의 한쪽 면에 NBP형의 적층체를 형성한 경우, (C)는 투명 기판의 한쪽 면에 BBP형의 적층체를 형성한 경우를 도시한다.
도 8은 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체를 도 4의 예와 역순으로 형성한 구성을 도시하는 표이다.
도 9는 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체를 도 4의 예와 역순으로 형성한 구성을 도시하는 표이다.
도 10은 다층막을 도 4의 예와 역순으로 형성한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 11은 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 12는 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 13은 도 12의 계속이다.
도 14는 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 15는 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 16은 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 17은 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 18은 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 19는 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 20은 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 21은 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 22는 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 23은 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 24는 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 25는 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 26은 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.
도 27은 TiO₂와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 28은 TiO₂와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다.
도 29는 TiO₂와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, (A)는 양면 막 형성의 경우, (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view which shows schematic structure of the ultraviolet irradiation apparatus which concerns on embodiment of this invention.
It is a front view which shows schematic structure of an ultraviolet irradiation apparatus.
3 is a diagram schematically illustrating a wavelength selection filter.
Fig. 4 is a table showing the configuration of the NBP-type laminate of the wavelength selective filter.
5 is a table showing the configuration of a BBP-type laminate of a wavelength selective filter.
Fig. 6 is a graph showing the spectral transmittance of the wavelength selective filter, in which (A) is the case of the wavelength selective filter of this embodiment, and (B) shows the case of the conventional wavelength selective filter.
7 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter. (A) is a case in which NBP type and BBP type laminates are respectively formed on both sides of a transparent substrate, (B) is an NBP type on one side of the transparent substrate (C) shows a case in which a BBP-type laminate is formed on one surface of a transparent substrate.
Fig. 8 is a table showing a configuration in which the NBP-type laminate of the wavelength selective filter is formed in the reverse order to the example of Fig. 4;
Fig. 9 is a table showing a configuration in which a BBP-type laminate of a wavelength selective filter is formed in the reverse order to the example of Fig. 4;
10 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter in which a multilayer film is formed in the reverse order of the example of FIG. 4 , (A) in the case of double-sided film formation, (B) in the case of single-sided film formation of only NBP, (C ) shows the case of BBP-only single-sided film formation.
Fig. 11 is a table showing the structure of an NBP-type laminate of a wavelength selective filter in which a high refractive index material is used as one type.
Fig. 12 is a table showing the configuration of a BBP-type laminate of a wavelength selective filter using one type of high refractive index material.
Fig. 13 is a continuation of Fig. 12;
14 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter using one type of high refractive index material, (A) is a case of double-sided film formation, (B) is a case of single-sided film formation of only NBP, (C) is BBP Only one side shows the case of film formation.
Fig. 15 is a table showing the structure of an NBP-type laminate of a wavelength selective filter in which a low-refractive-index material is used as one type.
Fig. 16 is a table showing the structure of a BBP-type laminate of a wavelength selective filter in which one type of low-refractive-index material is used.
17 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter using one type of low-refractive-index material, (A) is the case of double-sided film formation, (B) is the case of single-sided film formation of only NBP, (C) is BBP Only one side shows the case of film formation.
Fig. 18 is a table showing the configuration of an NBP-type laminate of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.2555.
Fig. 19 is a table showing the configuration of a BBP-type laminate of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.2555.
20 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.2555, (A) is the case of double-sided film formation, (B) is NBP only single-sided film formation, (C) BBP only single-sided The case of film formation is shown.
Fig. 21 is a table showing the configuration of an NBP-type laminate of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.3125.
22 is a table showing the configuration of a BBP-type laminate of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.3125.
23 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.3125, (A) is the case of double-sided film formation, (B) is NBP only single-sided film formation, (C) is BBP only single-sided The case of film formation is shown.
Fig. 24 is a table showing the configuration of an NBP-type laminate of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.4125.
Fig. 25 is a table showing the configuration of a BBP-type laminate of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.4125.
26 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.4125, (A) is the case of double-sided film formation, (B) is NBP only single-sided film formation, (C) is BBP only single-sided The case of film formation is shown.
Fig. 27 is a table showing the configuration of an NBP-type laminate of a wavelength selective filter formed only by a pair of TiO ₂ and an intermediate refractive index material.
28 is a table showing the configuration of a BBP-type laminate of a wavelength selective filter formed only by a pair of TiO ₂ and an intermediate refractive index material.
29 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter formed only with a pair of TiO ₂ and an intermediate refractive index material, (A) in the case of double-sided film formation, (B) only NBP in the case of single-sided film formation, (C) shows the case of BBP-only single-sided film formation.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.

도 1은 본 실시 형태에 관한 자외선 조사 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 사시도이며, 도 2는 자외선 조사 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultraviolet irradiation device 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of the ultraviolet irradiation device 1 .

이들 도면에 도시한 바와 같이, 자외선 조사 장치(1)는 자외선을 직하의 워크(2)에 조사하는 적어도 1개(본 실시 형태에서는, 3개)의 조사기(3)와, 각각의 조사기(3)마다 워크(2)와의 사이에 배치된 파장 선택 필터(4)를 구비하고 있다. 자외선 조사 장치(1)는 조사기(3)가 조사하는 자외선을 워크(2)에 파장 선택 필터(4)를 통하여 조사하는 광조사 장치이다.As shown in these figures, the ultraviolet irradiation device 1 includes at least one (in this embodiment, three) irradiator 3 for irradiating an ultraviolet ray to the workpiece 2 directly below, and each irradiator 3 ), a wavelength selection filter 4 disposed between the workpiece 2 and the workpiece 2 is provided. The ultraviolet irradiation apparatus 1 is a light irradiation apparatus which irradiates the ultraviolet-ray irradiated by the irradiator 3 to the workpiece|work 2 through the wavelength selection filter 4 .

워크(2)는 소정의 폭 W 및 길이 L의 조사 에리어(2A)를 갖는 직사각 형상을 이루고, 이 조사 에리어(2A)에 예를 들어 액정 패널이 적재되어서 자외선이 조사된다.The workpiece 2 has a rectangular shape having an irradiation area 2A having a predetermined width W and a length L, and a liquid crystal panel is mounted on this irradiation area 2A, for example, to be irradiated with ultraviolet rays.

조사기(3)는 도 2에 도시한 바와 같이, 저면 개방형의 직육면체 형상의 조사기 하우징(10)을 갖고, 이 조사기 하우징(10)에는, 파장 약 200nm 내지 600nm의 자외선을 선상으로 방사하는 선상 자외선 광원 램프(11)와, 이 램프(11)를 포위하는 반타원 통형상(실린더 형상)의 반사 미러(12)가 내설되어, 램프(11)로부터 방사되는 자외선을 반사 미러(12)에서 반사하여 조사기 하우징(10)의 저면 광 출사 개구부터 선상으로 자외선을 조사한다. 본 실시 형태의 램프(11)에는 메탈할라이드 램프가 사용되고 있다.As shown in FIG. 2, the irradiator 3 has an irradiator housing 10 of a rectangular parallelepiped shape with an open bottom, and the irradiator housing 10 has a linear ultraviolet light source emitting ultraviolet rays having a wavelength of about 200 nm to 600 nm in a linear manner. A lamp 11 and a semi-elliptical cylindrical (cylindrical) reflection mirror 12 surrounding the lamp 11 are built-in, and the ultraviolet rays emitted from the lamp 11 are reflected by the reflection mirror 12, and the irradiator Ultraviolet rays are irradiated linearly from the bottom surface light output opening of the housing 10 . A metal halide lamp is used for the lamp 11 of this embodiment.

파장 선택 필터(4)는 유전체 다층막을 포함하는 투과 필터이며, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 조사기(3)의 저면의 광 출사 개구 전체를 충분히 덮는 면적을 갖고, 그 조사기(3)와 워크(2)(즉, 조사 에리어(2A))의 사이로서, 조사기(3)의 저면 광 출사 개구에 가깝게 하여 배치되어 있다.The wavelength selective filter 4 is a transmission filter including a dielectric multilayer film, and as shown in FIGS. 1 and 2 , has an area sufficiently covering the entire light exit opening of the bottom surface of the irradiator 3, and the irradiator 3 It is arranged between the work 2 (that is, the irradiation area 2A) and close to the bottom light output opening of the irradiation device 3 .

파장 선택 필터(4)가 투과하는 투과 파장 영역은, 자외선 조사 장치(1)의 사용 용도에 따라서 적절하게 설정되고, 본 실시 형태에서는, 액정 패널의 제조(액정의 배향 제어나 접합 등)에 최적인 대역이 설정되어 있다.The transmission wavelength region through which the wavelength selection filter 4 transmits is appropriately set according to the intended use of the ultraviolet irradiation device 1, and in this embodiment, it is optimal for manufacturing a liquid crystal panel (such as alignment control and bonding of liquid crystal). In-band is set.

이 자외선 조사 장치(1)에서는, 전술한 도 2에 도시한 바와 같이, 3개의 조사기(3), 및 파장 선택 필터(4)가 워크(2)의 폭 W 방향으로 소정의 간격 M으로 워크(2)의 폭 W의 방향으로 병렬로 설치되어 있다. 이때, 가로 배열의 조사기(3) 중 양단의 조사기(3)는 내장된 램프(11)가 워크(2)의 폭 W(즉, 조사 에리어(2A))의 약간 외측에 위치하도록 배치되어 있다. 즉, 워크(2)의 조사 에리어(2A)의 대략 전역이 중앙의 조사기(3)에 의해 조사되고, 또한 폭 W 방향의 양단부에서 조도가 저하되는 개소에 대해서는, 중앙의 조사기(3)를 끼운 양단의 조사기(3)의 조사에 의해 조도의 저하가 보충된다. 또한, 중앙의 조사기(3)(즉, 워크(2)의 폭 W 내에 내장된 램프(11)가 배치되는 조사기(3))는 1개에 한하지 않고, 복수의 조사기(3)를 병설하여 구성해도 되고, 이에 의해, 조사 에리어(2A)의 폭 W를 확장할 수 있다. 또한, 양단의 조사기(3)(즉, 워크(2)의 폭 W의 밖에 내장된 램프(11)가 배치되는 조사기(3))에 대해서도 마찬가지로, 각 단부에 복수의 조사기(3)를 병설해도 된다.In this ultraviolet irradiation apparatus 1, as shown in Fig. 2 described above, three irradiators 3 and a wavelength selection filter 4 are arranged at a predetermined interval M in the width W direction of the work 2 ( 2) is installed in parallel in the direction of the width W. At this time, the irradiators 3 at both ends of the irradiators 3 of the horizontal arrangement are arranged so that the built-in lamp 11 is located slightly outside the width W of the workpiece 2 (that is, the irradiation area 2A). That is, approximately the entire area of the irradiation area 2A of the workpiece 2 is irradiated with the central irradiator 3, and for a location where the illuminance decreases at both ends in the width W direction, the central irradiator 3 is interposed. The fall of illuminance is supplemented by irradiation of the irradiator 3 of both ends. In addition, the central irradiator 3 (that is, the irradiator 3 in which the lamp 11 built in the width W of the workpiece 2 is disposed) is not limited to one, and a plurality of irradiators 3 are provided in parallel. You may comprise and thereby, the width W of 2 A of irradiation areas can be expanded. In addition, similarly about the irradiator 3 at both ends (that is, the irradiator 3 in which the lamp 11 built-in outside the width W of the workpiece|work 2 is arrange|positioned), even if a plurality of irradiators 3 are installed side by side at each end do.

그런데, 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터는, 투과 특성에 입사 각도 의존성을 갖고 있으며, 광의 입사 각도가 커질수록, 투과 파장 영역이 단파장측으로 시프트한다. 따라서, 평행광 이외의 집광이나 확산광을 사용하는 광학계로 구성된 광조사 장치에 파장 선택 필터를 사용한 경우, 필요한 파장의 광이 커트되어, 불필요한 파장의 광이 투과되어 버린다. 본 실시 형태에 있어서는, 조사기(3)로부터 파장 선택 필터(4)에 경사 입사하여 워크(2)에 도달하는 광 K에 대해서는, 투과 특성의 각도 의존에 의해, 직접 입사 시보다 단파장의 성분이 많이 포함되게 된다.Incidentally, the wavelength selective filter made of the dielectric multilayer film has an incident angle dependence on the transmission characteristics, and as the incident angle of light increases, the transmitted wavelength region shifts toward the shorter wavelength side. Accordingly, when a wavelength selective filter is used in a light irradiation device composed of an optical system using condensed or diffused light other than parallel light, light having a required wavelength is cut, and light having an unnecessary wavelength is transmitted. In the present embodiment, with respect to the light K which is obliquely incident from the irradiator 3 to the wavelength selective filter 4 and arrives at the work 2, the component with a shorter wavelength is greater than that at the time of direct incidence, depending on the angle dependence of the transmission characteristic. will be included

특히, 본 실시 형태의 자외선 조사 장치(1)와 같이, 워크(2)의 폭 W의 외측에도 조사기(3)를 배치하는 구성에 있어서는, 이 조사기(3)로부터 워크(2)에 전해지는 광은 파장 선택 필터(4)에 경사 입사하여 투과한 성분을 많이 포함하기 때문에, 단파장의 성분이 많아진다.In particular, like the ultraviolet irradiation apparatus 1 of this embodiment, in the structure which arrange|positions the irradiator 3 also outside the width W of the workpiece|work 2, the light transmitted from this irradiator 3 to the workpiece|work 2 Since silver contains a large amount of components obliquely incident on and transmitted through the wavelength selective filter 4, the components of shorter wavelengths increase.

따라서, 종래의 광조사 장치에 있어서는, 투명 기판 상에 고굴절률재의 층과, 이것보다도 어느 정도 굴절률이 낮은 재료의 층을 교대로 적층시킨 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터를 사용함으로써, 막면에의 광의 경사 입사 시에도 분광 투과 특성의 파장 시프트량을 작게 하고 있다. 그러나, 이와 같은 구성의 파장 선택 필터에서는, 파장 시프트량을 작게 하고자 하면, 막수가 대폭으로 많아지기 때문에, 기판에 막을 형성하는 공정에 시간이 걸리고, 그 결과, 파장 선택 필터의 생산성이 악화되어 버린다.Therefore, in the conventional light irradiation apparatus, a wavelength selective filter composed of a dielectric multilayer film in which a layer of a high refractive index material and a layer of a material having a refractive index to a certain degree lower than this are alternately laminated on a transparent substrate is used, The amount of wavelength shift of the spectral transmission characteristic is made small even at the time of oblique incidence. However, in the wavelength selection filter having such a configuration, if the wavelength shift amount is reduced, the number of films increases significantly, so the process of forming a film on the substrate takes time, and as a result, the productivity of the wavelength selection filter deteriorates. .

또한, 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터의 입사각에 의한 단파장 시프트는, 막 물질의 흡수를 이용함으로써 파장 시프트량을 경감할 수 있는 것이 알려져 있다. 그러나, 이 경우, 광경화에 필요한 파장 선택 필터의 투과 특성이 얻어지도록 흡수 파장을 조정하는 것이 불가능하기 때문에, 임의의 투과 특성에서의 제작이 곤란하다.In addition, it is known that the wavelength shift amount can be reduced by using absorption of the film material for the short wavelength shift by the incident angle of the wavelength selective filter composed of the dielectric multilayer film. However, in this case, since it is impossible to adjust the absorption wavelength so that the transmission characteristic of the wavelength selective filter necessary for photocuring is obtained, it is difficult to manufacture with arbitrary transmission characteristics.

따라서, 본 실시 형태의 자외선 조사 장치(1)에 있어서는, 이하와 같이 파장 선택 필터(4)를 구성함으로써, 막 수의 대폭적인 증가를 억제하면서, 파장 시프트량을 저감하고 있다.Therefore, in the ultraviolet irradiation apparatus 1 of this embodiment, the wavelength shift amount is reducing, suppressing the large increase in the number of films|membrane by comprising the wavelength selection filter 4 as follows.

도 3은, 파장 선택 필터(4)를 모식적으로 도시하는 도면이다.3 is a diagram schematically showing the wavelength selection filter 4 .

파장 선택 필터(4)는 도 3에 도시한 바와 같이, 투명 기판(21)에 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 포함하는 제1 적층체 L1과, 제3 유전체 다층막 G3 및 제4 유전체 다층막 G4를 포함하는 제2 적층체 L2를 구비하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 3 , the wavelength selective filter 4 includes a first stacked body L1 including a first multilayer dielectric film G1 and a second multilayer dielectric film G2 on a transparent substrate 21 , and a third multilayer dielectric film G3 and fourth A second laminate L2 including a dielectric multilayer film G4 is provided.

투명 기판(21)은 투명한 재료(예를 들어, 석영, 붕규산 유리)로 형성된다. 여기서, 종래와 같이 파장 선택 필터를 색 유리로 구성한 경우에는, 내열성이 낮기 때문에, 램프(11)로부터의 높은 에너지에 의해 고온으로 가열되어, 파장 선택 필터가 히트 쇼크에 의해 파손될 우려도 있다. 본 실시 형태에서는, 투명 기판(21)을 내열성이 비교적 높은 재료, 예를 들어 석영으로 형성함으로써, 파장 선택 필터의 내열성을 확보하고 있다.The transparent substrate 21 is formed of a transparent material (eg, quartz, borosilicate glass). Here, when the wavelength selective filter is made of colored glass as in the prior art, since heat resistance is low, it is heated to a high temperature by the high energy from the lamp 11, and there is a possibility that the wavelength selective filter may be damaged by heat shock. In this embodiment, the heat resistance of the wavelength selective filter is ensured by forming the transparent substrate 21 from a material with relatively high heat resistance, for example, quartz.

제1 및 제3 유전체 다층막 G1, G3은, 제1 굴절률(제1 고굴절률)(n_H1)을 가진 제1 고굴절률재(제1 굴절률재)(22)와, 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률(제1 저굴절률)(n_L1)을 가진 제1 저굴절률재(제2 굴절률재)(23)를 교대로 적층하여 구성되어 있다.The first and third dielectric multilayer films G1 and G3 include a first high refractive index material (first refractive index material) 22 having a first refractive index (first high refractive index) n _H1 , and a second refractive index smaller than the first refractive index. It is comprised by laminating|stacking 1st low-refractive-index material (2nd refractive-index material) 23 with refractive index (1st low refractive index) (n _L1 ) alternately.

제2 및 제4 유전체 다층막 G2, G4는, 제3 굴절률(제2 고굴절률)(n_H2)을 가진 제2 고굴절률재(제3 굴절률재)(24)와, 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률(제2 저굴절률)(n_M)을 가진 제2 저굴절률재(제4 굴절률재)(25)를 교대로 적층하여 구성되어 있다.The second and fourth dielectric multilayer films G2 and G4 include a second high refractive index material (third refractive index material) 24 having a third refractive index (second high refractive index) n _H2 , and a fourth smaller refractive index than the third refractive index. It is constituted by alternately stacking second low-refractive-index materials (fourth refractive-index materials) 25 having a refractive index (second low refractive index) n _M .

제2 굴절률(n_L1) 및 제4 굴절률(n_M)을 상이하게 하고 있고, 본 실시 형태에서는, 제4 굴절률(n_M)을 제2 굴절률(n_L1) 보다도 높게 하고 있다.The second refractive index n _L1 and the fourth refractive index n _M are different, and in the present embodiment, the fourth refractive index n _M is higher than the second refractive index n _L1 .

본 실시 형태에서는, 제1 굴절률(n_H1) 및 제3 굴절률(n_H2)도 상이하게 하고 있고, 또한, 제3 굴절률(n_H2)을 제1 굴절률(n_H1) 보다도 높게 하고 있다.In the present embodiment, the first refractive index n _H1 and the third refractive index n _H2 are also different, and the third refractive index n _H2 is higher than the first refractive index n _H1 .

요컨대, 종래 기술에서는, 굴절률이 서로 다른 2종류의 재료의 층의 조합으로 유전체 다층막이 구성되어 있었던 것에 비해서, 본 실시 형태에서는, 굴절률이 서로 다른 4종류의 재료층, 즉, 제1 굴절률재, 제2 굴절률재, 제3 굴절률재, 제4 굴절률재를 사용하고 있어, 앞의 2개의 것의 교대 적층에 의해 제1 및 제3 유전체 다층막 G1, G3을, 뒤의 2개의 것의 교대 적층에 의해 제2 및 제4 유전체 다층막 G2, G4를 구성하고 있다.In other words, in the prior art, the dielectric multilayer film was constituted by a combination of layers of two types of materials having different refractive indices. The second refractive index material, the third refractive index material, and the fourth refractive index material are used, and the first and third dielectric multilayer films G1 and G3 are formed by alternately laminating the first two, and the second and third dielectric multilayer films G1 and G3 are formed by alternately laminating the latter two. The second and fourth dielectric multilayer films G2 and G4 are constituted.

또한, 제2 굴절률(n_L1) 및 제4 굴절률(n_M), 및 제1 굴절률(n_H1) 및 제3 굴절률(n_H2)을 상이하게 하는 이유에 대해서는 후술한다.In addition, the second refractive index n _L1 , the fourth refractive index n _M , and the reason for making the first refractive index n _H1 and the third refractive index n _H2 different will be described later.

또한, 본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 제1 적층체 L1과 제2 적층체 L2는, 투명 기판(21)의 서로 다른 면에 각각 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 원하는 파장 영역의 광을 선택적으로 투과시키기 위해서, 투명 기판(21)의 한쪽 면에 형성한 제1 적층체 L1이 내로우 밴드패스형(NBP형) 필터를 구성하고, 투명 기판(21)의 다른쪽 면에 형성한 제2 적층체 L2가 브로드 밴드패스형(BBP형) 필터를 구성하고 있다.In addition, in the wavelength selection filter 4 of this embodiment, the 1st laminated body L1 and the 2nd laminated body L2 are respectively formed on the mutually different surface of the transparent substrate 21. As shown in FIG. In addition, in the wavelength selective filter 4 of the present embodiment, in order to selectively transmit light in a desired wavelength region, the first laminate L1 formed on one surface of the transparent substrate 21 is a narrow bandpass type (NBP). type) The second laminate L2 formed on the other surface of the transparent substrate 21 constitutes a filter and constitutes a broadband pass type (BBP type) filter.

NBP형의 제1 적층체 L1은, 투명 기판(21)으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막 G2, 제1 유전체 다층막 G1을 적층하여 구성된다.The NBP-type first laminate L1 is constituted by laminating the second dielectric multilayer film G2 and the first dielectric multilayer film G1 in this order from the transparent substrate 21 .

BBP형의 제2 적층체 L2는, 투명 기판(21)으로부터 순서대로 제3 유전체 다층막 G3, 제4 유전체 다층막 G4를 적층하여 구성된다.The BBP-type second laminate L2 is constituted by laminating a third dielectric multilayer film G3 and a fourth dielectric multilayer film G4 in this order from the transparent substrate 21 .

또한, 제1 유전체 다층막 G1과 제2 유전체 다층막 G2는, 한쪽이 쇼트 웨이브패스형(SWP형) 필터, 다른쪽이 롱 웨이브패스형(LWP형) 필터를 기본적 막 구성으로 하고, 각각 각 층의 막 두께를 최적화하여 구성된다.Further, the first multilayer dielectric film G1 and the second multilayer dielectric film G2 have a short wavepass type (SWP type) filter on one side and a long wavepass type (LWP type) filter on the other side as a basic film configuration, It is constructed by optimizing the film thickness.

또한, 제3 유전체 다층막 G3과 제4 유전체 다층막 G4도, 마찬가지로, 한쪽이 쇼트 웨이브패스형(SWP형) 필터, 다른쪽이 롱 웨이브패스형(LWP형) 필터를 기본적 막 구성으로 하고, 각각 각 층의 막 두께를 최적화하여 구성된다.Similarly, the third dielectric multilayer film G3 and the fourth dielectric multilayer film G4 also have a basic film configuration of a short wavepass type (SWP type) filter on one side and a long wavepass type (LWP type) filter on the other side, and each It is constructed by optimizing the film thickness of the layer.

본 실시 형태에서는, 중심 파장을 680nm로 하고, 원하는 분광 투과율을 만족하도록, 시판하고 있는 막 설계 소프트(소프트웨어 스펙트라사의 TFCalc)를 사용하고, 각 층의 막 두께를 최적화하여, 도 4 및 도 5의 결과를 얻었다.In the present embodiment, the central wavelength is 680 nm and the film thickness of each layer is optimized using commercially available film design software (TFCalc by Spectra software) so as to satisfy the desired spectral transmittance, as shown in FIGS. 4 and 5 . got the result

여기서, 본 실시 형태에 있어서의 원하는 분광 투과율이란, 수직 입사에서의 투과율 특성에 있어서, 400 내지 600nm의 파장 범위에 최대 투과율이 85％ 이상으로 되는 투과 파장 영역과, 600 내지 800nm의 파장 범위의 적어도 일부에 최소 투과율이 1％ 이하로 되는 가시 영역 및 근적외 광측 커트 파장 영역과, 200 내지 400nm의 파장 범위의 적어도 일부에 최소 투과율이 1％ 이하로 되는 자외측 커트 파장 영역을 갖는 것이다.Here, the desired spectral transmittance in the present embodiment refers to a transmittance wavelength region in which the maximum transmittance is 85% or more in a wavelength range of 400 to 600 nm in transmittance characteristics at normal incidence, and at least in a wavelength range of 600 to 800 nm. It has a visible region and near-infrared light cut wavelength region in which the minimum transmittance is 1% or less in part, and an ultraviolet cut wavelength region in which the minimum transmittance is 1% or less in at least a part of the wavelength range of 200 to 400 nm.

구체적으로는, BBP형의 제1 적층체 L1에 의해, 400 내지 600nm의 파장 범위에 최대 투과율이 85％ 이상으로 되는 투과 파장 영역과, 투과 파장 영역의 단파장측의 투과율이 85％로부터 5％ 이하로 되는 투과율 곡선의 경사와, 장파장측의 투과율이 85％로부터 5％ 이하로 되는 투과율 곡선의 경사를 구성하고 있다. 또한, NBP형의 제2 적층체 L2에 의해, 600 내지 800nm의 파장 범위의 적어도 일부에 최소 투과율이 1％ 이하로 되는 가시 영역 및 근적외 광측 커트 파장 영역과, 200 내지 400nm의 파장 범위의 적어도 일부에 최소 투과율이 1％ 이하로 되는 자외측 커트 파장 영역을 구성하고 있다.Specifically, the transmittance of the transmission wavelength region in which the maximum transmittance becomes 85% or more in the wavelength range of 400 to 600 nm, and the transmittance on the short wavelength side of the transmission wavelength region are 85% to 5% or less by the BBP-type first laminate L1 and the inclination of the transmittance curve at which the transmittance on the long wavelength side is from 85% to 5% or less. In addition, by the NBP type second laminate L2, the minimum transmittance is 1% or less in at least a part of the wavelength range of 600 to 800 nm in the visible region and near-infrared light side cut wavelength region, and at least in the wavelength range of 200 to 400 nm. In part, the ultraviolet cut wavelength region in which the minimum transmittance is 1% or less is constituted.

굴절률이 1.45 내지 1.53인 투명 기판을 사용했을 때, 제1 굴절률(n_H1), 제2 굴절률(n_L1), 제3 굴절률(n_H2), 제4 굴절률(n_M)을 파장 500nm의 광에 대하여 각각 2.26 내지 2.40, 1.38 내지 1.50, 2.42 내지 2.70, 1.58 내지 2.00으로 함으로써, 이러한 원하는 분광 투과율을 만족할 수 있다.When a transparent substrate having a refractive index of 1.45 to 1.53 is used, the first refractive index (n _H1 ), the second refractive index (n _L1 ), the third refractive index (n _H2 ), and the fourth refractive index (n _M ) are applied to light having a wavelength of 500 nm. With respect to each of 2.26 to 2.40, 1.38 to 1.50, 2.42 to 2.70, and 1.58 to 2.00, the desired spectral transmittance can be satisfied.

도 4는 파장 선택 필터(4)의 NBP형의 제1 적층체 L1의 구성을 도시하는 표이며, 도 5는 파장 선택 필터(4)의 BBP형의 제2 적층체 L2의 구성을 도시하는 표이다.Fig. 4 is a table showing the configuration of the NBP-type first laminate L1 of the wavelength selection filter 4, and Fig. 5 is a table showing the configuration of the BBP-type second laminate L2 of the wavelength selection filter 4 to be.

파장 선택 필터(4)는 제1 고굴절률재(22)에 Ta₂O₅를, 제1 저굴절률재(23)에SiO₂를, 제2 고굴절률재(24)에 TiO₂를, 제2 저굴절률재(25)에 Al₂O₃을 선정하고 있다. 여기서, Ta₂O₅, SiO₂, TiO₂, Al₂O₃의 각 층 굴절률은, 파장 500nm의 광에 대하여 각각 2.27, 1.48, 2.57, 1.70이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 투명 기판(21)의 굴절률은 1.462로 한다.The wavelength selective filter 4 includes Ta ₂ O ₅ for the first high refractive index material 22 , SiO ₂ for the first low refractive index material 23 , TiO ₂ for the second high refractive index material 24 , and a second Al ₂ O ₃ is selected for the low refractive index material 25 . Here, _each layer refractive index _of _Ta2O5 , SiO2, TiO2 _, Al2O3 is 2.27, 1.48, 2.57, and 1.70 with respect to the light _of wavelength 500nm, _respectively . In addition, in this embodiment, the refractive index of the transparent substrate 21 shall be 1.462.

상세하게 설명하면, 투명 기판(21)의 한쪽 면에는, 도 4에 도시한 바와 같이, TiO₂를 포함하는 제2 고굴절률재(24)와, Al₂O₃을 포함하는 제2 저굴절률재(25)를 교대로 적층하여 제2 유전체 다층막 G2를 구성하고 있다. 또한, 제2 유전체 다층막 G2 상에 Ta₂O₅를 포함하는 제1 고굴절률재(22)와, SiO₂를 포함하는 제1 저굴절률재(23)를 교대로 적층하여 제1 유전체 다층막 G1을 구성하고 있다.In detail, on one side of the transparent substrate 21 , as shown in FIG. 4 , a second high refractive index material 24 containing TiO ₂ and a second low refractive index material containing Al ₂ O ₃ . (25) are alternately stacked to form a second dielectric multilayer film G2. In addition, the first high refractive index material 22 including Ta ₂ O ₅ and the first low refractive index material 23 including SiO ₂ are alternately stacked on the second multilayer dielectric film G2 to form the first multilayer dielectric film G1. composing

또한, 투명 기판(21)의 다른쪽 면에는, 도 5에 도시한 바와 같이, Ta₂O₅를 포함하는 제1 고굴절률재(22)와, SiO₂를 포함하는 제1 저굴절률재(23)를 교대로 적층하여 제3 유전체 다층막 G3을 구성하고 있다. 또한, 제3 유전체 다층막 G3 상에 TiO₂를 포함하는 제2 고굴절률재(24)와, Al₂O₃을 포함하는 제2 저굴절률재(25)를 교대로 적층하여 제4 유전체 다층막 G4를 구성하고 있다.Further, on the other surface of the transparent substrate 21, as shown in FIG. 5, a first high refractive index material 22 containing Ta ₂ O ₅ and a first low refractive index material 23 containing SiO ₂ . ) are alternately stacked to form a third dielectric multilayer film G3. In addition, a fourth dielectric multilayer film G4 is formed by alternately stacking a second high refractive index material 24 including TiO ₂ and a second low refractive index material 25 including Al ₂ O ₃ on the third dielectric multilayer film G3. composing

또한, 투명 기판(21)에 저굴절률재 또는 고굴절률재 중 어느 쪽이 인접하는지는, 시뮬레이션 결과에 의존하는데, 투명 기판(21)에 고굴절률재가 인접하는 경우가 많다. 본 실시 형태에서는, 석영 유리로 구성한 투명 기판(21)의 굴절률이 1.462이므로, 소위 중간 굴절률재라면, 투명 기판(21)과의 사이에 굴절률차가 발생하기 때문에, 투명 기판(21)에 인접 가능하다. 여기서, 이 명세서에 있어서는, 중간 굴절률재란, 제4 굴절률(n_M: 1.58 내지 2.00)을 갖는 것으로 한다.In addition, although which one of a low-refractive-index material or a high-refractive-index material adjoins to the transparent substrate 21 depends on a simulation result, the high-refractive-index material adjoins to the transparent substrate 21 in many cases. In this embodiment, since the refractive index of the transparent substrate 21 made of quartz glass is 1.462, if it is a so-called intermediate refractive index material, a refractive index difference with the transparent substrate 21 occurs, so that it can be adjacent to the transparent substrate 21 . Here, in this specification, the intermediate refractive index material shall have a 4th refractive index (n _M :1.58-2.00).

또한, 제1 유전체 다층막 G1과 제2 유전체 다층막 G2의 인접부, 및 제3 유전체 다층막 G3과 제4 유전체 다층막 G4의 인접부에 있어서는, NBP형의 제31층과 제32층, 또는 BBP형의 제20층과 제21층에 도시한 바와 같이, 고굴절률재와 저굴절률재가 인접하게 배치된다. 또한, 본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)는 증착 방법으로서 이온 플레이팅을 사용하여 얻어진 것이다.Further, in the adjacent portions of the first dielectric multilayer film G1 and the second dielectric multilayer film G2, and in the adjacent portions of the third dielectric multilayer film G3 and the fourth dielectric multilayer film G4, the NBP type 31 and 32 layers, or the BBP type As shown in the twentieth layer and the twenty-first layer, the high refractive index material and the low refractive index material are disposed adjacent to each other. In addition, the wavelength selective filter 4 of this embodiment is obtained using ion plating as a vapor deposition method.

도 6은 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 6의 (A)는 본 실시 형태의 파장 선택 필터의 경우, 도 6의 (B)는 종래예인 고굴절률재와 저굴절률재의 2가지의 막 물질만으로 이루어지는 유전체 다층막으로 구성된 파장 선택 필터의 경우를 도시한다. 또한, 도 6 중, 횡축은 파장(nm)을 종축은 투과율(％)을 도시한다. 또한, 도 6 중의 그래프는, 시뮬레이션으로 얻어진 결과를 나타내고, 파선은 수직 입사 시의 결과를, 실선은 60° 경사 입사의 경우의 결과를 도시한다.6 is a graph showing the spectral transmittance of the wavelength selective filter. FIG. 6 (A) is the case of the wavelength selective filter of this embodiment, and FIG. 6 (B) is a conventional example of a high refractive index material and a low refractive index material. A case of a wavelength selective filter composed of a dielectric multilayer film made of only the film material of In Fig. 6, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates transmittance (%). In addition, the graph in FIG. 6 shows the result obtained by simulation, the broken line shows the result at the time of normal incidence, and the solid line shows the result in the case of 60 degree oblique incidence.

본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 도 6의 (A)에 도시한 바와 같이, 수직 입사에서의 투과율 특성에 있어서, 200 내지 400nm까지의 투과율이 1％ 미만, 420 내지 510nm까지의 투과율이 88％ 이상, 550 내지 800nm까지의 투과율이 3％ 미만이 되었다. 또한, 이 파장 선택 필터(4)에서는, 수직 입사와 60도 경사 입사의 투과율 특성의 비교에 있어서, 투과 파장 영역의 단파장측의 투과율이 50％가 되는 파장 및 장파장측의 투과율이 50％가 되는 파장의 평균 파장 시프트량은 34nm가 되었다.In the wavelength selection filter 4 of this embodiment, as shown in FIG. 6(A), in the transmittance|permeability characteristic at normal incidence, the transmittance|permeability from 200 to 400 nm is less than 1%, and the transmittance|permeability to 420 to 510 nm. This 88% or more and the transmittance|permeability to 550-800 nm became less than 3 %. In addition, in this wavelength selection filter 4, in the comparison of the transmittance characteristics of normal incidence and 60 degree oblique incidence, the transmittance of the short wavelength side of the transmitted wavelength region is 50% and the transmittance of the long wavelength side is 50%. The average wavelength shift amount of the wavelength was set to 34 nm.

종래의 고굴절률재(Ta₂O₅)와 저굴절률재(SiO₂)의 2가지의 막 물질만으로 이루어지는 파장 선택 필터의 일례에서는, 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이, 평균 파장 시프트량은 48nm가 되었다.In an example of a wavelength selective filter composed of only two film materials, a conventional high refractive index material (Ta ₂ O ₅ ) and a low refractive index material (SiO ₂ ), as shown in FIG. 6B , the average wavelength shift amount became 48 nm.

따라서, 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 적층한 NBP형의 제1 적층체 L1과 BBP형의 제2 적층체 L2를 광이 투과하도록 구성함으로써, 입사각에 의한 파장 시프트를 저감할 수 있다.Therefore, by configuring the NBP type first laminate L1 and the BBP type second laminate L2 in which the first dielectric multilayer film G1 and the second dielectric multilayer film G2 are laminated so that light transmits, the wavelength shift due to the incident angle can be reduced. have.

또한, 본 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, NBP형의 제1 적층체 L1의 막층수는 52층이 되고, BBP형의 제2 적층체 L2의 막층수는 44층이 되고, 총막층수는 96층이 된다.In addition, in the wavelength selection filter 4 of this embodiment, as shown in FIG.4 and FIG.5, the film|membrane layer number of the 1st laminated body L1 of NBP type|mold becomes 52 layers, and BBP type 2nd laminated body L2 is set. The number of layers is 44, and the total number of layers is 96.

또한, 종래의 파장 선택 필터를, 파장 선택 필터(4)와 동등한 분광 투과율을 만족하도록 형성한 경우에는, 막층수는 NBP형과 BBP형으로 각각 44층과 38층이 되고, 총막층수는 82층이 된다.In addition, when the conventional wavelength selective filter is formed to satisfy the spectral transmittance equivalent to that of the wavelength selective filter 4, the number of film layers is 44 and 38, respectively, of the NBP type and BBP type, and the total number of film layers is 82 layers. becomes this

따라서, 본 실시 형태에서는, 종래보다도 막층수가 약간 증가하였다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 파장 시프트량은 크게 삭감됨과 함께, 투과대의 파장 폭의 크기의 면에서, 60° 경사 입사 시에도 폭의 축소가 작게 끝난다는 이점이 있다.Therefore, in this embodiment, the number of film layers slightly increased compared to the past. However, in this embodiment, while the amount of wavelength shift is greatly reduced, from the point of the magnitude|size of the wavelength width|variety of a transmission band, there exists an advantage that width reduction ends small also at the time of 60 degree oblique incidence.

이것에 추가로, 도 7의 (B)에 도시한 바와 같이, 종래의 파장 선택 필터(4)에서는, 불필요한 파장 영역(일반적으로, 필요한 투과 파장 영역의 장파장측의 영역(도 6의 (B)의 경우에는 650 내지 800nm의 영역))에 있어서, 광의 투과를 피할 수 없다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는, 도 7의 (A)에 도시한 바와 같이, 그러한 파장 영역에서의 광투과가 거의 없다.In addition to this, as shown in Fig. 7B, in the conventional wavelength selection filter 4, an unnecessary wavelength region (generally, a region on the long-wavelength side of the required transmission wavelength region (Fig. 6B) In the case of 650 to 800 nm)), transmission of light cannot be avoided. In contrast, in the present embodiment, as shown in Fig. 7A, there is almost no light transmission in such a wavelength region.

계속해서, 투명 기판(21)의 양면에 다층막을 형성할 필요성에 대하여 설명한다.Next, the necessity of forming a multilayer film on both surfaces of the transparent substrate 21 is demonstrated.

도 7은 파장 선택 필터(4)의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 7의 (A)는 투명 기판(21)의 양면에 각각 NBP형 및 BBP형의 제1 적층체 L1, L2를 형성한 경우(이하, 간단히 「양면 막 형성의 경우」라고 한다.), 도 7의 (B)는 투명 기판(21)의 한쪽 면에 NBP형의 제1 적층체 L1을 형성한 경우(이하, 간단히 「NBP만 편면 막 형성의 경우」라고 한다.), 도 7의 (C)는 투명 기판(21)의 한쪽 면에 BBP형의 제2 적층체 L2를 형성한 경우(이하, 간단히 「BBP만 편면 막 형성의 경우」라고 한다.)를 도시한다.7 is a graph showing the spectral transmittance of the wavelength selective filter 4, and FIG. 7(A) is a NBP type and BBP type first laminate L1 and L2 formed on both sides of the transparent substrate 21, respectively. In the case (hereinafter, simply referred to as “the case of double-sided film formation”), FIG. 7B shows a case in which the first NBP-type laminate L1 is formed on one side of the transparent substrate 21 (hereinafter, simply “ It is referred to as a case of forming a single-sided film only for NBP.”), FIG. 7C shows a case in which a BBP-type second laminate L2 is formed on one side of the transparent substrate 21 (hereinafter, simply “BBP only one-sided film”). In case of formation”) is shown.

도 7에 도시한 바와 같이, 도 7의 (B)에서는 투과대보다 조금 떨어진 장파장역측의 광이 충분히 커트되어 있지 않고, 도 7의 (C)에서는 투과대의 장파장역측의 광이 충분히 커트되어 있지 않다. 파장 시프트량은, 도 7의 (A) 내지 도 7의 (C)에서 동등하다.As shown in Fig. 7, in Fig. 7(B), the light on the long-wavelength region slightly farther than the transmission band is not sufficiently cut, and in Fig. 7(C), the light on the long-wavelength region side of the transmission band is not sufficiently cut. A wavelength shift amount is equivalent in FIG.7(A) - FIG.7(C).

즉, 투명 기판(21)의 양면에 각각 NBP형 및 BBP형의 제1 적층체 L1, L2를 형성할 필요가 있는 것은, 각각 단독으로는 밴드패스 필터로서 필요한 커트 특성이 얻어지지 않기 때문이며, 파장 시프트 경감과의 관련성은 없다.That is, it is necessary to form the first laminates L1 and L2 of the NBP type and the BBP type on both surfaces of the transparent substrate 21, respectively, because the cut characteristics required as a bandpass filter cannot be obtained independently, respectively, and the wavelength It has nothing to do with shift mitigation.

또한, 투명 기판(21)의 양면에 각각 제1 적층체 L1, L2를 형성함으로써, 분광 투과율 곡선의 상승을 샤프하게 할 수 있다.In addition, by forming the first laminates L1 and L2 on both surfaces of the transparent substrate 21, respectively, the rise of the spectral transmittance curve can be sharpened.

계속해서, 막의 적층 방향의 파장 시프트량에의 영향에 대하여 설명한다.Then, the influence on the wavelength shift amount of the lamination|stacking direction of a film|membrane is demonstrated.

도 8은 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체를 도 4의 예와 역순으로 형성한 구성을 도시하는 표이며, 도 9는 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체를 도 4의 예와 역순으로 형성한 구성을 도시하는 표이다. 도 10은 다층막을 도 4의 예와 역순으로 형성한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 10의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 10의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 10의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.8 is a table showing a configuration in which a NBP-type laminate of a wavelength selective filter is formed in the reverse order of the example of FIG. 4 , and FIG. 9 is a BBP-type laminate of a wavelength selective filter formed in the reverse order of the example of FIG. This is a table showing one configuration. 10 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter in which a multilayer film is formed in the reverse order to that of FIG. In the case of formation, FIG. 10(C) shows a case where only BBP is formed on one side of the film.

도 8 및 도 9에 도시하는 파장 선택 필터에서는, NBP형의 적층체가, 투명 기판으로부터 순서대로 제1 유전체 다층막, 제2 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있다. 또한, BBP형의 적층체가, 투명 기판으로부터 순서대로 제4 유전체 다층막, 제3 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있다.In the wavelength selection filter shown in Figs. 8 and 9, the NBP type laminate is formed by laminating a first dielectric multilayer film and a second dielectric multilayer film in order from a transparent substrate. Further, the BBP-type laminate is constituted by laminating the fourth dielectric multilayer film and the third dielectric multilayer film in order from the transparent substrate.

도 10의 (A) 내지 도 10의 (C)의 모두에 있어서, 투과대의 리플(파문)이 발생하고 있지만, 파장 시프트량은, 도 7과 도 10에서 각각 동등하다.In all of FIGS. 10A to 10C, a ripple (ripple) in the transmission band occurs, but the wavelength shift amount is the same in FIG. 7 and FIG. 10 , respectively.

즉, 파장 시프트량은, 적층의 방향과 관계는 없다. 또한, NBP형에 대해서는 투명 기판(21)으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막 G2, 제1 유전체 다층막 G1을 적층하고, BBP형에 대해서는 투명 기판(21)으로부터 순서대로 제3 유전체 다층막 G3, 제4 유전체 다층막 G4를 적층함으로써 리플을 억제할 수 있다.That is, the wavelength shift amount has no relation to the direction of lamination. In the case of the NBP type, the second dielectric multilayer film G2 and the first dielectric multilayer film G1 are laminated in this order from the transparent substrate 21, and in the case of the BBP type, the third dielectric multilayer film G3 and the fourth dielectric film are sequentially stacked from the transparent substrate 21 . By laminating the multilayer film G4, ripple can be suppressed.

계속해서, 고굴절률재를 1종류로 한 경우에 대하여 설명한다.Then, the case where the high refractive index material is made into one type is demonstrated.

도 11은 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 12는 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 13은 도 12의 계속이다. 도 14는, 고굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 14의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 14의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 14의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.11 is a table showing the configuration of a NBP-type laminate of a wavelength selective filter using one high refractive index material, and FIG. 12 is a BBP-type laminate of a wavelength selective filter using one high refractive index material , and FIG. 13 is a continuation of FIG. 12 . Fig. 14 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter using one type of high refractive index material. Fig. 14 (A) is a case of double-sided film formation, and Fig. 14 (B) is a single-sided film formation of only NBP. case, FIG. 14(C) shows a case where only BBP is formed on one side of the film.

도 11 내지 도 13에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta₂O₅와 Al₂O₃, Ta₂O₅와 SiO₂의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 90층과 147층이 되고, 층수가 과다하여 막 제작이 비현실적이다.The wavelength selection filters shown in FIGS. 11 to 13 are formed of a combination of Ta ₂ O ₅ and Al ₂ O ₃ , and Ta ₂ O ₅ and SiO ₂ . In this wavelength selective filter, the number of film layers is NBP type and BBP type, respectively, 90 and 147 layers, and the number of layers is excessive, making film production unrealistic.

도 15는 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 16은 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 17은 저굴절률재를 1종류로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 17의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 17의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 17의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.Fig. 15 is a table showing the structure of a NBP-type laminate of a wavelength selective filter using one type of low-refractive-index material, and Fig. 16 is a table showing the structure of a BBP-type laminate of a wavelength selective filter using one low-refractive-index material. is a table showing Fig. 17 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter using one type of low-refractive index material. Fig. 17 (A) is a case of double-sided film formation, and Fig. 17 (B) is a case of single-sided film formation of only NBP. , FIG. 17(C) shows a case where only BBP is formed on one side of the film.

도 15 및 도 16에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta₂O₅와 Al₂O₃, TiO₂와 Al₂O₃의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 85층과 75층이 되어, 층수가 많다.The wavelength selection filter shown in FIGS. 15 and 16 is formed of a combination of Ta ₂ O ₅ and Al ₂ O ₃ , and TiO ₂ and Al ₂ O ₃ . In this wavelength selective filter, the number of layers is NBP type and BBP type, respectively, 85 layers and 75 layers, and the number of layers is large.

따라서, 제2 굴절률(n_L1) 및 제4 굴절률(n_M)을 상이하게 함으로써 층막수를 삭감할 수 있다. 또한, 제1 굴절률(n_H1) 및 제3 굴절률(n_H2)도 상이하게 함으로써 보다 층막수를 삭감할 수 있다.Accordingly, the number of layers can be reduced by making the second refractive index n _L1 and the fourth refractive index n _M different. In addition, by making the first refractive index n _H1 and the third refractive index n _H2 different, the number of layers can be further reduced.

또한, 도 7과 도 14 및 도 17에서, 파장 시프트량은 변함없다.In addition, in FIG. 7, FIG. 14, and FIG. 17, the wavelength shift amount does not change.

계속해서, 굴절률차에 대하여 설명한다.Then, the refractive index difference is demonstrated.

도 4 및 도 5에 도시하는 파장 선택 필터(4)에 있어서는, 제1 굴절률(n_H1)과 제2 굴절률(n_L1)의 평균값인 제1 평균 굴절률은, 1.875(=(2.27+1.48)/2)가 된다. 또한, 제3 굴절률(n_H2)과 제4 굴절률(n_M)의 평균값인 제2 평균 굴절률은, 2.135(=2.57+1.70)/2)가 된다. 그리고, 제1 평균 굴절률과 제2 평균 굴절률의 차(굴절률차)는 0.26이 된다.In the wavelength selection filter 4 shown in FIGS. 4 and 5 , the first average refractive index, which is an average value of the first refractive index n _H1 and the second refractive index n _L1 , is 1.875 (= (2.27+1.48)/ 2) becomes Further, the second average refractive index, which is an average value of the third refractive index n _H2 and the fourth refractive index n _M , is 2.135 (=2.57+1.70)/2). And the difference (refractive index difference) between a 1st average refractive index and a 2nd average refractive index is set to 0.26.

여기서, 굴절률차를 0.1 미만으로 하는 경우에는, 제1과 제2 유전체 다층막로 동일한 2종류의 막 물질을 사용하는 종래의 막 구성에 가깝게 되기 때문에, 총막층수가 과다가 되는 방향으로 향하고, 본 실시 형태의 효과를 발휘하지 않는다. 한편, 굴절률차가 0.6 초과인 경우에는, 대응하는 막 물질이 존재하지 않는 듯한 굴절률의 조합이 되어, 시뮬레이션에 의한 막 설계 자체가 불가능하다.Here, when the refractive index difference is less than 0.1, since the conventional film configuration using the same two types of film materials as the first and second dielectric multilayer films becomes close, the total number of film layers is excessive. It does not exert the effect of the form. On the other hand, when the refractive index difference is more than 0.6, the combination of the refractive indices seems to be non-existent of the corresponding film material, so that the film design itself by simulation is impossible.

도 18은 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 19는 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 20은, 굴절률차를 0.2555로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 20의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 20의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 20의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.Fig. 18 is a table showing the configuration of the NBP-type laminate of the wavelength selective filter with the refractive index difference of 0.2555, and Fig. 19 is a table showing the configuration of the BBP-type laminate of the wavelength selective filter with the refractive index difference of 0.2555. to be. 20 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.2555, in FIG. 20 (A) in the case of double-sided film formation, FIG. 20 (B) in the case of single-sided film formation of only NBP, Fig. 20(C) shows a case where only BBP is formed on one side of the film.

도 18 및 도 19에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta₂O₅와 MgF₂(굴절률 1.38), TiO₂와 LaF₃(굴절률 1.586)의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 48층과 47층이 된다.The wavelength selection filter shown in FIGS. 18 and 19 is formed of a combination of Ta ₂ O ₅ and MgF ₂ (refractive index of 1.38), and TiO ₂ and LaF ₃ (refractive index of 1.586). In this wavelength selective filter, the number of film layers is NBP type and BBP type, 48 and 47 layers, respectively.

또한, 도 18 및 도 19에 도시하는 파장 선택 필터에서는, 도 20에 도시한 바와 같이, 평균 파장 시프트량은 32nm가 된다.In addition, in the wavelength selection filter shown in FIG. 18 and FIG. 19, as shown in FIG. 20, the average wavelength shift amount is set to 32 nm.

도 21은 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 22는 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 23은, 굴절률차를 0.3125로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 23의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 23의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 23의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.Fig. 21 is a table showing the structure of the NBP-type laminate of the wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.3125, and Fig. 22 is a table showing the configuration of the BBP-type laminate of the wavelength selective filter with the refractive index difference of 0.3125. to be. 23 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.3125, in FIG. 23 (A) in the case of double-sided film formation, FIG. 23 (B) in the case of single-sided film formation of only NBP, 23(C) shows a case where only BBP is formed on one side of the film.

도 21 및 도 22에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta₂O₅와 MgF₂, TiO₂와 Al₂O₃의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 44층과 50층이 된다.The wavelength selection filter shown in FIGS. 21 and 22 is formed of a combination of Ta ₂ O ₅ and MgF ₂ , TiO ₂ and Al ₂ O ₃ . This wavelength selective filter has 44 and 50 layers, respectively, in the number of film layers of NBP type and BBP type.

또한, 도 21 및 도 22에 도시하는 파장 선택 필터에서는, 도 23에 도시한 바와 같이, 평균 파장 시프트량은 31nm가 된다.Moreover, in the wavelength selection filter shown in FIG. 21 and FIG. 22, as shown in FIG. 23, the average wavelength shift amount is set to 31 nm.

도 24는 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 25는 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 26은, 굴절률차를 0.4125로 한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 26의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 26 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 26의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.Fig. 24 is a table showing the configuration of a NBP type laminate of wavelength selective filters with a refractive index difference of 0.4125, and Fig. 25 is a table showing the configuration of a BBP type laminate of wavelength selective filters with a refractive index difference of 0.4125. to be. 26 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter with a refractive index difference of 0.4125. FIG. 26 (A) is a case of double-sided film formation, and FIG. 26 (B) is a case of single-sided film formation of only NBP. Figure 26(C) shows the case where only BBP is formed on one side of the film.

도 24 및 도 25에 도시하는 파장 선택 필터는, Ta₂O₅와 MgF₂, TiO₂와 Y₂O₃(굴절률 1.90)의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 56층과 51층이 된다. The wavelength selection filter shown in FIGS. 24 and 25 is formed of a combination of Ta ₂ O ₅ and MgF ₂ , TiO ₂ , and Y ₂ O ₃ (refractive index of 1.90). In this wavelength selective filter, the number of film layers is NBP type and BBP type, and has 56 and 51 layers, respectively.

또한, 도 24 및 도 25에 도시하는 파장 선택 필터에서는, 도 26에 도시한 바와 같이, 평균 파장 시프트량은 32nm가 된다.In addition, in the wavelength selection filter shown in FIG. 24 and FIG. 25, as shown in FIG. 26, the average wavelength shift amount is set to 32 nm.

상술한 바와 같이, 단파장 시프트는, 막 물질의 흡수를 이용함으로써 파장 시프트량을 경감할 수 있다. TiO₂는 광을 비교적 많이 흡수하는 재료이다.As described above, the short wavelength shift can reduce the wavelength shift amount by using absorption of the film material. TiO ₂ is a material that absorbs a relatively large amount of light.

계속해서, TiO₂와 중간 굴절률재의 페어만으로 한 경우에 대하여 설명한다. 이 명세서에 있어서는, 상술한 바와 같이, 중간 굴절률재란, 제4 굴절률(n_M: 1.58 내지 2.00)을 갖는 것으로 한다.Then, the case where it is set as only the _pair of TiO2 and an intermediate|middle refractive index material is demonstrated. In this specification, as described above, the intermediate refractive index material has a fourth refractive index (n _M : 1.58 to 2.00).

도 27은 TiO₂와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 NBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이며, 도 28은 TiO₂와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 BBP형의 적층체의 구성을 도시하는 표이다. 도 29는, TiO₂와 중간 굴절률재의 페어만으로 형성한 파장 선택 필터의 분광 투과율을 도시하는 그래프로서, 도 29의 (A)는 양면 막 형성의 경우, 도 29의 (B)는 NBP만 편면 막 형성의 경우, 도 29의 (C)는 BBP만 편면 막 형성의 경우를 도시한다.27 is a table showing the configuration of a NBP-type laminate of a wavelength selective filter formed only with a pair of TiO ₂ and an intermediate refractive index material, and FIG. 28 is a BBP-type wavelength selective filter formed only with a pair of TiO ₂ and an intermediate refractive index material. It is a table|surface which shows the structure of a laminated body. 29 is a graph showing the spectral transmittance of a wavelength selective filter formed only with a pair of TiO ₂ and an intermediate refractive index material. In the case of formation, Fig. 29(C) shows a case where only BBP is formed on one side of the film.

도 27 및 도 28에 도시하는 파장 선택 필터는, TiO₂와 Al₂O₃의 조합으로 형성되어 있다. 이 파장 선택 필터는, 막층수가 NBP형과 BBP형으로 각각 79층과 74층이 되고, 총막층수의 증가에 수반하여 TiO₂층의 수가 증가하기 때문에, TiO₂의 흡수에 의해 파장 400nm 부근의 투과율이 저하된다.The wavelength selection filter shown in FIGS. 27 and 28 is formed of a combination of TiO ₂ and Al ₂ O ₃ . In this wavelength selective filter, the number of film layers is NBP type and BBP type, respectively, 79 and 74 layers, and the number of TiO ₂ layers increases with the increase of the total film layer _. The transmittance is lowered.

따라서, TiO₂를 간단히 사용하는 것만으로는 충분하지 않고, 근자외 영역의 흡수가 작은 Ta₂O₅도 사용한다고 하는 것처럼, 고굴절률재로서 2종류를 사용함과 함께, 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 적층하고, 저굴절률재에 대해서도 2종류 사용하여 제2 굴절률 및 제4 굴절률을 상이하게 함으로써 막수를 삭감할 수 있다.Therefore, it is not enough to simply use TiO ₂ , and as it is said that Ta ₂ O ₅ with low absorption in the near-ultraviolet region is also used, two types are used as the high refractive index material, and the first dielectric multilayer film G1 and the first dielectric multilayer film G1 and the second material are used. The number of films can be reduced by laminating two dielectric multilayer films G2 and using two types of the low-refractive-index material to make the second refractive index and the fourth refractive index different.

또한, 도 7과 도 29에서, 파장 시프트량은 변함없다.In addition, in FIG. 7 and FIG. 29, the wavelength shift amount does not change.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 투명 기판(21) 상에 제1 유전체 다층막 G1 및 제2 유전체 다층막 G2를 포함하는 제1 적층체 L1과, 제3 유전체 다층막 및 제4 유전체 다층막을 포함하는 제2 적층체 L2를 구비하고, 제1 및 제3 유전체 다층막 G1, G3은, 제1 굴절률을 가진 제1 굴절률재(22)와, 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 가진 제2 굴절률재(23)를 교대로 적층하여 구성되고, 제2 및 제4 유전체 다층막 G2, G4는, 제3 굴절률을 가진 제3 굴절률재(24)와, 제3 굴절률보다 작은 제4 굴절률을 가진 제4 굴절률재(25)를 교대로 적층하여 구성되고, 제1 굴절률 및 제3 굴절률이 상이하고, 제2 굴절률 및 제4 굴절률이 상이한 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 파장 시프트량을 저감할 수 있고, 그 결과, 필요한 광투과 파장 영역의 폭을 확보하고, 불필요한 파장 영역의 광 투과를 억제할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the first laminate L1 including the first multilayer dielectric film G1 and the second multilayer dielectric film G2, and the third multilayer dielectric film and the fourth multilayer dielectric film are included on the transparent substrate 21 wherein the first and third dielectric multilayer films G1 and G3 have a first refractive index material 22 having a first refractive index and a second refractive index material having a second refractive index smaller than the first refractive index. (23) is alternately stacked, and the second and fourth dielectric multilayer films G2 and G4 have a third refractive index material 24 having a third refractive index and a fourth refractive index having a fourth refractive index smaller than the third refractive index. It was comprised by laminating|stacking the ash 25 alternately, 1st refractive index and 3rd refractive index differ, and it was set as the structure from which 2nd refractive index and 4th refractive index differ. According to this structure, the amount of wavelength shift can be reduced, and as a result, the width|variety of a required light transmission wavelength range can be ensured and light transmission of an unnecessary wavelength range can be suppressed.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 제1 적층체 L1과 제2 적층체 L2는, 투명 기판(21)의 다른 면에 각각 형성되어 있는 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 투과율 곡선의 리플을 억제할 수 있다.Moreover, according to this embodiment, the 1st laminated body L1 and the 2nd laminated body L2 were set as the structure formed in the other surface of the transparent substrate 21, respectively. With this configuration, it is possible to suppress the ripple of the transmittance curve.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 제1 적층체 L1은 내로우 밴드패스형 필터를 구성하고, 제2 적층체 L2는 브로드 밴드패스형 필터를 구성했기 때문에, 원하는 파장 영역의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다.Further, according to the present embodiment, since the first laminate L1 constitutes a narrow bandpass filter and the second laminate L2 constitutes a broadbandpass filter, it is possible to selectively transmit light in a desired wavelength region. can

또한, 본 실시 형태에 따르면, 제1 굴절률과 제2 굴절률의 평균값인 제1 평균 굴절률과, 제3 굴절률과 제4 굴절률의 평균값인 제2 평균 굴절률의 차를 0.1 내지 0.6으로 하는 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 원하는 분광 투과율을 만족하면서, 파장 시프트량을 원하는 소정 값 이하로 할 수 있다.Further, according to the present embodiment, the difference between the first average refractive index, which is the average value of the first refractive index and the second refractive index, and the second average refractive index, which is the average value of the third refractive index and the fourth refractive index, is set to 0.1 to 0.6. According to this structure, a wavelength shift amount can be made into a desired predetermined value or less, satisfying a desired spectral transmittance|permeability.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 파장 500nm의 광에 대하여 투명 기판의 굴절률이 1.45 내지 1.53이며, 제1 굴절률이 2.26 내지 2.40, 제2 굴절률이 1.38 내지 1.50, 제3 굴절률이 2.42 내지 2.70, 제4 굴절률이 1.58 내지 2.00인 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 수직 입사와 60도 경사 입사와의 투과율 특성의 비교에 있어서, 투과 파장 영역의 단파장측의 투과율이 50％가 되는 파장 및 장파장측의 투과율이 50％가 되는 파장의 평균 파장 시프트량을 35nm 이하로 할 수 있다.Further, according to the present embodiment, the refractive index of the transparent substrate with respect to light having a wavelength of 500 nm is 1.45 to 1.53, the first refractive index is 2.26 to 2.40, the second refractive index is 1.38 to 1.50, the third refractive index is 2.42 to 2.70, and the fourth refractive index is 2.42 to 2.70. It was set as the structure whose refractive index is 1.58-2.00. With this configuration, in the comparison of the transmittance characteristics between normal incidence and 60 degree oblique incidence, the average wavelength shift of the wavelength at which the transmittance on the short wavelength side of the transmitted wavelength region is 50% and the wavelength at which the transmittance on the long wavelength side is 50% The amount can be 35 nm or less.

단, 상술한 실시 형태는 본 발명의 일 형태이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능한 것은 물론이다.However, it goes without saying that the above-described embodiment is one embodiment of the present invention, and can be appropriately changed within a range not departing from the spirit of the present invention.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 파장 선택 필터(4)는 밴드패스 필터로서 필요한 커트 특성을 얻기 위해서, 투명 기판의 양면에 각각 NBP형 및 BBP형의 적층체를 형성하여 구성되어 있었지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 투명 기판의 한쪽 면에 NBP형 또는 BBP형을 형성해도 되고, 투명 기판의 한쪽 면에 NBP형 및 BBP형을 형성해도 된다.For example, in the above-described embodiment, the wavelength selection filter 4 is constituted by forming NBP-type and BBP-type laminates on both surfaces of a transparent substrate, respectively, in order to obtain a cut characteristic required as a bandpass filter. It is not limited to the configuration. NBP type or BBP type|mold may be formed in one surface of a transparent substrate, and NBP type|mold and BBP type|mold may be formed in one surface of a transparent substrate.

또한, 상술한 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, NBP형의 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막, 제1 유전체 다층막을 적층하여 구성하고, BBP형의 적층체는, 투명 기판으로부터 순서대로 제1 유전체 다층막, 제2 유전체 다층막을 적층하여 구성하고 있었다. 그러나, NBP형의 적층체가, 투명 기판으로부터 순서대로 제1 유전체 다층막, 제2 유전체 다층막을 적층하여 구성되고, BBP형의 적층체가, 투명 기판으로부터 순서대로 제2 유전체 다층막, 제1 유전체 다층막을 적층하여 구성되어 있어도 된다.In addition, in the wavelength selective filter 4 of the above-described embodiment, the NBP type laminate is constituted by laminating the second dielectric multilayer film and the first dielectric multilayer film in order from the transparent substrate, and the BBP type laminate is transparent. The first dielectric multilayer film and the second dielectric multilayer film were laminated in order from the substrate to constitute a structure. However, the NBP type laminate is constituted by laminating a first dielectric multilayer film and a second dielectric multilayer film in this order from a transparent substrate, and the BBP type laminate is sequentially laminated from the transparent substrate to a second dielectric multilayer film and a first dielectric multilayer film. may be constituted.

또한, 상술한 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 제1 고굴절률재(22)에 Ta₂O₅를, 제1 저굴절률재(23)에 SiO₂를, 제2 고굴절률재(24)에 TiO₂를, 제2 저굴절률재(25)에 Al₂O₃을 사용하고 있었지만, 이 물질에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 굴절률재에 사용하는 막 물질은 단일 물질에 한정되는 것은 아니라, 각 굴절률재에 복수의 물질을 조합해도 된다. 투명 기판에는, 석영 유리의 이외에, 굴절률이 1.45 내지 1.53의 범위 광학 유리(BK7 등), 열선 흡수 유리 등을 사용할 수 있다.In addition, in the wavelength selective filter 4 of the above-described embodiment, Ta ₂ O ₅ for the first high refractive index material 22 , SiO ₂ for the first low refractive index material 23 , and the second high refractive index material 24 . ), TiO ₂ and Al ₂ O ₃ were used for the second low-refractive-index material 25 , but the material is not limited thereto. In addition, the film|membrane substance used for each refractive index material is not limited to a single substance, You may combine several substances with each refractive index material. For the transparent substrate, in addition to quartz glass, optical glass having a refractive index in the range of 1.45 to 1.53 (such as BK7), heat ray absorbing glass, or the like can be used.

또한, 상술한 실시 형태의 파장 선택 필터(4)에서는, 제1 굴절률(n_H1) 및 제3 굴절률(n_H2)도 상이하게 하고 있었지만, 원하는 분광 투과율이 파장 선택 필터(4)와 상이하고, 막층수를 저감할 수 있으면, 제1 굴절률과 제3 굴절률을 동일하게 해도 된다.In addition, in the wavelength selection filter 4 of the above-described embodiment, the first refractive index n _H1 and the third refractive index n _H2 are also different, but the desired spectral transmittance is different from the wavelength selection filter 4, As long as the number of film layers can be reduced, you may make the 1st refractive index and 3rd refractive index the same.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 파장 선택 필터(4)는 증착 방법으로서 이온 플레이팅을 사용하고 있었지만, 성막의 방법은 이것에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although ion plating was used as the vapor deposition method for the wavelength selective filter 4, the method of film-forming is not limited to this.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 램프(11)에 메탈할라이드 램프가 사용되고 있지만, 램프의 종류는 이것에 한정되는 것은 아니라, 예를 들어 수은 램프여도 된다.In addition, in embodiment mentioned above, although the metal halide lamp is used for the lamp|ramp 11, the kind of lamp|ramp is not limited to this, For example, a mercury lamp may be sufficient.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 파장 선택 필터(4)는 단독으로 설치되어 있었지만, 그 파장 선택 필터(4)는 예를 들어 편광 소자 등, 다른 광학 부재와 조합하여 사용할 수 있다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the wavelength selection filter 4 was provided independently, the wavelength selection filter 4 can be used in combination with other optical members, such as a polarizing element, for example.

1: 자외선 조사 장치(광조사 장치)
4: 파장 선택 필터
21: 투명 기판
22: 제1 고굴절률재(제1 굴절률재)
23: 제1 저굴절률재(제2 굴절률재)
24: 제2 고굴절률재(제3 굴절률재)
25: 제2 저굴절률재(제4 굴절률재)
G1: 제1 유전체 다층막
G2: 제2 유전체 다층막
G3: 제3 유전체 다층막
G4: 제4 유전체 다층막
L1: 내로우 밴드패스형의 제1 적층체
L2: 브로드 밴드패스형의 제2 적층체
n_H1: 제1 굴절률(제1 고굴절률)
n_L1: 제2 굴절률(제1 저굴절률)
n_H2: 제3 굴절률(제2 고굴절률)
n_M: 제4 굴절률(제2 저굴절률)1: UV irradiation device (light irradiation device)
4: Wavelength selective filter
21: transparent substrate
22: first high refractive index material (first refractive index material)
23: first low refractive index material (second refractive index material)
24: second high refractive index material (third refractive index material)
25: second low refractive index material (fourth refractive index material)
G1: first dielectric multilayer film
G2: second dielectric multilayer film
G3: third dielectric multilayer film
G4: fourth dielectric multilayer film
L1: First laminate of narrow band pass type
L2: second laminate of broadband pass type
n _H1 : first refractive index (first high refractive index)
n _L1 : second refractive index (first low refractive index)
n _H2 : third refractive index (second high refractive index)
n _M : fourth refractive index (second low refractive index)

Claims

A first laminate including a first multilayer dielectric film and a second multilayer dielectric film and a second laminate including a third multilayer dielectric film and a fourth multilayer dielectric film are provided on a transparent substrate;
The first and third dielectric multilayer films,
a first refractive index material having a first refractive index;
A second refractive index material having a second refractive index smaller than the first refractive index
Constructed by alternately stacking
The second and fourth dielectric multilayer films,
a third refractive index material having a third refractive index;
A fourth refractive index material having a fourth refractive index smaller than the third refractive index
Constructed by alternately stacking
The first refractive index and the third refractive index are different,
The second refractive index and the fourth refractive index are different,
A difference between a first average refractive index that is an average value of the first refractive index and the second refractive index, and a second average refractive index that is an average value of the third refractive index and the fourth refractive index In the comparison of , the average wavelength shift amount of the wavelength at which the transmittance on the short wavelength side of the transmission wavelength region is 50% and the wavelength at which the transmittance on the long wavelength side is 50% is set to a value such that the value is 35 nm or less.

The wavelength selective filter according to claim 1, wherein the first laminate and the second laminate are respectively formed on different surfaces of the transparent substrate.

The wavelength selective filter according to claim 1, wherein the first stacked body constitutes a narrow bandpass filter, and the second stacked body constitutes a broadbandpass filter.

The method according to claim 1, wherein the difference between a first average refractive index that is an average value of the first refractive index and the second refractive index and a second average refractive index that is an average value of the third refractive index and the fourth refractive index is 0.1 to 0.6. Features a wavelength selective filter.

The method according to claim 1, wherein the refractive index of the transparent substrate is 1.45 to 1.53 with respect to light having a wavelength of 500 nm,
a first refractive index of 2.26 to 2.40;
a second refractive index of 1.38 to 1.50;
a third refractive index of 2.42 to 2.70;
The wavelength selective filter, characterized in that the fourth refractive index is 1.58 to 2.00.

The wavelength selective filter according to claim 1, wherein a first refractive index material and/or a third refractive index material are adjacent to the transparent substrate.

The method of claim 1, wherein the first laminate and the second laminate are laminated on one or both surfaces of the transparent substrate,
The adjacent portion of the first laminate and the second laminate includes the first refractive index material and the fourth refractive index material adjacent to each other, or the second refractive index material and the third refractive index material are adjacent to each other. filter.

The method of claim 1, wherein the fourth refractive index is higher than the second refractive index, and the third refractive index is higher than the first refractive index,
The first laminate is configured by laminating a second dielectric multilayer film and a first dielectric multilayer film in order from a transparent substrate,
The wavelength selective filter, characterized in that the second laminate is constituted by laminating a third dielectric multilayer film and a fourth dielectric multilayer film in order from a transparent substrate.

A light source is accommodated in a housing, and the wavelength selective filter according to claim 1 is provided in the light output opening of the housing.

delete