JP2007291475A - 近赤外線カットフィルター及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に積層されてなる近赤外線カットフィルターの製造方法であって、それぞれの前記膜をマグネトロンスパッタリングにより成膜し、電子サイクロトロン共鳴型イオン源及びアシストイオン源に酸素を供給するとともに、プラズマを励起させて前記膜を酸化することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
このフィルターについては、例えば、特許文献1において、樹脂等の基板上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互にスパッタリングにより形成することの提案がなされている。
しかしながら、スパッタリングにより成膜を行った場合に、膜の酸化が十分に行われず、可視光領域の光まで吸収されるために、近赤外線カットフィルターとして十分な分光特性が得られないという問題があった。また、基板が樹脂からなる場合には、基板の厚みによっては、歪み等が生じてしまい実用に耐えないという問題があった。
即ち、本発明の近赤外線カットフィルターの製造方法は、請求項1に記載の通り、基板上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に積層されてなる近赤外線カットフィルターの製造方法であって、それぞれの前記膜をマグネトロンスパッタリングにより成膜し、電子サイクロトロン共鳴型イオン源及びアシストイオン源に酸素を供給するとともに、プラズマを励起させて前記膜を酸化することを特徴とする。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の近赤外線カットフィルターの製造方法において、前記基板の表裏に前記膜をそれぞれ積層し、表面の総膜厚合計(t1)と、裏面の総膜厚合計(t2)との差の絶対値(Δ=|t1−t2|)を、前記総膜厚合計の大きい値(t1又はt2)に対して15.0%以内となるように、厚さ0.1〜2.0mmの樹脂製基板に成膜することを特徴とする。
また、本発明の近赤外線カットフィルターは、請求項3に記載の通り、基板上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に積層されてなる近赤外線カットフィルターであって、前記基板の表裏に前記膜をそれぞれ積層し、表面の総膜厚合計(t1)と、裏面の総膜厚合計(t2)との差の絶対値(Δ=|t1−t2|)を、前記総膜厚合計の大きい値(t1又はt2)に対して15.0%以内となるように、厚さ0.1〜2.0mmの樹脂製基板に成膜したことを特徴とする。
図1に断面を示す真空装置は、本発明の近赤外線カットフィルターを製造するものである。円筒状のチャンバー1内の中央には基板2を支持した円筒状回転体3が配置され、チャンバー1の内周に沿って、第1のマグネトロンスパッタリング装置4、ECR型イオン源5、アシストイオン源6及び第2のマグネトロンスパッタリング装置7が順に配置される。円筒状のチャンバー1内は、真空ポンプ10、10'により真空排気される。
また、各装置の基板2側には、シャッター12が設けられており、第1又は第2のスパッタリング装置4,7の作動時に選択的にシャッターが開放するようになっている。
図示されるものは、基板2の両面に成膜を行った近赤外線カットフィルターの成膜後の状態を示すものである。表面側の積層構造体16の総膜厚合計(t1)と、裏面側の面の積層構造体17の総膜厚合計(t2)との差の絶対値(Δ=|t1−t2|)は、総膜厚合計の何れか大きい方の値(t1又はt2)に対して15.0%以内にすることが好ましい。これにより、厚さ0.1〜2.0mmの範囲の樹脂製基板2に成膜した場合であっても、基板2の歪みを抑えることができるからである。
尚、成膜条件についての制限は特になく、一例を挙げると成膜圧力0.20〜0.35Pa下でスパッタリングすればよい。また、成膜レートについても任意に調整することができ、例えば、Nb2O5であれば1.4〜1.8Å/s、SiO2の場合であれば1.7〜2.2Å/s等とすることができる。
真空チャンバー内を2.0×10−3Paに減圧して、300sccmでArを導入し、17.5kWにカソード電圧を設定して、370mm×230mm×0.188mmのアクリルからなる基板の片面に、膜厚1nmのSi膜をマグネトロンスパッタリングにより成膜した。
次に、真空チャンバー内を2.4×10−3Paに調整し、300sccmでArを導入し、11kWにカソード電圧を設定し、マグネトロンスパッタリングによりNbを成膜するとともに、ECR型イオン源及びアシストイオン源とを併用して、膜厚11nmのNb2O5膜を成膜した。尚、ECR型イオン源は、その周囲に350sccmで酸素を導入し、電力を3.6kW(0.9×4)としてプラズマを生じさせるようにした。また、アシストイオン源は、線状電磁管により構成し、その周囲に85sccmで酸素を導入し、電圧を1.6kVとしてプラズマを生じさせるようにした。
更に、真空チャンバー内を2.6×10−3Paに調整し、300sccmでArを導入し、17.5kWにカソード電圧を設定し、マグネトロンスパッタリングによりSiを成膜するとともに、ECR型イオン源及びアシストイオン源とを併用して、膜厚28nmのSiO2膜を成膜した。尚、ECR型イオン源は、その周囲に350sccmで酸素を導入し、電力を3.6kW(0.9×4)としてプラズマを生じさせるようにした。また、アシストイオン源は、その周囲に80sccmで酸素を導入し、電圧を1.75kVとしてプラズマを生じさせるようにした。
この作業を繰り返し、図3中の表の左欄(表面)に示すように、表面に合計37層の膜構造体を形成した。尚、膜厚は、同表に記載されるようにスパッタリングの時間を調整することにより行った。
また、基材の裏面についても同様に、膜厚1nmのSi膜をマグネトロンスパッタリングにより成膜し、その上に膜厚9nmでNb2O5膜、その上に膜厚41nmのSiO2膜等を成膜し、図3中の表の右欄(裏面)に示すように、表面に合計35層の膜構造体を形成した。
a)λ:430-620nm:平均透過率85.0%以上
b)λ:700-800nm:平均透過率2.0%以下
c)λ:800-1050nm:平均透過率4.0%以下
d)半値(透過率50%):650±10nm
尚、分光特性のグラフを図4に示す。
尚、この値については15%以内の範囲であれば、基板の歪みやカールを防ぐことができることを確認した。
2 基板
3 円筒状回転体
4 第1のマグネトロンスパッタリング装置
5 ECR型イオン源
6 アシストイオン源
7 第2のマグネトロンスパッタリング装置
9 ガス導入口
10,10' 真空ポンプ
11 カソード
12 シャッター
13 酸素導入口
14 磁気回路
15 酸素導入口
16 表面の積層構造体
17 裏面の積層構造体
Claims (3)
- 基板上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に積層されてなる近赤外線カットフィルターの製造方法であって、それぞれの前記膜をマグネトロンスパッタリングにより成膜し、電子サイクロトロン共鳴型イオン源及びアシストイオン源に酸素を供給するとともに、プラズマを励起させて前記膜を酸化することを特徴とする近赤外線カットフィルターの製造方法。
- 前記基板の表裏に前記膜をそれぞれ積層し、表面の総膜厚合計(t1)と、裏面の総膜厚合計(t2)との差の絶対値(Δ=|t1−t2|)を、前記総膜厚合計の大きい値(t1又はt2)に対して15.0%以内となるように、厚さ0.1〜2.0mmの樹脂製基板に成膜することを特徴とする請求項1に記載の近赤外線カットフィルターの製造方法。
- 基板上に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に積層されてなる近赤外線カットフィルターであって、前記基板の表裏に前記膜をそれぞれ積層し、表面の総膜厚合計(t1)と、裏面の総膜厚合計(t2)との差の絶対値(Δ=|t1−t2|)を、前記総膜厚合計の大きい値(t1又はt2)に対して15.0%以内となるように、厚さ0.1〜2.0mmの樹脂製基板に成膜したことを特徴とする近赤外線カットフィルター。
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JP2006122991A JP2007291475A (ja) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | 近赤外線カットフィルター及びその製造方法 |
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JP2006030944A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-02-02 | Jsr Corp | 近赤外線カットフィルター |
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