JP4623349B2

JP4623349B2 - 薄膜型ｎｄフィルタおよびその製造方法

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Publication number: JP4623349B2
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Inventors: 和人下田
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Publication date: 2011-02-02
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学多層膜からなる薄膜型ＮＤフィルタ（Neutral Density filter）およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＤフィルタとは、光線の可視スペクトル域の各波長をほぼ均等に透過するような非選択性の透過率を有する光学フィルタであり、透過光量を減衰させる目的でデジタルカメラ等のレンズに装着して用いられる。例えば、晴天下などの光量が多い条件下において、レンズを絞り込んでも露出過多になってしまうときに、光量を制限してより低速でシャッタを切れるようにする場合や、絞りを開放したいがシャッタ速度を最高にしても露出過多になってしまうときに、光量を制限して絞りを開けられるようにする場合に使用されるのが一般的である。
【０００３】
安価なＮＤフィルタには、ガラスに光吸収材料を添加したガラスフィルタ等があるが、これらは可視全域にわたって分光特性が均一となっていないなどの問題があった。そのような問題を解決するものとして、薄膜型のＮＤフィルタが知られている。例えば特開平５−９３８１１号公報には、Ｔｉ，ＣｒまたはＮｉのいずれかの金属膜と、ＭｇＦ₂，ＳｉＯ₂のいずれかの誘電体膜とを積層したＮＤフィルタが開示されている。図９に、このＮＤフィルタの透過率および反射率の分光特性を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この薄膜型ＮＤフィルタでは誘電体膜と金属膜を合計９層から１３層も積層するために、反射率および透過率の可視域での分光特性が大きくばらつき易く、特性の制御が難しい。また、Ｔｉ，ＣｒまたはＮｉからなる金属膜は、いずれも１０ｎｍ以下の極薄いものであるうえ、透過率が膜厚に対して非常に敏感であるために膜厚制御が困難であり、この点でも再現性良く平坦な透過率の分光特性が得られないという問題があった。
【０００５】
更に、特開平７−６３９１５号公報においては、層数を７層程度とし、ＴｉＯ，Ｔｉ₂Ｏ₃等のチタン酸化物を初めとする光吸収のある金属酸化物層を用いた多層膜構造のＮＤフィルタが開示されている。上記公報によれば、このＮＤフィルタは真空蒸着法により成膜される。しかしながら、このような中間膜としての金属酸化物層をスパッタ法で成膜するには、酸素の流量を微妙に制御する必要があり、膜材質の安定化が難しいといった問題があった。
【０００６】
量産性の観点からは、ロールコーティング法を用いて、高分子等の可撓性基板の上にスパッタリングなどで多層膜を成膜することが最も好ましい。しかし、高分子基板とこのような材質の光学薄膜とは良好な密着性が得られないのが一般的である。そのうえ、スパッタリングで成膜された薄膜には大きな応力が発生し、より一層基板との界面に膜はがれやクラックが生じ易くなっていた。従って、ロールコーティング法でのＮＤフィルタの製造は困難であった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、再現性良く平坦な透過率分光特性が得られると共に量産性に優れた薄膜型ＮＤフィルタ、およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による薄膜型ＮＤフィルタは、基板上に、ニオブ（Ｎｂ）からなる層を含んで形成される光学多層体を備えている。
【００１０】
本発明による薄膜型ＮＤフィルタの製造方法は、ニオブ(Ｎｂ)からなる層を含む光学多層体を、ロールコーティング法を用いて基板上に形成するものである。
【００１１】
本発明による薄膜型ＮＤフィルタでは、光学多層体がニオブ（Ｎｂ）からなる層を含んで形成されているので、Ｎｂ層が比較的厚く形成されて所定の厚みとなる。
【００１３】
本発明による薄膜型ＮＤフィルタの製造方法では、ニオブ(Ｎｂ)からなる層を含む光学多層体をロールコーティング法により形成するようにしたので、効率よく製造される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの概略構成を表している。この薄膜型ＮＤフィルタ１０は、ハードコート層１ａがコーティングされた基板１の上に光学多層体５を設けたものである。
【００１６】
基板１は、材質を特に限定しないが、透明であるものが好ましい。また、量産性を考慮する場合には、後述するロールコーティングが可能となる可撓性を有する基板であることが好ましい。可撓性のある基板は、従来のガラス基板等に比べて廉価・軽量・変形性に富むといった点においても優れている。ここでは、基板１として、厚みが１８８μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いている。この他、基板１としては、ＰＣ（ポリカーボネート），ＰＯ（ポリオレフィン），ＰＥＳ（ポリエチレンサルファイド）などの高分子ポリマー系材料、薄膜ガラス等を用いてもよく、着色された基板あるいは可撓性を有しない基板であっても構わない。また、ハードコート層１ａは、基板１をコーティングして基板強度を向上させるためのものであり、例えば、６μｍの厚みのアクリル樹脂を用いる。但し、ハードコート層１ａは必ずしも設けられる必要はない。
【００１７】
光学多層体５は、基板１の上に設けられており、Ｎｂ層３および誘電体層４が交互に積層されたものである。その層数は任意であるが、ここではＮｂ層３，誘電体層４が各２層、合計４層としている。
【００１８】
Ｎｂ層３は、主にＮｂからなる薄膜である。Ｎｂ層３の入射波長に対する屈折率および吸収率は表１に示した値となり、これらに基づいて光学多層体５の光学設計が行われる。
【００１９】
【表１】

【００２０】
Ｎｂ層３の透過率は、層厚によって図２に示すように変化する。比較のため、同図にはＣｒおよびＴｉからなる薄膜の透過率も載せている。ある所定の透過率で比べると、Ｎｂ層３は常にＣｒ，Ｔｉ膜よりも層厚が厚い。例えば、Ｎｂ層３について、透過率を４０％とするには約１６ｎｍ（Ｃｒでは約８ｎｍ、Ｔｉでは約１２ｎｍ），１０％とするには約４０ｎｍ（Ｃｒでは約２０ｎｍ、Ｔｉでは約３０ｎｍ）の厚みで形成すればよい。一般に、このようなナノオーダーの薄膜を形成する際の厚み制御は困難であり、層厚はできるだけ大きいほうが精度よく、ばらつきの少ない形成が容易となる。従って、Ｎｂ層３は、形成時の膜厚制御が比較的容易であることから、透過率のばらつきが低減したものとなる。また換言すると、Ｎｂは、制御性よく形成が可能な厚みの下限が他の材料と同じであるならば、得られる透過率の範囲がより広いので、光学多層体５を光学設計するうえで取り扱いやすいという利点がある。
【００２１】
また、このようにＮｂ層３において膜厚と同時に光学特性が良好に制御されるために、光学多層体５は、層数を多く重ねることなく所定の光学定数を得ることができる。
【００２２】
誘電体層４は、誘電体からなる薄膜であり、Ｎｂ層３に対してできるだけ低い屈折率を有する材料で構成されていることが好ましい。そのような材料として、ここではＳｉＯ₂を用いているが、その他にも例えば、ＭｇＦ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等を用いることができる。
【００２３】
Ｎｂ層３と誘電体層４の各層の厚みは、これらの総体としての光学多層体５が、所定の透過率と反射率とを可視波長域（例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度）で一定に保つように、予め決められる。そのうちＮｂ層３は、例えばＡｒ雰囲気中におけるＤＣスパッタリング法により形成される。上述したように、Ｎｂ層３は比較的厚く成膜されるので、容易に所定の厚みに形成され、ばらつきも少ないものとなる。誘電体層４は、ＡｒおよびＯ₂雰囲気中でＡＣスパッタリング法により形成される。後者をＡＣ（交流）で行うことで、反応性スパッタリングにおいて生じる異常放電が防止でき、安定な成膜が可能となる。なお、Ｎｂ層３および誘電体層４は、フィルム状の基板１の上にロールコーティング法を用いて形成することもできる。
【００２４】
このような薄膜型ＮＤフィルタ１０は、光学多層体５がＮｂ層３を含んで形成されているので、４層と少ない層数であっても、充分に平坦な透過率分光特性を有している。
【００２５】
このように、本実施の形態においては、光学多層体５がＮｂ層３を含んで形成されるようにしたので、Ｎｂ層３が所定の厚みで形成され、その光学設計上の自由度が大きくなると共に、少ない層数であっても良好な平坦性を備えた透過率分光特性を得ることが可能となる。また、製造工程においては、Ｎｂ層３は膜厚制御を容易に行うことができ、薄膜型ＮＤフィルタ１０の生産性が向上すると共に、所定の透過率分光特性を再現性良く得ることができる。また、光学多層体５が少ない層数で形成され、製造工程が簡素化される。
【００２６】
［第２の実施の形態］
図３は本発明の第２の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの概略構成を表している。この薄膜型ＮＤフィルタ２０は、第１の実施の形態と同様の基板１の上に、密着層２を介して光学多層体７を設けたものである。なお、ここでは、第１の実施の形態と同一の構成要素については同一の符号を付すことにする。
【００２７】
本実施の形態においても、基板１には厚みが１８８μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いており、ハードコート層１ａによりコーティングされている。
【００２８】
この基板１の上には、光学多層体７が密着層２を介して設けられている。光学多層体７はＮＤフィルタとして機能する多層膜であればよく、その構成や材質を問わないが、ここではその一例として、金属層６および誘電体層４が交互に積層されたものについて説明する。金属層６は、例えばＣｒ，Ｔｉなどの金属により構成され、ＤＣスパッタリング等により形成される。誘電体層４は、金属層６に対してできるだけ低い屈折率を有する誘電体材料で構成され、例えばＡｒおよびＯ₂雰囲気中のＡＣスパッタリング法により形成される。また、金属層６と誘電体層４の各層の厚みと層数は、総体としての光学多層体７における所望の光学特性との兼ね合いによって決定されるが、その層数はおおむね７層以上であり、層数が多いほど良好な光学特性が得られる場合が多い。
【００２９】
また、ここでは、基板１と光学多層体７との間に、両者の密着性を向上させると共に光学多層体７に生じる応力を緩和するための密着層２が設けられている。密着層２は、例えば厚みが２ｎｍのケイ素（Ｓｉ）から構成される。密着層２の構成材料としてはＳｉが最も好ましいが、その他にもＴｉなどの化学的活性を発揮することができる材料を用いてもよい。また、その厚みは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。厚みが１ｎｍ未満では、十分な密着性が得られずに、両者の界面に膜はがれやクラックを生じる虞がある。逆に、厚みが１０ｎｍより大きな値の場合には、透過率が減少し、可視光領域で平坦な光学的特性を得られない虞があるためである。こうした密着性、光学的特性を考慮すると、密着層２の厚みは２ｎｍ程度であることがより好ましい。なお、密着層２は、例えばＤＣスパッタにより形成される。
【００３０】
このような薄膜型ＮＤフィルタ２０は、例えば以下のような方法で製造することができる。
【００３１】
図４は本実施の形態においてＮＤフィルタ２０の製造に用いる成膜装置の概略を示す構成図である。この成膜装置１００は、一方のロールから他方のロールにフィルムを送る間にそのフィルムに加工を施す所謂ロールコーティング法により、フィルム状の基板１の上に成膜を行うものである。
【００３２】
成膜装置１００は、例えば、真空ポンプ（図示せず）に接続された排気バルブ４２と、雰囲気ガスあるいは反応ガスを導入するためのガス導入バルブ４３が設けられた真空チャンバ４１によって、外気を遮断することが可能となっている。真空チャンバ４１の内部には、フィルム状の基板１を連続して送り出すための送りロール４４，ガイドロール４５、および、送り出された基板１を巻き取るための巻取ロール４６が設けられ、これらのロール間における基板１の走行経路を形成するためのキャンロール４７ａ〜４７ｅが、適宜に配置されている。更に、基板１の一面側に対して、その表面をクリーニングするためのプラズマ電極４８と、その表面上に薄膜を形成するための蒸着源４９Ａおよび蒸着源４９Ｂとが備えられている。なお、ここでは、蒸着源４９Ａは金属層６を、蒸着源４９Ｂは誘電体層４を形成するようになっており、それぞれの材料に合わせてターゲットが選ばれている。また、形成された薄膜の透過率を確認するための光学モニタ５０が、キャンロール４７ｅの近くに付設されている。
【００３３】
この成膜装置１００では、送りロール４４が回転して、これに巻回されている基板１が送り出されると、巻取ロール４６が回転し、図のような経路をたどった基板１を巻き取るようになっている。その際、送りロール４４と巻取ロール４６の回転速度を調節することで、両者間における基板１の走行速度を制御することができる。また、一旦送りロール４４から送り出された基板１は、キャンロール４７ａ〜４７ｃ、ガイドロール４５、キャンロール４７ｄ，４７ｅを介して巻取ロール４６に巻き取られる。この走行経路において、基板１はその一面側に順次以下の処理が施される。まず、プラズマ電極４８が発生させるプラズマ放電によって、表面洗浄が行われる。次いで、ガイドロール４５の蒸着源４９Ａと対向する位置に達すると、ここで、蒸着源４９Ａのスパッタリングによって金属層６が形成される。更に、ガイドロール４５の蒸着源４９Ｂと対向する位置に達すると、ここで、蒸着源４９Ｂのスパッタリングによって誘電体層４が形成される。こうして基板１の上には金属層６と誘電体層４が順に形成されるが、それと共に、送りロール４４と巻取ロール４６を回転させながら成膜することによって、これらの層をフィルム基板１の上に連続的に形成することができる。なお、成膜された基板１は、光学モニタ５０によって透過率が逐次監視されている。
【００３４】
まず、厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムからなる帯状の基板１を用意する。基板１の上には、予めハードコート層１ａが均一に塗布されている。この基板１の上に、例えば、膜厚２ｎｍのケイ素（Ｓｉ）をＤＣスパッタにより成膜し、密着層２を形成する。
【００３５】
次に、この基板１を成膜装置１００の送りロール４４に巻回し、基板１が上述の経路に沿って巻取ロール４６まで走行するように調整する。更に、真空チャンバ４１を密閉したうえで、その内部を排気バルブ４２を通じて真空引きした後、ガス導入バルブ４３を開いて例えばＡｒやＯ₂などのガスを導入する。
【００３６】
続いて、プラズマ電極４８にプラズマ放電を発生させ、蒸着源４９Ａおよび蒸着源４９Ｂにおいてそれぞれ蒸着を開始させておき、この状態で送りロール４４と巻取ロール４６を回転させ、送りロール４４に巻回されている基板１を送り出すと同時に巻取ロール４６で巻き取るようにする。その際、蒸着源４９Ａおよび蒸着源４９Ｂへの投入電力は（蒸着速度を決めるため）、基板１の走行速度との間で適宜調整するようにする。
【００３７】
これにより、基板１は、キャンロール４７ａ，４７ｂの間を走行するときに表面をプラズマ洗浄され、キャンロール４７ｃを介してガイドロール４５の蒸着源４９Ａと対向する位置に達すると、表面にスパッタリングにより金属層６が形成される。更に、ガイドロール４５の蒸着源４９Ｂと対向する位置に達すると、金属層６の上に、スパッタリングにより誘電体層４が形成される。この後、基板１は、光学モニタ５０により透過率のチェックを受け、キャンロール４７ｄ，４７ｅを介して巻取ロール４６に巻き取られるが、収容される基板１には、一面側に密着層２，金属層６，誘電体層４が順に形成されている。
【００３８】
その際、金属層６，誘電体層４は、スパッタリングによって成膜されるために通常ならば応力を生じるが、基板１との間に設けた密着層２が応力を緩衝し、その影響を防止するようになっている。また、予め密着層２を形成して金属層６，誘電体層４を形成することで、これらの基板１との間の密着性が高まる。よって、成膜された基板１では、ロールに巻き取られて曲げられたり張力を受けたりしても、金属層６，誘電体層４が剥がれたりクラックが生じることが少ない。
【００３９】
所定長さの基板１について成膜し終えたら、一旦、プラズマ電極４８，蒸着源４９Ａおよび蒸着源４９Ｂを停止させ、送りロール４４に基板１を巻き戻す。なお、送りロール４４と巻取ロール４６を互換できるようにし、巻取り後に取り外した巻取ロール４６を送りロール４４位置に取り付けるようにしてもよい。次に、プラズマ電極４８，蒸着源４９Ａおよび蒸着源４９Ｂを再び稼動させ、上記の工程と同様にして基板１上に金属層６，誘電体層４を形成する。こうして、金属層６および誘電体層４を一度に形成する工程を繰り返すことで、容易に金属層６と誘電体層４を所望の層数で周期的に積層することができる。
【００４０】
これにより、基板１の一面側に、金属層６および誘電体層４が交互に積層された光学多層体７が形成され、薄膜型ＮＤフィルタ２０が製造される。
【００４１】
本実施の形態においては、基板１と光学多層体７との間に密着層２を設けるようにしたので、光学多層体７を基板１に密着させ、脱落や剥離等を防止することができる。これに加えて、基板１を可撓性を有する高分子フィルムとしたので、従来は難しかったロールコーティング法を用いたスパッタ成膜による製造が実現可能となり、量産性を向上させることができる。
【００４２】
［第３の実施の形態］
図５は本発明の第３の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの概略構成を表している。この薄膜型ＮＤフィルタ３０は、基板１と光学多層体５との間に密着層２を設けたことを除いて第１の実施の形態に係るＮＤフィルタ１０と同様に構成されている。よって、第１の実施の形態と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施の形態においても、基板１には厚みが１８８μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いており、ハードコート層１ａによりコーティングされている。また、基板１の上に設けられる光学多層体５は、Ｎｂ層３および誘電体層４が交互に各２層、合計４層積層されたものである。第１の実施の形態で説明したように、Ｎｂ層３は比較的厚く成膜されるので、容易に所定の厚みに形成され、ばらつきも少ないものとなる。よって、この光学多層体５は、Ｎｂ層３において膜厚と同時に光学特性が良好に制御されるため、４層と少ない層数であっても、充分に平坦な透過率分光特性を有している。
【００４４】
また、ここでは、基板１と光学多層体５との間に、両者の密着性を向上させると共に光学多層体５に生じる応力を緩和するための密着層２が設けられている。これにより、両者の界面に膜はがれやクラックが生じることが防止される。
【００４５】
こうしたＮＤフィルタ３０の製造には、ロールコーティング法を好適に用いることができる。その理由は、基板１が可撓性を有した高分子フィルムであり、密着層２が設けられているために、剥がれやクラックが少ない状態でロールに巻き取ることができるからである。また、Ｎｂ層３は、比較的厚く形成されるために成膜時の膜厚制御が容易であり、基板１が走行中であっても制御性が良く、層数が少ないために光学多層体５総体としての厚みのばらつきも少なくて済む。具体的には、光学多層体５を第２の実施の形態と同様にして成膜して、ＮＤフィルタ３０を製造することができる。その際、成膜装置１００の蒸着源４９ＡでＮｂ３を、蒸着源４９Ｂで誘電体層４を形成するようにすればよく、たった２回の操作で光学多層体５が形成される。
【００４６】
このように、本実施の形態においては、ＮＤフィルタ３０において、光学多層体５がＮｂ層３を含んで形成され、かつ、基板１と光学多層体５との間に密着層２を設けるようにしたので、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様の効果が得られる。従って、両方の実施の形態における利点を兼ね備えたＮＤフィルタが得られる。
【００４７】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００４８】
（実施例１）
Ｎｂ層とＳｉＯ₂層からなる光学多層体が、Ｓｉからなる密着層を介して基板上に設けられた薄膜型ＮＤフィルタについて、可視域での透過率が３０％一定、かつ、反射率が２％以下となるように表１の光学定数を基に光学設計を行った。その結果得られた各層の層厚を表２に、光学特性の計算値を図６に示す。
【００４９】
【表２】

【００５０】
続いて、表２の構成と厚みに従って薄膜型ＮＤフィルタを作製し、その可視域における光学特性を測定した。その結果を図７に示す。図６と図７から、作製されたＮＤフィルタの光学特性はほぼ計算値に等しく、各層が設計通りの厚みで作製されたことがわかる。また、その透過率は３０％を基準に±１．９％の範囲内にあって平坦性に優れ、反射率も１．９％以下と良好な特性を示した。更に表２と併せ見て、Ｎｂ層とＳｉＯ₂層からなるＮＤフィルタでは、このように良好な特性が高々４層積層するだけで得られることがわかった。
【００５１】
（実施例２）
Ｃｒ層とＳｉＯ₂層からなる光学多層体が、Ｓｉからなる密着層を介して基板上に設けられた薄膜型ＮＤフィルタについて、可視域での透過率が３０％一定、かつ、反射率が２％以下となるように、表３に示したＣｒの光学定数を用いて設計を行った。その結果得られた各層の層厚を表４に、光学特性の計算値を図８に示す。
【００５２】
【表３】

【００５３】
【表４】

【００５４】
このようにして、本実施例においても通常の方法で光学設計すればよいことがわかる。但し、図８に示したように、このフィルタの透過率は波長５５０ｎｍを中心にＶ字型に落ち込んでおり、可視域では３０％を基準に±４％程度変動している。反射率も、５００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域で低く、波長がこの領域からずれるに従って高い値となっている。なお、本実施例ではＣｒ層とＳｉＯ₂層を積層させたが、この場合、４層〜８層程度の層数では光学特性の計算値はほとんど変化がみられなかった。
【００５５】
また、実施例１と実施例２との違いは、ＳｉＯ₂層と組み合わせて光学多層体とする層（金属層）が、実施例１ではＮｂであり、実施例２ではＣｒを用いた点である。なお、これら実施例１，２のＮＤフィルタは密着層がない場合も、先に示したものとほぼ同様な光学特性を有する。よって、以上に示した実施例１と実施例２における光学特性の差異は、金属層の材料に起因したものと考えられ、両者を比較することにより、Ｎｂ層を含んだ光学多層体が優れた光学特性を少ない層数で実現可能であることが示唆される。
【００５６】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、成膜装置１００は蒸着源４９Ａ，蒸着源４９Ｂが設けられ、一度のロールコーティングで２層形成するものとして説明したが、これに限らずロールコーティング法により成膜するものであればよく、蒸着源４９の数や種類などは任意である。具体的には、光学多層体の層毎に成膜条件が異なる場合等に、１つの真空チャンバ３１に蒸着源４９を１つ設け、一回のロールコーティングで１層形成するようにしてもよい。逆に、１つの真空チャンバ３１に蒸着源４９を複数設けて、一回のロールコーティングで多層を形成するようにしてもよい。また、１つの真空チャンバ３１を備える成膜装置１００について説明したが、真空チャンバをいくつかの領域に仕切り、その間にフィルム状の基板を走行させるようにしてもよい。このような成膜装置１００の変形により、より少ない工程で光学多層体を形成することが可能である。
【００５７】
更に、上記実施の形態では、Ｎｂ層３または金属層６と誘電体層４とを成膜装置１００を用いて形成するようにしたが、密着層２についても同様に蒸着源４９を設け、成膜装置１００内でロールコーティングによって形成するようにしてもよい。
【００５８】
加えて、成膜装置１００の蒸着源４９はスパッタリング用のものとしたが、真空蒸着用のものとしても構わない。但し、スパッタリング法のほうが成膜速度が速く、均一な層を形成することができるので好ましい。このようにロールコーティング法やスパッタリング法を用いる場合には、上述したように本発明の密着層は応力を緩衝するので、予め基板上に設けることが好ましい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の薄膜型ＮＤフィルタによれば、基板上に、ニオブ（Ｎｂ）からなる層を含んで形成される光学多層体を備えるようにしたので、Ｎｂ層が所望の透過率を得るために比較的厚く形成されると共に光学多層体の層数が少なくて済む。従って、製造過程においてその膜厚制御が容易となり、成膜数が少ないために、生産性の向上を図ることができる。また同時に、光学特性の向上が可能となる。
【００６０】
また、請求項５ないし請求項１０のいずれか１項に記載のに記載の薄膜型ＮＤフィルタによれば、光学多層体と基板との間に密着層が設けられているので、両者の界面における密着性が向上し、光学多層体の脱落や剥離等を防止することができる。また、それゆえにロールコーティング法を用いた成膜、特にスパッタリングによる光学多層体の形成が可能となり、量産性を向上させることができる。
【００６１】
更に、請求項１１ないし請求項１７のいずれか１項に記載の薄膜型ＮＤフィルタの製造方法によれば、光学多層体をロールコーティング法を用いて形成するようにしたので、量産性を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの構成図である。
【図２】図１の薄膜型ＮＤフィルタに用いられるＮｂ薄膜の透過率と膜厚の関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る成膜装置を側面から見た概略図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜型ＮＤフィルタの構成図である。
【図６】本発明の実施例１に係る薄膜型ＮＤフィルタの分光特性の計算値を示した図である。
【図７】本発明の実施例１に係る薄膜型ＮＤフィルタの分光特性の実測値を示した図である。
【図８】本発明の実施例２に係る薄膜型ＮＤフィルタの分光特性の計算値を示した図である。
【図９】従来の薄膜型ＮＤフィルタの分光特性を示した図である。
【符号の説明】
１…基板、２…密着層、３…Ｎｂ層、４…誘電体層、５，７…光学多層体、６…金属層、１０，２０，３０…薄膜型ＮＤフィルタ、４１…真空チャンバ、４２…排気バルブ、４３…ガス導入バルブ、４４…送りロール、４５…ガイドロール、４６…巻取ロール、４７…キャンロール、４８…プラズマ電極、４９Ａ，４９Ｂ…蒸着源、５０…光学モニタ、１００…成膜装置

Claims

基板と、
前記基板上にニオブ（Ｎｂ）からなる層を含んで形成された光学多層体と
を備えた薄膜型ＮＤフィルタ。
前記光学多層体は、Ｎｂからなる層と誘電体層とが周期的に積層されたものである
請求項１に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
前記誘電体層は二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）からなる層である
請求項２に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
前記光学多層体は、前記Ｎｂからなる層と誘電体層とが交互に２層づつ積層された合計４層で構成されている
請求項３に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
前記光学多層体は、前記基板上に密着層を介して形成されている
請求項１に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
前記密着層はケイ素（Ｓｉ）からなる
請求項５に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
前記密着層は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲の厚みである
請求項５に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
前記基板は、可撓性を有している
請求項５に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
前記基板は、高分子材料からなる
請求項８に記載の薄膜型ＮＤフィルタ。
ニオブ(Ｎｂ)からなる層を含む光学多層体を、ロールコーティング法を用いて基板上に形成する
薄膜型ＮＤフィルタの製造方法。
前記光学多層体を、スパッタリング法により形成する
請求項１０に記載の薄膜型ＮＤフィルタの製造方法。
前記光学多層体を形成する前に、前記基板上に密着層を形成する
請求項１０に記載の薄膜型ＮＤフィルタの製造方法。
前記密着層をロールコーティング法を用いて形成する
請求項１２に記載の薄膜型ＮＤフィルタの製造方法。
前記密着層をスパッタリング法により形成する
請求項１２に記載の薄膜型ＮＤフィルタの製造方法。
前記密着層をケイ素（Ｓｉ）により形成する
請求項１２に記載の薄膜型ＮＤフィルタの製造方法。