JP5067072B2

JP5067072B2 - 長尺状ｎｄフィルターの製造方法

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Publication number: JP5067072B2
Application number: JP2007218041A
Authority: JP
Inventors: 秀晴大上
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-08-24
Also published as: JP2009053305A

Description

本発明は、可視域の透過光を減衰させる吸収型多層膜ＮＤフィルターに係り、特に、ロール・ツー・ロール真空成膜装置を用い長尺状樹脂フィルム基材の両面に未成膜部分を残して複数の吸収型多層膜が設けられた長尺状ＮＤフィルターを簡便に製造できる長尺状ＮＤフィルターの製造方法に関するものである。

最近、可視域の透過光を減衰させるＮＤフィルターが多用されるようになってきており、この種のＮＤ（Neutral Density Filter）フィルターには、入射光を反射して減衰させる反射型ＮＤフィルターと、入射光を吸収して減衰させる吸収型ＮＤフィルターが知られている。また、反射光が問題となるレンズ光学系にＮＤフィルターを組み込む場合には一般に吸収型ＮＤフィルターが用いられ、この吸収型ＮＤフィルターには、基板自体に吸収物質を混ぜ（色ガラスＮＤフィルター）あるいは吸収物質を塗布するタイプと、基板自体に吸収はなくその表面に形成された薄膜に吸収があるタイプとが存在する。また、後者の場合、薄膜表面の反射を防ぐため上記薄膜を多層膜で構成し、透過光を減衰させる機能と共に反射防止の効果を持たせた吸収型多層膜ＮＤフィルターも知られている。

ところで、小型で薄型のデジタルカメラに用いられる上記吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいては、組込みスペースが狭いことから基材自体を薄くする必要があり、樹脂フィルムが最適な基材とされている。そして、この種の吸収型多層膜ＮＤフィルター（以下、ＮＤフィルターと略称する場合がある）として、特許文献１には、吸収型多層膜がＳｉＯ_２等の酸化物誘電体膜層とＮｉ等の金属吸収膜層とで構成されたＮＤフィルターが開示されている。

また、この種のＮＤフィルターをデジタルカメラ等に組み込む場合、ＮＤフィルターを切断してＮＤフィルターチップとし、このＮＤフィルターチップを接着剤あるいはレーザ融着等により金属板や樹脂板に固定してＮＤフィルターユニットを形成する必要があった。尚、レーザ融着とは、ＮＤフィルターチップにレーザを照射しチップの樹脂フィルム基材を熔融させて金属板や樹脂板に固定させることである。

そして、ＮＤフィルターユニットを構成する金属板や樹脂板にＮＤフィルターチップを接着剤等により固定する場合、ＮＤフィルターチップの樹脂フィルム基材上には吸収型多層膜が存在するため、樹脂フィルム基材と上記金属板や樹脂板とを直接接合させることはできず、樹脂フィルム基材上の吸収型多層膜が金属板や樹脂板に直接接合することになる。このため、金属板や樹脂板とＮＤフィルターチップとの接着強度に関しては金属板や樹脂板と吸収型多層膜との接着強度に依存することとなり、この接着強度がＮＤフィルターユニットに求められる値より低くなってしまうことが懸念される。

また、ＮＤフィルターチップはＮＤフィルターを切断加工して求められる。そして、酸化物誘電体膜が用いられた特許文献１の吸収型多層膜はガラスのように硬質であるため、ＮＤフィルターを切断加工した際に吸収型多層膜にヒビ割れ（クラック）が生ずることがあり、このＮＤフィルターチップをデジタルカメラ等に組み込んだ場合、ヒビ割れした膜が剥がれてシャッターや絞り等の駆動部分に付着し動作不良を引き起こすことが懸念される。

そこで、特許文献２に記載の発明においては、吸収型多層膜の成膜時に、図２に示すようなマスク２を用いて樹脂フィルム基材１の一部を覆い、樹脂フィルム基材１の一部を蒸着源あるいはスパッタリング源から遮蔽して成膜する方法が採られている。尚、マスク２の構成材料には、金属板や柔軟性のない樹脂シートが用いられている。

上記マスクを用いた方法によれば、マスク２から露出した樹脂フィルム基材１にのみ吸収型多層膜３が成膜され、マスク２により遮蔽された部位には吸収型多層膜が成膜されないため、得られたＮＤフィルターを切断加工してＮＤフィルターチップを求める際、吸収型多層膜３が成膜されない領域（未成膜部分）に沿ってＮＤフィルターを切断することにより吸収型多層膜の周辺に未成膜部分を残したＮＤフィルターチップを製造することができる。このため、ＮＤフィルターを切断加工する際、上述した吸収型多層膜のヒビ割れ（クラック）を回避することができ、また、ＮＤフィルターチップの上記未成膜部分をＮＤフィルターユニットの金属板や樹脂板に直接接合させることができるため、金属板や樹脂板とＮＤフィルターチップとの接着強度を改善できることが期待される。
特開２００６−１７８３９５号公報特開２００５−３４５７４７号公報

ところで、特許文献２に記載された成膜方法において、吸収型多層膜の膜厚分布の均一性を確保するには大面積の樹脂フィルム基材を用いることは困難で、実際には小面積のシート状樹脂フィルム基材を用いたバッチ方式の生産しかできずその生産効率は悪かった。この場合、ロール状に巻き取られた長尺状樹脂フィルム基材を順次巻き出し、この樹脂フィルム基材を巻き取りながらロール・ツー・ロール真空成膜装置を用いて長尺状樹脂フィルム基材上に連続成膜する方法も考えられる。しかし、この方法では、移動する長尺状樹脂フィルム基材に対して金属板等から成るマスクを固定させることが現実的には困難なため、切断ライン部分あるいは接合部分に未成膜部分を残すマスク処理の適用は困難であった。

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、ロール・ツー・ロール真空成膜装置を用い長尺状樹脂フィルム基材の両面に未成膜部分を残して複数の吸収型多層膜が設けられた長尺状ＮＤフィルターを簡便に製造できる方法を提供することにある。

すなわち、請求項１に係る発明は、
長尺状樹脂フィルム基材と、この樹脂フィルム基材の両面に互いに間隔を介し設けられかつ表裏面でその形状と位置が合致している複数の吸収型多層膜とを具備する長尺状ＮＤフィルターを、ロール・ツー・ロール真空成膜装置を用いて製造する方法を前提とし、
厚み寸法が上記吸収型多層膜の膜厚より大きい長尺状マスキングフィルムを上記長尺状樹脂フィルム基材の両面に貼付し、表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムにそれぞれ設けられた形状と位置が合致している複数の開口部から露出する部位を除いて長尺状樹脂フィルム基材表裏面を表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムにより遮蔽する貼付工程と、
表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムが貼付された長尺状樹脂フィルム基材両面の上記開口部から露出する部位に、ロール・ツー・ロール真空成膜装置を用いて表裏面でその形状と位置が合致している吸収型多層膜をそれぞれ形成する成膜工程と、
上記成膜工程後、長尺状樹脂フィルム基材の表面側に貼付した表面側長尺状マスキングフィルムを剥離して長尺状樹脂フィルム基材の表面側に形成された吸収型多層膜を露出させる剥離工程と、
吸収型多層膜が露出する長尺状樹脂フィルム基材の表面側からハーフカット金型を作用させて、長尺状樹脂フィルム基材に対しては上記ハーフカット金型を貫通させて切断する一方、裏面側長尺状マスキングフィルムに対しては上記ハーフカット金型を貫通させずにハーフカットするハーフカット加工工程、
の各工程を有し、かつ、上記表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムが樹脂フィルムにより構成され、この樹脂フィルムのガラス転移点が８５℃以上であることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造方法を前提とし、
上記貼付工程において、長尺状マスキングフィルムの開口部はマスキングフィルムを長尺状樹脂フィルム基材に貼付した後に設けられることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１に記載の発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造方法を前提とし、
上記貼付工程において、長尺状マスキングフィルムの開口部はマスキングフィルムを長尺状樹脂フィルム基材に貼付する前に設けられることを特徴とする。

次に、請求項４に係る発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造方法を前提とし、
ロール・ツー・ロール真空成膜装置による成膜がスパッタリング成膜であることを特徴とし、
請求項５に係る発明は、
請求項１〜４のいずれかに記載の発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造方法を前提とし、
上記長尺状マスキングフィルムの互いに隣接する開口部間における間隔の短い寸法が、長尺状ＮＤフィルターを切断してＮＤフィルターチップを得る際の切断しろの幅寸法より広く設定されていることを特徴とし、
請求項６に係る発明は、
請求項１〜５のいずれかに記載の発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造方法を前提とし、
上記長尺状マスキングフィルムの厚み寸法が２０μｍ以上、１１０μｍ以下であることを特徴とする。

本発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造方法によれば、
長尺状樹脂フィルム基材の両面に長尺状マスキングフィルムを貼付し、表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムにそれぞれ設けられた形状と位置が合致している複数の開口部から露出する部位を除いて長尺状樹脂フィルム基材表裏面を表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムにより遮蔽しているため、ロール・ツー・ロール真空成膜装置を用い、未成膜部分で構成された間隔を介し表面と裏面とでその形状と位置が合致している複数の吸収型多層膜を連続的に形成することができる。

また、厚み寸法が吸収型多層膜の膜厚より大きい長尺状マスキングフィルムを長尺状樹脂フィルム基材の両面に貼付していることから、長尺状樹脂フィルム基材上の表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルム開口部から露出する部位に形成された各吸収型多層膜が上記開口部より外方へ突出することがないため、製造途中において吸収型多層膜の外表面に擦り傷等が形成されることもない。
更に、吸収型多層膜が露出する長尺状樹脂フィルム基材の表面側からハーフカット金型を作用させて、長尺状樹脂フィルム基材に対しては上記ハーフカット金型を貫通させて切断する一方、裏面側長尺状マスキングフィルムに対しては上記ハーフカット金型を貫通させずにハーフカットしていることから、ＮＤフィルターチップが裏面側長尺状マスキングフィルムに保持されるため、ＮＤフィルターチップが飛散することを防止することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、図１は、本発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造工程を示す説明図である。

すなわち、本発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造方法は、長尺状樹脂フィルム基材の両面に長尺状マスキングフィルムを貼付し、この長尺状マスキングフィルムに設けられた複数の開口部から露出する部位にロール・ツー・ロール真空成膜装置を用いて吸収型多層膜を形成した後、複数の吸収型多層膜が形成された長尺状樹脂フィルム基材から長尺状マスキングフィルムを剥離して長尺状ＮＤフィルターを製造するものである。

ここで、上記ロール・ツー・ロール真空成膜装置について説明すると、成膜室内に長尺状樹脂フィルム基材の巻取りと巻出しをする第一ロールと第二ロールが配置され、例えば、第一ロールに巻きつけられた長尺状樹脂フィルム基材を第二ロールに巻き取ることで長尺状樹脂フィルム基材が成膜室内を搬送される。また、第一ロールと第二ロール間の搬送路中には吸収型多層膜の成膜機構が備えられており、上記長尺状樹脂フィルム基材の両面に吸収型多層膜が形成されるようになっている。尚、成膜機構には、スパッタリング、電子ビーム蒸着、イオンビームスパッタ等があるが、スパッタリング成膜が好ましい。スパッタリング成膜は他の成膜手法と比較して膜厚分布の制御性に優れているからである。

以下、ロール・ツー・ロール真空成膜装置の一例として、ロール・ツー・ロール・スパッタリング成膜装置の概略を図３に示す。

すなわち、このロール・ツー・ロール・スパッタリング成膜装置は、スパッタリング室内に設けられ長尺状樹脂フィルム基材の巻取りと巻出しをする第一ロール４並びに第二ロール５と、第一ロール４と第二ロール５間の搬送路中に設けられ長尺状樹脂フィルム基材が巻き付けられる水冷キャンロール６と、上記第一ロール４と水冷キャンロール６との間並びに第二ロール５と水冷キャンロール６との間に設けられた四つのガイドロール６１、６２、６３、６４とを備えており、かつ、第一ロール４と第二ロール５はパウダークラッチにより張力バランスが保たれている。また、水冷キャンロール６の回転により長尺状樹脂フィルム基材の搬送方向が決められるようになっており、本明細書においては、長尺状樹脂フィルム基材が第一ロール４から第二ロール５側に巻き取られる水冷キャンロール６の回転方向を正転方向、第二ロール５から第一ロール４側に巻き取られる水冷キャンロール６の回転方向を逆転方向と定義している。

また、上記スパッタリング室内には、水冷キャンロール６の外周面に沿って二つのスパッタリングカソード７、８が配置されており、一方のスパッタリングカソード７には酸化物誘電体膜層（例えばＳｉＯ_２膜層）を形成するための図示外のターゲットが取り付けられ、他方のスパッタリングカソード８には金属吸収膜層（例えばＮｉ合金層）を形成するためのターゲット（図示せず）が取り付けられている。

そして、長尺状樹脂フィルム基材が第一ロール４から第二ロール５側に巻き取られる正転搬送時に、水冷キャンロール６外周面に沿って搬送される長尺状樹脂フィルム基材に対し一方のスパッタリングカソード７により酸化物誘電体膜層（例えばＳｉＯ_２膜層）を成膜しながら第二ロール５により長尺状樹脂フィルム基材を巻き取った後、水冷キャンロール６の回転方向を反転させて長尺状樹脂フィルム基材の逆転搬送時に、水冷キャンロール６外周面に沿って搬送される長尺状樹脂フィルム基材に対し他方のスパッタリングカソード８により金属吸収膜層（例えばＮｉ合金層）を成膜しながら第一ロール４により巻取り、以下、これ等工程を繰り返して酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を長尺状樹脂フィルム基材の片面に形成することができる。尚、吸収型多層膜の膜厚制御は長尺状樹脂フィルム基材の搬送速度を制御することで行うことができる。

そして、ロール・ツー・ロール真空成膜装置の成膜室内を長尺状樹脂フィルム基材が搬送されることにより吸収型多層膜の連続成膜が可能になるため、バッチ式真空成膜装置を用いた場合よりも高い生産性が可能となる。

図４（Ａ）は、長尺状樹脂フィルム基材９の片面に複数の開口部が設けられた長尺状マスキングフィルム１０が貼付された状態を示す概略断面図である。長尺状マスキングフィルム１０は複数の開口部が設けられた長尺状マスクであり、上記開口部により長尺状樹脂フィルム基材９の表面を露出させて露出部を形成している。そして、ロール・ツー・ロール真空成膜装置により、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように長尺状樹脂フィルム基材９の露出部と上記長尺状マスキングフィルム１０上に吸収型多層膜１１を成膜する。尚、図４（Ｂ）において長尺状マスキングフィルム１０上に成膜された吸収型多層膜１１の表示は省略している。また、長尺状樹脂フィルム基材９上に形成される吸収型多層膜１１の形状は適宜選択され、長尺状マスキングフィルム１０に設けられた開口部の形状により決定される。

ここで、長尺状樹脂フィルム基材９に長尺状マスキングフィルム１０を貼付する際、これら間に気泡が入らないように注意を要する。長尺状樹脂フィルム基材９と長尺状マスキングフィルム１０間に気泡が入ると、ロール・ツー・ロール真空成膜装置内において汚染を引き起こしたり、長尺状樹脂フィルム基材９における上記露出部の位置ずれを引き起こす場合があるからである。尚、長尺状樹脂フィルム基材９と長尺状マスキングフィルム１０間に気泡が入らないように貼付するには、ロール・ツー・ロール構造のプレスロールにより圧着するラミネータを用いることが望ましい。

長尺状マスキングフィルムは、長尺状樹脂フィルム基材に貼付されて長尺状樹脂フィルム基材と共にロール・ツー・ロール真空成膜装置内を搬送されるものである。ロール・ツー・ロール真空成膜装置において、金属板等で構成されるマスクを用いてマスキングすると、長尺状樹脂フィルム基材がロール等の曲がった箇所を搬送される際にマスクが離脱してしまう。そして、マスクが離脱してしまうと、各層の成膜毎にマスクを重ねる必要があるためマスクの位置合わせが煩雑になる。更に、マスクを重ねるときに巻き取り側のロールの回転を停止させる必要があるため、長尺状樹脂フィルム基材を均一な力で巻き取ることができなくなって長尺状樹脂フィルム基材の巻き取りムラを生じ、長尺状樹脂フィルム基材や吸収型多層膜に傷をつけることも懸念される。また、長尺状樹脂フィルム基材の巻き取りムラにより長尺状樹脂フィルム基材の搬送速度が一定に保てなくなるため、吸収型多層膜の膜厚も一定に保てなくなり、得られるＮＤフィルターの透過率にバラツキが生じてしまう。尚、上記貼付とは、長尺状マスキングフィルムを長尺状樹脂フィルム基材と共にロール搬送する際、長尺状マスキングフィルムが長尺状樹脂フィルム基材から剥がれないように貼り合わせることである。成膜している際に長尺状マスキングフィルムが長尺状樹脂フィルム基材から剥がれると、長尺状マスキングフィルムの位置合わせが煩雑になるため、長尺状マスキングフィルムを貼付させてこれを回避するためである。

長尺状マスキングフィルムを長尺状樹脂フィルム基材に貼付する手段としては接着剤による方法が挙げられ、長尺状マスキングフィルムの長尺状樹脂フィルム基材と接する面に接着剤を塗布して貼付する方法が例示される。また、上記接着剤の粘着力は、長尺状樹脂フィルム基材を第一若しくは第二ローラ等に巻き付けたときに長尺状マスキングフィルムが剥離せず、かつ、吸収型多層膜を成膜した後に長尺状樹脂フィルム基材から長尺状マスキングフィルムを意図的に剥離できる粘着力であればその強弱は任意である。また、上記接着剤の種類については、長尺状マスキングフィルムや長尺状樹脂フィルム基材を侵食しなければ任意である。そして、接着剤の具体的な粘着力は、ＪＩＳＺ０２３７（２０００年改定）に記載される「試験板に対する１８０°引き剥がし粘着力」に準拠する方法で測定した値が、０．０５Ｎ／２０ｍｍ以上、０．９０Ｎ／２０ｍｍ以下を示せばよい。上記値が０．０５Ｎ／ｍｍ以上であれば長尺状樹脂フィルム基材の搬送中に長尺状マスキングフィルムが剥離することはなく、また、上記値が０．９０Ｎ／２０ｍｍ以下であれば長尺状樹脂フィルム基材から長尺状マスキングフィルムを意図的に剥離することができる。但し、長尺状マスキングフィルムを剥離した後に、長尺状樹脂フィルム基材に接着剤が残らないことが望ましい。長尺状マスキングフィルムの接着剤が長尺状樹脂フィルム基材に残留してしまうと、長尺状ＮＤフィルターを切断してシート状ＮＤフィルターやＮＤフィルターチップを求める際に、プレス金型が長尺状樹脂フィルム基材を貫通できなくなることがある。また、残留する接着剤により樹脂フィルム基材面が平坦にならないため、ＮＤフィルターユニットの金属板や樹脂板にＮＤフィルターチップを接着若しくはレーザ融着する際に支障を来たすことがある。

次に、長尺状マスキングフィルムの開口部は、長尺状樹脂フィルム基材に長尺状マスキングフィルムを貼付する前あるいは後に形成することができる。貼付後に上記開口部を形成するには、貼付された長尺状マスキングフィルムにプレス金型等で切れ目を入れ、切れ目の内側を真空ピンセット等で取り除くことにより可能である。また、貼付前に上記開口部を形成するにはプレス金型等を用いて形成することができ、例えば、上述したラミネータにより長尺状マスキングフィルムと長尺状樹脂フィルム基材とを貼付する直前に開口部を設けるように行ってもよい。

また、上記長尺状マスキングフィルムの互いに隣接する開口部間における間隔の短い寸法は、長尺状ＮＤフィルターを切断してＮＤフィルターチップを得る際の切断しろの幅寸法より広く設定することが好ましい。開口部間における間隔の短い寸法を上記切断しろの幅寸法より広く設定した場合、吸収型多層膜の周辺部に未成膜部分が残されたＮＤフィルターチップを得ることができるからである。尚、ＮＤフィルターチップが未成膜部分を有する場合、ＮＤフィルターチップをＮＤフィルターユニットの金属板や樹脂板に固定する際、ＮＤフィルターチップの樹脂フィルム基材面を金属板や樹脂板に直接接着若しくは融着させることができる。

ここで、上記切断しろとは、長尺状ＮＤフィルターを切断してＮＤフィルターチップを得る際、得られたＮＤフィルターチップにおける吸収型多層膜の周辺部に残される未成膜部分が相当し、上記切断をプレス金型等で行う場合には、金型の刃幅寸法にプレスした際にＮＤフィルターチップが曲げ変形を受けない幅寸法を加えた値が切断しろとなり、また、上記切断をレーザで行う場合には、ビームの幅寸法にレーザ切断した際にＮＤフィルターチップが熱変形を受けない幅寸法を加えた値が切断しろとなる。そして、上記切断しろの具体的数値は加工位置合わせの精度にもよるが、通常、数１００μｍ程度である。

次に、長尺状樹脂フィルム基材の表裏に吸収型多層膜を形成するには、長尺状樹脂フィルム基材の表裏に長尺状マスキングフィルムを貼付して成膜すればよい。長尺状樹脂フィルム基材の表裏に貼付された各長尺状マスキングフィルムの開口部について長尺状樹脂フィルム基材の表裏でその形状と位置が合致していれば、同一形状の吸収型多層膜が表裏に形成された長尺状ＮＤフィルターを得ることができる。

図６は長尺状樹脂フィルム基材１２の表裏に吸収型多層膜１５、１６が形成された後に開口部１４を有する長尺状マスキングフィルム１３を剥離する工程を示す説明図、図７〜図８は得られた長尺状ＮＤフィルター５０を切断してＮＤフィルターチップ１００を製造する工程を示す説明図である。

すなわち、図６に示すようにその表裏に吸収型多層膜１５、１６が形成された長尺状樹脂フィルム基材１２から長尺状マスキングフィルム１３を剥離することにより、長尺状マスキングフィルム１３の開口部１４に対応した部位にのみ吸収型多層膜１５、１６が形成された長尺状ＮＤフィルター５０を得ることができる。

また、図７（Ａ）に示すように長尺状樹脂フィルム基材１７の表裏に吸収型多層膜１８、１９が形成されて成る長尺状ＮＤフィルター５０をプレス金型２０で切断することにより、図７（Ｂ）に示すように樹脂フィルム基材１７とその表裏に形成された吸収型多層膜１８とで構成され、かつ、吸収型多層膜１８の周辺部に幅寸法αの未成膜部分を有するＮＤフィルターチップ１００を製造することができる。

また、図８に示すように長尺状樹脂フィルム基材２１とこの表裏に形成された吸収型多層膜２３、２４とで構成される長尺状ＮＤフィルター５０の裏面側の長尺状マスキングフィルム２２を剥がす前に、ハーフカット金型２５でハーフカット加工することによってもＮＤフィルターチップを製造することができる。尚、ハーフカット加工とは、図８に示すように長尺状ＮＤフィルター５０の長尺状樹脂フィルム基材２１に対してはハーフカット金型２５を貫通させて切断するが、長尺状樹脂フィルム基材２１に貼付された長尺状マスキングフィルム２２に対してはハーフカット金型２５を貫通させない加工を意味する。長尺状マスキングフィルム２２を切断しないハーフカット加工により、ＮＤフィルターチップが長尺状マスキングフィルム２２に保持されるため、ＮＤフィルターチップが飛散することを防止することができる。上記ハーフカット加工するには、ハーフカット金型２５を貫通させたくない長尺状マスキングフィルム２２等を貼付した面を裏面側とし、長尺状ＮＤフィルター５０の表面側からハーフカット金型２５で加工すればよい。

本発明において長尺状マスキングフィルムの厚み寸法は吸収型多層膜の膜厚より大きく設定されているため、長尺状樹脂フィルム基材上の長尺状マスキングフィルム開口部から露出する部位に形成された各吸収型多層膜が上記開口部より外方へ突出することがない。従って、製造途中において吸収型多層膜の外表面が第一若しくは第二ローラやガイドローラ等に接することがないため吸収型多層膜に擦り傷等が形成されることがない。

上記長尺状マスキングフィルムの具体的厚み寸法は、２０μｍ以上、１１０μｍ以下が望ましい。厚みが１１０μｍを超えると、ハーフカットされた際に、ハーフカット金型の侵入が深くなり、かつ、ハーフカット金型はテーパー状の刃になっていることから、侵入した刃幅が厚くなるため長尺状マスキングフィルムの変形が生じる。そして、侵入した刃や変形した長尺状マスキングフィルムにより吸収型多層膜に圧縮応力がかかり、割れが生じることもある。更に、厚みが１１０μｍを超えた長尺状マスキングフィルムでは、ハーフカットされた際に、長尺状ＮＤフィルターが長尺状マスキングフィルムに食い込んで曲がり吸収型多層膜が割れてしまうことがある。他方、長尺状マスキングフィルムの厚さが２０μｍ未満であると機械的強度に問題を生ずる場合がある。

次に、長尺状マスキングフィルムの材質は樹脂フィルム等が挙げられる。長尺状マスキングフィルムを樹脂フィルム等で構成した場合、長尺状マスキングフィルムの表面が平滑になるため長尺状マスキングフィルムが貼付された長尺状樹脂フィルム基材を第一若しくは第二ローラに巻き取った際、長尺状樹脂フィルム基材に傷をつけることがない。

そして、長尺状マスキングフィルムを樹脂フィルムで構成した場合、ガラス転移点が８５℃以上となることが望ましい。ガラス転移点が８５℃未満であると、長尺状樹脂フィルム基材上に吸収型多層膜を成膜する際、長尺状マスキングフィルムが熔融してしまうことがあるからである。吸収型多層膜を成膜するとき、成膜される側（長尺状樹脂フィルム基材の成膜面側）の温度が上昇する。例えば、図３に示すロール・ツー・ロール・スパッタリング成膜装置の場合、長尺状樹脂フィルム基材は水冷キャンロール６に巻きつけられているので除熱されるが、長尺状マスキングフィルムは長尺状樹脂フィルム基材を介して除熱されることになるので長尺状樹脂フィルム基材よりも除熱されにくい。このため、ガラス転移点が８５℃以上であることが望ましい。

次に、長尺状樹脂フィルム基材の材質は特に限定されることはない。この具体例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ノルボルネンの樹脂材料から選択される樹脂フィルム単体、あるいは、これ等材料から選択された樹脂フィルム単体とこの単体片面または両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げられる。特に、ノルボルネンの樹脂材料については、代表的なものとして日本ゼオン社のゼオノア（商品名）やＪＳＲ社のアートン（商品名）等が挙げられる。

ここで、本発明において、長尺状ＮＤフィルターとは、長尺状樹脂フィルム基材とこの樹脂フィルム基材の両面に互いに間隔を介し設けられた複数の吸収型多層膜とを具備するＮＤフィルターをいう。また、シート状ＮＤフィルターとは、上記長尺状ＮＤフィルターを任意の長さに切断して構成された、シート状樹脂フィルム基材とこの樹脂フィルム基材の両面に互いに間隔を介し設けられた複数の吸収型多層膜とを具備するＮＤフィルターをいう。また、ＮＤフィルターチップとは、長尺状ＮＤフィルターまたはシート状ＮＤフィルターを切断して構成された、樹脂フィルム基材とこの樹脂フィルム基材の両面にそれぞれ設けられた単一の吸収型多層膜とを具備するＮＤフィルターをいう。

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。

まず、波長４００〜７００ｎｍにおける平均透過率が６．３％である吸収型多層膜ＮＤフィルターの膜構造（表１参照）を設計した。設計された吸収型多層膜ＮＤフィルターの分光透過率を図５に示す。尚、ＮＤフィルターの分光透過特性は自記分光光度計（日本分光社製Ｖ５７０）を用いて行った。

吸収型多層膜の成膜には図３に示したロール・ツー・ロール・スパッタリング成膜装置を用い、金属吸収膜を成膜するためのターゲットとしてＮｉ合金ターゲット［住友金属鉱山（株）社製］を用い、酸化物誘電体膜であるＳｉＯ_２を成膜するためのターゲットとしてＳｉターゲット［住友金属鉱山（株）社製］を用いた。また、上記Ｎｉ合金ターゲットはＡｒガスを導入するＤＣマグネトロンスパッタリングにより成膜され、一方、ＳｉターゲットはＡｒガスを導入するデュアルマグネトロンスパッタリングにより成膜され、ＳｉからＳｉＯ_２を成膜するためにインピーダンスモニター（ボンアルデンヌ社製プラズマエミッションモニター）により酸素導入量を制御した。

また、長尺状樹脂フィルム基材には、厚さ１００μｍの両面易接着層付ＰＥＴフィルム（東洋紡社製）を用いた。また、長尺状マスキングフィルムには、１０ｍｍピッチで直径５ｍｍの開口部を設けた厚さ６５μｍのポリエチレン製ラミネートフィルム（日東電工社製：Ｅ−ＭＡＳＫＲ−２００、粘着力：０．５Ｎ／２０ｍｍ）を用い、長尺状マスキングフィルムの開口部と隣接する開口部の間隔の短い寸法は５ｍｍである。尚、上記長尺状マスキングフィルムについては、厚さ５０μｍのポリエチレン製ラミネートフィルム（日東電工社製：Ｅ−ＭＡＳＫＲＢ−３００Ｓ、粘着力：０．３５Ｎ／２０ｍｍ）や、厚さ５９μｍのポリエステル製ラミネートフィルム（日東電工社製：Ｅ−ＭＡＳＫＲＰ−３００、粘着力：０．２５Ｎ／２０ｍｍ）を用いてもよい。

そして、以下の手順により吸収型多層膜の成膜を行った。

１）長尺状樹脂フィルム基材の両面に上記長尺状マスキングフィルムを貼付した。

２）図３に示したロール・ツー・ロール・スパッタリング成膜装置のスパッタリング室を１×１０^−４Ｐａ程度まで排気した。

３）長尺状樹脂フィルム基材の搬送速度を１．５０ｍ／ｍｉｎに調整して、第一ロール４から第二ロール５へ向け長尺状樹脂フィルム基材を正転方向に搬送した。

４）Ｓｉターゲットが取付けられたスパッタリングカソード７にＡｒガスを１００ｓｃｃｍ導入し、スパッタ出力１０ｋＷにてＳｉＯ_２の成膜を行った。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御した。

５）長尺状樹脂フィルム基材の搬送速度を０．９４ｍ／ｍｉｎに調節し逆転方向に搬送した。

６）Ｎｉ合金ターゲットが取付けられたスパッタリングカソード８にＡｒガスを１００ｓｃｃｍ導入し、スパッタ出力１ｋＷにてＮｉ合金膜層の成膜を行った。

７）長尺状樹脂フィルム基材の搬送速度を０．４３ｍ／ｍｉｎに調整して正転方向に搬送した。

８）Ｓｉターゲットが取付けられたスパッタリングカソード７にＡｒガスを１００ｓｃｃｍ導入し、スパッタ出力１０ｋＷにてＳｉＯ_２の成膜を行った。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御した。

９）長尺状樹脂フィルム基材の搬送速度を０．９４ｍ／ｍｉｎに調節し逆転方向に搬送した。

１０）Ｎｉ合金ターゲットが取付けられたスパッタリングカソード８にＡｒガスを１００ｓｃｃｍ導入し、スパッタ出力１ｋＷにてＮｉ合金膜層の成膜を行った。

１１）長尺状樹脂フィルム基材の搬送速度を０．４６ｍ／ｍｉｎに調整して正転方向に搬送した。

１２）Ｓｉターゲットが取付けられたスパッタリングカソード４にＡｒガスを１００ｓｃｃｍ導入し、スパッタ出力１０ｋＷにてＳｉＯ_２の成膜を行った。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御した。

１３）片面（表面）の成膜が完了した長尺状樹脂フィルム基材を取り出すと共に、表裏を反転させて第一ロール１にセットし、上記２）〜１２）の工程を繰り返して長尺状樹脂フィルム基材の裏面にも吸収型多層膜を形成した。

１４）表裏両面に吸収型多層膜が形成された長尺状樹脂フィルム基材をスパッタリング室から取り出した。

１５）表裏両面に吸収型多層膜が形成された長尺状樹脂フィルム基材から長尺状マスキングフィルムをそれぞれ剥離して長尺状ＮＤフィルターを得ると共に、得られた長尺状ＮＤフィルターの各吸収型多層膜を中心にプレス金型で打ち抜きプレス加工し、ＮＤフィルターチップを求めた。

本発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造方法は生産性に優れ、かつ、長尺状ＮＤフィルターから求められるＮＤフィルターチップの金属板や樹脂板に対する接合性にも優れているため、小型で薄型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話等に用いられる産業上の利用可能性を有している。

本発明に係る長尺状ＮＤフィルターの製造工程を示す説明図。未成膜部分を残して複数の吸収型多層膜を樹脂フィルム基材に形成する従来のＮＤフィルターの製造装方法を示す説明図。本発明で用いるロール・ツー・ロール・スパッタリング成膜装置の概略構成説明図。図４（Ａ）は長尺状樹脂フィルム基材の片面に複数の開口部が設けられた長尺状マスキングフィルムが貼付された状態を示す概略断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）における長尺状樹脂フィルム基材の平面図。本発明に係るＮＤフィルターの分光透過率を示すグラフ図。長尺状ＮＤフィルターの製造工程を示す概略断面図。図７（Ａ）は長尺状ＮＤフィルターを切断してＮＤフィルターチップを求める工程を示す概略断面図、図７（Ｂ）は得られたＮＤフィルターチップの平面図。本発明に係る製造方法のハーフカット加工工程を示す概略断面図。

符号の説明

１樹脂フィルム基材
２マスク
３吸収型多層膜
４第一ロール
５第二ロール
６水冷キャンロール
７スパッタリングカソード
８スパッタリングカソード
９長尺状樹脂フィルム基材
１０長尺状マスキングフィルム
１１吸収型多層膜
１２長尺状樹脂フィルム基材
１３長尺状マスキングフィルム
１４開口部
１５吸収型多層膜
１６吸収型多層膜
１７長尺状樹脂フィルム基材
１８吸収型多層膜
１９吸収型多層膜
２０プレス金型
２１長尺状樹脂フィルム基材
２２長尺状マスキングフィルム
２３吸収型多層膜
２４吸収型多層膜
２５ハーフカット金型
５０長尺状ＮＤフィルター
６１ガイドロール
６２ガイドロール
６３ガイドロール
６４ガイドロール
１００ＮＤフィルターチップ

Claims

長尺状樹脂フィルム基材と、この樹脂フィルム基材の両面に互いに間隔を介し設けられかつ表裏面でその形状と位置が合致している複数の吸収型多層膜とを具備する長尺状ＮＤフィルターを、ロール・ツー・ロール真空成膜装置を用いて製造する方法において、
厚み寸法が上記吸収型多層膜の膜厚より大きい長尺状マスキングフィルムを上記長尺状樹脂フィルム基材の両面に貼付し、表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムにそれぞれ設けられた形状と位置が合致している複数の開口部から露出する部位を除いて長尺状樹脂フィルム基材表裏面を表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムにより遮蔽する貼付工程と、
表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムが貼付された長尺状樹脂フィルム基材両面の上記開口部から露出する部位に、ロール・ツー・ロール真空成膜装置を用いて表裏面でその形状と位置が合致している吸収型多層膜をそれぞれ形成する成膜工程と、
上記成膜工程後、長尺状樹脂フィルム基材の表面側に貼付した表面側長尺状マスキングフィルムを剥離して長尺状樹脂フィルム基材の表面側に形成された吸収型多層膜を露出させる剥離工程と、
吸収型多層膜が露出する長尺状樹脂フィルム基材の表面側からハーフカット金型を作用させて、長尺状樹脂フィルム基材に対しては上記ハーフカット金型を貫通させて切断する一方、裏面側長尺状マスキングフィルムに対しては上記ハーフカット金型を貫通させずにハーフカットするハーフカット加工工程、
の各工程を有し、かつ、上記表面側並びに裏面側長尺状マスキングフィルムが樹脂フィルムにより構成され、この樹脂フィルムのガラス転移点が８５℃以上であることを特徴とする長尺状ＮＤフィルターの製造方法。
上記貼付工程において、上記長尺状マスキングフィルムの開口部はマスキングフィルムを長尺状樹脂フィルム基材に貼付した後に設けられることを特徴とする請求項１に記載の長尺状ＮＤフィルターの製造方法。
上記貼付工程において、上記長尺状マスキングフィルムの開口部はマスキングフィルムを長尺状樹脂フィルム基材に貼付する前に設けられることを特徴とする請求項１に記載の長尺状ＮＤフィルターの製造方法。
ロール・ツー・ロール真空成膜装置による成膜がスパッタリング成膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の長尺状ＮＤフィルターの製造方法。
上記長尺状マスキングフィルムの互いに隣接する開口部間における間隔の短い寸法が、長尺状ＮＤフィルターを切断してＮＤフィルターチップを得る際の切断しろの幅寸法より広く設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の長尺状ＮＤフィルターの製造方法。
上記長尺状マスキングフィルムの厚み寸法が２０μｍ以上、１１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の長尺状ＮＤフィルターの製造方法。