(57)【要約】【課題】電磁波遮蔽性を発揮させることのできるバンドパスフィルタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】バンドパスフィルタ１１は、７００ｎｍ以上、１２００ｎｍ以下の波長領域の少なくとも一部に光を透過する透過帯を有する。バンドパスフィルタ１１は、光透過性を有する基板１２と、誘電体多層膜（第１の誘電体多層膜１３及び第２の誘電体多層膜１４）と、透明導電膜１５とを有する。【選択図】図１
2020076850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
７００ｎｍ以上、１２００ｎｍ以下の波長領域の少なくとも一部に光を透過する透過帯を有するバンドパスフィルタであって、
光透過性を有する基板と、誘電体多層膜と、透明導電膜とを有することを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記透明導電膜は、酸化インジウム系透明導電膜又は酸化スズ系透明導電膜であることを特徴とする請求項１に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記透明導電膜は、結晶性を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項４】
前記透明導電膜は、前記基板の両主面のうち、少なくとも一方の主面側の最外層を構成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項５】
前記バンドパスフィルタは、光センサに入光させる用途に用いられ、
前記光センサとは反対側となる最外層に前記透明導電膜が配置されることを特徴とする請求項４に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のバンドパスフィルタの製造方法であって、
前記誘電体多層膜を形成する工程と、前記透明導電膜を形成する工程と、を含むことを特徴とするバンドパスフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の波長領域の光を透過させるバンドパスフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特定の波長領域の光を透過させるバンドパスフィルタが知られている。特許文献１には、光透過性を有する基板と、基板に設けられる誘電体多層膜とを有するバンドパスフィルタが開示されている。バンドパスフィルタは、例えば、撮像素子等の光センサに近赤外光を選択的に入光させるために用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８４６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなバンドパスフィルタは、例えば、光センサに検出させる光とは異なる電磁波（電波等）を透過するおそれがあり、このような電磁波が光センサに対して悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００５】
本発明の目的は、電磁波遮蔽性を発揮させることのできるバンドパスフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するバンドパスフィルタは、７００ｎｍ以上、１２００ｎｍ以下の波長領域の少なくとも一部に光を透過する透過帯を有するバンドパスフィルタであって、光透過性を有する基板と、誘電体多層膜と、透明導電膜とを有する。
【０００７】
上記バンドパスフィルタにおいて、前記透明導電膜は、酸化インジウム系透明導電膜又は酸化スズ系透明導電膜であることが好ましい。
上記バンドパスフィルタにおいて、前記透明導電膜は、結晶性を有することが好ましい。
【０００８】
上記バンドパスフィルタにおいて、前記透明導電膜は、前記基板の両主面のうち、少なくとも一方の主面側の最外層を構成することが好ましい。
上記バンドパスフィルタは、光センサに入光させる用途に用いられ、前記光センサとは反対側となる最外層に前記透明導電膜が配置されることが好ましい。
【０００９】
上記課題を解決するバンドパスフィルタの製造方法は、上記バンドパスフィルタの製造方法であって、前記誘電体多層膜を形成する工程と、前記透明導電膜を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電磁波遮蔽性を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態におけるバンドパスフィルタを示す断面図である。
【図２】実施例１の透過スペクトルを示すグラフである。
【図３】電気抵抗の測定法を説明する平面図である。
【図４】図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】実施例１、実施例４、及び比較例１の透過スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、バンドパスフィルタ及びその製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のバンドパスフィルタ１１は、光透過性を有する基板１２と、基板１２の第１主面Ｓ１側に設けられる第１の誘電体多層膜１３と、基板１２の第１主面Ｓ１とは反対側の第２主面Ｓ２側に設けられる第２の誘電体多層膜１４とを有している。バンドパスフィルタ１１は、第１の誘電体多層膜１３に設けられる透明導電膜１５をさらに有している。バンドパスフィルタ１１は、光センサ１６の受光部に入光させる用途に用いられる。
【００１３】
バンドパスフィルタ１１は、図２に例示するように、７００ｎｍ以上、１２００ｎｍ以下の波長領域の少なくとも一部に光を透過する透過帯を有している。
バンドパスフィルタ１１の基板１２は、例えば、８００ｎｍ以上、１２００ｎｍ以下の波長の光の平均透過率が９０％以上である光透過性を有することが好ましい。基板１２としては、例えば、ガラス基板、水晶基板、石英基板、サファイア基板、及び樹脂基板が挙げられる。基板１２は、平板状であってもよいし、曲板状であってもよい。基板１２の厚さは、例えば、０．１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。基板１２としては、ガラス基板が好適に用いられる。ガラス基板を構成するガラスとしては、例えば、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、ホウケイ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ホウリン酸塩系ガラス、無アルカリガラス、ＬＡＳ系結晶化ガラス等が挙げられる。
【００１４】
バンドパスフィルタ１１における第１の誘電体多層膜１３及び第２の誘電体多層膜１４は、フィルタ特性を有している。第１の誘電体多層膜１３及び第２の誘電体多層膜１４は、それぞれ高屈折率層と、高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折率層とを交互に積層した構造を有する。高屈折率層としては、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ランタン、酸化タングステン、酸化ハフニウム、窒化ケイ素、水素化シリコン、及び酸化ジルコニウムから選ばれる少なくとも一種が挙げられる。低屈折率層としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、及びフッ化マグネシウムから選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
【００１５】
第１の誘電体多層膜１３及び第２の誘電体多層膜１４中の高屈折率層と低屈折率層との合計積層数は、例えば、それぞれ４層以上、６０層以下である。なお、第１の誘電体多層膜１３又は第２の誘電体多層膜１４において、高屈折率層と低屈折率層との間に高屈折率層から低屈折率層に向けて屈折率が漸減又は漸増する漸移層を設けることもできる。また、誘電体多層膜から基板１２に向けて屈折率が漸減又は漸増する漸移層を基板１２と第１の誘電体多層膜１３又は第２の誘電体多層膜１４との間に設けることもできる。また、第１の誘電体多層膜１３又は第２の誘電体多層膜１４において、高屈折率層と低屈折率層との間に屈折率が高屈折率層よりも小さく、かつ低屈折率層よりも大きい中屈折率層を設けることもできる。
【００１６】
バンドパスフィルタ１１の透明導電膜１５は、電磁波遮蔽性を有している。本実施形態の透明導電膜１５は、基板１２の第１主面Ｓ１側の最外層を構成している。透明導電膜１５を最外層とすることで、透明導電膜１５によって静電気防止性を発揮させることが可能となる。バンドパスフィルタ１１は、光センサ１６とは反対側の最外層となるように透明導電膜１５が配置される。
【００１７】
透明導電膜１５としては、例えば、酸化インジウム系透明導電膜、酸化スズ系透明導電膜、及び酸化亜鉛系透明導電膜が挙げられる。酸化インジウム系透明導電膜としては、例えば、スズをドーパントとして含む膜であるＩＴＯ膜、チタンをドーパントとして含む膜であるＩＴｉＯ膜等が挙げられる。酸化スズ系透明導電膜としては、例えば、アンチモンをドーパントとして含む膜であるＡＴＯ膜、フッ素をドーパントとして含む膜であるＦＴＯ膜等が挙げられる。酸化亜鉛系透明導電膜としては、例えば、アルミニウムをドーパントとして含む膜であるＡＺＯ膜、ガリウムをドーパントとして含む膜であるＧＺＯ膜等が挙げられる。
【００１８】
透明導電膜１５は、結晶性を有してもよいし、非晶質であってもよい。透明導電膜１５は、電磁波遮蔽性をより高めるという観点から、結晶性を有する透明導電膜であることが好ましい。透明導電膜の結晶性は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）のチャートにおいて結晶構造に基づくピークが発現することで確認できる。
【００１９】
透明導電膜１５の中でも、透過帯の光透過性をより高めるという観点から、酸化インジウム系透明導電膜又は酸化スズ系透明導電膜が好ましい。酸化インジウム系透明導電膜の中でも、透過帯における光透過性の低下を抑え、かつ電磁波遮蔽性を高めるという観点から、結晶性のＩＴＯ膜が好ましい。また、酸化スズ系透明導電膜の中でも、透過帯における光透過性の低下を抑え、かつ電磁波遮蔽性を高めるという観点から、結晶性のＦＴＯ膜が好ましい。
【００２０】
透明導電膜１５の厚さは、５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは、１５ｎｍ以上、４０ｎｍ以下の範囲内である。透明導電膜１５の厚さを厚くすると、電磁波遮蔽性を高めることができる。透明導電膜１５の厚さを薄くすると、透過帯における光透過性を高めることができる。
【００２１】
バンドパスフィルタ１１における透過帯の平均透過率は、９０％以上であることが好ましく、より好ましくは９５％以上であり、さらに好ましくは９８％以上である。バンドパスフィルタ１１における阻止帯の最大透過率は、３％以下であることが好ましく、より好ましくは２％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。
【００２２】
バンドパスフィルタ１１の透過帯は、光センサ１６の特性に応じて設定することができる。バンドパスフィルタ１１の透過帯は、例えば、７６５ｎｍ以上、８０５ｎｍ以下の波長領域、７２０ｎｍ以上、７３５ｎｍ以下の波長領域、９１０ｎｍ以上、９３０ｎｍ以下の波長領域、９４０ｎｍ以上、９６０ｎｍ以下の波長領域等に設定することができる。
【００２３】
バンドパスフィルタ１１は、光センサ１６の受光部側に配置して用いることができる。このようにバンドパスフィルタ１１と光センサ１６とを備えるセンサ装置は、必要に応じてレンズ等の周知の光学部品や端子等を備えていてもよい。光センサ１６（センサ装置）の用途としては、特に限定されず、例えば、車両用途、ロボット用途、航空宇宙用途、分析機器用途等が挙げられる。
【００２４】
次に、バンドパスフィルタ１１の製造方法について説明する。
バンドパスフィルタ１１の製造方法は、誘電体多層膜を形成する工程と、透明導電膜１５を成膜する工程とを含む。本実施形態では、基板１２の第１主面Ｓ１上に第１の誘電体多層膜１３を形成し、基板１２の第２主面Ｓ２上に第２の誘電体多層膜１４を形成する。さらに、第１の誘電体多層膜１３上に透明導電膜１５を形成（積層）することで、バンドパスフィルタ１１を得ることができる。
【００２５】
第１の誘電体多層膜１３、第２の誘電体多層膜１４、及び透明導電膜１５の形成には、周知の成膜方法を用いることができる。成膜方法としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンビーム法、イオンプレーティング法、及びＣＶＤ法が挙げられる。これらの成膜方法の中でも、厚さを高精度で制御することができるとともに、安定した膜質の誘電体多層膜及び透明導電膜１５が得られることから、スパッタリング法を用いることが好ましい。スパッタリング法は、常法にしたがって行うことができる。
【００２６】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図示を省略するが、基板１２の第１主面Ｓ１及び基板１２の第２主面Ｓ２のうち、一方の主面側のみに誘電体多層膜を配置してバンドパスフィルタを構成してもよい。
【００２７】
・上記のように基板１２の一方の主面のみに誘電体多層膜を配置する構成に変更した場合、透明導電膜１５を誘電体多層膜上に設けずに、基板１２上に設けた透明導電膜を最外層とすることもできる。
【００２８】
・バンドパスフィルタ１１の透明導電膜１５の配置を上記の最外層とは異なる配置に変更することもできる。例えば、基板１２の第１主面Ｓ１と第１の誘電体多層膜１３との間、又は基板１２の第２主面Ｓ２と第２の誘電体多層膜１４との間に透明導電膜を配置することもできる。また、例えば、第１の誘電体多層膜１３又は第２の誘電体多層膜１４における高屈折率層と低屈折率層との間に透明導電膜を配置することもできる。
【００２９】
・バンドパスフィルタ１１において、透明導電膜１５を基板１２の第２主面Ｓ２側にさらに設けることもできる。
・バンドパスフィルタ１１中の透明導電膜１５は、異なる透明導電材料からなる複数の層から構成することも可能であるが、例えば、積層構造を簡素化するという観点から、一種の透明導電材料から形成される一つの層により構成することが好ましい。
【００３０】
次に、バンドパスフィルタの実施例及び比較例を説明する。
（実施例１）
表１に示すように、基板（ガラス基板）の第１主面に五酸化ニオブ層（Ｎｂ２Ｏ５層）と二酸化ケイ素層（ＳｉＯ２層）とを合計層数が４６層となるように交互に積層した第１の誘電体多層膜をスパッタリング法により形成した。次に、基板の第２主面にＮｂ２Ｏ５層とＳｉＯ２層とを合計層数が３０層となるように交互に積層した第２の誘電体多層膜をスパッタリング法により形成した。次に、第１の誘電体多層膜上に透明導電膜（結晶性のＩＴＯ膜）をスパッタリング法により形成することで、７６５ｎｍ以上、８０５ｎｍ以下の波長領域を透過帯としたバンドパスフィルタを得た。各誘電体多層膜におけるＮｂ２Ｏ５層の合計厚さ、ＳｉＯ２層の合計厚さ、膜全体の厚さ、及び合計層数を表１に示す。また、透明導電膜（ＩＴＯ膜）の厚さを表１に示す。また、表１中の“透明導電膜の配置”欄の“Ａ”は、透明導電膜がバンドパスフィルタの最外層として配置されていることを示している。
【００３１】
（実施例２）
実施例２では、主として透明導電膜の配置を基板と第１の誘電体多層膜との間に変更した以外は、実施例１と同様にバンドパスフィルタを得た。表１中の“透明導電膜の配置”欄の“Ｂ”は、透明導電膜が基板と第１の誘電体多層膜との間に配置されていることを示している。
【００３２】
（実施例３，４）
実施例３，４では、主として透明導電膜を非晶質ＩＴＯ膜に変更した以外は、実施例１と同様にバンドパスフィルタを得た。表１に示すように、実施例４の非晶質ＩＴＯ膜の厚さは、実施例３の非晶質ＩＴＯ膜の厚さよりも厚い。
【００３３】
（実施例５）
実施例５では、主として透明導電膜を結晶性のＩＴｉＯ膜に変更した以外は、実施例１と同様にバンドパスフィルタを得た。
【００３４】
（実施例６）
表２に示すように、実施例６では、主として透明導電膜を結晶性のＦＴＯ膜に変更した以外は、実施例１と同様にバンドパスフィルタを得た。
【００３５】
（比較例１）
比較例１では、透明導電膜を省略した以外は、実施例１と同様にバンドパスフィルタを得た。
【００３６】
（光学特性の評価）
図２は、実施例１のバンドパスフィルタの透過スペクトルを示している。各例のバンドパスフィルタの光学特性について、以下の評価基準で評価した。
【００３７】
透過帯の平均透過率が９８％以上：優れる（◎）
透過帯の平均透過率が９５％以上、９８％未満：良好（〇）
各例の光透過性の評価結果を表１及び表２に示す。
【００３８】
（電磁波遮蔽性の評価）
図３及び図４に示すように、実施例１のバンドパスフィルタに超音波はんだ付けを行うことで、透明導電膜の表面から第１の誘電体多層膜まで浸透させたはんだからなる一対の電極１７，１７を形成した。一対の電極１７，１７は、互いに平行となるように離間した直線状であり、一対の電極１７，１７の間隔及び長さは、８０ｍｍである。一対の電極１７，１７にテスター（三菱化学社製、商品名：Ｌｏｒｅｓｔａ  ＭＰ）を接続し、透明導電膜と第１の誘電体多層膜との積層膜の電気抵抗（シート抵抗）を測定した。
【００３９】
実施例２のバンドパスフィルタの電気抵抗については、第１の誘電体多層膜の表面から透明導電膜まで浸透させたはんだからなる電極を形成した以外は実施例１と同様に測定した。実施例３〜６のバンドパスフィルタの電気抵抗は、実施例１と同様に測定した。比較例１のバンドパスフィルタの電気抵抗は、第１の誘電体多層膜に浸透させたはんだからなる電極を形成した以外は、実施例１と同様に測定した。各例のバンドパスフィルタの電磁波遮蔽性について、電気抵抗の測定値から以下の評価基準で評価した。
【００４０】
電気抵抗が２００ｋΩ／□以下：優れる（◎）
電気抵抗が２００ｋΩ／□を超え、５００ｋΩ／□以下：良好（〇）
電気抵抗が５００ｋΩ／□を超える：劣る（×）
各例の電磁波遮蔽性の評価結果を表１及び表２に示す。
【００４１】
（静電気防止性）
各例のバンドパスフィルタのシート抵抗（表面抵抗）を、抵抗率計（三菱アナリテック社製、ＭＣＰ−Ｔ３６０）を用いて測定した。この測定では、基板の第１主面側における最外層（最外面）を測定の対象としている。各例のバンドパスフィルタの静電気防止性について、以下の評価基準で評価した。
【００４２】
シート抵抗が１×１０８Ω／□以下：優れる（◎）
シート抵抗が１×１０８Ω／□を超え、１×１０１２Ω／□以下：良好（〇）
シート抵抗が１×１０１２Ω／□を超える：劣る（×）
【００４３】
【表１】
2020076850.tif 000003
【００４４】
【表２】
2020076850.tif 000004
表１及び表２に示すように、各実施例では、電磁波遮蔽性について優れる又は良好の結果が得られた。また、実施例１，３〜６のバンドパスフィルタでは、優れた静電気防止性が得られた。
【００４５】
ここで、図５中のＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、順に実施例１，４、及び比較例１のバンドパスフィルタの透過スペクトルを示している。実施例３に対して実施例４のように非晶質の透明導電膜（非晶質ＩＴＯ膜）の厚さをより厚くすることで、実施例１と同等の電磁波遮蔽性を得ることが可能である。ところが、図５に示すように、実施例４の透過帯における光透過性は、実施例１よりも低い。このように非晶質の透明導電膜を用いて電波遮蔽性を高めようとすると、バンドパスフィルタの光学特性が低下するため、非晶質の透明導電膜よりも結晶性を有する透明導電膜が有利であることが分かる。
【００４６】
実施例６の透過帯における光透過性は、実施例１と同程度であることから、光学特性の観点でも、酸化スズ系透明導電膜も酸化インジウム系導電膜と同様に好ましいことが分かる。また、実施例５の透過帯における光透過性は、実施例１と同等であるものの、実施例５の電磁波遮蔽性については実施例１よりも低い。この結果から、光学特性の低下を抑え、かつ電磁波遮蔽性を高めるという観点から、酸化インジウム系導電膜の中でも、ＩＴＯ膜が好ましいことが分かる。
【００４７】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）７００ｎｍ以上、１２００ｎｍ以下の波長領域の少なくとも一部に光を透過する透過帯を有するバンドパスフィルタ１１は、光透過性を有する基板１２と、誘電体多層膜（第１の誘電体多層膜１３及び第２の誘電体多層膜１４）と、透明導電膜１５とを有している。
【００４８】
この構成によれば、透明導電膜１５によって電磁波遮蔽性を発揮させることができる。これにより、光センサ１６が電波等の電磁波の影響を受け難くなるため、光センサ１６の動作の信頼性を高めたり、光センサ１６の寿命を延ばしたりすることが可能となる。
【００４９】
（２）バンドパスフィルタ１１の透明導電膜１５は、酸化インジウム系透明導電膜又は酸化スズ系透明導電膜であることが好ましい。この場合、バンドパスフィルタ１１の透過帯における光透過性（バンドパスフィルタ１１の光学特性）を高めることが可能となる。
【００５０】
（３）バンドパスフィルタ１１の透明導電膜１５は、結晶性を有することが好ましい。この場合、光学特性の低下を抑え、かつ電磁波遮蔽性を高めることが可能となる。
（４）バンドパスフィルタ１１の透明導電膜１５は、基板１２の第１主面Ｓ１及び第２主面Ｓ２のうち、少なくとも一方の主面側の最外層を構成することが好ましい。この場合、透明導電膜１５によって静電気防止性を発揮させることができる。
【００５１】
（５）バンドパスフィルタ１１は、光センサ１６に入光させる用途に用いられ、光センサ１６とは反対側となる最外層に透明導電膜１５が配置されることが好ましい。この場合、光センサ１６が静電気の影響を受け難くなるため、光センサ１６の動作の信頼性を高めたり、光センサ１６の寿命を延ばしたりすることが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１１…バンドパスフィルタ、１２…基板、１３…第１の誘電体多層膜、１４…第２の誘電体多層膜、１５…透明導電膜、１６…光センサ。
【図１】
2020076850.tif 000005
【図２】
2020076850.tif 000006
【図３】
2020076850.tif 000007
【図４】
2020076850.tif 000008
【図５】
2020076850.tif 000009