(57)【要約】【課題】  酸化物誘電体膜層の膜厚は均一で且つ金属吸収膜層の膜厚のみ膜厚分布を形成し、グラデーション濃度分布の範囲（幅）が従来よりも狭い吸収型多層膜ＮＤフィルター、及びその簡単な製造方法を提供する。【解決手段】  スパッタリングロールコータを用い、キャンロール外周面に沿って搬送される帯状樹脂フィルム基板２に対し、金属吸収膜層形成用ターゲット６の前面にのみフィルム搬送方向と平行な開口部を有する遮蔽マスク８を配置することにより、酸化物誘電体膜層は一定の膜厚で、金属吸収膜層にのみフィルム搬送方向と垂直方向に膜厚分布を施す。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されてなる吸収型多層膜を具備し、且つ光軸中心から離れるにつれて透過率が徐々に低くなるグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法であって、
スパッタリング室内に、帯状樹脂フィルム基板の巻取りと巻出しをする第１ロール及び第２ロールと、第１ロールと第２ロールの間に設けられ帯状樹脂フィルム基板を外周面に沿わせて移動させるキャンロールと、酸化物誘電体膜層の成膜用ターゲットを備えた第１カソードと、金属吸収膜層の成膜用ターゲットを備えた第２カソードとを具備するスパッタリング成膜装置を使用し、
前記第１ロール又は第２ロールから巻出されてキャンロール外周面に沿って搬送される帯状樹脂フィルム基板に対し、第１カソードを用いて酸化物誘電体膜層の成膜を行いながら第２ロール又は第１ロールに帯状樹脂フィルム基板を巻き取った後、
第１ロール、第２ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させ、且つキャンロール外周面に沿って搬送される帯状樹脂フィルム基板に対し、キャンロールと第２カソードの間に設けた金属吸収膜層にフィルム搬送方向と垂直方向に膜厚分布を施す遮蔽マスクを介して、第２カソードを用いて金属吸収膜層の成膜を行いながら第１ロール又は第２ロールに帯状樹脂フィルム基板を巻取り、
引き続き上記一連の工程を繰り返して吸収型多層膜を形成することを特徴とする吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法。
【請求項２】
前記金属吸収膜層がＮｉあるいはＮｉ合金であることを特徴とする、請求項１に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法。
【請求項３】
前記酸化物誘電体膜層がＳｉを主成分とするＳｉＯｘ（ただし、１.８≦ｘ≦２.０）であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法により製造され、樹脂フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されてなる吸収型多層膜を具備し、且つ光軸中心から離れるにつれて透過率が徐々に低くなるグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜ＮＤフィルターであって、グラデーション濃度分布を有する範囲が２〜２０ｍｍであることを特徴とする吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４００〜７００ｎｍの透過光を減衰させる吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法に係り、特に光軸中心から離れるにつれて透過率が徐々に低くなるグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法及び吸収型多層膜ＮＤフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、多層薄膜で構成された吸収型多層膜ＮＤフィルター（Neutral Density Filter）が、デジタルカメラやビデオカメラなどの分野で多く用いられるようになっている。この種のＮＤ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フィルターとが知られている。
【０００３】
また、反射光が問題となるレンズ光学系に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たタイプ（色ガラスＮＤフィルター）や吸収物質を塗布するタイプと、基板自体に吸収はなく、基板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。後者の場合、薄膜表面の反射を防ぐために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。
【０００４】
ところで、小型で薄型のデジタルカメラに用いられる吸収型多層膜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板自体を薄くする必要があり、樹脂フィルムが最適な基板とされている。そして、この種の吸収型多層膜ＮＤフィルターとして、特許文献１には、ＳｉＯ２などの酸化物誘電体膜層とＮｉなどの金属吸収膜層とを交互に積層した吸収型多層膜を備える吸収型多層膜ＮＤフィルターが開示されている。
【０００５】
他方、動画を撮影するビデオカメラでは入射光量が逐次変化するため、ビデオカメラに用いられるＮＤフィルターには入射光量に応じて透過光量を可変にできる機能が求められている。そして、このような要望に対応するには、光軸中心から半径方向に徐々に透過率が低くなるグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターが必要となり、グラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターを差異的な透過光量になる濃度位置まで移動させて使用することにより解決することができる。
【０００６】
即ち、入射光量が高いときにはＮＤフィルターの濃度の濃い部分（透過率が低い部分）を光軸上に移動させて使用し、逆に入射光量が低いときにはＮＤフィルターの濃度の薄い部分（透過率が高い部分）を光軸上に移動させて使用する。そして、ビデオカメラに入射する光量は常に変化しているため、グラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターはその半径方向に亘って常に移動していることになる。
【０００７】
このようなグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターを製造するには、概略二つの方法が知られている。例えば、特許文献２及び特許文献３に記載されているように、金属吸収膜成膜時にマスク等の遮蔽手段を用いて膜厚分布を発生させる方法、あるいは特許文献４に記載されているように、金属吸収膜成膜中の酸素分圧を制御して消衰係数に分布を発生させる方法がある。尚、これらの方法は、いずれも金属吸収膜を成膜する際に、その金属吸収膜の膜厚の分布や消衰係数の分布をつけてグラデーション濃度分布を施すものである。
【０００８】
しかし、上記特許文献２及び特許文献３に記載されたマスク等の遮蔽手段を用いる方法は、複雑なマスクや動作機構が必要となり、またマスク等遮蔽手段の存在により良質な金属吸収膜が得られ難いなどの問題があった。また、金属吸収膜の膜厚変化に伴い、吸収型多層膜ＮＤフィルターを構成する多層膜全体の膜厚も減少してしまうため、分光透過特性カーブの形状までもが変化してしまうという欠点があった。
【０００９】
一方、上記特許文献４に記載された成膜中の酸素分圧を制御して金属吸収膜の消衰係数に分布を発生させる方法では、樹脂フィルム基板から発生するガスの影響を受け易いことから再現性の維持が難しく、しかも排気ポンプの能力が経時的に低下し易いという問題を有していた。
【００１０】
特に、上記特許文献２に記載の方法は、ロールトゥロールプロセスのスパッタリングロールコータを使用し、成膜と同時にＮＤフィルターにグラデーション濃度分布を施すために、三角形あるいは階段状の遮蔽マスクを配置することでスパッタリング粒子が飛来する面積に差をつけて、吸収膜に膜厚分布を施すものであって、グラデーション濃度分布の範囲（幅）が広い場合には有効な手段である。
【００１１】
しかしながら、近年のビデオカメラは小型化が進み、グラデーション濃度分布の範囲が狭いＮＤフィルターが求められている。これに対応して、上記特許文献２に記載の方法により、三角形状の遮蔽マスクの頂角を変えたり移動させたり、あるいは階段状の遮蔽マスクの角段幅を狭くしたり移動させたりして、グラデーション濃度分布の範囲を狭くしようとしても、スパッタリング粒子の回り込み等により明瞭なグラデーションが得られ難いという欠点があった。
【００１２】
即ち、スパッタリングロールコータでは、スパッタリング成膜中にキャンロール上の樹脂フィルム基板が移動するため、基板が移動しない蒸着のように遮蔽マスクを密着して配置することができない。そのため、遮蔽マスクと樹脂フィルム基板の隙間にスパッタリング粒子が回り込みやすいため、遮蔽マスクの形状とスパッタリング粒子の回り込みとにより二重（２段階）の膜厚分布が形成されてしまうことになる。
【００１３】
一方、一般的な蒸着法では、樹脂フィルム基板に遮蔽マスクを直接取り付けることができるが、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層のどちらか一方にのみ膜厚分布を形成することは極めて難しく、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の両方がほぼ同じ膜厚分布になる。従って、金属吸収膜層の膜厚がゼロの部分は酸化物誘電体層の膜厚もゼロになってしまい、樹脂フィルム基板が露出している状態となるため極めて傷つき易いという欠点がある。
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−１７８３９５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２７０９号公報
【特許文献３】特開２００８−００８９７５号公報
【特許文献４】特開２００４−２１２４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記した従来の問題点に着目してなされたものであり、ロールトゥロールプロセスのスパッタリングロールコータを用いてグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターを製造する際に、酸化物誘電体膜層の膜厚は均一で且つ金属吸収膜層の膜厚のみ膜厚分布を形成し、グラデーション濃度分布の範囲（幅）が従来よりも狭い吸収型多層膜ＮＤフィルターを製造する方法、及びその吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を行い、まず、ロールトゥロールプロセスのスパッタリングロールコータにより吸収型多層膜を成膜し、グラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターを製造する場合に、従来のごとく遮蔽マスクの形状に依存するのではなく、樹脂フィルム基板の搬送方向と平行な遮蔽マスクを用いて、樹脂フィルム基板と遮蔽マスクの隙間により金属吸収膜層の膜厚分布を発生させる方法に着目した。
【００１７】
この知見に基づいて更に検討を重ねた結果、スパッタリングロールコータのキャンロール外周面に沿って搬送される帯状樹脂フィルム基板に対し、金属吸収膜層形成用ターゲットの前面に、フィルム搬送方向と平行な開口部を有する遮蔽マスクを配置することによって、金属吸収膜層にフィルム搬送方向と垂直方向に膜厚分布を施すことが可能であり、従来よりも狭いグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターが得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１８】
即ち、本発明が提供する吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法は、樹脂フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されてなる吸収型多層膜を具備し、且つ光軸中心から離れるにつれて透過率が徐々に低くなるグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法であって、
スパッタリング室内に、帯状樹脂フィルム基板の巻取りと巻出しをする第１ロール及び第２ロールと、第１ロールと第２ロールの間に設けられ帯状樹脂フィルム基板を外周面に沿わせて移動させるキャンロールと、酸化物誘電体膜層の成膜用ターゲットを備えた第１カソードと、金属吸収膜層の成膜用ターゲットを備えた第２カソードとを具備するスパッタリング成膜装置を使用し、
前記第１ロール又は第２ロールから巻出されてキャンロール外周面に沿って搬送される帯状樹脂フィルム基板に対し、第１カソードを用いて酸化物誘電体膜層の成膜を行いながら第２ロール又は第１ロールに帯状樹脂フィルム基板を巻き取った後、
第１ロール、第２ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させ、且つキャンロール外周面に沿って搬送される帯状樹脂フィルム基板に対し、キャンロールと第２カソードの間に設けた金属吸収膜層にフィルム搬送方向と垂直方向に膜厚分布を施す遮蔽マスクを介して、第２カソードを用いて金属吸収膜層の成膜を行いながら第１ロール又は第２ロールに帯状樹脂フィルム基板を巻取り、
引き続き上記一連の工程を繰り返して吸収型多層膜を形成する。
【００１９】
上記本発明による吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法においては、前記金属吸収膜層がＮｉあるいはＮｉ合金であることが好ましく、また、前記酸化物誘電体膜層がＳｉを主成分とするＳｉＯｘ（ただし、１.８≦ｘ≦２.０）であことが好ましい。
【００２０】
本発明は、また、上記した吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法により製造され、樹脂フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されてなる吸収型多層膜を具備し、且つ光軸中心から離れるにつれて透過率が徐々に低くなるグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜ＮＤフィルターであって、グラデーション濃度分布を有する範囲が２〜２０ｍｍであることを特徴とする吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ロールトゥロールプロセスのスパッタリングロールコータを使用するスパッタリング法により、金属吸収膜層の膜厚のみに膜厚分布を施し、酸化物誘電体膜層の膜厚は均一である吸収型多層膜を形成して、グラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターの製造方法を提供することができる。
【００２２】
また、本発明のグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターは、グラデーション濃度分布の範囲（幅）が従来よりも狭いので、デジタルビデオカメラを初めとして小型化の進行が著しい動画撮影機器等に好適に搭載することができるため、極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターついて、金属吸収膜層がＮｉ合金で且つ酸化物誘電体膜層がＳｉＯｘ（ただし、１.８≦ｘ≦２.０）である場合を例に、その膜構造の断面図を図１に示す。尚、図１においては、Ｎｉ合金膜層の膜厚が０ｎｍの位置を原点（０ｍｍ）とし、その膜厚が変化している部分（ＮＤフィルターとなる部分）の位置Ｘを矢印で示している。
【００２４】
この図１に示すように、本発明のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルター（図中に矢印で示す金属吸収膜層膜厚ゼロ位置から最大膜厚までの間の位置Ｘの範囲）では、金属吸収膜層であるＮｉ合金膜層の膜厚は原点Ｘから離れるに従って徐々に増加する膜厚分布を有する一方、酸化物誘電体膜層であるＳｉＯｘ膜層の膜厚分布は常に一定となっている。
【００２５】
更に具体例に沿って説明すると、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターとして、波長４００〜７００ｎｍにおける平均透過率が１２.５％の吸収型多層膜ＮＤフィルターの膜構造を下記表１のとおり設計した。設計された吸収型多層膜ＮＤフィルターの膜厚分布を図２に示す。このように金属吸収膜層であるＮｉ合金膜層の膜厚を徐々に厚く（又は薄く）することで、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターを得ることができる。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
上記図２の膜厚分布を有する吸収型多層膜を備え、グラデーション濃度分布を有する本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターの分光透過特性を図３に示す。この図３から分るように、本発明による吸収型多層膜ＮＤフィルターの分光透過特性の形状は、位置Ｘが大きくなっても、透過率最小波長がほとんど変化していない。即ち、平均透過率が変化しても、分光透過特性がほとんど変化していないので、撮影画像の色調に対する影響が極めて小さいことが推定できる。
【００２８】
次に、本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造に用いる装置及び製造方法について説明する。本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造に用いる装置は、基板となる樹脂フィルムをロール状態のまま成膜することが可能なスパッタリングロールコータを採用し、金属吸収膜層形成用のスパッタリングターゲットの前面に遮蔽マスクを配置することにより金属吸収膜層にのみ膜厚分布を施し、酸化物誘電体膜層形成用のスパッタリングターゲットの前面には遮蔽マスクを配置せず、均一な膜厚の酸化物誘電体膜層を形成するものである。
【００２９】
本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造に用いる装置は、例えば図４に示すように、スパッタリング室１内に、帯状樹脂フィルム基板２の巻取りと巻出しをする第１ロール３ａ及び第２ロール３ｂと、第１ロール３ａと第２ロール３ｂの間に設けられ、帯状樹脂フィルム基板２を外周面に沿わせて移動させるキャンロール４と、酸化物誘電体膜層の成膜用ターゲットを備えた第１カソード５と、金属吸収膜層の成膜用ターゲットとを備えた第２カソード６とを具備するスパッタリングロールコータである。
【００３０】
そして、上記キャンロール４と第２カソード６の間には、金属吸収膜層にフィルム搬送方向に対して垂直な方向に膜厚分布を施すことが可能な遮蔽マスク７を備えている。尚、酸化物誘電体膜層及び金属吸収膜層の成膜には、公知のスパッタリング法を用いることができる。例えば、マグネトロンスパッタリング法の場合、第１カソード及び第２カソードはスパッタリングターゲットを備え、イオンビームスパッタリング法の場合には第１カソード及び第２カソードはパッタリングターゲットと共にイオンビーム発生装置を備えている。
【００３１】
上記の金属吸収膜層に膜厚分布を施す遮蔽マスクの具体例を、拡大して図５に示す。金属吸収膜層に膜厚分布を施す遮蔽マスク８は、図５（ａ）に示すように、その中央部に樹脂フィルム基板２の移動方向と平行に、矩形状の遮蔽部分８ａを有している。この矩形状の遮蔽部分８ａは、図５（ａ）の点線部分を拡大した図５（ｂ）から分るように断面が台形状をなすことで樹脂フィルム基板側の幅が広くなるように加工されている。
【００３２】
遮蔽マスク８が上記のごとく断面台形状の遮蔽部分８ａを有することにより、遮蔽マスク８に対向する樹脂フィルム基板２上に形成される金属吸収膜層（例えばＮｉ合金膜層）の膜厚を、位置Ｘの範囲（図中に矢印で示す金属吸収膜層膜厚ゼロ位置から最大膜厚までの範囲）において遮蔽部分８ａの中心に近いほど薄くなるように制御することができ、樹脂フィルム基板と遮蔽マスクの隙間を小さくすることにより、グラデーション範囲を狭くすることができる。具体的には、グラデーション濃度分布を有する範囲が２〜２０ｍｍとすることができ、従来にない狭い範囲のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターを得ることができる。
【００３３】
金属吸収膜層を成膜するためのスパッタリングターゲットには、ＮｉあるいはＮｉ合金のターゲットがある。尚、Ｎｉ合金としては、Ｎｉ−Ｔｉ（Ｔｉ量：８ｗｔ％）のほか、Ａｌ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｉから選ばれた１種類以上の元素を添加したものがある。また、酸化物誘電体膜層であるＳｉＯｘ（ただし、１.８≦ｘ≦２.０）を成膜するためのターゲットには、Ｓｉ又はＳｉＣターゲットを用いることができる。尚、酸化物誘電体膜層にはＳｉＯｘ膜層が最も好ましいが、ＳｉＯｘ膜層に代えてＡｌ２Ｏ３も使用することができる。また、光学特性の波長依存性を改善するためにＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２を添加することも可能である。
【００３４】
上記金属吸収膜層を成膜するためのスパッタリングターゲット、例えばＮｉ合金ターゲットは、アルゴンガスを導入するマグネトロンスパッタリングあるいはイオンビームスパッタリングにより成膜することが好ましい。一方、酸化物誘電体膜層を成膜するためのスパッタリングターゲット、例えばＳｉＯｘ膜層を成膜するためのＳｉ又はＳｉＣターゲットは、アルゴン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又はＳｉＣターゲットからＳｉＯｘを成膜するためにインピーダンスモニターにより酸素導入量を制御して成膜することができる。
【００３５】
例えば、金属吸収膜層を成膜する場合、Ｎｉ−Ｔｉ合金ターゲットを用いて、Ａｒガスを導入するＤＣマグネトロンスパッタリングで成膜することができる。また、酸化物誘電体膜層であるＳｉＯｘ膜層を成膜する場合には、ＳｉＣセラミックターゲットを用い、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することができる。その際、ＳｉＣからＳｉＯｘを成膜するためにインピーダンスモニター（例えば、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する。
【００３６】
ここで、ＳｉＯｘ膜層に含まれる酸素量を１.８≦ｘ≦２.０の範囲で調整するのは、波長４００〜７００ｎｍにおける平均透過率（＝（最大透過率−最小透過率）／平均透過率）を改善するためである。成膜中の酸素導入量を多くするほどｘは大きくなり、可視波長域（４００〜７００ｎｍ）の短波長側の透過率が増加する傾向がある。一方、成膜中の酸素導入量を少なくするほどｘは小さくなり、可視波長域（４００〜７００ｎｍ）の短波長側の透過率が減少する傾向がある。
【００３７】
本発明の膜構造の吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、Ｎｉ合金膜厚が厚く平均透過率が低い領域は可視波長域の短波長側の透過率が長波長側より高く、Ｎｉ合金膜厚が薄く平均透過率が高い領域は可視波長域の短波長側の透過率が長波長側より低い傾向にある。そこで、グラデーション濃度分布範囲の透過率の低い領域の透過率平坦性を重視するならば、成膜中の酸素導入量は少なくして短波長側の透過率を減少させた方が好ましく、逆に透過率の高い領域の透過率平坦性を重視するならば、成膜中の酸素導入量は多くして短波長側の透過率を減少させない方が好ましい。しかし、ＳｉＯｘの酸素量ｘは最大２.０までが限界であり、ｘを１.８よりも少なくすると透過率が低い範囲においても短波長側の透過率が減少し過ぎてしまう。
【００３８】
吸収型多層膜ＮＤフィルターに用いる樹脂フィルム基板については、例えば、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、これ等の樹脂フィルム単体の片面又は両面にアクリル系有機膜を設けた複合体を好適に使用することができる。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。
【００３９】
上記樹脂フィルム基板の厚さは、５０〜１００μｍであることが好ましい。樹脂フィルム基板の厚さが５０μｍ未満であると、スパッタリング成膜の熱負荷に耐えることができずに、シワやウネリが発生するからである。また、樹脂フィルム基板の厚さが１００μｍを越えると、フィルムが厚すぎるために省スペースに組み込めないばかりか、成膜の際にフィルムを移動させるために大きな駆動力を必要とするため好ましくない。
【００４０】
本発明による吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造方法について、図４を参照して説明する。ここでは、金属吸収膜層を成膜するためのスパッタリングターゲットとしてＮｉ合金ターゲットを用い、酸化物誘電体膜層であるＳｉＯｘを成膜するためのスパッタリングターゲットとしてＳｉＣターゲットを用いた場合を例に挙げて、吸収型多層膜の成膜手順を具体的に説明する。
【００４１】
まず、図４の製造装置のスパッタリング室１を、１×１０−４Ｐａ程度まで排気する。そして、第１ロール３ａから帯状樹脂フィルム基板２を巻出し、水冷されたキャンロール４を経て第２ロール３ｂに巻取る方向（正転方向）に搬送する。その際、フィルム搬送速度を、例えば１〜５ｍ／ｍｉｎ程度に調整する。その状態で、キャンロール４上で帯状フィルム基板８にＳｉＯｘ膜層を成膜する。
【００４２】
即ち、ＳｉＣターゲットが取付けられた第１カソード５を用い、アルゴンガスを導入した雰囲気中において、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御しながら、マグネトロンスパッタリングを行なうことにより酸化物誘電体膜層であるＳｉＯｘ膜層を成膜する。キャンロール４と第１カソード５の間には遮蔽マスクが存在しないので、ＳｉＯｘ膜層の膜厚は常に一定となる。
【００４３】
次に、第２ロール３ｂに巻取られた帯状樹脂フィルム基板２を巻出し、キャンロール４を経て第１ロール３ａに巻取る方向（逆転方向）に搬送する。そして、Ｎｉ合金ターゲットが取付けられた第２カソード６を使用し、アルゴンガスを導入した雰囲気中にてマグネトロンスパッタリングを行って、キャンロール４上にて帯状フィルム基板８に金属吸収膜層であるＮｉ合金膜層を成膜する。キャンロール４と第２カソード６の間には遮蔽マスク８が設置してあるため、上記したようにＮｉ合金膜層に所定の膜厚分布を施すことができる。
【００４４】
また、遮蔽マスク８は、図５（ｂ）にあるように、樹脂フィルム基板と遮蔽マスクの隙間によってグラデーション濃度分布範囲を調整することができる。両者の間隔を離せばグラデーション濃度分布範囲が広くなり、この間隔を狭くすればグラデーション濃度分布範囲も狭くすることができる。また、図５（ｂ）に示すように、１本の遮蔽マスクの両側にグラデーション濃度分布を有する範囲が得られるわけであり、遮蔽マスクをＮ本配置すれば、それぞれの両側に合計２×Ｎ本のグラデーション濃度分布を有する範囲を得ることができる。
【００４５】
以後、上記と同様に帯状樹脂フィルム基板２を正転方向及び逆転方向の順に搬送しながら、それぞれ所定の膜厚分布を有するＳｉＯｘ膜層とＮｉ合金膜層の成膜を繰り返し、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が必要な層数だけ積層された吸収型多層膜を形成する。
【００４６】
また、必要に応じて、上記のごとく片面に吸収型多層膜の成膜が完了した帯状樹脂フィルム基板２を取り出し、表裏を反転させて第１ロール３ａにセットし直した後、上記の工程を繰り返すことによって、帯状樹脂フィルム基板２の他面にも上記と同様の酸化物誘電体膜層であるＳｉＯｘ膜層と金属吸収膜層であるＮｉ合金膜層を成膜することができる。
【００４７】
上述したように、一般的なスパッタリング法などの成膜方法では、樹脂フィルム基板に遮蔽マスクを直接取付けるため、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層のどちらか一方にのみ膜厚分布をつけることは極めて難しく、両方がほぼ同じ膜厚分布になってしまう。ところが、本発明によれば、スパッタリングロールコータを用いて樹脂フィルム基板をロール状態のまま成膜するので、片方のスパッタリングターゲット前面にのみ遮蔽マスクを配置することが可能であり、金属吸収膜層にのみ膜厚分布をつけることができる。
【００４８】
また、一般的な成膜方法では、樹脂フィルム基板に遮蔽マスクを直接取付けるため、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層のどちらか一方にのみ膜厚分布をつけることは極めて難しく、両方がほぼ同じ膜厚分布になる。従って、金属吸収膜層の膜厚がゼロの部分は酸化物誘電体膜層の膜厚もゼロになり、樹脂フィルム基板（例えば、両面易接着層付ＰＥＴフィルム表面の鉛筆硬度はＨＢ）が露出している状態になる。
【００４９】
これに対し、本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターは、金属吸収膜層のない部分でも所定膜厚の酸化物誘電体膜層（例えば、ＳｉＯｘ膜層であれば鉛筆硬度はＨ）が成膜されているため十分な硬度を有しており、駆動するＮＤフィルターが他部品に触れたとしても傷が付き難く、耐久性にも優れている。
【００５０】
上記した遮蔽マスクを備えるロールトゥロールプロセスのスパッタリングロールコータを用いる製造方法により、酸化物誘電体膜層の膜厚は均一で且つ金属吸収膜層の膜厚のみ膜厚分布を施したグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルターを製造することができる。しかも、グラデーション濃度分布の範囲（幅）を従来よりも狭くすることができ、撮影画像の色調に影響も極めて小さく、特にデジタルビデオカメラを初めとする動画撮影機器への搭載用として極めて優れている。
【実施例】
【００５１】
［実施例１］
図４に示す樹脂フィルム基板をロール状態のまま成膜することが可能なスパッタリングロールコータによる製造装置により、図５に示すＮｉ合金膜層に膜厚分布を与える第２遮蔽マスクを配置して、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターを製造した。尚、樹脂フィルム基板には、厚さ１００μｍの両面易接着層付ＰＥＴフィルムを用いた。
【００５２】
Ｎｉ合金膜層に膜厚分布を与える遮蔽マスクは、図５に示すように、中央部に樹脂フィルム基板の移動方向と平行に、幅が５０ｍｍの矩形状の遮蔽部分有し、且つ矩形状の遮蔽部分は断面が台形状に形成してある。樹脂フィルム基板と遮蔽マスクの距離を増減させることにより、Ｎｉ合金膜層の膜厚分布を調整することができる。また、Ｎｉ合金膜層の膜厚分布は、導入するＡｒガスの量や分圧によっても変わることがある。
【００５３】
本実施例では、Ｎｉ合金膜層に膜厚分布を与える遮蔽マスクと樹脂フィルム基板との距離を３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍに調整して、図１に示す膜構造を有する吸収型多層膜をそれぞれ成膜した。即ち、スパッタリング室に樹脂フィルム基板（幅３００ｍｍ）をセットした後、１×１０−４Ｐａまで排気し、下記表２に示す条件にて吸収型多層膜の成膜を行った。樹脂フィルム基板の片面の成膜が終了した後、樹脂フィルム基板を裏返してセットし、上記と同じ条件で他面にも吸収型多層膜の成膜を行った。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
得られた各吸収型多層膜ＮＤフィルターについて、顕微分光装置を用いて、それぞれ分光透過特性の評価を行った。即ち、Ｎｉ合金膜層の膜厚が０ｎｍの位置を原点（０ｍｍ）として１ｍｍ間隔で位置Ｘごとに分光透過率を測定した。
【００５６】
遮蔽マスクと樹脂フィルム基板との距離を５ｍｍに設定して得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターの結果を図３に示した。この吸収型多層膜ＮＤフィルターのグラデーション濃度分布はＸ＝０ｍｍの位置から透過率が最小値とほぼ同じ値となる位置までであり、グラデーション濃度分布の範囲（幅）は約７ｍｍであることが分る。
【００５７】
また、遮蔽マスクと樹脂フィルム基板の間隔が３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍの各吸収型多層膜ＮＤフィルターについて、波長５５０ｎｍにおける透過率変化を図６に示す。図６に示す結果から、吸収型多層膜ＮＤフィルターのグラデーション濃度分布の範囲（幅）は、それぞれ約５ｍｍ、約７ｍｍ、約９ｍｍであることが分る。
【００５８】
このように、フィルム搬送方向と平行な遮蔽部分を有する遮蔽マスクを用いても、Ｎｉ合金膜に膜厚分布を与える遮蔽マスクと樹脂フィルム基板との間隔を適切に選択することで、Ｎｉ合金膜の回り込みを制御することができ、吸収型多層膜ＮＤフィルターのグラデーション濃度分布の範囲（幅）を変化させることができる。また、遮蔽マスクがフィルム搬送方向と平行なため、グラデーション濃度分布の範囲は遮蔽マスクと樹脂フィルム基板の間隔のみにより制御され、グラデーション濃度分布が遮蔽マスク自体とその形状（三角や階段状）により２重になることはない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターを示す概略の断面図である。
【図２】本発明のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターの膜厚分布を示すグラフである。
【図３】本発明のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターの分光透過特性を示すグラフである。
【図４】本発明のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造装置を示す概略の断面図である。
【図５】本発明のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターの製造の際にＮｉ合金膜層に膜厚分布を与える遮蔽マスクの具体例であり、（ａ）は正面図及び（ｂ）は成膜時における断面図である。
【図６】本発明のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターの波長５５０ｎｍにおける透過率変化を位置Ｘごとに示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１      スパッタリング室
２      帯状樹脂フィルム基板
３ａ    第１ロール
３ｂ    第２ロール
４      キャンロール
５      第１カソード
６      第２カソード
８      第２遮蔽マスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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