一種混合吸收型紅外截止濾光片及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合吸收型紅外截止濾光片及其制備方法，包括玻璃基板，所述玻璃基板的上表面設(shè)有具有可見光吸收特性的涂覆膠層，涂覆膠層上設(shè)有減反射膜層，所述玻璃基板的下表面設(shè)有紅外截止膜層。本發(fā)明是一種可見光波段高透，紅外波段截止的超低角度效應(yīng)的濾光片，能夠?qū)崿F(xiàn)大角度入射時較低邊緣色差。
【專利說明】
一種混合吸收型紅外截止濾光片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及濾光片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混合吸收型紅外截止濾光片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)玻璃是具有吸收紅外線性質(zhì)的有色玻璃，主要成分為磷酸鹽類物質(zhì)，在數(shù)碼濾光片領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。藍(lán)玻璃濾光片屬于吸收型濾光片，相對于普通的干涉型紅外截止濾光片，它有效地降低了透過光的色差和散射光“鬼影”等問題，且其透反射曲線對角度依存性很小?；谶@些優(yōu)勢，藍(lán)玻璃濾光片得到了對成像要求高的制造商和消費者的青睞。
[0003]以往藍(lán)玻璃濾光片主要在數(shù)碼相機(jī)/單反等高端產(chǎn)品上使用，目前隨智能手機(jī)全面發(fā)展，對畫像質(zhì)量也有了更高的要求，許多高端的智能手機(jī)開始使用藍(lán)玻璃濾光片(例如:蘋果、三星、HTC等)，還有更多的國內(nèi)自主品牌手機(jī)逐步在開發(fā)使用藍(lán)玻璃濾光片的發(fā)展趨勢。因此隨著智能手機(jī)和相機(jī)技術(shù)和市場的不斷發(fā)展，藍(lán)玻璃濾光片(BG Filter)正在逐步取代普通的紅外截止濾光片，其市場需求逐年增長。然而藍(lán)玻璃濾光片不斷增長的市場相對應(yīng)的卻是高成本和有限資源，由于藍(lán)玻璃原材料短缺和加工技術(shù)難度大的特點，市場面臨著BG Filter生產(chǎn)成本居高不下的尷尬境地。為了改善這種情況，除了改進(jìn)當(dāng)前工藝技術(shù)和拓展供應(yīng)商外，積極尋找廉價和高性能的藍(lán)玻璃替代品顯得尤為重要。開發(fā)具有類似光學(xué)性質(zhì)的吸收性材料，這種材料涂覆在普通白玻璃(如D263Teco)上在380-780nm波段有類似的吸收光譜，且其光譜特性得到了一些芯片廠商的認(rèn)可，對其進(jìn)行后續(xù)加工和改進(jìn)，有望成為藍(lán)玻璃的替代品或用于要求較低的數(shù)碼產(chǎn)品。這種新型吸收型濾光片(Hybrid-1RFilter)的研制對于降低成本、豐富產(chǎn)品和開發(fā)新客戶群等都具有很大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種混合吸收型紅外截止濾光片，是一種可見光波段高透，紅外波段截止的超低角度效應(yīng)的濾光片，能夠?qū)崿F(xiàn)大角度入射時較低邊緣色差。
[0005]本發(fā)明還提供了該混合吸收型紅外截止濾光片的制備方法，簡單易行，成本低，便于大規(guī)模、批量化生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種混合吸收型紅外截止濾光片，包括玻璃基板，所述玻璃基板的上表面設(shè)有具有可見光吸收特性的涂覆膠層，涂覆膠層上設(shè)有減反射膜層，所述玻璃基板的下表面設(shè)有紅外截止膜層。
[0008]本發(fā)明在玻璃基板上表面涂覆一層在可見光有吸收特性的膠水形成涂覆膠層，涂覆膠層上鍍可見光透過的減反射膜，基板下表面上鍍紅外截止膜，利用涂覆膠層的吸收特性、減反射膜以及紅外截止膜截止紅外線的共同作用效果，構(gòu)成一種新型的可見光波段高透，紅外波段截止的超低角度效應(yīng)的濾光片。
[0009]作為優(yōu)選，所述涂覆膠層(涂覆膠層厚度范圍值在5-100μπι)的可見光吸收波段在380-760nm，最高透光率T>90 %。
[0010]作為優(yōu)選，所述減反射膜層的層數(shù)在4-7層(減反射膜層厚度范圍在0.2-0.5μπι)，減反射膜層為高折射率材料層和低折射率材料層交替堆疊而成。
[0011]作為優(yōu)選，所述紅外截止膜層的層數(shù)在40-52層(紅外截止膜層厚度范圍在3-6μm)，紅外截止膜層為高折射率材料層和低折射率材料層交替堆疊而成。
[0012]作為優(yōu)選，所述高折射率材料層的高折射率材料選自二氧化鈦、五氧化三鈦、二氧化鋯、五氧化二鉭、五氧化二鈮、H4(光學(xué)鍍膜材料鈦酸鑭)中的一種或幾種。
[0013]作為優(yōu)選，所述低折射率材料層的低折射率材料為二氧化硅或氟化鎂。
[0014]作為優(yōu)選，所述玻璃基板的厚度在0.1-lmm。
[0015]制備一種混合吸收型紅外截止濾光片的方法，包括如下步驟:
[0016](I)將玻璃基板經(jīng)過超聲清洗，烘干后放入勻膠機(jī)旋凃，旋凃結(jié)束后放入可調(diào)節(jié)流量的氮氣烘箱進(jìn)行烘烤，加工完成涂覆膠層；
[0017](2)采用電子槍蒸發(fā)、離子源輔助的真空鍍膜方法在涂覆膠層上沉積獲得減反膜層，在玻璃基板下表面沉積獲得紅外截止膜層，最終得到混合吸收型紅外截止濾光片。
[0018]作為優(yōu)選，步驟(I)中勻膠機(jī)旋凃轉(zhuǎn)速在1000-5000r/min，烘箱氮氣流量在10-60Sccm，烘烤時間 30-120min，烘烤溫度100-250 °C。
[0019]作為優(yōu)選，步驟(2)中離子源輔助的電壓為350-1100V。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021]本發(fā)明基于涂覆膠層在可見光波段具有吸收的特性，在涂膠面上離子輔助沉積了減反射膜及基板背面優(yōu)化設(shè)計的紅外截止膜，構(gòu)建了一種混合吸收型紅外截止濾光片，實現(xiàn)了角度不敏感的紅外截止濾光片。
[0022]本發(fā)明與傳統(tǒng)的低角度效應(yīng)的藍(lán)玻璃紅外截止濾光片相比，生產(chǎn)成本顯著下降，切割效率大幅度提升，便于大規(guī)模、批量化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明混合吸收型紅外截止濾光片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2本發(fā)明涂覆基片光譜曲線與正常藍(lán)玻璃光譜曲線；
[0025]圖3本發(fā)明混合型紅外截止濾光片0-30°光譜曲線。
[0026]圖中:
[0027]1.減反射膜層(AR膜)；2.涂覆膠層;3.D263T玻璃基板;4.紅外截止膜層(IR膜)。
【具體實施方式】
[0028]下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0029]本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設(shè)備等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0030]總實施方案:
[0031]如圖1所示，一種混合吸收型紅外截止濾光片由玻璃基板3(D263T無色硼硅玻璃)、涂覆膠層2、減反射膜層I以及紅外截止膜層4組成。玻璃基板厚度在0.1mm-1.0mm之間，常用的規(guī)格為0.11mm、0.21mm、0.3mm、0.45mm、0.7mm、1.0mm。所述涂覆膠層(涂覆膠的膠水市售，株式會社日本觸媒，型號:IX-2-GQ-AE2)的可見光吸收波段在380_760nm，最高透光率T>90 % ο涂覆膠層厚度范圍值在5-100μπι。涂覆膠層在可見光波段(380-760nm)具有吸收特性，利用這一吸收這一特性大大減少了由于角度效應(yīng)引起的邊緣色差問題。減反射膜層數(shù)在4-7層，減反射膜層厚度范圍在0.2-0.5μπι，在420-680nm波段具有增透效果，可將涂覆基片(涂覆膠層+玻璃基板)的最大透過率從90 %提升到93 %左右。紅外截止膜層數(shù)在40-52層，紅外截止膜層厚度范圍在3-6μπι，利用干涉光相消的原理在紅外波段780-1200nm進(jìn)行截止紅外波段。所述的減反射膜層和紅外截止膜層均由高折射率材料層和低折射率材料層交替堆疊而成，其中，高折射率材料為Ti02、Ti305、Zr02、Ta205、Nb205、H4中的一種或者幾種，低折射率材料為S12或者M(jìn)gF2中的一種。
[0032 ] 一種混合吸收型紅外截止濾光片的制備方法，包括以下步驟，
[0033](I)根據(jù)所要求的透過率波段、透過率中心波長范圍值以及紅外截止波段的要求，設(shè)計涂膠工藝得出涂覆基片，通過優(yōu)化設(shè)計減反射膜系和截止膜系得出薄膜厚度，確定符合要求的涂覆基片及鍍膜膜系；
[0034](2)將玻璃基板經(jīng)過超聲清洗，烘干后放入勻膠機(jī)，根據(jù)要求設(shè)計的涂覆工藝參數(shù)進(jìn)行旋凃，旋凃結(jié)束后放入可調(diào)節(jié)流量的氮氣烘箱進(jìn)行烘烤，經(jīng)過若干時間后取出測量，確定涂覆基片符合設(shè)計要求；勻膠機(jī)旋凃轉(zhuǎn)速在1000-5000r/min，烘箱氮氣流量在10-60Sccm，烘烤時間 30-120min，烘烤溫度100-250 °C。
[0035](3)采用電子槍蒸發(fā)、離子源輔助的真空鍍膜方法沉積設(shè)計好的膜系膜層，得到混合吸收型紅外截止濾光片。離子源輔助的電壓為350-1100V。
[0036]本發(fā)明在玻璃基板上組合了兩種類型結(jié)構(gòu)的濾光片即吸收型+干涉截止型，在涂膠前表層加鍍減反膜的情況下，利用涂覆膠在可見光的吸收特性及紅外截止膜堆在紅外部分有紅外光作用共同來實現(xiàn)大角度入射時中心偏移量小、透過率高、截止深度高的混合吸收型紅外截止濾光片。
[0037]具體實施例:
[0038]實施例1:
[0039]一種混合型紅外截止濾光片曲線要求:可見光波段440-550nm平均透過率Tave>93 %，IR中心截止波長T5Q%=660 土 5，0-30°中心偏移量<5nm，紅外截止波段725_750nm平均透過率Tave〈l %，750-1 ^^咖平均透過率^。.5%,最大透過率Tmax〈l %。
[0040]將厚度T= 0.21_，尺寸Φ = 150mm玻璃基板經(jīng)過超聲清洗，烘干后放入勻膠機(jī)，根據(jù)要求設(shè)置旋凃轉(zhuǎn)速1800-2200r/min，時間保持20-40s，旋凃結(jié)束后放入可調(diào)節(jié)流量的氮氣烘箱進(jìn)行烘烤，氮氣流量在20-40SCCm，烘烤時間40-80min后取出測量，確定涂覆基片符合設(shè)計要求。
[0041]采用電子槍蒸發(fā)，離子源輔助的方法沉積減反射膜層和紅外截止膜層，其中高折射率材料層蒸發(fā)速率2-4A/S，低折射率材料層蒸發(fā)速率10-14A/S，離子源輔助電壓BV值350-800V，基板恒溫溫度180-220 °C，時間在40-80min。
[0042]對涂覆、烘烤、鍍膜后獲得的紅外截止濾光片進(jìn)行測試，結(jié)果:可見光波段440-55011111平均透過率1'_ = 94.8%，11?中心截止波長了5()% = 658.0411111，0-30°中心偏移量=1.47nm，紅外截止波段725-750nm平均透過率Tave = 0.598%，750-1100nm平均透過率Tave =0.097%,最大透過率Tmax = 0.566%,滿足設(shè)計要求。
[0043]實施例2:
[0044]一種混合型紅外截止濾光片曲線要求:可見光波段440-550nm平均透過率Tave>93 %，IR中心截止波長T5Q%=650 土 5，0-30°中心偏移量<5nm，紅外截止波段725_750nm平均透過率Tave〈l %，750-1 ^^咖平均透過率^。.5%,最大透過率Tmax〈l %。
[0045]將厚度T= 0.21_，尺寸Φ = 150mm玻璃基板經(jīng)過超聲清洗，烘干后放入勻膠機(jī)，根據(jù)要求設(shè)置旋凃轉(zhuǎn)速1200-1600r/min，時間保持20-40s，旋凃結(jié)束后放入可調(diào)節(jié)流量的氮氣烘箱進(jìn)行烘烤，氮氣流量在20-40SCCm，烘烤時間40-80min后取出測量，確定涂覆基片符合設(shè)計要求。
[0046]采用電子槍蒸發(fā)，離子源輔助的方法沉積減反射膜層和紅外截止膜層，其中高折射率材料層蒸發(fā)速率2-4A/S，低折射率材料層蒸發(fā)速率10-14A/S，離子源輔助電壓BV值350-1100V，基板恒溫溫度130-180 °C，時間在40-80min。
[0047]對涂覆、烘烤、鍍膜后獲得的紅外截止濾光片進(jìn)行測試，結(jié)果:可見光波段440-55011111平均透過率1'_ = 93.8%，11?中心截止波長1'5()% = 651.0911111，0-30°中心偏移量=2.4nm，紅外截止波段725-750nm平均透過率Tave = 0.223%，750-1 10nm平均透過率Tave =0.069%,最大透過率Tmax = 0.28%,滿足設(shè)計要求，如圖3所示。
[0048]實施例3:
[0049]一種混合型紅外截止濾光片曲線要求，可見光波段440-550nm平均透過率Tave>93 %，IR中心截止波長T5Q%=655 土 5，0-30°中心偏移量<5nm，紅外截止波段725_750nm平均透過率Tave〈l %，750-1 ^^咖平均透過率^。.5%,最大透過率Tmax〈l %。
[0050]將厚度T= 0.21_，尺寸Φ = 150mm玻璃基板經(jīng)過超聲清洗，烘干后放入勾膠機(jī)，根據(jù)要求設(shè)置旋凃轉(zhuǎn)速1800-2200r/min，時間保持20-40s，旋凃結(jié)束后放入可調(diào)節(jié)流量的氮氣烘箱進(jìn)行烘烤，氮氣流量在20-40SCCm，烘烤時間40-80min后取出測量，確定涂覆基片符合設(shè)計要求，如圖2所示。
[0051]采用電子槍蒸發(fā)，離子源輔助的方法沉積減反射膜層和紅外截止膜層，其中高折射率材料層蒸發(fā)速率2-4A/S，低折射率材料層蒸發(fā)速率10-14A/S，離子源輔助電壓BV值350-1100V，基板恒溫溫度130-180 °C，時間在40-80min。
[0052]對涂覆、烘烤、鍍膜后獲得的紅外截止濾光片進(jìn)行測試，結(jié)果:可見光波段440-55011111平均透過率1'_ = 94.2%，11?中心截止波長1'5()% = 654.9511111，0-30°中心偏移量=2.0lnm，紅外截止波段725-750nm平均透過率Tave = 0.43% ,750-1 10nm平均透過率Tave =0.078%，最大透過率Tmax = 0.27%，滿足設(shè)計要求。
[0053]以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項】
1.一種混合吸收型紅外截止濾光片，包括玻璃基板，其特征在于:所述玻璃基板的上表面設(shè)有具有可見光吸收特性的涂覆膠層，涂覆膠層上設(shè)有減反射膜層，所述玻璃基板的下表面設(shè)有紅外截止膜層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合吸收型紅外截止濾光片，其特征在于:所述涂覆膠層的可見光吸收波段在380-760nm，最高透光率T>90 %。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合吸收型紅外截止濾光片，其特征在于:所述減反射膜層的層數(shù)在4-7層，減反射膜層為高折射率材料層和低折射率材料層交替堆疊而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合吸收型紅外截止濾光片，其特征在于:所述紅外截止膜層的層數(shù)在40-52層，紅外截止膜層為高折射率材料層和低折射率材料層交替堆疊而成。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種混合吸收型紅外截止濾光片，其特征在于:所述高折射率材料層的高折射率材料選自二氧化鈦、五氧化三鈦、二氧化鋯、五氧化二鉭、五氧化二鈮、Η4中的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種混合吸收型紅外截止濾光片，其特征在于:所述低折射率材料層的低折射率材料為二氧化硅或氟化鎂。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混合吸收型紅外截止濾光片，其特征在于:所述玻璃基板的厚度在0.1-lmm。8.制備權(quán)利要求1所述的一種混合吸收型紅外截止濾光片的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將玻璃基板經(jīng)過超聲清洗，烘干后放入勻膠機(jī)旋凃，旋凃結(jié)束后放入可調(diào)節(jié)流量的氮氣烘箱進(jìn)行烘烤，加工完成涂覆膠層； (2)采用電子槍蒸發(fā)、離子源輔助的真空鍍膜方法在涂覆膠層上沉積獲得減反膜層，在玻璃基板下表面沉積獲得紅外截止膜層，最終得到混合吸收型紅外截止濾光片。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:步驟(I)中勻膠機(jī)旋凃轉(zhuǎn)速在1000-5000r/min，烘箱氮氣流量在10_60Sccm，烘烤時間30_120min，烘烤溫度100-250 °C。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:步驟(2)中離子源輔助的電壓為350-1lOOVo
【文檔編號】G02B1/11GK105911625SQ201610305348
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】譚耀成, 張睿智, 林正坤, 彭建賓, 洪軍可, 林霄
【申請人】浙江水晶光電科技股份有限公司