光滤波器的制造方法

光滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及光滤波器，涉及用于生产光滤波器的方法，并且涉及本发明的滤波器的用途。
【专利说明】
光滤波器
技术领域
[0001] 本发明设及光滤波器，设及用于生产光滤波器的方法，并且设及本发明的滤波器 的用途。
【背景技术】
[0002] 在相机、移动电话或其他基于WLP(晶片级封装）的电子设备领域中使用的大多数 可用的滤波器和滤波器系统是基于无机系统的。此类系统的目标一般是实现精确合格的透 射率曲线，例如，在650nm区域中的睹边。通常，使用所谓的蓝色玻璃，即光学玻璃，例如，已 向其中添加如化0等着色玻璃成分的氣憐酸盐玻璃。另外，使用包含无机成分的层或多层系 统。当使用蓝色玻璃时，在光学性能非常好时存在关于某些方面的限制：首先，玻璃仅具有 有限的腐蚀稳定性;其次，难W实现小于300WI1的玻璃厚度，运是因为材料的脆性，或者因为 其生产关联于高成本。而且，玻璃的热膨胀系数(CTE)限制了通过一些粘结方法例如微电子 领域中的标准方法"晶片级封装"（WLP)来进行进一步处理。多层或具有无机颗粒的层有运 样的问题:仅仅不充分地满足光学性能，并且在颗粒填充的系统的情况下，经常发生显著的 散射(雾度），运产生了不期望的光学效应，即，形式为透射率降低和图像劣化的光损耗。
[0003] "雾度"或"雾度值"（也称为不透明度、浊度)是用于描述材料的散射特性，尤其是 针对透明样品的雾度的光学参量。该值描述了透射的光由半透明样品向前散射的比例。因 此，雾度值对表面或结构中的破坏透明度的颗粒的影响作出量化。运些颗粒可W是有意引 入的，或者可W是由材料缺陷造成的。在ASTM D 1003标准中描述了用于测量雾度值的方 法。该标准要求测量四个光谱。对于每个光谱，计算光透射率。将所述四个透射率转换为％ 雾度值。
[0004] 具有良好光学性能的多层系统或干设滤波器是当今此类滤波器的标准。由于光在 运些层中不被吸收，因此在滤波器中发生多次反射，而运成为了 "鬼像(ghost image)"。只 有通过层中或衬底中的光学吸收才能够避免运些鬼像。另一方面，具有拥有睹边的期望过 滤功能的多层系统非常昂贵，并且因此不适于实现。
[0005] 另外，目前市场上存在基于塑料的薄膜，其具有良好的光学性能W及低成本。然 而，在诸如热压力和气候压力W及对诸如异丙醇等化学品的抗性等压力测试中，薄膜的光 学性能和稳定性劣化，并且由于运些原因而不适合于WLP工艺。
[0006] 聚氨醋(PU)涂层是现有技术已知的。W0 2007/025011 A1描述了用于移动电话显 示器和其他显示器组件的抗刮擦层，其中运些层可W是无色的或着色的。关于可W产生运 种颜色的方式和可W使用何种选择标准W及色彩可W多浓并没有线索，并且从受控光学设 计的意义上而言，所描述的系统不具有任何过滤功能。
[0007] W0 2012/031837 A1描述了一种用于光滑透明成型体上的显示区域的、基于PU的 涂层系统，所述光滑透明成型体在可见光范围内具有1%至20%的透射率且在高达150°C下 颜色稳定，所述涂层系统不会降低衬底的耐冲击性/抗折强度，并且足够不透明W掩盖被照 亮的显示器W及显示器的其他组件。因此，在此描述的系统不适合在针对微电子器件/光学 器件W及诸如WLP等工艺的滤波器系统的领域中使用，因为在此会至少短暂地达到暂时〉 250°C的溫度。

【发明内容】

[0008] 因此，本发明所解决的问题是提供一种可W廉价生产的、低厚度的且具有良好光 学滤波器性能(例如，均匀性和雾度）的滤波器。该滤波器还应当具有足够的机械稳定性和 热稳定性W及良好的化学稳定性和气候稳定性。
[0009] 通过权利要求书中描述的本发明的实施方式来解决上述问题。
[0010] 更具体而言，提供了一种光滤波器，其包括衬底2W及位于所述衬底的至少一侧的 滤光层3,其中所述滤光层3包括基质，所述基质包含溶解在该基质中的至少一种有机染料。
[0011] 本发明的滤波器包括衬底和至少一个滤光层。所述滤光层包括基质W及渗入到该 基质中的至少一种染料。
【附图说明】
[001^ 附图示出：
[0013] 图1示出本发明的滤波器1的一个变型的示意图。在衬底2上施加了至少一个滤光 层3。可选地，可W在顶侧和/或底侧施加减反射涂层4和/或4'。另外，可W施加中间层5,例 如，用于改善衬底2与滤光层3之间的滤光层3的粘结强度。层4、层4'和/或层5可W可选地还 具有对滤波器的光学性能的微调功能;例如，它们可W具有红外阻挡功能。
[0014] 图2示出本发明的涂覆工艺的一个实施方式的示意图。
[0015] 图3示出根据实施例1的本发明的滤波器的透射率曲线，W及滤波器的通带和阻带 的定义，包括T50值。
[0016] 图4和图5示出根据实施例2和实施例3的本发明的滤波器的透射率曲线。
[0017] 图6示出对根据实施例1的滤波器的均匀性ii量的结果，即，在所述滤波器上的四 个不同点处测得的透射率曲线。所述曲线彼此精确重叠;所述滤波器因此具有高光学均匀 性。
[0018] 图7示出具有第一通过旋涂(实线及第二通过丝网印刷(虚线)而施加的滤光层 的滤波器的透射率曲线之间的对比。借助旋涂而施加的滤光层的通带中的透射率远优于借 助丝网印刷而施加的层。
[0019] 图8示出具有W不同旋涂参数而施加的滤光层的滤波器的透射率曲线之间的对 比。尽管运两个曲线都优于借助丝网印刷而施加的层，但可W通过调整旋涂参数来实现透 射率曲线的进一步改善。
【具体实施方式】
[0020] 本发明的滤波器具有良好的光学性能。
[0021] 相比于现有技术滤波器，本发明的滤波器具有出人意料的低散射或出人意料的低 雾度。所述滤波器的雾度值优选地低于10%，进一步优选地低于5%，更优选地低于3%，最 优选地低于1%。优选地利用Byk化ze-gard Plus测量仪器来确定雾度值。
[0022] 另外，它们比现有技术滤波器具有更低的粗糖度，因此获得了具有低散射的层。更 具体而言，滤光层Ra的粗糖度小于0.5μηι，尤其小于0.3μηι并且优选地小于Ο.ΟΟΙμηι，运可W 比得上未加涂层的衬底的粗糖度。
[0023] 图3示出本发明对通带和阻带的定义，W及针对带通滤波器的T50值。本发明的滤波 器的特征在于通带中的透射率和阻带中的透射率。根据本发明，通带被理解为指Tsoi与 Τ5〇Π 之间的频带。通带应当具有最大透射率。更具体而言，通带内的透射率应当至少部分地 (即，对于通带内的波长范围）为至少70%，优选地为至多80%，更优选地为至少85%。根据 本发明，阻带被理解为指Τ5〇Π 之后的频带。根据如图3中所示的变型，阻带可W与具有高透 射率的另一频带邮邻。在运样的变型中，可W指定另一第Ξ值TsoIII用于对曲线的表征。阻 带应当具有最小透射率。更具体而言，通带内的透射率应当至少部分地（即，对于阻带内的 波长范围）为至多40%，优选地为至多30%，更优选地为至多25%。优选地，阻带中的平均透 射率不超过50 %，优选地不超过40 %，更优选地不超过30 % dTso值描述了超过50 %的透射率 值时的波长。在滤波器的情况下，在进入透射区域中之前经过该值，此处称为Tsol，并且在离 开透射区域之后经过该值，此处称为TsoII。根据本发明，TsoII同时指示出进入阻带，而 TsoIII指示出进入另一通带。被称为长通滤波器和短通滤波器的滤波器在阻带与通带之间 仅具有一个T50值。
[0024] 而且，在其中透射率超过70%、80%或85%的通带的宽度应当处于最大值。
[0025] 在本发明的一个变型中，本发明的滤波器是蓝色滤波器或近红外截止滤波器。在 该情况下，具有超过70%、优选地超过85%的透射率的区域优选地起始于460nm、优选地 450nm、更优选地44化m的波长处并且/或者优选地在不早于54化m、优选地550加1、更优选地 56化m处终止。更具体而言，TsoII应当位于650皿+/-30皿处，在450皿至550皿范围内的平均 透射率为87 % (+/-5 % )，并且Τ5〇Π 周围从70 %透射率到30 %透射率的波长范围的宽度不超 过80nm(+/-10nm)(对频带边缘的睹度的衡量）。
[00%] 滤光层3优选地具有至少为0.1皿，进一步优选地至少为0.5μπι，更优选地至少为化 mW及在特定实施方式中至少为2WI1的层厚度。层厚度优选地不超过15μπι，更优选地不超过 12皿W及在一个变型中不超过10皿。在特定实施方式中，还可W的是，更大的层厚度，例如， 不超过20μπι或不超过100μπι的层厚度可W是优选的。
[0027]本发明的滤波器具有优选地不超过2mm，更优选地不超过1mm和/或至少0.1mm的厚 度。在本发明的一个变型中，在使用超薄玻璃的情况下，所提供的衬底还可W是具有小于 0.1mm的厚度的滤波器，例如，具有0.05mm或0.025mm的层厚度的滤波器。在该变型中，滤光 层3还仅具有不超过10皿或不超过如m的极低厚度。
[00%]滤光层在整个涂层区域具有优选地为至少15%，更优选地为至少10% W及最优选 地为至少5%的层厚度的均匀度。层厚度的运样的均匀度优选地在成品滤波器中实现，然而 是在经由整个晶片表面区域上（即，在具有8英寸或12英寸或者甚至16英寸直径的区域上） 的晶片而生产滤波器的情况下。在进一步实施方式中，所述晶片还可W是正方形或矩形的， 在该情况下，直径描绘的是对角线。根据本发明，术语"滤波器"可W包含个别化的滤波器和 用于生产滤波器的晶片。
[0029] 凭借滤光层的层厚度的较大均匀度，本发明的滤波器具有良好的光学均匀性，尤 其是Τ5〇Π 中的波长偏移优选地不超过5%，优选地不超过3%，更优选地不超过1 %。
[0030] 本发明的滤波器还具有优异的机械性能，尤其是在粘结强度W及对MIL-C-48497 的耐磨性方面，如下所述：
[0031] 通过胶带测试(施加例如Tesafilm等胶带，并逐渐经由边角将其撕下）来确定粘结 强度。优选地，在该测试中，小于10%、优选地小于2%的测试区域脱离，并且更优选地，不存 在脱离。
[0032] 通过利用施加了 500克重量和50次梳理的"粗棉布"（cheesecloth,参见根据美国 联邦标准CCC-C-440对粗棉布的定义）的擦洗测试来确定耐磨性。优选地，本发明的滤波器 在光学性能无任何劣化的情况下通过该测试。
[0033] 滤波器具有良好的耐化学性（例如，耐水、异丙醇、乙醇）和高气候稳定性（根据 MIL-C-675A:在95%相对空气湿度及49°C下2地)和长期稳定性(根据MIL-STD-810C)W及恒 定的吸收性能。
[0034] "恒定的吸收性能"运一表述是指在压力测试之前和之后，通带和阻带中的透射率 变化不超过+/-5%。与此相对，吸收性能的显著变化被理解为指超过+/-10%，尤其是超过 +/-5%的透射率变化。
[0035] 对于长期稳定性，还通过W下方法来实现测试：（i)溫度/空气湿度测试:在85°C及 85 %相对空气湿度下lOOOh W及（i i)循环湿热测试:在90 %相对空气湿度下从-20°C到65 °C，溫度升速<1°(：/分钟且重复14次。优选地，本发明的滤波器在光学性能无任何劣化的情 况下通过该测试。
[0036] 如上所述，本发明的滤波器的变型具有高热稳定性，运意味着所述滤波器可被加 热至从220°C到270°C范围内的溫度，在长达10分钟的一段时间内具有如上定义的恒定的吸 收性能。更具体而言，由于使用热稳定基质，因此透射率没有显著的变化，也没有额外的吸 收，例如，因为有机分解反应而造成的基质材料的变黄。
[0037] 根据本发明，"相关波长范围"被理解为尤其是指从405皿到700皿，优选地从400皿 至化00nm，W及在一个实施方式中从400nm到2500nm的波长范围。在特定实施方式中，相关波 长范围可W起始于300皿、330皿、350皿、380皿或400皿，前提是衬底和基质在紫外范围内具 有足够的透明度。另外，相关波长范围的上限可W在2400nm、1500nm、1000nm或800皿处，前 提是运足够用于计划用途。
[0038] 本发明的滤波器可W同时充当电子组件的载体或衬底，即，充当印刷电路板。印刷 电路板包含具有粘附导电连接(导体印刷线路）的电绝缘材料。作为绝缘材料，本发明的滤 波器还可W用作衬底。所述导体印刷线路可W从薄金属层刻蚀而成，或者通过借助于剥离 法的光刻方法构造而成。通常，使用铜层或银层或金层作为导电材料，它们通常还具有(金 属)助粘剂层。后者可例如包含铁，但若干其他助粘剂层也是已知的。借助于在印刷电路板 产业中被称为阻焊的缓冲层，可W暴露出能够与导体印刷线路形成接触的区域。由运些暴 露的金属区域放置焊点Γ凸起"），该焊点在之后的焊接操作中与CMOS忍片或印刷电路板建 立接触。因此，形成与所述组件的电接触。同时，还可W通过所述接触而对其进行机械固定。 较大的组件还可W利用扎带、胶粘剂或螺栓连接而固定在印刷电路板上。由于焊接操作中 的热应力，滤光层必须具有热稳定性，W便能够至少短暂地被加热至焊接所需的溫度。
[0039] 在相关波长范围内，衬底优选地为无光学活性的，即，透明的，并且具有至少为 85%，优选地至少为90%，更优选地至少为91%的透射率，并且最大透射率的极限为约 92%，运是因为在具有约为1.5的折射率nd而无额外减反射层的两个衬底表面上发生反射。 另外，衬底应当具有优选地在至少30(TC下，更优选地在至少40(TC下的热稳定性。
[0040] 可W用于本发明的滤波器的衬底的材料包括玻璃、玻璃陶瓷、晶体、塑料和光电陶 瓷，优选地是玻璃衬底，更优选地是薄玻璃衬底。
[0041] 衬底可W是具有两个平面的平坦衬底，或者是具有一个或两个曲面的透镜状衬 底。衬底的一个表面或全部两个表面可W被涂覆。优选地，待涂覆的衬底的表面是非结构化 的，并且不具有任何凹陷或隆起。优选地，待涂覆的表面具有不超过5Onm rms的表面粗糖 度。
[0042] 在一个实施方式中，使用透明玻璃（例如，棚娃酸盐玻璃、钢巧玻璃、侣娃酸盐玻 璃、碱±金属娃酸盐玻璃、石英玻璃或无碱玻璃），所述透明玻璃可W经过社制或浮法处理， 或者可W已通过诸如下拉或上拉工艺或者溢流烙融法等拉延工艺生产而成（例如，EP 1 414 762 B1中所述）。在由于生产工艺的原因而仅能够W相对较高的厚度(例如大于1mm)生 产的玻璃的情况下，可W通过利用磨削、研磨和/或抛光法或者再拉延法进行的机械加工来 生产合适的薄衬底。
[0043] 在一个变型中，所使用的衬底是薄玻璃，即，具有100皿至2mm厚度的玻璃，或者是 超薄玻璃，即，具有25μπι至100μπι厚度的玻璃。举例而言，此类薄玻璃的合适的示例为SC册TT AGW名称AF32、D263、B270出售的玻璃。
[0044] 所使用的另一类衬底可例如为SC册TT AGWPSK玻璃、BASF玻璃、LAF玻璃、LASF玻 璃、BK玻璃或LF玻璃等名称供应的光学玻璃。
[0045] 在进一步的特定实施方式中，使用透明陶瓷，具体为光电陶瓷。
[0046] 在进一步实施方式中，所使用的结晶衬底可例如为氣化巧或蓝宝石。
[0047] 此外，所使用的衬底还可W是塑料或聚合物，优选地是透明塑料。尤其合适的是光 学塑料，例如，热塑性聚合物聚甲基丙締酸甲醋PMMA、环締控共聚物C0C、环締控聚合物COP、 聚碳酸醋PC、树脂玻璃(Plexiglas)、尼龙、ABS、甲基戊締、聚酸酷亚胺、聚苯乙締、NAS和 SAN。然而，另外优选的是不包含任何水分并且几乎不吸水(即使有水分)的那些塑料，例如， C0C和COP。
[0048] 对于下游工序，例如晶片级封装，滤波器的热膨胀系数可非常重要。运里，本发明 的滤波器相比于块状玻璃或聚合物溶液而言具有运样的优势:热膨胀系数基本上由所使用 的玻璃衬底所决定，并且可匹配于特定的粘结伴侣，例如娃。优选的是具有从3Χ10-6ΙΓ?至 9.4 X 1 0-6ΙΤ?的范围内的热膨胀系数CTE或α (20，300)的衬底。
[0049] 在特定实施方式中，使用预张力衬底。所述预张力可W是化学诱导或热诱导的。
[0050] 所使用的衬底还可W是具有吸收性能的玻璃。此类玻璃的吸收性能可W用于滤波 器的透射率曲线的微调。
[0051] 基质包含W溶解形式存在于该基质中的至少一种染料，运意味着它在涂料溶液的 生产中或清漆的生产中不显示出任何持久条纹形成，并且支持均匀着色的基质。该染料还 应当提供足够浓的着色并且足够热稳定W承受粘合剂体系的交联过程W及后续使用中的 应力。
[0052] 在优选实施方式中，运样的有机染料可溶于常用溶剂中。
[0053] 在本发明的一个变型中，优选的是具有高达至少14(TC的持久热稳定性并且短暂 承受150°C至300°C，优选地200°C至270°C的热应力的染料。术语"持久"被理解为指超过60 分钟，优选地为至少100小时的时长。在术语"短暂"的前提下，时长不超过60分钟，优选地不 超过30分钟。
[0054] 有用的染料优选地包括选自W下各项的有机染料:偶氮染料、聚次甲基染料、花青 染料、Ξ苯甲烧染料、幾基染料:蔥酿、說蓝、化嘟和献菁，优选的是献菁和化嘟。
[0055] 根据相关波长范围，选择具有合适的吸收性能的染料。对于蓝色滤波器或IR截止 滤波器的生产，可W使用蓝绿色染料。
[0056] 献菁（四苯并四氮杂化嘟）由于其高化学稳定性和热稳定性而著名。根据本发明， 可W使用具有例如化、2]1、41、6曰、5;[、11、加或￥等不同中屯、原子的献菁。不含该中屯、原子的 颜料具有绿松石外观(颜料蓝16)并且同样可W使用。
[0057] 化嘟是由通过四个次甲基基团在环中彼此连接的四个化咯环（四化咯）构成的有 机化学染料。最简单的代表是化吩。
[0化引在蓝绿色染料中，优选的是透射率最大值为550至750nm的，特别优选地为650至 75化m的那些染料。所使用的那些染料具体是铁氯基络合物、阴丹酬、說蓝，具有化、Zn或V作 为中屯、原子的献菁，优选献菁的β形式，例如铜献菁(例如Orasol?，诸如化asol Blue GN、 Orasol Blue 94416、0rasol Blue 94416)、饥或锋献菁（例如Hpoli,过!?饭），?及铭馨合物， 优选具有来自偶氮和偶氮甲碱系列的配体的C;r3M列如来自Kremer Pigmente和Marabu Glasfarben的Heliogen Blue 23050、Heliogen Blue 23080、Co;rimax Blue。
[0化9] 可W优选使用来自Epolin的化olight染料，即700皿、800醒、900皿、1000皿的^1? 吸收染料的 NIR 染料组(例如，700A、700B、714A、720B、721A、728A)、例如来自SigmaAl化ich 和来自QCR Solutions Corp.的、具有不同中屯、原子(诸如饥、211、41、6曰、51、11、〇1等）的献 菁，包括可见光范围400nm、500nm、600nm的可见光吸收染料组。
[0060] 除了已经提到的染料之外，还尤其很感兴趣的是在〉600nm的红外范围内阻挡的那 些染料。适合于该目的的特别是来自四（烷基)锭盐的染料，尤其是来自四（烷基)锭漠化物 或氯化物的染料，更优选地是η含4的直链形式，W及η含5的对称花青，其描述如下：
[0061] Ν? (- (CHj)。- CH〇,Br 四（烷基)锭漠化物
[006。 （CH,)2N - (CH二知1)。-1: - CH=N?(CH3)2花青
[0063] 根据本发明，可W在基质中使用上述染料中的一种或者其中两种或更多种的组 厶 1=1 〇
[0064] 作为进一步实施方式，可W使用在光谱的红色区域中吸收的染料。
[0065] 另外，可W使用具有对于绿色对比滤波器或灰色滤波器合适的吸收光谱的染料。
[0066] 除了上述可溶性染料之外，根据本发明可W将精细尺度的颜料(即，不可溶于所使 用的溶剂或涂料溶液中的染料)渗入基质中。更具体而言，如果需要，将一种或多种染料与 颜料相混合可W是在相关波长范围内对期望的透射率曲线进行微调的一种方式。
[0067] 为了有效地阻止例如在〉750nm的范围内的红外光，即，在该波长范围内的透射率< 20%，合适的示例为化0或化3(P0)4化合物或盐。
[0068] 原则上合适的颜料是那些不具有过高散射(如果有的话)的颜料。
[0069] 颜料越细微，散射越低。在颗粒大小〉Ιμηι的情况下，在400nm至750nm的波长范围内 通常发生5 %至40 %的散射，因此根据本发明，运种颜料不是优选的。
[0070] 当使用具有小于Ιμπι的颗粒大小、被称为纳米颜料的颜料时，散射可W降至低于 6%(0.1%-6%)，尤其是低于4%-5%。应当注意，当使运些纳米颜料分散时，必须对其进行 精细分散，W便防止团聚，运例如可W借助于Ξ漉磨机或超声处理来实现。
[0071] 优选地，运些吸收颜料是纳米级形式的，其初级颗粒直径为化m至5000nm，优选地 为8皿至1000皿，尤其为10皿至500皿。初级颗粒通常被理解为指处于非团聚状态的颗粒。颗 粒直径可W经由小角X射线散射(SAXS)、动态光散射化LS)和/或夫朗和费衍射(Fraunhofer diffract ion)来确定。
[0072] 如上文所述的至少一种染料溶解在基质中。所述基质优选地包含粘合剂。所使用 的粘合剂最初可W是已具有层形成所需的性能的化合物，例如，具有足够的聚合物重量的 塑料或聚合物。作为进一步的变型，所述基质可W在衬底已被涂覆之后通过交联和/或聚合 反应而在原位形成。
[0073] 所使用的粘合剂可W是聚氨醋树脂、溶胶-凝胶化合物、杂化聚合物、娃树脂(有机 和/或无机交联的）、酪树脂、环氧化物、聚酷胺、聚酷亚胺、EVA(乙締-醋酸乙締醋)和聚醋树 月旨，及其混合物。
[0074] 可W将各种热塑性材料用作聚合物层，诸如环締控共聚物C0C、离子交联聚合物、 聚酷胺PA、聚对苯二甲酸乙二醇醋阳T、聚对苯二甲酸下二醇醋PBT、聚酸酬阳K、聚甲醒P0M、 基于丙締酸醋的体系、聚甲基丙締酸甲醋和/或聚苯乙締 PS，它们的特征在于具有高化学稳 定性和机械稳定性。
[0075] 在聚醋树脂中，优选的是UP树脂，即，不饱和聚醋树脂。根据与酸或醇的反应，可W 产生软或硬的聚合物层。
[0076] 醇酸树脂可W与各种成膜剂诸如环氧树脂或其他酪树脂一起加工。用于清漆合成 时，取决于溶剂，可W生产较低或较高粘度的清漆。
[0077] 当使用EVA时，优选的是聚締控部分（即，乙締含量)的比例不超过5%，运是因为通 过旋涂法的涂覆会由于粘合剂溶液的高粘度而更加困难。EVA的合适溶剂是甲苯、苯和二甲 苯。
[0078] 在本发明的一个变型中，溶胶-凝胶化合物或聚氨醋树脂是优选的。
[0079] 在溶胶-凝胶化合物的情况下，该涂料组合物特别包含娃、铁、错、侣、锋、儀、巧、锡 或其混合物的溶胶-凝胶前体。非常特别优选的是溶胶-凝胶前体Si(0Rx)Ry、Ti(0Rx)Ry、Zr (0Rx)Ry、Al(0Rx)Ry、Zn(0Rx)Ry、Mg(0Rx)Ry、Ca(0Rx)Ry和Sn(0Rx)Ry。在上述各项中，优选 地，Rx =氨、烷基、締丙基或芳基，并且/或者Ry =环氧基、甲基丙締酸醋、丙締酸醋、乙締基、 締丙基、氨基、琉基、烷基或芳基。下标X和y加起来等于4，即x+y = 4。
[0080] 优选地，涂层组合物包含可UV固化和/或可热固化的杂化聚合物、水解和缩合的烧 氧基硅烷前体，特别是缩水甘油基氧基丙基Ξ乙氧基硅烷(GPTES)和/或甲基丙締酷基氧基 丙基Ξ甲氧基硅烷。还可W用聚硅氧烷将运些官能化。优选的是使用甲基和/或苯基官能化 的聚硅氧烷。因此在衬底上的溶胶-凝胶层优选地包含本文所述的溶胶-凝胶前体与本文所 述的聚硅氧烷的反应产物。
[0081] 在进一步的实施方案中，粘合剂组合物包含通过聚异氯酸醋组分与多元醇组分的 反应形成的聚氨醋树脂。聚异氯酸醋被理解为是指含两个或更多个异氯酸醋基团（-N=C = 0)的有机化合物。多元醇被理解为是指含有两个或更多个径基基团（-OH)的有机化合物。聚 异氯酸醋与多元醇的反应形成直链或支链的聚氨醋： 扛Q=C二N-反-M二C二:Q + nHO-R' -OH 今-[-反-NH-(.()-()-R' -0-NH:-]。一
[00剧 二异氛酸醋 醇 聚氨醋
[0083] 依照本发明，根据应用，可W使用W下的聚异氯酸醋：
[0084] -芳香族异氯酸醋，例如，甲代亚苯基2,4-二异氯酸醋(TDI)、二苯基甲烧4,4'-二 异氯酸醋(MDI)，
[0085] -环脂族和芳脂族(arali地atic)异氯酸醋，例如，异佛尔酬二异氯酸醋（IPDI)、甲 基环己基2,4-二异氯酸醋化TDI)、苯二甲基二异氯酸醋(XDI)，
[0086] -脂肪族异氯酸醋，例如，六亚甲基二异氯酸醋化DI)、S甲基六亚甲基二异氯酸醋 (TMDI)或环己基1,4-二异氯酸醋(CHDI)。
[0087] 在使用脂肪族异氯酸醋，特别是皿I的情况下，可W产生具有优秀的热稳定性的聚 氨醋，其直到210°C至270°C才分解。由于260°C的溫度在此处短暂出现约10分钟，优选地低 于5分钟的时间，因此由脂肪族异氯酸醋形成的聚氨醋层的热稳定性足够用作滤波器系统， 该滤波器系统通常经由组件中的WLP(晶片级封装)工艺引入。然而，在应用领域中，例如在 相机模块中，仅出现远< 150°C的溫度。
[0088] 除了单体的聚异氯酸醋之外，优选地还可W使用相应单体的聚合物，例如二聚物、 Ξ聚物、低聚物或其更高级的聚合物。此外，可W使用多径基醇如缩二脈、异氯脈酸醋或Ξ 径甲基丙烷或类似化合物上的加合物，它们通过分子扩大将单体转化为挥发性较低并因此 更容易处理的组分。
[0089] 进一步优选的是封端的聚异氯酸醋(称为烘烤聚氨醋树脂，BU树脂），其中高反应 性的异氯酸醋基团已被封端剂可逆地封端。封端的聚异氯酸醋在升高的溫度下消除封端 剂，同时释放反应性的异氯酸醋，因此交联反应必须通过热处理来引发。合适的封端剂是醇 和酪，W及其他Bmnstcd酸（质子供体，具有酸性氨的化合物），如硫醇、硫酪、目亏、异翔民 醋、胺、酷胺、酷亚胺、内酷胺或二幾基化合物，并且特别是ε-己内酷胺、下酬朽、二甲基化 挫、二异丙基胺和丙二酸醋，例如丙二酸二乙醋。尽管可W配制已经在140 °C至180°C下固化 (5-60分钟）的、下酬目亏封端的HDI清漆，但在ε-己内酷胺封端的HDI的情况下交联需要稍高 的溫度（160°(：-240°(：，5-60分钟）。由于封端剂在交联的过程中释放并且丙二酸二乙醋没有 作为危险物质的关键分类，并且ε-己内酷胺与下酬目亏相比为较不关键的分类，因此优选的 是用丙二酸醋或ε-己内酷胺封端的脂肪族聚异氯酸醋。在交联的过程中，下酬朽、ε-己内酷 胺和大多数其他封端剂从清漆膜中相当程度的逸出，并随着来自干燥器的废气流从清漆中 去除。运使反应平衡从起始组分的一侧向聚氨醋的一侧移动。
[0090] 聚异氯酸醋的合适的封端脂肪族聚合物的实例为，例如，来自Bayer Material Science的Desmodm?产品，例如Desmodur?BL 3175 SN和Desmodur必BL 3272 MPA。
[0091] 可W从封端的异氯酸醋基团的含量计算当量。如果封端的聚异氯酸醋的平均NCO 官能度是已知的，则可W从其确定平均分子量。NC0官能度被理解为是指，每个分子的封端 的NC0基团和任何游离的NC0基团的数目。在合适的脚树脂的情况下，NC0官能度> 2，特别是 2.5-6，特别优选2.8-4.2。尽管不是优选的，但每个分子具有多于6个封端的异氯酸醋基团 的树脂适合作为替代。
[0092] 优选的封端聚异氯酸醋聚合物的平均分子量为800-2000g/mol。然而，具有2000- lOOOOg/mol的分子量的聚异氯酸醋可W同样是合适的。例如，可W通过GPC(凝胶渗透色谱 法)测量来确定平均分子量。
[0093] 用于聚异氯酸醋的共反应物原则上可W是含有反应性(酸性)氨原子的任何化合 物。异氯酸醋基团与含有反应性氨原子的化合物的反应通过加聚形成聚氨醋。
[0094] 聚氨醋的性质不仅取决于异氯酸醋组分，还取决于所选择的H-酸性化合物。
[00M]多元醇，特别是聚醋多元醇和聚酸多元醇，是合适的，因为可W通过运些组分来获 得在机械和化学上非常稳定的涂层。已经发现，聚醋多元醇是特别合适的，特别是具有高径 基基团含量(优选地每个分子Ξ个或更多个径基基团，对应于按重量计0H含量2%-8%，特 别是按重量计3%-6% )并且平均分子量在1000至2000g/mol的范围内的支链聚醋多元醇。 运些多元醇凭借其径基基团形成高度交联的聚氨醋膜，因此可W产生特别硬、耐刮擦且化 学稳定的层。聚酸多元醇的支化水平越高，其具有的径基基团越多，所形成的聚氨醋的交联 度越高。
[0096] 合适的聚醋多元醇的实例是来自Bayer Material Science的Dcsmophcn形产品 D e s m ο p h c η 啦 6 51 MP A、D c s m ο p h c "饭 680 B A 和 1-) s m () p h e η 坂 6 70。
[0097] 由于生产通常得到聚合物混合物，因此不能确切地规定大多数商业聚醋多元醇W 及上述Dcsmophcn據产品的分子结构。然而，聚醋多元醇的性质可W经由反应方案可再 现地确定，产品是可通过径基含量(0H数目）、平均分子量、密度和粘度表征的。平均0H官能 度通过起始组分的选择来确定。
[0098] 对多元醇组分化-酸性或径基组分）的径基含量(0H含量）的控制和了解W及对聚 异氯酸醋组分的封端的异氯酸醋基团的含量(NC0含量）的了解是很重要的，因为根据下列 反应方程式，理论上涂层的最大交联仅在使用等化学计量量的异氯酸醋和径基组分时，即， 在异氯酸醋与径基组分的化学计量比为1:1时发生： 民-N 二 C二 〇 + HO-技'今R-NH-CO-0-R'
[0099] 异氯敵醋 醇 藏基甲酸醋
[0100] 理论上可在1:1的化学计量比下实现的最大交联密度对涂层的性质(粘附性、耐刮 擦性、柔性、化学和热稳定性)是至关重要的。因此在聚氨醋体系中，异氯酸醋和径基组分应 为1:1的化学计量比。对其所需的量可通过当量来计算。
[0101] 聚异氯酸醋比例的减少(交联不足)导致具有较低的机械和化学稳定性的、更加柔 性的涂层，因此不是优选的。因为过量的异氯酸醋基团与空气水分反应形成脈基团，所W聚 异氯酸醋比例的增大(过度交联)提高了交联密度。因此使用聚异氯酸醋相对于多元醇组分 1.1:1至2:1的当量比可W是可取的，W便通过涂层的硬度来增加衬底上的耐刮擦性或粘结 强度。由于与水的副反应还能够通过其他因素如溶剂的水含量或衬底的残留水分含量来实 现，运导致异氯酸醋基团从体系中的去除，该基团随后不再可用于与多元醇组分的径基基 团反应，因此优选的是聚异氯酸醋与多元醇组分的当量比为1.1:1至2:1的量级，特别是 1.2:1至1.5:1的量级。
[0102] 当然，也可W组合多种H-酸性化合物，例如聚醋多元醇与有机娃树脂或环氧树脂， 特别是为了针对具体的需求来调节膜性质。
[0103] 所应用的聚氨醋体系的热固化通过加热至150°C-26(rC，特别是通过加热至170- 21(TC，持续10-120分钟，特别是60-90分钟来实现。固化时间对于粘结强度和化学稳定性至 关重要;例如，在18(TC下固化45分钟对于异丙醇没有显示出任何的化学稳定性并且未通过 胶带测试，而在相同溫度下固化>60分钟导致两个测试都通过。加热首先导致涂料的溶剂蒸 出，其次使异氯酸醋组分去封端，使得与H-酸性组分(例如，聚醋多元醇）的交联反应继续进 行并且形成固体膜。由于在200°C及W上的溫度下，所形成的聚氨醋可W分解，因此对于相 对较长的固化时间（〉30分钟），通常不采用高于21(TC的溫度。分解导致涂层轻微褐变，运通 常是不期望的。
[0104] 所需的反应溫度尤其非常大程度上取决于将异氯酸醋组分封端的封端剂。例如， 在用下酬目亏封端异氯酸醋的情况下，140-180°C足W启动交联，而在用ε-己内酷胺封端异氯 酸醋的情况下则需要160-240°C。充分交联的必要时间取决于异氯酸醋组分和Η-酸性化合 物(聚醋多元醇）的选择。可W借助于催化剂来显著缩短该时间（至数分钟），例如借助于叔 胺，但特别是借助于金属催化剂，例如，Zn盐、Co盐、Fe盐、Sn (IV)盐、Sb盐和Sn (II)盐。特别 合适的催化剂是锡（IV)烷氧基化物，例如，二月桂酸二下基锡和四（2-乙基己基)铁酸盐、环 烧酸锋或环烧酸钻。添加按重量计〇.〇5%-1%的量的催化剂或催化剂混合物(基于色浆）。
[0105] 用于生产滤波器的方法优选地包括W下步骤：
[0106] (1)粘合剂体系生产:使粘合剂(一种或两种组分)溶解在溶剂中；
[0107] (2)通过溶解染料并且可选地直接分散颜料或者分散粘合剂体系W及可选的进一 步的添加剂，来生产清漆；
[0108] (3)可选地过滤清漆；
[0109] (4)可选地对清漆进行脱气；
[0110] (5)可选地清洗衬底；
[0111] (6)可选地施加中间层；
[0112] (7)施加清漆，例如通过旋涂法施加；
[0113] (8)可选地对清漆进行预干燥(称为"软烘"）；
[0114] (9)对清漆进行干燥和/或热固化和/或UV固化；
[0115] (10)可选地施加进一步的层。
[0116] 根据本发明，"干燥"被理解为指在基本上不发生化学反应的情况下将粘合剂转化 为滤光层，运意味着仅从涂料溶液中去除挥发性成分。
[0117] 滤光层的生产优选地包括生产涂料溶液的步骤。对于涂料溶液或清漆的生产，将 至少一种染料和粘合剂或粘合剂体系溶解在溶剂中。将涂料溶液施加到衬底并固化。
[0118] 粘合剂可W充当染料的溶剂。如果粘合剂的粘度不足，则可W添加溶剂。溶剂尤其 保证可W影响到清漆的粘度和可加工性。通过添加溶剂，可W在涂覆工艺中施加滤光层，其 中溶剂的量或涂料溶液的粘度对所产生的层厚度有关键性影响。在此应当注意的是，膜表 面的形成和特性也可W取决于所使用的溶剂。具有非常高的蒸发水平（即高蒸汽压)的溶剂 不太合适，运是因为在所述表面上可W形成薄层。运改变了流动特性;可能存在流体动力学 不稳定性，运最终导致形成从旋转中屯、呈星形延伸的横向涂层结构。而且，吸湿溶剂是不合 适的，运是因为它们从环境中吸水但不可与其混溶。在该情况下，可W存在分离效应，该效 应同样导致横向结构。因此，优选的是具有<120hPa(在标准条件20°C下），特别优选<6化化 的蒸汽压的溶剂，w便保证良好的可加工性。
[0119] 优选的溶剂是醇、酸及其混合物。优选地使用乙酸正下醋、二甘醇一乙酸、二甘醇 一乙酸乙酸醋、二甘醇一下酸乙酸醋、乙酸乙醋、甲醇、乙醇、1-丙醇、二甲基甲酯胺(DMF)、 乙二醇单乙酸、二乙二醇单乙酸、=丙二醇单甲酸、二氯甲烧、1，2,3-Ξ氯丙烷、环己烧、四 氨巧喃、4-径基-4-甲基-2-戊酬、乙基甲基酬、环己酬及其混合物。
[0120] 根据现有技术，为了生产用于旋涂法的聚合物薄膜，优选的是使用1，2,3-Ξ氯丙 烧(在20°C下的蒸汽压为2.化化)或环己酬(在20°C下的蒸汽压为4.55hPa)或DMF(在20°C下 的蒸汽压为3.77hPa)。一般而言，基于涂料溶液的总质量而使用10 %至30 %。
[0121] 然而，出人意料地发现，具有<2hPas(在标准条件下）的低蒸汽压的至少一种溶剂 与具有MOOhPas的高蒸汽压的至少一种溶剂的混合物同样显示出良好的结果。
[0122] 可W向涂料溶液中添加进一步的添加剂，诸如助粘剂、消泡剂、流平添加剂、流平 剂、脱气剂、润滑添加剂、衬底润湿添加剂、润湿和分散添加剂、流变添加剂、福射固化和防 阻断(UV阻断剂)添加剂。运些添加剂可W构成涂料溶液的多达5% (重量），优选地多达2% (重量）。它们可W从市场购得，例如，从TEG0化V0NIK)购得，并且作为典型的涂料添加剂是 本领域技术人员已知的。
[0123] 具体地，运些是纯的和/或有机改性的低分子量的聚硅氧烷和/或有机聚合物，和/ 或氣官能化的聚合物和/或聚酸改性的聚合物，和/或聚硅氧烷和/或聚丙締酸醋，和/或碱 性和酸性的脂肪酸衍生物。
[0124] 许多有机染料尽管有期望的透射特征并且可能还有高的热稳定性，但是其具有对 紫外线福射不稳定的缺点。为此，在进一步的实施方式中，可W添加防阻断添加剂W增加 UV 稳定性。运样的阻断添加剂的效果来自于自由基的灭活，并且它们一般被称为HALSr受阻 胺光稳定剂"）并且在化学术语中通常是TMP(2,2,6,6-四甲基赃晚）的衍生物。
[01巧]根据该涂覆方法，还可W添加各种流平剂，例如阳G、BYK 302、BYK 306、TEG0 Wet 或TEGO Rad产品，W便获得均匀的层厚度。尤其是在非光滑、粗糖表面的涂覆的情况下，添 加尽管存在粗糖性但仍保证层的均匀流平的润湿剂/流平剂。对于旋涂，优选使得表面能够 良好润湿的溶剂并且其他添加剂如待使用的流平剂和润湿剂是合适的;运些可W是例如乙 基甲基酬或二甘醇一下酸乙酸醋。
[0126] 如果粘合剂体系对于涂覆工艺而言太易流动，并且溶剂比例不能再进一步减少， 则可W通过添加流变学添加剂来增加粘度。否则，根据所选择的旋涂参数，清漆将变得过薄 并且滤光层不能充分地吸收。
[0127] 通常，增稠，即，粘度增加，可通过添加树脂如聚丙締酸醋、聚硅氧烷、触变性丙締 酸树脂和异氯酸醋-或氨基甲酸醋-触变的醇酸树脂，或者通过降低溶剂比例来实现。蜡如 氨化藍麻油或聚締控蜡也是合适的，或者缔合性增稠剂如缔合性丙締酸增稠剂、疏水改性 的纤维素酸、疏水改性的聚氨醋酸Γ聚氨醋增稠剂"）、疏水改性的聚酸或改性的脈。然而， 在增稠剂的选择上，必须考虑到例如彩色膜是否将被进一步涂覆。在运种情况下，特别是蜡 不适合作为增稠剂。
[0128] 另外，可W添加所谓的硬化剂，例如纳米颗粒、双环氧化物等，W便例如增加层硬 度/耐刮擦性。
[0129] 用于对衬底施加滤光层的涂料溶液的不同成分的优选重量比例取决于所使用的 粘合剂。
[0130] 更具体而言，确立了适于涂覆方法的粘度。
[0131] 对于旋涂法，优选地调整粘合剂混合物的粘度至不超过100m化S，优选地不超过 SOmPas，特别优选地不超过20mPas。
[0132] 下表对于聚氨醋体系和GPTES举例说明了涂料溶液的成分的优选重量比例。
[0133]
'[0135]实现涂层中的期望透射所需的染料含量取决于涂层的层厚度^并且根据层厚度^ 为0.1%-45% (重量）（基于固化的涂层）。染料含量对应于55%-99.9% (重量)的粘合剂含 量。相比于较低的层厚度的情况，在较高的层厚度的情况下需要较低的染料含量，W便实现 期望的波长依赖性吸收并因此降低透射率。通过改变浓度，另外还可W影响滤波器的频带 边缘的睹度，运是因为在较高的浓度下发生了饱和效应。运可W用于对滤波器的频带边缘 的形状进行受控调整。超过45重量％的染料含量不是优选的，运是因为耐刮擦性和粘结强 度将不再足够。
[0136] 在经干燥和固化的滤光层中，染料与粘合剂1的质量比为200:1至50:1，优选175:1 至60:1，极特别优选150:1至100:1。
[0137] 在经干燥和固化的滤光层中，染料与粘合剂2的质量比为100:1至3:1，优选50:1至 5:1，极特别优选40:1至25:1。
[0138] 优选地借助于Di spermat (叫traturrax)或Ξ漉磨机，使所有成分、基质、染料和功 能性添加剂均匀化。
[0139] 成品清漆可W经过压力过滤，W便去除从原料中或者在生产过程中引入的棉绒、 灰尘或其他颗粒。或者，在涂覆之前可W通过超细过滤器过滤所述清漆。
[0140] 涂层能够W-个或多个层实现，优选的是一层涂层。
[0141] 在特定实施方式中，滤光层仅W局部的或结构化的或凹陷的方式施加至衬底。然 而，优选的是在整个区域上对衬底进行涂覆。
[0142] 可W通过旋涂、喷涂、浸溃、诱铸、喷漆、丝网印刷、移印、喷墨印刷、胶印、漉涂或本 领域技术人员已知的其他方法来涂覆衬底。对于运些涂覆方法，彩色基质的粘度必须与可 加工性相匹配。
[0143] 根据本发明，优选的是旋涂法或旋转涂覆法，运是因为可W通过运样的方法而施 加非常均匀的滤光层。
[0144] 对于旋涂，存在于溶液中的所有材料都是合适的。一般借助于底侧上的真空抽吸 而将衬底固定到被称为卡盘的转盘上。使用位于衬底的中屯、上方的计量装置来施加所需量 的溶液。
[0145] 旋涂工艺分为Ξ个步骤：
[0146] 步骤1:分配涂料溶液；在此的特点是中等的加速度和速度，通常在200rpm- 200化pm的范围内，但取决于所使用的旋涂机；
[0147] 步骤2:涂覆；在此需要中速至高速W便均匀地涂覆衬底，通常在lOOOrpm- 1000化pm的范围内，但取决于所使用的旋涂机；
[0148] 步骤3:弃去多余的材料，为此，高速是必要的，通常〉20(K)rpm，但取决于所使用的 旋涂机。
[0149] 为了获得固态层，有必要除去溶剂。在旋涂过程中，一部分溶剂已经蒸发。可W借 助于加热的卡盘或者借助于在加热板上进行后续烘烤(热处理，也称为软烘)来强制除去溶 剂。运种处理之所W有利的一个原因在于，软烘中的中等溫度防止溶剂在该层中生成气 泡一一在快速加热时经常发生运种情况。而且，该层变得"脱尘干燥"，运意味着灰尘和悬浮 颗粒基本上不再粘附在表面上，并且因此可W更容易地除去污染。
[0150] 对于旋涂，特别优选的是例如酬类或乙酸盐类等溶剂，其允许对表面的良好润湿 并且适合于额外使用诸如流平剂和润湿助剂等添加剂。
[0151] 在涂覆之后，如果需要，则对着色层进行热固化和/或UV固化。优选地，在〉15(TC、 优选地〉17(TC的溫度下烘烤所述层。为此，可W使用标准设备;在UV固化或UV固化与热固化 相结合的情况下，例如可W使用常规的大面积UV源，优选地使用微波激发的无电极大面积 UV灯源，特别优选地使用UV-LED。
[0152] 对于滤波器的高品质W及已经提到的低粗糖度和低散射，进一步重要的是形成光 滑膜并且经固化的涂层不包含任何粗糖的、不透明的颗粒、杂质等(例如，具有超过200WI1、 尤其超过0.3-1.5mm的大小的灰尘、棉绒、颗粒）。由于运样的需要，在生产滤光层的情况下， 有必要保证与生产中的洁净度有关的优良品质。理想地，在洁净室条件下实现生产(洁净室 等级 <10000)。
[0153] 滤波器还可W具有不止一个滤光层3。在本发明的一个运样的变型中，另外的滤光 层3'优选地具有不同的吸收性能，即，例如，各自在其他波长处的吸收频带。一个或多个滤 光层3'可W安置在位于衬底2与层4'之间的衬底2的底侧或者安置在滤光层3下方的衬底的 顶侧。在染料分子的相互作用产生不期望的光学效应的情况下，该变型与在其中不止一种 染料存在于一个滤光层3中的变型相比是优选的。由于本发明的滤光层可W具有层厚度的 高均匀性，因此具有两个或更多个滤光层的滤波器也具有从非常好到足够的光学均匀性。
[0154] 另外，本发明的滤波器可W包括改变透射率的多层4、4'和5。多层一般包括由金属 的氮化物、氧化物、氧氮化物或其混合物构成的具有高折射率和低折射率的一系列层，并且 可W例如通过诸如瓣射、汽相淀积等PVD方法或PECVD方法而施加到滤波器。
[01W] 例如，运样的改变透射率的多层可W很大程度上反射或阻断650nmW上至lOOOnm、 优选地至1200nm的红外区中的电磁福射，W使得阻带(例如，图3中所示的滤波器的阻带)在 较长波长的方向上延伸。在现有技术中，运样的反射性多层用作影响红外福射的单独的层。 然而，由于反射所产生的散射光，因此一般会形成鬼像。出人意料的是，即使在根据本发明 的滤光层与此类多层相组合的情况下，依然没有发生鬼像。据推测，在吸收层中，由所述多 层形成的散射光被滤光层吸收。
[0156] 当与有机滤光层相结合地使用时，可W调整所述多层的设计，W使得整个滤波器 的组合的波长依赖性透射率对应于期望的规格。此处一个特别关键的因素是TsoII值，该值 被认为是光学规格的核屯、部分。所述多层在短波长处的吸收边缘必须在此朝向更长的波长 移位。W蓝色玻璃滤波器为例，该吸收边缘TsoII例如在630nm处。已经借助于有机滤光层的 吸收而基本上达到该吸收边缘，并且因此多层在此应当具有80% W上的高透射率，W便实 现总透射率。运支持对多层的更加宽裕的设计，其中，例如透射率的不太睹的侧翼和较低的 抑制就足W实现总透射率。整体而言，可W凭借运样的组合来生产技术上更简单并因此更 便宜的多层。此类多层的设计是本领域技术人员已知的，并且可W借助于光层设计软件(例 如，来自Software Spectra Inc.的Trcalc)而高效地进行。为了包括有机滤光层的效应，可 W将所述有机滤光层的透射率和反射率转化为衬底玻璃的光学常数，并因此将其纳入到层 设计的考虑中。本领域技术人员已知如何能够将有机滤波器曲线的光透射率和反射率例如 转换为诸如TF化Ic等程序所使用的Sellmeyer系数。通过调整单个层的数目和厚度来实现 对多层设计的调整。
[0157] 优选地，通过施加减反射涂层4、4'来减少或防止滤波器的正面和背面上的反射， W使得光学区域中的总透射率显著增加。在此可W在无吸收波长范围中实现超过6%的透 射增益。运样的减反射涂层一般也是上文所描述的多层。如上文在多层中所描述，通过适当 的层设计，可W将减反射功能与扩宽阻带的功能相结合。
[015引另外，可W通过例如热解(例如用HMDS0进行火焰处理）的方法或溶胶-凝胶法，在 衬底与滤光层或滤光系统之间施加助粘剂，优选无机助粘剂如多孔Si化层，特别优选的是 在高度稀释的醇溶液中或凭借于CV的去，由六甲基二娃氮烧化MDS)、环氧基基团、甲基丙締 酸醋基团、丙締酸醋基团、氨基基团、乙締基基团和琉基基团组成的有机助粘剂。
[0159] 可选地可W额外地向滤光层或滤光层系统，或者向与所述滤光层或所述滤光层系 统相对的衬底表面或者向运些所描述的层及其布置的组合施加功能层，诸如抗刮擦层、防 腐蚀层、平滑层、易于清洁层等。
[0160] 本发明还设及本发明的滤波器的用途。更具体而言，所述滤波器可W用作例如 CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器或CCD(电荷禪合器件)传感器等光敏半导体检测器的 光束路径中的滤波器元件。例如可W采用运类半导体检测器作为数码相机或摄像机或光谱 仪中的图像传感器。
[0161] 凭借本发明的工艺，即使在相对较大的区域中，也可W生产非常均匀的滤光层。因 此，本发明的滤波器或晶片也适合于生产用于在晶片级封装(WLP)工艺中使用的滤波器。衬 底(2)-一在下文中称为"玻璃晶片"一一在运样的情况下不具有单个滤波器的尺寸，而是 具有在其上提供了多个滤波器元件的晶片的尺寸。在WLP工艺的情况下，半导体晶片连同光 学活性传感器W及玻璃晶片（2)滤光层(3)安装在彼此正上方，并且玻璃表面与半导体忍片 之间的距离小于1mm，使得来自光源的光束路径通过滤波器（1)落在传感器上。当在传感器 忍片上方安装玻璃晶片时，可W同时施加密封件，W使得传感器忍片与环境密闭隔离。所述 安装可W通过粘结工艺或另外通过焊接工艺而实现，其中借助于低烙点焊料来实现金属密 封，或者借助于低烙点玻璃焊料来实现玻璃状粘结。通常，对于运类工艺，使用具有娃忍片 的热膨胀系数区域中的热膨胀系数的玻璃晶片（1)。作为合适的玻璃衬底的示例，可W使用 玻璃AF32(SCH0TT AG)，其具有3.2Χ10-6ΙΓ1的热膨胀，特别好地匹配于娃衬底。在粘结工艺 的情况下，热膨胀系数不太重要，并且因此还可W使用具有更高热膨胀系数的玻璃，例如具 有7.2 X 1〇-6Κ-ι的热膨胀系数的玻璃D263eco(SC册ΤΤ AG) dWLP工艺的巨大优势是基于使滤 波器和传感器W晶片形式彼此粘结，并且仅在此后才个体化为单个忍片。
[0162] 本发明因此还设及玻璃晶片，在该玻璃晶片上提供了本发明的多个滤波器并且该 玻璃晶片与图1中描述的本发明的滤波器的结构相同。此类玻璃晶片可具有例如8英寸或12 英寸的直径。
[0163] 在进一步的实施方式中，可W通过"拾取与放置"工艺而将CMOS传感器与滤波器 (3)相结合。在运样的情况下，可W通过与上文所述的那些工艺相似的粘结和焊接工艺而密 闭地密封CMOS传感器并使其受到滤波器(3)的保护。在安装之前对CMOS忍片和玻璃晶片进 行的个体化支持另外的产品变型，其中滤波器(3)和CMOS忍片具有不同的大小。
[0164] 如上文所述，本发明的滤波器的耐热变型适合用作印刷电路板的衬底。因此，除了 光学滤波器作用之外，还可W在光束路径之外施加导电的结构化电极，W便形成与CMOS忍 片的接触和/或与电路板的接触。在【具体实施方式】中，导电的导体印刷线路可W与CMOS忍片 在正面上的接触W及与CMOS忍片下方的电路板的接触形成接触，并且建立电连接。在运些 情况下，由于导体印刷线路在几何上超出娃忍片W便支持外部接触连接，因此玻璃忍片的 大小不同于娃忍片的大小。
[0165] 本发明在下文通过实施例详细说明，但并不限于实施例中所描述的实施方式。
[0166] 实施例
[0167] 根据表la和表lb中指定的条件，生产本发明的滤波器。所使用的衬底是厚度为 0.5mm至0.7mm(例如0. lmm、0.145mm、0.21mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm和0.7mm)的玻璃晶片，该 晶片由AF32或D263或D263Teco(SCHOTT AG)构成。
[016 引表 la;
[0169]
[0170]
[0173]
[0174] 表2总结了所生产的本发明滤波器的性能。
[0175] 表2:
[0176]
[0179]
[0180] 实施例5
[0181] 通过丝网印刷法，将来自实施例1的涂料溶液施加至衬底。图7中示出透射率曲线， 与通过旋涂法施加的滤波器对比。
【主权项】
1. 一种光滤波器，其包括衬底(2)以及位于所述衬底的至少一侧的滤光层(3)，其中所 述滤光层(3)包括基质，所述基质包含溶解在该基质中的至少一种有机染料，并且其中所述 滤波器具有光学均匀性，尤其是T 5QII处的波长偏移不超过5%。2. 根据权利要求1所述的光滤波器，其中所述滤波器是红外截止滤波器。3. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述滤波器具有光学均匀 性，尤其是T5〇II处的波长偏移不超过3%。4. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述衬底(2)包括玻璃，并 且其中所述衬底(2)在从400nm至800nm的光谱范围中具有至少90 %的透射率。5. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述滤光层(3)具有不超 过100μπι的厚度。6. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述滤波器具有不超过 1mm的厚度。7. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述滤波器具有小于 10%，优选地小于5%，更优选地小于3%，最优选地小于1 %的雾度值。8. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述滤波器在从650nm至 700nm的阻带中具有不超过40 %的平均透射率。9. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述滤波器包括使红外范 围中的透射率降低的至少一个另外的层，并且其中该层采取多层(4、4'、5)和/或另外的滤 光层(3'）的形式。10. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述滤波器在上表面和/ 或下表面上包括减反射涂层(4、4 '），优选地为多层。11. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的光滤波器，其中所述衬底是晶片。12. -种用于生产根据权利要求1至11中的一项或多项所述的光滤波器的方法，其包括 以下步骤： -通过使染料溶解在粘合剂体系中或溶解在粘合剂中来生产清漆； -通过涂覆方法，优选地通过旋涂法来施加所述清漆； -对所述滤光层进行"干燥"和/或热固化和/或UV固化。13. 根据权利要求1至11中的一项或多项所述的光滤波器作为光敏半导体检测器、例如 CMOS传感器的光束路径中的滤波器元件的用途。14. 根据权利要求1至11中的一项或多项所述的光滤波器在数码相机、摄像机或光谱仪 中的用途。15. 根据权利要求11所述的光滤波器在WLP工艺中的用途。
【文档编号】G02B5/22GK105829926SQ201480069386
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月19日
【发明人】E·鲁迪吉尔-沃伊特, S·里布萨门, J·舒马赫, F·巴克
【申请人】肖特股份有限公司