一种混合吸收型红外截止滤光片及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种混合吸收型红外截止滤光片及其制备方法，包括玻璃基板，所述玻璃基板的上表面设有具有可见光吸收特性的涂覆胶层，涂覆胶层上设有减反射膜层，所述玻璃基板的下表面设有红外截止膜层。本发明是一种可见光波段高透，红外波段截止的超低角度效应的滤光片，能够实现大角度入射时较低边缘色差。
【专利说明】
一种混合吸收型红外截止滤光片及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及滤光片生产技术领域，特别涉及一种混合吸收型红外截止滤光片及其制备方法。
【背景技术】
[0002]蓝玻璃是具有吸收红外线性质的有色玻璃，主要成分为磷酸盐类物质，在数码滤光片领域有着重要的应用。蓝玻璃滤光片属于吸收型滤光片，相对于普通的干涉型红外截止滤光片，它有效地降低了透过光的色差和散射光“鬼影”等问题，且其透反射曲线对角度依存性很小。基于这些优势，蓝玻璃滤光片得到了对成像要求高的制造商和消费者的青睐。
[0003]以往蓝玻璃滤光片主要在数码相机/单反等高端产品上使用，目前随智能手机全面发展，对画像质量也有了更高的要求，许多高端的智能手机开始使用蓝玻璃滤光片(例如:苹果、三星、HTC等)，还有更多的国内自主品牌手机逐步在开发使用蓝玻璃滤光片的发展趋势。因此随着智能手机和相机技术和市场的不断发展，蓝玻璃滤光片(BG Filter)正在逐步取代普通的红外截止滤光片，其市场需求逐年增长。然而蓝玻璃滤光片不断增长的市场相对应的却是高成本和有限资源，由于蓝玻璃原材料短缺和加工技术难度大的特点，市场面临着BG Filter生产成本居高不下的尴尬境地。为了改善这种情况，除了改进当前工艺技术和拓展供应商外，积极寻找廉价和高性能的蓝玻璃替代品显得尤为重要。开发具有类似光学性质的吸收性材料，这种材料涂覆在普通白玻璃(如D263Teco)上在380-780nm波段有类似的吸收光谱，且其光谱特性得到了一些芯片厂商的认可，对其进行后续加工和改进，有望成为蓝玻璃的替代品或用于要求较低的数码产品。这种新型吸收型滤光片(Hybrid-1RFilter)的研制对于降低成本、丰富产品和开发新客户群等都具有很大的意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种混合吸收型红外截止滤光片，是一种可见光波段高透，红外波段截止的超低角度效应的滤光片，能够实现大角度入射时较低边缘色差。
[0005]本发明还提供了该混合吸收型红外截止滤光片的制备方法，简单易行，成本低，便于大规模、批量化生产。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]—种混合吸收型红外截止滤光片，包括玻璃基板，所述玻璃基板的上表面设有具有可见光吸收特性的涂覆胶层，涂覆胶层上设有减反射膜层，所述玻璃基板的下表面设有红外截止膜层。
[0008]本发明在玻璃基板上表面涂覆一层在可见光有吸收特性的胶水形成涂覆胶层，涂覆胶层上镀可见光透过的减反射膜，基板下表面上镀红外截止膜，利用涂覆胶层的吸收特性、减反射膜以及红外截止膜截止红外线的共同作用效果，构成一种新型的可见光波段高透，红外波段截止的超低角度效应的滤光片。
[0009]作为优选，所述涂覆胶层(涂覆胶层厚度范围值在5-100μπι)的可见光吸收波段在380-760nm，最高透光率T>90 %。
[0010]作为优选，所述减反射膜层的层数在4-7层(减反射膜层厚度范围在0.2-0.5μπι)，减反射膜层为高折射率材料层和低折射率材料层交替堆叠而成。
[0011]作为优选，所述红外截止膜层的层数在40-52层(红外截止膜层厚度范围在3-6μm)，红外截止膜层为高折射率材料层和低折射率材料层交替堆叠而成。
[0012]作为优选，所述高折射率材料层的高折射率材料选自二氧化钛、五氧化三钛、二氧化锆、五氧化二钽、五氧化二铌、H4(光学镀膜材料钛酸镧)中的一种或几种。
[0013]作为优选，所述低折射率材料层的低折射率材料为二氧化硅或氟化镁。
[0014]作为优选，所述玻璃基板的厚度在0.1-lmm。
[0015]制备一种混合吸收型红外截止滤光片的方法，包括如下步骤:
[0016](I)将玻璃基板经过超声清洗，烘干后放入匀胶机旋凃，旋凃结束后放入可调节流量的氮气烘箱进行烘烤，加工完成涂覆胶层；
[0017](2)采用电子枪蒸发、离子源辅助的真空镀膜方法在涂覆胶层上沉积获得减反膜层，在玻璃基板下表面沉积获得红外截止膜层，最终得到混合吸收型红外截止滤光片。
[0018]作为优选，步骤(I)中匀胶机旋凃转速在1000-5000r/min，烘箱氮气流量在10-60Sccm，烘烤时间 30-120min，烘烤温度100-250 °C。
[0019]作为优选，步骤(2)中离子源辅助的电压为350-1100V。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021]本发明基于涂覆胶层在可见光波段具有吸收的特性，在涂胶面上离子辅助沉积了减反射膜及基板背面优化设计的红外截止膜，构建了一种混合吸收型红外截止滤光片，实现了角度不敏感的红外截止滤光片。
[0022]本发明与传统的低角度效应的蓝玻璃红外截止滤光片相比，生产成本显著下降，切割效率大幅度提升，便于大规模、批量化生产。
【附图说明】
[0023]图1为本发明混合吸收型红外截止滤光片结构示意图；
[0024]图2本发明涂覆基片光谱曲线与正常蓝玻璃光谱曲线；
[0025]图3本发明混合型红外截止滤光片0-30°光谱曲线。
[0026]图中:
[0027]1.减反射膜层(AR膜)；2.涂覆胶层;3.D263T玻璃基板;4.红外截止膜层(IR膜)。
【具体实施方式】
[0028]下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0029]本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0030]总实施方案:
[0031]如图1所示，一种混合吸收型红外截止滤光片由玻璃基板3(D263T无色硼硅玻璃)、涂覆胶层2、减反射膜层I以及红外截止膜层4组成。玻璃基板厚度在0.1mm-1.0mm之间，常用的规格为0.11mm、0.21mm、0.3mm、0.45mm、0.7mm、1.0mm。所述涂覆胶层(涂覆胶的胶水市售，株式会社日本触媒，型号:IX-2-GQ-AE2)的可见光吸收波段在380_760nm，最高透光率T>90 % ο涂覆胶层厚度范围值在5-100μπι。涂覆胶层在可见光波段(380-760nm)具有吸收特性，利用这一吸收这一特性大大减少了由于角度效应引起的边缘色差问题。减反射膜层数在4-7层，减反射膜层厚度范围在0.2-0.5μπι，在420-680nm波段具有增透效果，可将涂覆基片(涂覆胶层+玻璃基板)的最大透过率从90 %提升到93 %左右。红外截止膜层数在40-52层，红外截止膜层厚度范围在3-6μπι，利用干涉光相消的原理在红外波段780-1200nm进行截止红外波段。所述的减反射膜层和红外截止膜层均由高折射率材料层和低折射率材料层交替堆叠而成，其中，高折射率材料为Ti02、Ti305、Zr02、Ta205、Nb205、H4中的一种或者几种，低折射率材料为S12或者MgF2中的一种。
[0032 ] 一种混合吸收型红外截止滤光片的制备方法，包括以下步骤，
[0033](I)根据所要求的透过率波段、透过率中心波长范围值以及红外截止波段的要求，设计涂胶工艺得出涂覆基片，通过优化设计减反射膜系和截止膜系得出薄膜厚度，确定符合要求的涂覆基片及镀膜膜系；
[0034](2)将玻璃基板经过超声清洗，烘干后放入匀胶机，根据要求设计的涂覆工艺参数进行旋凃，旋凃结束后放入可调节流量的氮气烘箱进行烘烤，经过若干时间后取出测量，确定涂覆基片符合设计要求；匀胶机旋凃转速在1000-5000r/min，烘箱氮气流量在10-60Sccm，烘烤时间 30-120min，烘烤温度100-250 °C。
[0035](3)采用电子枪蒸发、离子源辅助的真空镀膜方法沉积设计好的膜系膜层，得到混合吸收型红外截止滤光片。离子源辅助的电压为350-1100V。
[0036]本发明在玻璃基板上组合了两种类型结构的滤光片即吸收型+干涉截止型，在涂胶前表层加镀减反膜的情况下，利用涂覆胶在可见光的吸收特性及红外截止膜堆在红外部分有红外光作用共同来实现大角度入射时中心偏移量小、透过率高、截止深度高的混合吸收型红外截止滤光片。
[0037]具体实施例:
[0038]实施例1:
[0039]一种混合型红外截止滤光片曲线要求:可见光波段440-550nm平均透过率Tave>93 %，IR中心截止波长T5Q%=660 土 5，0-30°中心偏移量<5nm，红外截止波段725_750nm平均透过率Tave〈l %，750-1 ^^咖平均透过率^。.5%,最大透过率Tmax〈l %。
[0040]将厚度T= 0.21_，尺寸Φ = 150mm玻璃基板经过超声清洗，烘干后放入匀胶机，根据要求设置旋凃转速1800-2200r/min，时间保持20-40s，旋凃结束后放入可调节流量的氮气烘箱进行烘烤，氮气流量在20-40SCCm，烘烤时间40-80min后取出测量，确定涂覆基片符合设计要求。
[0041]采用电子枪蒸发，离子源辅助的方法沉积减反射膜层和红外截止膜层，其中高折射率材料层蒸发速率2-4A/S，低折射率材料层蒸发速率10-14A/S，离子源辅助电压BV值350-800V，基板恒温温度180-220 °C，时间在40-80min。
[0042]对涂覆、烘烤、镀膜后获得的红外截止滤光片进行测试，结果:可见光波段440-55011111平均透过率1'_ = 94.8%，11?中心截止波长了5()% = 658.0411111，0-30°中心偏移量=1.47nm，红外截止波段725-750nm平均透过率Tave = 0.598%，750-1100nm平均透过率Tave =0.097%,最大透过率Tmax = 0.566%,满足设计要求。
[0043]实施例2:
[0044]一种混合型红外截止滤光片曲线要求:可见光波段440-550nm平均透过率Tave>93 %，IR中心截止波长T5Q%=650 土 5，0-30°中心偏移量<5nm，红外截止波段725_750nm平均透过率Tave〈l %，750-1 ^^咖平均透过率^。.5%,最大透过率Tmax〈l %。
[0045]将厚度T= 0.21_，尺寸Φ = 150mm玻璃基板经过超声清洗，烘干后放入匀胶机，根据要求设置旋凃转速1200-1600r/min，时间保持20-40s，旋凃结束后放入可调节流量的氮气烘箱进行烘烤，氮气流量在20-40SCCm，烘烤时间40-80min后取出测量，确定涂覆基片符合设计要求。
[0046]采用电子枪蒸发，离子源辅助的方法沉积减反射膜层和红外截止膜层，其中高折射率材料层蒸发速率2-4A/S，低折射率材料层蒸发速率10-14A/S，离子源辅助电压BV值350-1100V，基板恒温温度130-180 °C，时间在40-80min。
[0047]对涂覆、烘烤、镀膜后获得的红外截止滤光片进行测试，结果:可见光波段440-55011111平均透过率1'_ = 93.8%，11?中心截止波长1'5()% = 651.0911111，0-30°中心偏移量=2.4nm，红外截止波段725-750nm平均透过率Tave = 0.223%，750-1 10nm平均透过率Tave =0.069%,最大透过率Tmax = 0.28%,满足设计要求，如图3所示。
[0048]实施例3:
[0049]一种混合型红外截止滤光片曲线要求，可见光波段440-550nm平均透过率Tave>93 %，IR中心截止波长T5Q%=655 土 5，0-30°中心偏移量<5nm，红外截止波段725_750nm平均透过率Tave〈l %，750-1 ^^咖平均透过率^。.5%,最大透过率Tmax〈l %。
[0050]将厚度T= 0.21_，尺寸Φ = 150mm玻璃基板经过超声清洗，烘干后放入勾胶机，根据要求设置旋凃转速1800-2200r/min，时间保持20-40s，旋凃结束后放入可调节流量的氮气烘箱进行烘烤，氮气流量在20-40SCCm，烘烤时间40-80min后取出测量，确定涂覆基片符合设计要求，如图2所示。
[0051]采用电子枪蒸发，离子源辅助的方法沉积减反射膜层和红外截止膜层，其中高折射率材料层蒸发速率2-4A/S，低折射率材料层蒸发速率10-14A/S，离子源辅助电压BV值350-1100V，基板恒温温度130-180 °C，时间在40-80min。
[0052]对涂覆、烘烤、镀膜后获得的红外截止滤光片进行测试，结果:可见光波段440-55011111平均透过率1'_ = 94.2%，11?中心截止波长1'5()% = 654.9511111，0-30°中心偏移量=2.0lnm，红外截止波段725-750nm平均透过率Tave = 0.43% ,750-1 10nm平均透过率Tave =0.078%，最大透过率Tmax = 0.27%，满足设计要求。
[0053]以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【主权项】
1.一种混合吸收型红外截止滤光片，包括玻璃基板，其特征在于:所述玻璃基板的上表面设有具有可见光吸收特性的涂覆胶层，涂覆胶层上设有减反射膜层，所述玻璃基板的下表面设有红外截止膜层。2.根据权利要求1所述的一种混合吸收型红外截止滤光片，其特征在于:所述涂覆胶层的可见光吸收波段在380-760nm，最高透光率T>90 %。3.根据权利要求1所述的一种混合吸收型红外截止滤光片，其特征在于:所述减反射膜层的层数在4-7层，减反射膜层为高折射率材料层和低折射率材料层交替堆叠而成。4.根据权利要求1所述的一种混合吸收型红外截止滤光片，其特征在于:所述红外截止膜层的层数在40-52层，红外截止膜层为高折射率材料层和低折射率材料层交替堆叠而成。5.根据权利要求3或4所述的一种混合吸收型红外截止滤光片，其特征在于:所述高折射率材料层的高折射率材料选自二氧化钛、五氧化三钛、二氧化锆、五氧化二钽、五氧化二铌、Η4中的一种或几种。6.根据权利要求3或4所述的一种混合吸收型红外截止滤光片，其特征在于:所述低折射率材料层的低折射率材料为二氧化硅或氟化镁。7.根据权利要求1或2所述的一种混合吸收型红外截止滤光片，其特征在于:所述玻璃基板的厚度在0.1-lmm。8.制备权利要求1所述的一种混合吸收型红外截止滤光片的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将玻璃基板经过超声清洗，烘干后放入匀胶机旋凃，旋凃结束后放入可调节流量的氮气烘箱进行烘烤，加工完成涂覆胶层； (2)采用电子枪蒸发、离子源辅助的真空镀膜方法在涂覆胶层上沉积获得减反膜层，在玻璃基板下表面沉积获得红外截止膜层，最终得到混合吸收型红外截止滤光片。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于:步骤(I)中匀胶机旋凃转速在1000-5000r/min，烘箱氮气流量在10_60Sccm，烘烤时间30_120min，烘烤温度100-250 °C。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于:步骤(2)中离子源辅助的电压为350-1lOOVo
【文档编号】G02B1/11GK105911625SQ201610305348
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】谭耀成, 张睿智, 林正坤, 彭建宾, 洪军可, 林霄
【申请人】浙江水晶光电科技股份有限公司