技术领域本发明涉及一种改良式近红外线滤光玻璃，尤指一种吸收滤光近红外线及具高穿透性能的改良光谱灵敏度的近红外线滤光玻璃。
背景技术：
近年来，用于数字照相机、智能型手机的CCD、CMOS等半导体摄录组件，从可视光领域扩及到波长1100nm附近的近红外光领域，使用吸收近红外光领域的滤光器可以得到近似于人的视感度。一般，以模造用的玻璃材料有三个重要的基本指标，分别是高折射率、高穿透率和低的玻璃转换温度。追求高折射率的用意在于，要达到相同的光学质量只需要较少的镜片即可达到，如此就可减少体积和重量以达到轻薄短小的目的。要求高穿透率是为了减少色差所带来的影响，确保能够贴近真实的影像。要求低的玻璃转换温度，主要是针对模造制程的要求，不仅可以延长模具的寿命，更可减少能源的消耗和缩短制程，进一步降低制造成本。再者，关于色差调灵敏度修正用的滤光器需求越来越大，这就对用于制造此类近红外光滤光功能玻璃提出了更高的要求，即要求能够大量、低价的供应此类具有较好稳定性能的玻璃。由于目前智能型手机要求都是轻薄短小，因此在各个组件上都以此方向改良，摄录镜头也是如此，造成进入CCD或CMOS传感器的光线入射角度变大，也使得中心波长偏移变大，而产生色偏之缺失。现有技术，近红外线吸收玻璃是在磷酸盐玻璃或氟磷酸盐玻璃中添加CuO来制造近红外线吸收玻璃。氟磷酸盐玻璃具有非常优异的耐候性及低于1000℃的烧结温度,因为低温而获得优异的透射率。但有杨式弹性系数不佳，造成加工性不佳，使得玻璃变脆且易损伤，致成本大为增加的缺失。磷酸盐玻璃具有相对于硅酸盐玻璃较低的熔融温度、低玻璃转换温度、高热膨胀系数及优异的光学性质，在可见光和近红外光区域具有高透射率，非常适合运用在光学材料上，但是在耐候性不足及烧结温度依旧偏高(1250℃)而影响到透射率的表现的缺点，限制了其应用的领域。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可具有多种不同化学成分，使具有优越的化学稳定性、降低模造温度、提高穿透率的改良式近红外光滤光玻璃，并可耐恶劣的高温高湿环境。由于玻璃中每添加了一种新的组成成份(如增加一种新的氧化物)，都会降低玻璃的析晶、失透能力。这是由于成分增多，相图变复杂了，或者说新组成分的增加会引起对析晶、失透产生干扰作用的结果，造成分相与析晶性能都很差。本发明的另一目的在于，提供适合不同玻璃厚度而调整玻璃的组成成分。因玻璃光谱会随玻璃的不同厚度而变化，当使用不同厚度玻璃时，玻璃的组成分也须微调。当厚度为0.21mm时，中心波长(T50％穿透率)位于642nm、在波长400nm的透射率则大于81％，在波长430-565nm的平均透射率可达87％以上，在波长750-1100nm的平均透射率小于9％。参见图3可发现，相同组成玻璃当厚度为0.32mm时，其透射率完全不同，因此当应用不同厚度时，玻璃的组成也须微调。本发明的所述近红外光吸收玻璃基材包含35％～45％的Al(PO3)3、10％～20％的P2O5以及3％～7％的SrO和6％～15％的CuO的组成。以上所述％为摩尔百分含量。本发明的玻璃基材，其是藉由温度1150℃熔融原料组成物及于冷却该熔融后的组成物而形成。本发明又一目的是以磷酸玻璃作为基质玻璃，使用Al(PO3)3可增进其耐水性，比使用P2O5(H3PO4)+Al2O3其耐水性更佳，使用SrO可降低在玻璃融炼过程中气泡的残留，通过控制磷酸盐基玻璃组成中的P2O5/CuO含量的比例，使得玻璃的近红外光吸收性能优异及符合需求的透射率。由控制玻璃组成达到降低玻璃烧结温度、减少因高温产生的Cu+离子,Cu2+离子对红外线有良好的吸收效果，但是Cu+离子却会在300～550nm附近产生影响，进而影响整体的透射率。本发明的玻璃厚度为0.19mm时，在波长400nm透射率大于83％，在波长500nm透射率大于89％，在500至700nm的波长范围内的光谱透射率中，透射率为50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)范围为647nm。本发明的玻璃厚度为0.21mm时，在波长400nm透射率大于81％，在波长500nm透射率大于88％，在500至700nm的波长范围内的光谱透射率中，透射率为50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)范围为642nm。本发明的玻璃厚度为0.3mm时，在波长400nm透射率大于85％，在波长500nm透射率大于87％，在500至700nm的波长范围内的光谱透射率中，透射率为50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)范围为644nm。本发明的玻璃厚度为0.4mm时，在波长400nm透射率大于86％，在波长500nm透射率大于89％，在500至700nm的波长范围内的光谱透射率中，透射率为50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)范围为642nm。此外，本发明的玻璃原料组成物可另包含15～20％的Li2O、Na2O、MgO、ZnO，以改善于烧结时的熔融性以及失透性，且本发明在玻璃厚度为0.19-0.4mm的使用厚度条件下时，波长430～565nm的光谱透射率显示大于87％，在640至650nm的波长范围内的透射率中，透射率达50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)，范围为750nm～1100nm、平均穿透率<11％。本发明的改良式近红外线滤光玻璃可增加抗反射膜层或其他功能的膜层设于该玻璃基材上，以增加其可见光范围(400nm～700nm)的透射率及降低其反射率。其是以镀膜方式阻绝700nm～1100nm的红外线，使其平均透射率低于0.5％，并且控制镀膜后在光源入射角度达30°时，本发明的改良式近红外线滤光玻璃的中心波长偏移量小于5nm，在应用上才可确保得到最自然的色彩。本发明的改良式近红外线滤光玻璃镀膜前，当光源入射角度达30°时，本发明的改良式近红外线滤光玻璃中心波长偏移量小于2nm。若经过镀膜后，当光源入射角度达45°时，本发明的改良式近红外线滤光玻璃中心波长偏移量小于5nm。经过镀膜后当光源入射角度达30°时，本发明的改良式近红外线滤光玻璃中心波长偏移量小于5nm，且在85℃、85％RH恒温恒湿连续测试500小时后，玻璃表面皆无组成析出及劣化的现象，可精准掌控影像感测组件所接受之光源，而使其呈现出稳定以及不失真的色像。因此，本发明的改良式近红外线滤光玻璃较常用取得430nm～565nm更高的平均穿透率，可用于影像感测封装构造取代常用的反射式近红外线滤光玻璃。附图说明图1是本发明实施例组成成分。图2是本发明实施例的在1150℃、1250℃、1130℃下，温度对透射率的影响比较图。图3是本发明实施例组成相同、厚度不同的光谱透射率曲线图。图4是本发明实施例的近红外光吸收玻璃0.19mm的光谱图。图5是本发明实施例的近红外光吸收玻璃0.21mm的光谱图。图6是本发明实施例的近红外光吸收玻璃0.3mm的光谱透射率曲线图。图7是本发明实施例的近红外光吸收玻璃0.4mm的光谱透射率曲线图。图8是本发明实施例在镀膜前后不同玻璃厚度的透射率比对表。图9是本发明实施例的镀膜前后光谱透射率曲线比较图。图10是本发明的实施例0度至45度光谱透射率比较图。具体实施方式为了解本发明的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，进一步以如图式所示的较佳实施例详细说明如后。请参阅图1，本发明的改良式近红外线滤光玻璃组成分，是以Al(PO3)3及P2O5为主材料，包含35％～45％的Al(PO3)3、10％～20％的P2O5以及3％～7％的SrO和6％～15％的CuO；并可添加15％<Li2O+Na2O+Mgo+ZnO>20％成分，而得到较低的熔融温度。上述“％”为摩尔百分含量，下文中“％”表示相同含义。本发明所述近红外光吸收玻璃基材，其是藉由温度1150℃熔融原料组成物及于冷却该熔融后的组成物而形成。Al(PO3)3为本发明之基本成分，因为使用Al(PO3)3比用Al2O3+P2O5在耐水性上会较高，但是若比例超过45％，会因为Al(PO3)3熔点较高，熔融温度升高，Cu+数量增加，影响透射率，若低于35％则会造成耐候性不佳。因此Al(PO3)3的含量限定为35％～45％，较佳为38％～42％，最佳为39％-41％。P2O5是在红外光区域中产生吸收作用的一种重要组成分。因为Al(PO3)3有溶解温度的考虑，因此需再添加P2O5，若少于10％，则玻璃近红外光吸收效果降低；若超过25％则玻璃耐失透性与化学稳定性均会恶化，因此添加P2O5的含量限定为12％-25％，较佳为15％-23％，最佳为18％-21％。Li+、Na+、K+为提高玻璃的可熔性、玻璃结成性和可见光区的透射率的组成分。相对于Na+、K+而言，添加Li+对玻璃的化学稳定性效果更好。但当Li+含量超过20％时，玻璃熔解变化剧烈，会有粉料散逸，造成成分控制不易、炉壁侵蚀的问题，使得玻璃的化学稳定性和加工性能均会恶化。因此，Li2O含量为3％-20％，较佳为5％-18％，最佳为6％-13％。本发明加入少量的Na+、K+与Li+混熔，可有效提高玻璃的化学稳定性。Na+的引入还有提高熔融性和耐失透性的作用，Na2O其含量为0.5％-10％，较佳为3％-8％，最佳为4％-7％。另为降低玻璃高温黏度，因此选择K2O的含量为0-3％。R2+是有效提高玻璃的结成性、耐失透性和可加工性的成分，这里R2+代表Mg2+、Sr2+和Zn2+。作为近红外光吸收滤光器之用，期望是具有较高的可视光域的光透射率较高。而为了提高可视光域的透射率，玻璃中引入的铜离子不是Cu+，而必须是Cu2+。因为玻璃溶液如果处于还原状态，Cu2+就变成Cu+，其结果是波长400nm附近的透射率将降低。本发明使用适量的MgO和SrO，增加了玻璃液的碱性含量，能够抑制Cu2+还原成Cu+，使得玻璃的透射率更优异。不使用BaO的原因是Ba2+与O2-亲和性较Sr2+高，在玻璃泡沫澄清过程中，会使消泡较为困难。由于MgO和SrO的合计含有量如果不到3％，耐失透性就有恶化的倾向，如果超过10％，也有耐失透性恶化的倾向。因此，MgO和SrO合计含有量为3％～12％，较佳合计含有量为4％～10％，最佳合计含量为5％～9％。再添加少量的Al2O3可增加玻璃的耐候性、降低失透性及降低热膨胀系数的功效，但是溶解温度高是其缺点；因此用量不宜过高，若高于8％，会有溶解温度升高的缺点；但若少于2％，耐候性及降低失透性的优点就不易显现。因此，Al2O3含有量为2％～8％，较佳含有量为3％～7％，最佳含量为4％～6％请参阅图4，为本发明组成分实施例的透射率特性，当本发明玻璃厚度为0.19mm时，在400至1100nm波长范围内的光谱透射率显示的特性分别为：在400nm波长的光谱透射率大于或等于80％、较佳大于或等于83％。在500nm波长的光谱透射率大于或等于86％、较佳大于或等于87％、最佳大于或等于89％。在500至700nm波长范围内的光谱透射率中，透射率为50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)范围为647nm±2m。请参阅图5，当本发明玻璃厚度为0.21mm时，在400至1100nm波长范围内的光谱透射率显示的特性分别为：在400nm波长的光谱透射率大于或等于80％、较佳大于或等于81％。在500nm波长的光谱透射率大于或等于86％、较佳大于或等于87％、最佳大于或等于88％。在500至700nm的波长范围内的光谱透射率中，透射率为50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)范围为642nm±2m。请参阅图6，当本发明玻璃厚度为0.3mm时，在400至1100nm波长范围内的光谱透射率显示的特性分别为：在400nm波长的光谱透射率大于或等于83％、较佳大于或等于85％。在500nm波长的光谱透射率大于或等于86％、较佳大于或等于87％、最佳大于或等于88％。在500至700nm波长范围内的光谱透射率中，透射率为50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)范围为644nm±2m。请参阅图7，当本发明玻璃厚度为0.4mm时，在400至1100nm波长范围内的光谱透射率显示的特性分别为：在400nm波长的光谱透射率大于或等于84％、较佳大于或等于86％。在500nm波长的光谱透射率大于或等于86％、较佳大于或等于88％、最佳大于或等于89％。在500至700nm的波长范围内的光谱透射率中，透射率为50％时对应的波长(即T50％对应的波长值)范围为642nm±2m。请参阅图8，则为本发明于镀膜前后，于不同玻璃厚度的透射率比对表。即在700nm至110nm的近红外线区域波长范围内的吸收大，在400nm至600nm的可见光区域波长范围内的吸收小。请参阅图9，本发明之改良式近红外线滤光玻璃可增加抗反射膜层或其他功能的膜层设于该玻璃基材上，以增加其可见光范围(400nm～700nm)的透射率及降低其反射率。其是以镀膜方式阻绝700nm～1100nm的红外线，使其平均透射率低于0.5％，并且控制镀膜后在光源入射角度达30°时，中心波长偏移量小于5nm，在应用上才可确保得到最自然的色彩。本发明改良式近红外线滤光玻璃，当光源入射角度达30°时，本发明的改良式近红外线滤光玻璃中心波长偏移量小于2nm。请参阅图10，当光源入射角度达45°时，本发明的改良式近红外线滤光玻璃中心波长偏移量小于5nm。请参阅图2为温度对透射率影响的比较图，本发明的改良式近红外线滤光玻璃经过镀膜后，当光源入射角度达30°时，中心波长(即T50％对应的波长值)偏移量小于5nm且在85℃，85％RH恒温恒湿连续测试500小时后，表面皆无组成析出及劣化的现象。此可精准掌控影像感测组件所接受的光源，而使其呈现出稳定以及不失真的色像。本发明又一具体的实施例之一，并不限于所述的实施例为，以磷酸盐、氧化物、硝酸盐和碳酸盐作为玻璃组成分原料，将原料组成分依图1中显示的组成分比例称重后，使其完全混合，将混合原料组成份投入铂金坩埚中，以1150℃的温度下加热熔融，熔融后的原料组分经澄清均化后，使熔融玻璃由控温管道中以恒定流速连续流出、成型、退火后，得到本发明的玻璃。再经减薄、研抛、镀膜等制程后，成为可运用之光学组件。本发明的改良式近红外线滤光玻璃具有一玻璃基材，该基材是藉由熔融一原料组成物以及冷却该熔融后的原料组成物而形成，该原料组成物主要包含35％～45％的Al(PO3)3、10％～25％的P2O5、以及3％～7％的SrO。本发明的％是指摩尔(Mole)百分比。上述原料组成物的成分及含量限定的理由为，Al(PO3)3是磷酸盐玻璃中改善耐候性非常有效的成分，可是若不满35％就无法显现出来，若超过45％就会发生熔融困难的现象，须以较高的温度来熔解，如此会造成430～565nm之透射率下降，所以下限是35％，较佳为40％，上限是45％；P2O5为吸收红外光区域的一种重要组成分，且因Al(PO3)3有溶解温度的考虑，因此必需再添加P2O5，若添加少于10％，玻璃近红外光吸收效果降低；超过25％则玻璃耐候性与化学稳定性均会恶化，因此再添加P2O5的含量限定为12-25％，较佳为15-23％，最佳为17-20％。SrO的作用类似BaO，但是不会有添加量较高而产生微小气泡的缺失，但是熔点略高是其缺点，因此3～7％间,较佳为5％。CuO具有较佳的阻隔近红外线效果，但是若含量低于6％，在玻璃厚度为0.4mm时T50％就会>650nm，但若超过15％(较佳不超过13％)且玻璃厚度为0.19mm时，T50％就会<640nm，将会产生让可见光的透射变低的问题。现代影像模块的设计明显趋向轻薄短小，本发明可以降低滤光玻璃之厚度之功效。本发明经一系列研究后，当玻璃厚度限定在0.19mm～0.4mm时，只有CuO含量在6％～15％之间可得具有良好的透射率(波长430～560nm的透射率>87％以上)及吸收率(波长750nm～1100nm的平均透射率<11％)的滤光玻璃。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。