CN105319632B

CN105319632B - 光学滤片

Info

Publication number: CN105319632B
Application number: CN201410367911.8A
Authority: CN
Inventors: 张春雷
Original assignee: Hoya Optoelectronics Qingdao Ltd; Hoya Candeo Optronics Corp
Current assignee: Hoya Optoelectronics Qingdao Ltd; Hoya Candeo Optronics Corp
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2018-06-26
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: CN105319632A

Abstract

本发明公开了一种光学滤片，其具备有相对的主表面的玻璃基板，以及在所述的玻璃基板的至少一面主表面设有多层薄膜，特征是所述的玻璃基板的厚度范围为0.15～1.0mm；以及所述的玻璃基板的热膨胀系数，与所述的多层薄膜的各薄膜的热膨胀系数的差，都小于100/(×10^‑7/℃)。上述的玻璃基板的热膨胀系数为50～200/(×10^‑7/℃)；玻璃基板为磷酸系玻璃，或氟磷酸系玻璃；在相对的主表面都设有所述的多层薄膜，多层薄膜为AR膜。本发明光学滤片出现脱落细微膜块的膜缺陷率均有大幅度降低，尤其是双面AR镀膜光学滤片出现脱落细微膜块的膜缺陷率至少降低了80％。

Description

光学滤片

技术领域

本发明涉及一种光学滤片，尤其是一种具备有相对的主表面的玻璃基板，以及在所述的玻璃基板的至少一面主表面设有多层薄膜的光学滤片。

背景技术

AR膜是一种光学薄膜，称为减反射膜，又可称为增透膜；广泛用于减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学滤片表面的反射光，从而增强这些光学元件的透光量。随着光电技术的发展，为了更好的提高光透过玻璃的能力，减少光的反射，在一些光学滤片的基板，诸如蓝玻璃的基础上加镀防反AR膜，并且从原先的单面AR镀膜，发展到现在的双面AR镀膜。由于上述光学滤片通常需要达到较高如99.9％以上的透过率，就必须消除基板正面和背面的反射，故要在基板正反两面均镀AR膜，即双面AR镀膜，通过对已经制备出的双面AR镀膜蓝玻璃滤光片进行检测发现，其可视区域内的透过率的确能够满足要求。

但是，本发明创造的发明人在制备上述光学滤片的过程中发现，由于薄膜(AR镀膜)与蓝玻璃基板间应力大等的原因会遇到膜缺陷多发这样的难题。这里的膜缺陷是指玻璃基板上完整的薄膜间有一块大小在几十微米的薄膜块(下称细微膜块)脱落的现象，利用光学显微镜和/或电子显微镜即能得到验证，参看图1。

发明内容

本发明的任务在于解决制备光学滤片时镀膜易出现上述膜缺陷的问题，提供一种光学滤片。

其技术解决方案是：

一种光学滤片，其具备有相对的主表面的玻璃基板，以及在所述的玻璃基板的至少一面主表面设有多层薄膜，所述的玻璃基板的厚度范围为0.15～1.0mm；以及

所述的玻璃基板的热膨胀系数，与所述的多层薄膜的各薄膜的热膨胀系数的差，都小于100/(×10^-7/℃)。

优选地，上述的玻璃基板的热膨胀系数为50～200/(×10^-7/℃)。

优选地，上述的玻璃基板为磷酸系玻璃，或氟磷酸系玻璃。

优选地，在上述的相对的主表面都设有所述的多层薄膜。

优选地，上述的多层薄膜为反射防止膜(AR膜)。

优选地，上述的反射防止膜从所述的主表面至少依次由高折射率物质层、低折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层组成；较为优选地，上述的高折射率物质层、低折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层依次为LaTiO₃层、MgF₂层、LaTiO₃层与MgF₂层；更为优选地，上述的LaTiO₃层、MgF₂层、LaTiO₃层与MgF₂层的厚度依次为10～20nm、20～40nm、120～140nm、与80～100nm。

优选地，上述的反射防止膜从所述的主表面至少依次由高折射率物质层、中折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层组成；较为优选地，上述的高折射率物质层、中折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层依次为LaTiO₃层、Al₂O₃层、LaTiO₃层与MgF₂层；更为优选地，上述的LaTiO₃层、Al₂O₃层、LaTiO₃层与MgF₂层的厚度依次为3～15nm、40～70nm、110～130nm、与80～100nm。

本发明具有以下有益技术效果：

发明人依据本发明的技术方案分别制备了十余个批次、且每个批次不少于1000件的单面AR镀膜或双面AR镀膜光学滤片，并利用光学显微镜和/或电子显微镜对这些光学滤片逐件进行检测，初步验证本发明光学滤片出现脱落细微膜块的膜缺陷率均有大幅度降低，尤其是双面AR镀膜光学滤片出现脱落细微膜块的膜缺陷率至少降低了80％。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作更进一步的说明：

图1为现有的双面AR镀膜光学滤片的电子显微镜图片，图中的微小片状物为脱落的细微膜块。

具体实施方式

一种光学滤片，其具备有相对的主表面的玻璃基板，以及在所述的玻璃基板的至少一面主表面设有多层薄膜，所述的玻璃基板的厚度范围为0.15～1.0mm；以及，所述的玻璃基板的热膨胀系数，与所述的多层薄膜的各薄膜的热膨胀系数的差，都小于100/(×10^-7/℃)。上述的玻璃基板的热膨胀系数为50～200/(×10^-7/℃)。在上述的相对的主表面都设有所述的多层薄膜。上述的多层薄膜为反射防止膜(AR膜)。在此基础上，可以有以下两种更进一步的技术方案：

其中的一种更进一步的技术方案是：上述的反射防止膜从所述的主表面至少依次由高折射率物质层、低折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层组成。优选地，上述的高折射率物质层、低折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层依次为LaTiO₃层、MgF₂层、LaTiO₃层与MgF₂层；更为优选地，上述的LaTiO₃层、MgF₂层、LaTiO₃层与MgF₂层的厚度依次为10～20nm、20～40nm、120～140nm、与80～100nm。

其中的另一种更进一步的技术方案是：上述的反射防止膜从所述的主表面至少依次由高折射率物质层、中折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层组成。优选地，上述的高折射率物质层、中折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层依次为LaTiO₃层、Al₂O₃层、LaTiO₃层与MgF₂层；更为优选地，上述的LaTiO₃层、Al₂O₃层、LaTiO₃层与MgF₂层的厚度依次为3～15nm、40～70nm、110～130nm、与80～100nm。

实施例1

一种光学滤片，是在玻璃基板双面AR镀膜制成的。

上述玻璃基板选为磷酸系玻璃，或氟磷酸系玻璃。

上述AR膜，依次由LaTiO₃层、MgF₂层、LaTiO₃层与MgF₂层组成。LaTiO₃即H₄，其商品名：Substance H₄granules about0.1-2mm Patinal。上述各膜层的厚度依次为10～20nm、20～40nm、120～140nm、与80～100nm。

实施例2

一种光学滤片，是在玻璃基板的双面AR镀膜制成的。

上述玻璃基板选为磷酸系玻璃，或氟磷酸系玻璃。

上述AR膜，依次由LaTiO₃层、AL₂O₃层、LaTiO₃层与MgF₂层组成。LaTiO₃即H₄，其商品名：Substance H₄granules about0.1-2mm Patinal。上述各膜层的厚度依次为3～15nm、40～70nm、110～130nm、与80～100nm。

本发明通过上述膜材料的选用及组配，以及层次及厚度等的优化设计，经初步验证，不仅能够克服MgF₂膜材料对分光特性制约及MgF₂膜材料易发生突沸的难题，还更有利于通过选用与光学滤片的玻璃基板热膨胀系数相差较小的MgF₂膜或AL₂O₃膜材料，代替原先与光学滤片的玻璃基板热膨胀系数相差较大的SiO₂膜材料来减少薄膜与玻璃基板间产生的热应力，从而特别有效地达到降低膜缺陷发生率的目的。

针对上述实施例的有关检验结果参见表1：

表1

续接上表

并进一步验证抑制膜缺陷发生必要的玻璃基板与薄膜热膨胀系数差，选定为以下三个阶段：

·优选地，玻璃基板的热膨胀系数与各薄膜的热膨胀系数之差，小于100/(×10^-7/℃)，在满足该条件时本发明单面或双面AR镀膜的光学滤片出现脱落细微膜块的膜缺陷率能够有效地降低。

·优选地，玻璃基板的热膨胀系数与各薄膜的热膨胀系数之差，小于70/(×10^-7/℃)，在满足该条件时本发明双面AR镀膜光学滤片出现脱落细微膜块的膜缺陷率降低了80％左右。

·较为优选地，玻璃基板的热膨胀系数与各薄膜的热膨胀系数之差，小于60/(×10^-7/℃)，在满足该条件时本发明双面AR镀膜光学滤片出现脱落细微膜块的膜缺陷率得以进一步降低，可降低至84％左右。

·更为优选地，玻璃基板的热膨胀系数与各薄膜的热膨胀系数之差，小于50/(×10^-7/℃)，在满足该条件时本发明双面AR镀膜光学滤片出现脱落细微膜块的膜缺陷率得以更进一步降低，可降低至88％左右。

上述记载中的类似于n/(×10^-7/℃)的表达式，也可表示为n×10^-7/℃，或n×10^- ⁷cm/cm.℃；类似于n₁～n₂/(×10^-7/℃)的表达式，也可表示为n₁×10^-7/℃～n₂×10^-7/℃，或n₁×10^-7cm/cm.℃～n₂×10^-7cm/cm.℃。

上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明是，在本说明书的教导下本领域技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光学滤片，其具备有相对的主表面的玻璃基板，以及在所述的玻璃基板的至少一面主表面设有多层薄膜，其特征在于：

所述的玻璃基板的厚度范围为0.15～1.0mm；以及

所述的玻璃基板的热膨胀系数，与所述的多层薄膜的各薄膜的热膨胀系数的差，都小于70/(×10^-7/℃)。

2.根据权利要求1所述的光学滤片，其特征在于：所述的玻璃基板的热膨胀系数为50～200/(×10^-7/℃)。

3.根据权利要求1所述的光学滤片，其特征在于：所述的玻璃基板为磷酸系玻璃，或氟磷酸系玻璃。

4.根据权利要求2所述的光学滤片，其特征在于：所述的玻璃基板为磷酸系玻璃，或氟磷酸系玻璃。

5.根据权利要求3所述的光学滤片，其特征在于：在所述的相对的主表面都设有所述的多层薄膜。

6.根据权利要求4所述的光学滤片，其特征在于：在所述的相对的主表面都设有所述的多层薄膜。

7.根据权利要求1至6任一项所述的光学滤片，其特征在于：所述的多层薄膜为反射防止膜。

8.根据权利要求7所述的光学滤片，其特征在于：所述的多层薄膜从所述的主表面至少依次由高折射率物质层、低折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层组成。

9.根据权利要求8所述的光学滤片，其特征在于：所述的高折射率物质层、低折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层依次为LaTiO₃层、MgF₂层、LaTiO₃层与MgF₂层。

10.根据权利要求9所述的光学滤片，其特征在于：所述的LaTiO₃层、MgF₂层、LaTiO₃层与MgF₂层的厚度依次为10～20nm、20～40nm、120～140nm、与80～100nm。

11.根据权利要求7所述的光学滤片，其特征在于：所述的多层薄膜从所述的主表面至少依次由高折射率物质层、中折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层组成。

12.根据权利要求11所述的光学滤片，其特征在于：所述的高折射率物质层、中折射率物质层、高折射率物质层与低折射率物质层依次为LaTiO₃层、Al₂O₃层、LaTiO₃层与MgF₂层。

13.根据权利要求12所述的光学滤片，其特征在于：所述的LaTiO₃层、Al₂O₃层、LaTiO₃层与MgF₂层的厚度依次为3～15nm、40～70nm、110～130nm、与80～100nm。