CN108663736A - 滤光片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滤光片，其包含：近红外光滤光基板，其具有近红外光吸收染料；吸收层，其包含近红外光及紫外光的吸收染料且形成于近红外光滤光基板的表面上；第一多层膜，其形成于吸收层上；及第二多层膜，其形成于近红外光滤光基板的另一表面上。

Description

滤光片
技术领域
本发明涉及一种滤光片的技术领域，尤其涉及一种用于取像装置的滤光片。
背景技术
在数字时代，相机或手机等行动装置改用电荷耦合检测器(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)来转换图像为电子数字信号，CCD或CMOS会同时感应可见光与红外线，而红外线会「干扰」正常的图像，影响正常图像的色彩，并产生热及噪声等问题。具体而言，图像感测元件对光波的感应范围约为波长350nm至1200nm，故可能捕捉到红外光及紫外光。为了避免红外光及紫外光影响画面的呈现，则须在图像感测元件前加装滤光片以阻隔红外光及紫外光进入图像感测元件，避免前述图像问题并修饰可见光的感测范围，以减少图像的色偏现象。另一方面，为了解决移动装置薄型化，导致CCD或CMOS必须接受大角度光入射而产生的色偏，滤光片被要求在波长630至700nm间有更急遽的透射率变化。
在应用于取像装置的习知滤光片中，透明树脂系用以作为滤光片的基材。然而，习知的滤光片存在未能充分遮蔽红外光及紫外光的情况。
一般而言，为降低成本及减少因多道工艺而造成的良率下降，希望具有红外光截止功能的滤光片的膜层数目越少越好。然而，减少滤光片的膜层将影响其光谱特性而难以达到理想的红外光及紫外光截止性能。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种滤光片。
为了解决上述技术问题，本申请揭示了一种滤光片，其特征在于，包括：近红外光滤光基板，其具有近红外光吸收染料；吸收层，其包括近红外光吸收染料及紫外光吸收染料，并形成于所述近红外光滤光基板的一表面上；第一多层膜，其形成于所述吸收层上；以及第二多层膜，其形成于所述近红外光滤光基板的另一表面上。
根据本申请的一实施方式，上述近红外光滤光基板更包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯及环状聚烯烃系树脂中的至少一者。
根据本申请的一实施方式，上述吸收层的厚度介于2.5μm至3.5μm间。
根据本申请的一实施方式，上述吸收层的厚度为3μm。
根据本申请的一实施方式，上述第一多层膜及第二多层膜的厚度分别介于10nm至500nm间。
根据本申请的一实施方式，上述第一多层膜及第二多层膜分别包括TiO2及SiO2。
根据本申请的一实施方式，上述吸收层是吸收波长范围为350nm至420nm及630nm至800nm间的光。
根据本申请的一实施方式，上述第一多层膜及第二多层膜是吸收波长范围为700nm至1200nm间的光。
根据本申请的一实施方式，上述更包括在紫外光区，入射角度为0度且透射50％透射率的所述濾光片的波长与入射角度为30度且透射50％透射率的所述濾光片的波长的差值为2nm以下。
根据本申请的一实施方式，上述更包括在红外光区，入射角度为0度且透射所述濾光片的透射率為50％的波长与入射角度为30度且透射所述濾光片的透射率為50％的波长的差值为2nm以下。
根据本申请的一实施方式，上述近红外光滤光基板的近红外光吸收染料的质量浓度对所述吸收层的近红外光吸收染料的质量浓度的比例为1：0.03。
根据本申请的一实施方式，上述吸收层的材料包含聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂、醇酸类树脂、环氧类树脂或热固型丙烯酸类树脂。
与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
本申请揭示一种滤光片，其藉由近红外光滤光基板及吸收层的近红外光吸收染料产生不同的光谱性质，藉此调控本申请的滤光片所需的光谱图形，可减少入射光进入滤光片在不同入射角的条件下滤光片产生色偏现象，维持可见光通过滤光片的透射率。明确而言，本申请所提供的滤光片让波长为600nm至700nm的可见光通过的透射率大幅提升，并有效地吸收近红外光及紫外光，降低近红外光及紫外光通过的透射率。
附图说明
图1为本申请一实施方式的滤光片的示意图。
图2为本申请一实施方式的滤光片的制备流程图。
图3为本申请一实施方式的滤光片的光谱透射曲线图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
关于本文中所使用之“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技用语描述的组件或操作而已。
请参阅图1，其是本申请一实施方式的滤光片1的示意图；如图所示，本申请提供一种滤光片1，滤光片1包括近红外光滤光基板11、吸收层13、第一多层膜15及第二多层膜17，近红外光滤光基板11具有近红外光吸收染料。吸收层13包括近红外光吸收染料及紫外光吸收染料，并形成于近红外光滤光基板11的一表面上，其中近红外光吸收染料通常可为方酸内鎓盐系化合物、酞菁系化合物、萘酞菁系化合物及花青系化合物中至少一者，其可吸收波长范围为630nm至800nm的光；紫外光吸收染料通常可为偶氮次甲基系化合物、吲哚系化合物、苯并三唑系化合物及三嗪系化合物中至少一者，其可吸收波长范围为300nm至400nm的光。第一多层膜15形成于吸收层13上，第二多层膜17形成于近红外光滤光基板11的另一表面上。
图1进一步说明近红外光滤光基板11与吸收层13是两层独立的结构，吸收层13是位于近红外光滤光基板11上。近红外光滤光基板11是树脂与近红外光吸收染料混合而形成，而吸收层13是树脂与近红外光吸收染料及紫外光吸收染料混合而形成。近红外光滤光基板11的形成通过熔融成形、注射成形、浇铸成型或吹塑成形，其厚度介于90μm至200μm间，其中近红外光滤光基板11的树脂包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯及环状聚烯烃系树脂中至少一者。吸收层13的树脂包括热塑性树脂(例如：聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂或醇酸类树脂)或热固型树脂(例如：环氧类树脂或热固型丙烯酸类树脂)。吸收层13藉由旋转涂布法均匀地涂布于近红外光滤光基板11上。例如，藉由旋转涂布法将吸收层13的混合材料均匀地涂布在近红外光滤光基板11上，其中旋转速度为1100rpm，并在100℃至130℃间的环境条件下维持约一小时的时间，形成吸收层13于近红外光滤光基板11上，且使吸收层13与近红外光滤光基板11间具有良好的附着性，吸收层13较不易因为温度、压力等外在环境变化而自近红外光滤光基板11剥离。此外，藉由前述方法形成的吸收层13的厚度较佳地介于2.5μm至3.5μm；更佳地，吸收层13的厚度为3μm。吸收层13用以吸收波长范围为350nm至420nm间及630nm至800nm间的光。吸收层13亦可以藉由喷雾涂覆法、帘幕涂覆法、凹槽辊涂覆法、气刀涂覆法、刮刀涂覆法或可逆辊涂覆法涂布于近红外光滤光基板11上。
第一多层膜15蒸镀于吸收层13上。第二多层膜17蒸镀于近红外光滤光基板11的另一表面上，并与吸收层13相对。明确而言，第一多层膜15及第二多层膜17可以气相制膜法(例如：溅镀、电子束蒸镀、离子化蒸镀及化学蒸镀等各种真空镀膜方法的一者或其方法组合)分别形成于吸收层13及近红外光滤光基板11上，其中第一多层膜15及第二多层膜17较佳地以电子枪蒸镀搭配离子源辅助镀膜方式成膜。特定而言，第一多层膜15及第二多层膜17分别以交替蒸镀的方式得到包含TiO2及SiO2的多层结构。此外，第一多层膜15及第二多层膜17的厚度较佳地为10nm至500nm间，最佳地为60nm至150nm间。第一多层膜15及第二多层膜17用以吸收波长范围为700nm至1200nm的光。
图1所示的滤光片1可藉由近红外光吸收染料在不同介质中，产生不同光谱性质，藉此调控滤光片1所需的光谱图形。明确而言，近红外光滤光基板11与吸收层13所含的近红外光吸收染料的质量浓度(莫耳/体积)比例不同，如下表1所示，在近红外光滤光基板11所含的近红外光吸收染料的质量浓度与吸收层13所含的近红外光吸收染料的质量浓度的比例为1：0.03时，可呈现最佳的效能。此外，在比例为1：0.03时，在波长范围为430至580nm，滤光片1的平均透射率可维持在88％以上；在波长范围为590至630nm，滤光片1的平均透射率可维持在60％以上；在波长范围为700至720nm，滤光片1的平均透射率可降至2％以下；且在红外光区，透射40％透射率的滤光片1的波长与透射20％透射率的滤光片1的波长的差值为27nm，相较于其他比例具有较小的差值。可见光可有效地透射滤光片1且近红外光的在前述成份比例下可被有效地吸收。
表1
请一并参阅图2，其是本申请一实施方式的滤光片1的制备流程图；如图所示，本实施方式的滤光片1的制备方法是先执行步骤S10，提供近红外光滤光基板11；接著执行步骤S11，在近红外光滤光基板11的表面上形成用于吸收近红外光及紫外光的吸收层13；然后执行步骤S12，在吸收层13上形成第一多层膜15；最后执行步骤S14，在近红外光滤光基板11的另一表面上形成第二多层膜17。吸收层13较佳地藉由涂布方式形成于近红外光滤光基板11上。第一多层膜15及第二多层膜17较佳地藉由蒸镀方式分别形成于吸收层13及近红外光滤光基板11上。另一方面，位在吸收层13上的第一多层膜15及在近红外光滤光基板11上的第二多层膜17亦可同时藉由蒸镀方式制备而成。
再一并参阅图3，其是本申请一实施方式的滤光片1的光谱透射曲线图；如图所示，图3显示滤光片1的厚度介于0.2mm至0.4mm间的条件下，入射光进入本申请的滤光片1的入射角度为0度与30度时，本申请的滤光片1的光谱透射曲线图。由图3可看出，本申请的滤光片1于入射光进入滤光片1的入射角度为0度的条件下进行测定的透射曲线与其于入射光进入滤光片1的入射角度为30度的条件下进行测定的透射曲线几乎迭合，在波长425nm至590nm间，本申请的滤光片1的透射率可达80％以上。本申请的滤光片1的吸收层23吸收近红外光及紫外光，大幅抑制波长范围350nm至420nm及700nm至720nm的透射率，进而减少色偏的现象。
如下表2所示，当入射光进入滤光片1的入射角度为0度时，本申请的滤光片1在紫外光区(波长为350nm至395nm)的平均透射率为0.01％；本申请的滤光片1在红外光区(波长为735nm至1100nm)的平均透射率为0.03％；本申请的滤光片1在可见光区(波长为430nm至580nm)的平均透射率为91.6％。当入射光进入滤光片1的入射角度为30度时，本申请的滤光片1在紫外光区(波长为350nm至395nm)的平均透射率为0.09％；本申请的滤光片1在红外光区(波长为735nm至1100nm)的平均透射率为0.04％；本申请的滤光片1在可见光区(波长为430nm至580nm)的平均透射率为90.3％。由此可知，本申请的滤光片1可将紫外光波段及红外光波段有效地遮蔽，亦使可见光有效地通过。
表2
又如下表3所示，当入射光进入本申请的滤光片1的入射角度为0度及30度时，在紫外光区且本申请的滤光片1的透射率为50％的状态下，能透射本申请的滤光片1的波长分别约为412nm及410nm；其在红外光区且本申请的滤光片1的透射率为50％的状态下，能透射本申请的滤光片1的波长分别约为626nm及624nm。换句话说，在本申请的滤光片1的透射率为50％的条件下，入射光进入滤光片1的入射角度为0度与30度时，在紫外光区内能透射滤光片1的波长位移为0至2nm；入射光进入滤光片1的入射角度为0度与30度时，在红外光区内能透射滤光片1的波长位移为0至2nm。由此可知，入射光进入本申请的滤光片1的入射角为0度与30度时，本申请的滤光片1的色偏现象并不明显。
表3
入射角度0度 入射角度30度
在紫外光區及透射率為50％的波長 412nm 410nm
在紅外光區及透射率為50％的波長 626nm 624nm
根据图3及表1至3可清楚知道，具有可吸收近红外光及紫外光的吸收层13及近红外光滤光基板11的滤光片1能有效遮蔽紫外光及近红外光，并减少紫外光区及红外光区的光以不同角度入射而使滤光片1产生色偏现象。
综上所述，本申请揭示一种滤光片，其藉由近红外光滤光基板及吸收层的近红外光吸收染料产生不同的光谱性质，藉此调控本申请的滤光片所需的光谱图形，可减少入射光进入滤光片在不同入射角的条件下滤光片产生色偏现象，维持可见光通过滤光片的透射率。明确而言，本申请所提供的滤光片让波长为600nm至700nm的可见光通过的透射率大幅提升，并有效地吸收近红外光及紫外光，降低近红外光及紫外光通过的透射率。
上所述仅为本申请的实施方式而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种滤光片，其特征在于，包括：
近红外光滤光基板，其具有近红外光吸收染料；
吸收层，其包括近红外光吸收染料及紫外光吸收染料，并形成于所述近红外光滤光基板的一表面上；
第一多层膜，其形成于所述吸收层上；以及
第二多层膜，其形成于所述近红外光滤光基板的另一表面上。
2.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述近红外光滤光基板的材料更包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯及环状聚烯烃系树脂中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在于，所述吸收层的厚度介于2.5μm至3.5μm间。
4.根据权利要求3所述的濾光片，其特征在于，所述吸收层的厚度为3μm。
5.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在于，所述第一多层膜及第二多层膜的厚度分别介于10nm至500nm间。
6.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在于，所述第一多层膜及第二多层膜分别包括TiO2及SiO2。
7.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在于，所述吸收层是吸收波长范围为350nm至420nm及630nm至800nm间的光。
8.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在于，所述第一多层膜及第二多层膜是吸收波长范围为700nm至1200nm间的光。
9.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在于，更包括在紫外光区，入射角度为0度且透射50％透射率的所述濾光片的波长与入射角度为30度且透射50％透射率的所述濾光片的波长的差值为2nm以下。
10.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在于，更包括在红外光区，入射角度为0度且透射50％透射率的所述濾光片的波长与入射角度为30度且透射50％透射率的所述濾光片的波长的差值为2nm以下。
11.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在于，所述近红外光滤光基板的近红外光吸收染料的质量浓度对所述吸收层的近红外光吸收染料的质量浓度的比例为1：0.03。
12.根据权利要求1所述的濾光片，其特征在於，所述吸收层的材料还包括聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂、醇酸类树脂、环氧类树脂或热固型丙烯酸类树脂。
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