CN110501770A - 一种可见滤光片的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及新材料加工领域，公开了一种可见滤光片的制备工艺，包括：1)将K9玻璃基材作为第一透明衬底基材，在第一透明衬底基材面镀上第一滤光膜和多层金属介质组合膜；第一滤光膜包括从上到下层叠设置的五氧化三钛膜与二氧化硅膜；2)将K9玻璃基材作为第二透明衬底基材，在第二透明衬底基材镀上第二滤光膜和多层金属介质组合膜；其中，第二滤光膜包括从上到下层叠设置的二氧化硅膜与五氧化三钛膜；3)将步骤1)镀膜得到的第一透明衬底基材与步骤2)镀膜得到的第二透明衬底基材的第二表面面面相对，将两者进行压合和胶固化。通过在K9玻璃基材上设置滤光膜以及多层金属介质组合膜，从而形成多波段选通的可见滤光片，提高了可见滤光片的透明度。

Description

一种可见滤光片的制备工艺

技术领域

本发明属于新材料加工领域，具体涉及一种可见滤光片的制备工艺。

背景技术

人眼的光谱可见区为400nm-700nm左右，作为人眼观察的探测以及成象设备，需要将多余的杂光滤掉，减少信噪比，才能更好的将光信号转为电信号再进行最终的数字图像处理，达到更接近人眼的真实色彩。

再例如一些特定的胶片，不可以接触太阳光的光谱，因为胶片对红外部分的滤光效果很差，所以，即使用眼睛看可见光部分已经不那么亮了，但是红外光部分可能还很强，还是会损坏眼睛和相机的CCD，这就需要在成象仪器前加上可见滤光片。

现有的滤光片体系，包含三种常用体系：

单波段导通滤光片：主要体现是只通过某个特定波段的光，其他的光波全部被截止，目前市面典型的有单独可见光导通滤光片、单红外导通滤光片等。单独可见光导通滤光片也即是市面上常说的650滤光片，该类滤光片只针对可见光波段(380～780nm段)进行导通，其他的光波段都全部被截止。

单波滤光片的主要问题是：只能特定波段通过，所以只能针对特定光线进行处理，比如目前手机/数码相机/数码摄像机上用的650滤光片，透过可见光部分，只能在可见光区成像，无法实现红外成像功能，导致在夜间成像效果很差。

多波段导通滤光片：主要体现是同时通过2个或者2个以上的波段的光波，其他波段的光波被截止，目前市面典型的有双峰滤光片等。双峰滤光片目前市面常见的有850滤光片、940滤光片，也即是所谓的日夜型滤光片，他们分别是通过可见光和近红外的特定波段进行导通。

多波段导通滤光片：主要问题是光干扰的问题，在一定条件下，因不可见光成像而形成的偏色的问题，比如绿色变成了土黄色；黑色变成了紫色。

滤光片切换器，主要是采用2片或者多片不同的单波滤光片，每一个滤光片只针对特定波长的光进行处理，然后通过一定的机械装置，来拖动滤光片的位置，从而达到对不同光波进行选择和透过的目的。目前市面上常见的滤光片切换器是双滤光片切换器，也即是所谓的IR Cut，其中用的是1片650滤光片，1片全透光学玻璃，把两块玻璃固定在一个滑块上，然后利用机械装置拖动滑块，通过移动滑块来进行切换。

滤光片切换器主要存在的问题是：结构复杂，安装复杂，不同的相机外壳，需要和不同IR Cut相配合，甚至一些小的机壳无法装IR Cut；机械结构，稳定性和可靠性差；工作电流大，有可能导致画面抖动；一般反射镀膜，有可能产生图像鬼影；状态单一，无法连续可调；不良率高，经常批次性不良超过大10％以上。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种可见滤光片的制备工艺，从而形成多波段选通的可见滤光片，提高了可见滤光片的透明度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种可见滤光片的制备工艺，包括以下步骤：

1)将K9玻璃基材作为第一透明衬底基材，第一透明衬底基材具有相对设置的第一表面及第二表面，对第一透明衬底基材清洗烘干后，在第一透明衬底基材的第一表面从上到下交替镀上第一滤光膜和多层金属介质组合膜；其中，第一滤光膜包括从上到下层叠设置的五氧化三钛膜与二氧化硅膜；五氧化三钛膜的镀膜厚度为304nm；二氧化硅膜的镀膜厚度为469nm；

2)将K9玻璃基材作为第二透明衬底基材，第二透明衬底基材具有相对设置的第一表面及第二表面，对第二透明衬底基材清洗烘干后，在第二透明衬底基材的第一表面从下到上交替镀上第二滤光膜和多层金属介质组合膜；其中，第二滤光膜包括从上到下层叠设置的二氧化硅膜与五氧化三钛膜；五氧化三钛膜的镀膜厚度为304nm；二氧化硅膜的镀膜厚度为469nm；

3)将步骤1)镀膜得到的第一透明衬底基材的第二表面与步骤2)镀膜得到的第二透明衬底基材的第二表面面面相对，将两者进行压合和胶固化；得到可见滤光片。

本发明的实施方式还提供了一种可见滤光片，可见滤光片由上述可见滤光片的制备工艺制取。

优选地，在步骤1)中，第一滤光膜还包括设置于五氧化三钛膜与二氧化硅膜之间的光线透增膜。

优选地，在步骤1)中，第一透明衬底基材的第二表面镀有光线透增膜。

优选地，在步骤2)中，第二滤光膜还包括设置于五氧化三钛膜与二氧化硅膜之间的光线透增膜。

优选地，在步骤2)中，第二透明衬底基材的第二表面镀有光线透增膜。

优选地，光线透增膜为二氧化硅膜或二氧化钛膜。

优选地，在步骤1)中，第一滤光膜的膜系结构采用：0.4(0.5HL0.5H)^12(0.5LH0.5L)^15(0.5LH0.5L)^12；其中，式中H代表高折射材料五氧化三钛；L代表低折射材料二氧化硅。

优选地，在步骤1)中，第二滤光膜的膜系结构采用：0.4(0.5HL0.5H)^12(0.5LH0.5L)^15(0.5LH0.5L)^12；其中，式中H代表高折射材料五氧化三钛；L代表低折射材料二氧化硅。

优选地，在步骤1)中，第一滤光膜通过真空磁控溅射的工艺镀在第一透明衬底基材的第一表面；在步骤2)中，第二滤光膜通过真空磁控溅射的工艺镀在第二透明衬底基材的第一表面。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在K9玻璃基材上镀上滤光膜以及多层金属介质组合膜，从而形成多波段选通的可见滤光片，提高了可见滤光片的透明度。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施方式中K9玻璃基材的初始膜系设计曲线；

图2是本发明实施方式中K9玻璃基材镀304nm厚度的TI3O5光谱曲线；

图3是本发明实施方式中K9玻璃基材镀469nm厚度的SIO2的光谱曲线；

图4是膜系设计曲线；

图5是可见滤光片镀膜光谱曲线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的实施方式涉及一种可见滤光片的制备工艺，包括以下步骤：

1)将K9玻璃基材作为第一透明衬底基材，第一透明衬底基材具有相对设置的第一表面及第二表面，对第一透明衬底基材清洗烘干后，在第一透明衬底基材的第一表面从上到下交替镀上第一滤光膜和多层金属介质组合膜；其中，第一滤光膜包括从上到下层叠设置的五氧化三钛膜与二氧化硅膜；五氧化三钛膜的镀膜厚度为304nm；二氧化硅膜的镀膜厚度为469nm；

2)将K9玻璃基材作为第二透明衬底基材，第二透明衬底基材具有相对设置的第一表面及第二表面，对第二透明衬底基材清洗烘干后，在第二透明衬底基材的第一表面从下到上交替镀上第二滤光膜和多层金属介质组合膜；其中，第二滤光膜包括从上到下层叠设置的二氧化硅膜与五氧化三钛膜；五氧化三钛膜的镀膜厚度为304nm；二氧化硅膜的镀膜厚度为469nm；

3)将步骤1)镀膜得到的第一透明衬底基材的第二表面与步骤2)镀膜得到的第二透明衬底基材的第二表面面面相对，将两者进行压合和胶固化；得到可见滤光片。

优选地，在步骤1)中，第一滤光膜还包括设置于五氧化三钛膜与二氧化硅膜之间的光线透增膜。

在步骤1)中，第一透明衬底基材的第二表面镀有光线透增膜。

在步骤2)中，第二滤光膜还包括设置于五氧化三钛膜与二氧化硅膜之间的光线透增膜。

在步骤2)中，第二透明衬底基材的第二表面镀有光线透增膜。

光线透增膜是一个可选层，该层位于第一透明衬底基材的第二表面和第二透明衬底基材的第二表面的下方，主要作用是通过镀膜的方式来增加可见光和红外光的透过率，主要的镀膜材料是二氧化硅膜或二氧化钛膜。

在步骤1)中，第一滤光膜的膜系结构采用：0.4(0.5HL0.5H)^12(0.5LH0.5L)^15(0.5LH0.5L)^12；其中，式中H代表高折射材料五氧化三钛；L代表低折射材料二氧化硅。

在步骤1)中，第二滤光膜的膜系结构采用：0.4(0.5HL0.5H)^12(0.5LH0.5L)^15(0.5LH0.5L)^12；其中，式中H代表高折射材料五氧化三钛；L代表低折射材料二氧化硅。

在步骤1)中，第一滤光膜通过真空磁控溅射的工艺镀在第一透明衬底基材的第一表面；

在步骤2)中，第二滤光膜通过真空磁控溅射的工艺镀在第二透明衬底基材的第一表面。

具体地，如图1所示，为了检测K9玻璃基材对不同光线的通过率，本实施例对K9玻璃基材在不同波长条件下检测光线通过率。

以下是通过检测得到的步骤1)中K9玻璃基材第一滤光膜的膜层数据：

以下是通过检测得到的步骤2)中K9玻璃基材第一滤光膜的膜层数据：

另外，五氧化三钛原材料的数据及折射率如下：

需要说明的是，镀有304nm厚度的五氧化三钛膜的K9玻璃基材的光谱曲线如图2所示。

通过计算测得步骤1)与步骤2)中所述的五氧化三钛材料数据及折射率如下：

同样地，原二氧化硅材料数据及折射率如下：

需要说明的是，镀有469nm厚度的二氧化硅膜的K9玻璃基材的光谱曲线如图3所示。

通过计算测得步骤1)与步骤2)中所述的二氧化硅膜材料数据及折射率如下：

通过重新计算得出材料折射率，重新检测得到步骤1)与步骤2)中K9玻璃基材第一滤光膜的膜层数据，其中，步骤1)中的K9玻璃基材的第一滤光膜的膜层数据如下：

步骤2)中的K9玻璃基材的第一滤光膜的膜层数据如下：

根据上述重新检测到的数据，为了检测K9玻璃基材对不同光线的通过率，如图4所示，本实施例对K9玻璃基材在不同波长条件下检测光线通过率。

需要注意的是，为了达到同一程序双探头控制膜厚，膜层厚度达到12微米的突破，通过对2号晶控片参数的数据测量，双探头具体系统参数如下：

1号晶控片

材料	系数
		SIO2	120％
TI3O5	110％
		系统	90％

2号晶控片

材料	系数
		SIO2	170％
TI3O5	173％
		系统	90％

如图5所示，得到可见滤光片的镀膜光谱曲线。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在K9玻璃基材上镀上滤光膜以及多层金属介质组合膜，从而形成多波段选通的可见滤光片，提高了可见滤光片的透明度。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可见滤光片的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)将K9玻璃基材作为第一透明衬底基材，所述第一透明衬底基材具有相对设置的第一表面及第二表面，对所述第一透明衬底基材清洗烘干后，在所述第一透明衬底基材的第一表面从上到下交替镀上第一滤光膜和多层金属介质组合膜；其中，所述第一滤光膜包括从上到下层叠设置的五氧化三钛膜与二氧化硅膜；所述五氧化三钛膜的镀膜厚度为304nm；所述二氧化硅膜的镀膜厚度为469nm；

2)将K9玻璃基材作为第二透明衬底基材，所述第二透明衬底基材具有相对设置的第一表面及第二表面，对所述第二透明衬底基材清洗烘干后，在所述第二透明衬底基材的第一表面从下到上交替镀上第二滤光膜和多层金属介质组合膜；其中，所述第二滤光膜包括从上到下层叠设置的二氧化硅膜与五氧化三钛膜；所述五氧化三钛膜的镀膜厚度为304nm；所述二氧化硅膜的镀膜厚度为469nm；

3)将步骤1)镀膜得到的所述第一透明衬底基材的第二表面与步骤2)镀膜得到的所述第二透明衬底基材的第二表面面面相对，将两者进行压合和胶固化；得到可见滤光片。

2.根据权利要求1所述的可见滤光片的制备工艺，其特征在于，在步骤1)中，所述第一滤光膜还包括设置于所述五氧化三钛膜与所述二氧化硅膜之间的光线透增膜。

3.根据权利要求2所述的可见滤光片的制备工艺，其特征在于，在步骤1)中，所述第一透明衬底基材的第二表面镀有光线透增膜。

4.根据权利要求1所述的可见滤光片的制备工艺，其特征在于，在步骤2)中，所述第二滤光膜还包括设置于所述五氧化三钛膜与所述二氧化硅膜之间的光线透增膜。

5.根据权利要求4所述的可见滤光片的制备工艺，其特征在于，在步骤2)中，所述第二透明衬底基材的第二表面镀有光线透增膜。

6.根据权利要求2-5任一项所述的可见滤光片的制备工艺，其特征在于，所述光线透增膜为二氧化硅膜或二氧化钛膜。

7.根据权利要求1所述的可见滤光片的制备工艺，其特征在于，在步骤1)中，所述第一滤光膜的膜系结构采用：0.4(0.5HL0.5H)^12(0.5LH0.5L)^15(0.5LH0.5L)^12；其中，式中H代表高折射材料五氧化三钛；L代表低折射材料二氧化硅。

8.根据权利要求7所述的可见滤光片的制备工艺，其特征在于，在步骤1)中，所述第二滤光膜的膜系结构采用：0.4(0.5HL0.5H)^12(0.5LH0.5L)^15(0.5LH0.5L)^12；其中，式中H代表高折射材料五氧化三钛；L代表低折射材料二氧化硅。

9.根据权利要求1所述的可见滤光片的制备工艺，其特征在于，在步骤1)中，所述第一滤光膜通过真空磁控溅射的工艺镀在所述第一透明衬底基材的第一表面；

在步骤2)中，所述第二滤光膜通过真空磁控溅射的工艺镀在所述第二透明衬底基材的第一表面。

10.一种可见滤光片，其特征在于，所述可见滤光片由权利要求1-9任一项所述的可见滤光片的制备工艺制取。