CN113050212A - 红外带通滤光片、其制备方法及具有其的成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种红外带通滤光片、其制备方法及具有其的成像设备。该红外带通滤光片包括：吸收层（20），所述吸收层（20）含有可见光吸收材料；表面硬化层（30），至少设置于吸收层的一侧表面上；所述红外带通滤光片在350‑700nm波长范围内的光透过率小于等于1%；且在850‑1100nm波长范围内的光透过率大于等于80%。上述红外带通滤光片为吸收型红外带通滤光片，其在不同入射光角度下透射率曲线半峰值不会并不随入射大角度光线漂移，能够满足红外摄像方面对红外带通滤光片大角度漂移值的要求；而且产品可以达到高温高湿老化试验1000小时，以及UV照射300小时截止和透光变化范围小于0.5%的优异的稳定可靠性。

Description

红外带通滤光片、其制备方法及具有其的成像设备
技术领域
本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种红外带通滤光片、其制备方法及具有其的成像设备。
背景技术
红外传感***通过接收目标反射的红外线形成图像，进而通过处理图像来得到目标的信息，通常应用在人脸识别、手势识别、智能家居等领域。红外传感***包括镜头、红外带通滤光片及图像传感器等部件。其中红外带通滤光片在各种环境条件（如温度、紫外线）下的通带变化也会影响红外传感***的成像质量，而且光线的入射角度对通带中心波长偏移量的影响，也会对红外传感***的灵敏程度造成影响。红外带通滤光片是红外传感***的关键部件，用来选取所需光学波段的光学器件，被广泛用于手机、照相机、夜视和自动驾驶等成像设备中。
红外带通滤光片为了避免半导体传感器对于UV和可见光噪音的影响，截止可见光而通过红外光线的光学元器件；目前对于这种性能的滤光片来说，主要有两个技术，一个是干涉技术，干涉技术一般靠各种沉积技术如PVD，CVD等方法利用多层膜干涉原理是的目标波段光信号能够通过基板，而目标以外波段的噪音光被反射。该方法有透过率高，信赖性好等优点。然而，如图1所示，缺点是当光线入射角度发生变化光传播的干涉距离发生改变其带通效果变差会有噪音信号光入射，同时沉积工艺都是真空工艺生产控制过程繁杂，成本较高。
另一方面是吸收技术，吸收型红外带通滤光片的优点是各种入射角度能稳定的保持其带通特性，另外是涂布工艺相对来说加工简单工艺；缺点是透过波段透过率略低，信赖性特别是耐UV和高低温冷热冲击效果较差；而且吸收型中用重金属氧化物和基板材料混合烧结的产品不具备环保性。本发明因此而来。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种红外带通滤光片、其制备方法及具有其的成像设备，以解决现有两种技术中的问题：1）用镀膜法制得的红外带通滤光片存在的，红外带通滤光片的光学透过率曲线会随着入射光的入射角度的变化而出现光截止漂移；2）吸收型红外带通滤光片难以通过耐UV和高低温冷热冲击试验，材料不具有环保性的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种红外带通滤光片，所述红外带通滤光片包括：
吸收层，所述吸收层含有可见光吸收材料；
表面硬化层，至少设置于吸收层的一侧表面上；
所述红外带通滤光片在350-700nm波长范围内的光透过率小于等于1%；且在850-1100nm波长范围内的光透过率大于等于80%。
进一步地，所述红外带通滤光片还具有以下的透过率特性：
在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值；与光入射方向相对于红外带通滤光片的垂直方向偏转35°的角度入射时测定光谱中透过率为50％的点对应的波长值的差的绝对值小于10nm；
优选的，在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值；与光入射方向相对于红外带通滤光片的垂直方向偏转35°的角度入射时测定光谱中透过率为50％的点对应的波长值的差的绝对值小于5nm；
优选的，所述红外带通滤光片在350-700nm波长范围内的光透过率小于等于1%；且在850-1100nm波长范围内的光透过率大于等于85%；
优选的，在290~390nm波长范围的紫外线照射条件下，老化时间控制在100小时以上时，在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值漂移绝对值小于10nm；
优选的，在温度85℃，相对湿度85%的储存条件下，老化时间控制在100小时以上时，在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值漂移绝对值小于10nm；
优选的，所述红外带通滤光片还包括：
基材层，所述基材层设置于所述吸收层的非表面硬化层侧表面上；所述基材层、所述吸收层、所述表面硬化层依次层叠而成；
优选的，所述可见光吸收材料选自方酸类有机染料、酞菁类有机染料、硝基二苯胺类染料、氨基酮类染料、蒽醌类染料、喹啉类染料、三嗪类染料、苯并噻唑类染料和香豆素类染料、铁铬类无机染料、钴铜类无机染料、铬类无机染料中的多种。
所述基材层（10）选自光学玻璃、有机玻璃或者有机透明材料；
优选的，所述基材层在700-1000nm波长范围的光透过率在90%以上；
优选的，所述光学玻璃包含蓝宝石玻璃，石英玻璃，燧石玻璃，冕玻璃，硼钠玻璃，硅铝玻璃，以及含镧，钡，磷，铅的玻璃；
优选的，所述有机透明材料选自亚克力有机玻璃，透明PC板，PET材料，环状聚烯烃层或聚酰亚胺层；
优选的，所述基材层（10）的厚度为20mm~0.1mm；优选的，所述红外带通滤光片的厚度为3~0.1mm。
进一步地，所述可见光吸收材料在所述吸收层中的重量含量为0.0001~5%，优选为0.001~2%。
进一步地，所述表面硬化层选用有机硅树脂、亚克力树脂和聚氨酯树脂；
所述表面硬化层是通过包括40~80重量份的单体、30~80重量份的稀释性溶剂、0.1~5重量份的功能性填料以及0.1~5重量份的引发剂的硬化材料组合物通过光固化形成；
优选的，所述单体选自丙烯酸类单体、聚氨酯类单体和酰胺类单体中的一种或多种，优选所述丙烯酸类单体包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸衍生物、改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和芳香族聚氨酯丙烯酸酯，更优选所述丙烯酸类单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油-丙氧基化三丙烯酸酯、丙烯酸二羟丙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和二丙烯酸对新戊二醇酯的一种或几种；
优选所述聚氨酯类单体包括聚氨酯类单体、丙烯酸改性聚氨酯类单体和环氧树脂类改性聚氨酯类单体，更优选所述聚氨酯类单体为聚氨酯和丙烯酸辛酯的混合物、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、甲酚酚醛环氧丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯树脂和聚氨酯类芳胺中的一种或多种；
优选所述酰胺类单体包括丙烯酰胺类化学物、甲基丙烯酰胺类化合物、氨基酸酰胺类化合物以及苯乙烯类化合物；所述稀释性溶剂选自酮类、醇类和酯类中的任意一种或多种；
优选所述稀释性溶剂选自丁酮、戊酮、环戊酮、环己酮、甲基异丁基酮、甲乙酮、甲异丙酮、乙醇、丁醇、乙二醇、苯甲醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、醋酸乙酯、丁酯、甲苯和二甲苯中的任意一种或多种；
所述功能性填料包括具有不同折射率的氧化物，优选为折射率在1.3到2.8范围之间的化合物，更优选为二氧化硅、氧化铝、一氧化硅、氟化镧、氟化钇、氟化钡、氟化铝、冰晶石、二氧化钛、五氧化三钛、三氧化二钛、一氧化钛、氧化铪、氧化锆、氧化锌、氧化铈、硫化锌和硒化锌中的任意多种；
所述引发剂选自二苯甲酮、1-羟基-环己基甲酮、2.2-二甲氧基-1.2-二苯基乙酮、二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、苯基二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、苯甲酰甲酸甲酯和2,4,6-三甲苯基二苯膦氧化物中的任意一种或多种。
进一步地，所述红外带通滤光片还包括设置在基材层与吸收层之间的底涂层；所述底涂层用于增强基材层与吸收层的粘结力。
进一步地，所述吸收层采用的树脂材料选自环氧树脂、有机硅树脂、亚克力树脂、聚氨酯和PU树脂的任意一种。
本发明的另一目的在于提供一种成像设备，包括红外带通滤光片，所述红外带通滤光片为所述的红外带通滤光片。
本发明的另一目的在于提供一种光学传感***，其特征在于，所述光学传感***包括图像传感器和所述的红外带通滤光片，所述红外带通滤光片设置于所述图像传感器的感光侧。
本发明的又一目的在于提供一种红外带通滤光片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将包括树脂材料和可见光吸收材料的原料搅拌混合，得到涂布液；
S2，将所述涂布液涂布在基板上，烘干，得到由所述涂布液形成的吸收层；
S3，在所述吸收层的至少一侧形成表面硬化层。
进一步地，所述方法还包括在基板上预先形成底涂层的步骤。
应用本发明的技术方案，提供了一种红外带通滤光片，包括吸收层，所述吸收层含有可见光吸收材料；表面硬化层，至少设置于吸收层的一侧表面上；所述红外带通滤光片在350-700nm波长范围内的光透过率小于等于1%；且在850-1100nm波长范围内的光透过率大于等于80%，由于上述红外带通滤光片的吸收层中设置有可见光吸收材料，从而使红外带通滤光片的光透射率曲线的50%透过率并不随入射大角度光线漂移，进而使上述红外带通滤光片在不同角度的入射光照射下，曲线漂移非常小，能够满足摄像头厂商对红外带通滤光片大角度漂移值的要求。另一方面，本发明红外带通滤光片由于吸收层至少一侧表面硬化层，从而使产品可以达到高温高湿老化试验1000小时，以及UV照射300小时截止和透光变化范围小于0.5%的优异的稳定可靠性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中常规的干涉型红外带通滤光片在不同入射光角度下的光学曲线后的透过率-波长关系曲线图。
图2示出了本发明实施方式所提供的一种红外带通滤光片的剖面结构示意图；
图3示出了本发明实施方式所提供的一种红外带通滤光片的剖面结构示意图；
图4示出了本发明实施方式所提供的一种红外带通滤光片的剖面结构示意图；
图5示出了本发明实施方式所提供的一种红外带通滤光片的剖面结构示意图；以及
图6为本发明制得的红外带通滤光片在不同入射光角度下的光学曲线后的透过率-波长关系曲线图；
图7为本发明制得的红外带通滤光片不同的紫外老化时间下0°入射光角度下的光学曲线后的透过率-波长关系曲线图；
图8为本发明制得的红外带通滤光片不同的高温高湿存储老化时间下0°入射光角度下的光学曲线后的透过率-波长关系曲线图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、基材层；20、吸收层；30、表面硬化层；40、底涂层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中的红外带通滤光片存在对大角度入射光截止漂移和常规吸收型红外带通滤光片的UV老化信赖性问题。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种红外带通滤光片，包括吸收层20，所述吸收层20含有可见光吸收材料；表面硬化层30，至少设置于吸收层的一侧表面上。所述红外带通滤光片在350-700nm波长范围内的光透过率小于等于1%；且在850-1100nm波长范围内的光透过率大于等于80%。
上述红外带通滤光片为吸收型红外带通滤光片，由于滤光片吸收层中具有可见光吸收材料，从而使红外带通滤光片的曲线左侧并不随入射大角度光线漂移，进而使上述红外带通滤光片在不同角度的入射光照射下，曲线漂移非常小，能够满足摄像头厂商对红外带通滤光片大角度漂移值的要求。另外，本发明优选的方案中，可见光吸收材料具有吸收光谱可叠加性，可见光吸收材料的吸收光谱叠加能够吸收可见光，将可见光部分的透过率降至1%以下，而且在波长560～800nm的范围中，相对于滤光片法线，对沿法线入射光测量滤光片透过率光谱其透过率为50％的点对应波长值；相对于和法线夹角为35°的角度入射光测量滤光片透过率光谱时其透过率50％的点对应波长值的差的绝对值小于10nm。这样的红外带通滤光片具有优异的紫外和可见光截止效果，而且近红外波段保持良好的光透过率。
另一方面，本发明红外带通滤光片设计了特殊的表面硬化层，所述表面硬化层与吸收层均是有机树脂，两者的结合性能好。在85℃/85%RH的条件下老化产品后，对比产品老化前后的性能变化，经高温高湿老化试验1000小时，以及UV照射300小时后，通过百格刀法判定，与老化测试前相比，表面硬化层与吸收层的附着力保持优秀，表面膜层没有脱落。而且测定其全光谱的光透过率，光透过率截止的紫外可见光范围以及近红外透光范围的波动变化范围小于0.5%。
由于表面硬化层为对吸收层进行保护形成功能层，增加了吸收层的抗氧化，抗UV，抗水煮和抗溶剂性能的，这些表面硬化层主要为有机硅树脂，亚克力树脂，聚氨酯树脂，其中可以添加一些助剂填料来提高其抗氧化，抗UV性能，使得滤光片可以达到高温高湿老化试验1000小时，以及UV照射300小时截止和透光变化范围小于0.5%的优异表现。
在本发明的上述红外带通滤光片中，可见光吸收材料能够吸收380nm至750nm范围内的任意波段光线，起到固定曲线、防止因大角度入射光导致的截止曲线漂移的现象。为了有效地防止因大角度入射光导致的截止曲线漂移的现象，优选地，上述可见光吸收材料在基材层10中的重量含量为0.0001~5%，更优选为0.001~2%。
优选地，上述可见光吸收材料选自方酸类有机染料、酞菁类有机染料、硝基二苯胺类染料、氨基酮类染料、蒽醌类染料、喹啉类染料、三嗪类染料、苯并噻唑类染料和香豆素类染料、铁铬类无机染料、钴铜类无机染料、铬类无机染料中的多种。上述可见光吸收材料不仅仅可以叠加吸收光谱截止可见光，而是能够起到防止透光率曲线在大视角情况下的向左漂移，防止大角度照射的曲线漂移的作用。
更为优选地，上述基材层10为光学玻璃、有机玻璃或者透明有机材料，所述透明有机材料如亚克力有机玻璃，透明PC板，PET板，环状聚烯烃层（COP）或透明聚酰亚胺层（PI）。光学玻璃可以作为优选的基材材料，其具有较高的光透过率，而且在红外传感***普遍使用。环状聚烯烃层（COP）或透明聚酰亚胺层（PI）不仅具有较高的韧性和机械性能，而且无论是COP还是PI材料均与上述优选种类的可见光吸收材料具有优异的相容性，不易析出。
在本发明的上述红外带通滤光片中，可以依据基材层厚度做多种厚度的红外带通滤光片，优选地，基材层10的厚度为20mm-0.1mm，此时，红外带通滤光片产品的总厚度为20~0.11mm，而市售的红外带通滤光片的厚度通常为3mm-0.1mm，即本发明中具有可见光吸收材料的红外带通滤光片并不存在对厚度的影响。
在本发明的上述红外带通滤光片中，红外带通滤光片的基材层采用光学玻璃，不仅能够提高红外带通滤光片的机械性能，还能够有效提高红外带通滤光片的耐刮性。另一方面，其与吸收层20外侧的表面硬化层一起可以加强吸收层的保护，避免吸收层20在信赖性测试中收到影响。作为优选的方案，基材层与吸收层之间还设置有底涂层40，当使用光学玻璃作为基材层时，底涂层可以选用硅烷偶联剂，基材层与吸收层结合紧密。在85℃/85%RH的条件下老化产品后，对比产品老化前后的性能变化，经高温高湿老化试验1000小时，以及UV照射300小时后，通过百格刀法判定，与老化测试前相比，基材层10与吸收层20的附着力保持优秀，表面膜层没有脱落。
优选地，吸收层使用的树脂材料包括丙烯酸树脂和/或甲基异丁基酮等等。
根据本发明的另一方面，提供了一种成像设备，包括红外带通滤光片，且该红外带通滤光片为上述的红外带通滤光片。上述红外带通滤光片中由于包括设置于吸收层中可见光吸收材料，从而使红外带通滤光片的曲线左侧并不随入射大角度光线漂移，进而使上述红外带通滤光片在不同角度的入射光照射下，曲线漂移非常小，能够满足手机厂商对红外带通滤光片大角度漂移值的要求。另外由于表面硬化层的设计，红外带通滤光片的信赖性能优异，滤光片可以达到高温高湿老化试验1000小时，以及UV照射300小时截止和透光变化范围小于0.5%的优异表现，膜层的附着力也满足百折测试要求。
根据本发明的另一方面，还提供了一种红外带通滤光片的制备方法，包括以下步骤：S1，将包括树脂材料和可见光吸收材料的原料搅拌混合，得到涂布液；S2，将涂布液涂布在基板层10上，烘干并剥离，得到由涂布液形成的吸收层20；S3，在吸收层20的至少一侧形成表面硬化层30，制备得到的红外带通滤光片的结构如图2所示。
在一种优选的实施方式中，在上述步骤S2中将涂布液涂布在基板层10的一侧表面上，烘干，并不进行分离，形成基材10中叠置的吸收层20，然后在吸收层20的一侧表面形成表面硬化层30，制备得到的红外带通滤光片的结构如图3所示。
将在上述步骤S2中将涂布液涂布在基板层10的另一侧表面上，烘干，并不进行分离，形成基材10中叠置的第二层的吸收层20，然后在吸收层20的一侧表面形成第二层的表面硬化层30，制备得到的红外带通滤光片的结构如图5所示。
与上述步骤S2之前，可以预先在基材层上形成底涂层40，用于增加基材层与吸收层的附着力，制备得到的红外带通滤光片的结构如图4所示。
在本发明的上述制备方法中，可以将基材层材料、溶剂及可见光吸收材料、热固化引发剂一同搅拌得到涂布液，也可以先将基材层材料与溶剂搅拌得到混合液体，再将可见光吸收材料加入混合液体中搅拌至溶解得到涂布液，涂布液涂布在玻璃基板上得到湿膜，涂布液湿膜厚度为5~250μm，之后再热固化烘干，将烘干的涂布液层剥离或者不剥离，即为涂布液层所形成的吸收层20。采用此种方式，可见光吸收材料可以与基材层10材料的相容性更好，可见光吸收材料不析出。另一方面，采用热固化的方式可以均匀分散可见光吸收材料，成膜均匀，产品经过高温高湿和紫外照射的信赖性更好。可见光吸收材料设置于吸收层20，从而使红外带通滤光片的透光率曲线的带通并不随入射大角度光线漂移，进而使上述红外带通滤光片在不同角度的入射光照射下，曲线漂移非常小，能够满足手机厂商对红外带通滤光片大角度漂移值的要求。
具体的生产工序中，可以对基板进行检验和清洗去除表面的灰尘，胶粒，氧化物和析出的物质清洗后保护好备用；如果需要可以对基板进行打底层涂布或者镀膜，可以是涂布各种偶联剂；涂布的方法可以是辊涂，刮涂，狭缝涂布，旋涂，丝印，柔性版印刷等。
将可见光吸收材料调配把吸收材料和树脂充分混合，加热搅拌后过滤备用；对基板进行吸收层涂布可以用：辊涂，刮涂，狭缝涂布，旋涂，丝网印刷，柔性版印刷等方式，更优的方式是狭缝涂布和旋涂能达到更好的表面效果。对涂布后的材料进行固化，采用热固化。
接下来形成表明硬化层，往硬化树脂中添加助剂以提高其抗氧性，抗UV性能和抗高温性能进行搅拌过滤，以及添加交联剂以提高其耐溶剂性能；对表面硬化层的材料进行涂布，可以用：辊涂，刮涂，狭缝涂布，旋涂，丝网印刷，柔性版印刷等方式，更优的方式是狭缝涂布和旋涂能达到更好的表面效果。对表面硬化层材料进行固化可以是热固化也可以是光固化，考虑耐溶剂性推荐光固化方式。
上述可见光吸收材料能够吸收380nm至450nm范围内的任意波段光线，起到50%的透过率大视角不漂移、防止因大角度入射光导致的截止曲线漂移的现象。为了有效地防止因大角度入射光导致的截止曲线漂移的现象，优选地，上述可见光吸收材料在基材层10中的重量含量为0.0001~5%，更优选为0.001~2%。上述可见光吸收材料的作用可以使可见光截止，使红外带通滤光片在蓝光波段的透过率曲线固定，不再随入射光角度的变化而发生漂移。
下面将结合实施例进一步说明本发明提供的红外带通滤光片及其制备方法。
实施例1（有机硅类）
本实施例提供的红外带通滤光片包括吸收层20，所述吸收层20含有可见光吸收材料；表面硬化层30，至少设置于吸收层的一侧表面上。
其中基材层10为透明基底，透明基底的材料可选地为石英玻璃、高硼硅玻璃等，具体地可以为K9, BK70，D263T、AF32、EagleXG、H-ZPK5、H-ZPK7等。示例性的，基材层10可为透明片体，图2中的上下方向为透明片体的厚度方向，透明片体的上侧和下侧相对。
上述红外带通滤光片的制备方法包括：将有双组份机硅树脂OE-6560 (陶氏化工）与1:1重量的甲苯加到一起混合均匀，搅拌至透明无色液体，加入WT=1% 可见光吸收剂IRW3-1（ 苏州群烨新材料科技有限公司市售品），搅拌1h至完全溶解后得到吸收层涂布液，将该涂布液经静置或真空脱泡后使用狭缝涂布工艺将涂布液涂布在K9, BK70，D263T玻璃基板上，然后放入烘箱180℃烘干2小时，得到由涂布液层所形成的吸收层，得到含基材层K9, BK70，D263T和厚度为10μm的含有可见光吸收材料的吸收层。
在吸收层的一侧表面上涂布硬化，采用EA6052（来自陶氏化工）、甲苯（来自中国国药化学有限公司）混合搅拌一小时，然后用狭缝涂布到吸收层后进行100度烘干；得到表面硬化层，即得到本品。
实施例2（丙烯酸类涂布有机基板）
本实施例提供的红外带通滤光片包括吸收层20，所述吸收层20含有可见光吸收材料；表面硬化层30，至少设置于吸收层的一侧表面上。
其中基材层10为透明基底，透明基底的材料可选地为亚克力有机玻璃，PC板材，PET板材和膜材等。示例性的，基材层10可为透明片体，图2中的上下方向为透明片体的厚度方向，透明片体的上侧和下侧相对。
上述红外带通滤光片的制备方法包括：将有多羟基丙烯酸树脂A-405（迪爱生合成树脂(中山)有限公司市售品），1：1比例的环己酮（中国国药化工），加到一起混合均匀，搅拌至透明无色液体，加入重量比例1%可见光吸收剂IRW3-2（ 苏州群烨新材料科技有限公司市售品），搅拌1h至完全溶解后得到吸收层涂布液，将该涂布液经静置或真空脱泡后使用狭缝涂布工艺将涂布液涂布在亚克力，PC，PET基板上，然后放入烘箱80℃ 到120摄氏度 （根据基板耐热情况）烘干10小时，形成的吸收层，得到包含基板和厚度为10微米的可见光吸收材料的吸收层。
在吸收层上涂硬化层，采用CN9006UV固化树脂 （沙多玛(广州)化学有限公司）加入IRGACURE 184 （巴斯夫）以及树脂重量比60%的乙酸乙酯溶剂混合均匀后，用狭缝涂布至吸收层表面，70度烘干2分钟后UV 340nm 固化1分钟得到本品。
实施例3 （丙烯酸加底涂涂布玻璃）
本实施例提供的红外带通滤光片包括底涂层，吸收层20，所述吸收层20含有可见光吸收材料；表面硬化层30，至少设置于吸收层的一侧表面上。
其中基材层10为透明基底，透明基底的材料可选地为石英玻璃、高硼硅玻璃等，具体地可以为K9, BK70，D263T、AF32、EagleXG、H-ZPK5、H-ZPK7等。示例性的，基材层10可为透明片体，图2中的上下方向为透明片体的厚度方向，透明片体的上侧和下侧相对。
为增加附着力添加底涂层，底涂层为KH550（郑州华迈化工），按1:9添加无水乙醇（中国国药化工）混合搅拌均匀；用辊涂的方法在基材玻璃表面进行涂布，烘干或晾干备用。
上述红外带通滤光片的制备方法包括：将有多羟基丙烯酸树脂A-405（迪爱生），1：1比例的环己酮（中国国药化工）加到一起混合均匀，搅拌至透明无色液体，加入重量比例1%可见光吸收剂IRW3-3（ 苏州群烨新材料科技有限公司市售品），搅拌1h至完全溶解后得到吸收层涂布液，将该涂布液经静置或真空脱泡后使用狭缝涂布工艺将涂布液涂布在预先打底的玻璃基板上，然后放入烘箱120摄氏度 烘干10小时，形成的吸收层，得到包含基板和厚度为10微米的可见光吸收材料的吸收层。
在吸收层上涂硬化层，采用CN9006UV固化树脂 （沙多玛）加入IRGACURE 184 （巴斯夫）以及树脂重量比60%的乙酸乙酯溶剂混合均匀后，用狭缝涂布至吸收层表面，70度烘干2分钟后UV 340nm 固化1分钟；即得到本品。
上述制得光学基材，采用lambda1050型分光光度计，分别测试样品在0°、35°的条件下的透过率-波长关系曲线，尤其以实施例2制得的基材样品为例，测试结果如图6所示，在不同入射角度的入射光照射下，测出的光学透过率曲线保持一致，而现有市面上获得的干涉型红外带通滤光片在不同入射光角度下，用分光光度计测的光学曲线如图1所示，
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：由于红外带通滤光片包括设置于吸收层中可见光吸收材料，从而使红外带通滤光片的曲线左侧并不随入射大角度光线漂移，进而使上述红外带通滤光片在不同角度的入射光照射下，曲线漂移非常小，能够满足摄像头厂商对红外带通滤光片大角度漂移值的要求。
信赖性测试[1] 结果：
1.IRW3-1 QUV-2 、IRW3-1 QUV-2 168hrs 、IRW3-1 QUV-2 336hrs 、IRW3-1 QUV-2 504hrs 、IRW3-1 QUV-2 672hrs 、IRW3-1 QUV-2 840hrs 、IRW3-1 QUV-2 1008hrs 样品分别是采用UV-LAB的老化机在温度60℃加水喷淋，UV 340 1.2mw/cm2照射，老化时间分别为：0h, 168h 336h,504h,672h,840h,1008h的光谱图如图7所示，其透过率光谱基本不漂移；在各个老化时间下在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值漂移绝对值小于10nm。
2.IRW3-1 85℃85%RH-2 168hrs 、IRW3-1 85℃85%RH-2 336hrs 、IRW3-1 85℃85%RH-2 504hrs 、IRW3-1 85℃85%RH-2 672hrs 、IRW3-1 85℃85%RH-2 840hrs 、IRW3-185℃85%RH-2 1008hrs 样品分别在THS 高温高湿储藏试验（宏展），温度85℃，相对湿度85%，储存0h,168h 336h,504h,672h,840h,1008h光谱表现如如图8所示，其透过率光谱基本不漂移；在各个老化时间下在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值漂移绝对值小于10nm。
测试结果证实，两个老化试验证明该滤光片具有优异的抗老化性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红外带通滤光片，其特征在于，所述红外带通滤光片包括：
吸收层（20），所述吸收层（20）含有可见光吸收材料；
表面硬化层（30），至少设置于吸收层的一侧表面上；
所述红外带通滤光片在350-700nm波长范围内的光透过率小于等于1%；且在850-1100nm波长范围内的光透过率大于等于80%。
2.根据权利要求1所述的红外带通滤光片，其特征在于，
所述红外带通滤光片还具有以下的透过率特性：
在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值；与光入射方向相对于红外带通滤光片的垂直方向偏转35°的角度入射时测定光谱中透过率为50％的点对应的波长值的差的绝对值小于10nm；
优选的，在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值；与光入射方向相对于红外带通滤光片的垂直方向偏转35°的角度入射时测定光谱中透过率为50％的点对应的波长值的差的绝对值小于5nm；
优选的，所述红外带通滤光片在350-700nm波长范围内的光透过率小于等于1%；且在850-1100nm波长范围内的光透过率大于等于85%；
优选的，在290~390nm波长范围的紫外线照射条件下，老化时间控制在100小时以上时，在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值漂移绝对值小于10nm；
优选的，在温度85℃，相对湿度85%的储存条件下，老化时间控制在100小时以上时，在光波长560～800nm的范围中，光入射方向垂直于红外带通滤光片时测定的光谱中透过率为50％的点对应的波长值漂移绝对值小于10nm；
优选的，所述红外带通滤光片还包括：
基材层（10），所述基材层设置于所述吸收层（20）的非表面硬化层侧表面上；所述基材层（10）、所述吸收层（20）、所述表面硬化层（30）依次层叠而成；
优选的，所述可见光吸收材料选自方酸类有机染料、酞菁类有机染料、硝基二苯胺类染料、氨基酮类染料、蒽醌类染料、喹啉类染料、三嗪类染料、苯并噻唑类染料和香豆素类染料、铁铬类无机染料、钴铜类无机染料、铬类无机染料中的多种。
3.根据权利要求2所述的红外带通滤光片，其特征在于，所述基材层（10）选自光学玻璃、有机玻璃或者有机透明材料；
优选的，所述基材层在700-1000nm波长范围的光透过率在90%以上；
优选的，所述光学玻璃包含蓝宝石玻璃，石英玻璃，燧石玻璃，冕玻璃，硼钠玻璃，硅铝玻璃，以及含镧，钡，磷，铅的玻璃；
优选的，所述有机透明材料选自亚克力有机玻璃，透明PC板，PET材料，环状聚烯烃层或聚酰亚胺层；
优选的，所述基材层（10）的厚度为20mm~0.1mm；优选的，所述红外带通滤光片的厚度为3~0.1mm。
4.根据权利要求1所述的红外带通滤光片，其特征在于，所述可见光吸收材料在所述吸收层（20）中的重量含量为0.0001~5%，优选为0.001~2%。
5.根据权利要求1所述的红外带通滤光片，其特征在于，所述表面硬化层选用有机硅树脂、亚克力树脂和聚氨酯树脂；
所述表面硬化层是通过包括40~80重量份的单体、30~80重量份的稀释性溶剂、0.1~5重量份的功能性填料以及0.1~5重量份的引发剂的硬化材料组合物通过光固化形成；优选的，所述单体选自有机硅单体，丙烯酸类单体、聚氨酯类单体和酰胺类单体中的一种或多种；
优选所述丙烯酸类单体包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸衍生物、改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和芳香族聚氨酯丙烯酸酯，更优选所述丙烯酸类单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油-丙氧基化三丙烯酸酯、丙烯酸二羟丙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和二丙烯酸对新戊二醇酯的一种或几种；
优选所述聚氨酯类单体包括聚氨酯类单体、丙烯酸改性聚氨酯类单体和环氧树脂类改性聚氨酯类单体，更优选所述聚氨酯类单体为聚氨酯和丙烯酸辛酯的混合物、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、甲酚酚醛环氧丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯树脂和聚氨酯类芳胺中的一种或多种；
优选所述酰胺类单体包括丙烯酰胺类化学物、甲基丙烯酰胺类化合物、氨基酸酰胺类化合物以及苯乙烯类化合物；所述稀释性溶剂选自酮类、醇类和酯类中的任意一种或多种；
优选所述稀释性溶剂选自丁酮、戊酮、环戊酮、环己酮、甲基异丁基酮、甲乙酮、甲异丙酮、乙醇、丁醇、乙二醇、苯甲醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、醋酸乙酯、丁酯、甲苯和二甲苯中的任意一种或多种；所述功能性填料包括具有不同折射率的氧化物，优选为折射率在1.3到2.8范围之间的化合物，更优选为二氧化硅、氧化铝、一氧化硅、氟化镧、氟化钇、氟化钡、氟化铝、冰晶石、二氧化钛、五氧化三钛、三氧化二钛、一氧化钛、氧化铪、氧化锆、氧化锌、氧化铈、硫化锌和硒化锌中的任意多种；
所述引发剂选自二苯甲酮、1-羟基-环己基甲酮、2.2-二甲氧基-1.2-二苯基乙酮、二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、苯基二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、苯甲酰甲酸甲酯和2,4,6-三甲苯基二苯膦氧化物中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的红外带通滤光片，其特征在于，所述红外带通滤光片还包括设置在基材层与吸收层之间的底涂层（40）；所述底涂层用于增强基材层与吸收层的粘结力。
7.根据权利要求1所述的红外带通滤光片，其特征在于，所述吸收层采用的树脂材料选自环氧树脂、有机硅树脂、亚克力树脂、聚氨酯和PU树脂的任意一种或多种。
8.一种光学传感***，其特征在于，所述光学传感***包括图像传感器和如权利要求1-7中的任一项所述的红外带通滤光片，所述红外带通滤光片设置于所述图像传感器的感光侧。
9.一种红外带通滤光片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将包括树脂材料和可见光吸收材料的原料搅拌混合，得到涂布液；
S2，将所述涂布液涂布在基板上，烘干，得到由所述涂布液形成的吸收层（20）；
S3，在所述吸收层（20）的至少一侧形成表面硬化层（30）。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括在基板上预先形成底涂层的步骤。
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