CN115079324A - 吸收式近红外线滤光片 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种吸收式近红外线滤光片，其包括第一多层膜结构、吸收式结构及第二多层膜结构，吸收式结构具有重量百分比介于1％与3％间的红外线吸收染料，其中于红外线波段中，吸收式结构的穿透率为80％的波长与第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于130nm与145nm间；其穿透率为50％的波长与第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于75nm与90nm间；其穿透率为20％的波长与第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于25nm与45nm间。本申请的吸收式近红外线滤光片能减少产生色偏、色差、杂光及鬼影等问题，以提升画面呈现的质量。

Description

吸收式近红外线滤光片
本申请为分案申请，原申请的申请日为：2017年12月19日，申请号：201711371902.6，申请名称为：吸收式近红外线滤光片。
技术领域
本发明涉及滤光片的技术领域，尤其涉及一种吸收式近红外线滤光片。
背景技术
一般人眼可感受之可见光波长范围约在400nm至700nm之间。不可见光包含波长介于700nm至1200nm间的红外线及波长在100nm至400nm间的紫外线。红外线对人类的视觉颜色不产生影响，但对于摄影装置如摄影机、照相机或手机相机而言则非如此。一般摄影镜头在一镜头座内部设置复数光学镜片、滤光片及影像感测元件，例如：电荷耦合装置(CCD)或互补式金属氧化半导体(CMOS)，影像感测元件敏感度高，对光波的感应范围为波长400nm至1200nm，可捕捉到不可见光中的红外线。为避免红外线影响画面的呈现，则须在影像感测元件前加装滤光片或滤镜以阻隔红外线进入影像感测元件，以修正影像的色偏现象。目前滤光片包括反射式滤光片及吸收式滤光片，然目前滤光片容易产生色偏、色差、杂光及鬼影等问题，进而影响摄影画面的呈现。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种吸收式近红外线滤光片，以解决现有技术存在产生色偏、色差、杂光及鬼影等问题。
为解决上述问题，本发明提供一种吸收式近红外线滤光片，其包括第一多层膜结构、形成于第一多层膜结构的吸收式结构及镀于吸收式结构的第二多层膜结构，吸收式结构具有重量百分比介于1％与3％间的红外线吸收染料，其中于红外线波段中，吸收式结构的穿透率为80％的波长与第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于130nm与145nm间；吸收式结构的穿透率为50％的波长与第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于75nm与90nm间；吸收式结构的穿透率为20％的波长与第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于25nm与45nm间。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请的吸收式近红外线滤光片的示意图。
图2是本申请的吸收式结构的示意图。
图3是本申请的另一吸收式结构的示意图。
图4是本申请的再一吸收式结构的示意图。
图5是本申请的第一实施例及第二实施例的吸收式近红外线滤光片于红外线波段的光谱图。
图6是本申请的第二实施例的吸收式近红外线滤光片于紫外线波段的光谱图。
图7是本申请的第三实施例及第四实施例的吸收式近红外线滤光片于红外线波段的光谱图。
图8是本申请的第四实施例的吸收式近红外线滤光片于紫外线波段的光谱图。
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术用语描述的组件或操作而已。
请参阅图1，其是本申请的吸收式近红外线滤光片1的示意图；如图所示，本申请提供一种吸收式近红外线滤光片1，吸收式近红外线滤光片1包括第一多层膜结构10、吸收式结构11及第二多层膜结构12，吸收式结构11设置于第一多层膜结构10，第二多层膜结构12设置于吸收式结构11，并与第一多层膜结构10相对。本申请的吸收式结构11可仅包括红外线吸收结构或具有红外线及紫外线吸收功能的复合吸收结构，或者吸收式结构11可同时包括红外线吸收结构及紫外线吸收结构。
第一多层膜结构10及第二多层膜结构12分别由多层堆迭，第一多层膜结构10及第二多层膜结构12的各层材料选自TiO2、SiO2、Y2O3、MgF2、A12O3、Nb2O5、AlF3、Bi2O3、Gd2O3、LaF3、PbTe、Sb2O3、SiO、SiN、Ta2Os、ZnS、ZnSe、ZrO2及Na3AlF6所组成群组之至少一者。第一多层膜结构10及第二多层膜结构12的一者为红外线截止结构，其另一者为抗反射结构。第一多层膜结构10的厚度与第二多层膜结构12的厚度的差值介于0nm与4000nm间。
请一并参阅图2，其是本申请的吸收式结构11的示意图；如图所示，本申请提供一种吸收式结构11，吸收式结构11包括透明基板111及单一红外线吸收结构112，透明基板111具有第一表面111a及相对于第一表面111a的第二表面111b，第一多层膜结构10或第二多层膜结构12镀于透明基板111的第一表面111a，红外线吸收结构112形成于透明基板111的第二表面111b，若第一多层膜结构10镀于透明基板111的第一表面111a时，第二多层膜结构12镀于红外线吸收结构112，并与第一多层膜结构10相对。若第二多层膜结构12镀于透明基板111的第一表面111a时，第一多层膜结构10镀于红外线吸收结构112，并与第二多层膜结构12相对。
上述红外线吸收结构112包括透明树脂及红外线吸收染料，红外线吸收染料溶解分散于透明树脂中，其中透明树脂的材料选自环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚环烯烃、聚氨酯、聚醚、聚硅氧烷及聚乙烯缩丁醛所组成群组之至少一者。透明树脂的光穿透度为85％以上，较佳的光穿透度为90％以上。上述透明基板111的材质例如是玻璃、压克力(PMMA)或石英，其内部可包含红外线吸收色料，形成红外线吸收式基板；如透明基板111为玻璃材质，该玻璃为氟磷酸盐系红外线滤光玻璃或磷酸盐系红外线滤光玻璃，吸收式结构11内所含的红外线吸收染料的重量百分比介于1％与3％间，红外线吸收染料的材料选自偶氮基化合物、二亚铵化合物、二硫酚金属错合物、酞花青类化合物、方酸青类化合物及花青类化合物所组成群组之至少一者，其较佳的材料选自酞花青类化合物、方酸青类化合物及花青类所组成群组之至少一者。然红外线吸收染料的吸收光波段介于650nm与1100nm间，较佳的吸收光波段介于650nm与750nm间。
红外线吸收结构112的制备方法是先准备红外线吸收溶液，红外线吸收溶液是红外线吸收染料与溶剂混合，其中溶剂选用酮类、醚类、酯类、醇类、醇-醚类、碳氢化合物类或松烯类。红外线吸收溶液更添加流平剂、抗静电剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、分散剂、阻燃剂、润化剂或增塑剂。红外线吸收溶液溶解分散于透明树脂中并形成红外线吸收涂布液。接着将红外线吸收涂布液涂布于透明基板111上，其中涂布方法可选用浸涂法、铸涂法、喷涂法、旋涂法、珠涂法、棒涂法或刮刀涂布法。本实施例的红外线吸收涂布液通过涂布法涂布于透明基板111，其中涂布转速介于300rpm与1100rpm间。待通过涂布法于透明基板111上涂布红外线吸收涂布液后，对涂布于透明基板111的红外线吸收涂布液依序进行热干燥及固化，进而于透明基板111上形成红外线吸收结构112。其中固化可单使用热固化或光固化，或者同时使用热固化及光固化，热固化的温度介于摄氏100度与摄氏180度间，光固化的光通量介于8000J/m2与10000J/m2间。
另参阅图3，其是本申请的另一吸收式结构11的示意图；如图所示，本申请提供另一种吸收式结构11，吸收式结构11包括透明基板111、红外线及紫外线混层吸收结构113，红外线及紫外线混层吸收结构113形成于透明基板111，红外线及紫外线混层吸收结构113为在透明树脂中添加红外线吸收染料及紫外线吸收染料而形成，其中吸收式结构11内所含的红外线吸收染料的重量百分比介于1％与3％间，吸收式结构11内所含的紫外线吸收染料的重量百分比介于4％与10％间。然紫外线吸收染料的材料选自偶氮次甲基系化合物、吲哚系化合物、苯并***系化合物及三嗪系化合物所组成群组之至少一者。红外线吸收染料的材料已于上述说明，于此不再赘述。透明基板111的材质例如是玻璃、压克力(PMMA)或石英，在另一实施例中，透明基板111内更包含红外线吸收色料形成红外线吸收式基板。如透明基板111为玻璃材质，该玻璃为氟磷酸盐系红外线滤光玻璃或磷酸盐系红外线滤光玻璃。
再参阅图4，其是本申请的再一吸收式结构11的示意图；如图所示，本申请提供又一种吸收式结构11，吸收式结构11包括透明基板111及红外线及紫外线分层吸收结构114，红外线及紫外线分层吸收结构114形成于透明基板111，其包括红外线吸收层1141及紫外线吸收层1142，红外线吸收层1141包括透明树脂及红外线吸收染料，其中吸收式结构11所含的红外线吸收染料的重量百分比介于1％与3％间；紫外线吸收层1142包括透明树脂及紫外线吸收染料，吸收式结构11所含的紫外线吸收染料的重量百分比介于4％与10％间。于本实施例中，红外线吸收层1141形成于透明基板111，紫外线吸收层1142形成于红外线吸收层1141。在另一实施例中，红外线吸收层1141与紫外线吸收层1142的设置位置可以颠倒，即紫外线吸收层1142先设置于透明基板111，红外线吸收层1141设置于紫外线吸收层1142。在又一实施例中，透明基板111内也可包含红外线吸收色料。然红外线吸收层1141与紫外线吸收层1142的透明树脂、红外线吸收层1141的红外线吸收染料及紫外线吸收层1142的紫外线吸收染料的材料已于上述说明，于此不再赘述。紫外线吸收层1142的制备方法与红外线吸收层1141的制备方法与图1的红外线吸收结构相同，于此不再赘述。
当吸收式结构11为单一红外线吸收结构(如图2所示)、红外线及紫外线混层吸收结构(如图3所示)或红外线及紫外线分层吸收结构(如图4所示)时，根据本申请的吸收式结构11及第一多层膜结构10的光谱可知，本申请的吸收式结构11满足下述条件：
(1)于红外线波段中，吸收式结构11的穿透率为80％的波长(λT80％)与第一多层膜结构10的反射率为80％的波长(λR80％)的差值介于130nm与145nm间。
(2)于红外线波段中，吸收式结构11的穿透率为50％的波长(λT50％)与第一多层膜结构10的反射率为50％的波长(λR50％)的差值介于75nm与90nm间。
(3)于红外线波段中，吸收式结构11的穿透率为20％的波长(λT20％)与第一多层膜结构10的反射率为20％的波长(λR20％)的差值介于25nm与45nm间。
(4)于红外线波段中，吸收式结构11的穿透率为80％的波长(λT80％)与吸收式结构11的穿透率为50％的波长(λT50％)的绝对差值为50nm以下。
(5)于红外线波段中，吸收式结构11的穿透率为50％的波长(λT50％)与吸收式结构11的穿透率为20％的波长(λT20％)的绝对差值为42nm以下。
当吸收式结构11为具有红外线及紫外线吸收功能的单一复合吸收结构(如图3所示)或红外线吸收结构与紫外线吸收结构的结合(如图4所示)时，根据本申请的吸收式结构11及第一多层膜结构10的光谱可知，本申请的吸收式结构11更满足下述条件：
(1)于紫外线波段中，吸收式结构11的穿透率为80％的波长(λT80％)与第一多层膜结构10的反射率为80％的波长(λR80％)的差值介于23nm与40nm间。
(2)于紫外线波段中，吸收式结构11的穿透率为50％的波长(λT50％)与第一多层膜结构10的反射率为50％的波长(λR50％)的差值介于3nm与14nm间。
(3)于紫外线波段中，吸收式结构11的穿透率为20％的波长(λT20％)与第一多层膜结构10的反射率为20％的波长(λR20％)的差值介于-15nm与2.5nm间。
(4)于紫外线波段中，吸收式结构11的穿透率为80％的波长(λT80％)与吸收式结构11的穿透率为50％的波长(λT50％)的绝对差值为23nm以下。
(5)于紫外线波段中，吸收式结构11的穿透率为50％的波长(λT50％)与吸收式结构11的穿透率为20％的波长(λT20％)的绝对差值为16nm以下。
(6)吸收式结构11于红外线波段中穿透率为80％的波长(λT80％)与吸收式结构11于紫外线波段中穿透率为80％的波长(λT80％)的差值介于126nm与164nm间。
(7)吸收式结构11于红外线波段中穿透率为50％的波长(λT50％)与吸收式结构11于紫外线波段中穿透率为50％的波长(λT50％)的差值介于195nm与239nm间。
(8)吸收式结构11于红外线波段中穿透率为20％的波长(λT20％)与吸收式结构11于紫外线波段中穿透率为20％的波长(λT20％)的差值介于244nm与309nm间。
第一实施例
本实施例的吸收式近红外线滤光片的结构，其具有单一红外线吸收结构，红外线吸收结构包含红外线吸收染料，本实施例的第一多层膜结构的厚度介于4000nm与4500nm之间，第二多层膜结构的厚度介于600nm与700nm之间，本实施例的第一多层膜结构与第二多层膜结构呈非对称镀膜，如图2所示。
下表1提供十组吸收式结构的实作数据，本实施例的吸收式结构为单一红外线吸收结构A1，每一组红外线吸收结构A1的红外线吸收染料的重量百分比不同，并控制形成红外线吸收结构A1的涂布转数介于400rpm与650rpm之间。请参阅图5，图5包括第一穿透光谱曲线21、第二穿透光谱曲线22、第三穿透光谱曲线23、第四穿透光谱曲线24及第一反射光谱曲线25，第一穿透光谱曲线21、第二穿透光谱曲线22、第三穿透光谱曲线23及第四穿透光谱曲线24分别显示下表编号1、编号2、编号5及编号10的红外线吸收结构A1于红外线波段的穿透光谱曲线；第一反射光谱曲线25为第一多层膜结构R1于红外线波段的反射光谱曲线。
根据上述红外线吸收结构A1及第一多层膜结构R1的光谱曲线(如图5)，计算出于红外线波段中，每一组红外线吸收结构A1在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值(A1(λT80％)-R1(λR80％))、红外线吸收结构A1在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值(A1(λT50％)-R1(λR50％))、红外线吸收结构A1在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值(A1(λT20％)-R1(λR20％))、红外线吸收结构A1于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值(△λ(0°-30°)T50％)及红外线吸收结构A1于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值(△λ(0°-30°)T20％)。
Figure BDA0003747760340000081
Figure BDA0003747760340000091
表1
由上表1中编号3至编号10归纳出数据，控制红外线吸收结构A1内所含的红外线吸收染料的重量百分比介于1％与3％间，并控制形成红外线吸收结构A1的涂布转数介于400rpm与650rpm间，每一组红外线吸收结构A1及第一多层膜结构R1的光谱满足下述条件，于红外线波段中，每一组红外线吸收结构A1在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值落于135nm与145nm间；其在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值落于75nm与90nm间；其在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值落于25nm与45nm间。
然在红外线吸收结构A1的光谱满足上述条件时，红外线吸收结构A1于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值小于2nm；红外线吸收结构A1于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值小于6nm，也表示红外线吸收结构A1于入射角0度-30度的光谱曲线间的偏移量不大，有效减少吸收式近红外线滤光片因镀膜而造成的色偏、色差、杂光及鬼影等问题。本实施例的红外线吸收结构A1的透明基板也可包含红外线吸收色料，同样也能达到上述的效果。
第二实施例
本实施例的吸收式近红外线滤光片与第一实施例不同在于本实施例的吸收式结构改使用红外线及紫外线混层吸收结构A2，红外线及紫外线混层吸收结构A2具有包含红外线吸收染料及紫外线吸收染料，如图3所示。
下表2提供十组吸收式结构的实作数据，吸收式结构为红外线及紫外线混层吸收结构A2，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2的红外线吸收染料及紫外线吸收染料的重量百分比不同，并控制形成红外线及紫外线混层吸收结构A2的涂布转数介于400rpm与650rpm间。参阅图5及图6，本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2及第一多层膜结构R1于红外线波段的光谱曲线与第一实施例的红外线吸收结构A1及第一多层膜结构R1于红外线波段的光谱曲线近似，所以本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段的光谱曲线可参考图5；图6包括第五穿透光谱曲线31、第六穿透光谱曲线32、第七穿透光谱曲线33、第八穿透光谱曲线34及第二反射光谱曲线35，第五穿透光谱曲线31、第六穿透光谱曲线32、第七穿透光谱曲线33及第八穿透光谱曲线34分别是指下表编号1、编号2、编号5及编号10的红外线及紫外线混层吸收结构A2于紫外线波段的穿透光谱曲线，第二反射光谱曲线35是指第一多层膜结构R1于紫外线波段的反射光谱曲线。
根据每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2的光谱及第一多层膜结构R1的光谱(如图5)，计算出于红外线波段中，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值(A2(λT80％)-R1(λR80％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值(A2(λT50％)-R1(λR50％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值(A2(λT 20％)-R1(λR20％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值(△λ(0°-30°)T50％)及红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值(△λ(0°-30°)T20％)。
根据每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2的光谱及第一多层膜结构R1的光谱(如图6)，计算出于紫外线波段中，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值(A2(λT80％)-R1(λR80％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值(A2(λT50％)-R1(λR50％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值(A2(λT20％)-R1(λR20％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0-30度穿透率50％波长的差值(△λ(0°-30°)T50％)及红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值(△λ(0°-30°)T20％)。
Figure BDA0003747760340000111
Figure BDA0003747760340000121
表2
由上表2中编号3至编号10归纳出数据，控制红外线及紫外线混层吸收结构A2的红外线吸收染料的重量百分比介于1％与3％间，其紫外线吸收染料的重量百分比介于4％与10％间，并控制形成红外线及紫外线混层吸收结构A2的涂布转数介于400rpm与650rpm间，本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2具备下述条件，于红外线波段中，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值落于135nm与145nm间；其在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值落于75nm与90nm间；其在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值落于25nm与45nm间。于紫外线波段中，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值落于23nm与40nm间；其在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值落于3nm与13nm间；其在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值落于-15nm与0nm间。
本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2满足上述条件时，于红外线波段中，红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值小于2nm，红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值小于6nm；于紫外线波段中，红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值介于-1nm与2nm间，红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值小于9nm，也表示红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度的光谱曲线与红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角30度的光谱曲线间的偏移量不大，有效减少吸收式近红外线滤光片因镀膜而造成的色偏、色差、杂光及鬼影等问题。
下表3说明红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段中穿透率80％波长与其于紫外线波段中穿透率80％波长的差值(IR(λT80％)-UV(λT80％))、于红外线波段中穿透率50％波长与其于紫外线波段中穿透率50％波长的差值(IR(λT50％)-UV(λT50％))及于红外线波段中穿透率20％波长与其于紫外线波段中穿透率20％波长的差值(IR(λT20％)-UV(λT20％))。
最大值 最小值 平均值
IR(λ<sub>T80％</sub>)-UV(λ<sub>T80％</sub>) 161 126 140
IR(λ<sub>T50％</sub>)-UV(λ<sub>T50％</sub>) 237 196 208
IR(λ<sub>T20％</sub>)-UV(λ<sub>T20％</sub>) 308 245 261
表3
由表3可知，红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段中穿透率80％波长与其于紫外线波段中穿透率80％波长的差值介于126nm与161nm间；红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段中穿透率50％波长与其于紫外线波段中穿透率50％波长的差值介于196nm与237nm间；红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段中穿透率20％波长与其于紫外线波段中穿透率20％波长的差值介于245nm与308nm间。
然本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2的光谱中，波长小于450nm的光穿透面积与650nm与700nm间的光穿透面积的比值小于10，也就是红外线及紫外线混层吸收结构A2的红外线波段的光谱曲线与紫外线波段的光谱曲线相互对称，同时也说明红外线及紫外线混层吸收结构A2的光谱曲线不会往紫外线波段或红外线波段偏移，如此非可见光区不会干扰CMOS感测元件的感测，进而减少鬼影的发生。
若本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2由红外线及紫外线分层吸收结构替换(如图4所示)，如此也能达到上述效果。然本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2的透明基板可包括红外线吸收色料，也能达到上述效果。
第三实施例
本实施例的吸收式近红外线滤光片的结构，第一多层膜结构的厚度与第二多层膜结构的厚度的差值小于1000nm，本实施例的第一多层膜结构及第二多层膜结构的厚度分别介于3300nm与3900nm之间，换句话说，本实施例的第一多层膜结构与第二多层膜结构呈对称镀膜，如图2所示。
下表4提供十组吸收式结构的实作数据，其中吸收式结构为单一红外线吸收结构A1，每一组红外线吸收结构A1的红外线吸收染料的重量百分比不同，并控制形成红外线吸收结构A1的涂布转数介于400rpm与650rpm间。请参阅图7，图7包括第九穿透光谱曲线41、第十穿透光谱曲线42、第十一穿透光谱曲线43、第十二穿透光谱曲线44及第三反射光谱曲线45，第九穿透光谱曲线41、第十穿透光谱曲线42、第十一穿透光谱曲线43及第十二穿透光谱曲线44显示下标编号1、编号2、编号5及编号10的红外线吸收结构A1于红外线波段的穿透光谱曲线，第三反射光谱曲线45为第一多层膜结构R1的反射光谱曲线。
根据每一组红外线吸收结构A1及第一多层膜结构R1的光谱(如图7)，计算出于红外线波段中，每一组红外线吸收结构A1在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值(A1(λT80％)-R1(λR80％))、红外线吸收结构A1在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值(A1(λT50％)-R1(λR50％))、红外线吸收结构A1在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值(A1(λT20％)-R1(λR20％))、红外线吸收结构A1于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值(△λ(0°-30°)T50％)及红外线吸收结构A1于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值(△λ(0°-30°)T20％)。
Figure BDA0003747760340000151
Figure BDA0003747760340000161
表4
由表4中编号4至编号10归纳出数据，控制红外线吸收结构A1的红外线吸收染料的重量百分比介于1％与3％间，并控制形成红外线吸收结构A1的涂布转数介于400rpm与650rpm间，每一组红外线吸收结构A1的红外线波段满足下述条件，每一组红外线吸收结构A1在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值落于130nm与137nm间；其在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值落于77nm与85nm间；其在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值落于30nm与42nm间。然在红外线吸收结构A1的光谱满足上述条件时，红外线吸收结构A1于入射角0度-30度的λT50％的差值小于2nm；红外线吸收结构A1于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值小于6nm，也表示红外线吸收结构A1于入射角0度的光谱曲线与红外线吸收结构A1于入射角30度的光谱曲线间的偏移量不大，有效减少吸收式近红外线滤光片因镀膜而造成的色偏、色差、杂光及鬼影等问题。然本实施例的红外线吸收结构A1的透明基板可包含红外线吸收色料，也能达到上述效果。
第四实施例
本实施例的吸收式近红外线滤光片与第三实施例的吸收式近红外线滤光片不同在于本实施例的吸收式近红外线滤光片的吸收式结构为红外线及紫外线混层吸收结构，如图3所示。
下表5提供十组吸收式结构的实作数据，吸收式结构为红外线及紫外线混层吸收结构A2，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2的红外线吸收染料及紫外线吸收染料的重量百分比不同，并控制形成红外线及紫外线混层吸收结构A2的涂布转数介于400rpm与650rpm间。参阅图7及图8，本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2及第一多层膜结构R1于红外线波段的光谱曲线与第二实施例的红外线吸收结构A1及第一多层膜结构R1于红外线波段的光谱曲线近似，所以本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段的光谱曲线可参考图7；图8包括第十三穿透光谱曲线51、第十四穿透光谱曲线52、第十五穿透光谱曲线53、第十六穿透光谱曲线54及第四反射光谱曲线55，第十三穿透光谱曲线51、第十四穿透光谱曲线52、第十五穿透光谱曲线53及第十六穿透光谱曲线54分别是指下表编号1、编号2、编号5及编号10的红外线及紫外线混层吸收结构A2于紫外线波段的穿透光谱曲线，第四反射光谱曲线55是指第二多层膜结构R2于紫外线波段的反射光谱曲线。
根据每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2的光谱、第一多层膜结构R1的光谱及第二多层膜结构R2的光谱(如图7及图8)，计算出于红外线波段中，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值(A2(λT80％)-R1(λR80％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值(A2(λT50％)-R1(λR50％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值(A2(λT20％)-R1(λR20％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值(△λ(0°-30°)T50％)及红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值(△λ(0°-30°)T20％)。
同时计算出于紫外线波段中，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率80％波长与第二多层膜结构R2在反射率80％波长的差值(A2(λT80％)-R2(λR80％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率50％波长与第二多层膜结构R2在反射率50％波长的差值(A2(λT50％)-R2(λR50％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率20％波长与第二多层膜结构R2在反射率20％波长的差值(A2(λT20％)-R2(λR20％))、红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值(△λ(0°-30°)T50％)及红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值(△λ(0°-30°)T20％)。
Figure BDA0003747760340000181
Figure BDA0003747760340000191
表5
由上表5中编号4至编号10归纳出数据，控制红外线及紫外线混层吸收结构A2的红外线吸收染料的重量百分比介于1％与3％间，其紫外线吸收染料的重量百分比介于4％与10％间，并控制形成红外线及紫外线混层吸收结构A2的涂布转数介于400rpm与650rpm间，本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2具备下述条件，于红外线波段中，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率80％波长与第一多层膜结构R1在反射率80％波长的差值落于130nm与137nm间；其在穿透率50％波长与第一多层膜结构R1在反射率50％波长的差值落于77nm与85nm间；其在穿透率20％波长与第一多层膜结构R1在反射率20％波长的差值落于30nm与42nm间。
于紫外线波段中，每一组红外线及紫外线混层吸收结构A2在穿透率80％波长与第二多层膜结构R2在反射率80％波长的差值落于25nm与37nm间；其在穿透率50％波长与第二多层膜结构R2在反射率50％波长的差值落于6nm与14nm间；其在穿透率20％波长与第二多层膜结构R2在反射率20％波长的差值落于-6nm与2.5nm间。
本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2满足上述条件时，于红外线波段中，红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值小于2nm，红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率20％波长的差值小于6nm；于紫外线波段中，红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度-30度穿透率50％波长的差值介于-1nm与2nm间，红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度30度穿透率20％波长的差值小于8nm，也表示红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角0度的光谱曲线与红外线及紫外线混层吸收结构A2于入射角30度的光谱曲线间的偏移量不大，有效减少吸收式近红外线滤光片因镀膜而造成的色偏、色差、杂光及鬼影等问题。
下表6说明红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段中穿透率80％波长与其于紫外线波段中穿透率80％波长的差值(IR(λT80％)-UV(λT80％))、于红外线波段中穿透率50％波长与其于紫外线波段中穿透率50％波长的差值(IR(λT50％)-UV(λT50％))及于红外线波段中穿透率0％波长与其于紫外线波段中穿透率20％波长的差值(IR(λT20％)-UV(λT20％))。
最大值 最小值 平均值
IR(λ<sub>T80％</sub>)-UV(λ<sub>T80％</sub>) 164 130 144
IR(λ<sub>T50％</sub>)-UV(λ<sub>T50％</sub>) 239 197 212
IR(λ<sub>T20％</sub>)-UV(λ<sub>T20％</sub>) 309 245 262
表6
由表6可知，红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段中穿透率80％波长与其于紫外线波段中穿透率80％波长的差值介于130nm与164nm间；红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段中穿透率50％波长与其于紫外线波段中穿透率50％波长的差值介于197nm与239nm间；红外线及紫外线混层吸收结构A2于红外线波段中穿透率20％波长与其于紫外线波段中穿透率20％波长的差值介于245nm与309nm间。
然本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2的光谱中，波长小于450nm的光穿透面积与650nm与700nm间的光穿透面积的比值小于10，也就是红外线及紫外线混层吸收结构A2的红外线波段的光谱曲线与紫外线波段的光谱曲线相互对称，同时也说明红外线及紫外线混层吸收结构A2的光谱曲线不会往紫外线波段或红外线波段偏移，如此非可见光区不会干扰CMOS感测元件的感测，进而减少鬼影的发生。
上述红外线及紫外线混层吸收结构A2也可由红外线及紫外线分层吸收结构替换，也能达到上述效果。然本实施例的红外线及紫外线混层吸收结构A2的透明基板可包含红外线吸收色料，也能达到上述效果。
综上所述，本申请揭示一种吸收式近红外线滤光片，本申请的吸收式近红外线滤光片主要控制吸收式结构内的红外线吸收染料或/及紫外线吸收染料的含量，以使吸收式结构至少具备：于红外线波段中，吸收式结构的穿透率为80％的波长与第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于130nm与145nm间；吸收式结构的穿透率为50％的波长与第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于75nm与90nm间；吸收式结构的穿透率为20％的波长与第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于25nm与45nm间；吸收式结构的穿透率为80％的波长与吸收式结构的穿透率为50％的波长的绝对差值为50nm以下；吸收式结构的穿透率为50％的波长与吸收式结构的穿透率为20％的波长的绝对差值为42nm以下等条件，由上述多组实施例佐证，本申请的吸收式近红外线滤光片能避免产生色偏、色差、杂光及鬼影等问题，进而提升画面的品质。
上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 (20)

1.一种吸收式近红外线滤光片，其特征在于，包括第一多层膜结构、形成于所述第一多层膜结构的吸收式结构及镀于所述吸收式结构的第二多层膜结构，所述吸收式结构具有重量百分比介于1％与3％间的红外线吸收染料以及重量百分比介于4％与10％间的紫外线吸收染料，其中所述吸收式结构于红外线波段中穿透率为80％的波长与所述吸收式结构于紫外线波段中穿透率为80％的波长的差值介于126nm与164nm间；所述吸收式结构于红外线波段中穿透率为50％的波长与所述吸收式结构于紫外线波段中穿透率为50％的波长的差值介于195nm与239nm间；所述吸收式结构于红外线波段中穿透率为20％的波长与所述吸收式结构于紫外线波段中穿透率为20％的波长的差值介于244nm与309nm间。
2.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于红外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于130nm与145nm间；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于75nm与90nm间；所述吸收式结构的穿透率为20％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于25nm与45nm间。
3.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述吸收式结构的穿透率为50％的波长的绝对差值为50nm以下；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述吸收式结构的穿透率为20％的波长的绝对差值为42nm以下。
4.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于紫外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于25nm与37nm间；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于6nm与14nm间；所述吸收式结构的穿透率为20％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于-6nm与2.5nm间。
5.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于紫外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述吸收式结构的穿透率为50％的波长的绝对差值为23nm以下；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述吸收式结构的穿透率为20％的波长的绝对差值为16nm以下。
6.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于紫外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于23nm与40nm间；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于3nm与14nm间；所述吸收式结构的穿透率为20％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于-15nm与2.5nm间。
7.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，所述第一多层膜结构的厚度与所述第二多层膜结构的厚度的差值大于3800nm，于紫外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于3nm与13nm间；所述吸收式结构的穿透率为20％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于-15nm与0nm间。
8.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，所述第一多层膜结构的厚度与所述第二多层膜结构的厚度的差值小于1000nm。
9.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，所述第一多层膜结构的厚度与所述第二多层膜结构的厚度的差值大于3000nm，于红外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于135nm与145nm间。
10.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，所述第一多层膜结构的厚度与所述第二多层膜结构的厚度的差值小于1000nm，于红外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于130nm与137nm间；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值落于77nm与85nm间；所述吸收式结构的穿透率为20％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值落于30nm与42nm间。
11.根据权利要求1所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，所述吸收式结构于红外线波段中穿透率为80％的波长与所述吸收式结构于紫外线波段中穿透率为80％的波长的差值介于126nm与161nm间。
12.一种吸收式近红外线滤光片，其特征在于，包括第一多层膜结构、形成于所述第一多层膜结构的吸收式结构及镀于所述吸收式结构的第二多层膜结构，所述吸收式结构具有重量百分比介于1％与3％间的红外线吸收染料，其中所述吸收式结构包括透明基板及红外线及紫外线混层吸收结构，所述红外线及紫外线混层吸收结构形成于所述透明基板，所述红外线吸收染料及紫外线吸收染料分布于所述红外线及紫外线混层吸收结构。
13.根据权利要求12所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于紫外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于25nm与37nm间；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于6nm与14nm间；所述吸收式结构的穿透率为20％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于-6nm与2.5nm间。
14.根据权利要求12所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于红外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于130nm与145nm间；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于75nm与90nm间；所述吸收式结构的穿透率为20％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于25nm与45nm间。
15.根据权利要求12所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于红外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述吸收式结构的穿透率为20％的波长的绝对差值为42nm以下。
16.根据权利要求12所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于紫外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述吸收式结构的穿透率为50％的波长的绝对差值为23nm以下；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述吸收式结构的穿透率为20％的波长的绝对差值为16nm以下。
17.根据权利要求12所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，所述吸收式结构于红外线波段中穿透率为80％的波长与所述吸收式结构于紫外线波段中穿透率为80％的波长的差值介于126nm与164nm间；所述吸收式结构于红外线波段中穿透率为50％的波长与所述吸收式结构于紫外线波段中穿透率为50％的波长的差值介于195nm与239nm间；所述吸收式结构于红外线波段中穿透率为20％的波长与所述吸收式结构于紫外线波段中穿透率为20％的波长的差值介于244nm与309nm间。
18.一种吸收式近红外线滤光片，其特征在于，包括第一多层膜结构、形成于所述第一多层膜结构的吸收式结构及镀于所述吸收式结构的第二多层膜结构，所述吸收式结构具有重量百分比介于1％与3％间的红外线吸收染料以及重量百分比介于4％与10％间的紫外线吸收染料；
其中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述吸收式结构的穿透率为50％的波长的绝对差值为50nm以下；
其中，于紫外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的穿透率为50％的波长的差值为23nm以下；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的穿透率为20％的波长的差值为16nm以下。
19.根据权利要求18所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于红外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述吸收式结构的穿透率为20％的波长的绝对差值为42nm以下。
20.根据权利要求18所述的吸收式近红外线滤光片，其特征在于，于红外线波段中，所述吸收式结构的穿透率为80％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为80％的波长的差值介于130nm与145nm间；所述吸收式结构的穿透率为50％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为50％的波长的差值介于75nm与90nm间；所述吸收式结构的穿透率为20％的波长与所述第一多层膜结构的反射率为20％的波长的差值介于25nm与45nm间。
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