TWI788014B - 光學濾波器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供具有以下特徵之光學濾波器：可有效並準確地阻隔短波長可視光線範圍附近之紫外線光及長波長可視光線範圍附近之紅外線並獲得清晰的可視光線透射帶，且不論入射角如何皆可將波紋現象最小化。在使用近紅外線吸收玻璃做為基板之情況下，可確保上述特性並同時獲得較高之可視光線透射率。
Description
本發明係關於一種光學濾波器。
在使用CCD或CMOS影像感測器等成像器件的成像裝置中，使用透射可視光線並阻隔近紅外光等紅外光之光學濾波器來獲得良好的色彩再現性及清晰畫像，該光學濾波器亦稱為近紅外截止濾波器。
該光學濾波器需要呈現在透射可視光線的同時阻隔紫外線光及紅外線光之透射曲線。
然而，極難準確地阻隔可視光線之短波長範圍附近之紫外線光及可視光線之長波長範圍內之紅外線光並獲得可視光線之透射率較高的透射曲線。
做為已知之光學濾波器，其包括吸收層及反射層，上述吸收層含有近紅外吸收色素，上述反射層包括阻隔紫外及紅外波長範圍內之光的介電薄膜(例如，專利文獻1)。介電薄膜具有透射曲線隨入射角改變(變換)之特性。
已知使用自身具有近紅外新吸收特性之所謂的近紅外線吸收玻璃(亦稱為藍玻璃(Blue glass))做為基板的光學濾波器。上述近紅外線吸收玻璃為在氟磷酸鹽玻璃或磷酸鹽玻璃中添加CuO等之玻璃濾波器以選擇性地吸收近紅外線波長範圍內的光。然而，在使用該近紅外線玻璃之情況下，極難藉由準確地阻隔可視光線之短波長範圍附近之紫外線光及可視光線之長波長範圍內之紅外線光來獲得清晰之可視光線的透射帶。另外，因近紅外線吸收玻璃自身之特性，極難在上述可視光線之透射帶內獲得高透射率。
另一方面，在現有之光學濾波器中，在可視光線之透射範圍中發生週期性的透射率波動現象(所謂的波紋(ripple)現象)。
上述波紋現象為如下現象：週期性觀察到特定範圍內之實際透射率與對應範圍內之平均透射率相比有所增減的現象。
成像裝置藉由RGB(紅、綠、藍)之感測器來檢測透射光學濾波器的可視光線。藉由考慮各個波長之平均透射率來調節上述RGB之各個感測器的靈敏度等。若發生上述波紋現象，則在感測器所識別之光中亦將發生波動(fluctuation)，從而色彩再現性將會降低。
另外，波紋現象可能產生可視光線範圍內之透射率瞬間降低的區域(所謂的bunk區)，此將導致亦降低色彩再現性之重影現象。
在現有技術中，為防止上述波紋現象或重影現象而採用在主要由多層子層構成之介電薄膜中將各個子層之厚度偏差10％左右的方式等，但僅藉由該方式無法有效防止波紋現象，尤其係極難防止因入射角而發生之波紋現象。
另外，因入射角而嚴重引發波紋現象之範圍為在可視光線範圍中大致400nm至600nm的波長範圍，在現有技術中，未考慮該波長範圍。
本發明之目的在於提供光學濾波器。本發明之目的在於提供具有以下特徵的光學濾波器：可有效並準確地阻隔短波長可視光線範圍附近之紫外線光及長波長可視光線範圍附近之紅外線並獲得清晰的可視光線透射帶，且不論入射角如何皆可將波紋現象最小化。另外，本發明之目的在於提供具有以下特徵的光學濾波器：在使用近紅外線吸收玻璃做為基板之情況下，可確保上述特性並同時獲得較高之可視光線透射率。
在本說明書中所提及之物理性質中，除非另有說明，否則測定溫度及/或測定壓力影響結果之物理性質為在室溫及/或壓力下測量的結果。
術語常溫為未被加溫或減溫之自然溫度，例如係指10℃至30℃範圍內之一個溫度、約23℃或約25℃之溫度。另外，在本說明書中，除非另有說明，否則溫度單位為攝氏度(℃)。
術語常壓為未被加壓或減壓之自然壓力，且通常係指大氣壓層面之約1氣壓。
在本說明書中，在測定濕度影響結果之物理性質的情況下，對應物理性質為在上述常溫及/或常壓狀態下於未經特別調節之自然濕度條件下測得的物理性質。
當在本發明中提及之光學特性(例如，折射率)為根據特性改變的特性時，除非另有說明，否則對應光學特性為針對520nm波長之光所獲得的結果。
在本發明中，除非另有說明，否則術語透射率為在特定波長中確認之實際透射率(實測透射率)。
在本發明中，除非另有說明，否則術語平均透射率為在對應波長範圍內之每個波長之透射率之總和除以波長之數量(N)的值。在此情況下，每個波長之上述透射率係以1nm單位來計算。舉例而言，在400nm至450nm範圍內之平均透射率可如下所述來求出：以400nm、401nm、402nm遞增方式，自400nm開始每增加1nm即計算一次透射率直至450nm為止且總共求得51個波長位置之透射率，在對所有透射率求和值後，將上述和值除以51即可求得平均透射率。通常可藉由已知之透射率測定裝置或軟體來計算上述平均透射率。
在本發明中，除非另有說明，否則術語最大透射率為在特定波長範圍內之透射率(實測透射率)中最高的透射率。
在本發明中，入射角為以評價物件表面之法線為基準的角度。舉例而言，光學濾波器之0度入射角中之波紋值為與向與上述光學濾波器表面之法線平行之方向入射之光有關的波紋值，在40度入射角中之波紋值為與同上述發現向順時針或逆時針方向形成40度角之入射光線有關的波紋值。該入射角之定義亦同樣適用於透射率等其他特性中。
本發明之光學濾波器可有效且準確地阻隔短波長可視光線範圍附近之紫外線光及長波長可視光線範圍附近之紅外線光，並能以高透射率展現可視光線透射帶。
在本發明中，術語可視光線為大致400nm至700nm之範圍內之光。
在本發明中，術語可視光線透射帶為在上述可視光線範圍內呈現大致60％以上、65％以上、70％以上、75％以上、80％以上、85％以上或90％以上之平均透射率之分光光譜的特性。上述可視光線範圍內之平均透射率之上限並無特定限制。舉例而言，上述平均透射率可為約100％以下、95％以下、90％以下、85％以下、80％以下或75％以下。
在本發明中，術語Tn％ cut on為在上述可視光線透射帶中呈現n％之透射率的最短波長，Tn％ cut off為在上述可視光線透射帶中呈現n％之透射率的最長波長。舉例而言，T50％ cut on為在可視光線透射帶中呈現50％之透射率的最短波長，T50％ cut off為在可視光線透射帶中呈現50％之透射率的最長波長。
本發明之光學濾波器可具有T50％ cut on波長約處於400nm至420nm之範圍內的透射帶。上述可視光線透射帶之T50％ cut on波長可在402nm以上、404nm以上、406nm以上或408nm以上之範圍內及/或418nm以下、416nm以下、414nm以下、412nm以下或410nm以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有T50％ cut off波長約處於610nm至650nm之範圍內的透射帶。上述可視光線透射帶之T50％ cut off波長可在612nm以上、614nm以上、616nm以上、618nm以上、620nm以上、622nm以上、624nm以上、626nm以上、628nm以上或630nm以上之範圍內及/或648nm以下、646nm以下、644nm以下、642nm以下、640nm以下、638nm以下、636nm以下、634nm以下、632nm以下或630nm以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有在425nm至560nm之範圍內呈現85％以上之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在87％以上、89％以上、91％以上或93％以上之範圍內及/或98％以下、96％以下、94％以下、92％以下、90％以下或88％以下之範圍內加以調節。
本發明之光學濾波器可具有在425nm至560nm之範圍內呈現87％以上之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在89％以上、91％以上、93％以上或95％以上之範圍內及/或100％以下、98％以下、96％以下、94％以下、92％以下或90％以下之範圍內加以調節。
本發明之光學濾波器可具有在300nm至390nm之範圍內呈現2％以下之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在0％以上、0.1％以上或0.2％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下、1.0％以下、0.8％以下、0.6％以下、0.4％以下、0.35％以下或0.3％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有在300nm至390nm之範圍內呈現2％以下之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上或0.8％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下或1.0％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器在700nm波長範圍內的透射率可為2％以下。在其他例示中，上述透射率可在0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上或0.8％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下或1.0％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有在700nm至800nm之範圍內呈現2％以下之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在0％以上、0.1％以上、0.3％以上、0.4％以上或0.5％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下、1.0％以下、0.8％以下或0.6％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有在700nm至800nm之範圍內呈現2％以下之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上或0.8％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下或1.0％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有在800nm至1000nm之範圍內呈現2％以下之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在0％以上、0.1％以上、0.3％以上、0.4％以上或0.5％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下、1.0％以下、0.8％以下或0.6％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有在800nm至1000nm之範圍內呈現2％以下之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上或0.8％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下或1.0％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有在1000nm至1200nm之範圍內呈現5％以下之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在0％以上、0.5％以上、1％以上、1.5％以上、2.0％以上或2.5％以上之範圍內及/或4.5％以下、4％以下、3.5％以下、3％以下或2.5％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有在1000nm至1200nm之範圍內呈現10％以下之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在0％以上、1％以上、2％以上、3％以上、4％以上或5％以上之範圍內及/或9％以下、8％以下、7％以下、6％以下或5％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器在1200nm波長範圍內之透射率為10％以下。在其他例示中，上述透射率可在1％以上、2％以上、3％以上、4％以上或5％以上之範圍內及/或9％以下、8％以下、7％以下、6％以下或5.5％以下之範圍內進一步調節。
本發明之光學濾波器可具有低波紋值(Ripple value)，即使入射角發生變動，亦可維持上述低波紋值。
在一個例示中，在450nm至560nm之波長範圍內，本發明之光學濾波器以0度入射角為基準之波紋值可為2.5％以下。
術語波紋值為在均求出上述波長範圍(450nm至560nm)內之平均透射率(T
ave.i，i＝1～n)與實際透射率(T
i，i＝1～n)之差異(＝T
diff.i＝T
i-T
ave.i)(i＝1～n)之後扣除所求出差異之最大值(Max(T
diff.i))及最小值(Min(T
diff.i))所求出的值。如上所述，下標i之範圍為1至n，且為表示波長之序數。舉例而言，當在450nm至560nm之範圍內確認波紋值時，將450nm指定為i為1之情況，每當波長增加1nm時，i亦增加1。即，將451nm指定為i為2之情況，將560nm指定為i為111之情況。上述波紋值為根據以下數學式1確定之R值。另一方面，在求出上述波紋值之過程中，平均透射率為使用統計學分析程序Minitab工具並藉由三次樣回歸方程式所計算之值。
[數學式1]
R＝Max(T
diff.i)－Min(T
diff.i)
在數學式1中，R為上述波紋值，Max(T
diff.i)為上述平均透射率與實際透射率之差異中的最大值，Min(T
diff.i)為上述平均透射率與實際透射率之差異中的最小值。
上述波紋值可利用統計學分析程序Minitab工具並藉由三次樣回歸方程式來計算。
在其他例示中，上述波紋值可在約2.4％以下、2.3％以下、2.2％以下、2.1％以下、2.0％以下、1.9％以下、1.8％以下、1.7％以下、1.6％以下、1.5％以下、1.4％以下、1.3％以下或1.2％以下之範圍內及/或0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上、0.8％以上或1％以上之範圍內進一步調節。
在本發明之光學濾波器中，激活不會發生因入射角而導致之上述波紋值的波動或波動最小化。舉例而言，在本發明之光學濾波器中，在450nm至560nm之波長範圍內，0度入射角之上述波紋值(R
0)與40度入射角之上述波紋值(R
40)之差異(R
0-R
40)之絕對值可處於0％至2.5％的範圍內。在另一實例中，上述差異之絕對值可處於約2.4％以下、2.2％以下、2.0％以下、1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下、1.0％以下、0.8％以下、0.6％以下、0.4％以下、0.2％以下、0.1％以下、0.09％以下、0.08％以下、0.07％以下、0.06％以下、0.05％以下或0.04％以下的範圍內。
本發明之光學濾波器可呈現上述光學特性中之一者或兩者以上的組合，適當地，可滿足所有上述光學特性。
在一個例示中，本發明之光學濾波器可包括透明基板，在上述透明基板之一面或兩面可形成選自由介電薄膜、紫外線吸收層及紅外線吸收層組成之群組中之一種以上的層。在此情況下，上述介電薄膜、紅外線吸收層或紫外線吸收層可形成2層以上。在上述各層中，可藉由適當選擇及組合各層來達成包括上述波紋值等之光學特性。
圖1及圖2為例示性之光學濾波器的結構，其展示在透明基板100之一面或兩面形成介電薄膜200、201、202的情況。
適用於光學濾波器之透明基板的種類並無特定限制，可選擇使用用於光學濾波器之結構的適當種類。
術語透明基板可為具有透射可視光線之特性的基板，例如在約425nm至560nm之波長範圍內之平均透射率為70％以上的基板。上述透明基板之平均透射率可在75％以上、80％以上或85％以上之範圍內及/或95％以下或90％以下之範圍內進一步調節。
對於透明基板而言，可使用由各種材料形成之基板，只要其呈現上述透射率並呈現做為基板之適當剛性等物理性質。舉例而言，可使用由玻璃或晶體等無機材料、樹脂等有機材料形成之基板。
能夠用於透明基板之樹脂材料可例示為PET (聚(對苯二甲酸乙二酯))或PBT (聚(對苯二甲酸丁二酯))等聚酯纖維、聚乙烯、聚丙烯或EVA (乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)等聚烯烴、降冰片烯聚合物、PMMA (聚(甲基丙烯酸甲酯))等丙烯酸聚合物、聚胺酯聚合物、氯乙烯聚合物、含氟聚合物、聚碳酸酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇或聚醯亞胺等，但並不侷限於此。
能夠用於透明基板之玻璃材料可為鈉鈣玻璃、硼矽玻璃、無鹼玻璃或石英玻璃等。
能夠用於透明基板之晶體材料可為水晶、鈮酸鋰或藍寶石等雙折射晶體。
舉例而言，透明基板之厚度可在約0.03mm至5mm的範圍內加以調節，但並不侷限於此。
對於透明基板而言，可使用吸收近紅外線及/或近紫外線範圍內之光之基板做為稱為所謂的近紅外線吸收玻璃之玻璃。該玻璃為在氟磷酸鹽玻璃或磷酸鹽玻璃中添加CuO等之吸收型玻璃，上述磷酸鹽玻璃包括玻璃骨架之一部分由SiO
2構成的K磷酸鹽玻璃。
在使用上述吸收型玻璃做為透明基板之情況下，可藉由調節CuO等添加濃度或基板厚度來使近紅外範圍中之吸收型玻璃的透射率達到20％以下。因此，可改善對於近紅外光線之遮光性。該吸收型玻璃已眾所周知，舉例而言，可使用韓國授權專利第10-2056613號等中公開之玻璃或其他市售吸收型玻璃(例如，Hoya、Short、PTOT等市場產品)。
可形成於透明基板之一面或兩面之介電薄膜可為使本發明之光學濾波器呈現上述光學特性、尤其呈現低波紋值之重要結構中的一者。上述介電薄膜可為至少包括不同折射率之第一子層及第二子層的多層結構。在一個具體例示中，上述第一子層及第二子層之折射率可不同，第一子層之折射率可高於第二子層的折射率。介電薄膜可包括上述第一子層及第二子層交替反覆層疊之結構。
通常，介電薄膜為由低折射率之介電材料與高折射率之介電材料反覆層疊而成的膜，且用於形成所謂的紅外反射層及AR (抗反射)層。然而，本發明之介電薄膜係為確保上文所提及之光學特性、尤其低波紋值而形成。即，在本發明中，可藉由調節上述各個子層之折射率及上述透明基板之折射率以及子層之層數來確保包括上文所提及之低波紋值的光學特性(如近紅外線吸收玻璃)，在使用透射特性實質上較差之基板之情況下亦可確保優良的透射特性。
本發明之介電薄膜與由上述紅外反射層及抗反射層形成之介電薄膜不同，因此，實際層結構等亦不同。
舉例而言，基於以下數學式2，可使上述介電薄膜之V值達到17以下。
[數學式2]
V＝K×{[(n
1/n
2)
2p×(n
1 2/n
s)-1]/[(n
1/n
2)
2p×(n
12/n
s)+1]}
2
在數學式2中，n1為第一子層之折射率，n2為第二子層之折射率，n
s為透明基板之折射率，K為介電薄膜內之第一子層及第二子層的總層數，p為滿足K＝(2p+1)之數值。
數學式2之V係基於當設計紅外反射層及抗反射層時用於確定理論反射率等式來制定，上述理論反射率用於有效阻隔上述紅外反射層等需要阻隔之光。如藉由數學式所確定，在第一子層及第二子層相同之情況下，K及p之值愈大，V值亦將增加。因此，當設計現有紅外反射層或抗反射層時，為確保目標性能，第一子層及第二子層之層數K需要最少達到20層以上，在此情況下，V值最少大於20。
然而，在本發明中，該層之設計無助於確保低目標波紋值等光學特性。
即，為實現本發明之目的，需要調節各層之折射率及層數以使上述數學式2之V值達到17以下。
理由雖然並不明確，但組合滿足上述設計之介電薄膜與透明基板之光學特性(例如，折射率)可提高整體光學濾波器的透射率，並引起可確保低波紋值之光的干擾現象。
在一例示中，在數學式2中，第一子層之折射率n
1及第二子層之折射率n
2的比例(n
1/n
2)可約處於1.4至2.0之範圍內。在其他例示中，上述比例可為1.45以上、1.5以上、1.55以上、1.6以上、1.65以上、1.7以上或1.75以上或1.95以下、1.9以下、1.85以下或1.8以下。
在數學式2中，第一子層之折射率n
1可約處於1.8至3.5之範圍內。在其他例示中，上述折射率n
1可為2.0以上、2.2以上、2.4以上、2.5以上或2.55以上或3.3以下、3.1以下、2.9以下或2.7以下。
另外，在數學式2中，第二子層之折射率n
2可約處於1.1至1.7之範圍內。在其他實例中，上述折射率n
2可為1.2以上、1.3以上或1.4以上或1.65以下、1.6以下、1.55以下或1.5以下。
在介電薄膜之子層中，第一子層可為具有上述範圍內之折射率的層，第二子層可為具有上述範圍內之折射率或具有第一子層之折射率且滿足上述範圍內之折射率比例的層。
數學式2可針對包括交替反覆層疊之第一子層及第二子層的結構所計算，在此情況下，在存在2層以上之第一子層之折射率不同或者存在2層以上之第二子層之折射率不同的情況下，當計算數學式2時，多個第一子層之折射率之算數平均值可為數學式2的n
1，多個第二子層之折射率之算術平均值可為數學式2的n
2。
在一例示中，在數學式2中，第一子層之折射率n
1與透明基板之折射率n
s之比例(n
1/n
s)可約處於1.4至2.0的範圍內。在其他例示中，上述比例可為1.45以上、1.5以上、1.55以上、1.6以上或1.65以上或1.95以下、1.9以下、1.85以下、1.8以下、1.75以下或1.7以下。
考慮到透明基板之折射率，可選擇適當材料以滿足上述範圍。
在數學式2中，確定p之K：第一子層及第二子層之總層數(第一子層之層數＋第二子層之層數)可為17以下、16以下、15以下、14以下、13以下、12以下、11以下、10以下、9以下或8以下，在其他例示中，可為2以上、3以上、4以上、5以上或6以上。介電薄膜可包括上述第一子層及第二子層之反覆層疊結構，因此，在該情況下，上述第一子層及第二子層各自之層數可相同或者一個層多1層或2層左右。
在介電薄膜中，可根據目的調節上述第一子層及第二子層各自之厚度且可大致處於5nm至200nm之範圍內。在其他例示中，上述厚度可為10nm以上、15nm以上、20nm以上、25nm以上、30nm以上、35nm以上、40nm以上、45nm以上、50nm以上、55nm以上、60nm以上、65nm以上、70nm以上、75nm以上或85nm以上或190nm以下、180nm以下、170nm以下、160nm以下、150nm以下、140nm以下、130nm以下、120nm以下、110nm以下、100nm以下、90nm以下、80nm以下、70nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、20nm以下或15nm以下。
介電薄膜中所包括之多個第一子層之厚度及多個第二子層之厚度之平均值(算術平均值)可約處於5nm至70nm的範圍內。在其他例示中，上述平均值可為10nm以上、15nm以上、20nm以上、25nm以上、30nm以上或35nm以上或65nm以下、60nm以下、55nm以下、50nm以下、45nm以下或40nm以下。
除上述第一子層及第二子層外，介電薄膜亦可包括其他子層，在此情況下，整體子層之厚度可控制於15層以下、14層以下、13層以下、12層以下、11層以下、10層以下、9層以下、8層以下、7層以下或6層以下，且控制於2層以上、3層以上、4層以上、5層以上或6層以上。
另外，在介電薄膜包括除上述第一子層及第二子層外之其他子層的情況下，整體子層之層數與上述第一子層及第二子層之總層數的比例為80％以上、85％以上、90％以上或95％以上，上述比例之上限為100％。
上述介電薄膜之整體厚度可約處於100nm至500nm的範圍內。在其他例示中，上述厚度可為120nm以上、140nm以上、160nm以上、180nm以上或200nm以上或480nm以下、460nm以下、440nm以下、420nm以下、400nm以下、380nm以下、360nm以下、340nm以下、320nm以下、300nm以下、280nm以下、260nm以下、240nm以下或220nm以下。
交替包括滿足上述數學式2之第一子層及第二子層之介電薄膜之一側表面可形成為第一子層，另一側表面可形成為第二子層。舉例而言，介電薄膜之透明基板側之表面可由第一子層形成，相對側表面可由第二子層形成。然而，該層疊順序可有所改變。
藉由應用具有上述特性之介電薄膜來確保包括低目標波紋值的光學特性。該介電薄膜僅可形成於透明基板之一面，適當地，可形成於兩面。另外，除上述數學式2之V值為17以下的介電薄膜外，光學濾波器可不包括其他介電薄膜。即，當在透明基板之兩面形成介電薄膜時，上述介電薄膜之V值分別為17以上較為適宜。
形成介電薄膜之材料：形成上述各個子層之材料的種類並無特定限制，可使用已知材料。通常，在製作低折射子層之情況下，可使用SiO
2或Na
5Al
3F
14、Na
3AlF
6或MgF
2等氟化物，在製作高折射子層之情況下，可使用TiO
2、Ta
2O
5、Nb
2O
5、ZnS或ZnSe，在本發明中，所用材料並不侷限於上述材料。
形成上述介電薄膜之方式並無特定限制，舉例而言，可使用已知沈積方式來形成。
在本發明中，亦可包括吸收層做為附加層，吸收層可例示為紅外線吸收層及/或紫外線吸收層。通常，該層為包含吸收劑(顏料、染料等)及透明樹脂之層，且可用於藉由切斷近紫外線範圍及/或近紅外線範圍內之光來達成更加清晰的透射帶。
在一個例示中，上述紫外線吸收層可設計為在約300nm至390nm之波長範圍中呈現最大吸收，紅外線吸收層可設計為在600nm至800nm之波長範圍中呈現最大吸收。
紅外線吸收層及紫外線吸收層可由一個層構成，且亦可分別由單獨層構成。舉例而言，一個層可設計為呈現上述紫外線吸收層之最大吸收及紅外線吸收層之最大吸收，或可形成呈現上述每一最大吸收之2個層。另外，亦可存在多個紅外線吸收層及/或紫外線吸收層。
圖3為光學濾波器之結構的例示，其展示在基板100之一面形成吸收層300及介電薄膜201且在基板之另一側面形成額外介電薄膜202之情況的圖。在此情況下，上述吸收層300可為上述紫外線吸收層或紅外線吸收層，或可為同時呈現紫外線吸收層及紅外線吸收層之最大吸收的吸收層。
圖4及圖5為存在2個吸收層301、302之情況的例示，上述2個吸收層301、302中之一者可為紅外線吸收層，另一者可為紫外線吸收層。
然而，形成吸收層之光學濾波器之結構並不侷限於圖3至圖5的情況，吸收層之數量及層疊位置可適當改變。
各個吸收層僅可包括1種吸收劑，視需要，可包括2種以上之吸收劑以適當切斷紅外線及/或紫外線。
舉例而言，上述紅外線吸收層可包括：第一吸收劑，其最大吸收波長處於700nm至720nm之範圍內，且半振幅處於50nm至60nm之範圍內；第二吸收劑，其最大吸收波長處於730nm至750nm之範圍內，且半振幅處於60nm至70nm之範圍內；以及第三吸收劑，其最大吸收波長處於760nm至780nm之範圍內，且半振幅處於90nm至100nm之範圍內。紫外線吸收層可至少包括：第一吸收劑，其最大吸收波長處於340nm至350nm之範圍內；以及第二吸收劑，其最大吸收波長處於360nm至370nm之範圍內。
構成吸收層之材料及構成方式並無特定限制，可使用已知之材料及構成方式。
通常，使用可呈現目標最大吸收之吸收劑(顏料或染料等)與透明樹脂的混合材料來形成吸收層。
在此情況下，舉例而言，紫外線吸收劑可使用在約300nm至390nm之波長範圍內呈現最大吸收的已知吸收劑，例如Exiton公司之ABS 407；QCR Solutions Corp公司之UV381A、UV381B、UV382A、UV386A、VIS404A；H.W. Sands公司之ADA1225、ADA3209、ADA3216、ADA3217、ADA3218、ADA3230、ADA5205、ADA3217、ADA2055、ADA6798、ADA3102、ADA3204、ADA3210、ADA2041、ADA3201、ADA3202、ADA3215、ADA3219、ADA3225、ADA3232、ADA4160、ADA5278、ADA5762、ADA6826、ADA7226、ADA4634、ADA3213、ADA3227、ADA5922、ADA5950、ADA6752、ADA7130、ADA8212、ADA2984、ADA2999、ADA3220、ADA3228、ADA3235、ADA3240、ADA3211、ADA3221、ADA5220、ADA7158；CRYSTALYN公司之DLS 381B、DLS 381C、DLS 382A、DLS 386A、DLS 404A、DLS 405A、DLS 405C、DLS 403A等，但並不侷限於此。
紅外線吸收劑可使用在600nm至800nm之波長範圍內呈現最大吸收的適當染料或顏料等，舉例而言，可使用方酸菁(squarylium)染料、花青化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物或二硫醇金屬錯合物等，但並不侷限於此。
適用於吸收層之透明樹脂亦可使用已知樹脂，舉例而言，可使用環烯烴樹脂、聚芳酯樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚對苯撐樹脂、聚亞芳基醚氧化膦樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂或多種有機無機雜化樹脂中之一者以上。
除上述層外，光學濾波器亦可在不損害目標效果之範圍內添加所需的各種層。
本發明亦包括涉及上述近紅外線吸收玻璃基板以及上述紫外線吸收層及紅外線吸收層之光學濾波器。在上述光學濾波器上亦可形成上文所提及之介電薄膜。該光學濾波器可呈現上述透射特性(可視光線透射帶)中之至少一個或2個以上或全部。
舉例而言，上述光學濾波器在分光光譜中亦可呈現能夠在可視光線範圍內呈現60％以上、65％以上、70％以上、75％以上、80％以上、85％以上或90％以上之平均透射率的可視光線透射帶。在上述可視光線範圍內之平均透射率的上限並無特定限制。舉例而言，上述平均透射率可為約100％以下、95％以下、90％以下、85％以下、80％以下或75％以下。
上述光學濾波器亦可呈現T50％ cut on波長約處於400nm至420nm之範圍內的透射帶。上述可視光線透射帶之T50％ cut on波長可在402nm以上、404nm以上、406nm以上或408nm以上之範圍內及/或418nm以下、416nm以下、414nm以下、412nm以下或410nm以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器亦可呈現T50％ cut off波長約處於610nm至650nm之範圍內的透射帶。上述可視光線透射帶之T50％ cut off波長可在612nm以上、614nm以上、616nm以上、618nm以上、620nm以上、622nm以上、624nm以上、626nm以上、628nm以上或630nm以上之範圍內及/或648nm以下、646nm以下、644nm以下、642nm以下、640nm以下、638nm以下、636nm以下、634nm以下、632nm以下或630nm以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在425nm至560nm之範圍內呈現85％以上之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在87％以上、89％以上、91％以上或93％以上之範圍內及/或98％以下、96％以下、94％以下、92％以下、90％以下或88％以下之範圍內進行調節。
上述光學濾波器可具有在425nm至560nm之範圍內呈現87％以上之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在89％以上、91％以上、93％以上或95％以上之範圍內及/或100％以下、98％以下、96％以下、94％以下、92％以下或90％以下之範圍內進行調節。
上述光學濾波器可具有在300nm至390nm之範圍內呈現2％以下之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在0％以上、0.1％以上或0.2％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下、1.0％以下、0.8％以下、0.6％以下、0.4％以下、0.35％以下或0.3％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在300nm至390nm之範圍內呈現2％以下之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上或0.8％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下或1.0％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器在700nm波長範圍內之透射率可為2％以下。在其他例示中，上述透射率可在0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上或0.8％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下或1.0％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在700nm至800nm之範圍內呈現2％以下之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在0％以上、0.1％以上、0.3％以上、0.4％以上或0.5％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下、1.0％以下、0.8％以下或0.6％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在700nm至800nm之範圍內呈現2％以下之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上或0.8％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下或1.0％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在800nm至1000nm之範圍內呈現2％以下之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在0％以上、0.1％以上、0.3％以上、0.4％以上或0.5％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下、1.0％以下、0.8％以下或0.6％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在800nm至1000nm之範圍內呈現2％以下之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在0％以上、0.2％以上、0.4％以上、0.6％以上或0.8％以上之範圍內及/或1.8％以下、1.6％以下、1.4％以下、1.2％以下或1.0％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在1000nm至1200nm之範圍內呈現5％以下之平均透射率的透射帶。在其他例示中，上述平均透射率可在0％以上、0.5％以上、1％以上、1.5％以上、2.0％以上或2.5％以上之範圍內及/或4.5％以下、4％以下、3.5％以下、3％以下或2.5％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在1000nm至1200nm之範圍內呈現10％以下之最大透射率的透射帶。在其他例示中，上述最大透射率可在0％以上、1％以上、2％以上、3％以上、4％以上或5％以上之範圍內及/或9％以下、8％以下、7％以下、6％以下或5％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器在1200nm波長範圍內之透射率可為10％以下。在其他例示中，上述透射率可在1％以上、2％以上、3％以上、4％以上或5％以上之範圍內及/或9％以下、8％以下、7％以下、6％以下或5.5％以下之範圍內進一步調節。
上述光學濾波器可具有在上述範圍內之低波紋值(Ripple value)，可藉由改變入射角來維持上述低波紋值。
即，上述光學濾波器之0度入射角中之波紋值以及0度入射角中之波紋值及40度入射角中之波紋值亦可處於上述範圍內。
如上所述，近紅外線吸收玻璃(亦稱為藍玻璃)自身亦呈現對於近紅外線範圍內之吸收特性，但準確地阻隔可視光線之短波長範圍附近之紫外光線及可視光線長之波長範圍內之紅外光線的特性有所降低，因此，極難獲得清晰之可視光線的透射帶。
然而，在本發明中，適當地形成上述紫外線吸收層及/或紅外線吸收層，由此，在使用近紅外線吸收玻璃之情況下，亦可獲得上述優良分光光譜。
在此情況下，可使用之紅外線吸收層及/或紫外線吸收層的具體種類如上所述。
本發明亦涉及包括上述光學濾波器之成像裝置。在此情況下，上述成像裝置之構成方式或上述光學濾波器的使用方式並無特定限制，可使用已知之結構及使用方式。
另外，本發明之光學濾波器的用途並不侷限於上述成像裝置，可應用於其他需要切斷近紅外線之多種用途(例如，PDP等顯示裝置)。
在本發明中可提供具有以下特徵之光學濾波器：可有效並準確地阻隔短波長可視光線範圍附近之紫外線光及長波長可視光線範圍附近之紅外線並獲得清晰的可視光線透射帶，且不論入射角如何皆可將波紋現象最小化。另外，本發明之目的在於提供具有以下特徵的光學濾波器：在使用近紅外線吸收玻璃做為基板之情況下，亦可確保上述特性並同時獲得較高之可視光線透射率。
下文藉由實施例具體說明本發明，本發明之範圍並不侷限於下列實施例。
透射光譜之評價
對於紅外線吸收玻璃(紅外線吸收基板)及在上述玻璃上所形成紅外線吸收層、紫外線吸收層及/或介電層之層疊體(光學濾波器等)的透射光譜，使用分光光度計(製造商：Perkinelmer社，產品名：Lambda750分光光度計)測定藉由將上述紅外線吸收玻璃等裁剪成規定大小(寬度、長度及厚度分別為10mm、10mm及0.2mm)所獲得之試片。將上述試片(紅外線吸收玻璃等)放置於分光光度計之測定光束與檢測器之間的直線上，將測定光束之入射角從0度變為40度並確認透射光譜。除非另有說明，否則本實施例中之透射光譜之結果為上述入射角為0度之情況下的結果，在此情況下，0度入射角為與試片之表面法線方向平行的方向。
折射率之評價
對於紅外線吸收玻璃及介電子層之折射率，使用Wiz Optics之橢偏儀(M-2000® Ellipsometer)設備來對520nm波長範圍進行測定。
製備例1.紫外線吸收層材料之製備
藉由混合在約340nm至390nm範圍內呈現最大吸收之三嗪(triazine)染料與黏結劑樹脂來製備紫外線吸收層材料。對於黏結劑樹脂而言，使用PMMA (聚(甲基丙烯酸甲酯))黏結劑。藉由在環己酮(Cyclohexanone)中混合上述黏結劑樹脂及吸收劑來製備該材料，相對於100重量份數之黏結劑樹脂，混合約5重量份數之上述染料。
製備例2.近紅外線吸收層材料之製備
使用具有如下吸收劑來製備近紅外線吸收層的材料：最大吸收波長約處於700nm至720nm之範圍內、半振幅(FWHM)值約為50nm至60nm之紅外線吸收劑1(方酸(squarylium)染料)；最大吸收波長約處於730nm至750nm之範圍內、半振幅(FWHM)值約為60nm至70nm之紅外線吸收劑2(方酸(squarylium)染料)；及最大吸收波長約處於760nm至780nm之範圍內、半振幅(FWHM)值約為90nm至100nm之紅外線吸收劑3(方酸(squarylium)染料)。
藉由混合上述3種紅外線吸收劑與黏結劑樹脂來製備材料。黏結劑樹脂使用COP (環烯烴聚合物)。
藉由混合甲苯(Toluene)與上述黏結劑樹脂及吸收劑來製備材料，混合比例如下：相對於100重量份數之黏結劑樹脂，吸收劑1、吸收劑2及吸收劑3之重量份數分別為0.1重量份數、0.2重量份數及0.4重量份數。
實施例1.
基板使用呈現如圖6所示之透射光譜的近紅外線吸收玻璃。近紅外線吸收玻璃為藉由含有銅離子等著色成分來賦予吸收特性之玻璃，亦稱為所謂的藍玻璃。在本實施例中，使用PTOT公司之市場產品。上述近紅外線吸收玻璃之光譜特性如下表1中所匯總。
上述近紅外線吸收玻璃之折射率為約1.57。
首先，使用紫外線吸收材料在上述近紅外線吸收玻璃之一面形成紫外線吸收層。藉由將製備例1之材料塗敷於近紅外線吸收玻璃上並在140℃熔爐(furnace)中乾燥約2小時來形成厚度為約3μm的上述紫外線吸收層。
在形成上述紫外線吸收層之狀態下的透射光譜如圖7中所示。如圖7中所示，可確認藉由形成紫外線吸收層，紫外線範圍(約300nm至390nm波長範圍)之透射率減小至1％以下，可視光線透射帶之T50％ cut on波長變為長波長。
使用製備例2之紅外線吸收層材料在上述紫外線吸收層上形成紅外線吸收層。藉由在130℃之熔爐(furnace)中乾燥製備例2之材料2小時來形成厚度為約3.5μm之上述紅外線吸收層。在形成上述紅外線吸收層之狀態下的透射光譜如圖8中所示。如圖8中所示，可確認藉由形成紅外線吸收層，紅外線範圍(約700nm至1000nm波長範圍)之透射率減小至1％以下，可視光線透射帶之T50％ cut off波長變為短波長。
在形成上述紫外線及紅外線吸收層之近紅外線吸收玻璃上形成介電薄膜。藉由使用離子束輔助沈積(Ion-beam assisted deposition)方式沈積子層來形成介電薄膜。當沈積時，真空度及溫度條件分別為5.0E-5托及120℃，IBS (離子束濺射)源(source)電壓設置為350V，電流為850mA。藉由使用上述方式交替形成做為高折射層之TiO
2層(折射率為約2.61)及做為低折射層之SiO
2層(折射率為約1.46)來形成介電薄膜。
做為子層之上述高折射層及低折射層總共形成6層，具體而言，藉由在紅外線吸收層上依次形成TiO
2層(厚度為約12.4nm)、SiO
2層(厚度為約30.3nm)、TiO
2層(厚度為約43.7nm)、SiO
2層(厚度為約13nm)、TiO
2層(厚度為約30.4nm)及SiO
2層(厚度為約85.3nm)來形成介電薄膜。對於該介電薄膜，以下數學式1之n
1為約2.61(TiO
2層之折射率)，n
2為約1.46(SiO
2層之折射率)，n
s為約1.57(近紅外線吸收玻璃之折射率)，p為2.5(＝(6-1)/2)，由此，V值為約5.70。
[數學式2]
V＝K×{[(n
1/n
2)
2p×(n
1 2/n
s)-1]/[(n
1/n
2)
2p×(n
12/n
s)+1]}
2
接下來，製作在未形成近紅外線吸收玻璃之紅外線吸收層之面以相同方式依次形成TiO
2層(厚度為約12.4nm)、SiO
2層(厚度為約30.3nm)、TiO
2層(厚度為約43.7nm)、SiO
2層(厚度為約13nm)、TiO
2層(厚度為約30.4nm)及SiO
2層(厚度為約85.3nm)、由此在兩面存在介電薄膜且最外層為SiO
2層(厚度為約85.3nm)的光學濾波器。
上述光學濾波器之光譜如圖9中所示。如圖9中所示，可確認光學濾波器之可視光線透射率高於近紅外線吸收玻璃之可視光線透射率，可視光線透射帶之T50％ cut off波長變為長波長。
下文之表1匯總了以下內容：上述近紅外線吸收玻璃、具有紫外線吸收層之近紅外線吸收玻璃(濾波器A)、在濾波器A上形成紅外線吸收層之情況(濾波器B)及在濾波器B之兩面形成V值為5.70之介電薄膜之光學濾波器的透射光譜特性。在下文之表1中，透射率之單位為％。
在下文之表1中，如上所述，平均透射率(Tave)為在對應波長範圍內之每個波長之透射率之總和除以波長數量(N)的值。在此情況下，每個波長之上述透射率係以1nm單位來計算。
表1
| 近紅外線吸收玻璃 | 濾波器A | 濾波器B | 光學濾波器 | ||
| 300～390nm波長範圍 | Tmax | 84.40 | 0.98 | 0.98 | 0.98 |
| Tave | 63.51 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | |
| T50％ cut on波長 | 325nm | 409.6nm | 409.6nm | 409.6nm | |
| 425～560nm波長範圍 | Tmax | 90.42 | 90.42 | 89.35 | 96.78 |
| Tave | 89.53 | 89.13 | 86.57 | 93.49 | |
| T50％ cut off波長 | 646nm | 645.9nm | 627nm | 632nm | |
| 700nm透射率 | 17.7 | 17.7 | 0.9 | 1.0 | |
| 700～800nm波長範圍 | Tmax | 17.7 | 17.7 | 0.9 | 1.0 |
| Tave | 6.3 | 6.3 | 0.5 | 0.6 | |
| 800～1000nm波長範圍 | Tmax | 1.3 | 1.3 | 0.9 | 0.8 |
| Tave | 0.7 | 0.7 | 0.6 | 0.6 | |
| 1000～1200nm波長範圍 | Tmax | 6.2 | 6.2 | 6.2 | 5.2 |
| Tave | 2.8 | 2.8 | 2.8 | 2.4 | |
| 1200nm透射率 | 6.2 | 6.2 | 6.2 | 5.2 |
比較例1.
除利用如實施例之離子束輔助沈積(Ion-beam assisted deposition)方式外，亦在紅外線吸收層上層疊具有高折射率及低折射率之介電薄膜以總共形成19層，在未形成紅外線吸收層之近紅外線吸收玻璃上，藉由相同方式形成22層之介電薄膜，且藉由與實施例相同之方式來製作光學濾波器。形成於上述紅外線吸收層上之介電薄膜呈現具有可視光線抗反射特性之所謂的AR (抗反射)層特性，形成於近紅外線吸收玻璃上之介電薄膜呈現具有紅外線反射特性之所謂的紅外反射層之特性。
上述紅外反射層及具有抗反射層特性之介電薄膜之形成材料以及厚度及層疊順序如下文的表2及表3中所示。因此，具有紅外反射層特性之介電薄膜的V值為21.9，具有抗反射層特性之介電薄膜的V值為約18.9。
表2
| 層疊順序 | 材料 | 厚度(nm) |
| 1 | SiO 2 | 77.5 |
| 2 | TiO 2 | 92.1 |
| 3 | SiO 2 | 160.7 |
| 4 | TiO 2 | 88.6 |
| 5 | SiO 2 | 153.9 |
| 6 | TiO 2 | 85.2 |
| 7 | SiO 2 | 151.6 |
| 8 | TiO 2 | 83.7 |
| 9 | SiO 2 | 150.2 |
| 10 | TiO 2 | 83.5 |
| 11 | SiO 2 | 150.4 |
| 12 | TiO 2 | 83.4 |
| 13 | SiO 2 | 150.1 |
| 14 | TiO 2 | 83.8 |
| 15 | SiO 2 | 151.5 |
| 16 | TiO 2 | 85.8 |
| 17 | SiO 2 | 155.7 |
| 18 | TiO 2 | 89.6 |
| 19 | SiO 2 | 164.7 |
| 20 | TiO 2 | 101.3 |
| 21 | SiO 2 | 36.5 |
| 22 | TiO 2 | 9.15 |
表3
| 層疊順序 | 材料 | 厚度(nm) |
| 1 | SiO 2 | 87.7 |
| 2 | TiO 2 | 104.2 |
| 3 | SiO 2 | 180.1 |
| 4 | TiO 2 | 108.7 |
| 5 | SiO 2 | 184.8 |
| 6 | TiO 2 | 110.9 |
| 7 | SiO 2 | 186.0 |
| 8 | TiO 2 | 111.2 |
| 9 | SiO 2 | 187.4 |
| 10 | TiO 2 | 111.4 |
| 11 | SiO 2 | 186.3 |
| 12 | TiO 2 | 111.4 |
| 13 | SiO 2 | 186.1 |
| 14 | TiO 2 | 109.2 |
| 15 | SiO 2 | 181.0 |
| 16 | TiO 2 | 111.6 |
| 17 | SiO 2 | 41.8 |
| 18 | TiO 2 | 10.1 |
| 19 | SiO 2 | 57.3 |
實施例1.
針對在實施例中製作之光學濾波器，分別在0度入射角、30度入射角及40度入射角下評價透射光譜，其結果記載於圖10中。如圖10中所示，不論入射角如何，實施例之光學濾波器皆呈現幾乎相同的光譜。另外，可視光線透射帶之T10％ cut on及T10％ cut off基本上並未隨入射角而變化。
圖10展示比較例1之0度入射角、30度入射角及40度入射角的透射光譜。如圖11中所示，在比較例1之情況下，可視光線透射帶之T10％ cut on隨入射角變化5nm以上。
實施例2.
圖12係為確認實施例及比較例之光學濾波器波紋值而放大450nm至560nm波長範圍內之透射光譜的圖(0度入射角)。
如圖所示，在比較例1之光學濾波器的情況下，基於波長之透射率波動(fluctuation)較為嚴重，從而可呈現較大波紋值。與之相比，實施例1之光學濾波器幾乎觀察不到上述波動(fluctuation)。
圖13及圖14分別係為確認實施例1及比較例1之波紋值而放大展示450nm至560nm範圍內之透射率的平均值(實線)及實測值(點)(入射角：0度)，在該圖中，可更為明確地確認實施例1及比較例1之差異。
實施例1之0度入射角的波紋值為約1.17％，40度入射角之波紋值為約1.20％；比較例1之0度入射角的波紋值為約2.40％，40度入射角之波紋值為約7.08％。
用於確認上述波紋值之透射率之平均值(平均透射率)係利用統計學分析程序Minitab工具並藉由三次樣回歸方程式所計算。
100:基板
200、201、202:介電薄膜
300、301、302:吸收層
圖1至圖5為展示本發明之光學濾波器之例示性層疊結構的圖。
圖6為用於實施例中之基板的分光光譜。
圖7為在圖6之基板上形成紫外線吸收層之情況下的分光光譜。
圖8為在圖7之結構上形成紅外線吸收層之情況下的分光光譜。
圖9為在圖8之結構上形成介電薄膜之光學濾波器的分光光譜。
圖10為基於實施例之光學濾波器之入射角的分光光譜。
圖11為基於比較例之光學濾波器之入射角的分光光譜。
圖12至圖14為用於確認實施例或比較例之光學濾波器之波紋值的光譜。
100:基板
200、201、202:介電薄膜
300、301、302:吸收層
Claims (20)
- 一種光學濾波器，其包括：透明基板，該透明基板為近紅外線吸收玻璃基板；以及介電薄膜，其形成於該透明基板之一面或兩面且由2層以上之子層形成；其中該介電薄膜包括折射率不同且交替層疊之第一子層及第二子層；該第一子層及該第二子層係以使基於以下數學式2之V值為17以下的方式來形成：在450nm至560nm之波長範圍內，0度入射角下之波紋值為2.5%以下；[數學式2]V=K×{[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)-1]/[(n1/n2)2p×(n12/ns)+1]}2在該數學式2中，n1為該第一子層之折射率；n2為該第二子層之折射率；ns為該透明基板之折射率；K為該介電薄膜內之該第一子層及該第二子層之總層數；p為滿足K=(2p+1)之數值。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，在450nm至560nm波長範圍內之0度入射角波紋值(R0)與40度入射角波紋值(R40)之差異之絕對值處於0%至2.5%的範圍內。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，T50% cut on波長處於400nm至420nm之範圍內，T50% cut off波長處於610nm至650nm之範圍內，在425nm至560nm之波長範圍內具有呈現85%以上之平均透射率的透射帶。
- 如請求項3之光學濾波器，其中，425nm至560nm之波長範圍內之最大透射率為87%以上。
- 如請求項3之光學濾波器，其中，在300nm至390nm之波長範圍內呈現2%以下的平均透射率及最大透射率。
- 如請求項3之光學濾波器，其中，700nm波長範圍內之透射率為2%以下；在700nm至800nm之波長範圍內呈現2%以下的平均透射率及最大透射率；在800nm至1000nm之波長範圍內呈現2%以下的平均透射率及最大透射率；在1000nm至1200nm之波長範圍內呈現5%以下之平均透射率及10%以下的最大透射率；1200nm波長範圍內之透射率為10%以下。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，該透明基板為含CuO氟磷酸鹽玻璃基板或含CuO磷酸鹽玻璃基板。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，該第一子層之折射率(n1)與該第二子層之折射率(n2)之比例(n1/n2)處於1.4至2.0的範圍內。
- 如請求項9之光學濾波器，其中，該第一子層之折射率(n1)處於1.8至3.5的範圍內。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，該第一子層之折射率(n1)與該透明基板之折射率(ns)之比例(n1/ns)處於1.4至2.0的範圍內。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，該數學式2之K為15以下。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，該第一子層及該第二子層之厚度分別處於5nm至200nm的範圍內； 該介電薄膜中所包括之多個第一子層之厚度及多個第二子層之厚度之平均值處於5nm至70nm的範圍內。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，該介電薄膜之厚度處於100nm至500nm的範圍內。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，該介電薄膜形成於該透明基板之兩面。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，該第一子層及該第二子層僅包括以基於數學式2之V值為17以下的方式來形成。
- 如請求項1之光學濾波器，其中，亦包括選自由紅外線吸收層及紫外線吸收層組成之群組中之一者以上的層。
- 一種光學濾波器，其包括：近紅外線吸收玻璃基板；以及紫外線吸收層及紅外線吸收層，其形成於該透明基板之一面或兩面，在450nm至560nm之波長範圍內，0度入射角的波紋值為2.5%以下；在450nm至560nm之波長範圍內，0度入射角的波紋值(R0)與40度入射角的波紋值(R40)之差(R0-R40)的絕對值為在0%至2.5%之範圍；紅外吸收層包含選自於由方酸菁(squarylium)染料、花青化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物和二硫醇金屬絡合物構成的群組中之至少一種的紅外吸收劑；T50% cut on波長處於400nm至420nm之範圍內，T50% cut off波長處於610nm至650nm之範圍內，且具有在425nm至560nm之波長範圍內呈現85%以上之平均透射率的透射帶；在300nm至390nm之波長範圍內呈現2%以下的平均透射率及最大透射率； 700nm波長範圍內之透射率為2%以下，在700nm至800nm之波長範圍內呈現2%以下的平均透射率及最大透射率。
- 如請求項17之光學濾波器，其中，該紅外線吸收層包括：第一吸收劑，其最大吸收波長處於700nm至720nm之範圍內，且半振幅處於50nm至60nm之範圍內；第二吸收劑，其最大吸收波長處於730nm至750nm之範圍內，且半振幅處於60nm至70nm之範圍內；以及第三吸收劑，其最大吸收波長處於760nm至780nm之範圍內，且半振幅處於90nm至100nm之範圍內。
- 如請求項17之光學濾波器，其中，該紫外線吸收層包括：第一吸收劑，其最大吸收波長處於340nm至350nm之範圍內；以及第二吸收劑，其最大吸收波長處於360nm至370nm之範圍內。
- 一種成像裝置，其包括如請求項1至19中任一項之光學濾波器。
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