TWM546508U - 濾光片 - Google Patents
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Description
本新型係有關於一種濾光片，尤指一種用於取像裝置之濾光片。
在數位時代，相機或手機等行動裝置改用電荷耦合裝置(CCD)或互補式金屬氧化半導體(CMOS)來轉換影像為電子數位訊號， CCD或CMOS會同時感應可見光與紅外線，而紅外線會「干擾」正常的影像，影響正常影像的色彩，並產生熱及雜訊等問題。具體而言，影像感測元件對光波的感應範圍約為波長350nm至1200nm，故可能捕捉到紅外光及紫外光。為了避免紅外光及紫外光影響畫面的呈現，則須在影像感測元件前加裝濾光片以阻隔紅外光及紫外光進入影像感測元件，避免前述影像問題並修飾可見光的感測範圍，以減少影像的色偏現象。另一方面，為了解決行動裝置薄型化，導致CCD或CMOS必須接受大角度光入射而產生的色偏，濾光片被要求在波長630至700nm之間有更急遽的透射率變化。
在應用於取像裝置的習知濾光片中，透明樹脂係用以作為濾光片之基材。然而，習知的濾光片存在未能充分遮蔽紅外光及紫外光的情況。
一般而言，為降低成本及減少因多道製程而造成的良率下降，希望具有紅外光截止功能之濾光片的膜層數目越少越好。然而，減少濾光片的膜層將影響其光譜特性而難以達到理想的紅外光及紫外光截止性能。
本新型的一目的，在於提供一種改良的濾光片，其可減少入射光在不同入射角的條件下所造成的色偏現象並維持可見光的透射率。明確而言，本創作所提供之濾光片至少可改善波長為600nm至700nm之可見光的透射率及有效地吸收近紅外光及紫外光。
本新型提供一種濾光片，其包含：一近紅外光濾光基板，其具有近紅外光吸收染料；一吸收層，其包含近紅外光吸收染料及紫外光吸收染料，并形成於該近紅外光濾光基板之一表面上；一第一多層膜，其形成於該吸收層上；及一第二多層膜，其形成於該近紅外光濾光基板之另一表面上。本新型所提供之濾光片結構可藉由近红外光滤光基板及吸收层的近红外光吸收染料，產生不同光譜性質，藉此調控濾光片所需之光譜圖形。
爲對本新型的特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，僅佐以實施例及配合詳細之說明，說明如後：
請參閱圖1，其是本新型一實施例之濾光片1的示意圖；如圖所示，本申請提供一種濾光片1，濾光片1包含紅外光濾光基板11、吸收層13、第一多層膜15及第二多層膜17，近紅外光濾光基板11具有近紅外光吸收染料。吸收層13包括近紅外光吸收染料及紫外光吸收染料，並形成於近紅外光濾光基板11之一表面上，其中近紅外光吸收染料通常可為方酸內鎓鹽系化合物、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，其可吸收波長範圍為630nm至800nm之光；紫外光吸收染料通常可為偶氮次甲基系化合物、吲哚系化合物、苯並***系化合物及三嗪系化合物中至少一者，其可吸收波長範圍為300nm至400nm之光。第一多層膜15形成於吸收層13上，第二多層膜17形成於近紅外光濾光基板11之另一表面上。
圖1進一步說明近紅外光濾光基板11與吸收層13係兩層獨立的結構，吸收層13係位於近紅外光濾光基板11上。近紅外光濾光基板11係樹脂與近紅外光吸收染料混合而形成，而吸收層13係樹脂與近紅外光吸收染料及紫外光吸收染料混合而形成。近紅外光濾光基板11的形成通過熔融成形、注射成形、澆鑄成型或吹塑成形，其厚度介於90μm至200μm間，其中近紅外光濾光基板11的樹脂包括聚碳酸酯、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-醋酸乙烯酯及環狀聚烯烴系樹脂中至少一者。吸收層13的樹脂包括熱塑性樹脂（例如：聚酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚醯胺類樹脂或醇酸類樹脂等）或熱固型樹脂（環氧類樹脂或熱固型丙烯酸類樹脂）。吸收層13藉由旋轉塗佈法將吸收層13的混合材料均勻地塗佈在近紅外光濾光基板11上。例如，藉由旋轉塗佈法將吸收層13的混合材料均勻地塗佈於近紅外光濾光基板11上，其中旋轉速度為1100rpm，並在100℃至130℃之間的環境條件下維持約一小時的時間，形成吸收層13於近紅外光濾光基板11上，且使吸收層13與紅外光濾光基板11間具有良好的附著性，吸收層13較不易因為溫度、壓力等外在環境變化而自近紅外光濾光基板11剝離。此外，藉由前述方法形成之吸收層13之厚度較佳地介於2.5μm至3.5μm；更佳地，吸收層13之厚度為3μm。吸收層13係用以吸收波長範圍為350nm至420nm間及630nm至800nm間之光。吸收層13亦可以藉由噴霧塗覆法、簾幕塗覆法、凹槽輥塗覆法、氣刀塗覆法、刮刀塗覆法或可逆輥塗覆法塗佈於近紅外光濾光基板11上。
第一多層膜15係經蒸鍍於吸收層13上。第二多層膜17係經蒸鍍於近紅外光濾光基板11之另一表面上，並與吸收層13相對。明確而言，第一多層膜15及第二多層膜17可以氣相製膜法（例如：濺鍍、電子束蒸鍍、離子化蒸鍍及化學蒸鍍等各種真空鍍膜方法之一者或其方法組合）分別形成於吸收層13及近紅外光濾光基板11上，其中第一多層膜15及第二多層膜17係較佳地以電子槍蒸鍍搭配離子源輔助鍍膜方式成膜。特定而言，第一多層膜15及第二多層膜17分別以交替蒸鍍的方式得到包含TiO
2及SiO
2的多層結構。此外，第一多層膜15及第二多層膜17之厚度較佳地為10nm至500nm，最佳地為60nm至150nm。第一多層膜15及第二多層膜17係用以吸收波長範圍為700nm至1200nm之光。
圖1所示之濾光片1可藉由近紅外光吸收染料在不同介質中，產生不同光譜性質，藉此調控濾光片1所需之光譜圖形。明確而言，近紅外光濾光基板11與吸收層13所含的近紅外光吸收染料的質量濃度（莫耳/體積）比例不同，如下表1所示，在近紅外光濾光基板11所含的近紅外光吸收染料的質量濃度對吸收層13所含的近紅外光吸收染料的質量濃度之比例為1：0.03時，可呈現最佳的效能。此外，在比例為1：0.03時，在波長範圍為430至580nm，濾光片1之平均透射率可維持在88%以上；在波長範圍為590至630nm，濾光片1之平均透射率可維持在60%以上；在波長範圍為700至720nm，濾光片1之平均透射率可降至2%以下；且在紅外光區，透射40%透射率的濾光片1的波長與透射20%透射率的濾光片1的波長的差值為27nm，相較於其他比例具有較小的差值。可見光可有效地透射濾光片1且近紅外光的在前述成份比例下可被有效地吸收。
表1
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0001"><TBODY><tr><td> 近紅外光濾光基板與吸收層所含的近紅外光吸收染料的質量濃度比 </td><td> 1:0 </td><td> 1:0.005 </td><td> 1:0.01 </td><td> 1:0.02 </td><td> 1:0.03 </td><td> 1:0.05 </td><td> 1:0.1 </td></tr><tr><td> 波長430-580nm間 平均透射率(%) </td><td> 89.7 </td><td> 89.4 </td><td> 88.9 </td><td> 89.3 </td><td> 89.1 </td><td> 85.3 </td><td> 82.4 </td></tr><tr><td> 波長590-630nm間 平均透射率(%) </td><td> 67.3 </td><td> 65.4 </td><td> 63.8 </td><td> 63.6 </td><td> 63.2 </td><td> 60.5 </td><td> 57.6 </td></tr><tr><td> 波長700-720nm間 平均透射率(%) </td><td> 8.2 </td><td> 7.07 </td><td> 3.4 </td><td> 2.3 </td><td> 1.4 </td><td> 1.2 </td><td> 1.3 </td></tr><tr><td> 紅外光區及透射率20%之波長(nm) (λ<sub>40</sub>[nm]) </td><td> 640 </td><td> 638 </td><td> 641 </td><td> 635 </td><td> 637 </td><td> 628 </td><td> 621 </td></tr><tr><td> 紅外光區及透射率為20%之波長(nm) (λ<sub>20</sub>[nm]) </td><td> 687 </td><td> 678 </td><td> 674 </td><td> 665 </td><td> 664 </td><td> 656 </td><td> 650 </td></tr><tr><td> λ<sub>20</sub>[nm]與λ<sub>40</sub>[nm]的差值 </td><td> 47 </td><td> 40 </td><td> 33 </td><td> 30 </td><td> 27 </td><td> 28 </td><td> 29 </td></tr></TBODY></TABLE>
請一併參閱圖2，其是本新型一實施例之濾光片1的製備流程圖；如圖所示，本實施例的濾光片1的製備方法是先執行步驟S10，提供近紅外光濾光基板11；接著執行步驟S11，在近紅外光濾光基板11之表面上形成吸收近紅外光及紫外光之吸收層13；然後執行步驟S12，在吸收層13上形成第一多層膜15；最後執行步驟S14，在近紅外光濾光基板11之另一表面上形成第二多層膜17。吸收層13係較佳地藉由塗佈方式形成於近紅外光濾光基板11上。第一多層膜15及第二多層膜17係較佳地藉由蒸鍍方式分別形成於吸收層13及近紅外光濾光基板11上。另一方面，位在吸收層13上的第一多層膜15及在近紅外光濾光基板11上的第二多層膜17亦可同時藉由蒸鍍方式製備而成。
再一併參閱圖3，其是本新型一實施例之濾光片1的光譜透射曲線圖；如圖所示，圖3顯示在濾光片厚度為範圍0.2至0.4mm的條件下，入射光進入本申請的濾光片1的入射角度為0度與30度，本申請的濾光片1的光譜透射曲線圖。由圖3可看出，本申請之濾光片1於入射光進入濾光片1的入射角為0度及30度的條件下進行測定的透射曲線與其於入射光進入濾光片1的入射角度為30度的條件下進行測定的透射曲線幾乎疊合，在波長425nm至590nm間，本申請的濾光片1之透射率可達80%以上。本申請的濾光片1的吸收層13吸收近紅外光及紫外光，大幅抑制波長範圍350nm至420nm及700nm至720nm之透射率，進而減少色偏的現象。
如下表2所示，當入射光進入濾光片1的入射角度為0度時，本申請之濾光片1在紫外光區（波長為350nm至395nm）的平均透射率為0.01%；本申請的濾光片1在紅外光區（波長為735nm至1100nm）的平均透射率0.03%；本申請的濾光片1在可見光區（波長為430nm至580nm）的平均透射率為91.6%。當入射光進入濾光片1的入射角30度時，本申請的濾光片1在紫外光區（波長為350nm至395nm）的平均透射率為0.09%；本申請的濾光片1在紅外光區（波長為735nm至1100nm）的平均透射率為0.04%；本申請的濾光片1在可見光區（波長為430nm至580nm）的平均透射率為90.3%。由此可知，本申請之濾光片1可將紫外光波段及紅外光波段有效地遮蔽，亦使可見光有效地通過。
表2
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0002"><TBODY><tr><td> </td><td> 入射角0度 </td><td> 入射角30度 </td></tr><tr><td> λ為350nm至395nm之平均透射率(%) </td><td> 0.01 </td><td> 0.09 </td></tr><tr><td> λ為735nm至1100nm之平均透射率(%) </td><td> 0.03 </td><td> 0.04 </td></tr><tr><td> λ為430nm至580nm之平均透射率(%) </td><td> 91.6 </td><td> 90.3 </td></tr></TBODY></TABLE>
又如下表3所示，當入射光進入本申請之濾光片1的入射角度為0度及30度時，在紫外光區且本申請的濾光片1的透射率為50%的狀態下，能透射本申請的濾光片1的波長分別約為412nm及410nm；其在紅外光區且本申請的濾光片1的透射率為50%的狀態下，能透射本申請的濾光片1之波長分別約為626nm及624nm。換言之，本申請之濾光片1的透射率為50%的條件下，入射光進入濾光片1的入射角度為0度與30度時，在紫外區內能透射濾光片1之波長位移為0至2nm；入射光進入濾光片1的入射角度為0度與30度時，在近紅外光區能透射濾光片1之波長位移為0至2nm。由此可知，入射光進入本申請之濾光片1在入射角為0度與30度時，本申請的濾光片1的色偏現象並不明顯。
表3
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0003"><TBODY><tr><td> </td><td> 入射角度0度 </td><td> 入射角度30度 </td></tr><tr><td> 在紫外光區及透射率為50%之波長 </td><td> 412nm </td><td> 410nm </td></tr><tr><td> 在紅外光區及透射率為50%之波長 </td><td> 626nm </td><td> 624nm </td></tr></TBODY></TABLE>
根據圖3及表1至3可清楚知道，具有可吸收近紅外光及紫外光之吸收層13及近紅外光濾光基板11的濾光片1能有效遮蔽紫外光及近紅外光並減少紫外光區及紅外光區以不同角度入射而使濾光片1產生的色偏現象。
綜上所述，本申請揭示一種濾光片，其藉由近紅外光濾光基板及吸收層的近紅外光吸收染料産生不同的光譜性質，藉此調控本申請的濾光片所需的光譜圖形，可减少入射光進入濾光片在不同入射角的條件下濾光片産生色偏現象，維持可見光通過濾光片的透射率。明確而言，本申請所提供的濾光片讓波長爲600nm至700nm的可見光通過的透射率大幅提升，並有效地吸收近紅外光及紫外光，降低近紅外光及紫外光通過的透射率。
惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，並非用來限定本新型實施之範圍，舉凡依本新型申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所爲之均等變化與修飾，均應包括於本新型之申請專利範圍內。
1‧‧‧濾光片
11‧‧‧近紅外光濾光基板
13‧‧‧吸收層
15‧‧‧第一多層膜
17‧‧‧第二多層膜
11‧‧‧近紅外光濾光基板
13‧‧‧吸收層
15‧‧‧第一多層膜
17‧‧‧第二多層膜
圖1：本新型一實施例之濾光片的示意圖。 圖2：本新型一實施例之濾光片的製備流程圖。 圖3：本新型一實施例之濾光片的光譜透射曲線圖。
1‧‧‧濾光片
11‧‧‧近紅外光濾光基板
13‧‧‧吸收層
15‧‧‧第一多層膜
17‧‧‧第二多層膜
Claims (12)
- 一種濾光片，其包含： 一近紅外光濾光基板，其具有一近紅外光吸收染料； 一吸收層，其包括一近紅外光吸收染料及一紫外光吸收染料，並形成於該近紅外光濾光基板之一表面上； 一第一多層膜，其形成於該吸收層上；及 一第二多層膜，其形成於該近紅外光濾光基板之另一表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該近紅外光濾光基板的材料更包含聚碳酸酯、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、環狀聚烯烴系樹脂中之至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該吸收層之厚度介於2.5μm至3.5μm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該吸收層之厚度為3μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該第一多層膜及該第二多層膜之厚度分別介於10nm至500nm間。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該第一多層膜及該第二多層膜分別包含TiO 2及SiO 2。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該吸收層係吸收波長範圍為350nm至420nm及630nm至800nm之光。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該第一多層膜及該第二多層膜係吸收波長範圍為700nm至1200nm之光。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，更包含在紫外光區，入射角度爲0度且透射50%透射率的該濾光片的波長與入射角度爲30度且透射50%透射率的該濾光片的波長的差值爲2nm以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，更包含在紅外光區，入射角度爲0度且透射50%透射率的該濾光片的波長與入射角度爲30度且透射50%透射率的該濾光片的波長的差值爲2nm以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該近紅外光濾光基板的近紅外光吸收染料的質量濃度對該吸收層的近紅外光吸收染料的質量濃度之比例為1：0.03。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中該吸收層之材料還包含聚酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚醯胺類樹脂、醇酸類樹脂、環氧類樹脂或熱固型丙烯酸類樹脂。
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