紅外線濾光元件的製作方法
2023-05-03 19:15:06 1
紅外線濾光元件的製作方法
【專利摘要】一種紅外線濾光元件，包含一透明基底以及一紅外線濾除復層膜。紅外線濾除復層膜設置於透明基底上，且紅外線濾除復層膜包含多個第一介電質層及多個銀金屬層。第一介電質層與銀金屬層彼此交錯堆疊，且第一介電質層的材質為氮化物。當滿足特定條件時，紅外線濾光元件可有效改善影像周邊產生色偏的問題。
【專利說明】紅外線濾光元件
【技術領域】
[0001] 本發明是有關於一種濾光元件，且特別是有關於一種濾除紅外線的濾光元件。
【背景技術】
[0002] -般光學影像系統是由物側端的鏡片組與像側端的電子感光元件所構成，由於電 子感光元件會對紅外光產生響應，因此容易造成色彩失真，而通過紅外線濾光元件的配置， 可使影像得以呈現人眼所見的真實色彩。習用的紅外線濾光元件可分為幹涉型與吸收型， 其中幹涉型的紅外線濾光元件是利用光波的幹涉來過濾特定波長的光線，其是由高折射率 材質(如Ti02、Ta205、Nb205等）與低折射率材質(如Si02、MgF2等）所形成的薄膜在特定層數 與膜厚下堆疊而成。至於吸收型的紅外線濾光元件，例如是藍玻璃，則是利用玻璃內具有吸 收紅外光特性的化學物質，來達到隔絕紅外光的效果。
[0003] 近年來，應用於電子產品的光學影像系統不斷地朝輕薄及廣視角等方向發展，光 學影像系統的總光程（Totaltrack)因此必須縮短，而主光線角（Chiefrayangle)也必 須變大。其中吸收型的紅外線濾光元件，由於價格較高、材質耐候性不佳且薄型化後的吸收 效果有限，因此逐漸不適用於日趨輕薄的產品中。而幹涉型紅外線濾光元件則是在主光線 角變大時，易使影像周邊產生明顯的色偏（Colorshift)。另一方面，基於總光程縮短的需 求，紅外線濾光元件的厚度逐漸薄型化，當幹涉型紅外線濾光元件的膜層堆疊層數較多時， 容易因應力分布不均而導致元件翹曲（Warpage)，更容易因微粒汙染而造成明顯的影像瑕 疵。
【發明內容】
[0004] 因此，本發明的一目的是在提供一種紅外線濾光元件，可有效減緩影像周邊的色 偏現象、避免翹曲的發生並提升影像品質。
[0005] 依據本發明的一實施方式，提出一種紅外線濾光元件，包含一透明基底以及一紅 外線濾除復層膜。紅外線濾除復層膜設置於透明基底上，且紅外線濾除復層膜包含多個第 一介電質層及多個銀金屬層。第一介電質層與銀金屬層彼此交錯堆疊，且第一介電質層的 材質為氮化物。其中，紅外線濾除復層膜的總層數為TL，紅外線濾除復層膜的總厚度為TT， 而銀金屬層的總層數為AgL，且滿足下列條件：
[0006] 6 彡TL彡 42 ;
[0007] IOOnm<TT< 4000nm;以及
[0008] 3SAgLs^ 21。
[0009] 第一介電質層與銀金屬層交錯堆疊且第一介電質層的材質為氮化物，藉此在鍍膜 的製程中，可避免銀金屬層因氧化而導致反射率下降，使紅外線濾光元件能有效減緩紅光 衰減以改善色偏的問題。
[0010] 當TL滿足上述條件時，因紅外線濾除復層膜的總層數較少，可減輕微粒汙染造成 影像瑕疵的問題。
[0011] 當TT滿足上述條件時，因紅外線濾除復層膜的總厚度較薄，可平衡應力分布而避 免紅外線濾光元件翹曲。
[0012] 當AgL滿足上述條件時，可有效控制制鍍成本與加強色偏修正。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是繪示依照本發明第一實施例的一種紅外線濾光元件的示意圖；
[0014] 圖2是繪示依照本發明第二實施例的一種紅外線濾光元件的示意圖；
[0015] 圖3是繪示依照本發明第三實施例的一種紅外線濾光元件的示意圖；
[0016] 圖4是繪示依照本發明第四實施例的一種紅外線濾光元件的示意圖；
[0017] 圖5是繪示依照本發明第五實施例的一種紅外線濾光元件的示意圖；
[0018] 圖6是繪示依照本發明第六實施例的一種紅外線濾光元件的示意圖；
[0019] 圖7是繪示依照本發明第七實施例的一種紅外線濾光元件的示意圖；
[0020] 圖8是本發明第一實施例的紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0021] 圖9是本發明第二實施例的紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0022] 圖10是本發明第三實施例的一紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0023] 圖11是本發明第三實施例的另一紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0024] 圖12是本發明第三實施例的又一紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0025] 圖13是本發明第四實施例的紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0026] 圖14是本發明第五實施例的紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0027] 圖15是本發明第六實施例的紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0028] 圖16是本發明第七實施例的紅外線濾光元件的穿透響應光譜；
[0029] 圖17是比較例的紅外線濾光元件的穿透響應光譜。
[0030] 【符號說明】
[0031] 100、200、300、400、500、600、700 :紅外線濾光元件
[0032] 110、210、310、410、510、610、710 :透明基底
[0033] 120、220、320、420、520、620、720 :紅外線濾除復層膜
[0034] 121、221、321、421、521、621、721 :第一介電質層
[0035] 122、222、322、422、522、622、722 :銀金屬層
[0036] 323、423、523、623、723 :第二介電質層
【具體實施方式】
[0037] -種紅外線濾光元件，包含一透明基底以及一紅外線濾除復層膜。紅外線濾除復 層膜設置於透明基底上，且紅外線濾除復層膜包含多個第一介電質層及多個銀金屬層。第 一介電質層與銀金屬層彼此交錯堆疊，且第一介電質層的材質為氮化物。其中，紅外線濾除 復層膜的總層數為TL，紅外線濾除復層膜的總厚度為TT，而銀金屬層的總層數為AgL，且滿 足下列條件：
[0038] 6 彡TL彡 42 ;
[0039] IOOnm彡TT彡 4000nm;以及
[0040] 3SAgLs^ 21。
[0041] 第一介電質層與銀金屬層交錯堆疊且第一介電質層的材質為氮化物，藉此在鍍膜 的製程中，可避免銀金屬層因氧化而導致反射率下降，使紅外線濾光元件能有效減緩紅光 衰減以改善色偏的問題。
[0042] 當滿足6 <TL< 42條件時，因紅外線濾除復層膜的總層數較少，可減輕微粒汙染 造成影像瑕疵的問題。
[0043] 當滿足IOOnm彡TT彡4000nm條件時，因紅外線濾除復層膜的總厚度較薄，可平衡 應力分布而避免紅外線濾光元件翹曲。較佳地，可滿足下列條件：l〇〇nm<TT< 2000nm。
[0044] 當滿足3彡AgL彡21條件時，可有效控制制鍍成本與加強色偏修正。
[0045] 第一介電質層的材質可為氮化娃（SiliconNitride,SixNy)、氮化錯（Aluminium Nitride，AlN)或氮化鎵（GalliumNitride，GaN)。其中，第一介電質層的總層數為DLA，且 滿足下列條件：3 <DLA。藉此，可避免銀金屬層因氧化而導致反射率下降的問題。
[0046] 紅外線濾除復層膜可還包含至少一第二介電質層，第二介電質層與銀金屬層間具 有第一介電質層（也就是說，第二介電質層與銀金屬層彼此不相鄰），且第二介電質層的材 質可為金屬氧化物。其中，第一介電質層的總層數為DLA，第二介電質層的總層數為DLB，且 滿足下列條件：5 <DLA以及I<DLB。藉此，可有效節省制鍍成本，並提升耐磨性與硬度。 [0047] 透明基底的材質可為塑膠或玻璃，當透明基底的材質為塑膠時，不僅可有效降低 製作成本，且紅外線濾除復層膜更可制鍍於具屈折力的塑膠光學鏡片上，以加強紅外光濾 除與色偏修正的效果。
[0048] 紅外線濾光元件在554nm至700nm的波段，其穿透響應值的衰減率為D，，且滿 足下列條件：1%<D<30%。藉此，可有效改善色偏的問題。較佳地，可滿足下列條件： 1% ^D^ 20%〇
[0049] 本發明所述的紅外線濾光元件可為紅外線濾光片，而所述的穿透響應值是指特定 波段的光線通過紅外線濾光元件的穿透率與感光元件相對響應值相乘後的總和，且所述的 衰減率是指特定波段的光線因主光線角的角度不同而在穿透響應值上產生的變化。
[0050] 穿透響應值的算式如下：
[0051]
【權利要求】
1. 一種紅外線濾光元件，其特徵在於，包含： 一透明基底；W及 一紅外線濾除復層膜，設置於該透明基底上，該紅外線濾除復層膜包含；多個第一介電 質層；及多個銀金屬層； 其中，所述第一介電質層與所述銀金屬層彼此交錯堆疊，所述第一介電質層的材質為 氮化物； 其中，該紅外線濾除復層膜的總層數為化，該紅外線濾除復層膜的總厚度為TT，所述 銀金屬層的總層數為A江，且滿足下列條件： 6《化《42 ; lOOnm《TT《4000nm ; W及 3《AgL《21。
2. 根據權利要求1的紅外線濾光元件，其特徵在於，所述第一介電質層的材質為氮化 娃，所述第一介電質層的總層數為DLA，且滿足下列條件： 3《DLA。
3. 根據權利要求2的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾除復層膜還包含： 至少一第二介電質層，該第二介電質層與該銀金屬層間具有該第一介電質層，該第二 介電質層的材質為金屬氧化物； 其中，所述第一介電質層的總層數為DLA，該第二介電質層的總層數為DLB，且滿足下 列條件： 5《DLA 及 1《DLB。
4. 根據權利要求3的紅外線濾光元件，其特徵在於，該透明基底的材質為塑膠。
5. 根據權利要求2的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾除復層膜的總厚度為 TT，且滿足下列條件： lOOnm《TT《2000nm。
6. 根據權利要求2的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾光元件在554nm至 700nm的波段，其穿透響應值的衰減率為D，且滿足下列條件： 1〇/〇《D《30〇/〇。
7. 根據權利要求6的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾光元件在554nm至 700nm的波段，其穿透響應值的衰減率為D，且滿足下列條件： 1〇/〇《D《20〇/〇。
8. 根據權利要求1的紅外線濾光元件，其特徵在於，所述第一介電質層的材質為氮化 鉛，所述第一介電質層的總層數為DLA，且滿足下列條件： 3《DLA。
9. 根據權利要求8的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾除復層膜還包含： 至少一第二介電質層，該第二介電質層與該銀金屬層間具有該第一介電質層，該第二 介電質層的材質為金屬氧化物； 其中，所述第一介電質層的總層數為DLA，該第二介電質層的總層數為DLB，且滿足下 列條件： 5《DLA 及 1《DLB。
10. 根據權利要求9的紅外線濾光元件，其特徵在於，該透明基底的材質為塑膠。
11. 根據權利要求8的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾除復層膜的總厚度為 TT，且滿足下列條件： lOOnm《TT《2000nm。
12. 根據權利要求8的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾光元件在554nm至 700nm的波段，其穿透響應值的衰減率為D，且滿足下列條件： 1〇/〇《D《30〇/〇。
13. 根據權利要求12的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾光元件在554nm至 700nm的波段，其穿透響應值的衰減率為D，且滿足下列條件： 1〇/〇《D《20〇/〇。
14. 根據權利要求1的紅外線濾光元件，其特徵在於，所述第一介電質層的材質為氮化 嫁，所述第一介電質層的總層數為DLA，且滿足下列條件： 3《DLA。
15. 根據權利要求14的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾除復層膜還包含： 至少一第二介電質層，該第二介電質層的材質為金屬氧化物，該第二介電質層與該銀 金屬層間具有該第一介電質層； 其中，所述第一介電質層的總層數為DLA，該第二介電質層的總層數為DLB，且滿足下 列條件： 5《DLA ; W及 1《DLB。
16. 根據權利要求15的紅外線濾光元件，其特徵在於，該透明基底的材質為塑膠。
17. 根據權利要求14的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾除復層膜的總厚度 為TT，且滿足下列條件： lOOnm < TT < 2000nm。
18. 根據權利要求14的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾光元件在554nm至 700nm的波段，其穿透響應值的衰減率為D，且滿足下列條件： 1〇/〇《D《30〇/〇。
19. 根據權利要求18的紅外線濾光元件，其特徵在於，該紅外線濾光元件在554nm至 700nm的波段，其穿透響應值的衰減率為D，且滿足下列條件： 1〇/〇《D《20〇/〇。
【文檔編號】G02B5/20GK104345364SQ201310395206
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年7月23日
【發明者】張建邦, 朱國強 申請人:大立光電股份有限公司