阅读说明：本技术 滤光片 (Optical filter ) 是由 吕中汉 欧俊尧 廖家圣 于 2018-07-24 设计创作，主要内容包括：一种滤光片包括光吸收部以及滤光层。光吸收部包括至少一种紫外光吸收材料,其中上述紫外光吸收材料的任一种在紫外光波段中的最大吸收波长介于365奈米至380奈米之间。滤光层形成于光吸收部上。滤光片的紫外光截通波长介于404奈米至419奈米之间。滤光片在波长350奈米至395奈米范围内的平均穿透率小于2％,且在波长430奈米至450奈米范围内的平均穿透率大于87％。(An optical filter includes a light absorbing portion and a filter layer. The light absorption portion includes at least one ultraviolet light absorption material, wherein a maximum absorption wavelength of any one of the ultraviolet light absorption materials in an ultraviolet light band is between 365 nm and 380 nm. The filter layer is formed on the light absorbing part. The ultraviolet cut-off wavelength of the filter is between 404 nm and 419 nm. The average transmittance of the filter in the wavelength range of 350 nm to 395 nm is less than 2%, and the average transmittance in the wavelength range of 430 nm to 450 nm is more than 87%.)

滤光片

技术领域

本发明涉及一种光学组件，尤其涉及一种滤光片。

背景技术

目前很多电子装置，例如智能手机，已具有影像传感器(image sensor)，而现有影像传感器内的芯片(chip)大多是互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)或感光耦合组件(Charge-Coupled Device，CCD)。互补式金属氧化物半导体与感光耦合组件两者的响应波长(wavelenghth of response)涵盖到紫外光，所以一般影像传感器会加装滤光片以滤除不必要的紫外光，避免紫外光对影像传感器所撷取的影像色彩产生不利影响。由此可知，滤光片的好坏足以左右影像传感器的影像质量。

发明内容

本发明提供了一种滤光片，其能滤除紫外光，以帮助降低紫外光对影像传感器的影像质量所产生的不良影响。

本发明所提供的滤光片包括光吸收部以及滤光层。光吸收部包括至少一种紫外光吸收材料，其中上述紫外光吸收材料的任一种在紫外光波段中的最大吸收波长介于365奈米至380奈米之间。滤光层形成于光吸收部上。滤光片的紫外光截通波长(ultravioletcut-on wavelength)介于404奈米至419奈米之间，而滤光片在波长350奈米至395奈米范围内的平均穿透率小于2％，且在波长430奈米至450奈米范围内的平均穿透率大于87％。

在本发明一实施例中，上述紫外光吸收材料选自于由杂环(heterocycle)与酚基(phenolic group)所组成的群组，而杂环皆含有氧原子与氮原子其中至少一种。

在本发明一实施例中，紫外光吸收材料在紫外光波段中的最大吸收波长介于369奈米至379奈米之间。

在本发明一实施例中，上述紫外光吸收材料的固含量介于0.2％至0.27％之间。

在本发明一实施例中，上述紫外光吸收材料的固含量介于16％至23％之间。

在本发明一实施例中，上述紫外光吸收材料有多种，并包括第一紫外光吸收材料及第二紫外光吸收材料。第一紫外光吸收材料的最大吸收波长大于第二紫外光吸收材料的最大吸收波长。

在本发明一实施例中，上述第一紫外光吸收材料及第二紫外光吸收材料之间的重量比介于0.14至0.64之间。

在本发明一实施例中，上述光吸收部还包括透明基板以及黏着层。黏着层形成于透明基板上，并黏合紫外光吸收材料与透明基板，其中黏着层具有疏水性，而紫外光吸收材料具有亲水性。

在本发明一实施例中，上述透明基板为用于吸收红外光的蓝玻璃板。

在本发明一实施例中，上述透明基板的材料包括玻璃与树脂其中至少一种。

在本发明一实施例中，上述光吸收部还包括红外光吸收层，其形成于透明基板上。

在本发明一实施例中，上述红外光吸收层与紫外光吸收材料未接触透明基板。

在本发明一实施例中，上述光吸收部还包括透光层。滤光层形成于透光层上，而紫外光吸收材料分布于透光层内。

在本发明一实施例中，上述光吸收部还包括红外光吸收材料，而红外光吸收材料分布于透光层内。

在本发明一实施例中，上述滤光片的红外光截通波长介于615奈米至635奈米之间。

在本发明一实施例中，上述滤光片在波长700奈米至725奈米范围内的平均穿透率小于2％。

在本发明一实施例中，上述滤光片在波长700奈米至1200奈米范围内的平均穿透率小于1％。

在本发明一实施例中，上述滤光片还包括抗反射层。抗反射层形成于光吸收部上。

在本发明一实施例中，上述抗反射层为多层膜。

在本发明一实施例中，上述滤光层为多层膜。

基于上述，本发明采用光吸收部与滤光层来滤除紫外光，而本发明的滤光片在波长350奈米至395奈米范围内的平均穿透率小于2％，且在波长430奈米至450奈米范围内的平均穿透率大于87％，其中滤光片的紫外光截通波长介于404奈米至419奈米之间。因此，本发明的滤光层能有效滤除，进而帮助降低紫外光对影像传感器的影像质量所产生的不良影响。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1A是本发明一实施例的滤光片的剖面示意图。

图1B是本发明另一实施例的滤光片的剖面示意图。

图2是本发明一实施例的滤光片的剖面示意图。

图3是本发明另一实施例的滤光片的剖面示意图。

图4是本发明至少一实施例的滤光片的穿透光谱示意图。

具体实施方式

图1A是本发明一实施例的滤光片的剖面示意图。请参阅图1A，滤光片100a包括滤光层110、光吸收部120a以及抗反射层130。滤光层110形成于光吸收部120a上，并且可以是多层膜，所以滤光层110可包括多层彼此堆栈的透明膜层，并利用光干涉(opticalinterference)来达到滤光的功能。抗反射层130形成于光吸收部120a上，而光吸收部120a可位于滤光层110与抗反射层130之间。抗反射层130能减少对光线的反射，以供大部分光线穿透，其中抗反射层130可以是多层膜(如图1A所示)或是次波长结构(sub-wavelenghthstructure)。

光吸收部120a包括至少一种紫外光吸收材料，因此光吸收部120a能吸收紫外光，以滤除紫外光。任一种紫外光吸收材料在紫外光波段中的最大吸收波长介于365奈米至380奈米之间，例如介于369奈米至379奈米之间。在图1A所示的实施例中，光吸收部120a仅包括单一种紫外光吸收材料121a，其最大吸收波长大约可为377奈米，但在其他实施例中，光吸收部120a可包括至少两种紫外光吸收材料，所以光吸收部120a不限定只包括单一种紫外光吸收材料121a。

光吸收部120a还可以包括黏着层122以及透明基板123。紫外光吸收材料121a与黏着层122皆形成于透明基板123上，而黏着层122黏合紫外光吸收材料121a与透明基板123，其中黏着层122位于紫外光吸收材料121a与透明基板123之间，并且可接触紫外光吸收材料121a与透明基板123，而紫外光吸收材料121a可以不接触透明基板123。透明基板123的材料可包括玻璃与塑料其中至少一种。例如，透明基板123可以是塑料板或玻璃板，其中玻璃板例如是能吸收红外光的蓝玻璃板，而塑料板可以是由聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA，也就是压克力)所制成。或者，塑料板可由树脂所制成，即透明基板123可包括树脂。此外，透明基板123也可以是由至少一块玻璃板与至少一块塑料板迭合而成，所以透明基板123的材料可包括玻璃与塑料。

黏着层122具有疏水性，而紫外光吸收材料121a具有亲水性。例如，黏着层122可以是疏水氧化硅溶凝胶、疏水环氧树脂或疏水聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)树脂(以下简称：疏水PC树脂)。所以，黏着层122与紫外光吸收材料121a之间能形成明显的界面(boundary)。黏着层122的疏水性以及紫外光吸收材料121a的亲水性也能促使滤光片100a的穿透光谱(transmissive spectrum)在其紫外光截通波长处的斜率变的较为陡斜，进而有助于提升滤光片100a的滤光效果。此外，特别说明的是，本说明书在此所述的截通波长(不论是紫外光截通波长以及后续所述的红外光截通波长)乃是指滤光片在其穿透率为50％时所对应的波长。换句话说，当某一光线的波长为滤光片的截通波长时，滤光片对应此光线的穿透率基本上是50％。

紫外光吸收材料121a选自于由杂环与酚基所组成的群组，其中此杂环含有氧原子与氮原子其中至少一种。也就是说，杂环可含有氧原子与氮原子。或是，杂环可以含有氧原子或氮原子。紫外光吸收材料121a可以是膜层(layer)，并可由涂布及干燥此紫外光吸收液而形成，其中涂布此紫外光吸收液的方法可采用浸涂、铸涂(casting)、喷涂(spraying)、旋涂(spin coating)、珠涂、棒涂以及刮刀涂布其中至少一种。此外，上述紫外光吸收液含有紫外光吸收染料与溶剂，其中溶剂可为有机液体，并可选用酮类、醚类、酯类、醇类、醇-醚类、碳氢化合物类以及松烯类其中至少一种。

滤光片100a可依据紫外光吸收材料121a不同的固含量而具有不同的穿透率与紫外光截通波长，如以下表(一)所示的样品A1至样品A3。

表(一)

从以上表(一)来看，当紫外光吸收材料121a的固含量介于0.2％至0.27％之间时，滤光片100a的紫外光截通波长介于414奈米至415奈米之间；滤光片100a在波长350奈米至395奈米范围内的平均穿透率小于2％，例如介于0.57％至1.96％之间；而滤光片100a在波长430奈米至450奈米范围内的平均穿透率大于87％，例如介于88％至91％之间。由此可知，滤光片100a能有效滤除紫外光(例如波长350奈米至395奈米)，并让大部分的可见光(例如波长430奈米至450奈米)穿透。如此，滤光片100a能有效地滤除紫外光，以帮助降低紫外光对影像传感器的影像质量所产生的不良影响。

值得一提的是，由于滤光层110是利用光干涉来滤光，因此滤光层110的穿透率会随着不同的入射角而改变，以至于滤光层110难以滤除沿着较大入射角入射的紫外光。然而，紫外光吸收材料121a能吸收紫外光，所以包括紫外光吸收材料121a的光吸收部120a能吸收沿着较大入射角入射的紫外光。因此，当紫外光沿着较大入射角入射于滤光片100a时，光吸收部120a也能滤除此紫外光。如此，滤光片100a能不受紫外光入射角的改变而降低滤光效果。

图1B是本发明另一实施例的滤光片的剖面示意图。请参阅图1B，图1B所示的滤光片100b与图1A所示的滤光片100a相似。例如，滤光片100a与100b两者功效相同，且也包括相同的组件，像是滤光层110以及抗反射层130。不过，有别于图1A的滤光片100a，滤光片100b的光吸收部120b包括多种紫外光吸收材料。以图1B为例，光吸收部120b包括两种紫外光吸收材料。另外，须说明的是，在其他实施例中，光吸收部120b也可包括两种以上的紫外光吸收材料。所以，光吸收部120b不限定只能包括两种紫外光吸收材料。

在滤光片100b中，这些紫外光吸收材料包括第一紫外光吸收材料121b与第二紫外光吸收材料121c。第一紫外光吸收材料121b与第二紫外光吸收材料121c在紫外光波段中的最大吸收波长同样也是介于365奈米至380奈米之间，例如介于369奈米至379奈米之间。在本实施例中，第一紫外光吸收材料121b的最大吸收波长大约可为379奈米，而第二紫外光吸收材料121c的最大吸收波长大约可为375奈米。所以，第一紫外光吸收材料121b的最大吸收波长大于第二紫外光吸收材料121c的最大吸收波长。

第一紫外光吸收材料121b与第二紫外光吸收材料121c之间的重量比介于0.14至0.64之间，而滤光片100b可依据第一紫外光吸收材料121b与第二紫外光吸收材料121c两者不同的固含量而具有不同的穿透率与紫外光截通波长，如以下表(二)所示的样品B1至样品B4。

表(二)

从表(二)可看出，当第一紫外光吸收材料121b与第二紫外光吸收材料121c两者的固含量总和介于16％至23％之间时，滤光片100b的紫外光截通波长介于404奈米至419奈米之间；滤光片100b在波长350奈米至395奈米范围内的平均穿透率介于0.09％至0.43％之间；而滤光片100b在波长430奈米至450奈米范围内的平均穿透率大于87％，例如介于87.4％至92％之间。

由此可知，滤光片100b对应紫外光(例如波长350奈米至395奈米)的穿透率皆低于2％，甚至低于1％，所以滤光片100b更能有效滤除紫外光，而且也能让大部分的可见光(例如波长430奈米至450奈米)穿透。此外，须说明的是，在表(二)的样品B1中，第一紫外光吸收材料121b的固含量为零，因此滤光片100b也可以不含有第一紫外光吸收材料121b，即滤光片100b可以只包括单一种紫外光吸收材料，即第二紫外光吸收材料121c。

图2是本发明另一实施例的滤光片的剖面示意图。请参阅图2，滤光片200相似于前述实施例中的滤光片100b。例如，滤光片200与滤光片100b两者都具有滤除紫外光的功能，并且包括相同组件：滤光层110与抗反射层130，而在滤光片200所包括的光吸收部220中，光吸收部220包括紫外光吸收材料221，其可为前述实施例中的紫外光吸收材料121a，或是彼此堆栈的第一紫外光吸收材料121b与第二紫外光吸收材料121c。

不同于图1B中的滤光片100b，光吸收部220还包括红外光吸收层224，其形成于透明基板123上，其中黏着层122位于红外光吸收层224与透明基板123之间，并黏合红外光吸收层224与透明基板123，而红外光吸收层224可与紫外光吸收材料221彼此堆栈，并位于紫外光吸收材料221与黏着层122之间。因此，红外光吸收层224与紫外光吸收材料221可以不接触透明基板123。由于光吸收部220包括紫外光吸收材料221与红外光吸收层224，因此滤光片200不仅可以滤除紫外光，而且还可以滤除红外光，以避免紫外光与红外光对影像传感器所撷取的影像的色彩产生不利影响。

此外，须说明的是，在本实施例中，紫外光吸收材料221位于红外光吸收层224与滤光层110之间。然而，在其他实施例中，红外光吸收层224与紫外光吸收材料221两者可以互相对调，即红外光吸收层224可位于紫外光吸收材料221与滤光层110之间。因此，图2中的红外光吸收层224与紫外光吸收材料221两者位置仅供参考，并非限制紫外光吸收材料221一定要位于红外光吸收层224与滤光层110之间。

图3是本发明另一实施例的滤光片的剖面示意图。请参阅图3，滤光片300相似于前述实施例的滤光片200，而且滤光片300也包括红外光吸收材料324以及至少一种紫外光吸收材料，所以滤光片300能滤除紫外光与红外光。滤光片300与滤光片200两者主要差异在于：滤光片300的光吸收部320所包括红外光吸收材料324与至少一种紫外光吸收材料皆彼此混合并分布于单一膜层内。

具体而言，滤光片300包括光吸收部320，而光吸收部320包括红外光吸收材料324以及两种紫外光吸收材料，其中这些紫外光吸收材料包括第一紫外光吸收材料321a以及第二紫外光吸收材料321b，而第一紫外光吸收材料321a以及第二紫外光吸收材料321b两者的主成分可分别相同于第一紫外光吸收材料121b以及第二紫外光吸收材料121c两者的主成分。

此外，在图3所示的实施例中，光吸收部320所包括的紫外光吸收材料为两种(即第一紫外光吸收材料321a以及第二紫外光吸收材料321b)，但在其他实施例中，光吸收部320所包括的紫外光吸收材料也可以只有一种或两种以上。所以，在此强调，图3所示的光吸收部320为举例说明，并非限定光吸收部320只包括两种紫外光吸收材料。

光吸收部320还包括透光层325，其例如是由高分子材料制成，其中此高分子材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，即压克力)。滤光层110形成于透光层325上，并位于滤光层110与抗反射层130之间，如图3所示。第一紫外光吸收材料321a、第二紫外光吸收材料321b以及红外光吸收材料324皆分布于透光层325内。如此，光吸收部320能同时吸收红外光与紫外光，以使滤光片300得以有效滤除红外光与紫外光。

图4是本发明至少一实施例的滤光片的穿透光谱示意图。请参阅图4，图4所示的曲线C4代表至少一实施例中的滤光片的穿透光谱，其例如是前述实施例中滤光片100a、100b、200以及300至少一者的穿透光谱。从图4来看，不仅可以得知滤光片(例如滤光片100a、100b、200或300)的紫外光截通波长介于404奈米至419奈米之间，而且也看出滤光片的红外光截通波长可介于615奈米至635奈米之间。其次，从图4也可看出滤光片在波长430奈米至450奈米范围内的平均穿透率大于87％，以让大部分的可见光穿透。

此外，图4也揭示滤光片在红外光与紫外光的穿透率。根据图4所示，滤光片在波长350奈米至395奈米范围内的平均穿透率小于2％，而在波长700奈米至1200奈米范围内的平均穿透率可小于1％，其中滤光片在波长700奈米至725奈米范围内的平均穿透率可小于2％。因此，本发明至少一实施例所提供的滤光片不仅能让大部分的可见光穿透，而且还能有效地滤除红外光与紫外光，进而避免紫外光与红外光对影像传感器所撷取的影像的色彩产生不利影响。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。