一种低雾度红外截止滤光片及其镀膜方法与流程

本发明涉及光学部件制造技术领域，具体涉及一种低雾度红外截止滤光片及其镀膜方法。

背景技术：

红外截止滤光片是一种允许可见光透过而截止或反射红外光的光学滤光片，主要用于数码相机、手机、电脑摄像头、监视器、可视电话，通过表面设有的膜层将通过摄相镜头后的光波滤去高频段，只让一定范围内的低频光波通过。在镜头和ccd或cmos图像传感器之间加上光学玻璃手机滤片，能有效抑制高于ccd或cmos图像传感器空间频率的光波通过而引起波纹扰动，并有效地抑制红外光波，提高彩色ccd、cmos图像传感器有效分辨率和彩色还原性，使图像清晰和稳定。现有生产工艺，在膜层切换过程中离子束完全被遮挡，不足之处是难以满足特定产品低雾度的外观要求；离子源清扫效率低，导致镀膜效率变低；在镀膜阶段，膜层停止沉积时离子束不能持续轰击，导致镀膜后的膜层致密度不高，粗糙度增加，散射增加；另外光谱不够稳定，不能解决镀膜时的发雾问题。

技术实现要素：

为解决上述缺陷，本发明的目的是提供一种低雾度红外截止滤光片，可以有效解决红外截止滤光片型变量大及发雾问题。

本发明的另一目的是提供一种低雾度红外截止滤光片的镀膜方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低雾度红外截止滤光片，包括基板和设于所述基板表面的复合膜层，所述基板为玻璃基板，所述复合膜层通过交替叠合的高折射率材料层和低折射率材料层制成，所述高折射率材料层为二氧化钛、五氧化三钛、五氧化二钽或五氧化二铌材料层，所述低折射率材料层为二氧化硅、三氧化二铝或氟化镁材料层。

优选的是，所述高折射率材料层厚度为10~150nm。

所述低折射率材料层厚度为10~200nm。

一种低雾度红外截止滤光片的镀膜方法，其特征在于包括以下步骤：

1）选材：选取玻璃基板作为滤光片基板，经过研磨、抛光及切割加工，形状变得规整；

2）清洗：将步骤1）中得到的滤光片基板进行超声波清洗，之后采用离心甩干机将滤光片基板甩干；

3）清扫：将步骤1）中得到的滤光片基板通过离子源进行清扫，清扫时，滤光片基板与离子源之间设有一挡板，离子源在预热过程中发射出能穿透挡板的离子束；

4）镀膜：在步骤3）中得到的滤光片基板表面交替堆叠高折射率材料和低折射率材料形成复合膜层，其中高折射率材料采用二氧化钛、五氧化三钛、五氧化二钽或五氧化二铌，低折射率材料采用二氧化硅、三氧化二铝或氟化镁，镀膜时采用电子束加热蒸发，在膜层沉积过程离子束不断轰击辅助镀膜，该膜层在停止沉积时，关闭离子源挡板，此时会有较小能量的离子束继续轰击膜层，直到下一膜层开始沉积；

5)参数检查：对滤光片分光光谱及haze值进行检查；

6)再次清洗：对镀膜后的滤光片基板再次进行超声波清洗，之后使用离心甩干机将滤光片基板甩干；

7)外观检查：对滤光片外观和翘曲度情况进行检查，完成低雾度红外截止滤光片的制作。

优选的是，步骤3）中的滤光片基板在进行清扫时，提前启动离子源的时间为0~60min，离子源的离子束加速电压u=0~1500v,离子束电流i=0~1600ma。

步骤4）中的高折射率材料层在镀膜时真空度为

0.8e-2pa~2.0e-2pa，成膜速率为0.2~0.4nm/s，厚度为10~150nm，电子枪偏转电流为200~600ma。

步骤4）中的低折射率材料层在镀膜时真空度为

0.5e-2pa~1.3e-2pa，成膜速率为0.8~1.6nm/s，厚度为10~200nm，电子枪偏转电流为80~160ma。

步骤4）中镀膜前对高折射率材料层和低折射率材料层进行预融，每层独立预融，预融时间为0~30min，预融电流为20~600ma。

步骤3）中的挡板通过一翻转机构设置在所述滤光片基板外部，所述挡板表面均布设有多个通孔，且所述挡板能通过翻转机构实现翻转。

本发明中的镀膜方法改变了原有生产工艺，在膜层切换过程中离子束不会被遮挡，从而能够满足特定产品低雾度的外观要求。本发明的有益效果在于：可以省略离子源清扫步骤，提高镀膜效率；在镀膜阶段，采用特定的镀膜参数，并且由于在膜层停止沉积时仍然有特定能量的离子束轰击，使膜层致密度提高，粗糙度降低，散射减少；改善薄膜的光谱稳定性，解决镀膜盘上个别圈发雾问题。

附图说明

下面结合附图及实施例，对本发明的结构和特征作进一步描述。

图1是本发明中所述低雾度红外截止滤光片的结构示意图。

图2是本发明中所述低雾度红外截止滤光片镀膜时的工艺流程图。

图3是本发明中所述低雾度红外截止滤光片在镀膜前用于离子源照射时的挡板示意图。

附图1、图2及图3中，1.高折射率材料层，2.低折射率材料层，3.基板，4.挡板，5.通孔，6.翻转机构。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明的结构和工艺流程。

参看附图1，一种低雾度红外截止滤光片，包括基板3和设于所述基板3表面的复合膜层，所述基板为玻璃基板，所述复合膜层通过交替叠合的高折射率材料层1和低折射率材料层2制成，所述高折射率材料层1为二氧化钛、五氧化三钛、五氧化二钽或五氧化二铌材料层，厚度为10~150nm，所述低折射率材料层2为二氧化硅、三氧化二铝或氟化镁材料层，厚度为10~200nm。

具体在镀膜时，所述高折射率材料层厚度可采用10、100或150nm，所述低折射率材料层厚度可采用10、100或200nm。

参看附图2和附图3，一种低雾度红外截止滤光片的镀膜方法，通过以下步骤完成：1）选材：选取玻璃基板作为滤光片基板，经过研磨、抛光及切割加工，形状变得规整；2）清洗：将步骤1）中得到的滤光片基板进行超声波清洗，之后采用离心甩干机将滤光片基板甩干；3）清扫：将步骤1）中得到的滤光片基板通过离子源进行清扫，清扫时，滤光片基板与离子源之间设有一挡板，挡板4通过一翻转机构6设置在所述滤光片基板外部，所述挡板4表面均布设有多个通孔5，且所述挡板4能通过翻转机构6实现翻转，而离子源提前启动的时间为0~60min，离子源在预热过程中发射出能穿透挡板的离子束，离子源的离子束加速电压u=0~1500v，离子束电流i=0~1600ma；4）镀膜：在步骤3）中得到的滤光片基板表面交替堆叠高折射率材料和低折射率材料形成复合膜层，镀膜前对高折射率材料层和低折射率材料层进行预融，每层独立预融，预融时间为0~30min，预融电流为20~600ma，其中高折射率材料采用二氧化钛、五氧化三钛、五氧化二钽或五氧化二铌，低折射率材料采用二氧化硅、三氧化二铝或氟化镁，镀膜时采用电子束加热蒸发，在膜层沉积过程离子束不断轰击辅助镀膜，该膜层在停止沉积时，关闭离子源挡板，此时会有特定能量的的离子束继续轰击膜层，直到下一膜层开始沉积，镀膜时的真空度为0.8e-2pa~2.0e-2pa，成膜速率为0.2~0.4nm/s，厚度为10~150nm，电子枪偏转电流为200~600ma；5）参数检查：对滤光片分光光谱及haze值进行检查；6）再次清洗：对镀膜后的滤光片基板再次进行超声波清洗，之后使用离心甩干机将滤光片基板甩干；7）外观检查：对滤光片外观和翘曲度情况进行检查，完成低雾度红外截止滤光片的制作。

具体实施时，步骤3）中的滤光片基板在进行清扫时，可以立即启动离子源，也可以提前30或60min启动，此时离子源的离子束加速电压可以是0、1000或1500v，离子束电流可以是0、1000或1600ma。

步骤4）中的高折射率材料层在镀膜时的真空度可以采用

0.8e-2pa、1.2e-2pa或2.0e-2pa，成膜速率采用0.2、0.3或0.4nm/s，电子枪偏转电流采用200、400或600ma。

步骤4）中的低折射率材料层在镀膜时的真空度采用

0.5e-2pa、1.0e-2pa或1.3e-2pa，成膜速率采用0.8、1.2或1.6nm/s，电子枪偏转电流采用80、120或160ma。

步骤4）中镀膜前对高折射率材料层和低折射率材料层进行预融，每层独立预融，预融时间可以设为0、20或30min，预融电流设为20、200或600ma。

附图3表示的是挡板结构示意图，挡板采用可过滤离子束能量的结构，通过调整挡板上的通孔数目和通孔大小可以在挡板关闭时依旧能使特定能量值的离子束透过。

步骤4）中的镀膜过程采用的是日本光驰otfc-1550

和otfc-1800两种型号的设备，具有先进的电子枪蒸发系统和离子源系统，可以保证整个镀膜阶段的离子束辅助功能的实现，镀膜过程工艺参数如表一所示：

通过以上步骤完成对低雾度红外截止滤光片的制作。

通过以下测试来反映本发明的实施例是否满足一些外观及性能上的指标：

分光测试仪器：日立u-4100测试结果如表二所示：

本发明的实施例经过以下信赖性实验：

高温高湿实验：实验条件：80℃，湿度90%，保持240小时，测试结果如表三所示：

热冲击实验：实验条件：-40℃、0.5小时，+85℃、0.5小时，100个循环，实验结果如表四所示：

根据以上结果可知，使用本发明的镀膜方法制出的滤光片具有反射率低、雾度低、翘曲度低、环境信赖性好优良特性，可满足目前终端客户对红外截止滤光片反射率、雾度及翘曲度技术指标的苛严要求。

本发明的实施例通过采用特定的镀膜工艺参数及装置，可以取消离子源清扫步骤，提高镀膜效率；在镀膜阶段，由于在膜层停止沉积时仍然有特定能量的离子束轰击，使膜层致密度提高，粗糙度降低，散射减少。可以进一步改善薄膜的光谱稳定性，解决镀膜盘上个别圈发雾问题。

以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、同替代及改进，均应视为本申请的保护范围。