红外带通滤波结构及应用该结构的红外带通滤波器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种红外带通滤波结构由复数氢化硅铝层及复数较低折射率层交互堆栈形成，该复数较低折射率层为一氧化物，该红外带通滤波结构具有800nm至1600nm的波长范围内至少部分重迭的一通带，该通带具有一中心波长，且该中心波长在入射角自0°改变至30°时，在量值上偏移幅度小于11nm；一种红外带通滤波器则是于一基板的第一侧面形成上述的红外带通滤波结构，于该基板的相反该第一侧面的一第二侧面上形成有一抗反射层；由此可提升溅镀效率以大幅降低制作成本，以及可减小膜层的翘曲量以解决后制切割易崩角的问题。

【技术实现步骤摘要】
红外带通滤波结构及应用该结构的红外带通滤波器
本技术涉及一种红外带通滤波结构及滤波器的结构方面的
，尤指一种可提升溅镀效率以大幅降低制作成本，以及可减小膜层的翘曲量以解决后制切割易崩角问题的红外带通滤波结构及应用该结构的红外带通滤波器者。
技术介绍
一般滤光器按光谱特性可分为带通滤光器、短波截止滤光器、长波截止滤光器。带通型滤光器指选定特定波段的光通过，通带以外的光截止，按带宽分为窄带和宽带，通常按带宽比中心波长的值来区分，小于5％为窄带，大于5％则为宽带。为了减少环境可见光线的干扰，普遍采用窄带干涉滤波器。传统的RGB可见光摄像头，需要采用红外截止滤波器，将不必要的低频近红外光过滤掉，以免红外光线对可见光部分造成影响，产生伪色或波纹，同时可以提高有效分辨率和彩色还原性。但是红外摄像头，为了不受到环境光线的干扰，需要使用窄带滤波器(即红外带通滤波器)，只允许特定波段的近红外光通过。一种通常熟知的红外带通滤波器，如湾公告第I576617号、第I648561号「光学滤波器及感测系统」专利所示，其主要是由复数氢化硅层及复数较低折射率层交互堆栈形成，该红外带通滤波结构具有800nm至1600nm的波长范围内至少部分重迭的一通带(passband)，该通带具有一中心波长，且该中心波长在入射角自0°改变至30°时，在量值(magnitude)上偏移(shifts)幅度约12.2～20nm。其中，复数氢化硅层各自具有在800nm至1100nm的该波长范围内大于(接近)3.5的一折射率，该复数较低折射率层为一氧化物，在800nm至1100nm的波长范围内的折射率小于2，其可包括二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二铌(Nb2O5)、五氧化二钽(Ta2O5)及其混合物中的至少一者。然而，通常熟知红外带通滤波器在实际实施时具有以下缺点：1、该通常熟知由该复数氢化硅层及该复数较低折射率层交互堆栈形成的红外带滤波器的通带的中心波长在入射角自0°改变至30°时会有较大的偏移量(约12.2～20nm)，因此易导致其应用于三维成像系统，于大角度收光时发生无法识别或识别失败的问题。2、该通常熟知红外带通滤波器的膜层是利用纯硅靶进行溅镀形成，而纯硅靶只能使用5-6KW功率进行溅度制程，过大的功率将使纯硅靶材造成靶裂现象而无法使用，因此其在溅镀膜层时需花费较多时间，而使溅镀效率非常差，进而增加制作的成本(如电费、工时…等)。3、该通常熟知红外带通滤波器的膜层具有较厚的厚度，所以其镀设于玻璃基板上时会产生较大的翘曲量，导致在后续的切割制程时易产生严重崩角的问题。有鉴于此，本申请人乃是针对上述的问题，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本技术。
技术实现思路
本技术的主要目的在于解决通常熟知红外带通滤波器所存在的溅效率低导致制作成本高，以及膜层的翘曲量导致后制切割时易产生崩角等诸多问题。本技术所述的红外带通滤波结构，是由复数氢化硅铝层及复数较低折射率层交互堆栈形成，该复数较低折射率层为一氧化物，该红外带通滤波结构具有800nm至1600nm的波长范围内至少部分重迭的一通带，该通带具有一中心波长，且该中心波长在入射角自0°改变至30°时，在量值上偏移幅度小于11nm。本技术所述的红外带通滤波器，主要是于一基板的第一侧面形成上述的红外带通滤波结构，于该基板的相反该第一侧面的一第二侧面上形成有一抗反射层。本技术所提供的红外带通滤波结构及应用该结构的红外带通滤波器，其利用该复数氢化硅铝层及该复数较低折射率层交互堆栈形成的红外带滤波结构的通带的中心波长在入射角自0°改变至30°时会有小于11nm的较小偏移量，因此应用于三维成像系统时不易发生无法识别或识别失败的问题。尤其是，利用掺杂铝成分的硅铝靶制成该氢化硅铝时可以比通常熟知利纯硅靶制成氢化硅能多承受2倍以上功率输出(约10-20KW)，因此可使镀膜时间至少缩短一半，相对的同时间产量便可以多一倍以上，致使包括整厂生产时间、人力、电力等资源成本也会降低一半，大大提高竞争优势。而且，该红外带通滤波结构的膜层可通过铝成分延展性佳的特性而能制成较小的厚度，所以镀设于玻璃基板上时较少的膜厚则内应力相对较小，内应力小可以使后续的切割制程减少崩角的情况发生，以提高切割制成的良率，相对的进一步达到降低成本的目的。附图说明图1为本技术的红外带通滤波器的剖面示意图；图2为本技术进行镀膜制程的真空溅射反应镀膜系统的结构示意图；图3为本技术的红外带通滤波结构的第一实施例的膜层结构示意图；图4为本技术的红外带通滤波结构的第一实施例的光谱图；图5为本技术的红外带通滤波结构的第二实施例的实验一的膜层结构示意图；图6为本技术的红外带通滤波结构的第二实施例的实验一的光谱图；图7为本技术的红外带通滤波结构的第二实施例的实验二的膜层结构示意图；图8为本技术的红外带通滤波结构的第二实施例的实验二的光谱图；图9为本技术的红外带通滤波结构的第三实施例的膜层结构示意图；图10为本技术的红外带通滤波结构的第三实施例的光谱图；图11为本技术的红外带通滤波结构的可见光反射率实验的膜层结构图；图12为本技术的红外带通滤波结构的可见光反射率实验的光谱图；图13为本技术的红外带通滤波结构的可见光反射率实验的色坐标范围图。具体实施方式请参阅图1所示，其显示本技术所述的红外带通滤波器包括一基板10、一红外带通滤波结构20及一抗反射(AR)层30，其中：该基板10，其为玻璃，且同时具有一第一侧面及位于该第一侧面相反侧的一第二侧面。该红外带通滤波结构20，是形成于该基板10的第一侧面，由复数氢化硅铝(SiAl:H)层21及复数较低折射率层22交互堆栈形成，使该红外带通滤波结构20具有800nm至1600nm的波长范围内至少部分重迭的一通带(passband)，该通带具有一中心波长，且该中心波长在入射角自0°改变至30°时，在量值(magnitude)上偏移(shifts)幅度小于11nm(约10.3～10.5nm)。而且，该红外带通滤波结构20的厚度为3000～5500nm，在350nm～1600nm的波长范围内具有高OD值，在800nm至1600nm的波长范围内具有高穿透率，在可见光范围时色坐标位在RxCoordinate0.2～0.5、RyCoordinate0.2～0.5处，反射率低于20％。其中该复数氢化硅铝层21在800nm至1600nm波长范围内的折射率为3.1～3.6，消光系数为1.E-4～1.E-6，在350nm至700nm波长范围内的消光系数大于0.005。其中该较低折射率层22为一氧化物，其包括二氧化硅铝(SiAl:O2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二铌(Nb2O5)、五本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外带通滤波结构，其特征在于，所述红外带通滤波结构是由复数氢化硅铝SiAl:H层及折射率低于所述复数氢化硅铝层的复数较低折射率层交互堆栈形成，所述复数较低折射率层为一氧化物，所述红外带通滤波结构具有800nm至1600nm的波长范围内至少部分重迭的一通带passband，所述通带具有一中心波长，且所述中心波长在入射角自0°改变至30°时，在量值magnitude上偏移shifts幅度小于11nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外带通滤波结构，其特征在于，所述红外带通滤波结构是由复数氢化硅铝SiAl:H层及折射率低于所述复数氢化硅铝层的复数较低折射率层交互堆栈形成，所述复数较低折射率层为一氧化物，所述红外带通滤波结构具有800nm至1600nm的波长范围内至少部分重迭的一通带passband，所述通带具有一中心波长，且所述中心波长在入射角自0°改变至30°时，在量值magnitude上偏移shifts幅度小于11nm。


2.如权利要求1所述的红外带通滤波结构，其特征在于，所述红外带通滤波结构的厚度为3000～5500nm。


3.如权利要求1所述的红外带通滤波结构，其特征在于，所述红外带通滤波结构在350nm～1600nm的波长范围内具有高OD值，在800nm至1600nm的波长范围内具有高穿透率。


4.如权利要求1所述的红外带通滤波结构，其特征在于，所述红外带通滤波结构在可见光范围时色坐标位在x轴坐标0.2～0.5、y轴坐标0.2～0.5处，反射率低于20％。


5.如权利要求1所述的红外带通滤波结构，其特征在于，复数氢化硅铝层在800nm至1600nm波长范围内的折射率为3.1～3.6，消光系数为1.E-4～1.E-6，在350nm至700nm波长范围内的消光系数大于0.005。


6.如权利要求1所述的红外带通滤波结构，其特征在于，复数较低折射率层在800nm至1600nm的波长范围内的折射率小于1.8，消光系数小于0.0005。


7.一种红外带通滤波器，其特征在于，包括：
一基板，其同时具有一第一侧面及位于所述第一侧面相反侧的一第二侧面；
一红外带通滤波结构，其形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹政兴，郑暐皞，倪培元，
申请(专利权)人：晶瑞光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71