[发明专利]一种智能滤光片及其制备工艺与应用

说明书

技术领域

本发明属于新材料加工领域，具体涉及一种智能滤光片及其制备工艺与应用。

背景技术

目前市面上所有的成像系统(安防摄像机，相机，摄像机，手机，电脑摄像头)都需要用到滤光片，用来部分或者全部阻断不可见光，防止成像时产生不可见光干扰而产生偏色的现象。由于现在需要夜间成像的基本上是在安防领域，而像手机，相机、摄像机、电脑摄像头这些目前都还不能实现夜间红外成像功能。

现有的滤光片体系，包含三种常用体系：

1、单波段导通滤光片：主要体现是只通过某个特定波段的光，其他的光波全部被截止，目前市面典型的有单独可见光导通滤光片、单红外导通滤光片等。单独可见光导通滤光片也即是市面上常说的650滤光片，该类滤光片只针对可见光波段(380～780nm段)进行导通，其他的光波段都全部被截止。

单波滤光片的主要问题是：只能特定波段通过，所以只能针对特定光线进行处理，比如目前手机/数码相机/数码摄像机上用的650滤光片，透过可见光部分，只能在可见光区成像，无法实现红外成像功能，导致在夜间成像效果很差。

2、多波段导通滤光片：主要体现是同时通过2个或者2个以上的波段的光波，其他波段的光波被截止，目前市面典型的有双峰滤光片等。双峰滤光片目前市面常见的有850滤光片、940滤光片，也即是所谓的日夜型滤光片，他们分别是通过可见光和近红外的特定波段进行导通。

多波段导通滤光片：主要问题是光干扰的问题，在一定条件下，因不可见光成像而形成的偏色的问题，比如绿色变成了土黄色；黑色变成了紫色。

3、滤光片切换器，主要是采用2片或者多片不同的单波滤光片，每一个滤光片只针对特定波长的光进行处理，然后通过一定的机械装置，来拖动滤光片的位置，从而达到对不同光波进行选择和透过的目的。目前市面上常见的滤光片切换器是双滤光片切换器，也即是所谓的IR Cut，其中用的是1片650滤光片，1片全透光学玻璃，把两块玻璃固定在一个滑块上，然后利用机械装置拖动滑块，通过移动滑块来进行切换。

滤光片切换器主要存在的问题是：结构复杂，安装复杂，不同的相机外壳，需要和不同IR Cut相配合，甚至一些小的机壳无法装IR Cut；机械结构，稳定性和可靠性差；工作电流大，有可能导致画面抖动；一般反射镀膜，有可能产生图像鬼影；状态单一，无法连续可调；不良率高，经常批次性不良超过大10％以上。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中，单波段单片滤光片只能在可见光区成像，无法实现红外成像功能，导致在夜间成像效果很差；多波段单片滤光片容易出现光干扰；滤光片切换器的机械结构，稳定性和可靠性差、工作电流大、有可能导致画面抖动等技术瓶颈，从而提出一种针对特定波段的光波的反射、折射率和吸收特性的变化，控制相应光波段的光线的开关导通或者是部分调制，达到光切换的目的的滤光片及其制备工艺与应用。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种智能滤光片，其中，所述滤光片从上到下依次为光波限波层、上层透明衬底基材、上层透明导电层、电致变色材料层、电解质层、离子存储层、下层透明导电层、下层透明衬底基材；所述的的光波限波层的材料为：SiO₂，H4，H6。

优选的，所述的智能滤光片，其中，所述电解质层为液态电解离子液、凝胶态电解质、固态电解质中的一种；包括如下组分：GBL、PC、UV、LiI、L iClO₄。

优选的，所述的智能滤光片，其中，所述下层透明衬底基材的外部还设置有一层光线增透层；所述光线增透层的材料为SiO₂、TiO₂。

优选的，所述的智能滤光片，其中，所述电致变色材料层为WO₃、NiO、T iO₂、ZrO₂、V₂O₅、普鲁士蓝、聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物中的一种。

优选的，所述的智能滤光片，其中，所述上层透明衬底基材和所述下层透明衬底基材的材料均为光学玻璃、水晶玻璃、透明聚化合物中的一种。

优选的，所述的智能滤光片，其中，所述离子存储层为过渡金属纳米材料、透明纳米混合材料或对应极性的智能变色材料中一种。

更为优选的，所述的智能滤光片，其中，所述上层透明导电层和下层透明导电层的材料为ITO或FTO。

本发明还公开了一种制备任一项所述滤光片的工艺，其中，所述工艺包括如下步骤：