[发明专利]超薄薄膜光学干涉滤光片

说明书

薄膜干涉滤光片具有薄膜干涉多层堆叠，其由成组布置以形成多个重复单元块的各个薄膜层构成。薄膜干涉滤光片具有足够的柔性，以可弯曲到250mm或甚至更小的曲率半径，而不永久损坏薄膜干涉滤光片。薄膜干涉滤光片可以具有由以重复单元块布置的各个薄膜层构成的第二薄膜干涉多层堆叠，其可具有不同光透射光谱。在第一薄膜干涉多层堆叠与第二薄膜干涉多层堆叠之间的至少一个中间层可以阻挡红外、可见或紫外光的波长范围。具有与形成重复单元块的相邻薄膜层不同的光学厚度的缺陷层，从而产生法布里·珀罗共振腔。

技术领域

本申请涉及光学干涉滤光片，特别是多层薄膜滤光片。

背景技术

由于要获得高的光密度(O.D.)同时保持高动态的光谱选择性需要复杂的层结构，因此光学干涉滤光片固有地复杂且生产昂贵。微调过滤光的光谱形状的能力是干涉滤光片的优点之一。

通常地，这种干涉滤光片是通过将透明薄膜光学层真空沉积在塑料或玻璃基板上制成的。其上沉积有薄膜层的基板的厚度通常在0.5至10mm的范围内。逐层涂覆和随后的滤光片切割会引起薄膜堆叠中的张力，这通常会导致薄膜滤光片弯曲和破裂，特别是在基板太薄的情况下。对于具有大量层的滤光片来说，此问题尤为重要，以实现高光学性能。为了获得高的光密度，需要大量的层。宽光谱范围的阻挡将需要大量的层。高透射率和低透射率之间的尖锐过渡边缘通常需要复杂的层结构，其中包含大量具有各种折射率的层。类似地，抑制侧反射带以产生平坦的透射曲线通常需要复杂的层结构和具有各种折射率的大量层。以前，薄塑料基滤光片膜主要通过以下三种方法制成：

1.共挤出：在这种方法中，两种或更多种材料通常流过进料块并形成多层材料堆叠。然后，迫使该多层材料流通过一系列的层倍增器，其中原始层状堆叠以各种方式沿一方向分裂并且沿垂直方向重新组合，以使层数加倍，同时改变堆叠的宽度或高度。然后，迫使最终的多层流通过模具，以将多层堆叠铺展成多层膜。这种方法有一定的局限性。A)多层膜限于周期性重复的层单元块。换句话说，离开进料块的相同多层堆叠被周期性地加倍。至多地，倍增器可以具有变化的分裂和重组比，以使厚度比在倍增器之间变化。定制各个层是不可行的。B)这种方法仅适用于可以在共挤设备中处理的全塑料滤光片。例如，不能引入玻璃层。

2.在柔性基板上涂覆：幅材涂覆工艺广泛用于窗膜行业，在该行业中，将塑料膜卷送入真空室以沉积薄膜层。通常有一系列的多个沉积源，使得每个沉积源一次沉积一层。该方法通常用于仅几层抗反射、防刮擦或散热层以及多达20个涂层的简单层结构。考虑到用于薄膜层的涂覆原料的残酷性(brutality)，当柔性基板弯曲时，较大数量的层将导致薄膜堆叠破裂。因此，采用这种方法无法在柔性基板上构建复杂的薄膜滤光片。类似的方法包括将柔性基板片安装在封闭真空室内的鼓或固定装置上。这种方法产生的产品数量要少得多，但允许具有更多层数的稍微更加复杂的滤光片。尽管层的脆性和有限的弯曲能力，但这些产品的应用范围有限。用于在柔性基板上生长多层滤光片的这两种方法还用于通过在多层滤光片层在柔性基板上生长之后故意破裂多层滤光片层来产生多层滤光片的小尺寸颗粒。柔性基板使从此类滤光片中产生颗粒变得更加容易。

3.纳米层压：在这种方法中，具有各种折射率的纳米级材料层以卷对卷的方式直接层压在柔性基板上。该方法和所得产品的主要缺点是在亚微米尺度上缺乏各个亚层的均匀性和可控性。因此，所得的滤光片产品不能很好地用作高选择性滤光片。

美国专利公开US2014/0242329A1描述了一种使用结构化预成型块的热拉伸生产薄膜光学滤光片的方法。该方法允许生产全塑料柔性超薄膜和片形式的薄膜光学干涉滤光片。该方法通过提供明显更高的可扩展性并提供可以弯曲并符合曲面的超薄滤光片同时展示高性能从而解决了传统真空涂覆薄膜滤光片的两个主要缺点。关于薄膜滤光片的热拉伸的方法，将US2014/0242329A1的公开内容通过引用整体并入本文。

发明内容