[發明專利]紅外吸收玻璃晶片及其制備方法

有效

• 申請號: 201310123237.4
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103359938A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 比安卡·施雷德;約亨·弗羅因德;烏特·韋爾費爾;克勞德·馬丁;克里斯托弗·波爾;斯特芬·賴謝思;馬克·克萊蒙特
• 申請（專利權）人: 肖特公開股份有限公司
• 主分類號: C03C4/08
• 分類號: C03C4/08;C03C3/17;C03C3/19;G03B11/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 郭國清;穆德駿

技術領域

本發明主要涉及玻璃晶片。更特別地，本發明涉及由紅外吸收玻璃制成的玻璃晶片。

背景技術

如已知的，相機芯片通常具有芯片像素在紅外光譜范圍內也敏感的性質。另外，其光學部件由標準玻璃或塑料材料制成的相機模塊的光學系統通常表現出一定量的紅外透射。然而，到達芯片的紅外光導致不希望的色彩和亮度失真。

出于這個原因，相機模塊通常配備有紅外濾光器。最常見的紅外濾光器是干涉濾光器。對于這種濾光器，在基底，通常是玻璃基底上沉積多層的介電層體系。基于物理原因，將所述多層的介電層體系設計成反射紅外輻射，但透射可見光。這種濾光器的生產相對廉價，但具有一些問題。干涉濾光器常常賦予透射曲線一定的調制。這種調制具有與梳狀濾光器的效果相似的效果并且可影響單個色彩。

另外，與也被稱為“著色玻璃”或吸收濾光器的光學濾光玻璃相比，干涉濾光器對來自光入射角的濾光曲線（透射曲線）表現出強得多的依賴性。小型相機通常具有至多30°的全開角并且常常不會遠心（telecentrically）對齊，即，光線以一定角度（在所述全開角的情況下）投射至圖像傳感器。

此外，紅外光通過干涉層反射回來進入光學系統。因為干涉濾光器一般至少在近紅外范圍內仍然表現出殘余透射，所以由于多重反射可能在光學系統中出現非常煩人的重影。

通過濾光玻璃形式的紅外濾光器對其提供一種替代。由于其特性，濾光玻璃既不表現出上述梳狀濾光器效果也不表現出由于多重反射紅外光而造成的重影，因為當穿過玻璃時紅外光被吸收。

然而，至今為止，與濾光玻璃相比，干涉濾光器的成本有效的制造不是其唯一優點。干涉層非常薄并且能夠沉積在非常薄的基底上。至今這已經允許使用干涉濾光器制備更小型的光學系統。

發明內容

因此，本發明的目的是簡化光學系統的制造，所述光學系統包括作為紅外濾光器的濾光玻璃，并使得其更便宜并且同時減少濾光玻璃所需要的空間。這個目的通過獨立權利要求的主題而實現。在各自的從屬權利要求中提出了本發明的有利實施方式和改進。

因此，本發明提供了一種玻璃晶片，其由包含銅離子（Cu離子）的氟磷酸鹽或磷酸鹽玻璃制成。這種用于吸收紅外光的包含銅離子的玻璃也被稱為藍玻璃。所述玻璃晶片具有大于15厘米的直徑。所述玻璃晶片的厚度小于0.4毫米。將所述玻璃晶片表面中的至少一個拋光。基于不大于1毫米的長度，將波形式的玻璃晶片表面的高度調制限制為小于200納米，優選小于130納米的高度。相對于相機傳感器的光學分辨率，寬度小于上述1毫米相關規格的波是特別有效的。與此處有關的是波長，或者在0.1至1毫米長度范圍內的波的平均周期。

此外，根據本發明的一個實施方式，基于5×5mm或25mm²的表面積，所述玻璃晶片的厚度變化小于±50μm。這種略微的厚度變化對確保濾光曲線（透射曲線）保持大致恒定（即僅略微變化）是有利的。并且可通過如下所述的本發明制備方法來實現所述玻璃晶片的這種特征。

優選地，所述玻璃晶片的厚度在0.18毫米至0.32毫米，更優選地在不小于0.2毫米至不大于0.3毫米的范圍內。根據一個示例性實施方式，所述玻璃晶片具有8英寸的直徑和0.30mm的厚度。

根據另一實施方式，所述玻璃晶片的厚度在0.08至0.15毫米的范圍內，并且特別是約0.1毫米。

當然，上述厚度數據并不表示所述玻璃晶片的厚度在指示值之間變化。相反，所述玻璃晶片是平面平行的形狀，并且所述玻璃晶片的均勻厚度在上述值的范圍內。

通常，將由玻璃晶片制成的紅外濾光器安裝在相機芯片附近。為避免對相機芯片的陰影效應，優選所述玻璃晶片不具有大于100納米或大于200nm的氣泡和/或包含物。因此，即使在像素尺寸降至約1μm的小像素相機傳感器的情況下，陰影效應也幾乎是可忽略的。

由于包含銅離子，本發明的玻璃晶片在紅外范圍內吸收。

所述晶片非常薄，具有小于0.4毫米的厚度，并因此尤其非常適用于小相機的非常小型的光學系統，所述小相機例如并入手機中。

然而，通常隨薄玻璃產生的問題是玻璃表面的波紋和玻璃厚度的均勻性。根據本發明，通過研磨過程使晶片從較厚的玻璃基片減薄至小于0.4毫米的厚度來解決這個問題。研磨過程包括拋光作為唯一的步驟或特別是作為最終步驟以獲得合適的表面。

具體地，提供用于制造所述玻璃晶片的方法，其包括如下步驟：

-由包含銅離子的磷酸鹽或氟磷酸鹽玻璃制備玻璃片，所述玻璃片具有至少1.8毫米的厚度；