光學(xué)濾光片助力未來智能手機(jī)和傳感器的創(chuàng)新

在“中國硅谷”深圳舉辦的一次創(chuàng)新活動(dòng)上，全球領(lǐng)先的科技集團(tuán)肖特向人們展示了玻璃對(duì)移動(dòng)設(shè)備（如智能手機(jī)和平板電腦）未來發(fā)展的巨大影響。肖特不僅在一般部件如顯示屏保護(hù)玻璃領(lǐng)域?yàn)榻窈蟮囊苿?dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)肖特研制的特種玻璃與半導(dǎo)體材料有著良好的物理兼容性，它正在改變傳感器、芯片和天線的設(shè)計(jì)理念。

　　德國美因茨/中國深圳，2017年2月23日，智能手機(jī)用戶每天平均點(diǎn)擊手機(jī)的次數(shù)超過2500余次。如此高的點(diǎn)擊頻率主要是用于信息瀏覽和應(yīng)用軟件的使用。這樣一來，用戶和手機(jī)顯示屏保護(hù)玻璃之間的關(guān)系就顯得格外“親密”。一個(gè)不是很引人注目的特征是：玻璃在手機(jī)內(nèi)部元件，如傳感器和芯片中，也扮演著重要角色。肖特在中國深圳舉行的創(chuàng)新記者會(huì)活動(dòng)上向人們具體呈現(xiàn)“智能手機(jī)內(nèi)置玻璃”為主題的項(xiàng)目，該項(xiàng)目將會(huì)令觀眾眼前一亮。

　　高分辨率數(shù)碼相機(jī)-只有使用藍(lán)玻璃紅外截止濾光片才能呈現(xiàn)最佳效果

　　現(xiàn)代高端智能手機(jī)如今可以實(shí)現(xiàn)千萬或千萬以上像素的數(shù)碼攝影。大多數(shù)人都知道圖像質(zhì)量不僅僅取決于像素的大小。除了所謂的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）傳感器以外，置于相機(jī)前端的濾光片對(duì)攝影的色彩還原和成像清晰度會(huì)產(chǎn)生重要影響。高品質(zhì)濾光片和保護(hù)攝像頭免遭劃痕的保護(hù)蓋板都是由玻璃制成。

　　濾光片所起的作用尤為重要：它是由一種可以過濾紅外光譜（NIR截止）的材料制成。這種濾光片由其可以在復(fù)雜光線和極其惡劣的攝影條件下展現(xiàn)其性能作用。肖特研制的吸收型藍(lán)玻璃紅外截止濾光片是高科技相機(jī)模組和智能手機(jī)相機(jī)中的一個(gè)部件，較其它材料優(yōu)勢(shì)明顯；而干涉型紅外截止濾光片過濾近紅外線光譜的性能略遜一籌，通常是配備在低像素相機(jī)上。肖特的玻璃產(chǎn)品規(guī)格種類各異，可以用于從低端至高端相機(jī)上的各種類型紅外截止濾光片。就高端紅外截止濾光片而言，很大程度上來說，肖特是該產(chǎn)品的行業(yè)龍頭企業(yè)之一?！盁o論人們拍攝高像素的相片使用的是高端智能手機(jī)或是數(shù)碼單反相機(jī)，可以肯定的是都需要紅外截止濾光片，”肖特先進(jìn)光學(xué)公司歐洲區(qū)銷售總監(jiān)Andreas Haedrich這樣表示?！巴ǔ碚f，你可以假設(shè)所有具備五百萬以上像素的數(shù)碼相機(jī)均使用吸收型藍(lán)玻璃紅外截止濾光片。由于智能手機(jī)雙鏡頭模組的需求，例如同時(shí)需要長(zhǎng)焦和廣角鏡頭，市場(chǎng)對(duì)公司產(chǎn)品的需求量在過去幾個(gè)月翻了一番”,他接著說道。 “這種積極的開發(fā)策略促使肖特集團(tuán)追求更高的開發(fā)成果。換言之，肖特目前正在努力將紅外截止濾光片做的更薄以適應(yīng)智能手機(jī)更輕盈的設(shè)計(jì)趨勢(shì)?！?br style="box-sizing: inherit; max-width: 100%;"/>
　　超薄玻璃-專門用于曲面設(shè)計(jì)和未來的傳感器

　　肖特集團(tuán)多年來一直致力于提升其超薄玻璃的開發(fā)。通過工業(yè)制造方法使玻璃的厚度降至30微米，超薄玻璃所滲入到的領(lǐng)域甚至超乎人們想象。比人的頭發(fā)絲還在薄的玻璃為其在電子領(lǐng)域的應(yīng)用提供了無限可能。

　　因?yàn)槠涮厥獾牟牧闲再|(zhì)，超薄玻璃可以被應(yīng)用于多種電子器件中，不論是顯示保護(hù)玻璃、指紋識(shí)別模組保護(hù)玻璃或是相機(jī)芯片或鏡頭的保護(hù)玻璃。當(dāng)然，未來還會(huì)有更多應(yīng)用的可能性。由于超薄玻璃卓越的柔韌性，可以將其應(yīng)用到未來曲面設(shè)備之中。

　　肖特AS 87 eco特種玻璃同這類應(yīng)用相得益彰。該產(chǎn)品是由肖特集團(tuán)位于德國和亞洲的兩個(gè)部門國際性合作研制的產(chǎn)品，是通過環(huán)保工藝在德國生產(chǎn)。這種超薄玻璃根據(jù)客戶需求提供多種厚度規(guī)格，性能卓越，靈活方便，同時(shí)具備出色的物理性能。例如，其具備卓越的光學(xué)和電磁傳送特性，這些特性對(duì)于指紋識(shí)別模組來說都是重要的參考因素。此外，獨(dú)特的一次成型生產(chǎn)工藝避免了使用有害的氫氟酸化學(xué)減薄厚玻璃的步驟。肖特AS 87 eco應(yīng)用領(lǐng)域及其廣泛，它還可以用作曲面顯示屏的保護(hù)玻璃使用。
 

　　超薄玻璃是運(yùn)用被稱為“下拉法” 直接熱成型工藝生產(chǎn)，通過一個(gè)狹縫將熔化的玻璃直接拉制成型所需的厚度。這是一種制造超薄鏡頭的技術(shù)，肖特集團(tuán)是世界上唯一一家精通此技術(shù)的公司。肖特同時(shí)也是將超薄玻璃用于未來納米層面芯片和傳感器的技術(shù)引領(lǐng)者。
 

　　與半導(dǎo)體用硅材料匹配的特種玻璃-用于傳感器和5G天線等產(chǎn)品

　　同肖特AS 87 eco一樣，肖特MEMpax也是通過運(yùn)用下拉法直接熱成型工藝生產(chǎn)，從而拉制成型所需的厚度。火拋光方面有助于客戶節(jié)約成本，甚至是在低于500微米的厚度層面。作為具有火拋光表面的硼硅玻璃，MEMpax的特別之處在于具有和硅材料匹配的熱膨脹系數(shù)。而且，這種玻璃十分適用于陽極鍵合工藝。通過運(yùn)用特殊工藝，MEMpax可以和硅片，這種用于高速計(jì)算機(jī)芯片、處理器和傳感器的基礎(chǔ)材料，形成緊密結(jié)合。

　　MEMpax如今已經(jīng)被用在了汽車行業(yè)的傳感器當(dāng)中，用于測(cè)量胎壓和油壓。這里需要指出的是，這種玻璃通過壓力、加熱和拉力將其同硅相結(jié)合，從而可以構(gòu)成微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的部件來提供可靠的測(cè)量結(jié)果。

　　玻璃可以作為大規(guī)模MIMO系統(tǒng)（5G）和雷達(dá)的基板材料

　　極其均質(zhì)化的材料不僅適合作為未來傳感器中昂貴聚合物的理想替代品，同時(shí)，還可以作為高頻應(yīng)用的基板材料。這個(gè)高深的術(shù)語其實(shí)指的是將盡可能多的電路元件與天線在一個(gè)很小的空間里集中組裝在一個(gè)經(jīng)過優(yōu)化的部件內(nèi)，同時(shí)確保其擁有更優(yōu)質(zhì)的性能。這對(duì)于多輸入/多輸出無線電系統(tǒng)而言很有挑戰(zhàn)趣味，這也是就所謂的“大規(guī)模MIMO”，它可以作為第五代電信網(wǎng)絡(luò)（LTE的接替產(chǎn)品“5G”）的基礎(chǔ)。

　　在大規(guī)模MIMO的概念中，很多天線被結(jié)合置于一個(gè)狹小的空間內(nèi)。與之相反的是: “僅有”少數(shù)傳送和接收天線負(fù)責(zé)LET網(wǎng)絡(luò)或快速WiFi標(biāo)準(zhǔn)802.11ac的傳送工作。增加的天線數(shù)量不僅用于提升傳送速度，也為了保證在限定的空間范圍內(nèi)同盡可能多的用戶保持穩(wěn)定的連接性。在很多接收方同處一個(gè)狹小空間的情況下，這種方法很有優(yōu)勢(shì)，比如在足球場(chǎng)或密度很高的城市中心。目標(biāo)性更強(qiáng)的傳送還可以有效降低能源的耗費(fèi)。

　　“不論某個(gè)公司是一家在汽車領(lǐng)域的雷達(dá)測(cè)距裝置制造商，還是一家高可靠性天線基材的制造商，肖特集團(tuán)的超薄專用玻璃都可以為其提供極高的設(shè)計(jì)自由度、高標(biāo)準(zhǔn)的制造精度和卓越的高頻性能，”肖特集團(tuán)材料開發(fā)部門的Martin Letz這樣表示?！傲硗猓ＡП染鬯姆蚁┚哂袃?yōu)異得多的金屬化性能，這是應(yīng)用于高頻系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)材料。同時(shí)，玻璃較塑料而言，還具有更高的剛性和介電性能，”他最后總結(jié)道。