光学滤光片助力未来智能手机和传感器的创新

在“中国硅谷”深圳举办的一次创新活动上，全球领先的科技集团肖特向人们展示了玻璃对移动设备（如智能手机和平板电脑）未来发展的巨大影响。肖特不仅在一般部件如显示屏保护玻璃领域为今后的移动设备设计奠定了基础，同时肖特研制的特种玻璃与半导体材料有着良好的物理兼容性，它正在改变传感器、芯片和天线的设计理念。

　　德国美因茨/中国深圳，2017年2月23日，智能手机用户每天平均点击手机的次数超过2500余次。如此高的点击频率主要是用于信息浏览和应用软件的使用。这样一来，用户和手机显示屏保护玻璃之间的关系就显得格外“亲密”。一个不是很引人注目的特征是：玻璃在手机内部元件，如传感器和芯片中，也扮演着重要角色。肖特在中国深圳举行的创新记者会活动上向人们具体呈现“智能手机内置玻璃”为主题的项目，该项目将会令观众眼前一亮。

　　高分辨率数码相机-只有使用蓝玻璃红外截止滤光片才能呈现最佳效果

　　现代高端智能手机如今可以实现千万或千万以上像素的数码摄影。大多数人都知道图像质量不仅仅取决于像素的大小。除了所谓的互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器以外，置于相机前端的滤光片对摄影的色彩还原和成像清晰度会产生重要影响。高品质滤光片和保护摄像头免遭划痕的保护盖板都是由玻璃制成。

　　滤光片所起的作用尤为重要：它是由一种可以过滤红外光谱（NIR截止）的材料制成。这种滤光片由其可以在复杂光线和极其恶劣的摄影条件下展现其性能作用。肖特研制的吸收型蓝玻璃红外截止滤光片是高科技相机模组和智能手机相机中的一个部件，较其它材料优势明显；而干涉型红外截止滤光片过滤近红外线光谱的性能略逊一筹，通常是配备在低像素相机上。肖特的玻璃产品规格种类各异，可以用于从低端至高端相机上的各种类型红外截止滤光片。就高端红外截止滤光片而言，很大程度上来说，肖特是该产品的行业龙头企业之一。“无论人们拍摄高像素的相片使用的是高端智能手机或是数码单反相机，可以肯定的是都需要红外截止滤光片，”肖特先进光学公司欧洲区销售总监Andreas Haedrich这样表示。“通常来说，你可以假设所有具备五百万以上像素的数码相机均使用吸收型蓝玻璃红外截止滤光片。由于智能手机双镜头模组的需求，例如同时需要长焦和广角镜头，市场对公司产品的需求量在过去几个月翻了一番”,他接着说道。 “这种积极的开发策略促使肖特集团追求更高的开发成果。换言之，肖特目前正在努力将红外截止滤光片做的更薄以适应智能手机更轻盈的设计趋势。”

　　超薄玻璃-专门用于曲面设计和未来的传感器

　　肖特集团多年来一直致力于提升其超薄玻璃的开发。通过工业制造方法使玻璃的厚度降至30微米，超薄玻璃所渗入到的领域甚至超乎人们想象。比人的头发丝还在薄的玻璃为其在电子领域的应用提供了无限可能。

　　因为其特殊的材料性质，超薄玻璃可以被应用于多种电子器件中，不论是显示保护玻璃、指纹识别模组保护玻璃或是相机芯片或镜头的保护玻璃。当然，未来还会有更多应用的可能性。由于超薄玻璃卓越的柔韧性，可以将其应用到未来曲面设备之中。

　　肖特AS 87 eco特种玻璃同这类应用相得益彰。该产品是由肖特集团位于德国和亚洲的两个部门国际性合作研制的产品，是通过环保工艺在德国生产。这种超薄玻璃根据客户需求提供多种厚度规格，性能卓越，灵活方便，同时具备出色的物理性能。例如，其具备卓越的光学和电磁传送特性，这些特性对于指纹识别模组来说都是重要的参考因素。此外，独特的一次成型生产工艺避免了使用有害的氢氟酸化学减薄厚玻璃的步骤。肖特AS 87 eco应用领域及其广泛，它还可以用作曲面显示屏的保护玻璃使用。
 

　　超薄玻璃是运用被称为“下拉法” 直接热成型工艺生产，通过一个狭缝将熔化的玻璃直接拉制成型所需的厚度。这是一种制造超薄镜头的技术，肖特集团是世界上唯一一家精通此技术的公司。肖特同时也是将超薄玻璃用于未来纳米层面芯片和传感器的技术引领者。
 

　　与半导体用硅材料匹配的特种玻璃-用于传感器和5G天线等产品

　　同肖特AS 87 eco一样，肖特MEMpax也是通过运用下拉法直接热成型工艺生产，从而拉制成型所需的厚度。火抛光方面有助于客户节约成本，甚至是在低于500微米的厚度层面。作为具有火抛光表面的硼硅玻璃，MEMpax的特别之处在于具有和硅材料匹配的热膨胀系数。而且，这种玻璃十分适用于阳极键合工艺。通过运用特殊工艺，MEMpax可以和硅片，这种用于高速计算机芯片、处理器和传感器的基础材料，形成紧密结合。

　　MEMpax如今已经被用在了汽车行业的传感器当中，用于测量胎压和油压。这里需要指出的是，这种玻璃通过压力、加热和拉力将其同硅相结合，从而可以构成微机电系统（MEMS）的部件来提供可靠的测量结果。

　　玻璃可以作为大规模MIMO系统（5G）和雷达的基板材料

　　极其均质化的材料不仅适合作为未来传感器中昂贵聚合物的理想替代品，同时，还可以作为高频应用的基板材料。这个高深的术语其实指的是将尽可能多的电路元件与天线在一个很小的空间里集中组装在一个经过优化的部件内，同时确保其拥有更优质的性能。这对于多输入/多输出无线电系统而言很有挑战趣味，这也是就所谓的“大规模MIMO”，它可以作为第五代电信网络（LTE的接替产品“5G”）的基础。

　　在大规模MIMO的概念中，很多天线被结合置于一个狭小的空间内。与之相反的是: “仅有”少数传送和接收天线负责LET网络或快速WiFi标准802.11ac的传送工作。增加的天线数量不仅用于提升传送速度，也为了保证在限定的空间范围内同尽可能多的用户保持稳定的连接性。在很多接收方同处一个狭小空间的情况下，这种方法很有优势，比如在足球场或密度很高的城市中心。目标性更强的传送还可以有效降低能源的耗费。

　　“不论某个公司是一家在汽车领域的雷达测距装置制造商，还是一家高可靠性天线基材的制造商，肖特集团的超薄专用玻璃都可以为其提供极高的设计自由度、高标准的制造精度和卓越的高频性能，”肖特集团材料开发部门的Martin Letz这样表示。“另外，玻璃比聚四氟乙烯具有优异得多的金属化性能，这是应用于高频系统的标准材料。同时，玻璃较塑料而言，还具有更高的刚性和介电性能，”他最后总结道。