紅外截止濾光膜的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種紅外截止濾光膜，包括柔性透明基材及位于柔性透明基材內(nèi)面的若干層光學(xué)薄膜，所述光學(xué)薄膜包括依次沉積的第一層光學(xué)薄膜、第二層光學(xué)薄膜、第三層光學(xué)薄膜、第四層光學(xué)薄膜及第五層光學(xué)薄膜，所述第一層光學(xué)薄膜和第五層光學(xué)薄膜為無(wú)氧型電介質(zhì)薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為2.0～2.3；所述第三層光學(xué)薄膜為無(wú)氧型電介質(zhì)薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為2.0～2.1；所述第二層光學(xué)薄膜和第四層光學(xué)薄膜為金屬薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為0.01～0.02。本發(fā)明的紅外截止濾光膜具有可見(jiàn)光高透、寬帶紅外截止效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】紅外截止濾光膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種紅外截止濾光膜，主要應(yīng)用于建筑窗膜以及汽車(chē)窗膜領(lǐng)域中。
【背景技術(shù)】
[0002]Silver簡(jiǎn)稱(chēng)Ag，是元素銀的英文名稱(chēng)。純銀是一種美麗的銀白色金屬，它具有很好的延展性，其導(dǎo)電性和傳熱性在所有的金屬中都是最高的，銀在自然界中以單質(zhì)存在。納米結(jié)構(gòu)銀是一種厚度僅10?40nm的納米島狀導(dǎo)體材料，因?yàn)槠渲械募{米島狀間隙對(duì)可見(jiàn)光有較高的透過(guò)性，而對(duì)紅外光有較高的阻隔性，因此，它是阻熱窗膜較常用的一種透明材料，并運(yùn)用于各類(lèi)防輻射產(chǎn)品中。
[0003]在實(shí)際運(yùn)用中，納米結(jié)構(gòu)銀薄膜制備工藝為采用物理真空方法將Ag沉積在基材(玻璃或PET)表面制備成薄膜，使用高折射率納米厚度膜層與之相干涉，從而達(dá)到可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)增透、紅外波段截止的效果。而所用的基材中，因?yàn)镻ET薄膜具有柔軟、易切割、易卷繞、價(jià)廉等特點(diǎn)，所以近些年在市場(chǎng)應(yīng)用方面，貼PET膜的Low-E玻璃有替代單純大面積Low-E玻璃的趨勢(shì)。
[0004]參圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中以PET為基材的窗膜結(jié)構(gòu)圖，由PETl及其表面的硬化涂層2，以及Nb2O5層3和Ag層4構(gòu)成，其中Nb2O5層的作用為提高Ag層的透過(guò)率。
[0005]然而現(xiàn)有技術(shù)具有以下缺點(diǎn):
[0006]UAg薄膜對(duì)紅外波段的反射率可以達(dá)到99%，而Ag的表面易被氧化，氧化后的Ag表面對(duì)紅外波段的反射率僅為80%左右。為了保證Ag膜對(duì)紅外波段的高反射率，需要在銀表面加保護(hù)膜；
[0007]2、氧化類(lèi)薄膜需要插入粘接膜，所以材料結(jié)構(gòu)中的多個(gè)極薄金屬粘結(jié)膜層使材料結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)中的納米結(jié)構(gòu)銀薄膜紅外截止率低、膜層復(fù)雜、制備成本高。
[0009]因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種新的紅外截止濾光膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有可見(jiàn)光高透、寬帶紅外截止效果的紅外截止濾光膜。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0012]一種紅外截止濾光膜，包括柔性透明基材及位于柔性透明基材內(nèi)面的若干層光學(xué)薄膜，所述光學(xué)薄膜包括依次沉積的第一層光學(xué)薄膜、第二層光學(xué)薄膜、第三層光學(xué)薄膜、第四層光學(xué)薄膜及第五層光學(xué)薄膜，所述第一層光學(xué)薄膜和第五層光學(xué)薄膜為無(wú)氧型電介質(zhì)薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為2.0?2.3 ;所述第三層光學(xué)薄膜為無(wú)氧型電介質(zhì)薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為2.0?2.1 ;所述第二層光學(xué)薄膜和第四層光學(xué)薄膜為金屬薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為0.01?0.02，所述第一層光學(xué)薄膜、第二層光學(xué)薄膜、第三層光學(xué)薄膜組成諧振腔，所述第三層光學(xué)薄膜、第四層光學(xué)薄膜、第五層光學(xué)薄膜組成諧振腔。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述柔性透明基材的材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，第一層光學(xué)薄膜、第三層光學(xué)薄膜和第五層光學(xué)薄膜的材質(zhì)為SiA1N或TiOx，第二層光學(xué)薄膜和第四層光學(xué)薄膜的材質(zhì)為Ag或Au。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一層光學(xué)薄膜和/或第五層光學(xué)薄膜的材質(zhì)還包括A10X。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一層光學(xué)薄膜、第五層光學(xué)薄膜的厚度范圍為30?45nm，第二層光學(xué)薄膜、第四層光學(xué)薄膜的厚度范圍為10?20nm，第三層光學(xué)薄膜的厚度范圍為60?112.5nm。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第三層光學(xué)薄膜的厚度為第一層光學(xué)薄膜或第五層光學(xué)薄膜的厚度的2?2.5倍。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述柔性透明基材位于第一層光學(xué)薄膜和/或第五層光學(xué)薄膜的外側(cè)。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述柔性透明基材的厚度范圍為0.023?0.125mm。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光學(xué)薄膜的導(dǎo)納Y。、柔性透明基材的導(dǎo)納Ysub、入射波的導(dǎo)納Yf滿足:Yf2 = LXY-。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]UAg薄膜不是直接沉積于PET表面，而是沉積于具有一定厚度無(wú)氧型電介質(zhì)的光學(xué)薄膜表面，因此，所制備出的透明材料結(jié)構(gòu)中的Ag薄膜抗氧化性好，其面阻抗一致，提高了材料環(huán)測(cè)的穩(wěn)定性；
[0022]2、材料Ag與SiA1N無(wú)氧材料間不需要粘結(jié)層，本紅外截止濾光膜具有優(yōu)異的電極特性，可做為電致變色窗膜的基材；
[0023]3、相對(duì)傳統(tǒng)的薄膜結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中材料結(jié)構(gòu)具有提高透過(guò)率的功能，且由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大批量生產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)材料很高的性價(jià)比。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中以PET為基材的窗I旲結(jié)構(gòu)不意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明紅外截止濾光膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例中紅外截止濾光膜的透射率/反射率曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0029]參圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中以PET為基材的窗膜結(jié)構(gòu)圖，由PET及其表面的硬化涂層，以及Nb2O5層和Ag層構(gòu)成，其中Nb2O5層的作用為提高Ag層的透過(guò)率。由于氧化類(lèi)薄膜需要插入粘接膜，所以結(jié)構(gòu)中的多個(gè)極薄金屬粘結(jié)膜使材料結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。采用Roll-to-Roll磁控濺射技術(shù)對(duì)這種結(jié)構(gòu)的膜進(jìn)行制備時(shí)，如此多的膜層結(jié)構(gòu)也使得制備成本較高。
[0030]參圖2所示，本發(fā)明的紅外截止濾光膜，包括柔性透明基材10及位于柔性透明基材10內(nèi)面的若干層光學(xué)薄膜，光學(xué)薄膜包括依次沉積的第一層光學(xué)薄11、第二層光學(xué)薄膜12、第三層光學(xué)薄膜13、第四層光學(xué)薄膜14及第五層光學(xué)薄膜15，各光學(xué)薄膜采用Roll-to-Roll (卷對(duì)卷式)磁控派射技術(shù)連續(xù)制備,其中:
[0031]柔性透明基材10的材質(zhì)可為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其可以為雙層PET夾心，也可以為單層PET完成鍍膜再涂敷UV樹(shù)脂保護(hù)PET可以經(jīng)過(guò)單面或雙面HC硬化和防眩等處理；
[0032]第一層光學(xué)薄膜11和第五層光學(xué)薄膜15為無(wú)氧型電介質(zhì)薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為2.0?2.3，優(yōu)選地，材質(zhì)可為氮化硅鋁(SiA1N)，由硅鋁靶經(jīng)過(guò)濺射氮化反應(yīng)沉積而成；
[0033]第三層光學(xué)薄膜13為無(wú)氧型電介質(zhì)薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為2.0?2.1，優(yōu)選地，材質(zhì)可為氮化硅鋁(SiA1N)，由多晶硅靶材經(jīng)過(guò)濺射氮化反應(yīng)沉積而成，且第三層光學(xué)薄膜13的厚度為第一層光學(xué)薄膜11或第五層光學(xué)薄膜15的2?2.5倍；
[0034]第二層光學(xué)薄膜12和第四層光學(xué)薄膜14為金屬薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為
0.01?0.02，優(yōu)選地，材質(zhì)為Ag。
[0035]進(jìn)一步地,第一層光學(xué)薄膜、第三層光學(xué)薄膜和第五層光學(xué)薄膜的材質(zhì)也可以為T(mén)iOx，第二層光學(xué)薄膜和第四層光學(xué)薄膜的材質(zhì)也可以為金屬Au。
[0036]優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝粚庸鈱W(xué)薄膜11或第五層光學(xué)薄膜15作為第一層光學(xué)薄膜時(shí)，其材質(zhì)可為SiA1N與AlOX的混合態(tài)，用鋁作為靶材在欠氧條件下經(jīng)過(guò)反應(yīng)濺射工藝制成，目的是更好的起到柔性透明基材10與高折射材料之間粘結(jié)作用。
[0037]第一層光學(xué)薄膜11、第二層光學(xué)薄膜12、第三層光學(xué)薄膜13組成諧振腔，第三層光學(xué)薄膜13、第四層光學(xué)薄膜14、第五層光學(xué)薄膜15組成諧振腔。
[0038]本發(fā)明的紅外截止濾光膜為雙諧振腔膜系，通過(guò)對(duì)各層光學(xué)薄膜諧振腔的優(yōu)化設(shè)計(jì)，該透明材料可見(jiàn)光范圍透射率(VLT) > 80%，而紅外透過(guò)率< 5%。
[0039]優(yōu)化后各薄膜層的厚度為:
[0040]柔性透明基材10的厚度范圍為0.023?0.125mm
[0041]第一層光學(xué)薄膜11、第五層光學(xué)薄膜15的厚度范圍為30?45nm ；
[0042]第二層光學(xué)薄膜12、第四層光學(xué)薄膜14的厚度范圍為10?20nm ；
[0043]第三層光學(xué)薄膜13的厚度范圍為60?112.5nm。
[0044]第一層光學(xué)薄膜U、第三層光學(xué)薄膜13、第五層光學(xué)薄膜15為高折射率電介質(zhì)薄膜，與柔性透明基材10組成諧振腔，符合四分之一波長(zhǎng)干涉增透條件，改變厚度可調(diào)整色調(diào)。由四分之一波長(zhǎng)規(guī)律可知:若光學(xué)薄膜的導(dǎo)納為Y。，柔性透明基材的導(dǎo)納為Ysub，入射波的導(dǎo)納為Yf，則它的反射率為；
【權(quán)利要求】
1.一種紅外截止濾光膜，包括柔性透明基材及位于柔性透明基材內(nèi)面的若干層光學(xué)薄膜，其特征在于，所述光學(xué)薄膜包括依次沉積的第一層光學(xué)薄膜、第二層光學(xué)薄膜、第三層光學(xué)薄膜、第四層光學(xué)薄膜及第五層光學(xué)薄膜，所述第一層光學(xué)薄膜和第五層光學(xué)薄膜為無(wú)氧型電介質(zhì)薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為2.0~2.3 ;所述第三層光學(xué)薄膜為無(wú)氧型電介質(zhì)薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為2.0~2.1 ;所述第二層光學(xué)薄膜和第四層光學(xué)薄膜為金屬薄膜，可見(jiàn)光折射率范圍為0.01~0.02，所述第一層光學(xué)薄膜、第二層光學(xué)薄膜、第三層光學(xué)薄膜組成諧振腔，所述第三層光學(xué)薄膜、第四層光學(xué)薄膜、第五層光學(xué)薄膜組成諧振腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外截止濾光膜，其特征在于，所述柔性透明基材的材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，第一層光學(xué)薄膜、第三層光學(xué)薄膜和第五層光學(xué)薄膜的材質(zhì)為SiA1N或TiOx，第二層光學(xué)薄膜和第四層光學(xué)薄膜的材質(zhì)為Ag或Au。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外截止濾光膜，其特征在于，所述第一層光學(xué)薄膜和/或第五層光學(xué)薄膜的材質(zhì)還包括A10X。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外截止濾光膜，其特征在于，所述第一層光學(xué)薄膜、第五層光學(xué)薄膜的厚度范圍為30~45nm，第二層光學(xué)薄膜、第四層光學(xué)薄膜的厚度范圍為10~20nm，第三層光學(xué)薄膜的厚度范圍為60~112.5nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紅外截止濾光膜，其特征在于，所述第三層光學(xué)薄膜的厚度為第一層光學(xué)薄膜或第五層光學(xué)薄膜的厚度的2~2.5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外截止濾光膜，其特征在于，所述柔性透明基材位于第一層光學(xué)薄膜和/或第五層光學(xué)薄膜的外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅外截止濾光膜，其特征在于，所述柔性透明基材的厚度范圍為 0.023 ~0.125mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的紅外截止濾光膜，其特征在于，所述光學(xué)薄膜的導(dǎo)納Y。、柔性透明基材的導(dǎo)納YSub、入射波的導(dǎo)納Yf滿足=Yf2=Yt5XYsul^
【文檔編號(hào)】G02B1/04GK103926642SQ201410155436
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】于甄, 柯榮峰, 耿佳, 丁曉峰, 謝金庫(kù) 申請(qǐng)人:張家港康得新光電材料有限公司