减反防水膜及其制备方法、光学镜头与流程

本发明涉及光学薄膜技术领域，特别是涉及一种减反防水膜及其制备方法、光学镜头。

背景技术：

光透过率是车载镜头的一个重要参数，一个车载镜头组通常有4～6个镜片、8～12个面，未镀增透膜的每一个面可见光反射率为4～8％，整个镜头光透过率约为46％，较低光线光线透过率会造成图像昏暗，画面中心于周边差异大产生中心亮周边暗的情况，以及光线在镜头内部反射杂光、鬼影、成像失真等状况发生。

另外，车载镜头在雨天及恶劣天气使用时，镜头表面残留水珠、泥浆等污染物附着，产生遮挡无法进行正常成像，容易造成事故的发生。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种减反防水膜及其制备方法、光学镜头。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种减反防水膜及其制备方法、光学镜头。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种减反防水膜，所述减反防水膜包括基板、位于基板上的减反层、及位于减反层上的防水层，所述减反层包括若干交替设置的低折射率膜层和高折射率膜层，所述低折射率膜层的折射率小于或等于1.5，高折射率膜层的折射率大于或等于1.8，防水层的材料含有氟化物。

作为本发明的进一步改进，所述低折射率膜层的材料为二氟化镁或二氧化硅，高折射率膜层的材料为五氧化二钽、二氧化钛或二氧化锆，所述氟化物为烷基硅氧烷功能性全氟聚醚杂化聚合物，其由全氟聚醚聚合物与单功能性封端的烷氧基硅烷经反应而成。

作为本发明的进一步改进，所述减反层包括交替设置的第一低折射率膜层、第一高折射率膜层、第二低折射率膜层、第二高折射率膜层、第三低折射率膜层、第三高折射率膜层、第四低折射率膜层。

作为本发明的进一步改进，所述减反防水膜中：

第一低折射率膜层的厚度为52nm～58nm；

第一高折射率膜层的厚度为17nm～19nm；

第二低折射率膜层的厚度为45nm～51nm；

第二高折射率膜层的厚度为44nm～49nm；

第三低折射率膜层的厚度为18nm～20nm；

第三高折射率膜层的厚度为39nm～43nm；

第四低折射率膜层的厚度为101nm～111nm；

防水层的厚度为45nm～55nm。

作为本发明的进一步改进，所述减反防水膜中：

第一低折射率膜层的厚度为55.4nm；

第一高折射率膜层的厚度为17.9nm；

第二低折射率膜层的厚度为48.1nm；

第二高折射率膜层的厚度为46.6nm；

第三低折射率膜层的厚度为18.9nm；

第三高折射率膜层的厚度为41.4nm；

第四低折射率膜层的厚度为106.8nm；

防水层的厚度为50nm。

本发明另一实施例提供的技术方案如下：

一种减反防水膜的制备方法，所述制备方法包括：

s1、提供一基板；

s2、通过通过离子源辅助电子枪蒸镀法在基板上沉积减反层，减反层包括若干交替设置的低折射率膜层和高折射率膜层，低折射率膜层的折射率小于或等于1.5，高折射率膜层的折射率大于或等于1.8；

s3、通过通过电子枪蒸镀法在减反层上沉积防水层，防水层的材料为氟化物。

作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中低折射率膜层的沉积速率小于或等于0.6nm/s，高折射率膜层的沉积速率小于或等于0.3nm/s，步骤s3中防水层的沉积速率小于或等于1.5nm/s。

作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中沉积开始的真空度为0.00002torr，沉积温度为295℃～305℃；步骤s3中沉积开始的真空度为0.00002torr，沉积温度为245℃～255℃。

作为本发明的进一步改进，所述防水层、低折射率膜层及高折射率膜层的沉积厚度通过晶体振荡的方式进行监控。

本发明再一实施例提供的技术方案如下：

一种光学镜头，其特征在于，所述光学镜头包括若干光学镜片，所述光学镜片为上述的减反防水膜，所述减反防水膜中的基板为玻璃镜片。

本发明的有益效果是：

减反防水膜通过减反层和防水膜层的设置，减反层由高低折射率膜层交替设置，能够大大降低可见光范围内的平均反射率，大大提高光透过率，防水膜层能够增大水滴的接触角，提高了膜的防水、防油、防污效果，有效解决了雨天镜头表面水污等残留影响成像的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中第一实施例中减反防水膜的结构示意图；

图2为本发明中减反防水膜制备方法的流程示意图；

图3为本发明第二实施例中光学镜头的侧视结构示意图；

图4为本发明第二实施例中光学镜头的剖视结构示意图；

图5为本发明第二实施例中玻璃镜片的侧视结构示意图；

图6为本发明第二实施例中光学镜片在可见光范围内的反射率对比图；

图7为本发明第二实施例中光学镜片在可见光范围内的透射率对比图；

图8a为本发明第二实施例中水滴在未镀防水层的光学镜片上的状态示意图；

图8b为本发明第二实施例中水滴在镀有防水层的光学镜片上的状态示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参图1所示，本发明公开了一种减反防水膜，包括基板10、位于基板上的减反层20、及位于减反层上的防水层30，减反层20包括若干交替设置的低折射率膜层和高折射率膜层。

本发明中基板为光学玻璃或光学塑料等；防水层的材料含有氟化物，氟化物为烷基硅氧烷功能性全氟聚醚(pfpe)杂化聚合物，其由全氟聚醚聚合物与单功能性封端的烷氧基硅烷经反应而成。

低折射率膜层的折射率小于或等于1.5，其材料为二氟化镁或二氧化硅等；高折射率膜层的折射率大于或等于1.8，其材料为五氧化二钽、二氧化钛或二氧化锆等。

本发明中减反射膜的总层数为2～10层，通过适量的膜层数量，可有效控制镀膜成本，并且光学镜片有减反射的效果，借此可大幅降低反射光泽。

优选地，本发明中减反层包括交替设置的4层低折射率膜层和3层高折射率膜层，分别为第一低折射率膜层211、第一高折射率膜层221、第二低折射率膜层212、第二高折射率膜层222、第三低折射率膜层213、第三高折射率膜层223、第四低折射率膜层214。

减反防水膜中：

第一低折射率膜层的厚度为52nm～58nm；

第一高折射率膜层的厚度为17nm～19nm；

第二低折射率膜层的厚度为45nm～51nm；

第二高折射率膜层的厚度为44nm～49nm；

第三低折射率膜层的厚度为18nm～20nm；

第三高折射率膜层的厚度为39nm～43nm；

第四低折射率膜层的厚度为101nm～111nm；

防水层的厚度为45nm～55nm。

在本发明的第一实施例中，减反防水膜依次包括：

基板10，该基板为光学玻璃；

第一低折射率膜层，材料为二氧化硅，厚度为55.4nm，折射率为1.46；

第一高折射率膜层，材料为二氧化钛，厚度为17.9nm，折射率为2.34；

第二低折射率膜层，材料为二氧化硅，厚度为55.4nm，折射率为1.46；

第二高折射率膜层，材料为二氧化钛，厚度为17.9nm，折射率为2.34；

第三低折射率膜层，材料为二氧化硅，厚度为55.4nm，折射率为1.46；

第三高折射率膜层，材料为二氧化钛，厚度为17.9nm，折射率为2.34；

第四低折射率膜层，材料为二氧化硅，厚度为55.4nm，折射率为1.46；

防水层，材料为烷基硅氧烷功能性全氟聚醚杂化聚合物，厚度为50nm，折射率为1.3。

本实施例中各层的厚度公差为±5％。

减反射膜的材料选择上非常重要，膜层厚度也需要精确的匹配，膜层厚度基准是光的1/4波长，为了使反射光线最小化减弱，要求各膜层的厚度使各层的反射光线相互抵消，需要使用等效法、矩阵法计算初始膜系，采用高低折射率相互交错堆叠进行设计，并以计算机软件辅助优化达到最佳层别厚度。本发明中优化后的各膜层厚度参上述具体厚度值。

参图3、图4所示为本发明第二实施例中的一种光学镜头100，光学镜头包括若干光学镜片101，光学镜片包括玻璃镜片1011及蒸镀于玻璃镜片1011表面上的减反层20和防水层30，减反层和防水层与上述实施例中完全相同，此处不再进行赘述。

参图5所示，本实施例中的玻璃镜片1011外侧面呈球面设置，内侧面部分呈内凹的球面，减反层20和防水层30蒸镀于玻璃镜片1011的外侧面上。

参图6所示为光学镜片在可见光范围内(450nm～650nm)的反射率对比图，可见，未镀膜的光学镜片(non-coating)的反射率在7％～8％，平均反射率为7.2％左右，一般的光学镜片可以达到可见光范围平均反射率约为2.5％左右，本实施例中的光学镜片(s-ar-coating)能做到可见光范围平均反射率小于1％。

参图7所示为光学镜片在可见光范围内(450nm～650nm)的透射率对比图，可见，未镀膜的光学镜片透过率在85％左右，而本实施例中的光学镜片透过率能够达到97％以上，整体光学镜头的透过率能够达到80％以上。

参图8a、8b所示，本发明中光学镜片的水滴接触角大于或等于110°，如本实施例中约为118°，而现有技术中增透膜的水滴接触角约为59°，可见，本实施例中的光学镜片表面疏水性提高，具有良好的防水功能，另外，同样具有良好的防油、防污功能。

本发明中的光学镜头主要用于汽车后视镜头，侧视镜头及前视镜头等。

参图2所示，本发明还公开了一种减反防水膜的制备方法，包括：

s1、提供一基板；

s2、通过通过离子源辅助电子枪蒸镀法在基板上沉积减反层，减反层包括若干交替设置的低折射率膜层和高折射率膜层，低折射率膜层的折射率小于或等于1.5，高折射率膜层的折射率大于或等于1.8；

s3、通过通过电子枪蒸镀法在减反层上沉积防水层，防水层的材料为氟化物。

优选地，步骤s2中低折射率膜层的沉积速率小于或等于0.6nm/s，高折射率膜层的沉积速率小于或等于0.3nm/s，沉积开始的真空度为0.00002torr，沉积温度为295℃～305℃；

步骤s3中防水层的沉积速率小于或等于1.5nm/s；沉积开始的真空度为0.00002torr，沉积温度为245℃～255℃。

进一步地，防水层、低折射率膜层及高折射率膜层的沉积厚度通过晶体振荡的方式进行监控。

本发明中的减反层通过离子源辅助蒸镀法进行沉积，使用电子枪系统和离子源辅助系统，避免了材料之间的挥发影响。

由以上技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

减反防水膜通过减反层和防水膜层的设置，减反层由高低折射率膜层交替设置，能够大大降低可见光范围内的平均反射率，大大提高光透过率，防水膜层能够增大水滴的接触角，提高了膜的防水、防油、防污效果，有效解决了雨天镜头表面水污等残留影响成像的问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。