一种适用于柔性基材的光学薄膜及其制作方法与流程

文档序号:14984228发布日期:2018-07-20 20:52阅读:1308来源:国知局

本发明涉及柔性基材制备光学薄膜领域,具体涉及一种适用于柔性基材的光学薄膜及其制作方法。



背景技术:

光学薄膜作为一种功能性薄膜,广泛地应用于日常生活中,例如:光学镜头,滤光片,显示屏幕等,特别是柔性显示的技术发展,光学薄膜在柔性显示领域得到了更为突出的应用。

目前已开发出多种制备光学薄膜的真空镀膜工艺,主要有电子枪蒸镀、磁控溅射、化学气相沉积和原子层沉积等。但是,不管采用哪种制备工艺,针对塑料薄膜柔性基材表面的光学薄膜制备,总会存在一些工艺上难以避免的问题:

1、电子枪的高温蒸镀容易造成塑料基材表面的变形;

2、磁控溅射方法制备的光学薄膜与塑料薄膜基材间的附着力通常无法满足使用要求;

3、化学气相沉积工艺制备的光学薄膜由于膜层的成分较难控制,膜系的各层折射率无法保证;

4、原子层沉积工艺由于其较低的沉积速率,也无法广泛的应用于批量化光学薄膜的生产。

为了解决上述工艺的问题,一些真空镀膜厂家通过前期预处理的方式,例如离子源轰击预处理,塑料薄膜基材表面硬化处理并加以利用,以提高镀层与基材之间的附着力,以上工艺路线最大程度的发挥了离子源高能的表面预处理效果,但高能离子对塑料薄膜表面的影响,并且没有提出有效的解决方法。

因此研发一种能提高光学薄膜与塑料柔性薄膜基材的结合力能适用于柔性基材的光学薄膜及其制作方法迫在眉睫。



技术实现要素:

本发明的目的是克服现有技术的不足,具体公开一种适用于柔性基材的光学薄膜,该光学薄膜可以提高光学薄膜与塑料柔性薄膜基材的结合力,既可以实现光学薄膜在塑料基材的制备,又避免膜层应力作用导致膜层脱落,具有良好的印刷适性,整个工艺过程简单,可操作性强,适用范围广。

为了达到上述技术目的,本发明是按以下技术方案实现的:

本发明所述的适用于柔性基材的光学薄膜,包括基材、过渡层和光学薄膜层。

作为上述技术的进一步改进,所述过渡层为氧化硅过渡层。

作为上述技术的更进一步改进,所述过渡层的厚度范围值是5nm-20nm;所述光学薄膜层的厚度范围是10nm-5000nm。

本发明还公开了一种适用于柔性基材的光学薄膜的制备方法,其具体步骤是:

(1)抽真空:将塑料柔性镀膜工件挂置于真空腔室内的工件架上,关闭真空腔室,开启真空泵组,对整个真空室进行抽真空,直至达到本底真空;

(2)化学气相沉积法形成氧化硅过渡层:达到本底真空后,通入硅烷单体,工件架进行公转和自转,在高压电源的作用下,硅烷单体发生裂解反应,在基材表面沉积氧化硅过渡层;

(3)磁控溅射法形成光学薄膜:完成上述步骤(2)的过渡层沉积后,采用磁控溅射的方式,在基材表面沉积光学薄膜;

(4)光学薄膜制备完成。

上述步骤(1)中,所述本底真空值为5×10-3pa。

上述步骤(2)中,所述高压电源为中频电源或者射频电源,所述中频电源的使用电压范围为3500v-5000v,电流范围为1a-2a。其中,优选的,中频电源放电参数为放电电压3800v,电流1.5a。

上述步骤(2)中,所述硅烷的流量为100sccm-1000sccm;所述工件架公转转速为2转/分钟;化学气相沉积时间为1分钟-10分钟,其中,优选的化学气相沉积时间为5分钟。

上述步骤(3)中,光学薄膜的磁控溅射采用的高压电源为中频电源或直流电源,本发明中优选中频电源。

上述步骤(3)中,磁控溅射气压范围为0.1pa-0.5pa,其中,优选的气压为0.4pa。

上述步骤(3)中,在所述的步骤c)中磁控溅射低折射率的氧化硅层磁控溅射的使用电压范围为500v-1000v,电流范围为15a-25a,优选的中频电源放电参数为放电电压700v,电流20a。

所述磁控溅射高折射率的氧化铌层磁控溅射的使用电压范围为250v-500v,电流范围为10a-25a,优选的中频电源放电参数为放电电压300v,电流25a。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明所述的光学薄膜的制备方法,其工艺过程简单,操作方便安全,可以在塑料柔性基材表面制得光学薄膜,所述光学薄膜是通过化学气相沉积工艺制备氧化硅中间过渡层,再通过磁控溅射制备光学薄膜,通过复合镀膜工艺制备得到光学薄膜,有效提高光学薄膜与塑料柔性薄膜基材的结合力,使其具有理想的结合力和光学性能,拓宽了磁控光学薄膜的应用领域;

(2)本发明所述的光学薄膜的制备方法,能有效提高磁控溅射制备光学薄膜的批量化生产,增加经济效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的说明:

图1是本发明所述的光学薄膜结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,本发明所述的适用于柔性基材的光学薄膜,包括基材1、过渡层2和光学薄膜层3。所述过渡层2为氧化硅过渡层,所述过渡层的厚度范围值是5nm-20nm;所述光学薄膜层的厚度范围是10nm-5000nm。

本发明还公开了一种适用于柔性基材的光学薄膜的制备方法,其具体步骤是:

(1)抽真空:将塑料柔性镀膜工件挂置于真空腔室内的工件架上,关闭真空腔室,开启真空泵组,对整个真空室进行抽真空,直至达到本底真空;

(2)化学气相沉积法形成氧化硅过渡层:达到本底真空后,通入硅烷单体,工件架进行公转和自转,在高压电源的作用下,硅烷单体发生裂解反应,在基材1的表面沉积氧化硅过渡层2;

(3)磁控溅射法形成光学薄膜:完成上述步骤(2)的过渡层沉积后,采用磁控溅射的方式,在基材表面沉积光学薄膜层3;

(4)光学薄膜制备完成。

上述步骤(1)中,所述本底真空值为5×10-3pa。

上述步骤(2)中,所述高压电源为中频电源或者射频电源,所述中频电源的使用电压范围为3500v-5000v,电流范围为1a-2a。其中,优选的,中频电源放电参数为放电电压3800v,电流1.5a。

上述步骤(2)中,所述硅烷的流量为100sccm-1000sccm;所述工件架公转转速为2转/分钟;化学气相沉积时间为1分钟-10分钟,其中,优选的化学气相沉积时间为5分钟。

上述步骤(3)中,光学薄膜的磁控溅射采用的高压电源为中频电源或直流电源,本发明中优选中频电源。

上述步骤(3)中,磁控溅射气压范围为0.1pa-0.5pa,其中,优选的气压为0.4pa。

上述步骤(3)中,在所述的步骤c)中磁控溅射低折射率的氧化硅层磁控溅射的使用电压范围为500v-1000v,电流范围为15a-25a。优选的中频电源放电参数为放电电压700v,电流20a。所述磁控溅射高折射率的氧化铌层磁控溅射的使用电压范围为250v-500v,电流范围为10a-25a,优选的中频电源放电参数为放电电压300v,电流25a。

以下通过实施例来进一步说明本发明,但本发明的保护范围并不限于下列实施例。

实施例一

以150微米厚的聚碳酸酯薄膜(pc)为镀膜基材为例:

(1)将基材1挂置于真空室内的工件架上,关闭真空腔室,采用真空泵组抽至本底真空,本底真空气压为5.0×10-3pa;

(2)工件架公转速度为2r/min,通过流量计输入500sccm硅烷单体,采用中频电源进行放电沉积,放电电源为4000v,电流为1a,放电沉积时间为3分钟,放电结束后关闭电源、硅烷流量计,重新抽至本底真空,在基材表面沉积氧化硅过渡层2;

(3)在完成上述过渡层2制备后,采用中频磁控溅射制备光学薄膜层3,工作气压为0.5pa,磁控溅射低折射率氧化硅薄膜采用的是中频电源,放电参数为电压700v,电流25a;高折射率氧化铌薄膜放电参数为电压400v,电流25a,光学薄膜结构由所设计膜系组成。

本发明通过光学薄膜可以提高光学薄膜与塑料柔性薄膜基材的结合力,既可以实现光学薄膜在塑料基材的制备,又避免膜层应力作用导致膜层脱落,具有良好的印刷适性,整个工艺过程简单,可操作性强,适用范围广。

本发明并不局限于上述实施方式,凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围,倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内,则本发明也意味着包含这些改动和变型。

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