减反光学组件及制造方法

专利名称：减反光学组件及制造方法
技术领域：
本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种减反光学组件及制造方法。
背景技术：
光在传播时，在不同介质的分界面上通常会有一部分改变传播方向而返回原来介 质中，这被称为光的反射。通常，不同介质之间折射率的差异越大，光在该分界面处的反射 将越强。在光伏器件、显示器等领域中，如何减小光的反射一直是研究的热点。
飞蛾的复眼可以被看作是由六角形纳米结构凸起有序排列而成的阵列结构。这个 阵列被认为是角膜表面的同质透明层，每一个纳米结构凸起相当于一个减反射单元。这样 的结构使得飞蛾的复眼具有低反光性，使其看起来异常黑。因此，即使飞蛾在夜间飞行也不 易被察觉。这样的效应被称为蛾眼效应。与传统单层多孔膜结构相比，基于蛾眼效应的减 反射层所适应的光谱范围更宽，入射角度更大，且具有超亲水特性，可以实现自清洁。
下面结合蛾眼结构的不同光学模型，对蛾眼结构减反射作用的原理进行说明。
参考图1，示出了一种蛾眼结构模型的等效示意图。根据绕射理论，当蛾眼结构I 的表面具有凸起的结构变化时(即蛾眼结构I中的小台阶高度差接近或小于光波长时)，这 种凸起的结构变化将引起材料折射率的微变化，会形成自空气至蛾眼结构I折射率nl、n2、 n3、n4依次增大的趋势，从而减少光的反射。
参考图2，示出了另一种蛾眼结构模型的等效示意图。当凸起尺寸进一步减小，凸 起的密度进一步增多，其结构从总体上看就越来越接近于蛾眼结构2的连续变化斜面。这 将引起于蛾眼结构2的折射率沿深度方向从nl至n4呈连续变化，从而进一步减小折射率 急剧变化所造成的反射现象。
更多关于蛾眼结构的技术可以参考申请公布号为CN102395905A的中国专利申请。
基于所述蛾眼效应，发展了多种仿生光学材料，以起到减少光反射的作用。参考图 3所示，现有技术中一种减反光学组件可以包括
玻璃基底3 ；
位于玻璃基底3表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒4组成 的氧化锌纳米棒阵列，如图所示，这些纳米棒的高度不同，从而形成蛾眼结构的减反射层。
但是由于氧化锌的活性比较大，易与酸性物质或碱性物质进行化学反应，且机械 强度低，从而所述减反射层的稳定性较差，最终导致减反射层的使用寿命比较短。
类似地，当减反射层采用其它材料时，也可能存在上述问题。发明内容
因此，需要一种光学组件及其制造方法，可以提高减反射层的稳定性。此外，在提 高减反射层的稳定性的同时，不影响其减反射效果也将是有利的。
根据本发明的一个方面，提供了一种减反光学组件，包括
基底；
位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒组成的氧 化锌纳米棒阵列；以及
位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和 氧化锆中的一种或多种。
一个基本思想是通过在氧化锌纳米棒阵列的表面增加材料为氧化硅、氧化钛、氧 化铝和氧化锆中一种或多种的覆盖层，可以起到保护减反射层的作用，避免酸性物质或碱 性物质直接与减反射层发生化学反应，且可以提高减反射层的耐磨性能，最终提高减反射 层的稳定性，延长减反光学组件的使用寿命。此外，所述覆盖层不影响减反光学组件表面的 超亲水特性，从而可以实现减反光学组件的自清洁功能，且使得减反光学组件表面的防雾 效果显著。
在一个例子中，所述覆盖层覆盖所述多个氧化锌纳米棒的上部，从而所述覆盖层 和两个相邻的氧化锌纳米棒之间存在空隙。由于覆盖层和两个相邻的氧化锌纳米棒之间存 在空隙，因此所述覆盖层会使得减反光学组件表面的折射率变化更丰富，从而提高了减反 射层的减反效果。
根据本发明的另一个方面，提供了一种减反光学组件，包括
基底；
位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层具有蛾眼结构，所述减反射层包括 由多个凸起组成的凸起阵列；
位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和 氧化锆中的一种或多种。
一个基本思想是通过在蛾眼结构的减反射层表面增加材料为氧化硅、氧化钛、氧 化铝和氧化锆中一种或多种的覆盖层，可以起到保护减反射层的作用，避免酸性物质或碱 性物质直接与减反射层发生化学反应，且可以提高减反射层的耐磨性能，最终提高减反射 层的稳定性，延长减反光学组件的使用寿命。此外，所述覆盖层不影响减反光学组件表面的 超亲水特性，从而可以实现减反光学组件的自清洁功能，且使得减反光学组件表面的防雾 效果显著。
在一个例子中，所述减反光学组件还包括位于所述覆盖层表面的低表面能涂层。 由于在所述覆盖层上形成低表面能涂层，从而使得减反光学组件的表面由超亲水变为超疏 水，在保持自清洁功能不变的前提下，可以实现防冻功能。
在一个例子中，所述基底的材料为玻璃，所述减反射层为氧化锌纳米棒阵列，所述 覆盖层的材料为氧化硅，此时可以大大降低减反光学组件的生产成本。
在一个例子中，所述覆盖层覆盖所述多个凸起的上部，从而所述覆盖层和两个相 邻的凸起之间存在空隙。由于覆盖层和两个相邻的凸起之间存在空隙，因此所述覆盖层会 使得减反光学组件表面的折射率变化更丰富，从而提高了减反射层的减反效果。
根据本发明的又一个方面，提供了一种减反光学组件的制造方法，包括
提供基底；
在所述基底表面形成具有蛾眼结构的减反射层，所述减反射层包括由多个凸起组 成的凸起阵列；
在所述减反射层的表面形成覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝 和氧化锆中的一种或多种。
一个基本思想是通过在蛾眼结构的减反射层表面形成材料为氧化硅、氧化钛、氧 化铝和氧化锆中一种或多种的覆盖层，可以起到保护减反射层的作用，避免酸性物质或碱 性物质直接与减反射层发生化学反应，且可以提高减反射层的耐磨性能，最终提高减反射 层的稳定性，延长减反光学组件的使用寿命。此外，所述覆盖层不影响减反光学组件表面的 超亲水特性，从而可以实现减反光学组件的自清洁功能，且使得减反光学组件表面的防雾 效果显著。
在一个例子中，所述减反光学组件的制造方法还包括在所述覆盖层表面形成低 表面能涂层。由于在所述覆盖层上形成低表面能涂层，从而使得减反光学组件的表面由超 亲水变为超疏水，在保持自清洁功能不变的前提下，可以实现防冻功能。


图1是现有技术中一种蛾眼结构的结构示意图2是现有技术中另一种蛾眼结构的结构示意图3是现有技术中一种减反光学组件的结构示意图4是本发明一实施例中减反光学组件的制造方法的流程示意图5是图4中形成减反射层后的一个示例性的结构示意图6是图4中形成减反射层的一个示例性的流程示意图7是图4中形成覆盖层后的一个示例性的结构示意图8是图4中形成覆盖层后的另一个示例性的结构示意图9是本发明另一实施例中减反光学组件的制造方法的流程示意图10是图9中形成低表面能涂层的一个示例性的流程示意图11是本发明实施例中不同结构的光学组件在不同波长下的透光率示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施方式
做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限 制。
在下文中，为示范目的，产品实施例参照方法实施例描述。然而，应该理解本发明 中产品和方法的实现互相独立。也就是说，所公开的产品实施例可以依照其他方法制备，所 公开的方法实施例不仅限于实现产品实施例。
本公开中所使用的蛾眼结构是通过进行防反射处理的物品的表面上无间隙地排 列小于或等于光的波长(如小于或等于400nm)间隙的凹凸图案，从而使外界(如空气)和 膜表面的边界上的折射率的变化作为模拟性地连续的结构，能与折射率界面无关地使光的 大致全部透射，使该物品的表面上的光反射大致消除。
下面结合附图进行详细说明。
参考图4所示，本实施方式一实施例提供了一种减反光学组件的制造方法，包括
步骤S11，提供基底；
步骤S12，在所述基底表面形成具有蛾眼结构的减反射层；
步骤S13，在所述减反射层的表面形成覆盖层。
所述覆盖层既可以保护减反射层不受外界酸碱等物质的化学腐蚀，又可以保护减 反射层不受外界的物理损害，从而提高了减反射层的稳定性，延长了减反射层的使用时间。
首先执行步骤S11，提供基底。
所述基底的材料可以是玻璃或塑料等透明材料，也可以是金属或陶瓷等不透明材 料。
本实施例不限制基底的具体形状、尺寸和厚度。
为了保证基底的清洁度，本实施例可以采用丙酮、异丙酮和去离子水的混合溶液 对所述基底进行超声波清洗，以去除基底表面的杂质，确保得到干净的基底，不使所述杂质 影响后续步骤的进行，其具体过程对于本领域的技术人员是熟知的，在此不再赘述。
接着，本实施例可以采用氢氟酸(HF)或硝酸(HNO3)溶液进行粗糙化处理。所述氢 氟酸或硝酸溶液会与基底进行反应，从而使得基底表面比较粗糙。通过所述粗糙化处理，可 以增加基底的可润湿性，增加后续在基底表面形成的膜层的牢固性和均匀性。
具体地，本实例中可以将所述基底直接浸泡在氢氟酸或硝酸溶液中。其中，所述氢 氟酸或硝酸的重量百分比范围可以为5Wt9T20wt% ;粗糙化处理的时间范围可以为30分钟 120分钟；粗糙化处理的温度范围可以为20°C 80°C。
此外，在进行粗糙化处理后，还可以采用去离子水清洗所述基底，以去除所述基底 表面残留的酸液。
接着执行步骤S12，在基底表面形成蛾眼结构的减反射层。
所述减反射层的材料可以为氧化锌、硅、氧化硅、氧化钛、氮化硅、氧化钽、氧化锆、 氧化铝、氧化铟、氧化锡、氧化镓、掺锡氧化铟、氟化掺锡氧化铟、掺氟氧化铟、掺铝氧化锌、 掺镓氧化锌、硫化锌、硒化锌和氟化镁中的一种或多种的任意组合。
所述减反射层的厚度范围可以为100nnT2000nm,如100nm、500nm、IOOOnm或 2000nm 等。
所述减反射层包括由多个凸起组成的凸起阵列，所述凸起的形状可以包括锥形、 圆柱形、棱柱形、球形、半球形和曲面柱形中的一种或多种。
对于该凸起是等截面柱形的情形，为了使该多个凸起组成的凸起阵列具有蛾眼结 构，该多个凸起的高度不同。
对于该凸起是不等截面柱形、锥形、球形、半球形的情形，每个所述凸起的高度可 以相同，也可以不同。对于高度相同的不等截面的凸起，由于该凸起的截面随高度变化，由 凸起阵列组成的反射层的折射率在高度方向也是变化的，从而该反射层具有蛾眼结构。
需要说明的是，所述凸起的高度相同指的是凸起的高度大致相同，例如，凸起之间 的高度差在5%范围内。
所述减反射层具体可以采用化学气相沉积、旋涂、喷洒、湿化学方法、化学溶胶凝 胶、化学液相沉积、光刻蚀、模板法、物理气相沉积、蒸发或溅射方式中的至少一种方法形 成。
参考图5所示，本实施例中所述基底11的材料为玻璃，所述减反射层的材料为氧化锌，所述凸起12的形状为圆柱形，即所述减反射层为氧化锌纳米棒阵列，且各凸起12的高度不同，从而可以进一步提高减反射效果。具体地，参考图6所示，本实施例中形成所述反射层的步骤可以包括
步骤S221，至少将有机酸锌盐溶解在乙醇溶液中，形成晶种溶液；
步骤S222，将所述晶种溶液形成在基底表面；
步骤S223，对所述基底进行加热处理，在所述基底表面形成氧化锌晶种；
步骤S224，将无机锌盐和碱性溶液混合，形成生长溶液；
步骤S225，将所述基底放置在所述生长溶液中，在所述氧化锌晶种表面形成氧化锌的纳米阵列棒。
首先，配置晶种溶液。
本实施例中可以将脱水醋酸锌和丙酸锌中的一种或两种溶解在乙醇溶液中，以形成晶种溶液。
具体地，所述晶种溶液中有机酸锌盐的摩尔浓度范围可以为2毫摩尔/升 10摩尔/升，如2毫摩尔/升、10毫摩尔/升、500毫摩尔/升、3摩尔/升、7摩尔/升或10摩尔/升。
在本发明的其他实施例中，在将有机酸锌盐溶解在乙醇溶液中的同时，还可以将单乙醇胺也溶解在乙醇中，即晶种溶液中包括单乙醇胺，从而可以催化生成ZnO。
接着，通过旋涂、喷洒或浸润将所述晶种溶液形成在基底表面，其对于本领域的技术人员是熟知的，在此不再赘述。
接着，进行加热处理。
本实施例中所述加热处理的温度范围可以为300°C 400°C，如300°C、350°C或 400°C ;时间范围可以为30分钟 60分钟，如30分钟、45分钟或60分钟。
通过所述加热处理，有机酸锌盐就会热分解形成ZnO，从而就可以在所述基底表面形成氧化锌晶种。
本实施例中所述氧化锌晶种可以包括I层 5层的氧化锌纳米粒子。
接着，配置生长溶液。
所述无机锌盐可以为六水硝酸锌、六水硫酸锌和六水氯化锌中的一种或多种的任意组合；所述碱性溶液可以为六亚甲基四胺、氢氧钾和氢氧化钠中的一种或多种的任意组合；所述无机锌盐和所述碱性溶液的体积摩尔比可以为O. 9^1.1。
本实施例可以将六水硝酸锌和环六亚甲基四胺等体积摩尔量混合。
接着，将所述基底放置在所述生长溶液中，在所述氧化锌晶种表面形成氧化锌的纳米棒阵列。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以通过化学沉积法、水热法、溶剂热法、电化学方法或模板法，以使所述生长溶液在所述氧化锌晶种表面形成氧化锌的纳米棒阵列。
本实施例中所述基底放置在所述生长溶液中的时间范围可以为120分钟 300分钟，如120分钟、200分钟或300分钟;温度范围可以为80°C 95。。，如:80°C、90°C或95°C。
所述基底放置在所述生长溶液中的时间决定减反射层的厚度，且时间越长，厚度越大。
本实施例中可溶性无机锌盐在碱性溶液环境下生成氧化锌的纳米棒阵列，在氧化锌晶种的诱导下取向生长，形成所述减反射层。
需要说明的是，本实施例可以根据具体需要，在基底的全部或部分表面上形成所述减反射层。
接着执行步骤S13，在所述减反射层的表面形成覆盖层。
所述覆盖层的材料的活性应该比较低，且机械强度比较高。具体地，所述覆盖层的材料可以为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。
所述覆盖层的厚度范围不能太小，否则不能很好地保护减反射层；所述覆盖层的厚度范围也不用太大，否则会提高生产成本，且可能影响减反射层的减反效果。具体地，所述覆盖层的厚度范围可以为5nm 200nm,如5nm、50nm、IOOnm或200nm。
在一个具体例子中，参考图7所示，所述覆盖层13a覆盖所述多个凸起12的上部， 从而所述覆盖层13a和两个相邻的凸起12之间存在空隙14，此时所述覆盖层13a虽未覆盖凸起12的全部表面，但是所述凸起12的表面并没有直接裸露在外面，因此所述覆盖层13a 仍能起到保护反射层的作用。具体地，所述覆盖层13a覆盖的凸起12的上部可以是指整个凸起高度的10%、20%、40%或50%等，从而空隙14的大小可变。
在另一个具体例子中，参考图8所示,所述覆盖层13b覆盖所述凸起12的全部表面，且覆盖两个相邻的凸起12之间基底11的上表面，从而所述覆盖层13b可以很好地保护反射层不受外界的损害。
所述覆盖层可以采用提拉涂膜、旋涂或喷洒方式中的至少一种方法形成。
本实施例中所述覆盖层的材料为氧化硅，采用提拉涂膜方式形成所述覆盖层的步骤可以包括将包括所述减反射层的基底放置在氧化硅溶胶中，经过5分钟 50分钟后，取出所述基底。
所述氧化硅溶胶由氧化硅粒子和水组成，其既是一种纳米分散液，又具有一般溶胶的特性。
所述氧化硅溶胶中氧化硅粒子的粒径不能太大，否则氧化硅粒子无法填充相邻两个凸起之间的空隙，因此氧化硅粒子的粒径应该小于所述覆盖层的厚度；所述氧化硅溶胶中氧化硅粒子的粒径也不能太小，否则会增加提拉涂膜工艺的次数，降低生产效率。本实施例中所述氧化娃溶胶中氧化娃粒子的粒径范围可以为5nnT50nm,如5nm、20nm、35nm或 50nmo
所述氧化硅溶胶中氧化硅粒子的质量百分比不能太大，否则形成的减反射层的厚度会太大；所述氧化硅溶胶中氧化硅粒子的质量百分比不能太小，否则会增加提拉涂膜工艺的次数，降低生 产效率。本实施例中所述氧化硅粒子的质量百分比可以为O. 019Γ5%，如 O. 01%、O. 5%、2% 或 5%O
为了使所述氧化硅粒子能更好地粘附所述减反射层上，通过控制氧化硅溶胶的PH 值，可以使减反射层和氧化硅粒子在氧化硅溶胶中呈现不同的电性。此外，氧化锌材料对PH 值很敏感，当溶液的PH值不合适时，会使得减反射层被溶解掉。本实施例中所述氧化硅溶胶的PH值可以为5 9，如5、7或9，以使得氧化锌材料的减反射层在该氧化硅溶胶中带负电，而氧化硅粒子在氧化硅溶胶中带正电，从而根据异性电荷相吸原理，可以保证氧化硅粒子稳定地形成在所述减反射层上。
本实施例在形成所述覆盖层之后，可以进行退火处理，温度范围可以为 3000C 600。。，如:300。。、400。。、500。。或600。。;时间范围可以为120分钟 720分钟，如 120分钟、400分钟或720分钟。通过此时的退火处理，可以促进覆盖层干燥，且可以增强减 反光学组件的强度。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，为了简化步骤，在保证在基底表面能形 成减反射层和覆盖层的前提下，所述清洗处理、粗糙化处理或退火处理对应的步骤均可以 省略。
本实施例中通过在蛾眼结构的减反射层表面增加覆盖层，可以起到保护减反射层 的作用，避免酸性物质或碱性物质直接与减反射层发生化学反应，且可以提高减反射层的 耐磨性能，最终提高减反射层的稳定性，延长减反光学组件的使用寿命。
此外，所述覆盖层使得减反光学组件表面的折射率变化更丰富，从而提高了减反 射层的减反效果。
进一步地，所述覆盖层不影响减反光学组件表面的超亲水特性，从而可以实现减 反光学组件的自清洁功能，且使得减反光学组件表面防雾效果显著。
更进一步地，本实施例中基底的材料为玻璃，减反射层为氧化锌纳米棒阵列，覆盖 层的材料为氧化硅，由于上述材料都很廉价，且制造工艺简单，从而可以大大降低减反光学 组件的生产成本。
参考图9所示，本实施方式另一实施例中提供了一种减反光学组件的制造方法， 包括
步骤S21,提供基底；
步骤S22，在所述基底表面形成具有蛾眼结构的减反射层；
步骤S23，在所述减反射层的表面形成覆盖层；
步骤S24,在所述覆盖层表面形成低表面能涂层。
本实施例中步骤S21、步骤S22和步骤S23分别与上述步骤S11、步骤S12和步骤 S13相同，在此不再赘述。
在形成覆盖层之后，接着执行步骤S24，形成低表面能涂层。
所述低表面能涂层的材料可以为甲氧基硅烷、烷基硅烷、含氟硅烷或接枝硅氧烷 链化合物中的一种或多种的任意组合。
所述低表面能涂层也可以采用采用化学气相沉积、旋涂、喷洒、湿化学方法、化学 溶胶凝胶、化学液相沉积、光刻蚀、模板法、物理气相沉积、蒸发或溅射方式中的至少一种方 法形成。
当低表面能材料中碳链过短时将导致表面能过高，起不到疏水效果；碳链 过长时则容易发生链路断裂，稳定性较差。本实施例中选用十六烷基三甲氧基硅烷 (Hexadecyltrimethoxysilane, HDTMS)作为低表面能材料，HDTMS的碳链长度适中，从而既 可以起到疏水效果，且稳定性也比较好。
参考图10所示，在所述覆盖层表面形成低表面能涂层的步骤可以包括
步骤S241,提供十TK烧基二甲氧基娃烧；
步骤S242，在十六烷基三甲氧基硅烷中添加乙醇形成溶液；
步骤S243，对所述溶液进行酸化处理；
步骤S244，对酸化处理后的溶液进行搅拌处理；
步骤S245，通过浸润、旋涂或喷洒的方式将所述溶液形成在所述覆盖层表面。
首先，提供化学结构式为CH3 (CH2) 15Si (OCH3) 3的HDTMS。
接着，发明人研究发现HDTMS易溶于乙醇，因此在HDTMS中添加乙醇，从而可以得到包含HDTMS的溶液。具体地，所述溶液中十六烷基三甲氧基硅烷的质量百分比范围可以为3% 5%。
接着，对所述溶液进行酸化处理，以使HDTMS进行水解，且生成活性基团羟基。具体地，在所述溶液中添加乙酸、盐酸或硝酸中的至少一种，直至使溶液的PH值位于4. 5^5. 5 之间，如PH值为4. 5,5. O或5. 5。
接着，对酸化处理后的溶液进行搅拌处理，以使HDTMS水解充分且均匀。具体地， 将酸化处理后的溶液放入搅拌装置中，对该溶液进行60分钟以上的搅拌。
接着，待上述溶液配制完成之后，就可以将其形成在所述覆盖层表面，以作为低表面能涂层。具体地，可以通过浸润、旋涂或喷洒方式中的任一种，将所述溶液形成在所述覆盖层表面。
当采用浸润方式将所述溶液形成在所述覆盖层表面时，将所述基底放置在所述溶液中，为了保证反应比较充分， 放置时间可以为30分钟飞O分钟，如30分钟、40分钟、50分钟或60分钟。该操作可以直接在常温下进行，无需其他装置，操作简单，且能保证低表面能涂层在覆盖层表面的分布很均匀。
当采用旋涂或喷洒方式将所述溶液形成在所述覆盖层表面时，所需时间比较短， 效率比较高，同时也可以保证低表面能涂层在覆盖层表面分布的均匀性。
至此，在覆盖层表面形成了低表面能涂层。所述低表面能涂层的厚度是分子级别， 具体可以为 IOnm 500nm,如10nm、50nm、100nm、250nm 或 500nm。
进一步地，在覆盖层表面形成低表面能涂层之后，还可以在室温下将所述低表面能涂层晾干，然后进行固化处理。具体地，所述固化处理的时间范围可以为30分钟飞O 分钟，如30分钟、40分钟、50分钟或60分钟；温度范围可以为IOO0C 150。。，如:100。。、 ll(rc、12(rc、13(rc、14(rc 或 150°C。
通过所述固化处理，可以增加低表面能涂层在覆盖层表面的固着，防止低表面能涂层的脱落。
本实施例中通过在覆盖层表面形成低表面能涂层，可以使减反光学组件的表面由超亲水变为超疏水，从而在保持自清洁功能不变的前提下，可以更好地实现防冻效果。
虽然本实施例中低表面能涂层直接暴露在外界环境中，且低表面能涂层的抗腐蚀性和耐磨性都比较好，但是由于低表面能涂层的厚度较薄，如果没有覆盖层的保护，酸性物质或碱性物质等仍会通过低表面能涂层渗透进入到减反射层中，从而影响减反射层的稳定性，缩短其使用寿命，因此本实施例中所述覆盖层仍能很好地保护减反射层不受外界损害， 且能进一步提闻减反射层的减反效果。
相应地，本实施方式一实施例提供了一种减反光学组件，包括
基底；
位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层具有蛾眼结构，所述减反射层包括由多个凸起组成的凸起阵列；
位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。
其中，所述覆盖层的厚度范围可以为 5nnT200nm。
其中，所述基底的材料可以为玻璃、金属、陶瓷或塑料。当基底的材料为玻璃或塑料等透明材质时，所述减反射层还可以起到增透的作用。
其中，所述减反射层的材料可以为氧化锌、硅、氧化硅、氧化钛、氮化硅、氧化钽、氧化锆、氧化铝、氧化铟、氧化锡、氧化镓、掺锡氧化铟、氟化掺锡氧化铟、掺氟氧化铟、掺铝氧化锌、掺镓氧化锌、硫化锌、硒化锌和氟化镁中的一种或多种的任意组合。
其中，所述减反射层的厚度范围可以为100nnT2000nm。
其中，所述凸起的形状包括锥形、圆柱形、棱柱形、球形、半球形和曲面柱形中的一种或多种。
所述覆盖层可以完全覆盖所述凸起的表面(包括上表面和侧表面)，也可以仅覆盖所述多个凸起的上部，从而所述覆盖层和两个相邻的凸起之间存在空隙。
进一步地，本实施例中减反光学组件还可以包括位于所述覆盖层表面的低表面能涂层，以使减反光学组件的表面从亲水性变为疏水性，从而实现防冻的效果。
其中，所述低表面能涂层的材料可以为甲氧基硅烷、烷基硅烷、含氟硅烷和接枝硅氧烷链化合物中的一种或多种的任意组合。
其中，所述低表面能涂层的厚度范围可以为10ηπΓ500ηπι。
优选地，所述基底的材料为玻璃，所述减反射层为氧化锌纳米棒阵列，所述覆盖层的材料为氧化硅，从而可以降低生产成本。
本实施例中减反光学组件可以采用图9所示的方法制造，在此不再赘述。
本实施例中由于在减反射层表面增加了覆盖层，从而提高了减反射层的稳定性， 且延长了其使用寿命。
另一实施方式提供了一种减反光学组件，包括
基底；
位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒组成的氧化锌纳米棒阵列；以及
位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。
在一个例子中，所述覆盖层的材料为氧化硅。
在一个例子中，所述覆盖层的厚度范围为5nm-200nm。
其中，所述氧化锌纳米棒阵列的多个氧化锌纳米棒的高度可以相同，也可以不同。 优选地，所述氧化锌纳米棒阵列的多个氧化锌纳米棒的高度不同，从而所述减反射层可以根据蛾眼结构原理更好地发挥减反的效果。
其中，所述覆盖层可以完全覆盖所述氧化锌纳米棒的表面(包括上表面和侧表面); 也可以仅覆盖所述多个氧化锌纳米棒的上部，从而所述覆盖层和两个相邻的氧化锌纳米棒之间存在空隙，因此所述覆盖层会使得减反光学组件表面的折射率变化更丰富，从而提高了减反射层的减反效果。
上述减反光学组件中由于覆盖层的存在，可以起到保护减反射层的作用。
此外，所述覆盖层还可以提高减反射层的减反效果。参考图11所示，横坐标表示 波长，单位为rim ;纵坐标表示光学组件的透光率，单位为％。其中的曲线5表示仅由基底构 成的光学组件在不同波长下的透光率，曲线6表示仅由基底和位于基底上的减反射层构成 的光学组件在不同波长下的透光率，曲线7表示依次由基底、减反射层和厚度为Hl的覆盖 层构成的光学组件在不同波长下的透光率，曲线8表示依次由基底、减反射层和厚度为H2 的覆盖层构成的光学组件在不同波长下的透光率，曲线9表示依次由基底、减反射层和厚 度为H3的覆盖层构成的光学组件在不同波长下的透光率，其中，H1〈H2〈H3。
通过比较曲线曲线9可以充分证明当在减反射层的表面形成覆盖层之后，可 以提高所述光学组件的减反效果；在保证覆盖层的厚度在5nm-200nm范围内的前提下，随 着覆盖层厚度的增加，所述光学组件的减反效果可以进一步提高。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领 域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内 容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单 修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种减反光学组件，其特征在于，包括基底；位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒组成的氧化锌纳米棒阵列；以及位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的减反光学组件，其特征在于，所述覆盖层的材料为氧化硅。
3.如权利要求1所述的减反光学组件，其特征在于，所述覆盖层的厚度范围为 5nm-200nmo
4.如权利要求1所述的减反光学组件，其特征在于，所述氧化锌纳米棒阵列的多个氧化锌纳米棒的高度不同，从而所述减反射层具有蛾眼结构。
5.如权利要求1所述的减反光学组件，其特征在于，所述覆盖层覆盖所述多个氧化锌纳米棒的上部，从而所述覆盖层和两个相邻的氧化锌纳米棒之间存在空隙。
6.一种减反光学组件，其特征在于，包括基底；位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层具有蛾眼结构，所述减反射层包括由多个凸起组成的凸起阵列；位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的减反光学组件，其特征在于，所述覆盖层的厚度范围为 5nm 200nmo
8.如权利要求6所述的减反光学组件，其特征在于，所述基底的材料为玻璃、金属、陶瓷或塑料。
9.如权利要求6所述的减反光学组件，其特征在于，所述减反射层的材料为氧化锌、 娃、氧化娃、氧化钛、氮化娃、氧化钽、氧化错、氧化招、氧化铟、氧化锡、氧化镓、掺锡氧化铟、 氟化掺锡氧化铟、掺氟氧化铟、掺招氧化锌、掺镓氧化锌、硫化锌、硒化锌和氟化镁中的一种或多种的任意组合。
10.如权利要求6所述的减反光学组件，其特征在于，所述减反射层的厚度范围为 100nnT2000nm。
11.如权利要求6所述的减反光学组件，其特征在于，还包括位于所述覆盖层表面的低表面能涂层。
12.如权利要求11所述的减反光学组件，其特征在于，所述低表面能涂层的材料为甲氧基硅烷、烷基硅烷、含氟硅烷和接枝硅氧烷链化合物中的一种或多种的任意组合。
13.如权利要求11或12所述的减反光学组件，其特征在于，所述低表面能涂层的厚度范围为10nm 500nm。
14.如权利要求6所述的减反光学组件，其特征在于，所述凸起的形状包括锥形、圆柱形、棱柱形、球形、半球形和曲面柱形中的一种或多种。
15.如权利要求14所述的减反光学组件，其特征在于，所述覆盖层覆盖所述多个凸起的上部，从而所述覆盖层和两个相邻的凸起之间存在空隙。
16.如权利要求6所述的减反光学组件，其特征在于，所述基底的材料为玻璃，所述减反射层为氧化锌纳米棒阵列，所述覆盖层的材料为氧化硅。
17.一种减反光学组件的制造方法，其特征在于，包括提供基底；在所述基底表面形成具有蛾眼结构的减反射层，所述减反射层包括由多个凸起组成的凸起阵列；在所述减反射层的表面形成覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。
18.如权利要求17所述的减反光学组件的制造方法，其特征在于，所述减反射层为氧化锌纳米棒阵列；形成所述减反射层的步骤包括将有机酸锌盐溶解在乙醇溶液中，形成晶种溶液；将所述晶种溶液形成在基底表面；对所述基底进行加热处理，在所述基底表面形成氧化锌晶种；将无机锌盐和碱性溶液混合，形成生长溶液；将所述基底放置在所述生长溶液中，在所述氧化锌晶种表面形成氧化锌纳米棒阵列。
19.如权利要求17所述的减反光学组件的制造方法，其特征在于，所述覆盖层采用提拉涂膜、旋涂或喷洒方式中的至少一种方法形成。
20.如权利要求17所述的减反光学组件的制造方法，其特征在于，所述覆盖层的材料为氧化硅；形成所述覆盖层的步骤包括将包括所述减反射层的基底放置在氧化硅溶胶中，经过5分钟 50分钟后，取出所述基底。
21.如权利要求20所述的减反光学组件的制造方法，其特征在于，所述氧化硅溶胶中氧化硅粒子的粒径范围为5nnT50nm，氧化硅粒子的质量百分比为O. 0Ρ/Γ5%，氧化硅溶胶的PH值为5 9。
22.如权利要求17所述的减反光学组件的制造方法，其特征在于，在形成所述覆盖层之后，还包括进行退火处理，温度范围为300°C飞00°C，时间范围为120分钟 720分钟。
23.如权利要求17所述的减反光学组件的制造方法，其特征在于，还包括在所述覆盖层表面形成低表面能涂层。
24.如权利要求23所述的减反光学组件的制造方法，其特征在于，所述低表面能涂层的材料为十六烷基三甲氧基硅烷；形成所述低表面能涂层的步骤包括提供十六烷基三甲氧基硅烷；在十六烷基三甲氧基硅烷中添加乙醇形成溶液；对所述溶液进行酸化处理；对酸化处理后的溶液进行搅拌处理；通过浸润、旋涂或喷洒的方式将所述溶液形成在所述覆盖层表面。
全文摘要
一种减反光学组件及制造方法。所述减反光学组件包括基底；位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒组成的氧化锌纳米棒阵列；以及位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。所述制造方法包括提供基底；在所述基底表面形成具有蛾眼结构的减反射层，所述减反射层包括由多个凸起组成的凸起阵列；在所述减反射层的表面形成覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。
文档编号G02B1/11GK102998723SQ201210499770
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者谷鋆鑫 申请人:法国圣戈班玻璃公司