用于深紫外线的反射膜、反射件和LED装置的制作方法

本实用新型涉及光学薄膜制备领域，特别是涉及一种用于深紫外线的反射膜、反射件和LED装置。

背景技术：

紫外线LED(UV-LED)是目前全球各大LED企业积极布局的又一重要方向。其势头之猛、成长之快已远远超过人们预期。再加上早先于2013年签署的《水俣公约》，预计2020年世界范围内全面禁汞，无疑是推动UV-LED发展的最大助力点。

据相关媒体做出的市场分析报告称，UV-LED正逐渐渗入到各种应用领域，加上一些政策推动，UV-LED的市场份额在2020年预计达到5亿美金之多。由此可见，UV-LED是具有巨大市场潜力和商机的产品。从2014年开始，媒体陆续报道有关UV-LED的讯息，且逐年增多，可以看出，UV-LED已在风口浪尖，是产业发展的大势所趋。

从产业来说，UVC-LED主打消毒杀菌领域，例如水杀菌、食物杀菌、空气净化等。应用于家用市场、医疗市场前景非常可观，尤其是中大功率的深紫外线LED(UVC-LED)产品更是具有很大的潜力。目前，多数的深紫外线中大功率LED(UVC-LED)产品为了提高深紫外线的发射强度，在其支架的反射杯内表面采用电镀的方法镀上贵金属金，以提高反射杯对深紫外线的反射率，从而实现提高深紫外线发射强度的目的。然而，反射杯采用镀金的方法需要消耗贵金属金，导致深紫外线LED(UVC-LED)支架成本较高；同时反射杯的生产工艺相对复杂。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于深紫外线的反射膜、反射件和LED装置，其克服了现有技术的深紫外线LED(UVC-LED)产品采用金膜作为反射膜所存在的成本高、工艺复杂的不足。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于深紫外线的反射膜，包括多层膜，所述多层膜包括若干层第一氧化膜和若干层第二氧化膜，第一氧化膜和第二氧化膜交替分布，且第一氧化膜为氧化铪膜或氧化铝膜，第二氧化膜为氧化硅膜。

进一步的，各奇数层的膜均为第一氧化膜，各偶数层的膜均为第二氧化膜。

进一步的，所述第一氧化膜为氧化铪膜，各层氧化铪膜的厚度分别为30～35nm，或者，所述第一氧化膜为氧化铝膜，各层氧化铝膜的厚度分别为35～45nm。

进一步的，位于最外层的膜为氧化硅膜，其厚度大于其余各层氧化硅膜的厚度。

进一步的，位于最外层的氧化硅膜的厚度为90～95nm，其余各层氧化硅膜的厚度分别为40～50nm。

进一步的，所述第一氧化膜为氧化铪膜，氧化铪膜和氧化硅膜的层数分别大于或等于10层，所述反射膜的总厚度为840～850nm；或者，所述第一氧化膜为氧化铝膜，氧化铝膜和氧化硅膜的层数分别大于或等于20层，所述反射膜的总厚度为1775～1785nm。

本实用新型另提供一种反射件，包括基体，该基体表面设置上述本实用新型所述的用于深紫外线的反射膜。

进一步的，所述基体呈杯状，其内表面蒸镀有所述反射膜，和/或，所述基体为铜或氮化铝材质。

本实用新型另提供一种LED装置，为UVC-LED产品，包括本实用新型所述的反射件，通过该反射件的反射膜对LED的光线进行反射。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型采用带粘附性及反射性的氧化铪膜或氧化铝配合氧化硅作为介质材料，通过膜系结构设计形成能够取代贵金属金的深紫外线反射膜，从中保证在降低材料成本的条件下生成反射性能优良的深紫外线反射膜；

2、本实用新型的反射膜采用所述第一氧化膜和第二氧化膜交替分布的方式构成，不仅能够释放膜层应力，避免膜层破裂，还能够使相邻膜层的分子结构错开，从而达到更好的反射效果。

3、所述奇数层膜优选采用第一氧化膜(即氧化铪膜或氧化铝)，偶数层膜采用第二氧化膜(即氧化硅膜)，能够利用第一氧化膜带粘附性的特性更好地附着在基体上，使反射膜与基体的配合更加牢固，反射膜更不容易从基体上脱落。

4、将位于最外层的膜设为氧化硅膜，并使该层氧化硅膜的厚度大于其余各层氧化硅膜的厚度，能够使位于最外层的氧化硅膜除了具有反射功能外，还能作为保护膜，从而使反射膜更不容易遭受损坏。

5、本实用新型采用电子束蒸发成膜技术取代原来湿法电镀的方式，可以高效、简洁的工艺生产出所需的用于深紫外线的反射膜，从中提高深紫外线LED(UVC-LED)产品的反射件的生产效率。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种用于深紫外线的反射膜、反射件和LED装置不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例一本实用新型的反射膜的膜层分布示意图；

图2是实施例一本实用新型的LED装置的剖面示意图；

图3是实施例一图2中I部分的放大示意图；

图4是实施例一本实用新型的反射膜的反射率与紫外线波长的关系示意图；

图5是实施例二本实用新型的反射膜的反射率与紫外线波长的关系示意图。

具体实施方式

实施例一

请参见图1所示，本实用新型的一种用于深紫外线的反射膜，其蒸镀在一基体上，包括多层膜，所述多层膜包括若干层第一氧化膜和若干层第二氧化膜，第一氧化膜和第二氧化膜交替分布，且第一氧化膜为氧化铪膜1，第二氧化膜为氧化硅膜2。具体，各奇数层的膜均为氧化铪膜1，各偶数层的膜均为氧化硅膜2。定义直接附着在基体表面上的膜为第一层膜(奇数层)，附着在该第二层膜上的膜为第二层膜(偶数层)，附着在第二层膜上的膜为第三层膜(奇数层)，附着在第三层膜上的膜为第四层膜(偶数层)，以此类推；距离基体表面最远的膜为位于最外层的膜。

本实施例中，各层氧化铪膜1的厚度分别为30～35nm，且各层氧化铪膜1的厚度一致，取较佳值33.67nm。位于最外层的膜为氧化硅膜，其厚度大于其余各层氧化硅膜的厚度。位于最外层的氧化硅膜的厚度为90～95nm，取较佳值92.61nm，其余各层氧化硅膜的厚度分别为40～50nm，且其余各层氧化硅膜的厚度一致，取较佳值46.31nm。

本实施例中，所述氧化铪膜1和氧化硅膜2的层数一致，且氧化铪膜1和氧化硅膜2的层数分别大于或等于10层，取较佳值10层。所述反射膜的总厚度为840～850nm，取较佳值846nm。本实用新型的反射膜，通过对其膜层厚度和层数进行合理设计，可以有效提高其反射率，使其对深紫外线，特别是短波紫外线(UVC)的反射率达到90％，甚至95％以上。

本实用新型的一种用于深紫外线的反射膜的制备方法，包括以下步骤：

1)清洁被镀基体；

2)加热所述基体，将基体加热到300～350℃，并将基体夹持在夹具上并置入真空镀膜机中，将真空镀膜机抽真空到(5～9)×10^-4Pa，将离子束流密度设置为180～201μA·cm^-2；

3)先蒸镀一层氧化铪膜，再在氧化铪膜上蒸镀一层氧化硅膜，并将氧化铪膜、氧化硅膜的厚度分别控制在相应的设定值；

4)重复步骤3)数次，直至蒸镀完其它膜层，并保证氧化铪膜1和氧化硅膜2交替分布；

5)冷却后，取出蒸镀好所述反射膜的基体。

所述基体优选采用杯状基体，并可以直接设置在LED装置的基板上，蒸镀所述反射膜时，基板也一并置入真空镀膜机中，且所述夹具上设有遮挡件，用于对基板落入基体空腔范围内的上表面进行遮挡，只有基体的空腔壁面裸露，以被蒸镀所述反射膜。

请参见图2、图3所示，本实用新型的一种反射件，包括基体6，该基体6表面设置有用于深紫外线的反射膜7，该反射膜7采用上述实施例本实用新型所述的一种用于深紫外线的反射膜，亦即，反射膜7由氧化铪膜1和氧化硅膜2交替分布，且各奇数层的膜均为氧化铪膜1，各偶数层的膜均为氧化硅膜2，氧化铪膜1和氧化硅膜2的厚度、层数如上所述。

本实施例中，所述基体6具有空腔，具体所述基体6呈杯状，其内表面蒸镀有所述反射膜7。所述基体6为铜或氮化铝材质。

请参见图2、图3所示，本实用新型的一种LED装置，其为UVC-LED产品，包括基板3、深紫外LED、外罩8，以及上述本实用新型所述的反射件，通过该反射件的反射膜7对深紫外LED的光线进行反射。所述基板3采用氮化铝材质，所述深紫外LED即UVC LED芯片9，其采用导电粘接层5粘接在基板3上表面，所述导电粘接层5采用金锡合金。所述反射件又可称为反射杯，其设置在所述基板3上，并周向包裹深紫外LED芯片9。所述外罩8具体为透镜，其采用石英玻璃制成，外罩8采用环氧胶水制成的绝缘粘接层4粘附在基板3上，并包裹反射件及深紫外LED芯片9。

实验研究表明，本实用新型的反射膜7的反射效率与紫外线波长的关系如图4所示，当紫外线波长在250～306nm时，本实用新型的反射膜7对紫外线的反射率达到90％以上，特别是当紫外线波长为275nm时，本实用新型的反射膜7对紫外线的反射率达到99.5175％；对于波长大于306nm的紫外线，本实用新型的反射膜7对紫外线的反射率随着紫外线波长的增加而逐渐减小。因而，采用所述氧化铪膜1和氧化硅膜2交替分布而成的反射膜7非常适合作为深紫外线的反射膜，尤其适合作为短波紫外线(UVC)的反射膜。相比传统采用金膜作为深紫外线的反射膜，本实用新型的反射膜7不仅能够大大降低材料成本，简化加工工艺，提高生产效率，还能显著提高反射膜7对深紫外线的反射效率。

实施例二

其与实施例一的区别在于：所述第一氧化膜为氧化铝膜，各层氧化铝膜的厚度分别为35～45nm，且各层氧化铝膜的厚度一致，取较佳值40.5nm。

本实施例中，所述氧化铝膜和氧化硅膜的层数一致，且氧化铝膜和氧化硅膜的层数分别大于或等于20层，取较佳值20层。所述反射膜的总厚度为1775～1785nm，取较佳值1780nm。

实验研究表明，本实用新型的反射膜的反射效率与紫外线波长的关系如图5所示，当紫外线波长在263～288nm时，本实用新型的反射膜对紫外线的反射率达到85％以上，特别是当紫外线波长在264～287nm，本实用新型的反射膜对紫外线的反射率达到90％以上，且当紫外线波长为275nm时，本实用新型的反射膜对紫外线的反射率达到最高值98.7472％；当紫外线波长在258～262nm时，本实用新型的反射膜对紫外线的反射率小于80％，并随着紫外线波长的增加而逐渐增大，且对于波长小于261nm的紫外线，本实用新型的反射膜对紫外线的反射率小于30％；对于波长大于288nm的紫外线，本实用新型的反射膜对紫外线的反射率随着紫外线波长的增加而逐渐减小，且对于波长大于294nm的紫外线，本实用新型的反射膜对紫外线的反射率小于30％。

与实施例一一样，采用所述氧化铝膜和氧化硅膜交替分布而成的反射膜非常适合作为深紫外线的反射膜，尤其适合作为短波紫外线(UVC)的反射膜。相比传统采用金膜作为深紫外线的反射膜，本实用新型的反射膜同样不仅能够大大降低材料成本，简化加工工艺，提高生产效率，还能显著提高反射膜对深紫外线的反射效率。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种用于深紫外线的反射膜、反射件和LED装置，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。