AR膜的制备方法及应用与流程

本申请属于镀膜技术领域，尤其涉及一种ar膜的制备方法及应用。

背景技术：

随着光学镀膜的发展，光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器，主要包括有车载显示屏、笔电显示屏和各种工控类显示屏。光学薄膜按应用分为反射膜、增透膜、滤光膜、光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜。常用的是前4种。光学反射膜用以增加镜面反射率，常用来制造反光、折光和共振腔器件。光学增透膜沉积在光学元件表面，用以减少表面反射，增加光学系统透射，又称减反射膜。光学滤光膜用来进行光谱或其他光性分割，其种类多，结构复杂。光学保护膜沉积在金属或其他软性易侵蚀材料或薄膜表面，用以增加其强度或稳定性，改进光学性质。最常见的是金属镜面的保护膜。

随着人们对轻量化的追求，有机薄膜代替玻璃作为镀膜基材逐渐发展的一个新潮流。有机薄膜透明性好，有光泽；具有良好的气密性；机械性能优良，强韧性有机，抗张强度和抗冲击强度较好，因此逐渐代替玻璃被人们用来当做镀膜基材。ar保护膜是市面上较好的一种屏幕保护贴，一般设置在有机薄膜的外层，然而由于有机薄膜质地柔软，在其上面镀膜的膜层应力过大，容易发生膜层龟裂，从而使得膜层质量不达标。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种ar膜的制备方法及应用，旨在解决现有技术中在有机薄膜表面制备ar保护膜制备过程中易导致膜层龟裂，质量较差的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种ar膜的制备方法，包括如下步骤：

提供柔性衬底，在所述柔性衬底的表面进行镀膜处理，得到与所述柔性衬底层叠设置的打底二氧化硅膜层；

沿背离所述打底二氧化硅膜层的表面的方向，在所述打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面制备交替层叠的五氧化二铌膜层或二氧化硅膜层，得到ar膜；其中，所述五氧化二铌膜层与所述打底二氧化硅膜层层叠结合。

第二方面，本申请提供一种ar膜的制备方法制备的ar膜，所述ar膜包括柔性衬底以及层叠结合在所述柔性衬底表面的复合膜层，其中，所述复合膜层包括打底二氧化硅膜层，以及沿背离所述打底二氧化硅膜层的表面的方向，交替层叠结合在所述打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面的五氧化二铌膜层或二氧化硅膜层。

第三方面，本申请提供一种ar膜在光学仪器中的应用，其中，所述ar膜为所述的ar膜的制备方法制备得到的ar膜或为ar膜。

本申请第一方面提供的ar膜的制备方法，该制备方法是在柔性衬底的表面进行制备，其中，采用镀膜处理的方法制备与所述柔性衬底层叠设置的打底二氧化硅膜层；再沿背离所述打底二氧化硅膜层的表面的方向，在所述打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面制备交替层叠的五氧化二铌膜层或二氧化硅膜层，通过先设置与所述柔性衬底层叠设置的打底二氧化硅膜层，打底二氧化硅膜层与柔性衬底结合的膜层应力较低，保证打底二氧化硅膜层与柔性衬底能够更好地结合，不会出现龟裂的情况；进一步再在述打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面制备交替层叠的五氧化二铌膜层或二氧化硅膜层，保证得到的ar膜硬度高，透过率高，提高使用效果；该制备方法工艺简单、高效、成本低，能够满足工业大规模生产要求。

本申请第二方面提供的ar膜，所提供的ar膜包括柔性衬底以及层叠结合在所述柔性衬底表面的复合膜层，且复合膜层包括打底二氧化硅膜层，以及沿背离所述打底二氧化硅膜层的表面的方向，交替层叠在所述打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面的五氧化二铌膜层或二氧化硅膜层；得到的ar膜中，复合膜层与柔性衬底结合的膜层应力较低，不会出现龟裂的情况；并且基于交替层叠设置二氧化硅膜层和五氧化二铌膜层，得到的ar膜硬度高，透过率高，使用效果较佳。

本申请第三方面提供的ar膜在光学仪器中的应用，由于得到的ar膜与柔性衬底结合的膜层应力较低，不会出现龟裂的情况；并且得到的ar膜硬度高，透过率高，保证在光学仪器中的可广泛应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的ar膜的结构图。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

本申请实施例第一方面提供一种ar膜的制备方法，结合图1，包括如下步骤：

s01.提供柔性衬底1，在柔性衬底1的表面进行镀膜处理，得到与柔性衬底1层叠设置的打底二氧化硅膜层2；

s02.沿背离打底二氧化硅膜层2的表面的方向，在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底1的表面制备交替层叠的五氧化二铌膜层3或二氧化硅膜层4，得到ar膜；其中，五氧化二铌膜层3与打底二氧化硅膜层2层叠结合。

本申请第一方面提供的ar膜的制备方法，该制备方法是在柔性衬底的表面进行制备，其中，采用镀膜处理的方法制备与柔性衬底层叠设置的打底二氧化硅膜层；再沿背离打底二氧化硅膜层的表面的方向，在打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面制备交替层叠的五氧化二铌膜层或二氧化硅膜层，通过先设置与柔性衬底层叠设置的打底二氧化硅膜层，打底二氧化硅膜层与柔性衬底结合的膜层应力较低，保证打底二氧化硅膜层与柔性衬底能够更好地结合，不会出现龟裂的情况；进一步再在述打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面制备交替层叠的五氧化二铌膜层或二氧化硅膜层，保证得到的ar膜硬度高，透过率高，提高使用效果；该制备方法工艺简单、高效、成本低，能够满足工业大规模生产要求。

步骤s01中，提供柔性衬底1，选择柔性衬底1作为基底，通过控制制备方法，改善ar膜在柔性衬底1表面镀膜的条件，使在柔性衬底1表面进行镀膜时不会由于膜层应力过大，不易发生膜层龟裂。

在一些实施例中，柔性衬底1选自pet薄膜、pvdf薄膜、pvc薄膜、pp薄膜、pes薄膜中的任意一种。

在一些实施例中，柔性衬底1的厚度为50～150微米，控制柔性衬底1的厚度适中，有利于广泛使用。

具体的，在柔性衬底1的表面进行镀膜处理，得到与柔性衬底1层叠设置的打底二氧化硅膜层2。

在一些实施例中，在柔性衬底1层的表面进行镀膜处理的步骤中，镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1～0.15pa，以硅为靶材，镀膜功率为3000～5000w，ar的流量为250～350sccm，o2的流量为250～350sccm，温度为60～65℃，时间为25～35分钟。由于打底二氧化硅膜层2与柔性衬底1层叠结合，因此，控制镀膜处理过程中，控制镀膜功率较小，高流量氩气，高流量氧气的处理条件，保证在制备过程中降低膜层应力，使打底二氧化硅膜层2和衬底更好的结合，不容易出现龟裂。

镀膜处理的工艺中，采用镀膜功率为3000～5000w，镀膜功率较小，使镀膜过程中功率较小，能够较好较低膜层应力，使打底二氧化硅膜层2和衬底更好的结合，不容易出现龟裂。若镀膜功率高于5000w，则打底二氧化硅膜层2和衬底膜层应力较高，结合过程中容易出现龟裂，影响产品质量。

进一步，镀膜处理的工艺中，控制ar的流量为250～350sccm，o2的流量为250～350sccm，控制气体流量较快，保证能够得到的打底二氧化硅膜层2厚度较厚，且能够提高与衬底的结合能力，提升膜层质量。

在一些实施例中，打底二氧化硅膜层2的厚度为150～180nm；控制的打底二氧化硅膜层2的厚度较厚，能够提高与衬底的结合能力，提升膜层质量。

步骤s02中，沿背离打底二氧化硅膜层2的表面的方向，在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底1的表面制备交替层叠的五氧化二铌膜层3或二氧化硅膜层4，得到ar膜；其中，五氧化二铌膜层3与打底二氧化硅膜层2层叠结合。

由于在衬底表面层叠设置了打底二氧化硅膜层2，因此在打底二氧化硅膜层2背离衬底的表面层叠结合五氧化二铌膜层3，在五氧化二铌膜层3背离打底二氧化硅膜层2的表面层叠结合二氧化硅膜层4，在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底1的表面得到“五氧化二铌膜层3-二氧化硅膜层4”交替结合的复合层结构。

在一些实施例中，由于最外层的材料直接与外界接触，需要保证其强度及耐磨性，因此，ar膜远离柔性衬底1的最外层为二氧化硅膜层4。

在一些实施例中，在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底1的表面制备五氧化二铌膜层3的步骤中，是采用第一溅射镀膜处理的方法打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底1的表面制备五氧化二铌膜层3，且第一溅射镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1～0.15pa，以铌为靶材，镀膜功率为3000～5000w，ar的流量为50～150sccm，o2的流量为50～150sccm，温度为60～65℃，时间为20～30分钟。通过控制镀膜功率较小、气体流量较小，保证得到的五氧化二铌膜层3厚度可控，且质量稳固，结合牢固。

在一些实施例中，五氧化二铌膜层3的厚度为10～140nm，控制五氧化二铌膜层3的厚度适中，提高ar膜层的质量；若膜层设置过薄，则得到的产品抗摩擦效果较差，不利于使用；若膜层设置过厚，则会影响其透光性。

在一些实施例中，在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底1的表面制备二氧化硅膜层4的步骤中，是采用第二溅射镀膜处理的方法打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底1的表面制备二氧化硅膜层4，且第二溅射镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1～0.15pa，以硅为靶材，镀膜功率为3000～5000w，ar的流量为50～150sccm，o2的流量为50～150sccm，温度为60～65℃，时间为20～30分钟。由于交替层叠设置的二氧化硅膜层4与打底二氧化硅膜层2不同，其并不需要直接与衬底层叠结合，因此，采用的第二溅射镀膜处理的工艺条件与镀膜处理的工艺条件不同，第二溅射镀膜处理的工艺中，采用较低的镀膜功率，较低的气体流量进行处理，可以得到质量较佳，厚度适中的二氧化硅膜层4。

在一些实施例中，二氧化硅膜层4的厚度为10～100nm。控制二氧化硅膜层4的厚度适中，提高ar膜层的质量；若膜层设置过薄，则得到的产品抗摩擦效果较差，不利于使用；若膜层设置过厚，则会影响其透光性。

本申请实施例第二方面提供一种ar膜，ar膜包括柔性衬底1以及层叠结合在柔性衬底1表面的复合膜层；其中，复合膜层包括打底二氧化硅膜层2，以及沿背离打底二氧化硅膜层2的表面的方向，交替层叠结合在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底1的表面的五氧化二铌膜层3或二氧化硅膜层4。

本申请第二方面提供的ar膜，所提供的ar膜包括柔性衬底以及层叠结合在柔性衬底表面的复合膜层，且复合膜层包括打底二氧化硅膜层，以及沿背离打底二氧化硅膜层的表面的方向，交替层叠在打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面的五氧化二铌膜层或二氧化硅膜层；得到的ar膜中，复合膜层与柔性衬底结合的膜层应力较低，不会出现龟裂的情况；并且基于交替层叠设置二氧化硅膜层和五氧化二铌膜层，得到的ar膜硬度高，透过率高，使用效果较佳。

在一些实施例中，如图1所示，ar膜包括柔性衬底1以及层叠结合在柔性衬底表面的复合膜层，其中，复合膜层包括与柔性衬底表面层叠结合的打底二氧化硅膜层2，以及沿背离打底二氧化硅膜层的表面的方向，与打底二氧化硅膜层背离柔性衬底的表面交替层叠结合的五氧化二铌膜层3或二氧化硅膜层4.

在一些实施例中，打底二氧化硅膜层2的厚度为150～180nm，控制的打底二氧化硅膜层2的厚度较厚，能够提高与衬底的结合能力，提升膜层质量，保证与柔性衬底的结合不会发生龟裂。

在一些实施例中，五氧化二铌膜层3的厚度为10～140nm，二氧化硅膜层4的厚度为10～100nm，控制五氧化二铌膜层3和二氧化硅膜层4的厚度适中，提高ar膜层的质量；若膜层设置过薄，则得到的产品抗摩擦效果较差，不利于使用；若膜层设置过厚，则会影响其透光性。

在一些实施例中，ar膜中，复合膜层的膜层总数为7～13层。在本发明具体实施中，复合膜层的膜层总数为7层、9层、11层、13层。控制ar膜的复合膜层的膜层总数为奇数，确保与柔性衬底结合的一面以及远离柔性衬底的一面均为二氧化硅膜层4。

本申请第三方面提供的一种ar膜在光学仪器中的应用，其中，ar膜为ar膜的制备方法制备得到的ar膜或为ar膜。

本申请第三方面提供的ar膜在光学仪器中的应用，由于得到的ar膜与柔性衬底结合的膜层应力较低，不会出现龟裂的情况；并且得到的ar膜硬度高，透过率高，保证在光学仪器中的可广泛应用。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种ar膜及其制备方法

ar膜的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供pet柔性衬底，在柔性衬底的表面进行镀膜处理，得到与柔性衬底层叠设置的打底二氧化硅膜层2；其中，镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1pa，以硅为靶材，镀膜功率为3000w，ar的流量为250sccm，o2的流量为250sccm，温度为60℃，时间为25分钟。

(2)采用溅射镀膜处理的方法在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底的表面反复交替制备五氧化二铌膜层3或二氧化硅膜层4，得到ar膜；

其中，采用第二镀膜处理的方法制备五氧化二铌膜层3，采用第三镀膜处理的方法制备二氧化硅膜层4，第二镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1pa，以铌为靶材，镀膜功率为3000w，ar的流量为50sccm，o2的流量为50sccm，温度为60℃，时间为20分钟；第三镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1pa，以硅为靶材，镀膜功率为3000w，ar的流量为50sccm，o2的流量为50sccm，温度为60℃，时间为20分钟。

其中，得到的ar膜的膜层总数为7层，即从柔性衬底表面依次是：打底二氧化硅膜层2、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4。

ar膜

采用实施例1提供的方法进行制备，得到的ar膜的膜层总数为7层，即从柔性衬底表面依次是：打底二氧化硅膜层2、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4；

其中，打底二氧化硅膜层2的厚度为150nm；五氧化二铌膜层3的厚度为10nm；二氧化硅膜层4的厚度为10nm。

实施例2

一种ar膜及其制备方法

ar膜的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供pet柔性衬底，在柔性衬底的表面进行镀膜处理，得到与柔性衬底层叠设置的打底二氧化硅膜层2；其中，镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1pa，以硅为靶材，镀膜功率为4000w，ar的流量为300sccm，o2的流量为300sccm，温度为62℃，时间为30分钟。

(2)采用溅射镀膜处理的方法在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底的表面反复交替制备五氧化二铌膜层3或二氧化硅膜层4，得到ar膜；

其中，采用第二镀膜处理的方法制备五氧化二铌膜层3，采用第三镀膜处理的方法制备二氧化硅膜层4，第二镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1pa，以铌为靶材，镀膜功率为4000w，ar的流量为100sccm，o2的流量为100sccm，温度为60℃，时间为25分钟；第三镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1pa，以硅为靶材，镀膜功率为4000w，ar的流量为100sccm，o2的流量为100sccm，温度为63℃，时间为20分钟。

其中，得到的ar膜的膜层总数为9层，即从柔性衬底表面依次是：打底二氧化硅膜层2、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4。

ar膜

采用实施例2提供的方法进行制备，得到的ar膜的膜层总数为9层，即从柔性衬底表面依次是：打底二氧化硅膜层2、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4；

其中，打底二氧化硅膜层2的厚度为160nm；五氧化二铌膜层3的厚度为30nm；二氧化硅膜层4的厚度为15nm。

实施例3

一种ar膜及其制备方法

ar膜的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供pet柔性衬底，在柔性衬底的表面进行镀膜处理，得到与柔性衬底层叠设置的打底二氧化硅膜层2；其中，镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.1pa，以硅为靶材，镀膜功率为5000w，ar的流量为350sccm，o2的流量为350sccm，温度为65℃，时间为35分钟。

(2)采用溅射镀膜处理的方法在打底二氧化硅膜层2背离柔性衬底的表面反复交替制备五氧化二铌膜层3或二氧化硅膜层4，得到ar膜；

其中，采用第二镀膜处理的方法制备五氧化二铌膜层3，采用第三镀膜处理的方法制备二氧化硅膜层4，第二镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.15pa，以铌为靶材，镀膜功率为5000w，ar的流量为150sccm，o2的流量为150sccm，温度为65℃，时间为30分钟；第三镀膜处理的工艺参数为：真空度为0.15pa，以硅为靶材，镀膜功率为5000w，ar的流量为150sccm，o2的流量为150sccm，温度为65℃，时间为30分钟。

其中，得到的ar膜的膜层总数为13层，即从柔性衬底表面依次是：打底二氧化硅膜层2、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4。

ar膜

采用实施例3提供的方法进行制备，得到的ar膜的膜层总数为13层，即从柔性衬底表面依次是：打底二氧化硅膜层2、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4、五氧化二铌膜层3、二氧化硅膜层4；

其中，打底二氧化硅膜层2的厚度为180nm；五氧化二铌膜层3的厚度为100nm；二氧化硅膜层4的厚度为100nm。

性质测试及结果分析

将实施例1～3得到的ar膜进行性质测定，如表1所示，发明实施例1～3得到的ar膜中打底二氧化硅层和pet基底更好的结合，没有出现龟裂，且膜硬度高，透过率高。

表1

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。