一种减反射膜的制作方法

1.本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种减反射膜。


背景技术：

2.由于光学塑料镜片质量小、价格低廉和容易形成复杂形状的优势，光学镜头中的镜片由玻璃镜片为主导变为由光学塑料镜片为主导。
3.目前的相机镜头都在使用镀膜镜片，且根据实际情况的需要所镀膜层的类型略有不同，但是在诸多种类所镀膜层的类型中，最常见的为减反射膜。在众多的光学相机中，安防相机和车载相机的镜头必须满足在户外环境下稳定工作的要求，但是目前现存的绝大多数光学塑料镜片都存在受紫外线照射老化从而导致膜裂的问题，极大地影响了相机的成像质量。当紫外线照射光学塑料镜片以后，导致膜裂的主要原因有两个，第一，光学塑料吸收紫外线并发生老化反应，导致其内部结构发生变化，这种光学塑料基底的结构变化会引起薄膜与基底接触界面的力学环境发生变化，随着时间的推移，老化反应加重，最终导致膜裂。第二，水汽会加速老化反应，进一步改变膜基接触界面的力学环境，导致膜裂。第三，目前应用于光学镜头的光学塑料镜片几乎都是非球面，由于镜片前后表面的面型不同，光学塑料基底与膜层材料之间的热膨胀系数相差较大，制备减反射膜后，膜层会产生比较大的应力，导致薄膜发生膜裂。
4.cn207233746u公开了一种太阳能电池减反射薄膜，其包括形成在硅片表面上的第一膜层、形成在所述的第一膜层上的第二膜层、形成在所述的第二膜层上的第三膜层，所述的第一膜层的折射率为2.15～2.4，所述的第三膜层的折射率为1.9～2.15且所述的第三膜层的折射率小于所述的第一膜层的折射率，所述的第二膜层的折射率自所述的第一膜层所在侧向着所述的第三膜层所在侧逐渐减小。其公开的减反射薄膜通过将第二膜层设置成渐变的折射率，减少了光在界面层发生的发射现象，提高了入射光的利用率，可提高太阳能电池的光电转换效率0.05％以上。
5.cn109557604a公开了一种抗紫外线减反射膜层及其应用，其公开的膜层由高折射率介质材料层和低折射率介质材料层交替组成；所述高折射率介质材料层和低折射率介质材料层的总层数不少于8层；所述高折射率介质材料层对波长为550nm可见光的折射率不小于2.10；所述低折射率介质材料层对波长为550nm可见光的折射率不大于1.52；其公开的膜层利用波长不同的光波在不同介质材料层间界面的反射和折射的效果，使其对紫外光具有了优异的反射效果，同时降低可见光的反射率，提升膜层对可见光透过率，从而使该膜层实现了抗紫外线减反射的作用。但是其针对的基底是玻璃形成的。
6.综上所述，开发一种有效抵抗紫外线照射的光学塑料基底的减反射膜至关重要。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种减反射膜，所述减反射膜以光学塑料层为基底层，能有效抵抗紫外线照射。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.本实用新型提供一种减反射膜，所述减反射膜包括基底以及设置于所述基底两侧的膜层；
10.所述膜层包括交替设置的第一折射率膜层和第二折射率膜层；
11.所述第一折射率膜层的折射率高于第二折射率膜层的折射率；
12.所述基底的附着力大于膜层的应力；
13.所述基底为光学塑料层。
14.本实用新型以光学塑料层为基底，在基底的两侧设有按照高低折射率交替设置的膜层，使基底的附着力大于膜层的应力，形成能有效抵抗紫外线照射的减反射膜。
15.优选地，所述第一折射率膜层和第二折射率膜层的层数不同，所述第一折射率膜层的层数为8-10层，例如8层，9层，10层。
16.优选地，所述第二折射率膜层的层数为10-12层，例如10层，11层，12层。
17.优选地，所述第一折射率膜层的折射率为2.3～2.5，例如2.35、2.4、2.45等；
18.所述第二折射率膜层的折射率为1.4～1.6，例如1.45、1.5、1.55等。
19.优选地，所述膜层的应力为-5gpa～-10gpa，例如-6gpa、-7gpa、-8gpa、-9gpa等。
20.优选地，所述第一折射率膜层的厚度为5nm～100nm，例如10nm、20nm、40nm、60nm、80nm等，每层第一折射率膜层的厚度不同。
21.优选地，所述第二折射率膜层的厚度为5nm～100nm，例如10nm、20nm、40nm、60nm、80nm等，每层第二折射率膜层的厚度不同。
22.优选地，所述基底的折射率大于相邻膜层的折射率，所述基底的相邻的膜层为第二折射率膜层。
23.优选地，所述第一折射率膜层为五氧化三钛层。
24.优选地，所述第二折射率膜层为二氧化硅层。
25.示例性地，所述减反射膜的制备方法包括如下步骤：
26.(1)对光学塑料基底进行清洗，取出后烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时长在2-20h之间，用于去除光学塑料基底吸附的水汽并释放在光学塑料基底成型过程中产生的应力；烘烤完成后冷却3-10h，放置环境为千级洁净度以上的无尘车间；
27.(2)将镜片放入镀膜腔室后，设置缓慢抽气时间为90s，设置工件架转速为30转/min，使膜层厚度更加均匀；设置工件架温度90℃，用以去除表面吸附的水汽，设置侧壁温度为105℃；在此同时进行抽真空，以减少腔室内的杂质，提高成膜质量；
28.(3)抽真空至8.0
×
10-3
pa后，开始预熔高低折射率膜料，预熔完成后，抽真空至5.0
×
10-3
pa，恒温保持10min，准备制备减反射膜；
29.(4)在制备减反射膜时，由电子枪配合离子源控制高低折射率膜层的各项参数和性能；
30.(5)双面镀膜完成后，设置放气前冷却时间为60s，缓慢放气时间为90s，放气完成后取出。
31.相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
32.(1)本实用新型所述减反射膜以光学塑料层为基底层，能承受氙灯条件温度60℃，湿度85％，光照0.6w/m2(450w灯辐射强度)，72小时未发生膜裂，条件比常温严酷，相当于在
户外使用1.5-2年的紫外线量，能满足在户外环境使用。
33.(2)本实用新型所述减反射膜光谱曲线在420-630nm波段，r
max
≤0.8％；631-680nm波段，r
max
≤0.9％；681-850nm波段，r
max
≤1.5％；851-880nm波段，r
max
≤2.0％；在420-880nm波段的平均反射率小于0.6％。
附图说明
34.图1是实施例1所述的减反射膜的示意图；
35.图2是实施例1所述光学塑料基底优化设计的反射率曲线图；
36.其中，1-基底；2-第二折射率膜层，3-第一折射率膜层。
具体实施方式
37.为便于理解本实用新型，本实用新型列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。
38.实施例1
39.本实施例提供一种减反射膜，其结构示意图如图1所示，所述减反射膜包括基底1以及设置于所述基底两侧的膜层；
40.所述膜层包括交替设置的第一折射率膜层3和第二折射率膜层2，所述基底相邻的膜层为第二折射率膜层；
41.所述基底的附着力大于膜层的应力；
42.所述基底为光学塑料层，材料购于瑞翁，牌号为k26r，前后表面面形为微凸；
43.所述第一折射率膜层材质为五氧化三钛，折射率为2.3～2.5，层数为8。
44.所述第二折射率膜层材质为二氧化硅，折射率为1.4～1.6，层数为10。
45.所述减反射膜其中一侧的膜层为：从基底由下至上的顺序依次为厚度为20nm的第二折射率膜层、10.36nm的第一折射率膜层、49.52nm的第二折射率膜层、29.27nm的第一折射率膜层、20.77nm的第二折射率膜层、83.23nm的第一折射率膜层、12.31nm的第二折射率膜层、32.22nm的第一折射率膜层、99.42nm的第二折射率膜层；
46.另一侧的膜层与上述膜层对称设置于基底两侧。
47.上述减反射膜的制备方法包括如下步骤：
48.(1)对光学塑料基底进行清洗，取出后烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时长在10h之间，用于去除光学塑料基底吸附的水汽并释放在光学塑料基底成型过程中产生的应力；烘烤完成后冷却8h，放置环境为千级洁净度以上的无尘车间；
49.(2)将镜片放入镀膜腔室后，设置缓慢抽气时间为90s，设置工件架转速为30转/min，使膜层厚度更加均匀；设置工件架温度90℃，用以去除表面吸附的水汽，设置侧壁温度为105℃；在此同时进行抽真空，以减少腔室内的杂质，提高成膜质量；
50.(3)抽真空至8.0
×
10-3
pa后，开始预熔高低折射率膜料，预熔完成后，抽真空至5.0
×
10-3
pa，恒温保持10min，准备制备减反射膜；
51.(4)在制备减反射膜时，由电子枪配合离子源控制高低折射率膜层的各项参数和性能；
52.(5)双面镀膜完成后，设置放气前冷却时间为60s，缓慢放气时间为90s，放气完成
后取出。
53.实施例2
54.本实施例提供一种减反射膜，所述减反射膜包括基底以及设置于所述基底两侧的膜层；
55.所述膜层包括交替设置的第一折射率膜层和第二折射率膜层，所述基底相邻的膜层为第二折射率膜层；
56.所述基底的附着力大于膜层的应力；
57.所述基底为光学塑料层，材料购于大阪瓦斯，牌号为ep8000，前后表面面形为一平一凹。
58.所述第一折射率膜层材质为五氧化三钛，折射率为2.3～2.5，层数为8。
59.所述第二折射率膜层材质为二氧化硅，折射率为1.4～1.6，层数为10。
60.所述减反射膜其中一侧的膜层为：从基底由下至上的顺序依次为厚度为20nm的第二折射率膜层、14.6nm的第一折射率膜层、43.12nm的第二折射率膜层、32.28nm的第一折射率膜层、18.75nm的第二折射率膜层、84.8nm的第一折射率膜层、12.81nm的第二折射率膜层、31.81nm的第一折射率膜层、99.89nm的第二折射率膜层；
61.另一侧的膜层与上述膜层对称设置于基底两侧。
62.所述减反射膜的制备方法与实施例1相同。
63.对比例1
64.本对比例提供一种前后表面面型为一平一凹的光学塑料镜片，购于瑞翁，牌号为k26r，前后表面面形为微凸。与实施例1的区别有以下几点：
65.(1)光学塑料镜片的烘烤温度与烘烤时间不同；
66.(2)薄膜沉积过程的电子枪参数与离子源参数不同；
67.(3)上下表面每层薄膜的厚度略有差异。
68.对比例2
69.本对比例提供一种光学塑料镜片，购于大阪瓦斯，牌号为ep8000，前后表面面形为一平一凹。与实施例2的区别有以下几点：
70.(1)光学塑料镜片的烘烤温度与烘烤时间不同；
71.(2)薄膜沉积过程的电子枪参数与离子源参数不同；
72.(3)上下表面每层薄膜的厚度略有差异。
73.性能测试
74.将实施例1-2和对比例1-2进行如下测试：
75.抗紫外线测试：
76.实施例1-2：在氙灯耐气候试验机中的进行高强度测试，测试条件：60℃，湿度85％，光照0.6w/m2，光照波段为290-800nm，每24h取出观察一次，该条件下辐射50小时紫外线量相当于在户外环境实验1.5～2年的剂量，观察膜层破裂时间。
77.对比例1-2：在氙灯耐气候试验机中的进行高强度测试，测试条件：60℃，湿度85％，光照0.6w/m2，光照波段为290-800nm，每24h取出观察一次，该条件下辐射50小时紫外线量相当于在户外环境实验1.5～2年的剂量，观察膜层破裂时间。
78.测试结果汇总于表1和图2中。
79.表1
[0080] 抗紫外线能力实施例172h未膜裂，96h膜裂实施例272h未膜裂，96h膜裂对比例124h未膜裂，48h膜裂对比例224h未膜裂，48h膜裂
[0081]
分析表1数据可知，本实用新型所述减反射膜能承受氙灯条件温度60℃，湿度85％，光照0.6w/m2(450w灯辐射强度)，72小时未发生膜裂，条件比常温严酷，相当于在户外使用1.5-2年的紫外线量，能满足在户外环境使用。
[0082]
一般来说，光学镜片中，塑料与紫外线反应的变化式如下：
[0083][0084]
本实用新型所述减反射膜用于光学镜片能更好地抵挡紫外线照射，抗氧化能力更强，不易于发生上述反应。
[0085]
分析对比例1-2与实施例1可知，对比例1-2性能不如实施例1，证明本实用新型所述减反射膜相对于现有技术的产品具有更好的抗紫外性能。
[0086]
分析图2可知，光谱曲线在420-630nm波段，r
max
≤0.8％；631-680nm波段，r
max
≤0.9％；681-850nm波段，r
max
≤1.5％；851-880nm波段，r
max
≤2.0％；在420-880nm波段的平均反射率小于0.6％。
[0087]
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细方法，但本实用新型并不局限于上述详细方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。