一种减反射镀膜玻璃和制备方法与流程

文档序号:14935165发布日期:2018-07-13 19:09阅读:270来源:国知局

本发明涉及玻璃制造技术领域,具体地,涉及一种减反射镀膜玻璃和制备方法。



背景技术:

在商业街区、文物展览、玻璃幕墙建筑等场合下,都需要使用大版面高透过、低反射的玻璃制品,以保证能最大限度的消除玻璃制品的界面感,使得观察者能最为清晰的观察到玻璃制品背部景物。以上的玻璃制品不但要考虑整个大版面玻璃制品高透过、低反射的光学表现,还要满足最终玻璃成品检测标准中对视觉缺陷的限制,而且还需要考虑到玻璃整体制品必须具有足够的机械性能,以抵御一定的外界作用力冲击。

在经过化学或物理钢化处理后的玻璃制品可在其基底表面通过施镀一层减反射膜层制成高透过、低反射的玻璃制品,但钢化工艺本身已经限定了玻璃制品的版面尺寸、厚度以及外型(不能弯曲),而且由于设备的限制,一般较厚的复合制品(夹层)无法进入磁控溅射设备,特别是进行物理钢化处理后的玻璃制品,虽然符合标准但仍有一定弯曲度的产品。而且,经过钢化处理后的玻璃制品一旦在设备内部发生自损毁或由碰撞引发的损毁,将不可避免的中断镀膜生产,并且需要进行设备腔体内部的清洁,这将引起非常大的生产损耗。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供一种减反射镀膜玻璃和制备方法。

根据本发明的第一方面,本发明提供一种减反射镀膜玻璃,包括:

玻璃基片以及由所述玻璃基片的其中一个表面依次设置的高折射率过渡层、第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层以及第二低折射率层;

所述高折射率过渡层由氮化硅、氧化锌、氧化锌铝以及氧化锌锡中的一种组成;所述高折射率过渡层还可以由第一子高折射率过渡层以及第二子高折射率过渡层组成,其中,所述第一子高折射率过渡层为二氧化硅,所述第二子高折射率过渡层为氮化硅;所述第一高折射率层为氧化钛;所述第一低折射率层为二氧化硅;所述第二高折射率层为氧化钛;所述第二低折射率层为二氧化硅;所述第二低折射率层还可以由第一低折射率子层以及第二低折射率子层组成;所述第一低折射率子层为氮化硅、氧化锌、氧化锌铝或者氧化锌锡中的一种,所述第二低折射率子层为二氧化硅。

根据本发明的一实施方式,高折射率过渡层的折射率为1.45至2.10之间,并且其总厚度为20至40nm之间。

根据本发明的一实施方式,第一高折射率层的折射率为2.45至2.65之间,并且其总厚度为6至20nm之间。

根据本发明的一实施方式,第一低折射率层的折射率为1.45至1.60之间,并且其总厚度为25至50nm之间。

根据本发明的一实施方式,第二高折射率层的折射率为2.45至2.62之间,并且其总厚度为20至30nm之间或者80-100nm之间。

根据本发明的一实施方式,第二低折射率层的折射率为1.45至2.10之间,并且其总厚度为80-110nm之间。

根据本发明的第二方面,本发明提供一种如本发明的第一方面所述的减反射镀膜玻璃的制备方法,其包括如下步骤:

步骤a:将玻璃基片放置于磁控溅射镀膜设备的腔体内,使玻璃基片于真空环境下保持匀速前进;

步骤b:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氮气和氩气组成的第一混合气体或由氧气和氩气组成的第二混合气体,并且由中频交流磁控溅射电源将硅靶材、氧化锌靶材、氧化锌铝靶材或者氧化锌锡靶材溅射至平板玻璃的表面,形成高折射率过渡层;

步骤c:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,并且由中频交流磁控溅射电源将氧化钛靶材溅射至高折射率过渡层上,形成第一高折射率层;

步骤d:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,并且由中频交流磁控溅射电源将硅靶材溅射至第一高折射层上,形成第一低折射率层;

步骤e:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,并且由中频交流磁控溅射电源将氧化钛靶材溅射至第一高折射层上,形成第二高折射率层;

步骤f:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氮气和氩气组成的第一混合气体或由氧气和氩气组成的第二混合气体,并且由中频交流磁控溅射电源将二氧化硅靶材、氧化锌靶材、氧化锌铝靶材以及氧化锌锡靶材溅射至第二高折射层上,形成第二低折射率层。

根据本发明的一实施方式,本发明的减反射镀膜玻璃的制备方法在步骤f之后还包括如下步骤:

步骤g:将步骤f中最终得到的减反射镀膜玻璃进行切割、清洗、磨边,最终得到规定尺寸的减反射镀膜玻璃;

步骤h:通过钢化炉对将步骤2中符合规定尺寸的减反射镀膜玻璃进行加热钢化;

步骤i:对步骤3中钢化后的减反射镀膜玻璃进行风冷处理。

本发明区别于现有技术的有益效果是:本发明的减反射镀膜玻璃通过在玻璃基片和第一高折射率层之中引入了兼顾不同物质微观结构的高折射率过渡层,以消除含钛的第一高折射率层直接在玻璃基片表面沉积时由于元素差异、氢键影响所造成的结构位错,有利于平滑膜层、提高氧化钛膜层的致密程度以及与玻璃基片的结合力,进而降低第一高折射率层以及在其上构建的后续膜层在后续物理钢化过程中出现破损、开裂的几率。通过采用本发明所提供的制备方法所获得的减反射镀膜玻璃可以进行物理钢化,并可以在一定钢化工艺范围内进行弯曲型的物理钢化以满足特殊场合下的定制化需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本发明减反射镀膜玻璃的结构示意图之一;

图2为本发明减反射镀膜玻璃的结构示意图之二。

附图标记说明:b、玻璃基片;t、高折射率过渡层;h1、第一高折射率层;l1、第一低折射率层;h2、第二高折射率层;l2、第二低折射率层;t1、第一子高折射率过渡层;t2、第二子高折射率过渡层;l21、第一低折射率子层;l22、第二低折射率子层。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明的部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本发明,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例一:

请参考图1及2所示,分别为本发明减反射镀膜玻璃的结构示意图之一及结构示意图之二。

本实施例提供一种减反射镀膜玻璃,其包括玻璃基片b以及由玻璃基片b的其中一个表面上依次设置的高折射率过渡层t、第一高折射率层h1、第一低折射率层l1、第二高折射率层h2以及第二低折射率层l2。在本实施例中,玻璃基片b可以为浮法平板玻璃,或者是常见的浮法平板着色玻璃,也可以是经过物理或化学钢化处理后的、平整度符合相关标准的平板玻璃。

高折射率过渡层t为氮化硅、氧化锌、氧化锌铝以及氧化锌锡中的一种,高折射率过渡层t的折射率为1.45至2.10之间,并且其总厚度为20至40nm之间。在一实施方式中,高折射率过渡层t还可以由第一子高折射率过渡层t1以及第二子高折射率过渡层t2组成,并且第一子高折射率过渡层t1位于底层,第二子高折射率过渡层t2位于顶层。其中,第一子高折射率过渡层t1为二氧化硅,第二子高折射率过渡层t2为氮化硅,同时第一子高折射率过渡层t1以及第二子高折射率过渡层t2的折射率均为1.45至2.10之间。

第一高折射率层h1为氧化钛,第一高折射率层h1的折射率为2.45至2.65之间,并且其总厚度为6至20nm之间。

第一低折射率层l1为二氧化硅,第一低折射率层l1的折射率为1.45至1.60之间,并且其总厚度为25至50nm之间。

第二高折射率层h2为氧化钛,第二高折射率层h2的折射率为2.45至2.62之间,并且其总厚度为20至30nm之间或者80-100nm之间,第二高折射率层h2具备相对较厚的厚度,可保证本发明的减反射镀膜玻璃具备胶低的外发射强度。

第二低折射率层l2为二氧化硅,第二低折射率层l2的折射率为1.45至2.10之间,并且其总厚度为80-110nm之间。在一实施方式中,第二低折射率层l2还可以由第一低折射率子层l21以及第二低折射率子层l22组成,其中第一低折射率子层l21位于底层,第二低折射率子层l22位于顶层。第一低折射率子层l21为氮化硅、氧化锌、氧化锌铝或者氧化锌锡中的一种,第二低折射率子层l22为二氧化硅,同时,第一低折射率子层l21以及第二低折射率子层l22的折射率均为1.45至2.10之间。

实施例二:

本实施例提供一种减反射镀膜玻璃的制备方法,包括如下步骤:

步骤a:采用6mm市售超白浮法玻璃或6mm已钢化超白平板玻璃为玻璃基片b,利用工业化清洗设备对玻璃基片b的表面进行清洗,干燥之后将玻璃基片b传入于磁控溅射镀膜设备内,使玻璃基片b于真空环境下保持匀速前进,其中磁控溅射镀膜设备的真空值设置为10-5mbar,传输速度设置为0.50米/分钟;

步骤b:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1.1:1,工作气压为8×10-2mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含有铝的硅靶材(元素质量比为:si:al=95:5)溅射至平板玻璃的表面,其中工作功率为20kw~35kw,在玻璃基片b上沉积厚度为25~45nm、结构为二氧化硅的高折射率过渡层t;

步骤c:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1:10,工作气压为5×10-3mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含铝的氧化钛靶材(元素质量比为:tio2:al=95:5)溅射至高折射率过渡层t上,工作功率为9kw~12kw,在高折射率过渡层t上沉积厚度为7~8.5nm、结构为氧化钛的第一高折射率层h1;

步骤d:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1.1:1,工作气压为6×10-3mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含铝的硅靶材(元素质量比为:si:al=95:5)溅射至第一高折射率层h1上,工作功率为35kw~38kw,在第一高折射率层h1上沉积厚度为45~50nm、结构为二氧化硅的第一低折射率层l1;

步骤e:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1:5,工作气压为5×10-3mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含铝的氧化钛靶(元素质量比为:tio2:al=95:5)溅射至第一低折射率层l1上,工作功率为140kw~160kw,第一低折射率层l1上沉积厚度为100~110nm、结构为氧化钛的第二高折射率层h2;

步骤f:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1.1:1,工作气压为4×10-3mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含铝的硅靶(元素质量比为:si:al=95:5)溅射至第一低折射率层l1上,工作功率为65kw~75kw,在第二高折射率层h2上沉积厚度为85~95nm、结构为二氧化硅的第二低折射率层l2。

完成如上步骤之后,所获得的减反射镀膜玻璃通过pekimelmerlamda950(d65照射光源,8°,积分球直径150mm)分光光度计测定300-2500nm区间内光谱数据,并采用glazingdesign软件(广东省建筑科学研究院v1.0)计算其光学性能为:

可见光透过率:tvis=94.6%;

室内面(镀膜面)反射率:rvis-out=5.3%;

室外面(非镀膜面)反射率:rvis-in=5.3%;

室内面(镀膜面)反射光色度值:l*28,a*0.2,b*-1.7;

镀膜后反射率衰减值:δrvis=|5.3-8.3|=3.0%。

实施例三:

本实施例与实施例二的区别在于,其包括如下步骤:

步骤g:将步骤f中最终得到的减反射镀膜玻璃进行切割、清洗、磨边,最终得到尺寸为长2200mm、宽1200mm的减反射镀膜玻璃;

步骤h:通过北玻n-15k8050平弯钢化炉对将步骤g中符合规定尺寸的减反射镀膜玻璃进行物理钢化,钢化炉温度设置为上部660℃-675℃,下部670℃-685℃,上炉体温度设置为670摄氏度(加热功率80kw),下炉体温度设置为680摄氏度(加热功率85kw);

步骤i:对步骤h中钢化后的减反射镀膜玻璃进行风冷处理,其中弯弧半径r=4m,在2.4kpa风压下急冷110-130s,缩短成型时间即滞后吹风时间至8-10s,风冷处理至玻璃表面240-260℃。

通过与实施例二中相同的测定和计算方法对完成如上步骤后最终得到的钢化减反射镀膜玻璃进行测定和计算,该钢化减反射镀膜玻璃的光学性能如下:

可见光透过率:tvis=94.7%;

室内面(镀膜面)反射率:rvis-out=5.2%;

室外面(非镀膜面)反射率:rvis-in=5.2%;

室内面(镀膜面)反射光色度值:l*28,a*0.4,b*-2.2;

镀膜后反射率衰减值:δrvis=|5.2-8.3|=3.1%。

实施例四:

本实施例提供一种减反射镀膜玻璃的制备方法,包括如下步骤:

步骤a:采用6mm或8mm市售超白平板玻璃为玻璃基片b,利用工业化清洗设备对玻璃基片b的表面进行清洗,干燥之后将玻璃基片b传入于磁控溅射镀膜设备内,使玻璃基片b于真空环境下保持匀速前进,其中磁控溅射镀膜设备的真空值设置为10-5mbar,传输速度设置为0.48米/分钟;

步骤b:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1.1:1,工作气压为8×10-2mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含有铝的硅靶材(元素质量比为:si:al=95:5)溅射至玻璃基片b的表面,其中工作功率为10kw~20kw,在玻璃基片b上沉积厚度为15~20nm、结构为二氧化硅的第一子高折射率过渡层t1,然后,供入由氮气和氩气组成的第二混合气体,其中,氮气和氩气体积比为1:1,工作气压为3×10-2mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含有铝的硅靶材(元素质量比为:si:al=95:5)溅射至第一子高折射率过渡层t1上,其中工作功率为15kw~20kw,在第一子高折射率过渡层t1上沉积厚度为15~20nm、结构为氮化硅的第二子高折射率过渡层t2;

步骤c:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1:10,工作气压为5×10-3mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含铝的氧化钛靶材(元素质量比为:tio2:al=95:5)溅射至高折射率过渡层t上,工作功率为18kw~25kw,在第二子高折射率过渡层t2上沉积厚度为15~20nm、结构为氧化钛的第一高折射率层h1;

步骤d:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1.1:1,工作气压为6×10-3mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含铝的硅靶材(元素质量比为:si:al=95:5)溅射至第一高折射率层h1上,工作功率为25kw~30kw,在第一高折射率层h1上沉积厚度为26~32nm、结构为二氧化硅的第一低折射率层l1;

步骤e:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1:5,工作气压为5×10-3mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含铝的氧化钛靶(元素质量比为:tio2:al=95:5)溅射至第一低折射率层l1上,工作功率为40kw~45kw,第一低折射率层l1上沉积厚度为28~32nm、结构为氧化钛的第二高折射率层h2;

步骤f:向磁控溅射镀膜设备的腔体内供入由氧气和氩气组成的第二混合气体,其中,氧气和氩气体积比为1.1:1,工作气压为4×10-3mbar,然后由中频交流磁控溅射电源将含铝的硅靶(元素质量比为:si:al=95:5)溅射至第一低折射率层l1上,工作功率为70kw~80kw,在第二高折射率层h2上沉积厚度为80~90nm、结构为二氧化硅的第二低折射率层l2;

步骤g:将步骤f中最终得到的减反射镀膜玻璃进行切割、清洗、磨边,最终得到尺寸为长2200mm、宽1200mm的减反射镀膜玻璃;

步骤h:通过北玻n-15k8050平弯钢化炉对将步骤g(步骤2)中符合规定尺寸的减反射镀膜玻璃进行物理钢化,钢化炉温度设置为上部660℃-675℃,下部670℃-685℃,上炉体温度设置为670摄氏度(加热功率80kw),下炉体温度设置为680摄氏度(加热功率85kw);

步骤i:对步骤h中钢化后的减反射镀膜玻璃进行风冷处理,其中弯弧半径r=4m,在2.4kpa风压下急冷110-130s,缩短成型时间即滞后吹风时间至8-10s,风冷处理至玻璃表面240-260℃。

通过与实施例二中相同的测定和计算方法对完成如上步骤后最终得到的钢化减反射镀膜玻璃进行测定和计算,该钢化减反射镀膜玻璃的光学性能如下:

可见光透过率:tvis=95.0%;

室内面(镀膜面)反射率:rvis-out=4.9%;

室外面(非镀膜面)反射率:rvis-in=4.9%;

室内面(镀膜面)反射光色度值:l*26,a*-0.1,b*-3.1;

镀膜后反射率衰减值:δrvis=|4.9-8.3|=3.4%。

上所述仅为本发明的实施方式而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的权利要求范围之内。

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