[實用新型]減反光學組件

有效

• 申請號: 201220646010.9
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN202975370U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 谷鋆鑫
• 申請（專利權）人: 法國圣戈班玻璃公司
• 主分類號: G02B1/11
• 分類號: G02B1/11
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郎曉虹;李春暉

技術領域

本實用新型涉及納米材料技術領域，尤其涉及一種減反光學組件。

背景技術

光在傳播時，在不同介質的分界面上通常會有一部分改變傳播方向而返回原來介質中，這被稱為光的反射。通常，不同介質之間折射率的差異越大，光在該分界面處的反射將越強。在光伏器件、顯示器等領域中，如何減小光的反射一直是研究的熱點。

飛蛾的復眼可以被看作是由六角形納米結構凸起有序排列而成的陣列結構。這個陣列被認為是角膜表面的同質透明層，每一個納米結構凸起相當于一個減反射單元。這樣的結構使得飛蛾的復眼具有低反光性，使其看起來異常黑。因此，即使飛蛾在夜間飛行也不易被察覺。這樣的效應被稱為蛾眼效應。與傳統單層多孔膜結構相比，基于蛾眼效應的減反射層所適應的光譜范圍更寬，入射角度更大，且具有超親水特性，可以實現自清潔。

下面結合蛾眼結構的不同光學模型，對蛾眼結構減反射作用的原理進行說明。

參考圖1，示出了一種蛾眼結構模型的等效示意圖。根據繞射理論，當蛾眼結構1的表面具有凸起的結構變化時（即蛾眼結構1中的小臺階高度差接近或小于光波長時），這種凸起的結構變化將引起材料折射率的微變化，會形成自空氣至蛾眼結構1折射率n1、n2、n3、n4依次增大的趨勢，從而減少光的反射。

參考圖2，示出了另一種蛾眼結構模型的等效示意圖。當凸起尺寸進一步減小，凸起的密度進一步增多，其結構從總體上看就越來越接近于蛾眼結構2的連續變化斜面。這將引起于蛾眼結構2的折射率沿深度方向從n1至n4呈連續變化，從而進一步減小折射率急劇變化所造成的反射現象。

更多關于蛾眼結構的技術可以參考申請公布號為CN102395905A的中國專利申請。

基于所述蛾眼效應，發展了多種仿生光學材料，以起到減少光反射的作用。參考圖3所示，現有技術中一種減反光學組件可以包括：

玻璃基底3；

位于玻璃基底3表面的減反射層，所述減反射層包括由多個氧化鋅納米棒4組成的氧化鋅納米棒陣列，如圖所示，這些納米棒的高度不同，從而形成蛾眼結構的減反射層。

但是由于氧化鋅的活性比較大，易與酸性物質或堿性物質進行化學反應，且機械強度低，從而所述減反射層的穩定性較差，最終導致減反射層的使用壽命比較短。

類似地，當減反射層采用其它材料時，也可能存在上述問題。

實用新型內容

因此，需要一種光學組件，可以提高減反射層的穩定性。此外，在提高減反射層的穩定性的同時，不影響其減反射效果也將是有利的。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種減反光學組件，包括：

基底；

位于所述基底表面的減反射層，所述減反射層包括由多個氧化鋅納米棒組成的氧化鋅納米棒陣列；以及

位于所述減反射層表面的覆蓋層，所述覆蓋層的材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯中的一種或多種。

一個基本思想是通過在氧化鋅納米棒陣列的表面增加材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯中一種或多種的覆蓋層，可以起到保護減反射層的作用，避免酸性物質或堿性物質直接與減反射層發生化學反應，且可以提高減反射層的耐磨性能，最終提高減反射層的穩定性，延長減反光學組件的使用壽命。此外，所述覆蓋層不影響減反光學組件表面的超親水特性，從而可以實現減反光學組件的自清潔功能，且使得減反光學組件表面的防霧效果顯著。

在一個例子中，所述覆蓋層覆蓋所述多個氧化鋅納米棒的上部，從而所述覆蓋層和兩個相鄰的氧化鋅納米棒之間存在空隙。由于覆蓋層和兩個相鄰的氧化鋅納米棒之間存在空隙，因此所述覆蓋層會使得減反光學組件表面的折射率變化更豐富，從而提高了減反射層的減反效果。

根據本實用新型的另一個方面，提供了一種減反光學組件，包括：

基底；

位于所述基底表面的減反射層，所述減反射層具有蛾眼結構，所述減反射層包括由多個凸起組成的凸起陣列；

位于所述減反射層表面的覆蓋層，所述覆蓋層的材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯中的一種或多種。

一個基本思想是通過在蛾眼結構的減反射層表面增加材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯中一種或多種的覆蓋層，可以起到保護減反射層的作用，避免酸性物質或堿性物質直接與減反射層發生化學反應，且可以提高減反射層的耐磨性能，最終提高減反射層的穩定性，延長減反光學組件的使用壽命。此外，所述覆蓋層不影響減反光學組件表面的超親水特性，從而可以實現減反光學組件的自清潔功能，且使得減反光學組件表面的防霧效果顯著。