[發明專利]一種陶瓷孔洞陣列結構減反膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110281101.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113045214B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 高俊華;汪灣;曹鴻濤;胡海搏
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C03C17/245
• 分類號: C03C17/245
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

本發明公開了一種陶瓷孔洞陣列結構減反膜，包括襯底和減反膜；所述襯底為透明襯底，自襯底向外單向或雙向形成一層或多層減反膜；所述減反膜結構為陶瓷孔洞陣列結構；所述的陶瓷孔洞陣列結構的厚度為50?300nm，其包括陶瓷母相和直立于陶瓷母相上的空氣孔洞陣列層；所述的空氣孔洞陣列層的孔洞直徑不小于2nm，孔洞的平均間距為1.5?30nm。本發明公開的減反膜在寬譜、大角度的光照射下，具有高透過率和低霧度。本發明還公開了陶瓷孔洞陣列結構減反膜的制備方法，其制備方法簡單、高效。

技術領域

本發明屬于光學薄膜技術領域，具體涉及一種陶瓷孔洞陣列結構減反射膜及其制備方法。

背景技術

玻璃基板作為很多光電器件的重要組成部分，在智能手機、平板電腦、背光顯示器、發光二極管(LED)以及太陽能電池中都有著很重要的意義。玻璃基板一方面可以保護器件免受周圍環境的影響，另一方面可以利用其自身較高的透光率使光能夠有效的進入或穿出光電器件，滿足器件的高性能要求。高透過率的玻璃基板是光電器件獲取高性能的前提，然而在比較寬的波長范圍和角度范圍內同時實現高透過仍然是一個挑戰。

此外，在實現高透過的同時，一些應用場景也對透過光的散射性能提出了要求。霧度是一種量化光散射的參數，通常用可見光范圍內透過物體而偏離入射光方向2.5°以上的光通量與總透射光通量之間的比值來表示，光的散射越大則霧度越高。透明材料的霧度主要是由其內部或表面發生光的漫反射造成的，與材料的散射微區的尺寸和數量有關。高透過低霧度的玻璃基板可應用于智能手機、平板電腦和玻璃視窗等領域，用以增加觸摸屏、顯示器件和玻璃視窗的清晰度。

玻璃基板的透過性能和霧度可以通過兩種途徑來調控，一種是直接利用刻蝕法刻蝕透明玻璃，改變玻璃的表面形貌，實現從空氣到玻璃基底的折射率漸變，從而減少光在空氣與玻璃界面處的反射損耗，提高透過率，并通過改變表面粗糙形貌尺寸進而調控材料霧度。如申請號為CN201811215036.6的中國發明專利通過化學法直接刻蝕玻璃，獲得了霧度值低于3.5％的防眩光玻璃，但在其專利中并未給出所制備的防眩光玻璃的透過率的具體數值，且其霧度性能還有優化空間。申請號為CN202010805925.9的中國發明專利申請公開了一種高霧度玻璃襯底的制備方法。通過反應等離子刻蝕和化學刻蝕手段對玻璃進行處理，通過改變刻蝕條件，控制玻璃襯底的表面形貌尺寸在0.3-2μm之間。在獲得高于90％的透過率的同時，可調控霧度值從0.8％變化到98.5％。以上兩個專利均通過直接刻蝕玻璃產生粗糙表面，得到了不錯的透過性能，但玻璃的穩定性大大下降，且對寬譜的透過特性以及大角度下的減反性能并未進行研究。

另一種方法是在玻璃基底表面制備減反膜，可以有效改善直接刻蝕法帶來的結構穩定性問題。利用高低折射率的疊層結構實現減反是很普遍的。常見的減反膜層的制備方法有溶膠凝膠法、磁控濺射、氣相沉積法等。申請號為CN202010732939.2的中國發明專利申請公開了一種用于玻璃基底的增透減反復合膜及其制備方法，該膜系為雙面減反膜系，兩側的減反膜層結構一致。通過離子源輔助磁控濺射法在玻璃基板的單側制備7層減反膜，從玻璃基底表面向外依次為第一摻鎢VO₂薄膜層(45～55nm)、Si₃N₄薄膜層(100～120nm)、第二摻鎢VO₂薄膜層(45～55nm)、Si₃N₄薄膜層(100～120nm)、第三摻鎢VO₂薄膜層(45～55nm)、Si₃N₄薄膜層(100～120nm)以及SiO₂薄膜層(200～260nm)。鍍膜后的玻璃在可見光范圍內的透過率提升了10％左右，透過率曲線也較為平緩。但是這種多層膜系結構設計過于復雜，且該發明只關注了減反膜結構的透過特性，并未研究霧度特性，此外，寬譜和大角度特性在此減反結構中也未有體現。