[发明专利]一种陶瓷孔洞阵列结构减反膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷孔洞阵列结构减反膜，包括衬底和减反膜；所述衬底为透明衬底，自衬底向外单向或双向形成一层或多层减反膜；所述减反膜结构为陶瓷孔洞阵列结构；所述的陶瓷孔洞阵列结构的厚度为50‑300nm，其包括陶瓷母相和直立于陶瓷母相上的空气孔洞阵列层；所述的空气孔洞阵列层的孔洞直径不小于2nm，孔洞的平均间距为1.5‑30nm。本发明公开的减反膜在宽谱、大角度的光照射下，具有高透过率和低雾度。本发明还公开了陶瓷孔洞阵列结构减反膜的制备方法，其制备方法简单、高效。

技术领域

本发明属于光学薄膜技术领域，具体涉及一种陶瓷孔洞阵列结构减反射膜及其制备方法。

背景技术

玻璃基板作为很多光电器件的重要组成部分，在智能手机、平板电脑、背光显示器、发光二极管(LED)以及太阳能电池中都有着很重要的意义。玻璃基板一方面可以保护器件免受周围环境的影响，另一方面可以利用其自身较高的透光率使光能够有效的进入或穿出光电器件，满足器件的高性能要求。高透过率的玻璃基板是光电器件获取高性能的前提，然而在比较宽的波长范围和角度范围内同时实现高透过仍然是一个挑战。

此外，在实现高透过的同时，一些应用场景也对透过光的散射性能提出了要求。雾度是一种量化光散射的参数，通常用可见光范围内透过物体而偏离入射光方向2.5°以上的光通量与总透射光通量之间的比值来表示，光的散射越大则雾度越高。透明材料的雾度主要是由其内部或表面发生光的漫反射造成的，与材料的散射微区的尺寸和数量有关。高透过低雾度的玻璃基板可应用于智能手机、平板电脑和玻璃视窗等领域，用以增加触摸屏、显示器件和玻璃视窗的清晰度。

玻璃基板的透过性能和雾度可以通过两种途径来调控，一种是直接利用刻蚀法刻蚀透明玻璃，改变玻璃的表面形貌，实现从空气到玻璃基底的折射率渐变，从而减少光在空气与玻璃界面处的反射损耗，提高透过率，并通过改变表面粗糙形貌尺寸进而调控材料雾度。如申请号为CN201811215036.6的中国发明专利通过化学法直接刻蚀玻璃，获得了雾度值低于3.5％的防眩光玻璃，但在其专利中并未给出所制备的防眩光玻璃的透过率的具体数值，且其雾度性能还有优化空间。申请号为CN202010805925.9的中国发明专利申请公开了一种高雾度玻璃衬底的制备方法。通过反应等离子刻蚀和化学刻蚀手段对玻璃进行处理，通过改变刻蚀条件，控制玻璃衬底的表面形貌尺寸在0.3-2μm之间。在获得高于90％的透过率的同时，可调控雾度值从0.8％变化到98.5％。以上两个专利均通过直接刻蚀玻璃产生粗糙表面，得到了不错的透过性能，但玻璃的稳定性大大下降，且对宽谱的透过特性以及大角度下的减反性能并未进行研究。

另一种方法是在玻璃基底表面制备减反膜，可以有效改善直接刻蚀法带来的结构稳定性问题。利用高低折射率的叠层结构实现减反是很普遍的。常见的减反膜层的制备方法有溶胶凝胶法、磁控溅射、气相沉积法等。申请号为CN202010732939.2的中国发明专利申请公开了一种用于玻璃基底的增透减反复合膜及其制备方法，该膜系为双面减反膜系，两侧的减反膜层结构一致。通过离子源辅助磁控溅射法在玻璃基板的单侧制备7层减反膜，从玻璃基底表面向外依次为第一掺钨VO₂薄膜层(45～55nm)、Si₃N₄薄膜层(100～120nm)、第二掺钨VO₂薄膜层(45～55nm)、Si₃N₄薄膜层(100～120nm)、第三掺钨VO₂薄膜层(45～55nm)、Si₃N₄薄膜层(100～120nm)以及SiO₂薄膜层(200～260nm)。镀膜后的玻璃在可见光范围内的透过率提升了10％左右，透过率曲线也较为平缓。但是这种多层膜系结构设计过于复杂，且该发明只关注了减反膜结构的透过特性，并未研究雾度特性，此外，宽谱和大角度特性在此减反结构中也未有体现。