CN106517817A - 一种抗uv光学膜玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗UV光学膜玻璃，该抗UV光学膜玻璃是由多层高折射材料H层与低折射材料L层交替层积在玻璃基板上形成的，玻璃基板上沉积有6层材料，从下往上依次为高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层。采用等离子体增强化学气相沉积技术在石英基片上制备高折射率材料，测试超声后样片的光谱，同浸泡前光谱相比，重合度非常好；测试百格，附着力仍然为5B。本发明是用气相沉积法将抗UV光学膜制备在玻璃上，附着力、耐候性、耐划性、光学性能、抗污性能均有优势。

Description

一种抗UV光学膜玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗UV光学膜玻璃及其制备方法，该抗UV光学膜玻璃科应用于电容式触摸屏、镜头、眼镜、生活防护等。
背景技术
目前市场上的抗UV保护膜是将特殊配方涂料涂布于PET薄膜基材表面或玻璃基板，以达到阻隔紫外光及短波长可见光之效果；将抗UV保护膜贴到手机、平板电脑、车载玻璃上，但在手机、平板上贴膜后膜本身有一定的吸收、且贴膜时间长会起泡、剥离，影响抗UV的效果，同时贴膜的耐划性、光学性能、抗污性能均无法满足客户需求。
随着生活水平的提高和科技的高速发展，人们市场观念的不断更新和变化，市场对电子产品安全性、经久耐用性及美观性等方面的要求不断提高。抗UV光学膜玻璃，有效减少UV光的透射，起到隔离紫外线的作用，满足了客户对高质量生活需求。
现有抗UV型PET柔性基材贴到手机、平板、车载表面。由于PET不耐高温、无法高温加工，膜层附着力、耐候性很容易出现问题，同时贴膜还存在易脱落、易起泡等缺点；同时PET型抗UV膜的耐划性、光学性能、耐酸碱性、抗污性能均无法满足客户需求。
发明内容
本专利通过采用等离子体增强化学气相沉积技术在石英基片上制备高折射率材料，无需再贴膜，在耐划性、光学性能、耐酸碱性、抗污性能方面更具有优势。
一种抗UV光学膜玻璃，该抗UV光学膜玻璃是由多层高折射材料H层与低折射材料L层交替层积在玻璃基板上形成的。
进一步优选为玻璃基板上沉积有6层材料，从下往上依次为高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层。
所述的高折射材料H层的材料为SiN或SiC与Ln2O3或Y2O3的组合，折射率1.8～2.5；低折射材料L层的材料为BaO、ZrO3、ZnCl2，折射率1.35～1.65。
从下往上，第一高折射材料H层的膜厚范围0～30nm；第一低折射材料L层的膜厚范围10～100nm；第二高折射材料H层的膜厚范围5～80nm；第二低折射材料L层的膜厚范围5～80nm；第三高折射材料H层的膜厚范围0～100nm；第三低折射材料L层的膜厚范围1～100nm；第四高折射材料H层的膜厚范围0～30nm，玻璃基板的厚度为0.3～3.0mm。
进一步优选为从下往上，第一高折射材料H层的膜厚范围12nm；第一低折射材料L层的膜厚范围27nm；第二高折射材料H层的膜厚范围24nm；第二低折射材料L层的膜厚范围35nm；第三高折射材料H层的膜厚范围46nm；第三低折射材料L层的膜厚范围58nm；第四高折射材料H层的膜厚范围18nm；玻璃基板的厚度为0.65mm。
一种抗UV光学膜玻璃的制备方法，包括如下步骤：
（1）清洗石英片，先将石英片基底置于丙酮溶液中超声清洗5 ～ 10分钟，接着利用去离子水把石英片超声冲洗干净；再将石英片置于乙醇溶液中超声清洗5 ～ 10分钟，再用去离子水超声清洗干净；最后用氮气吹干石英片；
（2）以硅烷和甲烷为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在石英基片上制备高折射率材料；具体制备工艺参数为：射频功率：180 ～ 250 W，射频频率：13.56 MHz，沉积温度：150 ～ 250℃，腔体压强：90～150 Pa，氢气稀释5% ～ 10%（体积百分比）的硅烷：20 ～40 sccm，甲烷：30 ～ 50 sccm， 镀膜时间：30 ～ 45分钟；
（3）以甲烷为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在步骤（2）中已制备完毕的高折射率材料上再沉积低折射率材料；具体制备工艺参数为：射频功率：200 ～ 250 W，射频频率：13.56 MHz，沉积温度：200 ～ 250 ℃，腔体压强：100 ～200 Pa，甲烷：35 ～ 60sccm， 镀膜时间：25 ～ 45分钟；
重复2-3的步骤，即可得到抗UV光学膜玻璃。
所述的高折射材料H层的材料为SiN或SiC与Ln2O3或Y2O3的组合，折射率1.8～2.5；低折射材料L层的材料为BaO、ZrO3、ZnCl2，折射率1.35～1.65。
本发明的抗UV光学膜玻璃耐酸碱腐蚀、耐碱液超声、耐刮花，后工序加工性强。取10粒抗UV光学膜玻璃，采用质量浓度为30%的NaOH溶液，在50-100℃下浸泡2H。测试浸泡后的样片的光谱，同浸泡前光谱相比，重合度非常好；测试百格，附着力仍然为5B。取10粒抗UV光学膜玻璃，采用一定浓度的HCl 溶液，在50-100℃下浸泡2H。测试浸泡后的样片的光谱，同浸泡前光谱相比，重合度非常好；测试百格，附着力仍然为5B。取10粒抗UV光学膜玻璃，采用一定浓度的NaOH 溶液、并放在超声槽中一定温度下超声20 分钟。测试超声后样片的光谱，同浸泡前光谱相比，重合度非常好；测试百格，附着力仍然为5B。
本专利是用气相沉积法将抗UV光学膜制备在玻璃上，附着力、耐候性、耐划性、光学性能、抗污性能均有优势。
附图说明
图1为抗UV光学膜玻璃结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种抗UV光学膜玻璃的制备方法，包括如下步骤：
（1）清洗石英片，先将石英片基底置于丙酮溶液中超声清洗5 ～ 10分钟，接着利用去离子水把石英片超声冲洗干净；再将石英片置于乙醇溶液中超声清洗5 ～ 10分钟，再用去离子水超声清洗干净；最后用氮气吹干石英片；
（2）以硅烷和甲烷为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在石英基片上制备高折射率材料（SiC与Ln2O3的组合，SiC与Ln2O3的质量比为2：3，折射率2.2）；具体制备工艺参数为：射频功率：200 W，射频频率：13.56 MHz，沉积温度：200℃，腔体压强：130 Pa，氢气稀释8%（体积百分比）的硅烷：30 sccm，甲烷：30 sccm，镀膜时间：30分钟；
（3）以甲烷为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在步骤（2）中已制备完毕的高折射率材料上再沉积低折射率材料（低折射材料L层的材料为ZrO3，折射率1.35）；具体制备工艺参数为：射频功率：250 W，射频频率：13.56 MHz，沉积温度：250 ℃，腔体压强：140Pa，甲烷：50 sccm， 镀膜时间：30分钟；
重复步骤（2）、（3）、（2）、（3）、（2）的步骤，同时控制第一高折射材料H层的膜厚范围12nm；第一低折射材料L层的膜厚范围27nm；第二高折射材料H层的膜厚范围24nm；第二低折射材料L层的膜厚范围35nm；第三高折射材料H层的膜厚范围46nm；第三低折射材料L层的膜厚范围58nm；第四高折射材料H层的膜厚范围18nm；玻璃基板的厚度为0.65mm。即可得到抗UV光学膜玻璃。
实施例2
一种抗UV光学膜玻璃的制备方法，包括如下步骤：
（1）清洗石英片，先将石英片基底置于丙酮溶液中超声清洗5 ～ 10分钟，接着利用去离子水把石英片超声冲洗干净；再将石英片置于乙醇溶液中超声清洗5 ～ 10分钟，再用去离子水超声清洗干净；最后用氮气吹干石英片；
（2）以SiH4和N2为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在石英基片上制备高折射率材料（SiN与Y2O3的组合，SiN与Y2O3的质量比为1:4.5，折射率2.0）；具体制备工艺参数为：射频功率：200 W，射频频率：13.56 MHz，沉积温度：200℃，腔体压强：130 Pa，氢气稀释8%（体积百分比）的硅烷：30 sccm，甲烷：30 sccm，镀膜时间：30分钟；
（3）以N2为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在步骤（2）中已制备完毕的高折射率材料上再沉积低折射率材料（低折射材料L层的材料为ZnCl2，折射率1.55）；具体制备工艺参数为：射频功率：250 W，射频频率：13.56 MHz，沉积温度：250 ℃，腔体压强：140Pa，甲烷：50 sccm， 镀膜时间：30分钟；
重复步骤（2）、（3）、（2）、（3）、（2）的步骤，同时控制第一高折射材料H层的膜厚范围14nm；第一低折射材料L层的膜厚范围23nm；第二高折射材料H层的膜厚范围20nm；第二低折射材料L层的膜厚范围38nm；第三高折射材料H层的膜厚范围49nm；第三低折射材料L层的膜厚范围72nm；第四高折射材料H层的膜厚范围20nm；玻璃基板的厚度为0.5mm。即可得到抗UV光学膜玻璃。

Claims (7)

1.一种抗UV光学膜玻璃，其特征在于，该抗UV光学膜玻璃是由多层高折射材料H层与低折射材料L层交替层积在玻璃基板上形成的。
2.权利要求1所述的抗UV光学膜玻璃，其特征在于，玻璃基板上沉积有6层材料，从下往上依次为高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层，低折射材料L层，高折射材料H层。
3.权利要求2所述的抗UV光学膜玻璃，其特征在于，高折射材料H层的材料为SiN或SiC与Ln2O3或Y2O3的组合，折射率1.8～2.5；低折射材料L层的材料为BaO、ZrO3、ZnCl2，折射率1.35～1.65。
4.权利要求2所述的抗UV光学膜玻璃，其特征在于，从下往上，第一高折射材料H层的膜厚范围0～30nm；第一低折射材料L层的膜厚范围10～100nm；第二高折射材料H层的膜厚范围5～80nm；第二低折射材料L层的膜厚范围5～80nm；第三高折射材料H层的膜厚范围0～100nm；第三低折射材料L层的膜厚范围1～100nm；第四高折射材料H层的膜厚范围0～30nm，玻璃基板的厚度为0.3～3.0mm。
5.权利要求4所述的抗UV光学膜玻璃，其特征在于，从下往上，第一高折射材料H层的膜厚范围12nm；第一低折射材料L层的膜厚范围27nm；第二高折射材料H层的膜厚范围24nm；第二低折射材料L层的膜厚范围35nm；第三高折射材料H层的膜厚范围46nm；第三低折射材料L层的膜厚范围58nm；第四高折射材料H层的膜厚范围18nm；玻璃基板的厚度为0.65mm。
6.一种抗UV光学膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）清洗石英片，先将石英片基底置于丙酮溶液中超声清洗5 ～ 10分钟，接着利用去离子水把石英片超声冲洗干净；再将石英片置于乙醇溶液中超声清洗5 ～ 10分钟，再用去离子水超声清洗干净；最后用氮气吹干石英片；
（2）以硅烷和甲烷为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在石英基片上制备高折射率材料；具体制备工艺参数为：射频功率：180 ～ 250 W，射频频率：13.56 MHz，沉积温度：150 ～ 250℃，腔体压强：90～150 Pa，氢气稀释5% ～ 10%（体积百分比）的硅烷：20 ～40 sccm，甲烷：30 ～ 50 sccm， 镀膜时间：30 ～ 45分钟；
（3）以甲烷为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在步骤（2）中已制备完毕的高折射率材料上再沉积低折射率材料；具体制备工艺参数为：射频功率：200 ～ 250 W，射频频率：13.56 MHz，沉积温度：200 ～ 250 ℃，腔体压强：100 ～200 Pa，甲烷：35 ～ 60sccm， 镀膜时间：25 ～ 45分钟；
重复2-3的步骤，即可得到抗UV光学膜玻璃。
7.权利要求6所述的抗UV光学膜玻璃的制备方法，其特征在于，高折射材料H层的材料为SiN或SiC与Ln2O3或Y2O3的组合，折射率1.8～2.5；低折射材料L层的材料为BaO、ZrO3、ZnCl2，折射率1.35～1.65。
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