CN109231847A - 半反半透玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半反半透玻璃及其制备方法。一种半反半透玻璃，包括依次层叠的玻璃基板、介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层；介质层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，厚度为60nm～150nm；第一低折射率层的材料为SiO2，厚度为60nm～180nm；第一高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，厚度为20nm～120nm；第二低折射率层的材料为SiO2，厚度为60nm～180nm；第二高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，厚度为10nm～100nm；及保护层的材料选自ZrO2、Si3N4和SiC中的至少一种。对上述膜层的材料及厚度进行限定，使得半反半透玻璃具有40％～70％范围可调的可见光反射率，且上述半反半透玻璃具有耐磨、耐划伤性能，具有良好的耐酸碱腐蚀性，不容易被破坏。

Description

半反半透玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃加工技术领域，特别是涉及半反半透玻璃及其制备方法。
背景技术
半反半透玻璃可以广泛用于电子产品和汽车部件中。现有的平板电脑、触屏手机等智能触控电子产品，往往需要在表面贴半反半透光学膜，以实现半反半透的光学性能，在智能触控产品待机时可以起到镜面反射效果，可以作为镜子用于整理妆容、或梳理头发。也有在背盖玻璃上贴半反半透光学膜，从而前盖正常显示、触控，而后盖具备一定的镜面反射消影。采用半反半透光学膜作为车载内后视镜，从而即可以清楚观察到后面的交通情况，也可以避免后面车辆远视灯打开时，照射过来的光线经后视镜反射后并非全部强光反射，而是部分反射、部分透过，从而避免强光反射进入司机眼睛内而干扰司机的正常驾驶。然而，半反半透玻璃仍存在耐候性、耐腐蚀性差，容易被破坏的问题。
发明内容
基于此，有必要针对半反半透玻璃仍存在耐候性、耐腐蚀性差，容易被破坏的问题问题，提供一种半反半透玻璃及其制备方法。
一种半反半透玻璃，所述半反半透玻璃包括依次层叠的玻璃基板、介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层；
所述玻璃基板为钠钙玻璃、硼硅玻璃或铝硅玻璃；
所述介质层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，所述介质层的厚度为60nm～150nm；
所述第一低折射率层的材料为SiO2，所述第一低折射率层的厚度为60nm～180nm；
所述第一高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，所述第一高折射率层的厚度为20nm～120nm；
所述第二低折射率层的材料为SiO2，所述第二低折射率层的厚度为60nm～180nm；
所述第二高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，所述第二高折射率层的厚度为10nm～100nm；及
所述保护层的材料选自ZrO2、Si3N4和SiC中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述玻璃基板的厚度为3mm～19mm。
在其中一个实施方式中，所述保护层的厚度为5nm～80nm。
在其中一个实施方式中，所述介质层的厚度为80nm～130nm。
在其中一个实施方式中，所述第一低折射率层的厚度为90nm～150nm。
在其中一个实施方式中，所述第一高折射率层的厚度为30nm～100nm。
在其中一个实施方式中，所述第二低折射率层的厚度为70nm～150nm。
在其中一个实施方式中，所述第二高折射率层的厚度为10nm～80nm。
一种半反半透玻璃的制备方法，包括以下步骤：
在所述玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层；
其中，所述玻璃基板为钠钙玻璃、硼硅玻璃或铝硅玻璃；所述介质层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；所述介质层的厚度为60nm～150nm；所述第一低折射率层的材料为SiO2；所述第一低折射率层的厚度为60nm～180nm；所述第一高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；所述第一高折射率层的厚度为20nm～120nm；所述第二低折射率层的材料为SiO2；所述第二低折射率层的厚度为60nm～180nm；所述第二高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；所述第二高折射率层的厚度为10nm～100nm；及所述保护层的材料选自ZrO2、Si3N4和SiC中的至少一种。
在其中一个实施方式中，采用磁控溅射的方式在所述玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层、第三高折射率层及保护层；磁控溅射的功率为15KW～75KW；磁控溅射的动态沉积率为1.2nm·(m/min)/KW～4.5nm·(m/min)/KW。
上述半反半透玻璃，由于包括依次层叠的玻璃基板、介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层，且对上述膜层的材料及厚度进行限定，使得半反半透玻璃具有40％～70％范围可调的可见光反射率，为智能家居等室内装潢大面积玻璃使用提供可能；且上述半反半透玻璃具有耐磨、耐划伤性能，具有良好的耐酸碱腐蚀性，不容易被破坏，可被应用于户外。上述半反半透玻璃的制备方法，通过磁控溅射的方式进行镀膜处理，可以实现大批量大尺寸的生产，半反半透玻璃的最大尺寸可达3300mm*5200mm，简化制备工艺及缩短生产周期，降低成本的同时生产效率得到极大的提高，更有利于实现工业化生产。
附图说明
图1为一实施方式的半反半透玻璃的结构示意图；
图2为一实施方式的半反半透玻璃的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式及附图对半反半透玻璃及其制备方法作进一步的详细说明。
请参阅图1，一实施方式的半反半透玻璃100包括玻璃基板110、介质层120、第一低折射率层130、第一高折射率层140、第二低折射率层150、第二高折射率层160及保护层170。
在图示的实施方式中，在其中一个实施方式中，玻璃基板110为经过清洗抛光处理后的玻璃基板。在其中一个实施方式中，玻璃基板110的厚度为3mm～19mm。优选的，玻璃基板的厚度为3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm或19mm。在其中一个实施方式中，玻璃基板110的最大玻璃尺寸为3300mm*6000mm。
在其中一个实施方式中，玻璃基板110为钠钙玻璃、硼硅玻璃或铝硅玻璃。
在其中一个实施方式中，玻璃基板110的的折射率为1.47～1.55。
在图示的实施方式中，介质层120层叠于玻璃基板110的表面。介质层120的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种。优选的，介质层120的材料为Si3N4。在其中一个实施方式中，介质层120的折射率为2.0～2.7。在其中一个实施方式中，介质层120的厚度为60nm～150nm。优选的，介质层120的厚度为80nm～130nm。更优选的，介质层120的厚度为90nm～110nm。介质层120的主要作用是起到和玻璃基板连接的作用，介质层120也能调节反射色性能，并阻挡玻璃中碱金属离子的扩散。
在图示的实施方式中，第一低折射率层130层叠于介质层120远离玻璃基板110的表面。第一低折射率层130为SiO2层。在其中一个实施方式中，第一低折射率层130的折射率为1.45～1.53。在其中一个实施方式中，第一低折射率层130的厚度为60nm～180nm。优选的，第一低折射率层130的厚度为90nm～150nm。更优选的，第一低折射率层130的厚度为100nm～130nm。第一低折射率层130的主要作用是调节膜层的干涉及外观颜色。
在图示的实施方式中，第一高折射率层140层叠于第一低折射率层130远离介质层120的表面。第一高折射率层140的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种。优选的，第一高折射率层140的材料为Si3N4。在其中一个实施方式中，第一高折射率层140的折射率为2.0～2.7。在其中一个实施方式中，第一高折射率层140的厚度为20nm～120nm。优选的，第一高折射率层140的厚度为30nm～100nm。更优选的，第一高折射率层140的厚度为40nm～80nm。第一高折射率层140的主要作用是调节膜层的干涉及外观颜色。
在图示的实施方式中，第二低折射率层150层叠于第一高折射率层140远离第一低折射率层130的表面。第二低折射率层150为SiO2层。在其中一个实施方式中，第二低折射率层150的折射率为1.45～1.53。在其中一个实施方式中，第二低折射率层150的厚度为60nm～180nm。优选的，第二低折射率层150的厚度为70nm～150nm。更优选的，第二低折射率层150的厚度为80nm～120nm。第二低折射率层150的主要作用是调节膜层的干涉及外观颜色。
在图示的实施方式中，第二高折射率层160层叠于第二低折射率层150远第一高折射率层140的表面。第二高折射率层160的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种。优选的，第二高折射率层160的材料为Si3N4。在其中一个实施方式中，第二高折射率层160的折射率为2.0～2.7。在其中一个实施方式中，第二高折射率层160的厚度为10nm～100nm。优选的，第二高折射率层160的厚度为10nm～80nm。更优选的，第二高折射率层160的厚度为10nm～60nm。第二高折射率层160的主要作用是调节膜层的干涉及外观颜色。
在图示的实施方式中，保护层170层叠于第二高折射率层160远离第二低折射率层150的表面。在其中一个实施方式中，保护层170选自ZrO2层、Si3N4层或SiC层。优选的，保护层170选自ZrO2层或Si3N4层。更优选的，保护层170为Si3N4层。在其中一个实施方式中，保护层170的厚度为5nm～80nm。优选的，保护层170的厚度为8nm～70nm。更优选的，保护层170的厚度为10nm～60nm。保护层170是磁控溅射镀制的抗划伤性材料，具有耐划伤、耐研磨及耐腐蚀的效果。保护层170的主要功能是使半反半透玻璃100能够暴露在户外环境使用，也可防止镀膜层出现划伤、化学腐蚀等缺陷，保证产品在运输、安装及使用过程中的整体性。
上述半反半透玻璃，由于包括依次层叠的玻璃基板、介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层，且对上述膜层的材料及厚度进行限定，使得半反半透玻璃具有40％～70％范围可调的可见光反射率，为智能家居等室内装潢大面积玻璃使用提供可能；膜层厚度为纳米级，且膜层结构中不含有Ag、Au等贵金属，大大降低了生产成本；上述半反半透玻璃具有耐磨、耐划伤性能，具有良好的耐酸碱腐蚀性，可单片使用；半反半透膜玻璃具有可调的外观颜色效果，可根据客户需求进行调整，满足差异化需求；避免了有机化学生产原料对环境及人体的污染及损害；采用了固态纯无机材料，因此可以实现产品的单片使用，提高产品的耐候性，即可以作为半反半透玻璃大板进行销售，可实现产品外协厂的后续加工，带动了整个玻璃深加工企业，进一步整合并提高了生产效率及成本的降低。上述半反半透玻璃亦可膜面向外单片使用。
请参阅图2，一实施方式的半反半透玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S110、对玻璃基板进行清洗处理。
在其中一个实施方式中，采用自动清洗机对玻璃基板进行清洗。
S120、在玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层。
在其中一个实施方式中，通过磁控溅射的方式在玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层。
在其中一个实施方式中，采用卧式镀膜工艺进行镀膜。
在其中一个实施方式中，磁控溅射的功率为15KW～75KW；磁控溅射的动态沉积率为1.2nm·(m/min)/KW～4.5nm·(m/min)/KW。
在其中一个实施方式中，介质层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；介质层的厚度为60nm～150nm；第一低折射率层的材料为SiO2；第一低折射率层的厚度为60nm～180nm；第一高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；第一高折射率层的厚度为20nm～120nm；第二低折射率层的材料为SiO2；第二低折射率层的厚度为60nm～180nm；第二高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；第二高折射率层的厚度为10nm～100nm；及保护层的材料选自ZrO2、Si3N4和SiC中的至少一种。
上述半反半透玻璃的制备方法采用卧式镀膜工艺通过磁控溅射的方式进行镀膜处理，可以实现大批量大尺寸的生产，半反半透玻璃的最大尺寸可达3300mm*5200mm，简化制备工艺及缩短生产周期，降低成本的同时生产效率得到极大的提高，更有利于实现工业化生产。
下面是具体实施例的说明，以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的结构以外的其他未明确指出的结构。
实施例1
对玻璃基板进行清洗处理，采用卧式镀膜工艺通过磁控溅射的方式在玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层。其中，第一介质层为TiO2层，膜层厚度为104nm；第一低折射率层为SiO2层，膜层厚度为117.5nm；第一高折射率层为TiO2层，膜层厚度为49nm；第二低折射率层为SiO2层，膜层厚度为97nm；第二高折射率层为TiO2层，膜层厚度为45nm；保护层为Si3N4层，膜层厚度为12nm。进行磁控溅射的功率为35KW；磁控溅射的动态沉积率为1.9nm·(m/min)/KW。
实施例2
对玻璃基板进行清洗处理，采用卧式镀膜工艺通过磁控溅射的方式在玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层。其中，第一介质层为Si3N4层，膜层厚度为115nm；第一低折射率层为SiO2层，膜层厚度为105nm；第一高折射率层为Si3N4层，膜层厚度为65.7nm；第二低折射率层为SiO2层，膜层厚度为68.8nm；第二高折射率层为Si3N4层，膜层厚度为60nm；保护层为Si3N4层，膜层厚度为12nm。进行磁控溅射的功率为40KW；磁控溅射的动态沉积率为3.5nm·(m/min)/KW。
实施例3
对玻璃基板进行清洗处理，采用卧式镀膜工艺通过磁控溅射的方式在玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层。其中，第一介质层为Si3N4层，膜层厚度为107.7nm；第一低折射率层为SiO2层，膜层厚度为120.2nm；第一高折射率层为Si3N4层，膜层厚度为65.7nm；第二低折射率层为SiO2层，膜层厚度为54.4nm；第二高折射率层为Si3N4层，膜层厚度为59nm；保护层为SiC层，膜层厚度为11nm。进行磁控溅射的功率为75KW；磁控溅射的动态沉积率为4.5nm·(m/min)/KW。
实施例4
对玻璃基板进行清洗处理，采用卧式镀膜工艺通过磁控溅射的方式在玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层。其中，第一介质层为TiO2层，膜层厚度为103nm；第一低折射率层为SiO2层，膜层厚度为101.8nm；第一高折射率层为TiO2层，膜层厚度为53.4nm；第二低折射率层为SiO2层，膜层厚度为95.3nm；第二高折射率层为TiO2层，膜层厚度为38.4nm；保护层为ZrO2层，膜层厚度为11nm。进行磁控溅射的功率为65KW；磁控溅射的动态沉积率为1.2nm·(m/min)/KW。
对实施例1～4的半反半透玻璃进行可见光反射率及透过率的测试，结果如表1所示。其中，进行可见光反射率测试采用datacolor厂家的650仪器测试得到，进行透过率测试采用datacolor厂家的650仪器测试得到。
表1
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种半反半透玻璃，其特征在于，所述半反半透玻璃包括依次层叠的玻璃基板、介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层；
所述玻璃基板为钠钙玻璃、硼硅玻璃或铝硅玻璃；
所述介质层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，所述介质层的厚度为60nm～150nm；
所述第一低折射率层的材料为SiO2，所述第一低折射率层的厚度为60nm～180nm；
所述第一高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，所述第一高折射率层的厚度为20nm～120nm；
所述第二低折射率层的材料为SiO2，所述第二低折射率层的厚度为60nm～180nm；
所述第二高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种，所述第二高折射率层的厚度为10nm～100nm；及
所述保护层的材料选自ZrO2、Si3N4和SiC中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的半反半透玻璃，其特征在于，所述玻璃基板的厚度为3mm～19mm。
3.根据权利要求1所述的半反半透玻璃，其特征在于，所述保护层的厚度为5nm～80nm。
4.根据权利要求1所述的半反半透玻璃，其特征在于，所述介质层的厚度为80nm～130nm。
5.根据权利要求1所述的半反半透玻璃，其特征在于，所述第一低折射率层的厚度为90nm～150nm。
6.根据权利要求1所述的半反半透玻璃，其特征在于，所述第一高折射率层的厚度为30nm～100nm。
7.根据权利要求1所述的半反半透玻璃，其特征在于，所述第二低折射率层的厚度为70nm～150nm。
8.根据权利要求1所述的半反半透玻璃，其特征在于，所述第二高折射率层的厚度为10nm～80nm。
9.一种半反半透玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在所述玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层及保护层；
其中，所述玻璃基板为钠钙玻璃、硼硅玻璃或铝硅玻璃；所述介质层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；所述介质层的厚度为60nm～150nm；所述第一低折射率层的材料为SiO2；所述第一低折射率层的厚度为60nm～180nm；所述第一高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；所述第一高折射率层的厚度为20nm～120nm；所述第二低折射率层的材料为SiO2；所述第二低折射率层的厚度为60nm～180nm；所述第二高折射率层的材料选自TiO2和Si3N4中的至少一种；所述第二高折射率层的厚度为10nm～100nm；及所述保护层的材料选自ZrO2、Si3N4和SiC中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的半反半透玻璃的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射的方式在所述玻璃基板上依次沉积介质层、第一低折射率层、第一高折射率层、第二低折射率层、第二高折射率层、第三高折射率层及保护层；磁控溅射的功率为15KW～75KW；磁控溅射的动态沉积率为1.2nm·(m/min)/KW～4.5nm·(m/min)/KW。
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