CN109597151B

CN109597151B - 窄带反射膜的制备方法

Info

Publication number: CN109597151B
Application number: CN201710917485.4A
Authority: CN
Inventors: 于甄; 张国臻; 夏振
Original assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Priority date: 2017-09-30
Filing date: 2017-09-30
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2037-09-30
Also published as: CN109597151A

Abstract

本发明提供了窄带反射膜的制备方法。窄带反射膜包括透明基材层和反射膜系，制备方法包括：提供反射膜系设计模块，反射膜系设计模块中设定：反射膜系中至少存在一个膜系结构为│(α₁Hβ₁Lα₂Hβ₂L......α_mHβ_mL)│的膜堆，其中n、m为正整数，且2＜n≤150，3＜m≤50，m＜n，同一个膜堆中的α₁，α₂，...，α_m以及β_m，...，β₂，β₁各自独立地满足同一个余弦波形或正弦波形上的同一递变规律；α_i为各光学厚度占λ/4的倍数；根据上述反射膜系设计模块的设定，采用多层同时涂布工艺将包括高折射率材料的第一涂料以及包括低折射率材料的第二涂料同步设置于透明基材层的表面，干燥后得到膜堆。

Description

窄带反射膜的制备方法

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种窄带反射膜的制备方法。

背景技术

现有反射膜采用在高分子PET基材的A面涂布，B面镀金属铝的方式，其中，A面涂布采用HUD荧光粉、染色材料、纳米球树脂涂布等，HUD荧光粉、染色材料、纳米球树脂的带宽较宽，导致应用反射膜的光学器件的色域差、白化严重、角色品效果差。与此同时，市场上的反射膜大多为采用金属层进行反射的全波段截止反射膜，全波长反射造成该产品透过率极低，基本不透明。而个别部分波长截止反射膜，因为其反射波长范围较宽，使得透过率损失很大，基本成为半透明且具有一定颜色的产品。而本发明制备的产品具有透明性高、无白化、基本无色的同时，在多个指定波长范围内，产品具有很高的反射率，可按显示要求形成全彩的反射图案。

因此，目前亟需一种反射带宽较窄的反射膜，来优化光学器件的光学效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种窄带反射膜的制备方法，以解决现有技术中的反射膜的反射带宽较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种窄带反射膜的制备方法，窄带反射膜包括透明基材层和反射膜系，反射膜系包括n个高低折射率材料单元，高低折射率材料单元依次层叠透明基材层的一个表面或两个相对的表面上，各高低折射率材料单元包括一个高折射率材料层和与之配对的一个低折射率材料层，制备方法包括：提供反射膜系设计模块，反射膜系设计模块中设定：反射膜系中至少存在一个膜系结构为│(α₁Hβ₁Lα₂Hβ₂L...α_iHβ_iL...α_mHβ_mL)│的膜堆，其中，H表示高折射率材料层，L表示低折射率材料层，n、m为正整数，且2＜n≤150，3＜m≤50，m＜n，同一个膜堆中的α₁，α₂，...，α_m以及β_m，...，β₂，β₁各自独立地满足同一个余弦波形或正弦波形上的同一递变规律；对于第i个高低折射率材料单元α_iHβ_iL，1≤i≤n,α_i表示第i个高折射率材料层沿与透明基材层垂直的方向上光学厚度占λ/4的倍数，β_i表示第i个低折射率材料层沿与透明基材层垂直的方向上光学厚度占λ/4的倍数，λ为膜堆的监控波长；根据上述反射膜系设计模块的设定，采用多层同时涂布工艺将包括高折射率材料的第一涂料以及包括低折射率材料的第二涂料同步设置于透明基材层的表面，干燥后得到膜堆。

进一步地，设置同一个上述膜堆中的第一涂料相同，第二涂料相同；设置不同的膜堆中的第一涂料相同或不同，第二涂料相同或不同。

进一步地，上述多层同时涂布工艺的涂布速度为10～300m/min。

进一步地，采用多层涂布设备实施上述多层同时涂布工艺，多层涂布设备包括：反射膜系设计模块；流量换算模块，与反射膜系设计模块相连，根据反射膜系设计模块中设定的厚度计算第一涂料和第二涂料的流量；可旋转的涂布轴，涂布轴用于承载透明基材层；涂布模块，与流量换算模块电连接根据流量换算模块的流量控制第一涂料和第二涂料在涂布模块的涂布量，涂布模块的上表面为沿靠近涂布轴的方向向下倾斜的滑动面，且涂布模块包括多个涂布头，且各涂布头具有出口的表面构成滑动面，涂布头的出口沿远离涂布轴的方向平行排列，涂布轴的旋转轴与涂布头的排列方向垂直，多层同时涂布工艺实施时，第一涂料以及第二涂料间隔地从不同的涂布头的出口流至滑动面后流动至涂布轴上的透明基材层上。

进一步地，上述滑动面的与水平面的夹角为2～15°。

进一步地，上述高折射率材料层的折射率为1.5～5.0，优选为1.65～3.0，低折射率材料层的折射率为1.1～1.5，优选为1.25～1.48。

进一步地，形成上述高折射率材料层和低折射率材料层的折射率材料各自独立地选自MgF₂、CaF₂、过渡金属氟化物、ZnO、TiO₂、TiN、In₂O₃、SnO₃、Cr₂O₃、ZrO₂、Ta₂O₅、LaB₆、NbO、Nb₂O₃、Nb₂O₅、SiO₂、SiC、Si₃N₄、Al₂O₃、含氟树脂、含有中空二氧化硅的树脂中的任意一种或多种。

进一步地，上述膜堆为多个且形成在不同的透明基材层上，制备方法还包括：采用粘结层将两个膜堆进行粘结；以及去除其中一个透明基材层。

进一步地，上述粘结层为OCA胶层或PSA胶层，优选粘结层的厚度为0.05～0.2mm。

进一步地，上述透明基材层为PET层、COP层、COC层、CPI层、PMMA层、PEN层、PC层或TAC层，优选透明基材层的厚度为1～50μm。

进一步地，上述第一涂料和/或第二涂料中还设置有光吸收剂；或者反射膜系还包括一层或多层光吸收剂层，光吸收剂层与部分高折射率材料层和低折射率材料层相邻设置，对应地采用多层同时涂布工艺将高折射率材料的第一涂料、包括低折射率材料的第二涂料、以及包括光吸收剂的第三涂料同步设置于透明基材层的表面，干燥后得到膜堆。

进一步地，上述光吸收剂选自无机光吸收剂、有机光吸收剂和有机无机复合光吸收剂中的任意一种或多种，优选无机光吸收剂为金属氧化物或金属盐类，其中金属氧化物和金属盐类中的金属为铜、铬、铁或镉，优选有机光吸收剂为酞菁、卟啉或偶氮，有机无机复合光吸收剂为酞菁金属螯合物、卟啉金属螯合物或偶氮金属螯合物

应用本发明的技术方案，相邻的高折射率层之间的距离以及相邻低折射率材料层之间的距离即相当于间隔层的距离，而根据法布里-珀罗干涉原理，间隔层的距离为λ/4的倍数时干涉达到最大，且根据光的波粒二象性传输的余弦波特性，余弦的周期逐渐变大，因此通过在反射膜系中设置膜系结构为│(α₁Hβ₁Lα₂Hβ₂L..α_iHβ_iL..α_mHβ_mL)│的膜堆，由于膜堆的高折射率材料层和低折射率材料层的光学厚度系数遵循余弦波形的规律递变，即相邻的高折射率层之间的距离以及相邻低折射率材料层之间的距离呈现余弦波形的规律递变，就会使得特定波长的干涉效应得到增强，那么对应相应折射率形成干涉的波段范围将呈现变窄的趋势，即该膜堆会使反射率出现锐变的光线波长范围在很大程度上变窄，从而出现窄带反射的效果，进而避免了反射带宽大导致的光学器件色域差、白化严重、角色品效果差的缺陷。同时，根据膜堆数目的变化，窄带反射峰数目出现相应的变化。为了得到所设计的反射膜系结构，本申请进一步在模块中写入反射膜系的结构设计，利用该反射膜系设计模块结合多层同时涂布工艺来制备膜堆，保证了各层厚度的精确性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种优选的实施例提供的窄带反射膜的剖面结构示意图；

图2示出了根据本发明的另一种优选的实施例提供的窄带反射膜的剖面结构示意图；

图3示出了根据本发明的又一种优选的实施例提供的窄带反射膜的剖面结构示意图；

图4示出了根据本申请一种优选实施例提供的多层涂布设备的结构示意图；

图5示出了根据本发明利用Essential Macleod膜系设计软件对实施例1的窄带反射膜的光反射性能的模拟测试图；

图6示出了根据本发明实施例2的窄带反射膜的透射率测试光路系统结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例2的窄带反射膜的透射率测试结果得到的光反射率的结果图；

图8示出了根据本发明利用Essential Macleod膜系设计软件对实施例3的窄带反射膜的光反射性能的模拟测试图；

图9示出了根据本发明利用Essential Macleod膜系设计软件对实施例4的窄带反射膜的光反射性能的模拟测试图；

图10示出了根据本发明利用Essential Macleod膜系设计软件对实施例5的窄带反射膜的光反射性能的模拟测试图；

图11示出了根据本发明利用Essential Macleod膜系设计软件对实施例6的窄带反射膜的光反射性能的模拟测试图；

图12示出了根据本发明利用Essential Macleod膜系设计软件对对比例1的窄带反射膜的光反射性能的模拟测试图；以及

图13示出了根据本发明利用Essential Macleod膜系设计软件对对比例2的窄带反射膜的光反射性能的模拟测试图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、透明基材层；20、高低折射率材料膜组；21、高折射率材料层；22、低折射率材料层；23、粘结层；24、光吸收剂层；

40、涂布设备；410、涂布头；420、滑动面；430、涂布轴；

W₁、钨灯；D₁、氘灯；M₁～M₁₀、反射镜；G、光栅；S₁、入射狭缝；S₂、出射狭缝；C、斩光调制器；R、参考光比色池；S、样品光比色池；PMT、光电倍增管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如本申请背景技术所分析的，现有技术中的反射膜反射带宽较大，导致应用反射膜的光学器件的色域差、白化严重、角色品效果差，为了解决该问题，本申请提供了一种窄带反射膜的制备方法，该窄带反射膜包括透明基材层10和反射膜系，如图1所示，反射膜系包括n个高低折射率材料单元，高低折射率材料单元依次层叠透明基材层10的一个表面或两个相对的表面上，各高低折射率材料单元包括一个高折射率材料层21和与之配对的一个低折射率材料层22，该制备方法包括：提供反射膜系设计模块，反射膜系设计模块中设定：反射膜系中至少存在一个膜系结构为│(α₁Hβ₁Lα₂Hβ₂L...α_iHβ_iL...α_mHβ_mL)│的膜堆20，其中，H表示高折射率材料层21，L表示低折射率材料层22，n、m为正整数，且2＜n≤150，3＜m≤50，m＜n，同一个膜堆20中的α₁，α₂，...，α_m以及β_m，...，β₂，β₁各自独立地满足同一个余弦波形或正弦波形上的同一递变规律，对于第i个高低折射率材料单元α_iHβ_iL，1≤i≤n,α_i表示第i个高折射率材料层21沿与透明基材层10垂直的方向上光学厚度占λ/4的倍数，β_i表示第i个低折射率材料层22沿与透明基材层10垂直的方向上光学厚度占λ/4的倍数，λ为膜堆的监控波长；根据上述反射膜系设计模块的设定，采用多层同时涂布工艺将包括高折射率材料的第一涂料以及包括低折射率材料的第二涂料同步设置于透明基材层10的表面，干燥后得到膜堆20。

需要说明的是，本申请上述正弦波形和余弦波形为坐标系中的标准正弦波形和余弦波形的变化趋势(仅限于变化趋势，具体数值不受象限和正负值的限定)，即正弦波形包括对称设置的上半弦和下半弦，上半弦包括左上半弦和右上半弦，下半弦包括左下半弦和右下半弦；余弦波形包括对称设置的左半弦和右半弦，左半弦为递减弦，右半弦为递增弦，左半弦包括左上半弦和左下半弦，右半弦包括右上半弦和右下半弦。

上述第一涂料和第二涂料中各自除了含有上述高折射率材料和低折射率材料外，其主体为涂布工艺实施采用的涂料主体，比如为有机涂料，具体地如丙烯酸树脂等常用树脂，在此不再赘述。

由于余弦波形与正弦波形只是相位的差异产生的。为了表述方便，以下仅就余弦波形进行说明。目前为了实现窄带反射，现有技术致力于增加反射膜系中高折射率材料层和低折射率材料层层数的设计以及折射材料的选择，本申请发明人在研究中意外发现，当高折射率材料层和低折射率材料层的厚度变化对于反射峰的带宽存在直接相关性，基于此本申请发明人对高折射率材料层和低折射率材料层的厚度变化规律进行了深入研究，并发现高折射率材料层21和低折射率材料层22的光学厚度系数遵循余弦波形的规律递变形成的余弦膜堆对减小反射峰的带宽具有突出的作用。其中的作用原理，发明人认为：

根据法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉原理，当入射光的频率满足其共振条件时，其透射频谱会出现很高的峰值，对应着很高的透射率。假设干涉强度分布:

式中I₀为入射光强；R为反射面的能量反射率；δ为相邻两相干光间的相位差，与入射光倾角有关，R+T＝1(R为膜系的表面反射率，T为透射率)。相邻的高折射率层之间的距离以及相邻低折射率材料层之间的距离即相当于间隔层的距离，而根据法布里-珀罗干涉原理，间隔层的距离为λ/4的倍数时干涉达到最大，且根据光的波粒二象性传输的余弦波特性，余弦的周期逐渐变大，因此通过在反射膜系中设置膜系结构为│(α₁Hβ₁Lα₂Hβ₂L..α_iHβ_iL..α_mHβ_mL)│的膜堆20，由于膜堆20的高折射率材料层21和低折射率材料层22的光学厚度系数遵循余弦波形的规律递变，即相邻的高折射率层之间的距离以及相邻低折射率材料层之间的距离呈现余弦波形的规律递变，就会使得特定波长的干涉效应得到增强，那么对应相应折射率形成干涉的波段范围将呈现变窄的趋势，即该膜堆20会使反射率出现锐变的光线波长范围在很大程度上变窄，从而出现窄带反射的效果，进而避免了反射带宽大导致的光学器件色域差、白化严重、角色品效果差的缺陷。同时，根据膜堆20数目的变化，窄带反射峰数目出现相应的变化。

为了得到所设计的反射膜系结构，本申请进一步在模块中写入反射膜系的结构设计，利用该反射膜系设计模块结合多层同时涂布工艺来制备膜堆，保证了各层厚度的精确性。

上述多层同时涂布工艺即坡流涂布工艺，是能够实现将多层涂料同时涂布于基材表面的工艺，然后再通过干燥处理以形成多层膜结构。形成最底层高折射率材料层220的第一涂料与透明基材层10的表面直接接触，形成最底层低折射率材料层230的第二涂料与上述第一涂料表面直接接触，其余第一涂料与其余第二涂料交替并接触设置于上述第二涂料表面。

上述监控波长以膜堆的使用环境的入射光波长来决定，比如选用550nm作为可见光的监控波长，以750nm作为红外光的监控波长，具体的可依据现有技术进行选择，在此不再赘述。

上述高折射率材料层21和低折射率材料层22的光学厚度系数的变化只要遵循余弦波形上的同一递变规律，即可实现上述效果，在本申请一种优选的实施例中，同一个膜堆20中，对于第i个高低折射率材料单元α_iHβ_iL，高折射率材料层21的光学厚度为α_i*λ/4，低折射率材料层22的光学厚度为β_i*λ/4，高折射率材料层21的折射率为N_H，高折射率材料层21的物理厚度为D_H，则存在N_H*D_H＝α_i*λ/4；低折射率材料层22的折射率为N_L，低折射率材料层22的物理厚度为D_L，则存在N_L*D_L＝β_i*λ/4；其中，α₁，α₂，...，α_m和β_m，...，β₂，β₁各自独立地满足选自范围在0～2π的同一个正弦波形或余弦波形的左上半弦(比如0～π/2之间的弦)、左下半弦(比如π/2～π之间的弦)、右上半弦(比如π～3π/2之间的弦)和右下半弦(3π/2～2π之间的弦)上的同一递变规律。上述各光学厚度系数在上述范围内遵循同一个弦波的四个半弦的波形变化规律，所得到的光学厚度的差值在较窄的范围内，能够使上述窄带效果更好地发挥；而且不会出现光学薄膜设计中常见的半波孔(在滤光片的实际制备中往往会在带通区域，即反射带中心波长的一半处出现一个反射峰，一般称之为半波孔，也有称它为滤光片的半波跌落)。

为了得到更易实现的物理厚度且控制窄带反射膜的总物理厚度，窄带反射膜以455nm为监控波长时，α_i，β_i的取值范围在：0.01≤α_i≤3.2，0.01≤β_i≤3.2，优选地0.05≤α_i≤2.8，0.05≤β_i≤2.8，进一步优选0.1≤α_i≤2.8，0.1≤β_i≤2.8；更为优选0.2≤α_i≤2.7，0.2≤β_i≤2.7。

在本申请的窄带反射膜设计中，为了使得反射膜系和基材层10的硬度、附着性等更好，一般在设置膜堆20之前会在基材层10上设置过渡的高低折射率层，或者为了提高相邻膜堆20的相适应性，也会设置过渡层，为了保证膜堆20的窄带化效果，优选上述膜堆20中的高低折射率材料单元的的数量占反射膜系高低折射率材料单元的总数量的60～99％。

考虑到本申请的窄带反射膜应用的滤光片、防伪膜等结构的要求，优选上述高折射率材料层21的物理厚度为1～400nm，优选为10～150nm，优选低折射率材料层22的物理厚度为1～400nm，优选为10～150nm。

本申请的反射膜系可以有一个具有上述膜系结构的膜堆也可以有多个，为了更好地实现窄带反射，优选设置同一个膜堆中的第一涂料相同，第二涂料相同；设置不同的膜堆中的第一涂料相同或不同，第二涂料相同或不同。

由于第一涂料和第二涂料都是以液态形式存在，为了保证涂布后的固化结构的稳定性，优选多层同时涂布工艺的涂布速度为10～300m/min。

在本申请一种优选的实施例中，如图4所示，采用多层涂布设备40实施多层同时涂布工艺，多层涂布设备40包括：上述的反射膜系设计模块、流量换算模块、可旋转的涂布轴430和涂布模块，涂布轴430用于承载透明基材层10；流量换算模块与反射膜系设计模块相连，根据反射膜系设计模块中设定的厚度计算第一涂料和所述第二涂料的流量；涂布模块与流量换算模块电连接根据流量换算模块的流量控制第一涂料和第二涂料在涂布模块的涂布量，涂布模块的上表面为沿靠近涂布轴430的方向向下倾斜的滑动面420，且涂布模块包括多个涂布头410，且各涂布头410具有出口的表面构成滑动面420，涂布头410的出口沿远离涂布轴430的方向平行排列，涂布轴的旋转轴与涂布头的排列方向垂直，多层同时涂布工艺实施时，第一涂料以及第二涂料间隔地从不同的涂布头410的出口流至滑动面420后流动至涂布轴430上的透明基材层10上。

采用上述多层涂布设备40实施多层同时涂布工艺时，根据反射膜系设计模块的厚度，第一涂料以及第二涂料按照设计厚度要求间隔地、定量地从不同的涂布头410的出口流至滑动面420，并借助重力的作用从滑动面420流下，从而在滑动面420靠近涂布轴430的一端得到层叠的涂料，层叠的涂料再流动至涂布轴430上的透明基材层10上，进而通过干燥得到膜堆20。为了保证第一涂料以及第二涂料能够借助重力的作用从滑动面420流下，以在滑动面420靠近涂布轴430的一端得到层叠的涂料，优选地，滑动面420的与水平面的夹角为2～15°。

上述高折射率材料层21和低折射率材料层22的折射率大小可以参考现有技术中制作反射膜的折射率材料的大小，其中高折射率材料层21的折射率为1.5～5.0，优选为1.65～3.0，低折射率材料层22的折射率为1.1～1.5，优选为1.25～1.48。

形成具有上述折射率的高折射率材料层21和低折射率材料层22的折射率材料可以从现有技术中常用的折射率材料中进行选择，优选地形成高折射率材料层21和低折射率材料层22的折射率材料各自独立地选自MgF₂、CaF₂、过渡金属氟化物、ZnO、TiO₂、TiN、In₂O₃、SnO₃、Cr₂O₃、ZrO₂、Ta₂O₅、LaB₆、NbO、Nb₂O₃、Nb₂O₅、SiO₂、SiC、Si₃N₄、Al₂O₃、含氟树脂、含有中空二氧化硅的树脂中的任意一种或多种。

当反射膜系中高低折射率材料单元的数量较多时，为了保证各层厚度以及形状的稳定性，优选将反射膜系分成独立的多个膜堆进行制作，即优选膜堆为多个且形成在不同的透明基材层10上，上述制备方法还包括：采用粘结层23将两个膜堆进行粘结；以及去除其中一个透明基材层，得到如图2所示的窄带反射膜。

为了尽可能避免粘结层23对光线产生不必要的影响，优选上述粘结层23为OCA胶层或PSA胶层，进一步优选粘结层23的厚度为0.05～0.2mm。使其既能满足粘结要求，有保证其足够的透光率。

在本申请的一种优选的实施例中，上述透明基材层10为PET层、COP层、COC层、CPI层、PMMA层、PEN层、PC层或TAC层；优选透明基材层10的厚度为1～50μm。当然，上述透明基材层10也可以为玻璃等硬质基材，当选择PET层等柔性材料作为透明基材层10时，可以实现窄带反射膜的柔性化。

优选地，第一涂料和/或第二涂料中还设置有光吸收剂；上述方式可以在不额外增加反射膜系的厚度以及工艺复杂性基础上，实现窄带吸收效果。

优选地，如图3所示，上述反射膜系还包括一层或多层光吸收剂层24，光吸收剂层24与部分高折射率材料层21和低折射率材料层22相邻设置，对应地采用多层同时涂布工艺将高折射率材料的第一涂料、包括低折射率材料的第二涂料、以及包括光吸收剂的第三涂料同步设置于透明基材层10的表面，干燥后得到膜堆20。将光吸收剂制作在单独的光吸收剂层24中，增加了光吸收剂用量和设置位置的灵活性。

上述光吸收剂选自无机光吸收剂、有机光吸收剂和有机无机复合光吸收剂中的任意一种或多种，优选所述无机光吸收剂为金属氧化物或金属盐类，其中所述金属氧化物和所述金属盐类中的金属为铜、铬、铁或镉，优选所述有机光吸收剂为酞菁、卟啉或偶氮，所述有机无机复合光吸收剂为酞菁金属螯合物、卟啉金属螯合物或偶氮金属螯合物。比如Exciton公司的ABS系列(诸如ABS-642，ABS-626等)及山田化学工业的FDR系列(FDR-001,FDR-002,FDR-003,FDR-004,FDR-005等。

下面将结合实施例进一步说明本发明提供的透明导电膜的制备方法。

实施例1

模拟实验数据：

在厚度为0.05mm的PET层上设置增透层和反射膜系(高折射率材料层和低折射率材料层交叉叠置而成)，其中，设定入射光的中心波长为532nm，高折射率材料层为折射率为2.354的二氧化钛层，低折射率材料层为折射率为1.46的二氧化硅层，其中，增透层由光学厚度为λ/4的二氧化钛层和二氧化硅层组成，反射膜系的光学厚度系数设计为：

第一半膜堆：0.216H 1.836L 0.303H 1.691L 0.377H 1.591L 0.561H 1.501L0.583H 1.422L 0.677H 1.358L 0.762H 1.259L 0.851H 1.192L 0.928H 1.102L 1.010H1.020L 1.106H 0.921L 1.184H 0.886L 1.255H 0.767L 1.346H 0.714L 1.444H 0.634L1.552H 0.564L 1.625H 0.432L 1.680H 0.416L 1.755H 0.396L 1.902H 0.233L 3.280H0.905L，其中高折射率材料层的光学厚度系数按照余弦波形的右上半弦递增，低折射率材料层的光学厚度系数按照余弦波形的左上半弦递减；

第二半膜堆：0.306H 2.574L 0.425H 2.369L 0.528H 2.230L 0.784H 2.101L0.816H 1.987L 0.951H 1.899L 1.066H 1.766L 1.192H 1.667L 1.294H 1.545L 1.412H1.428L 1.547H 1.289L 1.656H 1.245L 1.758H 1.070L 1.886H 0.996L 2.025H 0.885L2.175H 0.791L 2.278H 0.603L 2.348H 0.581L 2.457H 0.550L 2.661H 0.326L 4.594H1.265L，其中高折射率材料层的光学厚度系数按照余弦波形的右上半弦递增，低折射率材料层的光学厚度系数按照余弦波形的左下半弦递减；

光学膜系设置在上述PET层上，0.905L和0.306H之间通过厚度为0.1mm的PSA进行粘结。

利用Essential Macleod膜系设计软件对上述窄带反射膜的光反射性能进行模拟，其模拟结果见图5和表1。

实施例2

利用Essential Macleod膜系设计软件设计反射膜系中膜堆的结构同实施例1的膜系设计。

将Essential Macleod膜系设计软件与多层涂布设备的流量换算模块电连接，流量换算模块换算出第一涂料和第二涂料所需的流量，第一涂料和第二涂料中的有机物为丙烯酸树脂，然后在涂布时，涂布模块根据流量换算模块换算出的流量释放出相应的第一涂料和第二涂料的涂布量，第一涂料以及第二涂料间隔地从不同的涂布头的出口流至滑动面后流动至涂布轴上的透明基材层上，干燥后即可得到相应的半膜堆。其中，涂布头的滑动面的与水平面的夹角为10°。

然后将两个半膜堆利用0.1mm的PSA进行粘结。测量在TU-1221双光束紫外线和可见光光度计上进行，直接测量T-λ曲线，从曲线上求出介质干涉率滤光片的三个主要参数λ₀、T_max、△λ/λ₀。光度计的光路系统如图6所示。分光光度计的工作原理如下：乌灯W₁或氘灯D₂发出的光经过反射镜M₁、入射狭缝S₁和反射镜M₂准直后照射到光栅G上，光栅G衍射的光经过反射镜M₃、出射狭缝S₂、反射镜M₄和反射镜M₅后由斩光器C分成两路：一路是反射镜M₆、参考光比色池R和反射镜M₈组成的参考光路，另一路是反射镜M₇、样品光比色池S、反射镜M₉和反射镜M₁₀，样品放在此光路的样品光比色池中。这两路光强由光电倍增管交替接收，并进行强度比较，由此得出样品的透过率。改变斩光器G的转角，可以选择不同的波长进行测量，从而得到完整的透射率曲线，将透射率曲线转换为反射率曲线后具体见图7和表1。

实施例3

模拟实验数据：

膜系的高折射率材料层的光学厚度系数和低折射率材料层的光学厚度系数与实施例1相同，两个半膜堆设置在PET层的两个相对的表面上。利用Essential Macleod膜系设计软件对上述窄带反射膜的光反射性能进行模拟，其模拟结果见图8和表1。

实施例4

模拟实验数据：

在厚度为0.05mm的PET层上设置增透层和反射膜系(高折射率材料层和低折射率材料层交叉叠置而成)，其中，设定入射光的中心波长为520nm，高折射率材料层为折射率为2.354的二氧化钛层，低折射率材料层为折射率为1.46的二氧化硅层，其中，增透层由光学厚度为λ/4的二氧化钛层和二氧化硅层组成，反射膜系的光学厚度系数设计为：

COP 0.251H 1.592L 0.552H 1.487L 0.582H 1.404L 0.675H 1.344L 0.764H1.253L 0.834H 1.186L 0.916H 1.097L 0.988H 1.026L 1.088H 0.918L 1.165H 0.892L1.248H 0.765L 1.350H 0.714L 1.446H 0.631L 1.552H 0.565L 1.620H 0.412L 1.250H1.405L Air，

利用Essential Macleod膜系设计软件对上述窄带反射膜的光反射性能进行模拟，其模拟结果见图9和表1。

实施例5

模拟实验数据：

COP 1.667H 1.790L 1.352H 1.284L 1.298H 1.368L 1.474H 1.567L 1.736H2.055L 1.955H 2.135L 0.554H 1.435L 0.971H 1.206L 1.276H 1.409L 1.487H 1.606L1.712H 1.874L 1.004H 2.104L 0.947H 1.046L 1.019H 1.135L 1.300H 1.380L 1.518H1.643L 1.808H 1.878L 1.962H 2.219L 0.800H 0.861L 1.070H 1.194L 1.291H 1.429L1.516H 1.635L 1.768H 1.877L 2.006H 2.141L 0.792H 1.067L 1.436H 1.901L 0.678H1.612L 1.566H 1.612L 1.675H 1.837L 1.829H 1.385L Air

利用Essential Macleod膜系设计软件对上述窄带反射膜的光反射性能进行模拟，其模拟结果见图10和表1。

实施例6

模拟实验数据：

0.216H 1.836L 0.303H 1.691L 0.377H 1.591L 0.561H 1.501L 0.583H 1.422L0.677H 1.358L 0.762H 1.259L 0.851H 1.192L 0.928H 1.102L 1.010H 1.020L 1.106H0.921L 1.184H 0.886L 1.255H 0.767L 1.346H 0.714L 1.444H 0.634L 1.552H 0.564L1.625H 0.432L 1.680H 0.416L 1.755H 0.396L 1.902H 0.233L 3.280H 0.905L，其中高折射率材料层的光学厚度系数按照余弦波形的右上半弦递增，低折射率材料层的光学厚度系数按照余弦波形的左上半弦递减。

利用Essential Macleod膜系设计软件对上述窄带反射膜的光反射性能进行模拟，其模拟结果见图11和表1。

对比例1

0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L。

利用Essential Macleod膜系设计软件对上述窄带反射膜的光反射性能进行模拟，其模拟结果见图12和表1。

对比例2

0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L0.377H1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L 0.377H 1.591L。

利用Essential Macleod膜系设计软件对上述窄带反射膜的光反射性能进行模拟，其模拟结果见图13和表1。

表1

根据图5至图13的结果可以看出，本申请通过对高折射率材料层和低折射率材料层的光学厚度的变化进行调控，使其按照余弦波形的规律进行变化，实现了理想的窄带反射效果，其中，实施例1和2中两个半膜堆的叠加使得两个半膜堆的重复截止波长的截止深度增加，而没有重复的部分被填平，从而实现了重复部分的窄带反射。

并且根据表1中的数据可以看出，实施例1的模拟数据和实施例2的实验实际数据一致性较好，且根据实施例1和实施例6的对比可以发现，通过增加高折射率材料层和低折射率材料层的层数，有利于增加反射率以及减少反射峰的带宽，颜色更为锐利，反射的色彩效果更为突出。

此外，本申请发明人进一步对实施例2的窄带反射膜进行不同色度检测，发现在0°色度时，反射膜呈现宝石绿色，且颜色锐利，类似绿色量子点的效果，颜色纯正，带有金属质感，无白化现象，在45°色度时，窄带反射膜窄峰向左偏移，变为弱青色，且红外部分光线加入，整体颜色变金属红，说明采用本申请制备方法制备出的窄带反射膜具有优质的变色特性。对比例1与对比例2的反射膜，没有变色和色度锐利的特性。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

式中I₀为入射光强；R为反射面的能量反射率；δ为相邻两相干光间的相位差，与入射光倾角有关，R+T＝1(R为膜系的表面反射率，T为透射率)。相邻的高折射率层之间的距离以及相邻低折射率材料层之间的距离即相当于间隔层的距离，而根据法布里-珀罗干涉原理，间隔层的距离为λ/4的倍数时干涉达到最大，且根据光的波粒二象性传输的余弦波特性，余弦的周期逐渐变大，因此通过在反射膜系中设置膜系结构为│(α₁Hβ₁Lα₂Hβ₂L...α_mHβ_mL)│的膜堆，由于膜堆的高折射率材料层和低折射率材料层的光学厚度系数遵循余弦波形的规律递变，即相邻的高折射率层之间的距离以及相邻低折射率材料层之间的距离呈现余弦波形的规律递变，就会使得特定波长的干涉效应得到增强，那么对应相应折射率形成干涉的波段范围将呈现变窄的趋势，即该膜堆会使反射率出现锐变的光线波长范围在很大程度上变窄，从而出现窄带反射的效果，进而避免了反射带宽大导致的光学器件色域差、白化严重、角色品效果差的缺陷。同时，根据膜堆数目的变化，窄带反射峰数目出现相应的变化。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种窄带反射膜的制备方法，其特征在于，所述窄带反射膜包括透明基材层（10）和反射膜系，反射膜系包括n个高低折射率材料单元，所述高低折射率材料单元依次层叠所述透明基材层（10）的一个表面或两个相对的表面上，各所述高低折射率材料单元包括一个高折射率材料层（21）和与之配对的一个低折射率材料层（22），所述制备方法包括：

提供反射膜系设计模块，所述反射膜系设计模块中设定：所述反射膜系中至少存在一个膜系结构为│(α₁Hβ₁Lα₂Hβ₂L... α_iHβ_iL...α_mHβ_mL) │的膜堆（20），其中，H表示所述高折射率材料层（21），L表示所述低折射率材料层（22），n、m为正整数，且2＜n≤150，3＜m≤50，m＜n，同一个所述膜堆（20）中的α₁，α₂，...，α_m以及β_m，...，β₂，β₁各自独立地满足同一个余弦波形或正弦波形上的同一递变规律；对于第i个所述高低折射率材料单元α_iHβ_iL，1≤i≤n,α_i表示第i个所述高折射率材料层（21）沿与所述透明基材层（10）垂直的方向上光学厚度占λ/4的倍数，β_i表示第i个所述低折射率材料层（22）沿与所述透明基材层（10）垂直的方向上光学厚度占λ/4的倍数，λ为膜堆的监控波长；

根据上述反射膜系设计模块的设定，采用多层同时涂布工艺将包括高折射率材料的第一涂料以及包括低折射率材料的第二涂料同步设置于所述透明基材层（10）的表面，干燥后得到所述膜堆（20），

采用多层涂布设备（40）实施所述多层同时涂布工艺，所述多层涂布设备（40）包括：

所述反射膜系设计模块；

流量换算模块，与所述反射膜系设计模块相连，根据所述反射膜系设计模块中设定的厚度计算所述第一涂料和所述第二涂料的流量；

可旋转的涂布轴（430），所述涂布轴（430）用于承载所述透明基材层（10）；

涂布模块，与所述流量换算模块电连接根据所述流量换算模块的流量控制所述第一涂料和第二涂料在所述涂布模块的涂布量，

所述涂布模块的上表面为沿靠近所述涂布轴（430）的方向向下倾斜的滑动面（420），且所述涂布模块包括多个涂布头（410），且各所述涂布头（410）具有出口的表面构成所述滑动面（420），所述涂布头（410）的出口沿远离所述涂布轴（430）的方向平行排列，所述涂布轴的旋转轴与所述涂布头的排列方向垂直，

所述多层同时涂布工艺实施时，所述第一涂料以及所述第二涂料间隔地从不同的所述涂布头（410）的出口流至所述滑动面（420）后流动至所述涂布轴（430）上的所述透明基材层（10）上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，设置同一个所述膜堆中的所述第一涂料相同，第二涂料相同；设置不同的所述膜堆中的第一涂料相同或不同，第二涂料相同或不同。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多层同时涂布工艺的涂布速度为10~300m/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述滑动面（420）的与水平面的夹角为2~15°。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高折射率材料层（21）的折射率为1.5~5.0，所述低折射率材料层（22）的折射率为1.1~1.5。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高折射率材料层（21）的折射率为1.65~3.0。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述低折射率材料层（22）的折射率为1.25~1.48。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成所述高折射率材料层（21）和所述低折射率材料层（22）的折射率材料各自独立地选自MgF₂、CaF₂、过渡金属氟化物、ZnO、TiO₂、TiN、In₂O₃、SnO₃、Cr₂O₃、ZrO₂、Ta₂O₅、LaB₆、NbO、Nb₂O₃、Nb₂O₅、SiO₂、SiC、Si₃N₄、Al₂O₃、含氟树脂、含有中空二氧化硅的树脂中的任意一种或多种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膜堆为多个且形成在不同的所述透明基材层（10）上，所述制备方法还包括：

采用粘结层（23）将两个所述膜堆进行粘结；以及

去除其中一个所述透明基材层。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述粘结层（23）为OCA胶层或PSA胶层。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述粘结层（23）的厚度为0.05~0.2mm。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透明基材层（10）为PET层、COP层、COC层、CPI层、PMMA层、PEN层、PC层或TAC层。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透明基材层（10）的厚度为1~50μm。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一涂料和/或所述第二涂料中还设置有光吸收剂；或者

所述反射膜系还包括一层或多层光吸收剂层（24），所述光吸收剂层（24）与部分所述高折射率材料层（21）和所述低折射率材料层（22）相邻设置，对应地采用多层同时涂布工艺将高折射率材料的第一涂料、包括低折射率材料的第二涂料、以及包括光吸收剂的第三涂料同步设置于所述透明基材层（10）的表面，干燥后得到所述膜堆（20）。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述光吸收剂选自无机光吸收剂、有机光吸收剂和有机无机复合光吸收剂中的任意一种或多种。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述无机光吸收剂为金属氧化物或金属盐类，其中所述金属氧化物和所述金属盐类中的金属为铜、铬、铁或镉。

17.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述有机光吸收剂为酞菁、卟啉或偶氮，所述有机无机复合光吸收剂为酞菁金属螯合物、卟啉金属螯合物或偶氮金属螯合物。