CN113103633B - 仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，方法包括步骤：制备模板；其中，模板设置有若干个脊脉状凹槽；采用成膜溶液在模板上成膜，得到带有脊脉状结构的薄膜；在薄膜背离脊脉状结构一侧沉积若干个微纳米球，并采用固化材料固定微纳米球后，去除微纳米球，得到仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜。由于光线照射到脊脉状结构时，先经过仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构后穿过薄膜到达多孔层，仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构能够实现陷光，进而实现防眩光功能；多孔层模仿翅膀上纳米尺寸的孔隙，孔隙与光波波长相近，与光线相互作用，实现透光功能。本发明制备方法容易操作，成本较低，利用模板法可实现大面积制备。

Description

仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法

技术领域

本发明涉及薄膜技术领域，尤其涉及的是一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法。

背景技术

在生产生活中，由于玻璃表面存在高强度的反射等问题，会产生强烈的眩光，影响人们的视线，造成视线模糊等问题，更有甚者强烈的广会对人的眼球造成不可修复性伤害。眩光的产生在交通方面也会产生极大的危害，阳光在玻璃表面产生强烈的反射光，逆向而使的车辆中的驾驶员会因此造成视线模糊，难以看清路面情况，十分危险。现代工作中大多数涉及电脑的应用，长时间接受电脑光线照射容易造成视觉疲劳和一些其他健康问题。因此，解决玻璃表面的眩光问题具有重大的意义。传统解决眩光问题是制造多层复合膜，在玻璃表面做出多层薄膜，以此减少反射，但这种技术在生活中的应用时，制作手法较为繁琐。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，旨在解决现有技术中防眩光薄膜制作方法繁琐的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，包括步骤：

制备模板；其中，所述模板设置有若干个脊脉状凹槽；

采用成膜溶液在所述模板上成膜，得到带有脊脉状结构的薄膜；

在所述薄膜背离所述脊脉状结构一侧沉积若干个微纳米球，并采用固化材料固定所述微纳米球后，去除所述微纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜。

所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，所述模板为硅基模板；所述脊脉状凹槽包括：脊脉状主干凹槽以及与所述脊脉状主干连通的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽；所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽有若干个，若干个所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽的深度沿所述脊脉状主干凹槽的深度方向依次递减；

所述制备模板包括：

提供一硅基板，采用单激光在所述硅基板上刻蚀出所述脊脉状主干凹槽；

采用双激光在所述脊脉状主干凹槽内的两侧刻蚀出所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽，得到模板。

所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，所述单激光垂直于所述硅基板；和/或，

所述单激光的参数为激光功率5-10瓦，激光频率40～60赫兹，光斑大小0.5-1微米，扫描长度150～200微米，扫描宽度1～1.5微米，扫描时间0.8～1.2秒，扫描间隔宽度2～4微米；和/或，

所述双激光的参数为扫描时间0.4～0.6秒，激光功率5～10瓦，光斑大小30～40纳米，激光频率180～220赫兹。

所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，所述成膜溶液选自环氧树脂溶液、聚二甲基硅氧烷溶液中的一种；

所述采用成膜溶液在所述模板上成膜，得到带有脊脉状结构的薄膜，包括：

将成膜溶液旋涂至所述模板上进行固化后，得到带有脊脉状结构的薄膜。

所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，所述成膜溶液为聚甲基丙烯酸甲酯溶液；

所述采用成膜溶液在所述模板上成膜，得到带有脊脉状结构的薄膜，包括：

将成膜溶液喷涂在所述模板上进行固化后，得到带有脊脉状结构的薄膜。

所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，所述成膜溶液包括固化剂，所述固化温度为75-80℃。

所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，所述固化材料为光固化材料；

所述在所述薄膜背离所述脊脉状结构一侧沉积若干个微纳米球，并采用固化材料固定所述微纳米球后，去除所述微纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜，包括：

提供微纳米球溶液、光固化溶液以及溶解溶液；其中，所述微纳米球溶液包括若干个微纳米球和第一溶剂；所述光固化溶液包括光固化材料和第二溶剂；

在所述薄膜背离所述脊脉状结构一侧旋涂所述微纳米球溶液，以沉积所述微纳米球；

在所述微纳米球上旋涂所述光固化材料溶液，并进行光照以固定所述微纳米球，得到固定有微纳米球的薄膜；

采用所述溶解溶液溶解去除所述固定有微纳米球的薄膜中的所述微纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜。

所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，所述第一溶剂选自乙醇、水中的至少一种；和/或，

所述光固化材料包括聚氨酯丙烯酸，所述光照采用紫外光照，所述微纳米球为聚苯乙烯微纳米球，所述溶解溶液包括甲苯溶液。

所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其中，所述采用所述溶解溶液溶解去除所述固定有微纳米球的薄膜中的所述微纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜，包括：

采用所述溶解溶液浸泡所述固定有微纳米球的薄膜，并密封后，进行超声处理以去除所述微纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜。

一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜，其中，

采用上述任意一项所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法制备得到。

有益效果：由于光线照射到脊脉状结构时，先经过仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构，光线在仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构中经过多次折射和反射后穿过薄膜，并在多孔层中进一步进行多次折射和反射，仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构能够实现陷光，进而实现防眩光功能；多孔层模仿翅膀上纳米尺寸的孔隙，孔隙与光波波长相近，与光线相互作用，实现透光功能。本发明制备方法容易操作，成本较低，利用模板法可实现大面积制备。

附图说明

图1是蝴蝶的照片及蝴蝶翅膀的放大照片。

图2是本发明实施例中仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法的流程图。

图3是本发明实施例中模板的结构示意图。

图4是本发明中带有脊脉状结构的薄膜的结构示意图。

图5是本发明中仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的结构示意图。

附图标记说明：

10、模板；11、脊脉状凹槽；111、脊脉状主干凹槽；112、仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽；20、薄膜；21、脊脉状结构；211、脊脉状主干结构；212、仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构；30、多孔层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1-图5，本发明提供了一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法的一些实施例。

自从仿生学的出现，多种仿生用品被制作出来。自然界在减少眩光问题上也为我们提供了许多思路，如娥眼、蝉翼、玫瑰花瓣等。蝴蝶在生活中随处可见，蝴蝶翅膀上的微纳结构不仅对光线具有良好的防眩光作用，而且还具有优秀的透光性能，使翅膀呈现出透明的状态。科学工作者对于蝴蝶翅膀结构的仿制不一而足，溶胶凝胶法、化学腐蚀法、化学气相沉积法等都能完成蝴蝶翅膀结构的复制。

上述方法在加工角度难易程度不尽相同，但制作出的薄膜对于蝶翅脊脉结构的仿造并不是十分有益，因此仿蝶翅的防眩光薄膜的制造还有待探索。

根据观察，蝴蝶翅膀上均长有鳞片，鳞片结构多种多样，不一而足。大多数鳞片外形整体呈现出长方形，在边缘有波浪形状。针对不同蝴蝶种类观察之后，宽度约在50-100微米之间，其长度在150-200微米左右。在每个鳞片之上还具有结构更加小的脊脉状结构，脊脉结构的宽度大多数分布在1～1.5微米之间，脊脉的高度在0.2-1.0微米之间，脊脉之间的距离分布在2～4微米之间，极少数脊脉间距离能够达到1微米以下，其中脊脉高度多数在0.3～0.6微米之间，脊脉的长度方向与鳞片的长度方向平行，与鳞片的长度基本相同。脊脉状结构的下方生长有层级结构，其中以不规则的多孔结构居多。

光子晶体，也称纳米晶体结构，是指一种在高折射率材料的某些位置周期性的出现低折射率材料的一种结构。高低折射率的材料交替按照一定几何形式排列，对光波具有干涉、衍射和散射作用。这是因为光子晶体结构与光波能够相互作用，使得光子晶体结构对光具有良好的减反射防眩光作用。光子晶体材料，是一个介电常数不同的，其空间成周期分布的新型化学材料。光子晶体周期性排布的介电常数能够对电磁波进行调制，从而在能带之间产生禁带，使得光子在这些禁带中无法传播。光子晶体不同的尺寸、形状以及高低折射率材料排列方式会对减反射和防眩光效果具有不同的影响。

光子晶体按照周期性结构排列的分布，分为一维、二维、三维光子晶体。它们的周期性结构分别在一维、二维、三维上排布。

如图2所示，本发明的一种扫频光频梳相干层析成像虚像消除方法，包括以下步骤：

步骤S100、制备模板；其中，所述模板设置有若干个脊脉状凹槽。

具体地，本发明中采用模板法制备薄膜，模板10上设置有若干个脊脉状凹槽11，则得到的薄膜20上会形成脊脉状结构21。在制备模板10时，形成脊脉状凹槽11。如图2和图3所示，脊脉状凹槽11包括：脊脉状主干凹槽111以及与所述脊脉状主干连通的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112；所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112有若干个，若干个所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112的深度沿所述脊脉状主干凹槽111的深度方向依次递减。从截面上来看，脊脉状凹槽11呈树枝状，脊脉状主干凹槽111是树的主干，仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112是树的分支，分支与主干连接，分支可以是对称设置在主干上，也可以是不对称设置的，为了减少制备步骤，在形成仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112，在脊脉状主干凹槽111的两侧形成对称的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112。

脊脉状凹槽11中仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112的深度逐渐变化，形成塔形结构，塔形结构在加工过程中容易实现加工，激光刻蚀过程只需要控制角度即可。

脊脉状凹槽11有若干个，若干个脊脉状凹槽11沿模板10的长度方向排列。脊脉状主干凹槽111和仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112沿模板10的宽度方向延伸。需要说的是，脊脉状凹槽11在模板10的宽度方向上的两侧具有开口，整个脊脉状凹槽11与外界连通。从截面上来看，脊脉状凹槽11的深度为150～200微米，脊脉状凹槽11的宽度为1～1.5微米；仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112的深度为50～100微米，仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112的宽度为30-40纳米，相邻两个仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112之间的间距为30-40纳米。

如图2-图4所示，脊脉状凹槽11在成膜之后对应形成脊脉状结构21，则脊脉状结构21包括：脊脉状主干结构211以及与脊脉状主干结构211连接的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构212。在成膜过程中，脊脉状主干结构211在脊脉状主干凹槽111中形成，仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构212在仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112中形成。脊脉状结构21也形成塔形，脊脉状结构21中仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构212能够产生陷光效果，使光线在他型结构中多次反射，减少反射光的强度。

模板法制备仿蝶翅鳞片脊脉状结构能够实现高效制备，大面积制备。制备模板过程时间周期长，但是模板能够重复利用，减少后续加时间。

所述模板为硅基模板，当然，模板还可以采用其他材料制成，例如，采用铝基模板、铜基模板。在选择模板的材质时，需要考虑容易形成凹槽。此外，模板不会被成膜溶液腐蚀。本发明以硅基模板为例进行说明。

步骤S100具体包括：

步骤S110、提供一硅基板，采用单激光在所述硅基板上刻蚀出所述脊脉状主干凹槽。

步骤S120、采用双激光在所述脊脉状主干凹槽内的两侧刻蚀出所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽，得到模板。

具体地，如图2所示，采用原始硅基作为硅基板，在硅基板上采用激光进行刻蚀形成脊脉状凹槽11，得到硅基基础模板，由于要形成光子晶体结构，对尺寸的要求较高，因此，采用激光形成脊脉状凹槽11，可以控制凹槽的形貌和尺寸在纳米级别，硅基材料可以通过激光进行刻蚀，因此，采用硅基板形成模板10。单激光是指一束激光，单激光形成一个凹槽，具体形成脊脉状主干凹槽111；双激光是指两束激光，双激光可以形成两个凹槽，具体形成仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112，得到双激光刻蚀后模板。仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112的数量可以需要设置，例如，如图4和图5所示，脊脉状主干凹槽111单侧的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽112的数量为3个或4个，则形成相应数量的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构212。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述单激光垂直于所述硅基板，也就是说，脊脉状主干凹槽时沿硅基板的厚度方向设置的。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述单激光的参数为激光功率5-10瓦，激光频率40～60赫兹，光斑大小0.5-1微米，扫描长度150～200微米，扫描宽度1～1.5微米，扫描时间0.8～1.2秒，扫描间隔宽度2～4微米。

具体地，扫描长度150-200微米，则形成的脊脉状主干凹槽的深度为150-200微米，那么成膜后脊脉状主干结构的高度为150-200微米。扫描宽度1～1.5微米，则形成的脊脉状主干凹槽的宽度为1～1.5微米，那么成膜后脊脉状主干结构的宽度为1～1.5微米。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述双激光的参数为扫描时间0.4～0.6秒，激光功率5～10瓦，光斑大小30～40纳米，激光频率180～220赫兹。

具体地，双激光中两束激光采用相同的参数，则在脊脉状主干凹槽两侧形成相同的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽。

步骤S200、采用成膜溶液在所述模板上成膜，得到带有脊脉状结构的薄膜。

具体地，成膜溶液是用于成膜的溶液，成膜溶液包括：主剂和成膜溶剂。成膜溶液在成膜过程中成膜溶剂逐渐挥发，从而主剂形成薄膜。主剂可以是环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种或多种，也就是说，成膜溶液可以是环氧树脂溶液、聚二甲基硅氧烷溶液、聚甲基丙烯酸甲酯溶液中的一种或多种，成膜溶剂是根据主剂进行选取的，可以是单一成分的溶剂，也可以是多个成分形成的混合溶剂。

为了加快成膜溶液的成膜效率，成膜溶液还可以包括固化剂，固化剂在成膜过程中有利于主剂的固化，加快成膜效率。为了确保成膜溶液填满脊脉状凹槽，当成膜溶液覆盖在模板上后，对脊脉状凹槽中的成膜溶液进行超声，消除成膜溶液中的气泡。当然，在选择模板的材料时，考虑到成膜溶液在模板上的浸润性，采用浸润性好的模板，也可以避免形成气泡。为了进一步加快成膜效率，在成膜过程中，当成膜溶液覆盖在模板上后，可以对成膜溶液进行加热。可以理解的是，固化剂可以是热固化剂，在加热时，固化剂固化效率提高。

环氧树脂溶液中环氧树脂和固化剂的摩尔比为2.7～3.3：1，固化温度75～85℃，固化时间3～7小时，采用鼓风干燥箱内固化。聚二甲基硅氧烷溶液中聚二甲基硅氧烷和固化剂的摩尔比为8.0～12.0：1，固化温度75～80℃，固化时间70～100分钟，鼓风干燥箱内固化。聚甲基丙烯酸甲酯溶液中聚甲基丙烯酸甲酯和固化剂的摩尔比为1：26～28，例如，聚甲基丙烯酸甲酯与三氯甲烷配比在1：26～28，固化温度38～42℃，固化时间10～12分钟，采用加热台固化。

成膜溶液的成膜方式可以是旋涂或者喷涂，具体根据成膜溶液采用相应的成膜方式。将成膜溶液覆盖在模板上后，不仅要填满脊脉状凹槽形成脊脉状结构，还要继续覆盖整个模板形成薄膜。薄膜的厚度可以根据需要设置，可以通过成膜溶液的量控制薄膜的厚度。将成膜溶液覆盖再模板上后，进行固化处理，例如可以采用加热的方式，加速成膜溶剂的挥发。固化完成后，则得到带有脊脉状结构的薄膜。

所述成膜溶液选自环氧树脂溶液、聚二甲基硅氧烷溶液中的一种，步骤S200包括：

步骤S210、将成膜溶液旋涂至所述模板上进行固化后，得到带有脊脉状结构的薄膜。

具体地，环氧树脂溶液、聚二甲基硅氧烷溶液可以采用旋涂的方式在模板上进行成膜，采用旋涂方式，旋涂速度600-700转/分钟，旋涂1分钟，加速时间10秒，持续最高转速40秒，减速时间10秒。

所述成膜溶液为聚甲基丙烯酸甲酯溶液，步骤S200包括：

步骤S220、将成膜溶液喷涂在所述模板上进行固化后，得到带有脊脉状结构的薄膜。

聚甲基丙烯酸甲酯溶液采用喷涂的方式在模板上进行成膜。采用喷涂，喷涂至溶液完全覆盖模板，重复喷涂3～4次。

步骤S300、在所述薄膜背离所述脊脉状结构一侧沉积若干个微纳米球，并采用固化材料固定所述微纳米球后，去除所述微纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜。

具体地，如图5所示，在薄膜20的一侧形成脊脉状结构21后，在薄膜20的另一侧形成多孔层30。具体地，先在薄膜的另一侧沉积微纳米球，然后采用固化材料固定所沉积的微纳米球，再去除微纳米球并倒模，则在固化材料中微纳米球的位置形成孔，得到多孔层，完成仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备。多孔层30模仿翅膀脊脉下方的几丁质空洞结构，几丁质与孔隙间隔规则排列，与光线发生作用，能够实现增加透过、减少反射的作用，减少眩光的产生。多孔层30与塔形的脊脉状结构21作用机理不同，多孔层30产生渐变折射率效果，实现增透的目的。塔形的脊脉状结构21实现陷光功能，对于传播到多孔层30的光线，多孔层30实现增透的目的。

需要说明的是脊脉状结构和多孔层依次进行，可以在保留模板的情况下制备多孔层，脊脉状结构以及多孔层可以在模板的基础上依次形成，并在最后进行倒模，得到仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜，简化了制备步骤，确保仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜具有较佳的防眩光性能和透光性能。

可以理解的是，由于光线照射到脊脉状结构时，先经过仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构，光线在仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构中经过多次折射和反射后穿过薄膜，并在多孔层中进一步进行多次折射和反射，仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构能够实现陷光，进而实现防眩光功能；多孔层模仿翅膀上纳米尺寸的孔隙，孔隙与光波波长相近，与光线相互作用，实现透光功能。本发明制备方法容易操作，成本较低，利用模板法可实现大面积制备。

固化材料包括光固化材料，在光照下光固化材料固化。当然，固化材料还可以是热固化材料，在加热下热固化材料固化。本发明有以固化材料为例进行说明。

步骤S300包括：

步骤S310、提供微纳米球溶液、光固化溶液以及溶解溶液；其中，所述微纳米球溶液包括若干个微纳米球和第一溶剂；所述光固化溶液包括光固化材料和第二溶剂。

具体地，微纳米球是指直径在微纳米尺寸范围的球体，较佳的，采用纳米球，也就是说，采用直径在100纳米以下的球体。第一溶剂选自乙醇、水中的至少一种，将微纳米球分散在第一溶剂中，例如，第一溶剂采用乙醇，将微纳米球分散在乙醇中得到微纳米球溶液。

光固化材料是指在光照下固化的材料，溶解溶液是指用于溶剂微纳米球的溶液，光固化材料包括聚氨酯丙烯酸(PUA)，聚氨酯丙烯酸在紫外光照射下固化。当然，还可以采用其他光固化材料。溶解溶液可以溶解微纳米球，但不溶解光固化材料和薄膜，因此，在微纳米球固定后，通过溶解溶液溶解微纳米球，形成多孔层。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述微纳米球为聚苯乙烯(PS)微纳米球，所述溶解溶液包括甲苯溶液。甲苯可以溶解聚苯乙烯微纳米球。

步骤S320、在所述薄膜背离所述脊脉状结构一侧旋涂所述微纳米球溶液，以沉积所述微纳米球。

具体地，在薄膜背离脊脉状结构一侧旋涂微纳米球溶液，第一溶剂挥发后，则微纳米球沉积在薄膜上，微纳米球的沉积并不牢靠，因此，需要用固化材料对微纳米球进行固定。

微纳米球溶液单次滴加0.5毫升，旋涂速度120～150转/分钟，旋涂30～40秒，加速时间和减速时间各占一半。通风处理5～10分钟，重复旋涂4～6次

步骤S330、在所述微纳米球上旋涂所述光固化材料溶液，并进行光照以固定所述微纳米球，得到固定有微纳米球的薄膜。

具体地，在微纳米球上旋涂光固化材料溶液，使光固化材料填充在微纳米球之间的间隙中，然后对覆盖光固化材料进行光照实现光固化材料的固化，得到固定有微纳米球的薄膜。

将光固化材料溶液旋涂在微纳米球表面，旋涂速度180～200转/分钟，旋涂30～40秒，加速10秒，减速时间10秒，单次滴加0.3～0.5毫升，旋涂一次。

步骤S340、采用所述溶解溶液溶解去除所述固定有微纳米球的薄膜中的所述微纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜。

具体地，采用溶解溶液溶解去除微纳米球并倒模，则光固化材料中微纳米球的位置形成孔，则形成多孔层，需要说明的是，采用溶解的方式去除微纳米球，也就是说，形成的孔是与外界相连通的，属于开孔，而不是封闭孔。

步骤S340包括：

步骤S341、采用所述溶解溶液浸泡所述固定有微纳米球的薄膜，并密封后，进行超声处理以去除所述微纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜。

本发明制作得到的薄膜具有蝶翅的脊脉状结构和多孔结构，具有良好的防眩光能力和自清洁能力。

具体地，为了加快对微纳米球的溶解，将固定有微纳米球的薄膜浸泡在溶解溶液里面，并密封好后进行超声处理，实现快速去除微纳米球。超声处理时间可以根据需要设置，例如，超声处理10～15分钟。

具体实施例一

1、利用激光刻蚀法制作脊脉状结构的模板。第一次激光刻蚀脊脉状主干凹槽第一次刻蚀激光功率7瓦，激光频率50赫兹，光斑大小0.7微米，扫描长度170微米，扫描宽度1.2微米，扫描时间1秒，扫描间隔宽度3微米。对侧双激光刻蚀激光束从18度向76度改变4次角度，每次14.5度，转动后每次激光刻蚀持续0.5秒，激光功率7瓦，光斑大小35纳米，激光频率200赫兹。

2、将将成膜溶液涂敷在脊脉状凹槽的模板上，成膜溶液选择环氧树脂溶液，采用旋涂方式，旋涂速度650转/分钟，旋涂1分钟，加速时间10秒，持续最高转速40秒，减速时间10秒次。成膜溶液选择环氧树脂，其主剂和固化剂配比3：1，固化温度80℃，固化时间5小时，鼓风干燥箱内固化。

4、聚苯乙烯球分散于乙醇和水的混合溶液中，聚苯乙烯、乙醇和水配比0.05：26：3.5。搅拌12分钟。

5、聚苯乙烯旋涂在薄膜上，单次滴加0.5毫升，旋涂速度135转/分钟，旋涂35秒，加速时间和减速时间各占旋涂时间一半。通风处理7分钟，重复旋涂5次。

6、聚氨酯丙烯酸旋涂在苯乙烯球表面，旋涂速度190转/分钟，旋涂35秒，加速旋涂10秒，减速旋涂10秒，单次滴加0.4毫升，旋涂一次，紫外光固化12分钟。

7、利用酒精去除表层聚氨酯丙烯酸，旋涂在薄膜表面，旋涂速度30秒，旋涂速度450转/分钟，通风处理6分钟。

8、将薄膜浸泡于甲苯溶液，密封超声处理12分钟，去除聚苯乙烯球，完成薄膜的制备。

具体实施例二

1、利用激光刻蚀法制作脊脉状结构的模板。第一次激光刻蚀脊脉状主干结构第一次刻蚀激光功率10瓦，激光频率60赫兹，光斑大小1微米，扫描长度200微米，扫描宽度1.5微米，扫描时间1.2秒，扫描间隔宽度4微米。对侧双激光刻蚀激光束从18度向76度改变4次角度，每次14.5度，转动后每次激光刻蚀持续0.6秒，激光功率10瓦，光斑大小40纳米，激光频率220赫兹。

2、将将成膜溶液涂敷在脊脉状结构模板上，膜溶液选择环氧树脂或聚二甲基硅氧烷时，采用旋涂方式，旋涂速度700转/分钟，旋涂1分钟，加速时间10秒，持续最高转速40秒，减速时间10秒；成膜溶液选择聚甲基丙烯酸甲酯，采用喷涂，喷涂至溶液完全覆盖结构，重复喷涂4次。成膜溶液选择聚甲基丙烯酸甲酯，则聚甲基丙烯酸甲酯与三氯甲烷配比在1：27，固化温度40℃，固化时间11分钟，加热台固化。

4、聚苯乙烯球分散于乙醇和水的混合溶液中，聚苯乙烯、乙醇和水配比0.05：27：4。搅拌15分钟。

5、聚苯乙烯旋涂在薄膜上，单次滴加0.5毫升，旋涂速度150转/分钟，旋涂40秒，加速时间和减速时间各占旋涂时间一半。通风处理10分钟，重复旋涂6次。

6、聚氨酯丙烯酸旋涂在苯乙烯球表面，旋涂速度200转/分钟，旋涂40秒，加速旋涂10秒，减速旋涂10秒，单次滴加0.5毫升，旋涂一次，紫外光固化15分钟。

7、利用酒精去除表层聚氨酯丙烯酸，旋涂在薄膜表面，旋涂速度30秒，旋涂速度500转/分钟，通风处理8分钟。

8、将薄膜浸泡于甲苯溶液，密封超声处理15分钟，去除聚苯乙烯球，完成薄膜的制备。

基于上述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法的实施例，本发明还提供了一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的实施例。

本发明的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜，包括：

薄膜；

脊脉状结构，设置于薄膜一侧；

多孔层，设置于薄膜上背离脊脉状结构的一侧。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：

制备模板；其中，所述模板设置有若干个脊脉状凹槽；

采用成膜溶液在所述模板上成膜，得到带有脊脉状结构的薄膜；

在所述薄膜背离所述脊脉状结构一侧沉积若干个纳米球，并采用固化材料固定所述纳米球后，去除所述纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜；

所述模板为硅基模板；所述脊脉状凹槽包括：脊脉状主干凹槽以及与所述脊脉状主干凹槽连通的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽；所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽有若干个，若干个所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽的深度沿所述脊脉状主干凹槽的深度方向依次递减；所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的一侧形成脊脉状结构，另一侧形成多孔层；所述脊脉状结构包括：脊脉状主干结构以及与所述脊脉状主干结构连接的仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构；在成膜过程中，所述脊脉状主干结构在脊脉状主干凹槽中形成，所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体结构在所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽中形成；所述多孔层仿翅膀脊脉下方的几丁质空洞结构；所述脊脉状主干凹槽和所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽沿所述模板的宽度方向延伸；

所述制备模板包括：

提供一硅基板，采用单激光在所述硅基板上刻蚀出所述脊脉状主干凹槽；

采用双激光在所述脊脉状主干凹槽内的两侧刻蚀出所述仿蝶翅脊脉状一维光子晶体凹槽，得到模板；

所述固化材料为光固化材料；

所述在所述薄膜背离所述脊脉状结构一侧沉积若干个纳米球，并采用固化材料固定所述纳米球后，去除所述纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜，包括：

提供纳米球溶液、光固化溶液以及溶解溶液；其中，所述纳米球溶液包括若干个纳米球和第一溶剂；所述光固化溶液包括光固化材料和第二溶剂；

在所述薄膜背离所述脊脉状结构一侧旋涂所述纳米球溶液，以沉积所述纳米球；

在所述纳米球上旋涂所述光固化材料溶液，并进行光照以固定所述纳米球，得到固定有纳米球的薄膜；

采用所述溶解溶液溶解去除所述固定有纳米球的薄膜中的所述纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜；

所述第一溶剂选自乙醇、水中的至少一种；和/或，

所述光固化材料包括聚氨酯丙烯酸，所述光照采用紫外光照，所述纳米球为聚苯乙烯纳米球，所述溶解溶液包括甲苯溶液。

2.根据权利要求1所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其特征在于，所述单激光垂直于所述硅基板；和/或，

所述单激光的参数为激光功率5-10瓦，激光频率40～60赫兹，光斑大小0.5-1微米，扫描长度150～200微米，扫描宽度1～1.5微米，扫描时间0.8～1.2秒，扫描间隔宽度2～4微米；和/或，

所述双激光的参数为扫描时间0.4～0.6秒，激光功率5～10瓦，光斑大小30～40纳米，激光频率180～220赫兹。

3.根据权利要求2所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其特征在于，所述成膜溶液选自环氧树脂溶液、聚二甲基硅氧烷溶液中的一种；

所述采用成膜溶液在所述模板上成膜，得到带有脊脉状结构的薄膜，包括：

将成膜溶液旋涂至所述模板上进行固化后，得到带有脊脉状结构的薄膜。

4.根据权利要求2所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其特征在于，所述成膜溶液为聚甲基丙烯酸甲酯溶液；

所述采用成膜溶液在所述模板上成膜，得到带有脊脉状结构的薄膜，包括：

将成膜溶液喷涂在所述模板上进行固化后，得到带有脊脉状结构的薄膜。

5.根据权利要求3或4所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其特征在于，所述成膜溶液包括固化剂，固化温度为75-80℃。

6.根据权利要求1所述的仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法，其特征在于，所述采用所述溶解溶液溶解去除所述固定有纳米球的薄膜中的所述纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜，包括：

采用所述溶解溶液浸泡所述固定有纳米球的薄膜，并密封后，进行超声处理以去除所述纳米球并倒模，得到所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜。

7.一种仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜，其特征在于，

采用如权利要求1-6任意一项所述仿蝶翅鳞片脊脉状光子晶体结构防眩光薄膜的制备方法制备得到。

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