CN113341490A - 红外光增透型功能膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红外光增透型功能膜及其制备方法和应用。该红外光增透型功能膜包括依次层叠设置的基材层、可见光截止油墨层以及增透层；可见光截止油墨层对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％。增透层包括依次层叠设置的第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层，且第一TiO2层设于可见光截止油墨层的远离基材层的表面。在该红外光增透型功能膜中，通过选用对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％的可见光截止油墨层，配合第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层的设置，能够有效提高红外光的透过率，同时降低可见光的透过率。
Description
技术领域
本发明涉及光学功能膜技术领域，尤其是涉及一种红外光增透型功能膜及其制备方法和应用。
背景技术
随着电子产品的不断优化，可以通过光学功能膜的设置来实现相应的功能。通过光学功能膜可以实现部分光线透过，而部分光线不透过的效果。这样可以对产品的内部构造进行很好地遮蔽，同时使得所需要的光线通过来实现特定的效果。目前，通过光学功能膜来阻挡可见光并使红外光透光的方式成为研究的热点之一，该光学功能膜的设置对改善拍照效果、实现面部解锁等方面具有较好地促进作用。但是，在传统的制造过程中，为了得到这类光学功能膜，往往需要采用十分复杂的工序，并且得到的功能膜对红外光的透过率仍然处于较低的水平，因此导致该类光学功能膜的性能欠佳。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够有效提高红外光透过率的红外光增透型功能膜及其制备方法和应用。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种红外光增透型功能膜，包括依次层叠设置的基材层、可见光截止油墨层以及增透层；所述可见光截止油墨层对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％；
所述增透层包括依次层叠设置的第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层，且所述第一TiO2层设于所述可见光截止油墨层的远离所述基材层的表面。
在其中一个实施例中，所述第一TiO2层的厚度为40nm～50nm；和/或，所述第一SiO2层的厚度为40nm～50nm；和/或，所述第二TiO2层的厚度为90nm～100nm；和/或，所述第二SiO2层的厚度为160nm～180nm。
在其中一个实施例中，所述增透层还包括第三TiO2层和第三SiO2层，所述第三TiO2层设于所述第一SiO2层的远离所述第一TiO2层的表面，所述第三SiO2层设于所述第三TiO2层的远离所述第一SiO2层的表面。
在其中一个实施例中，所述第三TiO2层的厚度为40nm～50nm；和/或，所述第三SiO2层的厚度为40nm～50nm。
在其中一个实施例中，所述增透层还包括第四TiO2层，所述第四TiO2层设于所述第二SiO2层的远离所述第二TiO2层的表面。
在其中一个实施例中，所述第四TiO2层的厚度为40nm～50nm。
在其中一个实施例中，所述基材层为玻璃基材层和/或聚合物基材层。
在其中一个实施例中，所述可见光截止油墨层对波长为400nm～700nm的可见光的透过率不超过5％且对波长为900nm～1000nm的红外光的透过率不低于85％。
上述任一实施例中所述的红外光增透型功能膜的制备方法，包括如下步骤：
将可见光截止油墨转移到所述基材层的表面以形成所述可见光截止油墨层；
在所述可见光截止油墨层的远离所述基材层的表面依次形成所述第一TiO2层、所述第一SiO2层、所述第二TiO2层以及所述第二SiO2层。
一种电子产品，包括光线接收件以及上述任一实施例中所述的红外光增透型功能膜；所述基材层位于所述光线接收件的表面，或者所述第二SiO2层位于所述光线接收件的表面。
上述红外光增透型功能膜包括依次层叠设置的基材层、可见光截止油墨层以及增透层；可见光截止油墨层对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％。增透层包括依次层叠设置的第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层，且第一TiO2层设于可见光截止油墨层的远离基材层的表面。在上述红外光增透型功能膜中，通过选用对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％的可见光截止油墨层，配合第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层的设置，能够有效提高红外光的透过率，同时降低可见光的透过率。
进一步地，在上述红外光增透型功能膜，能够根据可见光截止油墨层的折射率选择与之相适配的第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层的厚度，可以在保持提高红外光的透过率的前提下，通过可见光截止油墨层的颜色使得红外光增透型功能膜表现出更加丰富的颜色。有效解决了传统的功能膜在颜色表现方面较为单一的问题，更好地满足了消费者对产品外观颜色的多样化需求。
更进一步地，通过第三TiO2层和第三SiO2层的设置，使可见光截止油墨层与第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层更好地适配。在进一步提高红外光透过率的同时，使得可见光截止油墨层的选择范围更广、选择更加灵活，这样可以进一步兼顾红外光增透型功能膜的丰富颜色表现和良好的红外光透过率，拓宽红外光增透型功能膜的使用范围。
附图说明
图1为本发明一实施例中红外光增透型功能膜的结构示意图；
图2为本发明另一实施例中红外光增透型功能膜的结构示意图；
图3为本发明另一实施例中红外光增透型功能膜的结构示意图；
图4为本发明实施例1中可见光截止油墨层的透光率光谱；
图5为本发明实施例1中红外光增透型功能膜的透光率光谱。
图中标记说明：
100、红外光增透型功能膜；101、基材层；102、可见光截止油墨层；103、增透层；1031、第一TiO2层；1032、第一SiO2层；1033、第二TiO2层；1034、第二SiO2层；1035、第三TiO2层；1036、第三SiO2层；1037、第四TiO2层。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明一实施例提供了一种红外光增透型功能膜100。该红外光增透型功能膜100包括依次层叠设置的基材层101、可见光截止油墨层102以及增透层103；可见光截止油墨层102对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％；增透层103包括依次层叠设置的第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034，且第一TiO2层1031设于可见光截止油墨层102的远离基材层101的表面。在本实施例的红外光增透型功能膜100中，通过选用对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％的可见光截止油墨层102，配合第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034的设置，能够有效提高红外光的透过率，同时降低可见光的透过率。
对于可见光截止油墨层102而言，其可以在满足对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％的光学油墨中进行选择。选择出满足要求的光学油墨之后，可以通过丝印的方式将光学油墨转移到基材层101上，然后通过固化成型，得到相应的可见光截止油墨层102。优选地，可见光截止油墨层102对可见光的透过率不超过4％且对红外光的透过率不低于90％，此时在满足对可见光的透过率不超过4％且对红外光的透过率不低于90％的光学油墨中进行选择即可。可以理解的是，为了获得更好的阻挡可见光和透过红外光的效果，在选取光学油墨时，使得到的可见光截止油墨层102对可见光的透过率越低越好，同时对红外光的透过率越高越好。比如，可见光截止油墨层102对可见光的透过率不超过5％，优选不超过4％，更优选不超过3％，进一步优选不超过2％，更进一步优选不超过1％。可见光截止油墨层102对红外光的透过率不低于85％，优选不低于87％，更优选不低于90％，进一步优选不低于93％，更进一步优选不低于95％。
作为光学油墨的一个具体选择，光学油墨为帝国DS-HF 71212VI IR BLACK(90％)截止型油墨，通过丝印的方式将该光学油墨转移到基材层101上，然后通过固化成型，得到相应的可见光截止油墨层102。
进一步地，可见光截止油墨层102对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％，优选为可见光截止油墨层102对波长为400nm～700nm的可见光的透过率不超过5％且对波长为900nm～1000nm的红外光的透过率不低于85％。即可见光截止油墨层102对可见光的透过率优选地表示为对波长为400nm～700nm的可见光的透过率，可见光截止油墨层102对红外光的透过率优选地表示为对波长为900nm～1000nm的红外光的透过率。
在一个具体的示例中，红外光增透型功能膜100由依次层叠设置的基材层101、可见光截止油墨层102以及增透层103构成；可见光截止油墨层102对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％；增透层103由依次层叠设置的第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034构成，且第一TiO2层1031设于可见光截止油墨层102的远离基材层101的表面。
在一个具体的示例中，第一TiO2层1031的厚度为40nm～50nm；和/或，第一SiO2层1032的厚度为40nm～50nm；和/或，第二TiO2层1033的厚度为90nm～100nm；和/或，第二SiO2层1034的厚度为160nm～180nm。在本示例的红外光增透型功能膜100中，可以根据可见光截止油墨层102的折射率选择与之相适配的第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034的厚度，可以在保持提高红外光的透过率的前提下，通过可见光截止油墨层102的颜色使得红外光增透型功能膜100表现出更加丰富的颜色。有效解决了传统的功能膜在颜色表现方面较为单一的问题，更好地满足了消费者对产品外观颜色的多样化需求。
优选地，第一TiO2层1031的厚度为42nm～48nm，第一SiO2层1032的厚度为45nm～49nm。第二TiO2层1033的厚度为93nm～98nm，第二SiO2层1034的厚度为165nm～175nm。作为第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033、以及第二SiO2层1034的厚度的一些列举，第一TiO2层1031的厚度可以是但不限定为40nm、41nm、42nm、43nm、44nm、45nm、46nm、47nm、48nm、49nm或50nm；第一SiO2层1032的厚度可以是但不限定为40nm、41nm、42nm、43nm、44nm、45nm、46nm、47nm、48nm、49nm或50nm；第二TiO2层1033的厚度可以是但不限定为90nm、91nm、92nm、93nm、94nm、95nm、96nm、97nm、98nm、99nm或100nm；第二SiO2层1034的厚度可以是但不限定为160nm、161nm、162nm、163nm、164nm、165nm、166nm、167nm、168nm、169nm、170nm、171nm、172nm、173nm、174nm、175nm、176nm、177nm、178nm、179nm或180nm。
可以理解的是，第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034的厚度可以对应在以上所列数据内进行任意选择和组合。当对红外光增透型功能膜100具体设计时，可以根据可见光截止油墨层102的折射率，通过TFCALC35光学设计软件进行设计，以得到合适的第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034的厚度。
请参阅图2，在本发明的另一个实施例中，增透层103还包括第三TiO2层1035和第三SiO2层1036，第三TiO2层1035设于第一SiO2层1032的远离第一TiO2层1031的表面，第三SiO2层1036设于第三TiO2层1035的远离第一SiO2层1032的表面。在本实施例中，通过第三TiO2层1035和第三SiO2层1036的设置，使可见光截止油墨层102与第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034更好地适配。在进一步提高红外光透过率的同时，使得可见光截止油墨层102的选择范围更广、选择更加灵活，这样可以进一步兼顾红外光增透型功能膜100的丰富颜色表现和良好的红外光透过率，拓宽红外光增透型功能膜100的使用范围。
具体地，第三TiO2层1035的厚度为40nm～50nm；和/或，第三SiO2层1036的厚度为40nm～50nm。在红外光增透型功能膜100的设计中，可以通过TFCALC35光学设计软件进行设计，以得到合适的第三TiO2层1035和第三SiO2层1036的厚度。优选地，第三TiO2层1035的厚度为42nm～48nm，第三SiO2层1036的厚度为45nm～49nm。作为第三TiO2层1035、第三SiO2层1036的厚度的一些列举，第三TiO2层1035的厚度可以是但不限定为40nm、41nm、42nm、43nm、44nm、45nm、46nm、47nm、48nm、49nm或50nm；第三SiO2层1036的厚度可以是但不限定为40nm、41nm、42nm、43nm、44nm、45nm、46nm、47nm、48nm、49nm或50nm。
在一个具体的示例中，红外光增透型功能膜100由依次层叠设置的基材层101、可见光截止油墨层102以及增透层103构成，增透层103由依次层叠设置的第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第三TiO2层1035、第三SiO2层1036、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034构成，可见光截止油墨层102对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％，第一TiO2层1031设于可见光截止油墨层102的远离基材层101的表面，第三TiO2层1035设于第一SiO2层1032的远离第一TiO2层1031的表面，第三SiO2层1036设于第三TiO2层1035的远离第一SiO2层1032的表面。
请参阅图3，在本发明的另一个实施例中，增透层103还包括第四TiO2层1037，第四TiO2层1037设于第二SiO2层1034的远离第二TiO2层1033的表面。通过第四TiO2层1037的设置，可以使红外光增透型功能膜100的增透效果更加稳定，更好地保持红外光增透型功能膜100的性能。
具体地，第四TiO2层1037的厚度为40nm～50nm。可以理解的是，在红外光增透型功能膜100的设计中，可以通过TFCALC35光学设计软件进行设计，以得到合适的第四TiO2层1037的厚度。优选地，第四TiO2层1037的厚度为42nm～48nm。作为第四TiO2层1037的厚度的一些列举，第四TiO2层1037的厚度可以是但不限定为40nm、41nm、42nm、43nm、44nm、45nm、46nm、47nm、48nm、49nm或50nm。
作为基材层101的一些具体选择，基材层101为玻璃基材层和/或聚合物基材层。聚合物基材层可以是聚碳酸酯基材层或聚对苯二甲酸乙二醇酯基材层等。玻璃基材层可以是GG3代玻璃基材层等。
本发明还有一实施例提供了一种上述红外光增透型功能膜100的制备方法。该红外光增透型功能膜100的制备方法包括如下步骤：将可见光截止油墨转移到基材层101的表面以形成可见光截止油墨层102；在可见光截止油墨层102的远离基材层101的表面依次形成第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034。
具体地，通过丝网印刷将可见光截止油墨转移到基材层101的表面。进一步地，通过丝网印刷将可见光截止油墨转移到基材层101的表面之后通过固化处理以形成可见光截止油墨层102。形成可见光截止油墨层102之后，可以通过镀膜处理在可见光截止油墨层102的远离基材层101的表面依次形成第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034。具体地，镀膜处理为真空蒸镀。
可以理解的是，将可见光截止油墨转移到基材层101的表面以形成可见光截止油墨层102时，根据设计需要，将可见光截止油墨转移到基材层101的一个表面以形成可见光截止油墨层102。
还可以理解的是，在基材层101的表面形成可见光截止油墨层102之后，可以通过镀膜处理在可见光截止油墨层102的远离基材层101的表面依次形成第一TiO2层1031、第一SiO2层1032、第三TiO2层1035、第三SiO2层1036、第二TiO2层1033以及第二SiO2层1034，此时可以得到如图2所示的红外光增透型功能膜100。进一步地，在第二SiO2层1034远离第二TiO2层1033的表面通过镀膜处理形成第四TiO2层1037，此时可以得到如图3所示的红外光增透型功能膜100。
本发明还有一实施例提供了一种电子产品。该电子产品包括光线接收件以及上述红外光增透型功能膜100；基材层101位于光线接收件的表面，或者第二SiO2层1034位于光线接收件的表面。
进一步地，光线接收件为摄像头。这样可以通过红外光增透型功能膜的设置来实现改善拍照效果、实现面部解锁、提高面部解锁的安全性和准确性等方面的效果。
以下为具体实施例。
实施例1
本实施例中基材层为GG3代玻璃基材层。可见光截止油墨层为帝国DS-HF71212VIIR BLACK(90％)截止型油墨在GG3代玻璃基材层的表面形成的油墨层。
本实施例中红外光增透型功能膜的制备方法为：
S01：通过丝网印刷将帝国DS-HF 71212VI IR BLACK(90％)截止型油墨转移到GG3代玻璃基材层的一个表面，然后通过固化处理以形成可见光截止油墨层。可见光截止油墨层的透光率光谱如图4所示。
S02：通过TFCALC35光学设计软件进行设计，确定第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层的厚度。第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层的厚度如表1所示。
S03：通过真空蒸镀在可见光截止油墨层的远离GG3代玻璃基材层的表面依次形成第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层，得到本实施例中的红外光增透型功能膜。红外光增透型功能膜的透光率光谱如图5所示。
表1
| 第一TiO<sub>2</sub>层 | 第一SiO<sub>2</sub>层 | 第二TiO<sub>2</sub>层 | 第二SiO<sub>2</sub>层 | |
| 1/4光学厚度 | 0.7662 | 0.509 | 1.6305 | 1.8021 |
| 厚度(nm) | 44.17 | 48.10 | 94.00 | 170.30 |
通过图4和图5对比可知，相比于可见光截止油墨层，本实施例红外光增透型功能膜对红外光的透过率得到了有效提高，在红外波段内，透过率均超过90％，同时对可见光的透过率得到了有效降低。
实施例2
本实施例中基材层为GG3代玻璃基材层。可见光截止油墨层为帝国DS-HF71212VIIR BLACK(90％)截止型油墨在GG3代玻璃基材层的表面形成的油墨层。
本实施例中红外光增透型功能膜的制备方法为：
S01：通过丝网印刷将帝国DS-HF 71212VI IR BLACK(90％)截止型油墨转移到GG3代玻璃基材层的一个表面，然后通过固化处理以形成可见光截止油墨层。
S02：通过TFCALC35光学设计软件进行设计，确定第一TiO2层、第一SiO2层、第三TiO2层、第三SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层。第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层的厚度如表2所示。
S03：通过真空蒸镀在可见光截止油墨层的远离GG3代玻璃基材层的表面依次形成第一TiO2层、第一SiO2层、第三TiO2层、第三SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层，得到本实施例中的红外光增透型功能膜。
表2
| 第一TiO2层 | 第一SiO2层 | 第三TiO2层 | 第三SiO2层 | 第二TiO2层 | 第二SiO2层 | |
| 厚度(nm) | 42.30 | 45.12 | 43.65 | 47.21 | 97.91 | 171.41 |
实施例3
与实施例2相比，本实施例的不同之处在于，红外光增透型功能膜制备时，通过真空蒸镀在第二SiO2层的远离第二TiO2层的表面形成第四TiO2层，第四TiO2层的厚度为46.11nm。
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，说明书和附图可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种红外光增透型功能膜，其特征在于，包括依次层叠设置的基材层、可见光截止油墨层以及增透层；所述可见光截止油墨层对可见光的透过率不超过5％且对红外光的透过率不低于85％；
所述增透层包括依次层叠设置的第一TiO2层、第一SiO2层、第二TiO2层以及第二SiO2层，且所述第一TiO2层设于所述可见光截止油墨层的远离所述基材层的表面。
2.如权利要求1所述的红外光增透型功能膜，其特征在于，所述第一TiO2层的厚度为40nm～50nm；和/或，所述第一SiO2层的厚度为40nm～50nm；和/或，所述第二TiO2层的厚度为90nm～100nm；和/或，所述第二SiO2层的厚度为160nm～180nm。
3.如权利要求2所述的红外光增透型功能膜，其特征在于，所述增透层还包括第三TiO2层和第三SiO2层，所述第三TiO2层设于所述第一SiO2层的远离所述第一TiO2层的表面，所述第三SiO2层设于所述第三TiO2层的远离所述第一SiO2层的表面。
4.如权利要求3所述的红外光增透型功能膜，其特征在于，所述第三TiO2层的厚度为40nm～50nm；和/或，所述第三SiO2层的厚度为40nm～50nm。
5.如权利要求1～4中任一项所述的红外光增透型功能膜，其特征在于，所述增透层还包括第四TiO2层，所述第四TiO2层设于所述第二SiO2层的远离所述第二TiO2层的表面。
6.如权利要求5所述的红外光增透型功能膜，其特征在于，所述第四TiO2层的厚度为40nm～50nm。
7.如权利要求1～4中任一项所述的红外光增透型功能膜，其特征在于，所述基材层为玻璃基材层和/或聚合物基材层。
8.如权利要求1～4中任一项所述的红外光增透型功能膜，其特征在于，所述可见光截止油墨层对波长为400nm～700nm的可见光的透过率不超过5％且对波长为900nm～1000nm的红外光的透过率不低于85％。
9.如权利要求1～8中任一项所述的红外光增透型功能膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将可见光截止油墨转移到所述基材层的表面以形成所述可见光截止油墨层；
在所述可见光截止油墨层的远离所述基材层的表面依次形成所述第一TiO2层、所述第一SiO2层、所述第二TiO2层以及所述第二SiO2层。
10.一种电子产品，其特征在于，包括光线接收件以及如权利要求1～8中任一项所述的红外光增透型功能膜；所述基材层位于所述光线接收件的表面，或者所述第二SiO2层位于所述光线接收件的表面。
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