CN113549888A - 中灰镜及其制备方法、制备装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种中灰镜及其制备方法、制备装置,涉及触摸屏技术领域,该方法包括在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片,并连续旋转基片;通过工作气体同时轰击第一靶材和第二靶材;基片的沉积面面向第一靶材,在基片的沉积面上形成非导电物材料;基片的沉积面面向第二靶材,在基片的沉积面上形成滤光材料;基片的沉积面上形成非导电物材料和滤光材料的混合材料薄膜层,得到中灰镜。通过连续旋转基片,非导电物材料和滤光材料会交替沉积于旋转的基片上,最终获得结构均一的混合材料薄膜层,得到中灰镜,兼具非导电特性和滤光特性,既有高电阻的特性,又保持了中灰镜的滤光特性。
Description
技术领域
本申请涉及触摸屏技术领域,具体涉及一种中灰镜及其制备方法、制备装置。
背景技术
触摸屏显示器可以让使用者只要用手指轻轻地碰显示屏上的预设位置,例如触摸图符或文字,实现对主机操作,这样摆脱了键盘和鼠标操作,使人机交互更为直截了当,因此目前越来越多的电子设备配置了具有触摸功能的显示屏。但触摸屏要求其表面不能有导电介质的存在,否则会导致触摸屏失灵,因此限制了钛等金属薄膜在触摸屏等领域的应用。
中灰镜,也叫做ND滤镜,英文叫做ND Filter,它是相机镜头外加滤镜的一种,起到减弱光线进入镜头,降低感光度的作用。为了使触摸屏的显示效果更好,设计者考虑将中灰镜应用于触摸屏上,但现有的中灰镜在应用于触摸屏时,因现有中灰镜仅具有滤光的特性,不具备非导电特性,这使现有中灰镜应用于触摸屏时还存在两者之间无法结合的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种中灰镜及其制备方法、制备装置,能够制备具有滤光特性和非导电特性的中灰镜。
本申请实施例的一方面,提供了一种中灰镜的制备方法,包括在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片,并连续旋转所述基片;通过工作气体同时轰击所述第一靶材和所述第二靶材;所述基片的沉积面面向第一靶材,在所述基片的沉积面上形成非导电物材料;所述基片的沉积面面向第二靶材,在所述基片的沉积面上形成滤光材料;所述基片的沉积面上形成所述非导电物材料和所述滤光材料的混合材料薄膜层,得到所述中灰镜。
可选地,所述在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片,并连续旋转所述基片包括:连续旋转所述基片,使所述基片的沉积面交替面向所述第一靶材和所述第二靶材。
可选地,所述通过工作气体同时轰击所述第一靶材和所述第二靶材包括:所述第一靶材处通入反应气体,通过所述工作气体的轰击,使所述第一靶材和所述反应气体反应溅射,在所述基片的沉积面上形成所述第一靶材和所述反应气体的反应物,所述反应物为所述非导电物材料;或者,所述工作气体的轰击所述第一靶材,以在所述基片的沉积面上形成第一靶材的材料,所述第一靶材的材料为所述非导电物材料。
可选地,所述通过工作气体同时轰击所述第一靶材和所述第二靶材包括:所述第二靶材处通入反应气体,通过所述工作气体的轰击,使所述第二靶材和所述反应气体反应溅射,在所述基片的沉积面上形成所述第二靶材和所述反应气体的反应物,所述反应物为所述滤光材料;或者,所述工作气体的轰击所述第二靶材,以在所述基片的沉积面上形成第二靶材的材料,所述第二靶材的材料为所述滤光材料。
可选地,所述第一靶材为硅靶,所述第二靶材为钛靶,所述工作气体为氩气,所述反应气体为氧气。
可选地,所述第一靶材和所述第二靶材分别电连接电源;所述在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片,并连续旋转所述基片包括:调节所述电源的功率,以改变所述第一靶材、所述第二靶材的功率。
本申请实施例的另一方面,提供了一种中灰镜,包括:基片和设置于所述基片上的混合材料薄膜层,所述混合材料薄膜层通过上述的中灰镜的制备方法溅射在所述基片上。
本申请实施例的又一方面,提供了一种中灰镜的制备装置,包括:反应室,所述反应室内分别设有基片、以及位于所述基片相对面的第一靶材和第二靶材,所述基片的一侧电连接地线,所述第一靶材和所述第二靶材分别电连接负电压,以在所述基片和所述第一靶材、第二靶材之间形成电场,所述反应室连通工作气体。
可选地,所述第一靶材处还连通反应气体,所述第一靶材和所述反应气体反应后可得到非导电物材料。
可选地,所述第一靶材和所述第二靶材远离所述基片的一侧均依次设置有背板和基板,所述背板和所述基板之间设置有磁铁,所述负电压和所述基板电连接。
本申请实施例提供的中灰镜及其制备方法、制备装置,先在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片;使基片的沉积面面向第一靶材和第二靶材的方向,连续旋转基片,使基片的沉积面交替面向第一靶材和第二靶材;通过工作气体同时轰击第一靶材和第二靶材;工作气体轰击第一靶材,得到非导电物材料,当基片的沉积面面向第一靶材时,在基片的沉积面上形成非导电物材料,此时第一靶材可为本身具有非导电特性的材料,可单独轰击第一靶材;或者还可通入其他物质,使第一靶材和其他物质反应得到具有非导电特性的非导电材料;工作气体轰击第二靶材,得到滤光材料,基片的沉积面面向第二靶材时,在基片的沉积面上形成滤光材料,此时第二靶材可为本身具有滤光特性的材料,可单独轰击第二靶材;或者还可通入其他物质,使第二靶材和其他物质反应得到具有滤光特性的滤光材料;滤光材料沉积到在基片的沉积面上,并和基片上的非导电材料混合,基片重新面向第一靶材,沉积非导电特性材料,再重新面向第二靶材,沉积滤光材料,如此往复循环,基片的沉积面交替面向第一靶材和第二靶材,基片的沉积面上形成非导电物材料和滤光材料的混合材料薄膜层,得到中灰镜,该中灰镜的混合材料薄膜层兼具非导电特性和滤光特性,此制备方法生长出来的混合材料薄膜层既有高电阻的特性,又保持了中灰镜的滤光特性,具有透过光谱中性好、绝缘性好的优点,可以满足中灰镜在触摸屏等领域的使用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实施例提供的中灰镜的制备方法流程图;
图2是本实施例提供的不同钛靶功率的透过光谱图;
图3是本实施例提供的不同钛靶功率的折射率图;
图4是本实施例提供的不同钛靶功率的消光系数图;
图5是本实施例提供的七层减反膜反射光谱图;
图6是本实施例提供的七层减反膜透过光谱图;
图7是本实施例提供的中灰镜的制备装置结构示意图。
图标:10-基片;11-滚筒;101-硅靶;101A-硅粒子;102-钛靶;102A-钛粒子;103-背板;104-磁铁层;105-基板。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
触摸屏要求其表面不能有导电介质的存在,否则会导致其失灵,因此限制了钛等金属薄膜在触摸屏等领域的应用。目前越来越多的电子设备配置了具有触摸功能的显示屏,为了不影响其触摸功能,急需研制出一种具有中灰镜滤光光学特性和高电阻电学特性的非导电材料。
在此基础上,本申请实施例提供一种中灰镜的制备方法,利用共溅射镀膜原理,使制备出的中灰镜具备高电阻的特性,又保持中灰镜的滤光特性。
具体地,请参照图1,本申请实施例提供一种中灰镜的制备方法,该方法包括:
S100:在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片10,并连续旋转基片10。
基片10的沉积面用于沉积薄膜材料,沉积后在基片10上形成薄膜层,该薄膜层通过第一靶材和第二靶材混合形成,第一靶材或第一靶材的反应物具有非导电特性,第二靶材或第二靶材的反应物具有滤光特性,第一靶材或其反应物,和第二靶材或其反应物混合形成的薄膜层,既具有非导电特性,还具有滤光特性,能实现制备具有非导电特性和滤光特性的中灰镜应用于触摸屏。
本申请采用磁控溅射的技术,需在反应室内分别放置第一靶材和第二靶材,同时放置基片10,并将基片10的沉积面面向第一靶材和第二靶材的方向,当基片10旋转至沉积面面向第一靶材时,第一靶材在基片10的沉积面上形成非导电物材料,当基片10的沉积面转向第二靶材,通过第二靶材形成具有滤光特性的滤光材料,滤光材料沉积在沉积面上,沉积面上形成非导电物材料和滤光材料的混合材料,然后基片10再旋转使沉积面面向第一靶材,如此往复循环,沉积面上的非导电材料和滤光材料相互填补,形成具有非导电特性和滤光特性的中灰镜。
需要注意的是,此处通过第一靶材在基片10的沉积面上形成非导电物材料时,可由第一靶材单独形成,这时第一靶材为非导电物材料;还可以通过第一靶材的反应物为非导电物材料形成,此时只要第一靶材和某物质反应得到的反应物为非导电物材料即可,不对第一靶材做限定。
同理,通过第二靶材在基片10的沉积面上形成滤光材料,滤光材料可由第二靶材单独形成,这时第二靶材为滤光材料;还可以通过第二靶材的反应物为滤光材料形成,此时只要第二靶材和某物质反应得到的反应物为滤光材料即可,不对第二靶材做限定。
得到的非导电物材料和滤光材料在基片10的沉积面上沉积混合,即可在基片10上形成兼具非导电特性和滤光特性的薄膜层。
S110:通过工作气体同时轰击第一靶材和第二靶材。
请参照图7,磁控溅射的工作原理为:①电子在电场的作用下,在飞向基片10过程中与氩原子(Ar)发生碰撞,使其电离产生出Ar+和新的电子;②新电子飞向基片10,Ar+在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射;③在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片10上形成薄膜,而产生的二次电子在电场和磁场作用下,继续电离出大量的Ar+来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。
磁控溅射技术可用于制备金属、半导体、绝缘体等多种材料,且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点,广泛应用于半导体、太阳能电池、光学薄膜等领域中。
具体地,第一靶材处通入反应气体,通过工作气体的轰击,使第一靶材和反应气体反应溅射,在基片10的沉积面上形成第一靶材和反应气体的反应物,反应物为非导电物材料;或者,工作气体的轰击第一靶材,以在基片10的沉积面上形成第一靶材的材料,第一靶材的材料为非导电物材料。
同时,第二靶材处通入反应气体,通过工作气体的轰击,使第二靶材和反应气体反应溅射,在基片10的沉积面上形成第二靶材和反应气体的反应物,反应物为滤光材料;或者,工作气体的轰击第二靶材,以在基片10的沉积面上形成第二靶材的材料,第二靶材的材料为滤光材料。
示例地,本申请选用氩气作为工作气体进行轰击,选用第一靶材和反应气体得到具有非导电特性的反应物。
S120:基片10的沉积面面向第一靶材,在基片10的沉积面上形成非导电物材料。
第一靶材处通入反应气体,通过工作气体的轰击,使第一靶材的粒子和反应气体反应溅射,在基片10上得到第一靶材的粒子和反应气体的反应物,反应物为非导电物。
开始时,工作气体轰击第一靶材后,第一靶材的粒子飞向沉积面,这个过程中,第一靶材的粒子和工作气体反应得到反应物,最终反应物沉积在基片10的沉积面上。
在本申请的一个实施例中,第一靶材为硅靶101,反应气体为氧气,氩气轰击硅靶101后,硅粒子101A和氧气反应产生二氧化硅沉积在基片10的沉积面上,二氧化硅具有非导电特性。
S130:基片10的沉积面面向第二靶材,在基片10的沉积面上形成滤光材料。
S140:基片10的沉积面上形成非导电物材料和滤光材料的混合材料薄膜层,得到中灰镜。
基片10连续旋转,当基片10的沉积面面向第一靶材时,通过硅靶101和氧气反应在沉积面上得到二氧化硅,然后基片10的沉积面旋转向第二靶材。
基片10具体可设置在滚筒11上,滚筒11和旋转组件连接,通过旋转组件带动滚筒11转动,使基片10的沉积面交替面向第一靶材和第二靶材。以第二靶材为钛为例,氩气轰击钛靶102,钛粒子102A飞向基片10的沉积面,钛粒子102A本身具有滤光特性,因此单独的钛靶102即可完成滤光材料的沉积,钛粒子102A沉积在基片10的沉积面上,并和二氧化硅相互填补混合,形成了二氧化硅/钛(SiO2/Ti)混合材料薄膜层,其中,二氧化硅具有非导电特性,钛具有滤光特性,因此该混合材料薄膜层兼具非导电特性和滤光特性。
钛靶102制备的金属钛具有良好的滤光特性。在400nm-700nm波长范围内,钛的单层膜透过率差值可优于3%,广泛应用于相机镜头等领域中。因此本实施例以钛靶102作为第二靶材。
当然,第二靶材也可为其他具有滤光特性的材料;还可以的情况是,当第二靶材本身不具备滤光特性时,可通过第二靶材和某物质反应,得到的反应物为滤光特性;例如,第二靶材处通入反应气体,通过工作气体的轰击,使第二靶材和反应气体反应溅射,在基片10的沉积面上形成第二靶材和反应气体的反应物,反应物为滤光材料,具体参考二氧化硅的生成,此处不再赘述。
本申请以硅靶101作为第一靶材、钛靶102作为第二靶材为例进行具体说明,将硅靶101、钛靶102和基片10分别放置在反应室,使基片10的沉积面先面向硅靶101,或先面向钛靶102,硅粒子101A单独不具备非导电特性或非导电特性不显著,因此硅靶101需要和氧气反应,钛粒子102A单独具有滤光特性,因此单独的钛靶102可完成滤光材料的沉积。因此,需向硅靶101处通入氧气和氩气,硅靶101连接电源,启动硅靶101的电源,氩气轰击硅靶101,当基片10的沉积面面向硅靶101时,硅粒子101A和氧气反应产生二氧化硅沉积在基片10的沉积面上,二氧化硅具备高电阻特性,即具备较好的非导电特性;启动硅靶101电源的同时,启动钛靶102的电源,氩气轰击钛靶102,当基片10的沉积面旋转至面向钛靶102时,钛粒子102A沉积到基片10的沉积面上,沉积面上的钛粒子102A和二氧化硅混合,如此往复,最终在沉积面上形成SiO2/Ti混合材料薄膜层。
由此可知,在SiO2/Ti混合材料薄膜层成膜期间,两个靶材电源是同时启动并保持该状态,直至该膜层结束。滚筒在成膜期间是高速旋转的(80rpm),旋转一次膜厚仅增加几滚筒旋转数十甚至数百圈以获得特定厚度的SiO2/Ti混合材料薄膜层,因此本方法是一个连续旋转和循环镀膜的过程。在此期间,基片10面向硅靶时,基片10会镀上SiO2,基片10面向钛靶时,基片10会同时镀上Ti,SiO2和Ti会交替沉积于旋转的基片10上,最终获得结构均一的混合材料薄膜层。
并且,因钛靶102处通入氩气,氩气将硅靶101处的氧气和钛靶102隔离,使氧气不和钛靶102反应,通过氩气轰击钛靶102,使单独的钛粒子102A沉积到基片10的沉积面上,SiO2/Ti混合材料薄膜层同时具备了非导电特性和滤光特性,因而具有透过光谱中性好、绝缘性好的优点,能满足中灰镜在触摸屏等领域的使用要求。
本申请实施例提供的中灰镜的制备方法,先在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片10,基片10的沉积面面向第一靶材和第二靶材方向,并连续旋转基片10,使基片10的沉积面交替面向第一靶材和第二靶材;通过工作气体同时轰击第一靶材和第二靶材;工作气体轰击第一靶材,得到非导电物材料,当基片10的沉积面面向第一靶材时,在基片10的沉积面上形成非导电物材料,此时第一靶材本身具有非导电特性,可单独轰击第一靶材;或者还可通入其他物质,使第一靶材和其他物质反应得到具有非导电特性的非导电材料;同时通过工作气体轰击第二靶材,得到滤光材料,基片10的沉积面面向第二靶材时,在基片10的沉积面上形成滤光材料,此时第二靶材本身可具有滤光特性,可单独轰击第二靶材;或者还可通入其他物质,使第二靶材和其他物质反应得到具有滤光特性的滤光材料;滤光材料沉积到在基片10的沉积面上,并和基片10上的非导电材料混合,基片10的沉积面上形成非导电物材料和滤光材料的混合材料薄膜层,通过连续旋转基片10,非导电物材料和滤光材料会交替沉积于旋转的基片10上,最终获得结构均一的混合材料薄膜层,得到中灰镜,该中灰镜的混合材料薄膜层兼具非导电特性和滤光特性,此制备方法生长出来的混合材料薄膜层既有高电阻的特性,又保持了中灰镜的滤光特性,具有透过光谱中性好、绝缘性好的优点,可以满足中灰镜在触摸屏等领域的使用要求。
此外,在基片10的沉积面上形成具有非导电特性和滤光特性的混合物薄膜层时,还可通过控制靶材的功率,使混合物薄膜层具有不同的消光系数和方阻值,以适应不同的需求。
具体地,第一靶材和第二靶材分别电连接电源,通过分别调节两个靶材的电源,可改变两个靶材的功率,功率不同时,混合物薄膜层的消光系数和方阻值不同。
在本申请的一个实施例中,固定硅靶101功率,通过调节钛靶102功率,来获得具有不同光谱特性的混合材料。图2表示的是硅靶101功率为8kW,钛靶102功率从8kW增加到10kW时,混合材料薄膜(厚度均在120nm左右)透过光谱的特性曲线,可以看出透过率随着钛靶102功率的升高而下降。
在400nm-700nm波长范围内,不同功率下都获得了平滑的透过光谱。特别是当功率为8kW时,单层膜透过率差值仅为3.3%,体现了极佳的滤光特性。
图3和图4为不同钛靶102功率时的折射率和消光系数。随着钛靶102功率的增加,混合材料的折射率略有增加,但维持在2.0左右。消光系数随着钛靶102功率的增加而增加,可以从0.1增加到0.5以上。
表1
钛靶功率(KW) | 方阻(Ω/□) | 是否能用于触摸屏 |
8 | 10^8 | 是 |
8.5 | 10^7 | 是 |
9 | 10^4 | 否 |
10 | 10^3 | 否 |
表1给出了不同钛靶102功率时,混合材料薄膜(厚度均在120nm左右)的方阻值。随着钛靶102功率的增加,薄膜方阻迅速下降。方阻大于10^7Ω/□的薄膜不会影响触摸功能,可应用于触摸屏。而对薄膜电阻特性没有限制的领域,如相机镜头、显示器,采用本申请提供的制备方法制备的不同工艺下的SiO2/Ti混合材料均可使用。
综合考虑混合材料的滤光与电阻特性,目前钛靶102功率为8kW时的工艺是最适合应用于触摸屏上的中灰镜。所制成的混合材料拥有2.0的折射率,可作为高折射率材料,与拥有1.46的低折射率材料SiO2相组合,设计并镀制成低反射的中灰镜。图5和图6显示的是在玻璃上镀制七层高、低折射率材料交替而成的多层膜的反射和透过光谱。
在400nm-700nm波长范围内,镀膜面平均反射率为0.6%,双面平均反射率为1.7%(背面未镀膜的情况下)。镜片外观颜色呈蓝绿色,其它颜色可根据要求进行设计与制作。平均透过率为50.3%,透过率差值仅为1.98%。其它透过率可根据需求进行设计与制作。
综上,本申请实施例提供的中灰镜的制备方法,采用反应式溅射与常规溅射的共溅射技术,可在基片10上制备出二氧化硅与钛的混合材料薄膜层,通过调整靶材的功率,获得一系列平均透过率在16.8%到60.8%(不限此范围)且具有滤光特性的钛与二氧化硅的混合材料薄膜层;获得一系列折射率在2.0左右、消光系数从0.1增加到0.5以上(不限此范围)的二氧化硅与钛的混合材料薄膜层;在400nm-700nm可见光波长范围内,二氧化硅与钛的混合材料薄膜层单层透过率差值可优于3.5%,同时方阻高于10^8Ω/□;制备的二氧化硅与钛的混合材料薄膜层,可镀制成具有低反射的中灰镜,在400nm-700nm波长范围内,平均反射率可低至0.6%,平均透过率为50.3%,透过率差值仅为1.98%。实际不同的外观颜色和透过率可根据需求进行设计与制作。
本申请实施例提供的中灰镜的制备方法,利用共溅射镀膜技术镀制二氧化硅与钛混合材料薄膜层,该混合材料薄膜层同时具备了二氧化硅的高电阻特性,又保持了金属钛的滤光特性,极大地扩展了中灰薄膜的应用领域。获得了一系列折射率在2.0左右、消光系数和方阻可调的具有滤光特性的非导电混合材料。可根据实际的应用场景选择具有不同特性的混合材料,本申请实施例提供的中灰镜的制备方法具有灵活性高、应用范围广、制作简单、易于控制等优点。同时该混合材料薄膜层可作为光学薄膜材料与其它材料进行组合与设计,可获得特定的透过或反射光谱特性曲线,因此拥有广阔的应用前景。
另一方面,本申请实施例还提供一种中灰镜,包括基片10和设置于基片10上的混合材料,混合材料薄膜层通过上述实施例的中灰镜的制备方法溅射在基片10上。
以第一靶材为硅靶101,第二靶材为钛靶102为例,制备时,先将硅靶101、钛靶102和基片10分别放置在反应室,并通过滚筒11使基片10连续高速旋转,基片10的沉积面面向硅靶101和钛靶102方向,反应室抽真空,然后向硅靶101处通入氧气和氩气,同时向钛靶102处通入氩气,且两个靶材连接电源;同时启动硅靶101的电源和钛靶102的电源,氩气轰击硅靶101,硅粒子101A和氧气反应产生二氧化硅沉积在基片10的沉积面上,此时钛靶102周围充满氩气,氩气将氧气和钛靶102隔离,使氧气不能和钛靶102反应。通过滚筒11带动基片10持续旋转,当基片10面向硅靶101时,二氧化硅沉积到基片10的沉积面;启动硅靶101电源的同时,启动钛靶102电源,使氩气轰击钛靶102,基片10持续旋转,当基片10旋转面向钛靶102时,钛粒子102A沉积到基片10的沉积面上并和二氧化硅混合,基片10每旋转一周期,沉积到基片10的膜层极薄,因此不论是先镀二氧化硅还是先镀钛,对薄膜特性没有明显影响,当基片10连续旋转,在沉积面上往复循环镀二氧化硅和钛后,最终在基片10上形成SiO2/Ti混合材料薄膜层,得到兼具非导电特性和滤光特性的中灰镜,得到中灰镜后同时关闭硅靶101和钛靶102的电源。将该中灰镜应用于触摸屏,使触摸屏既可以实现表面不能有导电介质的存在而避免失灵,同时因滤光特性起到降低周围环境光的反射,减弱眩光现象,同时提高屏幕清晰度的作用。
同时,第一靶材和第二靶材分别连接电源,通过调节两个电源的功率,能改变第一靶材和第二靶材的功率,得到具有不同消光系数和方阻值的混合物薄膜层的中灰镜。
该中灰镜包含与前述实施例中的中灰镜的制备方法相同的结构和有益效果。中灰镜的制备方法的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述,在此不再赘述。
同时,请参照图7,本申请实施例还提供一种中灰镜的制备装置,通过该制备装置,使用上述实施例的制备方法,能制备上述具有非导电特性和滤光特性的中灰镜。
具体地,本申请实施例提供的中灰镜的制备装置,包括反应室,反应室内分别设有基片10、以及位于基片10相对面的第一靶材和第二靶材,基片10的一侧电连接地线,第一靶材和第二靶材分别电连接负电压,以在基片10和第一靶材、第二靶材之间形成电场,反应室连通工作气体。
反应室还连通真空泵,通过真空泵将反应室内先抽真空,反应室内通入工作气体,工作气体轰击第一靶材和第二靶材。
当第一靶材为硅靶101等,第一靶材处还连通反应气体,第一靶材和反应气体反应后可得到非导电物材料。
同时,第一靶材和第二靶材分别电连接电源,第一靶材和第二靶材连接电源后,工作气体轰击靶材时才能使靶材粒子飞向基片10。并且,通过改变电源的功率,可改变两种靶材形成的混合材料薄膜层的消光系数和方阻值。
第一靶材和第二靶材远离基片10的一侧均依次设置有背板103和基板105,背板103和基板105之间设置有磁铁层104,负电压和基板105电连接。
通过设置磁铁层104形成磁场,以提高镀膜的速度。没有磁场的时候,电子在电场的作用下做直线运动,与氩气碰撞几率很低,镀率也很小。有磁场后,电子在电场和磁场的共同作用下会做螺旋运动,提高了与氩气的碰撞几率,产生了更多的氩离子,在更多氩离子的轰击下镀率也就提高了。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种中灰镜的制备方法,其特征在于,包括:
在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片,并连续旋转所述基片;
通过工作气体同时轰击所述第一靶材和所述第二靶材;
所述基片的沉积面面向第一靶材,在所述基片的沉积面上形成非导电物材料;
所述基片的沉积面面向第二靶材,在所述基片的沉积面上形成滤光材料;
所述基片的沉积面上形成所述非导电物材料和所述滤光材料的混合材料薄膜层,得到所述中灰镜。
2.根据权利要求1所述的中灰镜的制备方法,其特征在于,所述在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片,并连续旋转所述基片包括:
连续旋转所述基片,使所述基片的沉积面交替面向所述第一靶材和所述第二靶材。
3.根据权利要求1所述的中灰镜的制备方法,其特征在于,所述通过工作气体同时轰击所述第一靶材和所述第二靶材包括:
所述第一靶材处通入反应气体,通过所述工作气体的轰击,使所述第一靶材和所述反应气体反应溅射,在所述基片的沉积面上形成所述第一靶材和所述反应气体的反应物,所述反应物为所述非导电物材料;
或者,所述工作气体的轰击所述第一靶材,以在所述基片的沉积面上形成第一靶材的材料,所述第一靶材的材料为所述非导电物材料。
4.根据权利要求1所述的中灰镜的制备方法,其特征在于,所述通过工作气体同时轰击所述第一靶材和所述第二靶材包括:
所述第二靶材处通入反应气体,通过所述工作气体的轰击,使所述第二靶材和所述反应气体反应溅射,在所述基片的沉积面上形成所述第二靶材和所述反应气体的反应物,所述反应物为所述滤光材料;
或者,所述工作气体的轰击所述第二靶材,以在所述基片的沉积面上形成第二靶材的材料,所述第二靶材的材料为所述滤光材料。
5.根据权利要求3所述的中灰镜的制备方法,其特征在于,所述第一靶材为硅靶,所述第二靶材为钛靶,所述工作气体为氩气,所述反应气体为氧气。
6.根据权利要求1所述的中灰镜的制备方法,其特征在于,所述第一靶材和所述第二靶材分别电连接电源;
所述在反应室内分别设置第一靶材、第二靶材和基片,并连续旋转所述基片包括:
调节所述电源的功率,以改变所述第一靶材、所述第二靶材的功率。
7.一种中灰镜,其特征在于,包括基片和设置于所述基片上的混合材料薄膜层,所述混合材料薄膜层通过如权利要求1~6任意一项所述的中灰镜的制备方法溅射在所述基片上。
8.一种中灰镜的制备装置,其特征在于,包括反应室,所述反应室内分别设有基片、以及位于所述基片相对面的第一靶材和第二靶材,所述基片的一侧电连接地线,所述第一靶材和所述第二靶材分别电连接负电压,以在所述基片和所述第一靶材、第二靶材之间形成电场,所述反应室连通工作气体。
9.根据权利要求8所述的中灰镜的制备装置,其特征在于,所述第一靶材处还连通反应气体,所述第一靶材和所述反应气体反应后可得到非导电物材料。
10.根据权利要求8所述的中灰镜的制备装置,其特征在于,所述第一靶材和所述第二靶材远离所述基片的一侧均依次设置有背板和基板,所述背板和所述基板之间设置有磁铁,所述负电压和所述基板电连接。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200526796A (en) * | 2002-11-08 | 2005-08-16 | Nobuyuki Takahashi | A method for sputtering and a device for sputtering |
JP2009288294A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Nisca Corp | 光学フィルタ及びこの光学フィルタの成膜方法とこの光学フィルタの製造装置並びに撮像光量調整装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4481720B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2010-06-16 | 日本電産コパル株式会社 | Ndフィルタ及び光量絞り装置 |
CN100582822C (zh) * | 2004-11-24 | 2010-01-20 | 住友金属矿山株式会社 | 吸收型多层膜中性滤光片 |
JP4590603B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2010-12-01 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 結晶性の低い基板の表面に結晶配向した酸化タングステン薄膜を作製する方法 |
CN102505110A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-20 | 深圳市杰瑞表面技术有限公司 | 真空镀不导电膜的方法 |
JP7162867B2 (ja) * | 2017-07-11 | 2022-10-31 | 東海光学株式会社 | Ndフィルタ及びその製造方法 |
CN113549888A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-26 | 浙江水晶光电科技股份有限公司 | 中灰镜及其制备方法、制备装置 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200526796A (en) * | 2002-11-08 | 2005-08-16 | Nobuyuki Takahashi | A method for sputtering and a device for sputtering |
JP2009288294A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Nisca Corp | 光学フィルタ及びこの光学フィルタの成膜方法とこの光学フィルタの製造装置並びに撮像光量調整装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023005136A1 (zh) * | 2021-07-29 | 2023-02-02 | 浙江水晶光电科技股份有限公司 | 中灰镜及其制备方法、制备装置 |
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