CN114114727A - 高透过、低反射的功能部件及其制备方法和应用 - Google Patents

高透过、低反射的功能部件及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高透过、低反射的功能部件及其制备方法应用。该功能部件的制备方法包括如下步骤：提供基材和具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板；在基材上施加转印UV胶；将微纳纹理模板施加在转印UV胶上，再通过UV固化制备过渡胶层，移除微纳纹理模板，制备中间体；采用蚀刻等离子源对中间体进行等离子蚀刻，以去除基材表面需要蚀刻区域的过渡胶层，并在基材的表面蚀刻出微纳结构；采用射率为1.0～2.0的材料在具有微纳米尺寸的三维立体结构的基材的表面上制备减反射增透镀层。该方法具有操作简易、微纳结构形貌可控、低成本、长效、可大批量应用的优点，制得的功能部件具有高透过、低反射的优势，具有广阔的应用前景。

Description

高透过、低反射的功能部件及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及材料表面加工技术领域，特别是涉及一种高透过、低反射的功能部件及其制备方法和应用。
背景技术
近些年来，在手机及车载显示器等领域中，触摸屏的应用越来越广泛，触摸屏(touchscreen)又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，触摸屏的表面通常为盖板(如玻璃盖板)，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。主要应用于手机、平板、手表、电脑、显示器、智能穿戴、AR、VR、车载、户外显示、全息投影等场景。
但是绝大多数的盖板都存在反射高和由于角度变化造成的透过和反射变化大的问题，当外来光照射到盖板时会形成一定比例的反射光，当外来光被反射给使用者时，显示器的可见性降低。尤其在户外使用时，外来光越强反射光也越强，使用户几乎很难看到产品本身所显示的内容。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种高透过、低反射的功能部件及其制备方法和应用。
技术方案如下：
一种高透过、低反射的功能部件的制备方法，包括如下步骤：
提供基材和具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板；
在所述基材上施加转印UV胶；
通过UV转印将所述微纳纹理模板施加在所述转印UV胶上，再通过UV固化制备过渡胶层，移除所述微纳纹理模板，制备具有微纳米尺寸的三维立体结构的中间体；
采用蚀刻等离子源对所述中间体进行等离子蚀刻，在所述基材的表面蚀刻出具有微纳米尺寸的三维立体结构；
采用具有第一折射率的材料在具有微纳米尺寸的三维立体结构的所述基材的表面上制备第一折射率减反射增透镀层；
所述第一折射率在1.0～2.0之间。
在其中一个实施例中，所述高透过、低反射的功能部件的制备方法还包括如下步骤：先采用具有第二折射率的材料具有微纳米尺寸的三维立体结构的所述基材的表面上制备第二折射率减反射增透镀层，再采用具有第一折射率的材料在所述第二折射率减反射增透镀层的表面上制备第一折射率增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层，所述第二折射率为1.5～3.0，且所述第一折射率小于所述第二折射率；或
采用具有第二折射率的材料在所述第一折射率减反射增透镀层的表面上制备第二折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层；
所述第二折射率在1.5～3.0之间。
在其中一个实施例中，所述第一折射率镀层的层数大于等于1，所述第二折射率镀层的层数大于0。
在其中一个实施例中，所述第一折射率减反射增透镀层的层数大于等于2，所述第二折射率减反射增透镀层的层数大于等于1。
在其中一个实施例中，所述第一折射率减反射增透镀层和所述第二折射率减反射增透镀层形成“第一折射率减反射增透镀层/第二折射率减反射增透镀层/第一折射率减反射增透镀层”的单循环或多循环交替组合的减反射增透光学镀层，循环次数大于等于1。
在其中一个实施例中，所述具有第一折射率材料的材料选自：SiO2、SiO、Al2O3、Y2O3、MgO、BaF2、LaF3、PrF3、YbF3、MgF2、YF3、Na3AlF6、SiNxOy、ALNxOy、YNxOy、MgNxOy、BaNxOy和LaNxOy中的至少一种；
所述具有第二折射率材料的材料选自：TixOy、CeO2、HfO2、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、铟锡氧化物、ZnS、Yb2O3、SixNy、AlxNy、TixNy、TiNxOy、SiNxOy、ALNxOy、ZrNxOy、TaNxOy和YbNxOy中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述减反射增透镀层的总厚度为0.1nm～6000nm。
在其中一个实施例中，所述第一折射率镀层的厚度为0.1nm～6000nm，所述第二折射率增透镀层的厚度为0.1nm～6000nm。
在其中一个实施例中，所述微纳米尺寸的三维立体结构呈有序排列结构和/或无序排列结构。
在其中一个实施例中，所述有序排列结构为点阵立体结构和线阵立体结构中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述微纳米尺寸的三维立体结构为锥体形、柱体形、球面体形和不规则形状中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述减反射增透镀层的总厚度为0.1nm～6000nm；和/或
每一层所述第一折射率减反射增透镀层的厚度为0.1nm～6000nm，每一层所述第二折射率减反射增透镀层的厚度为0.1nm～6000nm。
在其中一个实施例中，制备第一折射率增透镀层的方式包括：蒸镀、磁控溅射或化学沉积；和/或
制备第二折射率增透镀层的方式包括：蒸镀、磁控溅射或化学沉积。
在其中一个实施例中，单个所述微纳米尺寸的三维立体结构的尺寸为0.1nm～20000nm。
在其中一个实施例中，在等离子蚀刻的过程中，还包括持续补充所述等离子蚀刻源，并且去除所述蚀刻等离子源与所述过渡胶层和/或所述基材的表面所产生的气态化合物的过程。
在其中一个实施例中，UV固化包括：采用UV平行光源或UV非平行光源或UV激光光源照射，使转印UV胶固化并黏附在基材表面。
在其中一个实施例中，所述转印UV胶的主材料包含：环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯、聚醚类树酯、丙烯酸类树酯、不饱和聚酯、醇类化合物、阳离子类树酯、环氧类树酯和有机硅类树酯中的至少一种。此外，所述转印UV胶还包含引发剂和助剂。
在其中一个实施例中，所述基材为树脂类有机物材料和含硅类无机物材料中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述树脂类有机物材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
所述含硅类无机物材料选自玻璃、蓝宝石、石英和微晶玻璃中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述基材为树脂类有机物材料，所述蚀刻等离子源为含氧等离子气源；
所述基材为含硅类无机物材料，所述蚀刻等离子源为含氟等离子气源或含氯等离子气源；
所述基材为包含所述树脂类有机物材料和含硅类所述无机物材料的混合材料，所述蚀刻等离子源为包含含氧等离子源和含氟等离子气源的混合等离子气源，或包含含氧等离子气源和含铝等离子气源的混合等离子气源，或包含含氧等离子气源、含氟等离子气源和含氯等离子气源的混合等离子源。
在其中一个实施例中，本发明所述的在基材表面制备微纳结构的方法还包括如下步骤：对完成等离子蚀刻操作的所述基材的表面进行清洗。
在其中一个实施例中，所述基材为玻璃基材，还包括对所述玻璃基材进行抛光处理、强化处理和装饰处理，或进行抛光处理、强化处理和防指纹处理；
抛光处理是在对所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行；
强化处理是在对所述玻璃基材进行抛光处理之后，在所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行，或在完成等离子蚀刻之后，制备所述增透镀层之前进行；
装饰处理是在对所述玻璃基材进行强化处理之后，对所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行，或在完成等离子蚀刻之后，制备所述增透镀层之前进行；
防指纹处理是在制备所述增透镀层之后进行。
本发明还提供一种根据如上所述的高透过、低反射的功能部件的制备方法制得的高透过、低反射的功能部件。
本发明还提供一种功能镜片，包括如上所述高透过、低反射的功能部件。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供的高透过、低反射的功能部件的制备方法，主要包括UV转印、等离子蚀刻和制备减反射增透镀层的步骤，具有操作简易、微纳结构形貌可控、显著降低反射光、低成本、长效、可大批量应用的优点。另外，还可以减少曝光显影的使用，节省设备成本和制作成本。
按照本发明的制备方法制得的功能部件，相较于平面结构，其表面的微纳结构，对表面减反射有了质的提升，并且可以实现大入射光角度变化的时候，透过率的变化控制在一个较小变化量的水平，实现广角高透的特征效果。配合微纳结构表面上的不同折射率的增透镀层，可进一步提高光透过率和降低反射光。
鉴于按照本发明的制备方法制得的功能部件具有高透过、低反射的优势，其可应用于手机、平板、手表、电脑、显示器、智能穿戴、AR、VR、车载、户外显示、全息投影等应用场景，也可以作为滤波光学部件、或窄带/带通类光学部件，以及防生结构光学部件，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是按照本发明的一个实施例的高透过、低反射的功能部件的制备方法的流程示意图；
图2是按照本发明的一个实施例的微纳纹理模板、中间体以及表面具有微纳结构的基材、减反射增透镀层的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
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。
需要说明的是，在本发明的描述中，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件例如层、膜或基板被指为在另一膜层“上”时，其能直接在其他膜层上或亦可存在中间膜层。进一步说，当层被指为在另一层“下”时，其可直接在下方，亦可存在一或多个中间层。亦可以理解的是，当层被指为在两层“之间”时，其可为两层之间的唯一层，或亦可存在一或多个中间层。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，意图在于覆盖不排他的包含，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。
在本发明中，多次指至少一次。
除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
此外，附图并不是以1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，以便于理解本发明，但不一定按照真实比例绘制，附图中的比例不构成对本发明的限制。
在本发明中，微纳米尺寸指0.1nm～20000nm。
在本发明中，仿形沉积指在微纳纹理表面，依形貌起伏沉积膜层，膜层与微纳形貌接触面与微纳形貌相似，形成近似微纳形貌的镀层。
在本发明中，中间体指的是包含基材和过渡胶层的整体。
在本发明中，厚度指微纳纹理厚度，及镀层沉积厚度。
在本发明中，微纳结构、微纳纹理与微纳米尺寸的三维立体结构意义相同。
本发明的目的在于提供一种高透过、低反射的玻璃盖板及其制备方法和应用。
技术方案如下：
参见图1，本发明提供的一种高透过、低反射的功能部件的制备方法，包括如下步骤：
S10提供基材和具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板；
S20在基材上施加转印UV胶；
S30通过UV转印将所述微纳纹理模板施加在所述转印UV胶上；
S40通过UV固化制备过渡胶层，移除所述微纳纹理模板，制备具有微纳米尺寸的三维立体结构的中间体；
S50采用蚀刻等离子源对所述中间体进行等离子蚀刻，在所述基材的表面蚀刻出具有微纳米尺寸的三维立体结构；
S60采用具有第一折射率的材料在具有微纳米尺寸的三维立体结构的所述基材的表面上制备第一折射率减反射增透镀层。
在其中一个实施例中，所述高透过、低反射的功能部件的制备方法还包括如下步骤：先采用具有第二折射率的材料在具有微纳米尺寸的三维立体结构的所述基材的表面上制备第二折射率减反射增透镀层，再采用具有第一折射率的材料在所述第二折射率减反射增透镀层的表面上制备第一折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层；
所述第二折射率在1.5～3.0之间，且所述第一折射率小于所述第二折射率。
在其中一个实施例中，所述第一折射率减反射增透镀层的层数大于等于1，所述第二折射率减反射增透镀层的层数大于等于0。
在其中一个实施例中，所述第一折射率减反射增透镀层的层数大于等于2，所述第二折射率减反射增透镀层的层数大于等于1。
进一步地，所述第一折射率减反射增透镀层和所述第二折射率减反射增透镀层形成“第一折射率减反射增透镀层/第二折射率减反射增透镀层/第一折射率减反射增透镀层”的单循环或多循环交替组合的减反射增透光学镀层，循环次数大于等于1。
在其中一个实施例中，所述高透过、低反射的功能部件的制备方法还包括如下步骤：S70采用具有第二折射率的材料在所述第一折射率减反射增透镀层的表面上制备第二折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层；
所述第二折射率在1.5～3.0之间，且所述第一折射率小于所述第二折射率。
在其中一个实施例中，所述第一折射率减反射增透镀层的层数大于等于2，所述第二折射率减反射增透镀层的层数大于等于1。
进一步地，所述第一折射率减反射增透镀层和所述第二折射率减反射增透镀层形成“第一折射率减反射增透镀层/第二折射率减反射增透镀层/第一折射率减反射增透镀层”的单循环或多循环交替组合的减反射增透光学镀层，循环次数大于等于1。
具体描述如下：
S10:提供基材和具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板
在其中一个实施例中，所述基材为树脂类有机物材料和含硅类无机物材料中的至少一种。
进一步地，所述树脂类有机物材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；所述含硅类无机物材料选自玻璃、蓝宝石、石英和微晶玻璃中的至少一种。
所述基材为玻璃基材，还包括对所述玻璃基材进行抛光处理、强化处理和装饰处理，或进行抛光处理、强化处理和防指纹处理；
抛光处理是在对所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行；
强化处理是在对所述玻璃基材进行抛光处理之后，在所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行，或在完成等离子蚀刻之后，制备所述增透镀层之前进行；
装饰处理是在对所述玻璃基材进行强化处理之后，对所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行，或在完成等离子蚀刻之后，制备所述增透镀层之前或之后进行；
防指纹处理是在制备所述减反射增透镀层之后进行。
在其中一个实施例中，所述微纳米尺寸的三维立体结构呈有序排列结构和/或无序排列结构。进一步地，所述有序排列结构为点阵立体结构和线阵立体结构中的至少一种。进一步地，所述微纳米尺寸的三维立体结构为锥体形、柱体形、球面体形和不规则形状中的至少一种。可以理解地，微纳结构形貌层，可以是以上纹理形貌结构的凸起状态，也可以是以上纹理形貌结构的凹陷状态。若采用凹陷状态的微纳结构，更能在获得微纳结构光学特性的前提下，获得更好的耐磨特性。
可以理解地，在本发明中，所述微纳米尺寸的三维立体结构可以采用不同形状结构按照不同的方式分布，可以满足客户的不同需求。
在其中一个实施例中，单个所述微纳米尺寸的三维立体结构的尺寸为0.1nm～20000nm。通过控制微纳纹理尺寸，可以使微晶、蓝宝石、石英、树脂基材具有类AG磨砂或防眩光效果，且雾度和透过率可调。另外，辅助特殊的微纳结构及尺寸设计，可以实现光分区段选择性透过的特征。如对低波段的透过管控等。如配合特殊镀层设计，可实现局部波段高透过设计要求。
S20：在基材上施加转印UV胶
在其中一个实施例中，所述转印UV胶的主材料包含：环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯、聚醚类树酯、丙烯酸类树酯、不饱和聚酯、醇类化合物、阳离子类树酯、环氧类树酯和有机硅类树酯等UV光引发树酯中的至少一种。进一步地，所述转印UV胶还包括引发剂和助剂。
S30：通过UV转印将所述微纳纹理模板施加在所述转印UV胶。
在基材表面需要制作微纳纹理区域一侧点胶，使转印UV胶呈线状，把具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板放置在转印UV胶上面，微纳纹理面与胶接触，且具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板与基板上需要制作微纳纹理区域对齐，在具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板上施加滚轮压力，从点胶一侧滚压至相对一侧，使模板的微纳纹理面与对应位置的基板表面的对应间隙由转印UV胶水完全填充，其填充转印UV胶层厚度由施加压力与转印UV胶粘度共同决定来获得需要的厚度，再通过UV固化来固定胶层和微纳纹理形貌。
S40：通过UV固化制备过渡胶层，移除所述微纳纹理模板，制备中间体。
UV固化包括：采用UV平行光源或UV非平行光源或UV激光光源照射，使转印UV胶固化并黏附在基材表面。
采用UV光源引发转印UV胶水发生反应，UV光源可以是平行光，也可以是非平行光。UV光使转印UV胶水由液态变为固态，从而固定胶层黏附和胶层边界的界面形貌。如基材是透UV光状态，UV光可以从基材一侧照射转印UV胶；基材是非透UV光状态，需要具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板为透UV状态，UV光需通过具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板一侧照射转印UV胶；如基材和纹理模具都可透射UV光，可从基材和具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板两侧或其中一侧照射UV光。
在其中一个实施例中，UV固化工作参数包括：全UV波段非平行光源，能量100mJ～1000mJ，固化时间1s～20s，转印UV胶胶层的总厚度为100nm～1000nm。使胶水由液态变为固态，从而固定胶层黏附和胶层边界的界面形貌。
S50：采用蚀刻等离子源对所述中间体进行等离子蚀刻，以去除所述过渡胶层，并在所述基材的表面蚀刻出具有微纳米尺寸的三维立体结构。
在真空环境下，采用所述蚀刻等离子源对所述中间体进行蚀刻，蚀刻等离子源先把所述过渡胶层上厚度更薄的区域蚀刻完成，逐步去除所述过渡胶层并裸露出所述基材的表面，通过等离子蚀刻逐步在所述基材的表面上蚀刻出与微纳纹理模板结构相对应的微纳结构形貌。
在其中一个实施例中，在等离子蚀刻的过程中，还包括持续补充所述等离子蚀刻源，并且去除所述蚀刻等离子源与所述过渡胶层和/或所述基材的表面所产生的气态化合物的步骤。
在其中一个实施例中，若所述基材为树脂类有机物材料，所述蚀刻等离子源为含氧等离子源；
若所述基材为含硅类无机物材料，所述蚀刻等离子源为含氟等离子气源和含氯等离子气源中的至少一种；
所述基材为包含所述树脂类有机物材料和所述含硅类无机物材料的混合材料，所述蚀刻等离子源为包含含氧等离子气源和含氟等离子气源的混合等离子气源，或包含含氧等离子气源和含铝等离子气源的混合等离子气源，或包含含氧等离子气源、含氟等离子气源和含氯等离子气源的混合等离子源。
在基材表面制作完过渡胶层(也可称作微纳结构保护层)后的等离子蚀刻，可以采用单组成等离子蚀刻源，进行分次分步蚀刻；也可以采用混合组成等离子蚀刻源，通过调配蚀刻等离子源的组成配比，形成对过渡胶层和蚀刻基材表面的同步刻蚀，进而组合形成不同类型的蚀刻形貌，将过渡胶层的形貌复制蚀刻在基材表面。
S60：采用具有第一折射率的材料在具有微纳米尺寸的三维立体结构的所述基材的表面上制备第一折射率减反射增透镀层。
在其中一个实施例中，制备第一折射率增透镀层的方式包括：蒸镀、磁控溅射或化学沉积。
具体描述：在真空腔室内，采用蒸发镀膜或溅射镀膜或反应沉积镀膜等镀膜方法中的至少一种，在基材表面沉积具有第一折射率的材料至所需厚度，获得第一折射率减反射增透镀层。
或S60：先采用具有第二折射率的材料在具有微纳米尺寸的三维立体结构的所述基材的表面上制备第二折射率减反射增透镀层，再采用具有第一折射率的材料在所述第二折射率减反射增透镀层的表面上制备第一折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层，所述第二折射率为1.5～3.0，且所述第一折射率小于所述第二折射率。
在其中一个实施例中，制备第二折射率增透镀层的方式包括：蒸镀、磁控溅射或化学沉积。
具体描述：在真空腔室内，采用蒸发镀膜或溅射镀膜或反应沉积镀膜等镀膜方法中的至少一种，在基材的表面沉积具有第二折射率的材料至所需厚度，获得第二折射率减反射增透镀层。
采用具有第二折射率的材料与所述第一折射率材料组合形成增透镀层的步骤包括：
真空腔室内，采用蒸发镀膜或溅射镀膜或反应沉积镀膜等镀膜方法中的至少一种，先在基材表面沉积具有第二折射率的材料至所需厚度，获得第二折射率减反射增透镀层；再在第二折射率减反射增透镀层上继续沉积具有第一折射率的材料至所需厚度，获得第一折射率减反射增透镀层。以此顺序交替沉积第二折射率减反射增透镀层、第一折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层，交替沉积次数可以是0次或1次或多次，从而获得增透镀层。
或S70采用具有第二折射率的材料在所述第一折射率减反射增透镀层的表面上制备第二折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层，
所述第二折射率在1.5～3.0之间，且所述第一折射率小于所述第二折射率。
具体描述：在真空腔室内，采用蒸发镀膜或溅射镀膜或反应沉积镀膜等镀膜方法中的至少一种，在基材的表面沉积具有第二折射率的材料至所需厚度，获得第二折射率减反射增透镀层。
采用具有第二折射率的材料与所述第一折射率材料组合形成增透镀层的步骤包括：
真空腔室内，采用蒸发镀膜或溅射镀膜或反应沉积镀膜等镀膜方法中的至少一种，先在基材表面沉积具有第一折射率的材料至所需厚度，获得第一折射率减反射增透镀层；再在第一折射率减反射增透镀层上继续沉积具有第二折射率的材料至所需厚度，获得第二折射率减反射增透镀层。以此顺序交替沉积第一折射率减反射增透镀层、第二折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层，交替沉积次数可以是0次或1次或多次，从而获得增透镀层。
在其中一个实施例中，所述第一折射率减反射增透镀层的层数大于等于2，所述第二折射率减反射增透镀层的层数大于等于1。
进一步地，所述第一折射率减反射增透镀层和所述第二折射率减反射增透镀层形成“第一折射率减反射增透镀层/第二折射率减反射增透镀层/第一折射率减反射增透镀层”的单循环或多循环交替组合的减反射增透光学镀层，循环次数大于等于1。
在本发明中，用于制备具有第一折射率减反射增透镀层的材料和具有第二折射率减反射增透镀层的材料均可以是单一组分材料或多组分混合材料。
在其中一个实施例中，所述具有第一折射率的材料选自：SiO2、SiO、Al2O3、Y2O3、MgO、BaF2、LaF3、PrF3、YbF3、MgF2、YF3、Na3AlF6、SiNxOy、ALNxOy、YNxOy、MgNxOy、BaNxOy和LaNxOy中的至少一种；
所述具有第二折射率的材料选自：TixOy、CeO2、HfO2、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、铟锡氧化物、ZnS、Yb2O3、SixNy、AlxNy、TixNy、TiNxOy、SiNxOy、ALNxOy、ZrNxOy、TaNxOy和YbNxOy中的至少一种。
在制作高硬度增透镀层时，可以采用高硬度的低折射率材料与高硬度的高折射率材料交替组合形成高硬度的增透镀层；也可以采用低折射率材料混合少量高硬度的高折射率材料，与高硬度高折射率材料与少量更高硬度的材料混合(如Ti、Cr、W、Cu、Fe等金属的氮化物或碳化物、或氮碳化物等高硬化合物)，进而提高增透镀层的整体硬度。
在其中一个实施例中，增透镀层的总厚度为0.1nm～6000nm。进一步地，增透镀层的总厚度为10nm～600nm。
在其中一个实施例中，所述第一折射率增透镀层的厚度为0.1nm～6000nm。单独一层低折射率材料设置，有利于不同尺度形貌的特征适应性。进一步地，所述第一折射率增透镀层的厚度为10nm～600nm。
在其中一个实施例中，本发明在完成等离子蚀刻操作后，制备第一折射率增透镀层之前还对所述基材的表面进行清洗。
图2是按照本发明的一个实施例的微纳纹理模板、中间体以及表面具有微纳结构的基材、减反射增透镀层的结构示意图；其中，101是具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板，102是过渡胶层，1031是表面不含有微纳结构的基材，1032是表面含微纳结构的基材，104和105是两种不同折射率的减反射增透镀层。
本发明还提供一种根据如上所述的高透过、低反射的功能部件的制备方法制得的高透过、低反射的功能部件。
在其中一个实施例中，所述功能部件为盖板。
本发明还提供一种功能镜片，包括如上所述高透过、低反射的功能部件。
具体实施例
实施例1
采用表面具有直径200nm、深100nm的三维凹柱体阵列微纳纹理模板作为转印模具，纹理表面具有防粘效果，与固化后的转印UV胶不粘合。
对玻璃基材的一个表面进行抛光处理，抛光后，在玻璃外表面的边缘一侧点转印UV胶胶线，再在胶线基材上放置转印模具，模具纹理一侧朝向转印UV胶，模具纹理区域与基材需制作纹理区域对应。在转印模具外表面施加滚轮压力，从点胶线一侧滚压至对应边，使UV胶完全填充在转印模具纹理面与基材表面之间；其中，UV胶材质选用环氧类树酯体系的UV固化胶。
通过全波段UV面光源，能量100mJ，照射转印UV胶层2s，固化制备过渡胶层，移除所述微纳纹理模板，制备中间体，过渡胶层的厚度为200nm。
采用含氧等离子源对所述中间体进行等离子蚀刻，蚀刻约100nm厚度的中间体，以去除所述基材表面需要蚀刻区域的过渡胶层。再增加含氟类等离子蚀刻源蚀刻裸露出来的基材表面，并在所述基材的表面蚀刻约100nm厚度，最终在基材表面蚀刻形成近似的三位珠体阵列结构。采用氧等离子去除残留过渡胶层。
对基材加工成型，并离子交换化学强化。
在基材微纳结构表面制作由第二折射率的材料与第一折射率材料组合形成增透镀层：
采用磁控溅射镀膜方法，在3*10-3Pa的真空状态下，第二折射率减反射增透镀层采用硅钨混合比为1：0.005的靶，靶溅射功率为10kW，成膜过程中，离化源功率4kW，氮气流量为320sccm，制备高硬度第二折射率减反射增透镀层：SixNy与WxNy的混合高折射率层。第一折射率减反射增透镀层采用硅钇混合比为1：0.005的靶，靶溅射功率为10kW，成膜过程中，离化源功率4kW，氧气流量为320sccm，制备第一折射率减反射增透镀层：SiO2与Y2O3的混合低折射率层。采用混合靶材，制作的镀层能提高硬度和耐磨特性。
高硬度增透镀层的叠层结构如下表1：
表1
玻璃基材微纳纹理面 厚度
第二折射率减反射增透镀层 24nm
第一折射率减反射增透镀层 40nm
第二折射率减反射增透镀层 71nm
第一折射率减反射增透镀层 11nm
第二折射率减反射增透镀层 70nm
第一折射率减反射增透镀层 54nm
第二折射率减反射增透镀层 10nm
第一折射率减反射增透镀层 5nm
采用纳米硬度仪测试高硬度增透镀层的表面纳米硬度为12GPa。
采用不同角度的夹具夹持玻璃，在岛津UV-2550分光光度计上测试，其在550nm光波长出的透过率数据见下表2：
表2
光与玻璃片角度 90° 70° 50°
透过率 93.6％ 90％ 82％
反射率 7％ 11％ 19.2％
完成增透镀层、内装饰效果后，叠加AF镀层，可显著提高表面接触角，组合获得疏水疏油特性及高耐磨损性能。水接触角可从无微纳结构的100°，提高120°。
实施例2
采用表面具有底面大小约300nm、深110nm的凹三棱锥体阵列微纳纹理模板作为转印模具，纹理表面具有防粘效果，与固化后的转印UV胶不粘合。
对玻璃基材的一个表面进行抛光处理，抛光后，在玻璃外表面的边缘一侧点转印UV胶胶线，再在胶线基材上放置转印模具，模具纹理一侧朝向转印UV胶，模具纹理区域与基材需制作纹理区域对应。在转印模具外表面施加滚轮压力，从点胶线一侧滚压至对应边，使转印UV胶完全填充在转印模具纹理面与基材表面之间；其中UV胶材质选用硅树酯体系的UV固化胶。
通过全波段UV面光源，能量110mJ，照射UV胶层3s，固化制备过渡胶层，移除所述微纳纹理模板，制备中间体，过渡胶层的厚度为200nm。
采用含氧、氟等离子源对所述中间体及玻璃基材进行等离子蚀刻，采用异向性蚀刻方法，只对垂直方向有蚀刻。氧氟等离子的混合比例为1：1.2，蚀刻中间体并保持原有形貌，在薄的中间体先蚀刻完成露出基材后，混合等离子源以相同的速率同时垂直向下蚀刻中间体胶层和玻璃基材，同时保持原有微纳形貌继续向基材内部蚀刻。当中间体胶层蚀刻完成后，与微纳纹理模板相似的微纳纹理结构，在玻璃基材表面蚀刻完成。
对玻璃进行外形加工，及化学强化。
在基材微纳结构表面制作由第二折射率的材料与第一折射率材料组合形成增透镀层：
采用磁控溅射镀膜方法，在3*10-3Pa的真空状态下，第二折射率减反射增透镀层采用硅靶，靶溅射功率为10kW，成膜过程中，离化源功率4kW，氮气流量为310sccm，制备高硬度第二折射率减反射增透镀层：SixNy的高折射率层。第一折射率减反射增透镀层采用硅靶，靶溅射功率为10kW，成膜过程中，离化源功率4kW，氧气流量为310sccm，制备第一折射率减反射增透镀层：SiO2的低折射率层。
高硬增透镀层的叠层结构如下表3：
表3
Figure BDA0003300457980000171
Figure BDA0003300457980000181
采用纳米硬度仪测试高硬增透镀层的表面纳米硬度为10GPa。
采用不同角度的夹具夹持玻璃，在岛津UV-2550分光光度计上测试，其在550nm光波长出的透过率数据(光与玻璃片角度)见表4：
表4
光与玻璃片角度 90° 70° 50°
透过率 94.2％ 91％ 85％
反射率 6.3％ 10.1％ 16.2％
完成增透镀层、内装饰效果后，叠加AF镀层，可显著提高表面接触角，组合获得疏水疏油特性及高耐磨损性能。水接触角可从无微纳结构的100°，提高到123°。
实施例3
采用表面具有直径360nm、深180nm的凹球面体阵列微纳纹理模板作为转印模具，纹理表面具有防粘效果，与固化后的转印UV胶不粘合。
在PMMA基材的一个表面的边缘一侧点转印UV胶胶线，再在胶线基材上放置转印模具，模具纹理一侧朝向转印UV胶，模具纹理区域与基材需制作纹理区域对应。在转印模具外表面施加滚轮压力，从点胶线一侧滚压至对应边，使转印UV胶完全填充在转印模具纹理面与基材表面之间；其中转印UV胶材质选用丙烯酸树酯体系的UV固化胶。
通过全波段UV面光源，能量120mJ，照射UV胶层6s，固化制备过渡胶层，移除所述微纳纹理模板，制备中间体，过渡胶层的厚度为300nm.
采用氧等离子源对所述中间体及PMMA基材进行等离子蚀刻，采用异向性蚀刻方法，只对垂直方向有蚀刻。蚀刻中间体并保持原有形貌，在薄的中间体先蚀刻完成露出基材后，等离子源以相同的速率同时垂直向下蚀刻中间体胶层和PMMA基材，同时保持原有微纳形貌继续向基材内部蚀刻。当中间体胶层蚀刻完成后，与微纳纹理模板相似的微纳纹理结构，在PMMA基材表面蚀刻完成。
在基材微纳结构表面制作由第二折射率的材料与第一折射率材料组合形成增透镀层：
采用蒸发镀膜方法，在4*10-3Pa的真空状态下，蒸镀第二折射率减反射增透镀层TiO2，和第一折射率减反射增透镀层SiO2。
增透镀层的叠层结构如下表5：
表5
玻璃基材微纳纹理面 厚度
第一折射率减反射增透镀层 20nm
第二折射率减反射增透镀层 126nm
第一折射率减反射增透镀层 87nm
采用不同角度的夹具夹持玻璃，在岛津UV-2550分光光度计上测试，其在550nm光波长出的透过率数据(光与玻璃片角度)见下表6：
表6
光与玻璃片角度 90° 70° 50°
透过率 92.9％ 89.2％ 79.6％
反射率 7.1％ 11.9％ 19.2％
完成增透镀层、内装饰效果后，叠加AF镀层，可显著提高表面接触角，组合获得疏水疏油特性及高耐磨损性能。水接触角可从无微纳结构的100°，提高到124°。
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，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。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。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书和附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (17)

1.一种高透过、低反射的功能部件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供基材和具有微纳米尺寸的三维立体结构的微纳纹理模板；
在所述基材上施加转印UV胶；
通过UV转印将所述微纳纹理模板施加在所述转印UV胶上，再通过UV固化制备过渡胶层，移除所述微纳纹理模板，制备具有微纳米尺寸的三维立体结构的中间体；
采用蚀刻等离子源对所述中间体进行等离子蚀刻，在所述基材的表面蚀刻出具有微纳米尺寸的三维立体结构；
采用具有第一折射率的材料在具有微纳米尺寸的三维立体结构的所述基材的表面上制备第一折射率减反射增透镀层；
所述第一折射率为1.0～2.0。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：先采用具有第二折射率的材料在具有微纳米尺寸的三维立体结构的所述基材的表面上制备第二折射率减反射增透镀层，再采用具有第一折射率的材料在所述第二折射率减反射增透镀层的表面上制备第一折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层，所述第二折射率为1.5～3.0，且所述第一折射率小于所述第二折射率；或
采用具有第二折射率的材料在所述第一折射率减反射增透镀层的表面上制备第二折射率减反射增透镀层，且远离所述基材方向，最后一层增透镀层为第一折射率减反射增透镀层；
所述第二折射率为1.5～3.0，且所述第一折射率小于所述第二折射率。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一折射率减反射增透镀层的层数大于等于1，所述第二折射率减反射增透镀层的层数大于等于0。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一折射率减反射增透镀层的层数大于等于2，所述第二折射率减反射增透镀层的层数大于等于1。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一折射率减反射增透镀层和所述第二折射率减反射增透镀层形成“第一折射率减反射增透镀层/第二折射率减反射增透镀层/第一折射率减反射增透镀层”的单循环或多循环交替组合的减反射增透光学镀层，循环次数大于等于1。
6.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述具有第一折射率材料的材料选自：SiO2、SiO、Al2O3、Y2O3、MgO、BaF2、LaF3、PrF3、YbF3、MgF2、YF3、Na3AlF6、SiNxOy、ALNxOy、YNxOy、MgNxOy、BaNxOy和LaNxOy中的至少一种；
所述具有第二折射率材料的材料选自：TixOy、CeO2、HfO2、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、铟锡氧化物、ZnS、Yb2O3、SixNy、AlxNy、TixNy、TiNxOy、SiNxOy、ALNxOy、ZrNxOy、TaNxOy和YbNxOy中的至少一种。
7.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述减反射增透镀层的总厚度为0.1nm～6000nm；和/或
每一层所述第一折射率减反射增透镀层的厚度为0.1nm～6000nm，每一层所述第二折射率减反射增透镀层的厚度为0.1nm～6000nm。
8.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，制备第一折射率增透镀层的方式包括：蒸镀、磁控溅射或化学沉积；和/或
制备第二折射率增透镀层的方式包括：蒸镀、磁控溅射或化学沉积。
9.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，单个所述微纳米尺寸的三维立体结构的尺寸为0.1nm～20000nm；和/或
所述微纳米尺寸的三维立体结构呈有序排列结构和/或无序排列结构。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述微纳米尺寸的三维立体结构为锥形、柱形、球面体形和不规则形状中的至少一种。
11.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，UV固化包括：采用UV平行光源或UV非平行光源或UV激光光源照射，使转印UV胶固化并黏附在基材表面；和/或
在等离子蚀刻的过程中，还包括持续补充所述等离子蚀刻源，并且去除所述蚀刻等离子源与所述过渡胶层和/或所述基材的表面所产生的气态化合物的过程。
12.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述基材为树脂类有机物材料和含硅类无机物材料中的至少一种；
所述转印UV胶包含：环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯、聚醚类树酯、丙烯酸类树酯、不饱和聚酯、醇类化合物、阳离子类树酯、环氧类树酯和有机硅类树酯中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述树脂类有机物材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
所述含硅类无机物材料选自玻璃、蓝宝石、石英、和微晶玻璃中的至少一种。
14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述基材为树脂类有机物材料，所述蚀刻等离子源为含氧等离子气源；
所述基材为含硅类无机物材料，所述蚀刻等离子源为含氟等离子气源和含氯等离子气源中的至少一种；
所述基材为包含所述树脂类有机物材料和所述含硅类无机物材料的混合材料，所述蚀刻等离子源为包含含氧等离子气源和含氟等离子气源的混合等离子气源，或包含含氧等离子气源和含铝等离子气源的混合等离子气源，或包含含氧等离子气源、含氟等离子气源和含氯等离子气源的混合等离子源。
15.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述基材为玻璃基材，还包括对所述玻璃基材进行抛光处理、强化处理和装饰处理，或进行抛光处理、强化处理和防指纹处理；
抛光处理是在对所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行；
强化处理是在对所述玻璃基材进行抛光处理之后，在所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行，或在完成等离子蚀刻之后，制备所述减反射增透镀层之前进行；
装饰处理是在对所述玻璃基材进行强化处理之后，对所述玻璃基材上施加转印UV胶之前进行，或在完成等离子蚀刻之后，制备所述减反射增透镀层之前或之后进行；
防指纹处理是在制备所述减反射增透镀层之后进行。
16.权利要求1至15任一项所述的制备方法制得的高透过、低反射的功能部件。
17.一种功能镜片，其特征在于，包括权利要求16所述的高透过、低反射的功能部件。
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