CN115505884A - 一种高透光蓝宝石面板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓝宝石加工技术领域，具体涉及一种高透光蓝宝石面板及其制作方法，所述蓝宝石面板包括蓝宝石基板和厚度33.51‑36.31nm的第一SiO2层、厚度7.26‑7.86nm的第一Nb2O5层、厚度114.75‑124.31nm的第二SiO2层、厚度10.28‑11.14nm的第二Nb2O5层、厚度41.16‑44.60nm的第三SiO2层、厚度110.22‑119.40nm的第三Nb2O5层、厚度88.48‑95.86nm的第四SiO2层，其制作过程包括以下步骤：一、将蓝宝石基板固定在真空镀膜机内；二、将真空镀膜机内腔抽成10‑5～10‑ 4Pa的高真空；三、通入氩气并使SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁交替产生振荡磁场从而使氩气电离成氩离子撞击SiO2靶材和Nb2O5靶材使其交替沉积在蓝宝石基板上形成相应的薄膜。采用该方法制作的蓝宝石面板其透光率可提升至99.5％以上。

Description

一种高透光蓝宝石面板及其制作方法
技术领域
本发明涉及蓝宝石加工技术领域，特别是涉及一种高透光蓝宝石面板及其制作方法。
背景技术
在光学元件、手机表镜、光学窗口、探测窗口、医疗仪器等产品中通常都需要使用到高透光的面板，目前常用的增透材料是玻璃，其折射率为1.52，透光率为92％，经过真空镀膜增透后其透光率可达99％，但是，由于玻璃的表面硬度较低，在使用过程中容易因摩擦产生擦伤、划伤等，导致影响使用。
为解决上述问题，通常会采用硬度高、耐高温且具有良好的透光性和耐磨性蓝宝石晶体替代玻璃，但是，蓝宝石材料的折射率为1.72，透光率为86％，其透光率很难满足使用需求。
发明内容
本发明的目在于解决上述问题，提供一种高透光蓝宝石面板，用于在保证透光率的同时提升表面硬度，满足使用需求同时提升使用寿命，本发明同时提供了一种高透光蓝宝石面板的制作方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种高透光蓝宝石面板，包括蓝宝石基板，蓝宝石基板的一侧依次镀有厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层。
进一步的，所述第四SiO2层上镀有防指纹AF膜。
进一步的，所述蓝宝石基板的另一侧对称的位置依次镀有厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层。
进一步的，所述第一SiO2层的厚度为34.91nm、第一Nb2O5层的厚度为7.56nm、第二SiO2层的厚度为119.53nm、第二Nb2O5层的厚度为10.71nm、第三SiO2层的厚度为42.88nm、第三Nb2O5层的厚度为114.81nm、第四SiO2层的厚度为92.17nm。
一种高透光蓝宝石面板的制作方法,其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将蓝宝石基板固定在真空镀膜机上，将SiO2靶材和Nb2O5靶材分别固定在相应的靶材位置；
步骤二、将真空镀膜机内腔抽成10-5-10-4Pa的高真空状态；
步骤三、向真空镀膜机内通入氩气，SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁交替产生震荡磁场，SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁震荡产生磁场的时间依次为SiO2靶材167.57-181.53s、Nb2O5靶材48.38-52.42s、SiO2靶材573.74-621.56s、Nb2O5靶材68.54-74.26s、SiO2靶材205.82-222.98s、Nb2O5靶材734.78-796.02s、SiO2靶材442.42-479.28s，氩气受震荡磁场的作用电离成氩离子，氩离子加速撞击SiO2靶材或Nb2O5靶材，使SiO2靶材和Nb2O5靶材交替沉积在蓝宝石基板上，依次形成厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层；
步骤四、向真空镀膜机内通入气体并静置2-5分钟使其恢复正常大气状态同时温度恢复到常温状态。
进一步的，步骤二中真空镀膜机抽真空时，先采用偏转高速旋转方式使真空镀膜机内腔快速到达102-10-1Pa的中真空环境，之后再转换为精抽模式，使用扇叶形状高速旋转抽真空将真空镀膜机内腔抽成10-5-10-4Pa的高真空。
进一步的，在步骤三开始之前对蓝宝石基板进行55-65s的离子处理。
进一步的，步骤三中SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁震荡产生磁场的时间分别为SiO2靶材174.55s、Nb2O5靶材50.40s、SiO2靶材597.65s、Nb2O5靶材71.40s、SiO2靶材214.40s、Nb2O5靶材765.40s、SiO2靶材460.85s，依次形成厚度34.91nm的第一SiO2层、厚度7.56nm的第一Nb2O5层、厚度119.53nm的第二SiO2层、厚度10.71nm的第二Nb2O5层、厚度42.88nm的第三SiO2层、厚度114.81nm的第三Nb2O5层、厚度92.17nm的第四SiO2层。
进一步的，在对完成步骤三后，在第四SiO2层上镀14.40-15.60nm的防指纹AF膜。
进一步的，在镀防指纹AF膜之前对蓝宝石基板进行55-65s的离子处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在蓝宝石基板的一侧交替镀上七层SiO2和Nb2O5薄膜之后所制成的蓝宝石面板其透光率可达92％以上，蓝宝石基板双面镀膜后其透光率可达99.5％以上，能够满足使用时的高透光需求，同时具有高硬度和高耐磨性，不会因摩擦造成擦伤和划伤，提升了良品率和使用寿命。并且，由于蓝宝石材料还具有耐高温、耐腐蚀、耐强光辐照等特点，因此，能够可用作在各种高温、高压等恶劣负责环境下工作的设备观察窗口和探测窗口。完成镀膜处理后在使用时需要触摸的一面镀上防指纹AF膜，可增强抗脏污和指纹的效果。
附图说明
图1为本发明所述的一种高透光蓝宝石面板的结构示意图。
图2为本发明所述的一种高透光蓝宝石面板的光谱图。
图3为本发明所述的蓝宝石面板镀膜前后透光对比图。
图4为本发明所述的蓝宝石面板在镀不同膜层厚度时的透光对比图。
其中，1-蓝宝石基板，11-第一SiO2层，12-第一Nb2O5层，13-第二SiO2层，14-第二Nb2O5层，15-第三SiO2层，16-第三Nb2O5层，17-第四SiO2层18-防指纹AF膜。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术特征和所实现的目的和效果，以下结合附图做进一步的描述:
如图1所示，一种高透光蓝宝石面板，包括蓝宝石基板1，蓝宝石基板的一侧依次镀有厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层11、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层12、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层13、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层14、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层15、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层16、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层17。
优选的，所述第四SiO2层上镀有防指纹AF膜，使该面作为蓝宝石面板使用时的触摸面，可抵抗表面脏污、划伤、减少与物体接触摩擦或者碰撞伤害，增强防指纹效果。
优选的，所述蓝宝石基板的另一侧对称的位置依次镀有厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层11、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层12、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层13、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层14、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层15、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层16、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层17。
优选的，所述第一SiO2层的厚度为34.91nm、第一Nb2O5层的厚度为7.56nm、第二SiO2层的厚度为119.53nm、第二Nb2O5层的厚度为10.71nm、第三SiO2层的厚度为42.88nm、第三Nb2O5层的厚度为114.81nm、第四SiO2层的厚度为89.17nm。图2为采用该实施例中的厚度进行两面镀膜后的高透光蓝宝石面板的光谱图，其在波长420nm-680nm的可见光下其透过率可达99.5％以上。
一种高透光蓝宝石面板的制作方法,包括以下步骤：
步骤一、将蓝宝石基板固定在真空镀膜机上，将SiO2靶材和Nb2O5靶材分别固定在相应的靶材位置；
步骤二、将真空镀膜机内腔抽成10-5-10-4Pa的高真空状态；
步骤三、向真空镀膜机内通入氩气，SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁交替产生震荡磁场，SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁震荡产生磁场的时间依次为SiO2靶材167.57-181.53s、Nb2O5靶材48.38-52.42s、SiO2靶材573.74-621.56s、Nb2O5靶材68.54-74.26s、SiO2靶材205.82-222.98s、Nb2O5靶材734.78-796.02s、SiO2靶材442.42-479.28s，氩气受震荡磁场的作用电离成氩离子，氩离子加速撞击SiO2靶材或Nb2O5靶材，使SiO2靶材和Nb2O5靶材交替沉积在蓝宝石基板上，依次形成厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层；
步骤四、向真空镀膜机内通入气体并静置2-5分钟使其恢复正常大气状态同时温度恢复到常温状态。
优选的，步骤二中真空镀膜机抽真空时，先采用偏转高速旋转方式使真空镀膜机内腔快速到达102-10-1Pa的中真空环境，之后再转换为精抽模式，使用扇叶形状高速旋转抽真空将真空镀膜机内腔抽成10-5-10-4Pa的高真空。
优选的，在步骤三开始之前对蓝宝石基板进行55-65s的离子处理，从而增强蓝宝石基板的附着力。
优选的，步骤三中SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁震荡产生磁场的时间分别为SiO2靶材174.55s、Nb2O5靶材50.40s、SiO2靶材597.65s、Nb2O5靶材71.40s、SiO2靶材214.40s、Nb2O5靶材765.40s、SiO2靶材460.85s。经过该步骤后，可在蓝宝石基板上依次形成厚度34.91nm的第一SiO2层、厚度7.56nm的第一Nb2O5层、厚度119.53nm的第二SiO2层、厚度10.71nm的第二Nb2O5层、厚度42.88nm的第三SiO2层、厚度114.81nm的第三Nb2O5层、厚度92.17nm的第四SiO2层。
优选的，在对完成步骤三后，在第四SiO2层上镀14.40-15.60nm的防指纹AF膜18。
优选的，在镀防指纹AF膜18之前对蓝宝石基板进行55-65s的离子处理，增强膜层的牢固度，同时减少表面粗糙度，增加膜层与AF的结合效果。
图3-4为采用上述实施例所述的方法加工的蓝宝石面板的透光对比图，在单面镀膜后，蓝宝石面板在420nm-680nm的可见光下其透过率可达92％以上，透光率与玻璃接近，在双面镀膜后，蓝宝石面板在波长420nm-680nm的可见光下其透过率可达99.5％以上，透光率高于玻璃材质镀膜增透后的透光效果，从而兼具高硬度和高透光率的特点，满足在有高透光和高耐磨性要求下的使用需求。
本发明并不限于上述实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出各种变形、改进和替代，这些都属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种高透光蓝宝石面板，其特征在于：包括蓝宝石基板，蓝宝石基板的一侧依次镀有厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层。
2.根据权利要求1所述的一种高透光蓝宝石面板,其特征在于：所述第四SiO2层上镀有防指纹AF膜。
3.根据权利要求1所述的一种高透光蓝宝石面板,其特征在于：所述蓝宝石基板的另一侧对称的位置依次镀有厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层。
4.根据权利要求1或3所述的一种高透光蓝宝石面板,其特征在于：所述第一SiO2层的厚度为34.91nm、第一Nb2O5层的厚度为7.56nm、第二SiO2层的厚度为119.53nm、第二Nb2O5层的厚度为10.71nm、第三SiO2层的厚度为42.88nm、第三Nb2O5层的厚度为114.81nm、第四SiO2层的厚度为92.17nm。
5.一种高透光蓝宝石面板的制作方法,其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将蓝宝石基板固定在真空镀膜机上，将SiO2靶材和Nb2O5靶材分别固定在相应的靶材位置；
步骤二、将真空镀膜机内腔抽成10-5-10-4Pa的高真空状态；
步骤三、向真空镀膜机内通入氩气，SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁交替产生震荡磁场，SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁震荡产生磁场的时间依次为SiO2靶材167.57-181.53s、Nb2O5靶材48.38-52.42s、SiO2靶材573.74-621.56s、Nb2O5靶材68.54-74.26s、SiO2靶材205.82-222.98s、Nb2O5靶材734.78-796.02s、SiO2靶材442.42-479.28s，氩气受震荡磁场的作用电离成氩离子，氩离子加速撞击SiO2靶材或Nb2O5靶材，使SiO2靶材和Nb2O5靶材交替沉积在蓝宝石基板上，依次形成厚度33.51-36.31nm的第一SiO2层、厚度7.26-7.86nm的第一Nb2O5层、厚度114.75-124.31nm的第二SiO2层、厚度10.28-11.14nm的第二Nb2O5层、厚度41.16-44.60nm的第三SiO2层、厚度110.22-119.40nm的第三Nb2O5层、厚度88.48-95.86nm的第四SiO2层；
步骤四、向真空镀膜机内通入气体并静置2-5分钟使其恢复正常大气状态同时温度恢复到常温状态。
6.根据权利要求5所述的一种高透光蓝宝石面板的制作方法，其特征在于：步骤二中真空镀膜机抽真空时，先采用偏转高速旋转方式使真空镀膜机内腔快速到达102-10-1Pa的中真空环境，之后再转换为精抽模式，使用扇叶形状高速旋转抽真空将真空镀膜机内腔抽成10-5-10-4Pa的高真空。
7.根据权利要求5所述的一种高透光蓝宝石面板的制作方法，其特征在于：在步骤三开始之前对蓝宝石基板进行55-65s的离子处理。
8.根据权利要求5所述的一种高透光蓝宝石面板的制作方法，其特征在于：步骤三中SiO2靶材和Nb2O5靶材内的磁铁震荡产生磁场的时间分别为SiO2靶材174.55s、Nb2O5靶材50.40s、SiO2靶材597.65s、Nb2O5靶材71.40s、SiO2靶材214.40s、Nb2O5靶材765.40s、SiO2靶材460.85s，依次形成厚度34.91nm的第一SiO2层、厚度7.56nm的第一Nb2O5层、厚度119.53nm的第二SiO2层、厚度10.71nm的第二Nb2O5层、厚度42.88nm的第三SiO2层、厚度114.81nm的第三Nb2O5层、厚度92.17nm的第四SiO2层。
9.根据权利要求5所述的一种高透光蓝宝石面板的制作方法，其特征在于：在对完成步骤三后，在第四SiO2层上镀14.40-15.60nm的防指纹AF膜。
10.根据权利要求9所述的一种高透光蓝宝石面板的制作方法，其特征在于：在镀防指纹AF膜之前对蓝宝石基板进行55-65s的离子处理。
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