CN208314230U

CN208314230U - 一种光学膜及窗膜

Info

Publication number: CN208314230U
Application number: CN201820440071.7U
Authority: CN
Inventors: 张玉春; 王平; 熊杰
Original assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-01-01
Anticipated expiration: 2028-03-30

Abstract

本实用新型提供了一种光学膜及窗膜，包括一基材层，所述基材层表面依次设置第一透明电介质层、第一水汽阻隔层、第一金属合金层、第二水汽阻隔层、第二透明电介质层、第三水汽阻隔层、第二金属合金层、第四水汽阻隔层、第三透明电介质层，且第一透明电介质层与第二透明电介质层之间设置第一抗氧化层和第二抗氧化层，第二透明电介质层与第三透明电介质层之间设置第三抗氧化层和第四抗氧化层，其中，所述第一抗氧化层、第二抗氧化层、第三抗氧化层、第四抗氧化层的厚度各自独立地为1‑20nm。解决了光学膜耐候性差、清晰度低、反光性强的问题。

Description

一种光学膜及窗膜

技术领域

本实用新型涉及光学膜技术领域，尤其涉及一种窗膜及其制备方法。

背景技术

窗膜常用于建筑的窗户或汽车车窗上，较早的窗膜是采用涂布工艺制备的，称为太阳纸或茶纸，这种窗膜的主要作用是遮挡强烈的太阳光，基本不具备隔热的效果。

经过人们的研究，采用以深层染色的手法加注吸热剂的工艺来制备窗膜，这种窗膜能够吸收太阳光中的红外线从而达到隔热的效果，但是这种窗膜在吸收红外线的同时也吸收了可见光，从而导致可见光的穿透率不够，清晰度较差；另外，这类窗膜的隔热功能衰减较快，而且很容易褪色。

为了改善上述窗膜的隔热性，人们采用真空热蒸发的工艺来制备窗膜，这种真空热蒸发的工艺是将铝层蒸发于基材上，以达到隔热效果，这种方法制备的窗膜具备较持久的隔热性，但是这种窗膜的清晰度还是较低，影响视野的舒适性，而且反光较高。

为了提高窗膜的清晰度和降低反应性，目前采用金属磁控溅射工艺来制备窗膜，磁控溅射工艺是将镍、银、钛、金等材料采用多腔高速旋转设备，利用电场与磁场的相互作用，高速度高力量地将金属粒子均匀地溅射于高张力的PET基材上。磁控溅射工艺制备的窗膜除了具备较好的金属质感、稳定的隔热性能外，还具备较高的清晰度以及低反光特性。

然而，用该种方法，窗膜耐候性差的问题一直难以解决，使用过程中，空气中的氧气和水分会对窗膜中的金属或其氧化物材料进行腐蚀。

实用新型内容

为了克服以上清晰度低、反光性强、耐候性差等的问题，本实用新型提供一种光学膜，可应用于窗膜，包括一基材层，所述基材层表面依次设置第一透明电介质层、第一水汽阻隔层、第一金属合金层、第二水汽阻隔层、第二透明电介质层、第三水汽阻隔层、第二金属合金层、第四水汽阻隔层、第三透明电介质层，且第一透明电介质层与第二透明电介质层之间设置第一抗氧化层和第二抗氧化层，第二透明电介质层与第三透明电介质层之间设置第三抗氧化层和第四抗氧化层，其中，所述第一抗氧化层、第二抗氧化层、第三抗氧化层、第四抗氧化层的厚度各自独立地为1-20nm。

进一步地，所述所述第一抗氧化层设置于所述第一透明电介质层与第一水汽阻隔层之间；所述第三抗氧化层设置与第二透明电解质层与第三水汽阻隔层之间。

进一步地，所述第二抗氧化层设置与所述第一金属合金层与第二水汽阻隔层之间；所述第四抗氧化层设置于第二金属合金层与第四水汽阻隔层之间。

进一步地，所述第一抗氧化层、第三抗氧化层的材料为AZO，第二抗氧化层、第四抗氧化层的材料为Ti。

进一步地，所述第一水汽阻隔层、第二水汽阻隔层、第三水汽阻隔层、第四水汽阻隔层的厚度各自独立地为1-20nm。

进一步地，所述基材层的厚度为0.01-1mm。

进一步地，所述第一透明电介质层的厚度为10-100nm。

进一步地，所述第二透明电介质层和第三透明电介质层的厚度各自独立地为10-200nm。

进一步地，所述第一金属合金层和第二金属合金层的厚度各自独立地为5-20nm。

进一步地，所述第一金属合金层和所述第二金属合金层均为Ag合金，且所述Ag合金层中，Ag的比例不小于80％；或所述第一金属合金层和所述第二金属合金层均为Cu合金且所述Cu合金层中，Cu的比例不小于80％。

进一步地，所述光学膜在可见光范围内的透射率大于70％，在可见光范围内的反射率小于12％；所述光学膜的红外透过率小于10％，红外反射率大于90％。

本实用新型还提供了一种窗膜，所述窗膜包括上述至少任一项所述的光学膜。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型光学膜的第一实施例的剖面示意图；

图2为本实用新型光学膜的实施例的剖面示意图；

图3为本实用新型光学膜实施例效果图；

图4为本实用新型光学膜实施例效果图；

图5为本实用新型提供的对比例的剖面示意图；

图6为本实用新型光学膜对比例效果图；

图7为本实用新型光学膜对比例效果图

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本实用新型提供了一种光学膜，包括一基材层，所述基材层表面依次设置第一透明电介质层、第一水汽阻隔层、第一金属合金层、第二水汽阻隔层、第二透明电介质层、第三水汽阻隔层、第二金属合金层、第四水汽阻隔层、第三透明电介质层，且第一透明电介质层与第二透明电介质层之间设置第一抗氧化层和第二抗氧化层，第二透明电介质层与第三透明电介质层之间设置第三抗氧化层和第四抗氧化层，其中，所述第一抗氧化层、第二抗氧化层、第三抗氧化层、第四抗氧化层的厚度各自独立地为0.1-20nm。

优选地，所述第一抗氧化层设置于所述第一透明电介质层与第一水汽阻隔层之间；所述第三抗氧化层设置与第二透明电解质层与第三水汽阻隔层之间。

优选地，所述第二抗氧化层设置与所述第一金属合金层与第二水汽阻隔层之间；所述第四抗氧化层设置于第二金属合金层与第四水汽阻隔层之间。

由于氧会对光学膜造成氧化，因此设置第一抗氧化层、第二抗氧化层、第三抗氧化层、第四抗氧化层进行抗氧性保护。采用的材料为金属、金属氮化物、金属氧化物、非金属氧化物等，如Ti、Ni、Cr、NiCr、TiN、ZnO、TiO₂、SnO₂、SiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Si₃N₄等。这些材料可以使产品具有很好的抗氧化性，提高产品的使用寿命。优选地，述第一抗氧化层、第三抗氧化层的材料为AZO，第二抗氧化层、第四抗氧化层的材料为Ti。抗氧化层的厚度可以根据实际需求进行设定，本实用新型经研究发现，当抗氧化层的厚度为1～20nm时，抗氧化层与其他层之间具有更好的协同作用，使得光学膜具有更好的耐候性等性能。其中所述四层抗氧化层的材料相同或不同，厚度可以相同或不同。因其厚度较薄，不会影响光学，保证清晰度，并且可以微调色度。

在具体实施过程中，所述基材层，可以采用多种能透射可见光的载体，如玻璃或柔性透明材料等，可通过基材的适当预处理来提高随后施加层对基材的附着力，如对基材预处理溅射一层金属、用无机或有机底涂层涂覆基材等。其中柔性透明材料可以为PET、PMMA、PI等，该基材层的厚度为0.01～1mm，由于基材层到达该厚度范围，既能够承受上述叠层，同时满足该光学膜轻薄化的特点，且因为后续可通过对各层厚度的优化设计，调节该产品的颜色，此厚度范围符合此要求，同时提高光学膜的清晰度。

所述第一透明电介质层、所述第二透明电介质层和所述第三透明电介质层各自独立的选自如下透明电介材料的至少一种：金属氧化物、非金属氧化物、氮化物、硫化物、金属氧化物掺杂物、非金属氧化物掺杂物、氮化物掺杂物、硫化物掺杂物。(掺杂材料包含Al、Ga、Zr、 B、Y、Mo等一种或多种材料掺杂)，如TiO2、SnO2、ZnO、SiO2、Nb2O5、Ta2O5、Si3N4、 ZnS，掺杂物包括AZO、GZO、YZO、ITO等。该层的厚度可以根据实际需求进行设定，本实用新型经研究后发现，当第一透明电介质层的厚度为10～100nm，更优选地在20～25nm时，光学膜具有更好的耐候性等性能。第二透明电介质层和第三透明电介质层各自独立地由单层或者多层上述透明电介材料构成，两者的厚度各自独立的选自10～200nm，此厚度范围既可以降低反光性又能保证该光学膜的清晰度。

所述第一金属合金层和第二金属合金层各自独立的选自Ag合金或Cu合金，Ag合金层中，Ag的比例不小于80％，其余20％可以为Zn、Cu、In、Pt、Pd、Au等的至少一种；Cu合金中，Cu的比例不小于80％，其余20％可以为Ag、Zn、In、Pt、Pd、Au等的至少一种。第一金属合金层和第二金属合金层的厚度各自独立的选自5～20nm。所述金属合金层在光学膜中起到了阻氧作用，防止氧气对透明电介质层的氧化，从而提高该光学膜的耐候性，同时该厚度范围又能保证该光学膜的清晰度。

所述第一水汽阻隔层、第二水汽阻隔层、第三水汽阻隔层、第四水汽阻隔层采用的材料为金属、金属氮化物、金属氧化物等,优选的，选自以下材料的一种或多种：Ti、Ni、Cr、NiCr、 TiN、ZnO、TiO₂、SnO₂、SiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Si₃N₄等。由于所述空气中的水分会对光学膜造成腐蚀，同时水分中的氧也会对光学膜造成氧化，因此设置该水汽阻隔层进行抗氧性的二次保护。所述四层水汽阻隔层的厚度各自独立地为1-20nm，因其厚度较薄，不会影响光学，保证清晰度，并且可以微调色度。

通过对以上各层光学层厚度的优化设计，该材料可见光范围(380-780nm)透射率(VLT)大于70％，可见光范围(380-780nm)内反射率(VLR)小于12％，而红外透过率(780-2500nm) 小于10％，红外反射率(780-2500nm)大于90％；同时通过对以上各层光学层厚度的优化设计可调节该产品的颜色，如草绿色、紫色、红色、天蓝色等；

图1为本实用新型窗膜的第一实施例的剖面示意图。如图所述本实用新型第一是实施例提供了一种光学膜，包括一基材层11，所述基材层表面依次设置第一透明电介质层12A、第一抗氧化层13A、第一水汽阻隔层14A、第一金属合金层15A、第二抗氧化层13B、第二水汽阻隔层14B、第二透明电介质层12B、第三抗氧化层13C、第三水汽阻隔层14C、第二金属合金层15B、第四抗氧化层13D、第四水汽阻隔层14D、第三透明电介质层12C。其中，所述第一抗氧化层13A、第二抗氧化层13B、第三抗氧化层13C、第四抗氧化层13D的厚度各自独立地为1-20nm。当水汽阻隔层设置于抗氧化层上方，由于空气中的水分也含有氧气，因此先隔绝空气中的水分，隔绝了一部分氧气，再使用抗氧化层对光学膜更彻底地抗氧性保护。

本实用新型还提供一种窗膜，包括上述光学膜，使用上述光学膜制作的窗膜具有清晰度高、反光性低、耐候性强的效果。

图2为本实用新型光学膜的具体实施例的剖面示意图，本实用新型具体实施例提供了一种光学膜，包括一PET层21，所述PET层21表面依次设置一Nb₂O₅层22A、一AZO层23A、一Si₃N4层24A、一Ag合金层25A、一Ti层23B、一Si₃N₄层24B、一Nb₂O₅层22B、一 AZO层23C、一Si₃N4层24C、一Ag合金层25B、一Ti层23D、一Si₃N4层24D、一Nb₂O₅层22C。具体各层厚度和效果分别如表1、表2、图3、图4所示。

光学层	厚度
		Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	25nm
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>	2nm
		Ti	0.5nm
Ag合金	12nm
		Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>	2nm
AZO	4nm
		Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	45nm
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>	2nm
		Ti	0.4nm
Ag合金	10nm
		Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>	2nm
AZO	4nm
		Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	25nm
PET	50μm

表1

根据表1参数，对该实施例的光学膜进行可见光范围(380-780nm)透射率(VLT)检测、可见光范围(380-780nm)内反射率(VLR)检测、红外透过率(780-2500nm)(IRT)检测，检测结果为：

VLT	71％
		VLR	8％
IRT	7.0％

表2

图3为本实用新型光学膜实施例一效果图，即该实施例的光学膜在不同的光波长呈现的透过率。

图4为本实用新型光学膜实施例一效果图，即该实施例的光学膜在不同的光波长呈现的反射率。

图5为本实用新型提供的对比例的剖面示意图，该对比例提供了一种光学膜，包括一PET层 31，所述PET层31表面依次设置一Nb₂O₅层32A、一AZO层33A、一Si₃N₄层34A、一Ag合金层35A、一Ti层33B、一Si₃N₄层34B、一Nb₂O₅层32B。具体各层厚度和效果分别如表3、表4、图6、图7所示。

光学层	厚度
		Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	25nm
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>	2nm
		Ti	0.4nm
Ag合金	10nm
		Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>	2um
AZO	4nm
		Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	25nm
PET	50μm

表3

根据表3参数，对该对比例的光学膜进行可见光范围(380-780nm)透射率(VLT)检测、可见光范围(380-780nm)内反射率(VLR)检测、红外透过率(780-2500nm)(IRT)检测，检测结果为：

VLT	79％
		VLR	22％
IRT	35％

表4

由该对比例可看出，在第二透明电介质层上方依次设置第三抗氧化层、第三水汽阻隔层、第二金属合金层、第四抗氧化层、第四水汽阻隔层、第三透明电介质层有助于降低光学膜的可见光内反射率和红外透过率。

图6是该对比例的光学膜在不同的光波长呈现的透过率。

图7是该对比例的光学膜在不同的光波长呈现的反射率。

本实用新型可采用卷对卷式磁控溅射沉积法，在基材上依次制备上述各层。采用卷对卷式磁控溅射沉积法具有溅射多种材料，真空度高，附着力强，膜材致密。当然，本实用新型提供的光学膜还可以采用其他工艺方法进行，例如化学气相沉积或物理气相沉积等，其工艺过程及工艺参数可以参照现有技术，在此不再赘述。

需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明实质发明内容而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种光学膜，包括一基材层，所述基材层表面依次设置第一透明电介质层、第一水汽阻隔层、第一金属合金层、第二水汽阻隔层、第二透明电介质层、第三水汽阻隔层、第二金属合金层、第四水汽阻隔层、第三透明电介质层，且第一透明电介质层与第二透明电介质层之间设置第一抗氧化层和第二抗氧化层，第二透明电介质层与第三透明电介质层之间设置第三抗氧化层和第四抗氧化层，其中，所述第一抗氧化层、第二抗氧化层、第三抗氧化层、第四抗氧化层的厚度各自独立地为0.1-20nm。

2.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述第一抗氧化层设置于所述第一透明电介质层与第一水汽阻隔层之间；所述第三抗氧化层设置于第二透明电解质层与第三水汽阻隔层之间。

3.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述第二抗氧化层设置于所述第一金属合金层与第二水汽阻隔层之间；所述第四抗氧化层设置于第二金属合金层与第四水汽阻隔层之间。

4.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述第一抗氧化层、第三抗氧化层的材料为AZO，第二抗氧化层、第四抗氧化层的材料为Ti。

5.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述第一水汽阻隔层、第二水汽阻隔层、第三水汽阻隔层、第四水汽阻隔层的厚度各自独立地为1-20nm。

6.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述基材层的厚度为0.01-1mm。

7.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述第一透明电介质层的厚度为10-100nm。

8.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述第二透明电介质层和第三透明电介质层的厚度各自独立地为10-200nm。

9.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述第一金属合金层和第二金属合金层的厚度各自独立地为5-20nm。

10.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述第一金属合金层和所述第二金属合金层均为Ag合金，且所述Ag合金层中，Ag的比例不小于80％；或所述第一金属合金层和所述第二金属合金层均为Cu合金且所述Cu合金层中，Cu的比例不小于80％。

11.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于所述光学膜在可见光范围内的透射率大于70％，在可见光范围内的反射率小于12％；所述光学膜的红外透过率小于10％，红外反射率大于90％。

12.一种窗膜，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的光学膜。