RU2685887C1 - Anti-glare screen based on silicate glass, antiglare and anti-reflective electric heating coating for it - Google Patents
Anti-glare screen based on silicate glass, antiglare and anti-reflective electric heating coating for it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685887C1 RU2685887C1 RU2018116874A RU2018116874A RU2685887C1 RU 2685887 C1 RU2685887 C1 RU 2685887C1 RU 2018116874 A RU2018116874 A RU 2018116874A RU 2018116874 A RU2018116874 A RU 2018116874A RU 2685887 C1 RU2685887 C1 RU 2685887C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- thickness
- coating
- silicate glass
- reflective
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 title abstract description 12
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims abstract description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 18
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 57
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 25
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области антибликового остекления приборов радиоэлектронной техники и может быть использовано при изготовлении приборных панелей летательных аппаратов (ЛА).The invention relates to the field of anti-glare glazing electronic equipment and can be used in the manufacture of instrument panels of aircraft (LA).
В настоящее время существует проблема возникновения бликов от остекления приборных панелей ЛА, мешающих экипажу считывать показания приборов в условиях высокого уровня освещенности в кабине. В ЛА эффективное снижение интенсивности бликов может быть достигнуто за счет существенного уменьшения коэффициента отражения (до значений меньше 1%) остекления приборных панелей, что достигается нанесением на его поверхность многослойного антибликового покрытия, обеспечивающего широкополосное интерференционное просветление.Currently, there is a problem of glare from the glazing of the instrument panels of the aircraft, preventing the crew from reading the readings of the instruments in a high level of illumination in the cabin. In LA, an effective reduction in the intensity of glare can be achieved due to a significant decrease in the reflection coefficient (to values less than 1%) of the glazing of instrument panels, which is achieved by applying a multi-layer anti-glare coating to its surface, providing a broadband interference clarity.
Применение многослойных антибликовых покрытий возможно как для приборов с воздушной прослойкой между излучающим индикатором и остеклением, так и для приборов без воздушной прослойки.The use of multi-layer anti-reflective coatings is possible both for devices with an air gap between the radiating indicator and glazing, and for devices without an air gap.
Многослойные покрытия могут быть нанесены на подложку (основной материал остекления, например, силикатное или органическое стекло) различными методами: магнетронным распылением, золь-гель методом, гальваническим и другими. Метод нанесения покрытий магнетронным распылением является наиболее простым, технологичным и масштабируемым в массовом производстве.Multilayer coatings can be deposited on a substrate (the main glazing material, for example, silicate or organic glass) by various methods: magnetron sputtering, sol-gel method, electroplating and others. The method of applying coatings by magnetron sputtering is the simplest, most technologically advanced and scalable in mass production.
В составе многослойных антибликовых электрообогревных покрытий наиболее часто встречаются сочетания чередующихся слоев следующих материалов: оксида кремния (SiO2), оксида ниобия (Nb2O5), оксида олова, легированного сурьмой (АТО), оксида индия, легированного оловом (ITO), оксида цинка (ZnO) и оксида титана (TiO2). Чередование слоев различной толщины с высоким и низким коэффициентом преломления позволяет достичь широкополосного интерференционного просветления подложки в видимом диапазоне.As a part of multilayer antiglare electric heating coatings, combinations of alternating layers of the following materials are most often found: silicon oxide (SiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), tin oxide doped with antimony (ATO), indium oxide doped with tin (ITO), oxide zinc (ZnO) and titanium oxide (TiO 2 ). The alternation of layers of different thickness with high and low refractive index allows to achieve a broadband interference enlightenment of the substrate in the visible range.
Известно многослойное антибликовое покрытие, предназначенное для нанесения на экран дисплея, в котором первый (внутренний) слой толщиной 200÷600 нм состоит из частиц АТО, диаметр которых лежит в диапазоне от 5 до 20 нм, выполняет антистатическую функцию, а также участвует в подавлении отражения падающего света, являясь слоем с высоким показателем преломления (1,8), второй слой толщиной 100÷200 нм состоит из частиц TiO2 диаметром от 5 до 50 нм (показатель преломления 2,0), третий (внешний) слой толщиной от 100 до 200 нм состоит из силикагеля. Покрытие может содержать четвертый слой из TiO2 и пятый слой из SiO2 (US 5652477 А, 29.07.1997).A multi-layer anti-reflective coating is known, designed to be applied to a display screen, in which the first (inner) layer 200 ÷ 600 nm thick consists of ATO particles whose diameter lies in the range from 5 to 20 nm, performs an antistatic function and also participates in the reflection suppression incident light, being a layer with a high refractive index (1.8), the second layer 100 ÷ 200 nm thick consists of TiO 2 particles with a diameter of from 5 to 50 nm (refractive index 2.0), the third (outer) layer from 100 to 200 nm consists of silica gel. The coating may contain a fourth layer of TiO 2 and a fifth layer of SiO 2 (US 5652477 A, 07.29.1997).
Недостатком данного покрытия является многостадийность процесса его изготовления (нанесение первого слоя - нагрев - нанесение второго слоя - нанесение силикагеля при заданной температуре).The disadvantage of this coating is the multi-stage process of its manufacture (applying the first layer - heating - applying the second layer - applying silica gel at a given temperature).
Известен экран дисплея с антистатическим антибликовым покрытием, включающим внутренний слой из диоксида кремния, в который встроены электропроводящие частицы размером до 50 нм (например, АТО), и внешний слой из оксида кремния, при этом антиотражающий эффект обеспечивается всеми слоями в совокупности. Покрытие может содержать третий слой из диоксида кремния, полученный путем разложения алкоксисилана на поверхности сформировавшегося второго слоя (ЕР 0649160 В1, 19.09.2001).Known display screen with antistatic anti-reflective coating, including an inner layer of silicon dioxide, in which are embedded electrically conductive particles up to 50 nm (for example, ATO), and an outer layer of silicon oxide, while the anti-reflective effect is provided by all layers in the aggregate. The coating may contain a third layer of silicon dioxide, obtained by the decomposition of alkoxysilane on the surface of the second layer formed (EP 0649160 B1, 19.09.2001).
Известно антибликовое антистатическое покрытие, наносимое на экран дисплея электронно-лучевой трубки, которое снабжено антистатическим покрытием, содержащим электропроводящие частицы, например АТО, а также дополнительным слоем диоксида кремния для получения антиотражающего эффекта. В состав покрытия может входить третий слой, состоящий из SiO2, полученного путем разложения алкоксисилана на поверхности сформировавшегося второго слоя. Светопропускание может варьироваться в пределах от 30% до 90%, поверхностное сопротивление - от 104 Ом/кв до 1010 Ом/кв (US 6087769 А, 11.07.2000).An anti-reflective antistatic coating is applied to the screen of a cathode-ray tube display, which is provided with an antistatic coating containing electrically conductive particles, such as ATO, as well as an additional layer of silicon dioxide to obtain an anti-reflective effect. The composition of the coating may include a third layer consisting of SiO 2 , obtained by the decomposition of alkoxysilane on the surface of the formed second layer. Light transmission can vary from 30% to 90%, surface resistance from 10 4 Ohm / sq to 10 10 Ohm / sq (US 6087769 A, 07/11/2000).
Недостатком этих покрытий является сложность технологического процесса их изготовления, раздельное нанесение каждого слоя, наличие термообработки во время процесса изготовления, использование растворов и суспензий.The disadvantage of these coatings is the complexity of the technological process of their manufacture, the separate application of each layer, the presence of heat treatment during the manufacturing process, the use of solutions and suspensions.
Наиболее близким аналогом предложенных покрытий является многослойное антибликовое покрытие, состоящее из пяти слоев. Первый (внешний) слой толщиной от 10 до 60 нм состоит из оксида с высоким показателем преломления. Второй слой толщиной от 10 до 70 нм состоит из оксида с низким показателем преломления. Третий слой толщиной от 30 до 100 нм состоит из оксида с высоким показателем преломления. Четвертый слой толщиной от 10 до 70 нм состоит из оксида с низким показателем преломления. Пятый (внутренний) слой толщиной от 10 до 60 нм, расположенный на подложке, состоит из оксида с высоким коэффициентом преломления. Покрытие может быть как антибликовым, так и антибликовым электрообогревным. Предпочтительный состав слоев, начиная с внешнего, следующий: ITO - SiO2-Nb2O5-SiO2-Nb2O5. Слои данного покрытия могут быть получены путем магнетронного распыления мишени в среде аргона с добавкой кислорода.The closest analogue of the proposed coatings is a multi-layer anti-reflective coating consisting of five layers. The first (outer) layer with a thickness of 10 to 60 nm consists of an oxide with a high refractive index. The second layer with a thickness of 10 to 70 nm consists of an oxide with a low refractive index. The third layer with a thickness of 30 to 100 nm consists of an oxide with a high refractive index. The fourth layer with a thickness of 10 to 70 nm consists of an oxide with a low refractive index. The fifth (inner) layer with a thickness of 10 to 60 nm, located on the substrate, consists of an oxide with a high refractive index. The coating can be both anti-reflective and anti-reflective electrical heating. The preferred composition of the layers, starting from the outer, is the following: ITO - SiO 2 -Nb 2 O 5 -SiO 2 -Nb 2 O 5 . The layers of this coating can be obtained by magnetron sputtering of the target in argon with the addition of oxygen.
Наиболее близким аналогом предложенного антибликового экрана является антибликовый экран, представляющий собой полимерное стекло с нанесенным на него вышеописанным покрытием (JP 2003004902 А, 08.01.2003).The closest analogue of the proposed anti-glare screen is an anti-glare screen, which is a polymer glass coated with the above-described coating (JP 2003004902 A, 01/08/2003).
Недостатком покрытия-прототипа является необходимость использования Nb2O5 в качестве материала с высоким коэффициентом преломления, чьи оптические характеристики при получении магнетронным реактивным распылением хуже, чем у TiO2. Полимерное стекло, используемое в качестве подложки, легко царапается и деформируется при перепадах температур.The disadvantage of the coating of the prototype is the need to use Nb 2 O 5 as a material with a high refractive index, whose optical characteristics when getting magnetron reactive spraying is worse than that of TiO 2 . Polymer glass used as a substrate is easily scratched and deformed when temperature drops.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка антибликового и антибликового электрообогревного покрытий, обеспечивающих улучшенные оптические свойства для антибликового экрана на основе наиболее распространенного и недорогого силикатного стекла со следующими показателями: толщина от 1 до 3 мм, собственный коэффициент пропускания не менее 90%, коэффициент отражения с двух граней не более 9%, действительная часть коэффициента преломления 1,51-1,54 в видимом диапазоне и 1,52-1,53 при длине волны 550 нм.The technical task of the invention is the development of anti-reflective and anti-reflective heat-resistant coatings, providing improved optical properties for anti-glare screen based on the most common and inexpensive silicate glass with the following indicators: thickness from 1 to 3 mm, its own transmittance of at least 90%, the reflection coefficient from two faces no more than 9%, the real part of the refractive index of 1.51-1.54 in the visible range and 1.52-1.53 at a wavelength of 550 nm.
Техническим результатом заявленной группы изобретений является обеспечение снижения интегрального коэффициента отражения до значений не более 1% и повышение интегрального коэффициента пропускания (для двухстороннего покрытия) антибликового экрана до значений не менее 95%, в том числе в условиях высокой освещенности, без увеличения количества слоев покрытия (4 слоя - для антибликового покрытия, 5 слоев - для антибликового электрообогревного покрытия) и без увеличения количества материалов мишеней для изготовления покрытия (2 мишени - из Ti и Si - для антибликового покрытия, 3 мишени - из Si, Ti и сплава In-Sn - для антибликового электрообогревного покрытия).The technical result of the claimed group of inventions is to reduce the integral reflection coefficient to no more than 1% and increase the integral transmittance (for a two-sided coating) of the anti-glare screen to values not less than 95%, including in high-light conditions, without increasing the number of coating layers ( 4 layers - for the anti-reflective coating, 5 layers - for the anti-glare electric heating coating) and without increasing the number of target materials for the production of the coating (2 targets - from Ti Si - for anti-reflective coating 3 targets - from Si, Ti alloy and In-Sn - for anti-reflective coating elektroobogrevnogo).
Технический результат достигается за счет того, что предложено антибликовое покрытие подложки, содержащее первый внутренний слой из оксида титана толщиной 10-17 нм, второй слой из оксида кремния толщиной 27-36 нм, третий слой из оксида титана толщиной 102-120 нм и четвертый слой из оксида кремния толщиной 87-95 нм.The technical result is achieved due to the fact that the proposed anti-reflective coating of the substrate, containing the first inner layer of titanium oxide with a thickness of 10-17 nm, the second layer of silicon oxide with a thickness of 27-36 nm, the third layer of titanium oxide with a thickness of 102-120 nm and the fourth layer silicon oxide thickness 87-95 nm.
Технический результат достигается также за счет того, что предложено антибликовое покрытие подложки, содержащее первый внутренний слой из оксида индия, легированного оловом, толщиной 120-250 нм, второй слой из оксида титана толщиной до 22 нм, третий слой из оксида кремния толщиной 184-210 нм, четвертый слой из оксида титана толщиной 17-100 нм и пятый слой из оксида кремния толщиной 75-125 нм.The technical result is also achieved due to the fact that the proposed anti-reflective coating of the substrate, containing the first inner layer of indium oxide doped with tin, 120-250 nm thick, the second layer of titanium oxide up to 22 nm thick, the third layer of silicon oxide 184-210 thickness nm, the fourth layer of titanium oxide with a thickness of 17-100 nm and the fifth layer of silicon oxide with a thickness of 75-125 nm.
Также предложен антибликовый экран, выполненный из силикатного стекла и содержащий нанесенное по крайней мере на одну его сторону одно из вышеописанных антибликовых покрытий, при этом силикатное стекло имеет толщину от 1 до 3 мм, собственный коэффициент пропускания не менее 90%, коэффициент отражения с двух граней не более 9%, действительную часть коэффициента преломления 1,51-1,54 в видимом диапазоне и 1,52-1,53 при длине волны 550 нм.An antiglare screen, made of silicate glass and containing one of the above described antiglare coatings applied on at least one side of it, is also proposed, while silicate glass has a thickness of 1 to 3 mm, its own transmittance of at least 90%, the reflection coefficient from two faces no more than 9%, the real part of the refractive index 1.51-1.54 in the visible range and 1.52-1.53 at a wavelength of 550 nm.
Наиболее доступное и распространенное силикатное стекло обладает следующими параметрами: толщиной от 1 до 3 мм, собственным коэффициентом пропускания не менее 90%, коэффициентом отражения с двух граней не более 9%, действительной частью коэффициента преломления 1,51-1,54 в видимом диапазоне и 1,52-1,53 при длине волны 550 нм.The most accessible and widespread silicate glass has the following parameters: from 1 to 3 mm thick, its own transmittance is not less than 90%, the reflectance from two faces is not more than 9%, the real part of the refractive index is 1.51-1.54 in the visible range and 1.52-1.53 at a wavelength of 550 nm.
Толщины и составы антибликового и антибликового электрообогревного покрытий для силикатного стекла с указанными свойствами были оптимизированы следующим образом. Сначала были сняты спектры отражения и пропускания используемых силикатных стекол. Из этих характеристик были получены дисперсии коэффициентов преломления. Затем на указанные стекла наносились отдельные слои ITO, SiO2, TiO2, снимались спектры отражения и пропускания, из которых были получены дисперсии отдельных слоев покрытий ITO, SiO2, TiO2. Далее по известной дисперсии коэффициентов преломления стекол и покрытий ITO, SiO2, TiO2 с помощью математического моделирования прохождения электромагнитного излучения подбирались толщины слоев с условием достижения минимального интегрального коэффициента отражения и максимального коэффициента пропускания.The thickness and composition of the anti-reflective and anti-reflective electrical heating coatings for silicate glass with the specified properties were optimized as follows. First, the reflection and transmission spectra of the silicate glasses used were taken. From these characteristics were obtained dispersion of the refractive indices. Then, individual layers of ITO, SiO 2 , TiO 2 were deposited on these glasses, and the reflection and transmission spectra were taken, from which dispersions of individual layers of ITO, SiO 2 , TiO 2 coatings were obtained. Then, using the known dispersion of the refractive indices of glasses and ITO, SiO 2 , and TiO 2 coatings, with the help of mathematical modeling of the passage of electromagnetic radiation, layer thicknesses were selected with the condition to achieve the minimum integral reflection coefficient and maximum transmittance.
Таким образом, подобранные в ходе моделирования толщины и составы покрытий обеспечивают низкий коэффициент отражения (менее 1%) и высокий коэффициент пропускания (более 95%), при использовании в качестве подложки стекла с указанными выше параметрами.Thus, the thickness and composition of coatings selected during modeling provide a low reflectivity (less than 1%) and a high transmittance (more than 95%), when using glass as the substrate with the above parameters.
Поскольку толщины слоев покрытий были оптимизированы под экспериментально полученные дисперсии коэффициентов преломления, вне границ диапазона толщин указанных слоев покрытия будут обладать худшими оптическими характеристиками. Выбор материалов покрытий произведен на основании наибольшей разницы коэффициентов преломления слоев.Since the thicknesses of the coating layers were optimized for experimentally obtained dispersions of the refractive indices, outside the thickness range of these coating layers, they would have the worst optical characteristics. The choice of coating materials was made on the basis of the greatest difference in the refractive indices of the layers.
Действительная часть коэффициентов преломления используемых материалов при длине волны 550 нм должны составлять: TiO2 - не менее 2.30, SiO2- 1.45-1.47, ITO - 1.90-1.94.The real part of the refractive indices of the materials used at a wavelength of 550 nm should be: TiO 2 - not less than 2.30, SiO 2 - 1.45-1.47, ITO - 1.90-1.94.
Примеры осуществления изобретения.Examples of the invention.
Методом реактивного магнетронного распыления на установке для нанесения оптических покрытий в смеси аргона и кислорода за один технологический процесс без дополнительной термообработки были нанесены многослойные покрытия с использованием следующих мишеней: чистый Ti, чистый Si и сплав In-Sn в массовом соотношении 10:1 (для нанесения электропроводящего слоя).Multilayer coatings were applied using pure reactive Ti, pure Si, and In-Sn alloy in a weight ratio of 10: 1 using a reactive magnetron sputtering method for applying optical coatings in a mixture of argon and oxygen in one process without additional heat treatment. conductive layer).
В качестве подложки использовали широкодоступные силикатные стекла с действительной частью коэффициента преломления 1,51-1,54 в видимом диапазоне и 1,52-1,53 при длине волны 550 нм. В примерах 1-4 получали односторонние многослойные покрытия, в примерах 5-7 -двухстороннее.Widely available silicate glasses with a real part of the refractive index of 1.51-1.54 in the visible range and 1.52-1.53 at a wavelength of 550 nm were used as the substrate. In examples 1-4, one-sided multilayer coatings were obtained, in examples 5-7, two-sided coatings.
В примерах 1, 2, 5 получали антибликовые покрытия, в примерах - 3, 4, 6, 7 - антибликовые электрообогревные покрытия.In examples 1, 2, 5 anti-glare coatings were obtained, in examples 3, 4, 6, 7 anti-glare electric heating coatings were obtained.
Для односторонних покрытий измерялся интегральный коэффициент отражения с одной грани стекла, нормированный согласно ГОСТ EN 410-2014, для двухсторонних - интегральный коэффициент отражения и пропускания по ГОСТ EN 410-2014.For one-sided coatings, the integral reflection coefficient was measured from one face of glass, normalized according to GOST EN 410-2014, for bilateral, the integral reflection and transmission coefficient according to GOST EN 410-2014.
Пример 1.Example 1
На силикатном стекле толщиной 1 мм с собственным коэффициентом пропускания 91%, коэффициентом отражения с двух граней 8,2%, действительной частью коэффициента преломления 1,52 при длине волны 550 нм, с одной стороны было нанесено покрытие следующего состава, начиная с внутреннего слоя: TiO2 (10 нм) - SiO2 (27 нм) - TiO2 (102 нм) - SiO2 (87 нм). Интегральный коэффициент отражения грани стекла с нанесенным покрытием - 0,4%.On silicate glass with a thickness of 1 mm with an own transmittance of 91%, a reflectance of two faces of 8.2%, a real part of the refractive index of 1.52 at a wavelength of 550 nm, on the one hand a coating of the following composition was applied, starting from the inner layer: TiO 2 (10 nm) - SiO 2 (27 nm) - TiO 2 (102 nm) - SiO 2 (87 nm). The integral reflection coefficient of the coated glass face is 0.4%.
Пример 2.Example 2
На силикатном стекле толщиной 3 мм с собственным коэффициентом пропускания 90%, коэффициентом отражения с двух граней 9%, действительной частью коэффициента преломления 1,53 при длине волны 550 нм с одной стороны нанесено покрытие следующего состава, начиная с внутреннего слоя: TiO2 (17 нм) - SiO2 (36 нм) - TiO2 (120 нм) -SiO2 (95 нм). Интегральный коэффициент отражения грани стекла с нанесенным покрытием - 0,4%.On silicate glass with a thickness of 3 mm with its own transmittance of 90%, a reflectance of two faces of 9%, a real part of the refractive index of 1.53 at a wavelength of 550 nm on one side a coating of the following composition was applied, starting from the inner layer: TiO 2 (17 nm) - SiO 2 (36 nm) - TiO 2 (120 nm) -SiO 2 (95 nm). The integral reflection coefficient of the coated glass face is 0.4%.
Пример 3.Example 3
На силикатном стекле толщиной 1 мм с собственным коэффициентом пропускания 91%, коэффициентом отражения с двух граней 8,2%, действительной частью коэффициента преломления 1,52 при длине волны 550 нм с одной стороны нанесено покрытие следующего состава, начиная с внутреннего слоя: ITO (136 нм) - SiO2 (204 нм) - TiO2 (19 нм) -SiO2 (122 нм). Интегральный коэффициент отражения грани стекла с нанесенным покрытием - 0,4%.On silicate glass with a thickness of 1 mm with an own transmittance of 91%, a reflectance of two faces of 8.2%, a real part of the refractive index of 1.52 at a wavelength of 550 nm on one side a coating of the following composition was applied, starting from the inner layer: ITO ( 136 nm) - SiO 2 (204 nm) - TiO 2 (19 nm) -SiO 2 (122 nm). The integral reflection coefficient of the coated glass face is 0.4%.
Пример 4.Example 4
На силикатном стекле толщиной 3 мм с собственным коэффициентом пропускания 90%, коэффициентом отражения с двух граней 9%, действительной частью коэффициента преломления 1,53 при длине волны 550 нм с одной стороны нанесено антибликовое покрытие следующего состава, начиная с внутреннего слоя: ITO (247 нм) - TiO2 (20 нм) - SiO2 (187 нм) - TiO2 (95 нм) - SiO2 (80 нм). Интегральный коэффициент отражения грани стекла с нанесенным покрытием - 0,4%.On silicate glass with a thickness of 3 mm with its own transmittance of 90%, a reflectance from two faces of 9%, a real part of the refractive index of 1.53 at a wavelength of 550 nm on one side an anti-reflective coating of the following composition was applied, starting from the inner layer: ITO (247 nm) - TiO 2 (20 nm) - SiO 2 (187 nm) - TiO 2 (95 nm) - SiO 2 (80 nm). The integral reflection coefficient of the coated glass face is 0.4%.
Пример 5.Example 5
На силикатном стекле толщиной 1,5 мм с собственным коэффициентом пропускания 91%, коэффициентом отражения с двух граней 8,2%, действительной частью коэффициента преломления 1,52 при длине волны 550 нм с двух сторон нанесено покрытие следующего состава, начиная с внутреннего слоя: TiO2 (12 нм) - SiO2 (34 нм) - TiO2 (111 нм) - SiO2 (88 нм). Интегральный коэффициент отражения с двух граней стекла - 0,3%, интегральный коэффициент пропускания - 98,1%.On silicate glass with a thickness of 1.5 mm with an own transmittance of 91%, a reflectance of two faces of 8.2%, and a real part of the refractive index of 1.52 at a wavelength of 550 nm, coating of the following composition was applied on both sides, starting with the inner layer: TiO 2 (12 nm) - SiO 2 (34 nm) - TiO 2 (111 nm) - SiO 2 (88 nm). The integral reflection coefficient from two sides of the glass is 0.3%, the integral transmittance is 98.1%.
Пример 6.Example 6
На силикатном стекле толщиной 2 мм с собственным коэффициентом пропускания 91%, коэффициентом отражения с двух граней 8,2%, действительной частью коэффициента преломления 1,52 при длине волны 550 нм с двух сторон нанесено покрытие следующего состава, начиная с внутреннего слоя: ITO (247 нм) - TiO2 (20 нм) - SiO2 (187 нм) - TiO2 (95 нм) - SiO2 (80 нм). Интегральный коэффициент отражения с двух граней стекла - 0,9%, интегральный коэффициент пропускания - 97,6%On silicate glass with a thickness of 2 mm with an own transmittance of 91%, a reflectance of two faces of 8.2%, and a real part of the refractive index of 1.52 at a wavelength of 550 nm, a coating of the following composition was applied on both sides, starting from the inner layer: ITO ( 247 nm) - TiO 2 (20 nm) - SiO 2 (187 nm) - TiO 2 (95 nm) - SiO 2 (80 nm). The integral reflection coefficient from two sides of the glass is 0.9%, the integral transmittance is 97.6%
Пример 7.Example 7
На силикатном стекле толщиной 3 мм с собственным коэффициентом пропускания 90%, коэффициентом отражения с двух граней 9%, действительной частью коэффициента преломления 1,53 при длине волны 550 нм с одной стороны нанесено антибликовое покрытие следующего состава, начиная с внутреннего слоя: ITO (137 нм) - SiO2 (204 нм) - TiO2 (19 нм) - SiO2 (123 нм), на другую сторону нанесено покрытие следующего состава, начиная с внутреннего слоя: TiO2 (12 нм) - SiO2 (34 нм) - TiO2 (111 нм) - SiO2 (88 нм). Интегральный коэффициент отражения с двух граней стекла - 0,7%, интегральный коэффициент пропускания 96,5%On silicate glass with a thickness of 3 mm with its own transmittance of 90%, a reflectance of two faces of 9%, a real part of the refractive index of 1.53 at a wavelength of 550 nm on one side an anti-reflective coating of the following composition was applied, starting from the inner layer: ITO (137 nm) - SiO 2 (204 nm) - TiO 2 (19 nm) - SiO 2 (123 nm), a coating of the following composition is applied to the other side, starting from the inner layer: TiO 2 (12 nm) - SiO 2 (34 nm) - TiO 2 (111 nm) - SiO 2 (88 nm). The integral reflection coefficient from two sides of the glass is 0.7%, the integral transmittance is 96.5%
Как показали экспериментальные данные, предлагаемые покрытия обеспечивают снижение интегрального коэффициента отражения и повышение интегрального коэффициента пропускания (для двухстороннего покрытия) антибликового экрана, в том числе в условиях высокой освещенности (более 500 лк), без увеличения количества слоев покрытия (4 слоя - для антибликового покрытия, 5 слоев - для антибликового электрообогревного покрытия) и без увеличения количества материалов мишеней для изготовления покрытия (2 мишени - из Ti и Si - для антибликового покрытия, 3 мишени - из Si, Ti и сплава In-Sn - для антибликового электрообогревного покрытия).As shown by experimental data, the proposed coatings provide a reduction in the integral reflection coefficient and an increase in the integral transmittance (for a double-sided coating) of an anti-glare screen, including in high-light conditions (more than 500 lux), without increasing the number of coating layers (4 layers for an anti-reflective coating , 5 layers - for anti-reflective electrical heating coating) and without increasing the number of target materials for the production of coating (2 targets - from Ti and Si - for anti-reflective coating, 3 m Sheni - from Si, Ti alloy and In-Sn - for anti-reflective coating elektroobogrevnogo).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116874A RU2685887C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Anti-glare screen based on silicate glass, antiglare and anti-reflective electric heating coating for it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116874A RU2685887C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Anti-glare screen based on silicate glass, antiglare and anti-reflective electric heating coating for it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685887C1 true RU2685887C1 (en) | 2019-04-23 |
Family
ID=66314767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018116874A RU2685887C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Anti-glare screen based on silicate glass, antiglare and anti-reflective electric heating coating for it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685887C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU221259U1 (en) * | 2023-07-20 | 2023-10-27 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро Кольцова" (АО "СКТБ Кольцова") | Optically clear protective coating for light bar |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60130704A (en) * | 1983-12-20 | 1985-07-12 | Canon Inc | Antireflection film for plastic substrate |
| US5652477A (en) * | 1995-11-08 | 1997-07-29 | Chunghwa Picture Tubes, Ltd. | Multilayer antistatic/antireflective coating for display device |
| JP2003004902A (en) * | 2001-06-14 | 2003-01-08 | Applied Vacuum Coating Technologies Co Ltd | Antireflective conductive multilayered thin film having transparent conductive film as outermost layer |
| RU2204153C2 (en) * | 1997-01-27 | 2003-05-10 | Питер Д. ХААЛАНД | Coatings, methods, and devices for reducing reflection from optical substrates |
| US6621634B2 (en) * | 2000-04-04 | 2003-09-16 | Sony Corporation | Antireflection filter for display device |
| RU2005114483A (en) * | 2002-10-10 | 2006-01-20 | Главербель (BE) | HYDROPHILIC REFLECTIVE PRODUCT |
| RU2324763C2 (en) * | 2003-05-23 | 2008-05-20 | Оптима, Инк. | Lenses antireflection coating having low internal stress and ultralow residual reflection power |
| RU2541227C1 (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) | Method of obtaining strengthening heat-reflecting clarifying coating for transparent plastic products |
| KR20150051040A (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-11 | (주)제일로닉 | glass structure having anti-reflection layer and method of manufacturing the same |
| EA022784B1 (en) * | 2009-03-27 | 2016-03-31 | Эссилор Энтернасьональ (Компани Женераль Д'Оптик) | Optical article coated with an antireflection or reflective coating comprising an electrically conductive film based on tin oxide, and production method |
-
2018
- 2018-05-07 RU RU2018116874A patent/RU2685887C1/en active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60130704A (en) * | 1983-12-20 | 1985-07-12 | Canon Inc | Antireflection film for plastic substrate |
| US5652477A (en) * | 1995-11-08 | 1997-07-29 | Chunghwa Picture Tubes, Ltd. | Multilayer antistatic/antireflective coating for display device |
| RU2204153C2 (en) * | 1997-01-27 | 2003-05-10 | Питер Д. ХААЛАНД | Coatings, methods, and devices for reducing reflection from optical substrates |
| US6621634B2 (en) * | 2000-04-04 | 2003-09-16 | Sony Corporation | Antireflection filter for display device |
| JP2003004902A (en) * | 2001-06-14 | 2003-01-08 | Applied Vacuum Coating Technologies Co Ltd | Antireflective conductive multilayered thin film having transparent conductive film as outermost layer |
| RU2005114483A (en) * | 2002-10-10 | 2006-01-20 | Главербель (BE) | HYDROPHILIC REFLECTIVE PRODUCT |
| RU2324763C2 (en) * | 2003-05-23 | 2008-05-20 | Оптима, Инк. | Lenses antireflection coating having low internal stress and ultralow residual reflection power |
| EA022784B1 (en) * | 2009-03-27 | 2016-03-31 | Эссилор Энтернасьональ (Компани Женераль Д'Оптик) | Optical article coated with an antireflection or reflective coating comprising an electrically conductive film based on tin oxide, and production method |
| RU2541227C1 (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) | Method of obtaining strengthening heat-reflecting clarifying coating for transparent plastic products |
| KR20150051040A (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-11 | (주)제일로닉 | glass structure having anti-reflection layer and method of manufacturing the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU221259U1 (en) * | 2023-07-20 | 2023-10-27 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро Кольцова" (АО "СКТБ Кольцова") | Optically clear protective coating for light bar |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2116855C (en) | An electrically-conductive, light-attenuating antireflection coating | |
| KR100563419B1 (en) | Light absorptive antireflector and method for its production | |
| KR102500410B1 (en) | Anti-reflective coated glass article | |
| JP2004152727A (en) | Transparent conductive film | |
| EP3203274B1 (en) | Ophthalmic lens comprising a thin antireflective coating with a very low reflection in the visible | |
| JP2001249221A (en) | Transparent laminate, its manufacturing method and filter for plasma-display panel | |
| CA2150081A1 (en) | Electrically-conductive, contrast-selectable, contrast-improving filter | |
| KR20150126885A (en) | Anti-reflective coating | |
| EP1027620B1 (en) | Multilayer electrically conductive anti-reflective coating | |
| US5858519A (en) | Absorbing anti-reflection coatings for computer displays | |
| EP2148240B1 (en) | Transparent electrode | |
| WO2017094725A1 (en) | Glass plate with antireflection film | |
| US6532112B2 (en) | Anti-reflection conducting coating | |
| RU2685887C1 (en) | Anti-glare screen based on silicate glass, antiglare and anti-reflective electric heating coating for it | |
| US20080226887A1 (en) | Low resistivity light attenuation anti-reflection coating with a transparent surface conductive layer | |
| US7662464B2 (en) | Anti-reflection coating with low resistivity function and transparent conductive coating as outermost layer | |
| JP3577866B2 (en) | Conductive anti-reflection film | |
| JP2008268569A (en) | Low resistivity light attenuation reflection preventing film having light transmitting surface conductive layer | |
| KR970000382B1 (en) | Low-reflection coating glass and its process | |
| JP2002139603A (en) | Method for manufacturing low reflective substrate, low reflective substrate, transparent electrode substrate and resistance film type transparent touch panel | |
| US20220315483A1 (en) | Transparent substrate provided with multilayer film | |
| JP2848266B2 (en) | Transparent electromagnetic wave shield substrate | |
| WO2022181371A1 (en) | Transparent substrate with multilayer film and image display device | |
| KR100862782B1 (en) | Anti-reflecting cover layer having transmittable conducting layer with low resistance function as the most outer layer | |
| JP2008250038A (en) | Antireflective coating layer having transmissive conductive layer with low-resistance function as outermost function |