[发明专利]利用电介质与金属层对的加强型滤光片

说明书

技术领域

本发明大体涉及提供光学装置，更具体地说，涉及提供一种具有目标光学 性能以及高度抗损坏性的成本效益滤光片。

背景技术

使用薄膜来控制窗户在不同频率范围的光下的反射和透射水平在本领域 是众所周知的技术。对于车窗以及很多建筑物和住宅的窗户而言，通过控制在 可见光的波长范围(400nm至700nm)内的透射率和反射率可减少眩光。对于相 同的窗户应用，通过部分地屏蔽在太阳光谱的可见部分和/或近红外部分(70 nm至1200nm)的阳光透射，可以减小热负荷。

在Woodard等人的美国专利US6,034,813中描述了一种提供阳光控制的薄 膜序列，该专利已转让给本发明的受让人。该阳光控制装置包括在柔性聚对苯 二甲酸乙二醇酯(PET)基板上的Fabry-Perot干涉滤光片和灰色金属层，所述 阳光控制装置稍后可用粘合剂附于窗户上。Fabry-Perot干涉滤光片通过优选 地让某些波长的光线通过以及使其它波长的光反射而减小太阳能热负荷。

除了与通过窗户提供阳光控制相关的光学考虑之外，还必须顾及结构上的 考虑。对于结构稳定性而言，降低光学装置在制造、安装或长期使用过程中的 裂化敏感性是一个重要目标。降低其它方式的“腐蚀”至少也同样重要。通常 会增加硬化层来提供保护，正如上文参照的Woodard等人的专利的描述。但是， 硬化层不能防止制造过程中出现的腐蚀，而且对于抵抗光学装置边缘导致的腐 蚀而言，其成效有限。

发明内容

通过以下方法可增强滤光片的“腐蚀性能”，即提供一种较厚的锌基薄膜 作为其后形成的银基薄膜的种子薄膜，其中该锌基薄膜为双膜电介质层的第二 薄膜，而银基薄膜为金属层。如此得到的滤光片包括至少两对这样的电介质层 与金属层层对。较厚的锌基薄膜的锌含量至少为80％，且厚度至少为15nm。在 一优选实施方案中，银基薄膜含有金，以便提供进一步的腐蚀抗性。

在一实施方案中，不同对的锌基薄膜的厚度是不均等的。相对于这种不均 等性，优选实施方案是为邻接基板的对形成较薄的锌基薄膜，其中滤光片形成 在该基板上。例如，在具有三对电介质层与金属层层对的滤光片中，第一锌基 薄膜的厚度可以是15nm，而其后形成的每一层锌基薄膜的厚度可以是30nm (最大为40nm)。锌基薄膜的功能是促进银基薄膜的生长。如果锌基薄膜的锌 含量足够高，则该薄膜可作为在其后形成的金属层的种子层。然而，经已确定 这种功能在对最接近基板的层对很重要的同时，对于较远的电介质层与金属层 层对而言，该重要性更大。锌基薄膜的锌含量至少为50％，且优选大于80％。在 最优选的实施方案中，锌含量约为90％。同样，在锌基层的最小厚度确定为15 nm时，最小值优选为20nm，而在最优选的实施方案中为25nm。

锌基薄膜可以是锌锡(ZnSn)氧化物，但也可选择其它材料。锌铝可代替锌 锡。可以溅镀锌基薄膜，但应允许氧化，以使薄膜为电介质。在一些实施方案 中，在至少一片锌基薄膜的整个厚度中，该材料是不一致的。例如，溅镀的锌 基薄膜开始时为ZnSn，然后转变为ZnAI，再恢复为ZnSn。在转变过程中，锌 的含量(例如，90％)可以保持不变。这种或其它材料沿薄膜厚度的变化可以计算， 以提供额外的腐蚀性能优点。

正如前述，金属层为优选包含金的银基薄膜，以便提高抗腐蚀性。正如不 同层对中的锌基薄膜可具有不同的厚度那样，金的百分比在不同层对中可以是 不同的。在滤光片的劣化(腐蚀)最有可能从与基板表面平行的主表面出现的应 用中，可将较大百分比的金加入最后的银基薄膜中。另一方面，有可能在某些 窗户应用中，其中更重要的考虑是来自边缘的腐蚀，而最易受影响的层对是最 靠近基板的层对。在该些应用中，使最靠近基板的银基薄膜中的金含量较高是 有益的。

在优选的实施方案中，透明的电介质薄膜是铟基的，例如氧化铟(InOx)。 电介质层的该起始薄膜对先形成的层提供保护，尤其是在下面的层为银基薄膜 层其中之一层时。通过用高含量氢流形成铟基薄膜，可保护下面的银基薄膜使 其免于被氧化且制程会更稳定。该薄膜的折射率在1.1至2.5范围内，但优选 的折射率是在1.3至2.1的范围内。优选的材料为In₂O₃，但透明电介质薄膜可 基于可选择的氧化金属，例如：锡，钛，锆，钽，铌或铪。