[发明专利]一种减反结构和减反膜

说明书

技术领域

本发明涉及光学薄膜领域，特别是涉及一种包含金属层的多层膜系减反结构和减反膜。

背景技术

众所周知，光在两种介质的界面上传播会同时发生反射和折射。从能量的角度看，对于任何透明介质，光的能量并不会全部透过界面，而是总有一部分从界面上反射回来。例如在空气到PET基材的界面上正入射时，反射光能约占入射光能的6%。在实际应用中，有时候需要采用多层结构，这样会造成更大的光能损失。此外，这些反射光在显示过程中还会产生有害的杂光，影响成像的清晰度。为了避免这种情况，通常在表面镀上减反射膜（又称为增透膜），它的主要作用是减少或消除光学膜散射和反射的杂光，增加柔性材料光学膜的透光量。为了便于理解，首先简单介绍增透膜的原理。

光在单层膜中的反射示意图如图1所示：

其中n₁是空气层的折射率，n是减反膜的折射率，n₂是基材的折射率。假设入射光线的强度为1，空气与薄膜界面的反射率为R₁，薄膜与基材界面的反射率为R₂，不考虑材料对光的吸收。光线a是入射光线经过空气与薄膜界面一次反射形成，则其光强为R₁；光线b是由入射光线经过空气与薄膜界面两次折射和薄膜与基底的界面一次反射形成，其光强为(1-R₁)²R₂；光线c是入射光线经过空气与薄膜的界面两次折射、一次反射和薄膜与基底的界面两次反射形成，其光强为(1-R₁)²R₁R₂²。

在入射角很小的情况下，

R1=(n-n1n+n1)2;R2=(n2-nn2+n)2---(1)]]>

如果n₁=1，n=1.34，n₂=1.8，则光线a的强度为0.021，光线b的强度为0.020，光线c的强度为0.0000088，因此，反射空气中的光线主要是a和b，光线c的效果可以忽略。

获得减反射的必要条件为振幅相等，令R₁=(1-R₁)²R₂，由于R₁很小，(1-R₁)²非常接近1，所以令R₁=R₂，将(1)式代入，得到薄膜的折射率n=(n₁n₂)^0.5。这就是单层减反射膜的折射率需要达到的要求。通过光学薄膜设计方面的知识可以计算出单层减反射膜的最小厚度需要达到λ/4才能满足完全增透的作用（其中λ为入射光的波长），在下文中λ/4简称为1个光学厚度。

单层膜只对某一特定波长的电磁波增透，为使在更大波长范围内实现增透，人们通常利用镀多层膜来实现。