[发明专利]一种低辐射薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜结构，更具体地，涉及一种低辐射薄膜结构。

背景技术

低辐射薄膜(Low-Emissivity Film，Low-E Film)是一种对红外、紫外具有高反射而对可见光具有良好透过率的薄膜，可以实现调节阳光和热力、节约能源、改善环境等功能。

目前市场上已有的低辐射薄膜大致分为：单银低辐射薄膜(Single Low-E Film)、双银低辐射薄膜(Double Low-E Film)和周期性多层低辐射薄膜(Photonic Crystal Low-E Film)；其中，银系低辐射薄膜的可见光透过率仅为50％～80％，且由于银系膜包括保护层、阻挡层、组合层等，对应着不同材料、不同厚度、不同光学性能的膜层，各异的物理化学工艺参数导致在薄膜制造和参数检测上存在困难；

周期性多层低辐射薄膜对紫外透射率均值约30％、对红外的透射率在波长800nm～1200nm范围内低于10％，在大于波长1200nm范围内均值约85％，膜层数在30～40层，厚度大；由于周期性多层膜需要反复30多次膜层沉积覆盖，导致制备工艺复杂且生产成本较高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种低辐射薄膜，其目的在于采用金属薄银层抑制长波长红外波和短波长紫外波的透射，采用周期性多层膜增强可见光波段的透射，提高低辐射薄膜对可见光的透射率,并降低对紫外和红外的透射率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种由TiO₂作为保护层的单银层结构与周期性的TiO₂/SiO₂结构相匹配的结型结构低辐射薄膜，包括基底、覆盖于基底之上的单银层和覆盖于单银层之上的周期性多层膜；

其中，单银层为类似夹心饼干的3层结构：中间一层为Ag膜，Ag膜上下两表面分别紧贴一层TiO₂保护层；TiO₂保护层用于提高Ag膜与其他膜层的附着力，并具有防止Ag膜被氧化腐蚀的作用，同时还具有调节膜系光学性能的作用，体现在降低Ag膜膜面的反射，增强可见光的透射上；

单银层中TiO₂保护层厚度在10nm～40nm；随着保护层厚度的增加，可见光透射峰有明显的红移，可以实现对可见光的增透，厚度过薄无法起到保护和连接作用，厚度过厚则会制约可见光高透射；在该厚度范围的TiO₂保护层既具有较好的保护作用，又不影响Ag膜的光学特性；

其中，周期性多层膜为10层结构，是5个TiO₂/SiO₂结型结构的叠加，所述TiO₂/SiO₂结型结构为一层TiO₂膜上覆盖一层SiO₂膜形成的结构；该周期性多层膜结构在可见光380nm～780nm范围内透射率为70～96％，且可见光大部分波段的透射率在85％以上。

优选的，低辐射薄膜的厚度为1325nm～1575.8nm，不包括基底的情况下层数为13层，相比于现有技术的低辐射薄膜，显著的减少了层数和厚度。

优选的，单银层中Ag膜厚度在9.2nm～9.8nm或10nm～12nm；Ag膜在该厚度范围内具有最好的光谱特性，既满足对可见光的高透射，又能起到对紫外和红外辐射的阻挡作用。

优选的，周期性多层膜厚度为1275nm～1490nm。

优选的，周期性多层膜中TiO₂膜的厚度为100nm～117nm。

优选的，周期性多层膜中SiO₂膜的厚度为155nm～181nm。

优选的，周期性多层膜的中心波长λ₀为900nm～1050nm；调节周期性多层膜的中心波长可以改变峰值位置和展宽带隙；在该中心波长范围内，实现可见光380nm～780nm范围内为透射谱高峰。

由于本发明提供的低辐射薄膜的低辐射特性由附着于基底上的单银层和周期性多层膜实现，对于基底无材料类别和厚度限制，可根据应用领域选择，如果为民用，多选用玻璃材料；若为实验室需要，也可以选用其他的透明基底材料。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)由于本发明提供的低辐射薄膜的Ag膜厚度在9nm～12nm，在该厚度范围内具有最好的光谱特性，既满足对可见光的高透射，又能起到对紫外和红外辐射的阻挡作用；