[发明专利]一种无色硬质AR膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种窗口玻璃区域无色硬质AR及镀制无色硬质AR的方法，属于镀膜技术领域。

背景技术

目前，智能设备在窗口玻璃区域一般要镀制AR膜。在光学仪器中，光学零件表面的反射，不仅影响光学零件的通光能量，而且这些反射光还会在仪器中形成杂散光，影响光学仪器的成像质量，为了解决这些问题，通常在光学零件的表面镀上一定厚度的AR膜，目的是为了减小零件表面的反射光。传统AR膜一般有以下缺点：

1.传统的AR膜，只是针对特点波段起到增透作用，并没有使整个可见光区域起到增透作用。

2.传统的AR膜，加工出来产品各个波段的反射率不一致，由于人的眼睛对于各波段的颜色敏感度不一致(视见函数)，往往会产生颜色变化，从而影响产品的整体性。

3.传统的AR膜抗摩擦能力、划伤能力弱，用户在使用一段时间之后会产生划伤等，从而影响产品的美观性。

AR膜看反射光谱本身有一定起伏，即不同波长反射率有一定的差异，但是一般都是在百分之零点几的范围之内，如果反射率本身很小，这点差异就会显现得比较明显，相当于敏感度很高，但是如果反射率本身比较高，百分之零点几的差异就不明显，这点差异就会淹没在较高的反射率里面而显现不出来。反射率整体越高，反射率的波动越不容易引起颜色a*b*的大幅度变化，颜色也趋近于无色(a＝0，b＝0)，但是光学零件在使用上越来越严苛，无论是透镜或者窗口玻璃，都希望有尽可能低的透过率损失，也就是说希望反射率尽可能低，但是当反射率足够低时，为了保证尽可能无色，无论对膜系设计或实际生产都提出更高的要求，特别是对于一些特殊场合的窗口玻璃，出于一定的装饰考虑，希望膜色接近于自然色(无色或者白色，ab均尽可能趋近于零)，而窗口玻璃一般直接与外界接触，希望其有更高的硬度，而普通光学薄膜硬度往往难以满足使用上的严苛要求。

发明内容

针对现有的窗口玻璃区域AR膜存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种具有高透过率、高硬度，且颜色接近自然色的AR膜。

本发明的另一个目的是在于提供一种简单、高效、低成本制备所述AR膜的方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种无色硬质AR膜，是由Si₃N₄膜层和SiO₂膜层交替循环叠加构成的复合膜。

在本发明的技术方案中通过高折射率材料膜层Si_xN_y和低折射率材料膜层SiO_z交替循环叠加设计出来的AR增透膜有很宽的带宽，在可见光波段都能起到增透的效果；同时选择的Si₃N₄和SiO₂材料镀制出来的AR膜硬度高，能抗钢丝绒摩擦和铅笔划伤；通过两种不同材料膜层的叠加设置，颠覆传统AR膜的设计方法，在保证透过率的基础上，使决定颜色的LAB值中的AB值接近零，从而使整体的颜色接近为无色。

优选的无色硬质AR膜，高折射率材料膜层和低折射率材料膜层的总层数为5～11层。膜层数目最好不少于5层，达到五层以上能满足光学指标，但膜层过多，则生产成本提高，不利于生产，所以最佳的膜层总数目在5～11层范围内。

优选的无色硬质AR膜，复合膜厚度为250nm～500nm。

优选的无色硬质AR膜，复合膜于可见光波段420～680nm单面透过率平均值大于94.5％。

本发明还提供了一种无色硬质AR膜的制备方法，通过蒸发镀膜法或溅射镀膜法在基底表面反复交替镀Si₃N₄膜层和SiO₂膜层。

优选的制备方法中，通过溅射镀膜法实现在基底表面反复交替镀Si₃N₄膜层和SiO₂膜层。溅射镀膜法具有高效、简单的特点。

优选的制备方法中，溅射镀膜法镀Si₃N₄膜层的工艺参数为：真空度：5.0×10^-3Pa～2.0×10^-4Pa；以硅为靶材，硅靶材的溅射功率：5000～9000W；Ar的流量:50～250sccm，N₂的流量:50～250sccm；自由基源的功率:2000～5000W。