[发明专利]一种减反射薄膜的结构和制备方法

说明书

本发明公开了一种宽谱减反薄膜。它包括玻璃衬底、TiO₂(H⁺)和两种折射率不同的TiO₂(OH^‑)溶胶凝胶层。其中通过提拉法在衬底上依次制备不同折射率的TiO₂(H⁺)、TiO₂(OH^‑)和TiO₂(OH^‑)溶胶凝胶层，其中每层薄膜均经过热处理，并对薄膜表面进行优化处理提高薄膜的稳定性。本发明制备过程为溶胶凝胶和浸渍提拉技术，通过膜系软件的设计可制备出沿衬底到空气方向上的折射率递减，厚度匹配的宽谱减反射薄膜，并且对薄膜表面进行优化将亲水基团嫁接成疏水基团，以此来提高稳定性。

技术领域

本发明属于薄膜材料领域，具体涉及一种宽谱减反射薄膜的结构及其制备方法。

背景技术

减反射薄膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题，研究的重点是寻找新材料。广泛应用于日常生活、工业、天文学、军事学、电子等领域，具有广阔的市场前景。减反射薄膜的制备有传统物理方法和化学方法，又因化学方法较物理法过程简单、成本低、可均匀涂膜、结构可控，而且可以通过调节反应物浓度大小，控制溶胶孔隙率，从而制备出适当折射率高透过率的薄膜。其次，通过化学法制备出的溶胶薄膜有MgF₂、碱催化和酸催化SiO₂及TiO₂等多种减反射薄膜均能实现光学增透。虽然制备单层减反射薄膜也能够达到减少反射目的，但是不能实现宽谱上的减反射效果。本发明专利通过溶胶凝胶法制备TiO₂(H⁺)和折射率不同的TiO₂(OH^-)溶胶，并用这两种溶胶制备多层折射率渐变的TiO₂(H⁺)/TiO₂(OH^-)/TiO₂(OH^-)减反射薄膜，通过表面优化处理不仅大幅度提高了薄膜的稳定性，而且还实现了透过率在较宽光谱上提高。

发明内容

针对背景技术中的采用溶胶凝胶法制备稳定宽谱的减反射薄膜；为此，本发明专利提出通过溶胶凝胶法制备TiO₂(H⁺)溶胶和不同折射率的TiO₂(H⁺)溶胶，并用这两种溶胶制备多层折射率渐变的TiO₂(H⁺)/TiO₂(OH^-)/TiO₂(OH^-)减反射薄膜，随后对薄膜表面进行优化疏水处理提高薄膜的稳定性，可以在较宽光谱范围内提高透过率。

本发明提供一种宽谱减反射薄膜，是在玻璃衬底上，从基底开始向外依次是折射率高的TiO₂(H⁺)膜层、折射率较低的TiO₂(OH^-)薄膜层、折射率更低的TiO₂(OH⁺))薄膜层，其特征在于。

所述TiO₂(H⁺)薄膜层是通过溶胶凝胶法在酸催化条件下制备的高折射率的TiO₂溶胶，并在浸渍提拉法下形成的薄膜，厚度为50-80nm。

所述TiO₂(OH^-)薄膜层是通过溶胶凝胶法在碱催化条件下制备的不同折射率的TiO₂溶胶，并在浸渍提拉法下形成的薄膜，较低折射率的SiO₂(OH^-)膜层厚度为85-103nm，低折射率的TiO₂(OH^-)膜层厚度为62-69nm。