專利名稱：寬角度寬光譜反射膜及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反射膜，特別是一種高性能的寬角度寬光譜反射膜及其制作方法。
背景技術(shù)：
信息時代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使共享信息和集合信息的需要日益突出，這造就了對超大屏幕顯示的極大需求，傳統(tǒng)的以CRT作為圖像發(fā)生源的顯示技術(shù)由于其大體積、大重量以及受自身亮度的限制，逐漸成為限制其發(fā)展的瓶頸，代之而來的是以LCD(Liquid Crystal Display)、DLP(DigitalLight Processing)、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)為機理的大屏幕投影顯示系統(tǒng)，特別以DLP為機理的顯示系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快、光利用率高、高解析度等特點而倍受青睞。
但DLP顯示系統(tǒng)中的光導(dǎo)管(light tunnel)這個關(guān)鍵元件的性能好壞一直成為束縛其進一步提高性能的瓶頸。現(xiàn)有的技術(shù)所制作的用于光導(dǎo)管系統(tǒng)的寬角度寬光譜反射膜有以下幾個不足(1).光譜反射率低；(2).膜層和基底之間以及膜層和膜層之間附著力差，容易脫落；(3).耐高溫和耐潮解能力不強，高溫或潮解的環(huán)境能使薄膜表面容易受到損傷，光譜容易產(chǎn)生漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種寬角度寬光譜反射膜及其制作方法，該反射膜不僅具有優(yōu)良的光學(xué)反射率，而且膜層和基底之間不易脫落，同時具有良好的耐高溫和耐潮解特性。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種寬角度寬光譜反射膜，包括玻璃基底，其特征是在玻璃基底上依次蒸鍍有第一過渡層、金屬膜層和加強膜層。
在所述的第一過渡層和金屬膜層之間還有第二過渡層。
所述的第一過渡層為高純鉻蒸鍍而成，厚度為20～100nm。
所述的第一過渡層也可由高純鎳或鈀或鈦蒸鍍而成，其厚度為20～100nm。
所述的金屬膜層是由純度大于99.9％的純銀蒸鍍而成，其厚度為130～4000nm。
所述的金屬膜層也可由純度大于99.9％的純鋁蒸鍍而成，其厚度為130～4000nm。
所述的第二過渡層是由第一過渡層材料和金屬膜層材料的混合材料同時蒸鍍而成，該兩種材料混合的原子百分比為30％/70％～70％/30％，整個膜層的厚度為10～100nm。
所述的加強膜層是由高、低折射率材料交錯形成的組合膜層，其膜系可為LH，或LHLH，其低折射率材料可選用MgF2或Al2O3，其高折射率材料可選用ZrO2或TiO2或HfO2或ZnS或ZnSe，L，H層的光學(xué)厚度為80nm～150nm。
所述的第一、第二過渡層和金屬膜采用熱蒸發(fā)、離子束濺射或磁控濺射法鍍制，加強膜采用電子束蒸發(fā)方法。
所述的寬角度寬光譜反射膜的制備方法，包括以下幾個步驟①玻璃基底的清洗，先用有機溶劑超聲清洗，蒸鍍前用離子源清洗；②根據(jù)膜層的設(shè)計，選定各膜層的蒸鍍材料；③玻璃基底放在真空室中，其真空度控制在9×10-4～2×10-1Pa；④先在玻璃基底蒸鍍第一過度層；⑤在第一過渡層上蒸鍍第二過渡層；⑥在第二過渡層上蒸鍍金屬膜層；⑦通過光學(xué)控制方法或時間控制方法，在金屬膜層表面用電子束鍍制加強膜層。
本發(fā)明優(yōu)點和特點(1)本發(fā)明的特點一在于采用鍍制雙過渡層結(jié)構(gòu)，第一過渡層選擇金屬鉻(鎳、鈀、鈦)。由于其與玻璃表面的親和力比較強，因此呈現(xiàn)良好的附著力，當(dāng)在第一過度層表面鍍制由鉻(鎳、鈀、鈦)銀(鋁)混合膜層第二過度層以后，由于鉻(鎳、鈀、鈦)銀(鋁)兩種元素的同時存在，因此該層可以同時和第一過度層和純銀(鋁)膜層之間都表現(xiàn)出良好的親和力和附著力。因此前三層膜和基底之間不僅結(jié)合牢固同時由于其有良好的過度性因此呈現(xiàn)出很好的熱匹配效應(yīng)，從而經(jīng)過高溫高濕處理后膜層不脫落不受損傷，同時其光譜不產(chǎn)生漂移。。
(2)加強層中采用MgF2，Al2O3作為低折射率材料和金屬銀(鋁)膜之間直接結(jié)合，由于MgF2，Al2O3本身的特性它和銀之間有良好的附著力，而由于L，H都是介質(zhì)層，他們之間的結(jié)合力很牢固，因此整個加強層和銀(鋁)之間不會脫落。
(3)由于加強膜的存在光譜反射率高。
(4)整個膜層可以耐高溫耐潮解，并且膜層之間、膜層和基底之間不容易脫落。


圖1是本發(fā)明寬角度寬光譜反射膜的結(jié)構(gòu)示意中1-玻璃基底 2-第一過渡層 3-第二過渡層 4-金屬層5-加強膜層具體實施方式
本發(fā)明的寬角度寬光譜反射膜的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中第一過渡層2為高純鉻(鎳、鈀、鈦)(純度為90％-100％)蒸鍍而成的，厚度控制在20-100nm之間；第二過渡層3為鉻(鎳、鈀、鈦)銀(鋁)混合層采用同時蒸鍍鉻(鎳、鈀、鈦)銀(鋁)兩種材料得到的混合材料的膜層，兩者的原子百分比之比可以控制范圍在30％/70％～70％/30％之間，整個膜層的厚度值在10-100nm之間；金屬銀(鋁)膜層4為純度大于99.9％純銀(鋁)蒸鍍而成的，厚度在130nm～4000nm之間；加強膜層5是由高低折射率材料交錯組成的膜層組合若每層高折射率材料膜每層的光學(xué)厚度用H表示、每層低折射率材料膜層的光學(xué)厚度用L表示，則加強膜的膜系可以為LH，或者為LHLH。L，H的大小為80nm-150nm范圍內(nèi)任何一個值。其中低折射率材料可以選用MgF2，Al2O3，高折射率可以選用ZrO2、TiO2、HfO2、ZnS、ZnSe等。
各種涂層的蒸鍍工藝和方法玻璃基底1在放入真空室之前首先要用有機溶劑加超聲波清洗，在蒸鍍之前要要用離子源清洗；所有金屬層2.3.4材料可以選用熱蒸發(fā)、離子束濺射或者磁控濺射方式完成；加強膜層5用電子束蒸鍍方式完成；整個過程的真空度控制在9×10-4Pa～2×10-1Pa，同時可以采用烘烤，溫度范圍可以控制在80～300℃內(nèi)；制作順序首先在玻璃基底上蒸鍍鉻(鎳、鈀、鈦)作為第一過度層，然后在在第一過度層的基礎(chǔ)上同時蒸鍍鉻(鎳、鈀、鈦)銀(鋁)的混合材料形成第二過度層，第三步在第二過度層的表面上蒸鍍一定厚度的銀(鋁)膜，最后通過光學(xué)控制的方法在銀(鋁)層表面用電子束鍍制前面所設(shè)計的加強膜。
下表中為本發(fā)明的幾個實施例，所有實施例都是在同一個鍍膜真空室內(nèi)完成的，薄膜的基底為玻璃，真空度優(yōu)于5×10-3Pa，第一、二過渡層和金屬銀(鋁)膜采用熱蒸發(fā)鍍制方式，鍍膜材料的純度均大于99.9％，加強膜采用電子束蒸鍍方式?；自阱兡ぶ岸际窍炔捎贸暡ㄇ逑矗缓笥糜袡C溶劑清洗。
表中0.64Cr0.36Ag的意思是該膜層中Cr，Ag兩中元素的原子百分比分別為64％和36％，其它類推。上述反射膜也可以不要第二過度層，如實施例5所示。
上述實施例的樣品都具有優(yōu)良的光學(xué)性能、膜層耐高溫、耐潮解不脫落。
實施例表

權(quán)利要求
1.一種寬角度寬光譜反射膜，包括玻璃基底(1)，其特征是在玻璃基底(1)上依次蒸鍍有第一過渡層(2)、金屬膜層(4)和加強膜層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬角度寬光譜反射膜，其特征是所述的第一過渡層(2)和金屬膜層(4)之間還有第二過渡層(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬角度寬光譜反射膜，其特征是所述的第一過渡層(2)為高純鉻蒸鍍而成，厚度為20～100nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬角度寬光譜反射膜，其特征是所述的第一過渡層(2)也可由高純鎳或鈀或鈦蒸鍍而成，其厚度為20～100nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬角度寬光譜反射膜，其特征是所述的金屬膜層(4)是由純度大于99.9％的純銀蒸鍍而成，其厚度為130～4000nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬角度寬光譜反射膜，其特征是所述的金屬膜層(4)也可由純度大于99.9％的純鋁蒸鍍而成，其厚度為130～4000nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬角度寬光譜反射膜，其特征是所述的第二過渡層(3)是由第一過渡層(2)材料和金屬膜層(4)材料的混合材料同時蒸鍍而成，該兩種材料混合的原子百分比為30％/70％～70％/30％，整個膜層的厚度為10～100nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬角度寬光譜反射膜，其特征是所述的加強膜層(5)是由高、低折射率材料交錯形成的組合膜層，其膜系可為LH，或LHLH，其低折射率材料可選用MgF2或Al2O3，其高折射率材料可選用ZrO2或TiO2或HfO2或ZnS或ZnSe，L，H層的光學(xué)厚度為80nm～150nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬角度寬光譜反射膜，其特征是所述的第一、第二過渡層(2，3)和金屬膜(4)采用熱蒸發(fā)、離子束濺射或磁控濺射法鍍制，加強膜(5)采用電子束蒸發(fā)方法。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬角度寬光譜反射膜的制備方法，其特征在于包括以下幾個步驟玻璃基底(1)的清洗，先用有機溶劑超聲清洗，蒸鍍前用離子源清洗；根據(jù)膜層的設(shè)計，選定各膜層的蒸鍍材料；將玻璃基底(1)放在真空室中，其真空度控制在9×10-4～2×10-1Pa；先在玻璃基底(1)蒸鍍第一過度層(2)；在第一過渡層(2)上蒸鍍第二過渡層(3)；在第二過渡層(3)上蒸鍍金屬膜層(4)；通過光學(xué)控制方法或時間控制方法，在金屬膜層(4)表面用電子束鍍制加強膜層(5)。
全文摘要
一種寬角度寬光譜反射膜及其制作方法，該反射膜包括玻璃基底，其特征是在玻璃基底上依次蒸鍍有第一過渡層、金屬膜層和加強膜層。最好是在第一過渡層和金屬膜層之間設(shè)有第二過渡層。本發(fā)明的特點是采用鍍制雙過渡層結(jié)構(gòu)，整個膜層可以耐高溫耐潮解，并且膜層之間、膜層和基底之間不容易脫落，光譜反射率高。
文檔編號G02B1/10GK1477407SQ0314152
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者徐學(xué)科, 湯兆勝, 邵建達, 范正修 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所