減反光學(xué)組件及制造方法技術(shù)

一種減反光學(xué)組件及制造方法。所述減反光學(xué)組件包括：基底；位于所述基底表面的減反射層，所述減反射層包括由多個(gè)氧化鋅納米棒組成的氧化鋅納米棒陣列；以及位于所述減反射層表面的覆蓋層，所述覆蓋層的材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯中的一種或多種。所述制造方法包括：提供基底；在所述基底表面形成具有蛾眼結(jié)構(gòu)的減反射層，所述減反射層包括由多個(gè)凸起組成的凸起陣列；在所述減反射層的表面形成覆蓋層，所述覆蓋層的材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯中的一種或多種。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及納米材料
，尤其涉及一種。
技術(shù)介紹
光在傳播時(shí)，在不同介質(zhì)的分界面上通常會(huì)有一部分改變傳播方向而返回原來(lái)介 質(zhì)中，這被稱為光的反射。通常，不同介質(zhì)之間折射率的差異越大，光在該分界面處的反射 將越強(qiáng)。在光伏器件、顯示器等領(lǐng)域中，如何減小光的反射一直是研究的熱點(diǎn)。飛蛾的復(fù)眼可以被看作是由六角形納米結(jié)構(gòu)凸起有序排列而成的陣列結(jié)構(gòu)。這個(gè) 陣列被認(rèn)為是角膜表面的同質(zhì)透明層，每一個(gè)納米結(jié)構(gòu)凸起相當(dāng)于一個(gè)減反射單元。這樣 的結(jié)構(gòu)使得飛蛾的復(fù)眼具有低反光性，使其看起來(lái)異常黑。因此，即使飛蛾在夜間飛行也不 易被察覺(jué)。這樣的效應(yīng)被稱為蛾眼效應(yīng)。與傳統(tǒng)單層多孔膜結(jié)構(gòu)相比，基于蛾眼效應(yīng)的減 反射層所適應(yīng)的光譜范圍更寬，入射角度更大，且具有超親水特性，可以實(shí)現(xiàn)自清潔。下面結(jié)合蛾眼結(jié)構(gòu)的不同光學(xué)模型，對(duì)蛾眼結(jié)構(gòu)減反射作用的原理進(jìn)行說(shuō)明。參考圖1，示出了一種蛾眼結(jié)構(gòu)模型的等效示意圖。根據(jù)繞射理論，當(dāng)蛾眼結(jié)構(gòu)I 的表面具有凸起的結(jié)構(gòu)變化時(shí)(即蛾眼結(jié)構(gòu)I中的小臺(tái)階高度差接近或小于光波長(zhǎng)時(shí))，這 種凸起的結(jié)構(gòu)變化將引起材料折射率的微變化，會(huì)形成自空氣至蛾眼結(jié)構(gòu)I折射率nl、n2、 n3、n4依次增大的趨勢(shì)，從而減少光的反射。參考圖2，示出了另一種蛾眼結(jié)構(gòu)模型的等效示意圖。當(dāng)凸起尺寸進(jìn)一步減小，凸 起的密度進(jìn)一步增多，其結(jié)構(gòu)從總體上看就越來(lái)越接近于蛾眼結(jié)構(gòu)2的連續(xù)變化斜面。這 將引起于蛾眼結(jié)構(gòu)2的折射率沿深度方向從nl至n4呈連續(xù)變化，從而進(jìn)一步減小折射率 急劇變化所造成的反射現(xiàn)象。更多關(guān)于蛾眼結(jié)構(gòu)的技術(shù)可以參考申請(qǐng)公布號(hào)為CN102395905A的中國(guó)專利申請(qǐng)。基于所述蛾眼效應(yīng)，發(fā)展了多種仿生光學(xué)材料，以起到減少光反射的作用。參考圖 3所示，現(xiàn)有技術(shù)中一種減反光學(xué)組件可以包括玻璃基底3 ；位于玻璃基底3表面的減反射層，所述減反射層包括由多個(gè)氧化鋅納米棒4組成 的氧化鋅納米棒陣列，如圖所示，這些納米棒的高度不同，從而形成蛾眼結(jié)構(gòu)的減反射層。但是由于氧化鋅的活性比較大，易與酸性物質(zhì)或堿性物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，且機(jī)械 強(qiáng)度低，從而所述減反射層的穩(wěn)定性較差，最終導(dǎo)致減反射層的使用壽命比較短。類似地，當(dāng)減反射層采用其它材料時(shí)，也可能存在上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，需要一種光學(xué)組件及其制造方法，可以提高減反射層的穩(wěn)定性。此外，在提 高減反射層的穩(wěn)定性的同時(shí)，不影響其減反射效果也將是有利的。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種減反光學(xué)組件，包括基底；位于所述基底表面的減反射層，所述減反射層包括由多個(gè)氧化鋅納米棒組成的氧 化鋅納米棒陣列；以及位于所述減反射層表面的覆蓋層，所述覆蓋層的材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和 氧化鋯中的一種或多種。一個(gè)基本思想是通過(guò)在氧化鋅納米棒陣列的表面增加材料為氧化硅、氧化鈦、氧 化鋁和氧化鋯中一種或多種的覆蓋層，可以起到保護(hù)減反射層的作用，避免酸性物質(zhì)或堿 性物質(zhì)直接與減反射層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且可以提高減反射層的耐磨性能，最終提高減反射 層的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)減反光學(xué)組件的使用壽命。此外，所述覆蓋層不影響減反光學(xué)組件表面的 超親水特性，從而可以實(shí)現(xiàn)減反光學(xué)組件的自清潔功能，且使得減反光學(xué)組件表面的防霧 效果顯著。在一個(gè)例子中，所述覆蓋層覆蓋所述多個(gè)氧化鋅納米棒的上部，從而所述覆蓋層 和兩個(gè)相鄰的氧化鋅納米棒之間存在空隙。由于覆蓋層和兩個(gè)相鄰的氧化鋅納米棒之間存 在空隙，因此所述覆蓋層會(huì)使得減反光學(xué)組件表面的折射率變化更豐富，從而提高了減反 射層的減反效果。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個(gè)方面，提供了一種減反光學(xué)組件，包括基底；位于所述基底表面的減反射層，所述減反射層具有蛾眼結(jié)構(gòu)，所述減反射層包括 由多個(gè)凸起組成的凸起陣列；位于所述減反射層表面的覆蓋層，所述覆蓋層的材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和 氧化鋯中的一種或多種。一個(gè)基本思想是通過(guò)在蛾眼結(jié)構(gòu)的減反射層表面增加材料為氧化硅、氧化鈦、氧 化鋁和氧化鋯中一種或多種的覆蓋層，可以起到保護(hù)減反射層的作用，避免酸性物質(zhì)或堿 性物質(zhì)直接與減反射層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且可以提高減反射層的耐磨性能，最終提高減反射 層的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)減反光學(xué)組件的使用壽命。此外，所述覆蓋層不影響減反光學(xué)組件表面的 超親水特性，從而可以實(shí)現(xiàn)減反光學(xué)組件的自清潔功能，且使得減反光學(xué)組件表面的防霧 效果顯著。在一個(gè)例子中，所述減反光學(xué)組件還包括位于所述覆蓋層表面的低表面能涂層。 由于在所述覆蓋層上形成低表面能涂層，從而使得減反光學(xué)組件的表面由超親水變?yōu)槌?水，在保持自清潔功能不變的前提下，可以實(shí)現(xiàn)防凍功能。在一個(gè)例子中，所述基底的材料為玻璃，所述減反射層為氧化鋅納米棒陣列，所述 覆蓋層的材料為氧化硅，此時(shí)可以大大降低減反光學(xué)組件的生產(chǎn)成本。在一個(gè)例子中，所述覆蓋層覆蓋所述多個(gè)凸起的上部，從而所述覆蓋層和兩個(gè)相 鄰的凸起之間存在空隙。由于覆蓋層和兩個(gè)相鄰的凸起之間存在空隙，因此所述覆蓋層會(huì) 使得減反光學(xué)組件表面的折射率變化更豐富，從而提高了減反射層的減反效果。根據(jù)本專利技術(shù)的又一個(gè)方面，提供了一種減反光學(xué)組件的制造方法，包括提供基底；在所述基底表面形成具有蛾眼結(jié)構(gòu)的減反射層，所述減反射層包括由多個(gè)凸起組 成的凸起陣列；在所述減反射層的表面形成覆蓋層，所述覆蓋層的材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁 和氧化鋯中的一種或多種。一個(gè)基本思想是通過(guò)在蛾眼結(jié)構(gòu)的減反射層表面形成材料為氧化硅、氧化鈦、氧 化鋁和氧化鋯中一種或多種的覆蓋層，可以起到保護(hù)減反射層的作用，避免酸性物質(zhì)或堿 性物質(zhì)直接與減反射層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且可以提高減反射層的耐磨性能，最終提高減反射 層的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)減反光學(xué)組件的使用壽命。此外，所述覆蓋層不影響減反光學(xué)組件表面的 超親水特性，從而可以實(shí)現(xiàn)減反光學(xué)組件的自清潔功能，且使得減反光學(xué)組件表面的防霧 效果顯著。在一個(gè)例子中，所述減反光學(xué)組件的制造方法還包括在所述覆蓋層表面形成低 表面能涂層。由于在所述覆蓋層上形成低表面能涂層，從而使得減反光學(xué)組件的表面由超 親水變?yōu)槌杷诒３肿郧鍧嵐δ懿蛔兊那疤嵯拢梢詫?shí)現(xiàn)防凍功能。附圖說(shuō)明圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種蛾眼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種蛾眼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖3是現(xiàn)有技術(shù)中一種減反光學(xué)組件的結(jié)構(gòu)示意圖4是本專利技術(shù)一實(shí)施例中減反光學(xué)組件的制造方法的流程示意圖5是圖4中形成減反射層后的一個(gè)示例性的結(jié)構(gòu)示意圖6是圖4中形成減反射層的一個(gè)示例性的流程示意圖7是圖4中形成覆蓋層后的一個(gè)示例性的結(jié)構(gòu)示意圖8是圖4中形成覆蓋層后的另一個(gè)示例性的結(jié)構(gòu)示意圖9是本專利技術(shù)另一實(shí)施例中減反光學(xué)組件的制造方法的流程示意圖10是圖9中形成低表面能涂層的一個(gè)示例性的流程示意圖11是本專利技術(shù)實(shí)施例中不同結(jié)構(gòu)的光學(xué)組件在不同波長(zhǎng)下的透光率示意圖。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù) 的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本專利技術(shù)，但是本專利技術(shù)還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本專利技術(shù)不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限 制。在下文中，為示范目的，產(chǎn)品實(shí)施例參照方法實(shí)施例描述。然而，應(yīng)該理解本專利技術(shù) 中產(chǎn)品和方法的實(shí)現(xiàn)互相獨(dú)立。也就是說(shuō)，所公開(kāi)的產(chǎn)品實(shí)施例可以依照其他方法制備，所 公開(kāi)的方法實(shí)施例不僅限于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)施例。本公開(kāi)中所本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種減反光學(xué)組件，其特征在于，包括：基底；位于所述基底表面的減反射層，所述減反射層包括由多個(gè)氧化鋅納米棒組成的氧化鋅納米棒陣列；以及位于所述減反射層表面的覆蓋層，所述覆蓋層的材料為氧化硅、氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯中的一種或多種。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：谷鋆鑫，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：法國(guó)圣戈班玻璃公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：