寬波段半反半透導電鏡片及其製備方法與流程
2023-05-28 05:25:56 2
本發明涉及一種光學元器件，特別涉及一種寬波段半反半透導電鏡片及其製備方法。
背景技術：
半反半透鏡片因同時具有較好的光學透過及反射性質而有著很大的應用空間，被廣泛用於光學設備、攝影鏡頭、車內後視鏡及電子產品顯示屏等領域。半反半透鏡片指的是反射率在20％～ 50％範圍內的光學鏡片，其根據具體的需要不同而選擇所需的反射率，可以比較低、也可以比較高，統稱「半反半透」。
近些年來隨著電子設備的飛速發展，各種諸如智慧型手機、平板、車載顯示屏等電子產品紛紛問世，這些產品所具有的共同特徵便是對觸控螢幕的應用。目前觸控螢幕領域的核心產業仍是以ITO（氧化銦錫薄膜）為代表的各種全透型透明導電薄膜技術的應用，但全透型屏幕技術目前所面臨的一大難題便是如何克服眩光問題，當使用者從強光環境突然進入弱光環境中會產生短時間的不適，視情況的不同可能會造成嚴重的後果。而解決這一困難的一種途徑就是以半反半透屏幕來取代全透型屏幕，隨著光照的強度變化，半反半透屏幕的反射光強也隨之變化，方便使用者操作；當轉換至弱光環境下，背光源所發出的光成為主要光源，這同樣將幫助使用者更好的工作。傳統的半反半透玻璃並不具備導電性質，這對其應用領域產生了一定的限制。
技術實現要素：
本發明是針對傳統半反半透鏡片不具備導電性的問題，提出了一種寬波段半反半透導電鏡片及其製備方法，能大大拓寬應用領域，其既可以代替透明導電玻璃用於觸控螢幕等已廣為普及的行業，也能在近些年中新興而起的智能穿戴設備和虛擬實境領域中打開廣泛的潛在應用空間。
本發明的技術方案為：一種寬波段半反半透導電鏡片，包括基片和附在基片表面上的複合膜層，基片材質為石英或玻璃，複合膜層是沉積於基片表面、由厚度為50 ～ 100nm的銀薄膜以及分散在異丙醇或乙醇中、濃度為0.02 ～ 0.2mg/ml的氧化石墨烯複合而成的多層薄膜。
所述寬波段半反半透導電鏡片的製備方法，具體包括如下步驟：
1）、清洗基底：以超聲波方法對石英或玻璃基底進行清洗；
2）、鍍銀薄膜：以電子束蒸鍍法或磁控濺射法在清洗後的基底上鍍上符合需求厚度的單層銀薄膜；
3）、塗覆氧化石墨烯膠體，用異丙醇或乙醇將Hummers法製得的氧化石墨烯分散為膠體，並將氧化石墨烯膠體塗覆於製備好的單層銀薄膜的表面，膠體濃度及塗覆量根據需求進行選擇；
4）、通風櫥中自然風乾；
5）、靜置1小時，使氧化石墨烯膠體與銀薄膜充分接觸，實現半反半透的效果；
6）、得到複合薄膜，即製備得到寬波段半反半透的導電鏡片。
步驟6）製得的寬波段半反半透導電鏡片的工作區間為600nm ～ 1800nm，工作區間內的透過率為15% ～35%，反射率為50～70%，方塊電阻為1 ～ 10Ω/□。
本發明的有益效果在於：本發明寬波段半反半透導電鏡片及其製備方法，依照本發明所製備的鏡片不僅在寬波段內具有半反半透的性質，同時也兼具導電性，在觸控螢幕、電子設備及智能穿戴領域擁有廣闊的應用空間。
附圖說明
圖1為本發明製備寬波段半反半透導電鏡片的方法流程圖；
圖2為通過分光光度計法測得的、按實施例一中本方法所製備的樣品在600~1800nm波段的透過率及反射率譜圖。
具體實施方式
所述寬波段半反半透導電鏡片包括基片和附在基片表面上的複合膜層，基片材質可以為石英或玻璃，複合膜層是沉積於基片表面、由厚度為50 ～ 100nm的銀薄膜及分散在異丙醇或乙醇中、濃度為0.02 ～ 0.2mg/ml的氧化石墨烯複合而成的多層薄膜。
所述寬波段半反半透導電鏡片的工作區間為600nm ～ 1800nm，工作區間內的透過率為15% ～35%，反射率為50～70%，方塊電阻為1 ～ 10Ω/□。
以下實施例結合附圖對本發明寬波段半反半透導電鏡片及其製備方法作具體闡述。
如圖1所示的製備流程，包括步驟：
S1、清洗基底，以超聲波方法對石英或玻璃中任意一種符合需求的基底進行清洗。
S2、鍍銀薄膜，以電子束蒸鍍法或磁控濺射法在清洗後的基底上鍍上符合需求厚度的單層銀薄膜。
S3、塗覆氧化石墨烯膠體，用異丙醇或乙醇將Hummers法製得的氧化石墨烯分散為膠體，並將氧化石墨烯膠體塗覆於製備好的單層銀薄膜的表面，膠體濃度及塗覆量根據需求進行選擇。
S4、通風櫥中自然風乾。
S5、靜置1小時，為了使氧化石墨烯膠體與銀薄膜充分接觸，以實現半反半透的效果。
S6、得到複合薄膜，此時已製備得到寬波段半反半透的導電鏡片。
下面為具體實施例。
實施例一
清洗石英基片後乾燥。
以真空電子束蒸發的方式在石英基片表面沉積60nm厚度的銀薄膜，在單層銀薄膜的表面塗覆0.25ml濃度為0.10mg/ml的氧化石墨烯膠體，於通風櫥靜置1小時使其自然揮發成膜。
得到600nm～1800nm波段內透過率約30%、反射率約50%的半反半透導電鏡片。如圖2所示為通過分光光度計法測得的所製備的樣品在600~1800nm波段的透過率及反射率譜圖。
實施例二
清洗石英基片後乾燥。
以真空電子束蒸發的方式在石英基片表面沉積80nm厚度的銀薄膜，在單層銀薄膜的表面塗覆0.25ml濃度為0.15mg/ml的氧化石墨烯膠體，於通風櫥靜置1小時使其自然揮發成膜。
得到600nm～1800nm波段內透過率約26%、反射率約52%的半反半透導電鏡片。
實施例三
清洗K9基片後乾燥。
以磁控濺射的方式在石英基片表面沉積70nm厚度的銀薄膜，在單層銀薄膜的表面塗覆0.5ml濃度為0.20mg/ml的氧化石墨烯膠體，於通風櫥靜置1小時使其自然揮發成膜。
得到600nm～1800nm波段內透過率約30%、反射率約50%的半反半透導電鏡片。
本發明提供了一種方阻可以小於10Ω/□的寬波段半反半透鏡片的製備方法。具體起到導電作用的是銀薄膜，銀是常用的製備高反射鏡的材料，其在近紫外波段有一個透過峰，但在可見光及近紅外波段反射率極高而透過率低。我們研究後發現，按我們的方法製得的這一氧化石墨烯膠體與銀的複合薄膜同時具有導電及半反半透的性質，並可以通過調控氧化石墨烯溶液的濃度及劑量的方式來改變方阻值、透過率及反射率。
傳統的半反半透鏡片是在基底表面堆砌多層薄膜或在玻璃中摻雜特定的元素來得到特定波段的半反半透效果，本發明不僅將工藝簡化至兩層薄膜結構，同時還在600nm～1800nm這一寬波段內得到了半反半透效果。