一種低輻射薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種薄膜結(jié)構(gòu)，更具體地，涉及一種低輻射薄膜結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 低福射薄膜（Low-Emissivity Film，Low-E Film)是一種對(duì)紅外、紫外具有高反 射而對(duì)可見(jiàn)光具有良好透過(guò)率的薄膜，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)陽(yáng)光和熱力、節(jié)約能源、改善環(huán)境等功 能。
[0003] 目前市場(chǎng)上已有的低福射薄膜大致分為：?jiǎn)毋y低福射薄膜（Single Low-E Film)、 雙銀低福射薄膜（Double Low-E Film)和周期性多層低福射薄膜（Photonic Crystal Low-E Film);其中，銀系低輻射薄膜的可見(jiàn)光透過(guò)率僅為50%?80%，且由于銀系膜包括 保護(hù)層、阻擋層、組合層等，對(duì)應(yīng)著不同材料、不同厚度、不同光學(xué)性能的膜層，各異的物理 化學(xué)工藝參數(shù)導(dǎo)致在薄膜制造和參數(shù)檢測(cè)上存在困難；
[0004] 周期性多層低輻射薄膜對(duì)紫外透射率均值約30%、對(duì)紅外的透射率在波長(zhǎng) 800nm?1200nm范圍內(nèi)低于10%，在大于波長(zhǎng)1200nm范圍內(nèi)均值約85%，膜層數(shù)在30? 40層，厚度大；由于周期性多層膜需要反復(fù)30多次膜層沉積覆蓋，導(dǎo)致制備工藝復(fù)雜且生 產(chǎn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種低輻射薄膜，其目的在 于采用金屬薄銀層抑制長(zhǎng)波長(zhǎng)紅外波和短波長(zhǎng)紫外波的透射，采用周期性多層膜增強(qiáng)可見(jiàn) 光波段的透射，提高低輻射薄膜對(duì)可見(jiàn)光的透射率，并降低對(duì)紫外和紅外的透射率。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種由TiO2作為保護(hù)層的單銀 層結(jié)構(gòu)與周期性的Ti0 2/Si02結(jié)構(gòu)相匹配的結(jié)型結(jié)構(gòu)低輻射薄膜，包括基底、覆蓋于基底之 上的單銀層和覆蓋于單銀層之上的周期性多層膜；
[0007] 其中，單銀層為類(lèi)似夾心餅干的3層結(jié)構(gòu)：中間一層為Ag膜，Ag膜上下兩表面分 別緊貼一層110 2保護(hù)層；1102保護(hù)層用于提高Ag膜與其他膜層的附著力，并具有防止Ag膜 被氧化腐蝕的作用，同時(shí)還具有調(diào)節(jié)膜系光學(xué)性能的作用，體現(xiàn)在降低Ag膜膜面的反射， 增強(qiáng)可見(jiàn)光的透射上；
[0008] 其中，周期性多層膜為10層結(jié)構(gòu)，是5個(gè)Ti02/Si02g型結(jié)構(gòu)的疊加，所述TiO 2/ Si02g型結(jié)構(gòu)為一層TiO2膜上覆蓋一層SiOJ莫形成的結(jié)構(gòu)；該周期性多層膜結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光 380nm?780nm范圍內(nèi)透射率為70?96%，且可見(jiàn)光大部分波段的透射率在85%以上。
[0009] 優(yōu)選的，低福射薄膜的厚度為1325nm?1575. 8nm，不包括基底的情況下層數(shù)為13 層，相比于現(xiàn)有技術(shù)的低輻射薄膜，顯著的減少了層數(shù)和厚度。
[0010] 優(yōu)選的，單銀層中Ag膜厚度在9nm?12nm，Ag膜在該厚度范圍內(nèi)具有最好的光譜 特性，既滿(mǎn)足對(duì)可見(jiàn)光的高透射，又能起到對(duì)紫外和紅外輻射的阻擋作用。
[0011] 優(yōu)選的，單銀層中TiO2保護(hù)層厚度在IOnm?40nm ;隨著保護(hù)層厚度的增加，可見(jiàn) 光透射峰有明顯的紅移，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光的增透，厚度過(guò)薄無(wú)法起到保護(hù)和連接作用，厚 度過(guò)厚則會(huì)制約可見(jiàn)光高透射；在該厚度范圍的1102保護(hù)層既具有較好的保護(hù)作用，又不 影響Ag膜的光學(xué)特性。
[0012] 優(yōu)選的，周期性多層膜厚度為1275nm?1490nm〇
[0013] 優(yōu)選的，周期性多層膜中TiO2膜的厚度為IOOnm?117nm。
[0014] 優(yōu)選的，周期性多層膜中SiO2膜的厚度為155nm?181nm。
[0015] 優(yōu)選的，周期性多層膜的中心波長(zhǎng)Xtl為900nm?1050nm ;調(diào)節(jié)周期性多層膜的中 心波長(zhǎng)可以改變峰值位置和展寬帶隙；在該中心波長(zhǎng)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光380nm?780nm范 圍內(nèi)為透射譜高峰。
[0016] 由于本發(fā)明提供的低輻射薄膜的低輻射特性由附著于基底上的單銀層和周期性 多層膜實(shí)現(xiàn)，對(duì)于基底無(wú)材料類(lèi)別和厚度限制，可根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域選擇，如果為民用，多選用 玻璃材料；若為實(shí)驗(yàn)室需要，也可以選用其他的透明基底材料。
[0017] 總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有 益效果：
[0018] (1)由于本發(fā)明提供的低福射薄膜的Ag膜厚度在9nm?12nm，在該厚度范圍內(nèi)具 有最好的光譜特性，既滿(mǎn)足對(duì)可見(jiàn)光的高透射，又能起到對(duì)紫外和紅外輻射的阻擋作用；
[0019] (2)由于本發(fā)明提供的低福射薄膜的TiO2保護(hù)層厚度為IOnm?40nm，在該厚度 范圍的110 2保護(hù)層既具有較好的保護(hù)作用，又不影響Ag膜膜層的光學(xué)特性；
[0020] (3)由于本發(fā)明采用的周期性多層膜具有光子帶隙特性，調(diào)節(jié)中心波長(zhǎng)和周期可 以改變峰值位置和展寬帶隙，使得本發(fā)明提供的低輻射薄膜對(duì)可見(jiàn)光的透射率達(dá)到70? 96%，且對(duì)可見(jiàn)光大部分波段的透射率在85%以上，相較于現(xiàn)有技術(shù)的銀系低輻射薄膜 50?80%的可見(jiàn)光透射率有顯著的提高；相對(duì)更高的透射率在自然光采集上具有明顯優(yōu) 勢(shì)；
[0021] (4)由于本發(fā)明提供的低輻射薄膜采用單銀層與周期性多層膜結(jié)合的結(jié)構(gòu)，其中 3層結(jié)構(gòu)的單銀層主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外和紫外的低輻射，10層結(jié)構(gòu)的周期性多層膜主要用 于實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光的高透射，與現(xiàn)有技術(shù)的周期性多層低輻射薄膜30?40層的層數(shù)相比，層數(shù) 顯著降低，很大程度上縮減了成本，簡(jiǎn)化了膜層沉積工序流程，提高了生產(chǎn)效率；
[0022] (5)由于本發(fā)明采用的金屬Ag膜在對(duì)可見(jiàn)光透射的條件下，對(duì)于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅 外波具有良好的低透過(guò)率特性；且由于采用周期性多層膜與金屬Ag膜結(jié)合的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了 周期性多層膜對(duì)紅外和紫外的限制作用；本發(fā)明提供的低輻射薄膜與周期性多層膜相比， 在紫外、紅外波段的透射率有了明顯的降低，紫外區(qū)域降低約15%，達(dá)到15%，對(duì)780nm? 1200nm紅外波段的透射率降低到10%以下、對(duì)1200nm?3000nm紅外波段的透射率降低 60%，達(dá)到25%以下，從而起到紫外、紅外低輻射的作用；本發(fā)明提供的低輻射薄膜在紫 夕卜、紅外屏蔽，維持膜層兩側(cè)紫外和紅外輻射差方面具有優(yōu)異的性能；
[0023] (6)由于單銀層里采用了保護(hù)層，將金屬Ag膜與基底和周期性多層膜的最底層在