一种红外光高透过率的薄膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及了光学薄膜技术领域，特别是涉及了一种红外光高透过率的薄膜及其制备方法和应用。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品已经逐渐普及，成为人们必不可少的日常用品。近些年，消费者不仅对电子产品性能的要求越来越高，同时对其舒适度及外观的要求也在不断提高。

而大多数电子产品触控盖板上都有ir孔、人脸识别检测孔、或光敏孔等有一定功能的光学孔。传统做法通常是在盖板背部丝印或者喷涂黑色油墨来形成一体黑效果，但是光学孔区域如果用纯黑色油墨则无法使红外光透过，影响了光学孔的功能。

因此，亟需提供一种红外光高透过率的薄膜，用于ir孔、人脸识别检测孔、或光敏孔等有一定功能的光学孔，不仅可以实现一体黑的效果，而且可以保证光学孔的功能。

技术实现要素：

为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种红外光高透过率的薄膜及其制备方法和应用。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

本发明的第一方面提供了一种红外光高透过率的薄膜，包括依次堆叠而成的打底层、过渡层和红外减反射层；所述打底层为第一氧化硅层；所述过渡层为第一氢化硅层；所述红外减反射层由交替叠加的第二氢化硅层和第二氧化硅层组成。

进一步地，所述打底层的厚度为10-100nm；所述过渡层的厚度为20-80nm；所述红外减反射层的厚度为1500-2800nm。

进一步地，所述第二氢化硅层和第二氧化硅层的总层数至少为30层；每层第二氢化硅层的厚度为8-150nm，每层第二氧化硅层的厚度为10-220nm。

进一步地，所述打底层的折射率为1.4-1.5；所述过渡层的折射率为1.8-2.2；所述第二氢化硅层的折射率为3.6-4.1。

进一步地，所述薄膜对波长为930-950nm的红外光的透过率为92%-94%和对波长为400-700nm的可见光的透过率为1%-20%。

进一步地，所述打底层设置在透明基底上。

根据本发明的另一方面，提供了一种红外光高透过率的薄膜的制备方法，包括如下步骤：

s1.镀制打底层：以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在透明基底的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氧化硅层；

s2.镀制过渡层：以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在打底层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氢化硅层；

s3.镀制红外减反射层：a.以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在过渡层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氢化硅层；b.以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在第二氢化硅层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氧化硅层；c.依次重复步骤a和步骤b，得到所需红外减反射层。

进一步地，步骤s1中，反应气体流量为100-300sccm，溅射靶材功率为8-12kw。

进一步地，步骤s2中，反应气体流量为100-300sccm，氧气流量为0-100sccm，溅射靶材功率为8-12kw。

进一步地，步骤s3中，镀制第二氢化硅层时，反应气体流量为0-100sccm，溅射靶材功率为8-12kw。

根据本发明的另一方面，提供了一种红外光高透过率的薄膜的应用，其用于lens上的光学孔。

本发明具有如下有益效果：

本发明中的薄膜包括依次堆叠而成的打底层、过渡层和红外减反射层；所述打底层为第一氧化硅层；所述过渡层为第一氢化硅层；所述红外减反射层由交替叠加的第二氢化硅层和第二氧化硅层组成，通过优化各层膜的组成和厚度，对波长为930-950nm的红外光的透过率为92%-94%，对波长为400-700nm的可见光的透过率为1%-20%，可以实现一体黑效果，对电子产品的ir孔、人脸识别检测孔等光学孔特别适用。

附图说明

图1为本发明薄膜的透过率曲线。

具体实施方式

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

如无特殊说明，本说明书中的术语的含义与本领域技术人员一般理解的含义相同，但如有冲突，则以本说明书中的定义为准。

本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分。术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。术语“包含”还包括术语“由…组成”和“基本上由…组成”。本发明的组合物和方法/工艺包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组分、步骤或限制项组成。

在说明书和权利要求书中使用的涉及组分量、工艺条件等的所有数值或表述在所有情形中均应理解被“约”修饰。涉及相同组分或性质的所有范围均包括端点，该端点可独立地组合。由于这些范围是连续的，因此它们包括在最小值与最大值之间的每一数值。还应理解的是，本申请引用的任何数值范围预期包括该范围内的所有子范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

正如背景技术所描述的，亟需提供一种红外光高透过率的薄膜，用于ir孔、人脸识别检测孔、或光敏孔等有一定功能的光学孔，不仅可以实现一体黑的效果，而且可以保证光学孔的功能。本发明人为解决该技术问题进行了更加深入的研究，从而发现：在400-700nm谱段可见光区具有低透过率，同时在930-950nm谱段红外光区具有高透过率的薄膜，在用于ir孔、人脸识别检测孔、或光敏孔等有一定功能的光学孔，可以在保证光学孔功能的前提下实现一体黑的效果。这是一个本领域技术人员以前从未意识到的技术效果。本发明正是基于上述发现和认识而完成。

第一方面，本发明提供一种红外光高透过率的薄膜，包括依次堆叠而成的打底层、过渡层和红外减反射层。

所述打底层为第一氧化硅层。所述过渡层为第一氢化硅层；所述红外减反射层由交替叠加的第二氢化硅层和第二氧化硅层组成。

具体地，所述打底层的厚度为10-100nm，例如可为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、或100nm，或这些数值形成的区间范围。所述过渡层的厚度为20-80nm；例如可为20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、或80nm，或这些数值形成的区间范围。所述红外减反射层的厚度为1500-2800nm；例如可为1500nm、1700nm、1800nm、2000nm、2200nm、2400nm、2600nm、或2800nm，或这些数值形成的区间范围。所述第二氢化硅层和第二氧化硅层的总层数至少为30层；每层第二氢化硅层的厚度为8-150nm，例如可为8nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm、140nm或150nm，或这些数值形成的区间范围；每层第二氧化硅层的厚度为10-220nm，例如可为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm、140nm、160nm、180nm、200nm或220nm，或这些数值形成的区间范围；本发明中，限定各膜层的厚度，可以更好的提高薄膜对对波长为930-950nm的红外光的透过率，降低对波长为400-700nm的可见光的透过率。

所述打底层的折射率为1.4-1.5；所述过渡层的折射率为1.8-2.2；所述第二氢化硅层的折射率为3.6-4.1。

本发明中，所述薄膜对波长为930-950nm的红外光的透过率为92%-94%和对波长为400-700nm的可见光的透过率为1%-20%。

所述打底层设置在透明基底上。本实施例中也不特别限定透明基底的材料，只要具有一定硬度、透明的材料即可，作为优选，所述透明基底为玻璃基底或蓝宝石基底或塑料基底，作为塑料基底，作为举例，可以为pmma基底、pc基底、pet基底。

第二方面，本发明提供了一种红外光高透过率的薄膜的制备方法，包括如下步骤：

s1.镀制打底层：以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在透明基底的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氧化硅层；

s2.镀制过渡层：以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在打底层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氢化硅层；

s3.镀制红外减反射层：a.以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在过渡层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氢化硅层；b.以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在第二氢化硅层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氧化硅层；c.依次重复步骤a和步骤b，得到所需红外减反射层。

具体地，步骤s1中，反应气体流量为100-300sccm，溅射靶材功率为8-12kw；更优选地，反应气体流量为120-240sccm，溅射靶材功率为8-10kw。

步骤s2中，反应气体流量为100-300sccm，氧气流量为0-100sccm，溅射靶材功率为8-12kw；更优选地，反应气体流量为150-200sccm，氧气流量为30-60sccm，溅射靶材功率为8-10kw。

步骤s3中，镀制第二氢化硅层时，反应气体流量为0-100sccm，溅射靶材功率为8-12kw；更优选地，反应气体流量为20-60sccm，溅射靶材功率为8-10kw。

本发明对上述磁控溅射法镀制的真空度、工作压强和溅射时间等工艺参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的磁控溅射的常规量即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求进行选择和调整。

其中镀制第二氧化硅层的工艺可采用现有技术实现，容易根据实际需要进行选择，此于本领域技术人员来说为常规手段，领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求进行选择和调整，在此不再赘述。

本发明中，通过溅射靶材分别在透明基底上制成打底层、过渡层和红外减反射层，通过控制气体种类和流量的不同从而控制硅化合物的折射率和吸收系数，通过膜层间的干涉叠加实现可见光透过率低，930-950nm红外光透过率高，可以实现一体黑的效果，而且薄膜的量产性高，实用性好。

第三方面，本发明提供了一种红外光高透过率的薄膜的应用，其用于lens上的光学孔。

本发明中，所述光学孔至少包括ir孔或人脸识别检测孔。

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

实施例1

一种红外光高透过率的薄膜，其用于ir孔，其制备方法包括如下步骤：

s1.镀制打底层：以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在玻璃基底的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氧化硅层；其中，反应气体流量为150sccm，溅射靶材功率为10kw；所述打底层的厚度为60nm；

s2.镀制过渡层：以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在打底层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氢化硅层；其中，反应气体流量为200sccm，氧气流量为40sccm，溅射靶材功率为10kw；所述过渡层的厚度为40nm；

s3.镀制红外减反射层：a.以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在过渡层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氢化硅层；其中，反应气体流量为500sccm，溅射靶材功率为10kw；b.以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在第二氢化硅层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氧化硅层；c.依次重复步骤a和步骤b，得到所需红外减反射层；所述第二氢化硅层和第二氧化硅层的总层数为32层；每层第二氢化硅层的厚度为60nm，每层第二氧化硅层的厚度为90nm。

实施例2

一种红外光高透过率的薄膜，其用于人脸识别检测孔，其制备方法包括如下步骤：

s1.镀制打底层：以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在玻璃基底的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氧化硅层；其中，反应气体流量为100sccm，溅射靶材功率为8kw；所述打底层的厚度为10nm；

s2.镀制过渡层：以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在打底层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氢化硅层；其中，反应气体流量为100sccm，溅射靶材功率为8kw；所述过渡层的厚度为20nm；

s3.镀制红外减反射层：a.以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在过渡层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氢化硅层；其中，反应气体流量为10sccm，溅射靶材功率为8kw；b.以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在第二氢化硅层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氧化硅层；c.依次重复步骤a和步骤b，得到所需红外减反射层；所述第二氢化硅层和第二氧化硅层的总层数为34层；每层第二氢化硅层的厚度为8nm，每层第二氧化硅层的厚度为10nm。

实施例3

一种红外光高透过率的薄膜，其用于ir孔，其制备方法包括如下步骤：

s1.镀制打底层：以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在玻璃基底的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氧化硅层；其中，反应气体流量为300sccm，溅射靶材功率为12kw；所述打底层的厚度为100nm；

s2.镀制过渡层：以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在打底层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第一氢化硅层；其中，反应气体流量为300sccm，氧气流量为100sccm，溅射靶材功率为12kw；所述过渡层的厚度为80nm；

s3.镀制红外减反射层：a.以氢气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在过渡层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氢化硅层；其中，反应气体流量为100sccm，溅射靶材功率为12kw；b.以氧气为反应气体，以硅靶为溅射靶材进行溅射，在第二氢化硅层的一侧表面通过磁控溅射法镀制第二氧化硅层；c.依次重复步骤a和步骤b，得到所需红外减反射层；所述第二氢化硅层和第二氧化硅层的总层数为30层；每层第二氢化硅层的厚度为20nm，每层第二氧化硅层的厚度为70nm。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。