一种透光氧化铝基板及其制备方法技术

本申请公开了一种透光氧化铝基板及其制备方法，所述透光氧化铝基板包括透光氧化铝基底，在所述透光氧化铝基底的至少一面的至少部份区域披覆有不连续光学披覆层，所述不连续光学披覆层包含多个由第一材料构成的纳米级成长轴向偏离成长体。本申请利用不连续光学披覆层，可以改变透光氧化铝基底的表面形貌及构成一折射率匹配层以降低界面反射的影响以提升透光率。

【技术实现步骤摘要】
一种透光氧化铝基板及其制备方法
本申请涉及到透光氧化铝技术，尤其的，涉及一种透光氧化铝基板及其制备方法。
技术介绍
透光氧化铝基板因其良好的光学穿透性、机械强度、电学特性及化学稳定性，而被广泛应用于光学、机械、电学及生物等领域。然而，透光氧化铝基板在光谱的不同波段表现出不同的光学穿透性，例如，在200nm至可见光波段，其透光率约为81%-85%，因而至少在此范围内，透光氧化铝基板的光学穿透性仍有改善的空间。透光氧化铝基板在上述光谱波段范围的透光性的不佳表现，主要缘于在此范围内，其光折射率较高（约1.78），因而易于在与其他介质的相接界面因全反射的发生而导致透光率的降低。因此，透光氧化铝基板的透光性，可通过利用抗反射、制作微结构等方式改变基板表面的折射率或表面形貌而得到提升。现有的增加氧化铝基板的透光性的技术大致总结如下：1）采用单层异质材料，或者利用多层材料堆叠构成一个折射率匹配层，藉此消除界面反射而增加透光率。2）利用光罩/微影或压印技术作为模板，在基板材料上制作图形化结构，藉此改变基板表面形貌，藉此降低界面全反射影响而增加透光率。3）将微米级或者纳米级材料分散于溶液中，而后利用不同的涂布（浸泡、喷涂、旋转等）方式将此溶液涂于基板材料上，待自然风干、烘烤或辐射照射后变成一膜层，该膜层可达至折射率匹配或者改变基板表面形貌的效果，从而能够提升透光率。尽管如此，现有的这些增加氧化铝基板透光性的技术，其材料以及加工工艺使用于透光氧化铝基板有一定的加工难度，且在一定程度上影响到透光氧化铝基板的机械强度和化学稳定性，有鉴于此，需要新的结构及加工工艺运用于氧化铝基板透光性加工领域中。
技术实现思路
有鉴于上述背景，本申请采用了如下技术方案：一种透光氧化铝基板，包括透光氧化铝基底，在所述透光氧化铝基底的至少一面的至少部份区域披覆有不连续光学披覆层，所述不连续光学披覆层包含多个由第一材料构成的纳米级成长轴向偏离成长体。所述纳米级成长轴向偏离成长体包括纳米螺旋体。所述纳米螺旋体，其螺旋结构至少回旋一个周期。所述纳米螺旋体，其轴向长度与直径比至少大于1。所述纳米螺旋体，其轴向长度不大于400nm。所述纳米螺旋体，其晶系结构为单晶、多晶或非晶系结构。所述纳米螺旋体的第一材料包括Al2O3,TiO2,或MgO。所述纳米螺旋体为中空螺旋体结构或实心螺旋体结构。所述不连续光学披覆层的两个螺旋体间的轴间距与轴向长度比不大于0.5。所述透光氧化铝基底，其氧化铝晶系结构为单晶、多晶或非晶系结构。所述透光氧化铝基底，其氧化铝纯度不低于95%。所述透光氧化铝基底，包括至少一种其他元素掺杂，掺杂种类包括Li,Co,Mg,Ti,Zr元素。所述透光氧化铝基板，在所述不连续光学披覆层上覆盖有由第二材料构成的连续光学薄膜层。所述第二材料包括Al2O3,TiO2,MgO,SiO2,Polymethylmethacrylate（聚甲基丙烯酸甲酯）,Polycarbonate（聚碳酸酯）,Epoxy（环氧基树脂）,Silicone（硅树脂）,或Polyimide（聚酰亚胺）。本申请还提供了一种透光氧化铝基板制备方法，包括如下步骤：提供透光氧化铝基底；于所述透光氧化铝基底的至少一面的至少部份区域，披覆不连续光学披覆层，所述不连续光学披覆层包含多个由第一材料构成的纳米级成长轴向偏离成长体。所述的制备方法，所述纳米级成长轴向偏离成长体包括纳米螺旋体。所述的制备方法，所述披覆利用物理气相沉积法进行，在用于披覆的第一材料以相对于透光氧化铝基底的预定倾角沉积到所述透光氧化铝基底的过程中，所述透光氧化铝基底同时以预定角速度自转。所述的制备方法，在透光氧化铝基底上形成不连续光学披覆层之后，在所述不连续光学披覆层上堆叠连续光学薄膜层。所述的制备方法，所述堆叠利用物理气相沉积法或采取溶液涂布成膜的方式进行。本申请提供了由纳米级成长轴向偏离成长体，例如纳米螺旋体构成的不连续光学披覆层披覆于透光氧化铝基底所形成的透光基板结构及其制备方法，利用该披覆层，可以改变透光氧化铝基底的表面形貌及构成一折射率匹配层以降低界面反射的影响以提升透光率。附图说明图1为本申请实施例的具有包含多个由第一材料构成的纳米螺旋体的不连续光学披覆层的透光氧化铝基板的结构图；图2为图1所示的纳米螺旋体结构示意图；图3为图1所示的多个纳米螺旋体结构示意图；图4为在透光氧化铝基底上所成长的纳米螺旋体的电子显微镜相片；图5及图6分别为不同成长条件下所构成的不连续纳米螺旋体披覆层的电子显微镜照片；图7为在已形成的不连续纳米螺旋披覆层上再堆叠一层以第二材料所构成的连续光学薄膜层的示意图；图8为在倾角（α）及自转（Ф）的制程条件下，利用物理气相沉积法在透光氧化铝基底上形成不连续的纳米螺旋体披覆层的示意图；图9为不同的披覆层生成条件下的穿透率比较图；图10为不同的螺旋体成长条件下，螺旋体构成披覆层的厚度与光谱中出现峰值波长的关系图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参照图1，其示出了一种具有一层包含多个由第一材料构成的纳米螺旋体的不连续光学披覆层的透光氧化铝基板。该基板结构可应用于各种装置、设备或仪器上的可透光视窗片、显示器的透光保护片、发光器件的基材，或透光集能设备的保护窗片。图1中，示例性的示出了一个以氧化铝制成的可透光基底1，在该基底1的顶面（基于图1的视角）设置有一个由纳米级螺旋体所构成的不连续披覆层2，该纳米级螺旋体由第一材料构成。需要理解的是，图1中的披覆层2于基底1顶面的设置仅为一具体实例，披覆层2同样可以设置于基底1的底面，或者于基底1的两面设置。亦即，披覆层2可以视需要而设置于基底1的任意一面，或者两面。披覆层2占据透光氧化铝基底1的至少部份区域，亦即，于透光氧化铝基底1的至少一面，披覆层2可以在该面的部份区域，也可以在该面的全部区域。披覆层2的“不连续”，是指构成披覆层2的各个纳米级螺旋体之间具有一定的间隔，从而在基底1表面表现出不连续的特性。各个纳米级螺旋体间的间隔，可以根据实际需要而做适宜的调整。透光基底1，其氧化铝可以是单晶、多晶或者非晶系结构。氧化铝的纯度不低于95%，内部可含至少一种其他元素的掺杂，掺杂种类包含Li,Co,Mg,Ti,Zr等元素。参照图2，图2示出了一个纳米螺旋体3的基本结构，可以看到，纳米螺旋体成长起始于点m0，终止于成长终点mt，线A表示螺旋体的成长轴线A。成长轴线A的方向即为螺旋体的成长方向。纳米螺旋体3的成长起点m0和成长终点mt之间的长度在成长轴向A上的投影为该纳米螺旋体的轴向长度L。将纳米螺旋体3的成长过程中出现的偏离成长轴线的距离最大的点（例如点m1、m2），相对于成长轴线A的距离称为纳米螺旋体3的半径，如图2所示的，两倍的所述半径即为图示的直径D。参照图3，纳米螺旋体3在与其成长轴向A垂直的平面P上的投影，将是以成长轴线在该平面P的投影点Z为圆心的一个圆，可见的，点m1在该平面P的投影点C到Z点的距离即该圆的半径，该圆的直径即纳米螺旋体的直径D。通常的，纳米螺旋体3的轴向长度L与其直径D的比至少大于1。其轴向长度L不大于400nm。并且，该纳米螺旋体3的螺旋结构至少回旋一个周期，也即，纳米螺旋体3从成长起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透光氧化铝基板，包括透光氧化铝基底，其特征在于，在所述透光氧化铝基底的至少一面的至少部份区域披覆有不连续光学披覆层，所述不连续光学披覆层包含多个由第一材料构成的纳米级成长轴向偏离成长体。

【技术特征摘要】
2013.04.16 HK 13104612.51.一种透光氧化铝基板，包括透光氧化铝基底，其特征在于，在所述透光氧化铝基底的每一面的至少部份区域披覆有不连续光学披覆层，所述不连续光学披覆层包含多个由第一材料构成的纳米级成长轴向偏离成长体，每一面的纳米级成长轴向偏离成长体的成长条件不同；所述纳米级成长轴向偏离成长体包括纳米螺旋体；所述纳米螺旋体，其螺旋结构至少回旋一个周期。2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述纳米螺旋体，其轴向长度与直径比至少大于1。3.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述纳米螺旋体，其轴向长度不大于400nm。4.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述纳米螺旋体，其晶系结构为单晶、多晶或非晶系结构。5.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，构成所述纳米螺旋体的第一材料包括Al2O3,TiO2,或MgO。6.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述纳米螺旋体为中空螺旋体结构或实心螺旋体结构。7.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，两个螺旋体间的轴间距与轴向长度比不大于0.5。8.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述透光氧化铝基底，其氧化铝晶系结构为单晶、多晶或非晶系结构。9.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述透光氧化铝基底，其氧化铝纯度不低于95％。10.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述透光氧化铝基底，包括至少一种其他元素掺杂，掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国伟，谭海岚，李敬辉，李嘉旋，卢明，
申请(专利权)人：美高国际科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81