一种能抑制表面灰尘的反射镜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种能抑制表面灰尘的反射镜及其制备方法，反射镜包括基底以及设置在所述基底上的介质反射镜和ITO膜。所述的基底为光学塑料或光学玻璃，所述的反射镜由二氧化钛膜和二氧化硅膜组成。ITO膜的厚度为30nm左右，并被设置在反射镜靠空气的最外层位置上。ITO膜的厚度釆用反射极值法监控至反射率极大值。镀膜完成后关闭真空室烘烤，冷却40分钟，退火处理，然后再放气。这种镀有ITO膜的超短焦反射镜具有优良的抑制表面灰尘的性能。从而能尽可能地防止超短焦投影显示光学系统中的反射镜表面的灰尘积聚。

A mirror capable of suppressing surface dust and its preparation method

The invention discloses a reflector capable of suppressing surface dust and a preparation method thereof. The reflector includes a substrate, a dielectric reflector and an ITO film arranged on the substrate. The substrate is an optical plastic or optical glass, and the reflector is composed of a titanium dioxide film and a silicon dioxide film. The thickness of ITO film is about 30 nm, and it is set on the outermost layer of the reflector near the air. The thickness of ITO film is monitored to the maximum reflectivity by the reflection extremum method. After coating, close the vacuum chamber to bake, cool for 40 minutes, anneal, and then deflate. This kind of ultra short focal mirror coated with ITO film has excellent performance of suppressing surface dust. Thus, dust accumulation on the surface of the mirror in the ultra short focal projection display optical system can be prevented as much as possible.

【技术实现步骤摘要】
一种能抑制表面灰尘的反射镜及其制备方法
本专利技术涉及光学薄膜的
，具体涉及一种能抑制表面灰尘的反射镜及其制备方法。
技术介绍
在投影系统中使用激光显示的色域覆盖率可以达到人眼所能识别色彩空间的90％以上，是传统显示色域覆盖率的两倍以上，彻底突破前三代显示技术色域空间的不足，是未来显示技术的主流方向。由于传统投影系统存在成像干扰和空间限制等问题，降低投射比无疑是目前解决这一问题最有效的方式，那么超短焦系统的设计和应用就体现了其重要性。反射镜在超短焦中的应用及功能：超短焦投影系统是以红、绿、蓝三色激光作为照明光源，三色激光通过透镜、DM滤光片(介质分光滤光片)、复眼及PBS(偏振分光棱镜)等进入显示芯片，显示芯片出射光进入投影镜头，投影镜头出射光经过反射镜及非球面反射碗反射后照射到桌面上。超短焦投影系统中镜头投射出的画面可以在反射镜中呈现，而反射镜的45°倾角可以将整个成像画面反射到非球面反射碗上，光线经反射碗反射后在桌面上投射出指定画面。超短焦系统中重要的反射镜会在系统使用过程中存在明显的表面积灰的问题，不仅降低图像亮度，而且降低图像清晰度，影响成像效果。反射镜表面积灰的重要原因之一是反射镜表面存在着静电积聚现象。因为光学玻璃或光学塑料基底，以及反射镜的薄膜材料二氧化钛和二氧化硅都属于电介质材料，或者说都是非导电的绝缘材料，这些材料表面极易产生静电积聚效应。这种日常无法觉察的静电积聚会不断吸引空气中的灰尘使其淀积在反射镜表面，导致反射镜的反射率和分辨率下降，进而不仅导致图像亮度降低，而且导致图像清晰度下降。
技术实现思路
为了克服反射镜表面灰尘积聚的问题，本专利技术提供了一种能抑制表面灰尘的反射镜及其制备方法。本专利技术试图把“抗静电”的导电膜引入反射镜，防止静电积聚效应，从而达到抑制因静电积聚效应导致的反射镜表面灰尘积聚的问题。本专利技术提供了一种能抑制表面灰尘的反射镜及超短焦投影机。ITO导电膜以其良好的导电性、可见光高透光性、良好的加工性能等优点，在智能手机、平板电脑和显示器件等领域具有广泛的应用。ITO导电膜可在不明显影响反射镜反射率的情况下抑制反射镜表面因静电积聚效应导致的灰尘积聚问题。本专利技术的构思如下：首先，静电积聚主要是因为反射镜缺乏导电性所致。由于反射镜的基底通常为光学玻璃或光学塑料，反射镜表面的薄膜通常为电介质材料，所有这些基底材料和薄膜材料都是很好的绝缘体，所以反射镜表面形成静电积聚是自然可以理解的。其次，使反射镜具有导电性是抗静电最有效的方法，欲使反射镜产生导电性，目前最简单的方法是镀金属膜。但是，金属膜吸收大，反射率低，例如，对最常用的铝膜，可见区的吸收约为9％，即反射率不可能超过91％，而且其牢固度、表面和稳定性都嫌不足，故选用半导体导电膜不失为一种最佳的方案。半导体膜的吸收虽然比电介质膜大一些，但比金属膜小许多，且牢固度和稳定性都能满足要求。再次，可供选择的半导体膜很多，包括氧化铟(In2O3)膜、氧化锡(SnO2)膜，氧化锌(ZnO)膜或铟锡氧化物(In2O3·SnO2)膜等。对这些薄膜的研究表明，从导电性、低吸收和高透射性、稳定性和易制造性等因素综合考虑，铟锡氧化物膜是最合适的。铟锡氧化物膜实际上是一种掺锡氧化铟膜，其掺杂比为氧化锡∶氧化铟＝9∶91，这种薄膜常被简称为ITO膜(IndiumTinOxide的缩写)。ITO膜的能带宽度在3.5eV以上,而且载体电子密度为1020～1021cm-3,是一种迁移率达到10～30cm3·V-1·s-1的特殊物质群。由于可见光光子的平均能量大约为3.1eV，此类薄膜材料在可见光的照射下不能引起本征激发，所以在可见光范围内具有较高的透过率。在薄膜的沉积过程中，工艺条件对可见光透过率产生显著的影响。在低温或室温下用铟锡合金靶制备的ITO薄膜的可见光透过率通常较低。主要是因为生成黑色低价氧化物InO和SnO，使薄膜呈现出金属的特性。通过热处理或高温沉积可使低价氧化物进一步氧化生成高价氧化物，薄膜透过率显著提高。在氧化物透明导电膜中ITO薄膜具有高的可见光透光率(约90％)和红外反射率、低的电阻率(1×10-4cm～4×10-4cm)、耐磨损以及良好的机械强度和化学稳定性。为尽可能地减少ITO膜的吸收，增加反射膜的反射率，本专利技术把ITO膜的膜厚限制在30nm左右。而且，为进一步减少ITO膜的吸收，并兼顾制备的方便性，本专利技术把ITO膜设置在反射镜膜系靠空气的最外层位置上，也就是把反射镜膜系S|(HL)10H'(0.78L0.78H)70.78L0.78(H"ITO)|Air中靠空气的最外层高折射率膜H"与ITO膜共同合成1/4波长，上述膜系结构中，S表示基底，H为高折射率的二氧化钛(TiO2)膜，L为低折射率的二氧化硅(SiO2)膜，H'和H"均为与H相同的高折射率膜层TiO2，但由于厚度不同，故用H'或H"表示，以示区别。(HL)10的膜厚控制波长为λ1＝650nm，(0.78L0.78H)70.78L0.78(H"ITO)的膜厚控制波长为λ2＝507nm，H'的膜厚控制波长为λ3＝(λ1+λ2)/2＝578.5nm，由于所有膜层都是特定控制波长的1/4波长厚度，故可用光电极值控制法监控各个膜层厚度。然后，因为在某种程度上,电阻率依赖于镀膜时的基板温度,基板温度越高电阻率越低，为尽可能地减小吸收和增加电导率，减小电阻率，ITO膜采用300℃的基底温度、150sccm的氧压以及稳定在2nm/分的蒸发速率条件下进行蒸镀，ITO膜的厚度釆用反射极值法监控至反射率极大值，以精确达到ITO要求的厚度。最后，为了提高ITO膜载流子浓度进而提高ITO膜电导率，镀膜完成后关闭真空室烘烤，冷却40分钟，退火处理，然后再放气，完成镀膜。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能抑制表面灰尘的反射镜，包括基底以及设置在所述基底上的介质反射镜膜层，所述的介质反射镜膜层靠近空气一侧设有铟锡氧化物膜(ITO膜)，所述的介质反射镜膜层由交替的高折射率膜和低折射率膜构成。所述的铟锡氧化物膜为由质量比9∶85～95氧化锡和氧化铟组成的膜，进一步优选，所述的铟锡氧化物膜为由质量比9∶89～93氧化锡和氧化铟组成的膜，最优选，所述的铟锡氧化物膜为由质量比9∶91氧化锡和氧化铟组成。所述的基底为光学塑料或光学玻璃。所述的高折射率膜为二氧化钛膜，所述的低折射率膜为二氧化硅膜。所述的介质反射镜膜层为30～45层，所述的铟锡氧化物膜为1层，总共为31～46层。进一步优选，所述的介质反射镜膜层为35～39层，所述的铟锡氧化物膜为1层，总共为36～40层。最优选的，所述的介质反射镜膜层为37层，所述的铟锡氧化物膜为1层，总共为38层。从所述基底向外，第1、3、5、7、9、11、13、15、17、19层为二氧化钛膜，厚度均为67.99nm，第2、4、6、8、10、12、14、16、18、20层为二氧化硅膜3，厚度均为111.57nm；第21层为二氧化钛膜，厚度为67.99nm；第22、24、26、28、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能抑制表面灰尘的反射镜，包括基底以及设置在所述基底上的介质反射镜膜层，其特征在于，所述的介质反射镜膜层靠近空气一侧设有铟锡氧化物膜，所述的介质反射镜膜层由交替的高折射率膜和低折射率膜构成。/n

【技术特征摘要】
1.一种能抑制表面灰尘的反射镜，包括基底以及设置在所述基底上的介质反射镜膜层，其特征在于，所述的介质反射镜膜层靠近空气一侧设有铟锡氧化物膜，所述的介质反射镜膜层由交替的高折射率膜和低折射率膜构成。


2.根据权利要求1所述的能抑制表面灰尘的反射镜，其特征在于，所述的铟锡氧化物膜为由质量比9∶85～95氧化锡和氧化铟组成的膜。


3.根据权利要求2所述的能抑制表面灰尘的反射镜，其特征在于，所述的铟锡氧化物膜为由质量比9∶89～93氧化锡和氧化铟组成的膜。


4.根据权利要求1所述的能抑制表面灰尘的反射镜，其特征在于，所述的基底为光学塑料或光学玻璃。


5.根据权利要求1所述的能抑制表面灰尘的反射镜，其特征在于，所述的高折射率膜为二氧化钛膜，所述的低折射率膜为二氧化硅膜。


6.根据权利要求1所述的能抑制表面灰尘的反射镜，其特征在于，所述的介质反射镜膜层为30～45层，所述的铟锡氧化物膜为1层，总共为31～46层。


7.根据权利要求1所述的能抑制表面灰尘的反射镜，其特征在于，所述的介质反射镜膜层为35～39层，所述的铟锡氧化物膜为1层，总共为36～40层。


8.根据权利要求1所述的能抑制表面灰尘的反射镜，其特征在于，所述的介质反射镜膜层为37层，所述的铟锡氧化物膜为1层，总共为38层；
从...

【专利技术属性】
技术研发人员：许娜，金波，郑臻荣，吴江波，解云杰，
申请(专利权)人：杭州科汀光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33