一种颜色介质膜制备方法和制备设备技术

本发明专利技术公开了一种颜色介质膜制备方法，包括以下步骤：步骤1、通过磁控溅射法镀制高折射率膜层，在电磁场作用下，高折射率材料离化成离子状态，和溅射腔体中的O

【技术实现步骤摘要】
一种颜色介质膜制备方法和制备设备
本专利技术涉及介质膜
，尤其涉及一种颜色介质膜制备方法和制备设备。
技术介绍
介质膜：指膜层材料为非金属氧化物，通过不同折射率材料高/低/高/低/……的堆叠，形成的功能性光学薄膜，包括高透膜、高反膜、颜色膜等。颜色介质膜，既具有多彩的颜色，又具有很高的光学透光率，非常适合应用于光伏组件。颜色介质膜在给发电幕墙、发电瓦等带来了建筑美学效果的同时，也保证了光伏前板具有很好的光学透过率、极低的光学损耗，将建筑美和绿色环保完美地结合在了一起，具有广阔的应用市场。然而，现有的颜色介质膜，在大规模生产中，存在着巨大的问题。目前常用的颜色介质膜镀膜技术，一个是蒸发镀膜、一个是磁控溅射镀膜。蒸发镀膜由于是单炉制作，镀制时间长，效率低，且镀制尺寸受限，一般只是应用于实验室膜系开发，或小面积小批量试制，不适合大面积规模化生产。磁控溅射技术，由于镀制面积大、速度快、膜层质量高、且能实现连续生产，常用于大面积规模化连续生产中。比如，市场上流行的Low-E玻璃、阳光控制膜玻璃，均是通过磁控溅射方法实现的。颜色介质膜，采用不同折射率材料高/低/高/低……等的堆叠，从而实现特定波段光的相干或相消，使特定波段的光反射到人的眼球，实现颜色的效果。为达到不同波长光的相干或相消，必须对高/低/高/低……材料的厚度进行调整，因此，从本质上讲，颜色介质膜相邻两层材料的厚度有着很大的差异，这在磁控溅射大规模生产过程中，会带来溅射速度的不匹配和生产效率的低下。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种颜色介质膜制备方法，采用磁控溅射/辊涂法/磁控溅射/辊涂法……反复堆叠的工艺制备颜色介质膜，解决颜色介质膜由于高折射率材料和低折射率材料厚度不同，而引起的生产节拍不匹配问题。本专利技术具体提供一种颜色介质膜制备方法，包括以下步骤：步骤1、通过磁控溅射法镀制高折射率膜层，在电磁场作用下，高折射率材料离化成离子状态，和溅射腔体中的O2发生化学反应，沉积到基板表面，得到高折射率膜层；步骤2、通过辊涂法镀制低折射率膜层，低折射率材料通过加热固化处理，实现和基板结合，得到低折射率膜层；步骤3、按照步骤1高折射率膜层镀制方法和步骤2低折射率膜层镀制方法进行层叠交替镀制，完成颜色介质膜制备。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种颜色介质膜制备设备，通过磁控溅射装置和辊涂装置交替镀制高折射率膜层和低折射率膜层，实现了各种颜色介质膜的制备。本专利技术具体提供一种颜色介质膜制备设备，包括磁控溅射装置、第一转移架、辊涂装置和第二转移架，所述磁控溅射装置利用高折射率材料镀制高折射率膜层，所述第一转移架用于放置镀制好高折射率膜层的产品，所述辊涂装置利用低折射率材料基于镀制好高折射率膜层的产品镀制低折射率膜层，所述第二转移架用于放置镀制好低折射率膜层的产品，所述磁控溅射装置、第一转移架、辊涂装置和第二转移架依次循环工作，完成多层高折射率膜层和低折射率膜层镀制。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术颜色介质膜制备方法流程示意图；图2为本专利技术颜色介质膜制备设备结构示意图；图3为本专利技术磁控溅射装置结构示意图；图4为本专利技术辊涂装置结构示意图；图5为本专利技术镀膜段结构示意图。附图标记：磁控溅射装置1、第一转移架2、辊涂装置3、第二转移架4、进片室21、进片缓冲室22、溅射室23、出片缓冲室24、出片室25、预热段31、镀膜段32、固化段33、涂布胶辊41、厚度控制胶辊42、光电胶辊43、粘度探测器51、控制器52、自动加液器53、搅拌器54。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合图1至图5，本专利技术的一个实施例提供一种颜色介质膜制备方法，包括以下步骤：步骤1、通过磁控溅射法镀制高折射率膜层101，在电磁场作用下，高折射率材料离化成离子状态，和溅射腔体中的O2发生化学反应，沉积到基板表面，得到高折射率膜层；步骤2、通过辊涂法镀制低折射率膜层102，低折射率材料通过加热固化处理，实现和基板结合，得到低折射率膜层；步骤3、按照步骤1高折射率膜层镀制方法和步骤2低折射率膜层镀制方法进行层叠交替镀制，完成颜色介质膜制备103。现有技术中，采用磁控溅射制备颜色介质膜，以最典型的三层蓝色介质膜Nb2O5/SiO2/Nb2O5为例，三层分别为Nb2O5(25nm)、SiO2(75nm)、Nb2O5(25nm)。这就带来一个问题，假如Nb和Si的溅射速度完全相当，为保证在同一走速下，膜层达到理想的厚度，单层Nb靶和Si靶的比例必须保持在1:3，也就是说，沉积一层75nm的SiO2膜，其需要的靶材数，是一层25nm的Nb2O5的3倍。而实际情况，远超过这个比例。由于Nb的金属性非常强，在电磁场下离化后，生成Nb5+离子，很容易和O2发生氧化反应，生成Nb2O5，沉积到基板表面，所以，Nb2O5的沉积速率非常快；而同时，由于Si是半导体，在电磁场下离化后，生成Si4+离子，由于Si4+的反应活性不是很强，和O2反应，生成SiO2，需要一定的时间，所以，SiO2膜的溅射速率，远低于Nb2O5膜的溅射速率，为了使两者达到匹配，单层Nb靶和Si靶的比例，保守估计，在1：6以上，这样就大大增加了设备的初期投资成本和行业准入门槛。另一种可能的方案是，在镀SiO2膜的时候，采用来回走的方式，达到需求的厚度，这样做的结果是，在Si靶镀制过程中，Nb靶处于闲置状态，设备利用效率极低，无法实现规模化生产。另外，颜色介质膜还有一个根本的问题，就是，不同的颜色，其材料可以一样，但是每层的厚度，各不相同，有可能两种颜色的差距非常大。根据蓝色膜系设计的镀膜设备，既便是溅射速度匹配，生产节拍满足要求，也不可能适合黄色膜系生产。目前，没有一种磁控溅射镀膜设备，能满足各种大面积颜色介质膜的规模化生产。本实施例中，所述的高折射率材料，大部分为Nb、Ta等活性元素，通过磁控溅射法镀制，在电磁场作用下，离化成离子状太，和溅射腔体中的O2发生化学反应，生产Nb2O5或Ta2O5，沉积到基板表面，溅射速度很快；其优点如下：1)金属靶材价格便宜；2)Nb、Ta等材料在电磁场条件下，很容易离化成相应的离子状态；3)Nb5+、Ta5+等离子活性大，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颜色介质膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、通过磁控溅射法镀制高折射率膜层，在电磁场作用下，高折射率材料离化成离子状态，和溅射腔体中的O

【技术特征摘要】
1.一种颜色介质膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、通过磁控溅射法镀制高折射率膜层，在电磁场作用下，高折射率材料离化成离子状态，和溅射腔体中的O2发生化学反应，沉积到基板表面，得到高折射率膜层；
步骤2、通过辊涂法镀制低折射率膜层，低折射率材料通过加热固化处理，实现和基板结合，得到低折射率膜层；
步骤3、按照步骤1高折射率膜层镀制方法和步骤2低折射率膜层镀制方法进行层叠交替镀制，完成颜色介质膜制备。


2.一种颜色介质膜制备设备，其特征在于，包括磁控溅射装置(1)、第一转移架(2)、辊涂装置(3)和第二转移架(4)，所述磁控溅射装置(1)利用高折射率材料镀制高折射率膜层，所述第一转移架(2)用于放置镀制好高折射率膜层的产品，所述辊涂装置(3)利用低折射率材料基于镀制好高折射率膜层的产品镀制低折射率膜层，所述第二转移架(4)用于放置镀制好低折射率膜层的产品，所述磁控溅射装置(1)、第一转移架(2)、辊涂装置(3)和第二转移架(4)依次循环工作，完成多层高折射率膜层和低折射率膜层镀制。


3.根据权利要求2所述的颜色介质膜制备设备，其特征在于，所述磁控溅射装置(1)包括进片室(21)、进片缓冲室(22)、溅射室(23)、出片缓冲室(24)、出片室(25)，基板从进片室(21)进入磁控溅射装置(1)，传输到进片缓冲室(22)，再进入溅射室(23)，在溅射里里完成高折射率膜层的镀制，再经过出片缓冲室...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凤刚，刘红丽，张天水，刘国强，武振羽，
申请(专利权)人：汉能移动能源控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11