基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法技术

基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法，包括以下步骤：在透明基体上镀一层银膜；退火处理，在透明基体表面得到银纳米颗粒；使用原子层沉积方法在银纳米颗粒外部包裹一层氧化铝透明介质层，形成银

【技术实现步骤摘要】
基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法


[0001]本专利技术属于透明显示
，具体涉及一种基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法。

技术介绍

[0002]电子产品现已成为人们生活和学习不可缺少的重要工具，手机、电脑、电视等电子产品会通过显示屏向人眼辐射蓝光（波长400nm
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500nm），其中波长在425
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450nm的短波蓝光对人眼有害。在有大量蓝光辐射的环境中工作，经常会感到眼痛、眼胀、近视加重等眼科问题，长时间受到蓝光照射，人眼的视觉细胞会受到损伤，能量较高的蓝光能够使眼睛内的黄斑区毒素量增多，诱发盲眼病，严重影响青少年及老年群体的健康。
[0003]随着人们对健康问题越来越重视，蓝光危害问题势必会成为人们健康之路上一道显眼的阻碍。因此减少蓝光辐射量逐渐成为当前研究的热点，并将成为未来电子产品性能优良的一项重要指标，市场前景广阔。
[0004]为减少蓝光危害，常用的办法是在电子产品屏幕上方贴一层保护膜，来减少蓝光的辐射量。这种具有减小蓝光辐射量的薄膜制备方式大致有两大类：其一在于在基体之上涂覆或喷涂具有蓝光吸收功能的吸收剂（如：CN105353436A等）、使用强化液交联吸收剂的方式（如：CN103992672A等）以及使用防蓝光膜成膜液（如：CN109320969A），来实现防蓝光功能。这种薄膜制备工艺存在着流程复杂、使用物品繁多以及制备周期长等诸多不便。
[0005]另一类减小蓝光辐射的方法在于使用纳米颗粒吸收层。CN106154384A 、CN108047981A使用镀膜的方法在基体上方镀上具有一定厚度的二氧化钛,或三氧化二铟,或氧化铁或硫化镉,或硒化镉纳米颗粒层来增强对蓝光的吸收，但不足之处在于纳米颗粒形状、大小难以控制、且需要纳米颗粒层厚度较大、成本高； CN111522080A使用由核壳结构微球形成的光子晶体材料制备防蓝光保护膜，但所用的核壳结构制备工艺繁琐，且颗粒分布难以保证均匀。这种薄膜放置一段时间后会出现泛黄的现象，影响其透光效果。
[0006]因此，需要发展一种技术简单、能有效吸收有害蓝光且可以减少薄膜泛黄的技术。
[0007]金属微纳结构的表面等离激元共振逐渐成为当前物理、化学、材料、信息科学等学科及其交叉领域的研究热点。具有波长选择性的等离激元颗粒能够增强可见光在某一波段的吸收率，将其调控在蓝光波段即可减小蓝光危害。另一方面使用不同种金属纳米颗粒可以吸收蓝光的同时，有效吸收黄光。颗粒材料相比上述材料，更加简单易制，有望解决当前问题。
[0008]
技术实现思路

[0009]为了解决现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、造价低、金属颗粒分布均匀、防蓝光效果好的基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法，包括以下步骤：（1）使用溅射镀膜或蒸发镀膜在透明基体上镀一层银膜，透明基体的材料采用玻璃、塑料、树脂或聚合物；（2）对所镀银膜的透明基体放入退火装置内进行退火处理；（3）退火处理后在透明基体表面得到银纳米颗粒，银纳米颗粒尺寸与膜厚度有关；根据Mie散射理论计算得出颗粒尺寸；（4）使用原子层沉积方法在银纳米颗粒外部包裹一层氧化铝透明介质层，形成银
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氧化铝核壳结构；（5）采用溅射或蒸发镀膜法在氧化铝透明介质层上方镀一层二氧化硅透明薄膜；（6）采用如步骤（1）的方式在二氧化硅透明薄膜表面镀一层金膜；（7）采用如步骤（2）的方式对所镀金膜的透明基体放入退火装置内进行退火处理；（8）退火处理后得到金纳米颗粒，金纳米颗粒尺寸与膜厚度有关；根据Mie散射理论计算得出颗粒尺寸；（9）采用如步骤（4）的方式使用原子层沉积方法在金纳米颗粒外部包裹一层二氧化钛透明介质层，形成金
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二氧化钛核壳结构；（10）采用如步骤（5）的方式在二氧化钛透明介质层上方镀一层二氧化硅透明薄膜。
[0011]步骤（1）使用电子束热蒸发镀膜仪在玻璃表面镀银膜，具体步骤如下：将清洗洁净的8cm
×
8cm的光学玻璃放入电子束热蒸发镀膜仪的基片架上，将纯度99.99%的银颗粒放入蒸发用的钨坩埚内，真空度抽到5
×
10
‑4Pa以下，开始镀膜；在镀膜过程中可通过控制电子束电流大小控制镀膜速率，通过调节镀膜速率和时间控制膜厚。
[0012]步骤（1）使用氩离子溅射镀膜仪在玻璃表面镀银，具体步骤如下：把清洗洁净的8cm
×
8cm的光学玻璃放入氩离子溅射镀膜仪的样品杆载物台内，将样品杆载物台推入氩离子溅射镀膜仪中，抽真空，待真空度抽到5
×
10
‑4Pa以下，开始溅射镀膜；调节电子枪工作电压和电流，推荐参数7kv/300uA，银的镀膜速率为8nm/min；最终得到的银颗粒尺寸与镀膜时间有关，时间分别控制为15S、30S、45S、60S、75S得到膜状结构，其中30S
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75S的银颗粒为岛状。
[0013]步骤（2）中的退火装置包括底座，底座上设有圆筒箱，圆筒箱的中心线沿左右方向水平设置，圆筒箱的内圆沿圆周方向均匀设有若干根加热管，圆筒箱的左侧面板中心和右侧面板中心之间转动设有一根空心轴，空心轴外部相对两侧分别固定设有一个空心吸盘，空心轴左端穿出圆筒箱的左侧面板并通过一个旋转接头连接有抽真空管，抽真空管连接有真空泵，圆筒箱的右侧面板右侧设有电机，电机的主轴与空心轴的右端同轴线传动连接，圆筒箱的左侧面板上设有箱门，圆筒箱的右侧面板上部设有进气管。
[0014]每根加热管均平行于圆筒箱的中心线，每根加热管右端均伸出圆筒箱的右侧面板并固定连接有一个接线柱，所有的接线柱通过导线串联，导线连接有电源线；圆筒箱内设有温度传感器；圆筒箱内在所有加热管的内侧固定设有圆筒状的隔离网；圆筒箱的外部和箱门的外部均设有隔热材料层；空心吸盘为矩形板体结构，空心吸盘的中心具有矩形空腔，空心吸盘与空心轴固定连接的一侧面沿空心轴长度方向间隔设有若干个第一抽吸口，空心吸
盘的另一侧面均匀设有若干个第二抽吸口；箱门在圆筒箱的左侧面板处设有两个，两个箱门关于圆筒箱的中心线左右对称。
[0015]步骤（2）中退火处理的具体过程为:打开两个箱门，先将两个空心吸盘转动到竖向状态，然后将两块镀银膜后的玻璃放入到圆筒箱内，玻璃未镀膜的一侧面与空心吸盘表面接触，开启真空泵，真空泵通过抽真空管、空心轴、第一抽吸口和第二抽吸口将两块玻璃牢牢地吸附在空心吸盘上，然后关闭两个箱门，启动电机和加热管的电源，加热管对封闭的圆筒箱内部空间进行加热，电机驱动空心轴转动，空心轴带动两个空心吸盘转动，吸附在空心吸盘上的两块镀膜玻璃也随着转动，同时通过进气管向圆筒箱内充入0.01MPa的保护性氮气并混合还原性氢气，由于玻璃与空心吸盘之间会存在透气间隙，在吸附空心吸盘的同时，将圆筒箱内部的空气置换为保护性氮气和还原性氢气，然后加热管的加热速度以5℃/min升温至300℃，温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）使用溅射镀膜或蒸发镀膜在透明基体上镀一层银膜，透明基体的材料采用玻璃、塑料、树脂或聚合物；（2）对所镀银膜的透明基体放入退火装置内进行退火处理；（3）退火处理后在透明基体表面得到银纳米颗粒，银纳米颗粒尺寸与膜厚度有关；根据Mie散射理论计算得出颗粒尺寸；（4）使用原子层沉积方法在银纳米颗粒外部包裹一层氧化铝透明介质层，形成银
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氧化铝核壳结构；（5）采用溅射或蒸发镀膜法在氧化铝透明介质层上方镀一层二氧化硅透明薄膜；（6）采用如步骤（1）的方式在二氧化硅透明薄膜表面镀一层金膜；（7）采用如步骤（2）的方式对所镀金膜的透明基体放入退火装置内进行退火处理；（8）退火处理后得到金纳米颗粒，金纳米颗粒尺寸与膜厚度有关；根据Mie散射理论计算得出颗粒尺寸；（9）采用如步骤（4）的方式使用原子层沉积方法在金纳米颗粒外部包裹一层二氧化钛透明介质层，形成金
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二氧化钛核壳结构；（10）采用如步骤（5）的方式在二氧化钛透明介质层上方镀一层二氧化硅透明薄膜。2.根据权利要求1所述的基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法，其特征在于：步骤（1）使用电子束热蒸发镀膜仪在玻璃表面镀银膜，具体步骤如下：将清洗洁净的8cm
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8cm的光学玻璃放入电子束热蒸发镀膜仪的基片架上，将纯度99.99%的银颗粒放入蒸发用的钨坩埚内，真空度抽到5
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4Pa以下，开始镀膜；在镀膜过程中可通过控制电子束电流大小控制镀膜速率，通过调节镀膜速率和时间控制膜厚。3.根据权利要求1所述的基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法，其特征在于：步骤（1）使用氩离子溅射镀膜仪在玻璃表面镀银，具体步骤如下：把清洗洁净的8cm
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8cm的光学玻璃放入氩离子溅射镀膜仪的样品杆载物台内，将样品杆载物台推入氩离子溅射镀膜仪中，抽真空，待真空度抽到5
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4Pa以下，开始溅射镀膜；调节电子枪工作电压和电流，推荐参数7kv/300uA，银的镀膜速率为8nm/min；最终得到的银颗粒尺寸与镀膜时间有关，时间分别控制为15S、30S、45S、60S、75S得到膜状结构，其中30S
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75S的银颗粒为岛状。4.根据权利要求2或3所述的基于等离激元颗粒的防蓝光保护膜制备方法，其特征在于：步骤（2）中的退火装置包括底座，底座上设有圆筒箱，圆筒箱的中心线沿左右方向水平设置，圆筒箱的内圆沿圆周方向均匀设有若干根加热管，圆筒箱的左侧面板中心和右侧面板中心之间转动设有一根空心轴，空心轴外部相对两侧分别固定设有一个空心吸盘，空心轴左端穿出圆筒箱的左侧面板并通过一个旋转接头连接有抽真空管，抽真空管连接有真空泵，圆筒箱的右侧面板右侧设有电机，电机的主轴与空心轴的右端同轴线传动连接，圆筒箱的左侧面板上设有箱门，圆筒箱的右侧面板上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，褚博，钟发成，谭茜文，麻华丽，原圣，王妍妍，曾凡光，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：