减反光学组件及制造方法技术

一种减反光学组件及制造方法。所述减反光学组件包括：基底；位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒组成的氧化锌纳米棒阵列；以及位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。所述制造方法包括：提供基底；在所述基底表面形成具有蛾眼结构的减反射层，所述减反射层包括由多个凸起组成的凸起阵列；在所述减反射层的表面形成覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及一种。
技术介绍
光在传播时，在不同介质的分界面上通常会有一部分改变传播方向而返回原来介 质中，这被称为光的反射。通常，不同介质之间折射率的差异越大，光在该分界面处的反射 将越强。在光伏器件、显示器等领域中，如何减小光的反射一直是研究的热点。飞蛾的复眼可以被看作是由六角形纳米结构凸起有序排列而成的阵列结构。这个 阵列被认为是角膜表面的同质透明层，每一个纳米结构凸起相当于一个减反射单元。这样 的结构使得飞蛾的复眼具有低反光性，使其看起来异常黑。因此，即使飞蛾在夜间飞行也不 易被察觉。这样的效应被称为蛾眼效应。与传统单层多孔膜结构相比，基于蛾眼效应的减 反射层所适应的光谱范围更宽，入射角度更大，且具有超亲水特性，可以实现自清洁。下面结合蛾眼结构的不同光学模型，对蛾眼结构减反射作用的原理进行说明。参考图1，示出了一种蛾眼结构模型的等效示意图。根据绕射理论，当蛾眼结构I 的表面具有凸起的结构变化时(即蛾眼结构I中的小台阶高度差接近或小于光波长时)，这 种凸起的结构变化将引起材料折射率的微变化，会形成自空气至蛾眼结构I折射率nl、n2、 n3、n4依次增大的趋势，从而减少光的反射。参考图2，示出了另一种蛾眼结构模型的等效示意图。当凸起尺寸进一步减小，凸 起的密度进一步增多，其结构从总体上看就越来越接近于蛾眼结构2的连续变化斜面。这 将引起于蛾眼结构2的折射率沿深度方向从nl至n4呈连续变化，从而进一步减小折射率 急剧变化所造成的反射现象。更多关于蛾眼结构的技术可以参考申请公布号为CN102395905A的中国专利申请。基于所述蛾眼效应，发展了多种仿生光学材料，以起到减少光反射的作用。参考图 3所示，现有技术中一种减反光学组件可以包括玻璃基底3 ；位于玻璃基底3表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒4组成 的氧化锌纳米棒阵列，如图所示，这些纳米棒的高度不同，从而形成蛾眼结构的减反射层。但是由于氧化锌的活性比较大，易与酸性物质或碱性物质进行化学反应，且机械 强度低，从而所述减反射层的稳定性较差，最终导致减反射层的使用寿命比较短。类似地，当减反射层采用其它材料时，也可能存在上述问题。
技术实现思路
因此，需要一种光学组件及其制造方法，可以提高减反射层的稳定性。此外，在提 高减反射层的稳定性的同时，不影响其减反射效果也将是有利的。根据本专利技术的一个方面，提供了一种减反光学组件，包括基底；位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒组成的氧 化锌纳米棒阵列；以及位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和 氧化锆中的一种或多种。一个基本思想是通过在氧化锌纳米棒阵列的表面增加材料为氧化硅、氧化钛、氧 化铝和氧化锆中一种或多种的覆盖层，可以起到保护减反射层的作用，避免酸性物质或碱 性物质直接与减反射层发生化学反应，且可以提高减反射层的耐磨性能，最终提高减反射 层的稳定性，延长减反光学组件的使用寿命。此外，所述覆盖层不影响减反光学组件表面的 超亲水特性，从而可以实现减反光学组件的自清洁功能，且使得减反光学组件表面的防雾 效果显著。在一个例子中，所述覆盖层覆盖所述多个氧化锌纳米棒的上部，从而所述覆盖层 和两个相邻的氧化锌纳米棒之间存在空隙。由于覆盖层和两个相邻的氧化锌纳米棒之间存 在空隙，因此所述覆盖层会使得减反光学组件表面的折射率变化更丰富，从而提高了减反 射层的减反效果。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种减反光学组件，包括基底；位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层具有蛾眼结构，所述减反射层包括 由多个凸起组成的凸起阵列；位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和 氧化锆中的一种或多种。一个基本思想是通过在蛾眼结构的减反射层表面增加材料为氧化硅、氧化钛、氧 化铝和氧化锆中一种或多种的覆盖层，可以起到保护减反射层的作用，避免酸性物质或碱 性物质直接与减反射层发生化学反应，且可以提高减反射层的耐磨性能，最终提高减反射 层的稳定性，延长减反光学组件的使用寿命。此外，所述覆盖层不影响减反光学组件表面的 超亲水特性，从而可以实现减反光学组件的自清洁功能，且使得减反光学组件表面的防雾 效果显著。在一个例子中，所述减反光学组件还包括位于所述覆盖层表面的低表面能涂层。 由于在所述覆盖层上形成低表面能涂层，从而使得减反光学组件的表面由超亲水变为超疏 水，在保持自清洁功能不变的前提下，可以实现防冻功能。在一个例子中，所述基底的材料为玻璃，所述减反射层为氧化锌纳米棒阵列，所述 覆盖层的材料为氧化硅，此时可以大大降低减反光学组件的生产成本。在一个例子中，所述覆盖层覆盖所述多个凸起的上部，从而所述覆盖层和两个相 邻的凸起之间存在空隙。由于覆盖层和两个相邻的凸起之间存在空隙，因此所述覆盖层会 使得减反光学组件表面的折射率变化更丰富，从而提高了减反射层的减反效果。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种减反光学组件的制造方法，包括提供基底；在所述基底表面形成具有蛾眼结构的减反射层，所述减反射层包括由多个凸起组 成的凸起阵列；在所述减反射层的表面形成覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝 和氧化锆中的一种或多种。一个基本思想是通过在蛾眼结构的减反射层表面形成材料为氧化硅、氧化钛、氧 化铝和氧化锆中一种或多种的覆盖层，可以起到保护减反射层的作用，避免酸性物质或碱 性物质直接与减反射层发生化学反应，且可以提高减反射层的耐磨性能，最终提高减反射 层的稳定性，延长减反光学组件的使用寿命。此外，所述覆盖层不影响减反光学组件表面的 超亲水特性，从而可以实现减反光学组件的自清洁功能，且使得减反光学组件表面的防雾 效果显著。在一个例子中，所述减反光学组件的制造方法还包括在所述覆盖层表面形成低 表面能涂层。由于在所述覆盖层上形成低表面能涂层，从而使得减反光学组件的表面由超 亲水变为超疏水，在保持自清洁功能不变的前提下，可以实现防冻功能。附图说明图1是现有技术中一种蛾眼结构的结构示意图2是现有技术中另一种蛾眼结构的结构示意图3是现有技术中一种减反光学组件的结构示意图4是本专利技术一实施例中减反光学组件的制造方法的流程示意图5是图4中形成减反射层后的一个示例性的结构示意图6是图4中形成减反射层的一个示例性的流程示意图7是图4中形成覆盖层后的一个示例性的结构示意图8是图4中形成覆盖层后的另一个示例性的结构示意图9是本专利技术另一实施例中减反光学组件的制造方法的流程示意图10是图9中形成低表面能涂层的一个示例性的流程示意图11是本专利技术实施例中不同结构的光学组件在不同波长下的透光率示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术 的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限 制。在下文中，为示范目的，产品实施例参照方法实施例描述。然而，应该理解本专利技术 中产品和方法的实现互相独立。也就是说，所公开的产品实施例可以依照其他方法制备，所 公开的方法实施例不仅限于实现产品实施例。本公开中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减反光学组件，其特征在于，包括：基底；位于所述基底表面的减反射层，所述减反射层包括由多个氧化锌纳米棒组成的氧化锌纳米棒阵列；以及位于所述减反射层表面的覆盖层，所述覆盖层的材料为氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆中的一种或多种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谷鋆鑫，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃公司，
类型：发明
国别省市：