反射紫外线及红外线的光学涂层制造技术

一种形成在玻璃或塑料基板上用于遮蔽紫外线及红外线的多层结构，包括：　　　　２或３层的Ａｇ层；　　　　２或３层的氧化铟锡层（ＩＴＯ）；和　　　　２层～４层的电介质氧化物层；　　　　其中至少两层Ａｇ层被设置邻接于氧化铟锡层作为向上层或向下层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种反射紫外线及红外线的涂层，且更具体地涉及一种由多层具有不同折射率的材料形成，可透射可见光，同时有效地遮蔽紫外线及红外线的多层结构。尤其是，本专利技术涉及具有该多层结构的窗结构。
技术介绍
通常，波长范围在10～400nm的紫外线可以造成人体的皮肤老化、眼睛疲劳或白内障，以及物品的脱色，而波长范围为700nm以上的红外线可产生热而使周围温度上升。尤其对于窗占大部分面积的车辆或建筑物来说，紫外线会对人体及室内物品造成伤害。在夏天，由于红外线而引起的温度上升使空调使用费增加。为了遮蔽紫外线或红外线，将有色塑料薄片或金属涂层材料用于窗。但由于这种有色塑料薄片或金属涂层既遮蔽可见光也遮蔽紫外线及红外线，因此尤其在行车时，会造成难以确保驾驶视野或者难以观察前方情况。上述有色塑料薄片或金属涂层还会造成建筑物内采光不足。遮蔽人们开发了如韩国专利公报1988-10930A公开的用于遮蔽红外线的多层结构以遮蔽太阳光中红外线，但是该结构只能遮蔽有限波长范围在900～1200nm的红外线。改结构既不能遮蔽超过1200nm的红外线，也不能同时遮蔽紫外线和红外线。
技术实现思路
根据上述现有技术，本专利技术的目的之一是提供一种可有效遮蔽紫外线和红外线并可透射可见光的多层结构，以及由这种结构所制成的窗结构。本专利技术的另一个目的是提供一种由具有不同折射率和不同厚度的材料形成的多层结构以有效地遮蔽紫外线及红外线，以及由这种结构所制成的窗结构。本专利技术的再一个目的是提供一种可遮蔽紫外线及红外线的物品，例如汽车用安全玻璃。为了实现上述目的，如本文中具体和宽泛地描述，用于遮蔽紫外线及红外线的多层结构包括2或3层的Ag、2或3层的氧化铟锡(ITO)和2层～4层的电介质氧化物层。至少两层Ag被设置邻接于氧化铟锡层作为向上层或向下层。各电介质层由选自SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、Y2O3和Ta2O5的材料制成。根据本专利技术的另一个技术方案，用于遮蔽紫外线及红外线的窗结构包括玻璃或塑料材料；2或3层的Ag、2或3层的氧化铟锡层(ITO)和2层～4层的电介质氧化物层。其中至少两层Ag被设置邻接于氧化铟锡层作为向上层或向下层。根据本专利技术的多层结构通过在玻璃或例如丙烯(acryl)基塑料的基板上层叠具有不同折射率的多层涂层材料而制成。该结构的各个层可以通过如物理气相沉积法(PVD)或化学气相沉积法(CVD)的气相沉积法被沉积。该结构的设计采用了多级反射，该反射在由不同于其它材料的涂层材料制备的各个薄层中发生，以有选择地反射或透射具有特定波长范围的光。各个涂层材料应根据各自的折射率和光学性能来选择，并应考虑到对于预期波长范围的多级反射的产生，从而确定各层的沉积厚度。本专利技术采用银(Ag)、氧化铟锡(ITO)和电介质氧化物作为涂层材料。银(Ag)对可见光具有良好的透射性并对红外线范围具有良好的反射性能。Ag层的厚度优选为5nm～15nm的范围。氧化铟锡(ITO)为铟和锡的氧化物，其In2O3和SnO2的比例范围为85∶15～95∶4。不管沉积厚度如何，ITO对可见光具有良好的80％以上的光学透过性。电介质氧化物优选自SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、Y2O3和Ta2O5，并且根据各折射率确定其厚度。附图说明图1为透过根据本专利技术实施例1的光学涂层的入射光波长-入射光透射百分比的曲线图；图2为透过根据本专利技术实施例2的光学涂层的入射光波长-入射光透射百分比的曲线图；图3为透过根据本专利技术实施例3的光学涂层的入射光波长-入射光透射百分比的曲线图； 图4为透过根据本专利技术实施例4的光学涂层的入射光波长-入射光透射百分比的曲线图；图5为透过根据本专利技术实施例5的光学涂层的入射光波长-入射光透射百分比的曲线图；图6为透过根据本专利技术实施例6的光学涂层的入射光波长-入射光透射百分比的曲线图；和图7为具有本专利技术多层结构的汽车窗的横剖面图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行更为详细的说明。实施例1根据本专利技术实施例1的遮蔽紫外线及红外线的多层结构具有7层，其使用如Ag、ITO、SiO2和TiO2的4种涂层材料。按照在基板上的顺序，涂层材料的排列、折射率及厚度列于下表1。表1序号材料折射率(基准波长510nm) 层厚度(nm)7 TiO22.3486728.816 Ag 0.051 14.385 ITO 2.058 84.634 Ag 0.051 8.073 TiO22.34867126.062 ITO 2.058 38.14 1 SiO21.4618 162.79基板玻璃 1.52077如表1所示，多层结构可采用4种涂层材料形成7层结构。特别是，第5层ITO层被夹在第4层Ag层和第6层Ag层之间。多层结构中紫外线和红外线的遮蔽效果在表示入射光透射百分比-入射光波长的图1中显示。遮蔽多层结构透过约1.77％200nm波长的光，和约8％300nm波长的光以遮蔽紫外光，同时其可透过85％以上的可见光。另外，在800nm波长该结构的透射率为约31％且在1000nm波长透射率降到8％以下，从而在整个红外线区域内可有效遮蔽红外线。实施例2根据本专利技术实施例2的遮蔽紫外线及红外线的多层结构具有7层，其使用如Ag、ITO和Y2O3的3种涂层材料。按照在基板上的顺序，涂层材料的排列、折射率及厚度列于下表2。表2序号材料折射率(基准波长510nm) 层厚度(nm)7 Y2O31.795814.086 ITO 2.058 36.145 Ag 0.051 12.824 ITO 2.058 71.913 Ag 0.051 9.392 Y2O31.7958185.56 1 Ag 0.0515.79基板玻璃 1.52077如表2所示，多层结构可采用3种涂层材料形成7层结构，特别是，第3层和第5层的Ag层与第4层和第6层的ITO相互交替设置。多层结构中紫外线和红外线遮蔽效果在表示入射光透射百分比-入射光波长的图2中显示。遮蔽多层结构透过约3.5％200nm波长的光，和约9.5％300nm波长的光以遮蔽紫外光，同时透过85％以上的可见光。另外，在800nm波长该结构的透射率为约32％，且在1000nm波长透射率被降到4％以下，从而在整个红外线区域可有效遮蔽红外线。实施例3根据本专利技术实施例3的遮蔽紫外线及红外线多层结构为7层结构，其使用了如Ag、ITO和ZrO2的3种涂层材料。按照在基板上的顺序，涂层材料的排列、折射率及厚度列于下表3。表3号码材料折射率(基准波长510nm)层厚度(nm)7 ZrO22.06576 9.586 ITO 2.05829.575 Ag 0.05113.074 ITO 2.05876.343 Ag 0.05110.052 ZrO22.06576 63.841 Ag 0.0515.6 基板玻璃 1.52077如表3所示，多层结构可采用3种涂层材料形成为7层结构，特别是，第3层和第5层的Ag层与第4层和第6层的ITO层相互交替设置。多层结构中紫外线及红外线遮蔽效果在表示入射光透射百分比-入射光波长的图3中显示。遮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑必焕，
申请(专利权)人：日真光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：