[实用新型]减反光学组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种减反光学组件。

背景技术

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1的表面具有凸起的结构变化时（即蛾眼结构1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1折射率n1、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n1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。

实用新型内容

因此，需要一种光学组件，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。

根据本实用新型的一个方面，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。

根据本实用新型的另一个方面，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。