[发明专利]一种聚四氟乙烯与氧化铝原子层复合减反膜的制备方法

说明书

一种聚四氟乙烯与氧化铝原子层复合减反膜的制备方法，该方法首先采用电子束蒸镀方法，在透明或半透明的基底上沉积一层致密聚四氟乙烯层，然后再沉积多孔聚四氟乙烯纳米棒层，得到双层聚四氟乙烯膜；再将获得的双层聚四氟乙烯膜放入原子层沉积设备中，沉积一层氧化铝包覆层。研究发现，该复合膜对可见光范围内的多角度入射光均具有极佳的减反增透作用；同时由于聚四氟乙烯特殊疏水疏油的表面性质及化学稳定性，使得该减反膜具有良好的自清洁效果和极好的生物相容性；另外，氧化铝原子层能保持均匀极小厚度，能全面覆盖样品表面。在满足膜的减反增透的要求下，亦可提高薄膜的机械强度，满足光学器件、光子器件、滤色器等表面减反增透的实际应用要求。

技术领域

本发明涉及一种双层聚四氟乙烯与氧化铝原子层复合的自清洁减反膜的制备方法，属于纳米材料及光学抗反射薄膜制备技术领域。

背景技术

抗反射薄膜也称减反膜，由于能有效减少材料表面的光反射，增加光的透射能力，是一种应用范围极广的薄膜材料，已被大量应用于各类光学镜头、光电器件、数字信息显示器、介质薄膜、电子薄膜、光电薄膜、滤色器、光记录器等所需的防反射增透涂层。然而由于在实际应用过程中，大部分减反膜表面多由氧化硅、氧化铪等无机物制备而成，薄膜不能承受拉、压、弯曲等较大形变，同时这些无机物多为亲水性质，且与人体化学相容性较差，环境中水汽的冲刷、油脂、有机污染物、粉尘等在薄膜表面的吸附，使材料表面被污染，从而降低减反膜的抗反射性和稳定性，而高分子材料以其独特的延展性及高效、低成本制造工艺、特殊疏水疏油的表面性质及化学稳定性，使得高分子材料有望大规模应用于减反膜领域。

传统的高分子薄膜均采用溶胶凝胶等化学方法制备，该方法无法控制薄膜厚度及表面形貌的均一性，从而也无法控制薄膜的折射率，故薄膜的减反增透作用无法保证；另外，采用化学方法制备高分子薄膜的过程中，易造成薄膜成分的污染和基底的腐蚀。

因此需要发展新的高分子减反膜制备技术，在均一化控制高分子薄膜减反增透作用的同时，也要杜绝制备过程中薄膜成分污染和基底的腐蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚四氟乙烯与氧化铝原子层复合减反膜的制备方法，使其不仅工艺简单，而且所制备的减反膜对于可见光范围内的多角度入射光均具有极佳的减反增透作用，并能在满足膜的减反增透的要求下，亦可提高膜的机械强度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种聚四氟乙烯与氧化铝原子层复合减反膜的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)利用电子束蒸镀方法，先将沉积角度设定为0°，在透明或半透明的基底上沉积一层反射率为1.30～1.50的致密聚四氟乙烯层；

2)将沉积角度设定为80°，再在获得的致密聚四氟乙烯层上沉积一层反射率为1.15～1.25的多孔聚四氟乙烯纳米棒层，得到双层聚四氟乙烯膜；

3)将获得的双层聚四氟乙烯膜放入原子层沉积设备中，循环次数设置为5～15，沉积一层氧化铝包覆层；

优选地，步骤1)中所述电子束蒸镀的沉积速率为步骤3)中原子层沉积流量10～20SCCM；氧化铝包覆层的厚度6～7nm。

本发明所述透明或半透明的基底包括石英片、BK7、SF5、LAK14、FTO和派莱克斯玻璃中的任一种，它们的折射率在1.45～1.95之间。