[发明专利]可见光区域二氧化硅双纳米空心球冠状结构增透膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可见光区域二氧化硅双纳米空心球冠状结构增透膜，包括石英衬底和SiO₂双纳米空心球冠状结构膜，所述SiO₂双纳米空心球冠状结构膜附着于所述石英衬底表面；所述SiO₂双纳米空心球冠状结构膜包括多个SiO₂双纳米空心球冠状结构，多个所述SiO₂双纳米空心球冠状结构紧密排列为规则的六方阵列；所述SiO₂双纳米空心球冠状结构的其中一种纳米空心球冠状结构的直径为50‑60nm，另一种纳米空心球冠状结构的直径为200‑300nm；所述SiO₂双纳米空心球冠状结构的厚度为20‑30nm。本发明可以在整个可见光380‑800nm波长范围内，实现光学透过率为98.7±0.15％，几乎是对所有的波长具有相同的透过率。

技术领域

本发明涉及一种可以覆盖整个可见光区域的二氧化硅双纳米空心球冠状结构增透膜，还涉及一种可见光区域二氧化硅双纳米空心球冠状结构增透膜的制备方法，属于光学增透膜技术领域。

背景技术

防反射膜在光学材料、能源材料以及显示屏幕防反射方面均有重要的应用。传统的防反射薄膜主要是利用光学的反射相干相消原理来实现，一层防反射膜只能降低某一波段的光反射，要想实现对整个可见光波段的防反射，往往需要镀多层不同折射率的材料，同时还要考虑不同材料之间的结合力，其制作工艺复杂。此外，多层膜技术对不同角度的成像还存在致命的缺点，当入射光的角度发生变化时，其最佳透过峰位会发生变化，从而影响仪器的成像质量。随着VR和AR技术的推广和应用，大角度成像成为人们主要关注的问题之一。

随着纳米技术的发展，纳米防反射膜的研究悄然兴起，有不少公司推出了自己的纳米防反射膜技术，如佳能、尼康等等。纳米镀膜利用纳米材料特殊结构，在衬底上形成了一层折射率渐变薄膜，从而降低薄膜的反射。纳米防反射薄膜在大角度防反射方面具有很好的优势，但是在光学透过性方面依然存在最佳透过区域，即对有些颜色光透过率高一些，而某些颜色光透过率低一些，无法在整个可见光波段内实现无差别(或极小差别)的光学透过，该缺点不利于成像设备对色彩的捕捉，进而影响色彩的还原。

发明内容

本发明的目的是为解决目前纳米防反射膜在光学透过性方面存在最佳透过区域，无法在整个可见光波段内实现无差别或极小差别的光学透过，不利于成像设备对色彩的捕捉，进而影响色彩还原的技术问题。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种可见光区域二氧化硅双纳米空心球冠状结构增透膜，包括石英衬底和SiO₂双纳米空心球冠状结构膜，所述SiO₂双纳米空心球冠状结构膜附着于所述石英衬底表面；

所述SiO2双纳米空心球冠状结构膜包括多个SiO₂双纳米空心球冠状结构，多个所述SiO₂双纳米空心球冠状结构紧密排列为规则的六方阵列；

所述SiO₂双纳米空心球冠状结构的其中一种纳米空心球冠状结构的直径为50-60nm，另一种纳米空心球冠状结构的直径为200-300nm；所述SiO₂双纳米空心球冠状结构的厚度为20-30nm。

进一步地，所述SiO₂双纳米空心球冠状结构膜附着于所述石英衬底上、下两表面的结构尺寸相同。

另一方面，本发明提供一种可见光区域二氧化硅双纳米空心球冠状结构增透膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制双周期聚苯乙烯胶体微球混合溶液；

(2)在石英衬底的第一面合成双周期聚苯乙烯胶体晶体模板；

(3)在石英衬底的第一面合成SiO₂双纳米空心球冠状结构增透膜；

工序一、射频溅射制备SiO₂膜；