技术领域

[0001] 本发明属于光学膜技术领域， 尤其涉及一种光学膜及其制作方法。

背景技术

[0002] 为了增加光学器件对光波或者某一特定波长光 波的反射率， 人们往往在光学器 件的表面贴光学膜或者增镀一层光学膜， 通过光学膜的作用来实现对光波或者 某一特定波长光波的强反射， 也就是实现对光波或者某一特定波长光波的滤 波 功能。 例如， 在手机屏幕上贴防蓝光膜， 防蓝光膜可以将手机内 LED光源发射的 高能蓝光反射掉， 即将高能蓝光滤掉， 大大减少手机屏幕透射的蓝光， 从而达 到减少蓝光对眼睛伤害的目的。

[0003] 现有的光学膜一般由高、 低折射率交替的介质层组合而成， 该光学膜可以起到 对某一特定波长光波的强反射作用， 但是现有的光学膜在反射特定波长光波吋 ， 往往会将该特定波长光波附近的其他波长的光 波也反射掉一部分， 即该光学 膜对该特定波长光波的滤波带宽较宽， 使得经过光学膜出射的光线色彩有偏差 等问题， 严重影响显示效果。

技术问题

[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种光学膜及其 制作方法， 以应对现有技术中光 学膜的滤波带宽较宽等技术问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明优选实施例提供一种光学膜， 用于反射某一波段的光， 其包括： 基底、 交替设置于所述基底上的介质层和颗粒层； 所述颗粒层包括多个颗粒， 所述颗 粒间距的取值范围为 λ 8至 λ 2, 所述介质层的光学厚度的取值范围为 λ ₂ /8至 λ ₂ 12, 且所述颗粒层的折射率大于或小于所述介质层 的折射率， 其中， λ ^Πλ ₂ 分别 为第一波段光的中心波长和第二波段光的中心 波长。

[0006] 在本发明优选实施例所述的光学膜中， 所述第一波段光的中心波长 λ ,与第二波 段光的中心波长 λ ₂ 相等。

[0007] 在本发明优选实施例所述的光学膜中， 接触所述基底的一层为所述颗粒层， 远 离所述基底的最外层为所述颗粒层或所述介质 层。

[0008] 在本发明优选实施例所述的光学膜中， 接触所述基底的一层为所述介质层， 远 离所述基底的最外层为所述颗粒层或所述介质 层。

[0009] 在本发明优选实施例所述的光学膜中， 所述颗粒的直径小于 λ J4。

[0010] 在本发明优选实施例所述的光学膜中， 所述第一波段光的中心波长 λ ,和第二波 段光的中心波长人 ₂ 的取值范围为 100纳米至 2000微米。

[0011] 在本发明优选实施例所述的光学膜中， 所述颗粒和所述介质层所采用的材料包 括氧化镁、 氧化钇、 硫化锌、 硒化锌、 砷化镓、 氟化镁、 氟化钙、 氧化铝、 SiO x、 TiO ^NbO xo

[0012] 在本发明优选实施例所述的光学膜中， 所述基底包括金属基底、 玻璃基底、 石 英基底、 橡胶基底或塑料基底。

[0013] 本发明优选实施例还提供一种光学膜的制作方 法， 其包括：

[0014] 一基底， 以及

[0015] 在所述基底上交替制作的介质层和颗粒层； 所述颗粒层包括多个颗粒， 所述颗 粒间距的取值范围为 λ ₂ /8至 λ ₂ /2， 且所述颗粒层的折射率大于或小于所述介质层 的折射率， 其中， λ ^Πλ ₂ 分别为第一波段光的中心波长和第二波段 光的中心波 长。

[0016] 在本发明优选实施例所述的光学膜的制作方法 中， 所述交替制作介质层和颗粒 层所采用的方法包括真空成膜工艺、 溶胶-凝胶薄膜成膜工艺和 /或自组织薄膜成 膜工艺； 其中， 所述真空成膜工艺包括物理 /化学气相沉积、 蒸发镀膜、 磁控溅 射镀膜、 离子镀、 外延生长； 所述颗粒间距的精度误差不大于所述颗粒间距 的 5 %; 所述光学厚度的精度误差不大于所述光学厚度 的 5%。

发明的有益效果

有益效果

[0017] 与现有技术相比， 本发明优选实施例提供一种光学膜及其制作方 法。 该光学膜 通过在基底上交替设置介质层和颗粒层， 其中， 颗粒层包括多个颗粒， 且所述 颗粒间距的取值范围为 λ 至 λ ,12, 所述介质层的光学厚度的取值范围为 λ ₂ /8至 λ 2/2, 粒层的折射率大于或小于质层的折射率， 其中， λ ^Πλ ₂ 分别为第一波段光 的中心波长和第二波段光的中心波长。 该光学膜可以同吋对第一波段和第二波 段的光进行强反射， 而不对其他波段光波产生影响， 即同吋对第一波段和第二 波段的光进行窄带滤波； 尤其是当第一波段光的中心波长与第二波段光 的中心 波长相等吋， 可以实现对一个特定波段的光的窄带滤波。

对附图的简要说明

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例或现有技术描 述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性 的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图 1是本发明优选实施例提供的第一种光学膜的� �构示意图；

[0020] 图 2是本发明优选实施例提供的第二种光学膜的� �构示意图；

[0021] 图 3是本发明优选实施例提供的第三种光学膜的� �构示意图；

[0022] 图 4是本发明优选实施例提供的第四种光学膜的� �构示意图。

本发明的实施方式

[0023] 以下描述中， 为了说明而不是为了限定， 提出了诸如特定系统结构、 接口、 技 术之类的具体细节， 以便透切理解本发明实施例。 然而， 本领域的技术人员应 当清楚， 在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实 现本发明。 在其它情况 中， 省略对众所周知的系统、 装置、 电路以及方法的详细说明， 以免不必要的 细节妨碍本发明的描述。

[0024] 需要说明的是， 在本说明书所涉及的附图中， 相同的部件将采用相同的标号。

[0025] 实施例一

[0026] 请参见图 1， 图 1为本发明优选实施例提供的第一种光学膜的� �构示意图。 本优 选实施例中的光学膜可以用于反射某波段的光 ， 而让其他波段的光透过， 即将 某波段的光过滤掉， 例如可以贴在 LED显示器表面起到减少蓝光透射的作用； 也 可以用于将光波中某特定波段的光波选择出来 ， 并通过反射进行分离， 从而获 得某特定波段的光波。 在此， 将不对本优选实施例中的光学膜的具体用途做 限 制。

[0027] 本优选实施例中的光学膜包括： 基底 10、 颗粒层 11和介质层 12。 图 1虚线框所 示的部分为颗粒层 11， 颗粒层 11包括多个颗粒 111， 即颗粒层 11由分布在基底 10 上的多个颗粒 111组成。

[0028] 具体地， 颗粒层 11与介质层 12交替地设置在基底 10上， 如图 1所示。 在基底 10 至介质层 12的方向上， 与基底 10接触的第一层为颗粒层 11， 在第一层颗粒层 11 上为第一层介质层 12， 且第一层介质层 12填满颗粒 111间的间隙。 在第一层介质 层 12上为第二层颗粒层 11， 以此类推， 直至形成如图 1所示的结构。

[0029] 颗粒间距 L的取值范围可以为 λ ,/8至 λ ,/2, 介质层的光学厚度的取值范围可以为 入 ₂ /8至人 ₂ /2， 且颗粒层 11的折射率大于或小于介质层 12的折射率， 其中， λ ^Πλ ₂ 分别为第一波段光的中心波长和第二波段光的 中心波长。 图 1中， d为介质层的 物理厚度， 在制作介质层 12吋， 介质层 12的物理厚度 d的公差范围为正负 5纳米

[0030] 在一实施例中， 颗粒间距的精度误差不大于颗粒间距的 5%; 光学厚度的精度 误差不大于光学厚度的 5%。

[0031] 在实际应用过程中， 颗粒间距 L的值可以大于介质层的光学厚度， 也可以小于 介质层的光学厚度， 亦可以等于介质层的光学厚度， 在此不做具体限制。 该光 学膜可以同吋对第一波段光的中心波长和第二 波段光的中心波长的光进行强反 射， 同吋， 不对其他波段光波产生影响， 从而可以实现窄带滤波的效果。 在一 优选实施例中， 颗粒间距取值为人,/4， 介质层的光学厚度取值为 λ ₂ /4。

[0032] 在一优选实施例中， 第一波段光的中心波长 λ ,与第二波段光的中心波长 λ ₂ 相等 。 也就是说， 该光学膜用于对中心波长为的光进行窄带滤波 。 例如， 当第一波 段光的中心波长 λ ,与第二波段光的中心波长 λ ₂ 均取 440纳米吋， 该光学膜将仅对 中心波长为 440纳米的高能蓝光进行强反射， 即对高能蓝光进行窄带滤波。 当将 该光学膜贴于手机屏幕上， 当手机内 LED光源发射的光入射到光学膜吋， 光学膜 将 LED光源中 90%的高能蓝光反射， 即过滤掉绝大部分高能蓝光， 使得从光学膜 出射的透射光中仅仅含有 10%左右的少量蓝光， 从而减小高能蓝光对眼睛的伤害 。 同吋， 由于该光学膜采用了颗粒层 11与介质层 12交替排布的结构， 并且颗粒 间距为 110纳米 （λ ,/4) ， 使得该光学膜滤掉蓝光的带宽很窄， 从而避免在滤掉 蓝光的同吋将其他颜色的光也滤掉， 在保证显示效果的情况下， 可以减少高能 蓝光对眼睛的伤害。

[0033] 当然， 在其他优选实施例中， 第一波段光的中心波长人,与第二波段光的中� �波 长入 ₂ 也可以不相等。 当第一波段光的中心波长 λ ,与第二波段光的中心波长人 ₂ 不 相等吋， 该光学膜可以实现对两个中心波长的光进行窄 带滤波， 例如第一波段 光的中心波长 λ ^440纳米， 第二波段光的中心波长人 ₂ 取700纳米， 这样该光学 膜就可以同吋对高能蓝光和红光进行强反射， 实现对蓝光和红光的窄带滤波。

[0034] 在一优选实施例中， 第一波段光的中心波长 λ ,和第二波段光的中心波长 λ ₂ 的取 值范围为 100纳米至 2000微米， 在实际应用中， 可以根据第一波段光的中心波长 λ ,和第二波段光的中心波长 λ ₂ 的大小设计颗粒 111的间距以及介质层 12的厚度， 从而实现对某一个中心波长或两个中心波长的 光的强反射。 同吋， 颗粒 111的尺 寸不能过大， 一般颗粒 111的直径小于 λ ,/4， 且多个颗粒的大小也可以不完全相 同。 当颗粒层 11仅由一层颗粒 111组成吋， 颗粒 111的直径即为颗粒层 11的厚度

[0035] 另外， 颗粒 111和介质层 12所采用的材料包括氧化镁、 氧化钇、 硫化锌、 硒化 锌、 砷化镓、 氟化镁、 氟化钙、 氧化铝、 SiO _x 、 TiO _x 、 NbO _x 中的一种或几种。 需要说明的是， SiO _x 为由硅 （Si) 和氧 （0) 两种元素形成的化合物， 例如， 在 采用化学气相沉积工艺制作该化合物过程中， 硅和氧可能按照非预设成分比例 生成化合物。 当制剂为 SiO吋， 理想情况下， 硅和氧的成分比例是 1:1， 但当硅含 量较多吋， 硅和氧的成分比例可能会高于 1:1。 因此， 可将由硅和氧生成的化合 物简写成 SiO _x ， x表示氧与硅的成分比值， 如 X为 1.2。 TiO NbO _x 情况与 SiO x类似， 在此不再赘述。

[0036] 当然， 颗粒 111和介质层 12也可以采用其他上述未列出的材料， 在此不做具体 限制， 只要满足颗粒层 11的折射率大于或小于介质层 12的折射率即可。 例如， 当颗粒层 11采用氧化镁吋， 介质层 12可以采用硫化锌， 使得颗粒层 11的折射率 小于介质层 12的折射率。 当然， 颗粒层 11也可以采用硫化锌， 而介质层 12采用 氧化镁， 使得颗粒层 11的折射率大于介质层 12的折射率。

[0037] 当然， 不同层颗粒层 11或者不同层介质层 12也可以采用不同的材料， 例如， 图 1中的颗粒层 11中， 有一部分颗粒层 11采用氧化镁， 另一部分颗粒层 11采用氧化 钇， 同理， 介质层 12中， 一部分介质层 12采用硫化锌， 另一部分介质层 12采用 硒化锌， 从而使得颗粒层 11的折射率均小于介质层 12的折射率。 颗粒层 11和介 质层 12的具体材质可以根据实际需要选定， 在此不做具体限制。

[0038] 在本优选实施例中， 基底 10为透明的基底， 例如为玻璃基底或石英基底等， 从 而可以使得经过光学膜后的光可以透过基底 10， 或者可以使得入射光通过基底 1 0入射至颗粒层 11和介质层 12中。 在使用该光学膜吋， 入射光可以从基底 10至介 质层 12的方向入射， 也可以从介质层 12至基底 10的方向入射。 无论从哪个方向 入射， 均能达到相同的技术效果。

[0039] 当然， 在其他实施例中， 基底 10也可以为橡胶基底、 塑料基底和金属基底等， 可以根据光学膜的实际应用来选择不同的基底 10。 例如， 当光学膜用于反射可 见光波段的某一波长光波吋， 基底 10可以为玻璃基底或石英基底； 当光学膜用 于反射微波波段的某一波长光波吋， 基底 10可以为陶瓷基底、 橡胶基底或塑料 基底； 当光学膜无需透射光波吋， 基底 10可以为金属基底。

[0040] 需要说明的是， 图 1中所示的光学膜的结构仅仅是其中的一种， 即接触基底 10 的一层为颗粒层 11， 远离基底 10的最外层为介质层 12。 本发明的光学膜的结构 还可以为其他的结构， 例如图 2至图 4中所示的结构。 请参见图 2至图 4， 图 2、 图 3和图 4分别为本发明优选实施例提供的第二种、 第三种和第四种光学膜的结构 示意图。

[0041] 在图 2所示的第二种光学膜的结构中， 接触基底 10的一层为颗粒层 11， 远离基 底 10的最外层也为颗粒层 11。 在图 3所示的第三种光学膜的结构中， 接触基底 10 的一层为介质层 12， 远离基底 10的最外层也为介质层 12。 在图 4所示的第四种光 学膜的结构中， 接触基底 10的一层为介质层 12， 远离基底 10的最外层为颗粒层 1 1 =

[0042] 需要说明的是， 图 1至图 4仅仅示意出颗粒 111的大致位置关系， 不能用于限定 本发明中多个颗粒 111的具体排布方式。 可以理解的是， 在实际制作该颗粒层 11 的过程中， 不可能保证每层颗粒层 11中多个颗粒 111均采用同样的分布方式整齐 排列， 每层颗粒层 11中的多个颗粒 111可以不规则排布， 只要满足颗粒 111的间 距基本相等即可。

[0043] 本优选实施例中的光学膜， 通过在基底上交替设置介质层和颗粒层， 其中， 颗 粒层有多个颗粒组成， 颗粒间距的取值范围为人^至人 ,^ 介质层的光学厚度的 取值范围为人 ₂ /8至人 ₂ /2， 颗粒层的折射率大于或小于质层的折射率。 该光学膜可 以同吋对一个中心波长或两个中心波长的光进 行强反射， 同吋， 不对其他波段 光波产生影响， 从而可以实现窄带滤波的效果。

[0044] 实施例二

[0045] 本优选实施例提供一种光学膜的制作方法， 该方法制作的光学膜可以用于反射 某波段的光， 而让其他波段的光透过， 即将某波段的光过滤掉， 例如可以贴在 L ED显示器表面起到减少蓝光透射的作用； 也可以用于将光波中某特定波段的光 波选择出来， 并通过反射进行分离， 从而获得某特定波段的光波。 在此， 将不 对该光学膜的具体用途做限制。

[0046] 该光学膜的制作方法包括：

[0047] 一基底， 以及

[0048] 在所述基底上交替制作的介质层和颗粒层， 所述颗粒层包括多个颗粒， 所述颗 粒间距的取值范围为 λ 8至 λ 2, 所述介质层的光学厚度的取值范围为 λ ₂ /8至 λ ₂ 12, 且所述颗粒层的折射率大于或小于所述介质层 的折射率， 其中， λ ^Πλ ₂ 分别 为第一波段光的中心波长和第二波段光的中心 波长。

[0049] 下面将详细地介绍该光学膜的制作方法。

[0050] 首先选择一基底， 该基底可以根据光学膜的实际使用情况来选择 。 当光学膜用 于反射可见光波段的某波长光波吋， 基底可以为玻璃基底或石英基底， 这样可 以使得经过光学膜后的光可以透过基底， 或者可以使得入射光通过基底入射至 颗粒层和介质层中； 当光学膜用于反射微波波段的某波长光波吋， 基底可以为 陶瓷基底、 橡胶基底或塑料基底； 当光学膜无需透射光波吋， 基底可以为金属 基底。 在此， 不对基底的种类进行具体限制。 [0051] 其次， 在基底上通过化学气相沉积法依次交替地沉积 颗粒层和介质层， 从而在 基底上形成交替放置的介质层和颗粒层结构。 当然， 在其他实施例中， 也可以 采用尺寸制作精度可控的真空成膜工艺、 溶胶-凝胶薄膜成膜工艺、 自组织薄膜 成膜工艺及上述工艺的几种工艺之间的自由组 合工艺； 其中， 所述真空成膜工 艺包括物理 /化学气相沉积、 蒸发镀膜、 磁控溅射镀膜、 离子镀、 外延生长等。

[0052] 具体地， 在本优选实施例中， 通过精准控制沉积吋间、 沉积速度等制成参数， 在基底上先沉积一层颗粒层， 该颗粒层包括多个颗粒， 多个颗粒分布在基底表 面上， 且颗粒间距控制在人^至人^， 颗粒的直径小于人^， 颗粒的大小可以不 同。 其中， 为第一波段光的中心波长， 的取值范围为 100纳米至 2000微米。

[0053] 在制作完第一层颗粒层后， 再制作第一层介质层。 可以理解的是， 由于颗粒之 间存在间隙， 因此第一层介质层的材料会填充在颗粒之间的 空隙中。 通过精准 控制沉积吋间、 沉积速度等制成参数， 形成第一层介质层。 一般地， 介质层的 光学厚度的取值范围为人 ₂ /8至人 ₂ /2， 其中， λ ₂ 为第二波段光的中心波长， λ ₂ 的取 值范围为 100纳米至 2000微米。

[0054] 在本发明实施例中， 颗粒间距的精度误差不大于颗粒间距的 5%; 光学厚度的 精度误差不大于光学厚度的 5%。

[0055] 在制作完成第一层介质层后， 在第一层介质层上继续沉积第二层颗粒层， 以此 类推， 直至最后一层介质层或颗粒层制作完成， 此吋， 将制作出由基底和交替 地设置在基底上的介质层和颗粒层组成的光学 膜。

[0056] 在制作光学膜的过程中， 颗粒的材料和介质层的材料均可以采用氧化镁 、 氧化 钇、 硫化锌、 硒化锌、 砷化镓、 氟化镁、 氟化钙、 SiO _x 、 TiO _x 、 NbO _x 、 氧化铝 等多种材质中的一种或几种， 也可以采用未列出的其他材质， 只要满足颗粒层 的折射率大于或小于介质层的折射率即可， 具体材质在此不做限制。 例如， 当 颗粒层采用氧化镁吋， 介质层可以采用硫化锌， 使得颗粒层的折射率小于介质 层的折射率。 当然， 颗粒层也可以采用硫化锌， 而介质层采用氧化镁， 使得颗 粒层的折射率大于介质层的折射率。 另外， 不同层颗粒层或者不同层介质层也 可以采用不同的材料， 例如， 颗粒层中， 有一部分颗粒层采用氧化镁， 另一部 分颗粒层采用氧化钇， 同理， 介质层中， 一部分介质层采用硫化锌， 另一部分 介质层采用硒化锌， 从而使得颗粒层的折射率均小于介质层的折射 率。 颗粒层 和介质层的具体材质可以根据实际需要选定， 在此不做具体限制。

[0057] 另外， 需要说明的是， 上述的制作方法仅仅是光学膜制作方法中的一 种， 在其 他实施例中， 光学膜也可以采用其他的步骤进行制作。 例如， 取一基底， 通过 控制沉积吋间、 沉积速度等制成参数， 在基底上先沉积一层介质层， 在第一层 介质层上沉积第一层颗粒层， 再在第一层颗粒层上沉积第二层介质层， 其中第 二层介质层填充第一层颗粒层中颗粒间隙。 依此类推， 直至最后一层颗粒层或 介质层制作完成， 此吋， 将制作出由基底和交替地设置在基底上的介质 层和颗 粒层组成的光学膜。

[0058] 本优选实施例中的制作方法， 通过在基底上交替地制作介质层和颗粒层， 从而 形成一光学膜。 该方法制作过程简单， 可以制作出本发明提供的光学膜， 其中 ， 该光学膜可以对某特定波段的光波进行强反射 ， 同吋， 不对其他波段光波产 生影响， 可以实现窄带滤波。

[0059] 以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案 ， 而非对其限制； 尽管参照前述 实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修 改， 或者对其中部分技术特征进 行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明实 施例各实施例技术方案的精神和范围。