薄膜用光固化AR減反射涂料，高效耐磨，可用于各種光學膜組

發(fā)布時間:

2024-09-30

光固化減反射涂料

在現(xiàn)代生活中，無論是在辦公室長時間面對電腦，還是在戶外活動時佩戴太陽鏡，視覺清晰度對我們來說都至關重要。然而，鏡片上的反光和霧氣常常影響我們的視野(如圖1)。光固化抗反射(AR)涂料因其卓越的光學性能和快速固化特性，為解決這些問題提供了有效的解決方案。

圖1 生活中遇到的鏡面反光情況

一、光固化AR涂料簡介

光固化AR涂料是一種利用紫外光或可見光引發(fā)固化反應的高科技涂料，通過在鏡片或其他透明物體表面形成一層薄膜，顯著提高透光率并減少反射光，從而增強視覺清晰度。

二、光固化AR涂料的功能

1.快速固化：光固化涂料在紫外光或可見光照射下能迅速固化，固化過程通常只需幾秒到幾分鐘。

2.優(yōu)異的涂膜性能：固化后的涂層具有良好的硬度、光澤、耐化學性和耐磨性，提供良好的保護和裝飾效果。

3.廣泛的應用范圍：可以應用于多種材料，如塑料、金屬、玻璃、木材等。

4.可涂裝對熱敏感的基材：由于固化溫度低，不會對易燃底材造成損害

三、應用領域

1.眼鏡行業(yè)：提高鏡片的透光率，減少眼睛疲勞，提升視覺舒適度。

2.觸摸屏和顯示器：減少屏幕反光，提高顯示清晰度和用戶體驗。

3.太陽能電池板：通過減少反射損失，提高太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率。

4.其他：如汽車玻璃、飛機玻璃等。

四、增透原理

AR減反射涂層又被稱為增透涂層，主要被鍍在光學器件表面上，減少表面的反射光，增加透過光，提高工作效率。十七世紀初，減反增透涂層就已經(jīng)引起了科學家們的興趣。1832年，菲涅爾提出了著名的“菲涅爾定律"，它是研究減反增透涂層干涉現(xiàn)象的基礎。1817年，約瑟夫·夫瑯禾費利用酸刻蝕法第一次制備得到了減反射涂層。1891年，泰勒發(fā)現(xiàn)低折射率的玻璃具有更高的透光率，并發(fā)現(xiàn)反射光的顏色隨著厚度的不同而變化，當反射光呈現(xiàn)為紫光時，可以獲得最大減反射效果。1935年、1939年及1942年，人們分別成功地制備得到了單層、雙層和三層減反射涂層。隨著減反射涂層實驗研究的不斷進步，其理論研究也在逐步的深化。

圖2 透射光干涉原理圖

根據(jù)涂層干涉理論的指導，可以在光學器件表面涂上一層或多層減反射涂層，使得其折射率大于空氣但是小于光學基底。一光源的兩條入射光線，它們以i為入射角照到涂層的表面。光線a從A點發(fā)生折射進入涂層內(nèi)部，在C點經(jīng)過涂層內(nèi)部的反射，又從B點經(jīng)過折射回到空氣中，記為光線a₁；光線b在B點發(fā)生涂層表面反射直接折回空氣，記為光線b_l， a_l和b_l此時會發(fā)生干涉現(xiàn)象。如果它們的光程差為：f_i=(2k+1)k／2，k=0，1，2，3，則兩束光線會在B點發(fā)生干涉，相位相消（原理如圖2）。

單層減反射涂層，在制備過程中往往遭遇低折射率涂層材料稀有且昂貴的尷尬局面。因此多層減反射涂層正在成為市場主流，可以先在基底上制備折射率更高的H層，與基底組成一個新的折射率更高的基底，然后在其上制備折射率合適的涂層L層，從而增強L層的增透效果，再通過調(diào)節(jié)涂層厚度，可以構(gòu)造出寬光譜，多角度減反射增透的涂層。

五、研究進展

近年來，光固化AR涂料的研究取得了顯著進展。研究人員通過優(yōu)化溶膠配方、改進光固化工藝等手段，不斷提高涂料的性能。例如，通過添加納米二氧化硅、納米二氧化鈦等無機材料，制備出具有更高硬度和耐磨性的涂層。此外，通過調(diào)整溶膠的配方和固化條件，實現(xiàn)了對涂層厚度和折射率的精確控制，從而制備出具有更優(yōu)光學性能的AR涂料（如圖3）。

總之，溶膠凝膠法制備的光固化AR涂料因其高效、性能優(yōu)異等特點，在多個領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。隨著技術的不斷進步，未來這種涂料有望在更多領域得到應用，為人們的生活帶來更多便利。

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