一種低輻射薄膜的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種薄膜結構，更具體地，涉及一種低輻射薄膜結構。
【背景技術】
[0002] 低福射薄膜（Low-Emissivity Film，Low-E Film)是一種對紅外、紫外具有高反 射而對可見光具有良好透過率的薄膜，可以實現調節陽光和熱力、節約能源、改善環境等功 能。
[0003] 目前市場上已有的低福射薄膜大致分為：單銀低福射薄膜（Single Low-E Film)、 雙銀低福射薄膜（Double Low-E Film)和周期性多層低福射薄膜（Photonic Crystal Low-E Film);其中，銀系低輻射薄膜的可見光透過率僅為50%?80%，且由于銀系膜包括 保護層、阻擋層、組合層等，對應著不同材料、不同厚度、不同光學性能的膜層，各異的物理 化學工藝參數導致在薄膜制造和參數檢測上存在困難；
[0004] 周期性多層低輻射薄膜對紫外透射率均值約30%、對紅外的透射率在波長 800nm?1200nm范圍內低于10%，在大于波長1200nm范圍內均值約85%，膜層數在30? 40層，厚度大；由于周期性多層膜需要反復30多次膜層沉積覆蓋，導致制備工藝復雜且生 產成本較高。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種低輻射薄膜，其目的在 于采用金屬薄銀層抑制長波長紅外波和短波長紫外波的透射，采用周期性多層膜增強可見 光波段的透射，提高低輻射薄膜對可見光的透射率，并降低對紫外和紅外的透射率。
[0006] 為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種由TiO2作為保護層的單銀 層結構與周期性的Ti0 2/Si02結構相匹配的結型結構低輻射薄膜，包括基底、覆蓋于基底之 上的單銀層和覆蓋于單銀層之上的周期性多層膜；
[0007] 其中，單銀層為類似夾心餅干的3層結構：中間一層為Ag膜，Ag膜上下兩表面分 別緊貼一層110 2保護層；1102保護層用于提高Ag膜與其他膜層的附著力，并具有防止Ag膜 被氧化腐蝕的作用，同時還具有調節膜系光學性能的作用，體現在降低Ag膜膜面的反射， 增強可見光的透射上；
[0008] 其中，周期性多層膜為10層結構，是5個Ti02/Si02g型結構的疊加，所述TiO 2/ Si02g型結構為一層TiO2膜上覆蓋一層SiOJ莫形成的結構；該周期性多層膜結構在可見光 380nm?780nm范圍內透射率為70?96%，且可見光大部分波段的透射率在85%以上。
[0009] 優選的，低福射薄膜的厚度為1325nm?1575. 8nm，不包括基底的情況下層數為13 層，相比于現有技術的低輻射薄膜，顯著的減少了層數和厚度。
[0010] 優選的，單銀層中Ag膜厚度在9nm?12nm，Ag膜在該厚度范圍內具有最好的光譜 特性，既滿足對可見光的高透射，又能起到對紫外和紅外輻射的阻擋作用。
[0011] 優選的，單銀層中TiO2保護層厚度在IOnm?40nm ;隨著保護層厚度的增加，可見 光透射峰有明顯的紅移，可以實現對可見光的增透，厚度過薄無法起到保護和連接作用，厚 度過厚則會制約可見光高透射；在該厚度范圍的1102保護層既具有較好的保護作用，又不 影響Ag膜的光學特性。
[0012] 優選的，周期性多層膜厚度為1275nm?1490nm〇
[0013] 優選的，周期性多層膜中TiO2膜的厚度為IOOnm?117nm。
[0014] 優選的，周期性多層膜中SiO2膜的厚度為155nm?181nm。
[0015] 優選的，周期性多層膜的中心波長Xtl為900nm?1050nm ;調節周期性多層膜的中 心波長可以改變峰值位置和展寬帶隙；在該中心波長范圍內，實現可見光380nm?780nm范 圍內為透射譜高峰。
[0016] 由于本發明提供的低輻射薄膜的低輻射特性由附著于基底上的單銀層和周期性 多層膜實現，對于基底無材料類別和厚度限制，可根據應用領域選擇，如果為民用，多選用 玻璃材料；若為實驗室需要，也可以選用其他的透明基底材料。
[0017] 總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有 益效果：
[0018] (1)由于本發明提供的低福射薄膜的Ag膜厚度在9nm?12nm，在該厚度范圍內具 有最好的光譜特性，既滿足對可見光的高透射，又能起到對紫外和紅外輻射的阻擋作用；
[0019] (2)由于本發明提供的低福射薄膜的TiO2保護層厚度為IOnm?40nm，在該厚度 范圍的110 2保護層既具有較好的保護作用，又不影響Ag膜膜層的光學特性；
[0020] (3)由于本發明采用的周期性多層膜具有光子帶隙特性，調節中心波長和周期可 以改變峰值位置和展寬帶隙，使得本發明提供的低輻射薄膜對可見光的透射率達到70? 96%，且對可見光大部分波段的透射率在85%以上，相較于現有技術的銀系低輻射薄膜 50?80%的可見光透射率有顯著的提高；相對更高的透射率在自然光采集上具有明顯優 勢；
[0021] (4)由于本發明提供的低輻射薄膜采用單銀層與周期性多層膜結合的結構，其中 3層結構的單銀層主要用于實現對紅外和紫外的低輻射，10層結構的周期性多層膜主要用 于實現可見光的高透射，與現有技術的周期性多層低輻射薄膜30?40層的層數相比，層數 顯著降低，很大程度上縮減了成本，簡化了膜層沉積工序流程，提高了生產效率；
[0022] (5)由于本發明采用的金屬Ag膜在對可見光透射的條件下，對于波長較長的紅 外波具有良好的低透過率特性；且由于采用周期性多層膜與金屬Ag膜結合的結構，增強了 周期性多層膜對紅外和紫外的限制作用；本發明提供的低輻射薄膜與周期性多層膜相比， 在紫外、紅外波段的透射率有了明顯的降低，紫外區域降低約15%，達到15%，對780nm? 1200nm紅外波段的透射率降低到10%以下、對1200nm?3000nm紅外波段的透射率降低 60%，達到25%以下，從而起到紫外、紅外低輻射的作用；本發明提供的低輻射薄膜在紫 夕卜、紅外屏蔽，維持膜層兩側紫外和紅外輻射差方面具有優異的性能；
[0023] (6)由于單銀層里采用了保護層，將金屬Ag膜與基底和周期性多層膜的最底層在