ITO电加热玻璃表面减反膜设计.pdf

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1、建筇玻璃与工业玻璃艮⋯⋯⋯⋯⋯⋯；—。。⋯jITo电加热玻璃表面减反膜没计Thedesignofanti-·reflectioncoatingOnthesurfaceoflTOelectric·-heatedglass秦瑞祥1黄友奇2马眷荣2欧迎春2(1海装驻天津地区军事代表局，北京100073；2中国建筑材料科学研究总院。北京100024)摘要：本文使用TFCalc软件设计和模拟ITO电加热玻璃表面减反膜，得出在ITO玻璃基础上沉积氟化镁能有效的降低表面可见光反射率，通过不同的膜系设计和优化可望获得最佳的减反

2、膜设计。关键词：ITO；TFCalc；减反膜；光学薄膜；膜系设计理论Abstract：TFCalcwhichisacoatingdesignsoftisusedtodesignandsimulateAfiti—refectioncoatingdesignedonthesurfaceoflTOelectric—heatedglassinthisarticle，wecanconcludethatalayerofMgF2depositedontheITO—aSscanreducethereflectivityofth

3、ecoatedITOdassinthevisiblearea，anddifferentcoatingsystemsandoptimizationmeasurescanbeadoptedtoobtainabestAnti—reflectioncoating．Keywords：ITO；TFCalc；anti—refectioncoating；opticalcoating；theoryofcoatingsystemdesign中图分类号：0484．41；TQl71文献标识码：B文章编号：1003—8965(20111

4、02—0040—041引言ITO薄膜是一种n型半导体材料，其在可见光区具有很高的透过率，对红外光却有很强的反射，这一性能使得ITO薄膜大量应用于热镜，使寒冷环境下的视窗或太阳能收集器的视窗将热量保持在一封闭的空间里而起到热屏蔽作用。ITO薄膜也具有良好的导电性能，ITO电加热玻璃广泛用于汽车、火车、电车、航天器等交通工具领域，实现除冰化霜的功能⋯。值得注意的是，ITO玻璃在实现热阻隔、电加热性能的同时，表面可见光透过率会下降10％。本文立足于ITO电加热玻璃表面的减反膜设计，在保证电加热性能要求的前提下通过表面

5、的减反处理实现ITO电加热玻璃在可见光区光透过率的提升。2ITO薄膜的电学性能对In203和SnO：的能带研究表明，符合化学计量比的ln203和SnO：均为宽禁带绝缘体。要得到导电且对可见光透明的薄膜，则必须使其半导化。半导化的途径一般有两种：一为组分缺陷(即40化学计量比偏移)，二是掺杂效应(即高价或低价离子替代)。一般同时采用上述两种半导化方法121。薄膜的方块电阻定义懵1为：Rn=p／d设满足电加热要求的ITO表面方块电阻为：5～20Q／[1，ITO薄膜的电阻率为：P=5×1o一4Q·cm，则ITO薄膜的

6、膜厚范围为：d=p瓜n--5X10’Q．rim／(5-20Q，u)--250--1000rim3减反膜设计的理论基础3．1单层减反射膜嘲当光线从折射率为n。的介质射入折射率为n，的介质中时，界面的反射率为：R-((n。一n。)／(n。+n，))2玻璃折射率为1．52，则表面反射率约为4．2％。为了减少玻璃表面的反射光，可以在玻璃表面沉淀一层低折射率薄膜。理想单层减反射膜的条件是，膜层的光学厚度为1／4波长，其折射率为入射介质和基片折射率乘积的平方根。对玻璃而言，理想减反射膜的折射率为1．23，但至今能利用薄膜的

7、最低折射率为1．38(氟化镁)，这虽建筇玻璃与工业玻璃鬣。～。——。。一二～⋯⋯—】不理想，但也使透射特性得到了相当的改进。3．2多层减反射膜H3对于大多数应用来说，单层减反射膜的减反效果并不理想，剩余反射还显得太高。可以采用几种折射率不同的均匀膜构成减反射膜，即多层减反射膜来提高单层膜的性能。3．2．1V形膜在玻璃基片上先沉积一层高折射率的入。／4厚的膜层后，基片的折射率好像从n。提高到n：2／n。，然后再沉积入水厚的氟化镁膜层就能起到更好的增透效果。但对偏离入。的波长，不能用Y=n22／n。等价处理，表面反

8、射曲线显著增加，光谱反射率曲线成V字形。这种入水一入水双层减反射膜称为V形膜。3．2．2W形膜V形膜只能在较窄的光谱范围内有效地减反射，因此仅适宜于在工作波段较窄的系统中应用。厚度为入0／4一入0／2的双层减反射膜，在中心波长入。的两侧可望有两个反射率极小值，光谱反射率曲线呈W字形。这种双层减反射膜称为W形膜。3．2．3多层减反射膜双层减反射膜的特性比单层膜要优越的多，但是在许多应用例