本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)智能終端用藍(lán)寶石的表面抗反射與自清潔研究

  更多相關(guān)文章： 藍(lán)寶石 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu) 增透膜 親水性

【摘要】：藍(lán)寶石材料由于其本身固有的特性,如高硬度、抗腐蝕、抗輻射能力等優(yōu)點(diǎn),已成為移動(dòng)智能終端窗口材料發(fā)展的必然趨勢(shì)。但是由于其較低的透過(guò)率和較差的潤(rùn)濕性能,也限制了其應(yīng)用的發(fā)展。目前主要應(yīng)用的二氧化硅(SiO_2)是作為藍(lán)寶石增透的首選材料;但是由于其與藍(lán)寶石之間由于熱膨脹系數(shù)的不同,制備時(shí)將導(dǎo)致其與藍(lán)寶石之間存在較大的熱失配現(xiàn)象,這就使得薄膜在應(yīng)用時(shí)容易脫落。本文以HfO_2薄膜為中間緩沖層,制備HfO_2/SiO_2雙層增透膜系統(tǒng),以改善薄膜結(jié)合力較差的問(wèn)題;同時(shí)在另一面制備藍(lán)寶石亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu),以改善其表面潤(rùn)濕性能,并提高其可見(jiàn)光波段的透過(guò)率。Essential Macleod的軟件計(jì)算結(jié)果表明,HfO_2/Si O_2雙層膜系可以用來(lái)提高藍(lán)寶石在可見(jiàn)光波段的透過(guò)率且薄膜的折射率變化對(duì)藍(lán)寶石的透過(guò)效果會(huì)有一定的影響。同時(shí)采用Rsoft CAD軟件模擬計(jì)算亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的透過(guò)率,并確定亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)(占位比,深度,周期)。磁控濺射制備SiO_2/HfO_2增透膜的試驗(yàn)表明,中間層HfO_2的加入能明顯提高薄膜與基底之間的結(jié)合力,并且隨著HfO_2薄膜厚度的增加薄膜的附著力先增加后減小,當(dāng)增透膜SiO_2/HfO_2厚度為86/126 nm時(shí),測(cè)得其臨界載荷為7.6 mN,透過(guò)率為91.3%,較藍(lán)寶石本身(85.7%)相對(duì)提高了6.5%。以陽(yáng)極氧化鋁為掩膜,并采用電感耦合等離子刻蝕(ICP)的方法刻蝕鋁膜,掃描電子顯微技術(shù)(SEM)的測(cè)試表明,在刻蝕氣壓為3 mTorr、刻蝕功率100 W、刻蝕氣體(Cl2與Ar)的比值為1:1時(shí),所獲得的圖形刻蝕效果較好。在此基礎(chǔ)上,最后采用固相外延的方法,使其高溫氧化轉(zhuǎn)變成藍(lán)寶石亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)�？梢�(jiàn)光譜和潤(rùn)濕角的測(cè)試結(jié)果表明,藍(lán)寶石雙面增透結(jié)構(gòu)能有效地提高藍(lán)寶石在可見(jiàn)光波段的透過(guò)率,使得其透過(guò)率達(dá)到93.5%,較藍(lán)寶石本身(85.7%)相對(duì)提高了9.1%,同時(shí)表面亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)能有效地改善藍(lán)寶石本身的潤(rùn)濕性能,(潤(rùn)濕角由60.9°提高至125.4°),進(jìn)而在移動(dòng)智能終端觸摸屏領(lǐng)域有較好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：藍(lán)寶石 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu) 增透膜 親水性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ164;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 藍(lán)寶石改性的研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 增透膜系研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 藍(lán)寶石表面潤(rùn)濕性能的研究14-15
• 1.3 抗反射結(jié)構(gòu)的制備方法15-19
• 1.3.1 增透薄膜的制備方法15-17
• 1.3.2 亞波長(zhǎng)微納結(jié)構(gòu)的制備方法17-19
• 1.4 掩膜的選擇19-21
• 1.4.1 光刻膠掩膜19-20
• 1.4.2 金屬島狀顆粒掩膜20-21
• 1.4.3 AAO掩膜21
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容21-23
• 第2章 藍(lán)寶石抗反射結(jié)構(gòu)的制備及表征方法23-29
• 2.1 引言23
• 2.2 抗反射結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)23-24
• 2.2.1 Essential Macleod軟件的介紹23-24
• 2.2.2 Rsoft軟件基本功能的介紹24
• 2.3 抗反射結(jié)構(gòu)的制備24-26
• 2.3.1 SiO_2/ HfO_2增透膜系的制備方法24-25
• 2.3.2 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的制備方法25-26
• 2.4 抗反射結(jié)構(gòu)的測(cè)試分析方法26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 增透膜系的制備及性能29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 SiO_2/ HfO_2膜層厚度的優(yōu)化29-31
• 3.2.1 HfO_2薄膜厚度變化對(duì)藍(lán)寶石透過(guò)率的影響30
• 3.2.2 材料結(jié)構(gòu)偏差對(duì)增透膜增透性能的影響30-31
• 3.3 增透膜系的制備31-33
• 3.3.1 濺射工藝參數(shù)31-32
• 3.3.2 沉積速率的測(cè)定32-33
• 3.4 退火處理對(duì)薄膜結(jié)晶性以及成分的影響33-35
• 3.4.1 退火處理對(duì)薄膜結(jié)晶性的影響33
• 3.4.2 退火處理對(duì)薄膜成分的影響33-35
• 3.5 中間層厚度變化對(duì)增透膜性能的影響35-39
• 3.5.1 中間層厚度變化對(duì)透光率的影響35-36
• 3.5.2 中間層厚度變化對(duì)薄膜間結(jié)合力的影響36-38
• 3.5.3 中間層厚度變化對(duì)薄膜結(jié)晶性的影響38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 藍(lán)寶石表面亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的制備性能研究40-58
• 4.1 引言40
• 4.2 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的模擬40-43
• 4.2.1 亞波長(zhǎng)最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的模擬40-43
• 4.2.2 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對(duì)透過(guò)率的影響43
• 4.3 AAO掩膜的制備43-45
• 4.4 刻蝕工藝研究45-52
• 4.4.1 刻蝕氣體的選擇45-46
• 4.4.2 刻蝕功率對(duì)刻蝕效果的影響46-48
• 4.4.3 氣體組分對(duì)刻蝕效果的影響48-50
• 4.4.4 刻蝕氣壓對(duì)刻蝕效果的影響50-52
• 4.5 固相外延52-55
• 4.5.1 亞波長(zhǎng)圖形的結(jié)構(gòu)和形貌52-55
• 4.6 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的性能55-57
• 4.6.1 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)藍(lán)寶石透過(guò)率的影響55
• 4.6.2 亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)藍(lán)寶石潤(rùn)濕性的影響55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：933548