一种用于实现氟掺杂氧化锡镀膜玻璃表面色彩控制的方法

摘要

本发明公开了一种用于实现氟掺杂氧化锡镀膜玻璃表面色彩控制的方法。现有FTO镀膜玻璃表面的不同区域会出现不同的色彩甚至形成条纹状色带等问题。本发明方法在玻璃基底和氟掺杂氧化锡（FTO）薄膜之间增加一层具有较高折射率的薄膜，通过数值计算，得到玻璃基底上两层薄膜光学参数的最佳匹配，使该种FTO镀膜玻璃达到表面无色或色彩稳定的效果。本发明通过数值计算的方法，探求合理的膜系匹配，实现表面色彩的控制，为实际生产提供了十分有价值的参考。

主权项

一种用于实现氟掺杂氧化锡镀膜玻璃表面色彩控制的方法，其特征在于如下步骤：步骤(1).选择一种折射率大于2的薄膜材料，并将该薄膜材料作为FTO镀膜玻璃的中间层，即玻璃基板和FTO薄膜层之间的膜层；步骤(2).建立用于分析FTO镀膜玻璃表面色彩控制效果的数值模型；数值模型建立步骤如下：2‑1.以色饱和度和色差为目标函数进行数值建模，根据CIE色度理论及孟赛尔色系理论可以知道，色饱和度小于5或色差值小于1.5时，物体表面色彩不易被人眼觉察或呈现稳定色，属于较理想的色彩控制效果；色饱和度的求解函数为 C = ( a * 2 + b * 2 ) - - - ( 1 ) 色差的求解函数为 Δ E ab = [ ( Δ L * ) 2 + ( Δ a * ) 2 + ( Δ b * ) 2 ] 1 2 - - - ( 2 ) 其中，C为色饱和度，ΔEab为两种颜色间的色差，ΔL*代表两种颜色明度L*的差，Δa*、Δb*分别代表两种颜色色度坐标a*、b*的差，L*、a*、b*可由以下公式计算得到：L*＝116f(Y/Y0)‑16a*＝500[f(X/X0)‑f(Y/Y0)]b*＝200[f(Y/Y0)‑f(Z/Z0)]       （3）式（3）中， f ( X / X 0 ) = ( X / X 0 ) 1 3 , X / X 0 > ( 24 116 ) 841 X 108 X 0 + 16 116 , X / X 0 ≤ ( 24 116 ) f ( Y / Y 0 ) = ( Y / Y 0 ) 1 3 , Y / Y 0 > ( 24 116 ) 841 Y 108 Y 0 + 16 116 , Y / Y 0 ≤ ( 24 116 ) f ( Z / Z 0 ) = ( Z / Z 0 ) 1 3 , Z / Z 0 > ( 24 116 ) 841 Z 108 Z 0 + 16 116 , Z / Z 0 ≤ ( 24 116 ) - - - ( 4 ) 在式（4）中X0，Y0，Z0是白色光的颜色三刺激值，可根据下式进行计算X0＝5*SUM(MCIE|x)Y0＝5*SUM(MCIE|y)         （5）Z0＝5*SUM(MCIE|z)其中，MCIE是CIE色度坐标矩阵，下标x、y、z分别代表CIE色度坐标矩阵的三个分量，而每一个分量包含了对应从380nm～780nm以5nm为间隔的标准色度观察者的光谱刺激值，SUM为求和函数；而式（4）X、Y、Z是所研究颜色的三刺激值，可根据下式计算：X＝5*R*MCIE|xY＝5*R*MCIE|y       （6）Z＝5*R*MCIE|z式（6）中R为对应于不同波长的一维反射率矩阵： R = ( n 0 - C / B n 0 + C / B ) 2 - - - ( 7 ) 其中n0为空气折射率，C、B来自薄膜特征矩阵： B C = cos δ 1 i sin δ 1 / n 1 in 1 sin δ 1 cos δ 1 cos δ 2 i sin δ 2 / n 2 in 2 sin δ 2 cos δ 2 1 ng - - - ( 8 ) 薄膜特征矩阵中n1、n2和ng分别为FTO层薄膜、中间层薄膜和玻璃基板的折射率，δ＝2πnd/λ,d为膜层厚度，λ为波长，n为薄膜折射率；2‑2.根据步骤2‑1建立的数值模型，编写模拟计算程序，输入相应变量并求解色饱和度函数和色差函数；步骤(3).通过椭圆偏振仪测量玻璃基板、中间层薄膜及FTO层薄膜的折射率，并将测得的折射率的值输入至模拟计算软件程序中，进行数值模拟分析，寻找最佳的膜系匹配，直至达到期望的表面色彩控制效果；在寻找最佳的膜系匹配过程中：a.当色饱和度值小于5时，FTO镀膜玻璃表面色彩属于轻微程度，可接受;b.当色饱和度值小于2.5时，FTO镀膜玻璃表面色彩不易被人眼察觉，属于理想效果；c.当色差值小于1.5时，FTO镀膜玻璃表面不同区域间色彩差别不易被人眼察觉，表面色彩稳定，属于理想效果。