一种树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法及其结构与流程

本发明涉及光学薄膜制备，具体涉及一种树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法及其结构。

背景技术：

1、树脂薄膜如聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）、聚酰亚胺（pi）等，由于树脂薄膜质轻、柔韧性好且成本较低，被广泛用作光学镀膜的基材，应用于滤光片、柔性显示盖板、ar/vr光学器件等领域。

2、然而，在树脂薄膜表面进行真空镀膜（如溅射、蒸发镀膜）的过程中，由于薄膜基材与沉积膜层材料之间存在显著的热膨胀系数差异，以及膜层生长过程中产生的本征应力，会导致以下问题：①边缘翘曲与变形：镀膜应力在薄膜边缘区域集中释放，引起边缘波浪状起伏或翘曲，使边缘数毫米范围内的面型精度急剧恶化。②有效面积浪费：为保证最终产品性能，上述变形区域通常需要被裁切掉，如此便会导致边缘有效面积利用率极低，大幅增加了材料成本。③光谱漂移：边缘区域的膜层因应力分布不均导致膜厚与折射率偏离设计值，使得边缘区域的光谱特性（如截止深度、透过率）会偏离中心区域，发生光谱漂移，进而影响整体光学性能。

3、现有技术中，常采用降低镀膜温度或调整沉积速率来缓解应力，但单一工艺调整对边缘局部应力的释放效果有限。也有研究方案尝试在基材边缘涂覆保护层，但工艺复杂且增加污染风险。

4、因此，亟需一种新的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，以解决上述缺陷问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有树脂薄膜镀膜后边缘易变形、有效面积利用率低及光谱一致性差的技术问题，提供一种树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法及其结构。本发明能够结合物理结构改性与工艺参数协同控制进行平整化处理，能够显著改善镀膜后薄膜边缘区域面型平整度，提升边缘有效光学面积利用率，优化镀膜后薄膜的光谱性能。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明本发明实施例第一方面提供了一种树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，包括以下步骤：

3、（1）提供一树脂薄膜基材；

4、（2）在树脂薄膜基材的边缘区域加工出应力释放结构，所述应力释放结构包括沿边缘区域周向间隔设置的多个应力释放单元；所述应力释放单元为贯穿树脂薄膜基材厚度方向的线性切口或狭缝；

5、（3）将带有应力释放结构的树脂薄膜基材置于镀膜腔室中，进行镀膜处理；

6、（4）镀膜完成后，在真空环境下进行退火降温冷却处理，得到边缘面型平整化的镀膜产品。

7、进一步地，所述树脂薄膜基材为环烯烃聚合物薄膜、环烯烃共聚物薄膜或聚酯薄膜中的任意一种。

8、进一步地，所述应力释放单元自所述树脂薄膜基材的边缘沿垂直于边缘的方向向内延伸的深度为1mm~3mm，相邻应力释放单元之间的间距为2mm~8mm。

9、进一步地，所述应力释放单元自所述树脂薄膜基材的边缘沿垂直于边缘的方向向内延伸的深度为1.5mm，相邻应力释放单元之间的间距为4mm。

10、进一步地，所述步骤（3）具体包括：

11、将带有应力释放结构的树脂薄膜基材置于真空镀膜机的镀膜腔室中，关闭腔室，抽真空至本底真空度小于等于1.0×10-4pa；

12、采用阶梯式升温策略升高树脂薄膜基材的温度，升温过程中镀膜腔室持续抽真空，保持真空度小于等于5.0×10-4pa，并在树脂薄膜基材的温度比其玻璃化转变温度低20℃~55℃的条件下开始进行镀膜处理；

13、采用电子束蒸发镀膜方式，在树脂薄膜基材的表面沉积多层膜，沉积过程中，离子源辅助沉积持续工作；通过晶振膜厚监控仪实时监测膜层厚度，并在膜层厚度达到预设的目标膜层总厚度时停止镀膜。

14、进一步地，所述阶梯式升温策略具体包括：

15、第一阶段，将树脂薄膜基材的温度以3℃/min的升温速率升高至温度t1，保温10min，使树脂薄膜基材均匀受热并初步释放加工应力；

16、第二阶段，以2℃/min的升温速率升至镀膜温度t2，保温稳定15min；

17、其中，温度t1和镀膜温度t2的温差绝对值大于等于30℃，且温度t1小于镀膜温度t2；

18、所述镀膜处理过程中，镀膜材料为二氧化硅和五氧化三钛，两种材料交替沉积；沉积速率为0.2nm/s~1.0nm/s。

19、进一步地，所述沉积速率为0.5 nm/s。

20、进一步地，所述退火降温冷却处理具体包括：以2℃/min~5℃/min的降温速率冷却至50℃；在50℃下保温15min；随后自然冷却至23℃~27℃，打开腔室取出边缘面型平整化的镀膜产品；

21、所述退火降温冷却的过程中维持真空度小于等于5.0×10-4pa。

22、进一步地，所述降温速率为3℃/min。

23、本发明本发明实施例第二方面提供了一种树脂薄膜镀膜边缘面型平整化结构，通过上述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法制备得到，所述结构包括树脂薄膜基材，所述树脂薄膜基材的边缘区域设置有应力释放结构，所述应力释放结构包括沿边缘区域周向间隔设置的多个应力释放单元，每个所述应力释放单元为贯穿树脂薄膜基材厚度方向的线性切口或狭缝。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、（1）本发明通过应力释放结构与低温工艺的配合，实现边缘面型的主动平整化，提升边缘有效光学面积利用率，提升边缘区域的光谱表现。

26、（2）本发明通过在边缘设置应力释放结构（即物理线性切口），切断了镀膜应力向边缘自由端传递的路径；配合低温沉积工艺降低了膜层本征应力。二者协同作用，使得镀膜后边缘区域的翘曲变形量降低至1mm以下，相比未处理基材降低至少90%，边缘平整度大幅提升，具有显著的平整化效果。

27、（3）由于边缘变形量得到有效控制，使得单位面积基材的有效使用率提升60%，显著降低了光学薄膜产品的材料成本，有效提高了面积利用率。

28、（4）边缘平整度的提升确保了边缘区域膜层厚度分布的均一性，使得边缘区域与中心区域在光谱差异控制在1%以内，优化光谱的一致性，保证了全幅面光谱特性的一致性。

29、（5）本发明能够有效释放镀膜过程中产生的边缘应力，显著改善树脂薄膜镀膜后的边缘面型平整度，减少边缘变形和翘曲，使边缘区域更加平整，同时提升边缘区域的有效面积利用率，并优化边缘区域与中心区域的光谱一致性；适用于多种树脂薄膜基材，工艺简单、成本可控，适用于工业化批量生产。

1.一种树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，所述树脂薄膜基材为环烯烃聚合物薄膜、环烯烃共聚物薄膜或聚酯薄膜中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，所述应力释放单元自所述树脂薄膜基材的边缘沿垂直于边缘的方向向内延伸的深度为1mm~3mm，相邻应力释放单元之间的间距为2mm~8mm。

4.根据权利要求3所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，所述应力释放单元自所述树脂薄膜基材的边缘沿垂直于边缘的方向向内延伸的深度为1.5mm，相邻应力释放单元之间的间距为4mm。

5.根据权利要求1所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，所述步骤（3）具体包括：

6.根据权利要求5所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，所述阶梯式升温策略具体包括：

7.根据权利要求6所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，所述沉积速率为0.5 nm/s。

8.根据权利要求1所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，所述退火降温冷却处理具体包括：以2℃/min~5℃/min的降温速率冷却至50℃；在50℃下保温15min；随后自然冷却至23℃~27℃，打开腔室取出边缘面型平整化的镀膜产品；

9.根据权利要求8所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法，其特征在于，所述降温速率为3℃/min。

10.一种树脂薄膜镀膜边缘面型平整化结构，其特征在于，通过权利要求1-9中任一项所述的树脂薄膜镀膜边缘面型平整化处理方法制备得到，所述结构包括树脂薄膜基材，所述树脂薄膜基材的边缘区域设置有应力释放结构，所述应力释放结构包括沿边缘区域周向间隔设置的多个应力释放单元，每个所述应力释放单元为贯穿树脂薄膜基材厚度方向的线性切口或狭缝。