一种消除具有非陡峭界面双层膜结构镀膜玻璃反射色的膜层设计方法[0002]镀膜玻璃是通过在玻璃表面涂镀一层或多层金属、金属氧化物或其他无机材料，以改变玻璃的光学性能，满足某些特定要求。作为窗玻璃应用的镀膜玻璃，由于功能性的要求，往往具有两层或两层以上的薄膜结构，同时还要满足美观要求。一般情况下，这需要镀膜玻璃的反射色为无色或稳定可控的某种色彩。而光线经过双层膜或多层膜结构时，由于薄膜的干涉作用会呈现颜色。对于双层膜结构的镀膜玻璃，传统工艺为消除颜色，先确定某一层薄膜的光学参数，再对另一层膜尝试不同的厚度匹配或微调膜层的折射率，逐步试探出合适的匹配膜层。试探过程繁琐，周期漫长，成本高，效率低下。ZL200610053954.4提出针对双层膜结构 镀膜玻璃消除反射色的设计方法，但该专利不考虑镀膜过程中膜层界面、膜层与衬底之间由于扩散作用形成的非陡峭界面，仅能满足某些低温工艺获得的具有清晰界面的镀膜玻璃的设计要求，而对具有非陡峭膜层界面结构的镀膜玻璃与实际情况相差较大。
[0003]本发明的目的是提供一种消除具有非陡峭界面双层膜结构镀膜玻璃反射色的膜层设计方法，以简化双层膜结构镀膜玻璃生产中为消除反射色而进行的试探性实验。[0004]本发明的消除具有非陡峭界面双层膜结构镀膜玻璃反射色的膜层设计方法，其步骤如下:[0005]针对非陡峭界面双层膜结构镀膜玻璃建立五层膜结构模型，由基板6向上依次记为第一非陡峭界面膜层1、第一镀膜层2、第二非陡峭界面膜层3、第二镀膜层4和第三非陡峭界面膜层5，设第一镀膜层2的折射率n2和消光系数k2已经确定，厚度记为h2，第二镀膜层4为待消除的镀膜玻璃反射色的目标膜层，其折射率、消光系数和厚度分别记为n4、k4和h4，基板6的折射率116确定，第一、第二和第三非陡峭界面膜层的厚度已知，依次记为hp h3和h5,第一非陆峭界面膜层的折射率Ii1和消光系数Ic1确定,利用Bruggeman (布鲁格曼)有效介质近似模型将第二非陡峭界面膜层的折射率表达为n3=f (n2、k2、n4、k4)，消光系数表达为k3=f (n2、k2、n4、k4),将第三非陆峭界面膜层的折射率表达为n5=f (n4、k4、ns^、ks气),消光系数表达为k5=f (n4、k4、nsn、ksn)，nsn、ksn分别表示空气的折射率和消光系数，并且将112、1^2、114、1^4、116展开为入射光波长λ的函数。利用矩阵法建立五层膜反射率与薄膜光学参数的参数关系，Rl hl,h2, h3, h5,nl,kl,n2, k2
(h2，h4, n4，k4，λ )，其中R是镀膜玻璃的反射率，利用CIE矩阵以及LW均匀色空间的规定和R
hl，h2，h3，h5，nl，kl，n2，k2 ^2, h4，Π4， k4，λ )，获得镀膜玻
璃反射色色饱和度的参数式S



hl,h2, h3, h5，nl，kl，n2，k2
(h2, h4, n4, k4, λ )，由此建立消除反射色的数学模型，如式(I)所示，
[0006]min (S I hl,h2,h3,h5,nl,kl,n2, k2 ^2, h4, Π4, k4) )(I)
[0007]h2, h4, n4, k4 e D
[0008]其中D表示参数定义域，求解式(1)，获得使3为最小值的一组参数112，114，114，1^4，就是消除具有非陡峭界面双层膜结构镀膜玻璃反射色的目标膜层的参数。
[0009]求解式(I)，可以采用传统的迭代方法。由于薄膜光学计算涉及大量的非线性元，为了快速准确的求解式(I)，以采用模拟退火法和牛顿迭代法相结合的两步法来求解为好，具体步骤如下:
[0010]I)使用模拟退火法求解公式(I)，获得一组参数h2，h4, n4和k4的值；
[0011]2)以步骤I)获得的1!2，1!4，114和1^作为牛顿迭代法的计算初值，再次求解式(I)；
[0012]3)重复步骤1)、2)M次，M=l，2，…正整数，在获得的M个结果中，获取使S值为最小的一组参数h2, h4, n4和k4。
[0013]本发明使用计算方法寻找理论最优的目标膜层参数，用以指导实践生产，计算结果可靠，能够缩短依靠具体实验寻找消除镀膜玻璃反射色的目标膜层参数的工程周期。利用该方法获得的结果指导生 产实践具有明显的经济价值。



[0014]图1是具有非陡峭界面双层膜镀膜玻璃结构示意图；
[0015]图2是已确定的膜层折射率的曲线；
[0016]图3是已确定的膜层消光系数的曲线；

[0017]下面结合附图和实例对本发明做进一步详细说明。
[0018]参照图1，双层膜结构镀膜玻璃具有第一镀膜层2和第二镀膜层4，考虑界面之间的扩散情况，建立五层膜结构模型，第一镀膜层2和白玻衬底6之间为第一非陆峭界面膜层
1、第一镀膜层2和第二镀膜层4之间为第二非陡峭界面膜层3、第二镀膜层4和空气之间为第三非陡峭界面膜层5，则由基板6向上依次记为第一非陡峭界面膜层1、第一镀膜层2、第二非陡峭界面膜层3、第二镀膜层4和第三非陡峭界面膜层5，图中1、R分别表示入射光和反射光。
[0019]设第一镀膜层2的折射率n2和消光系数k2已经确定，厚度记为h2，第二镀膜层4为待消除的镀膜玻璃反射色的目标膜层，其折射率、消光系数和厚度分别记为n4、k4和h4，基板6的折射率116确定，第一、第二和第三非陡峭界面膜层的厚度已知，依次记为和h5，第一非陡峭界面膜层的折射率Ii1和消光系数Ic1确定，为简化计算，在本实例中设第二镀膜层4的折射率n4和消光系数k4已确定，根据实际工艺工况已确定膜层的折射率和消光系数曲线分别如图3所示，厚度如表1所示。第一镀膜层2和第二镀膜层4的厚度为需要设计的能够消除此具有非陡峭界面双层膜结构镀膜玻璃反射色的薄膜匹配参数，分别记为h2和h4。
[0020]表1膜层厚度数据
[0021]