膜层厚度对L ow-E玻璃光学性能的影响.pdf

建界
2014年第35卷第5期
doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2011.05.013
膜层厚度对Low-E玻璃光学性能的影响
井治',钱宝2,任立修1
1.中国建材国际工程集团有限公司,蚌埠233018;2.安徽方兴科技股份有限公司,蚌埠233018)
摘要:该文利用 TFCALC I膜系设计软件建立单银LowE镀膜玻璃膜层模型,分析各个膜层厚度的政变对膜层膜
面反射颜色、玻面反射颜色、透过颜色及透过率的影响,总结了膜层厚度对膜层颜色及透过率影响的规律
关键词: Tecalc;LowE玻璃膜层;膜层颜色
Impact on the Optical Properties of LOW-E Glass with
Different Film Thickness
J ING Zhi,QIAN Bao-duo REN Li-fen
(1. China Triumph International Engineeringgroup Co, Ltd, Bengbu 233018. China; 2. Anhui Fangxing Science
Technology Co, Ltd, Bengbu 233018, China)
Abstract The model of mono-silver coated LOW-E glass were established in theory by using the software of TF-
Cale. The variation of reflected color of film face, reflected color of glass face, transmitted color and transmittance
rith the film thickness change were analyzed. The rules about the impact of film thickness on film color and transmit
Lance were surnrnarized
Key words: TFCALC; the film of LOW-E glass; the color of film
Ow-E玻璃也称低辐射玻璃,它是一种镀膜玻璃,可以采用真空磁控溅射的方法,在浮法玻璃基片表面
镀制含有一层或两层甚至一:层金属基的膜系制得。Iow-E玻璃可以降低能量吸收或控制室内外能量交换,
以此达到环保节能的目的。L.ow-E玻璃具有传热系数低和反射红外线的特点,主要是其功能层起作用。
AgCu、Au和Al等金属都具有很高的红外反射特性,常用来制备功能层。Ag对可见光和红外光的反射
率最高,并且很容易蒸发,且中性好,偏振效应最小。所以,普遍选择Ag作为功能层来制备Iow-E玻璃
1建立理论模型
该文采用 TFCALC膜系设计软件,对膜层进行设计,并对其进行优化和模拟。建立1ow-E单银膜层理论
模型,基底采用6mm普通浮法玻璃,设计膜层结构为 GLASS/SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiNr,见图1。
在 TFCALC软件上建立理论模型,模拟优化后得到理论膜厚值,见表1
5
SIN
表1L0w-E膜系膜厚值
4
靶材 SIN, Nicr Ag Nicr SIN
3
膜厚/nm30
2
8.5
利用 Tfcalc膜系设计软件优化后,可以获得此Low-E膜系膜层的一些光学
GLASS
常数,见表2
图1单银Low-E膜系结构
收稿日期:2014-08-18.
作者简介:井治(1988-),助理工程师.E-mail:david_jz(9163.com
建界
2014年第35卷第5期
根据表1可以看出,Iow-E膜层
表2Low-E膜层光学常数
透过率为57.16%。根据GB/T
名称
b
7921-1997规定的CIE1976(L、膜而反射颜色1.02
0.95
22.6
a”、b)均匀色空间可以看出,膜面
玻面反射颜色36.2
11,6
57,16
反射(GR)a值为负值,接近零点;b
值为负值,数值较大,膜面颜色在蓝色
透过颜色
90.55
0.14
区域。玻面反射(FR)a"值为负值,b值为负值,玻而反射颜色在蓝灰区域。透过颜色(T)a“值为负值,接
近零点;b值为正值,接近零点,颜色接近中性。
2模拟实验
此Low-E膜层结构为 GLASS/SiN,/NiCr/Ag/NiCr/SiN,。将靠近玻璃面的膜层标记为第1层,其它
各层依次为第2层、第3层、第4层、第5层、即第1层为电介质膜SiN,,第2层为界面层NiCr,第3层为功
能层Ag,第4层为界而层NiCr,第5层为电介质保护膜SiNr,如图1所示
由表1可以看出,金属层膜层厚度都比较薄,其厚度不能大幅度改变。设定每层膜厚增加原来膜层厚度
的20%。分別增加第1层至第5层膜层的厚度,其余四层膜厚保持不变。根据GB/T7921-19978和
GB/T2680-944规定的颜色和透射比,采用 Tfcalc软件模拟出膜层膜面反射、玻面反射、透过颜色和透过
率变化趋势,选取六个点,记录其变化数值,见表3。
表3膜面反射L”、a”、b及透过率值
膜层记录点膜厚/nmL
%膜层记录点膜厚/nmL
(
b
2.657.16
13.39-0.34一22.757.35
2.2713.84ー0.73-22.857.05
3312.12
57.712-1
56.83
11.462,2
3.657,87
13.3
3.456,71
24.158.03
10.154.58
12.890,46-23.856.47
14,02-0.95
657.16
13.6一0.25一23,856,93
2.2713.95一0,84-22.757.03
13.430.5
0.63-22.956.7
2.4813.75-0.53
56.64
9.713.382.12
6.556.12
13.552.94
2.64
13
0).29-23.256.34
1.7
356.82
3-SIN
23.55
26.57
29.45
2.9-19.654.8
3对比分析及讨论
3.1膜面反射颜色分析
从表3中选取第1层至第5层的膜前反射的L、a"、b值,得图2。根据图2(a)可以看出,增加第5层
的厚度,对膜而反射L“值影响最大,L“有增大趋势,其次是第1层的影响较为明显,但增加其厚度,L“有降
低趋势。改变第2、3、4层膜层的厚度对L的改変不明显。由图2(b)可以看出,增加第1、2、3、4层膜层厚
度、,a'值都有增加趋势,向红色方向变化,第1、3层变化较第2、4层明显,且趋势一致。增加第5层膜层厚
度,a值有减小趋势,向绿色方向変化,影响较为明显。由图2(c)中可以看出,增加第3层厚度,b值有减小
趋势,向蓝色方向变化明显。增加第5层厚度,b值都有增加趋势,向黄色方向变化明显,与第3层变化相
反。改变其