用于蓝宝石的防反射涂层制造技术

一种被涂覆衬底包括蓝宝石衬底和包括硅基材料的防反射涂层，其中，该防反射涂层具有1.23至1.45的折射率和至少4的莫氏硬度。一种用防反射涂层涂覆蓝宝石衬底的方法包括向蓝宝石衬底施加液剂以形成被涂覆衬底，并且使被涂覆衬底在至少500℃的温度下固化以在蓝宝石衬底上形成防反射层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于蓝宝石的防反射涂层相关申请的交叉引用本申请要求2015年7月14日提交的美国临时专利申请序号62/192,148的优先权，其公开通过引用被明确地整体并入本文。
本公开一般地涉及用于光学透明元件的防反射涂层且更特别地涉及用于蓝宝石衬底的防反射聚硅氧烷涂层。
技术介绍
将蓝宝石晶片用于透镜（诸如用于移动电话的盖透镜）相比于硅石玻璃而言具有优点，诸如较高机械强度和变形阻力。然而，纯蓝宝石的光透射率仅为约86%，比用于硅石玻璃的92%低得多。防反射涂层用来通过减小通过衬底的入射光的反射部分来增加通过光学透明衬底（诸如玻璃或蓝宝石）的光透射率。具有在空气的折射率（1.0）与蓝宝石的折射率（1.77）之间的折射率的单层透明材料可以提供防反射效果。然而，最佳的效果通常将用接近于约1.33的折射率实现。除了低的折射率之外，防反射涂层还必须具有良好的膜强度和高硬度。然而，用典型的已知聚硅氧烷涂层，难以在也提供良好膜强度和高硬度的同时获得供蓝宝石使用的相对低的折射率。某些典型防反射涂层是使用多层涂层的物理沉积而提供的以提供高均匀度。然而，该过程通常是复杂、昂贵的，并且提供差的膜强度。期望前述内容方面的改善。
技术实现思路
本公开提供了用于蓝宝石衬底的防反射涂层和用于涂覆此类衬底的方法。在一个示例性实施例中，提供了一种被涂覆衬底。该被涂覆衬底包括蓝宝石衬底和防反射涂层。该防反射涂层包括含硅材料。该防反射涂层具有1.23至1.45的折射率和至少4的莫氏硬度。在一个更特定实施例中，被涂覆衬底具有对在从380至800nm的可见光波长范围中的光的90%或更高的平均透射率。在上面实施例的任何实施例的一个更特定实施例中，防反射涂层具有4至8的莫氏硬度。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，防反射涂层具有1.30至1.35的折射率。在上述实施例的任何实施例的一个更特定实施例中，防反射涂层具有从50nm至150nm的厚度。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，防反射涂层具有小于10°的水接触角的水接触角。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，所述含硅材料由一个或多个可交联硅氧烷低聚物形成。在更特定实施例中，可交联硅氧烷低聚物包括甲基硅氧烷低聚物。在甚至更特定的实施例中，甲基硅氧烷低聚物具有重量平均分子量1000道尔顿至5000道尔顿。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，通过使可交联硅氧烷低聚物在至少500℃的温度下固化以在蓝宝石衬底上形成防反射层来形成防反射涂层。在一个甚至更特定的实施例中，通过使可交联硅氧烷低聚物在500℃至800℃的温度下固化达1分钟至60分钟或者更特别地3分钟至15分钟来形成防反射涂层。在另一甚至更特定实施例中，通过使可交联硅氧烷低聚物在至少700℃的温度下固化来形成防反射涂层。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，蓝宝石衬底具有相对的第一和第二表面，防反射涂层与蓝宝石衬底的第一表面接触，被涂覆衬底还包括与蓝宝石衬底的第二表面接触的第二防反射涂层。在上述实施例的任何实施例中的一个甚至更特定实施例中，第二防反射涂层具有1.23至1.45的折射率和至少4的莫氏硬度。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，被涂覆衬底包括与防反射涂层接触的防指纹涂层。在上述实施例的任何实施例中的一个甚至更特定实施例中，防指纹层具有从90°至150°的水接触角。在上述实施例的任何实施例中的另一更特定实施例中，防指纹层具有从60°至90°的油酸接触角。在一个实施例中，提供了一种设备。该设备包括根据上述实施例的任何实施例的至少一个被涂覆衬底。在更特定实施例中，该设备是显示器、照相机、透镜或光学装备中的至少一个。在甚至更特定的实施例中，该设备是电话、平板计算机、笔记本计算机或手表。在一个实施例中，提供了一种用防反射涂层涂覆蓝宝石衬底的方法。该方法包括提供蓝宝石衬底并向该衬底施加液剂以形成被涂覆衬底。该液剂包括可交联（cross-linkable）硅基材料和溶剂。该方法还包括使被涂覆衬底在至少500℃的温度下固化而在蓝宝石衬底上形成防反射层。在一个更特定实施例中，施加液剂包括将液剂旋涂到衬底上。在甚至更特定实施例中，以从约2000rpm至约5000rpm的速度来旋涂液剂。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，使被涂覆衬底固化包括将被涂覆衬底在500℃至800℃的温度下加热达3分钟至15分钟。在上述实施例的任何实施例中的另一更特定实施例中，使被涂覆衬底固化包括在至少700℃的温度下将被涂覆衬底加热。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，该方法还包括烘焙被涂覆衬底以在使被涂覆衬底固化之前去除溶剂的至少一部分。在甚至更特定实施例中，烘焙被涂覆衬底包括将被涂覆衬底在80℃至250℃的温度下加热达3分钟至15分钟。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，溶剂选自由乙醇、异丙醇、丙酮、甲醇、正丙醇、正丁醇、水、丁酮、二乙基甲酮、乙酸丁酯、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯以及其混合物组成的组。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，硅基材料由一个或多个可交联硅氧烷低聚物形成。在更特定实施例中，可交联硅氧烷低聚物包括甲基硅氧烷低聚物。在甚至更特定的实施例中，甲基硅氧烷低聚物具有1000道尔顿至5000道尔顿的重量平均分子量。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，将可交联的硅基材料提供为具有从0.1nm至50nm的粒径的多个颗粒。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，可交联的硅基材料包括液剂的总重量的按重量计1%至按重量计20%。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，溶剂选自由水、乙醇、异丙醇、丙酮、甲醇、正丙醇、丁酮、二乙基甲酮、乙酸丁酯、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯及其混合物组成的组。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，溶剂包括液剂的总重量的按重量计80%至按重量计99%。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，防反射层具有从50nm至150nm的厚度。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，防反射层具有1.23至1.45的折射率。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，防反射层具有至少4的莫氏硬度。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，蓝宝石衬底具有相对的第一和第二表面，并且向衬底施加液剂包括向蓝宝石衬底的第一表面施加液剂。该方法还包括向蓝宝石衬底的第二表面施加第二液剂，并且使第二液剂固化以在蓝宝石衬底上形成第二防反射层。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，该方法包括烘焙被涂覆衬底以在施加第二液剂之前去除溶剂的至少一部分。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，第二防反射层具有从50nm至150nm的厚度。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，第二防反射层具有1.23至1.45的折射率。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，第二防反射层具有至少4的莫氏硬度。在上述实施例的任何实施例中的一个更特定实施例中，该方法还包括在被涂覆衬底上施加防指纹层。在上述实施例的任何实施例中的一个甚至更特定实施例中，防指纹层具有从90°至150°的水接触角。在上述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂覆的衬底，包括：蓝宝石衬底；和包括含硅材料的防反射涂层，其中所述防反射涂层具有1.23至1.45的折射率和至少4的莫氏硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.14 US 62/192148;2016.06.15 US 15/1830551.一种涂覆的衬底，包括：蓝宝石衬底；和包括含硅材料的防反射涂层，其中所述防反射涂层具有1.23至1.45的折射率和至少4的莫氏硬度。2.根据权利要求1所述的涂覆的衬底，其中所述涂覆的衬底对在从380至800nm的可见光波长范围中的光具有90％或更高的透射率。3.根据权利要求1所述的涂覆的衬底，其中所述防反射涂层具有从50nm至150nm的厚度。4.根据权利要求1所述的涂覆的衬底，其中所述含硅材料由一个或多个可交联硅氧烷低聚物形成；其中所述一个或多个可交联硅氧烷低聚物包括甲基硅氧烷低聚物，所述甲基硅氧烷低聚物具有1000道尔顿至5000道尔顿的数均分子量。5.根据权利要求4所述的涂覆的衬底，其中通过在至少5...

【专利技术属性】
技术研发人员：段惠峰，申雁鸣，刘亚群，黄红敏，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US