纳米孔洞型抗反射膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种纳米孔洞型抗反射膜及其制备方法。本发明专利技术的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法包括下列步骤：先将一含有有机模板的溶胶前驱液涂布于基材上，将溶胶前驱液干燥生成一薄膜后，去除薄膜内的有机模板以形成一纳米孔洞型抗反射膜。在较佳实施例中，可使用ＵＶ－Ｏ↓［３］在室温下去除上述有机模板。本发明专利技术还提供由上述制备方法制得的纳米孔洞型抗反射膜，该反射膜在可见光范围的反射率小于０．１、穿透率大于０．９。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗反射膜，且特别涉及一种高性能。
技术介绍
随着3C产品的快速进步与普及，抗反射膜已渐渐的从高不可攀的产品转变为基本必需品。举凡需透过视窗萤幕让眼睛接收信息的所有产品，都需使用抗反射膜，其应用范围包括液晶显示器的偏光膜(基材为TAC)、触控面板的上板(基材为PET)、投影电视的前板(基材为PC)、等离子体显示器(PDP)及阴极射线管(CRT)的前板(基材为玻璃)及光学镜片等。这是因为光线行经不同折射率的介质时，会产生部分穿透部分反射的物理现象，因此若无抗反射处理时，入射光将在许多界面间来回反射造成许多迷光、眩光及鬼影等，所以抗反射膜对提升光学系统的显示品质有其必要性，因此世界各大厂莫不卯足全力投入开发。除此之外，抗反射层与适当的电池结构结合可保存光在太阳能电池中，以增加它的光能产生的效率。 已知的抗反射层有单层结构与多层结构，由于光线并不仅是单一波长而已，所以欲在广波域内皆得到很低的反射率通常需要多层膜的结构。然而，多层结构的制程较为复杂、成本较高，如何制作高性能的单层抗反射层便成为业界亟待解决的问题。 近年来利用溶胶凝胶(sol-gels)在基材上制备抗反射层的方法在文献上已有一些探讨，如D.R.Uhlmann提到利用胶体(colloid)溶液形成多孔型薄膜作为抗反射层(J.Non.-Crystalline Solid，218(1997)113-122.)。T.Ohishi用旋转涂布的方式在面板上制备SiO2/SnO2抗反射/抗静电薄膜(J.ofSol-Gel Sci.and Tech.8(1997)511-515.)。Y.H.Sun以旋转及浸渍涂布，用有PVP或没有PVP的SiO2胶体在石英玻璃基材上作镀膜得到t＝315～559nmSiO2薄膜(Thin Solid Films440(2003)180-183.)。D.Chen及S.Walheim认为性能好的可见光AR膜n值需为～1.22，厚度需为λ/4(113-155nm，λ可见光的波长)(Science，283(1999)520-522；Adv.Mater.，15(2003)139-143.)。 由以上文献上得知目前以溶胶凝胶方法制备的抗反射层或SiO2镀膜大部分为多层或气凝胶(aerogel)的SiO2膜，得到的膜性质不易控制。另用有机模板制得的有机-无机SiO2薄膜，需经加温将有机膜板去除后才能得到多孔性的SiO2膜，但该SiO2薄膜的制备需经过400-500℃的热处理，这是有些基材(如塑胶及薄玻璃等)不能容忍的。此外，去除有机模板后的多孔性SiO2膜为亲水性，易吸附水份，使其折射率随相对湿度(RH)而升高如中孔型SiO2膜当RH由10％上升至60％，n值由1.24升至1.45。
技术实现思路
本专利技术的目的之一就是提供一种高性能的单层抗反射层及其制法，其在可见光的波长范围内皆有良好的抗反射效果。 本专利技术的目的之二就是提供一种纳米孔洞型抗反射层及其制法，其不需在高温下去除有机模板，因此不仅可涂布于玻璃基板上也可涂布于一般塑胶光学膜上。 本专利技术的目的之三就是提供一种具有合适厚度、高稳定性的抗反射层及其制法，且与传统制程技术相容，以符合业界需求。 为达上述与其他目的，本专利技术的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法主要包括提供一基材；配制一溶胶前驱液，该溶胶前驱液中包含一有机模板；将该溶胶前驱液涂布于基材上；将该溶胶前驱液干燥生成一薄膜；以及，去除薄膜内的有机模板以形成一纳米孔洞型抗反射膜。 依照本专利技术的较佳实施例，溶胶前驱液以浸渍涂布方式涂布于基材上，且有机模板以UV-O3去除。此外，在上述方法中，溶胶前驱液通常需经过一老化(aging)处理后再进行涂布。此外，在去除有机模板之后可还包括一亲油性修饰处理，以保持孔洞型抗反射膜的密度，不随相对湿度而改变。 本专利技术的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法中，该基材为玻璃基材或透明塑胶基材；该溶胶前驱液包含金属盐类或金属/非金属的烷氧化物溶液，其中该金属烷氧化物为Ti、Zr、Al的烷氧化物，该非金属烷氧化物为Si的烷氧化物，该溶胶前驱液还可包含水、溶剂、及酸，其中该溶剂为醇类，该酸为有机酸或无机酸；该有机模板为离子型表面活性剂或为非离子型表面活性剂，该有机模板还可为嵌段共聚物(block copolymer)，进一步可为三嵌段共聚物。 本专利技术的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，在去除有机模板之后还包括一亲油性修饰处理，其中该亲油性修饰处理以六甲基二硅氮烷(HMDS；hexamethydislazane)蒸气进行表面处理。 本专利技术的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法中，该涂布方式为旋转涂布或浸渍涂布；该有机模板的移除方式选自下列至少其一加热处理、UV-O3处理。 本专利技术的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，在将该溶胶前驱液涂布之前，还包括一老化(aging)处理，其中该老化(aging)处理在室温持续至少3小时。 本专利技术还提供一种纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，包括下列步骤提供一基材；配制一溶胶前驱液，该溶胶前驱液中包含一有机模板；将该溶胶前驱液涂布于该基材上；将该溶胶前驱液干燥生成一薄膜；以及以UV-O3去除该薄膜内的有机模板以形成一纳米孔洞型抗反射膜。在一较佳实施例中，该涂布方式为浸渍涂布；在该浸渍涂布中，该基板的上拉速率不大于10厘米/分钟。在一较佳实施例中，该有机模板为嵌段共聚物(block copolymer)。在一较佳实施例中，该纳米孔洞型抗反射膜的制备方法在去除有机模板之后还包括一亲油性修饰处理；在另一较佳实施例中，在将该溶胶前驱液涂布之前，还包括一老化(aging)处理。 本专利技术还提供一种根据上述制备方法所制得的纳米孔洞型抗反射膜，该纳米孔洞型抗反射膜在可见光范围的反射率小于0.1、穿透率大于0.9，其折射率约1.2-1.5，其厚度约110-150nm，且具有规则分布的孔洞。 根据本专利技术的制备方法所制得的纳米孔洞型抗反射膜，经涂布后得到膜厚适当且抗可见光反射率高且持久的中孔型抗反射膜薄膜。该抗反射膜薄膜在可见光波段(400-700nm)，可以有效地提升穿透率，同时降低反射率，并且制备方法为产业容易实施。 为让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下附图说明图1显示抗反射膜的折射率随老化处理时间的变化情形；图2显示实施例的薄膜样品在可见光波段的反射率与穿透率值；图3显示旋转涂布与浸渍涂布样品的可见光波段图；图4显示实施例14、15的反射率测量结果。具体实施方式本专利技术提供一种高性能纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，利用添加于溶胶前驱液之中的有机模板进行自组装(self assembly)以造成规则的结构分布。在较佳实施例中，可使用浸渍涂布配合UV-O3在室温去除有机模板，并以有机改性解决吸水问题，得到膜厚适当及抗可见光反射率高且持久的中孔型抗反射膜薄膜，方法为产业容易实施，性质也符合产业界需求。 依照本专利技术的方法，首先制备一溶胶前驱液，通常包含(a)金属盐类或金属/非金属的烷氧化物溶液、(b)水、(c)溶剂、及(d)酸。成分(a)中，金属烷氧化物包括Ti、Zr、Al等的烷氧化物，非金属烷氧化物包括Si的烷氧化物，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，包括下列步骤：　　　　提供一基材；　　　　配制一溶胶前驱液，该溶胶前驱液中包含一有机模板；　　　　将该溶胶前驱液涂布于该基材上；　　　　将该溶胶前驱液干燥生成一薄膜；以及　　　　去除该薄膜内的有机模板以形成一纳米孔洞型抗反射膜。

【技术特征摘要】
书所界定的范围为准。权利要求1.一种纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，包括下列步骤提供一基材；配制一溶胶前驱液，该溶胶前驱液中包含一有机模板；将该溶胶前驱液涂布于该基材上；将该溶胶前驱液干燥生成一薄膜；以及去除该薄膜内的有机模板以形成一纳米孔洞型抗反射膜。2.根据权利要求1所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中该溶胶前驱液包含金属盐类或金属/非金属的烷氧化物溶液。3.根据权利要求2所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中该金属烷氧化物为Ti、Zr、Al的烷氧化物。4.根据权利要求2所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中该非金属烷氧化物为Si的烷氧化物。5.根据权利要求2所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中该溶胶前驱液还包含水、溶剂、及酸。6.根据权利要求1所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中该有机模板为离子型表面活性剂。7.根据权利要求1所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中该有机模板为非离子型表面活性剂。8.根据权利要求1所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中该有机模板为嵌段共聚物。9.根据权利要求1所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中在去除有机模板之后还包括一亲油性修饰处理。10.根据权利要求9所述的纳米孔洞型抗反射膜的制备方法，其中该亲油性修饰处理以六甲基二硅氮烷蒸气进行表面处理。11.根据权利要求1所述的纳米孔洞型抗反...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵桂蓉，黄国莹，陈淑芳，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]