耐久性抗反射膜制造技术

本发明专利技术描述了一种抗反射膜，其具有包含可聚合的低折射率组合物的反应产物的表层，所述组合物包含至少一种氟化自由基聚合型材料和表面改性的无机纳米粒子。高折射率层与所述低折射率层连接。在一个实施例中，所述高折射率层包含分散于交联的有机材料中的表面改性的无机纳米粒子。所述抗反射膜优选地是耐久性的，在使用３．２ｃｍ的轴柄和１０００ｇ的砝码的条件下用钢丝棉擦拭２５次后，所述抗反射膜的雾度小于１．０％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请资料本专利申请是提交于2006年6月13日的专利申请No.11/423781的部分继续申请。
技术介绍
人们已经描述了多种抗反射聚合物膜(“AR膜”)。抗反射膜和涂层发挥功能的物理原理已为人所熟知。几篇综述可见于(例如)OpticalEngineering(光学工程)，S.Muskiant编辑，第6卷；OpticalMaterials(光学材料)，第7章，第161页，1985中；以及如美国专利No.3,833,368(Land等人)中所述。AR膜经常由具有适当光学厚度的交替的高折射率(“RI”)聚合物层和低折射率聚合物层构成。对于可见光来说，该厚度的数量级大约为待反射的光的波长的四分之一。肉眼对550nm左右的光最敏感。因此，期望以这样的方式设计低折射率涂层和高折射率涂层的厚度，即该方式使该光学范围内的反射光的量达到最小化(例如，2.5％或以下)。 正如Groh和Zimmerman在Macromolecules(大分子)，第24卷，第6660页(1991)中所描述的，已知含氟材料本身具有较低的折射率，因此可用在AR膜的低折射率层中。 人们还描述了使用含氟(甲基)丙烯酸酯聚合物和含氟材料的AR涂层。 尽管氟含量的增加会降低低折射率涂层组合物的折射率，但同时产生的表面能的减少可导致涂层及光学装饰特性变差，并导致低折射率层与相邻高折射率层的界面粘合力降低。另外，已知高度氟化的材料会降低涂层的硬度和耐久性。
技术实现思路
本专利技术描述了一种耐久性抗反射膜，该膜包括低折射率层和连接到该低折射率层上的高折射率层。低折射率层包含可聚合组合物的反应产物，可聚合组合物包含至少一种氟化自由基聚合型材料以及表面改性的无机纳米粒子。高折射率层优选地具有约1微米至约10微米的厚度。在一个方面，高折射率层包含分散在交联的有机材料中的表面改性的无机纳米粒子。在其他方面，高折射率层为(例如溅射涂覆的)无机材料。在一个实施例中，在使用3.2cm的轴柄和1000g的砝码的条件下用钢丝棉擦拭25次后，抗反射膜表面呈现出小于1.0％的雾度。 高折射率层优选地具有至少为1.60的折射率，并且优选地包含15体积％至40体积％的表面改性的氧化锆纳米粒子。表面改性的纳米粒子优选地包含自由基聚合型基团。 低折射率组合物通常包含一种或多种具有至少25重量％的氟含量的氟化自由基聚合型单体、低聚物、聚合物、以及它们的混合物。这些材料在低折射率层的比例通常是至少25重量％或更高。氟化自由基聚合型材料优选地为多官能的。低折射率层组合物通常还包含至少一种具有至少三个多丙烯酸酯基团的非氟化交联剂。在优选的实施例中，氟化自由基聚合型材料包含至少一种含氟聚合物。 在一个实施例中，低折射率层包含可聚合组合物的反应产物，该可聚合组合物包含自由基聚合型氟化聚合物中间体，至少一种氟化自由基聚合型(如单体和/或低聚物)材料，以及表面改性的无机纳米粒子。 在另一个实施例中，低折射率层包含可聚合组合物的反应产物，该可聚合组合物包含至少一种自由基聚合型含氟聚合物，至少一种氨基有机硅烷酯偶联剂或其缩合产物，至少一种具有至少三个自由基聚合型基团的非氟化交联剂；以及表面改性的无机纳米粒子。 在这些实施例中的每一个中，低折射率层优选地通过暴露在(如UV)辐射下以使自由基聚合型部分交联来固化。该低折射率层具有约1/4波长的光学厚度。耐久性抗反射膜可在不存在直径大于1微米的(如哑光)无机粒子的情况下获得。本文所述的抗反射膜可以以薄膜制品的形式来提供，此薄膜制品包括位于高折射率层下面的(例如高折射率)透光性基底。作为另外一种选择，高折射率层和低折射率层的组合可以直接应用到(例如显示器)表面上。涂覆有高折射率层的基底可任选地具有(如高折射率)底漆，该底漆可任选地包含防静电粒子。 附图说明 图1为具有光学显示器的制品的立体图。 图2为图1所示制品沿线2-2截取的剖视图，其示出了具体的具有低折射率层的抗反射膜。 图3为具体的抗反射膜制品。 具体实施例方式 由端点表示的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(如1至10的范围包括1、1.5、3.33、和10)。 术语“自由基聚合型”指带有当暴露于适当的自由基源时参与交联反应的官能团的单体、低聚物、和聚合物。自由基聚合型基团包括(例如)(甲基)丙烯酰基基团、-SH、烯丙基、或乙烯基。自由基聚合型基团可以被(例如)氟卤化，例如在-COCF＝CH2的情况中。 优选的自由基聚合型单体和低聚物通常包含一个或多个“(甲基)丙烯酰基”基团，此基团包括可任选地被(例如)氟和硫取代的(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯。优选的(甲基)丙烯酰基为丙烯酸酯。多(甲基)丙烯酸酯材料包含至少两个可聚合(甲基)丙烯酸酯基团，而单(甲基)丙烯酸酯材料只有单一一个(甲基)丙烯酸酯基团。作为另外一种选择，多(甲基)丙烯酸酯单体可在化合物的一端包含两个或多个(甲基)丙烯酸酯基团。该自由基聚合型含氟聚合物通常含有与(甲基)丙烯酸酯基团或其他(甲基)丙烯酰基反应的官能团。 如本文所用，“固体重量％”是指除溶剂之外的组分之和。在某些情况下，所述的可聚合有机组合物的固体重量％是指除溶剂和无机(如粒子)材料之外的组分之和。 现在描述具有连接到高折射率层上的低折射率(如表面)层的抗反射膜制品。 耐久性抗反射膜包含相对较厚的高折射率层以及相对较薄的低折射率层的组合。高折射率层通常具有至少0.5微米、优选地至少1微米、更优选地至少2微米的厚度。高折射率层的厚度通常不大于10微米，更通常的是不大于5微米。该低折射率层具有约1/4波长的光学厚度。该厚度通常低于0.5微米，更通常的低于约0.2微米，一般为约90nm到110nm。当耐久性高折射率层与耐久性低折射率层结合使用时，可在不存在附加的硬涂层的情况下得到耐久性(如两层)抗反射膜。 低折射率层包含自由基聚合型材料的反应产物。在优选的实施例中，其中高折射率层包含分散在交联的有机材料中的表面改性的纳米粒子，该高折射率层也包含自由基聚合型材料的反应产物。本文将就(甲基)丙烯酸酯材料来描述自由基聚合型材料。然而，通过使用本领域中已知的其他自由基聚合型基团也可能获得相似的结果。 低折射率表面层包含可聚合的低反射率组合物的反应产物，该组合物包含至少一种氟化自由基聚合型材料以及表面改性的无机纳米粒子。表面改性的粒子优选地具有低折射率(例如低于1.50)并分散在本文所述的自由基聚合型氟化有机材料中。已知有多种低折射率无机粒子，比如金属氧化物、金属氮化物以及金属卤化物(例如氟化物)。优选的低折射率粒子包括胶态二氧化硅、氟化镁、以及氟化锂。用于低折射率组合物的二氧化硅可从Nalco Chemical Co.(Naperville，IL)以商品名“NalcoCollodial Silicas”(例如产品1040、1042、1050、1060、2327、和2329)商购获得。合适的热解法二氧化硅包括(例如)可从DeGussaAG(Hanau，Germany)以商品名“Aerosil series OX-50”及产品编号-130、-150和-200商购获得的产品。热解法二氧化硅还可从Cabot Corp.(Tuscola，IL)以商品名“CAB-O-SPERS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗反射膜，包括：表层，其包含可聚合的低折射率组合物的反应产物，所述组合物包含：至少一种氟化自由基聚合型材料，以及表面改性的无机纳米粒子；高折射率层，其与所述低折射率层连接，其中所述高折射率层含有分散于交联的有机材料中的表面改性的无机纳米粒子；其中在使用３．　２ｃｍ的轴柄和１０００ｇ的砝码的条件下用钢丝棉擦拭２５次后，所述抗反射膜的雾度小于１．０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗B小沃克，马克D拉德克利夫，托马斯P克伦，刘兰虹，理查德J波科尔尼，威廉D科焦，曹春涛，马克J佩莱里蒂，保罗C凯利，罗伯特J弗莱明，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]