CN101339257A

CN101339257A - 低反射率薄膜及其制造方法

Info

Publication number: CN101339257A
Application number: CNA2007101272287A
Authority: CN
Inventors: 翁畅健; 陈庆松
Original assignee: Daxon Technology Inc
Current assignee: BenQ Materials Corp
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2009-01-07

Abstract

本发明提供了一种低反射率薄膜及其制造方法。低反射率薄膜包含至少一种硅氧烷类树脂与多个二氧化硅微粒。硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基。二氧化硅微粒由硅氧烷类树脂固定，且突出于硅氧烷类树脂表面。低反射率薄膜的制造方法步骤包含：准备第一溶液，是将催化剂及硅氧烷类树脂的前驱物的混合溶液进行溶胶－凝胶反应后，加入第一溶剂而成；准备第二溶液，是将第一溶液与多个二氧化硅微粒混合而成；将第二溶液涂布于表面；以及进行干燥程序，以形成低反射率薄膜。

Description

低反射率薄膜及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种低反射率薄膜；具体而言，本发明涉及一种低反射率薄膜，供降低光学元件或显示装置的显示器中的屏幕的光反射率之用。

背景技术

光反射率是影响光学元件或显示装置的显示器中的屏幕显示效果的重要因素之一。较低的光反射率可提高显示效果。因此，光学元件或显示装置的显示器多会使用抗反射薄膜以降低光反射率。

造成光反射的主要原因在于当光波行进经过不同介质时，因不同介质具有不同折射率，导致有部分光会从不同介质界面射回原介质中。

已知的降低光反射率薄膜包含氟化物薄膜。其原理在于氟化物薄膜的折射率比基材低，且所反射的光线的相位差达到180°，两界面的反射光线因而形成破坏性干涉而达到降低光反射的目的。氟化物薄膜包含利用蒸镀法形成，然而，此法在制作大面积的基板时，较难利用蒸镀法形成均匀的氟化物薄膜。

中国台湾专利案号91136165披露了具有纳米结构的低反射率薄膜。其原理是利用在薄膜表面做出雕纹等结构变化，进而使折射率产生变化。然而，此法在制程上较为繁琐且成本较高。另外，在美国专利US6472012中所披露的另一低光反射率薄膜制造方法，制程中需要经过420℃的高温处理，并不适于应用在如偏光板等不耐高温的基板上。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种低反射率薄膜，具有较低的光反射率。

本发明的另一主要目的在于提供一种低反射率薄膜制造方法，供减少薄膜的光反射率。

本发明的低反射率薄膜包含至少一种硅氧烷类树脂与多个二氧化硅微粒。硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基。二氧化硅微粒由硅氧烷类树脂固定，且突出于硅氧烷类树脂表面。其中，二氧化硅微粒的粒径为5-150nm。低反射率薄膜中的硅氧烷类树脂与二氧化硅微粒以重量为基准的比例为4-71∶96-29。

低反射率薄膜的制造方法步骤包含：准备第一溶液；准备第二溶液；将第二溶液涂布于表面；以及进行干燥程序，以形成低反射率薄膜。第一溶液的准备，是将催化剂及硅氧烷类树脂的前驱物的混合溶液进行溶胶-凝胶反应后，加入第一溶剂而成。第二溶液的准备，是将第一溶液与多个二氧化硅微粒混合而成。其中，第一溶液与二氧化硅微粒的混合步骤，进一步包含混合第一溶液与二氧化硅微粒的溶液。制造方法步骤中进一步包含在二氧化硅微粒的溶液中加入第一溶剂。

本发明提供了一种低反射率薄膜，包含至少一硅氧烷类树脂与多个二氧化硅微粒，其中所述硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基，所述二氧化硅微粒由所述硅氧烷类树脂固定，且突出于所述硅氧烷类树脂表面。

其中所述硅氧烷类树脂是从甲基三甲氧硅烷、甲基三乙氧硅烷、乙基三甲氧硅烷、乙基三乙氧硅烷、正丙基三甲氧硅烷、正丙基三乙氧硅烷、异丙基三甲氧硅烷、异丙基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、3-乙二醇氧基丙基三甲氧硅烷、3-乙二醇氧基丙基三乙氧硅烷、3-硫醇基丙基三甲氧硅烷、3-硫醇基丙基三乙氧硅烷、苯基三甲氧硅烷、苯基三乙氧硅烷、3，4-环氧基环己基乙基三甲氧硅烷、3，4-环氧基环己基乙基三乙氧硅烷、二甲基二甲氧硅烷、二甲基二乙氧硅烷、三氟丙基三甲氧硅烷、三氟丙基三乙氧硅烷、三癸氟辛基三甲氧硅烷、三癸氟辛基三乙氧硅烷、庚癸氟癸基三甲氧硅烷、庚癸氟癸基三乙氧硅烷或其混合物中选择。

其中所述二氧化硅微粒具有透光性。其中所述二氧化硅微粒的粒径为5-150nm。

其中所述硅氧烷类树脂与所述二氧化硅微粒以重量为基准的比例为4-71∶96-29。

本发明还提供了一种低反射率薄膜的制造方法，包含以下步骤：准备第一溶液，是将催化剂及至少一硅氧烷类树脂的前驱物的混合溶液进行溶胶-凝胶反应后，加入第一溶剂而成；准备第二溶液，是将所述第一溶液与多个二氧化硅微粒混合而成；将所述第二溶液涂布于表面；以及进行干燥程序，以形成所述低反射率薄膜；其中，所形成的所述低反射率薄膜中的所述硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基，所述二氧化硅微粒是由薄膜中的所述硅氧烷类树脂固定，且突出于所述硅氧烷类树脂表面。

其中所述第一溶液与所述二氧化硅微粒的混合步骤，进一步包含混合所述第一溶液与所述二氧化硅微粒的溶液。

所述制造方法进一步包含在所述二氧化硅微粒的溶液中加入所述第一溶剂。

其中所述催化剂包含酸性或碱性物质。

其中所述第一溶剂是从异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、甲基乙基酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、二亚乙基乙二醇单甲基醚、二亚乙基乙二醇单乙基醚、亚丙基乙二醇单甲基醚或其混合物中选择。

其中低反射率薄膜中的所述硅氧烷类树脂与所述二氧化硅微粒以重量为基准的比例为4-71∶96-29。

本发明还提供了一种透光光学板材，包含低反射率薄膜，其中所述低反射率薄膜包含硅氧烷类树脂与多个二氧化硅微粒，其中所述硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基，所述二氧化硅微粒由所述硅氧烷类树脂固定，且突出于所述硅氧烷类树脂表面。

其中所述低反射率薄膜中的所述硅氧烷类树脂与所述二氧化硅微粒以重量为基准的比例为4-71∶96-29。

附图说明

图1为本发明的低反射率薄膜的优选实施例示意图；

图2为本发明的低反射率薄膜的优选实施例流程图；

具体实施方式

本发明提供了一种低反射率薄膜，以及制造此低反射率薄膜的方法。

如图1所示的优选实施例，本发明的低反射率薄膜100包含至少一种硅氧烷类树脂300与多个二氧化硅微粒500。二氧化硅微粒500由硅氧烷类树脂300固定，且突出于该硅氧烷类树脂表面。在此优选实施例中，低反射率薄膜100涂布于硬涂层210上，且硬涂层210涂布于以三醋酸纤维素(tri-acetyl cellulose，TAC)制成的透光板材200上。然而在不同实施例中，低反射率薄膜100可涂布于不同的透光基材上，透光基材的材料则可从聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly-methylmethacrylate，PMMA)、聚碳酸脂(poly-carbonate，PC)、或聚苯乙烯(poly-styrene，PS)或其混和物、以及如玻璃等透光材料中选择。

二氧化硅微粒500具透光性。在优选实施例中，二氧化硅微粒500的粒径为50-100nm。然而在不同实施例中，二氧化硅微粒500的粒径可以为5-150nm。在优选实施例中，硅氧烷类树脂300与二氧化硅微粒500以重量为基准的比例为13-54∶87-46。然而在不同实施例中，硅氧烷类树脂300与二氧化硅微粒500以重量为基准的比例可为4-71∶96-29。

硅氧烷类树脂300具有至少二个烷氧基。硅氧烷类树脂300是从甲基三甲氧硅烷(methyl trimethoxy silane)、甲基三乙氧硅烷(methyl triethoxy silane)、乙基三甲氧硅烷(ethyl trimethoxysilane)、乙基三乙氧硅烷(ethyl triethoxy silane)、正丙基三甲氧硅烷(n-propyl trimethoxy silane)、正丙基三乙氧硅烷(n-propyltriethoxy silane)、异丙基三甲氧硅烷(isopropyl trimethoxy silane)、异丙基三乙氧硅烷(isopropyl triethoxy silane)、乙烯基三甲氧硅烷(vinyl trimethoxy silane)、乙烯基三乙氧硅烷(vinyl triethoxysilane)、3-乙二醇氧基丙基三甲氧硅烷(3-glycidoxy propyltrimethoxy silane)、3-乙二醇氧基丙基三乙氧硅烷(3-glycidoxypropyl triethoxy silane)、3-硫醇基丙基三甲氧硅烷(3-mercapto propyltrimethoxy silane)、3-硫醇基丙基三乙氧硅烷(3-mercapto propyltriethoxy silane)、苯基三甲氧硅烷(phenyl trimethoxy silane)、苯基三乙氧硅烷(phenyl triethoxy silane)、3，4-环氧基环己基乙基三甲氧硅烷(3，4-epoxy cyclohexyl ethyl trimethoxy silane silane)、3，4-环氧基环己基乙基三乙氧硅烷(3，4-epoxy cyclohexyl ethyl triethoxy silanesilane)、二甲基二甲氧硅烷(dimethyl dimethoxy silane)、二甲基二乙氧硅烷(diethyl diethoxy silane)、三氟丙基三甲氧硅烷(trifluoropropyl trimethoxy silane)、三氟丙基三乙氧硅烷(trifluoro propyltriethoxy silane)、三癸氟辛基三甲氧硅烷(tridecafluoro octyltrimethoxy silane)、三癸氟辛基三乙氧硅烷(tridecafluoro octyltriethoxy silane)、庚癸氟癸基三甲氧硅烷(heptadeca fluoridecyltrimethoxy silane)、庚癸氟癸基三乙氧硅烷(heptadeca fluoridecyltriethoxy silan)或其混合物中选择。其中，以含有氟素者为佳，而在优选实施例中，硅氧烷类树脂300选用三氟丙基三甲氧硅烷(trifluoro propyl trimethoxy silane)。

如图2所示本发明的低反射率薄膜制造方法实施例流程图。步骤3001包含准备第一溶液，是将催化剂及硅氧烷类树脂的前驱物的混合溶液进行溶胶-凝胶反应后，加入第一溶剂而成。上述催化剂包含酸性或碱性物质。在优选实施例中，催化剂选用氯化氢(hydrogen chloride，HCl)。

硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基，由甲基三甲氧硅烷、甲基三乙氧硅烷、乙基三甲氧硅烷、乙基三乙氧硅烷、正丙基三甲氧硅烷、正丙基三乙氧硅烷、异丙基三甲氧硅烷、异丙基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、3-乙二醇氧基丙基三甲氧硅烷、3-乙二醇氧基丙基三乙氧硅烷、3-硫醇基丙基三甲氧硅烷、3-硫醇基丙基三乙氧硅烷、苯基三甲氧硅烷、苯基三乙氧硅烷、3，4-环氧基环己基乙基三甲氧硅烷、3，4-环氧基环己基乙基三乙氧硅烷、二甲基二甲氧硅烷、二甲基二乙氧硅烷、三氟丙基三甲氧硅烷、三氟丙基三乙氧硅烷、三癸氟辛基三甲氧硅烷、三癸氟辛基三乙氧硅烷、庚癸氟癸基三甲氧硅烷、庚癸氟癸基三乙氧硅烷或其混合物中选择。其中，以含有氟素者为佳，而在优选实施例中，硅氧烷类树脂选用三氟丙基三甲氧硅烷。

第一溶剂是从异丙醇(i-propyl alcohol，IPA)、正丁醇(n-butanol)、异丁醇(i-butanol)、叔丁醇(t-butanol)、甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)、甲基异丁酮(methyl isobutyl ketone)、乙二醇单甲基醚(ethylene glycol monomethyl ether)、乙二醇单乙基醚(ethylene glycol monoethyl ether)、二亚乙基乙二醇单甲基醚(diethylene glycol monomethyl ether)、二亚乙基乙二醇单乙基醚(diethylene glycol monoethyl ether)、亚丙基乙二醇单甲基醚(propylene glocol monoethyl ether)或其混合物中选择。在优选实施例中，第一溶剂选用异丙醇。

步骤3003包含准备第二溶液，是将第一溶液与二氧化硅微粒混合而成。二氧化硅微粒500具透光性。在优选实施例中，二氧化硅微粒500的粒径为50-100nm。然而在不同实施例中，二氧化硅微粒500的粒径可以为5-150nm。其中，第一溶液与该二氧化硅微粒的混合不限于直接使用二氧化硅微粒与第一溶液混合。在优选实施例中，也可进一步包含混合第一溶液与二氧化硅微粒的溶液，以达到将第一溶液与二氧化硅微粒混合的目的。所谓二氧化硅微粒的溶液，也就是说含有二氧化硅微粒的溶液。在优选实施例中，此含有二氧化硅微粒的溶液可加入前述第一溶剂作为溶剂。

步骤3005包含将第二溶液涂布于表面。在优选实施例中，第二溶液的涂布方法是使用线棒涂布法。然而在不同实施例中，第二溶液的涂布方法可使用旋涂法、浸涂法或喷涂法等方法。涂布步骤3007包含进行干燥程序，以形成低反射率薄膜。在优选实施例中，干燥程序是使用循环烘箱加热烘烤。然而在不同实施例中，也可使用自然风干、真空干燥等干燥程序。以下举例说明上述低反射率薄膜制造方法及各步骤。

实施例1

取3公克四乙基邻硅酸盐(tetraethyl orthosilicate)、1公克甲基三乙氧硅烷、0.02公克1N氯化氢与3公克纯水，在室温中搅拌0.5小时进行溶胶-凝胶反应后再加入5公克异丙醇溶剂，成为第一溶液。使用粒径为70-100nm的二氧化硅微粒溶液10公克加入30公克异丙醇溶剂后，再与第一溶液搅拌混合3小时，成为第二溶液。取1公克的第二溶液，加入5公克的异丙醇溶剂搅拌稀释后，涂布于基板表面上并置于100℃的循环烘箱中烘烤，5分钟后取出即可得到附着于基板表面的低反射率薄膜。

实施例2

取2.16公克四乙基邻硅酸盐、2公克甲基三乙氧硅烷、0.02公克1N氯化氢与3公克纯水，在室温中搅拌1小时进行溶胶-凝胶反应后再加入15公克异丙醇溶剂，成为A溶液。另外取2.61公克三氟丙基三甲氧硅烷(trifluoro propyl trimethoxy silane)、13公克异丙醇溶剂、1公克纯水、及0.06公克1N氯化氢，在室温中搅拌1小时，成为B溶液。将A溶液及B溶液混合，并在60℃反应3小时，成为第一溶液。取1.5公克第一溶液、粒径为70-100nm的二氧化硅微粒溶液3公克、以及10公克异丙醇溶剂搅拌混合，成为第二溶液。将第二溶液涂布于基板表面上并置于100℃的循环烘箱中烘烤，2分钟后取出即可得到附着于基板表面的低反射率薄膜。

本发明已通过上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已披露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含在权利要求范围的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。

主要组件符号说明

100低反射率薄膜

200透光板材

210硬涂层

300硅氧烷类树脂

500二氧化硅微粒

Claims

1.一种低反射率薄膜，包含至少一硅氧烷类树脂与多个二氧化硅微粒，其中所述硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基，所述二氧化硅微粒由所述硅氧烷类树脂固定，且突出于所述硅氧烷类树脂表面。

2.根据权利要求1所述的低反射率薄膜，其中所述硅氧烷类树脂是从甲基三甲氧硅烷、甲基三乙氧硅烷、乙基三甲氧硅烷、乙基三乙氧硅烷、正丙基三甲氧硅烷、正丙基三乙氧硅烷、异丙基三甲氧硅烷、异丙基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、3-乙二醇氧基丙基三甲氧硅烷、3-乙二醇氧基丙基三乙氧硅烷、3-硫醇基丙基三甲氧硅烷、3-硫醇基丙基三乙氧硅烷、苯基三甲氧硅烷、苯基三乙氧硅烷、3，4-环氧基环己基乙基三甲氧硅烷、3，4-环氧基环己基乙基三乙氧硅烷、二甲基二甲氧硅烷、二甲基二乙氧硅烷、三氟丙基三甲氧硅烷、三氟丙基三乙氧硅烷、三癸氟辛基三甲氧硅烷、三癸氟辛基三乙氧硅烷、庚癸氟癸基三甲氧硅烷、庚癸氟癸基三乙氧硅烷或其混合物中选择。

3.根据权利要求1所述的低反射率薄膜，其中所述二氧化硅微粒具有透光性。

4.根据权利要求1所述的低反射率薄膜，其中所述二氧化硅微粒的粒径为5-150nm。

5.根据权利要求1所述的低反射率薄膜，其中所述硅氧烷类树脂与所述二氧化硅微粒以重量为基准的比例为4-71∶96-29。

6.一种低反射率薄膜的制造方法，包含以下步骤：

准备第一溶液，是将催化剂及至少一硅氧烷类树脂的前驱物的混合溶液进行溶胶-凝胶反应后，加入第一溶剂而成；

准备第二溶液，是将所述第一溶液与多个二氧化硅微粒混合而成；

将所述第二溶液涂布于表面；以及

进行干燥程序，以形成所述低反射率薄膜；

其中，所形成的所述低反射率薄膜中的所述硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基，所述二氧化硅微粒是由薄膜中的所述硅氧烷类树脂固定，且突出于所述硅氧烷类树脂表面。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中所述第一溶液与所述二氧化硅微粒的混合步骤，进一步包含混合所述第一溶液与所述二氧化硅微粒的溶液。

8.根据权利要求7所述的制造方法，进一步包含在所述二氧化硅微粒的溶液中加入所述第一溶剂。

9.根据权利要求6所述的制造方法，其中所述硅氧烷类树脂是从甲基三甲氧硅烷、甲基三乙氧硅烷、乙基三甲氧硅烷、乙基三乙氧硅烷、正丙基三甲氧硅烷、正丙基三乙氧硅烷、异丙基三甲氧硅烷、异丙基三乙氧硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、3-乙二醇氧基丙基三甲氧硅烷、3-乙二醇氧基丙基三乙氧硅烷、3-硫醇基丙基三甲氧硅烷、3-硫醇基丙基三乙氧硅烷、苯基三甲氧硅烷、苯基三乙氧硅烷、3，4-环氧基环己基乙基三甲氧硅烷、3，4-环氧基环己基乙基三乙氧硅烷、二甲基二甲氧硅烷、二甲基二乙氧硅烷、三氟丙基三甲氧硅烷、三氟丙基三乙氧硅烷、三癸氟辛基三甲氧硅烷、三癸氟辛基三乙氧硅烷、庚癸氟癸基三甲氧硅烷、庚癸氟癸基三乙氧硅烷或其混合物中选择。

10.一种透光光学板材，包含低反射率薄膜，其中所述低反射率薄膜包含硅氧烷类树脂与多个二氧化硅微粒，其中所述硅氧烷类树脂具有至少二个烷氧基，所述二氧化硅微粒由所述硅氧烷类树脂固定，且突出于所述硅氧烷类树脂表面。