CN101698572B

CN101698572B - 一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜的制备方法

Info

Publication number: CN101698572B
Application number: CN 200910217781
Authority: CN
Inventors: 韩艳春; 李晓
Original assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2029-10-29
Also published as: CN101698572A

Abstract

本发明涉及一种高分子梯度孔隙率宽波抗反射薄膜的制备方法。将聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的嵌段聚合物和聚甲基丙烯酸甲酯的均聚物的共混物，在经过十八烷基氯硅烷改性的基底上形成高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜。而实现了同时在可见光区和近红外光区的＞97％的高透过。这种工艺路线的优点是制作方法简单不需要复杂后处理过程，容易实现全波段的高透过。

Description

一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜的制备方法

技术领域

本发明涉及一种宽波抗反射膜的制备，更详细地是涉及一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜的制备方法。

背景技术

光线在一个光学系统中的不同的介质之间传送时，在各个界面会发生部分透过、散射和反射的现象，这些反射光会在系统中各个界面来回反射，造成许多迷光、眩光以致降低整个系统的影像的清晰度。从能量的角度来看，对于任何透明媒质，光的能量并不全部透过界面，而总是有一部分从界面反射回来。随着液晶平面显示产品的发展和普及，抗反射薄膜片成为追求更高视觉效果的必备产品。凡是需要透过视窗屏幕，让眼睛接受信息的所有尺寸的显示产品，包括液晶显示器的偏光膜，触控面板的上板，投影电视的前板，电浆显示器及映像板的前板和以及光学镜片等等，应用非常广泛。另外，抗反射膜片在太阳能电池，激光，光学镜头以及国防科技上都有着重要的应用。宽波抗反射薄膜能适应更多条件，使器件在更多的情况下得到更好的表现。但是由于缺乏低折射率材料，宽波范围内的抗反射薄膜仍然有限。要得到宽波段抗反射薄膜的途径之一就是制备自基底到空气界面折射率梯度减小的薄膜。目前韩国的Kim组在文章“Broad-BandAntireflection Coating at Near-infrared Wavelengths by a Breath Figure”中通过水滴模版法、中国吉林大学孙俊奇组在文章“Mechanically StableAntireflection and Antifogging Coatings Fabricated by the layer-by-layerDeposition Process and Postcalcination”中通过静电层层组装法等得到的宽波抗反射膜只能分别满足可见光区和近红外光区的高透过。对于高分子抗反射薄膜，在制备工艺中还未发现可以同时满足可见光区或近红外光区的宽波抗反射效果。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的缺点，提供一种高分子梯度孔隙率宽波抗反射薄膜的制备方法。

将聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的嵌段聚合物(以下简称PS-b-PMMA)和聚甲基丙烯酸甲酯的均聚物(以下简称PMMA)的共混物，在经过十八烷基氯硅烷(以下简称OTS)改性的基底上形成高聚物薄膜。根据微相分离原理，高聚物溶液干燥成膜过程中PS嵌段与PMMA嵌段不相容可分别形成各自的微区。当基底经过OTS改性时，基底表面接枝的烷基链降低了基底表面能，此时PS嵌段与基底的相互作用能低于PMMA嵌段与基底的相互作用能，所以PS微区集中分布在靠近基底的区域。随着溶液的干燥，PMMA链段缓慢调整在薄膜垂直方向的分布量，形成表面聚集较多PMMA，而随着薄膜垂直方向的深入PMMA聚集越来越少的梯度分布薄膜。在加入均聚物PMMA后，均聚物PMMA融入嵌段共聚物的PMMA微区中使PMMA微区的聚集尺寸增大，且分子量较低的均聚物更容易随着混合溶剂的挥发而迁移，因此可在高聚物薄膜中垂直基底方向中形成更明显的PMMA微区梯度分布。在选择性刻蚀掉PMMA微区后就形成孔隙率梯度渐变的高聚物薄膜，而孔隙率梯度渐变的高聚物薄膜能实现可见光区和近红外光区同时＞97％的高透过。

为达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

(1)对基底进行OTS改性。

将清洁的基底放入体积分数为0.05％～0.15％的OTS的正己烷溶液中浸泡3～10分钟，然后以纯正己烷清洗浸渍后的基底，将基底表面吹干。所述的基底是玻璃或具有铟锡氧化物镀层的导电玻璃(以下简称ITO玻璃)。

(2)将四氢呋喃与甲苯形成混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃所占体积百分比为2％～50％，将高聚物加入混合溶剂中配制浓度为18～36毫克/毫升的溶液；所述高聚物为PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA占高聚物的总质量的百分比为5％～50％。

(3)在由步骤(1)中制备的基底上旋涂步骤(2)中配制的溶液，在基底表面形成高聚物薄膜。以紫外光辐照高聚物薄膜2～4个小时使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中0.5～1.5小时，最后用去离子水清洗具有高聚物薄膜的基底，将基底表面吹干，得到一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜。

有益效果：与已有技术相比，本发明提供的一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜，是在OTS改性的基底上旋涂嵌段聚合物和均聚物的混合溶剂溶液，进而实现了同时在可见光区和近红外光区的＞97％的高透过(图4，5)。这种工艺路线的优点是制作方法简单不需要复杂后处理过程，容易实现全波段的高透过。

附图说明

图1为OTS改性基底的过程示意图；

图2为梯度多孔薄膜的结构示意图。其中，a-薄膜表面结构，d-薄膜刻蚀掉83nm后表面结构，e-薄膜刻蚀掉165nm后表面结构，f-薄膜底面结构；

图3为梯度多孔薄膜形成的机理示意图

图4为浓度分别是18毫克/毫升；27毫克/毫升；32毫克/毫升；36毫克/毫升时得到多孔薄膜的透光率图；

图5为得到涂饰抗反射薄膜的玻璃透光照片。

具体实施方式

实施例1

(1)对玻璃进行OTS改性。

将清洁的玻璃放入体积分数为0.1％的OTS的正己烷溶液中浸泡5分钟，然后以纯正己烷清洗浸渍后的玻璃，将玻璃表面吹干。

(2)将四氢呋喃与甲苯形成混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃所占体积百分比为10％，将高聚物加入混合溶剂中配制总浓度为27毫克/毫升的溶液；所述高聚物为PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA占高聚物的总质量的百分比为20％。

(3)在由步骤(1)中制备的玻璃上旋涂步骤(2)中配制的溶液，在玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光辐照高聚物薄膜3个小时使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中1小时，最后用去离子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，将玻璃表面吹干，得到一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜。

实施例2

(1)对ITO玻璃进行OTS改性。

将清洁的ITO玻璃放入体积分数为0.05％的OTS的正己烷溶液中浸泡10分钟，然后以纯正己烷清洗浸渍后的ITO玻璃，将ITO玻璃表面吹干。

(2)将四氢呋喃与甲苯形成混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃所占体积百分比为2％，将高聚物加入混合溶剂中配制总浓度为32毫克/毫升的溶液；所述高聚物PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA占高聚物总质量的百分比为5％。

(3)在由步骤(1)中制备的ITO玻璃上旋涂步骤(2)中配制的溶液，在ITO玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光辐照高聚物薄膜2个小时使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中0.5小时，最后用去离子水清洗具有高聚物薄膜的ITO玻璃，将ITO玻璃表面吹干，得到一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜。

实施例3

(1)对玻璃进行OTS改性。

将清洁的玻璃放入体积分数为0.15％的OTS的正己烷溶液中浸泡3分钟，然后以纯正己烷清洗浸渍后的玻璃，将玻璃表面吹干。

(2)将四氢呋喃与甲苯形成混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃所占体积百分比为20％，将高聚物加入混合溶剂中配制总浓度为36毫克/毫升的溶液；所述高聚物为PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA占高聚物总质量的百分比为10％。

(3)在由步骤(1)中制备的玻璃上旋涂步骤(2)中配制的溶液，在玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光辐照高聚物薄膜3个小时使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中1.5小时，最后用去离子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，将玻璃表面吹干，得到一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜。

实施例4

(1)对ITO玻璃进行OTS改性。

将清洁的ITO玻璃放入体积分数为0.1％的OTS的正己烷溶液中浸泡7分钟，然后以纯正己烷清洗浸渍后的ITO玻璃，将ITO玻璃表面吹干。

(2)将四氢呋喃与甲苯形成混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃所占体积百分比为30％，将高聚物加入混合溶剂中配制总浓度为27毫克/毫升的溶液；所述高聚物为PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA占高聚物总质量的百分比为30％。

(3)在由步骤(1)中制备的ITO玻璃上旋涂步骤(2)中配制的溶液，在ITO玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光辐照高聚物薄膜4个小时使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中0.5小时，最后用去离子水清洗具有高聚物薄膜的ITO玻璃，将ITO玻璃表面吹干，得到一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜。

实施例5

(1)对玻璃进行OTS改性。

将清洁的玻璃放入体积分数为0.07％的OTS的正己烷溶液中浸泡5分钟，然后以纯正己烷清洗浸渍后的玻璃，将玻璃表面吹干。

(2)将四氢呋喃与甲苯形成混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃所占体积百分比为50％，将高聚物加入混合溶剂中配制总浓度为36毫克/毫升的溶液；所述高聚物为PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA占高聚物总质量的百分比为50％。

(3)在由步骤(1)中制备的玻璃上旋涂步骤(2)中配制的溶液，在玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光辐照高聚物薄膜2个小时使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中50分钟，最后用去离子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，将玻璃表面吹干，得到一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜。

Claims

1.一种高分子梯度孔隙率宽波抗反射薄膜的制备方法，其特征在于步骤和条件如下：

(1)对基底进行OTS改性

将清洁的基底放入体积分数为0.05～0.15％的OTS的正己烷溶液中浸泡3～10分钟，然后以纯正己烷清洗浸渍后的基底，将基底表面吹干；所述的基底是玻璃或具有铟锡氧化物镀层的导电玻璃；

(2)将四氢呋喃与甲苯形成混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃所占体积百分比为2～50％，将高聚物加入混合溶剂中配制浓度为18～36毫克/毫升的溶液；所述高聚物为PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA占高聚物的总质量的百分比为5～50％；

(3)在由步骤(1)中制备的基底上旋涂步骤(2)中配制的溶液，在基底表面形成高聚物薄膜，以紫外光辐照高聚物薄膜2～4个小时使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中0.5～1.5小时，最后用去离子水清洗具有高聚物薄膜的基底，将基底表面吹干，得到一种高聚物梯度孔隙率宽波抗反射膜。