CN106928755A - 抗反射涂料组成物及抗反射膜 - Google Patents

抗反射涂料组成物及抗反射膜 Download PDF

Info

Publication number
CN106928755A
CN106928755A CN201610852598.6A CN201610852598A CN106928755A CN 106928755 A CN106928755 A CN 106928755A CN 201610852598 A CN201610852598 A CN 201610852598A CN 106928755 A CN106928755 A CN 106928755A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substituted
silane
reflection paint
ion
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610852598.6A
Other languages
English (en)
Inventor
高怡惠
黄昱豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chi Mei Corp
Original Assignee
Chi Mei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chi Mei Corp filed Critical Chi Mei Corp
Publication of CN106928755A publication Critical patent/CN106928755A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种抗反射涂料组成物及抗反射膜，其中抗反射涂料组成物包括0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子；0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物；0.05重量份至20重量份的水；79重量份至99重量份的有机溶剂；以及阴离子，其中在抗反射涂料组成物中，阴离子的浓度范围为大于85.1ppm至小于132.4ppm。本发明的抗反射涂料组成物可制造出具有良好折射率、良好机械强度、与载板间良好的附着力且制造成本低的抗反射膜。

Description

抗反射涂料组成物及抗反射膜
技术领域
本发明是涉及一种涂料组成物，尤其涉及一种抗反射涂料组成物及抗反射膜。
背景技术
现今普遍使用的望远镜、照相机及摄影机等的镜头皆属于光学组件。一般而言，光线入射于不同介质上会发生穿透、吸收、反射等现象，而过多的光线发生反射后会互相干扰。举例而言，照相机镜头会因为反射光过多导致颜色黯淡，因而导致无法经由镜头撷取正确影像的颜色光泽。
为解决前述问题，在目前现有工艺中，通过在载板(例如：玻璃、塑料等材质)上形成折射率较载板的折射率低的薄膜来形成抗反射膜以降低反射率。所述具有较低折射率的薄膜可包括由具较低折射率的氟化镁(MgF2)经真空蒸镀法而形成的单层膜结构，或是藉由压合各种不同折射率薄膜所产生的多层膜结构，其中若藉由属于真空技术的真空蒸镀法来形成多层膜结构，将需要较高的制造成本。
另外，在日本早期公开专利号H5-105424中揭示一种形成低折射率薄膜的方法，此方法是使用如旋转涂布法(spin coating)或含浸法(dipping)的湿涂法(wet coating)，在载板上涂覆含有氟化镁粒子的涂覆液来在载板上形成薄膜。然而，以此方法得到的薄膜却具有非常低的机械强度且与载板间的附着力很差的缺点。
因此，开发具有良好折射率、良好机械强度、与载板间良好的附着力且制造成本低的抗反射膜是目前此领域极欲发展的目标。
发明内容
本发明提供一种抗反射涂料组成物，其可制造出具有良好折射率、良好机械强度、与载板间良好的附着力且制造成本低的抗反射膜。
本发明提出一种抗反射涂料组成物，其包括0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子、0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物、0.05重量份至20重量份的水、79重量份至99重量份的有机溶剂以及阴离子，其中在所述抗反射涂料组成物中，所述阴离子的浓度范围为大于85.1ppm至小于132.4ppm。
在本发明的一实施方式中，上述的二氧化硅微粒子至少包括由式(I)所示的烷氧基硅烷于碱性催化剂存在下经水解缩合反应而得的化合物：
Rn-Si(OR1)4-n 式(I)，
其中在式(I)中，R为C1～C10的经取代或非经取代的烷基、C2～C10的经取代或非经取代的烯基或C6～C10的经取代或非经取代的芳基，R1为C1～C10的经取代或非经取代的烷基，n为0～2的整数。
在本发明的一实施方式中，上述的碱性催化剂为选自由金属氢氧化物、氨水、烷胺类、醇胺类、氯化苄基三乙基铵及氢氧化四甲基铵所组成的族群中的至少一种。
在本发明的一实施方式中，上述的硅酸盐化合物至少包括由式(I)所示的烷氧基硅烷于酸性催化剂存在下经水解缩合反应而得的化合物：
Rn-Si(OR1)4-n 式(I)，
其中在式(I)中，R为C1～C10的经取代或非经取代的烷基、C2～C10的经取代或非经取代的烯基或C6～C10的经取代或非经取代的芳基，R1为C1～C10的经取代或非经取代的烷基，n为0～2的整数。
在本发明的一实施方式中，上述的酸性催化剂为选自由盐酸、硝酸、氢氟酸、乙酸、三氟醋酸、硫酸、磷酸、硼酸、甲酸、草酸、对甲苯磺酸及烷基磺酸所组成的族群中的至少一种。
在本发明的一实施方式中，当n为0时，上述的式(I)所示的烷氧基硅烷包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷；当n为1时，上述的式(I)所示的烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三苯氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷；当n为2时，上述的式(I)所示的烷氧基硅烷包括二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。
在本发明的一实施方式中，在上述的式(I)中，n为0或1。
在本发明的一实施方式中，上述的二氧化硅微粒子与硅酸盐化合物的含量比例为5：5至7：3。
在本发明的一实施方式中，上述阴离子为选自由氯离子、硝酸根离子、氟离子、乙酸根离子、三氟醋酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子、硼酸根离子、甲酸根离子、草酸根离子、对甲苯磺酸根离子及烷基磺酸根离子所组成的族群中的至少一种。
本发明另提出一种抗反射涂料组成物，其包括0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子、0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物、0.05重量份至20重量份的水、79重量份至99重量份的有机溶剂以及阴离子，其中在所述抗反射涂料组成物中，所述阴离子的摩尔浓度范围为大于2.13mM至小于3.32mM。
在本发明的一实施方式中，上述的二氧化硅微粒子与硅酸盐化合物的含量比例为5：5至7：3。
在本发明的一实施方式中，上述阴离子为选自由氯离子、硝酸根离子、氟离子、乙酸根离子、三氟醋酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子、硼酸根离子、甲酸根离子、草酸根离子、对甲苯磺酸根离子及烷基磺酸根离子所组成的族群中的至少一种。
本发明的抗反射膜是由上述的抗反射涂料组成物所制得。
在本发明的一实施方式中，上述的抗反射膜的折射率为1.3至1.48。
基于上述，藉由本发明所提出的抗反射涂料组成物包括0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子、0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物、0.05重量份至20重量份的水、79重量份至99重量份的有机溶剂以及在抗反射涂料组成物中，浓度范围为大于85.1ppm至小于132.4ppm的阴离子或是摩尔浓度范围为大于2.13mM至小于3.32mM的阴离子，使得由其所制造出的抗反射膜能够同时具有良好的折射率、机械强度、与载板间的附着力及穿透率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例说明如下。
具体实施方式
在本文中，由“一数值至另一数值”表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。
在本文中，如果没有指明某一基团是否经过取代，则该基团可表示经取代或未经取代的基团。例如，“烷基”可表示经取代或未经取代的烷基。另外，对某一基团冠以“CX”描述时，表示该基团的主链有X个碳原子。
为了制造出具有良好折射率、良好机械强度、与载板间附着力佳且制造成本低的抗反射膜，本发明提出一种抗反射涂料组成物，其可达到上述优点。以下，特举一实施方式作为本发明确实能够据以实施的范例。
本发明的一实施方式提供的抗反射涂料组成物包括0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子、0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物、0.05重量份至20重量份的水、79重量份至99重量份的有机溶剂以及阴离子，其中在抗反射涂料组成物中，阴离子的浓度范围为大于85.1ppm至小于132.4ppm，较佳为87ppm至120ppm，最佳为88ppm至93ppm。另外，在本实施方式中，二氧化硅微粒子与硅酸盐化合物的含量比例可为5：5至7：3。在本实施方式中，抗反射涂料组成物的密度例如是0.89g/cm3。
在本发明的一实施方式中，阴离子例如是选自由氯离子、硝酸根离子、氟离子、乙酸根离子、三氟醋酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子、硼酸根离子、甲酸根离子、草酸根离子、对甲苯磺酸根离子及烷基磺酸根离子所组成的族群中的至少一种，且较佳为氯离子、硝酸根离子、乙酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子、草酸根离子或烷基磺酸根离子。
进一步而言，在本实施方式中，抗反射涂料组成物为在水及有机溶剂存在下，使用如下所示的式(I)所表示的烷氧基硅烷分别于碱性催化剂及酸性催化剂下进行水解缩合反应后所得的含二氧化硅微粒子的分散液及含硅酸盐化合物的溶液的混合物：
Rn-Si(OR1)4-n 式(I)，
其中在式(I)中，R为C1～C10的经取代或非经取代的烷基、C2～C10的经取代或非经取代的烯基或C6～C10的经取代或非经取代的芳基，R1为C1～C10的经取代或非经取代的烷基，n为0～2的整数。从另一观点而言，在本实施方式中，二氧化硅微粒子至少包括由上述式(I)所示的烷氧基硅烷于水、有机溶剂及碱性催化剂存在下经水解缩合反应而得的化合物，而硅酸盐化合物则至少包括由上述式(I)所示的烷氧基硅烷于水、有机溶剂及酸性催化剂存在下经水解缩合反应而得的化合物。也就是说，在本实施方式中，于碱性催化剂存在下用于反应生成二氧化硅微粒子的烷氧基硅烷与于酸性催化剂存在下用于反应生成硅酸盐化合物的烷氧基硅烷可具相同或不同的化学式，且于碱性催化剂存在下用于反应生成二氧化硅微粒子的烷氧基硅烷与于酸性催化剂存在下用于反应生成硅酸盐化合物的烷氧基硅烷较佳皆为n为0的式(I)所示的烷氧基硅烷。另外，式(I)所示的烷氧基硅烷中的烷氧基为可水解基团，即可以进行水解反应并且与硅键结的基团。
值得一提的是，如上所述，含二氧化硅微粒子的分散液呈碱性而含硅酸盐化合物的溶液呈酸性，因此为了避免在混合该些溶液以形成抗反射涂料组成物时发生酸碱中和而产生大量非所欲的盐类，在本实施方式中，在混合该些溶液之前，可先使含二氧化硅微粒子的分散液通过阳离子交换树脂，以控制其pH值在2.5至5.5之间。
具体而言，在R的定义中，烷基包括但不限于：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基，烯基包括但不限于：乙烯基或烯丙基，而芳基包括但不限于：苯基、苯乙烯基或苯胺基；在R1的定义中，烷基包括但不限于：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。另外，在R及R1的定义中，取代基包括但不限于：氨基、烷胺基、(甲基)丙烯酰氧基、环氧丙氧基、巯基或卤素基，其中烷胺基例如是胺基乙基胺基，卤素基例如是氯基。
在式(I)中，当n为2时，多个R可为相同或不同；而当n表示0、1或2时，多个R1可为相同或不同。
另外，当n为0时，式(I)所示的烷氧基硅烷为四官能性烷氧基硅烷，例如包括但不限于：四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷；当n为1时，式(I)所示的烷氧基硅烷为三官能性烷氧基硅烷，例如包括但不限于：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三苯氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷；以及当n为2时，式(I)所示的烷氧基硅烷为二官能性烷氧基硅烷，例如包括但不限于：二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。
在本实施方式中，基于保持机械强度而言，在式(I)中，n较佳为0或1。具体而言，式(I)所示的烷氧基硅烷较佳为四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
在本实施方式中，碱性催化剂例如是氢氧化钠、氢氧化钾等金属氢氧化物；氨水；甲胺、正丙胺、正丁胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、二丁胺、三丁胺、己胺、辛胺等烷胺类；二乙醇胺、三乙醇胺等醇胺类；氯化苄基三乙基铵；或氢氧化四甲基铵。
在本实施方式中，作为酸性催化剂，无机酸及有机酸均适用，其中无机酸例如是盐酸、硝酸、氢氟酸、乙酸、三氟醋酸、硫酸、磷酸或硼酸；而有机酸例如是甲酸、乙酸、草酸、对甲苯磺酸或烷基磺酸。
值得一提的是，在本实施方式中，阴离子例如是来自于酸性催化剂水解后的产物，且较佳为氯离子。
在本实施方式中，有机溶剂的种类并无特别限制，只要可使各成分有效溶解或分散且不产生沉淀即可。具体而言，作为有机溶剂，可列举：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙基溶纤剂(ethyl cellosolve)、乙二醇、丁醇等醇系溶剂；乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂；丙酮、甲基乙基酮等酮系溶剂；甲苯、二甲苯等芳香族系溶剂；或二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺系溶剂。前述有机溶剂可单独使用，亦可混使用，只要可使各成分有效溶解或分散且不产生沉淀即可。
另外，在本实施方式中，含二氧化硅微粒子的分散液为在水及有机溶剂存在下使用烷氧基硅烷于碱性催化剂下进行水解缩合反应后所得，其中，有机溶剂与烷氧基硅烷的摩尔比为25～55：1，较佳为30～45：1；碱性催化剂与烷氧基硅烷的摩尔比为0.1～2.0：1，较佳为0.3～1.2：1；水与烷氧基硅烷的摩尔比为1.5～8：1，较佳为2.5～6：1。
在本实施方式中，含二氧化硅微粒子的分散液的反应温度为40℃～100℃，较佳为55℃～90℃；反应时间为30分钟～4小时，较佳为1小时～3小时。
在本实施方式中，含硅酸盐化合物的溶液为在水及有机溶剂存在下使用烷氧基硅烷于酸性催化剂下进行水解缩合反应后所得，其中，有机溶剂与烷氧基硅烷的摩尔比为5～15：1，较佳为7～12：1；酸性催化剂与烷氧基硅烷的摩尔比为0.007～0.014：1，较佳为0.009～0.012：1；水与烷氧基硅烷的摩尔比为1.5～8：1，较佳为2.5～6：1。
在本实施方式中，含硅酸盐化合物的溶液的反应温度为30℃～100℃，较佳为45℃～100℃；反应时间为30分钟～5小时，较佳为2小时～3.5小时。
本发明的另一实施方式提供的抗反射涂料组成物包括0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子、0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物、0.05重量份至20重量份的水、79重量份至99重量份的有机溶剂以及阴离子，其中在抗反射涂料组成物中，阴离子的摩尔浓度范围为大于2.13毫摩尔浓度(mM)～小于3.32毫摩尔浓度(mM)，较佳为2.18毫摩尔浓度(mM)～3.0毫摩尔浓度(mM)，最佳为2.21毫摩尔浓度(mM)～2.33毫摩尔浓度(mM)。值得一提的是，本实施方式的抗反射涂料组成物中各成分的相关描述已于上述实施方式中进行详尽地说明，故于此不再赘述。
本发明的又一实施方式提供的抗反射膜由前述任一实施方式中的任一种抗反射涂料组成物所制得。详细而言，所述抗反射膜的折射率例如是介于1.3至1.48之间，且较佳是1.38至1.47之间。另外，在波长为550nm下，所述抗反射膜的穿透率例如是大于或等于93％。
值得一提的是，如上所述，透过抗反射涂料组成物中的成分包括二氧化硅微粒子、硅酸盐化合物、水、有机溶剂以及阴离子，且各成分具有特定的含量范围，藉此使得由其制得的抗反射膜不但具有良好的折射率及穿透率，亦具有良好的机械强度以及与载板间的良好附着力。
另外，在本实施方式中，抗反射膜例如是以下列方式来制造：将抗反射涂料组成物涂布于基材上后，进行干燥处理。详细而言，涂布抗反射涂料组成物的方法可使用一般所进行的涂布法，例如浸渍涂布法、旋涂法、喷涂法、刷毛涂布法、辊转印法、网版印刷法、喷墨法或胶版印刷法。所述基材可以是玻璃基板或丙烯酸基板。所述干燥处理的方法例如是使用加热板或热风循环式烘箱进行加热，其中温度条件为90至180℃，例如是100℃至180℃，以及时间条件为5至60分钟，例如是7至45分钟。
值得一提的是，由于抗反射膜不需使用特别的工艺(例如蒸镀或溅镀等真空工艺)而仅需藉由简易的工艺(即涂布及加热工艺)即可制得，故极容易制造且制造成本低廉。
下文将参照实施例1～3及比较例1～2，更具体地描述本发明的特征。虽然描述了以下实施例1～3，但是在不逾越本发明范畴的情况下，可适当地改变所用材料、其量及比率、处理细节以及处理流程等等。因此，不应由下文所述的实施例对本发明作出限制性地解释。
含二氧化硅微粒子的分散液的制造
在容积为500毫升的三颈烧瓶中，加入311重量份的乙醇、6.93重量份的纯水及19重量份的氨水(29％)，并于室温下进行搅拌10分钟，使其混合均匀。接着，加入31.26重量份的四乙氧基硅烷，并将三颈烧瓶浸于60℃的油浴中且进行搅拌3小时，以得到呈碱性的含二氧化硅微粒子的分散液。之后，将所述呈碱性的含二氧化硅微粒子的分散液通过阳离子交换树脂(产品名：SK1BH，制造商：太洋化成股份有限公司)，以将其pH值控制在4.56，以得到含二氧化硅微粒子的分散液，其中二氧化硅微粒子的固含量为3％，粒径分布为20nm至70nm。
另外，取所述含二氧化硅微粒子的分散液10uL，并于稀释1000倍后，以离子层析仪(DIOEX公司，型号：ICS 1500)进行阴离子的种类以及浓度的量测。量测结果为未检出任何阴离子。
含硅酸盐化合物的溶液的制造
在容积为500毫升的三颈烧瓶中，加入52.1重量份的四乙氧基硅烷及103.66重量份的乙醇，并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加18.7重量份的盐酸水溶液(0.6重量份的35％盐酸与18.1重量份的去离子水的混合水溶液)。接着，将三颈烧瓶浸于60℃的油浴中并进行搅拌2小时，以得到含硅酸盐化合物的溶液，其中硅酸盐化合物的固含量为11.5％，粒径分布为10nm至90nm。
另外，取所述含硅酸盐化合物的溶液10uL，并于稀释1000倍后，以离子层析仪(DIOEX公司，型号：ICS 1500)进行阴离子的种类以及浓度的量测。量测结果为氯离子浓度为1725ppm，而其他阴离子并未检出，故含硅酸盐化合物的溶液的阴离子浓度即为1725ppm。
实施例1
将80重量份的含二氧化硅微粒子的分散液与20.87重量份的含硅酸盐化合物的溶液相混合后，于室温下进行搅拌3小时，以得到实施例1的抗反射涂料组成物。其中，实施例1的抗反射涂料组成物中的各成分的含量如表1所示。
接着，将实施例1的抗反射涂料组成物以旋转涂布法涂布在玻璃基板(产品名：康宁EXG玻璃，制造商：锐隆光电)上。之后，将玻璃基板置于烘箱中，在温度160℃下烘烤10分钟，以得到实施例1的抗反射膜，其中膜厚为101.8nm。
实施例2
将75重量份含二氧化硅微粒子的分散液与13.04重量份的含硅酸盐化合物的溶液相混合后，于室温下进行搅拌3小时，以得到实施例2的抗反射涂料组成物。其中，实施例2的抗反射涂料组成物中的各成分的含量如表1所示。
接着，将实施例2的抗反射涂料组成物以旋转涂布法涂布在玻璃基板(产品名：康宁EXG玻璃，制造商：锐隆光电)上。之后，将玻璃基板置于烘箱中，在温度150℃下烘烤20分钟，以得到实施例2的抗反射膜，其中膜厚为98.4nm。
实施例3
将100重量份含二氧化硅微粒子的分散液与11.18重量份的含硅酸盐化合物的溶液相混合后，于室温下进行搅拌3小时，以得到实施例3的抗反射涂料组成物。其中，实施例3的抗反射涂料组成物中的各成分的含量如表1所示。
接着，将实施例3的抗反射涂料组成物以旋转涂布法涂布在玻璃基板(产品名：康宁EXG玻璃，制造商：锐隆光电)上。之后，将玻璃基板置于烘箱中，在温度160℃下烘烤20分钟，以得到实施例3的抗反射膜，其中膜厚为100.5nm。
比较例1
将40重量份含二氧化硅微粒子的分散液与24.35重量份的含硅酸盐化合物的溶液相混合后，于室温下进行搅拌3小时，以得到比较例1的抗反射涂料组成物。其中，比较例1的抗反射涂料组成物中的各成分的含量如表1所示。
接着，将比较例1的抗反射涂料组成物以旋转涂布法涂布在玻璃基板(产品名：康宁EXG玻璃，制造商：锐隆光电)上。之后，将玻璃基板置于烘箱中，在温度120℃下烘烤30分钟，以得到比较例1的抗反射膜，其中膜厚为97.9nm。
比较例2
将85重量份含二氧化硅微粒子的分散液与5.54重量份的含硅酸盐化合物的溶液相混合后，于室温下进行搅拌3小时，以得到比较例2的抗反射涂料组成物。其中，比较例2的抗反射涂料组成物中的各成分的含量如表1所示。
接着，将比较例2的抗反射涂料组成物以旋转涂布法涂布在玻璃基板(产品名：康宁EXG玻璃，制造商：锐隆光电)上。之后，将玻璃基板置于烘箱中，在温度150℃下烘烤10分钟，以得到比较例2的抗反射膜，其中膜厚为97.7nm。
以下，针对所列举的各种物性分别对实施例1至实施例3的抗反射涂料组成物以及其抗反射膜及比较例1至比较例2的抗反射涂料组成物以及其抗反射膜进行测试及评估，并且各测试的原理详述于下文中，且各测试的结果显示在表1中。
<阴离子浓度>
分别取实施例1至实施例3及比较例1至比较例2的抗反射涂料组成物10uL，并于稀释1000倍后以离子层析仪(DIOEX公司，型号：ICS 1500)进行阴离子的种类以及浓度的量测。另外一提的是，由于实施例1至实施例3及比较例1至比较例2的抗反射涂料组成物中皆仅检测到氯离子，而其他种类阴离子未检出，故表1中的阴离子浓度即为氯离子浓度。
<阴离子摩尔浓度>
首先，分别取实施例1至实施例3及比较例1至比较例2的抗反射涂料组成物10uL，并于稀释1000倍后以离子层析仪(DIOEX公司，型号：ICS1500)进行阴离子的种类以及浓度的量测。接着，由于实施例1至实施例3及比较例1至比较例2的抗反射涂料组成物中皆仅检测到氯离子，故以氯离子的分子量为35.5g/mol以及抗反射涂料组成物的密度为0.89g/cm3进行浓度换算。另外一提的是，在表1中的阴离子摩尔浓度即为氯离子摩尔浓度。
<铅笔硬度>
依据JIS K5600-5-4的铅笔硬度试验，分别对由实施例1至实施例3的抗反射膜及比较例1至比较例2的抗反射膜的表面进行硬度测定。通常，抗反射膜的铅笔硬度规格较佳为大于或等于5H，更佳为大于或等于6H。
<百格密着性试验>
首先，分别将实施例1至实施例3及比较例1至比较例2的抗反射涂料组成物以旋转涂布法涂布在10cm×10cm的玻璃基板(产品名：康宁EXG玻璃，制造商：锐隆光电)上。之后，将玻璃基板置于烘箱中，并依前述实施例1～3及比较例1～2中所述的各烘烤条件进行烘烤，以得到尺寸为10cm×10cm的实施例1至实施例3的抗反射膜及比较例1至比较例2的抗反射膜。接着，依据JIS K5600的方法，分别对前述实施例1至实施例3的抗反射膜及比较例1至比较例2的抗反射膜的表面上，以切刀切出10格(square)×10格个的100方格。之后，将3M公司制造的600胶带黏贴于印刷表面上，并接着予以急剧地剥离，以残留的方格数目进行评估，其中评估标准如下：
5B：无任何方格脱落；
4B：0％＜脱落的方格数量≦5％；
3B：5％＜脱落的方格数量≦15％；
2B：15％＜脱落的方格数量≦35％；
1B：35％＜脱落的方格数量≦65％；
0B：65％＜脱落的方格数量≦100％。
<穿透率测试>
使用UV/Vis光谱仪(Hitachi公司，型号：U3300)，分别对实施例1至实施例3的抗反射膜及比较例1至比较例2的抗反射膜测定波长范围为380nm至780nm下的穿透率(％)。其中，在表1中，穿透率(％)(550nm)即表示于波长为550nm下的穿透率(％)。通常，于波长为550nm下，抗反射膜的穿透率至少要大于93％。
<折射率测试>
使用薄膜量测仪(Mission Peak Optics Inc.公司，型号：MP100-ST)，分别对实施例1至实施例3的抗反射膜及比较例1至比较例2的抗反射膜测定于波长为550nm下的折射率。通常，抗反射膜的折射率至少要小于1.5，较佳为介于1.3至1.45之间。
表1
由上述表1可知，实施例1至实施例3的抗反射膜的铅笔硬度皆为大于或等于7H，此显示实施例1至实施例3的抗反射膜具有良好的机械强度。另外，由上述表1可知，实施例1至实施例3的抗反射膜的百格测试的评估结果皆为5B，此显示实施例1至实施例3的抗反射膜与基板之间具有良好的附着力。另外，由上述表1可知，于波长为550nm下，实施例1至实施例3的抗反射膜的穿透率皆大于93％(93.4％、93.9％)此显示实施例1至实施例3的抗反射膜具有良好的穿透率。另外，与比较例1至比较例2的抗反射膜相比，实施例1至实施例3的抗反射膜皆具有较低的折射率(1.385～1.396)，此显示实施例1至实施例3的抗反射膜具有较佳的抗反射能力。也就是说，由实施例1至实施例3的抗反射涂料组成物所制得的实施例1至实施例3的抗反射膜同时具有良好的机械强度、与载板间的附着力、穿透率及折射率。
综上所述，藉由本发明所提出的抗反射涂料组成物包括0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子、0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物、0.05重量份至20重量份的水、79重量份至99重量份的有机溶剂以及在抗反射涂料组成物中，浓度范围为大于85.1ppm至小于132.4ppm的阴离子或是摩尔浓度范围为大于2.13mM至小于3.32mM的阴离子，使得由其所制造出的抗反射膜能够同时具有良好的折射率、机械强度、与载板间的附着力及穿透率。另外，由于使用本发明的抗反射涂料组成物制造抗反射膜不需使用特别的工艺(例如蒸镀或溅镀等真空工艺)即可制得，故极容易制造且制造成本低廉。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种抗反射涂料组成物，其特征在于，包括：
0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子；
0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物；
0.05重量份至20重量份的水；
79重量份至99重量份的有机溶剂；以及
阴离子，
其中在所述抗反射涂料组成物中，所述阴离子的浓度范围为大于85.1ppm至小于132.4ppm。
2.根据权利要求1所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，所述二氧化硅微粒子至少包括由式(I)所示的烷氧基硅烷于碱性催化剂存在下经水解缩合反应而得的化合物：
Rn-Si(OR1)4-n 式(I)，
其中在式(I)中，R为C1～C10的经取代或非经取代的烷基、C2～C10的经取代或非经取代的烯基或C6～C10的经取代或非经取代的芳基，R1为C1～C10的经取代或非经取代的烷基，n为0～2的整数。
3.根据权利要求2所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，所述碱性催化剂为选自由金属氢氧化物、氨水、烷胺类、醇胺类、氯化苄基三乙基铵及氢氧化四甲基铵所组成的族群中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，所述硅酸盐化合物至少包括由式(I)所示的烷氧基硅烷于酸性催化剂存在下经水解缩合反应而得的化合物：
Rn-Si(OR1)4-n 式(I)，
其中在式(I)中，R为C1～C10的经取代或非经取代的烷基、C2～C10的经取代或非经取代的烯基或C6～C10的经取代或非经取代的芳基，R1为C1～C10的经取代或非经取代的烷基，n为0～2的整数。
5.根据权利要求4所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，所述酸性催化剂为选自由盐酸、硝酸、氢氟酸、乙酸、三氟醋酸、硫酸、磷酸、硼酸、甲酸、乙酸、草酸、对甲苯磺酸及烷基磺酸所组成的族群中的至少一种。
6.根据权利要求2或4所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，当n为0时，式(I)所示的烷氧基硅烷包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷；当n为1时，式(I)所示的烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三苯氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷；当n为2时，式(I)所示的烷氧基硅烷包括二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。
7.根据权利要求2所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，在式(I)中，n为0或1。
8.根据权利要求1所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，所述二氧化硅微粒子与所述硅酸盐化合物的含量比例为5：5至7：3。
9.根据权利要求1所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，所述阴离子为选自由氯离子、硝酸根离子、氟离子、乙酸根离子、三氟醋酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子、硼酸根离子、甲酸根离子、草酸根离子、对甲苯磺酸根离子及烷基磺酸根离子所组成的族群中的至少一种。
10.一种抗反射涂料组成物，其特征在于，包括：
0.7重量份至2重量份的二氧化硅微粒子；
0.1重量份至1.1重量份的硅酸盐化合物；
0.05重量份至20重量份的水；
79重量份至99重量份的有机溶剂；以及
阴离子，
其中在所述抗反射涂料组成物中，所述阴离子的摩尔浓度范围为大于2.13mM至小于3.32mM。
11.根据权利要求10所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，所述二氧化硅微粒子与所述硅酸盐化合物的含量比例为5：5至7：3。
12.根据权利要求10所述的抗反射涂料组成物，其特征在于，所述阴离子为选自由氯离子、硝酸根离子、氟离子、乙酸根离子、三氟醋酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子、硼酸根离子、甲酸根离子、草酸根离子、对甲苯磺酸根离子及烷基磺酸根离子所组成的族群中的至少一种。
13.一种抗反射膜，其特征在于，由根据权利要求1至12中任一项所述的抗反射涂料组成物所制得。
14.根据权利要求13所述的抗反射膜，其特征在于，所述抗反射膜的折射率为1.3至1.48。
CN201610852598.6A 2015-12-29 2016-09-27 抗反射涂料组成物及抗反射膜 Pending CN106928755A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104144327 2015-12-29
TW104144327A TWI580739B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 抗反射塗料組成物及抗反射膜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106928755A true CN106928755A (zh) 2017-07-07

Family

ID=59367410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610852598.6A Pending CN106928755A (zh) 2015-12-29 2016-09-27 抗反射涂料组成物及抗反射膜

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN106928755A (zh)
TW (1) TWI580739B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101203581A (zh) * 2005-05-31 2008-06-18 干燥涂层有限公司 二氧化硅膜形态的控制
CN101531468A (zh) * 2009-04-01 2009-09-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 折射率可控的多孔性二氧化硅减反膜的制备方法
CN101995589A (zh) * 2009-08-14 2011-03-30 比亚迪股份有限公司 一种二氧化硅增透膜的制备方法
CN103613282A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 北京市太阳能研究所集团有限公司 一种双层复合减反射膜的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3982967B2 (ja) * 1999-12-28 2007-09-26 触媒化成工業株式会社 透明被膜形成用塗布液、透明被膜付基材および表示装置
KR100981575B1 (ko) * 2006-07-10 2010-09-10 주식회사 엘지화학 오염 제거가 용이한 디스플레이 반사 방지용 코팅 조성물
US8864897B2 (en) * 2009-04-30 2014-10-21 Enki Technology, Inc. Anti-reflective and anti-soiling coatings with self-cleaning properties

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101203581A (zh) * 2005-05-31 2008-06-18 干燥涂层有限公司 二氧化硅膜形态的控制
CN101531468A (zh) * 2009-04-01 2009-09-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 折射率可控的多孔性二氧化硅减反膜的制备方法
CN101995589A (zh) * 2009-08-14 2011-03-30 比亚迪股份有限公司 一种二氧化硅增透膜的制备方法
CN103613282A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 北京市太阳能研究所集团有限公司 一种双层复合减反射膜的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.SAN VICENTE ET.AL.: "《Long-term durability of sol-gel porous coatings for solar glass covers》", 《THIN SOLID FILMS》 *
沈军等: "《提拉法制备耐刮擦SiO2减反膜》", 《武汉理工大学学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
TWI580739B (zh) 2017-05-01
TW201723099A (zh) 2017-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210199855A1 (en) Optical member and method for manufacturing optical member
US9605159B2 (en) Low refractive index film-forming composition and method of forming low refractive index film using the same
JP6813553B2 (ja) 光線透過率を高める塗料組成物及びそれからなるコーティング層
JP6986339B2 (ja) 反射防止膜形成用組成物、反射防止膜およびその形成方法
CN108139506B (zh) 适合于移动显示设备的玻璃盖片等的玻璃基板
CN102272254A (zh) 涂层组合物、该组合物的制造方法及具有硬涂层的层叠体
JP5375204B2 (ja) 反射防止膜の製造方法、並びに反射防止膜及び光学素子
JP2018123043A (ja) シリカ系粒子分散液の製造方法、シリカ系粒子分散液、透明被膜形成用塗布液及び透明被膜付基材
KR20170107441A (ko) 저굴절률막 형성용 액 조성물
CN103359762A (zh) 氧化铝的前体溶胶及其制造方法、光学部件的制造方法、光学部件和光学系统
JP6672657B2 (ja) 反射防止膜の製造方法
JP2012246440A (ja) 無機コーティング組成物
JP2010168508A (ja) 低屈折率組成物および反射防止材ならびにディスプレイ
JP2013160799A (ja) 低反射膜付き物品の製造方法
CN105273622A (zh) 低折射率膜形成用组合物及其制法、低折射率膜的形成法
JP5910494B2 (ja) スプレー塗布用の反射防止被膜形成用塗布液
JP2018151614A (ja) 光学部材、撮像装置、及び光学部材の製造方法
CN106928755A (zh) 抗反射涂料组成物及抗反射膜
JP6488575B2 (ja) 近赤外線吸収構造体
JP2017058428A (ja) 反射防止膜の製造方法
US11117830B2 (en) Glass article with colored coating
KR101607446B1 (ko) 메르캅토기로 수식한 폴리실록산을 함유하는 반사 방지 피막 형성용 도포액
JP6733235B2 (ja) 低屈折率膜形成用液組成物
US20080305302A1 (en) Low Reflection Film and Forming Method
EP2937319B1 (en) Method of manufacturing a composition for forming a thin layer with low refractive index, and method of manufacturing a thin layer with low refractive index

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170707