CN108445556B - 抗反射基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗反射基板及其制作方法。本发明的抗反射基板的制作方法包括：将嵌段聚合物与溶剂混合后，涂布于基板上形成聚合物薄膜，使所述聚合物薄膜中的溶剂挥发后，对所述聚合物薄膜进行退火处理，形成具有蛾眼抗反射微结构的抗反射膜，得到抗反射基板；该方法的工艺简单，成本低廉，无需复杂昂贵设备，生产效率高。本发明的抗反射基板中的抗反射膜具有蛾眼抗反射微结构，因此该抗反射膜具有优异的抗反射特性，使得所述抗反射基板具有超低反射率；并且所述抗反射基板的制程简单，制作成本低。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种抗反射基板及其制作方法。
背景技术
电子显示器的表面通常需要具有防损伤、防外光映入、防污等各种功能，其中，防外光映入功能对于显示器的显示效果来说格外重要，现有一种使电子显示器的表面具有防外光映入功能的方法为：在显示器的表面上覆盖低反射(LR，Low Reflection)层，但是，LR层与空气的接触界面以及LR层与偏光片的接触界面产生的反射光并不会完全消失，也即是说，LR层的防反射效果并不充分，当荧光灯等光源映入显示器中时，人眼还是会难以看清显示器的显示内容；因此，除设置LR层以外，通常还会对显示器表面进行防眩(AG，AntiGlare)处理，所述防眩处理是在显示器的表面形成细微的凹凸图案，利用光的散射效果来防止外光映入，但AG处理又容易使显示内容变得模糊。
1967年Bernhard等人首次发现了蛾眼的微纳米结构，该类结构具有较好的抗反射特性，在蛾眼的微纳米结构的启发下，人们在需要进行抗反射处理的物品表面形成蛾眼抗反射微结构，以获得防外光映入功能。所述蛾眼抗反射微结构是在物品表面形成具有纳米尺寸的间隔的凹凸图案，所述凹凸图案的尺寸小于可见光波长，也即是说，所述蛾眼抗反射微结构的凹凸图案比AG处理形成的凹凸图案更细微，基于纳米尺寸效应，所述蛾眼抗反射微结构具有超低的反射率，几乎能够完全消除该物品表面的光反射现象。
目前在基板上制备蛾眼抗反射微结构的方法主要有电子束刻蚀法、光刻法以及纳米压印法，上述方法在制备蛾眼抗反射微结构时生产工艺复杂，技术要求较高，而且通常需要使用较为昂贵的设备，其较高的成本与较低的生产效率或生产良率限制了该技术的应用发展，使蛾眼抗反射微结构的应用大大受到了限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗反射基板的制作方法，利用简单的工艺制作具有蛾眼抗反射微结构的抗反射膜，生产成本低，且生产效率高。
本发明的目的还在于提供一种抗反射基板，其中的抗反射膜具有蛾眼抗反射微结构，因此该抗反射膜具有优异的抗反射特性，所述抗反射基板具有超低反射率。
为实现上述目的，本发明提供一种抗反射基板的制作方法，包括：
提供嵌段共聚物分散溶液与基板，将所述嵌段共聚物分散溶液涂布于基板上，形成聚合物薄膜；
所述嵌段共聚物分散溶液包括溶剂以及分散于溶剂中的嵌段共聚物；所述嵌段共聚物的分子结构中含有两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物；
去除所述聚合物薄膜中的溶剂；
对具有聚合物薄膜的基板进行退火处理，所述聚合物薄膜中的嵌段共聚物中的两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物产生相分离，在所述聚合物薄膜表面形成蛾眼抗反射微结构，从而将聚合物薄膜转化为抗反射膜，得到抗反射基板。
所述嵌段共聚物包括具有第一结构通式的第一化合物与具有第二结构通式的第二化合物中的至少一种；
所述第一结构通式为—[A]n1—a—[B]n2—，其中，A、B代表聚合物，a代表化学键或连接基团，n1、n2分别代表聚合物A、B的重复单元数，并且n1、n2均为0～200的自然数；所述聚合物A、B在热力学上不相容；
所述第二结构通式为—[C]n3—b—[D]n4—c—[E]n5—，其中，C、D、E代表聚合物，b、c代表化学键或连接基团，n3、n4、n5分别代表聚合物C、D、E的重复单元数，并且n3、n4、n5均为0～200的自然数；所述聚合物C、D、E中至少有两个在热力学上不相容。
所述第一结构通式中，所述聚合物A、B的分子量均为1000～50000；所述a为连接基团时，所述连接基团为烷基、醚基或酯基；
所述聚合物A、B均选自聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯；
所述第二结构通式中，所述聚合物C、D、E的分子量均为1000～50000；所述b、c为连接基团时，所述连接基团为烷基、醚基或酯基；
所述聚合物C、D、E均选自聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯。
去除所述聚合物薄膜中的溶剂的方式为：对具有聚合物薄膜的基板进行第一次加热，使聚合物薄膜中的溶剂挥发；所述第一次加热的温度为25℃～50℃。
所述蛾眼抗反射微结构包括间隔设置的多个凸起部以及位于多个凸起部之间的凹陷部，所述凸起部呈圆台状。
所述多个凸起部随机分布或者呈阵列排布；所述凸起部的高度与所述凹陷部的深度为50nm～500nm，所述凸起部的直径为0～500nm，相邻两个凸起部的间隔距离为50nm～500nm。
所述退火处理的温度为50℃～250℃，保温时间为0.5小时至5小时。
本发明还提供一种抗反射基板，包括基板与设于所述基板上的抗反射膜，所述抗反射膜的表面具有蛾眼抗反射微结构，所述蛾眼抗反射微结构包括间隔设置的多个凸起部以及位于多个凸起部之间的凹陷部；
所述抗反射膜的材料包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物的分子结构中含有两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物。
所述嵌段共聚物包括具有第一结构通式的第一化合物与具有第二结构通式的第二化合物中的至少一种；
所述第一结构通式为—[A]n1—a—[B]n2—，其中，A、B代表聚合物，a代表化学键或连接基团，n1、n2分别代表聚合物A、B的重复单元数，并且n1、n2均为0～200的自然数；所述聚合物A、B在热力学上不相容；
所述第二结构通式为—[C]n3—b—[D]n4—c—[E]n5—，其中，C、D、E代表聚合物，b、c代表化学键或连接基团，n3、n4、n5分别代表聚合物C、D、E的重复单元数，并且n3、n4、n5均为0～200的自然数；所述聚合物C、D、E中至少有两个在热力学上不相容。
所述多个凸起部随机分布或者呈阵列排布；所述凸起部的高度与所述凹陷部的深度为50nm～500nm，所述凸起部的底部直径为0～500nm，相邻两个凸起部的间隔距离为50nm～500nm。
本发明的有益效果：本发明的抗反射基板的制作方法包括：将嵌段聚合物与溶剂混合后，涂布于基板上形成聚合物薄膜，使所述聚合物薄膜中的溶剂挥发后，对所述聚合物薄膜进行退火处理，形成具有蛾眼抗反射微结构的抗反射膜，得到抗反射基板；该方法的工艺简单，成本低廉，无需复杂昂贵设备，生产效率高。本发明的抗反射基板中的抗反射膜具有蛾眼抗反射微结构，因此该抗反射膜具有优异的抗反射特性，使得所述抗反射基板具有超低反射率；并且所述抗反射基板的制程简单，制作成本低。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的抗反射基板的制作方法的流程图；
图2为本发明的抗反射基板的制作方法的步骤S1的剖视示意图；
图3为本发明的抗反射基板的制作方法的步骤S2的剖视示意图；
图4为本发明的抗反射基板的制作方法的步骤S3的剖视示意图以及本发明的抗反射基板的剖视示意图；
图5为本发明的抗反射基板的制作方法的步骤S3的俯视示意图以及本发明的抗反射基板的俯视示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种抗反射基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤S1、如图2所示，提供嵌段共聚物分散溶液与基板10，将所述嵌段共聚物分散溶液涂布于基板10上，形成聚合物薄膜20；
所述嵌段共聚物分散溶液包括溶剂以及分散于溶剂中的嵌段共聚物；所述嵌段共聚物的分子结构中含有两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物。
具体的，所述嵌段共聚物包括具有第一结构通式的第一化合物与具有第二结构通式的第二化合物中的至少一种；
所述第一结构通式为—[A]n1—a—[B]n2—，其中，A、B代表聚合物，a代表化学键或连接基团，n1、n2分别代表聚合物A、B的重复单元数，并且n1、n2均为0～200的自然数；所述聚合物A、B在热力学上不相容；
所述第二结构通式为—[C]n3—b—[D]n4—c—[E]n5—，其中，C、D、E代表聚合物，b、c代表化学键或连接基团，n3、n4、n5分别代表聚合物C、D、E的重复单元数，并且n3、n4、n5均为0～200的自然数；所述聚合物C、D、E中至少有两个在热力学上不相容。
具体的，所述第一结构通式中，所述聚合物A、B的分子量均为1000～50000；所述a为连接基团时，所述连接基团为烷基、醚基或酯基；
所述聚合物A、B均选自聚丁二烯(PB)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙二醇(PEG)、聚砜(PSF)、聚氧化乙烯(PEO)。
具体的，所述第二结构通式中，所述聚合物C、D、E的分子量均为1000～50000；所述b、c为连接基团时，所述连接基团为烷基、醚基或酯基；
所述聚合物C、D、E均选自聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯。
具体的，所述聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯中，任意两种聚合物在热力学上均不相容。
具体的，所述第二结构通式中，所述b、c可以相同或者不同。
具体的，所述具有第一结构通式的第一化合物可以为聚氧化乙烯-a-聚苯乙烯。
具体的，所述第二结构通式中，所述聚合物C、E可以相同或者不同；
所述聚合物C、E相同时，所述具有第二结构通式的第二化合物可以为聚苯乙烯-b-聚乙二醇-c-聚苯乙烯或者聚苯乙烯-b-聚丁二烯-c-聚苯乙烯；
所述聚合物C、E不同时，所述具有第二结构通式的第二化合物可以为聚砜-b-聚二甲基硅氧烷-c-聚苯乙烯。
具体的，所述溶剂为有机溶剂，所述有机溶剂包括四氢氟喃与甲苯中的至少一种。
具体的，所述基板10为玻璃基板、塑料基板或者显示器。
具体的，所述塑料基板的材质可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或聚酰亚胺(PI)等透明高分子材料。
步骤S2、如图3所示，去除所述聚合物薄膜20中的溶剂。
具体的，去除所述聚合物薄膜20中的溶剂的方式为：对具有聚合物薄膜20的基板10进行第一次加热，使聚合物薄膜20中的溶剂挥发。
具体的，所述第一次加热的温度为25℃～50℃。在实际操作中，所述第一次加热的温度根据聚合物薄膜20中的溶剂的挥发性能而定，所述聚合物薄膜20中的溶剂不同时，可以选择不同的加热温度。
步骤S3、如图4与图5所示，对具有聚合物薄膜20的基板10进行退火处理，所述聚合物薄膜20中的嵌段共聚物中的两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物产生相分离，在所述聚合物薄膜20表面形成蛾眼抗反射微结构40，从而将聚合物薄膜20转化为抗反射膜30，得到抗反射基板50。
具体的，所述步骤S2中，由于所述聚合物薄膜20中的嵌段共聚物包含两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物，因此所述聚合物薄膜20并非一个热力学稳定体系，在退火处理过程中，所述嵌段共聚物中的两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物会发生相分离，由于所述两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物通过化学键或者连接基团相连，因此不可能出现通常意义上的宏观相变，即产生尺寸较大的不同相区，而只能形成纳米到微米尺寸的相区，通过对退火处理的温度和保温时间进行调整，可以控制相分离的程度从而在聚合物薄膜20表面形成具有抗反射特性的蛾眼抗反射微结构40。
具体的，所述蛾眼抗反射微结构40包括间隔设置的多个凸起部41以及位于多个凸起部41之间的凹陷部42，所述凸起部41呈圆台状。
具体的，所述多个凸起部41随机分布或者呈阵列排布。
具体的，所述凸起部41的高度与所述凹陷部42的深度为50nm～500nm，所述凸起部41的底部直径为0～500nm，相邻两个凸起部41的间隔距离为50nm～500nm。
优选的，所述凸起部41的高度与所述凹陷部42的深度为50nm～380nm，所述凸起部41的底部直径为0～380nm，相邻两个凸起部41的间隔距离为50nm～380nm，此时所述抗反射膜30的反射率最低，抗反射性最佳。
具体的，所述退火处理的温度为50℃～250℃，保温时间为0.5小时至5小时。
具体的，当所述基板10为显示器时，所述抗反射基板50即为具有抗反射膜30的显示器，由于所述抗反射膜30具有优异的抗反射性，因此所述显示器具有超低反射率。
具体的，当所述基板10并非需要进行抗反射处理的物品时，还需要将所述抗反射膜30从基板10上剥离并贴附于需要进行抗反射处理的物品表面。
上述抗反射基板的制作方法包括：将嵌段聚合物与溶剂混合后，涂布于基板10上形成聚合物薄膜20，使所述聚合物薄膜20中的溶剂挥发后，对所述聚合物薄膜20进行退火处理，形成具有蛾眼抗反射微结构40的抗反射膜30，得到抗反射基板50；该方法的工艺简单，成本低廉，无需复杂昂贵设备，生产效率高。
请参阅图4与图5，基于上述抗反射基板的制作方法，本发明还提供一种抗反射基板50，包括基板10与设于所述基板10上的抗反射膜30，所述抗反射膜30的表面具有蛾眼抗反射微结构40；
所述抗反射膜30的材料包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物的分子结构中含有两种或者两种以上在热力学上不相容的聚合物。
具体的，所述嵌段共聚物包括具有第一结构通式的第一化合物与具有第二结构通式的第二化合物中的至少一种；
所述第一结构通式为—[A]n1—a—[B]n2—，其中，A、B代表聚合物，a代表化学键或连接基团，n1、n2分别代表聚合物A、B的重复单元数，并且n1、n2均为0～200的自然数；所述聚合物A、B在热力学上不相容；
所述第二结构通式为—[C]n3—b—[D]n4—c—[E]n5—，其中，C、D、E代表聚合物，b、c代表化学键或连接基团，n3、n4、n5分别代表聚合物C、D、E的重复单元数，并且n3、n4、n5均为0～200的自然数；所述聚合物C、D、E中至少有两个在热力学上不相容。
具体的，所述第一结构通式中，所述聚合物A、B的分子量均为1000～50000；所述a为连接基团时，所述连接基团为烷基、醚基或酯基；
所述聚合物A、B均选自聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯。
具体的，所述第二结构通式中，所述聚合物C、D、E的分子量均为1000～50000；所述b、c为连接基团时，所述连接基团为烷基、醚基或酯基；
所述聚合物C、D、E均选自聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯。
具体的，所述聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯中，任意两种聚合物在热力学上均不相容。
具体的，所述第二结构通式中，所述b、c可以相同或者不同。
具体的，所述具有第一结构通式的第一化合物可以为聚氧化乙烯-a-聚苯乙烯。
具体的，所述第二结构通式中，所述聚合物C、E可以相同或者不同；
所述聚合物C、E相同时，所述具有第二结构通式的第二化合物可以为聚苯乙烯-b-聚乙二醇-c-聚苯乙烯或者聚苯乙烯-b-聚丁二烯-c-聚苯乙烯；
所述聚合物C、E不同时，所述具有第二结构通式的第二化合物可以为聚砜-b-聚二甲基硅氧烷-c-聚苯乙烯。
具体的，所述基板10为玻璃基板、塑料基板或者显示器。
具体的，所述塑料基板的材质可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或聚酰亚胺(PI)等透明高分子材料。
具体的，所述蛾眼抗反射微结构40包括间隔设置的多个凸起部41以及位于多个凸起部41之间的凹陷部42，所述凸起部41呈圆台状。
具体的，所述多个凸起部41随机分布或者呈阵列排布。
具体的，所述凸起部41的高度与所述凹陷部42的深度为50nm～500nm，所述凸起部41的底部直径为0～500nm，相邻两个凸起部41的间隔距离为50nm～500nm。
优选的，所述凸起部41的高度与所述凹陷部42的深度为50nm～380nm，所述凸起部41的底部直径为0～380nm，相邻两个凸起部41的间隔距离为50nm～380nm，此时所述抗反射膜30的反射率最低，抗反射性最佳。
具体的，当所述基板10为显示器时，所述抗反射基板50即为具有抗反射膜30的显示器，由于所述抗反射膜30具有优异的抗反射性，因此所述显示器具有超低反射率。
上述抗反射基板50中的抗反射膜30具有蛾眼抗反射微结构40，因此该抗反射膜30具有优异的抗反射特性，使得所述抗反射基板50具有超低反射率；并且所述抗反射基板50的制程简单，制作成本低。
综上所述，本发明的抗反射基板的制作方法包括：将嵌段聚合物与溶剂混合后，涂布于基板上形成聚合物薄膜，使所述聚合物薄膜中的溶剂挥发后，对所述聚合物薄膜进行退火处理，形成具有蛾眼抗反射微结构的抗反射膜，得到抗反射基板；该方法的工艺简单，成本低廉，无需复杂昂贵设备，生产效率高。本发明的抗反射基板中的抗反射膜具有蛾眼抗反射微结构，因此该抗反射膜具有优异的抗反射特性，使得所述抗反射基板具有超低反射率；并且所述抗反射基板的制程简单，制作成本低。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种抗反射基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供嵌段共聚物分散溶液与基板(10)，将所述嵌段共聚物分散溶液涂布于基板(10)上，形成聚合物薄膜(20)；
所述嵌段共聚物分散溶液包括溶剂以及分散于溶剂中的嵌段共聚物；所述嵌段共聚物的分子结构中含有两种以上在热力学上不相容的聚合物；
去除所述聚合物薄膜(20)中的溶剂；
对具有聚合物薄膜(20)的基板(10)进行退火处理，所述聚合物薄膜(20)中的嵌段共聚物中的两种以上在热力学上不相容的聚合物产生相分离，在所述聚合物薄膜(20)表面形成蛾眼抗反射微结构(40)，从而将聚合物薄膜(20)转化为抗反射膜(30)，得到抗反射基板(50)；
所述蛾眼抗反射微结构(40)包括间隔设置的多个凸起部(41)以及位于多个凸起部(41)之间的凹陷部(42)，所述凸起部(41)呈圆台状。
2.如权利要求1所述的抗反射基板的制作方法，其特征在于，所述嵌段共聚物包括具有第一结构通式的第一化合物与具有第二结构通式的第二化合物中的至少一种；
所述第一结构通式为—[A]n1—a—[B]n2—，其中，A、B代表聚合物，a代表化学键或连接基团，n1、n2分别代表聚合物A、B的重复单元数，并且n1、n2均为0～200的自然数；所述聚合物A、B在热力学上不相容；
所述第二结构通式为—[C]n3—b—[D]n4—c—[E]n5—，其中，C、D、E代表聚合物，b、c代表化学键或连接基团，n3、n4、n5分别代表聚合物C、D、E的重复单元数，并且n3、n4、n5均为0～200的自然数；所述聚合物C、D、E中至少有两个在热力学上不相容。
3.如权利要求2所述的抗反射基板的制作方法，其特征在于，所述第一结构通式中，所述聚合物A、B的分子量均为1000～50000；所述a为连接基团时，所述连接基团为烷基、醚基或酯基；
所述聚合物A、B均选自聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯；
所述第二结构通式中，所述聚合物C、D、E的分子量均为1000～50000；所述b、c为连接基团时，所述连接基团为烷基、醚基或酯基；
所述聚合物C、D、E均选自聚丁二烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚砜、聚氧化乙烯。
4.如权利要求1所述的抗反射基板的制作方法，其特征在于，去除所述聚合物薄膜(20)中的溶剂的方式为：对具有聚合物薄膜(20)的基板(10)进行第一次加热，使聚合物薄膜(20)中的溶剂挥发；所述第一次加热的温度为25℃～50℃；
所述退火处理的温度为50℃～250℃，保温时间为0.5小时至5小时。
5.如权利要求1所述的抗反射基板的制作方法，其特征在于，所述多个凸起部(41)随机分布或者呈阵列排布；所述凸起部(41)的高度与所述凹陷部(42)的深度为50nm～500nm，所述凸起部(41)的底部直径为0～500nm，相邻两个凸起部(41)的间隔距离为50nm～500nm。
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