CN1809764A - 抗反射膜 - Google Patents
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Abstract
一种含有多个二氧化硅颗粒和至少一种粘合剂化合物的抗反射膜,其特征在于具有30重量%或更高的二氧化硅颗粒含量、2纳米或更小的算术平均表面粗糙度(Ra)、和10原子%或更高的表面硅原子含量。
Description
技术领域
本发明涉及抗反射膜。更特别地,本发明涉及含有二氧化硅颗粒和至少一种粘合剂化合物的抗反射膜,其中二氧化硅颗粒通过至少一种粘合剂化合物粘接在一起,并且其中抗反射膜的二氧化硅颗粒含量为30重量%或更低,算术平均表面粗糙度(Ra)不高于2纳米,且表面硅原子含量为10原子%或更高。本发明的抗反射膜不仅表现出优异的抗反射性能,而且在机械强度和抗磨性方面具有优异的性能。因此,本发明的抗反射膜非常有利于覆盖各种光学基材(例如眼镜透镜和显示屏)。
背景技术
传统上,作为覆盖光学部件、眼镜的透镜、显示屏等的抗反射膜,已知的有具有单层结构的抗反射膜和具有多层结构的抗反射膜。具有单层结构或双层结构的抗反射膜不利地具有高的反射率。因此,使用具有层积结构的抗反射膜已经被认为是更合意的,该层积结构由三层或更多具有不同折射率的不同层构成。然而,当通过任何常规方法,例如真空沉淀和浸涂法制造这种由三层或更多不同层构成的抗反射膜时,产生的不利之处在于制造过程麻烦且生产率低。
因此,已经对具有单层结构或双层结构的抗反射膜进行了研究,而且已经发现,当抗反射膜符合下述条件时,可以降低这种单层或双层抗反射膜的折射率。因此,已经进行了研究以开发符合这些条件的单层或双层膜。具体而言,已知的是,在含有基材和在其上形成的单层膜的光学部件中,光学部件反射率R的最小值可以表示为下式:
(ns-n2)2/(ns+n2)2,
其中ns代表基材的折射率,n代表单层膜的折射率,条件是ns>n。当反射率R的最小值为0(即,当(ns-n2)2/(ns+n2)2=0时),意味着n=ns 1/2。因此,已经尝试通过调整单层膜的折射率n至尽可能接近ns 1/2的值来降低反射率R。此外,当难以将单层膜的折射率n调整至接近ns 1/2的值时,已经尝试通过下述方法来降低反射率R:在基材和折射率为n的上述(“单”)层膜之间形成具有接近n2的高折射率的高折射率层,以由此获得双层结构。
目前,含有抗反射膜的光学部件的市售产品在可见范围内具有大约2%的最低反射率。然而,在这些市售光学部件中,既具有2%或更低的最低反射率又在机械强度和耐久性方面具有实际上令人满意性能的光学部件为数很少。因此,合意的是提供下述抗反射膜——易于制造,而且既具有2%或更低的最低反射率,优选1%或更低的最低反射率,而且在机械强度和耐久性方面具有实际令人满意的性能。
另一方面,为了提供具有增大的表面硬度和防眩光(通过使膜表面具有光散射性来实现)的抗反射膜,已经尝试在抗反射膜的表面部分引入二氧化硅颗粒,由此在抗反射膜表面形成微小的不平整度(即微小的凹凸)。已知的是,通过由此在抗反射膜表面形成微小的凹凸,可以在一定程度上获得提高抗反射膜抗磨性的效果。获得这种效果的原因在于抗反射膜表面存在微小凹凸可以减小抗反射膜和与抗反射膜表面接触的物体之间的实际接触面积。然而,具有这种表面结构的抗反射膜存在着问题,即施加在抗反射膜的这种粗糙化表面上的应力不可避免地主要集中在该粗糙化表面的微小“峰顶”部分(也就是凹部),因此抗反射膜的表面部分会部分剥落和/或抗反射膜在厚度方向部分破碎,导致抗反射膜的厚度部分降低,无意中改变了抗反射膜的色调。当试图通过提高二氧化硅用量以进一步提高抗反射膜表面硬度的方法来解决这一问题时,抗反射膜的表面粗糙度进一步提高。这种表面粗糙度的提高产生的问题不仅在于会提高抗反射膜与物体接触时的摩擦阻力,还在于会增加二氧化硅颗粒从抗反射膜表面的脱落,由此更导致抗磨性的降低(而不是抗磨性的提高)。因此,在传统技术中,非常难以控制抗反射膜的表面形态和表面硬度。
未审日本专利申请公开说明书Hei 3-150501和Hei 5-163464号公开了含有二氧化硅颗粒和在其表面上具有微小凹凸的抗反射膜。在这些专利文献中,据描述,这些抗反射膜在抗磨性评测中表现出良好的结果。然而,在这些专利文献中,只是通过使用文具橡皮对抗反射膜进行摩擦的方法来简单评测抗磨性。相信这种方法不能令人满意地评测抗反射膜的实际性能。
未审日本专利申请公开说明书Hei 11-292568和2000-256040号公开了含有二氧化硅颗粒且算术平均表面粗糙度(Ra)高于5纳米的抗反射膜。在这些专利文献中,描述了通过用干布摩擦抗反射膜来对抗反射膜进行抗磨性测量时,抗反射膜的水接触角从107°变成100°。这种评测结果不能被认为表明抗反射膜表现出令人满意的实际性能。
未审日本专利申请公开说明书Hei 4-340902、Hei 7-48117、2001-188104和2001-163906号公开了含有二氧化硅颗粒的抗反射膜。然而,在这些专利文献的技术中,二氧化硅颗粒的使用只是简单地用于改善抗反射膜的光学性能。在这些专利文献中,获得具有低折射率和低反射率的抗反射膜,但是抗反射膜的抗磨性仍然不令人满意。
未审日本专利申请公开说明书2002-221603号公开了抗反射膜转印结构,其含有算术平均表面粗糙度(Ra)为2至150纳米的基材和层积在其上的待转印的抗反射层,还公开了使用该抗反射膜转印结构获得的抗反射膜。在此专利文献中,将基材的算术平均表面粗糙度(Ra)调节至2至150纳米范围内的值是为了提高所得抗反射膜的厚度均匀性。该专利文献对于上述算术平均表面粗糙度(Ra)的调节如何影响抗反射膜的强度没有任何描述。
此外,已知的是,当使抗反射膜具有仅有很少凹凸的表面形态,也就是平滑表面时,抗反射膜的抗磨性降低。例如,国际公开WO03/083524号公开了含有二氧化硅颗粒的抗反射膜,并描述了当抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)低于3纳米时,一般不能表现出令人满意的抗磨性。同样地,未审日本专利申请公开说明书2002-79600号公开了含有二氧化硅颗粒的抗反射膜,并描述了当抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)低于2纳米时,抗磨性会降低。
如上所述,至今还不能获得不仅表现出优异的抗反射性能、还在机械强度和抗磨性方面具有令人满意的性能的抗反射膜。
发明概要
在这种情况下,本发明人进行了广泛深入的研究,以解决现有技术存在的上述问题。结果,本发明人意外地发现,可以通过含有二氧化硅颗粒和至少一种粘合剂化合物的抗反射膜实现上述目的,其中二氧化硅颗粒通过至少一种粘合剂化合物粘接在一起,并且其中抗反射膜的二氧化硅颗粒含量为30重量%或更低,算术平均表面粗糙度(Ra)不高于2纳米且表面硅原子含量为10原子%或更高。也就是说,已经意外地发现,上述抗反射膜不仅表现出优异的抗反射性能,而且在机械强度和抗磨性方面具有优异的性能。基于此发现,完成本发明。
相应地,本发明的一个目的是提供一种不仅表现出优异的抗反射性能,还在机械强度和抗磨性方面具有优异性能的抗反射膜。
根据结合附图的下列详述和所附权利要求,本发明的前述和其它目的、特征和优点是显而易见的。
附图的简要说明
在附图中:
图1是显示实施例1中制得的转印箔C的层状结构的示意图;
图2是显示实施例1中制得的光学部件D的层状结构的示意图;
图3是显示对比例1中制得的光学部件E的层状结构的示意图;
图4是显示实施例2中制得的转印箔G的层状结构的示意图;
图5是显示实施例2中制得的层积材料H的层状结构的示意图;
图6是显示实施例2中制得的光学部件I的层状结构的示意图;
图7是显示对比例2中制得的光学部件J的层状结构的示意图;
图8是显示对比例3中制得的转印箔L的层状结构的示意图;
图9是显示对比例3中制得的层积材料M的层状结构的示意图;且
图10是显示对比例3中制得的光学部件N的层状结构的示意图。
附图编号说明:
1:聚对苯二甲酸乙二酯膜(临时基材)
2:剥离层
3:低折射率层(抗反射膜)
4:具有抗静电作用的高折射率层
5:硬涂层
6:粘合层
7:聚甲基丙烯酸甲酯板(光学基材)
8:含氟表面活性剂层
9:聚对苯二甲酸乙二酯膜(光学基材)
10:可紫外线固化的树脂层
发明详述
在本发明的一个方面,提供了含有二氧化硅颗粒和至少一种粘合剂化合物的抗反射膜,其中二氧化硅颗粒通过至少一种粘合剂化合物粘接在一起,
该抗反射膜具有下列特征(a)至(c):
(a)二氧化硅颗粒含量为抗反射膜重量的30重量%或更高,
(b)算术平均表面粗糙度(Ra)不高于2纳米,且
(c)在通过X射线光电子能谱法(XPS)测量该抗反射膜表面时,其硅原子含量为10原子%或更高。
为了易于理解本发明,下面将列举本发明的基本特征和各种优选的具体实施方式。
1.一种含有二氧化硅颗粒和至少一种粘合剂化合物的抗反射膜,其中所述二氧化硅颗粒通过所述至少一种粘合剂化合物粘接在一起,
所述抗反射膜具有如下特征(a)到(c):
(a)二氧化硅颗粒含量为抗反射膜重量的30重量%或更高,
(b)算术平均表面粗糙度(Ra)不高于2纳米,且
(c)在通过X射线光电子能谱法(XPS)测量该抗反射膜表面时,其硅原子含量为10原子%或更高。
2.根据上述第1项所述的抗反射膜,其中所述至少一种粘合剂化合物是具有官能团的聚合物,且其中所述二氧化硅颗粒共价键接到所述聚合物的官能团上。
3.根据上述第2项所述的抗反射膜,其中所述聚合物的官能团与存在于所述二氧化硅颗粒中的硅原子的摩尔比为0.01到5。
4.根据上述第1至3任一项所述的抗反射膜,其中所述二氧化硅颗粒含有至少一种选自由念珠状二氧化硅串和纤维状二氧化硅颗粒组成的组的线形二氧化硅颗粒。
5.根据上述第4项所述的抗反射膜,其中所述至少一种线形二氧化硅颗粒的存在量为该抗反射膜重量的50重量%或更少。
6.根据上述第1至5任一项所述的抗反射膜,其为多孔的,且孔隙率为3到50体积%。
7.一种抗反射层积膜,其包括高折射率膜和直接或间接层积于其上的根据上述第1至6任一项的抗反射膜,其中所述高折射率膜的折射率高于所述抗反射膜的折射率。
8.根据上述第7项所述的抗反射层积膜,其中所述高折射率膜含有:
含有至少一种金属的至少一种金属氧化物的颗粒,该金属选自由钛、锆、锌、铈、钽、钇、铪、铝、镁、铟、锡、钼、锑和镓组成的组;以及
至少一种粘合剂化合物,
其中所述至少一种金属氧化物的颗粒通过所述至少一种粘合剂化合物粘接到一起。
9.一种光学部件,其包含光学基材和层积于其上的根据上述第1至6任一项的抗反射膜。
10.根据上述第9项所述的光学部件,其中所述光学基材是透明树脂基材。
11.根据上述第9或第10项所述的光学部件,其在可见光范围内的最低反射率不高于2%。
12.根据上述第9到11任一项所述的光学部件,其铅笔硬度为2H或更高。
13.根据上述第9到12任一项所述的光学部件,其通过包括以下步骤的方法制得:
(1)在可以与所述抗反射膜剥离的临时基材上形成根据上述第1到6任一项所述的抗反射膜,由此制得层积材料(i);
(2)在所述层积材料(i)的抗反射膜上层积光学基材以制得层积材料(ii);以及
(3)将临时基材与所述层积材料(ii)分离以制得光学部件。
14.一种光学部件,其包含光学基材和层积于其上的根据上述第7或第8项的抗反射层积膜。
15.根据上述第14项所述的光学部件,其中所述光学基材是透明树脂基材。
16.根据上述第14或第15项所述的光学部件,其在可见光范围内的最低反射率不高于2%。
17.根据上述第14到16任一项所述的光学部件,其铅笔硬度为2H或更高。
18.根据上述第14到17任一项所述的光学部件,其通过包括以下步骤的方法制得:
(1)在可以与所述抗反射膜剥离的临时基材上形成根据上述第1到6任一项所述的抗反射膜,由此制得层积材料(I);
(2)在所述层积材料(I)的抗反射膜上层积高折射率膜以制得层积材料(II);
(3)在所述层积材料(II)的高折射率膜上层积光学基材以制得层积材料(III);以及
(4)将临时基材与所述层积材料(III)分离以制得光学部件。
下面将详细描述本发明。
本发明的抗反射膜含有二氧化硅颗粒和至少一种粘合剂化合物,其中二氧化硅颗粒通过至少一种粘合剂化合物粘接在一起。
在本发明中,抗反射膜的厚度通常为50至1000纳米,优选50至500纳米,更优选60至200纳米。当抗反射膜的厚度低于50纳米或高于1000纳米时,对可见光范围内的光的抗反射效果可能会降低。
在本发明中,抗反射膜必须具有30重量%或更高、优选30至95重量%,更优选40至90重量%、再优选50至80重量%的二氧化硅颗粒含量。依靠30重量%或更高的二氧化硅颗粒含量,可以获得强度令人满意的抗反射膜。此外,在某些情况下,30重量%或更高的二氧化硅颗粒含量提供了另一优点,即由于存在在相邻二氧化硅颗粒之间形成的微孔,可以进一步降低抗反射膜的折射率。当二氧化硅颗粒含量低于30重量%时,可能导致的问题不仅在于抗反射膜的强度变得不令人满意,而且不能令人满意地提高机械性能(例如抗磨性)。另一方面,当二氧化硅颗粒含量高于95重量%时,可能导致的问题在于不能令人满意地提高机械性能(例如抗磨性)。
在本发明中,测量抗反射膜的二氧化硅颗粒含量的方法的优选例子包括:在通过溅射刮擦抗反射膜的同时通过X-射线光电子能谱法(XPS)分析抗反射膜。
对于抗反射膜中使用的二氧化硅颗粒的形状,没有特别的限制,可以使用球状二氧化硅颗粒、片状二氧化硅颗粒、针状二氧化硅颗粒、线形(stringy)二氧化硅颗粒、葡萄串状二氧化硅颗粒。
术语“线形二氧化硅颗粒”是指多个二氧化硅颗粒(例如球状二氧化硅颗粒、片状二氧化硅颗粒和针状二氧化硅颗粒)连接成念珠形的二氧化硅串(下文称作念珠状二氧化硅串)、未审日本专利申请公开说明书2001-188104号中公开的短纤维状二氧化硅颗粒等等。这些线形二氧化硅颗粒可以单独或结合使用。此外,这些线形二氧化硅颗粒是直线形的(linear)或支化的。
此外,术语“葡萄串状二氧化硅颗粒”是指多个二氧化硅颗粒(例如球状二氧化硅颗粒、片状二氧化硅颗粒和针状二氧化硅颗粒等)的葡萄串状聚结簇。
在本发明中,术语“球状二氧化硅颗粒”是指颗粒的最长直径(长轴)和在与最长直径垂直的方向上测得的最短直径(小直径)的比率小于1.5的二氧化硅颗粒。不符合上述比率的二氧化硅颗粒被认为是非球状二氧化硅颗粒。可以通过,例如,使用透射式电子显微镜观察来确定二氧化硅颗粒的形状。
在本发明中,优选使用非球状二氧化硅颗粒(即,片状二氧化硅颗粒、针状二氧化硅颗粒、线形二氧化硅颗粒、葡萄串状二氧化硅颗粒等),因为在相邻非球状二氧化硅颗粒之间更有可能形成微孔,由此降低抗反射膜的折射率。
当使用球状二氧化硅颗粒、片状二氧化硅颗粒或针状二氧化硅颗粒时,平均粒径优选为10至200纳米。术语“平均粒径”是指通过下列公式获得的值:
平均粒径(单位:纳米)=(2.720/比表面积),其中通过传统氮吸附法(BET法)测量比表面积(平米/克)(参见未审日本专利申请公开说明书Hei 1-317115号)。当二氧化硅颗粒的平均粒径小于10纳米时,可能会难以获得强度令人满意的抗反射膜。另一方面,当二氧化硅颗粒的平均粒径大于200纳米时,抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)可能变大,从而容易出现模糊,并且透过抗反射膜观察到的图像的分辨度会降低。
当使用线形二氧化硅颗粒时,尤其优选的是使用平均长度为30至200纳米的念珠状二氧化硅串,其中各念珠状二氧化硅串含有平均粒径为5至30纳米、更有利地为10至30纳米的二氧化硅颗粒(球状二氧化硅颗粒、片状二氧化硅颗粒和针状二氧化硅颗粒),二氧化硅颗粒以念珠状连接。术语“平均长度”是指通过动态光散射法测得的值。可以通过,例如,“Journal of Chemical Physics”,第57卷,第11卷,第4,814页(1972)中描述的动态光散射法测量平均长度。
当构成念珠状二氧化硅串的二氧化硅颗粒的平均粒径小于10纳米时,可能难以获得强度令人满意的抗反射膜。另一方面,当构成念珠状二氧化硅串的二氧化硅颗粒的平均粒径大于30纳米时,抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)可能变大,从而容易出现模糊,并且透过抗反射膜观察到的图像的分辨度会降低,由此降低图像的可见度。此外,当念珠状二氧化硅串的平均长度小于30纳米时,可能难以获得强度令人满意的抗反射膜。另一方面,当念珠状二氧化硅串的平均长度大于200纳米时,抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)也可能变大,从而容易出现模糊,并且透过抗反射膜观察到的图像的分辨度(清晰度)会降低,由此降低图像的可见度。
在本发明中,优选使用线形二氧化硅颗粒的原因在于可以提高抗反射膜的强度。具体而言,使用线形二氧化硅颗粒的有利之处在于容易使二氧化硅颗粒存在于抗反射膜表面附近,二氧化硅颗粒变得不太可能从抗反射膜表面脱落,并且二氧化硅颗粒互相接触和连接的位置数变大。作为线形二氧化硅颗粒,念珠状二氧化硅串尤为优选,而且最优选的是使用具有二维或三维曲线形式的念珠状二氧化硅串。念珠状二氧化硅串的具体例子包括SnowtexOUP、SnowtexUP、SnowtexPS-S、SnowtexPS-SO、SnowtexPS-M、SnowtexPS-MO(各自由Nissan Chemical Industries,Ltd.,Japan制造和销售),和Fine Cataloid F120(由Catalysts & ChemicalsIndustries,Ltd.,Japan制造并销售)。这些念珠状二氧化硅串具有密集的二氧化硅构架,并且具有三维曲线形式,并因此在本发明中尤为优选。
在本发明中,当使用线形二氧化硅颗粒时,对于抗反射膜中线形二氧化硅颗粒的含量没有特别的限制。当抗反射膜中线形二氧化硅颗粒的含量相对较大时,抗反射膜中形成的空隙体积变大,这样可以降低抗反射膜的折射率。另一方面,当抗反射膜中线形二氧化硅颗粒的含量相对较小时,抗反射膜的表面不平整性降低,这样可以降低抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)。抗反射膜中线形二氧化硅颗粒的含量优选为1至90重量%,更优选为10至70重量%,再优选为20至50重量%。当抗反射膜中二氧化硅串的含量大于90重量%时,算术平均表面粗糙度(Ra)可能变得高于2纳米。
此外,当线形二氧化硅颗粒与线形二氧化硅颗粒以外的二氧化硅颗粒结合使用时,对于线形二氧化硅颗粒与线形二氧化硅颗粒以外的二氧化硅颗粒的重量比没有特别的限制。然而,线形二氧化硅颗粒与线形二氧化硅颗粒以外的二氧化硅颗粒的重量比优选为0.01至100,更有利为0.1至10,再有利地为0.3至3。
本发明的抗反射膜含有二氧化硅颗粒和至少一种粘合剂化合物,其中二氧化硅颗粒通过至少一种粘合剂化合物粘接在一起。
作为粘合剂化合物,可以使用与二氧化硅颗粒形成化学键的粘合剂化合物或者不与二氧化硅颗粒形成化学键的粘合剂化合物。然而,优选的是与二氧化硅颗粒形成化学键的粘合剂化合物。优选粘合剂化合物的例子如下。
(1)可水解硅烷,例如,四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四(正丙氧基)硅烷、四(异丙氧基)硅烷、四(正丁氧基)硅烷、四仲丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、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、异丁基三乙氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、甲基三(正丙氧基)硅烷、甲基三(异丙氧基)硅烷、甲基三(正丁氧基)硅烷、甲基三(仲丁氧基)硅烷、甲基三(叔丁氧基)硅烷、乙基三(正丙氧基)硅烷、乙基三(异丙氧基)硅烷、乙基三(正丁氧基)硅烷、乙基三(仲丁氧基)硅烷、乙基三(叔丁氧基)硅烷、正丙基三(正丙氧基)硅烷、正丙基三(异丙氧基)硅烷、正丙基三(正丁氧基)硅烷、正丙基三(仲丁氧基)硅烷、正丙基三(叔丁氧基)硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(正丙氧基)硅烷、异丙基三(异丙氧基)硅烷、异丙基三(正丁氧基)硅烷、异丙基三(仲丁氧基)硅烷、异丙基三(叔丁氧基)硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、正丁基三(正丙氧基)硅烷、正丁基三(异丙氧基)硅烷、正丁基三(正丁氧基)硅烷、正丁基三(仲丁氧基)硅烷、正丁基三(叔丁氧基)硅烷、正丁基三苯氧基硅烷、仲丁基三甲氧基硅烷、仲丁基三(正丙氧基)硅烷、仲丁基三(异丙氧基)硅烷、仲丁基三(正丙氧基)硅烷、仲丁基三(仲丙氧基)硅烷、仲丁基三(叔丁氧基)硅烷、叔丁基三甲氧基硅烷、叔丁基三乙氧基硅烷、叔丁基三(正丙氧基)硅烷、叔丁基三(异丙氧基)硅烷、叔丁基三(正丁氧基)硅烷、叔丁基三(仲丁氧基)硅烷、叔丁基三(叔丁氧基)硅烷、苯基三(正丙氧基)硅烷、苯基三(异丙氧基)硅烷、苯基三(正丁氧基)硅烷、苯基三(仲丁氧基)硅烷、苯基三(叔丁氧基)硅烷、二甲氧基硅烷、二乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二(正丙氧基)硅烷、二甲基二(异丙氧基)硅烷、二甲基二(正丁氧基)硅烷、二甲基二(仲丁氧基)硅烷、二甲基二(叔丁氧基)硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二(正丙氧基)硅烷、二乙基二(异丙氧基)硅烷、二乙基二(正丁氧基)硅烷、二乙基二(仲丁氧基)硅烷、二乙基二(叔丁氧基)硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二(正丙氧基)硅烷、二苯基二(异丙氧基)硅烷、二苯基二(正丁氧基)硅烷、二苯基二(仲丁氧基)硅烷、二苯基二(叔丁氧基)硅烷、甲基乙基二甲氧基硅烷、甲基乙基二乙氧基硅烷、甲基乙基二(正丙氧基)硅烷、甲基乙基二(异丙氧基)硅烷、甲基乙基二(正丁氧基)硅烷、甲基乙基二(仲丁氧基)硅烷、甲基乙基二(叔丁氧基)硅烷、甲基丙基二甲氧基硅烷、甲基丙基二乙氧基硅烷、甲基丙基二(正丙氧基)硅烷、甲基丙基二(异丙氧基)硅烷、甲基丙基二(正丁氧基)硅烷、甲基丙基二(仲丁氧基)硅烷、甲基丙基二(叔丁氧基)硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二(正丙氧基)硅烷、甲基苯基二(异丙氧基)硅烷、甲基苯基二(正丁氧基)硅烷、甲基苯基二(仲丁氧基)硅烷、甲基苯基二(叔丁氧基)硅烷、乙基苯基二甲氧基硅烷、乙基苯基二乙氧基硅烷、乙基苯基二(正丙氧基)硅烷、乙基苯基二(异丙氧基)硅烷、乙基苯基二(正丁氧基)硅烷、乙基苯基二(仲丁氧基)硅烷、乙基苯基二(叔丁氧基)硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二(正丙氧基)硅烷、甲基乙烯基二(异丙氧基)硅烷、甲基乙烯基二(正丁氧基)硅烷、甲基乙烯基二(仲丁氧基)硅烷、甲基乙烯基二(叔丁氧基)硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、二乙烯基二(正丙氧基)硅烷、二乙烯基二(异丙氧基)硅烷、二乙烯基二(正丁氧基)硅烷、二乙烯基二(仲丁氧基)硅烷、二乙烯基二(叔丁氧基)硅烷、甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、甲基甲氧基硅烷、甲基乙氧基硅烷、二甲基甲氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三甲基(正丙氧基)硅烷、三甲基(异丙氧基)硅烷、三甲基(正丁氧基)硅烷、三甲基(仲丁氧基)硅烷、三甲基(叔丁氧基)硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、三乙基(正丙氧基)硅烷、三乙基(异丙氧基)硅烷、三乙基(正丁氧基)硅烷、三乙基(仲丁氧基)硅烷、三乙基(叔丁氧基)硅烷、三丙基甲氧基硅烷、三丙基乙氧基硅烷、三丙基(正丙氧基)硅烷、三丙基(异丙氧基)硅烷、三丙基(正丁氧基)硅烷、三丙基(仲丁氧基)硅烷、三丙基(叔丁氧基)硅烷、三苯基甲氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷、三苯基(正丙氧基)硅烷、三苯基(异丙氧基)硅烷、三苯基(正丁氧基)硅烷、三苯基(仲丁氧基)硅烷、三苯基(叔丁氧基)硅烷、甲基二乙基甲氧基硅烷、甲基二乙基乙氧基硅烷、甲基二乙基(正丙氧基)硅烷、甲基二乙基(异丙氧基)硅烷、甲基二乙基(正丁氧基)硅烷、甲基二乙基(仲丁氧基)硅烷、甲基二乙基(叔丁氧基)硅烷、甲基二丙基甲氧基硅烷、甲基二丙基乙氧基硅烷、甲基二丙基(正丙氧基)硅烷、甲基二丙基(异丙氧基)硅烷、甲基二丙基(正丁氧基)硅烷、甲基二丙基(仲丁氧基)硅烷、甲基二丙基(叔丁氧基)硅烷、甲基二苯基甲氧基硅烷、甲基二苯基甲氧基硅烷、甲基二苯基(正丙氧基)硅烷、甲基二苯基(异丙氧基)硅烷、甲基二苯基(正丁氧基)硅烷、甲基二苯基(仲丁氧基)硅烷、甲基二苯基(叔丁氧基)硅烷、乙基二甲基甲氧基硅烷、乙基二甲基乙氧基硅烷、乙基二甲基(正丙氧基)硅烷、乙基二甲基(异丙氧基)硅烷、乙基二甲基(正丁氧基)硅烷、乙基二甲基(仲丁氧基)硅烷、乙基二甲基(叔丁氧基)硅烷、乙基二丙基甲氧基硅烷、乙基二丙基乙氧基硅烷、乙基二丙基(正丙氧基)硅烷、乙基二丙基(异丙氧基)硅烷、乙基二丙基(正丁氧基)硅烷、乙基二丙基(仲丁氧基)硅烷、乙基二丙基(叔丁氧基)硅烷、乙基二苯基甲氧基硅烷、乙基二苯基乙氧基硅烷、乙基二苯基(正丙氧基)硅烷、乙基二苯基(异丙氧基)硅烷、乙基二苯基(正丁氧基)硅烷、乙基二苯基(仲丁氧基)硅烷、乙基二苯基(叔丁氧基)硅烷、丙基二甲基甲氧基硅烷、丙基二甲基乙氧基硅烷、丙基二甲基(正丙氧基)硅烷、丙基二甲基(异丙氧基)硅烷、丙基二甲基(正丁氧基)硅烷、丙基二甲基(仲丁氧基)硅烷、丙基二甲基(叔丁氧基)硅烷、丙基二乙基甲氧基硅烷、丙基二乙基乙氧基硅烷、丙基二乙基(正丙氧基)硅烷、丙基二乙基(异丙氧基)硅烷、丙基二乙基(正丁氧基)硅烷、丙基二乙基(仲丁氧基)硅烷、丙基二乙基(叔丁氧基)硅烷、丙基二苯基甲氧基硅烷、丙基二苯基乙氧基硅烷、丙基二苯基(正丙氧基)硅烷、丙基二苯基(异丙氧基)硅烷、丙基二苯基(正丁氧基)硅烷、丙基二苯基(仲丁氧基)硅烷、丙基二苯基(叔丁氧基)硅烷、苯基二甲基甲氧基硅烷、苯基二甲基乙氧基硅烷、苯基二甲基(正丙氧基)硅烷、苯基二甲基(异丙氧基)硅烷、苯基二甲基(正丁氧基)硅烷、苯基二甲基(仲丁氧基)硅烷、苯基二甲基(叔丁氧基)硅烷、苯基二乙基甲氧基硅烷、苯基二乙基乙氧基硅烷、苯基二乙基(正丙氧基)硅烷、苯基二乙基(异丙氧基)硅烷、苯基二乙基(正丁氧基)硅烷、苯基二乙基(仲丁氧基)硅烷、苯基二乙基(叔丁氧基)硅烷、苯基二丙基甲氧基硅烷、苯基二丙基乙氧基硅烷、苯基二丙基(正丙氧基)硅烷、苯基二丙基(异丙氧基)硅烷、苯基二丙基(正丁氧基)硅烷、苯基二丙基(仲丁氧基)硅烷、苯基二丙基(叔丁氧基)硅烷、三乙烯基甲氧基硅烷、三乙烯基乙氧基硅烷、三乙烯基(正丙氧基)硅烷、三乙烯基(异丙氧基)硅烷、三乙烯基(正丁氧基)硅烷、三乙烯基(仲丁氧基)硅烷、三乙烯基(叔丁氧基)硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基二甲基(正丙氧基)硅烷、乙烯基二甲基(异丙氧基)硅烷、乙烯基二甲基(正丁氧基)硅烷、乙烯基二甲基(仲丁氧基)硅烷、乙烯基二甲基(叔丁氧基)硅烷、乙烯基二乙基甲氧基硅烷、乙烯基二乙基乙氧基硅烷、乙烯基二乙基(正丙氧基)硅烷、乙烯基二乙基(异丙氧基)硅烷、乙烯基二乙基(正丁氧基)硅烷、乙烯基二乙基(仲丁氧基)硅烷、乙烯基二乙基(叔丁氧基)硅烷、乙烯基二丙基甲氧基硅烷、乙烯基二丙基乙氧基硅烷、乙烯基二丙基(正丙氧基)硅烷、乙烯基二丙基(异丙氧基)硅烷、乙烯基二丙基(正丁氧基)硅烷、乙烯基二丙基(仲丁氧基)硅烷、乙烯基二丙基(叔丁氧基)硅烷、二(三甲氧基甲硅烷基)甲烷、二(三乙氧基甲硅烷基)甲烷、二(三苯氧基甲硅烷基)甲烷、二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、二(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、二(三苯氧基甲硅烷基)乙烷、1,3-二(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、1,3-二(三乙氧基甲硅烷基)丙烷、1,4-二(三甲氧基甲硅烷基)苯、1,4-二(三乙氧基甲硅烷基)苯、六甲氧基二硅氧烷、六乙氧基二硅氧烷、六苯氧基二硅氧烷、1,1,1,3,3-五甲氧基-3-甲基二硅氧烷、1,1,1,3,3-五乙氧基-3-甲基二硅氧烷、1,1,1,3,3-五甲氧基-3-苯基二硅氧烷、1,1,1,3,3-五乙氧基-3-苯基二硅氧烷、1,1,3,3-四甲氧基-1,3-二甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙氧基-1,3-二甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四甲氧基-1,3-二苯基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙氧基-1,3-二苯基二硅氧烷、1,1,3-三甲氧基-1,3,3-三甲基二硅氧烷、1,1,3-三乙氧基-1,3,3-三甲基二硅氧烷、1,1,3-三甲氧基-1,3,3-三苯基二硅氧烷、1,1,3-三乙氧基-1,3,3-三苯基二硅氧烷、1,3-二甲氧基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二乙氧基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二甲氧基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷、1,3-二乙氧基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷、3-二甲氧基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二乙氧基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二甲氧基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷、1,3-二乙氧基-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-羟丙基三甲氧基硅烷、3-羟丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、四乙酰氧基硅烷、四(三氯乙酰氧基)硅烷、四(三氟乙酰氧基)硅烷、三乙酰氧基硅烷、三(三氯乙酰氧基)硅烷、三(三氟乙酰氧基)硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三(三氯乙酰氧基)硅烷、甲基三(三氟乙酰氧基)硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、苯基三(三氯乙酰氧基)硅烷、苯基三(三氟乙酰氧基)硅烷、甲基二乙酰氧基硅烷、甲基二(三氯乙酰氧基)硅烷、甲基二(三氟乙酰氧基)硅烷、苯基二乙酰氧基硅烷、苯基二(三氯乙酰氧基)硅烷、苯基二(三氟乙酰氧基)硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、二甲基二(三氯乙酰氧基)硅烷、二甲基二(三氟乙酰氧基)硅烷、甲基苯基二乙酰氧基硅烷、甲基苯基二(三氯乙酰氧基)硅烷、甲基苯基二(三氟乙酰氧基)硅烷、二苯基二乙酰氧基硅烷、二苯基二(三氯乙酰氧基)硅烷、二苯基二(三氟乙酰氧基)硅烷、甲基乙酰氧基硅烷、甲基(三氯乙酰氧基)硅烷、甲基(三氟乙酰氧基)硅烷、苯基乙酰氧基硅烷、苯基(三氯乙酰氧基)硅烷、苯基(三氟乙酰氧基)硅烷、二甲基乙酰氧基硅烷、二甲基(三氯乙酰氧基)硅烷、二甲基(三氟乙酰氧基)硅烷、二苯基乙酰氧基硅烷、二苯基(三氯乙酰氧基)硅烷、二苯基(三氟乙酰氧基)硅烷、三甲基乙酰氧基硅烷、三甲基(三氯乙酰氧基)硅烷、三甲基(三氟乙酰氧基)硅烷、三苯基乙酰氧基硅烷、三苯基(三氯乙酰氧基)硅烷、三苯基(三氟乙酰氧基)硅烷、四氯硅烷、四溴硅烷、四氟硅烷、三氯硅烷、三溴硅烷、三氟硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三溴硅烷、甲基三氟硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三溴硅烷、苯基三氟硅烷、甲基二氯硅烷、甲基二溴硅烷、甲基二氟硅烷、苯基二氯硅烷、苯基二溴硅烷、苯基二氟硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二溴硅烷、二甲基二氟硅烷、甲基苯基二氯硅烷、甲基苯基二溴硅烷、甲基苯基二氟硅烷、二苯基二氯硅烷、二苯基二溴硅烷、二苯基二氟硅烷、甲基氯硅烷、甲基溴硅烷、甲基氟硅烷、苯基氯硅烷、苯基溴硅烷、苯基氟硅烷、二甲基氯硅烷、二甲基溴硅烷、二甲基氟硅烷、二苯基氯硅烷、二苯基溴硅烷、二苯基氟硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基溴硅烷、三甲基氟硅烷、三苯基氯硅烷、三苯基溴硅烷和三苯基氟硅烷;或上述任何化合物的部分水解产物和/或脱水-缩合产物(其中当使用该第(1)项所例举的这些化合物中的任何一种作为粘合剂化合物时,该粘合剂化合物优选在抗反射膜中通过硅氧烷键三维交联)。
(2)在其分子中含有可聚合官能团和能够与二氧化硅颗粒形成共价键的官能团的可水解硅烷,例如3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰基丙基三乙酰氧基硅烷、3-丙烯酰基丙基三(三氯乙酰氧基)硅烷、3-丙烯酰基丙基三(三氟乙酰氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三乙酰氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三(三氯乙酰氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三(三氟乙酰氧基)硅烷、3-环氧丙氧丙基三乙酰氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三(三氯乙酰氧基)硅烷、3-环氧丙氧丙基三(三氟乙酰氧基)硅烷、3-丙烯酰基丙基三氯硅烷、3-丙烯酰基丙基三溴硅烷、3-丙烯酰基丙基三氟硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三氯硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三溴硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三氟硅烷、3-环氧丙氧丙基三氟硅烷、3-环氧丙氧丙基三溴硅烷、3-环氧丙氧丙基三氟硅烷、3-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基二甲基甲氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基二甲基乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基甲基二氯硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基二甲基氯硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基毒鼠硅(silatrane)、3-甲基丙烯酰基丙基三丙氧基硅烷、O-甲基丙烯酰基乙基-N-三乙氧基甲硅烷基丙基尿烷、N-(3-甲基丙烯酰基-2-羟基丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、3-巯丙基二甲基甲氧基硅烷、和3-巯丙基二甲基乙氧基硅烷;或上述任何化合物的部分水解产物和/或脱水-缩合产物(其中当使用第(2)项所例举的这些化合物中的任何一种作为粘合剂化合物时,该粘合剂化合物优选在抗反射膜中通过硅氧烷键三维交联或者粘合剂化合物的可聚合官能团聚合,更有利地,不仅粘合剂化合物在抗反射膜中通过硅氧烷键三维交联,而且粘合剂化合物的可聚合官能团在抗反射膜中聚合)。
(3)含硅烷醇基团的硅化合物,例如硅酸、三甲基硅烷醇、三苯基硅烷醇、二甲基硅烷二醇、二苯基硅烷二醇、硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、硅烷醇封端的聚二苯基硅氧烷、硅烷醇封端的聚甲基苯基硅氧烷、硅烷醇封端的聚甲基梯形硅氧烷、硅烷醇封端的聚苯基梯形硅氧烷和八羟基八聚倍半硅氧烷(其中当使用条目(3)所例举的这些化合物中的任何一种作为粘合剂化合物时,该粘合剂化合物优选在抗反射膜中通过硅氧烷键三维交联)。
(4)活性二氧化硅,其可通过使下述硅酸盐与酸或离子交换树脂接触而制得:水玻璃、原硅酸钠、原硅酸钾、原硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、原硅酸四甲基铵、原硅酸四丙基铵、硅酸四甲基铵、硅酸四丙基铵等(其中当使用第(4)项所例举的这些化合物中的任何一种作为粘合剂化合物时,该粘合剂化合物优选在抗反射膜中通过硅氧烷键三维交联)。
(5)有机聚合物,例如聚醚,如聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇;酰胺,例如聚丙烯酰胺衍生物、聚甲基丙烯酰胺衍生物、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)和聚(N-酰基ethyleneimene);酯,例如聚乙烯基醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物和聚己内酯;聚酰亚胺、聚氨酯、聚脲和聚碳酸酯(其中当这些有机聚合物在其末端或其主链上含有可聚合官能团时,可聚合官能团优选在抗反射膜中聚合)。
(6)可聚合单体,例如(甲基)丙烯酸烷基酯、二(甲基)丙烯酸亚烷基酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、亚烷基二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚和乙烯基环己烯二环氧化物(术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)(其中当使用第(6)项所例举的这些化合物中的任何一种作为粘合剂化合物时,该粘合剂化合物优选在抗反射膜中固化)。
(7)传统的可固化树脂,例如(甲基)丙烯酸紫外线固化树脂、湿固性硅树脂、热固性硅树脂、环氧树脂、苯氧基树脂、酚醛清漆树脂、硅氧烷丙烯酸酯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂和尿素树脂(其中当使用第(7)项所例举的这些化合物中的任何一种作为粘合剂化合物时,在抗反射膜中粘合剂化合物优选通过硅氧烷键三维交联或粘合剂化合物的可聚合物官能团优选聚合)。
上面例举的粘合剂化合物可以单独或结合使用。在这些粘合剂化合物中,尤其优选的是上文第(2)项中所例举的那些,也就是在其分子中含有可聚合官能团和能够与二氧化硅颗粒形成共价键的官能团的可水解硅烷。此外,在上文第(5)项中所例举的有机聚合物中,在其末端或主链上含有可聚合官能团的那些聚合物优选与可聚合物单体(上文第(6)项中所例举的)结合使用。尤其是当使用上文第(2)项中所例举的化合物作为粘合剂化合物时,该粘合剂化合物不仅在抗反射膜中作为聚合物存在,还与二氧化硅颗粒形成共价键,由此可以获得具有更优异机械性能的抗反射膜。即使使用不能与二氧化硅颗粒形成共价键的粘合剂化合物,该粘合剂化合物也通过分子间作用力或通过氢键、离子键等与二氧化硅颗粒结合。
粘合剂化合物与二氧化硅颗粒的重量比为0.01至20,优选为0.1至10,更优选为0.2至5,再优选为0.3至2。
在上文例举的粘合剂化合物中,尤为优选的是第(2)项中所例举的那些,也就是在其分子中含有可聚合官能团和能够与二氧化硅颗粒形成共价键的官能团的可水解硅烷,或其部分水解产物和/或脱水-缩合产物。第(2)项中例举的这些粘合剂化合物之所以优选,是因为使用这些粘合剂化合物,二氧化硅颗粒容易均匀分散,由此降低抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra),而且更容易使二氧化硅颗粒存在于抗反射膜表面附近的位置。至于这种粘合剂化合物的含量,能够与二氧化硅颗粒形成共价键的官能团与抗反射膜中二氧化硅颗粒中存在的硅原子的比率为0.01至5,优选为0.05至3,再优选为0.1至1。至于能够与二氧化硅颗粒形成共价键的官能团的的数量计算,例如,三甲氧基甲硅烷基、甲基二甲氧基甲硅烷基和二甲基甲氧基甲硅烷基中的任何一个都被计为一个基团。同样的原则还适用于含有乙氧基、乙酰基、氯基等的甲硅烷基。
通过使上述二氧化硅颗粒、至少一种粘合剂化合物和,任选地,添加剂在分散介质中分散,并将所得分散液涂布到下述光学基材或临时基材上,由此制得本发明的抗反射膜。对于分散介质没有特别的限制,只要二氧化硅颗粒、粘合剂化合物和添加剂可以相当稳定地分散在其中即可。
分散介质的具体例子包括水;醇,例如一元C1-C6醇、二元C1-C6醇和丙三醇;酰胺,例如甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮;醚,例如四氢呋喃、二乙醚、二(正丙基)醚、二异丙醚、二甘醇二甲醚、1,4-二噁烷、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚和丙二醇二甲醚;烷醇醚,例如乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、丙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、和丙二醇单丁醚;酯,例如甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、碳酸二乙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯和乙酰乙酸乙酯;酮,例如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、乙酰基丙酮、环戊酮和环己酮;腈,例如乙腈、丙腈、正丁腈和异丁腈;二甲亚砜;二甲砜;和环丁砜。
分散介质的优选例子包括一元C1-C6醇;烷醇醚,例如乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、丙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚和丙二醇单丁醚;和酮,例如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、乙酰基丙酮、环戊酮和环己酮。
这些分散介质可以结合使用,或与另一合适的溶剂或添加剂混合使用,只要不会损害本发明的效果即可。
为了使上述分散液具有优异的成膜能力,二氧化硅颗粒的浓度优选为0.01至10重量%,更有利地为0.05至5重量%。当二氧化硅颗粒的浓度低于0.01重量%时,会变得难以获得具有所需厚度的膜。另一方面,当二氧化硅颗粒的浓度高于10重量%时,作为涂覆液的分散液粘度会变得过高而且成膜能力可能变低。
由于上述分散液是涂布到光学基材上的,因此,在分散液中加入传统匀化剂和辅助粘合剂(偶联剂)能够有效地提高分散液的成膜能力并提高最终薄膜与光学基材之间的粘合强度。
粘合剂化合物可以通过下述方法涂布到基材上:将粘合剂化合物添加到含二氧化硅颗粒的分散液中并将所得分散液涂布到基材上;或将粘合剂化合物或其溶液涂布到光学基材上以形成粘合剂化合物层,然后在基材上的粘合剂化合物层上涂布含二氧化硅颗粒的分散液。在后一种情况下,可以通过使粘合剂化合物很好地混入在粘合剂化合物层上形成的部分或全部二氧化硅颗粒层中来改善最终抗反射膜的机械强度,可以如下使粘合剂化合物很好地混入二氧化硅颗粒层中:调整粘合剂化合物的粘度、适当选择用于将二氧化硅颗粒分散的分散介质的类型、调整涂布步骤后进行的热处理的温度和时间、或进行压制处理。或者,可通过下述方法形成抗反射膜:颠倒涂布步骤的顺序,即,在基材上涂布含二氧化硅颗粒的分散液以形成二氧化硅颗粒层,然后在光学基材的二氧化硅颗粒层上涂布粘合剂化合物或其溶液。同样,在此方法中,优选使粘合剂化合物很好地混入在粘合剂化合物或其溶液涂布之前形成的全部或部分二氧化硅颗粒层中,并如下使粘合剂化合物很好地混入二氧化硅颗粒层中:调整粘合剂化合物的粘度、适当选择用于将二氧化硅颗粒分散的分散介质的类型、调整涂布步骤后进行的热处理的温度和时间、或进行压制处理。
此外,即使含二氧化硅颗粒的分散液中含有粘合剂化合物并因此获得了含有粘合剂化合物的二氧化硅颗粒层,也可以单独在含粘合剂化合物的二氧化硅颗粒层上施用粘合剂化合物。例如,可以进行下述程序:在基材上涂布含有二氧化硅颗粒且还含有可水解硅烷的分散液,然后涂布(甲基)丙烯酸类紫外线固化树脂。
当所用粘合剂化合物是上述可聚合单体(6)与在末端或主链中含有可聚合官能团的有机聚合物(其选自上述有机聚合物(5))的结合物时,可根据反应形式、反应速率等适当地选择可聚合单体(6)的类型。同样地,在粘合剂化合物中加入聚合引发剂作为添加剂也是有效的。聚合引发剂可以根据上述可聚合官能团或可聚合单体的反应形式选自传统的聚合引发剂,例如,热型自由基生成剂、光型自由基生成剂、热型酸生成剂和光型酸生成剂。热/光型自由基生成剂的具体例子包括苯乙酮型聚合引发剂、二苯甲酮型聚合引发剂、氧化膦型聚合引发剂和二茂钛型聚合引发剂,它们可以市售的聚合引发剂为代表,例如Irgacure系列和Dalocure系列(都由Ciba Specialty Chemicals K.K.,Japan制造并销售);噻吨酮型聚合引发剂;重氮型聚合引发剂和O-酰基肟型聚合引发剂。其中,尤为优选的是IrgacureK907、Irgacure369、Irgacure379等,它们是分子中含有氨基和/或吗啉代基团的聚合引发剂。热/光型酸生成剂的具体例子包括锍型聚合引发剂、碘鎓型聚合引发剂和重氮基甲烷型聚合引发剂,它们可以市售的聚合引发剂为代表,例如San-AidTM SI系列(Sanshin Chemical IndustryCo.,Ltd.,Japan制造并销售)、WPI系列和WPGA系列(都由Wako PureChemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)和PAGs系列(SIGMA-ALDRICH Japan,K.K.,Japan制造并销售)。
当使用含有可聚合官能团的粘合剂(例如可水解硅烷化合物(2))、可聚合单体(6)或者在末端或主链中含有可聚合官能团的有机聚合物(选自上述有机聚合物(5))时,粘合剂化合物可以预先聚合,只要所得聚合物能够溶解或分散在上述分散介质中即可。尤其是在结合使用具有低沸点的粘合剂化合物的情况下,当粘合剂化合物预先聚合时,在涂布过程中容易调整膜厚度的均匀性。
当使用上述可水解硅烷(1)和(2)作粘合剂化合物时,这些化合物可以以单体形式使用,但是这些化合物优选在进行部分水解/脱水缩合后使用。通过使可水解硅烷与水反应来进行部分水解/脱水缩合反应,并且可以使用催化剂催化该反应。这些催化剂的具体例子包括酸,例如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸、甲酸和乙酸;碱,例如氨、三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、胆碱和氢氧化四烷基铵;和锡化合物,例如二月桂酸二丁基锡。在可水解硅烷与二氧化硅颗粒混合之前,可以对前者进行部分水解/脱水缩合反应。或者,可以在存在二氧化硅颗粒的情况下进行可水解硅烷的部分水解/脱水缩合反应。
本发明的抗反射膜可以含有各种添加剂,例如抗静电剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、匀化剂、颜料、金属盐、表面活性剂和脱模剂。添加剂的量选自不会损害本发明效果的范围。优选地,添加剂的用量为二氧化硅颗粒和粘合剂化合物总重量的100重量%或更低。
关于制造本发明的抗反射膜的方法,没有特别的限制,可以使用任何形成薄膜的传统方法,前提是在向光学基材上施用含有二氧化硅颗粒的上述分散液和含有粘合剂化合物的溶液时,适当地选择二氧化硅颗粒的形状、二氧化硅颗粒的含量、涂覆液的浓度、粘合剂化合物的类型和浓度、添加剂和类型和浓度、以及形成涂层的方法和条件。
含二氧化硅颗粒的分散液与含粘合剂化合物的溶液在基材上的涂布可以通过任何传统的涂布法进行,例如浸涂法、旋涂法、刮刀涂布法、刮棒涂布法、刮板涂布法、挤压涂布法、逆转辊涂布法、凹版辊涂布法、坡流涂布法、幕涂法、喷涂法、模头涂布法或罩涂法(cap coating)。在这些涂布方法中,优选使用可进行连续涂布的涂布方法,例如刮刀涂布法、刮棒涂布法、刮板涂布法、挤压涂布法、逆转辊涂布法、凹版辊涂布法、坡流涂布法、幕涂法、喷涂法、模头涂布法和罩涂法。
在基材上涂布了含二氧化硅颗粒的分散液和含粘合剂化合物的溶液后,有利的是对基材上的所得涂层进行加热,从而使分散介质挥发并进行二氧化硅颗粒和粘合剂化合物的缩合和交联。加热温度和时间取决于光学基材的耐热性。例如,当使用玻璃基材作光学基材时,涂层可以在500℃或更高的温度下加热。另一方面,当使用树脂基材作光学基材时,加热温度通常为50至200℃,优选80至150℃,加热时间通常为1秒至1小时,优选10秒至3分钟。此外,当粘合剂化合物具有辐射固化性时,可以通过传统方法进行紫外线辐射或电子束辐射。
此外,为了例如使抗反射膜的表面平滑并使抗反射膜表面具有防污性,可以在抗反射膜上形成任选的保护涂层。使用传统材料形成保护涂层,例如氟树脂、湿固性硅树脂、热固性硅树脂、二氧化硅、(甲基)丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酸紫外线固化树脂、环氧树脂、苯氧树脂、酚醛清漆树脂、硅氧烷丙烯酸酯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚亚胺树脂、聚氨酯树脂和尿素树脂。该保护涂层的厚度通常为50纳米或更低,优选30纳米或更低,更优选15纳米或更低,最优选6纳米或更低。该保护涂层可以由单层或多层构成。在上述树脂中,为了产生防污性,优选氟树脂、湿固性硅树脂和热固性硅树脂。
当在抗反射膜表面上形成上述保护涂层时,抗反射膜表面的算术平均表面粗糙度和硅原子含量是针对作为抗反射膜最上层的该保护涂层表面测量而得的。当在抗反射膜表面上形成该保护涂层时,一般而言,在算术平均表面粗糙度(Ra)不高于2纳米且硅原子含量为10原子%或更高的抗反射膜上形成该保护涂层,其中,例如,通过将该保护涂层的厚度调整至令人满意地小的值,从而即使在形成该保护涂层后也保持抗反射膜的这些特性。
本发明的抗反射膜具有不高于2纳米,优选不高于1.5纳米,更优选不高于1纳米的算术平均表面粗糙度(Ra)。当算术平均表面粗糙度(Ra)超过2纳米时,抗磨性急剧降低。使用下述扫描探针显微镜测量算术平均表面粗糙度(Ra)。
在本发明中,通过X-射线光电子能谱法(XPS)对抗反射膜表面测量而获得的的硅原子含量为10原子%或更高,优选15原子%或更高。当硅原子含量低于10原子%时,该膜的表面硬度变得不令人满意而且抗磨性变低。
在通过X-射线光电子能谱法(XPS)测量硅原子含量的过程中,检得原子存在于距离抗反射膜表面大约1至10纳米深度处。XPS的条件如下。
装置:ESCALAB 250(Thermo Electron K.K.,Japan制造并销售)
X-射线源:单色化AlKα15千伏×10毫安
分析区域:椭圆形(300微米×600微米)
测量方法:探测扫描
扫描范围:1,100至0eV(C1S、O1s、Si2p)
通过能量:100eV
在本发明中,在算术平均表面粗糙度(Ra)和硅原子含量的测量过程中,必须仔细选择测量点。这是因为当随意选择测量点时,测量可能会在非典型的点(例如杂质、附聚物或小孔)上进行,这种测量降低了所得值的可靠性。为了获得可信的值,例如,如下进行算术平均表面粗糙度(Ra)的测量:获得抗反射膜的大面积图像;从不含杂质、附聚物或小孔的典型部分选择一些测量点;计算测量值的平均值以获得算术平均表面粗糙度(Ra)。这同样适用于硅原子含量的测量。一般而言,从不含杂质、附聚物或小孔的典型部分视觉选择一些测量点,然后确定测量值的平均值以获得硅原子含量。由于按照上述方式选出的所有测量点一般都得到几乎相同的值,因此,即使仅由一个测量点获得的值也被认为是令人满意的可信值。
即使硅原子含量为100原子%或接近100原子%的值,本发明的抗反射膜也具有非常平滑的表面结构,仅有非常小的不平整度。尽管有如此平滑的表面结构,本发明的抗反射膜仍具有优异的抗磨性,抗反射膜的这种优异的抗磨性被认为是由下述独特性质产生的:该抗反射膜不仅表现出非常高的表面硬度,还表现出其它优异的性能,即表面存在的二氧化硅颗粒不会在摩擦时脱落,并且应力不会集中在局部点上。
如上所述,传统上,当提高抗反射膜的二氧化硅含量以提高抗反射性能和强度时,会产生抗反射膜的抗磨性变低的问题。然而,本发明将抗反射膜表面的算术平均粗糙度和二氧化硅含量保持在特定范围内,同时将抗反射膜的二氧化硅含量调整至30重量%或更高,从而解决了这一问题。
孔隙不是抗反射膜所必须的,但是可以在抗反射膜中形成孔隙以调整该膜的折射率。孔隙率为抗反射膜体积的0至70体积%,优选1至60体积%,更优选3至50体积%。当孔隙率超过70体积%时,抗反射膜的强度变低。可以通过选择二氧化硅颗粒的形状和含量以及所用粘合剂化合物的类型和含量来调整孔隙率。合意的是将抗反射膜的折射率调整到1.22至1.55的范围。可以由使用分光光度计测得的折射率计算孔隙率。
在本发明中,可以层积两层或更多的抗反射膜。
此外,本发明的抗反射膜可以直接或间接层积在折射率高于抗反射膜折射率的高折射率膜上,由此获得抗反射膜层积膜。这种抗反射层积膜是优选的,因为其表现出更高的抗反射效果。术语“将抗反射膜间接层积在高折射率膜上”是指在抗反射膜和高折射率膜之间提供厚度不会损害抗反射膜效果的预定层(例如如下解释的抗静电层或硬涂层)。
作为高折射率膜,可以使用含有传统无机颗粒和将无机颗粒粘接在一起的粘合剂化合物的膜。无机颗粒的例子包括金属氧化物颗粒或复合金属氧化物颗粒,其含有选自由钛、锆、锌、铈、钽、钇、铪、铝、镁、铟、锡、钼、锑、镓组成的组的至少一种金属。在上述金属氧化物中,优选具有高折射率和耐光性的氧化锆。作为粘合剂化合物,可以使用上述作为本发明的抗反射膜所用的粘合剂化合物而例举的化合物(1)至(7)。其中,优选在分子中含有可聚合官能团和能够共价键接到二氧化硅颗粒上的官能团的可水解硅烷化合物(2)、在末端或主链中含有可聚合官能团的有机聚合物(选自有机聚合物(5))、可聚合单体(6)和可固化树脂(7)。根据所需折射率、强度、耐光性、抗发黄性等选择粘合剂化合物的类型和量,并可以使用传统的粘合剂化合物。高折射率膜的折射率为1.4至2.5,优选1.55至2.5,更优选1.6至1.9,高折射率膜的厚度为0.01至1微米,优选0.03至0.5微米,更优选0.05至0.2微米。根据抗反射膜的折射率和厚度、光学基材的折射率、以及抗反射层积膜中存在的其它层的折射率和厚度选择高折射率膜的折射率和厚度。对于具有各种折射率的光学基材,可以有利地使用上述的层积膜作抗反射膜。
此外,在本发明中,在抗反射膜或抗反射层积膜下方(也就是在面向光学基材的一面)或在抗反射膜和高折射率膜之间的抗静电层有利于防止灰尘粘附在抗反射膜或抗反射层积膜上。作为抗静电层,可以使用传统的抗静电剂,例如表面活性剂或离子聚合物;或导电微粒在粘合剂化合物中的分散液。可以使用传统导电颗粒作为导电微粒,传统导电颗粒的具体例子包括含有铟、锌、锡、钼、锑或镓的氧化物或复合氧化物的微粒;金属的微粒,例如铜、银、镍和低熔点合金(例如焊料);涂有金属的聚合的微粒;炭黑;导电聚合物颗粒,例如聚吡咯和聚苯胺;金属纤维和碳纤维。其中优选氧化铟锡(ITO)颗粒和氧化锑锡(ATO)颗粒,它们都能产生高透光度和电导率。抗静电层的厚度通常为0.01至1微米,优选0.03至0.5微米,最优选0.05至0.2微米。对于抗静电层中所含的粘合剂化合物,可以使用上述作为本发明的抗反射膜所用的粘合剂化合物而例举的化合物(1)至(7)。其中,优选在分子中含有可聚合官能团和能够共价键接到二氧化硅颗粒上的官能团的可水解硅烷化合物(2)、在末端或主链中含有可聚合官能团的有机聚合物(选自有机聚合物(5))、可聚合单体(6)和可固化树脂(7)。
在本发明中,优选在抗反射膜或抗反射层积膜下方或在抗反射膜和高折射率膜之间提供硬涂层,以提高抗反射膜或抗反射层积膜的铅笔硬度和冲击强度。当存在抗静电层时,硬涂层位于抗静电层下方。通过涂布传统的形成硬涂层的材料来形成硬涂层,例如硅氧烷材料、(甲基)丙烯酸类材料、环氧材料、尿烷材料、环氧丙烯酸酯材料和尿烷丙烯酸酯材料。此外,还可以通过涂布含有多官能单体和类似物以及聚合物引发剂的涂覆液来形成硬涂层,其中在涂布涂覆液之后,使多官能单体聚合,由此形成硬涂层。硬涂层的厚度通常为0.1至10微米,优选0.5至8微米,更优选1至6微米,最优选2至5微米。
在上述抗静电层积膜中,可以用单独一层来实现高折射率膜、抗静电层和硬涂层的两种或所有功能。例如,可以提供含有高折射率材料和导电材料的层作为具有抗静电作用的高折射率层,而且可以在形成硬涂层的材料中加入导电材料以形成抗静电硬涂层。这种抗静电硬涂层的厚度应该在关于(非抗静电)硬涂层所述的范围内。
此外,在上述抗反射层积膜中,抗反射膜、高折射率膜、抗静电层和硬涂层每种都可以有两层或多层。
本发明的抗反射膜和抗反射层积膜可以有利地以本发明的光学部件的形式使用,该光学部件包括光学基材、层积于其上的本发明的抗反射膜或抗反射层积膜。本发明的光学部件表现出优异的抗反射性能。
本发明的光学部件中所用光学基材的具体例子包括玻璃板;各种树脂板、树脂片和树脂膜,例如(甲基)丙烯酸树脂板、(甲基)丙烯酸树脂片、苯乙烯/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物树脂板、苯乙烯/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物树脂片、聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙酸纤维素型膜(包括三乙酰基纤维素膜和乙酸丙酸纤维素膜)、张紧的聚酯膜(包括张紧的聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯的膜)、聚碳酸酯膜、降冰片烯膜、聚丙烯酸酯膜和聚砜膜;各种应用领域所用的光学基材,例如视力校正器具(例如眼镜透镜、护目镜透镜和隐形眼睛)领域、汽车(例如车窗、仪表板和导航系统)领域、住宅和建筑(例如窗玻璃)领域、农业工业产品(例如塑料温室的透光膜或片)领域、电池(例如太阳能电池和光电池)领域、电子信息装置(例如阴极射线管、等离子显示板、笔记本电脑、电子管理器、触摸屏、液晶显示(LCD)电视、LCD监视器、车载电视、LCD便携式摄像机、投影电视、光纤和光盘)领域、家居用品(例如灯泡、荧光灯、镜子和钟)领域、商业用品(例如橱窗、画框、半导体平版印刷术和复印机)领域、和娱乐用品(例如液晶显示游戏机、弹球机的玻璃罩、和游戏机)领域。所有这些都是要求不会眩目和/或具有提高的透光度的透光光学基材。
对于制造本发明的光学部件的方法,没有特别的限制。然而,当使用下述转印箔制造本发明的光学部件时,优点在于可以轻易地制造含有算术平均表面粗糙度(Ra)不高于2纳米的抗反射膜的光学部件。或者,也可以不使用转印箔,而是使用下述方法制造含有算术平均表面粗糙度(Ra)不高于2纳米的抗反射膜的光学部件:将抗反射膜直接或者,如果需要,间接地通过预先在光学基材上形成的硬涂层、抗静电层和高折射率膜层积在光学基材上。然而,当不用转印箔制造抗反射膜时,有时会难以令人满意地提高抗反射膜表面的硅原子含量,因为一般而言,二氧化硅颗粒具有比粘合剂化合物大的比重和表面能,使得二氧化硅颗粒容易沉到抗反射膜的内部。此外,当抗反射膜层积在光学基材上层积的多层的顶部以形成光学部件时,有时会变得难以使抗反射膜具有小的算术平均表面粗糙度(Ra),因为一般而言,随着层积层数量的增加,各层的厚度不均匀性和凹凸会明显累加。
下面,将对使用转印箔制造抗反射膜和抗反射层积膜的方法进行具体解释。
转印箔包括临时基材和层积于其上的本发明的抗反射膜或抗反射层积膜。通过包含下列步骤的程序使用转印箔:将转印箔层积在光学基材上,使转印箔远离临时基材层的表面(也就是抗反射膜层)面向光学基材;剥离转印箔的临时基材层,由此将抗反射膜或抗反射层积膜转移到光学基材上。
对于临时基材的材料,没有特别的限制,可以使用任何所需基材。例如,可以使用玻璃板、金属板、(甲基)丙烯酸树脂片、聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙酸纤维素型膜(包括三乙酰基纤维素膜和乙酸丙酸纤维素膜)、张紧的聚酯膜(包括张紧的聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯的膜)、聚碳酸酯膜、降冰片烯膜、聚丙烯酸酯膜和聚砜膜。
使用这些临时基材时,其表面优选尽可能平滑。为了提高临时基材表面的平滑度,可以对临时基材进行在其上形成上述硬涂层的处理过程。
为了改善临时基材与抗反射膜之间的易剥离性,可以使用夹在临时基材和抗反射膜之间的剥离层。对于剥离层的材料,没有特别的限制,可以使用任何传统材料,例如氟树脂、有机硅树脂、(甲基)丙烯酸树脂和三聚氰胺树脂。
可以适当地控制临时基材或剥离层的与抗反射膜粘合的表面的可湿性和粘合性,从而调整本发明的抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)。具体而言,例如,当使用具有低表面能的临时基材(例如氟树脂)时,通过使用分别能够降低制造抗反射膜的涂料组合物表面能的溶剂或添加剂,可以提高临时基材或剥离层(它们与抗反射膜粘合的表面)的可湿性,由此降低抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)。另一方面,当使用具有相对较大(甲基)丙烯酰基含量的低折射率层(也就是抗反射膜)时,通过使用具有相对较小(甲基)丙烯酰基含量的剥离层,可以将剥离层的粘合强度控制在合适的程度,由此有利于抗反射膜的剥离并因此能够降低抗反射膜的算术平均表面粗糙度(Ra)。
用上述含二氧化硅颗粒的涂料组合物涂布上述临时基材,从而在其上形成抗反射膜并获得转印箔。如果需要,可以在抗反射膜上层积任选的层,例如上述高折射率层、抗静电层和硬涂层。在这种情况下,通过使用机械强度令人满意的硬涂层,可以获得机械强度提高的抗反射膜。此外,还可以在抗反射膜上层积其它类型的任选层,例如含染料的层和含紫外线吸收剂的层,只要不会损害本发明的效果即可。
将由此制得的含有抗反射膜的转印箔层积在光学基材上,使得抗反射膜面向光学基材,然后剥离临时基材,由此获得光学部件。作为光学基材,可以使用上面例举的任何基材。如果需要,可以在光学基材上层积各种功能层,例如紫外线吸收层、电磁波隔离层、红外光吸收层、减震层和调色层。
如下将转印箔层积在光学基材上:通过粘合层将转印箔粘合到光学基材上,使得转印箔远离临时基材层的表面(即抗反射膜层)面向光学基材。对于粘合层的类型,没有特别的限制,可以使用任何传统的粘合剂材料,例如胶、粘合片、热塑性树脂、热固性树脂或辐射固化树脂,只要该材料能够将光学基材和转印箔互相粘合即可。从提高光学性能的角度考虑,粘合层优选对可见光是透明的。对于将转印箔粘合到光学基材上的方法,没有特别的限制。粘合方法的例子包括:仅在转印箔表面上涂敷粘合剂,然后将转印箔层叠到光学基材上;仅在光学基材表面上涂敷粘合剂,然后将转印箔层叠到光学基材上;在转印箔表面和光学基材表面上都涂敷粘合剂,然后将转印箔层叠到光学基材上;将粘合片夹在转印箔和光学基材之间以形成层积材料。
转印箔和光学基材互相粘合之后,将转印箔的临时基材(如果有剥离层,则和剥离层一起)从转印箔的抗反射膜上剥离,由此获得抗反射膜或抗反射层积膜层积在光学基材上的光学部件。在使用剥离层的情况下,在剥离层从抗反射膜上剥离之后,剥离层的残留部分可能仍然留在抗反射膜表面上,或者已经渗透并迁移到抗反射膜的表面部分。剥离层的这种残留部分可以就这样留着,只要抗反射膜的性能基本不会受到不利影响即可;然而,当有可能对抗反射膜的性能产生不利影响时,应该通过用水或溶剂洗涤、擦除、加热、蚀刻、臭氧化或类似方法去除剥离层的残留部分。
通过上述方法获得的光学部件不仅具有非常平滑的表面,而且表现出优异的抗磨性。
可以在各种类型的光学基材上形成本发明的抗反射膜和抗反射层积膜。一般而言,尤其是在使用上述转印箔制造本发明的光学部件时,可以在室温至200℃的温度下在光学基材上形成本发明的抗反射膜。因此,本发明的抗反射膜尤其可以有利地用于制造含有低耐热性树脂基材和层积于其上的抗反射膜的光学部件。
本发明的光学部件在可见光范围内具有不高于2%的最低反射率。因此,为了制造本发明的光学部件,需控制抗反射膜的厚度和折射率以及抗反射膜以外的其它层的折射率,以便使所得光学部件具有在上述范围内的最低反射率。当光学部件在可见光范围内具有高于2%的最低反射率时,会变得难以用肉眼察觉在光学基材上形成本发明的抗反射膜所获得的效果。
当控制抗反射膜(以及可能存在的高折射率膜)的厚度和折射率以使所得光学部件在大约550纳米波长处表现出最低折射率时,本发明的光学部件可以获得最大抗反射效果。根据光学部件的预定用途,可以任意选择光学部件表现出最低折射率时的波长。具体而言,例如,当控制抗反射膜的厚度和折射率以使所得光学部件在相对较短的波长处表现出最低折射率时,该抗反射膜对肉眼呈现红棕色。另一方面,当控制抗反射膜的厚度和折射率以使所得光学部件在相对较长的波长处表现出最低折射率时,该抗反射膜对肉眼呈现蓝色。
含有本发明的抗反射膜或抗反射层积膜的本发明的光学部件优选具有H或更高、更有利地2H或更高、最有利地3H或更高的铅笔硬度。当本发明的光学部件具有H或更高的铅笔硬度时,该光学部件可以有利地用于被例如手指或触笔频繁敲击的触摸屏等领域。由此,本发明的光学部件的应用领域扩大了。可以通过使抗反射膜中所含的二氧化硅颗粒和粘合剂化合物的类型和量最优化来提高光学部件的铅笔硬度。或者,也可以通过适当地选择抗反射膜下的硬涂层或光学基材来提高光学部件的铅笔硬度。
按照本发明,可以获得具有优异的抗磨性和不高于2%、最可能不高于1%的反射率的抗反射膜。因此,本发明的抗反射膜和含有该抗反射膜的光学部件可用于相当多种的应用领域,例如阴极射线管领域、LCD监视器领域、等离子显示板领域、触摸屏领域、太阳能电池领域、汽车或房屋窗户领域、眼镜透镜领域和橱窗领域。
本发明的最佳实施方式
下面,将参照下列合成例、实施例和对比例更详细地描述本发明,它们不能被视为限制了本发明的范围。
在下列合成例、实施例和对比例中,所得抗反射膜(或光学部件)性能的各种测量是通过下列方法进行的。
(1)使用扫描探针显微镜评测算术平均表面粗糙度(Ra)在下列条件下进行算术平均表面粗糙度(Ra)的评测:
装置:NanoScopeIIIa(Digital Instruments Inc.,U.S.A.制造并销售)
悬臂:硅单晶探针(型号名:NCH-10T;NanoWorld AG,Switzerland制造并销售)
模式:轻叩
扫描尺寸:1.0微米
扫描速度:1.0Hz
尖端速度:2.0微米/秒
设定点:1.5
积分增益:0.46
比例增益:1.3
图像处理:在0的展平级(flatten order)下进行展平,由此在其垂直方向上校准图像。
(2)通过X-射线光电子能谱法(XPS)测量硅原子含量
在下列条件下测量硅原子含量:
装置:ESCALAB 250(Thermo Electron K.K.,Japan制造并销售)
X-射线源:单色化AlKα15千伏×10毫安
分析区域:椭圆形(300微米×600微米)
测量方法:探测扫描
扫描范围:1,100至0eV(C1S、O1s、Si2p)
通过能量:100eV
(3)最低反射率的测量
使用反射分光计(型号名:FE-3000;Otsuka Electronics Co.,Ltd.,Japan制造并销售),获得光学部件的反射谱(在250至800纳米波长范围内)。确定反射谱中反射率的最小值作为光学部件的最低反射率。
(4)抗磨性测试
使用配有直径为15毫米的不锈钢连杆的表面性能测试机(ImotoMachinery Co.,Ltd.,Japan制造并销售)评测抗磨性。具体而言,将一根钢丝棉(商品名:BONSTAR#0000;Nihon Steel Wool K.K.,Japan制造并销售)固定到表面性能测试机的连杆下端,并使该连杆下端的钢丝棉与抗反射膜表面接触,此时使下端有钢丝棉的连杆开动以使钢丝棉在抗反射膜表面上来回运动10次,同时保持钢丝棉在200克的载荷下。然后,目测抗反射膜表面的摩擦痕迹。
(5)铅笔硬度
按照JIS K5400在1千克载荷下测量铅笔硬度。
合成例1
将89.1克念珠状二氧化硅串(各含有平均粒径约为12纳米、平均长度为大约100纳米的的初级二氧化硅颗粒,商品名:SnowtexOUP;NissanChemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)的水分散液(固体二氧化硅含量:15.5重量%)、68.1克含有平均粒径约为10纳米的球状二氧化硅颗粒的硅溶胶(商品名:SnowtexOS;Nissan Chemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售;固体二氧化硅含量:20.3重量%)和75.7克乙醇在室温下混合在一起,并向其中加入17.1克3-甲基丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷(商品名:Sila-Ace;Chisso Corporation,Japan制造并销售)。将所得混合物在25℃搅拌4小时以实现反应,由此获得反应混合物。另一方面,将2克Irgacure369(Ciba Specialty Chemicals,Japan制造并销售)和252克乙醇混合在一起获得溶液。然后,将所得溶液加入200克上述反应混合物中,并将所得物在室温下搅拌5分钟,由此获得固体含量为7.5重量%的溶液。将所得固体含量为7.5重量%的溶液用异丙醇稀释以便将其固体含量降至3.4重量%,由此获得形成低折射率层用的涂料组合物A。
合成例2
将92.9克含锡的氧化铟颗粒(商品名:ELCOM V-2506 Catalysts &Industries Co.,Ltd.,Japan制造并销售)的分散液(固体含量:20.5重量%)和125.3克氧化锌颗粒的分散液(商品名:ZNAP15WT%-G0;C.I.KASEI CO.,LTD.,Japan制造并销售)混合在一起获得混合物。另一方面,将304.2克异丙醇、33.8克乙二醇单丁醚和23.9克水混合在一起获得混合溶剂。此外,将9.9克紫外线固化丙烯酸树脂(商品名:SANRADTM RC-600;Sanyo Chemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)和9.9克甲基乙基酮混合在一起获得溶液。然后将如上制得的混合溶剂和如上制得的溶液依此顺序加入如上制得的含锡氧化铟颗粒的分散液与氧化锌颗粒的分散液的混合物中,然后将所得物在室温下搅拌,由此获得固体含量为8.0重量%的溶液。然后,将所得溶液用含异丙醇和乙二醇单丁醚(“异丙醇/乙二醇单丁醚”重量比:9/1)混合溶剂稀释以便将该溶液的固体含量降至6.0重量%,由此获得形成具有抗静电效果的高折射率层用的涂料组合物B。
实施例1
如下制造图1所示的转印箔C。
使用刮棒涂布器(配有#7棒;R.D.Specialties,Inc.,U.S.A.制造并销售)在双轴取向的聚对苯二甲酸乙二酯膜(临时基材)1(厚度:50微米)表面上涂布紫外线固化丙烯酸树脂(SANRAD(商品名)RC-600;SanyoChemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)的50重量%甲基乙基酮溶液(固体含量:100重量%)。然后,在强度为180瓦、传送机速度为12米/分钟且与光源的距离为53毫米的条件下,使用紫外线固化机(LC-6B型;Fusion UV Systems Japan K.K.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:250mJ/平方厘米)固化所获聚对苯二甲酸乙二酯膜上的涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在临时基材上形成剥离层2。
使用刮棒涂布器(配有#4棒;R.D.Specialties,Inc.,U.S.A.制造并销售)在上述剥离层2上涂布用于形成低折射率层的组合物A,然后在循环式热风干燥器中以120℃热干燥2分钟。然后,在强度为180瓦、传送机速率为12米/分钟且与光源的距离为53毫米的条件下,使用紫外线固化机(LC-6B型;Fusion UV Systems Japan K.K.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:250mJ/平方厘米)固化所得干燥涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在剥离层2上形成低折射率层(抗反射膜)3。
使用刮棒涂布器(配有#4棒;R.D.Specialties,Inc.,U.S.A.制造并销售)在上述抗反射膜3上涂布用于形成具有抗静电效果的高折射率层的组合物B。然后,在强度为180瓦、传送机速率为12米/分钟且与光源的距离为53毫米的条件下,使用紫外线固化机(LC-6B型;Fusion UV Systems JapanK.K.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:250mJ/平方厘米)固化所得涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在抗反射层3上形成高折射率层(高折射率膜)4。
随后,在上述高折射率层4上以此顺序形成尿烷丙烯酸酯硬涂层5(厚度:5微米)和热塑性尿烷粘合层6(厚度:2微米),由此获得转印箔C。
将所得转印箔C与2毫米厚的聚甲基丙烯酸甲酯板7(DelaglassA;Asahi Kasei Chemicals Corporation,Japan制造并销售)(光学基材)叠置,使转印箔C的粘合层6与聚甲基丙烯酸甲酯板7接触,并在辊温度为230℃、辊压为1千克并且进料速度为0.8毫米/秒的条件下使用层合机(MAII-550型;Taisei Laminator K.K.,Japan制造并销售)对所得物进行辊压处理,由此进行膜转印操作并获得层积材料。将所得层积件冷却至室温,并从层积材料上剥除聚对苯二甲酸乙二酯膜1和剥离层2,由此获得图2所示的光学部件D。
光学部件D的特性如表1所示。算术平均表面粗糙度(Ra)小至0.5纳米且硅原子含量高达21.6原子%。最低反射率仅为0.82%并表现出优异的抗反射性。此外,在抗磨性测试中,没有观察到任何摩擦痕迹和变色,表明光学部件D具有高强度。
对比例1
在2毫米厚聚甲基丙烯酸甲酯板7(DelaglassA;Asahi KaseiChemicals Corporation,Japan制造并销售)(光学基材)上形成尿烷丙烯酸酯硬涂层5(厚度:5微米),由此获得其上有硬涂层5的基材。
使用刮棒涂布器(配有#4棒;R.D.Specialties,Inc.,U.S.A.制造并销售)在上述硬涂层5上涂布用于形成具有抗静电效果的高折射率层的组合物B。然后,在强度为180瓦、传送机速率为12米/分钟且与光源的距离为53毫米的条件下,使用紫外线固化机(LC-6B型;Fusion UV Systems Japan K.K.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:250mJ/平方厘米)固化所得涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在硬涂层5上形成具有抗静电效果的高折射率层(高折射率膜)4。
使用刮棒涂布器(配有#4棒;R.D.Specialties,Inc.,U.S.A.制造并销售)在上述高折射率层4上涂布用于形成低折射率层的组合物A,然后在循环式热风干燥器中以120℃热干燥2分钟。然后,在强度为180瓦、传送机速率为12米/分钟且与光源的距离为53毫米的条件下,使用紫外线固化机(LC-6B型;Fusion UV Systems Japan K.K.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:250mJ/平方厘米)固化所得干燥涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在高折射率层4上形成低折射率层(抗反射膜)3,从而获得图3所示的光学部件E。
光学部件E的特性如表1所示。尽管硅原子含量为22.7原子%,其基本与实施例1中制得的光学部件D的相同,但是算术平均表面粗糙度(Ra)高达2.3纳米。最低反射率为0.82%,这与实施例1中制得的光学部件D的相等。然而,在抗磨性测试中,观察到许多摩擦痕迹和变色。
合成例3
将2.0克念珠状二氧化硅串(各含有平均粒径约为12纳米、平均长度约为100纳米的初级二氧化硅颗粒,商品名:SnowtexOUP;NissanChemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)的水分散液(固体二氧化硅含量:15.5重量%)与18克乙醇在室温下混合,由此获得念珠状二氧化硅串的水/乙醇分散液,其固体二氧化硅含量为1.5重量%。向所得念珠状二氧化硅串的水/乙醇分散液中加入0.104克四乙氧基硅烷和0.015克1N硝酸,并将所得物在室温下搅拌过夜,由此获得用于形成低折射率层的涂料组合物F。
实施例2
如下制造图4所示的转印箔G。
使用刮棒涂布器(配有#7棒;R.D.Specialties,Inc.,U.S.A.制造并销售)在双轴取向的聚对苯二甲酸乙二酯膜(临时基材)1(厚度:50微米)表面上涂布紫外线固化丙烯酸树脂(SANRAD(商品名)RC-600;SanyoChemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)的50重量%甲基乙基酮溶液(固体含量:100重量%)。然后,在强度为160瓦、传送机速率为4.6米/分钟且与光源的距离为100毫米的条件下,使用紫外线固化机(UVC-2519型;配有高压汞灯;Ushio Inc.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:350mJ/平方厘米)固化所获聚对苯二甲酸乙二酯膜上的涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在临时基材上形成剥离层2。随后,通过旋涂法以1000rpm的速度在上述剥离层2上涂布含氟表面活性剂(Fluorad(商品名)FC-4430;Sumitomo 3M,Ltd.,Japan制造并销售)的1.0%甲基异丁基酮溶液达30秒,然后在循环式热风干燥器中以120℃热干燥2分钟,由此在剥离层2上形成含氟表面活性剂层8。
通过旋涂法以1000rpm的速度在上述含氟表面活性剂层8上涂布用于形成低反射率层的组合物F达30秒,然后在循环式热风干燥器中以120℃热干燥2分钟,由此在含氟表面活性剂层8上形成低折射率层(抗反射膜)3。
随后,通过旋涂法以1000rpm的速度在上述低折射率层3上涂布锑的微粒状复合氧化物(CelnaxCX-Z401M;NISSAN CHEMICALINDUSTRIES,LTD.,Japan制造并销售)的2.0%乙醇分散液达30秒,然后在循环式热风干燥器中以120℃热干燥2分钟,由此获得转印箔G。
另一方面,如下获得图5所示的层积材料H。
通过旋涂法以1000rpm的速度在双轴取向的聚对苯二甲酸乙二酯膜9(厚度:188微米)(CosmoshinA4300;Toyobo,Ltd.,Japan制造并销售)(光学基材)表面上涂布紫外线固化丙烯酸树脂(ACH-01;Nippon KayakuCo.,Ltd.,Japan制造并销售)达30秒,然后在循环式热风干燥器中以120℃热干燥1分钟,由此在光学基材上形成紫外线固化树脂层10。所得光学基材用作层积材料H。
将转印箔G与层积材料H互相叠加,使得转印箔G的高折射率层4(具有抗静电效果)与层积材料H的紫外线固化树脂层10接触,并使用橡胶辊对所得物进行接触粘合,由此获得层积材料。随后在强度为160瓦、传送机速率为4.6米/分钟且与光源的距离为100毫米的条件下,使用紫外线固化机(UVC-2519型;配有高压汞灯;Ushio Inc.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:350mJ/平方厘米)固化所得层积材料的紫外线固化树脂层10。该紫外线辐射操作进行三次以固化紫外线固化树脂层10,由此获得硬涂层5(其为经紫外线固化的树脂层)。然后,将转印箔G中所含的聚对苯二甲酸乙二酯膜1(临时基材)、剥离层2和含氟表面活性剂层8从层积材料上剥除,由此获得图6所示的光学部件I。
光学部件I的特性如表1所示。算术平均表面粗糙度(Ra)小至0.9纳米且硅原子含量高达16.1原子%。最低反射率仅为1.00%并表现出优异的抗反射性。此外,在抗磨性测试中,没有观察到任何摩擦痕迹和变色,表明光学部件I具有高强度。
对比例2
如下制造图7所示的光学部件J。
使用刮棒涂布器(配有#7棒;R.D.Specialties,Inc.,U.S.A.制造并销售)在双轴取向的聚对苯二甲酸乙二酯膜9(厚度:188微米)(CosmoshinA4300;Toyobo,Ltd.,Japan制造并销售)(光学基材)表面上涂布紫外线固化丙烯酸树脂(SANRADTM RC-600;Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.,Japan制造并销售)的50重量%甲基乙基酮溶液(固体含量:100重量%)。然后,在强度为160瓦、传送机速率为4.6米/分钟且与光源的距离为100毫米的条件下,使用紫外线固化机(UVC-2519型;USHIO INC.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:350mJ/平方厘米)固化所获聚对苯二甲酸乙二酯膜上的涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在光学基材上形成硬涂层5。
以1000rpm的速度在室温下在硬涂层5上旋涂用于形成低折射率层的涂料组合物达30秒。然后,将所得涂层在循环式热风干燥器中以120℃热干燥2分钟以在硬涂层5上获得低折射率层(抗反射膜)3,由此获得光学部件J。
光学部件J的特性如表1所示。硅原子含量高达28.3原子%,但是算术平均表面粗糙度(Ra)不利地高达4.0纳米。此外,最低反射率仅为0.20%,然而,在抗磨性测试中,观察到许多摩擦痕迹和变色。
合成例4
将0.1克二季戊四醇六丙烯酸酯、0.025克含有平均粒径约为10纳米至20纳米的二氧化硅颗粒(SnowtexO;Nissan Chemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)的硅溶胶(固体二氧化硅含量:20重量%)、0.01克Irgacure369(Ciba Specialty Chemicals,Japan制造并销售)和6.9克异丙醇混合在一起,同时在室温下搅拌5分钟,由此获得形成低折射率层用的涂料组合物K。
对比例3
如下获得图8所示的转印箔L。
在室温下以1500rpm的速度在双轴取向的聚对苯二甲酸乙二酯膜(临时基材)1(商品名COSMOSHINEA4300;Toyobo,Ltd.,Japan制造并销售)(厚度:188微米)表面上旋涂紫外线固化丙烯酸树脂(SANRADTMRC-600;Sanyo Chemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)的50重量%甲基乙基酮溶液(固体含量:100重量%)达1秒钟。然后,在强度为160瓦、传送机速率为4.6米/分钟且与光源的距离为100毫米的条件下,使用配有高压汞灯的紫外线固化机(UVC-2519型;USHIO INC.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:350mJ/平方厘米)固化所获聚对苯二甲酸乙二酯膜上的涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在临时基材上形成剥离层2。
在室温下以1500rpm的速度用形成低折射率层用的涂料组合物K旋涂剥离层2达1秒钟,然后在循环式热风干燥器中以120℃热干燥2分钟。然后,在强度为160瓦、传送机速率为4.6米/分钟且与光源的距离为100毫米的条件下,使用配有高压汞灯的紫外线固化机(UVC-2519型;USHIOINC.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:350mJ/平方厘米)固化所获剥离层2上的涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在剥离层2上形成低折射率层(抗反射膜)3。
在室温下以2300rpm的速度用形成具有抗静电效果的高折射率层用的涂料组合物B在上述抗反射膜3上旋涂1秒钟。然后,在强度为160瓦、传送机速率为4.6米/分钟且与光源的距离为100毫米的条件下,使用配有高压汞灯的紫外线固化机(UVC-2519型;USHIO INC.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:350mJ/平方厘米)固化所获抗反射膜3上的涂层。该紫外线辐射操作进行三次,由此在抗反射膜3上形成具有抗静电效果的高折射率层4。
在室温下以1500rpm的速度用紫外线丙烯酸固化树脂(SANRADTMRC-600;Sanyo Chemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)的50重量%甲基乙基酮溶液(固体含量:100重量%)旋涂上述具有抗静电效果的高折射率层4达1秒钟,由此在高折射率层4上形成紫外线固化树脂层10,从而获得转印箔L。
另一方面,如下制造图9所示的层积材料M。
在室温下以1500rpm的速度用紫外线固化丙烯酸树脂(SANRADTMRC-600;Sanyo Chemical Industries,Ltd.,Japan制造并销售)的50重量%甲基乙基酮溶液(固体含量:100重量%)旋涂2毫米厚的聚甲基丙烯酸甲酯板(光学基材)7(DelaglassA;Asahi Kasei Chemicals Corporation,Japan制造并销售)达1秒钟,由此在聚甲基丙烯酸甲酯板7上形成紫外线固化树脂层10,从而获得层积材料M。
随后,将转印箔L与层积材料M互相叠加,使转印箔L的紫外线固化树脂层10与聚甲基丙烯酸甲酯板7的紫外线固化树脂层10接触,并使用橡胶辊对所得物进行接触粘合,由此形成含有单一紫外线固化树脂层10的层积材料。然后在强度为160瓦、传送机速率为4.6米/分钟且与光源的距离为100毫米的条件下,使用配有高压汞灯的紫外线固化机(UVC-2519型;USHIO Inc.,Japan制造并销售)通过紫外射线辐射(集成光强度:350mJ/平方厘米)固化层积材料的紫外线固化树脂层10。该紫外线辐射操作进行三次以便将紫外线固化树脂层10转化成硬涂层5。从层积材料上剥除聚对苯二甲酸乙二酯膜1(临时基材)和剥离层2(在转印箔L面上),由此获得图10所示的光学部件N。
光学部件N的特性如表1所示。算术平均表面粗糙度(Ra)小至0.9纳米;然而,硅原子含量不利地低至9.2原子%。最低反射率为1.41%。此外,在抗磨性测试中,没有观察到变色;然而观察到许多摩擦痕迹。
表1
最低反射率(%) | 反射率变为最小时的波长(纳米) | 算术平均粗糙度(Ra)(纳米) | 硅原子含量(原子%) | 抗磨性 | 铅笔硬度 | |
实施例1实施例2对比例1对比例2对比例3 | 0.821.000.820.201.41 | 531600518450560 | 0.50.92.34.00.9 | 31.616.122.728.39.2 | 没有观察到摩擦痕迹和变色没有观察到摩擦痕迹和变色观察到许多摩擦痕迹和变色观察到许多摩擦痕迹和变色没有观察到变色,但观察到许多摩擦痕迹 | 3H2H |
工业实用性
本发明的抗反射膜不仅表现出优异的抗反射性能,还在机械强度和抗磨性方面具有优异的性能。因此,本发明的抗反射膜非常有利于覆盖各种光学基材(例如阴极射线管、LCD监视器、等离子显示板、触摸屏、太阳能电池、汽车和房屋的窗户、眼镜透镜和橱窗)。
Claims (18)
1.一种含有二氧化硅颗粒和至少一种粘合剂化合物的抗反射膜,其中所述二氧化硅颗粒通过所述至少一种粘合剂化合物粘接在一起,
所述抗反射膜具有如下特征(a)到(c):
(a)二氧化硅颗粒含量为抗反射膜重量的30重量%或更高,
(b)算术平均表面粗糙度(Ra)不高于2纳米,且
(c)在通过X射线光电子能谱法(XPS)测量该抗反射膜表面时,其硅原子含量为10原子%或更高。
2.权利要求1所述的抗反射膜,其中所述至少一种粘合剂化合物是具有官能团的聚合物,且其中所述二氧化硅颗粒共价键接到所述聚合物的官能团上。
3.权利要求2所述的抗反射膜,其中所述聚合物的官能团与存在于所述二氧化硅颗粒中的硅原子的摩尔比为0.01到5。
4.权利要求1到3任一项所述的抗反射膜,其中所述二氧化硅颗粒含有至少一种选自由念珠状二氧化硅串和纤维状二氧化硅颗粒组成的组的线形二氧化硅颗粒。
5.权利要求4所述的抗反射膜,其中所述至少一种线形二氧化硅颗粒的存在量为该抗反射膜重量的50重量%或更少。
6.权利要求1到5任一项所述的抗反射膜,其为多孔的,且孔隙率为3到50体积%。
7.一种抗反射层积膜,其包括高折射率膜和直接或间接层积于其上的权利要求1到6任一项的抗反射膜,其中所述高折射率膜的折射率高于所述抗反射膜的折射率。
8.权利要求7所述的抗反射层积膜,其中所述高折射率膜含有:
含有至少一种金属的至少一种金属氧化物的颗粒,该金属选自由钛、锆、锌、铈、钽、钇、铪、铝、镁、铟、锡、钼、锑、镓组成的组;以及至少一种粘合剂化合物,
其中所述至少一种金属氧化物的颗粒通过所述至少一种粘合剂化合物粘接到一起。
9.一种光学部件,其包含光学基材和层积于其上的权利要求1到6任一项的抗反射膜。
10.权利要求9所述的光学部件,其中所述光学基材是透明树脂基材。
11.权利要求9或10所述的光学部件,其在可见光范围内的最低反射率不高于2%。
12.权利要求9到11任一项所述的光学部件,其铅笔硬度为2H或更高。
13.权利要求9到12任一项所述的光学部件,其通过包括以下步骤的方法制得:
(1)在可以与所述抗反射膜剥离的临时基材上形成权利要求1到6任一项所述的抗反射膜,由此制得层积材料(i);
(2)在所述层积材料(i)的抗反射膜上层积光学基材以制得层积材料(ii);以及
(3)将临时基材与所述层积材料(ii)分离以制得光学部件。
14.一种光学部件,其包含光学基材和层积于其上的权利要求7或8的抗反射层积膜。
15.权利要求14所述的光学部件,其中所述光学基材是透明树脂基材。
16.权利要求14或15所述的光学部件,其在可见光范围内的最低反射率不高于2%。
17.权利要求14到16任一项所述的光学部件,其铅笔硬度为2H或更高。
18.权利要求14到17任一项所述的光学部件,其通过包括以下步骤的方法制得:
(1)在可以与所述抗反射膜剥离的临时基材上形成权利要求1到6任一项所述的抗反射膜,由此制得层积材料(I);
(2)在所述层积材料(I)的抗反射膜上层积高折射率膜以制得层积材料(II);
(3)在所述层积材料(II)的高折射率膜上层积光学基材以制得层积材料(III);以及
(4)将临时基材与所述层积材料(III)分离以制得光学部件。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
JP2003173447 | 2003-06-18 | ||
JP173447/2003 | 2003-06-18 |
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