TW201416402A - 包含矽氧烷化合物的抗反射塗佈組合物以及利用該抗反射塗佈組合物調節表面能的抗反射膜 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種具有低折射率，亦能形成調節表面能的塗佈層之抗反射塗佈組合物，以及一種利用該抗反射塗佈組合物製備一抗反射膜的製備方法。該抗反射膜及其製備方法使用抗反射塗佈組合物來形成塗佈層，進而使反射率達到最小化並調節表面能，上述抗反射塗佈組合物作為黏結劑，包含將含有氟烷基的有機矽烷(organosilane)和烷氧基矽烷以特定重量比反應而合成的矽氧烷化合物。由於利用該反射塗佈組合物製備的抗反射膜之抗反射效果優良，因此能夠適用於具有觸控膜等多種顯示裝置上。

Description

包含矽氧烷化合物的抗反射塗佈組合物以及利用該抗反射 塗佈組合物調節表面能的抗反射膜
本發明涉及一種具有低折射率，亦可以形成調節表面能的塗佈層之抗反射塗佈組合，以及一種利用該抗反射塗佈組合物製備一抗反射膜的製備方法。該抗反射膜及其製備方法使用抗反射塗佈組合物來形成塗佈層，進而使反射率最小化並調節表面能，上述抗反射塗佈組合物作為黏結劑，包含將含有氟烷基的有機矽烷(organosilane)和烷氧基矽烷以特定重量比反應而合成的矽氧烷化合物。
在顯示器暴露於各種照明和自然光等外光的情況下，顯示器內部所形成的圖像因反射光而無法鮮明地聚集在使用者眼中，使得產生的對比度(contrast)降低，不僅難以看到畫面，還會使使用者的眼睛感到疲勞或引發頭痛。因此，使得對顯示器抗反射的要求更加強烈。
就形成有單層抗反射膜的基板而言，將基板的折射率定義為ns、單層抗反射膜的折射率定義為n的情況下，抗反射膜的反射率R的最小值表示為(ns-n2)2/(ns+n2)2。上述反射率R的最小值是在n2=ns時出現， 因此，單層抗反射膜的折射率n越接近(ns)1/2，其反射率越小。一般，在透明導電性膜中作為基板所使用的聚對苯二甲酸乙二酯之折射率ns大約為1.54，為了降低抗反射膜的反射率R，較佳地，抗反射膜的折射率n盡可能接近1.22~1.24的範圍。
以往的抗反射膜主要在透光性基材上配置抗反射層，例 如，在日本公開專利第2002-200690號中公開了一種抗反射層，從透光性基材一側開始依次層疊硬塗層、厚度為1μm以下的高折射率層及低折射率層的三層結構。
並且，為了使製備工序簡單，在日本公開專利第2000-233467 中公開了一種在抗反射層中省略高折射率層，並由硬塗層和低折射率層進行層疊的二層結構。
另一方面，透過作為低折射材料之中空型二氧化矽粒子的 開發，進行對於折射率極低的低折射塗佈材料研究。但是，在利用現有的丙烯酸樹脂開發的低折射塗佈材料之情況下，折射率未能達到上述作為對抗反射的最佳理論值1.22~1.24。為了改善上述問題，添加包含氟的高分子物質來降低折射率，但此產生塗佈面的表面能過高的問題。此外，以二氧化矽粒子進行可以與丙烯酸樹脂結合的表面處理，用於改善中空型二氧化矽粒子與丙烯酸樹脂間相容性不好的問題。
在韓國公開專利第2004-0070225號中公開包含對烷氧基矽 烷進行水解及縮合處理獲得的二氧化矽前驅體之塗佈組合物。但是，縮合矽烷化合物進行熱固化的方法由於溫度低和時間短無法進行充分的固化，為了具有充分的固化密度，需要高溫或長時間的固化，因此衍生出製備費 用提高、生產率變差、損傷塑膠膜基材或硬質塗佈層等問題，特別是使硬塗層因加熱而收縮，產生裂紋。
此外，雖然亦導入含氟的烷氧基矽烷來製備低折射率塗佈 層的技術，但在這種情況下存在著產生相分離等問題，進而在使用該技術上具有限制。
另一方面，在製備觸摸感應面板(Touch Sensor Panel)等 方面，需要適當地形成膜表面的附著力，為此，可以藉由調節塗佈層的表面能，進而控制在塗佈層表面的附著力。
因此，本發明目的在於開發一種不發生相分離，在基材形 成具有低折射率，還能呈現適當的表面能之二氧化矽塗佈層及其製備方法。
本發明為開發一種具有低折射率和適當的表面能的二氧化矽塗佈層，用以塗佈於基材上的抗反射膜而進行研究，結果發現，在使用將含有氟烷基的有機矽烷和烷氧基矽烷以特定比例反應而合成的矽氧烷化合物作為黏結劑的塗佈液的情況下，可以製備出既不產生相分離現象，還具有低折射率，並且在塗佈層的表面適當地調節對水的接觸角之抗反射膜，進而完成了本發明。
因此，本發明的目的在於，利用包含矽氧烷化合物黏結劑的塗佈液形成抗反射層，以提供光學特性優良且調節表面能的抗反射膜及其製備方法，上述矽氧烷化合物是將含有氟烷基的有機矽烷和烷氧基矽烷以特定比率進行反應而合成。
為了達到上述目的本發明的抗反射塗佈組合物，其特徵在於，包含黏結劑和中空二氧化矽粒子，上述黏結劑是相對於100重量份之由下述化學式1表示的矽烷化合物，使用0.1重量份~20重量份之由下述化學式2表示的有機矽烷化合物進行聚合而成的，化學式1：R1 xSi(OR2)4-x，在上述化學式1中，R1為碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或碳數3~10的烯基，R2為碳數1~6的烷基，x表示0x<4的整數；化學式2：R3 ySi(OR4)4-y，在上述化學式2中，R3為碳數1~12的氟烷基，R4為碳數1~6的烷基，y表示0y<4的整數。
並且，本發明的抗反射膜，其特徵在於，包含上述塗佈組合物塗佈於基材表面而形成的塗佈層，且上述塗佈層表面的對水的接觸角為40°~80°。
並且，本發明所述抗反射膜的製備方法，其特徵在於，包括：相對於100重量份之由上述化學式1表示的矽烷化合物，聚合0.1~20重量份之由上述化學式2表示的有機矽烷化合物來製備黏結劑的步驟；在中空二氧化矽粒子添加上述黏結劑和酸催化劑以製備包含進行表面處理之中空二氧化矽 粒子塗佈組合物的步驟；將上述塗佈組合物塗佈於基材膜之至少一表面的步驟；以及對已塗佈的上述塗佈組合物進行熱處理的步驟。
在使用本發明所述抗反射塗佈組合物的情況下，既可以解決以往出現的相分離的問題，還可以形成具有低折射率和適當的表面能的反射塗佈層。
利用該種反射塗佈組合物的抗反射膜由於抗反射效果優良，因而可以適用於具有觸摸膜等多種顯示裝置上。
參照以下詳細描述的實施例，能夠使本發明的優點和特徵，以及實現這些優點和特徵的方法更加明確。但是，本發明並不侷限於以下所公開的實施例，而是以相互不同的多種形式實現，本實施例僅僅使本發明的公開更加完整，且為了將本發明的範疇完整地告知於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而提供，本發明僅根據發明要求保護範圍來定義。
以下，針對本發明實施例的抗反射塗佈組合物、抗反射膜及其製備方法進行詳細說明。
抗反射塗佈組合物
本發明的抗反射塗佈組合物包含黏結劑和中空二氧化矽粒 子，上述黏結劑是相對於100重量份之由下述化學式1表示的矽烷化合物，使用0.1重量份~20重量份之由下述化學式2表示的有機矽烷化合物進行聚合而成的，化學式1：R1 xSi(OR2)4-x，在上述化學式1中，R1為碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或碳數3~10的烯基，R2為碳數1~6的烷基，x表示0x<4的整數；化學式2：R3 ySi(OR4)4-y，在上述化學式2中，R3為碳數1~12的氟烷基，R4為碳數1~6的烷基，y表示0y<4的整數。
上述抗反射塗佈組合物透過降低折射率來改善抗反射特性。上述中空二氧化矽粒子在內部形成中空結構，進而具有低折射率，因此，可以從包含此類中空二氧化矽的抗反射塗佈組合物形成實現低折射率的層。一般，為了降低折射率，使用包含氟的塗佈組合物，但在這種情況下，由於表面能降低，因而可能在形成層疊結構內的層時，存在所需要的黏合力降低之問題。相反地，使用上述抗反射塗佈組合物呈現低折射率的同時，可以形成具有相對高表面能的層。上述抗反射塗佈組合物依上述含量比例包含由上述化學式1表示的矽烷化合物和由上述化學式2表示的有機矽烷化合物，進而在實現低折射率的同時，還可以不降低表面能。
由上述化學式1表示的矽烷化合物，在x為0的情況下，可表現為具有四個烷氧基的四官能團型烷氧基矽烷，在x為1的情況下，可表現 為具有三個烷氧基的三官能團型烷氧基矽烷，在x為2的情況下，可表現為具有兩個烷氧基的二官能團型烷氧基矽烷。在x為3的情況下，僅有一個作為官能團的烷氧基，因此，在與由上述化學式2表示的有機矽烷化合物發生縮合反應方面並不列為優選。
在上述化學式1中，碳數為6~10的芳基可包含苯基或甲苯 基等，碳數為3~10的烯基可包含烯丙基、1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基或3-丁烯基等。
作為上述矽烷化合物，可以使用選自四甲氧基矽烷 (tetramethoxysilane)、四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane)、四丙氧基矽烷(tetra propoxy silane)、四異丙氧基矽烷(tetra isopropoxy silane)、四正丁氧基矽烷(tetra-n-butoxysilane)、四仲丁氧基矽烷(tetra-sec-butoxysilane)、四叔丁氧基矽烷(tetra-tert-butoxysilane)、三甲氧基矽烷(trimethoxysilane)、三乙氧基矽烷(triethoxysilane)、甲基三甲氧基矽烷(methyltrimethoxysilane)、甲基三乙氧基矽烷(methyltriethoxysilane)、乙基三甲氧基矽烷(ethyltrimethoxysilane)、乙基三乙氧基矽烷(ethyltriethoxysilane)、丙基三甲氧基矽烷(propyl trimethoxy silane)、丙基三乙氧基矽烷(propyltriethoxysilane)、異丁基三乙氧基矽烷(isobutyl triethoxysilane)、環己基三甲氧基矽烷(cyclohexyl trimethoxysilane)、苯基三甲氧基矽烷(phenyltrimethoxysilane)、苯基三乙氧基矽烷(phenyltriethoxysilane)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、烯丙基三甲氧基矽烷(allyltrimethoxysilane)、烯丙基三乙氧基矽烷(allyl triethoxysilane)、二甲基二甲氧基矽烷(dimethyl dimethoxy silane)、二甲基二乙氧基矽烷(dimethyldiethoxysilane)、二苯基二甲氧基矽烷(diphenyldimethoxysilane)及二苯基二乙氧基矽烷(diphenyl diethoxy silane)中的一種或兩種以上的化合物，但並不侷限於此。
並且，由上述化學式2表示的有機矽烷化合物，可以使用選 自三氟甲基三甲氧基矽烷(trifluoromethyl trimethoxysilane)、三氟甲基三乙氧基矽烷(trifluoromethyl triethoxysilane)、三氟丙基三甲氧基矽烷(tri fluorine propyl trimethoxysilane)、三氟丙基三乙氧基矽烷(tri fluorine propyl triethoxysilane)、九氟丁基乙基三甲氧基矽烷(nona fluoro ethyl butyl trimethoxysilane)、九氟丁基乙基三乙氧基矽烷(nona tluoro ethyl butyl triethoxysilane)、九氟己基三甲氧基矽烷(nona fluoro hexyl trimethoxysilane)、九氟己基三乙氧基矽烷(nona fluoro hexyl triethoxysilane)、十三氟辛基三甲氧基矽烷(tridecafluorooctyl trimethoxysilane)、十三氟辛基三乙氧基矽烷(tridecafluorooctyl triethoxysilane)、十七氟癸基三甲氧基矽烷(heptadecafluorodecyl trimethoxysilane)及十七氟癸基三乙氧基矽烷(heptadecafluorodecyl triethoxysilane)中的一種或兩種以上的化合物，但並不侷限於此，並且，更佳地，R3使用碳數為3~5的氟烷基，如此一來對於在不產生相分離方面有利。
由上述化學式1表示的矽烷化合物和由上述化學式2表示的 有機矽烷化合物在進行水解後進行脫水縮合聚合來形成矽氧烷化合物。另一方面，在上述水解及脫水縮合反應中可以使用酸催化劑，更具體地，可以使用硝酸、鹽酸、硫酸或醋酸等。
相對於100重量份之由上述化學式1表示的矽烷化合物，使用0.1重量份~20重量份之由上述化學式2表示的有機矽烷化合物來進行聚合，較佳地，使用1重量份~15重量份，更佳地，使用5重量份~10重量份。在使用小於0.1重量份之上述有機矽烷化合物的情況下，所形成的塗佈層的接觸角過低，且存在折射率降低效果甚微的問題，而使用大於20重量份之上述有機矽烷化合物的情況下，塗佈層的接觸角過大，反而可能增大折射率。因此，可以根據上述對於水的接觸角之要求範圍，來調節由上述化學式2表示的有機矽烷化合物之含量。
上述所形成的矽氧烷化合物作用為有機-無機複合黏結劑，進而達到處理中空二氧化矽粒子之表面的作用。如上所述，若利用黏結劑對中空二氧化矽粒子進行表面處理，則可以更有效地降低折射率。
上述矽氧烷化合物的重量平均分子量為1000~100000，較佳地，為2000~50000，更佳地，為5000~20000的範圍。如果上述重量平均分子量小於1000，難以形成具有低折射率的塗佈層，在上述重量平均分子量大於100000的情況下，存在降低抗反射膜之透光度的問題。
另一方面，所謂中空二氧化矽粒子(hollow silica particles)是由矽化合物或有機矽化合物形成的二氧化矽粒子，意味著在上述二氧化矽粒子的表面和/或內部存在空的空間形態之粒子。如上所述，由於在內部存在空的空間，因此，可以實現更低的折射率。
上述中空二氧化矽粒子為分散於分散溶劑(水或有機溶劑)之形態，上述中空二氧化矽粒子可以是固體成分含量為5~40重量百分比的膠體(colloid)形態。而，作為上述分散溶劑的有機溶劑可以使用甲醇 (methanol)、異丙醇(isoproply alcohol，IPA)、乙二醇(ethylene glycol)、丁醇(butanol)等醇(alcohol)類，甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)、甲基異丁基酮(methyl iso butyl ketone，MIBK)等酮(ketone)類，甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)等芳香族碳氫類，二甲基甲醯胺(dimethyl formamide)、二甲基乙醯胺(dimethyl acetamide)、N-甲基吡咯烷酮(methyl pyrrolidone)等醯胺(amide)類，醋酸乙酯、醋酸丁酯、γ-丁內酯等的酯(ester)類，四氫呋喃(tetrahydrofuran)、1，4-二氧六環等的醚(ether)類，或其混合物。但如上所述，以分散於分散溶劑的膠體溶液之形態使用的情況下，考量固體成分含量等，較佳地，應調節成中空二氧化矽粒子的含量至相當於上述範圍。
並且，上述中空二氧化矽粒子的平均直徑使用1~1000nm， 較佳地，使用5~500nm，更佳地，使用10~100nm的範圍，這有利於在維持膜的透明性的同時呈現抗反射的效果。
相對於100重量份的上述中空二氧化矽粒子，使用10~120 重量份的上述矽氧烷化合物的黏結劑，較佳地，使用20~100重量份，更佳地，使用40~80重量份。在使用小於10重量份的黏結劑的情況下，存在塗佈面產生白化現象的問題，而使用大於120重量份的黏結劑的情況下，存在抗反射效果顯著減少的問題。
另一方面，上述抗反射塗佈組合物可包含酸催化劑，以促 進黏結劑對中空二氧化矽粒子進行表面處理，只要是在本領域通常使用的，上述酸催化劑並不受特殊限定，但是較佳使用硝酸或鹽酸。較佳地，相對於100重量份的上述中空二氧化矽粒子，使用0.1重量份~20重量份的上 述酸催化劑。
較佳地，在製備上述抗反射塗佈組合物時的pH為2~9範 圍，更佳地，為3~8，最佳地，為4~7範圍，而這對接觸角的調節方面有利。
為了調節上述抗反射塗佈組合物的pH，還可以包含pH調節 劑。如果組合物內的OH-粒子增多，則可以透過上述pH調節劑來減小對於水的接觸角，作為上述pH調節劑，使用氨、有機胺類、金屬氫氧化物(LiOH、KOH、NaOH)溶液等為佳。
抗反射膜
本發明提供抗反射膜，該抗反射膜包含上述抗反射塗佈組合物塗佈於基材表面而形成的塗佈層。
上述基材可以使用適用於一般液晶顯示裝置中的透明高分子樹脂等多種基板，具體而言，作為上述基材可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)、聚醚碸(polyethersulfone，PES)、聚碳酸酯(Poly carbonate，PC)、聚丙烯(poly propylene，PP)及降冰片烯類樹脂等。
作為上述基材的材質，在使用聚對苯二甲酸乙二醇酯的情況下，聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度為10μm至約200μm，更佳地，為20μm至100μm以內。如果透明基材的厚度小於10μm，在基材的機械性強度方面會存在問題，如果透明基材的厚度大於200μm，則在作為觸控面板使用時，存在無法實現提高點擊點特性的情況。
更佳地，借助上述抗反射塗佈組合物形成的塗佈層之表面 對於水的接觸角為40°~80°。如果上述對於水的接觸角小於40°，則保護膜等不好分離，且在抗污性方面存在問題，如果對於水的接觸角大於80°，則由於塗佈層的表面的附著力存在問題，使得觸控面板等的適用變得困難。
並且，借助上述抗反射塗佈組合物形成的塗佈層之折射率 在1.20~1.25範圍。
並且，較佳地，上述塗佈層的厚度為1nm~1000nm，更佳 地，為10nm~500nm。在上述塗佈層的厚度小於1nm的情況下，存在抗反射效果甚微的問題，在塗佈層的厚度大於1000nm的情況下，存在塗佈層的附著性變差的問題。
由於本發明抗反射膜的穿透率為94%以上，視覺反射率在 0.5%~2.0%範圍內，因而可以呈現出優良的抗反射效果。
抗反射膜的製備方法
本發明抗反射膜的製備方法，其特徵在於，包括：相對於 100重量份之由上述化學式1表示的矽烷化合物，聚合0.1重量份~20重量份之由上述化學式2表示的有機矽烷化合物來製備黏結劑的步驟；在中空二氧化矽粒子中添加上述黏結劑和酸催化劑以製備包含進行表面處理的中空二氧化矽粒子塗佈組合物的步驟；在基材膜的至少一面塗佈上述塗佈組合物的步驟；以及對已塗佈的上述塗佈組合物進行熱處理的步驟。
若上述黏結劑於溶劑內，在酸催化劑條件下，相對於100重 量份之由上述化學式1表示的矽烷化合物，混合0.1重量份~20重量份之由上述化學式2表示的有機矽烷化合物，則可以透過脫水及聚合反應來製備成矽 氧烷化合物。
所製備的上述黏結劑在酸催化劑條件下，在溶劑內與中空二氧化矽粒子進行混合，進而適用於上述中空二氧化矽粒子的表面處理。如此，對中空二氧化矽粒子的表面進行處理，進而可以更有效降低折射率。上述黏結劑與中空二氧化矽粒子在20℃~40℃條件下，較佳地，混合約5小時~50小時，更佳地，混合10小時~40小時，最佳地，以攪拌的方式混合20小時~30小時。
另一方面，較佳地，塗佈組合物如上所述，相對於100重量份的中空二氧化矽粒子，包含10重量份~120重量份的黏結劑以及0.1重量份~20重量份的酸催化劑。
並且，在製備塗佈組合物時，較佳地，將pH調節為2~9範圍，更佳地，為3~8，最佳地，為4~7範圍。並且，為了調節上述塗佈組合物的pH，可以使用pH調節劑等，作為上述pH調節劑，可以使用氨、有機胺類及金屬氫氧化物(LiOH、KOH、NaOH)溶液等。
將利用上述混合獲得的塗佈組合物塗佈於基材膜的至少一面，上述塗佈可以使用選自蝕刻(gravure)塗佈法、槽模(slot die)佈法、旋塗法、噴塗法、輥塗法及沉積塗佈法中的一種方法，但並不侷限於此。
上述塗佈組合物以1nm~1000nm的厚度塗佈於基材膜的一面，並在塗佈有上述塗佈液的狀態下，以50℃~200℃進行熱處理，進而形成抗反射層。更加具體地，可以在100℃~200℃的高溫條件下乾燥約1分鐘~10分鐘，進而在除去溶劑之後，於50℃~100℃條件下進行約10小時~100小時的時效處理(aging)，來形成抗反射層。
以下，透過本發明的實施例及比較例來對本發明的抗反射膜進行詳細的說明。
以下的實施例及比較例僅僅用於例示本發明，本發明的範圍並不侷限於下述實施例。
實施例1
1．矽氧烷化合物黏結劑的製備
將26重量份的水、290重量份的異丙醇及9重量份的0.1M HNO3放入反應器內，並攪拌10分鐘。然後，將100重量份的四乙氧基矽烷(矽酸四乙酯，TEOS)和0.65重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷經過漏斗緩慢投入30分鐘。接著，在50℃條件下攪拌2小時之後冷卻為常溫，之後再以200rpm的速度攪拌24小時，進而獲得透明的黏結劑溶液。上述溶液的固體成分為6.7重量百分比，pH確認為2.1。在不經過額外純化過程的情況下，將上述透明的溶液使用於下一步驟塗佈組合物的製備。
2．抗反射塗佈組合物的製備
將100重量份的所製備的上述黏結劑溶液、60重量份的平均直徑為60nm的中空二氧化矽粒子-甲基異丁酮分散溶膠(20%w/w，日揮觸媒化成株式會社，Thrulya 4320)及1重量份的NH4OH放入反應器中，並在常溫下攪拌24小時，進而製備出抗反射塗佈組合物。所製備的上述抗反射塗佈組合物的固體成分為3重量%，pH為4.2。
3．抗反射膜的製備
將所製備的上述抗反射塗佈組合物利用邁耶棒(Mayer bar)，以100nm的厚度塗佈於20μm的厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜上， 之後在130℃條件下乾燥2分鐘，由此形成反射塗佈層。隨後，在60℃的烤箱中進行24小時的時效處理(aging)，進而製備出最終抗反射膜。
實施例2
除了使用1.3重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
實施例3
除了使用2.7重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
實施例4
除了使用3.4重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
實施例5
除了使用5.4重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
實施例6
除了使用7.9重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
實施例7
除了使用13.3重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
實施例8
除了使用7.9重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷，且 在製備塗佈組合物時未使用NH4OH以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
實施例9
除了使用7.9重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷，且 在製備塗佈組合物時使用60重量份的60nm的中空二氧化矽粒子-異丙醇分散溶膠(20% w/w，日揮觸媒化成株式會社，Thrulya 4110)，並在製備塗佈組合物時未使用NH4OH以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
比較例1
除了不使用3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷，並只對四乙氧 基矽烷進行縮合聚合來製備黏結劑以外，以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
比較例2
除了使用29重量份的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷以外， 以與上述實施例1相同的方法製備出抗反射塗佈組合物及抗反射膜。
評估
1．塗佈層的折射率測定
利用棱鏡耦合器在532nm、632.8nm、830nm波長中測定所 製備的上述抗反射膜上塗佈層之折射率，利用柯西(cauchy)色散公式計算550nm條件下的折射率，並將該結果表示於以下表1。
表1
如上述表1所示，證實了上述塗佈層在使用聚對苯二甲酸乙二醇酯基材的情況下，可以實現折射率的理論性最佳值1.23。
2．對於水的接觸角的測定
在上述實施例及比較例的抗反射膜之塗佈層表面中測定對於水的接觸角，上述測定通過德菲(Dataphysics)公司的OCA200接觸角測定儀來進行，並將其結果表示於以下表2。
如上述表2所示，可以證實的是，在實施例的塗佈層中呈現 出40°~80°的對於水的接觸角，且黏結劑內的3，3，3-三氟丙基三乙氧基矽烷的含量越高，接觸角就會越增加。並且，在不使用NH4OH的情況下，證實由於pH降低，使接觸角增加，因此，證實透過調節包含氟烷基的有機矽烷化合物之含量和塗佈組合物的pH，可以適當調節接觸角。
3．透射率及最低反射率的測定
利用柯尼卡美能達(Konica Minolta)公司的CM-5分光光度 計(CM-5Spectrophotometer)來測定了所製備的上述抗反射膜的穿透率，並且，對抗反射膜的背面進行黑色處理之後，測定了視覺反射率和最低反射率。將上述測定結果表示於以下表3。
表3
如上述表3所示，實施例的抗反射膜呈現出穿透率為94%以 上，視覺反射率為0.6%~1.8%，最低反射率為0.6%~1.6%，因此，證實可以呈現出優良的抗反射特性。
以上，以本發明的實施例為中心進行了說明，但這僅是示 例性的，凡舉本發明所屬技術領域中具有通常知識者就會理解可以由此進行多種變形及均等的其他實施例。因此，本發明的真正的技術保護範圍應根據發明要求保護範圍進行判斷。

Claims (16)

  1. 一種抗反射塗佈組合物，其特徵在於，包含黏結劑和中空二氧化矽粒子，上述黏結劑是相對於100重量份之由下述化學式1表示的矽烷(silane)化合物，使用0.1~20重量份之由下述化學式2表示的有機矽烷(organosilane)化合物進行聚合而成，化學式1：R1 xSi(OR2)4-x，在上述化學式1中，R1為碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或碳數3~10的鏈烯基，R2為碳數1~6的烷基，x表示0x<4的整數；化學式2：R3 ySi(OR4)4-y，在上述化學式2中，R3為碳數1~12的氟烷基，R4為碳數1~6的烷基，y表示0y<4的整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射塗佈組合物，其特徵在於，由上述化學式1表示的矽烷化合物為選自四甲氧基矽烷(tetramethoxysilane)、四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane)、四丙氧基矽烷(tetra propoxy silane)、四異丙氧基矽烷(tetra isopropoxy silane)、四正丁氧基矽烷(tetra-n-butoxysilane)、四仲丁氧基矽烷 (tetra-sec-butoxysilane)、四叔丁氧基矽烷(tetra-tert-butoxysilane)、三甲氧基矽烷(trimethoxysilane)、三乙氧基矽烷(triethoxysilane)、甲基三甲氧基矽烷(methyltrimethoxysilane)、甲基三乙氧基矽烷(methyltriethoxysilane)、乙基三甲氧基矽烷(ethyltrimethoxysilane)、乙基三乙氧基矽烷(ethyltriethoxysilane)、丙基三甲氧基矽烷(propyl trimethoxy silane)、丙基三乙氧基矽烷(propyltriethoxysilane)、異丁基三乙氧基矽烷(isobutyl triethoxysilane)、環己基三甲氧基矽烷(cyclohexyl trimethoxysilane)、苯基三甲氧基矽烷(phenyltrimethoxysilane)、苯基三乙氧基矽烷(phenyltriethoxysilane)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、烯丙基三甲氧基矽烷(allyltrimethoxysilane)、烯丙基三乙氧基矽烷(allyl triethoxysilane)、二甲基二甲氧基矽烷(dimethyl dimethoxy silane)、二甲基二乙氧基矽烷(dimethyldiethoxysilane)、二苯基二甲氧基矽烷(diphenyldimethoxysilane)及二苯基二乙氧基矽烷(diphenyl diethoxy silane)中的一種或兩種以上的化合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射塗佈組合物，其特徵在於，由上述化學式2表示的有機矽烷化合物為選自三氟甲基三甲氧基矽烷(trifluoromethyl trimethoxysilane)、三氟甲基三乙氧基矽烷(trifluoromethyl triethoxysilane)、三氟丙基三甲氧基矽烷(tri fluorine propyl trimethoxysilane)、三氟丙基三乙氧基矽烷(tri fluorine propyl triethoxysilane)、九氟丁基乙基三甲氧基矽烷(nona fluoro ethyl butyl trimethoxysilane)、九氟丁基乙基三乙氧基矽烷(nona fluoro ethyl butyl triethoxysilane)、九氟己基三甲氧基矽烷(nona fluoro hexyl trimethoxysilane)、九氟己基三乙氧基矽烷(nona fluoro hexyl triethoxysilane)、十三氟辛基三甲氧基矽烷(tridecafluorooctyl trimethoxysilane)、十三氟辛基三乙氧基矽烷(tridecafluorooctyl triethoxysilane)、十七氟癸基三甲氧基矽烷(heptadecafluorodecyl trimethoxysilane)及十七氟癸基三乙氧基矽烷(heptadecafluorodecyl triethoxysilane)中的一種或兩種以上的化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射塗佈組合物，其特徵在於，上述化學式1的x為0、1或2的整數。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射塗佈組合物，其特徵在於，上述化學式2的R3表示碳數為3~5的氟烷基。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射塗佈組合物，其特徵在於，上述中空二氧化矽粒子的平均直徑(number average diameter)在1nm~1000nm範圍。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射塗佈組合物，其特徵在於，上述組合物的pH在3~8範圍。
  8. 一種抗反射膜，形成有於基材表面塗佈選自申請專利範圍第1至7項中任一項所述之塗佈組合物的塗佈層，其特徵在於，上述塗佈層的表面對於水的接觸角為40°~80°。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之抗反射膜，其特徵在於，上述塗佈層的折射率在1.20~1.25範圍。
  10. 如申請專利範圍第8所述之抗反射膜，其特徵在於，上述塗佈層的厚度為1nm~1000nm。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之抗反射膜，其特徵在於，穿透率為94%以上，視覺反射率在0.5%~2.0%範圍。
  12. 一種觸控面板，其特徵在於，包含申請專利範圍第8項的抗反射膜。
  13. 一種抗反射膜的製備方法，其特徵在於，包括：相對於100重量份之由下述化學式1表示的矽烷化合物，聚合0.1~20重量份之由下述化學式2表示的有機矽烷化合物來製備黏結劑的步驟； 在中空二氧化矽粒子添加上述黏結劑和酸催化劑以製備包含進行表面處理之中空二氧化矽粒子的塗佈組合物的步驟；在基材膜的至少一面塗佈上述塗佈組合物的步驟；以及對已塗佈的上述塗佈組合物進行熱處理的步驟；化學式1：R1 xSi(OR2)4-x在上述化學式1中，R1為碳數1~10的烷基、碳數6~10的芳基或碳數3~10的烯基，R2為碳數1~6的烷基，x表示0x<4的整數；化學式2：R3 ySi(OR4)4-y在上述化學式2中，R3為碳數1~12的氟烷基，R4為碳數1~6的烷基，y表示0y<4的整數。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之抗反射膜的製備方法，其特徵在於，包括將上述塗佈組合物的pH調節為3~8範圍的步驟。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之抗反射膜的製備方法，其特徵在於，上述塗佈組合物在中空二氧化矽粒子添加上述黏結劑和酸催化劑，並在20℃~40℃的條件下攪拌5小時~50小時來製備。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之抗反射膜的製備方法，其特徵在於，上述熱處理在50℃~200℃的溫度條件下進行。
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