TWI676817B - 光學元件及形成光學元件之方法 - Google Patents

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Abstract

一種光學元件，其包含設置在基材上且與該基材接觸的抗反射層。該抗反射層具有大於1至小於1.41的折射率，並且具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小。抗反射層包括最外表面，該最外表面具有如使用ASTM 5946-04所測定的大於或等於70°至小於或等於120°之範圍的水接觸角。

Description

光學元件及形成光學元件之方法
本發明的一些例示性實施例一般係關於一種光學元件。光學元件包括抗反射層，該抗反射層設置在基材上且與該基材接觸，並且具有大於1至小於1.41的折射率。此外，抗反射層具有最外表面，該最外表面具有如使用修改版本之ASTM 5946-04所測定的大於或等於70度(°)至小於或等於120°之範圍的水接觸角。
由玻璃、陶瓷或塑料製成的透明基材係用來作為例如個人電腦、電視或可攜式終端機(portable terminal)或類似物(其可共同地或可替代地在本文被稱為光學元件)的顯示器。操作時觸控靈敏的光學元件也變得越來越常見。使用觸敏(touch sensitive)光學元件作為遊戲裝置、音樂播放裝置、平板電腦、移動裝置、飛機控制面板、和其他裝置的較佳人機界面也與日俱增。我們了解到，當光在光學元件的表面處反射時，顯示器內容會難以經光學辨識。對於某些光學元件及其相關用途而言，鏡面反射(specular reflection)和漫反射(diffuse reflection)特別容易引起問題。
除了在提供光學元件的期望光學特性方面的問題之外，我們知道此類光學元件的表面常常因為來自手或手指的油而被沾污或弄髒。例 如，包括互動式觸控螢幕顯示器的光學元件，例如智慧型手機在使用時可被指紋、皮膚油、汗、化妝品等弄髒。此等污漬及/或髒痕附著到光學元件的表面並且不容易去除。此外，此等污漬及/或髒痕可降低此等光學元件的可用性。
為了解決許多此等問題，我們對此等光學元件的表面的期望是提供理想的抗反射特性。另外，此等光學元件的最外表面可具備有降低彼等對被沾污和弄髒的易感性的特性。例如，在某些情況下，可將塗層施加於此等光學元件的最外表面以提供抗反射特性同時減少沾污或弄髒。然而，用以施加此類塗層的技術諸如氣相沉積是昂貴的並且利用專門的沉積裝置。
我們了解到仍然有改進此等光學元件的抗反射特性和最外表面特徵之需求。
本發明的一些例示性實施例提供一種光學元件，其包含基材和設置在該基材上且與該基材直接接觸的抗反射層。
抗反射層具有大於1至小於1.41之範圍的折射率，並且具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小。此外，抗反射層具有最外表面，該最外表面具有如使用修改版本之ASTM 5946-04所測定的大於或等於70°至小於或等於120°之範圍的水接觸角。
本發明的其他例示性實施例提供一種用以形成如先前段落所述的光學元件之相關方法，該方法包含：(I)在該基材上施加矽系樹脂(silicon-based resin)； (II)氧化固化該基材上之矽系樹脂，以形成設置在該基材上且與該基材直接接觸的第一層，該第一層具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小；以及(III)將最外層設置在該第一層上且與該第一層直接接觸，使得該第一層介於該基材和該最外層之間。
抗反射層具有高透光率，從而改進光學元件的抗眩光特性。此外，抗反射層的最外表面提供低摩擦和疏水性表面，以在外物(諸如例如人類手指)重複接觸期間防止髒污。抗反射層的最外表面可輕易地藉由使用布等擦拭來清潔，同時保留其透光特性以及如上所述的其他特徵。
根據以下實施方式、隨附圖式和所附請求項，此等和其他態樣、優點和特徵將變得顯而易見。
100‧‧‧光學元件
110‧‧‧基材
120‧‧‧第一層
130‧‧‧AR層
140‧‧‧第二層
150‧‧‧最外表面
圖1是包括設置在基材上的抗反射層的光學元件的橫截面視圖。
冠詞「一」與「該」各指一或更多者，除非另有指明。本說明書中的所有數量、比率和百分率全都是基於重量，除非另有指明。
發明內容和隨附摘要特此以引用的方式併入本文。本發明的一些例示性實施例一般涉及可用於或構成光伏裝置、店面櫥窗、展示櫃、圖片框架、其他類型的窗、觸控螢幕面板或行動電話觸控螢幕面板及類似物的光學元件。如本文所用，用語「窗」共同地係指可用於光學元件的任何透明材料或基材，光學元件包括上述店面櫥窗及用於上述展示櫃、圖片 框架、觸控螢幕及類似物中之透明材料或基材。
光學元件包括設置在基材上且與該基材接觸的抗反射層(AR)。AR層可設置在基材(例如，玻璃基材)的光入射側或另一側上，或設置在基材的光入射側和另一側兩者上。關於後者實施例，可設置兩個AR層，以使得基材的光入射側上有第一AR層，而另一側上有第二AR層。
此AR層可用於減少光從基材的反射，從而允許更多的太陽光譜內的光穿過基材的光入射側，使得設備更有效。基材可以是覆材(superstrate)，諸如玻璃覆材，或在不同情況下為任何其他類型的覆材或基材。此外，AR層具有最外表面，該最外表面提供低摩擦和疏水性表面，可在外物諸如例如人類手指(以及可經由彼等轉移的油或污物)重複接觸期間防止弄髒或沾污。此外，由於此類油或污物不易於附著到此低摩擦和疏水性表面，因此此類油和污物可輕易地使用布及類似物從表面擦除。換句話說，AR層的低摩擦和疏水性最外表面是易於清潔的表面。
一般參考圖式並且具體參考圖1，該圖是出於描述具體實施例的目的，並且不旨在限制本發明或其所附請求項。圖式未必按比例繪製，並且為了清楚簡明的目的，圖式的某些特徵可在比例上或示意性地放大。
如本文所用，用語「接觸角」和「CA」是指在液滴接觸介質(基材或塗覆到基材上的層)的點處正切的角度。用語「水接觸角」和「WCA」是指在水滴接觸基材或塗覆到基材上的層之點處正切的角度。因此WCA是關於施加於介質的水如何與基材或塗覆到基材上的層之表面交互作用，並非基材或塗層本身的特性。因此，當介質表面被描述為具有X°的水接觸角時，是指在液滴接觸表面的點處正切的角。
用語「折射率」(如塗層或基材之「折射率」)，是描述光或任何其他幅射如何傳播通過基材或塗層的無維度次數。換句話說，折射率比較光在真空中的速度與光通過塗層或基材的速度。例如，水的折射率為1.33，這意味著光在水中行進的速度比在真空中行進的速度慢1.33倍。「折射率」不描述基材或塗層的特徵特性。
如本文所用的用語「基材」包括但不限於玻璃製品，包括窗、蓋板、螢幕、面板、以及形成顯示器螢幕、窗或移動電子裝置的結構的外部部分的基材。當用於描述基材或該基材的濕潤特徵時，用語「疏水」或「疏水性」是指基材和水滴之間的接觸角大於90°(最高至180°)的狀態。類似地，用語「疏油」或「疏油性」是指基材和油滴之間、或基材上的層和油滴之間的接觸角大於60°(最高至180°)的狀態。
可更詳細地描述光學元件的一些實施例以便說明其所涵蓋的一些元件及/或其特徵。現在參考圖1，根據一例示性實施例，光學元件100係經繪示，且包括基材110和設置在基材110上且與其接觸的AR層130。
基材110通常向光學元件100提供機械支撐。例如，基材110可向光學元件100的前表面提供保護。類似地，根據光學元件100的方向，基材110可向光學元件100的後表面提供保護。基材110可為軟式撓性或可為硬式剛性。或者，基材110可包括硬式剛性區段，同時包括軟式撓性區段。基材110可為承重或非承重，並可包含在光學元件100的任何部分中。基材110可為「頂層」，也稱為覆材。基材110可用於保護光學元件100免受環境條件諸如雨、雪和熱的影響。
基材110在組成方面不受特別限制，並且可以包括下列、基 本上由下列組成、或由下列組成：玻璃、金屬、木材、塑料、陶瓷及/或聚矽氧，例如直鏈及/或分枝聚有機矽氧烷，只要其/彼等提供期望的光學特性。在一個實施例中，基材110包括玻璃(例如，非晶質鈉鈣玻璃)、基本上由玻璃組成(且不包括有機單體或聚合物或聚矽氧)或由玻璃組成。基材110在尺寸諸如長度、寬度及/或厚度方面不受特別限制。
AR層130允許光透射穿過基材110和AR層130並且向光學元件100提供減小的反射率和改善的耐久性特性，包括例如耐刮擦性。此外，AR層130還提供有助於防止外物(諸如例如人類手指)重複接觸期間弄髒的低摩擦和疏水性外表面150。AR層130因此可用布擦拭以保持其透光特性。
另外，AR層130具有大於1至小於1.41之範圍的折射率。在某些實施例中，AR層130具有在400nm至800nm內為>0%至小於約4%的平均反射率以及在400nm至800nm內為大於94%(例如，>94%至100%、或>94%至<100%、或>94%至99.9%)的平均透光率。在某些實施例中，穿過AR層130的可見光譜內的透光率範圍為大於85%至100%、或>85%至<100%(例如>85%至<99.9%)。在某些實施例中，穿過AR層130的霧度(haze)值的範圍為0%至小於15%、或>0%至<15%、或0.1%至<15%。在另外的實施例中，AR層130提供此等光學特性中的一種或多種的組合。
在某些實施例中，如在圖1中示出的那樣，AR層130包括第一層120和設置在第一層120之上且與第一層120接觸的第二層140或最外層140。在此等實施例中，第一層120設置在基材110和最外層140之間。最外層140包括最外表面150。
在某些實施例中，最外層140與第一層120不同且與其分開。換句話說，在第一層120和第二層140之間不存在共價鍵結，並且因此最外表面150被定義為最外層140的一部分。或者，最外層140在施加後與第一層120形成一或多個共價鍵並且因此可被視為第一層120的一部分或與其成一整體。在任一實施例中，最外表面150被定義為AR層130的最外表面。
第一層120包括矽系樹脂的氧化固化產物。換句話說，第一層120可包括下列、基本上由下列組成、或由下列組成：在矽系樹脂經氧化固化後存在的化學產物。例如，用語「基本上由...組成」可描述不含非固化的矽系樹脂及/或有機聚合物的實施例。第一層120可為單層、雙層或多層塗層。第一層120在某些例示性實施例中可為實現期望抗反射特性和耐久性特性的任何合適的厚度。在某些實施例中，第一層120的厚度(或在某些實施例中AR層130的厚度)在50nm至1000nm、或75nm至500nm的範圍內。
另外，在某些實施例中，第一層120具有範圍為大於1至小於1.41的折射率。另外，在某些實施例中，第一層120具有大於0至小於300nm、或1至<300nm的細孔大小。在仍其他實施例中，第一層120具有範圍為大於1至小於1.41的折射率和大於0至小於300nm的細孔大小。
在任何此等實施例中，第一層120的矽系樹脂可以是(或可以選自)矽倍半氧烷、聚矽倍半氧烷、矽氮烷或聚矽氮烷或彼等之組合。或者，矽系樹脂可以是具有下式的矽倍半氧烷： (R3SiO1/2)a(R2SiO2/2)b(RSiO3/2)c(SiO4/2)d其中各R獨立地選自氫、烷基、烯基和芳基或經鹵素、氮、氧、硫或矽原子取代的烷基、烯基和芳基，前提是至少兩個R基團是氫(即，矽倍半氧烷也被稱為氫矽倍半氧烷)，其中a、b、c和d是莫耳分率，其中a+b+c+d為1，並且其中c和d的總和大於0。烷基的非限制性實例是例如具有1至6個碳原子的甲基、乙基、丙基、丁基。烯基的非限制性實例包括乙烯基、烯丙基和己烯基。芳基的非限制性實例包括苯基。取代基團的非限制性實例包括CF3(CF2)nCH2CH2，其中n為0至6。
氫矽倍半氧烷包括無規網狀鍵聯並且具有化學組成(HSiO3/2)n，其中n為正數。當在氧化條件下固化時，氫矽倍半氧烷被驅向SiO2。本文利用氫矽倍半氧烷是因為若基材110是玻璃，則Si-H鍵與基材110上的矽烷醇基反應。此外，氫矽倍半氧烷形成可在許多應用中使用的透明膜。
在各種實施例中，第一層120可以是氫矽倍半氧烷的氧化固化產物、基本上由氫矽倍半氧烷的氧化固化產物組成、或由氫矽倍半氧烷的氧化固化產物組成。用語「基本上由...組成」描述其中第一層120不含非為氫矽倍半氧烷的氧化固化產物之聚合物的實施例。然而，在該實施例中，並且一般來說，第一層120可包括未固化的氫矽倍半氧烷。例如，在各種實施例中，第一層120包括0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20或25重量百分比的未固化或部分固化的氫矽倍半氧烷。所設想的是，在一個實施例中，第一層120可以「是」氫矽倍半氧烷的氧化 固化產物並且包括(約)0、0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3、4或5重量百分比的未固化或部分固化的氫矽倍半氧烷。在另外的實施例中，在上述任一或多個整數和分數兩種值之內或之間的任意整數和分數值或整數和分數值範圍皆是思及的。
在固化時，氫矽倍半氧烷通常在網狀結構中形成Si-O鍵，如本領域所理解的。例如，氫矽倍半氧烷可始於籠(cage)形式(a)並且發展成網狀形式(b)，如以下所示。
Figure TWI676817B_D0001
在一個實施例中，矽系樹脂是包含下式單元的氫化矽氧烷樹脂：HSi(OH)x(OR)yOz/2。在此式中，各R如以上定義。當此等R基團藉由氧原子鍵結至矽時，彼等形成可水解取代基。在上式中，x為0至2；y為0至2；z為1至3；並且x+y+z的總和為3。此等樹脂可為完全縮合之(HSiO3/2)n，其中n為8或更大。或者，此等矽系樹脂可以是僅部分水解(即，包括一些Si-OR基團)及/或部分縮合(即，包括一些Si-OH基團)。
矽系樹脂的結構不受特別限制。樹脂的結構可為眾所周知的 階梯型、籠型或其混合。矽系樹脂可包含端基諸如烴基、三有機矽烷氧基、二有機氫矽烷氧基、三烷氧基、二烷氧基等。雖然結構未示出，但矽系樹脂還可包含少數(例如，小於約10%)附接0或2個氫原子的矽原子及/或少數SiC基團(諸如CH3SiO3/2或HCH3SiO2/2基團)。
矽系樹脂可如美國專利第3,615,272、5,010,159、4,999,397、5,210,160、5,063,267、5,416,190號及/或Kokai專利第59-178749、60-86017和63-107122號中的一或多者所述。
在各種實施例中，矽系樹脂具有600至150,000、1,000至150,000、10,000至150,000、20,000至140,000、30,000至130,000、40,000至120,000、50,000至110,000、60,000至100,000、70,000至90,000、或80,000至90,000g/mol的數平均分子量，並且每分子具有至少兩個鍵結於矽的氫(Si-H)基團、或每分子2至10個Si-H基團。在另外的實施例中，在上述任一或多個整數和分數兩種值之內或之間的任意整數和分數值或整數和分數值範圍皆是思及的。
在各種實施例中，可使用特定分子量分率之矽系樹脂。例如，至少75%的聚合物物種可具有高於約1200g/mol的分子量。在一個實施例中，至少75%的聚合物物種具有介於約1200和約100,000g/mol之間的數平均分子量。
如本文所用，用語「氧化固化」描述在氧存在下使Si-H轉化成Si-O的任何條件。用語「氧化固化」可描述部分或完全氧化固化。如本文進一步所述，用語「部分氧化固化」描述其中在氧存在下，小於全部的可用Si-H基團轉化成Si-O，而用語「完全氧化固化」描述其中幾乎全部 的可用Si-H基團皆轉化成Si-O基團。
在某些實施例中，用語「部分氧化固化」描述其中至少30莫耳%且小於約90莫耳%、諸如至少50莫耳%且小於約90莫耳%、諸如至少70莫耳%且小於約90莫耳%的可用Si-H基團轉化成Si-O基團。用語「完全氧化固化」描述其中幾乎所有可用Si-H基團轉化成Si-O基團，諸如至少90莫耳%、諸如至少95莫耳%、最高至100莫耳%、或者最高至99.9莫耳%的可用Si-H基團轉化成Si-O基團。
陶瓷氧化物前體也可與氫矽倍半氧烷樹脂及/或矽系樹脂結合使用。陶瓷氧化物前體包括但不限於各種金屬化合物諸如鋁、鈦、鋯、鉭、鈮及/或釩的化合物以及各種非金屬化合物諸如硼或磷的化合物，其可溶於溶液、水解並隨後在相對低的溫度下熱解以形成陶瓷氧化物。另外的非限制性陶瓷氧化物前體描述於美國專利第4,808,653、5,008,320和5,290,394號中。
在某些實施例中，第一層120的塗層組成物作為溶劑分散液施加於基材110，並且因此包含溶劑。溶劑通常以足以將矽系樹脂溶解/分散至應用所需濃度的量存在。溶劑通常以根據矽系樹脂和溶劑的重量計為20wt%至99.9wt%、較佳70wt%至99wt%的量存在。
在某些實施例中，至少5體積%(諸如至少10體積%、諸如至少15體積%、諸如至少25體積%)，以及在一些實施例中最高至50體積%的溶劑保留在施加的第一層120的塗層中，直到矽系樹脂暴露於氧化環境，包括但不限於能夠引起Si-H鍵在水存在下水解的催化劑。剩餘的溶劑在矽-氫鍵水解並縮合時形成多孔網狀第一層120的細孔，這為第一層120 提供了期望的抗反射特性。
在一個例示性實施例中，高沸點溶劑或成孔劑單獨使用或作為共溶劑與一或多種低沸點溶劑一起使用。以此方式，在正常條件下處理樹脂分散液允許保留至少5%的殘餘成孔劑。
將在此等實施例中使用的例示性成孔劑是具有高於攝氏175度(℃)，並且在一些實施例中最高至300℃或最高至270℃的沸點的那些成孔劑。此類成孔劑的實例包括烴類、芳族烴類、矽氧烷、酯類；醚類及類似物。可以在此等例示性實施例中使用的具體成孔劑的實例包括飽和烴，諸如十二烷、十四烷、十六烷等；不飽和烴，諸如十二碳烯、十四碳烯等；二甲苯、均三甲苯、1-庚醇、二戊烯、d-檸檬烯、四氫糠醇、溶劑油、2-辛醇、斯陶大溶劑、IsoparTM H、草酸二乙酯、二戊醚、四氫吡喃-2-甲醇、乳酸丁酯、異辛醇、丙二醇、二丙二醇單甲醚、二乙二醇二乙醚、二甲亞碸、2,5-己二酮、2-丁氧基乙醇乙酸酯、二乙二醇單甲醚、1-辛醇、乙二醇、IsoparTM L、二丙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇二丁醚、γ-丁內酯、1,3-丁二醇、二乙二醇單甲醚乙酸酯、三亞甲基二醇、三乙二醇二甲醚、二乙二醇單乙醚乙酸酯、α-萜品醇、正己醚、煤油、2-(2-正丁氧基乙氧基)乙醇、草酸二丁酯、碳酸丙烯酯、丙二醇單苯醚、二乙二醇、苯二酚、二乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單苯醚、二乙二醇二丁醚、二苯醚、乙二醇單苄基醚、氫醌、環丁碸和三乙二醇。烴溶劑是特別可取的。
如上所指出，在某些例示性實施例中還可以使用低沸點溶劑，其將有助於溶解或分散樹脂以形成均勻液體混合物而不影響所得塗層 或基材。
此等低沸點溶劑可包括醇類，諸如乙醇或異丙醇；芳族烴類，諸如苯或甲苯；分枝或直鏈烷烴，諸如正庚烷、十二烷或壬烷；分枝或直鏈烯烴，諸如正庚烷、十二碳烯或十四烯；酮類，諸如甲基異丁基酮；酯類；醚類，諸如醇醚；或矽氧烷，諸如直鏈矽氧烷(例如，六甲基二矽氧烷、八甲基二矽氧烷以及彼等之混合物)、環狀二甲基聚矽氧烷，或任何以上溶劑的混合物。
然後使包含至少5體積%成孔劑的塗層與催化劑和水接觸。鹼性催化劑的實例包括氨、氫氧化銨以及胺。在本文可用的胺可以是一級胺(RNH2)及/或烴基胺(R2NOH)、二級胺(R2NH)及/或三級胺(R3N)，其中R獨立地為(1)飽和或不飽和脂族，諸如甲基、乙基、丙基、乙烯基、烯丙基、乙炔基等；(2)脂環族諸如環己基甲基；(3)芳族諸如苯基；(4)取代的雜原子，諸如氧、氮、硫等；或(5)其中氮原子是雜環的一員之化合物，諸如喹啉、吡咯啶或吡啶。另外，任何以上胺化合物可經其他烴及/或含雜原子基團取代以形成化合物諸如二胺、醯胺等。最終，也設想在所用反應條件下轉化成胺的化合物將以均等方式起作用。例如，在溶解時產生胺的化合物諸如銨鹽將提供期望的催化效果。
可在本文使用的具體胺的實例包括甲胺、乙胺、丁胺、烯丙胺、環己胺、苯胺、二甲胺、二乙胺、二乙基烴基胺、二辛胺、二丁胺、1,8-二氮雜雙環十一碳-7-烯(DBU)、甲基乙胺、糖精、哌啶、三甲胺、三乙胺、吡啶、二乙基甲苯胺乙基甲基丙基胺、咪唑、醋酸膽鹼、三苯基磷雜環戊二烯苯胺、三甲基矽基咪唑、乙二胺、二乙基烴基胺、三伸乙二胺、 N-甲基吡咯烷酮等。
催化劑通常可以足以催化鍵結於矽的氫的水解而不對塗層造成物理損害的任何濃度使用。
將在實施例中使用的水可以是周圍環境中存在的水(例如，>25%相對溼度)，周圍環境可以補充額外的水蒸氣(例如，相對濕度最高至100%)，水可作為液體使用，或者可以使用在反應條件下產生水的化合物。
可藉由任何實用或期望的手段完成塗層與催化劑和水的接觸。例如，塗層可與催化劑的蒸氣和水蒸氣接觸。或者，塗層可與液態的鹼性催化劑和水接觸。例如，塗層可浸沒於含水的鹼性催化劑溶液中。
在一些例示性實施例中，矽系樹脂塗層暴露於包括呈汽態的鹼性催化劑和水的環境。可以藉由任何實用的手段實現以上條件的暴露。在另一個實施例中，矽系樹脂塗層暴露於氨和水蒸氣。
在該實施例中，包括第一層120的基材110可例如簡單地放置於容器和引入其中的適當環境中，或者另選地可將催化劑和水的流簡單地導向塗層。
在該實施例中用於產生催化劑和水環境的方法大致上也不重要。諸如鼓泡催化劑(例如，氨氣)通過水或氫氧化銨溶液(以控制存在的水蒸氣的量)、加熱催化劑和水、或加熱水並引入催化劑氣體(例如，氨氣)的方法在本文中都是有效的。也設想的是原位產生催化劑蒸氣的方法，諸如添加水至胺鹽或添加水至矽氮烷諸如六甲基二矽氮烷也將是有效的。
在此等例示性實施例中的暴露可以是在任何所需的溫度，從約室溫至最高約300℃不等。一般來說，溫度在約20℃至最高約200℃的範圍內，其中約20℃至最高約100℃的範圍是期望的。
在此等例示性實施例中，樹脂塗層應暴露於催化劑和水的環境中一段水解Si-H基團以形成矽烷醇(Si-OH基團)以及矽烷醇至少部分地縮合以形成Si-O-Si(矽氧烷)鍵所必需的時間。一般來說，利用15秒至120分鐘的暴露，諸如1至60分鐘的暴露。如果待使用塗層作為具有抗反射特性的耐久性塗層，在多種因素之中，一般期望具有更長的暴露以增加所形成的矽烷醇和矽氧烷鍵的量，從而增加第一層120的耐久性。
在一個另選的實施例中，用於形成第一層120的塗層先後暴露於液態的催化劑和水。在另一例示性實施例中，液體催化劑和水是氫氧化銨溶液。
在該另選的實施例中暴露於催化劑和水的溶液可在所需的任何溫度和大氣壓力下執行。從約室溫(20℃至30℃)至最高約催化劑溶液的沸點溫度以及從低於至高於大氣壓力之大氣均是本文中設想。然而，從實用角度來看，期望暴露在約室溫和約大氣壓力下進行。
在此等例示性實施例中，該另選的實施例中的矽系樹脂塗層係暴露於催化劑溶液一段水解Si-H基團以形成矽烷醇(Si-OH基團)以及矽烷醇至少部分地縮合以形成Si-O-Si(矽氧烷)鍵所必需的時間。一般來說，利用15秒至120分鐘的暴露，諸如1至60分鐘的暴露。如果待使用塗層作為具有抗反射特性的耐久性塗層，一般期望具有較長暴露，因為較長暴露傾向於增加所形成的矽烷醇和矽氧烷鍵的量，從而增加第一層120的 耐久性。
在矽系樹脂塗層暴露於以上環境之一後，從塗層去除成孔劑。這可藉由任何所需的手段完成。例如，成孔劑可藉由加熱去除。
如果需要，可在去除成孔劑之前、之期間或之後使所得塗層經受足以將塗層轉化成陶瓷的溫度以形成第一層120。一般來說，此溫度高於室溫且具有約50℃至約500℃的範圍。此範圍內更高的溫度通常導致更快速且更完全地轉化成陶瓷。通常使塗層經受此等溫度持續足以使塗層陶瓷化的時間，通常為最高至約4小時，諸如在約1分鐘和約2小時之間的範圍內，諸如5分鐘至1小時。
以上加熱可在從真空至超大氣壓(superatmospheric)的任何有效大氣壓力下且在任何有效氣體環境諸如惰性氣體(N2等)或任何含氧環境下執行。
藉由以上說明還設想，可使樹脂塗層同時暴露於催化劑和水環境(液體或氣體)並且經受足以使其轉化成陶瓷第一層120的溫度。用於該暴露的時間和溫度以及該陶瓷化所必需的時間和溫度一般與上述者相同。
任何加熱方法諸如使用對流烘箱或輻射或微波能在本文都是有效的。此外，加熱速率也非至關重要的，但盡可能快速地加熱是最實用且期望的。
在典型程序中，將基材用矽系樹脂和成孔劑以確保至少5體積%的成孔劑保留在塗層中的方式塗覆，然後將塗覆的基材暴露於催化劑和水，將成孔劑蒸發並且塗覆的基材放置在對流烘箱中。烘箱環境填充有 適當的氣體，包括但不限於氧或氮或彼等之組合。然後將烘箱中的溫度提升至所需的溫度(諸如約450℃)並且維持所需的時間(諸如約5分鐘至2小時)。
藉由以上方法，在基材110上產生薄的陶瓷塗層或第一層120。第一層120使各種基材110的不規則表面平滑，並且具有至基材110的絕佳附著。如上所指出，第一層120的厚度的範圍可在50nm至1000nm，諸如75nm至500nm，並且具有大於1至小於1.41範圍內的折射率。
另外，藉由去除成孔劑而形成的第一層120的多孔性質用於改變塗層的反射特性。如上所指出，在某些實施例中第一層120具有大於0至小於300nm的細孔大小。
在某些例示性實施例中，提供一種製備第一層120的方法，該方法包括：藉由將矽倍半氧烷組分與成孔劑、溶劑及/或催化劑混合來形成矽倍半氧烷組分；藉由旋塗、噴塗等將該混合物置於基材110上以在基材110上形成與其直接接觸的第一層120；氧化固化且選擇性地熱處理第一層120；選擇性地重複施加第一層且氧化固化和選擇性地熱處理，以形成另外的第一層120；藉由噴塗、PVD塗覆或類似方式設置或以其他方式施加包含多氟聚醚矽烷及/或全氟烷基矽烷/反應性含矽材料混合物的最外層140，第一層120組成抗反射(AR)層130的至少一部分。
用於製備第一層120的矽倍半氧烷是有利的，益處在於彼等允許更高程度地附著玻璃基材110並且所得最終層130的耐刮擦性將更大或增加。此等矽倍半氧烷可允許最外層140的材料反應以便增加期望的濕潤和光滑特性(即，易於清潔特性)，這是有利的。
在某些實施例中，抗反射層130還包括最外層140，該最外層140設置在第一層120上且與第一層120直接接觸，使得第一層120介於最外層140和基材110之間。在某些實施例中，最外層140可與第一層120共價鍵結或反應，並且因此第一層120和最外層140是一體的(即，形成一整體層)。或者，最外層140可不含與第一層120的共價鍵。換句話說，最外層140可不與第一層120反應。用語「可不與第一層120反應」描述最外層140不共價地或離子地與第一層120反應或結合。在此等情況下，最外層140可經氫鍵結或不經氫鍵結或以其他方式靜電吸引到第一層120而非共價鍵結到第一層120。在一個實施例中，最外層140在整個第一層120上(例如，從所有邊緣並在所有邊緣之間)均勻地延伸。或者，最外層140可在第一層120的一些部分上(且不在其他部分上)以不均勻的方式或中斷方式延伸。
最外層140可被另外描述為覆材。最外層140在充當覆材時可提供光學元件100的最外側前表面保護。類似地，根據光學元件100的方向，最外層140可提供光學元件100的最外側後表面保護。最外層140可為軟式撓性或可為硬式剛性。或者，最外層140可包括硬式剛性區段，同時包括軟式撓性區段。最外層140可為承重或非承重，並可包含在光學元件100的任何部分中。最外層140可用於保護光學元件100免受環境條件諸如雨、雪和熱的影響。
最外層140在組成方面不受特別限制，只要它提供表面能和水接觸角給抗反射層130的外表面150，如以下進一步所述。在各種實施例中，最外層140係為下列、包括下列、基本上由下列組成、或由下列組成： 含氟化合物，諸如多氟聚醚矽烷、有機聚合物、含矽材料或彼等之組合。在某些實施例中，多氟聚醚矽烷是全氟聚醚矽烷。在各種實施例中，用語「基本上由...組成」描述最外層140僅包括具有在以下提供的範圍內的表面能的聚合物。在另外的實施例中，在上述任一或多個整數和分數兩種值之內或之間的任意整數和分數值或整數和分數值範圍皆是思及的。
最外層140在尺寸方面不受特別限制。例如，最外層140可具有小至一分子厚(例如5奈米的等級)至最高1微米厚(例如0.05至500nm、諸如1至250nm、諸如1至100nm)的厚度。在另外的實施例中，在上述任一或多個整數和分數兩種值之內或之間的任意整數和分數值或整數和分數值範圍皆是思及的。
另外，在某些實施例中，最外層140在整個第一層120上(例如，從所有邊緣並在所有邊緣之間)均勻地延伸。或者，最外層140可在第一層120的一些部分上(且不在其他部分上)以不均勻的方式或中斷方式延伸。
在其他實施例中，最外層140可被進一步定義為設置在第一層120上且與第一層120直接接觸並且與第一層120反應(例如共價鍵結)的表面處理。
抗反射層130的最外表面150，諸如如圖1中所示最外層140的最外表面150具有在20℃下測量小於40mN/m的表面能。在各種實施例中，最外表面150具有在20℃下測量小於35、30、25、24、23、22、21、20或19毫牛頓/米(mN/m)的表面能。在另外的實施例中，在上述任一或多個整數和分數兩種值之內或之間的任意整數和分數值或整數和分數值範圍 皆是思及的。通常，根據ASTM D7490測量最外表面150的表面能。
或者，抗反射層130的最外表面150，諸如如圖1中所示最外層140的最外表面150亦可根據水接觸角來定義。在某些實施例中，最外表面150具有大於或等於70°且小於或等於120°(諸如大於或等於100°且小於或等於120°)的水接觸角，如使用修改版本之ASTM 5946-04所測定的，其中使用2μl流體滴替代如標準中提到的5μl流體滴(其他則按照該方法)。如後文和隨附的請求項所提及的，ASTM 5946-04是指修改的方法。
在某些實施例中，最外表面150在如以下實例所述的100次磨擦循環後具有大於或等於70°至小於或等於120°的水接觸角，其中水接觸角再次使用ASTM 5946-04來測定。在某些實施例中，最外表面150在布磨擦之前和之後都具有先前所述的表面能和水接觸角特性兩者。
在其他實施例中，最外層140由具有以下通式(A)的多氟聚醚矽烷形成：Y-Za-[(OC3F6)b-(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)e-(CF(CF3))f(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X’’)3-z(R2)z。
但多氟聚醚矽烷不限於具有通式(A)的多氟聚醚矽烷，通式(A)的具體態樣在以下進行更詳細地描述。由下標b至g指示的基團，即式(A)中方括號內的基團可以任何順序存在於多氟聚醚矽烷內，包括與以上由通式(A)表示的和本揭露通篇中的那些不同的順序。此外，此等基團可以無規或嵌段形式存在。另外，由下標b表示的基團通常是線性的，即，由下 標b表示的基團可另選地書寫成(O-CF2-CF2-CF2)b。在以下說明中，關於烴或烷基的Cp’-Cq’(其中p’和q’各自是整數)意思是該基團具有p’至q’個碳原子。當存在由下標i指示的基團時，多氟聚醚矽烷包含矽氧烷鏈段。甚至在此等實施例中，鑑於任何矽氧烷鏈段中不存在末端矽原子，多氟聚醚矽烷通常被稱為矽烷。
在以上通式(A)中，Z獨立地選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)-CF2)-、-(CF2-CF(CF3))-和-(CF(CF3))-。Z通常經選擇以使得多氟聚醚矽烷在主鏈中不包含氧-氧(O-O)鍵。另外，在此通式中，a為1至200的整數；b、c、d、e、f和g是各自獨立地選自0或從1至200的整數；h、n和j是各自獨立地選自0或從1至20的整數；i和m是各自獨立地選自0或從1至5的整數；X’是二價有機基團或氧原子；R1是獨立選擇的C1-C22烴基；z是獨立地選自0至2的整數；X’’是獨立選擇的可水解基團；R2是獨立選擇的C1-C22烴基，其不含脂族不飽和；並且Y選自H、F和(R2)z(X’’)3-zSi-(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-；其中X’’、X’、z、R1、R2、j、m、i、n和h如上所定義。
R1是獨立選擇的C1-C22烴基，其可以是直鏈、分枝或環狀。另外，R1可在烴基中包括雜原子，諸如氧、氮、硫等，並且可以是經取代或未經取代的。通常，R1是C1-C4烷基。另外，由下標n和j表示的基團，即基團(CnH2n)和(CjH2j)，也可以獨立地是直鏈或分枝的。例如，當n為3時，此等基團可獨立地具有結構-CH2-CH2-CH2、-CH(CH3)-CH2、或-CH2-CH(CH3)-，其中後兩個結構具有側鏈烷基，即此等結構是分枝而非直鏈的。
關於由下標m、i和j表示的部分：當下標i為0時，下標j也是0；當下標i為大於0的整數時，下標j也是大於0的整數；並且當下標i為大於0的整數時，m也是大於0的整數。換句話說，當由下標i表示的基團存在時，由下標j表示的基團也存在。反之亦然，即，當由下標i表示的基團不存在時，由下標j表示的基團也不存在。另外，當i是大於0的整數時，由下標m表示的基團存在，並且m也是大於0的整數。在某些實施例中，下標m和i各自是1。通常，下標i不超過1，但下標m可以是大於1的整數，使得在由下標i表示的基團中存在矽氧烷鍵(即，Si-O鍵)。
在某些例示性實施例中，提供一種使用雙層工藝製備抗反射層130的方法，該方法包括：藉由將矽倍半氧烷組分與成孔劑、溶劑及/或催化劑混合來形成矽倍半氧烷組分；藉由旋塗、噴塗或類似方法將該混合物設置或以其他方式施加以形成在基材110上且與基材110直接接觸的第一層120；氧化固化且選擇性地熱處理第一層120；選擇性地重複施加第一層且氧化固化和選擇性地熱處理，以形成另外的第一層120；藉由噴塗、PVD塗覆或類似方式將包含多氟聚醚矽烷(諸如以上所述)及/或多氟烷基矽烷/反應性含矽材料的最外層140設置或以其他方式施加在第一層120上且與第一層120直接接觸，使得第一層120在基材110和最外層140之間。在某些實施例中，多氟烷基矽烷是全氟烷基矽烷。
在某些例示性實施例中，提供一種製備抗反射層130用以沉積在基材110上的方法，該方法包括：藉由將矽倍半氧烷組分與成孔劑、溶劑及/或催化劑混合來形成矽倍半氧烷組分；藉由旋塗、噴塗或類似方法將混合物設置或以其他方式施加以形成在基材110上的第一層120；氧化固 化且選擇性地熱處理第一層120；選擇性地重複施加第一層且氧化固化和選擇性地熱處理，以形成另外的第一層120；藉由噴塗、PVD塗覆或類似方式將包含多氟聚醚矽烷及/或多氟烷基矽烷/反應性含矽材料的最外層140設置在第一層120上且與第一層120直接接觸，使得第一層120在基材110和最外層140之間。在某些實施例中，耐用抗反射層130的最外表面150磨擦之油接觸角和水接觸角之一在2000次鋼絲絨磨擦測試循環後相較於擦拭前測量的初始接觸角相差小於約20%(例如，1%至<20%)。
在某些例示性實施例中，光學元件100包括在光入射側上的觸控螢幕玻璃基材110；和設置在玻璃基材100上的抗反射層130；其中抗反射層130至少包含直接設置在玻璃基材110上且與玻璃基材110接觸的第一層120和在第一層120上的最外層140，其中第一層120至少包含一矽倍半氧烷並且外層140包含全氟矽烷或全氟矽烷/矽氧烷聚合物混合物。選擇性地，在此等實施例中，玻璃基材110包含鈉鈣矽玻璃、任一代Gorilla Glass®(Corning,Inc.)、Dragontail®玻璃(Asahi)、Xensation®(Schott)、藍寶石、矽、碳化矽或其他有機或無機透明材料。選擇性地，直接設置在玻璃基材110上且與玻璃基材110接觸的第一層120包含氫矽倍半氧烷，並且最外層140包含多氟聚醚矽烷及/或多氟烷基矽烷/反應性含矽材料。在某些實施例中，耐用抗反射層130的最外表面150磨擦之油接觸角和水接觸角中之一在2000次鋼絲絨磨擦測試循環後相較於擦拭前測量的初始接觸角相差小於約20%(例如，1%至<20%)。
在另一個例示性實施例中，與其中成孔劑係與聚有機氫矽氧烷樹脂(每分子包含至少兩個鍵結於矽的氫基)混合並且被施加於基材110 並且作為單獨的組分保留在施加的塗層中直到其後續在第一層120水解並縮合時的施加後步驟中被去除以形成第一層120相反，可將成孔劑組分包括在形成聚矽氧樹脂第一層120的聚合物鏈中並且然後可藉由如以下所述的熱解型反應機制在施加後去除。在該方法中，成孔劑組分從形成聚矽氧樹脂的聚合物鏈中裂開或以其他方式解離，並且被去除以提供具有多孔性的第一層120，這有助於提供以上所述的抗反射特性。
在一個例示性熱解型反應機制中，如通常在美國專利第6,197,913號中所述，第一層120藉由以下方式形成：(A)使氫化矽系樹脂與烯基三芳基矽烷在含鉑族金屬的矽氫化催化劑存在下接觸，實現矽樹脂的形成，其中至少5%的矽原子係經至少一個三芳基矽基伸烷基取代並且至少45%的矽原子係經至少一個氫原子取代，以及(B)在大氣環境下在足以實現三芳基矽基伸烷基從矽原子熱解的溫度下加熱步驟(A)中的矽樹脂。從第一層120去除三芳基矽基伸烷基在塗層中產生多孔性從而提供抗反射特性。然後可利用如在以上先前實施例中描述的方法將外層140引入到第一層120上。
如以上所述，其他例示性實施例還提供由光學元件100形成或包括光學元件100的經表面處理的製品和製備經表面處理的製品的方法，彼等共同地在以下進行更詳細地描述。
由光學元件100形成或包括光學元件100的電子製品或光學裝置的非限制性實例包括具有電子顯示器，諸如LCD顯示器、LED顯示器、OLED顯示器、電漿顯示器等者。此等電子顯示器常常被用於各種電子裝置，諸如電腦監視器、電視、智慧型手機、GPS單元、音樂播放器、遙控 器、手持式電玩遊戲機、可攜式讀取器等。例示性電子製品包括具有交互式觸控螢幕顯示器或是常常與皮膚接觸並經常顯示污漬及/或髒痕的其他組件者。
另外，由光學元件100形成或包含光學元件100的製品也可以是金屬製品，諸如但不限於消費者電器和組件。由光學元件100形成或包含光學元件100的非限制性例示性金屬製品是洗碗機、爐灶、微波爐、冰箱、冷凍機等，通常具有略有光澤的金屬外觀，諸如不溴鋼、拉絲鎳等。
由光學元件100形成或包含光學元件100的合適光學製品的實例但不限於無機材料，諸如玻璃板、包含無機層的玻璃板、陶瓷及類似物。
由光學元件100形成或包含光學元件100的合適光學製品的另外實例包括但不限於有機材料，諸如透明塑料材料和包含無機層的透明塑料材料等。此等光學製品的具體實例包括抗反射膜、光學濾鏡、光學透鏡、眼鏡透鏡、分光鏡、稜鏡、鏡子等。在有機材料中，透明塑料材料的實例包括包含各種有機聚合物的材料。從透明度、折射率、可分散性等光學特性和各種其他特性諸如耐衝擊性、耐熱性和耐久性的觀點來看，用作光學元件100的材料通常包括聚烯烴(聚乙烯、聚丙烯等)、聚碳酸酯、聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等)、聚醯胺(尼龍6、尼龍66等)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醯並胺、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇、丙烯酸類樹脂、纖維素(三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素、玻璃紙等)，或者此類有機聚合物的共聚物。此等材料可用於眼用元件。眼用元件的非限制性實例包括矯正和非矯正鏡片，包括單視透鏡或多視透鏡如雙焦點透 鏡、三焦點透鏡和漸進透鏡(彼等可以是分區或未分區的)，以及用於矯正、保護、或提高視力的其他元件，包括但不限於隱形眼鏡、眼內透鏡、放大透鏡和防護透鏡或面罩。用於由光學元件100形成或包括光學元件100的眼用元件的例示性材料包括選自以下的一或多種聚合物：聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碸、聚對苯二甲酸乙二酯和聚碳酸酯共聚物、聚烯烴(特別是聚降冰片烯)、二乙二醇-雙(烯丙基碳酸酯)聚合物(被稱為CR39)和共聚物、(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物(特別是衍生自雙酚A的(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物)、硫代(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物、胺基甲酸酯和硫代胺基甲酸酯聚合物和共聚物、環氧聚合物和共聚物、以及環硫化物聚合物和共聚物。
一些實施例包括以下編號的態樣的任何一者或多者。
態樣1.一種光學元件，其包含：基材；以及抗反射層，該抗反射層設置在該基材上且與該基材直接接觸，並且具有大於1至小於1.41之範圍的折射率，並且具有大於0至小於300奈米(nm)之範圍的細孔大小，其中該抗反射層的最外表面具有如使用ASTM 5946-04所測定的大於或等於70度(°)至小於或等於120°之範圍的水接觸角。
態樣2.如態樣1之光學元件，其中該抗反射層包含：第一層，該第一層設置在該基材上且與該基材直接接觸，並且具有大於1至小於1.41之範圍的折射率，並且具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小，該第一層包含矽系樹脂的氧化固化產物；以及最外層，該最外層設置在該第一層上且與該第一層直接接觸，使得該第一層介於該基材和該最外層之間。
態樣3.如態樣1或態樣2之光學元件，其中穿過該抗反射層的可見光譜內的透光率為大於85百分比(%)至100%。
態樣4.如態樣1至3中任一項之光學元件，其中穿過該抗反射層的霧度值為0百分比(%)至小於15%。
態樣5.如態樣2至4中任一項之光學元件，其中該第一層的厚度為50nm至1000nm之範圍。
態樣6.如態樣2至5中任一項之光學元件，其中該第一層的厚度為75nm至500nm之範圍。
態樣7.如態樣2至6中任一項之光學元件，其中該矽系樹脂具有600至150,000克/莫耳(g/mol)的數平均分子量，並且每分子具有至少兩個鍵結於矽的氫基。
態樣8.如態樣2至7中任一項之光學元件，其中該矽系樹脂是矽倍半氧烷樹脂、聚矽倍半氧烷樹脂、矽氮烷樹脂或聚矽氮烷樹脂。
態樣9.如態樣2至8中任一項之光學元件，其中該矽系樹脂是具有下式的矽倍半氧烷樹脂：(R3SiO1/2)a(R2SiO2/2)b(RSiO3/2)c(SiO4/2)d，其中各R獨立地選自於由氫、烷基、烯基、芳基以及經鹵素、氮、氧、硫或矽原子取代之烷基、烯基和芳基所組成之群組，前提是平均至少兩個R基團是氫；其中a、b、c和d是莫耳分率，其中a+b+c+d為1，並且其中c+d大於0。
態樣10.如任一前述態樣之光學元件，其中該抗反射層的該最外表面具有如使用ASTM 5946-04所測定的大於或等於70°至小於或等於120°之範圍的水接觸角。
態樣11.如任一前述態樣之光學元件，其中該抗反射層的該最外表面在100次布磨擦循環之後具有如使用ASTM 5946-04所測定的大於或等於70°至小於或等於120°之範圍的水接觸角。
態樣12.如任一前述態樣之光學元件，其中該抗反射層的該最外表面具有在20℃下量測小於40毫牛頓/米(mN/m)的表面能。
態樣13.如任一前述態樣之光學元件，其中該抗反射層的該最外表面具有在20℃下量測小於30毫牛頓/米(mN/m)的表面能。
態樣14.如任一前述態樣之光學元件，其中該抗反射層的該最外表面具有在20℃下量測小於25毫牛頓/米(mN/m)的表面能。
態樣15.如態樣2至14中任一項之光學元件，其中該最外層包含含氟化合物。
態樣16.如態樣15之光學元件，其中該最外層包含根據通式(A)的多氟聚醚矽烷：Y-Za-[(OC3F6)b-(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)c-(CF(CF3))f-(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X’’)3-z(R2)z；其中Z獨立地選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)0)-、-(CF(CF3)0)-、-(CF(CF3)CF2)-、-(CF2CF(CF3))-和-(CF(CF3))-；a為1至200的整數；b、c、d、e、f和g是各自獨立地選自0至200的整數；h、n和j是各自獨立地選自0至20的整數；i和m是各自獨立地選自0至5的整數；X’是二價有機基團或O；R1是獨立選擇的C1-C22烴基；z是獨立地選自0至2的整數；X’’是獨立選擇的可水解基團；R2是獨立選擇的C1-C22烴基，其不含脂族不飽和；並且Y選自H、F和(R2)z(X’’)3-zSi-(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-；其中 X’’、X’、z、R1、R2、j、m、i、n和h如上所定義；前提是當下標i為0時，下標j也是0；當下標i為選自1至5的整數時，下標j是選自1至20的整數並且m是選自1至5的整數。式(A)的多氟聚醚矽烷是含氟化合物的一個實例。
態樣17.如態樣2至15中任一項之光學元件，其中該最外層包含含矽材料。
態樣18.如態樣2至17中任一項之光學元件，其中該最外層共價鍵結至該第一層。
態樣19.一種具有如任一前述態樣之光學元件的光伏裝置。
態樣20.一種具有如態樣1至18中任一項之光學元件的窗。
態樣21.一種具有如態樣1至18中任一項之光學元件的觸控螢幕面板。
態樣22.一種用以形成光學元件的方法，該光學元件包含基材和抗反射層，該抗反射層設置在該基材上且與該基材直接接觸，並且具有大於1至小於1.41之範圍的折射率，並且具有大於0至小於300奈米(nm)之範圍的細孔大小，其中該抗反射層的最外表面具有如使用ASTM 5946-04所測定的大於或等於70度(°)至小於或等於120°之範圍的水接觸角，用以形成該光學元件的該方法包括：(I)在該基材上施加矽系樹脂；(II)氧化固化該基材上之該矽系樹脂，以形成設置在該基材上且與該基材直接接觸的第一層，該第一層具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小；以及(III)將最外層設置在該第一層上且與該第一層直接接觸，使得該第一層介於該基材和該最外層之間。
態樣23.如態樣22之方法，其中步驟(II)包含氧化固化並熱處理該基材上的該矽系樹脂，以形成設置在該基材上且與該基材直接接觸的第一層，該第一層具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小。
態樣24.如態樣22或23中任一項之方法，其進一步包含在步驟(III)之前重複步驟(I)和步驟(II)以形成額外的第一層。
態樣25.如態樣22至24中任一項之方法，其中該矽系樹脂進一步包含成孔劑並且其中在步驟(III)之前將該成孔劑從該矽系樹脂中去除。
態樣26.如態樣25之方法，其中該成孔劑是溶劑、聚合物或寡聚物，或者是化學結合至該矽系樹脂的聚合物或寡聚物。
態樣27.如態樣22至26中任一項之方法，其進一步包括共價鍵結該最外層與該第一層。
態樣28.如態樣22至27中任一項之方法，其中該矽系樹脂是具有下式的矽倍半氧烷樹脂：(R3SiO1/2)a(R2SiO2/2)b(RSiO3/2)c(SiO4/2)d，其中各R獨立地選自於由氫、烷基、烯基、芳基以及經鹵素、氮、氧、硫或矽原子取代的烷基、烯基和芳基所組成之群組，前提是平均至少兩個R基團是氫；其中a、b、c和d是莫耳分率，其中a+b+c+d為1，並且其中c+d大於0。
態樣29.如態樣22至28中任一項之方法，其中該最外層包含根據通式(A)的多氟聚醚矽烷：Y-Za-[(OC3F6)b-(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)e-(CF(CF3))f(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X’’)3-z(R2)z；其中Z獨立地選自 -(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)CF2)-、-(CF2CF(CF3))-和-(CF(CF3))-；a為1至200的整數；b、c、d、e、f和g是各自獨立地選自0至200的整數；h、n和j是各自獨立地選自0至20的整數；i和m是各自獨立地選自0至5的整數；X’是二價有機基團或O；R1是獨立選擇的C1-C22烴基；z是獨立地選自0至2的整數；X’’是獨立選擇的可水解基團；R2是獨立選擇的C1-C22烴基，其不含脂族不飽和；並且Y選自H、F和(R2)z(X’’)3-zSi-(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-；其中X’’、X’、z、R1、R2、j、m、i、n和h如上所定義；前提是當下標i為0時，下標j也是0；當下標i為選自1至5的整數時，下標j是選自1至20的整數並且m是選自1至5的整數。
所附請求項並不限於實施方式中所述之明確特定化合物、或方法，該等化合物、或方法可以在落入所附請求項之範疇內的特定實施例之間變化。關於本說明書中用於描述各種實施例之特定特徵或態樣所憑藉的馬庫西(Markush)群組，不同、特殊及/或非預期的結果可能自各別馬庫西群組的各成員獲得並且獨立於所有其他馬庫西成員。可個別或組合地憑藉馬庫西群組的各成員，並對落於隨附請求項之範疇中的具體實施例提供充分支持。茲以引用方式將本文詳細說明中引用的所有美國專利申請公開案和專利、或其一部分(若只引用該部分)在以併入的標的物不與本實施方式牴觸下併入本文中，若有任何這樣的牴觸則以本實施方式為準。
另外，描述各種實施例所憑藉的任何範圍與子範圍皆獨立且共同落入隨附請求項之範疇中，並且將其理解為描述且設想到其中包括整數及/或分數值的所有範圍，即使此些值在本說明書中並未明白寫出。所屬 技術領域中具有通常知識者可輕易認可的是，所列舉的範圍和子範圍充分描述並使各種實施例得以實行，並且這樣的範圍和子範圍可被進一步描述為相關的二等分、三等分、四等分、五等分等等。以下僅作為一個實例，「0.1至0.9」的範圍可進一步分述為下三分之一(即0.1至0.3)、中三分之一(即0.4至0.6)以及上三分之一(即0.7至0.9)，其個別且共同落入隨附請求項之範疇中，並且可被個別及/或共同地憑藉，而且會對落於隨附請求項之範疇中的具體實施例提供充分支持。此外，關於界定或修飾範圍的詞語，例如「至少」、「大於」、「小於」、「不超過」與類似者，此類詞語包括次範圍及/或上限或下限。以下作為另一個實例，「至少10」的範圍自然包括至少10至35的子範圍、至少10至25的子範圍、25至35的子範圍等等，並且可個別及/或共同地憑藉各子範圍，而且會對落於隨附請求項之範疇中的具體實施例提供充分支持。最後，可憑藉落入所揭示範圍的個別數字，並且對落於隨附請求項之範疇中的具體實施例提供充分支持。例如，「從1至9」的範圍包括各種個別整數如3，以及包括小數點(或分率)的個別數字如4.1，其可被憑藉，並且對落於隨附請求項之範疇中的具體實施例提供充分支持。
以下實例意圖說明一些實施例，而且不應被以任何方式視為限制本發明的範圍。
實例
材料：十四烷(
Figure TWI676817B_D0002
99%)、N,N-二乙基烴基胺(
Figure TWI676817B_D0003
98%)和甲基異丁基酮購自Aldrich。28至30wt%氨係購自Fluka。根據美國專利第3,615,272 號的方法製備氫矽倍半氧烷。玻璃顯微鏡載片(75mm×50mm×1.0mm)購自Fisher scientific。4”矽晶圓(厚度為380至750μm)購自Pure Wafer,Inc。代表本揭露的各種製品如以下所述形成並進行評估。
測量水接觸角(WCA)：使用AST Products,Inc.,Billerica,MA生產的VCA Optima XET測角計利用2μL去離子水，進行根據如本文修改的ASTM 5946-04的靜態水接觸角測量。記錄的數據為使用多個樣品在塗層上的多個位置處進行的六次測量的平均WCA。在磨擦循環後測量WCA。一般來說，在磨擦後，WCA越大，塗層的耐久性越大。
測量十六烷接觸角(HCA)：使用2μL十六烷和VCA Optima XET測角計，以與根據如本文修改的ASTM 5946-04的水接觸角測量類似的方式進行靜態十六烷接觸角測量。記錄的數據為在塗層上的多個位置處進行的四次測量的平均HCA。
磨擦測試：耐磨性測試利用Taber Industries of North Tonawanda,NY生產的往復式磨擦機型號5900。利用Kimberly-Clark Wypall帶Microfiber布(83630)在20mm×20mm的表面積上進行測試。在40循環/分鐘的速度下以1英寸的衝程長度和5牛頓(N)的負載操作往復式磨擦機100、500、1000、2000個循環。一個前後移動稱為一個循環。
一些磨擦測試還利用0000#鋼絲絨在10mm×10mm的表面區域上進行。在40循環/分鐘的速度下以1英寸的衝程長度和10牛頓(N)的負載操作往復式磨擦機1000個循環。一個前後移動稱為一個循環。
霧度測量：使用BYK Haze-Gard Plus透明度儀測量樣品外觀。對於透明度、霧度和清晰度記錄三次測量的平均值。
作為基材的載玻片之清潔和活化：在超音波浴槽中用清潔劑清潔載玻片5分鐘，並且然後在超音波浴槽(Fisher Scientific FS-220)中用去離子水沖洗三次各持續2min。清潔後，將載玻片在125℃烘箱中乾燥1小時。還使用4”矽晶圓作為基材。在施加塗層之前，使用March Plasma PX250室利用氬(300W，60秒)對載玻片和矽晶圓進行電漿處理。立即使用活化基材。
膜特徵：使用J.A.Woollam Co.,Inc製造的XLS-100光譜型橢圓偏振儀測量HSQ薄膜(Porous HSQ Films)的折射率和厚度。使用Varian Cary製造的5000UV-Vis-NIR光譜儀測量薄膜的透光率和反射率。
表面能的計算：使用Zisman方法或Ovens-Wendt方法基於接觸角結果計算表面能值。
實例1-多孔HSQ膜：藉由向30.82g氫矽倍半氧烷(HSQ)在甲基異丁基酮(Sigma-Aldrich)中的26重量百分比溶液中添加5.42g十四烷(Sigma-Aldrich)來製備含成孔劑的氫矽倍半氧烷溶液。將溶液以3000rpm的速度旋塗到玻璃基材上持續20秒。然後將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續1小時。這藉由以下方式完成：將塗覆的基材放到樣品夾持器中並且然後將樣品夾持器放到包含最多50g氫氧化銨溶液的封閉容器中以使得基材不接觸溶液。然後將塗層在熱板上在350℃燒製1小時。相較於沒有塗層的玻璃基材的92.39%的透光率，組合塗層和玻璃基材的透光率為95.07%。相較於沒有塗層的玻璃基材的0.17%的霧度，玻璃基材上的塗層(多孔HSQ膜)的霧度為0.42%。
實例2-多孔HSQ膜：將如實例1中製備的氫矽倍半氧烷(HSQ) 和成孔劑的溶液以3000rpm的速度旋塗在拋光的矽晶圓基材上，持續20秒。然後以實例1中描述的方式將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續1小時。然後將塗層在熱板上在350℃燒製1小時。固化的氫矽倍半氧烷塗層(多孔HSQ膜)的折射率為1.38。
實例3-多孔HSQ膜：藉由混合2.6g氫矽倍半氧烷、3g十四烷(Sigma-Aldrich)和7.4g甲基異丁基酮(Sigma-Aldrich)持續1小時來製備氫矽倍半氧烷和成孔劑的溶液。將溶液以3000rpm的速度旋塗到拋光的矽晶圓上持續20秒。然後以實例1中描述的方式將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續60分鐘。然後將塗層在具有氮氣氛的爐中在450℃燒製一小時。固化的塗層(多孔HSQ膜)的折射率為1.152。
實例4-多孔HSQ膜：藉由混合2.6g氫矽倍半氧烷、2.5g十四烷(Sigma-Aldrich)和7.4g甲基異丁基酮(Sigma-Aldrich)持續1小時來製備氫矽倍半氧烷和成孔劑的溶液。將溶液以3000rpm的速率旋塗到拋光的矽晶圓上持續20秒。然後以實例1中描述的方式將塗覆晶圓暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續60分鐘，之後在具有含氧氣氛圍的爐中在350℃燒製一小時。固化塗層(多孔HSQ膜)的折射率為1.378，表面水接觸角為80°。
實例5-多孔HSQ膜+PFPE矽烷塗層：基本上根據美國專利第8,211,248號的合成實例1來製備多氟聚醚矽烷(PFPE矽烷)。接著，將多氟聚醚矽烷稀釋於3M Novec HFE-7200氟化溶劑中以形成具有0.2wt%多氟聚醚矽烷的稀釋液。藉由噴塗將稀釋液施加於實例3中製備的固化多孔 HSQ膜表面以形成PFPE矽烷塗層。將塗覆的HSQ膜置於設定在125℃且包含水盤的烘箱中，持續1小時。所得塗覆層(多孔HSQ膜和PFPE塗層)顯示出118°的水接觸角。
實例6-多孔HSQ膜+PFPE矽烷塗層：藉由噴塗將實例5中製備的具有0.2wt%多氟聚醚矽烷的稀釋液施加於實例4中製備的固化多孔HSQ表面以形成PFPE矽烷塗層。將塗覆的HSQ膜置於設定在125℃且包含水盤的烘箱中，持續1小時。所得塗覆層(多孔HSQ膜和PFPE)塗層顯示出114°的水接觸角(WCA)，在2000次布磨擦循環(1cm×1cm，5N力)後稍稍增加至115°。
實例7-多孔HSQ膜+PFPE矽烷塗層：藉由將1.11g氫矽倍半氧烷(HSQ)與0.0998g十四烷(Sigma-Aldrich)和10g八甲基三矽氧烷(可從Dow Corning Corporation of Midland,Michigan商購獲得)混合一小時來製備氫矽倍半氧烷和成孔劑的溶液。將此溶液以2600rpm的速度持續30秒旋塗到玻璃基材上來製備透明塗層，反射率為約8%。然後以實例1中描述的方式將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續60分鐘。然後將塗層在熱板上在大氣空氣下在360℃的溫度下燒製30分鐘。藉由噴塗將實例5中製備的稀釋PFPE矽烷溶液層施加到固化的HSQ表面上。所得PFPE矽烷塗覆的HSQ膜在設定在125℃的烘箱中燒製1小時。所得塗覆層(多孔HSQ膜和PFPE塗層)顯示出6%的反射率和93%的透光率。所得塗層(多孔HSQ膜和PFPE矽烷塗層)的最外表面的水接觸角(WCA)經測量為116°，在2000次鋼絲絨磨擦循環(1cm×1cm磨擦，10N力)後下降至110°。
實例8-多孔HSQ膜+PFPE矽烷塗層：藉由將1.1g氫矽倍半氧烷、0.222g十四烷(Sigma-Aldrich)和10g八甲基三矽氧烷(可從Dow Corning Corporation of Midland,Michigan商購獲得)混合1小時來製備氫矽倍半氧烷和成孔劑的溶液。藉由以2600rpm的速度持續30秒將此溶液旋塗到玻璃基材上來製備透明塗層，反射率為約8%。然後將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續60分鐘，接著在熱板上在空氣氣氛圍下在360℃溫度下燒製30分鐘。藉由噴塗將實例5中製備的稀釋多氟聚醚矽烷溶液層施加到固化的HSQ表面上。所得PFPE矽烷塗覆的HSQ膜在設定在125℃的烘箱中燒製1小時。所得塗覆層(多孔HSQ膜和PFPE塗層)顯示出6%的反射率和93%的透光率。所得塗層(多孔HSQ膜和PFPE矽烷塗層)的最外表面的水接觸角(WCA)經測量為116°，在2000次鋼絲絨磨擦循環(1cm×1cm磨擦，10N力)後下降至112°。所得塗層(多孔HSQ膜和PFPE矽烷塗層)的摩擦係數(CoF)為0.076。
實例9-多孔HSQ膜+PFPE矽烷塗層：藉由將1.1g氫矽倍半氧烷、0.44g十四烷(Sigma-Aldrich)和10g八甲基三矽氧烷(可從Dow Corning Corporation of Midland,Michigan商購獲得)混合1小時來製備氫矽倍半氧烷和成孔劑的溶液。藉由以2600rpm的速度持續30秒將此溶液旋塗到玻璃基材上來製備透明塗層，反射率為約8%。然後將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續60分鐘。然後將塗層在熱板上在空氣氣氛下在360℃的溫度下燒製30分鐘。藉由噴塗將實例5中製備的稀釋多氟聚醚矽烷溶液層施加到固化的HSQ表面上。所得PFPE矽烷塗覆的HSQ膜在設定在125℃的烘箱中燒製1小時。所得塗覆層(多 孔HSQ膜和PFPE矽烷塗層)顯示出5.5%的反射率和93.7%的透光率。所得塗層(多孔HSQ膜和PFPE矽烷塗層)的最外表面的水接觸角(WCA)經測量為117°，在2000次鋼絲絨磨擦循環(1cm×1cm磨擦，10N力)後下降至99°。
實例10-多孔HSQ膜+PFPE矽烷塗層：藉由將1.11g氫矽倍半氧烷、0.0998g十四烷(Sigma-Aldrich)和10g八甲基三矽氧烷(可從Dow Corning Corporation of Midland,Michigan商購獲得)混合1小時來製備氫矽倍半氧烷和成孔劑的溶液。藉由以2600rpm的速度持續30秒將此溶液旋塗到玻璃基材上來製備透明塗層，反射率為約8%。將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續60分鐘。然後將塗層在熱板上在空氣氣氛下在360℃的溫度下燒製30分鐘。藉由噴塗將實例5中製備的稀釋多氟聚醚矽烷溶液層施加到固化的HSQ表面上。所得PFPE矽烷塗覆的HSQ膜在設定在125℃的烘箱中燒製1小時。所得塗覆層(多孔HSQ膜和PFPE矽烷塗層)顯示出5%的反射率和95%的透光率。
實例11-多孔HSQ膜+PFPE矽烷塗層：將來自實例9的氫矽倍半氧烷溶液以2600rpm的速度持續30秒旋塗到玻璃基材上，反射率為約8%。然後將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續60分鐘。然後將塗層在熱板上在空氣氣氛下在360℃的溫度下燒製30分鐘。使用來自實例8的氫矽倍半氧烷溶液和以2600rpm的速度持續30秒的旋塗將第二氫矽倍半氧烷層塗覆到第一層上。然後將塗層暴露於來自28.0至30.0wt%氫氧化銨溶液(Sigma-Aldrich)的蒸氣，持續60分鐘。然後將塗層在熱板上在空氣氣氛下在360℃的溫度下燒製30分鐘。藉由噴 塗將實例5中製備的稀釋多氟聚醚矽烷溶液層施加到固化的HSQ表面上。所得PFPE矽烷塗覆的HSQ膜在設定在125℃的烘箱中燒製1小時。所得塗覆層(多孔HSQ膜和PFPE矽烷塗層)顯示出5%的反射率和94.7%的透光率。塗層的最外表面的水接觸角(WCA)為117°，在2000次鋼絲絨磨擦循環(1cm×1cm磨擦，10N力)後下降至99°。
實例12-多孔HSQ膜：藉由將2g十四烷(Sigma-Aldrich)添加至28g的氫矽倍半氧烷(HSQ)在八甲基三矽氧烷(可從Dow Corning Corporation of Midland,Michigan商購獲得)中的8.6重量百分比溶液來製備含成孔劑的氫矽倍半氧烷溶液。先後以速度500rpm持續10秒、3000rpm持續30秒將溶液旋塗到玻璃基材上。然後將塗層浸沒在2wt%的N,N-二乙基烴基胺(Sigma-Aldrich)的水溶液中持續一小時，並且然後在熱板上在250℃燒製一小時。相比沒有塗層的玻璃基材的91.74%的透光率，組合塗層(多孔HSQ膜)和玻璃基材的透光率為95.13%。塗層(多孔HSQ膜)的水接觸角為25°。
實例13-多孔HSQ膜：將如實例12中製備的氫矽倍半氧烷(HSQ)和成孔劑的溶液先後以速度500rpm持續10秒、3000rpm持續30秒旋塗到拋光的矽晶圓基材上。然後將塗層浸沒在2wt%的N,N-二乙基烴基胺(Sigma-Aldrich)的水溶液中持續一小時，並且然後在熱板上在250℃燒製一小時。固化的氫矽倍半氧烷塗層(多孔HSQ膜)在632nm下的折射率為1.31。
實例14-多孔HSQ膜+烷氧基矽烷PFPE混合聚合物塗層：藉由噴塗將於乙氧基-九氟丁烷中稀釋至0.2重量百分比的活性物質含量的烷氧基矽烷官能全氟聚醚(PFPE)混合聚合物塗層的層(可從Dow Corning Corporation of Midland,Michigan商購獲得)施加到實例12中製備的固化多孔HSQ表面。將塗覆的HSQ膜置於包含水盤且設定在125℃的烘箱中，持續1小時。相比沒有塗層的玻璃基材的91.74%的透光率，所得塗層和玻璃基材的透光率為94.4%。所得塗層(多孔HSQ膜和烷氧基矽烷PFPE混合聚合物)顯示出105°的水接觸角，在100次布磨擦循環(1cm×1cm，5N力)後稍稍下降至103°。
已用說明性的方式描述本發明，並且所用的用語皆意欲為說明詞語的性質而非限制。自然地，鑑於上述的教示，本發明的許多修改和變化是可能的。在所附請求項的範疇內，本發明可以與具體描述的方式不同的方式來實踐。

Claims (13)

  1. 一種光學元件，其包含：基材；以及抗反射層，該抗反射層設置在該基材上且與該基材直接接觸，並且具有大於1至小於1.41之範圍的折射率，並且具有大於0至小於300奈米(nm)之範圍的細孔大小，其中該抗反射層的最外表面具有如使用ASTM 5946-04所測定的大於或等於70度(°)至小於或等於120°之範圍的水接觸角，其中該抗反射層包含：第一層，該第一層設置在該基材上且與該基材直接接觸，並且具有大於1至小於1.41之範圍的折射率，並且具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小，該第一層包含矽系(silicon-based)樹脂的氧化固化產物，其中該矽系樹脂是矽倍半氧烷樹脂、聚矽倍半氧烷樹脂、矽氮烷樹脂或聚矽氮烷樹脂；或者其中該矽系樹脂具有600至150,000g/mol的數平均分子量，並且每分子具有至少兩個鍵結於矽的氫基；或者其中該矽系樹脂是矽倍半氧烷樹脂、聚矽倍半氧烷樹脂、矽氮烷樹脂或聚矽氮烷樹脂，且其中該矽系樹脂具有600至150,000g/mol的數平均分子量，並且每分子具有至少兩個鍵結於矽的氫基；以及最外層，該最外層設置在該第一層上且與該第一層直接接觸，使得該第一層介於該基材和該最外層之間。
  2. 如請求項1之光學元件，其中穿過該抗反射層的可見光譜內的透光率為大於85百分比(%)至100%；或者其中穿過該抗反射層的霧度(haze)值為0%至小於15%；或者其中穿過該抗反射層的可見光譜內的透光率為大於85%至100%，並且其中穿過該抗反射層的霧度值為0%至小於15%。
  3. 如請求項2之光學元件，其中該第一層的厚度為50nm至1000nm之範圍。
  4. 如請求項1至3中任一項之光學元件，其中該矽系樹脂是具有下式的矽倍半氧烷樹脂：(R3SiO1/2)a(R2SiO2/2)b(RSiO3/2)c(SiO4/2)d其中各R獨立地選自於由氫、烷基、烯基、芳基以及經鹵素、氮、氧、硫或矽原子取代之烷基、烯基和芳基所組成之群組，前提是平均至少兩個R基團是氫；其中a、b、c和d是莫耳分率，其中a+b+c+d為1，並且其中c+d大於0。
  5. 如請求項1至3中任一項之光學元件，其中該抗反射層的該最外表面在100次布磨擦循環之後具有如使用ASTM 5946-04所測定的大於或等於70°至小於或等於120°之範圍的水接觸角。
  6. 如請求項1至3中任一項之光學元件，其中該抗反射層的該最外表面具有在攝氏20度(℃)下量測小於40毫牛頓/米(mN/m)的表面能；或者其中該抗反射層的該最外表面具有在20℃下量測小於30mN/m的表面能；或者其中該抗反射層的該最外表面具有在20℃下量測小於25mN/m的表面能。
  7. 如請求項1至3中任一項之光學元件，其中該最外層包含含矽材料。
  8. 如請求項7之光學元件，其中該最外層包含根據通式(A)的多氟聚醚矽烷：Y-Za-[(OC3F6)b-(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF(CF3))d-(OC2F4)e-(CF(CF3))f(OCF2)g]-(CH2)h-X’-(CnH2n)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CjH2j)-Si-(X’’)3-z(R2)z；其中Z獨立地選自-(CF2)-、-(CF(CF3)CF2O)-、-(CF2CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)O)-、-(CF(CF3)CF2)-、-(CF2CF(CF3))-和-(CF(CF3))-；a為1至200的整數；b、c、d、e、f和g是各自獨立地選自0至200的整數；h、n和j是各自獨立地選自0至20的整數；i和m是各自獨立地選自0至5的整數；X’是二價有機基團或O；R1是獨立選擇的C1-C22烴基；z是獨立地選自0至2的整數；X’’是獨立選擇的可水解基團；R2是獨立選擇的C1-C22烴基，其不含脂族不飽和；並且Y選自H、F和(R2)z(X’’)3-zSi-(CjH2j)-((SiR1 2-O)m-SiR1 2)i-(CnH2n)-X’-(CH2)h-；其中X’’、X’、z、R1、R2、j、m、i、n和h係如上所定義；前提是當下標i為0時，下標j也是0；當下標i為選自1至5的整數時，下標j是選自1至20的整數，並且m是選自1至5的整數。
  9. 如請求項1至3中任一項之光學元件，其中該最外層係共價鍵結至該第一層。
  10. 一種具有如請求項1至3項中任一項之光學元件的物件，其中該物件為光伏裝置、窗、或觸控螢幕面板。
  11. 一種用以形成光學元件之方法，該光學元件包含基材和抗反射層，該抗反射層設置在該基材上且與該基材直接接觸，並且具有大於1至小於1.41之範圍的折射率，並且具有大於0至小於300奈米(nm)之範圍的細孔大小，其中該抗反射層的最外表面具有如使用ASTM 5946-04所測定的大於或等於70度(°)至小於或等於120°之範圍的水接觸角，用以形成該光學元件的該方法包含：(I)在該基材上施加矽系樹脂；(II)氧化固化該基材上之該矽系樹脂，以形成設置在該基材上且與該基材直接接觸的第一層，該第一層具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小；以及(III)將最外層設置在該第一層上且與該第一層直接接觸，使得該第一層介於該基材和該最外層之間。
  12. 如請求項11之方法，其中步驟(II)包含氧化固化並熱處理該基材上的該矽系樹脂，以形成設置在該基材上且與該基材直接接觸的第一層，該第一層具有大於0至小於300nm之範圍的細孔大小。
  13. 如請求項11至12中任一項之方法，其中該矽系樹脂進一步包含成孔劑且其中該成孔劑係於步驟(III)之前從該矽系樹脂去除。
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