一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜的製備方法

2023-05-01 06:31:06 2

專利名稱：：一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種寬波抗反射膜的製備，更詳細地是涉及一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜的製備方法。
背景技術：
：光線在一個光學系統中的不同的介質之間傳送時，在各個界面會發生部分透過、散射和反射的現象，這些反射光會在系統中各個界面來回反射，造成許多迷光、眩光以致降低整個系統的影像的清晰度。從能量的角度來看，對於任何透明媒質，光的能量並不全部透過界面，而總是有一部分從界面反射回來。隨著液晶平面顯示產品的發展和普及，抗反射薄膜片成為追求更高視覺效果的必備產品。凡是需要透過視窗屏幕，讓眼睛接受信息的所有尺寸的顯示產品，包括液晶顯示器的偏光膜，觸控面板的上板，投影電視的前板，電漿顯示器及映像板的前板和以及光學鏡片等等，應用非常廣泛。另外，抗反射膜片在太陽能電池，雷射，光學鏡頭以及國防科技上都有著重要的應用。寬波抗反射薄膜能適應更多條件，使器件在更多的情況下得到更好的表現。但是由於缺乏低折射率材料，寬波範圍內的抗反射薄膜仍然有限。要得到寬波段抗反射薄膜的途徑之一就是製備自基底到空氣界面折射率梯度減小的薄膜。目前韓國的Kim組在文章"Broad-BandAntireflectionCoatingatNear—infraredWavelengthsbyaBreathFigure"中通過水滴模版法、中國吉林大學孑小俊奇組在文章"MechanicallyStableAntireflectionandAntifoggingCoatingsFabricatedbythelayer_by_layerDepositionProcessandPostcalcination，，中通過靜電層層組裝法等得到的寬波抗反射膜只能分別滿足可見光區和近紅外光區的高透過。對於高分子抗反射薄膜，在製備工藝中還未發現可以同時滿足可見光區或近紅外光區的寬波抗反射效果。
發明內容本發明的目的在於克服已有技術存在的缺點，提供一種高分子梯度孔隙率寬波抗反射薄膜的製備方法。將聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的嵌段聚合物(以下簡稱PS-b-PMMA)和聚甲基丙烯酸甲酯的均聚物(以下簡稱PMMA)的共混物，在經過十八烷基氯矽烷(以下簡稱OTS)改性的基底上形成高聚物薄膜。根據微相分離原理，高聚物溶液乾燥成膜過程中PS嵌段與PMMA嵌段不相容可分別形成各自的微區。當基底經過0TS改性時，基底表面接枝的烷基鏈降低了基底表面能，此時PS嵌段與基底的相互作用能低於PMMA嵌段與基底的相互作用能，所以PS微區集中分布在靠近基底的區域。隨著溶液的乾燥，PMMA鏈段緩慢調整在薄膜垂直方向的分布量，形成表面聚集較多PMMA，而隨著薄膜垂直方向的深入PMMA聚集越來越少的梯度分布薄膜。在加入均聚物PMMA後，均聚物PMMA融入嵌段共聚物的PMMA微區中使PMMA微區的聚集尺寸增大，且分子量較低的均聚物更容易隨著混合溶劑的揮發而遷移，因此可在高聚物薄膜中垂直基底方向中形成更明顯的PMMA微區梯度分布。在選擇性刻蝕掉PMMA微區後就形成孔隙率梯度漸變的高聚物薄膜，而孔隙率梯度漸變的高聚物薄膜能實現可見光區和近紅外光區同時>97%的高透過。為達到上述發明目的，本發明採用了如下技術方案(1)對基底進行0TS改性。將清潔的基底放入體積分數為0.05%0.15%的OTS的正己烷溶液中浸泡310分鐘，然後以純正己烷清洗浸漬後的基底，將基底表面吹乾。所述的基底是玻璃或具有銦錫氧化物鍍層的導電玻璃(以下簡稱ITO玻璃)。(2)將四氫呋喃與甲苯形成混合溶劑，混合溶劑中四氫呋喃所佔體積百分比為2%50%，將高聚物加入混合溶劑中配製濃度為1836毫克/毫升的溶液；所述高聚物為PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA佔高聚物的總質量的百分比為5%50%。(3)在由步驟(1)中製備的基底上旋塗步驟(2)中配製的溶液，在基底表面形成高聚物薄膜。以紫外光輻照高聚物薄膜24個小時使其中的PMMA降解，然後浸泡在乙酸中0.51.5小時，最後用去離子水清洗具有高聚物薄膜的基底，將基底表面吹乾，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。有益效果與已有技術相比，本發明提供的一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜，是在OTS改性的基底上旋塗嵌段聚合物和均聚物的混合溶劑溶液，進而實現了同時在可見光區和近紅外光區的>97%的高透過(圖4，5)。這種工藝路線的優點是製作方法簡單不需要複雜後處理過程，容易實現全波段的高透過。圖1為OTS改性基底的過程示意圖；圖2為梯度多孔薄膜的結構示意圖。其中，a-薄膜表面結構，d-薄膜刻蝕掉83nm後表面結構，e-薄膜刻蝕掉165nm後表面結構，f-薄膜底面結構；圖3為梯度多孔薄膜形成的機理示意圖圖4為濃度分別是18毫克/毫升；27毫克/毫升；32毫克/毫升；36毫克/毫升時得到多孔薄膜的透光率圖；圖5為得到塗飾抗反射薄膜的玻璃透光照片。具體實施方式實施例1(1)對玻璃進行OTS改性。將清潔的玻璃放入體積分數為O.1X的0TS的正己烷溶液中浸泡5分鐘，然後以純正己烷清洗浸漬後的玻璃，將玻璃表面吹乾。(2)將四氫呋喃與甲苯形成混合溶劑，混合溶劑中四氫呋喃所佔體積百分比為10%，將高聚物加入混合溶劑中配製總濃度為27毫克/毫升的溶液；所述高聚物為PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA佔高聚物的總質量的百分比為20%。(3)在由步驟(1)中製備的玻璃上旋塗步驟(2)中配製的溶液，在玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光輻照高聚物薄膜3個小時使其中的PMMA降解，然後浸泡在乙酸中1小時，最後用去離子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，將玻璃表面吹乾，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。實施例2(1)對IT0玻璃進行0TS改性。將清潔的ITO玻璃放入體積分數為0.05%的OTS的正己烷溶液中浸泡10分鐘，然後以純正己烷清洗浸漬後的ITO玻璃，將ITO玻璃表面吹乾。(2)將四氫呋喃與甲苯形成混合溶劑，混合溶劑中四氫呋喃所佔體積百分比為2%，將高聚物加入混合溶劑中配製總濃度為32毫克/毫升的溶液；所述高聚物PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA佔高聚物總質量的百分比為5%。(3)在由步驟(1)中製備的ITO玻璃上旋塗步驟(2)中配製的溶液，在ITO玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光輻照高聚物薄膜2個小時使其中的PMMA降解，然後浸泡在乙酸中0.5小時，最後用去離子水清洗具有高聚物薄膜的ITO玻璃，將ITO玻璃表面吹乾，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。實施例3(1)對玻璃進行OTS改性。將清潔的玻璃放入體積分數為0.15%的OTS的正己烷溶液中浸泡3分鐘，然後以純正己烷清洗浸漬後的玻璃，將玻璃表面吹乾。(2)將四氫呋喃與甲苯形成混合溶劑，混合溶劑中四氫呋喃所佔體積百分比為20%，將高聚物加入混合溶劑中配製總濃度為36毫克/毫升的溶液；所述高聚物為PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA佔高聚物總質量的百分比為10%。(3)在由步驟(1)中製備的玻璃上旋塗步驟(2)中配製的溶液，在玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光輻照高聚物薄膜3個小時使其中的PMMA降解，然後浸泡在乙酸中1.5小時，最後用去離子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，將玻璃表面吹乾，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。實施例4(1)對ITO玻璃進行OTS改性。將清潔的ITO玻璃放入體積分數為0.1%的OTS的正己烷溶液中浸泡7分鐘，然後以純正己烷清洗浸漬後的ITO玻璃，將ITO玻璃表面吹乾。(2)將四氫呋喃與甲苯形成混合溶劑，混合溶劑中四氫呋喃所佔體積百分比為30%，將高聚物加入混合溶劑中配製總濃度為27毫克/毫升的溶液；所述高聚物為PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA佔高聚物總質量的百分比為30%。(3)在由步驟(1)中製備的ITO玻璃上旋塗步驟(2)中配製的溶液，在ITO玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光輻照高聚物薄膜4個小時使其中的PMMA降解，然後浸泡在乙酸中0.5小時，最後用去離子水清洗具有高聚物薄膜的ITO玻璃，將ITO玻璃表面吹乾，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。實施例5(1)對玻璃進行OTS改性。將清潔的玻璃放入體積分數為0.07%的OTS的正己烷溶液中浸泡5分鐘，然後以純正己烷清洗浸漬後的玻璃，將玻璃表面吹乾。(2)將四氫呋喃與甲苯形成混合溶劑，混合溶劑中四氫呋喃所佔體積百分比為50%，將高聚物加入混合溶劑中配製總濃度為36毫克/毫升的溶液；所述高聚物為PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA佔高聚物總質量的百分比為50%。(3)在由步驟(1)中製備的玻璃上旋塗步驟(2)中配製的溶液，在玻璃表面形成高聚物薄膜。以紫外光輻照高聚物薄膜2個小時使其中的PMMA降解，然後浸泡在乙酸中50分鐘，最後用去離子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，將玻璃表面吹乾，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。權利要求一種高分子梯度孔隙率寬波抗反射薄膜的製備方法，其特徵在於步驟和條件如下(1)對基底進行OTS改性將清潔的基底放入體積分數為0.05～0.15％的OTS的正己烷溶液中浸泡3～10分鐘，然後以純正己烷清洗浸漬後的基底，將基底表面吹乾；所述的基底是玻璃或具有銦錫氧化物鍍層的導電玻璃(以下簡稱ITO玻璃)；(2)將四氫呋喃與甲苯形成混合溶劑，混合溶劑中四氫呋喃所佔體積百分比為2～50％，將高聚物加入混合溶劑中配製濃度為18～36毫克/毫升的溶液；所述高聚物為PS-b-PMMA和PMMA的共混物，其中，均聚物PMMA佔高聚物的總質量的百分比為5～50％；(3)在由步驟(1)中製備的基底上旋塗步驟(2)中配製的溶液，在基底表面形成高聚物薄膜，以紫外光輻照高聚物薄膜2～4個小時使其中的PMMA降解，然後浸泡在乙酸中0.5～1.5小時，最後用去離子水清洗具有高聚物薄膜的基底，將基底表面吹乾，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。全文摘要本發明涉及一種高分子梯度孔隙率寬波抗反射薄膜的製備方法。將聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的嵌段聚合物和聚甲基丙烯酸甲酯的均聚物的共混物，在經過十八烷基氯矽烷改性的基底上形成高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。而實現了同時在可見光區和近紅外光區的＞97％的高透過。這種工藝路線的優點是製作方法簡單不需要複雜後處理過程，容易實現全波段的高透過。文檔編號C03C17/42GK101698572SQ20091021778公開日2010年4月28日申請日期2009年10月29日優先權日2009年10月29日發明者李曉,韓豔春申請人:中國科學院長春應用化學研究所