專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種寬波抗反射膜的制備，更詳細(xì)地是涉及一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜的制備方法。
背景技術(shù)：
：光線在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中的不同的介質(zhì)之間傳送時(shí)，在各個(gè)界面會(huì)發(fā)生部分透過(guò)、散射和反射的現(xiàn)象，這些反射光會(huì)在系統(tǒng)中各個(gè)界面來(lái)回反射，造成許多迷光、眩光以致降低整個(gè)系統(tǒng)的影像的清晰度。從能量的角度來(lái)看，對(duì)于任何透明媒質(zhì)，光的能量并不全部透過(guò)界面，而總是有一部分從界面反射回來(lái)。隨著液晶平面顯示產(chǎn)品的發(fā)展和普及，抗反射薄膜片成為追求更高視覺(jué)效果的必備產(chǎn)品。凡是需要透過(guò)視窗屏幕，讓眼睛接受信息的所有尺寸的顯示產(chǎn)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(xué)鏡片等等，應(yīng)用非常廣泛。另外，抗反射膜片在太陽(yáng)能電池，激光，光學(xué)鏡頭以及國(guó)防科技上都有著重要的應(yīng)用。寬波抗反射薄膜能適應(yīng)更多條件，使器件在更多的情況下得到更好的表現(xiàn)。但是由于缺乏低折射率材料，寬波范圍內(nèi)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制備自基底到空氣界面折射率梯度減小的薄膜。目前韓國(guó)的Kim組在文章"Broad-BandAntireflectionCoatingatNear—infraredWavelengthsbyaBreathFigure"中通過(guò)水滴模版法、中國(guó)吉林大學(xué)孑小俊奇組在文章"MechanicallyStableAntireflectionandAntifoggingCoatingsFabricatedbythelayer_by_layerDepositionProcessandPostcalcination，，中通過(guò)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(jiàn)光區(qū)和近紅外光區(qū)的高透過(guò)。對(duì)于高分子抗反射薄膜，在制備工藝中還未發(fā)現(xiàn)可以同時(shí)滿足可見(jiàn)光區(qū)或近紅外光區(qū)的寬波抗反射效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種高分子梯度孔隙率寬波抗反射薄膜的制備方法。將聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的嵌段聚合物(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PS-b-PMMA)和聚甲基丙烯酸甲酯的均聚物(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PMMA)的共混物，在經(jīng)過(guò)十八烷基氯硅烷(以下簡(jiǎn)稱(chēng)OTS)改性的基底上形成高聚物薄膜。根據(jù)微相分離原理，高聚物溶液干燥成膜過(guò)程中PS嵌段與PMMA嵌段不相容可分別形成各自的微區(qū)。當(dāng)基底經(jīng)過(guò)0TS改性時(shí)，基底表面接枝的烷基鏈降低了基底表面能，此時(shí)PS嵌段與基底的相互作用能低于PMMA嵌段與基底的相互作用能，所以PS微區(qū)集中分布在靠近基底的區(qū)域。隨著溶液的干燥，PMMA鏈段緩慢調(diào)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(lái)越少的梯度分布薄膜。在加入均聚物PMMA后，均聚物PMMA融入嵌段共聚物的PMMA微區(qū)中使PMMA微區(qū)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(fā)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(qū)梯度分布。在選擇性刻蝕掉PMMA微區(qū)后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(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光區(qū)和近紅外光區(qū)同時(shí)>97%的高透過(guò)。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案(1)對(duì)基底進(jìn)行0TS改性。將清潔的基底放入體積分?jǐn)?shù)為0.05%0.15%的OTS的正己烷溶液中浸泡310分鐘，然后以純正己烷清洗浸漬后的基底，將基底表面吹干。所述的基底是玻璃或具有銦錫氧化物鍍層的導(dǎo)電玻璃(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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占體積百分比為2%50%，將高聚物加入混合溶劑中配制濃度為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占高聚物的總質(zhì)量的百分比為5%50%。(3)在由步驟(1)中制備的基底上旋涂步驟(2)中配制的溶液，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(gè)小時(shí)使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中0.51.5小時(shí)，最后用去離子水清洗具有高聚物薄膜的基底，將基底表面吹干，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(shù)相比，本發(fā)明提供的一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜，是在OTS改性的基底上旋涂嵌段聚合物和均聚物的混合溶劑溶液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了同時(shí)在可見(jiàn)光區(qū)和近紅外光區(qū)的>97%的高透過(guò)(圖4，5)。這種工藝路線的優(yōu)點(diǎn)是制作方法簡(jiǎn)單不需要復(fù)雜后處理過(guò)程，容易實(shí)現(xiàn)全波段的高透過(guò)。圖1為OTS改性基底的過(guò)程示意圖；圖2為梯度多孔薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，a-薄膜表面結(jié)構(gòu)，d-薄膜刻蝕掉83nm后表面結(jié)構(gòu)，e-薄膜刻蝕掉165nm后表面結(jié)構(gòu)，f-薄膜底面結(jié)構(gòu)；圖3為梯度多孔薄膜形成的機(jī)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(shí)得到多孔薄膜的透光率圖；圖5為得到涂飾抗反射薄膜的玻璃透光照片。具體實(shí)施方式實(shí)施例1(1)對(duì)玻璃進(jìn)行OTS改性。將清潔的玻璃放入體積分?jǐn)?shù)為O.1X的0TS的正己烷溶液中浸泡5分鐘，然后以純正己烷清洗浸漬后的玻璃，將玻璃表面吹干。(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占體積百分比為10%，將高聚物加入混合溶劑中配制總濃度為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占高聚物的總質(zhì)量的百分比為20%。(3)在由步驟(1)中制備的玻璃上旋涂步驟(2)中配制的溶液，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(gè)小時(shí)使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中1小時(shí)，最后用去離子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，將玻璃表面吹干，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。實(shí)施例2(1)對(duì)IT0玻璃進(jìn)行0TS改性。將清潔的ITO玻璃放入體積分?jǐn)?shù)為0.05%的OTS的正己烷溶液中浸泡10分鐘，然后以純正己烷清洗浸漬后的ITO玻璃，將ITO玻璃表面吹干。(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占體積百分比為2%，將高聚物加入混合溶劑中配制總濃度為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占高聚物總質(zhì)量的百分比為5%。(3)在由步驟(1)中制備的ITO玻璃上旋涂步驟(2)中配制的溶液，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(gè)小時(shí)使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中0.5小時(shí)，最后用去離子水清洗具有高聚物薄膜的ITO玻璃，將ITO玻璃表面吹干，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。實(shí)施例3(1)對(duì)玻璃進(jìn)行OTS改性。將清潔的玻璃放入體積分?jǐn)?shù)為0.15%的OTS的正己烷溶液中浸泡3分鐘，然后以純正己烷清洗浸漬后的玻璃，將玻璃表面吹干。(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占體積百分比為20%，將高聚物加入混合溶劑中配制總濃度為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占高聚物總質(zhì)量的百分比為10%。(3)在由步驟(1)中制備的玻璃上旋涂步驟(2)中配制的溶液，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(gè)小時(shí)使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中1.5小時(shí)，最后用去離子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，將玻璃表面吹干，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。實(shí)施例4(1)對(duì)ITO玻璃進(jìn)行OTS改性。將清潔的ITO玻璃放入體積分?jǐn)?shù)為0.1%的OTS的正己烷溶液中浸泡7分鐘，然后以純正己烷清洗浸漬后的ITO玻璃，將ITO玻璃表面吹干。(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占體積百分比為30%，將高聚物加入混合溶劑中配制總濃度為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占高聚物總質(zhì)量的百分比為30%。(3)在由步驟(1)中制備的ITO玻璃上旋涂步驟(2)中配制的溶液，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(gè)小時(shí)使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中0.5小時(shí)，最后用去離子水清洗具有高聚物薄膜的ITO玻璃，將ITO玻璃表面吹干，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。實(shí)施例5(1)對(duì)玻璃進(jìn)行OTS改性。將清潔的玻璃放入體積分?jǐn)?shù)為0.07%的OTS的正己烷溶液中浸泡5分鐘，然后以純正己烷清洗浸漬后的玻璃，將玻璃表面吹干。(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占體積百分比為50%，將高聚物加入混合溶劑中配制總濃度為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占高聚物總質(zhì)量的百分比為50%。(3)在由步驟(1)中制備的玻璃上旋涂步驟(2)中配制的溶液，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(gè)小時(shí)使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中50分鐘，最后用去離子水清洗具有高聚物薄膜的玻璃，將玻璃表面吹干，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。權(quán)利要求一種高分子梯度孔隙率寬波抗反射薄膜的制備方法，其特征在于步驟和條件如下(1)對(duì)基底進(jìn)行OTS改性將清潔的基底放入體積分?jǐn)?shù)為0.05～0.15％的OTS的正己烷溶液中浸泡3～10分鐘，然后以純正己烷清洗浸漬后的基底，將基底表面吹干；所述的基底是玻璃或具有銦錫氧化物鍍層的導(dǎo)電玻璃(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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占體積百分比為2～50％，將高聚物加入混合溶劑中配制濃度為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占高聚物的總質(zhì)量的百分比為5～50％；(3)在由步驟(1)中制備的基底上旋涂步驟(2)中配制的溶液，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(gè)小時(shí)使其中的PMMA降解，然后浸泡在乙酸中0.5～1.5小時(shí)，最后用去離子水清洗具有高聚物薄膜的基底，將基底表面吹干，得到一種高聚物梯度孔隙率寬波抗反射膜。全文摘要本發(fā)明涉及一種高分子梯度孔隙率寬波抗反射薄膜的制備方法。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(jīng)過(guò)十八烷基氯硅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(shí)現(xiàn)了同時(shí)在可見(jiàn)光區(qū)和近紅外光區(qū)的＞97％的高透過(guò)。這種工藝路線的優(yōu)點(diǎn)是制作方法簡(jiǎn)單不需要復(fù)雜后處理過(guò)程，容易實(shí)現(xiàn)全波段的高透過(guò)。文檔編號(hào)C03C17/42GK101698572SQ20091021778公開(kāi)日2010年4月28日申請(qǐng)日期2009年10月29日優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日發(fā)明者李曉,韓艷春申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所