在顯示器工業中，減反射聚合物膜(“ AR膜”)正變得越來越重要。人們正對被塗敷到計算機，電視，器具，行動電話，航空航天和汽車工業中使用的製品基材上的低折射率膜開發新的套用。防反射薄膜是通過在透明支持體上形成具有適宜厚度和比透明支持體的折射率低膜製品。
基本介紹
- 中文名：反射防止膜
- 外文名：anti-reflective film
- 別稱：防反射膜
- 性質：減反射聚合物膜
- 材料：高分子
- 套用：計算機、航空航天
簡介,低折層材料研究進展,含氟聚合物,無機微粒,高折射層技術研究進展,塗布技術與裝置研究,
簡介
在顯示器工業中，減反射聚合物膜(“ AR膜”)正變得越來越重要。人們正對被塗敷到計算機，電視，器具，行動電話，航空航天和汽車工業中使用的製品基材上的低折射率膜開發新的套用。防反射薄膜是通過在透明支持體上形成具有適宜厚度和比透明支持體的折射率低膜製品。
為了實現低折射率，要求製備低折射率層的材料具有儘可能低的折射率。由於防反射薄膜裝置於顯示器的最外面，因此要求防反射薄膜具有高的耐擦傷性。為了實現厚度為100nm左右的薄膜的高耐擦傷性，這些薄膜必須具有高的機械強度並且必須能夠與下層黏合。為了提高防反射性,由多層薄膜形成的防反射薄膜的防反射層通常具有由高折射率層和低折射率層組成的層結構。
低折層材料研究進展
含氟聚合物
在含氟樹脂改性方面，各家關注的焦點仍是如何改進氟樹脂的耐摩擦性和界面處的粘合性。
美國3M公司，使用一種氨基取代的有機矽烷酯或酯等同物對活性含氟聚合物進行改性，其提供的甲矽烷氧基側基，可以用於與其它防反射層形成矽氧烷鍵，進而提高各層之間的界面粘附作用。其結構是在矽原子上具有至少一個酯基或酯等同物基團。R'不能是芳基。氨基取代的有機矽烷酯或酯等同物具有酯基，例如甲氧基，可形成易於揮發的甲醇，從而避免在界面處留下可干擾鍵合的殘餘物。氨基取代的有機矽烷必須具有至少一個酯等同物。
無機微粒
為了提高低折射層的耐磨效果，向氟聚合物中添加無機微粒是一種普遍被採用的方法。近兩年的專利中也有新的技術發表，例如，富士，在低折射層含氟聚合物中摻入一種折射率1. 17～ 1. 30的無機細粒，優選中空二氧化矽細粒，可以提高塗層耐磨性，同時抑制塗層折射率增加。
如果使中空二氧化矽顆粒具有更低的折射率及較高的孔隙率，那么殼的厚度減小並且顆粒的強度變差。因此，考慮到耐擦傷性，不可使用折射率低於1. 17的任何顆粒。無機細粒的塗布量應為10～60mg/m2，平均粒徑優選為低折射率層厚度的40%～ 60%。塗布量過低和粒徑過小，提高耐擦傷性的效果有限，塗布量過高和粒徑過大，則會影像低折層的表觀。優選加入一種較小粒徑的中空二氧化矽顆粒作為大顆粒的保持劑，小粒徑中空二氧化矽顆粒的尺寸要小於低折層厚度的25%，應為為10～ 15nm。
富士在其技術中也使用一種中空二氧化矽粒子與一種大尺寸無機細粒組合分散到氟樹脂聚合物中。中空二氧化矽細粒平均粒徑為40～ 60nm，無機細粒的粒徑要大於中空二氧化矽細粒，但不能大於塗膜厚度的30%～ 80%。中空二氧化矽顆粒的平均粒徑R1與大尺寸無機細粒的平均粒徑R2的比之R1: R2為0. 6～ 0. 8，因此無機細粒的粒徑應為45～ 65nm。此種無機細粒為金屬的氧化物，用量應為占塗層總固含量的45%～ 60%。
另外，空穴粒子是在內部具有空穴的粒子，空穴被粒子壁包圍。在空穴內填充了配置時使用的溶劑、氣體或多孔性物質等內容物。這些中空粒子的平均粒徑希望優選處於10～ 200nm範圍內，使用的中空粒子的平均粒徑可以對應於形成的透明被膜的厚度適當選擇，希望處於形成的低折射率層等透明被膜的膜厚的2/3～ 1/10的範圍。
高折射層技術研究進展
高折層技術的研究主要集中在高折射層成膜樹脂的結構選擇和改性，以及金屬氧化物的研究。
美國3M公司，高折射層採用含有萘基或多於一個的芳基的、含芳基硫的丙烯酸酯(占樹脂總量的80%～ 20%);丙烯酸酯交聯劑(占樹脂總量的20%～ 80%)；和官能化的氧化鋯納米顆粒(占固體總含量的40%～ 60%)。含芳基硫的丙烯酸酯單體(折射率高於1. 58)。
納米氧化鋯的表面改性涉及到位於顆粒表面上的特定的特定分子的反應，並且有助於實現聚合物基質內的良好的分散或溶解狀態,改善塗層的透明性、和改善塗層的耐久性。對於待表面改性的納米氧化鋯而言，丙烯酸酯官能團優於甲基丙烯酸酯官能團。
柯尼卡美能達精密光學株式會社，高折射層採用(a)平均一次粒徑為10～ 150nm的金屬氧化物微粒。(b)金屬化合物。通式為AnMBx- n，(M表示金屬原子， A表示可以水解的官能團或者具有可以水解的官能團的烴基，B表示在金屬原子M上共價結合或粒子鍵合的原子團。X表示金屬原子M的原子價，n表示2～ x的整數。)優選烷氧基鈦,烷氧基鋯或它們的螯合物。添加量優選為其所含金屬組分占0. 3～ 5質量%。(c)電離輻射固化型樹脂。
塗布技術與裝置研究
由於採用真空法花費較大的成本，而採用濕塗法時防反射性能不夠。因此，提出一種通過組合濕塗法和氣相法形成防反射層的方法。針對濕塗法和氣相法形成各防反射層之間密合性差的問題進行了研究，提出一種通過濕塗法形成防反射層的中折射率層、通過氣相法形成高折射率層，同時這些層相互之間具有優良的氣密性，並且具備優良的物理和化學耐久性以及良好的防反射性能的防反射膜。第1層和第2層包含至少一種選自鈦和鋯的金屬的氧化物。
防反射膜各層膜厚一般在100nm以下，塗層厚度的微小變化都會影響整個膜層的防止反射的效果。傳統的濕法精細塗布方式如浸塗，微凹板，逆輥等都有其本身的局限性，如浸塗法，塗布液在流體接受槽中的振動導致階梯形不勻性；微凹版塗布因輥的偏心率和偏轉，輥的精度以及輥和刀片的碰撞等導致階梯形不勻性；逆輥塗布也會因為輥的偏心率和偏轉導致階梯形不勻性，而且這幾種塗布方式一般為後計量型，難以保證穩定的膜厚，另外存在對提高塗布速度的限制，因此,對於塗布裝置的選擇和改進也成為一個需要研究的課題。
