[发明专利]一种纳米多孔结构减反射涂膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米多孔结构减反射涂膜的制备方法，包括以下步骤：1)涂膜液的制备：将硬质粒子乳液和软质粒子乳液混合后，再加入(NH₄)₂CO₃或NH₄HCO₃，之后得到涂膜液；2)将涂膜液在基体上旋涂成膜，得到纳米多孔结构减反射涂膜。本发明选用的无机盐为(NH₄)₂CO₃或NH₄HCO₃，这两种无机盐受热即分解，水洗等工序即可去除，同时，涂膜的减反射效率可进一步增高；(NH₄)₂CO₃或NH₄HCO₃均为碱式盐，加入涂膜液后，涂膜液的OH^‑浓度增高，并被阴离子乳胶粒吸附，乳胶粒表面的电荷浓度增大，因此涂膜前，乳液的分散稳定性很高，涂膜性能的可重复性很好。

技术领域

本发明涉及减反射膜技术领域，具体涉及一种纳米多孔结构减反射涂膜的制备方法。

背景技术

减反射涂膜在降低界面反射，提高入射光效率等方面具有突出的性能，因此，在包括太阳能电池、平板显示器和光线传感器等领域展现了潜在的应用前景，并在近十几年中吸引了工业界的广泛关注。已有多种类型的减反射涂膜得到了很好的发展，其中尤以纳米多孔膜的研究最为突出。

纳米多孔涂膜中，膜孔内空气的折光指数(n₀)仅为1.0左右，由有效介质理论可知，藉此可调控涂膜的折光指数，因此相比均质膜，纳米多孔涂膜的减反射效率更高。基于该思想，现在已发展出了多种制备纳米多孔涂膜的方法，如刻蚀法、溶胶—凝胶方法、选择性溶解法等。例如文献《A multifunctional hierarchical nano/micro-structuredsilicon surface with omnidirectional antireflection and superhydrophilicityvia an anodic aluminum oxide etch mask》(RSC Adv.,2016,6,3764-3773)运用等离子刻蚀技术，刻蚀硅基材，使其表面形成纳米多孔结构，赋予了基材减反射增透的效果，但该方法依赖于特定加工设备，加工效率低。文献《Hierarchical Nanoporous Silica Filmsfor Wear ResistantAntireflection Coatings》(ACS Appl.Mater.Interfaces 2015,7,19424-19430)以“溶胶—凝胶”法制备了改性二氧化硅粒子，以这些粒子组装形成纳米多孔涂膜，涂膜具有良好的减反射性能。然而，该制备过程中，孔结构需要通过高温煅烧实现，不仅涂膜的减发射性能易受到煅烧残留的灰烬影响，而且因有机基材无法抵抗高温，因此，该技术无法用于有机基材减反射。文献《Polymer nanoparticle-based porousantireflective coating on flexible plasticsubstrate》(Polymer，2011，52，778-785)将甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)和聚苯乙烯(PSt)混合涂膜液旋涂在基材上，随后以环己烷将涂膜中的PSt组份溶解后去除，涂膜也形成了多孔结构，并可显著降低基材表面的反射率。但是，有机溶剂的使用限制了涂膜的应用领域，而溶剂中逐渐累积的高浓度聚合物也增加了溶剂回收和涂膜的制造成本。

此外，专利ZL201510532139.5和ZL201510532105.6也公布了基于乳胶整理织物，降低织物表面反射率，实现增深的方案。但其原理只是构筑织物表面的纳米粗糙表面，这点仅限于单层粒子涂膜，而随着涂膜的增厚，上下层粒子相互堆砌，无法实现纳米多孔结构，因此减反射的效率显著低于本发明所述的纳米多孔膜，这点将在本发明申请的对比例中给予证实。

发明内容