抗反射硬涂層和抗反射制品的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本專利申請要求提交于2012年8月1日的日本專利申請JP 2012-170716的優先 權，其公開內容全文以引用方式并入。
技術領域
[0003] 本公開涉及抗反射硬涂層和抗反射制品。
【背景技術】
[0004] 抗反射（AR)涂料用于通過避免內部光等投射到顯示器上來獲得清晰的視頻圖 像。此外，硬涂層處理有時也被執行用于為顯示器表面提供針對用布料等擦拭或與指甲等 接觸導致的刮擦的耐刮擦性。
[0005] 日本未經審查的專利申請公布2006-297680描述"低折射率薄膜，其中固體基材 作為另外一種選擇地浸入到（A)包含0. 01至0. 25摩爾/升的濃度的電解質的細小顆粒分 散體和（B)具有與細小顆粒的表面電荷相反的電荷的離子性的聚合物溶液中，由此由微粒 和作為另外一種選擇地層壓在基材上的聚合物形成微粒層合體膜，并且微粒層合體膜具有 不允許可見光散射的孔結構。"
[0006] 日本未經審查的專利申請公布2002-079616描述"由基材和設置在基材表面上的 透明涂層組成的透明涂層基材，透明涂層具有（i)包含含有氟取代的烷基基團的硅氧烷組 分的基質和（ii)外部外殼層，其中內部部件包含無機化合物顆粒以便為多孔的或中空的， 并且多孔的或中空品質被保持在透明涂層中。"
[0007] 日本未經審查的專利申請公布H07-092305描述"低折射率抗反射膜，其中（1)由 空氣和具有表面粗糙度的有機超細顆粒的混合物組成的部分在抗反射膜的最外層形成，其 中表面粗糙度通過暴露具有最多1. 45的折射率的有機超細顆粒的表面形成，（2)由有機超 細顆粒組成的部分在從最外層延伸的抗反射膜的內部形成，其中有機超細顆粒的最外層自 身交聯或熔凝，以及（3)抗反射膜具有從最外層朝底部逐漸增大的折射率。"
[0008] 公布的PCT專利申請2012-514238的日文譯本描述了通過具有如下步驟的方法形 成的復合材料，"提供包含納米分散相的基質的步驟和通過使用等離子體蝕刻基質用無規 納米結構形成各向異性的表面的步驟"，其中復合材料用作具有可用作抗反射制品的納米 結構的制品。
[0009] 包含經由光固化硅烷偶聯劑改性的SiO2納米顆粒的硬涂層材料在美國專利 5104929和7074463中有所描述。
[0010] 另外存在對顯示器表面提供防污特性的強烈需要。通過固化包含具有六氟環氧丙 烷部位的氟化合物的可聚合組合物而獲得的具有防污特性且具有易洗滌表面的硬涂層材 料在美國專利7718264和美國專利申請公布2008/0124555中有所描述。
【發明內容】
[0011] 本公開的目標為提供抗反射硬涂層和具有優異的耐刮擦性的抗反射制品。
[0012] 本公開的一個實施例提供包含納米顆粒混合物和粘結劑的抗反射硬涂層，該抗反 射硬涂層具有經干蝕刻的表面；納米顆粒構成硬涂層整個質量的40質量％至95質量％ ; 10 質量％至50質量％的納米顆粒具有在2nm至200nm范圍內的平均粒度；50質量％至90質 量％的納米顆粒具有在60nm至400nm范圍內的平均粒度；具有在60nm至400nm范圍內的 平均粒度的納米顆粒的平均粒度與具有在2nm至200nm范圍內的平均粒度的納米顆粒的平 均粒度的比率在2:1至200:1的范圍內。
[0013] 本公開的另一個實施例提供包含基材和一層抗反射硬涂層的抗反射制品，其中基 材具有第一表面，抗反射硬涂層的層設置在基材的第一表面上。
[0014] 填充有高水平納米顆粒的本公開的抗反射硬涂層同時顯示了優異的耐刮擦性和 抗沖擊性，并且表現出由在經干蝕刻的表面上形成的蛾眼結構產生的高抗反射特性。
[0015] 以上描述不應被認為是本發明的所有實施例或本發明的所有優點的公開。
【附圖說明】
[0016] 圖1為示出用于若干粒度的組合（小顆粒組/大顆粒組）的小顆粒組與大顆粒組 的質量比和填充率之間的模擬的結果的圖。
[0017] 圖2為本公開實施例的抗反射制品的剖面圖。
[0018] 圖3為本公開另一個實施例的抗反射制品的剖面圖。
[0019] 圖4為包括本公開實施例的抗反射制品的顯示單元的剖面圖。
[0020] 圖5為包括本公開另一個實施例的抗反射制品的顯示單元的剖面圖。
[0021] 圖6為包括本公開另一個實施例的抗反射制品的顯示單元的剖面圖。
[0022] 圖7為示出實例1和比較例1的透射率測量結果的圖表。
[0023] 圖8為示出實例2和比較例2的透射率測量結果的圖表。
[0024] 圖9為示出實例3和比較例3的透射率測量結果的圖表。
[0025] 圖10為示出實例4和比較例4的透射率測量結果的圖表。
[0026] 圖11為示出實例5至實例8和比較例5與比較例6的透射率測量結果的圖表。
[0027] 圖12為示出實例9與實例10和比較例5與比較例7的透射率測量結果的圖表。
[0028] 圖13為示出實例11與實例12和比較例5與比較例8的透射率測量結果的圖表。
【具體實施方式】
[0029] 出于示出本發明代表性實施例的目的，將在下文中進一步詳述本發明，然而本發 明并不限于這些實施例。
[0030] 在本公開中，"（甲基）丙烯酸"是指"丙烯酸或甲基丙烯酸"，并且"（甲基）丙烯 酸酯"是指"丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯"。此外，"抗反射硬涂層"是指其中在可見光范圍內 的光的反射在硬涂層表面的至少一些區域處減少或被抑制的硬涂層。此外，"經干蝕刻的表 面"是指已經至少部分地經受干蝕刻的表面。
[0031] 本公開的一個實施例的抗反射硬涂層包含納米顆粒混合物和粘結劑并且具有經 干蝕刻的表面。
[0032] 包含在抗反射硬涂層中的代表性粘結劑的示例包括通過聚合可固化單體和/或 可固化低聚物獲得的樹脂和通過聚合溶膠-凝膠玻璃獲得的樹脂。更具體的示例包括丙烯 酸類樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、苯酚樹脂和聚乙烯醇樹脂。此外，可固化單體或可 固化低聚物可以選自在該技術領域中已知的可固化單體或可固化低聚物，并且可以使用兩 種或更多種可固化單體的混合物、兩種或更多種可固化低聚物的混合物，或一種或兩種或 更多種可固化單體和一種或兩種或更多種可固化低聚物的混合物。在若干實施例中，樹脂 的示例包括五丙烯酸二戊赤蘚醇酯（例如，以產品名稱"SR399"購自賓夕法尼亞艾克斯頓 的沙多瑪公司（Sartomer Company，Exton, PA))、季戊四醇三丙稀酸醋異佛樂酮二異氰酸醋 (IPDI)(例如，以產品名稱"UX-5000"購自日本東京的日本化藥株式會社（Nippon Kayaku Co.，Ltd.，Tokyo Japan))、聚氨酯丙烯酸酯（例如，以產品名稱"UV1700B"和"UB6300B" 購自日本大阪的日本合成化學工業有限公司（Nippon Synthetic Chemical Industry Co.，Ltd.，Osaka，Japan))、三甲基羥基二異氰酸酯/羥乙基丙烯酸酯（TMHDI/HEA，例如， 以產品名稱"EBECRYL 4858"購自日本東京的大賽璐-氰特有限公司（Daicel-Cytec Company, Ltd.，Tokyo Japan))、聚環氧乙燒（PEO)改性的雙-A-二丙稀酸醋（例如，以 產品名稱"R551"購自日本東京的日本化藥株式會社（Nippon Kayaku Co. ,Ltd. ,Tokyo Japan))、PE0改性的雙-A-環氧基丙烯酸酯（例如，以產品名稱"3002M"購自日本大阪的共 榮社化學株式會社（Kyoeisha Chemical Co. ,Ltd. ,Osaka, Japan))、基于娃燒的UV可固化 的樹脂（例如，以產品名稱"SK501M"購自日本大阪的長瀨ChemteX公司（Nagase ChemteX Corporation, Osaka, Japan))、和甲基丙稀酸2-苯氧乙醋（例如，以產品名稱"SR340"購自 沙多瑪公司（Sartomer Company))，和使用這些混合物聚合的化合物。例如，當甲基丙稀酸 2-苯氧乙酯在約I. 0質量％至20質量％的范圍內使用時，觀察到對聚碳酸酯的粘附性的改 善。當使用雙官能的樹脂（例如，經PEO改性的雙-A-二丙烯酸酯"R551"）和三甲基羥基 二異氰酸酯/羥乙基丙烯酸酯（TMHDI/HEA)(例如，以產品名稱"EBECRYL 4858"購自日本 東京的大賽璐-氰特有限公司（Daicel-Cytec Company, Ltd. ,Tokyo Japan))時，觀察到硬 涂層在硬度、抗沖擊性和柔韌性的同時改善。
[0033] 抗反射硬涂層中粘結劑的量通常為抗反射硬涂層的總質量的約5質量％至60質 量％，并且在若干實施例中為約10質量％至40質量％或約15質量％至30質量％。根據 本公開，即使粘結劑的量相對小，仍可形成抗反射硬涂層。
[0034] 如必要，抗反射硬涂層還可用另一種可固化單體或可固化低聚物固化。代表性的 可固化單體或可固化低聚物的示例包括選自如下物質的多官能的（甲基）丙烯酸單體和多 官能的（甲基）丙烯酸低聚物：(a)具有兩個（甲基）丙烯酸基團的化合物諸如1，3- 丁二 醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇單丙烯酸酯 單甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、烷氧基化脂族二丙烯酸酯、烷氧基化環己烷二甲醇二 丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、己內酯改性的新戊 二醇羥基新戊酸酯二丙烯酸酯、己內酯改性的新戊二醇羥基新戊酸酯二丙烯酸酯、環己烷 二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化（10)雙酚-A-二 丙烯酸酯、乙氧基化（3)雙酚-A-二丙烯酸酯、乙氧基化（30)雙酚-A二丙烯酸酯、乙氧基化 (4)雙酚-A-二丙烯酸酯、羥基新戊醛改性的三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸 酯、聚乙二醇（200)二丙烯酸酯、聚乙二醇（400)二丙烯酸酯、聚乙二醇（600)二丙烯酸酯、 丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三乙二 醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯等等；(b)具有三個（甲基）丙烯酸基團的化合物諸如 三丙烯酸甘油酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三丙烯酸酯（例如，乙氧