包含硅氧烷化合物的超親水性防反射涂敷組合物、利用其的超親水性防反射膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可以形成具有低折射率和超親水性的涂敷層的超親水性防反射 涂敷組合物、利用其的超親水性防反射膜及上述超親水性防反射膜的制備方法，更詳細(xì)的， 涉及使用包含將硅氧烷化合物聚合而成的粘結(jié)劑的超親水性防反射涂敷組合物來(lái)形成涂 敷層，從而能夠使反射率最小化并且超親水性優(yōu)秀的超親水性防反射膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在顯示器暴露于各種照明和自然光等外光的情況下，隨著在顯示器的內(nèi)部形成的 圖像因反射光而不能鮮明地凝聚在眼中，致使對(duì)比度（contrast)降低，從而不僅難以看到 畫面，還會(huì)使眼睛感到疲勞或引發(fā)頭痛。基于這種理由，對(duì)防反射的要求也在逐漸強(qiáng)烈。
[0003] 就形成有單層防反射膜的基板而言，將基板定義為基板的折射率為ns、單層防反 射膜的折射率為η的情況下，防反射膜的反射率R的最小值表示為（n s-n2)V(ns+n2)2。上述 反射率R的最小值在η 2= n s時(shí)出現(xiàn)，因此，單層防反射膜的折射率η越接近（n s)1/2,單層防 反射膜的反射率越小。一般，考慮到在透明導(dǎo)電性膜中作為基板使用的聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯的折射率n s約為1. 54,為了降低防反射膜的反射率R，優(yōu)選地，防反射膜的折射率η盡 可能接近大約1. 22~1. 24范圍。
[0004] 以往的防反射膜主要在透光性基材上配置防反射層，例如，在日本公開特許第 2002-200690號(hào)中公開的上述防反射層是從透光性基材一側(cè)開始依次層迭硬涂層、厚度為 1 μπι以下的高折射率層及低折射率層的三層結(jié)構(gòu)。
[0005] 并且，為了簡(jiǎn)化制備工序，在日本公開特許第2000-233467中公開了在上述防反 射層中省略高折射率層，并將由硬涂層和低折射率層層迭而成的二層結(jié)構(gòu)。
[0006] 另一方面，通過(guò)作為低折射材料的中空型二氧化硅粒子的開發(fā)，進(jìn)行了對(duì)于折射 率非常低的低折射涂敷材料的研宄。但是，利用現(xiàn)有的丙烯酸樹脂來(lái)開發(fā)的低折射涂敷材 料的情況下，折射率未能達(dá)到作為對(duì)防反射的上述理論性最佳值的1. 22~1. 24。為了改善 這樣的問(wèn)題，進(jìn)行了添加包含氟的高分子物質(zhì)來(lái)降低折射率的努力，但產(chǎn)生了涂敷面的表 面能過(guò)高的問(wèn)題。因此，主要開發(fā)具有疏水性表面的防反射涂敷層。
[0007] 但是，防反射涂敷層使用于室外用顯示器的情況下，考慮到具有自凈功能的物質(zhì) 圍繞產(chǎn)品的環(huán)境時(shí)非常有利，并且可以因其超親水性期待這樣的自凈功能。但是，處于在防 反射涂敷層同時(shí)賦予超親水功能的例子全無(wú)的實(shí)情。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的摶術(shù)問(wèn)題
[0009] 為此，本發(fā)明人為了開發(fā)將具有低折射率和超親水性的二氧化硅涂敷層涂敷于基 材上的超親水性防反射膜而進(jìn)行研宄、努力的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用包含將硅氧烷化合物聚合而 成的粘結(jié)劑的涂敷液的情況下，可以制備出包含具有超親水性和低折射率的涂敷層在內(nèi)透 射率為94%以上、光反射率為2. 0%以下且水滴接觸角為10°以下的超親水性防反射膜， 從而完成了本發(fā)明。
[0010] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供利用包含特定硅氧烷化合物粘結(jié)劑的涂敷液形成 超親水性防反射層，使反射率最小化的同時(shí)，提高光透射率并體現(xiàn)超親水功能的防反射膜 及其制備方法。
[0011] 摶術(shù)方案
[0012] 為了達(dá)成上述目的的本發(fā)明的超親水性防反射涂敷組合物，其特征在于，包含：粘 結(jié)劑，其由下述化學(xué)式1所表示的硅烷化合物聚合而成；以及中空二氧化硅粒子。
[0013] [化學(xué)式1]
[0014] R1xSi(OR2)4-X
[0015] 在上述化學(xué)式1中，R1為碳數(shù)1~10的烷基、碳數(shù)6~10的芳基或碳數(shù)3~10 的烯基，R 2為碳數(shù)1~6的烷基，X表示0彡X < 4的整數(shù)。
[0016] 并且，本發(fā)明的超親水性防反射膜，其特征在于，包含超親水性低折射率層，所述 超親水性低折射率層是通過(guò)將上述超親水性涂敷組合物涂敷于基材的表面而形成的。
[0017] 并且，本發(fā)明的超親水性防反射膜的制備方法，包括：將上述化學(xué)式1所表示的硅 烷化合物聚合來(lái)制備粘結(jié)劑的步驟；制備包含經(jīng)過(guò)表面處理的中空二氧化硅粒子的超親水 性涂敷組合物的步驟，上述表面處理是指，在中空二氧化硅粒子添加上述粘結(jié)劑和催化劑； 在基材膜的至少一面涂敷上述超親水性涂敷組合物的步驟；以及對(duì)所涂敷的上述超親水性 涂敷組合物進(jìn)行熱處理的步驟。
[0018] 有益效果
[0019] 使用本發(fā)明的超親水性防反射涂敷組合物的情況下，可以形成具有低折射率的同 時(shí)能夠以超親水性體現(xiàn)自凈功能的超親水性反射涂敷層。
[0020] 利用這樣的超親水性反射涂敷組合物的超親水性防反射膜的防反射效果和自凈 功能優(yōu)秀，因此期待可以適用于室外用等多種顯示設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 參照詳細(xì)后述的一些實(shí)施例，能夠使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征以及實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)和特 征的方法更加明確。但是，本發(fā)明并不局限于以下所公開的一些實(shí)施例，而是以相互不同 的多種形態(tài)體現(xiàn)，本實(shí)施例僅僅使本發(fā)明的公開更加完整，且為了將本發(fā)明的范疇完整地 告知于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而提供，本發(fā)明僅根據(jù)發(fā)明要求保護(hù)范圍來(lái)定 義。
[0022] 以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的防反射涂敷組合物、防反射膜及其制備方法進(jìn)行詳細(xì) 說(shuō)明。
[0023] 軺親水件防反射涂敷組合物
[0024] 本發(fā)明的超親水性防反射涂敷組合物包含：粘結(jié)劑，其由下述化學(xué)式1所表示的 一種以上的硅烷化合物聚合而形成；以及中空二氧化硅粒子；
[0025] [化學(xué)式1]
[0026] R1xSi(OR2)4-X
[0027] 在上述化學(xué)式1中，R1為碳數(shù)1~10的烷基、碳數(shù)6~10的芳基或碳數(shù)3~10 的烯基，R2為碳數(shù)1~6的烷基，X表示O彡X < 4的整數(shù)。
[0028] 上述化學(xué)式1所表示的硅烷化合物，在X為0的情況下，可表現(xiàn)為具有四個(gè)烷氧基 的四官能團(tuán)型烷氧基硅烷，在X為1的情況下，可表現(xiàn)為具有三個(gè)烷氧基的三官能團(tuán)型烷氧 基硅烷，在X為2的情況下，可表現(xiàn)為具有兩個(gè)烷氧基的>官能團(tuán)型烷氧基硅烷。在X為3 的情況下，作為官能團(tuán)的烷氧基僅有一個(gè)，因此，在與上述化學(xué)式1所表示的其他硅烷化合 物發(fā)生縮合反應(yīng)方面并不優(yōu)選。
[0029] 在上述化學(xué)式1中，碳數(shù)為6~10的芳基可包含苯基或甲苯基等，碳數(shù)為3~10 的烯基可包含烯丙基、1-丙烯基、1- 丁烯基、2- 丁烯基或3- 丁烯基等。
[0030] 作為上述硅烷化合物，可以使用選自四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅 燒、四異丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四仲丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷、二甲氧基硅烷、 三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基 硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、異丁基三乙氧基硅烷、環(huán)己基三甲氧基硅烷、 苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙 基二甲氧基硅烷、條丙基二乙氧基硅烷、^甲基^甲氧基硅烷、^甲基^乙氧基硅烷、^苯 基二甲氧基硅烷及二苯基二乙氧基硅烷中的一種或兩種以上的化合物，但并不局限于此。
[0031] 上述化學(xué)式1所表示的硅烷化合物在進(jìn)行水解后進(jìn)行脫水縮合聚合。另一方面， 在上述水解及脫水縮合反應(yīng)中可以使用酸催化劑，更具體地，可以使用硝酸、鹽酸、硫酸或 醋酸等。
[0032] 上述形成的硅氧烷化合物起到粘結(jié)劑的作用的同時(shí)，起到對(duì)中空二氧化娃粒子進(jìn) 行表面處理的作用。
[0033] 上述硅氧烷化合物的重均分子量為1000~100000,優(yōu)選為2000~50000,更加優(yōu) 選為5000~20000的范圍。如果上述重均分子量小于1000,則難以形成所需的超親水性的 具有低折射率的涂敷層，在上述重均分子量大于100000的情況下，存在降低超親水性防反 射膜的透光度的問(wèn)題。
[0034] 另一方面，所謂中空二氧化硅粒子（hollow silica particles)是由硅化合物或 有機(jī)娃化合物匯出的二氧化娃粒子，意味著在上述二氧化娃粒子的表面和/或內(nèi)部存在空 的空間的形態(tài)的粒子。
[0035] 上述中空二氧化硅粒子為分散于分散溶劑（水或有機(jī)溶劑）的形態(tài)，上述中空二 氧化硅粒子可以是固體成分的含量為5~40重量％的膠體（colloid)形態(tài)。在此，作為可 以用作上述分散溶劑的有