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CN117031588A - 雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜及其制备方法 - Google Patents

雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜及其制备方法 Download PDF

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CN117031588A
CN117031588A CN202310950819.3A CN202310950819A CN117031588A CN 117031588 A CN117031588 A CN 117031588A CN 202310950819 A CN202310950819 A CN 202310950819A CN 117031588 A CN117031588 A CN 117031588A
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CN
China
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moth
eye
grid
haze
optical film
Prior art date
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Application number
CN202310950819.3A
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Inventor
金闯
朱晓龙
李贵鹏
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Sidike New Materials Jiangsu Co Ltd
Original Assignee
Sidike New Materials Jiangsu Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sidike New Materials Jiangsu Co Ltd filed Critical Sidike New Materials Jiangsu Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜及其制备方法,该方法包括以下步骤:S1、制备具有蛾眼结构的蛾眼模板;S2、制备具有网格结构和蛾眼结构的蛾眼‑网格复合结构母板;S3、化学电铸工艺得到蛾眼‑网格复合结构母板的子版;S4、制备和蛾眼‑网格复合结构母板的结构一致的蛾眼‑网格复合结构膜;S5、表面镀膜得到雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜;S6、工艺优化调整。本发明利用紫外光固化纳米压印技术、物理/化学气相沉积构建微纳尺寸复合结构光学膜,以蛾眼结构替代多层减反膜,能获得良好的光学减反效果,能够实现宽范围雾度可调、超耐磨的减反膜产品的制备。

Description

雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及光学膜材料领域,特别涉及一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜及其制备方法。
背景技术
随着显示技术的不断发展,对高清画质的需求愈发强烈。光学膜在车载显示、VR/AR、3C产品等领域扮演着重要重色。防眩膜,又称AG膜(Anti-Glare,AG),不仅有出色的防眩光性能,应用在显示领域还能使其画质更清晰,视觉效果也更清晰。防眩光效果是基于表面粗糙发生光线漫反射而实现,不同的粗糙度会有不同的防眩效果,通过控制防眩玻璃表面粗糙度,可带来舒适的触感。市场上的AG膜大多采用化学蚀刻工艺或者AG喷涂工艺加工制成。通常防眩膜的雾度与光泽度、清晰度、闪光点成反比,与粗糙度成正比。通过对雾度参数的调控不仅能为不同需求实现定制方案,进一步地,通过多元化功能的组合,让AG膜在拥有优质的防眩功能的前提下,还能兼具自清洁、超耐磨、优良的耐候性。在业内也能够快速的突破市场,打造技术性的尖端产品。
光学膜对其表面进行改性,可以实现多场景、多功能、多维度需求。以光学防眩膜为例,除了关注其防眩性外,还需要同时兼顾光学减反、机械特性、耐候性等。为解决表面眩光问题,通常采用在显示表面贴合有机防眩膜,但缺点是膜材硬度低不耐划伤。也可以利用化学蚀刻法,在样品表面蚀刻出有序/无序凹坑结构,让光在凹坑处发生漫反射,从而实现防眩光。但化学腐蚀液不具备环境友好特性,且大尺寸加工样品防眩性能不稳定。
目前行业内主流做法,通过将AG药液喷涂在样品表面经固化后得到一个相对粗糙的膜层,增加漫反射从而达到防眩光效果。通过尝试不同喷涂液配方,可以进一步提高AG膜光学雾度、降低表面光泽度。专利CN 109265881 A提出一种低表面光泽度的PVDF薄膜及其制备方法,将无机晶须作为降低光泽度的成分,得到光泽度10左右的AG膜。专利CN115353658 A提供一种无需通过辊压成型且不影响膜材透光性的AG膜的生产工艺,提高了产品的良率,并且不会对其透光性造成影响。专利CN 115044087 A提出一种低雾度(~0.3%)光学膜及其制备方法,通过添加平整度调整层,有效抑制了可见光通过基材层时发生光的散射,从而降低了整个光学膜的雾度。专利CN 107739159 B制备出添加有高折射无机纳米粒子的特有防眩光药液,通过湿法喷涂在玻璃表面,在经过多道工序得到高雾度、低光泽度防眩膜。
然而,由于构建防眩光膜的主要材料二氧化硅构造的表面凹凸尺寸过小、漫散射不足等原因,更高雾度、更低光泽度的防眩光膜产业化应用还存在技术难点。
所以,现在有必要对现有技术进行改进,以提供更可靠的方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,包括以下步骤:
S1、制备具有蛾眼结构的蛾眼模板;
S2、通过3D打印将网格模板复合到步骤S1制备的蛾眼模板上,得到具有网格结构和蛾眼结构的蛾眼-网格复合结构母板;
S3、通过化学电铸工艺得到蛾眼-网格复合结构母板的子版;
S4、在光学基膜上涂覆UV压印胶,以步骤S3得到的子版为模板,利用纳米压印工艺将子版上结构转移到UV压印胶上,脱模,弃子版,得到和蛾眼-网格复合结构母板的结构一致的同时具有网格结构和蛾眼结构的蛾眼-网格复合结构膜;
S5、在步骤S4得到的蛾眼-网格复合结构膜表面镀膜,得到带有保护膜层的蛾眼-网格复合结构膜,即所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜;
S6、对所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜进行光学性能测试,根据测试结果优化调整步骤S2的工艺,通过控制网格结构的表面形貌结构,获得具有不同雾度参数的复合结构光学膜产品。
优选的是,步骤S1具体为:
S1-1、在硬质基底均匀涂布光刻胶;
S1-2、通过电子束曝光在光刻胶上制造形成蛾眼结构所需图案;
S1-3、采用显影工艺去除曝光区域的光刻胶;
S1-4、对显影后的光刻胶通过刻蚀获得蛾眼结构。
优选的是,所述步骤S1具体为:
S1-1、采用旋涂法在硬质基底均匀涂布厚度不大于1μm的光刻胶,其中,光刻胶为电子束正性光刻胶;
S1-2、采用NBL5型号光刻机,通过电子束曝光在光刻胶上制造形成蛾眼结构所需图案;
其中,光刻机的具体工艺参数为:电子枪加速电压20kV-100kV,束电流范围0.2nA-120nA,束斑尺寸0.5nm-5nm,图形发生器扫描频率50MHz,20bit分辨率,步距1nm曝光区域尺寸控制在100nm~200nm;
S1-3、采用显影工艺去除曝光区域的光刻胶;其中,采用非离子显影液,显影时间控制在15s-30s;
S1-4、利用感应耦合等离子,对显影后的光刻胶通过刻蚀获得蛾眼结构;
其中,刻蚀工艺的具体参数为:刻蚀气体Cl2、Ar,气体流速为8sccm~20sccm,刻蚀功率400~800W,刻蚀偏压-65V至-150V,刻蚀速率50nm/min~150nm/min。
优选的是,步骤S1-1中,硬质基底的材质为硅、氧化硅、氮化硅、贵金属或玻璃,光刻胶为PMMA电子束胶。
优选的是,步骤S4中,所述光学基膜选用以下材料中的一种制成的片材或卷材:聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三醋酸纤维素、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚碳酸酯;
压印过程工艺参数为:施加压力为5bar-10bar,温度控制25℃-30℃,紫外光固化光源为395nm LED,固化能量控制在5mJ/cm2-30mJ/cm2
优选的是,步骤S5具体为:
采用原子层沉积工艺以双(二乙基氨基)硅烷为前驱体A、臭氧为前驱体B,在等离子体的辅助下,在步骤S4得到的蛾眼-网格复合结构膜表面沉积厚度为5nm-10nm的氧化硅保护膜层,得到所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜;
沉积过程中,镀膜腔室真空度为1×10-3Pa,镀膜温度100℃-150℃,双(二乙基氨基)硅烷和臭氧流速分别为30sccm、40sccm。
优选的是,其中,网格结构的表面形貌结构为圆弧凸起与圆弧凹陷连续交错排布的阵列结构,定义相邻的一个圆弧凸起与一个圆弧凹陷的总长度为一个周期P1,P1控制在10μm~200μm;
圆弧凸起与圆弧凹陷的曲率半径相同,均控制在100nm~200nm;
表面形貌结构的高度H1控制在500nm~5μm,表面形貌结构的高度H1为圆弧凸起与圆弧凹陷的中间平面与网格结构的表面之间的距离;
蛾眼结构高度H2控制在100nm~200nm。
优选的是,其中,网格结构的表面形貌结构为锯齿凸起与锯齿凹陷连续交错排布的阵列结构,定义相邻的两个锯齿凸起的顶点之间的长度为一个周期P2,P2控制在5μm~20μm;
定义相邻的一个锯齿凸起的顶点和锯齿凹陷的最低点之间的长度为一个周期P3,P3控制在2.5μm~10μm;
锯齿凹陷的张角α控制在90°;
表面形貌结构的高度H3控制在500nm~5μm,表面形貌结构的高度H3为锯齿凸起的顶点和锯齿凹陷的最低点的中间平面与网格结构的表面之间的距离;
锯齿凸起的顶点与锯齿凹陷的最低点之间的垂直高度H4控制在100nm~200nm;
蛾眼结构高度H5控制在100nm~200nm。
优选的是,其中,网格结构的表面形貌结构为梯形凸起与梯形凹陷连续交错排布的阵列结构,定义相邻的两个梯形凸起之间的长度为一个周期P4,P4控制在1μm~5μm;
梯形凸起的上边与梯形凹陷的下边的长度相等,均控制在100nm~200nm;梯形凸起的下边与梯形凹陷的上边的长度相等,均控制在150nm~250nm;
梯形凹陷的侧边与底边之间的夹角β控制在100°~110°;
表面形貌结构高度H6控制在500nm~5μm,表面形貌结构高度H6为梯形凸起的上边与网格结构的表面之间的距离;
梯形凸起的上边和梯形凸起的下边之间的高度H7控制在50nm~100nm;
蛾眼结构高度H8控制在100nm~200nm。
本发明还提供一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜,其通过如上所述的方法制备得到。
本发明的有益效果是:
本发明利用紫外光固化纳米压印技术、物理/化学气相沉积构建微纳尺寸复合结构光学膜,以蛾眼结构替代多层减反膜,制备得到了一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜,能获得良好的光学减反效果,能够实现宽范围雾度可调、超耐磨的减反膜产品的制备;与传统涂布方式AG膜相比,本发明借由纳米压印工艺制备的AG复合结构光学膜,还拥有自清洁及优良的耐候性能;本发明制备的复合结构光学膜兼具优异的耐磨性能,具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法的流程图;
图2为本发明的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备工艺图;
图3为本发明的实施例1中的网格结构的表面形貌结构示意图;
图4为本发明的实施例2中的网格结构的表面形貌结构示意图;
图5为本发明的实施例3中的网格结构的表面形貌结构示意图;
图6为本发明的耐磨测试的水滴角测试结果;
图7为本发明的耐磨测试的反射光谱和表面形貌测试结果。
附图标记说明:
1—蛾眼结构;2—网格结构;3—蛾眼-网格复合结构母板;4—子版;5—光学基膜;6—UV压印胶;7—蛾眼-网格复合结构膜;8—雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
下列实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法。下列实施例中所用的材料试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。下列实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
参照图1和图2,本发明提供一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜及其制备方法,该方法包括以下步骤:
S1、制备具有蛾眼结构的蛾眼模板:
S1-1、采用旋涂法在硬质基底均匀涂布厚度不大于1μm的光刻胶,其中,光刻胶为电子束正性光刻胶;
其中,硬质基底的材质为硅、氧化硅、氮化硅、贵金属或玻璃,优选为硅基底,光刻胶选用电子束正性光刻胶,优选为PMMA电子束胶。
可选择的光刻胶涂覆方法包括旋涂法、喷涂法和定量滴胶法等,本发明中优选为旋涂法,具体为:将光刻胶滴在硅片中心处,使硅片高速旋转,光刻胶在离心力的作用下均匀铺满整个硅片。
S1-2、采用NBL5型号光刻机,通过电子束曝光在光刻胶上制造形成蛾眼结构所需图案;
其中,光刻机的具体工艺参数为:电子枪加速电压20kV-100kV,束电流范围0.2nA-120nA,束斑尺寸0.5nm-5nm,图形发生器扫描频率50MHz,20bit分辨率,步距1nm曝光区域尺寸控制在100nm~200nm;
S1-3、采用显影工艺去除曝光区域的光刻胶;其中,采用非离子显影液,优选为四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液,显影时间控制在15s-30s;停影后使用高纯度的去离子水冲刷硬质基底表面的显影液;
S1-4、利用感应耦合等离子(ICP),对显影后的光刻胶通过刻蚀获得蛾眼结构1;
其中,刻蚀工艺的具体参数为:刻蚀气体Cl2、Ar,气体流速为8sccm~20sccm,刻蚀功率400~800W,刻蚀偏压-65V至-150V,刻蚀速率50nm/min~150nm/min。
S2、通过3D打印将网格模板复合到步骤S1制备的蛾眼模板上,得到具有网格结构2和蛾眼结构1的蛾眼-网格复合结构母板3。
S3、通过化学电铸工艺得到蛾眼-网格复合结构母板的子版。
S4、在光学基膜5上涂覆UV压印胶,以步骤S3得到的子版4为模板,利用纳米压印工艺将子版4上结构转移到UV压印胶6上,脱模,弃子版4,得到和蛾眼-网格复合结构母板的结构一致的同时具有网格结构和蛾眼结构的蛾眼-网格复合结构膜7;
其中,所述光学基膜选用以下材料中的一种制成的片材或卷材:聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三醋酸纤维素、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚碳酸酯,厚度为40μm~80μm;优选为三醋酸纤维素或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在优选的实施例中,UV压印胶型号mr-NIL 6000E,主要成分为30%-40%丙烯酸树脂、20%-30%丙烯酸偶联剂、5%-10%光引发剂、有机溶剂10%-20%。
压印过程工艺参数为:施加压力为5bar-10bar,温度控制25℃-30℃,紫外光固化光源为395nm LED,固化能量控制在5mJ/cm2-30 mJ/cm2
S5、在步骤S4得到的蛾眼-网格复合结构膜表面镀膜,得到带有保护膜层的蛾眼-网格复合结构膜,即所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜8:
采用原子层沉积工艺,以双(二乙基氨基)硅烷为前驱体A、臭氧为前驱体B,在等离子体的辅助下,在步骤S4得到的蛾眼-网格复合结构膜表面沉积厚度为5nm-10nm的氧化硅保护膜层,得到所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜;
沉积过程中,镀膜腔室真空度为1×10-3Pa,镀膜温度100℃-150℃,双(二乙基氨基)硅烷和臭氧流速分别为30sccm、40sccm。
S6、对所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜进行光学性能测试,根据测试结果优化调整步骤S2的工艺,通过控制网格结构的表面形貌结构,获得具有不同雾度参数的复合结构光学膜产品。
在以下实施例中,展示具有三种不同表面形貌结构的复合结构光学膜产品。
实施例一
一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜及其制备方法该方法包括以下步骤:
S1、制备具有蛾眼结构的蛾眼模板:
S1-1、采用旋涂法在硬质基底均匀涂布厚度不大于1μm的光刻胶,其中,光刻胶为电子束正性光刻胶;
其中,硬质基底的材质为硅,光刻胶为PMMA电子束胶。
S1-2、采用NBL5型号光刻机,通过电子束曝光在光刻胶上制造形成蛾眼结构所需图案;
其中,光刻机的具体工艺参数为:电子枪加速电压60kV,束电流60nA,束斑尺寸2nm,图形发生器扫描频率50MHz,20bit分辨率,步距1nm曝光区域尺寸控制在150nm;
S1-3、采用显影工艺去除曝光区域的光刻胶;其中,采用非离子显影液,优选为四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液,显影时间控制在20s;停影后使用高纯度的去离子水冲刷硬质基底表面的显影液;
S1-4、利用感应耦合等离子(ICP),对显影后的光刻胶通过刻蚀获得蛾眼结构;
其中,刻蚀工艺的具体参数为:刻蚀气体Cl2、Ar,气体流速为10sccm,刻蚀功率600W,刻蚀偏压-100V,刻蚀速率100nm/min。
S2、通过3D打印将网格模板复合到步骤S1制备的蛾眼模板上,得到具有网格结构和蛾眼结构的蛾眼-网格复合结构母板。
S3、通过化学电铸工艺得到蛾眼-网格复合结构母板的子版。
S4、在光学基膜上涂覆UV压印胶,以步骤S3得到的子版为模板,利用纳米压印工艺将子版上结构转移到UV压印胶上,脱模,弃子版,得到和蛾眼-网格复合结构母板的结构一致的同时具有网格结构和蛾眼结构的蛾眼-网格复合结构膜;
其中,所述光学基膜选用三醋酸纤维素膜,厚度为60μm;UV压印胶型号mr-NIL6000E。
压印过程工艺参数为:施加压力为7bar,温度控制25℃,紫外光固化光源为395nmLED,固化能量控制在15mJ/cm2
S5、采用原子层沉积工艺,以双(二乙基氨基)硅烷为前驱体A、臭氧为前驱体B,在等离子体的辅助下,在步骤S4得到的蛾眼-网格复合结构膜表面沉积厚度为8nm的氧化硅保护膜层,得到所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜;
沉积过程中,镀膜腔室真空度为1×10-3Pa,镀膜温度120℃,双(二乙基氨基)硅烷和臭氧流速分别为30sccm、40sccm。
本实施例中,通过优化调整步骤S2的工艺,控制网格结构的表面形貌结构,能够获得雾度在1%以内的复合结构光学膜产品。
其中,网格结构和蛾眼结构的材料(UV压印胶)的折射率为1.7~1.9。
本实施例中,网格结构的表面形貌结构为圆弧凸起与圆弧凹陷连续交错排布的阵列结构,参照图3,图中(A)为光学基膜,(B)为网格结构,(C)为蛾眼结构;
定义相邻的一个圆弧凸起与一个圆弧凹陷的总长度为一个周期P1,P1控制在10μm~200μm;
圆弧凸起与圆弧凹陷的曲率半径相同,均控制在100nm~200nm;
表面形貌结构的高度H1控制在500nm~5μm,表面形貌结构的高度H1为圆弧凸起与圆弧凹陷的中间平面与网格结构的表面之间的距离;
蛾眼结构高度H2控制在100nm~200nm。
参照表1,为本实施例的表面形貌结构的具体参数,以及对应的雾度指标。
表1
实施例二
本实施例的步骤与实施例1基本相同,不同之处主要在于通过调整步骤S2的工艺控制的网格结构的表面形貌结构,以下主要列出不同之处。
本实施例中,网格结构的表面形貌结构为锯齿凸起与锯齿凹陷连续交错排布的阵列结构,参照图4,图中(A)为光学基膜,(B)为网格结构,(C)为蛾眼结构;
定义相邻的两个锯齿凸起的顶点之间的长度为一个周期P2,P2控制在5μm~20μm;
定义相邻的一个锯齿凸起的顶点和锯齿凹陷的最低点之间的长度为一个周期P3,P3控制在2.5μm~10μm;
锯齿凹陷的张角α控制在90°;
表面形貌结构的高度H3控制在500nm~5μm,表面形貌结构的高度H3为锯齿凸起的顶点和锯齿凹陷的最低点的中间平面与网格结构的表面之间的距离;
锯齿凸起的顶点与锯齿凹陷的最低点之间的垂直高度H4控制在100nm~200nm;
蛾眼结构高度H5控制在100nm~200nm。
参照表2,为本实施例的表面形貌结构的具体参数,以及对应的雾度指标,可以看出,通过设计不同的形貌结构参数,本实施例能够获得雾度在2%-5%左右范围的复合结构光学膜产品。
表2
实施例三
本实施例的步骤与实施例1基本相同,不同之处主要在于通过调整步骤S2的工艺控制的网格结构的表面形貌结构,以下主要列出不同之处。
本实施例中,网格结构的表面形貌结构为梯形凸起与梯形凹陷连续交错排布的阵列结构,参照图5,图中(A)为光学基膜,(B)为网格结构,(C)为蛾眼结构;
定义相邻的两个梯形凸起之间的长度为一个周期P4,P4控制在1μm~5μm;
梯形凸起的上边与梯形凹陷的下边的长度相等,均控制在100nm~200nm;梯形凸起的下边与梯形凹陷的上边的长度相等,均控制在150nm~250nm;
梯形凹陷的侧边与底边之间的夹角β控制在100°~110°;
表面形貌结构高度H6控制在500nm~5μm,表面形貌结构高度H6为梯形凸起的上边与网格结构的表面之间的距离;
梯形凸起的上边和梯形凸起的下边之间的高度H7控制在50nm~100nm;
蛾眼结构高度H8控制在100nm~200nm。
参照表3,为本实施例的表面形貌结构的具体参数,以及对应的雾度指标,可以看出,通过设计不同的形貌结构参数,本实施例能够获得雾度在11%-15%左右范围的复合结构光学膜产品。
表3
参照图6、图7,为实施例一至三和对比例所获得的光学膜产品的耐磨性能测试结果,其中的对比例不包括网格结构(即无步骤S2),其余制备方法与实施例1相同。
耐磨测试参照测试标准GB/T 1768-2006,选用耐摩擦试验机(通用设备),光学膜在500g加载力下经过bonstar#0000钢丝绒(2cm*2cm)循环往复耐摩擦检测。合格标准:3000次摩擦后膜材表面无光学变色,划伤<5条,水滴角≥85°。参照图6、图7分别为实施例一至三和对比例耐磨测试的水滴角、反射光谱和表面形貌测试结果。经过测试表明,实施例一至三的光学膜产品摩擦后膜材表面水滴角>85°,无光学变色且划伤<5条,对比例的结果为水滴角为81.1°,光谱反射异常且划伤>5条;可以看出实施例一至三的光学膜产品的耐磨测试结果合格,而对比例不合格。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、制备具有蛾眼结构的蛾眼模板;
S2、通过3D打印将网格模板复合到步骤S1制备的蛾眼模板上,得到具有网格结构和蛾眼结构的蛾眼-网格复合结构母板;
S3、通过化学电铸工艺得到蛾眼-网格复合结构母板的子版;
S4、在光学基膜上涂覆UV压印胶,以步骤S3得到的子版为模板,利用纳米压印工艺将子版上结构转移到UV压印胶上,脱模,弃子版,得到和蛾眼-网格复合结构母板的结构一致的同时具有网格结构和蛾眼结构的蛾眼-网格复合结构膜;
S5、在步骤S4得到的蛾眼-网格复合结构膜表面镀膜,得到带有保护膜层的蛾眼-网格复合结构膜,即所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜;
S6、对所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜进行光学性能测试,根据测试结果优化调整步骤S2的工艺,通过控制网格结构的表面形貌结构,获得具有不同雾度参数的复合结构光学膜产品。
2.根据权利要求1所述的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,步骤S1具体为:
S1-1、在硬质基底均匀涂布光刻胶;
S1-2、通过电子束曝光在光刻胶上制造形成蛾眼结构所需图案;
S1-3、采用显影工艺去除曝光区域的光刻胶;
S1-4、对显影后的光刻胶通过刻蚀获得蛾眼结构。
3.根据权利要求2所述的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:
S1-1、采用旋涂法在硬质基底均匀涂布厚度不大于1μm的光刻胶,其中,光刻胶为电子束正性光刻胶;
S1-2、采用NBL5型号光刻机,通过电子束曝光在光刻胶上制造形成蛾眼结构所需图案;
其中,光刻机的具体工艺参数为:电子枪加速电压20kV-100kV,束电流范围0.2nA-120nA,束斑尺寸0.5nm-5nm,图形发生器扫描频率50MHz,20bit分辨率,步距1nm曝光区域尺寸控制在100nm~200nm;
S1-3、采用显影工艺去除曝光区域的光刻胶;其中,采用非离子显影液,显影时间控制在15s-30s;
S1-4、利用感应耦合等离子,对显影后的光刻胶通过刻蚀获得蛾眼结构;
其中,刻蚀工艺的具体参数为:刻蚀气体Cl2、Ar,气体流速为8sccm~20sccm,刻蚀功率400~800W,刻蚀偏压-65V至-150V,刻蚀速率50nm/min~150nm/min。
4.根据权利要求3所述的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,步骤S1-1中,硬质基底的材质为硅、氧化硅、氮化硅、贵金属或玻璃,光刻胶为PMMA电子束胶。
5.根据权利要求1所述的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,步骤S4中,所述光学基膜选用以下材料中的一种制成的片材或卷材:聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三醋酸纤维素、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚碳酸酯;
压印过程工艺参数为:施加压力为5bar-10bar,温度控制25℃-30℃,紫外光固化光源为395nm LED,固化能量控制在5mJ/cm2-30mJ/cm2
6.根据权利要求1所述的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,步骤S5具体为:
采用原子层沉积工艺以双(二乙基氨基)硅烷为前驱体A、臭氧为前驱体B,在等离子体的辅助下,在步骤S4得到的蛾眼-网格复合结构膜表面沉积厚度为5nm-10nm的氧化硅保护膜层,得到所述雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜;
沉积过程中,镀膜腔室真空度为1×10-3Pa,镀膜温度100℃-150℃,双(二乙基氨基)硅烷和臭氧流速分别为30sccm、40sccm。
7.根据权利要求1所述的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,其中,网格结构的表面形貌结构为圆弧凸起与圆弧凹陷连续交错排布的阵列结构,定义相邻的一个圆弧凸起与一个圆弧凹陷的总长度为一个周期P1,P1控制在10μm~200μm;
圆弧凸起与圆弧凹陷的曲率半径相同,均控制在100nm~200nm;
表面形貌结构的高度H1控制在500nm~5μm,表面形貌结构的高度H1为圆弧凸起与圆弧凹陷的中间平面与网格结构的表面之间的距离;
蛾眼结构高度H2控制在100nm~200nm。
8.根据权利要求1所述的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,其中,网格结构的表面形貌结构为锯齿凸起与锯齿凹陷连续交错排布的阵列结构,定义相邻的两个锯齿凸起的顶点之间的长度为一个周期P2,P2控制在5μm~20μm;
定义相邻的一个锯齿凸起的顶点和锯齿凹陷的最低点之间的长度为一个周期P3,P3控制在2.5μm~10μm;
锯齿凹陷的张角α控制在90°;
表面形貌结构的高度H3控制在500nm~5μm,表面形貌结构的高度H3为锯齿凸起的顶点和锯齿凹陷的最低点的中间平面与网格结构的表面之间的距离;
锯齿凸起的顶点与锯齿凹陷的最低点之间的垂直高度H4控制在100nm~200nm;
蛾眼结构高度H5控制在100nm~200nm。
9.根据权利要求1所述的雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜的制备方法,其特征在于,其中,网格结构的表面形貌结构为梯形凸起与梯形凹陷连续交错排布的阵列结构,定义相邻的两个梯形凸起之间的长度为一个周期P4,P4控制在1μm~5μm;
梯形凸起的上边与梯形凹陷的下边的长度相等,均控制在100nm~200nm;梯形凸起的下边与梯形凹陷的上边的长度相等,均控制在150nm~250nm;
梯形凹陷的侧边与底边之间的夹角β控制在100°~110°;
表面形貌结构高度H6控制在500nm~5μm,表面形貌结构高度H6为梯形凸起的上边与网格结构的表面之间的距离;
梯形凸起的上边和梯形凸起的下边之间的高度H7控制在50nm~100nm;
蛾眼结构高度H8控制在100nm~200nm。
10.一种雾度可调、超耐磨的复合结构光学膜,其特征在于,其通过如权利要求1-9中任意一项所述的方法制备得到。
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