[發(fā)明專利]寬帶全向聚合物抗反射涂層

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880018752.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN110431121B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王保民;N·C·吉本克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賓州研究基金會(huì)
• 主分類號(hào): C03C17/28
• 分類號(hào): C03C17/28;G02B1/111
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 丁靄迪;翟羽

使用沉積工藝和/或溶解工藝產(chǎn)生用于聚合物基底的抗反射涂層的方法可以在基底的外表面上提供涂層。一些實(shí)施例可包括在基底上通過(guò)GLAD產(chǎn)生的含氟聚合物涂層或共蒸發(fā)的含氟聚合物涂層，其可實(shí)現(xiàn)聚合物基底的超低折射率以及改善的粘合性和耐久性。在一些實(shí)施例中，進(jìn)行沉積工藝使得可以蒸發(fā)含氟聚合物以形成含氟聚合物的鏈片段。擴(kuò)散到基底中的鏈片段隨后可以再聚合，從而與基底的聚合物鏈互鎖。在一些實(shí)施例中，共蒸發(fā)工藝可以形成含氟聚合物的納米多孔聚合物鏈支架，犧牲材料可以從該支架中溶出。形成的涂層可以是多層或連續(xù)漸變的抗反射涂層，其與基底具有強(qiáng)粘合性。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)涉及并要求于2017年1月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/447,060號(hào)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

關(guān)于聯(lián)邦政府資助研究與開發(fā)的聲明

本發(fā)明是在能源部授予的批準(zhǔn)號(hào)DE-AR0000626的政府支持下完成的。政府擁有發(fā)明的某些權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)例涉及使用掠射角沉積或其他工藝產(chǎn)生用于聚合物基底的抗反射涂層、用于產(chǎn)生這種涂層的設(shè)備、所形成的涂層、具有這種涂層的基底以及與其相關(guān)的創(chuàng)新。

背景技術(shù)

常規(guī)抗反射涂層的示例可以從美國(guó)專利公開號(hào)2006/0099396、美國(guó)專利公開號(hào)2010/0259823、美國(guó)專利公開號(hào)2013/0271843、美國(guó)專利公開號(hào)2014/0202984、美國(guó)專利公開號(hào)2014/0374377、美國(guó)專利公開號(hào)2016/0233825、美國(guó)專利號(hào)7,914,852和美國(guó)專利號(hào)5,900,288中得到理解。從光學(xué)透鏡和成像系統(tǒng)到顯示器、太陽(yáng)能聚光器和/或光伏器件等的應(yīng)用中均使用有當(dāng)前的寬帶抗反射(AR)涂層。

常規(guī)抗反射系統(tǒng)和方法可能不適合某些光學(xué)系統(tǒng)(例如，塑料光學(xué))。這可能是由于粘合性差、熱膨脹嚴(yán)重不匹配、涂層工藝溫度的固有限制和/或其他缺陷。另外，常規(guī)的抗反射系統(tǒng)和方法可以在有限的帶寬(例如，到可見光譜范圍)下操作。此外，傳統(tǒng)系統(tǒng)和方法的復(fù)雜性(例如，大多數(shù)可以包括使用四層或更多層)可能造成額外的障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開了抗反射涂層和制備這種涂層的方法。一些實(shí)施例可包括對(duì)涂層進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)化使得對(duì)其折射率漸變。一些實(shí)施例可包括通過(guò)低壓和/或低溫技術(shù)使得折射率漸變。涂層的實(shí)施例可以應(yīng)用于光學(xué)系統(tǒng)的基底(例如，彎曲透鏡、菲涅耳透鏡等)。涂層的實(shí)施例可以表現(xiàn)出與基底的曲面兼容性。一些實(shí)施例可以包括掠射角沉積(GLAD)以在基底的實(shí)施例上產(chǎn)生涂層的實(shí)施例。一些實(shí)施例可包括選擇性溶解技術(shù)以在基底的實(shí)施例上產(chǎn)生涂層的實(shí)施例。一些實(shí)施方式可以促進(jìn)產(chǎn)生施加于聚合物基底的含氟聚合物涂層，所述聚合物基底可以由聚合物材料構(gòu)成，如丙烯酸材料、聚碳酸酯材料、環(huán)烯烴聚合物材料(例如Zeonex牌環(huán)烯烴聚合物材料)、環(huán)烯烴共聚物材料(例如TOPAS牌環(huán)烯烴共聚物)、聚乙烯材料或塑料材料。

實(shí)施例可以進(jìn)一步包括光學(xué)部件，該光學(xué)部件可以包括施加到配置用作光學(xué)元件(例如，透鏡)的基底的實(shí)施例的至少一部分上的涂層的實(shí)施例。這可以用于改變基底的光學(xué)透射率。光學(xué)部件的實(shí)施例可以表現(xiàn)出寬帶全向抗反射性能和/或極端耐久性。可以進(jìn)行涂層的沉積，使得涂層材料裂解成分子片段，隨后分子片段擴(kuò)散到聚合物基底的表面中、然后以與待涂覆涂層的基底表面處的聚合物基底的聚合物鏈互鎖的方式再聚合。擴(kuò)散和再聚合可以發(fā)生在從外表面延伸到基底中的深度內(nèi)(例如，從基底的外表面延伸到基底的前1微米(μm)中，可以認(rèn)為是從表面延伸進(jìn)入到基底1μm深，從基底的外表面延伸進(jìn)入到基底前10至50納米(nm)深，可以認(rèn)為是從外表面延伸進(jìn)入到基底10至50nm深等)。

在至少一個(gè)實(shí)施例中，產(chǎn)生抗反射涂層的方法可包括通過(guò)沉積工藝在聚合物基底的表面上形成涂層。可以在基底表面上形成涂層，使得涂層材料在涂層材料汽化期間汽化形成涂層材料的鏈片段，隨后，汽化的鏈片段擴(kuò)散到聚合物基底的表面中、隨著鏈片段的層被施加到基底的表面上而進(jìn)入基底表面一定深度，隨后，擴(kuò)散到基底中的鏈片段再聚合以與基底的聚合物鏈互鎖。