[发明专利]低折射率材料的保护涂层

说明书

背景技术

具有纳米级孔或空隙结构的制品基于由其纳米空隙组合物提供的光学、物理或机械性能可用于多种应用。例如，纳米空隙制品包括至少部分地围绕孔或空隙的聚合物固体网络或基质。孔或空隙通常被气体(例如空气)填充。纳米空隙制品中的孔或空隙的尺寸总体上可描述为具有可以在约1纳米至约1000纳米范围内的平均有效直径。国际纯粹与应用化学联合会(The International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC)已定义纳米多孔材料的三个尺寸类别：空隙小于2nm的微孔、空隙在2nm与50nm之间的中孔和空隙大于50nm的大孔。上述不同尺寸类别中的每一种都可为纳米空隙制品提供独特的性质。

发明内容

本发明描述了一种低折射率材料的保护涂层，和一种用于制备受保护低折射率材料的方法。保护涂层部分地穿过低折射率材料的孔，从而提供保护该孔的密封，并且通过在该受保护低折射率材料的特性方面形成梯度可加强该构造。本发明还提供了一种具有受保护低折射率材料的扩散低折射率光学元件和设置在该低折射率材料上的扩散层。在一个方面，本发明提供了一种方法，该方法包括将第一溶液涂布在基材上，该第一溶液包括多个金属氧化物颗粒、粘合剂和溶剂，其中该粘合剂在该溶剂中具有第一浓度；将第二溶液涂布在第一溶液上，该第二溶液包括以第二浓度处于该溶剂中的粘合剂，该第二浓度不同于第一浓度；以及从第一溶液和第二溶液中去除溶剂以形成受保护膜，其中粘合剂与金属氧化物颗粒的重量比在受保护膜的厚度方向上增大。

在另一个方面，本发明提供了一种方法，该方法包括将第一溶液涂布在基材上，该第一溶液包括多个金属氧化物颗粒、粘合剂和溶剂，其中该粘合剂在该溶剂中具有第一浓度；将第二溶液涂布在第一溶液上，该第二溶液包括以第二浓度处于该溶剂中的粘合剂，该第二浓度不同于第一浓度；以及从第一溶液和第二溶液中去除溶剂以形成受保护膜，其中粘合剂与金属氧化物颗粒的重量比在受保护膜的厚度方向上增大。该方法还包括将第四溶液涂布在受保护膜上，该第四溶液具有第二粘合剂和第二溶剂，其中该第二粘合剂在该第二溶剂中具有第四浓度；将第五溶液涂布在第四溶液上，该第五溶液具有以第五浓度处于第二溶剂中的第三粘合剂和多个漫射体颗粒；以及从第四溶液和第五溶液中去除溶剂以形成扩散膜。

在另一方面，本发明提供了一种制品，该制品包括基材；设置在基材的主表面上的第一层，该第一层包含分散于粘合剂中的金属氧化物颗粒和多个空隙；设置在第一层上的第二层，该第二层包含分散于粘合剂中的金属氧化物颗粒，不存在所述多个空隙；和设置在第二层上的保护层，该保护层包含粘合剂，不存在金属氧化物颗粒并且不存在多个空隙。

在另一方面，本发明提供了一种制品，该制品包括基材；设置在基材的主表面上的第一层，该第一层包含分散于粘合剂中的金属氧化物颗粒和多个空隙；设置在第一层上的第二层，该第二层包含分散于粘合剂中的金属氧化物颗粒，不存在所述多个空隙；和设置在第二层上的保护层，该保护层包含粘合剂，不存在金属氧化物颗粒并且不存在多个空隙。该制品还包括设置在保护层上的第三层，该第三层具有第二粘合剂；和设置在第三层上的第四层，该第四层具有多个漫射体颗粒和第三粘合剂。

上述发明内容并非旨在描述本发明的每个所公开实施例或每种实施方案。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了示例性实施例。

附图说明

整个说明书参考附图，在附图中，类似的附图标号表示类似的元件，并且其中：

图1示出了在基材上坡流涂布两个层的示意图；

图2A示出了图1中涂层的一部分的剖视示意图；

图2B示出了图2A在干燥方法的过程中的剖视示意图；

图2C示出了受保护膜的剖视示意图；

图3A示出了图2C中受保护膜上涂层的剖视示意图；并且

图3B示出了图3A中干燥构造的剖视示意图。

附图未必按比例绘制。附图中使用的类似标号是指类似组件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的组件并不旨在限制在另一附图中以相同标号标记的组件。

具体实施方式

本发明提供了通过将聚合物控制扩散到低折射率层中来密封和加强低折射率热解法二氧化硅涂层的技术。在一个具体实施例中，可利用两个层的同时涂布来影响扩散。在一些情况下，可利用两个层的顺序涂布；然而，顺序涂布优选地以快速连续的方式进行，同时两个涂布层仍在溶液中。利用这些技术，已制备出先前在物理上不可能的受保护膜。