[发明专利]在柔性基材表面制备纳米多孔结构减反射涂膜的方法

说明书

本发明公开了一种在柔性基材表面制备纳米多孔结构减反射涂膜的方法，包括以下步骤：1）将硬质粒子的乳液和软质粒子的乳液混合后，再加入(NH₄)₂CO₃或NH₄HCO₃后，得到涂膜液；2）将涂膜液采用旋涂法涂覆在柔性基材上，在鼓风烘箱中干燥后，完成制备。纳米多孔涂膜可实现涂膜低折光率水平的基础的同时，调控涂膜的厚度，改变最大透射率的波长，因此适用范围更广；在涂膜λ_max处在大波长时，涂膜在小波长处的透射率损失很小，仅为0.45%；软质粒子成膜，一方面可将硬质粒子粘和在一起，提供了涂膜结构的完整性；另一方面，还可增强涂膜与基材间的结合力，提高基材形变时，基材光学性能的稳定。

技术领域

本发明涉及减反射涂膜技术领域，具体涉及一种在柔性基材表面制备纳米多孔结构减反射涂膜的方法。

背景技术

减反射涂膜能有效降低基材对入射光的反射率，提高光的利用效率，因此在能源、光学成像以及军事隐形等领域具有广泛的应用前景。因现制备得到的减反射涂膜在可见光波长范围内对光波有着明显的选择性，在减反射涂膜的最大透射率所对应的波长（λ_max）在可见光的大波长范围（700~800nm）时，其涂膜在小波长范围（400~450nm）内的透射率损失非常严重。如文献《Hierarchical Nanoporous Silica Films for WearResistantAntireflection Coatings》（ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 19424−19430）中的减反射涂膜的λ_max为750nm时，该涂膜在400nm处的透射率的损失超过了10%。此外，文献《In situ Assembly of Raspberry-and Mulberry-like SilicaNanospherestoward Antireflective and Antifogging Coatings》（ACS Appl. Mater.Interfaces 2012, 4, 2204−2211）中的减反射涂膜的λ_max为680nm时，该涂膜在400nm处的透射率损失为8.1%。因此，寻找到一种在小波长范围（400~450nm）内的降低透射率损失具有非常现实的意义。

另外，涂覆有减反射涂膜的柔性基材在许多先进的便携式和可穿戴设备上展现出了巨大的应用潜力；诸如可折叠的移动显示器、生物相容性传感器、能量收集或发电装置以及可弯曲的太阳能电池。由于有机柔性基材不耐高温，也易受到一些有机溶剂的腐蚀，因此，一些常见的制备减反射涂膜的方法如溶胶—凝胶法、选择性溶解法等并不适用于在柔性基材上制备减反射涂膜。于是，寻找到一种用于柔性基材表面减反射涂膜的方法是研究热点。

近几年，通过大量的研究，一些课题组开发了一些在柔性基材上制备减反射涂膜的新方法。文献《Controllable electrochemical synthesis of ZnOnanorod arrays onflexibleITO/PET substrate and their structural and optical properties》（Applied Surface Science 259 (2012) 99–104）通过等离子体刻蚀法刻蚀PET基材，在基材表面形成不规则的纳米棒，由于低折光指数的空气（n₀=1.0）填充，降低了基材表面的折光指数实现了基材的减反射增透效果。但是，等离子体的刻蚀本身是以伤害PET基材达到减反射增透目的；另外，该方法还依赖于特定加工设备，加工效率低。基于不损伤基材的目的，文献