【摘 要】
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减反射涂层是一种能减少或者消除基板表面反射光、增加光线透过率的一种光学涂层。减反射涂层在电子显示屏、汽车车窗、建筑窗户以及光学器件等领域具有广阔的应用市场。目前减反射结构的制备方法主要有化学气相沉积、纳米压印、蒸镀和湿法涂布等。湿法涂布成本低廉、操作简单,是一种很有产业化前景的方法。在实际应用场景中,考虑到紫外线(200-400 nm)和蓝紫光(380-450 nm)对皮肤和眼睛有害,因此能够增加
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减反射涂层是一种能减少或者消除基板表面反射光、增加光线透过率的一种光学涂层。减反射涂层在电子显示屏、汽车车窗、建筑窗户以及光学器件等领域具有广阔的应用市场。目前减反射结构的制备方法主要有化学气相沉积、纳米压印、蒸镀和湿法涂布等。湿法涂布成本低廉、操作简单,是一种很有产业化前景的方法。在实际应用场景中,考虑到紫外线(200-400 nm)和蓝紫光(380-450 nm)对皮肤和眼睛有害,因此能够增加450-800 nm可见光透过率且能阻隔200-450 nm波长的有害光的减反射涂层具有极其诱人的市场前景。基于上述背景,本论文的工作主要包括以下两大方面。(1)制备减反射涂层所需关键原料中空Si O2粒子(Hollow silica particles,HSPs)溶胶的制备研究:以聚丙烯酸/氨水(PAA/NH4OH)和H2O的混合物为软模板,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在NH4+的催化下TEOS在模板表面水解和缩合制备HSPs,探究PAA的量和预氨化阶段加入H2O的量对HSPs尺寸及尺寸分布的影响。结果表明,使用不加H2O的模板溶液,当PAA的相对用量为0.2 mmol/L时,所得预氨化模板较为均匀,所得HSPs的平均尺寸约为180 nm,其尺寸分布宽度约为6 nm。随着预氨化阶段加H2O量的增加,模板的尺寸减小,HSPs的平均尺寸可从180 nm减小到106 nm。H2O的添加对获得单分散性良好的HSPs具有重要作用。当H2O添加量为3 m L时,HSPs的尺寸分布最窄约为1 nm。(2)聚碳酸酯(PC)板表面光固化减反射涂层的制备研究:将HSPs分别与两种光固化涂覆液混合,以湿法涂布的方式在PC基板表面制备可低温紫外固化的减反射涂层,探究不同规格的HSPs与光固化涂覆液之间的匹配性及对涂层光学性能的影响规律。结果显示,制备HSPs时在模板中加入H2O可使减反射涂层在200-450 nm波长范围内的平均透率由32.4%下降到21.9%,同时在450-800 nm波长范围内的平均透率由91.6%增加到93.6%。相较于含水HSPs制备的减反射涂层,表面修饰剂六甲基二硅胺烷(HMDS)对不含水的HSPs制备减反射涂层具有更显著的光学性能提升作用。与PC基板相比,典型减反射涂覆样品的最大透过率可从90.7%提高到97.2%,在450-800 nm波长范围内的平均透过率可从90.1%提高到95.2%,在200-450 nm波长范围内的平均透过率可从50.7%降低到19.5%。
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