专利名称：改进的防反射复合材料的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及显示光学特性的改进的防反射复合结构，更具体地涉及用于显示应用中的表现有防反射特性的这样的结构。
背景技术：
近几年来，防反射复合材料越来越多的被广泛使用。防反射复合材料最通常是被用于窗户、镜子和包括电视屏与计算机监视屏等各种显示应用中，以将反射的“眩光”减至最小。
最普通的是在特定波长下具有为四分之一波长光学厚度的那种类型的复合材料。此类型复合材料能够在整个可见光范围将表面反射减少到小于1％。
典型的防反射复合材料是由透光基材和一层或多层的防反射的面层组成的。通常将透明的硬涂层淀积于基材与防反射层之间，而赋予复合材料以机械耐用性与物理强度。每层中所用的材料与每层厚度是这样选择的，以致使最大量的光穿过复合材料，而使被复合材料所反射的光达到最小量。
迄今已经知道许多类型的防反射复合材料，其大多数是由成对的高或低反射指数材料组成的。本技术领域中的最早的专利之一，即，美国专利№2478385，介绍在玻璃基材上的中/高/低反射指数材料的三层结构。
涉及防反射涂层的另一个早期的专利是美国专利№3432225，其中公开一种将使用二种不同的材料，即ZrO2和MgF2的四层防反射涂层体系相组合的方法。就此方法来说，其基本问题是MgF2的固有柔软度，这种固有柔软度限制了此方法在许多应用方面的使用。
另一种多层防反射涂层被公开在美国专利№3565509中，其中为了简化生产，而将三层体系减少到使用二种材料的二层结构。
最常用的防反射涂层是四层结构。这样的结构能由二种防反射涂料而不是如某些早期专利中所指出的三由到四种的不同材料来制成。为了在广范围的光谱内获得最好的性质，对每层的厚度进行优化。
大部份的防反射复合材料使用高指数电介质防反射层作为结构的一部分。在电磁屏蔽与静电放电控制成为主要关心问题的应用中，导电的高指数氧化物例如氧化铟或氧化锡被掺入到设计结构中。美国专利№4422721涉及使用导电涂层作为防反射设计结构的一部分。
美国专利№5170291公开一种四层防反射复合材料，其中DC反应性溅涂法被建议为优选的淀积方法。美国专利№5579162公开一种多层防反射复合材料，它采用DC反应性溅涂法作为热敏基材上的优选淀积方法。
就防反射复合材料而言，存在几个问题。第一个问题在于需要专门的方法将防反射涂层淀积到聚合物基材上。
第二个问题是，就淀积防反射复合材料的各层而建议的大部分生产工艺是可能的，但是只有极少数是实际可行的。这点尤为重要，因为还没有在连续辊涂(网纹涂装)机中淀积防反射涂层的有资料记载的方法。
现知防反射复合材料的第三个问题是，制造效率一般很低以及低的淀积率，这是制造防反射复合材料先前所固有存在的。
现知防反射复合材料的第四个问题是很难将防反射涂层粘附到聚合物、特别是用硬涂层覆盖的聚合物基材上。
因此，需要有能克服现有技术中存在问题的改进的防反射复合材料。
概述本发明解决了这些问题。本发明提供一种具有甚高的可见光透射率与对400nm-800nm波长的可忽略的可见光反射率的防反射复合材料。这样的涂层可适用于任何要求低的光反射率和要求电磁屏蔽的表面。本发明所提供的防反射复合材料可用于各种显示应用中。
在一种实施方案中，本发明为一种包括(a)透光的基材；(b)被淀积在基材上的硬涂层；(c)被淀积在硬涂层上的第一透明氧化物层；和(d)被淀积在第一透明氧化物层上的第二透明氧化物层的防反射复合材料。最好，透明氧化物层是通过包括中频AC溅涂或对称/不对称的偶极DC溅涂的脉冲磁控管溅涂而被淀积的。
在本发明的另一种优选实施方案中，具有平均厚度为约2埃到约100埃的薄碳层被淀积在硬涂层与基材之间。在本发明的另一种优选实施方案中，具有平均厚度为约2埃到约100埃的薄碳层被淀积在最外的透明氧化物层与低表面能层之间。
在本发明的更完善的实施方案中，所说的复合材料包括至少为一对被淀积在硬涂层面上的氧化物层。每一对氧化物层包括(i)被淀积在硬涂层上的第一透明氧化物层，第一透明氧化物层的反射指数在约1.65到约2.65之间并具有平均厚度为约100埃到约3200埃；和(ii)被淀积在第一透明氧化物层上的第二透明氧化物层，第二透明氧化物层的反射指数在约1.2到约1.85之间并具有平均厚度为约100埃到约3200埃。
在紧接着就要介绍的上面具有至少一对的氧化物层的复合材料的优选实施方案中，一透明氧化物层是三元氧化物层。
在具有至少一对的氧化物层的复合材料的优选实施方案中，一层具有厚度在约400埃到约1000埃之间的氧化铝或氧化锆层被淀积在硬涂层与氧化物层对之间。具有反射指数为约1.50到约2.20的其它氧化物能取代上述的物件。
在具有至少一对的氧化物层的复合材料的再一种的优选实施方案中，在最外的一对中的第二透明氧化物层的反射指数在约1.2与约1.85之间并具有40达因/厘米2或以下的低表面能。
在另一优选的实施方案中，低表面能层是以真空淀积的有机/无机混合物。
透明层可以通过真空或非真空方法或通过它们二者的结合方法被淀积。
硬涂层可以是具有反射指数在约1.4到约2之间并具有平均厚度在约0.5与约10微米之间的“通常的”有机硬涂层，最好它是通过湿化学法被淀积的。硬涂层还可以是具有反射指数在约1.5与约2之间并具有平均厚度在约0.5与约10微米之间的无机材料或有机/无机材料，最好它们是通过真空方法被淀积的。
附图参照下面的说明书、权利要求书与附图，本发明的特征、特性与优点会更好地被理解，这些附图是
图1A是具有本发明特征的防反射复合材料的示意图；图1B是显示如图1A中所示的防反射复合材料的防反射性能的曲线图2A是具有本发明特征的第二种防反射复合材料的示意图；图2B是显示如图2A中所示的防反射复合材料的防反射性能的曲线图；图3A是具有本发明特征的第三种防反射复合材料的示意图；图3B是显示如图3A中所示的防反射复合材料的防反射性能的曲线图；图4A是具有本发明特征的第四种防反射复合材料的示意图；图4B是显示如图4A中所示的防反射复合材料的防反射性能的曲线图；和图5是可在本发明中使用溅涂机的示意图。
发明说明下面的讨论详细地介绍了本发明的一种实施方案及其若干种变异。然而，不应对本发明限制到如这些具体的实施方案。技术熟练的实施者还会考虑许多其他的实施方案。
本发明为一种改进的防反射复合材料。在本发明的所有实施方案中，所说的复合材料包括基材和被淀积在基材上的一种或多种的防反射层。
基材是透光的。基材能够是刚性材料，诸如玻璃或硬质聚碳酸酯。最好，基材是能够以成卷的形式被提供的柔软材料，诸如软聚合物材料。通常，这样的材料是软质聚碳酸酯、对苯二甲酸乙二酯(“PET”)和其他具有卓越的光学特性与成卷性的软质聚合物材料。
在基材为柔软材料情况下，通常对基材施加透明的硬涂层以使其增加物理强度与机械耐久性。硬涂层还可具有某些光学特性，这些光学特性在构成整个防反射复合材料时能被利用。
在本发明的一种实施方案中，硬涂层是具有厚度在约0.5到约10微米之间和具有反射指数在约1.2到约2之间的“整块硬涂料”层。通常，为了当被真空淀积时减少脱气性，这样的整块硬涂层选自与真空相容的材料。被用来生产这样的整块硬涂料层的合适材料是(i)聚氨酯，(ii)可聚合的长链丙烯酸类和甲氧基硅氧烷，和(iii)硅酸盐、紧密交联的丙烯酸聚合物、溶剂流铸的环氧化物以及它们的混合物。
在本发明中有用的整块硬涂层是具有反射指数在约1.5与约2之间的无机硬涂层。这样的硬涂层可以是由Al2O3和/或SiO2组成的。另外，整块硬涂料层还可以是由具有反射指数在约1.5到约2之间、优选是通过真空淀积法而被淀积的有机/无机材料组成的。
一层或多层的防反射层被淀积在硬涂层上。这样的防反射层的厚度与反射指数是这样选择的，以致使与基材和硬涂层相结合的防反射层形成显示防反射性的复合材料。
最好，薄的碳层被淀积在硬涂层与防反射层之间。碳层的厚度为约2埃与约100埃。碳层在硬涂层与防反射层之间起粘合促进层的作用，特别是当防反射层是通过溅涂而被淀积的情况下。现还发现，所说的碳层能使从硬涂层涂敷的基材向外排气的表面最小。碳层的性质及其淀积方法被充分介绍于美国专利№4802967、4865711和4913762中(全都颁发给Wilfred Kittler)，此处全文引用以作参考。
在无这样碳层的情况下，其他的方法诸如化学处理、电晕放电、辉光放电或淀积底氧化物(底漆)层被用来设法在硬涂层涂敷的基材与防反射层之间提供合适的粘合力。然而，所有这些现有技术的尝试只能提供不充分的粘合力，且是十分费钱的或具有与它们相关的其他生产上的问题。
在本发明中，碳薄层被淀积在硬涂层的表面上，且最好是通过溅涂淀积。
碳层特别有用于促进硬涂层对具有低表面能或临界表面张力的其他材料的粘合。
还发现碳层能使硬涂层的外排气最小，这是在使用硬涂料加工中的主要问题。通过使外排气最小，在淀积防反射涂层期间，使用薄碳层的本发明的复合材料是明显地更稳定与更均匀。
碳层还被用作插在基材与硬涂层之间和低表面能层与最外的透明氧化物层之间的粘合促进层。例如，能够提供包括柔软基材(通常为PET)、淀积在柔软基材上的整块硬涂层、和淀积在硬涂层上的氧化物层的防反射复合材料，其中薄碳层被插入在基材与硬涂层之间、硬涂层与氧化物层之间和/或氧化物层与表面能小于40达因/厘米2的低表面能层之间。
防反射层能够通过现有技术中熟知的真空淀积法来淀积。其例子是蒸发、溅涂、PECVD，等等。在典型的实施方案中，防反射层是通过单阴极或多阴极溅涂法来淀积的。
在本发明的一种实施方案中，防反射层是通过双阴极溅涂法被淀积的。双阴极溅涂法使用使用中频AC正弦波脉冲电源。双阴极装置使用二个并排放置的磁控管阴极。双阴极装置大大减轻了传统DC磁控管溅涂法的问题，包括电弧控制与固有的阳极问题。
在反应性DC溅涂中出现固有的阳极问题，是由于加工室、阳极、和更大部分的靶成为被无规生长的绝缘层覆盖所致的。绝缘层对阳极和屏蔽的覆盖导致变化的与困难的加工条件。在氧化物溅涂期间产生许多“微电弧”而在被淀积层中造成缺陷。为了避免这种飞弧的发生，一些人已使用RF溅涂法，但是由于它的低淀积率与配套网络要求方面的困难之故，RF溅涂法在工业方面的应用是受到很大限制。
在双阴极溅涂装置中，二个磁控管源被连接到偶极脉冲发生器，以致使每个阴极交替地起磁控管放电的阴极与阳极的作用。与DC溅涂相反，被供入到反应放电过程中的电能是具有频率为20-100khz的脉冲形式，它妨碍绝缘区的放电并防止靶飞弧。双阴极溅涂法提供了涂料的创新的溅涂淀积，换句话说使用DC溅涂法是不能大规模地进行。
双阴极磁控管溅涂法提供以下的胜过现有技术的DC溅涂法和其他现有技术的涂布法，例如DC和RF法的优点；(1)淀积率高于相当的DC和RF型溅涂法；(2)在长的操作期间增加加工的稳定性；(3)大大减少由于飞弧引起的层缺陷；和(4)能容易地达到低于2％的交叉网涂的均匀性。
双阴极溅涂法是优选的，特别对生产包括多防反射涂层的导电和不导电的防反射复合材料。
在当防反射层材料是高绝缘的(例如，介电的)材料时，双阴极溅涂法尤被优选。在DC反应性溅涂淀积高绝缘材料时的飞弧是由磁控管阴极上绝缘层的电击穿过程而引发的。这是因为淀积设备包括构成环状的磁埸，而所说的磁埸限制了朝向“跑道”区的靶的溅涂侵蚀之故。在该区域中，溅涂率高于由反向溅涂而引起的生长。然而，在离跑道更远的地方生长率超过靶侵蚀率，因此靶的这些部分将被绝缘层所覆盖。此覆盖会引起各种类型的飞弧。由于这些飞弧之故，在涂层中出现缺陷并且也很难控制此过程。
上述有关DC溅涂的问题在原则上可以通过使用RF法来解决。然而，RF溅涂不能提供高的淀积率。RF溅涂通常还伴之以高的基材热负荷与高的颗粒能。因此，RF溅涂是不适合于大面积基材的涂覆和热敏性柔软薄膜基材的。
在本发明的另一实施方案中，淀积防反射涂层的方法是对称/不对称的偶极脉冲DC溅涂法。不对称的偶极脉冲DC溅涂被优选用作单阴极溅涂，因为它大大减少了与反应性DC溅涂法有关的靶中毒问题。在反应性DC溅涂法中，存在一种将绝缘层聚积在靶表面(“靶中毒”)的倾向。当绝缘物被淀积在靶表面上时，形成电容器。靶起一导体的作用，等离子体起另一导体的作用和绝缘薄膜形成为电容器的电介质。然后因为DC电流不能流过电容器之故而发生问题。第一个问题是，由于没有电流，没有来自靶的此区域的溅涂。电流是离子流，因此，如果没有氩离子冲击该区域的话，那么就不会有靶原子被释放，并因此不可能发生溅涂。第二个问题是，所形成的电容器不可能具有足够的介电性以耐受一直充电到应用电压的程度。如若不然的话，绝缘击穿将会引起荷电载体的突然放电，迫使局部的电流密度增加而进入到表面放电区，这将导致飞弧。此种飞弧在绝缘薄膜中形成缺陷。
另一方面，不对称的偶极脉冲DC溅涂允许设定首先使靶上的绝缘体以高于基材的溅涂产率被溅涂的条件。此“优先的溅涂”有效地减少了靶的中毒。优先的溅涂是通过向正常的DC波形加上反向电压偏压脉冲来实现的。如果典型的溅涂是在-400伏操作的话，极性很快地被反向到约+100伏，引起电容器在暴露于等离子体中时的表面上被充电到反相(-100伏)。一俟反向脉冲结束与电压恢复到溅涂模式(-400伏)，电容器的等离子体一侧即被充电到-100伏。当靶达到-100伏时，等离子上的有效电压为-500伏。于是，氩离子被静电引力吸到绝缘体并以特别大的能量(-500伏)冲击之，这首先溅涂离靶的绝缘体，减少了靶中毒与飞弧。
不对称的偶极脉冲DC溅涂法取决于脉冲的频率，因为脉冲必须频繁地发生到足以防止在电容器上电荷积聚到超过击穿电压的程度。典型的加工频率为在约80khz与约150khz之间。反向偏压不能太高，因为这有可能从充电电容器变为溅涂屏蔽物与室壁。一般所用的电压为约+75到约+150伏。
双阴极对称/不对称的偶极脉冲DC溅涂法使用具有周期的矩形波脉冲链的偶极脉冲电源。这为输出电压提供独立控制正与负脉冲时间，并提供最大的操作性能。借助于随意的可调整性与偶极脉冲DC的选择性，dc+、dc-、单极+与单极-的控制作用是可能的。从而使有可能对材料诸如导体、半导体和非导体进行等离子处理。
一般说，就绝缘层而言可以使用脉冲DC溅涂以增加淀积率、大大消除飞弧和在低温下获得高质量的薄膜。与正弦(AC)溅涂不同，偶极脉冲DC(矩形波形)达到独立控制“开与关”的时间，以调整等离子体密度与避免飞弧之间的平衡。正与负脉冲宽度在从几微秒到高达约1.5秒的相当大范围内是可调整的，并可改变脉冲之间的关闭时间。频率可被改变。
使用中频AC脉冲电源的双阴极溅涂法和对称/不对称偶极DC溅涂工艺易于适合能在连续长度的基材上淀积防反射层的大面积辊涂机。
在本发明的优选实施方案中，防反射层是由至少为一对被淀积在硬涂层顶面上的氧化物层形成的。每对氧化物层包括(i)被淀积在硬涂层上的第一透明氧化物层，此第一透明氧化物层具有反射指数为约1.65到约2.65之间和具有平均厚度为约100埃到约3200埃；和(ii)被淀积在第一透明氧化物层上的第二透明氧化物层，此第二透明氧化物层具有反射指数为约1.2到约1.85之间和具有平均厚度为约100埃到约3200埃。最好，第一透明氧化物层是导电涂层。
在一个最优选的实施方案中，透明氧化物层之一是三元合金，例如InZnSnOx、InZnGaOx和InZnMgOx。
在另一个特别优选的实施方案中，具有厚度为约400埃到约1000埃的氧化铝或氧化锆层被插入在硬涂层与氧化物层对之间。此被插入层所选反射指数为约1.5到约2.20。
在本发明的所有的实施方案中，低表面能层，通常被称为“防污层”，它能被淀积于反射层之上。一般说，这样的防污层具有约为40达因/厘米2或以下的低表面能。在本发明的极好的实施方案中，至少一对的氧化物层、在最外对层中的第二透明氧化物层，具有反射指数为约1.2到约1.85之间，和具有为约40达因/厘米2或以下的低表面能。
在本发明的优选实施方案中，通过在涂碳的硬涂层与一对透明的氧化物层之间插入一层氧化铝或氧化锆，能制造具有二层防反射层的复合材料，其性能与具有四层或更多层防反射层的现有技术的复合材料一样好。
图1A和4A示明二种不同的防反射复合材料，它们包括被淀积在硬涂层上的四层防反射层。图2A示明具有二层防反射层的防反射复合材料，和图3A示明具有三层防反射层的防反射复合材料。
图1B说明例如图1A中所示的防反射复合材料的防反射性。基材为PET并具有反射指数为1.65。硬涂层是被蒸气淀积到基材上的无机Al2O3材料。硬涂层的反射指数为1.70和平均厚度为4微米。碳层具有平均厚度为5埃。碳层是通过真空淀积法淀积的。第一透明氧化物层是SiO2，其反射指数为1.46。第二透明氧化物层是Al2O3，其反射指数为1.70。第三透明氧化物层是ITO，其反射指数为2.0，而第四透明氧化物层是SiO2，其反射指数为1.46。每一透明氧化物层是通过由中频AC正弦波溅涂与对称/不对称偶极脉冲CD溅涂组成的脉冲磁控管溅涂而被淀积的。低表面能层淀积在第四透明氧化物层的顶面上。低表面能层是氟聚合物材料，其反射指数为1.38，平均厚度为为20埃。低表面能层的表面能小于约40达因/厘米2。
图2B示明如图2A所示的具有二层结构的二种防反射复合材料的防反射性。这二种结构中，基材是PET并具有反射指数为1.65。硬涂层是被施加在基材上的UV固化的丙烯酸硬涂层。硬涂层的反射指数为1.63和平均厚度为6微米。碳层具有平均厚度为5埃。碳层是通过真空淀积法淀积的。第一透明氧化物层是ITO，具有反射指数为2.0。第二透明氧化物层是SiO2，具有反射指数为1.46。每一透明氧化物层是通过由中频AC正弦波溅涂与对称/不对称偶极脉冲CD溅涂组成的脉冲磁控管溅涂而淀积的。低表面能层被淀积在第二透明氧化物层的顶面上。低表面能层是氟聚合物材料，具有反射指数为1.38，平均厚度为为20埃。低表面能层的表面能小于约40达因/厘米2。
其反射性被示明于图2A中的二种防反射复合材料之间的唯一差别是硬涂层的反射指数与涂层的厚度。
图3B示明如图3A所示的具有三层结构的和如图1A所示的具有四层结构的这二种防反射复合材料的防反射性。在三层结构中，基材是PET并具有反射指数为1.65。硬涂层是被施加在基材上的UV固化的丙烯酸硬涂层。硬涂层的反射指数为1.50和平均厚度为6微米。碳层具有平均厚度为5埃并且是通过真空淀积法淀积的。第一透明氧化物层是Al2O3，具有反射指数为1.70。第二透明氧化物层是ITO，具有反射指数为2.0。第三透明氧化物层是SiO2，具有反射指数为1.46。低表面能层被淀积在第三透明氧化物层的顶面上。低表面能层是氟聚合物材料，具有反射指数为1.38，平均厚度为为20埃。低表面能层的表面能小于约40达因/厘米2。
其反射性示于图3B中的四层结构具有反射指数为1.65的PET基材。硬涂层是被施加在基材上的UV固化的丙烯酸硬涂层。硬涂层的反射指数为1.50和平均厚度为6微米。碳层具有平均厚度为5埃。碳层是通过真空淀积法淀积的。第一透明氧化物层是ITO，具有反射指数为2.0。第二透明氧化物层是SiO2，具有反射指数为1.46。第三透明氧化物层是ITO，具有反射指数为2.0，和第四透明氧化物层是SiO2，具有反射指数为1.46。每一透明氧化物层均是通过由中频AC正弦波溅涂与对称/不对称偶极脉冲CD溅涂组成的脉冲磁控管溅涂而被淀积的。低表面能层是氟聚合物材料，具有反射指数为1.38，和平均厚度为为20埃。低表面能层的表面能为小于约40达因/厘米2。
图4B示明如图4A所示的防反射复合材料的防反射性。在此实施方案中，基材是PET并具有反射指数为1.65。硬涂层是被施加在基材上的UV固化的丙烯酸硬涂层。硬涂层的反射指数为1.50和平均厚度为6微米。碳层具有平均厚度为5埃并且是通过蒸气淀积法淀积的。第一透明氧化物层均是ITO，具有反射指数为2.0。第二透明氧化物层是SiO2，具有反射指数为1.46。第三透明氧化物层是ITO，具有反射指数为2.0，和第四透明氧化物层是SiO2，具有反射指数为1.46。每一透明氧化物层均是通过由中频AC正弦波溅涂与对称/不对称偶极脉冲CD溅涂组成的脉冲磁控管溅涂而被淀积的。低表面能层是氟聚合物材料，具有反射指数为1.38，和平均厚度为为20埃。低表面能层是通过湿化学和溅涂而被淀积的。低表面能层的表面能为小于约40达因/厘米2。
下面介绍具有本发明特征的防反射复合材料的制备。此实施例仅被用来说明本发明而不是被用来限制本发明范围的。
实施例在如图5中所示的实验室规模的研究与开发型的辊-辊溅涂机中生产四层防反射复合材料。阴极尺寸为15″×4.5″和鼓尺寸为16″。图5显示实验室规模的研究与开发型溅涂机。真空涂布过程说明基材175微米有硬涂层的PET的柔软卷材。PET的反射指数为1.65，硬涂层的厚度为6微米和反射指数为1.50。
第一道步骤辉光放电(等离子清洗)的加工条件气体氩/氧50/50功率50瓦电压900伏电流0.06安速度2.英尺/分钟第二道步骤碳层的加工条件靶 碳(99.9999％)气体氩100sccm功率1.5千瓦电压562伏电流2.68安速度24英尺/分钟总压力2.56微米汞柱淀积方法DC溅涂第三道步骤第一透明氧化物层的加工条件靶 In/Sn 90/10气体氩100sccm，氧34sccm功率2.5千瓦电压369伏电流6.8安速度4.5英尺/分钟总压力2.54微米汞柱淀积方法不对称偶极脉冲DC溅涂第四道步骤第二透明氧化物层的加工条件靶 硅(掺杂硼)气体 氩68sccm，氧25sccm功率2.5千瓦电压396伏电流6.3安速度2.6英尺/分钟总压力2.0微米汞柱淀积方法不对称偶极脉冲DC溅涂第五道步骤第三透明氧化物层的加工条件靶 90/10锢/锡气体氩100sccm，氧34sccm功率2.5千瓦电压369伏电流6.8安速度1.63英尺/分钟总压力2.54微米汞柱淀积方法不对称偶极脉冲DC溅涂第六道步骤第四透明氧化物层的加工条件靶 硅(掺杂硼)气体氩68sccm，氧25sccm功率2.5千瓦电压396伏电流6.3安速度0.68英尺/分钟总压力2.0微米汞柱淀积方法不对称偶极脉冲DC溅涂在有硬涂层的PET真空淀积后，通过湿化学法将非常薄的表面能层(氟化合物)淀积在试样上。
上述防反射复合材料的性质总透射率大于92％在450与650nm之间的平均反射率0.45％粘合试验(横切100×1.5平方毫米(cross cut 100 squares 1.5mm)，快速折断5次)合格硬度试验(ASTM D 3363)合格(3H铅笔)钢棉磨擦(#0000钢棉，磨擦60次，重量200克)合格(没有可见的损坏)湿度试验(50℃，95％ RH，48小时)通过反射率、粘合与酒精磨擦试验导电率低于250欧姆/平方低表面能层(防污染)小于40达因/厘米2所生产的试样具有卓越的防反射性、非常经久耐用，具有非常低的反射率和良好的透射性。这些试样，当被应用到(电视机或计算机的)显示屏时，通过降低屏上的眩光而大大地增加了亮度。
在对本发明进行如此描述之后，显然，在不背离本发明的范围与明晰含义的前提下，可以采用许多结构上的变化与修改。
权利要求
1.一种防反射复合材料，包括(a)透光的基材；(b)淀积在基材上的硬涂层；(c)具有平均厚度为约2埃到约100埃之间的薄碳层；(d)淀积在薄碳层上的第一透明氧化物层；和(e)淀积在第一透明氧化物层上的第二透明氧化物层。
2.权利要求1的防反射复合材料，其中透明氧化物层是通过中频A/C溅涂而淀积的。
3.权利要求1的防反射复合材料，其中透明氧化物层是通过对称/不对称偶极D/C溅涂而淀积的。
4.权利要求1的防反射复合材料，还包括表面能小于约40达因/厘米2的最外的透明的低表面能层。
5.权利要求4的防反射复合材料，其中低表面能层是真空淀积的有机/无机混合物。
6.权利要求4的防反射复合材料，其中低表面能层贴近于最外的透明氧化物层淀积，且其中平均厚度在约2埃到约100埃之间的薄碳层被淀积在低表面能层与最外的透明氧化物层之间。
7.权利要求1的防反射复合材料，其中第一透明氧化物层的反射指数在约1.65到约2.65之间，并其平均厚度在约100埃到约3200埃之间，其中第二透明氧化物层的反射指数在约1.2到约1.85之间，并其平均厚度在约100埃到约3200埃之间。
8.权利要求1的防反射复合材料，其中透明氧化物层之一是三元氧化物层。
9.权利要求1的防反射复合材料，其中中间氧化物层被置于薄碳层与第一透明氧化物层之间，该中间氧化物层的厚度在约400埃到约1000埃之间，并其反射指数在约1.5到约2.2之间。
10.权利要求1的防反射复合材料，其中选自氧化铝与氧化锆的金属氧化物的中间氧化物层被淀积于薄碳层与第一透明氧化物层之间，该中间氧化物层的厚度在约400埃到约1000埃之间。
11.权利要求1的防反射复合材料，其中复合材料还包括淀积于离基材最远处的最外透明氧化物层，最外透明氧化物层的反射指数在约1.2与约1.85之间，并其表面能为小于约40达因/厘米2。
12.权利要求1的防反射复合材料，其中硬涂层是无机或有机/无机材料，其反射指数在约1.5到约2之间，并其平均厚度在约0.5微米到约10微米之间。
13.一种防反射复合材料，包括(a)透光的基材；(b)淀积在基材上的硬涂层；(c)淀积在薄碳层上的第一透明氧化物层；和(d)淀积在第一透明氧化物层上的第二透明氧化物层；其中透明氧化物层是通过中频A/C溅涂淀积的。
14.一种防反射复合材料，包括(a)透光的基材；(b)淀积在基材上的硬涂层(c)淀积在薄碳层上的第一透明氧化物层；和(d)淀积在第一透明氧化物层上的第二透明氧化物层；其中透明氧化物层是通过对称/不对称的偶极D/C溅涂淀积的。
15.一种防反射复合材料，包括(a)透光的基材；(b)淀积在基材上的硬涂层(c)淀积在硬涂层上的中间氧化物层，该中间氧化物层的反射指数在约1.5到约2.2之间；(d)淀积在中间氧化物层上的第一透明氧化物层；和(e)淀积在第一透明氧化物层上的第二透明氧化物层。
16.权利要求15的防反射复合材料，其中中间氧化物层选自氧化铝与氧化锆的中间氧化物。
17.一种防反射复合材料，包括(a)透光的基材；(b)淀积在基材上的硬涂层；(c)平均厚度在约2埃到约100埃之间的薄碳层；(d)淀积在薄碳层上的许多透明氧化物层对，每一透明氧化物层对包括(i)反射指数在约1.65到约2.65之间并其平均厚度为在约100埃到约3200埃之间的第一透明氧化物层；和(ii)反射指数在约1.2到约1.85之间并其平均厚度为在约100埃到约3200埃之间第二透明氧化物层。
18.权利要求17的防反射复合材料，其中透明氧化物层是通过中频A/C溅涂淀积的。
19.权利要求17的防反射复合材料，其中透明氧化物层是通过对称/不对称的偶极D/C溅涂淀积的。
20.权利要求17的防反射复合材料，还包括其表面能小于约40达因/厘米2的最外的透明低表面能层。
21.权利要求20的防反射复合材料，其中低表面层是真空淀积的有机/无机混合物。
22.权利要求21的防反射复合材料，其中低表面层贴近于最外的透明氧化物层淀积，且其中平均厚度在约2埃到约100埃之间的薄碳层被淀积于低表面能层与最外的透明氧化物层之间。
23.权利要求17的防反射复合材料，其中透明氧化物层之一是三元氧化物层。
24.权利要求17的防反射复合材料，其中中间氧化物层淀积于薄碳层与第一透明氧化物层之间，该中间氧化物层的厚度在约400埃到约1000埃之间，其反射指数在约1.5到约2.2之间。
25.权利要求17的防反射复合材料，其中选自氧化铝与氧化锆的金属氧化物的中间氧化物层淀积于薄碳层与第一透明氧化物层之间，该中间氧化物层的厚度在约400埃到约1000埃之间。
26.权利要求17的防反射复合材料，其中该复合材料还包括淀积于离基材最远处的最外透明氧化物层，最外透明氧化物层的反射指数在约1.2与约1.85之间，其表面能小于约40达因/厘米2。
27.权利要求17的防反射复合材料，其中硬涂层是反射指数在约1.5与约2之间并其平均厚度在约0.5微米到约10微米之间的无机或有机/无机材料。
28.权利要求1的防反射复合材料，其中另外的透明层是通过非真空方法淀积的。
29.权利要求17的防反射复合材料，其中透明层是通过真空或非真空方法或通过这二种方法的组合淀积的。
全文摘要
本发明提供一种在400—800nm波长范围内具有非常好的可见光的透射率和可忽略的可见光反射率的防反射复合材料。本发明的复合材料包括(a)透光的基材;(b)淀积在基材上的硬涂层;(c)平均厚度在约2埃到约100埃之间的薄碳层;和(d)淀积在薄碳层上的许多透明的氧化物层对。每一透明的氧化物层对包括(i)具有反射指数在约1.65到约2.65之间和平均厚度在约100埃到约3200埃之间的第一透明氧化物;和(ii)具有反射指数在约1.2到约1.85之间和平均厚度在约100埃到约3200埃之间第二透明氧化物层。该复合材料还可以包括淀积于薄碳层与第一透明氧化物层之间的中间氧化物层。这样的中间氧化物层的反射指数在约1.5到约2.2之间和其厚度在400埃到约1000埃之间。在另一优选的实施方案中,复合材料还包括表面能小于约40达因/厘米
文档编号C03C17/34GK1271420SQ98809410
公开日2000年10月25日 申请日期1998年6月18日 优先权日1997年7月24日
发明者M·塞夫, H·梅马里安 申请人:Cp菲林公司