專利名稱：形成突起膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成突起膜的方法，更具體涉及形成光散射/反射基板的突起膜的方法，該膜適合于在反射型液晶顯示裝置、半透射型液晶顯示裝置、突起型顯示器的透射屏等中使用。
背景技術(shù)：
最近幾年，從降低顯示設(shè)備的電能消耗角度來說，使用反射自然光或室內(nèi)光(下文共同稱作“外界光”)的反射型液晶顯示裝置(下文稱作“反射型LCD”)，以及當外界光的量高時使用反射的外界光、而當外界光的量低時使用背光光源的聯(lián)合反射/透射型LCD(下文稱作“半透射型LCD”)已經(jīng)逐漸被用作用于移動顯示裝置等的顯示設(shè)備，從而使電池在尺寸上可以做得更小。
除了移動顯示裝置外，特別是對于移動電話和便攜式計算機來說，需要圖像以全彩色且具有高的圖像質(zhì)量來顯示。例如，在這些移動顯示裝置中使用的反射型LCD需要具有高的孔徑比來增加亮度并且需要無視差地顯示圖像。例如，在“FPD Intelligence，F(xiàn)ebruary 2000edition(Pages 66-69)”中描述的內(nèi)散射/反射板式反射型LCD被公認是能夠滿足這些要求的反射型LCD。
圖1是表示傳統(tǒng)的內(nèi)散射/反射板式反射型LCD結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
在圖1中，內(nèi)散射/反射板式反射型LCD 10包括一對透過光的玻璃基板1和2、下述的反射膜5(它在玻璃基板2的內(nèi)表面上形成而且散射入射光線3，并且反射該光作為反射光4)、在玻璃基板1的內(nèi)表面上形成并且僅透過特定波長(顏色)的彩色濾光片6、以及在反射膜5和彩色濾光片6之間填充的并且控制光的透射的液晶顯示層7。
內(nèi)散射/反射板式反射型LCD 10組成部分中，玻璃基板2和反射膜5一起構(gòu)成光散射/反射基板8。
圖2是表示圖1中出現(xiàn)的光散射/反射基板8的示意截面圖。
在圖2中，光散射/反射基板8包括玻璃基板2、在玻璃基板2上形成并且具有波紋形狀的光散射膜11、以及在光散射膜11上形成并且形狀沿襲光散射膜11波紋形狀的反射膜12。反射膜12反射入射光，同時由于波紋形狀而散射該光線。光散射膜11和反射膜12一起構(gòu)成上述的反射膜5。
在日本專利第2698218號中公開的制造方法被公認為是這種光散射/反射基板制造方法的一個實例。如圖3所示，使用這種制造方法制造的光散射/反射基板包括玻璃基板20、在玻璃基板20上以點形成的內(nèi)散射層21，以及在玻璃基板20和內(nèi)散射層21上形成的反射膜22。該制造方法包括在玻璃基板20的一個表面上涂布有機材料的光敏樹脂步驟；通過以預(yù)定的形狀圖案化施加的光敏樹脂來形成大量小的突起部分、掩蔽、曝光并顯影的步驟；使已經(jīng)形成突起部分的玻璃基板20接受熱處理，從而修圓有角的部分，因此形成內(nèi)散射層21的步驟；以及通過汽相沉積、濺射或類似方法在玻璃基板20和內(nèi)散射層21上形成由無機材料，例如金屬材料或者介電材料組成的反射膜22的步驟。
但是，使用這種方法時有制造過程復(fù)雜化的問題，并且有因為內(nèi)散射層21由有機材料構(gòu)成，它與由無機材料組成的反射膜22的粘合性不好，因此反射膜22容易脫落的問題。另外，當使用例如汽相沉積或者濺射的真空成膜方法來形成反射膜22時，還有吸附在內(nèi)散射層21表面的組分和內(nèi)散射層21內(nèi)部未反應(yīng)的組分會從內(nèi)散射層21中作為氣體釋放出來，因而引起反射膜22光學(xué)性質(zhì)(反射率、折光指數(shù)、透射色調(diào)等)惡化的問題。
為了解決這些問題，如同在先前歸檔的日本專利申請第2001-170817號的說明書中描述的一樣，本發(fā)明人發(fā)明了一種突起膜，其包括主體骨架是無機材料并且側(cè)鏈用有機材料改性的膜，以及一種使用溶膠-凝膠方法形成這種突起膜的方法。結(jié)果，他們成功地簡化了制造過程，改善了與由無機材料組成的反射膜的粘合性，并且防止了反射膜光學(xué)性質(zhì)的惡化。
根據(jù)上述日本專利申請第2001-170817號形成突起膜的方法，散射性質(zhì)通過控制突起部分的形狀來控制；根據(jù)該方法，可以控制每單位面積用于形成突起部分的膜組分的重量，即控制涂布液體的組成。
但是，光散射/反射基板所需的散射性質(zhì)可能隨用戶的不同而不同，因此當應(yīng)用光散射/反射基板時，需要根據(jù)這些需求來控制光散射性質(zhì)。
因此，使用上述的制造方法，當制造具有不同光散射性質(zhì)規(guī)格的光散射/反射基板時，必須每次使用具有不同組成的涂布液體。由此引起一些缺點，例如制造過程期間制備涂布液體的總次數(shù)增加，更換涂布液體的頻率增加，以及由于更換涂布液體而引起涂布設(shè)備的正常運行時間率降低。因此，引起制造成本增加的新問題。
本發(fā)明的一個目標是建立一種對于多種不同的散射性質(zhì)需求能夠使用相同涂布液體的突起部分控制方法，由此提供一種形成突起膜的方法，根據(jù)該方法，可以抑制制備涂布液體的總次數(shù)和更換涂布液體的頻率，因而可以阻止涂布設(shè)備正常運行時間率的降低，并因此可以降低制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述的目標，本發(fā)明的形成突起膜的方法包括在基板上涂布包含至少一種膜組分和至少兩種溶劑的溶膠態(tài)涂布液體，從而形成涂布層的形成步驟；干燥涂布層并且選擇性除去至少一種能夠有效勻化涂布層的溶劑，從而通過利用在至少一種能夠有效引起相分離的溶劑和至少一種膜組分之間、或者多種膜組分之間的表面張力的差異而實現(xiàn)相分離的相分離步驟；以及除去溶劑使膜組分膠凝的膠凝步驟，其特征在于干燥涂布層時的干燥溫度被控制在200到500℃，優(yōu)選地220到400℃，更優(yōu)選地250到350℃的范圍內(nèi)，并且干燥時間被控制在1分鐘到24小時，優(yōu)選地2分鐘到12小時，更優(yōu)選地3分鐘到1小時的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的ITO涂布的基板中，膜組分優(yōu)選地包含金屬化合物，并且優(yōu)選地至少一種金屬化合物是有機改性的金屬化合物。更優(yōu)選地，至少一種金屬化合物是選自以下組中的金屬的醇鹽硅、鋁、鈦、鋯、和鉭。
在本發(fā)明的ITO涂布的基板中，優(yōu)選地至少一種溶劑是選自單一溶劑或者它們的混合溶劑在其每一端具有羥基的直鏈二醇，以通式HO-(CH2)n-OH表示，以及由通式HO-(CH2)n-(CHOH)m-OH表示的多元醇，并且優(yōu)選地溶劑具有不低于30dyn/cm的表面張力。
在本發(fā)明的ITO涂布的基板中，優(yōu)選地至少一種溶劑是選自以下組中的單一溶劑或者它們的混合溶劑醇，包括甲醇、乙醇和丙醇，酮，包括丙酮和乙酰丙酮，酯，包括乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯，溶纖劑，包括乙基溶纖劑和丁基溶纖劑，以及在其每端都沒有羥基的二醇，包括丙二醇和己二醇。


圖1是表示傳統(tǒng)的內(nèi)散射/反射板式反射型LCD結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
圖2是表示圖1中出現(xiàn)的光散射/反射基板8的示意性截面圖。
圖3是表示使用傳統(tǒng)制造方法制造的光散射/反射基板結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案制造具有突起膜的光散射/反射基板的過程流程圖。
圖5A-5C是表示根據(jù)本發(fā)明形成突起膜的截面圖。具體為圖5A表示形成涂布層41的過程。
圖5B表示形成突起部分的過程。以及圖5C表示形成反射膜44的過程。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖來詳細地描述根據(jù)本發(fā)明一個實施方案制造具有突起膜的光散射/反射基板的方法。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案制造具有突起膜的光散射/反射基板的過程流程圖。
實施本發(fā)明的過程，使用溶膠-凝膠方法低成本且高質(zhì)量地制造適于在反射型LCD、半透射型LCD等中使用光散射/反射基板，描述如下。
一般而言，溶膠-凝膠方法是一種制備金屬的有機或無機化合物溶液，在溶液中進行該化合物的水解/縮聚反應(yīng)，使得溶膠固化成凝膠，然后加熱凝膠制備固體氧化物的方法。
在膠凝反應(yīng)中，金屬化合物經(jīng)歷脫水縮聚反應(yīng)，從而化合物被聚合，形成金屬-氧-金屬網(wǎng)絡(luò)。
如果使用上述的溶膠-凝膠方法，那么突起膜可以只通過兩步來形成，具體地說是涂布層形成步驟和干燥步驟，因而降低了制造成本。
在圖4中，首先制備由膜組分和溶劑混合形成的溶膠態(tài)的涂布液體(步驟S101)。
膜組分被制備成包含金屬化合物，即無機材料，因此可改善由膜組分制備的膜與由無機材料組成的反射膜之間的粘合性，并且阻止了反射膜光學(xué)性質(zhì)的惡化。
選自硅、鋁、鈦、鋯、和鉭的金屬醇鹽作為混合入溶膠態(tài)涂布液體中的金屬化合物。這些金屬化合物很容易獲得，并且是無毒的，從而使內(nèi)散射層的制造過程變得簡單，因此降低了制造成本。另外，這些金屬醇鹽不會吸收可見光，因此透射光是沒有顏色的，從而可以形成能夠理想地用于透射模式的突起膜。
此外，有效地使用選自以通式HO-(CH2)n-OH表示的在其每一端具有羥基的直鏈二醇、以及由通式HO-(CH2)n-(CHOH)m-OH表示的多元醇的單一溶劑、或者它們的混合溶劑來作為至少一種混合入溶膠態(tài)涂布液體中的溶劑，其中該溶劑具有高的表面張力(例如不低于30dyn/cm)。經(jīng)驗上公知使用這種溶劑可以高效地實現(xiàn)多種金屬化合物的相分離。
另外，可以使用醇，包括甲醇、乙醇和丙醇，酮，包括丙酮和乙酰丙酮，酯，包括乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯，溶纖劑，包括乙基溶纖劑和丁基溶纖劑，以及在其每端都沒有羥基的二醇，包括丙二醇和己二醇等等作為混合入溶膠態(tài)涂布液體中的其它溶劑。這些溶劑能夠均勻地溶解膜組分和另一種溶劑，因此均勻的涂布成為可能。
接著，在步驟S102中，在步驟S101中制備的溶膠態(tài)涂布液體被涂布到玻璃基板40上，因而形成涂布層41(圖5A)。
可以使用公知的方法作為涂布溶膠態(tài)涂布液體方法，例如使用諸如旋涂機、輥涂機、噴涂機或者幕涂機等儀器的方法，浸涂法、澆涂法，或者可以使用任何一種印刷方法，例如絲網(wǎng)印刷或凹版印刷。
接下來，在步驟S103中，干燥在玻璃基板40上形成的涂布層41，從而形成突起部分。
干燥步驟可以更細地分成兩個步驟。一個是蒸發(fā)溶膠態(tài)涂布液體中溶劑的步驟；盡管取決于溶劑的沸點，但是如果溫度在大約200℃通?？梢源龠M溶劑的蒸發(fā)。另外，伴隨著溶劑蒸發(fā)發(fā)生相分離，并且在此時形成突起部分。
有人認為相分離如下發(fā)生，因而形成突起部分。在起初均勻的溶膠態(tài)涂布層中，隨著能有效勻化涂布層的溶劑蒸發(fā)的進行，低表面張力的膜組分對于高表面張力的涂布層中包含的溶劑的不溶解變得明顯，因此在兩者之間發(fā)生相分離，或者在具有高表面張力且溶解在溶劑的膜組分與具有低表面張力的膜組分之間發(fā)生相分離。因此，涂布層41分成兩相，即平坦的相42和維持滴狀的相43，從而形成突起部分(圖5B)。
使用選自以通式HO-(CH2)n-OH表示的其每一端具有羥基的直鏈二醇和由通式HO-(CH2)n-(CHOH)m-OH表示的多元醇的單一溶劑，或者它們的混合溶劑，其中該溶劑具有高表面張力，以及具有低表面張力的膜組分來作為溶膠態(tài)涂布液體的組分對于形成突起部分是有效的。
這種具有低表面張力的膜組分的實例包括通過使有機改性的金屬醇鹽進行水解或者縮聚反應(yīng)而獲得的溶膠溶液。
干燥過程的另一個步驟是膜的致密化步驟，其中縮聚反應(yīng)在膜中進行，因此膜收縮。
在此致密化步驟中，在膜內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，膜越厚，應(yīng)力變得越大，并且如果應(yīng)力變得太大，那么膜中將出現(xiàn)裂縫，因而與基板的粘合性變?nèi)酢?br> 因此，使用有機改性的金屬醇鹽作為膜組分對于釋放膜內(nèi)部的應(yīng)力是有效的。
已知在釋放膜內(nèi)部應(yīng)力中有效的官能團一般包括烯丙基、烷基、乙烯基、縮水甘油基、苯基、甲基丙烯酰氧基、巰基和氨基。許多硅烷化合物類的金屬化合物被公認為是金屬和這種有機官能團被直接鍵合在一起的金屬化合物。
隨著干燥溫度的上升，促進了膜的致密化，因此可以獲得強的膜。
在通過上述的相分離形成的突起膜中，在進行致密化時，垂直于玻璃基板方向上收縮要大于玻璃基板的平面切線方向，因此，集中于突起部分，突起部分高度方向的收縮程度大于突起部分的直徑方向，因此突起部分的長徑比(突起部分的高度與突起部分直徑的比例)降低，因而突起部分的傾角降低。
此外，在使用有機改性的金屬化合物作為膜組分時，如果干燥溫度超過其有機官能團的耐熱溫度，那么通過熱分解將發(fā)生脫附，并且由于這種影響也促進了突起部分高度方向上的收縮，因而突起部分的傾角將降低。
另一方面，文獻“Design of undulating reflective plates”(MRSsmicro reflective structures)(by Kazuhiko Tsuda，Sharp Corporation；FPDIntelligence，F(xiàn)ebruary 2000，P66-70)中表明反射光散射角的分布取決于突起部分的傾角和突起部分的豐度。
因此，通過改變干燥溫度可以控制突起膜的致密程度，因此突起部分的傾角可改變，并且，反射光散射角的分布隨之改變。如果希望反射光散射角分布變窄，那么干燥溫度應(yīng)該升高，以便突起部分的傾角降低。
因此，控制干燥溫度對于控制反射光散射角是有效的，盡管如果干燥溫度太高，突起部分收縮太多，因而將達到平坦的表面，從而所得的突起膜不適合于用來散射光線。因此，干燥溫度在200到500℃，優(yōu)選地220到400℃，更優(yōu)選地250到350℃的范圍內(nèi)是可取的。
另外，至于干燥時間，干燥時間越長，越促進致密化。因此，使用與上述改變干燥溫度情況中的相同的思維方式，通過改變干燥時間，可以控制突起膜的致密程度，因此突起部分的傾角改變，并且，反射光散射角的分布隨之改變。如果希望反射光散射角分布變窄，那么干燥時間應(yīng)該變長，使得突起部分的傾角降低。
因此，控制干燥時間對于控制反射光散射角是有效的，盡管如果干燥時間太長，制造率降低，這是不可取的。因此考慮到制造率，干燥時間被控制在1分鐘到24小時，優(yōu)選地2分鐘到12小時，更優(yōu)選地3分鐘到1小時的范圍內(nèi)是可取的。
根據(jù)上面所述，即使使用單組分的溶膠態(tài)涂布液體，通過控制干燥溫度和干燥時間也可以控制突起部分的傾角，因此可以控制散射性質(zhì)。
在圖1中，在步驟S104中，在內(nèi)散射層上形成反射膜44(圖5C)，從而完成制造過程。
在內(nèi)散射層突起形狀上形成均勻厚度的反射膜44，因此反射膜44也表現(xiàn)出突起的形狀。
可以使用反射率不低于50％的介電薄金屬膜或薄膜作為反射膜44。
在使用薄金屬膜作為反射膜44材料的情況中，材料選自鋁、銀，以及以這些金屬作為其主要組分的合金；薄金屬膜可以是單層，或者是由多種金屬組成的多層。
另一方面，在使用介電薄膜作為反射膜44材料的情況中，反射膜44由多層膜形成，其中多個膜的每對都包含低折光指數(shù)層和高折光指數(shù)層。二氧化硅或氟化鎂通常被用作低折光指數(shù)層的材料，并且二氧化鈦或氧化鉭通常被用作高折光指數(shù)層的材料。這種介電膜不吸收光，因此適于用作半透射膜。
實施例現(xiàn)在將描述本發(fā)明的具體實例。結(jié)果被總結(jié)在表1中。
實施例112.5克二氧化硅原料和3.79克二氧化鈦原料作為膜組分，與作為溶劑的6.0克甘油和27.71克乙基溶纖劑混合在一起，從而制備溶膠態(tài)涂布液體。
上述二氧化硅原料如下制備將29.75克苯基三甲氧基硅烷、12.42克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和27.04克乙基溶纖劑混合到一起，并且在20℃(室溫)攪拌24小時，從而引發(fā)水解或者縮聚反應(yīng)。此時，作為催化劑加入10.80克1mol/l(1N)的鹽酸作為催化劑來促進水解。
通過混合28.4克四異丙氧基鈦與20.0克乙酰丙酮、從而螯合并穩(wěn)定四異丙氧基鈦的方法來制備上面的二氧化鈦原料。
至于所制備的溶膠態(tài)涂布液體的組成，假定二氧化硅原料和二氧化鈦原料完全轉(zhuǎn)化成無機物質(zhì)(SiO2和TiO2)，則固體含量為5.0重量％。溶液中的甘油溶液的含量為12.0重量％，并且SiO2的含量以摩爾比表示時，γ-甲基丙烯酰氧基硅烷與苯基三甲氧基硅烷的比例為1∶3，并且二氧化硅原料與二氧化鈦原料的比例為3∶1。
使用以浮法制造的0.55毫米厚的玻璃板作為玻璃基板，通過苯胺印刷將溶膠態(tài)涂布液體涂布到玻璃基板的一個表面上，由此形成涂布層。
此后，在遠紅外爐中于300℃下加熱10分鐘，然后自然輻射冷卻至室溫，因而在玻璃基板上形成內(nèi)散射層。
使用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝內(nèi)散射層的5000倍截面照片，并且測量內(nèi)散射層突起部分的傾角，于是發(fā)現(xiàn)最大角度為10°。
此外，通過使用觸針式粗糙度計(Tencor Instruments制造的Alpha-Step 500 Surface Profiler)以每秒50微米的速度記錄計掃描500微米寬幅的內(nèi)散射層表面的方法來測量表面粗糙度，發(fā)現(xiàn)最大表面粗糙度Rmax為280納米。另外，觀察光學(xué)顯微鏡照片時，在內(nèi)散射層的表面可以看見直徑約為5到10微米的突起形狀。
通過采用瞬態(tài)多測量系統(tǒng)(MCPD-1000型，Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)，用標準光源D65輻照光散射/反射基板的方法來測量所得內(nèi)散射層的散射的透射光角度分布，發(fā)現(xiàn)角度范圍為±15°。
另外，測量內(nèi)散射層的濁度為49.0％。
根據(jù)上述的結(jié)果，實施例1中獲得的內(nèi)散射層表現(xiàn)出足以用于實際用途的光學(xué)性質(zhì)。
接下來，在所得的內(nèi)散射層的表面上沉積具有3層結(jié)構(gòu)的反射膜，其中通過濺射從光散射膜的一面依次形成10納米厚的二氧化硅、85納米厚的金屬鋁和20納米厚的二氧化硅，從而得到光散射/反射基板。
對于光散射/反射基板，使用橫切帶剝離評價方法(JIS K5400 3.5)來評價在內(nèi)散射層和在其上面形成的反射膜間界面上的粘合性，以及在內(nèi)散射層和玻璃基板間界面上的粘合性。通過用橫切分割成一組1毫米×1毫米方塊而形成的100份中未發(fā)生剝離的份數(shù)來實施評價，實施例的結(jié)果是在100份中沒有任何一份發(fā)生剝離。
此外，使用變角光澤計(UGV-6P，Suga Shikenki Kabushikigaisha)測量光散射/反射基板的反射角散射角分布。在測量中，進行校正，以至于在-45°的入射角和+45°的反射角下臨時光澤標準板(temporary gloss standard plate)的鏡面光澤度為87.2％，然后在光接收器面上沉積1/10減光過濾器(ND過濾器)，光從-30°進入到反射的散射板，并且在0到60°的角度范圍內(nèi)測量散射光的強度。結(jié)果是反射光的散射角范圍為距30°測量角中心±20°，這是鏡面反射的角度。
實施例2使用以浮法制造的0.55毫米厚的玻璃板作為玻璃基板，通過苯胺印刷將實施例1中使用的溶膠態(tài)涂布液體涂布到玻璃基板的一個表面上，由此形成涂布層。
此后，在遠紅外爐中于200℃下加熱10分鐘，然后自然輻射冷卻至室溫，從而在玻璃基板上形成內(nèi)散射層。
使用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝內(nèi)散射層的5000倍橫截面照片，并且測量內(nèi)散射層突起部分的傾角，發(fā)現(xiàn)最大角度為12°。
此外，使用實施例1中的相同方法測量表面粗糙度，發(fā)現(xiàn)最大表面粗糙度Rmax為310納米。另外，觀察光學(xué)顯微鏡照片時，在內(nèi)散射層的表面可以可見直徑約為5到10微米的突起形狀。
使用實施例1中的相同方法測量所得內(nèi)散射層的散射的透射光角度分布，發(fā)現(xiàn)角度范圍為±20°。
另外，測量內(nèi)散射層的濁度為61.9％。
根據(jù)上述的結(jié)果，實施例2中獲得的內(nèi)散射層表現(xiàn)出足以用于實際用途的光學(xué)性質(zhì)。
接下來，在所得的內(nèi)散射層的表面上沉積具有3層結(jié)構(gòu)的反射膜，其中通過濺射從光散射膜的一面依次形成10納米厚的二氧化硅、85納米厚的金屬鋁和20納米厚的二氧化硅，從而得到光散射/反射基板。
對于光散射/反射基板，使用實施例1中的相同方法評價在內(nèi)散射層和在其上面形成的反射膜間界面上的粘合性，以及在內(nèi)散射層和玻璃基板間界面上的粘合性。實施例2的評價結(jié)果是在100份中的沒有任何一份發(fā)生剝離。
此外，使用實施例1中的相同方法測量光散射/反射基板的反射角散射角分布。結(jié)果是反射光散射角的范圍為±30°。
實施例3使用以浮法制造的0.55毫米厚的玻璃板作為玻璃基板，通過苯胺印刷將實施例1中使用的溶膠態(tài)涂布液體涂布到玻璃基板的一個表面上，由此形成涂布層。
此后，在遠紅外爐中于300℃下加熱1小時，然后自然輻射冷卻至室溫，因而在玻璃基板上形成內(nèi)散射層。
使用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝內(nèi)散射層的5000倍橫截面照片，并且測量內(nèi)散射層突起部分的傾角，發(fā)現(xiàn)最大傾角為8°。
此外，使用實施例1中的相同方法測量表面粗糙度，發(fā)現(xiàn)最大表面粗糙度Rmax為230納米。另外，觀察光學(xué)顯微鏡照片時，在內(nèi)散射層的表面可以看見直徑約為5到10微米的突起形狀。
使用實施例1中的相同方法測量所得內(nèi)散射層散射的透射光角度分布，發(fā)現(xiàn)角度范圍為±10°。
另外，測量內(nèi)散射層的濁度為36.7％。
根據(jù)上述的結(jié)果，實施例3中獲得的內(nèi)散射層表現(xiàn)出足以用于實際用途的光學(xué)性質(zhì)。
接下來，在所得的內(nèi)散射層的表面上沉積具有3層結(jié)構(gòu)的反射膜，其中通過濺射從光散射膜的一面依次形成10納米厚的二氧化硅、85納米厚的金屬鋁和20納米厚的二氧化硅，從而得到光散射/反射基板。
對于此光散射/反射基板，使用實施例1中的相同方法評價在內(nèi)散射層和在其上面形成的反射膜間界面上的粘合性，以及在內(nèi)散射層和玻璃基板間界面上的粘合性。實施例3的評價結(jié)果是在100份中的沒有任何一份發(fā)生剝離。
此外，使用實施例1中的相同方法測量光散射/反射基板的反射角散射角分布。結(jié)果是反射光散射角的范圍為±15°。
表1

比較例1使用以浮法制造的0.55毫米厚的玻璃板作為玻璃基板，通過苯胺印刷將實施例1中使用的溶膠態(tài)涂布液體涂布到玻璃基板的一個表面上，由此形成涂布層。
此后，在馬弗爐中于650℃下加熱3分鐘，然后自然輻射冷卻至室溫，因而在玻璃基板上形成內(nèi)散射層。
使用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝內(nèi)散射層的5000倍橫截面照片，并且測量內(nèi)散射層突起部分的傾角，發(fā)現(xiàn)最大傾角為2°。
此外，使用實施例1中的相同方法測量表面粗糙度，發(fā)現(xiàn)最大表面粗糙度Rmax為80納米。另外，觀察光學(xué)顯微鏡照片時，在內(nèi)散射層的表面可以看見直徑約為5到10微米的突起形狀。
另外，測量內(nèi)散射層的濁度為4.9％。
使用實施例1中的相同方法測量所得內(nèi)散射層的散射的透射光角度分布，發(fā)現(xiàn)角度范圍極窄，約為±2°，即發(fā)現(xiàn)透過內(nèi)散射層的光線幾乎不散射。另外，發(fā)現(xiàn)反射光散射角范圍也極窄，低于±5°，即發(fā)現(xiàn)來自內(nèi)散射層的反射幾乎是鏡面的。
根據(jù)上述的結(jié)果，比較例1中獲得的內(nèi)散射層表現(xiàn)出不足以用于實際用途的光學(xué)性質(zhì)。
工業(yè)應(yīng)用性如同上面詳細的描述，根據(jù)本發(fā)明形成突起膜的方法，如果在干燥涂布層中干燥溫度被控制在200到500℃，優(yōu)選地220到400℃，更優(yōu)選地250到350℃的范圍內(nèi)，并且干燥時間被控制在1分鐘到24小時，優(yōu)選地2分鐘到12小時，更優(yōu)選地3分鐘到1小時的范圍內(nèi)，那么使用通過控制干燥溫度和/或干燥時間來形成突起膜的方法，可以從單組分的溶膠態(tài)涂布液體來形成具有多種不同類型散射性質(zhì)的突起膜。
在根據(jù)本發(fā)明形成突起膜的方法中，如果膜組分包含金屬化合物，即無機材料，那么除了通過本發(fā)明實現(xiàn)的上述作用外，還可以改善與無機材料組成的反射膜的粘合性。
在根據(jù)本發(fā)明形成突起膜的方法中，如果至少一種金屬化合物是有機改性的金屬化合物，那么除了通過本發(fā)明實現(xiàn)的上述作用外，還可以釋放干燥步驟中在膜內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力，因而防止膜裂縫。
在根據(jù)本發(fā)明形成突起膜的方法中，如果至少一種金屬化合物是選自硅、鋁、鈦、鋯、和鉭的金屬醇鹽，那么除了通過本發(fā)明實現(xiàn)的上述作用外，因為這些金屬醇鹽容易獲得，在常溫和常壓下穩(wěn)定并且是無毒的，所以光散射膜的制造過程變得簡單，因而降低了制造成本，另外因為這些金屬醇鹽不會吸收可見光，所以透射光是沒有顏色的，從而可以形成能夠理想地用于透射模式的突起膜。
在根據(jù)本發(fā)明形成突起膜的方法中，至少一種溶劑是選自以通式HO-(CH2)n-OH表示的其每一端具有羥基的直鏈二醇，以及由通式HO-(CH2)n-(CHOH)m-OH表示的多元醇的單一溶劑，或者它們的混合溶劑，并且進而優(yōu)選地具有不低于30dyn/cm的表面張力，因此除了通過本發(fā)明實現(xiàn)的上述作用外，由于使用這種具有高表面張力的單一溶劑或混合溶劑，所以可以有效地實現(xiàn)相分離，從而形成突起膜。
在根據(jù)本發(fā)明形成突起膜的方法中，至少一種溶劑是選自醇，包括甲醇、乙醇和丙醇；酮，包括丙酮和乙酰丙酮；酯，包括乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯；溶纖劑，包括乙基溶纖劑和丁基溶纖劑；以及在其每端都沒有羥基的二醇，包括丙二醇和己二醇的單一溶劑，或者它們的混合溶劑，因此除了通過本發(fā)明實現(xiàn)的上述作用外，可以制備均勻的溶膠態(tài)涂布液體，因而使均勻的涂布成為可能。
權(quán)利要求
1.一種形成突起膜的方法，其包括在基板上涂布包含至少一種膜組分和至少兩種溶劑的溶膠態(tài)涂布液體，從而形成涂布層的形成步驟；干燥涂布層并且選擇性除去至少一種能夠有效勻化涂布層的溶劑，從而利用在至少一種能夠有效引起相分離的溶劑和至少一種膜組分之間、或者在多種膜組分之間的表面張力的差異而實現(xiàn)相分離的相分離步驟；以及除去溶劑使膜組分膠凝的膠凝步驟，其特征在于干燥涂布層時的干燥溫度控制在200到500℃的范圍內(nèi)，并且干燥時間控制在1分鐘到24小時的范圍內(nèi)。
2.權(quán)利要求1的形成突起膜的方法，其特征在于所述干燥溫度在220到400℃的范圍內(nèi)。
3.權(quán)利要求1的形成突起膜的方法，其特征在于所述干燥溫度在250到350℃的范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1的形成突起膜的方法，其特征在于所述干燥時間在2分鐘到12小時的范圍內(nèi)。
5.權(quán)利要求1的形成突起膜的方法，其特征在于所述干燥時間在3分鐘到1小時的范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1的形成突起膜的方法，其特征在于所述膜組分包含至少一種金屬化合物。
7.權(quán)利要求6的形成突起膜的方法，其特征在于至少一種金屬化合物是有機改性的金屬化合物。
8.權(quán)利要求6的形成突起膜的方法，其特征在于至少一種金屬化合物是選自以下組中的金屬的醇鹽硅、鋁、鈦、鋯和鉭。
9.權(quán)利要求1的形成突起膜的方法，其特征在于至少一種溶劑是選自以下組中的單一溶劑或者它們的混合溶劑以通式HO-(CH2)n-OH表示的在其每一端具有羥基的直鏈二醇、以及由通式HO-(CH2)n-(CHOH)m-OH表示的多元醇。
10.權(quán)利要求9的形成突起膜的方法，其特征在于所述單一溶劑或混合溶劑具有不低于30dyn/cm的表面張力。
11.權(quán)利要求1的形成突起膜的方法，其特征在于至少一種溶劑是選自以下組中的單一溶劑或者它們的混合溶劑醇，包括甲醇、乙醇和丙醇；酮，包括丙酮和乙酰丙酮；酯，包括乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯；溶纖劑，包括乙基溶纖劑和丁基溶纖劑；以及在其每端都沒有羥基的二醇，包括丙二醇和己二醇。
全文摘要
通過建立一種對于多種不同的散射性質(zhì)需求能夠使用相同涂布液體的突起部分控制方法，提供一種形成突起膜的方法，根據(jù)該方法，可以抑制制備涂布液體的總次數(shù)和更換涂布液體的頻率，因而可以阻止涂布設(shè)備正常運行時間率的降低，并因此可以降低制造成本。形成突起膜的方法包括在玻璃基板20上涂布至少包含一種膜組分和至少兩種溶劑的溶膠態(tài)涂布液體，從而形成涂布層41的形成步驟；干燥涂布層41并且選擇性除去至少一種能夠有效勻化涂布層41的溶劑，從而通過利用在至少一種能夠有效引起相分離的溶劑和至少一種膜組分之間，或者多種膜組分之間的表面張力的差異而實現(xiàn)相分離的相分離步驟；以及除去溶劑使膜組分膠凝的膠凝步驟。干燥涂布層41時的干燥溫度被控制在200到500℃的范圍內(nèi)，并且干燥時間被控制在1分鐘到24小時的范圍內(nèi)。
文檔編號G02B5/02GK1605036SQ0282491
公開日2005年4月6日 申請日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者吉武哲也, 辻野敏文 申請人:日本板硝子株式會社