基于PMMA的微結(jié)構(gòu)聚合物減反射薄膜.pdf

1、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)具有優(yōu)良的光學(xué)性能、容易加工、成本較低等特點(diǎn)，是最常用的光學(xué)塑料之一。理想的單層減反射膜需要薄膜材料折射率滿足，n=<,平方根n<,0>n<,s>>,現(xiàn)有的薄膜材料無法達(dá)到此要求。研究證明在薄膜中增加微結(jié)構(gòu)，可以降低其等效折射率。本文的研究工作主要圍繞基于PMMA的納米聚合物減反射膜的制備和性能表征分析展開，并針對納米微結(jié)構(gòu)參數(shù)對薄膜折射率及反射特性的影響進(jìn)

2、行了模擬。 使用旋涂PMMA/PS共混溶液、選擇性去除PS相的方法制備出了具有良好減反射特性的納米多孔PMMA減反射膜，在可見光范圍內(nèi)反射率降低42％，達(dá)到2.5％左右，且反射光譜特性基本為平直曲線。使用掃描電子顯微鏡(SEM)表征其表面形貌，微孔結(jié)構(gòu)隨機(jī)分散分布于PMMA相中，微孔開口基本為圓形，孔徑在200-300nm之間，孔隙率為0.4左右，使用臺階儀測得膜厚200nm。 聚合物組分分子量、溶液濃度、退火溫度和有機(jī)

3、溶劑對納米多孔膜的微結(jié)構(gòu)有很大影響，表現(xiàn)為微孔尺寸、分布、貫通性(深度)均有不同。以上四個因素歸根結(jié)底是影響了相分離過程中的兩個行為：溶劑的揮發(fā)速率和兩種組分高分子鏈的遷移運(yùn)動速率，也就是相分離速率。通過適當(dāng)?shù)墓に嚳刂?，可以促使相分離最終達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)，得到較為理想的微孔結(jié)構(gòu)。 采用嚴(yán)格耦合波理論(RCWA)對該微結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬計(jì)算，分析微結(jié)構(gòu)參數(shù)對薄膜等效折射率的影響。除了孔隙率是重要的參數(shù)外，孔徑尺寸、膜厚、微孔貫通性對折

4、射率均有影響。 另外，還研究了“蛾眼膜”的制備和性能測試，并對制備工藝參數(shù)進(jìn)行了初步探索。使用氧離子束轟擊PMMA基底幾百秒，制備出的“蛾眼膜”微結(jié)構(gòu)具備良好的減反射特性。蝕刻出蛾眼膜的PMMA基底上加鍍70-80nm的SiO<,2>可以大大提高其長波段的透過率，而且膜層對基板附著力也明顯增加。針對“蛾眼膜”微結(jié)構(gòu)的形狀、分布等結(jié)構(gòu)參數(shù)，使用RCWA進(jìn)行模擬研究。 使用旋涂共混聚合物溶液相分離和氧離子束蝕刻方法制備納米微