CN103197361A - 抗反射涂层及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

透明无色度的抗反射涂层，其包括衬底以及抗反射层，所述抗反射层包括交替布置在所述衬底上的多个高反射层和多个低反射层，所述抗反射层的反射比在整个可见射线波长范围为0.01%至1.2%。

Description

抗反射涂层及其制造方法
背景
1.领域
所述技术大体上涉及抗反射涂层及其制造方法。
2.相关技术描述
通常，户内观察显示装置的屏幕并非难事，然而，当存在外部光的情况下户外观察显示装置的屏幕时，由外部光的亮度而使可见度变差，并且由屏幕的反射而使可读性变差。
概述
一个或多个实施方案可以提供透明无色度的抗反射涂层，其包括衬底以及抗反射层，所述抗反射层包括交替布置在所述衬底上的多个高反射层和多个低反射层，所述抗反射层在整个可见射线波长范围的反射比为0.01%至1.2%。
交替布置在所述衬底上的多个高反射层和多个低反射层可以包括在所述衬底上的第一高反射层，在所述第一高反射层上的第一低反射层，在所述第一低反射层上的第二高反射层，在所述第二高反射层上的第二低反射层，在所述第二低反射层上的第三高反射层以及在所述第三高反射层上的第三低反射层。
第一高反射层的厚度可以为14.9nm至17.5nm，第一低反射层的厚度可以为31.9nm至37.5nm，第二高反射层的厚度可以为56.5nm至66.3nm，第二低反射层的厚度可以为8.6nm至10.2nm，第三高反射层的厚度可以为51.4nm至60.4nm，并且第三低反射层的厚度可以为80.0nm至94.0nm。
第一高反射层、第二高反射层以及第三高反射层可以具有大于1.9的折射率。
第一高反射层、第二高反射层以及第三高反射层可以包含氧化钛和氧化镧。
第一低反射层、第二低反射层以及第三低反射层可以具有小于1.6的折射率。
第一低反射层、第二低反射层以及第三低反射层可以包含二氧化硅。
抗反射涂层还可以包含在所述第三低反射层上的防指纹层。
所述防指纹层的厚度可以为18.4nm至21.6nm。
一个或多个实施方案可以提供制造抗反射涂层的方法，所述方法包括：通过将多个高反射层和多个低反射层交替沉积在衬底上来形成抗反射层；以及通过选择性利用晶体厚度控制方法(QCM)和光学厚度控制方法(OPM)来控制高反射层和低反射层的厚度。
将多个高反射层和多个低反射层交替沉积在衬底上可以包括在所述衬底上形成第一高反射层，在所述第一高反射层上形成第一低反射层，在所述第一低反射层上形成第二高反射层，在所述第二高反射层上形成第二低反射层，在所述第二低反射层上形成第三高反射层，以及在所述第三高反射层上形成第三低反射层。
控制高反射层和低反射层的厚度可以包括利用光学厚度控制方法(OPM)在高反射层中保持厚度大于λp/4n，或在低反射层中保持厚度大于λp/4n，其中λp=在光学厚度控制方法(OPM)中辐射的对照光的基准波长，并且n=高反射层或低反射层的折射率。
晶体厚度控制方法(QCM)可以用于在高反射层或低反射层中保持厚度小于λp/4n。
第一高反射层的厚度可以为14.9nm至17.5nm，第一低反射层的厚度可以为31.9nm至37.5nm，第二高反射层的厚度可以为56.5nm至66.3nm，第二低反射层的厚度可以为8.6nm至10.2nm，第三高反射层的厚度可以为51.4nm至60.4nm，并且第三低反射层的厚度可以为80.0nm至94.0nm。
当基准波长为430nm时，可以利用光学厚度控制方法(OPM)在高反射层中保持厚度大于51nm，并且当基准波长为430nm时，可以利用晶体厚度控制方法(QCM)在高反射层中保持厚度小于51nm。
当基准波长为430nm时，可以利用光学厚度控制方法(OPM)在低反射层中保持厚度大于73nm，并且当基准波长为430nm时，可以利用晶体厚度控制方法(QCM)在低反射层中保持厚度小于73nm。
通过晶体厚度控制方法(QCM)可以控制第一高反射层、第一低反射层和第二低反射层的厚度，并且通过光学厚度控制方法(OPM)可以控制第二高反射层、第三高反射层和第三低反射层的厚度。
所述方法可以还包括在第三低反射层上形成防指纹层。
可以形成具有厚度为18.4nm至21.6nm的所述防指纹层。
可以通过晶体厚度控制方法(QCM)控制防指纹层的厚度。
附图简述
图1示出示例性实施方案的抗反射涂层的截面图。
图2示出示例性实施方案的抗反射涂层的颜色的反射比以及常规蓝色抗反射涂层的颜色的反射比的图表。
图3示出示例性实施方案的抗反射涂层的制造方法的流程图。
图4示出示例性实施方案的抗反射涂层的透射比图表。
图5示出示例性实施方案的抗反射涂层的反射比图表。
发明详述
参考附图，下文将更全面地描述实施方案，其中示出本发明的示例性实施方案。本领域技术人员应认识到，可以以各种不同方式修改所描述的实施方案，只要所有方式不背离实施方案的精神和范围。在整个说明书中同样的标号指同样的元素。为了便于解释，任意地示出在附图中所示的各个结构部件的尺寸和厚度，实施方案不必局限于所示内容。
在附图中，为了清楚、更好的理解以及便于描述，放大了层、膜、板、区域等的厚度。应理解当诸如层、膜、区域或衬底的元素被提及在另一元素“上”时，其能直接在其它元素上或还可以存在中间元素。
参考图1和图2，描述了示例性实施方案的抗反射涂层。
图1示出了示例性实施方案的抗反射涂层的截面图。
如图1所示，示例性实施方案的抗反射涂层包括衬底10以及抗反射层100。抗反射层100可以包括在衬底10上交替形成的多个高反射层20和多个低反射层30。多个高反射层20可以包括第一高反射层20a、第二高反射层20b和第三高反射层20c。多个低反射层可以包括第一低反射层30a、第二低反射层30b和第三低反射层30c。在所示的实施方案中，交替形成三个高反射层20和三个低反射层30。然而，多个高反射层20和多个低反射层30可以包括任何合适数量的反射层。
衬底10与显示装置连接，例如有机发光二极管(OLED)显示器。衬底包括透明强化玻璃板或高分子材料。
抗反射层100包括在衬底10上形成的第一高反射层20a，在第一高反射层20a上形成的第一低反射层30a，在第一低反射层30a上形成的第二高反射层20b，在第二高反射层20b上形成的第二低反射层30b，在第二低反射层30b上形成的第三高反射层20c，以及在第三高反射层20c上形成的第三低反射层30c。
第一高反射层20a、第二高反射层20b以及第三高反射层20c可以为包含诸如氧化钛和氧化镧的高反射材料。
第一低反射层30a、第二低反射层30b以及第三低反射层30c可以为包含二氧化硅(SiO2)的低反射材料。
第一高反射层20a的厚度可以为14.9nm至17.5nm，第一低反射层30a的厚度可以为31.9nm至37.5nm，第二高反射层20b的厚度可以为56.5nm至66.3nm，第二低反射层30b的厚度可以为8.6nm至10.2nm，第三高反射层20c的厚度可以为51.4nm至60.4nm，并且第三低反射层30c的厚度可以为80.0nm至94.0nm。
第一高反射层20a、第二高反射层20b和第三高反射层20c的整个区域的厚度是均匀的，从而第一高反射层20a、第二高反射层20b和第三高反射层20c的整个区域的折射率是均匀的。因此，第一高反射层20a、第二高反射层20b和第三高反射层20c的反射比对于颜色而言是均匀的。第一高反射层20a、第二高反射层20b以及第三高反射层20c的折射率可以大于1.9。
第一低反射层30a、第二低反射层30b和第三低反射层30c的整个区域的厚度是均匀的，从而第一低反射层30a、第二低反射层30b和第三低反射层30c的整个区域的折射率是均匀的。因此，第一低反射层30a、第二低反射层30b和第三低反射层30c的反射比对于颜色而言是均匀的。第一低反射层30a、第二低反射层30b以及第三低反射层30c的折射率可以小于1.6。
图2示出了实施方案的抗反射涂层对颜色的反射比以及常规蓝色抗反射涂层对颜色的反射比的图表。
如图2所示，常规蓝色抗反射涂层的反射比R1在小于450nm的蓝色波长区域中增加，然而，实施方案的抗反射涂层的反射比R2在大部分波长区域、特别在整个可见射线波长区域中为0.01%至1.2%，如此反射比R2为均匀的。
如上所述，实施方案的抗反射涂层的反射比R2在所述波长区域中是均匀的，从而抗反射涂层可以不获得色彩，并且由此可以实现透明无色度。
因此，实施方案可以提供具有透明无色度并不具有任意颜色的抗反射涂层。可以使抗反射涂层的反射比最小化。由此，显示装置的屏幕的可见性可以不因任意颜色或反射而失真，并且可以改善户外以及户内的可读性。
一旦显示装置具有与其连接的示例性实施方案的抗反射涂层，则可以提供充分的可读性和低亮度，从而可以降低电池的功耗量。因此，可以长时间使用显示装置。因此，可以更便捷地使用实施方案的显示装置而不使用通常的显示装置。此外，由于电池可以消耗更少的功率，所以具有实施方案的抗反射涂层的显示装置会是经济的且环境友好的。
可以在第三低反射层30c上形成防指纹层40。防指纹层40可以由有机材料、无机材料和聚合物中的至少一种制成，并且可以混合或沉积具有不同硬度的材料。作为一个实例，防指纹层40可以包含氟(F)。因此，抗反射层100可以同时免于来自外界的施加于抗反射层100的干扰以及外部污染材料的粘附，所述干扰例如来自与外部物体或物质的物理接触的残留物。例如，防指纹层40可以防止对抗反射层100的损坏以及防止对抗反射层100的污染。防指纹层40的厚度可以为18.4nm至21.6nm。
接下来，将参考图3描述实施方案的抗反射涂层的制造方法。
在实施方案的抗反射涂层的制造方法中，将多个高反射层和多个低反射层交替地沉积在衬底10上以形成抗反射层100。通过选择性利用晶体厚度控制方法(石英晶体监测，QCM)和光学厚度控制方法(光学监测，OPM)来控制高反射层和低反射层的厚度。
晶体厚度控制方法(QCM)相对简单，并且电子束速率控制是可能的。然而，使用晶体厚度控制方法(QCM)难以进行实时监测。由此，可能增加缺陷率并且厚度控制的再现性可能是低的。
相反，光学厚度控制方法(OPM)测量光学厚度(nd)(其中n表示高反射层和低反射层的折射率，并且d表示高反射层和低反射层的物理厚度)以补偿由于实时的腔室内部的细微折射率变化而引起的物理厚度值，从而可以改善再现性。
当形成高反射层和低反射层时，实时监测是可能的。由此，可以加快波长变化原因的分析以及后续处理。
晶体厚度控制方法(QCM)不能测量光学厚度的实时变化。由此，在所述抗反射涂层的制备方法全部完成并测量抗反射涂层的厚度之后，可以测定抗反射涂层的缺陷。然而，光学厚度控制方法(OPM)实时监测在抗反射涂层制造过程中任一层例如一个或多个层的形成过程，从而实时测量光学厚度(nd)。因此，可以进一步避免发生缺陷之后的不必要的制造过程，从而降低时间和成本。
然而，光学厚度控制方法(OPM)是相对复杂的，电子束速率的控制可能是困难的，并且薄膜的监测可能也是困难的。
因此，在实施方案的抗反射涂层的制造方法中，根据要形成的高反射层和低反射层的厚度选择晶体厚度控制方法(QCM)和光学厚度控制方法(OPM)。由此，可以实现在高反射层和低反射层的整个区域内具有指定厚度范围的均匀厚度。
当高反射层或低反射层要具有大于λp/4n(其中λp表示光学厚度控制方法(OPM)的辐射的对照光的基准波长，n表示高反射层或低反射层的折射率，并且d表示高反射层或低反射层的物理厚度)的厚度时，通过光学厚度控制方法(OPM)控制高反射层或低反射层。
当由光学厚度控制方法(OPM)控制的高反射层或低反射层的厚度小于λp/4n时，对于对照光的基准波长(λp)不会产生转折点，从而厚度测量的可靠性可能变差。
此外，可以通过下列等式：λp=nd测定对照光的基准波长(λp)。如果改变高反射层或低反射层的折射率(n)，则同样改变高反射层或低反射层的物理厚度(d)。同样，根据高反射层或低反射层的折射率(n)来改变适用于光学厚度控制方法(OPM)的高反射层或低反射层的厚度(d)。
因此，在包含折射率大于1.9的高反射材料的第一高反射层20a、第二高反射层20b和第三高反射层20c的情况下，当通过使用具有基准波长(λp)为430nm的对照光来控制厚度大于51nm时，使用光学厚度控制方法(OPM)。当控制厚度小于51nm时，使用晶体厚度控制方法(QCM)。
同样，在包含折射率小于1.6的低反射材料的第一低反射层30a、第二低反射层30b和第三低反射层30c的情况下，当通过使用具有基准波长(λp)为430nm的对照光来控制厚度大于73nm时，使用光学厚度控制方法(OPM)。当控制厚度小于73nm时，使用晶体厚度控制方法(QCM)。
如图3所示，透明衬底10放置在真空沉积器内。接下来，在衬底10上形成第一高反射层20a。例如，IV-H(商品名，由DON CO,LTD制造)高反射材料可以用作第一高反射层20a。IV-H(商品名)是通过混合、加工和热处理氧化钛和氧化镧而制造的固体溶液材料，并且是具有高折射率的材料。通常，在高反射材料的情况下，可以连续沉积而改变其折射率。然而，上述材料的折射率变化非常微小。通过晶体厚度控制方法(QCM)控制第一高反射层20a的厚度以形成14.9nm至17.5nm的厚度(S100)。
接下来，在第一高反射层20a上形成第一低反射层30a。例如，IV-L(商品名，由DON CO,LTD制造)可以用作第一低反射层30a。IV-L(商品名)是由大于99.9%的二氧化硅制成的材料，所述二氧化硅还称为熔融石英并且未结晶。所述材料主要是熔融的并且在电子束中蒸发并且形成在涂层靶的表面，以及通过抛光表面来抑制电子束的反射以便抑制电子束的散射，从而当涂覆时可以改善均匀性，并且可以使微粒的影响最小化，所述电子束的散射可以在熔融或产生微粒时产生。通过晶体厚度控制方法(QCM)来控制第一低反射层30a的厚度以形成31.9nm至37.5nm的厚度(S200)。
接下来，在第一低反射层30a上形成具有56.5nm至66.3nm厚度的IV-H(商品名)高反射材料的第二高反射层20b(S300)。可以通过使用具有430nm基准波长(λp)的对照光由光学厚度控制方法(OPM)控制第二高反射层20b，其具有大于1.9的折射率和λp/4n大于51nm的厚度。
光学厚度控制方法(OPM)测量实时光学厚度(nd)以精确控制第二高反射层20b的厚度，从而第二高反射层20b的整个区域的厚度是均匀的。因此，整个区域的折射率是均匀的。
接下来，在第二高反射层20b上形成IV-L(商品名)低反射材料的第二低反射层30b。通过晶体厚度控制方法(QCM)控制第二低反射层30b的厚度以形成8.6nm至10.2nm的厚度(S400)。
接下来，在第二低反射层30b上形成具有51.4nm至60.4nm厚度的IV-H(商品名)高反射材料的第三高反射层20c(S500)。可以由光学厚度控制方法(OPM)通过使用具有基准波长(λp)为430nm的对照光来控制第三高反射层20c，其具有大于1.9的折射率和λp/4n大于51nm的厚度。
光学厚度控制方法(OPM)测量实时光学厚度(nd)以精确控制第三高反射层20c的厚度，从而第三高反射层20c的厚度是均匀的，并藉此整个区域的折射率可以是均匀的。
接下来，在第三高反射层20c上形成具有80.0nm至94.0nm厚度的IV-L(商品名)低反射材料的第三低反射层30c(S600)。可以通过使用具有基准波长(λp)为430nm的对照光由光学厚度控制方法(OPM)来控制第三低反射层30c，其具有小于1.6的折射率和λp/4n大于73nm的厚度。
光学厚度控制方法(OPM)测量实时的光学厚度(nd)以精确控制第三低反射层30c的厚度，从而第三低反射层30c的整个区域的厚度是均匀的。因此，整个区域的折射率可以是均匀的。
接下来，在第三低反射层30c上形成IV-AF(商品名，由DON CO,LTD制造)的防指纹层40。通过晶体厚度控制方法(QCM)控制防指纹层40的厚度以形成18.4nm至21.6nm的厚度(S700)。
如上所述，当交替沉积多个高反射层和多个低反射层以形成抗反射层100时，通过选择性使用晶体厚度控制方法(QCM)和光学厚度控制方法(OPM)来控制高反射层和低反射层的厚度，从而可以连续形成具有指定厚度范围内的均匀厚度的高反射层和低反射层。因此，可以实现优异的质量和改善的产率。
表1示出根据实施方案的抗反射涂层的制造方法的每一层的材料、厚度和厚度控制方法。
(表1)
Figure BDA00002565431100091
每一层的厚度范围被设定为的表1厚度的8%误差范围内，从而具有确保的再现性。
图4是示例性实施方案的抗反射涂层的透射比图表，并且图5是示例性实施方案的抗反射涂层的反射比图表。图4和5分别是透射比图表和反射比图表，其通过HITACHI的分光光度计U-4100(型号名)，在400nm至700nm的可见射线波长范围中测量根据表1所示的示例性实施方案的抗反射涂层的制造方法而制造的抗反射涂层。
如图4和图5所示，实施方案的抗反射涂层的光透射比在可见射线范围中为约95%并且反射比小于1.2%。由此，传输大量的光并同时使反射比最小化。
通过总结和评估，可以使用增加光透射比的抗反射涂层。可以通过适于各种材料的各种涂覆方法来涂覆抗反射涂层。抗反射涂层通常具有由表面反射导致的任意颜色，并且通常会难以实现无色的抗反射涂层。此外，通常还难以制造无色的抗反射涂层。因此，这种抗反射涂层的生产会是低的，这会使得商业化困难。
在实施方案的抗反射涂层中，每一层的抗反射涂层的整个区域的透射率可以是均匀的，从而抗反射涂层的反射比可以在期望波长范围中是均匀的，藉此抗反射涂层可以实现无色的透明无色度。因此，实施方案的抗反射涂层可以为具有无色度并不具有任意颜色的透明涂层。在实施方案的抗反射涂层中可以使反射比最小化，从而可以避免由于颜色或反射而导致的失真，并且可以改善户内和户外的可读性。
同样，当示例性实施方案的抗反射涂层与显示装置连接时，可以在低亮度下提供充分的可读性。由此，可以降低电池的功耗量，并且由此，可以长时间使用显示装置。因此，具有实施方案的抗反射涂层的显示装置会是经济的且环境有好的，并且与通常的显示装置相比可以为用户提供增加的便利性。
此外，当交替布置多个高反射层和多个低反射层以形成抗反射层时，可以通过选择性使用晶体厚度控制方法(QCM)和光学厚度控制方法(OPM)来控制高反射层和低反射层的厚度。由此，可以连续形成具有均匀厚度的高反射层和低反射层。还可以实现优异的质量和改善的产率。
尽管根据目前所考虑的所实施的示例性实施方案描述了本公开，但应理解，实施方案不限于所公开的实施方案，相反地，其旨在覆盖所附权利要求书的精神和范围内所包括的各种修改和等价物。

Claims (20)

1.具有透明无色度的抗反射涂层，其包括：
衬底；以及
抗反射层，所述抗反射层包括交替布置在所述衬底上的多个高反射层和多个低反射层，所述抗反射层的反射比在整个可见射线波长范围内为0.01%至1.2%。
2.如权利要求1所述的抗反射涂层，其中所述交替布置在所述衬底上的多个高反射层和多个低反射层包括：
在所述衬底上的第一高反射层，
在所述第一高反射层上的第一低反射层，
在所述第一低反射层上的第二高反射层，
在所述第二高反射层上的第二低反射层，
在所述第二低反射层上的第三高反射层，以及
在所述第三高反射层上的第三低反射层。
3.如权利要求2所述的抗反射涂层，其中所述第一高反射层的厚度为14.9nm至17.5nm，所述第一低反射层的厚度为31.9nm至37.5nm，所述第二高反射层的厚度为56.5nm至66.3nm，所述第二低反射层的厚度为8.6nm至10.2nm，所述第三高反射层的厚度为51.4nm至60.4nm，并且所述第三低反射层的厚度为80.0nm至94.0nm。
4.如权利要求2所述的抗反射涂层，其中所述第一高反射层、第二高反射层和第三高反射层具有大于1.9的折射率。
5.如权利要求2所述的抗反射涂层，其中所述第一高反射层、第二高反射层和第三高反射层包含氧化钛和氧化镧。
6.如权利要求2所述的抗反射涂层，其中所述第一低反射层、第二低反射层和第三低反射层具有小于1.6的折射率。
7.如权利要求2所述的抗反射涂层，其中所述第一低反射层、第二低反射层和第三低反射层包含二氧化硅。
8.如权利要求2所述的抗反射涂层，其还包含在所述第三低反射层上的防指纹层。
9.如权利要求8所述的抗反射涂层，其中所述放指纹层的厚度为18.4nm至21.6nm。
10.制造抗反射涂层的方法，所述方法包括：
通过在衬底上交替沉积多个高反射层和多个低反射层来形成抗反射层；以及
通过选择性利用晶体厚度控制方法(QCM)和光学厚度控制方法(OPM)来控制所述高反射层和所述低反射层的厚度。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述在衬底上交替沉积多个高反射层和多个低反射层包括：
在所述衬底上形成第一高反射层，
在所述第一高反射层上形成第一低反射层，
在所述第一低反射层上形成第二高反射层，
在所述第二高反射层上形成第二低反射层，
在所述第二低反射层上形成第三高反射层，以及
在所述第三高反射层上形成第三低反射层。
12.如权利要求11所述的方法，其中控制所述高反射层和所述低反射层的厚度包括利用光学厚度控制方法(OPM)在所述高反射层中保持厚度大于λp/4n，或在所述低反射层中保持厚度大于λp/4n，其中λp=在所述光学厚度控制方法(OPM)中辐射的对照光的基准波长，并且n=所述高反射层或低反射层的折射率。
13.如权利要求12所述的方法，其中利用所述晶体厚度控制方法(QCM)在所述高反射层或所述低反射层中保持厚度小于λp/4n。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述第一高反射层的厚度为14.9nm至17.5nm，所述第一低反射层的厚度为31.9nm至37.5nm，所述第二高反射层的厚度为56.5nm至66.3nm，所述第二低反射层的厚度为8.6nm至10.2nm，所述第三高反射层的厚度为51.4nm至60.4nm，并且所述第三低反射层的厚度为80.0nm至94.0nm。
15.如权利要求14所述的方法，其中：
当所述基准波长为430nm时，利用所述光学厚度控制方法(OPM)在所述高反射层中保持厚度大于51nm，并且
当所述基准波长为430nm时，利用所述晶体厚度控制方法(QCM)在所述高反射层中保持厚度小于51nm。
16.如权利要求15所述的方法，其中：
当所述基准波长为430nm时，利用所述光学厚度控制方法(OPM)在所述低反射层中保持厚度大于73nm，并且
当所述基准波长为430nm时，利用所述晶体厚度控制方法(QCM)在所述低反射层中保持厚度小于73nm。
17.如权利要求16所述的方法，其中通过所述晶体厚度控制方法(QCM)来控制所述第一高反射层、所述第一低反射层和第二低反射层的厚度，并且通过所述光学厚度控制方法(OPM)来控制所述第二高反射层、所述第三高反射层和所述第三低反射层的厚度。
18.如权利要求12所述的方法，其还包括在所述第三低反射层上形成防指纹层。
19.如权利要求18所述的方法，其中形成具有厚度为18.4nm至21.6nm的所述放指纹层。
20.如权利要求19所述的方法，其中通过所述晶体厚度控制方法(QCM)来控制所述放指纹层的厚度。
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