CN105607158A - 一种基板、基板制造方法、触摸屏和显示装置 - Google Patents

一种基板、基板制造方法、触摸屏和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基板、基板制造方法、触摸屏和显示装置，包括衬底基板，还包括设置于衬底基板上的增透减反膜，所述的增透减反膜包括第一密实均质层、纳米多孔层和第二密实均质层，所述增透减反膜各层的材料均为SiO2。光经过纳米多孔层时，经多次反射而聚焦透射出去，达到减反射增透的目的。第一密实均质层的设置可以增强纳米多孔层的沉积效率与结合力，避免高温干燥处理时纳米多孔层脱落。第二密实均质层可以防止纳米多孔层表面吸附水分和灰尘造成盖板玻璃雾度增大。同时增透减反膜因各层折射率不同，调整各层厚度进行光学匹配，从而达到消影的效果。

Description

一种基板、基板制造方法、触摸屏和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种基板、基板制造方法、触摸屏和显示装置。
背景技术
为了提高手机、平板等智能显示产品的画面品质，通常在盖板玻璃表面贴附功能膜或涂布功能涂层，以达到相应目的。当外界环境光足够强时，往往会在显示屏上反射周围物体，从而影响显示画面，造成显示品质下降，为此需要进行减反射处理。此外，对于On-Cell等触摸屏，ITOPattern在明亮环境下很容易被用户察觉到，降低可视性，故需要在盖板玻璃上镀一层消影层。
玻璃表面在可见光范围内的减反射效果可以通过两种方法来实现：一是利用不同光学材料膜层产生的干涉效果来消除入射光和反射光，从而提高透过率；二是利用粗糙表面的散射作用把大量的入射光转换为漫反射光，它不会给透过率带来明显的变化。前者所用基材通常为PET，但这不利于产品的轻薄化，同时由于PET基材在进行硬化处理的时候需要经过一次高温，在高温处理中，基材的表面分子结构不均匀产生散射情况，从而引起彩虹纹；而后者通常会增大玻璃表面雾度，影响显示画面的清晰度。
发明内容
为解决上述问题，本发明的提供了一种基板、基板制造方法、触摸屏和显示装置，该基板通过在衬底基板上设置一层增透减反膜，所述的增透减反膜包括纳米多孔层。可以有效提高光线透射程度，降低光线反射程度，实现消影，最终提高显示效果。
本发明提供了一种基板，包括衬底基板，还包括设置于衬底基板上的增透减反膜，所述的增透减反膜包括纳米多孔层。
例如，所述的纳米多孔层的材料为SiO2。
例如，所述的增透减反膜还包括设置在纳米多孔层和衬底基板间，并与纳米多孔层表面相接触的第一密实均质层，所述的第一密实均质层的材料为SiO2。由于纳米多孔层和第一密实均质层都是以硅氧键形成的网络结构为基础，且新形成的膜表面断键多，活性高，这有利于增强纳米多孔层的沉积效率和结合力，避免高温干燥处理时纳米多孔层脱落。
例如，所述的增透减反膜还包括设置在纳米多孔层远离衬底基板一侧并与纳米多孔层表面相接触的的第二密实均质层，所述的第二密实均质层的材料为SiO2。可以有效防止纳米多孔层SiO2表面吸附水分和灰尘造成玻璃雾度增大，同时起保护作用。
例如，所述的衬底基板为玻璃基板，所述的纳米多孔层与其上下表面的两层密实均质层一起的综合折射率为n2，空气折射率为n1＝1，玻璃基板折射率为n3，折射率满足如下条件：
n 2 2 = n 1 n 3 - - - ( 1 )
其中，玻璃基板折射率为n3的取值范围为1.458～1.534。纳米多孔层SiO2膜材的折射率最佳应在1.21～1.24。纳米多孔层的孔隙率越大，相应折射率越小。
纳米多孔层的折射率为n22，第一密实均质层的折射率为n21，第二密实均质层的折射率为n23，其中n21＝n23＝n，p为纳米多孔层的空隙所占膜材的体积分数：
n 22 2 = ( n 2 - 1 ) ( 1 - p ) + 1 - - - ( 2 )
例如，当纳米多孔层的材料为SiO2，且纳米多孔层的孔隙率达到50％时，纳米多孔层的折射率为1.21。纳米多孔SiO2空隙率达50％左右，甚至更高，光经过多次反射而聚焦透射出去，从而达到减反射增透的目的。
假设第一密实均质层和第二密实均质层都是密实的SiO2，它们的折射率相同即n21＝n23＝1.3885,当第层SiO2膜材的孔隙率为50％时，根据公式(2)，它的折射率n22＝1.21，第一密实均质层、纳米多孔层、第二密实均质层相应层的厚度为d1＝23nm、d2＝55nm、d3＝23nm时，以光波长为550nm为准，三层膜的反射率由纯玻璃时的4.5％降低至0.44％，光反射率大大降低。
当所述的纳米多孔层的厚度为d2，第一密实均质层的厚度为d1，第二密实均质层的厚度为d3，其中d1,d2,d3相互配合，使得光经过第一密实均质层上表面反射后的光波与经过第二密实均质层下表面反射后的光波相位相反，可以程度上达到消影的效果，同时由于增透减反膜降低了光的反射率，提高光的透射率，有效降低了光线经过基板表面的反射差异，进一步达到消影的效果。
另外，将所述的纳米多孔层和第二密实均质层作为一个增透减反单元，所述的第二密实均质层远离衬底基板一侧的表面依次设置n个增透减反单元，其中n≥1。
本发明提供一种基板制造方法，在衬底基板上采用溶胶凝胶工艺增透减反膜，所形成的增透减反膜为纳米多孔层。在所形成的纳米多孔层和衬底基板间，采用化学气相沉积形成一层第一密实均质层。在所形成的纳米多孔层远离衬底基板表面采用化学气相沉积形成一层第二密实均质层。
另外，将所形成的纳米多孔层和第二密实均质层作为一个增透减反单元，在所形成的第二密实均质层远离衬底基板一侧的表面依次形成n个增透减反单元，其中n≥1。
本发明提供了一种触摸屏，包括触控基板，所述的触控基板上设置有触控电极，还包括与触控基板相对设置的本发明提出的基板。
本发明提供了一种显示装置，包括本发明提出的基板。
本发明采用溶胶凝胶工艺制备纳米多孔层，光经过纳米多孔层中时，经多次反射而聚焦透射出去，达到减反射增透的目的。具体的本发明采用溶胶凝胶工艺是以正硅酸乙酯和无水乙醇的混合溶液为前驱体，以氨水为催化剂，制备纳米多孔SiO2，可分为几个过程：1).溶胶制备；2).凝胶形成；3).陈化；4).干燥；5).热处理。
总反应式：Si(OC2H5)4+2H2O→SiO2+4C2H5OH
在形成纳米多孔层之前，利用化学气相沉积形成一层表面活性高的第一密实均质层，以增强纳米多孔层的沉积效率与结合力，避免高温干燥处理时纳米多孔层脱落。为了防止纳米多孔层表面吸附水分和灰尘造成盖板玻璃雾度增大，本发明在纳米多孔层上采用化学气相沉再沉积一层密实均质层；此外，因各层折射率不同，调整各层厚度进行光学匹配，从而达到消影的效果。本发明采用化学气相沉具体是以SiH4和O2为反应气体，在玻璃基板表面沉积而得密实均质SiO2。
总反应式：SiH4+O2→SiO2+2H2
本发明制作工艺简单，可实施性强，同时可以有效提高光线透射程度，降低光线反射程度，实现消影，最终提高显示效果。
附图说明
图1为本发明一个实施例的基板示意图；
图2为本发明另一个实施例的基板示意图；
图3为本发明另一个实施例的基板示意图；
图4为本发明又一个实施例的基板示意图；
图5为本发明又一个实施例的基板示意图；
图6为本发明一个实施例的基板制作方法流程示意图。
附图标记：
1-衬底基板；
2-增透减反膜；
21-第一密实均质层；
22-纳米多孔层；
23-第二密实均质层。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明的提供了一种基板、基板制造方法、触摸屏和显示装置，该基板通过在衬底基板上设置一层增透减反膜，所述的增透减反膜包括纳米多孔层。可以有效提高光线透射程度，降低光线反射程度，实现消影，最终提高显示效果。
本实施例提供了一种基板，如图1所示，包括衬底基板1，还包括设置于衬底基板1上的增透减反膜2，所述的增透减反膜2包括纳米多孔层22。
例如，所述的纳米多孔层22的材料为SiO2。
例如，如图2所示，所述的增透减反膜2包括设置在纳米多孔层22和衬底基板1间并与纳米多孔层22表面相接触的第一密实均质层21，所述的第一密实均质层21的材料为SiO2。由于纳米多孔层22和第一密实均质层21都是以硅氧键形成的网络结构为基础，且新形成的膜表面断键多，活性高，这有利于增强纳米多孔层22的沉积效率和结合力，避免高温干燥处理时纳米多孔层22脱落。
例如，如图3所示，所述的增透减反膜2包括设置在纳米多孔层22远离衬底基板1一侧并与纳米多孔层22表面相接触的的第二密实均质层23，所述的第二密实均质层23的材料为SiO2。可以有效防止SiO2膜材的纳米多孔层22表面吸附水分和灰尘造成玻璃雾度增大，同时起保护作用。
例如，如图4所示，所述的增透减反膜2包括设置在纳米多孔层22和衬底基板1间并与纳米多孔层22表面相接触的第一密实均质层21，还包括设置在纳米多孔层22远离衬底基板1一侧并与纳米多孔层22表面相接触的的第二密实均质层23，所述的衬底基板1为玻璃基板，所述的纳米多孔层22与其上下表面的两层密实均质层一起的综合折射率为n2，空气折射率为n1＝1，玻璃基板折射率为n3，折射率满足如下条件：
n 2 2 = n 1 n 3 - - - ( 1 )
其中，玻璃基板折射率为n3的取值范围为1.458～1.534。纳米多孔层SiO2膜材的折射率最佳应在1.21～1.24。纳米多孔层22的孔隙率越大，相应折射率越小。
纳米多孔层22的折射率为n22，第一密实均质层21的折射率为n21，第二密实均质层23的折射率为n23，其中n21＝n23＝n，p为纳米多孔层22的空隙所占膜材的体积分数：
n 22 2 = ( n 2 - 1 ) ( 1 - p ) + 1 - - - ( 2 )
例如，当纳米多孔层22的材料为SiO2，且纳米多孔层22的孔隙率达到50％时，纳米多孔层22的折射率为1.21。纳米多孔SiO2空隙率达50％左右，甚至更高，光经过多次反射而聚焦透射出去，从而达到减反射增透的目的。
假设第一密实均质层21和第二密实均质层23都是密实的SiO2，它们的折射率相同即n21＝n23＝1.3885,当第层SiO2膜材的孔隙率为50％时，根据公式(2)，它的折射率n22＝1.21，第一密实均质层21、纳米多孔层22、第二密实均质层23相应层的厚度为d1＝23nm、d2＝55nm、d3＝23nm时，以光波长为550nm为准，三层膜的反射率由纯玻璃时的4.5％降低至0.44％，光反射率大大降低。
当所述的纳米多孔层22的厚度为d2，第一密实均质层21的厚度为d1，第二密实均质层23的厚度为d3，其中d1,d2,d3相互配合，使得光经过第一密实均质层21上表面反射后的光波与经过第二密实均质层23下表面反射后的光波相位相反，可以程度上达到消影的效果，同时由于增透减反膜降低了光的反射率，提高光的透射率，有效降低了光线经过基板表面的反射差异，进一步达到消影的效果。
例如，如图5所示，将所述的纳米多孔层22和第二密实均质层23作为一个增透减反单元，所述的第二密实均质层远离衬底基板一侧的表面依次设置n个增透减反单元，其中n≥1。n越大，增透减反效果越好，从而消影效果也越好。
本发明提供一种基板制造方法，图6为该基板制造方法的流程图，具体的：
101、在衬底基板上采用溶胶凝胶工艺增透减反膜，所形成的增透减反膜为纳米多孔层。
102、在所形成的纳米多孔层和衬底基板间，采用化学气相沉积形成一层第一密实均质层。
103、在所形成的纳米多孔层远离衬底基板表面采用化学气相沉积形成一层第二密实均质层。
另外，将所形成的纳米多孔层和第二密实均质层作为一个增透减反单元，在所形成的第二密实均质层远离衬底基板一侧的表面依次形成n个增透减反单元，其中n≥1。
本发明提供了一种触摸屏，包括触控基板，所述的触控基板上设置有触控电极，还包括与触控基板相对设置的本发明提出的基板。
本发明提供了一种显示装置，包括本发明提出的基板。
本发明采用溶胶凝胶工艺制备纳米多孔层，光经过纳米多孔层中时，经多次反射而聚焦透射出去，达到减反射增透的目的。具体的本发明采用溶胶凝胶工艺是以正硅酸乙酯和无水乙醇的混合溶液为前驱体，以氨水为催化剂，制备纳米多孔SiO2，可分为几个过程：1).溶胶制备；2).凝胶形成；3).陈化；4).干燥；5).热处理。
总反应式：Si(OC2H5)4+2H2O→SiO2+4C2H5OH
在形成纳米多孔层之前，利用化学气相沉积形成一层表面活性高的第一密实均质层，以增强纳米多孔层的沉积效率与结合力，避免高温干燥处理时纳米多孔层脱落。为了防止纳米多孔层表面吸附水分和灰尘造成盖板玻璃雾度增大，本发明在纳米多孔层上再沉积一层密实均质层；此外，因各层折射率不同，调整各层厚度进行光学匹配，从而达到消影的效果。本发明采用化学气相沉具体是以SiH4和O2为反应气体，在玻璃基板表面沉积而得密实均质SiO2。
总反应式：SiH4+O2→SiO2+2H2
本发明制作工艺简单，可实施性强，同时可以有效提高光线透射程度，降低光线反射程度，实现消影，最终提高显示效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种基板，其特征在于，包括衬底基板，还包括设置于衬底基板上的增透减反膜，所述的增透减反膜包括纳米多孔层。
2.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述的纳米多孔层的材料为SiO2。
3.如权利要求1或2所述的基板，其特征在于，所述的增透减反膜还包括设置在纳米多孔层和衬底基板间，并与纳米多孔层表面相接触的第一密实均质层。
4.如权利要求3所述的基板，其特征在于，所述的第一密实均质层的材料为SiO2。
5.如权利要求3所述的基板，其特征在于，所述的增透减反膜还包括设置在纳米多孔层远离衬底基板一侧并与纳米多孔层表面相接触的的第二密实均质层。
6.如权利要求5所述的基板，其特征在于，所述的第二密实均质层的材料为SiO2。
7.如权利要求5或6所述的基板，其特征在于，所述的衬底基板为玻璃基板，所述的纳米多孔层与其上下表面的两层密实均质层一起的综合折射率为n2，空气折射率为n1＝1，玻璃基板折射率为n3，折射率满足如下条件：
n 2 2 = n 1 n 3 .
8.如权利要求7所述的基板，其特征在于，所述玻璃基板折射率为n3的取值范围为1.458～1.534。
9.如权利要求7所述的基板，其特征在于，所述的纳米多孔层的折射率为n22，第一密实均质层的折射率为n21，第二密实均质层的折射率为n23，其中n21＝n23＝n，p为纳米多孔层的空隙所占膜材的体积分数：
n 22 2 = ( n 2 - 1 ) ( 1 - p ) + 1.
10.如权利要求9所述的基板，其特征在于，当纳米多孔层的材料为SiO2，且纳米多孔层的孔隙率达到50％时，纳米多孔层的折射率为1.21。
11.如权利要求7所述的基板，其特征在于，所述的纳米多孔层的厚度为d2，第一密实均质层的厚度为d1，第二密实均质层的厚度为d3，其中d1,d2,d3相互配合，使得光经第一密实均质层上表面反射后的光波与经过第二密实均质层下表面反射后的光波相位相反。
12.如权利要求5所述的基板，其特征在于，将所述的纳米多孔层和第二密实均质层作为一个增透减反单元，所述的第二密实均质层远离衬底基板一侧的表面依次设置n个增透减反单元，其中n≥1。
13.一种基板制造方法，其特征在于，在衬底基板上采用溶胶凝胶工艺形成一层增透减反膜，所形成的增透减反膜为纳米多孔层。
14.如权利要求13所述的基板制造方法，其特征在于，在所形成的纳米多孔层和衬底基板间，采用化学气相沉积形成一层第一密实均质层。
15.如权利要求14所述的基板制造方法，其特征在于，在所形成的纳米多孔层远离衬底基板表面采用化学气相沉积形成一层第二密实均质层。
16.如权利要求15所述的基板制造方法，其特征在于，将所形成的纳米多孔层和第二密实均质层作为一个增透减反单元，在所形成的第二密实均质层远离衬底基板一侧的表面依次形成n个增透减反单元，其中n≥1。
17.一种触摸屏，其特征在于，包括触控基板，所述的触控基板上设置有触控电极，还包括与触控基板相对设置的包括权利要求1～10任一项所述的基板。
18.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～10任一项所述的基板。
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