CN105988147A - 一种蓝宝石基板以及应用该蓝宝石基板的镜头与显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蓝宝石基板以及应用该蓝宝石基板的镜头和显示器。该蓝宝石基板的透光率大于90％，该蓝宝石基板具有相背对的二表面，其中至少一表面形成有多个凸丘，而具有该些凸丘的表面的表面粗糙度小于100nm，相邻两凸丘的顶部的间距介于150nm至500nm之间，该些凸丘的高度大于60nm，且各该凸丘的高度与其连接该表面的底部的宽度的比值为0.4以上。其中，该蓝宝石基板可应用于各式镜头的保护盖或者是各式面板、智能型手机等产品上。

Description

一种蓝宝石基板以及应用该蓝宝石基板的镜头与显示器

技术领域

本发明与蓝宝石基板有关；特别是指一种具有抗反射的特性的蓝宝石基板。

背景技术

蓝宝石玻璃(Sapphire Crystal)的莫氏硬度为9，仅次于莫氏硬度为10的金刚石，而远比一般玻璃的硬度高上许多，具有抗刮伤、耐磨的特性。随着蓝宝石工艺的精进，蓝宝石材料的生产成本已逐步走低，因此，蓝宝石基板的应用更拓展至消费电子产业、光学产业等多元领域。

蓝宝石基板虽然相比于玻璃基板来说更能抵抗刮痕，然而，蓝宝石具有高反射率的特性，光线进入蓝宝石基板时容易产生反射，以致透光率下降，影响成像的质量，而导致光学畸变(Optical Distortion)的产生。

因此，遂有业者在蓝宝石基板表层镀上抗反射薄膜，来增加蓝宝石基板的透光度，以解决蓝宝石基板的高反射率所产生的问题。然而，所镀设的抗反射薄膜的硬度并不如蓝宝石基板一般高，因此，在抗反射薄膜上容易产生刮痕，而导致在实际应用上，蓝宝石基板表面的抗反射薄膜有刮痕产生时，仍然会影响基板的整体外观以及成像质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种蓝宝石基板，可提高抗反射特性，以及提升外观与成像质量。

为了达成上述目的，本发明所提供的蓝宝石基板的透光率大于90％，该蓝宝石基板具有相背对的二表面，其中至少一表面形成有多个凸丘，相邻两凸丘的顶部的间距介于150nm至500nm之间，该些凸丘的高度大于60nm，且各该凸丘的高度与其连接该表面的底部的宽度的比值为0.4以上。

本发明再提供一种镜头，其包括有由一物侧至一成像面且沿一光轴依次排列的一蓝宝石基板与至少一透镜，其中该蓝宝石基板具有相背对的二表面，其中至少一表面形成有多个凸丘，相邻两凸丘的间距介于150nm至500nm之间，该些凸丘的高度大于60nm，且该些凸丘的高度与其连接该表面的底部宽度的比值为0.4以上。

本发明另提供一种显示器，其包含一蓝宝石基板以及一显示面板。该蓝宝石基板具有相背对的二表面，其中至少一表面形成有多个凸丘，相邻两凸丘的顶部的间距介于150nm至500nm之间，该些凸丘的高度大于60nm，且该些凸丘的高度与其连接该表面的底部的宽度的比值为0.4以上。该显示面板具有一显示面，其中该显示面所发射出的光通过该蓝宝石基板。

本发明的效果在于，通过形成于蓝宝石基板上的纳米级的凸丘，可有效降低入射光线通过该蓝宝石基板时产生反射的机会，提高抗反射特性，且利用蓝宝石基板本身高硬度的特点，具有抗刮、耐磨等优点。

附图说明

图1为本发明第一实施例抗反射的蓝宝石基板的立体图。

图2为本发明上述实施例的侧视图。

图3至图9为本发明第二～第八实施例抗反射的蓝宝石基板的侧视图。

图10为一剖视图，揭示将本发明第一实施例的蓝宝石基板应用于镜头。

图11为一剖视图，揭示镜头的蓝宝石基板内侧表面设有抗反射层。

图12为一剖视图，揭示镜头的蓝宝石基板内侧表面的外围部分设有涂层。

图13为一剖视图，揭示镜头的蓝宝石基板内侧表面设有抗反射层与涂层。

图14为一剖视图，揭示镜头的蓝宝石基板内侧表面设有抗反射层。

图15为一剖视图，揭示将本发明第一实施例的蓝宝石基板应用于显示器。

图16为一剖视图，揭示将本发明第一实施例的蓝宝石基板应用于另一种显示器。

【符号说明】

1蓝宝石基板

10表面 10a凸丘 12表面

2蓝宝石基板

20表面 20a凸丘 22表面

22a凸丘

3蓝宝石基板

30表面 30a凸丘 32表面

4蓝宝石基板

40表面 40a凸丘 42表面

5～8蓝宝石基板

5a～8a凸丘

100镜头

101罩壳 102透镜 103感光元件

110镜头

111抗反射层

120镜头

121涂层

130镜头

131抗反射层 132涂层

140镜头

141抗反射层

200显示器

201壳体 202显示面板 202a显示面

300显示器

301显示面板 301a显示面 302光学胶

D1间距

D2宽度

H高度

Im成像面

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，现举优选实施例并配合附图详细说明如后，请参图1至图2所示，为本发明第一实施例的蓝宝石基板1，该蓝宝石基板1呈透明，且其透光率大于90％，该蓝宝石基板1具有相背对的二个表面10，12，其中，在该蓝宝石基板1的表面10还形成有多个呈半球状的凸丘10a。

该些凸丘10a可自以下方式择一制成，包括：(1)利用纳米转印的技术，譬如热压成形式纳米转印、步进光感成形式纳米转印等方式形成；(2)利用纳米球光刻的技术，即先于蓝宝石基板1的表面10，预先涂布一层混和有纳米球的溶液，利用纳米球具有自组装(self-assembly)效应的特性，在蓝宝石基板1表面10形成有次序的周期性排列后，以纳米球为刻蚀掩模，加以刻蚀转印形成；(3)利用阳极氧化铝(AAO)工艺技术，通过金属铝在阳极氧化的过程中，自组装所形成纳米孔洞的氧化铝作为板模，刻蚀转印形成。

其中，该蓝宝石基板1的凸丘10a符合以下条件：

1.相邻两凸丘10a的顶部的间距D1介于150nm至500nm之间。

2.该些凸丘10a的高度H大于60nm。

3.各该凸丘10a的高度H与其连接该表面的底部的宽度D2的比值为0.4以上。其中，优选的状态下，其比值介于0.8至2之间。

4.蓝宝石基板1具有该些凸丘的表面的表面粗糙度(SurfaceRoughness)小于100nm。

通过上述条件的设计，使得蓝宝石基板1的表面10上凸丘10a结构尺度小于入射光线的波长(一般可见光的波长约为390nm～780nm)，如此一来，当此波长范围内的光线射入蓝宝石基板1时，便不容易产生反射而可成功穿透蓝宝石基板1，进而提升蓝宝石基板1的光线穿透率。

而在符合上述凸丘条件的前提下，本发明还提供其他蓝宝石基板的实施例，请参图3至图5所示，依次为本发明第二至第四实施例的蓝宝石基板，其中：

在第二实施例中，蓝宝石基板2的两个表面20，22皆形成有多个凸丘20a；

在第三实施例中，蓝宝石基板3的其中一个表面30为曲面，另一个表面32为平面，而在该曲面上形成有多个凸丘30a；

在第四实施例中，蓝宝石基板4的两个表面40，42皆为曲面，其中，表面40为凸面；表面42为凹面，而在凸面上形成有多个凸丘40a。

请参阅图6至图9所示，依次为本发明第五至第八实施例的蓝宝石基板，其中：

在第五实施例中，蓝宝石基板5的凸丘5a呈圆锥状；

在第六实施例中，蓝宝石基板6的凸丘6a呈锥状，且凸丘的侧环面呈弧型凹陷；

在第七实施例中，蓝宝石基板7的凸丘7呈石笋状，具有上窄下宽的外观；

在第八实施例中，蓝宝石基板8的凸丘8a以不规则的方式排列，且该些凸丘8a的凸起高度与底部的宽度不尽相同。

总括各上述实施例的蓝宝石基板，皆具有提升光线穿透率、降低反射的发生等效果。

值得一提的是，纳米级的凸丘结构所造成的极低表面能，可使得水渍、灰尘等脏污不易附着，特别可适用于镜头或面板的保护盖。

请参图10所示，为本发明应用有蓝宝石基板1的镜头100，该镜头100具有一罩壳101，而在罩壳101中包含由一物侧至一成像面Im且沿光轴依次排列设置的一蓝宝石基板1以及四片透镜102。

其中，该蓝宝石基板1采用本发明第一实施例的蓝宝石基板1，在此不再赘述。该些透镜102依照不同光学需求，可由凸透镜、凹透镜或者结合凸透镜与凹透镜的排列而成，而可使镜头100产生相应的光学特性，例如：鱼眼镜头、广角镜头、反射镜头、移轴镜头、微距镜头、远射镜头或者是增距镜头等各式镜头；而沿着光轴排列于该些透镜102之后，设置有一感光元件103，用以将透过镜头100所接收的光学图像转换为电子信号，该感光元件103可选自CCD或是CMOS等元件。

请参图11所示，镜头110在前述镜头100的架构底下，在蓝宝石基板1的内侧表面(不与外部空气直接接触的表面)镀上一抗反射层(Anti-reflective coating)111，其中，该抗反射层111可以多层膜镀膜工艺形成，以进一步地降低反射率。

请参图12所示，镜头120在前述镜头100的架构底下，在蓝宝石基板1内侧表面的外围部分，还设有一涂层121，其中，该涂层121可由印刷或者是贴合等工艺完成。而该涂层121依照使用者需求，可以是装饰用涂层或者是限光涂层。

请参图13所示，镜头130在前述镜头100的架构底下，除了在蓝宝石基板1的内侧表面镀设有一抗反射层131之外，在该抗反射层131表面的外围部分还设有一涂层132，其中，该涂层132可以是装饰用涂层、限光涂层或者是滤光涂层。

请参图14所示，镜头140于前述镜头100的架构底下，将前述镜头的保护盖(蓝宝石基板1)以蓝宝石基板2取而代之，而在蓝宝石基板2的内侧表面镀设有一抗反射层141，以进一步降低其反射率。

上述的各式镜头的透镜并不以四片为限，在其他实施例中，也可依照使用需求，选用一、二、三或四片以上的透镜。

请参阅图15所示为本发明应用有蓝宝石基板1的显示器200，包括有一壳体201、一蓝宝石基板1以及一显示面板202。该壳体201具有一开口，该蓝宝石基板1设置于该壳体201上并封闭该开口，其中该蓝宝石基板1采用本发明第一实施例的蓝宝石基板1，在此不再赘述。该显示面板202设置于该壳体201内，且该显示面板202具有一显示面202a，其中该显示面202a朝向设有该蓝宝石基板的壳体201开口，且该显示面202a所发射出的光通过该蓝宝石基板1。

请参阅图16所示，为本发明应用有蓝宝石基板1的另一显示器300，包括有一显示面板301以及一蓝宝石基板1。该显示面板301具有一显示面301a，该蓝宝石基板1通过一层光学胶302而贴合于该显示面板301的显示面301a上，其中该显示面所发射出的光通过该蓝宝石基板1，其中，该蓝宝石基板1采用本发明第一实施例的蓝宝石基板1，在此不再赘述。

再说明的是，上述各式镜头100～140、显示器200、显示器300所配置的蓝宝石基板不以第一实施例的蓝宝石基板为限，也可视需求而改与其他实施例的蓝宝石基板配置。

而显示器的蓝宝石基板的内侧表面也可视需求设置抗反射层，以强化降低反射率的效果；或者是设置装饰用涂层、限光涂层、滤光涂层或遮蔽涂层等各式涂层，以优化显示器的影像表现。

综上所述，本发明的蓝宝石基板，通过表面所形成的凸丘，可降低光线通过蓝宝石基板产生反射的机会，提升抗反射特性，增加蓝宝石基板的光穿透，使本发明的蓝宝石基板对于可见光波长光线的透光率大于90％，以提升成像质量，如此一来，无需在蓝宝石基板的表面再镀上额外的抗反射膜，免除了抗反射膜硬度不足容易刮伤、磨损，使得蓝宝石基板外观不美观的问题。

以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，但凡应用本发明说明书及权利要求所为的等效变化，例如：在蓝宝石基板的凹面形成凸丘；或者是在蓝宝石基板的一平面形成凸丘，一凹面形成凸丘等应用，理应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种抗反射的蓝宝石基板，该蓝宝石基板的透光率大于90％，其特征在于：

该蓝宝石基板具有相背对的二表面，其中至少一表面形成有多个凸丘，相邻两凸丘的顶部的间距介于150nm至500nm之间，该些凸丘的高度大于60nm，且各该凸丘的高度与其连接该表面的底部的宽度的比值为0.4以上。

2.根据权利要求1所述的抗反射的蓝宝石基板，其中该蓝宝石基板的至少一表面为曲面，该些凸丘形成于该曲面。

3.根据权利要求1所述的抗反射的蓝宝石基板，其中该蓝宝石基板具有该些凸丘的表面的表面粗糙度小于100nm。

4.根据权利要求1所述的抗反射的蓝宝石基板，其中该些凸丘的凸起高度与其底部宽度的比值介于0.8至2之间。

5.根据权利要求1所述的抗反射的蓝宝石基板，其中该些凸丘呈圆锥状、角锥状或半球状。

6.根据权利要求1所述的抗反射的蓝宝石基板，其中该些凸丘以不规则方式排列。

7.根据权利要求1所述的抗反射的蓝宝石基板，其中该蓝宝石基板对于可见光波长的光线的透光率大于90％。

8.一种镜头，其特征在于，包括有由一物侧至一成像面且沿一光轴依次排列的一蓝宝石基板与至少一透镜，其中该蓝宝石基板具有相背对的二表面，其中至少一表面形成有多个凸丘，相邻两凸丘的间距介于150nm至500nm之间，该些凸丘的高度大于60nm，且该些凸丘的高度与其连接该表面的底部宽度的比值为0.4以上。

9.一种显示器，其特征在于，包括：

一蓝宝石基板，具有相背对的二表面，其中至少一表面形成有多个凸丘，相邻两凸丘的顶部的间距介于150nm至500nm之间，该些凸丘的高度大于60nm，且该些凸丘的高度与其连接该表面的底部的宽度的比值为0.4以上；以及

一显示面板，具有一显示面，其中该显示面所发射出的光通过该蓝宝石基板。