CN109196388A - 抗反射涂层、触控基板、显示装置和制造抗反射涂层的方法 - Google Patents

Abstract

一种具有基板(20)和基板(20)上的抗反射涂层的显示装置。抗反射涂层包括具有用于减少基板(20)的表面上的光反射的多个纳米片(1,2,3,4)的纳米片层(10)；所述纳米片层(10)具有远离所述基板(20)的第一表面，所述第一表面具有由相邻的纳米片(1,2,3,4)的平面形成的多个纳米孔(5)；并且所述多个纳米孔(5)中的每一个构造为在所述多个纳米孔(5)中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少基板(20)的表面上的光反射。

Description

抗反射涂层、触控基板、显示装置和制造抗反射涂层的方法

技术领域

本发明涉及显示技术，更具体地，涉及一种抗反射涂层、触控基板、显示装置以及制造抗反射涂层的方法。

背景技术

已经在自然界中发现了抗反射结构并将其用于各种人造设备中。已发现，夜飞蛾的眼睛具有良好的抗反射特性。蛾眼的结构基于梯度折射率的原理。蛾眼表面上的微小特征部具有连续的折射率梯度，从而减少蛾眼表面上的光反射。已经在各种应用中使用抗反射涂层，比如在矫正镜片和相机镜头上使用的防眩光涂层。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种显示装置，其包括基板和基板上的抗反射涂层；其中，抗反射涂层包括纳米片层，该纳米片层包括用于减少基板的表面上的光反射的多个纳米片；纳米片层具有远离基板的第一表面，第一表面包括由相邻纳米片的平面形成的多个纳米孔(nano-pore)；并且所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少基板的表面上的光反射。

可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的所述一部分，从而使得入射光的所述一部分实质上被抗反射涂层吸收或者透射通过抗反射涂层。

可选地，所述显示装置还包括显示面板和所述显示面板上的触控传感器；所述抗反射涂层位于所述触控传感器的远离所述显示面板的一侧。

可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与基板的表面的平面之间的角度的平均值大于约45度。

可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与基板的表面的平面之间的角度的平均值小于约70度。

可选地，相邻的纳米片的平面之间的角度的平均值在约40度至约90度的范围内。

可选地，所述多个纳米片的平面具有从由实质上平面构造、曲面构造和起伏构造组成的组中选择的一个或多个构造。

可选地，所述多个纳米片中的每一个具有从由薄片状、盘状、带状、丝带状，园盘状组成的组中选择的形状。

可选地，纳米片层包括沿着第一方向和第二方向的多个纳米片的阵列。

可选地，所述多个纳米片为多个不规则排布的纳米片。

可选地，所述纳米片层包括金属氧化物。

在另一方面，本发明提供了一种包括纳米片层的抗反射涂层，所述纳米片层包括用于减少所述纳米片层的表面上的光反射的多个纳米片；其中，所述纳米片层的表面包括由相邻的纳米片的平面形成的多个纳米孔；并且所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少所述抗反射涂层的表面上的光反射。

可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的所述一部分，从而使得入射光的所述一部分实质上被抗反射涂层吸收或者透射通过抗反射涂层。

可选地，相邻的纳米片的平面之间的角度的平均值在约40度至约90度的范围内。

可选地，所述多个纳米片为多个不规则排布的纳米片。

可选地，所述多个纳米片中的每一个具有从由薄片状、盘状、带状、丝带状，园盘状组成的组中选择的形状。

可选地，所述纳米片层包括金属氧化物。

在另一方面，本发明提供了一种触控基板，包括：底部基板；位于底部基板上的如本文所述的抗反射涂层；以及触控电极层，其位于所述底部基板的远离所述抗反射涂层的一侧。

可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与底部基板的表面的平面之间的角度的平均值大于约45度。

可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与底部基板的表面的平面之间的角度的平均值小于约70度。

附图说明

以下附图仅仅是根据所公开的各种实施例的以示意性为目的的示例，并非旨在限定本发明的范围。

图1是示出传统底部基板的表面上的入射光的光路径的示意性示图。

图2是示出根据本公开的一些实施例中的抗反射涂层的示意性示图。

图3是示出根据本公开的一些实施例中的抗反射涂层的纳米孔中入射光的光路径的示意性示图。

图4是示出根据本公开的一些实施例中的纳米片的平面之间的角度以及纳米片的平面与基板的表面的平面之间的角度的示意性示图。

图5是示出根据本公开的一些实施例中的抗反射涂层的示意性示图。

图6是示出根据本公开的一些实施例中的抗反射涂层的示意性示图。

图7是示出根据本公开的一些实施例中的触控基板的示意性示图。

图8是示出根据本公开的一些实施例中的触控基板的示意性示图。

图9是示出根据本公开的一些实施例中的显示装置的示意性示图。

具体实施方式

现在将参照以下实施例更加详细地描述本公开。应当注意的是，在本文中，一些实施例的以下描述仅仅是以示意和说明为目的而呈现的。其并非意为详尽的或者限于所公开的精确形式。

图1是示出传统显示装置中的底部基板的表面上的入射光的光路径的示意性示图。参照图1，当环境光照射到底部基板20的表面上时，入射环境光的大部分被底部基板20反射，并且其余部分透射通过底部基板20或被底部基板20吸收。

因此，在传统显示装置中，在空气与底部基板的交界处发生环境光反射。高水平的环境光反射尤其存在于高环境光环境(例如，室外环境)中。被反射回观看者的高水平的环境光使显示器的对比度降低。为了补偿对比度的损失，需要将背光的光强度调整到更高水平，这导致显示装置的更高功耗和某些时候的过热。

因此，本发明特别提出了一种抗反射涂层、触控基板、显示装置、以及制造抗反射涂层的方法，其基本避免了由于现有技术的限制和缺点而导致的问题中的一个或多个。在一个方面，本公开提供了一种显示装置，其具有基板和基板上的抗反射涂层。抗反射涂层包括具有用于减少基板的表面上的光反射的多个纳米片的纳米片层。可选地，纳米片层具有远离基板的第一表面，该第一表面具有由相邻纳米片的平面形成的多个纳米孔。可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少基板的表面上的光反射。可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的所述一部分，从而使得入射光的所述一部分基本被抗反射涂层吸收或者透射通过抗反射涂层。该抗反射涂层可直接涂覆至显示装置的表面(外表面或内表面)或直接涂覆在显示装置的保护膜上，从而减少环境光反射并同时增加透射光。

图2是示出根据本公开的一些实施例中的抗反射涂层的示意性示图。参照图2，一些实施例中的抗反射涂层包括纳米片层10。纳米片层10包括在纳米片层10的表面上的用于减少光反射的多个纳米片1、2、3、4。如本文所用，术语“纳米片”是指形状上为片状且具有纳米到微米范围内的任何尺寸的颗粒。例如，纳米片是在一个维度(例如，z维度)上相对薄且在另外两个维度(例如，x维度和y维度)上具有相对大的面积的颗粒。纳米片层10中的纳米片可彼此分离开。可选地，纳米片层10中的一些纳米片可在结构上连结在一起，例如，彼此相倚地堆叠。可选地，纳米片的厚度在约10nm至约100nm的范围内，纳米片的平均宽度在约100nm至约10μm的范围内，并且纳米片的平均长度在约100nm至约10μm的范围内。可选地，纳米片的纵横比(宽度与厚度之比或长度与厚度之比)在约2至约500的范围内，例如，在约2至约50的范围内，在约50至约100的范围内或在约100至约500的范围内。

如图2所示，在一些实施例中，纳米片层10的表面是构造为将光陷于纳米片层10中的波纹表面。在一些实施例中，纳米片层10的波纹表面是具有多个纳米孔5的多孔表面。纳米孔5由相邻的纳米片的平面形成。图2示出了至少由纳米片1、2、3和4的平面形成的纳米孔5。纳米孔5构造为在纳米孔5内部多次反射入射光的至少一部分以减少抗反射涂层的表面上的光反射。

图3是示出根据本公开的一些实施例中的抗反射涂层的纳米孔中入射光的光路径的示意性示图。参照图3，两个入射光束进入到纳米孔5中，第一光束首先被纳米片3的平面反射，然后所反射的光在纳米片1的平面与纳米片3的平面之间被多次反射。类似地，第二光束首先被纳米片1的平面反射，然后所反射的光在纳米片1的平面与纳米片3的平面之间来回反弹。已在纳米孔5中反射多次的光束被反射向纳米孔5的底部。这些光束中的光或基本被抗反射涂层吸收，或基本透射通过抗反射涂层。没有光或极少的光沿着与入射光的方向相反的方向被反射回来。

根据纳米片的反射平面与底部基板的其上设有抗反射涂层的表面之间的角度，陷于纳米孔5中的光的量可变化。图4是示出根据本公开的一些实施例中的纳米片的平面之间的角度以及纳米片的平面与基板的表面的平面之间的角度的示意性示图。参照图4，两个相邻的纳米片1与纳米片3的平面之间的角度被表示为α。纳米片3的平面与下方的底部基板20的表面的平面之间的角度被表示为β，纳米片1的平面与下方的底部基板20的表面的平面之间的角度被表示为β'。在一些实施例中，角度α越小，可陷于纳米孔5内部的入射光越多。可选地，角度β和角度β'越大，可陷于纳米孔5内部的入射光越多。

在一些实施例中，纳米片(例如，纳米片1和3)的平面与底部基板20的表面的平面之间的角度在0度至90度的范围内。可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与基板的表面的平面之间的角度的平均值大于约45度，例如，大于约50度，大于约60度，大于约70度或大于约80度。可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与基板的表面的平面之间的角度的平均值小于约70度，例如，小于约60度。可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与基板的表面的平面之间的角度的平均值在约45度至约70度的范围内，例如，在约55度至约70度的范围内。

在一些实施例中，两个相邻的纳米片(例如，纳米片1和3)的平面之间的角度在0度至180度的范围内。可选地，相邻的纳米片的平面之间的角度的平均值大于约40度，例如，大于约50度，大于约60度，大于约70度，大于约80度或大于约90度。可选地，相邻的纳米片的平面之间的角度的平均值小于约90度，例如，小于约80度，小于约70度，小于约60度或小于约50度。可选地，相邻的纳米片的平面之间的角度的平均值在约40度至约90度的范围内，例如，在约40度至约80度的范围内。

纳米片可在纳米片层中以各种适当的方式排布。在一些实施例中，纳米片层包括沿着第一方向和第二方向的多个纳米片的阵列。在一个示例中，纳米片可具有基本沿着第一方向的纵长尺寸，并且基本上沿着第二方向彼此相倚地堆叠。图5是示出根据本公开的一些实施例中的抗反射涂层的示意性示图。参照图5，一些实施例中的纳米片层包括沿着第二方向排布的多个重复单元13。所述多个重复单元13中的每一个包括多个纳米片(例如，第一纳米片1和第二纳米片3)。所述多个纳米片中的每一个基本沿着第一方向延伸。图5示出了具有多个重复单元13的纳米片层，每个重复单元13包括第一纳米片1和第二纳米片3。相邻的一对第一纳米片1和第二纳米片3的平面之间的角度被表示为α。纳米片3的平面与下方的底部基板20的表面的平面之间的角度被表示为β，纳米片1的平面与下方的底部基板20的表面的平面之间的角度被表示为β'。多个纳米孔5形成在第一纳米片1与第二纳米片3的相邻平面之间的纳米片层表面上。所述多个纳米孔5中的每一个构造为在所述多个纳米孔5中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少基板的表面上的光反射。纳米片可为各种适当的形状，例如，矩形、正方形、平行四边形、五边形、三角形、菱形等。图5中的纳米片具有基本上为矩形的形状。

图6是示出根据本公开的一些实施例中的抗反射涂层的示意性示图。参照图6，一些实施例中的纳米片层包括多个不规则排布的纳米片。纳米片层的表面包括由相邻纳米片的平面形成的多个纳米孔5。纳米片可为各种适当的形状，例如，不规则形状。

在另一方面，本公开提供了一种制造抗反射涂层的方法。在一些实施例中，该方法包括在基板的表面上形成具有多个纳米片的纳米片层。将纳米片层形成为具有远离基板的第一表面，并且该第一表面具有由相邻纳米片的平面形成的多个纳米孔。可选地，所述多个纳米孔中的每一个形成为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少基板的表面上的光反射。可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的所述一部分，从而使得入射光的所述一部分基本被抗反射涂层吸收或者透射通过抗反射涂层。

可使用各种适当的方法来形成纳米片层。例如，可通过光刻方法制造具有纳米片阵列的纳米片层。可选地，可通过沉积方法(例如，化学浴沉积法、化学气相沉积法、电子束蒸发法等)形成纳米片层。

可使用各种适当的材料来形成纳米片层。例如，可利用沉积方法(例如，化学浴沉积法)在基板上以纳米片的形式沉积光学透明材料。用于形成纳米片的适当材料的示例包括但不限于：金属氧化物(氧化铟锡、掺氟氧化锡、氧化锌、氧化铝)、石墨烯、非金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金属硫化物等。可选地，纳米片由氧化铟锡制成。可选地，纳米片由掺氟氧化锡制成。

纳米片的平面可具有各种适当的曲率，只要由纳米片的平面形成的纳米孔能够充分地俘陷入射光即可。可选地，纳米片的平面基本上是平面的。可选地，纳米片的平面具有非平面的构造。可选地，纳米片的平面为曲面。可选地，纳米片的平面具有起伏表面。因此，本公开中的术语“纳米片”包括诸如纳米薄片、纳米带、纳米盘、纳米园盘、纳米小片、纳米丝带之类的各种颗粒。可选地，所述多个纳米片中的每一个具有从由薄片状、盘状、带状、丝带状，园盘状组成的组中选择的形状。

在另一方面，本公开提供了一种其中集成有抗反射涂层的触控基板。在一些实施例中，触控基板包括底部基板以及如本文所述或通过本文所述方法制造的抗反射涂层。可选地，触控基板还包括一个或多个触控电极层。可选地，抗反射涂层位于底部基板的远离所述一个或多个触控电极层的一侧。可选地，抗反射涂层位于底部基板的靠近所述一个或多个触控电极层的一侧，并且所述一个或多个触控电极层位于抗反射涂层的远离底部基板的一侧。

在一些实施例中，抗反射涂层包括具有用于减少底部基板的表面上的光反射的多个纳米片的纳米片层。可选地，纳米片层具有远离底部基板的第一表面，该第一表面具有由相邻纳米片的平面形成的多个纳米孔。可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少底部基板的表面上的光反射。可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的所述一部分，从而使得入射光的所述一部分基本被抗反射涂层吸收或者透射通过抗反射涂层。

可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与底部基板的表面的平面之间的角度的平均值大于约45度。可选地，所述多个纳米片中的每一个的平面与底部基板的表面的平面之间的角度的平均值小于约70度。

图7是示出根据本公开的一些实施例中的触控基板的示意性示图。参照图7，在一些实施例中，触控基板200包括具有纳米片层10的抗反射涂层以防止底部基板200a的表面上的环境光反射。图7的触控基板包括：底部基板200a；在底部基板200a上的具有纳米片层10的抗反射涂层；以及位于底部基板200a的远离抗反射涂层的一侧的触控电极层200b。图7中的纳米片层10包括多个纳米片1。

图8是示出根据本公开的一些实施例中的触控基板的示意性示图。参照图8，在一些实施例中，触控基板200包括具有纳米片层10的抗反射涂层以防止触控电极层200b上的环境光反射。图8的触控基板包括：底部基板200a；在底部基板200a上的具有纳米片层10的抗反射涂层；以及位于抗反射涂层的远离底部基板200a的一侧的触控电极层200b。纳米片层10被夹在底部基板200a与触控电极层200b之间。图8中的纳米片层10包括多个纳米片1。

在另一方面，本公开提供了一种显示装置，其具有基板和基板上的抗反射涂层。在一些实施例中，抗反射涂层包括具有用于减少基板的表面上的光反射的多个纳米片的纳米片层。可选地，纳米片层具有远离基板的第一表面，该第一表面具有由相邻纳米片的平面形成的多个纳米孔。可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少基板的表面上的光反射。可选地，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的所述一部分，从而使得入射光的所述一部分基本被抗反射涂层吸收或者透射通过抗反射涂层。

图9是示出根据本公开的一些实施例中的显示装置的示意性示图。参照图9，在一些实施例中，显示装置包括：显示面板300；设置在显示面板300上的触控基板200；以及位于触控基板200的远离显示面板300的一侧的具有纳米片层10的抗反射涂层。图9所示的显示装置为液晶显示装置。然而，本公开的抗反射涂层可应用于包括有机发光二极管显示装置的任何适当显示装置。此外，图9中的抗反射涂层设置在显示装置的发光表面上，以防止触控基板200上的环境光反射。抗反射涂层可设置在显示装置的其它层上以防止其它层上的环境光反射。例如，触控基板200可包括底部基板以及位于底部基板上且位于底部基板的靠近显示面板的一侧的触控电极层。在一个示例中，抗反射涂层设置在底部基板的远离触控电极层的一侧(如图9所示)。在另一示例中，抗反射涂层设置在底部基板的靠近触控电极层的一侧以防止触控电极层(例如，由金属材料制成的触控电极层)造成的环境光反射。可选地，显示装置包括多个抗反射涂层。图9中的纳米片层10包括多个纳米片1。

可选地，所述多个纳米片1中的每一个的平面与触控基板200的表面的平面之间的角度的平均值大于约45度。可选地，所述多个纳米片1中的每一个的平面与触控基板200的表面的平面之间的角度的平均值小于约70度。可选地，相邻的纳米片1的平面之间的角度的平均值在约40度至约90度的范围内。

适当的显示装置的示例包括(但不限于)电子纸、移动电话、平板计算机、电视、监视器、笔记本计算机、数码相册、GPS等。

已经以示意和说明为目的而呈现了本发明实施例的以上描述。其并非旨在穷举性的，也并非旨在将本发明限于所公开的精确形式或示例性实施例。因此，以上描述应当视为示意性的而非限制性的。显然，许多修改和变化对于本领域技术实践人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理及其最佳模式的实际应用，以使得本领域技术人员能够通过各种实施例以及适于特定应用或所构思的实施方式的各种修改例来理解本发明。除非另外指明，否则本发明的范围旨在由所附权利要求及其等价形式限定，在其中所有术语应当被理解为其最宽泛的合理含义。因此，术语“所述发明”、“本发明”等并不一定将权利要求的范围限定在特定的实施例，并且参照本发明示例性实施例并不意味着对本发明的限制，也不应推断出任何这样的限制。本发明仅由所附权利要求的精神和范围所限定。此外，这些权利要求可适于在名词或元件之前使用“第一”、“第二”等。这些术语应当理解为一种命名法，而不应被理解为对这些命名法所修饰的元件的数量进行限制，除非已经给出了具体的数量。所描述的任何优点和益处可不适用于本发明的所有实施例。应当理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的实施例进行各种变化。此外，本公开的任何元件和组件均不旨在贡献给公众，无论所述元件或组件是否在所附权利要求中明确记载。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括基板和所述基板上的抗反射涂层；

其中，所述抗反射涂层包括纳米片层，该纳米片层包括用于减少所述基板的表面上的光反射的多个纳米片；

所述纳米片层具有远离所述基板的第一表面，所述第一表面包括由相邻的纳米片的平面形成的多个纳米孔；并且

所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少所述基板的表面上的光反射。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的所述一部分，从而使得入射光的所述一部分实质上被所述抗反射涂层吸收或者透射通过所述抗反射涂层。

3.根据权利要求1所述的显示装置，还包括显示面板和所述显示面板上的触控传感器；

所述抗反射涂层位于所述触控传感器的远离所述显示面板的一侧。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个纳米片中的每一个的平面与所述基板的表面的平面之间的角度的平均值大于约45度。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个纳米片中的每一个的平面与所述基板的表面的平面之间的角度的平均值小于约70度。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，相邻的纳米片的平面之间的角度的平均值在约40度至约90度的范围内。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个纳米片的平面具有从由实质上平面构造、曲面构造、和起伏构造组成的组中选择的一个或多个构造。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个纳米片中的每一个具有从由薄片状、盘状、带状、丝带状，园盘状组成的组中选择的形状。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述纳米片层包括沿着第一方向和第二方向的所述多个纳米片的阵列。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个纳米片为多个不规则排布的纳米片。

11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述纳米片层包括金属氧化物。

12.一种抗反射涂层，包括纳米片层，所述纳米片层包括用于减少所述纳米片层的表面上的光反射的多个纳米片；

其中，所述纳米片层的表面包括由相邻的纳米片的平面形成的多个纳米孔；并且

所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的至少一部分，从而减少所述抗反射涂层的表面上的光反射。

13.根据权利要求12所述的抗反射涂层，其中，所述多个纳米孔中的每一个构造为在所述多个纳米孔中的每一个内部多次反射入射光的所述一部分，从而使得入射光的所述一部分实质上被所述抗反射涂层吸收或者透射通过所述抗反射涂层。

14.根据权利要求12所述的抗反射涂层，其中，相邻的纳米片的平面之间的角度的平均值在约40度至约90度的范围内。

15.根据权利要求12所述的抗反射涂层，其中，所述多个纳米片为多个不规则排布的纳米片。

16.根据权利要求12所述的抗反射涂层，其中，所述多个纳米片中的每一个具有从由薄片状、盘状、带状、丝带状，园盘状组成的组中选择的形状。

17.根据权利要求12所述的抗反射涂层，其中，所述纳米片层包括金属氧化物。

18.一种触控基板，包括：

底部基板；

根据权利要求12至17中任一项所述的抗反射涂层，其位于所述底部基板上；以及

触控电极层，其位于所述底部基板的远离所述抗反射涂层的一侧。

19.根据权利要求18所述的触控基板，其中，所述多个纳米片中的每一个的平面与所述底部基板的表面的平面之间的角度的平均值大于约45度。

20.根据权利要求18所述的触控基板，其中，所述多个纳米片中的每一个的平面与所述底部基板的表面的平面之间的角度的平均值小于约70度。