CN111028684A - 柔性基板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种柔性基板及其制备方法，所述柔性基板包括衬底以及配向层。所述配向层设置在所述衬底上，并且与所述衬底直接接触，所述配向层包括配向材料及核壳粒子，所述核壳粒子悬浮在所述配向层的表层，所述核壳粒子在加热固化所述配向层时分解，以同时在所述配向层上产生与所述核壳粒子大小大致相等的空心结构，形成抗反射层，用于折射光线以及阻挡光线进入所述衬底上。
Description
技术领域
本发明是有关于一种柔性基板，特别是有关于一种抗反射的柔性基板。
背景技术
在显示器的表面，一般都要求具有防损伤功能、防外光映入功能等各种功能，降低显示器表面的光反射率，从而获得优良的视觉体验。柔性面板更是对于抗反射功能的需求更高，弯折部分容易受外光反射而影响可视性和对比度，因此，通常会在显示器表面涂覆一光学涂层，减少衬底表面反射。这类抗反射涂层(anti-reflective coatings)功能在于降低了在具有不同折射率的两个介质之间的界面处的反射，例如基板和空气之间的反射。根据菲涅耳方程式，浮法玻璃表面与空气接触对应反射率为4.3％，通过抗反射涂层，希望可以降低至1％以下。
R为反射率，ns为基板的折射率(与空气界面)。
通常抗反射涂层的做法主要有：多层干涉涂层(Multi-Layer InterferenceCoatings)、梯度折射率涂层(graded index coating)、四分之一波长涂层(quarterwavecoating)。多层干涉涂层主要制备方法：通过多次的CVD沉积和刻蚀工艺，沉积出一层层不同折射率的膜层，工艺复杂，成本高昂；梯度折射率涂层最常见为蛾眼结构涂层(Moth eyetextured coatings)，该方法相比于多层干涉涂层，虽只需一层涂层，但其需要在Z方向上形成折射率梯度，在表面形成周期的微纳米结构，其主要通过纳米压印技术(nanoimprintlithography)进行制备，但生产大尺寸的膜片时，比较困难，且蛾眼结构涂层机械耐受性较差，易被刮伤；四分之一波长涂层只需通过一层涂层，且无需复杂工艺，制程简单，但以目前的材料限制，适用于生产涂层的折射率最低的固体材料是氟化镁(MgF2)，折射率为1.38，当在浮法玻璃上作为四分之一波长涂层时，其反射率为1.26％，还是偏高的。然而，这些方法在实际使用上仍具有下述问题，例如：效率较低、工艺繁琐、大尺寸化困难。
故，有必要提供一种柔性基板，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种抗反射的柔性基板及其制备方法，以解决现有技术所存在的效率较低、工艺繁琐、大尺寸化困难、反射率仍然偏高的问题。
本发明的一实施例提供一种柔性基板，所述柔性基板包括衬底以及配向层。
所述配向层设置在所述衬底的表面，所述配向层包括配向材料及多个核壳粒子，每一所述核壳粒子具有中空结构并且悬浮在所述配向层的表层，所述多个核壳粒子在加热固化所述配向材料时分解并同时形成抗反射层，所述抗反射层具有所述多个核壳粒子分解后所产生的多个孔洞，所述抗反射层用于折射光线以及阻挡光线进入所述衬底上。
在本发明的一实施例中，所述多个核壳粒子是由有机聚合物、有机聚合物的共聚物以及无机物中的至少一个制成。
在本发明的一实施例中，所述有机聚合物是选自于由纤维素、聚甲基丙烯酸乙酯、聚(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯以及聚苯乙烯所组成的群组中的一个及其组合。
在本发明的一实施例中，所述无机物是选自于由硅Si、氮化硅SiNx以及氟化镁MgF2所组成的群组中的一个及其组合。
在本发明的一实施例中，所述多个核壳粒子的粒径为0.1至10微米。
在本发明的一实施例中，所述衬底的厚度为1至100微米，所述抗反射层的厚度为0.1至50微米。
在本发明的一实施例中，所述柔性基板还包括保护层，设置在所述抗反射层的表面，用于隔绝水汽和氧气。
在本发明的一实施例中，所述多个核壳粒子的折射率小于所述保护层的折射率，并且所述多个核壳粒子与所述衬底叠合后的总反射率小于1％。
本发明的一实施例还提供一种制备柔性基板的方法，所述方法包括：
将参杂多个核壳粒子的配向材料覆盖在衬底上，以形成配向层，其中所述多个核壳粒子悬浮在所述配向层的表层，每一所述核壳粒子具有中空结构；以及
加热固化所述配向材料，所述配向层中的所述多个核壳粒子受热分解并同时在所述配向层的表层中产生多个孔洞，形成抗反射层。
在本发明的一实施例中，所述方法还包括将保护层覆盖在所述抗反射层上。
与现有技术相比较，本发明的柔性基板不但可省去沉积抗反射涂层的繁杂工序，节省了人力和生产成本，更克服了现有技术的瓶颈，将反射率降低至1％以下，还可以使得柔性基板能够以卷对卷这类高效能、连续性的生产方式，实现柔性基板的量产。此外，本发明的配向层同时具有配向功能及抗反射功能，更能通过控制核壳粒子的数量而得到期望的反射率。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1是本发明的一实施例的柔性基板的示意图；
图2是本发明的另一实施例的柔性基板的示意图；
图3是本发明的另一实施例的柔性基板的制备方法的流程图；以及
图4是本发明的另一实施例的柔性基板的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
本文所使用的单数型式“一”、“一个”及“至少一”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。例如，术语“一化合物”或“至少一种化合物”可以包括多个化合物，包括其混合物。
在整个本申请中，本发明的各种实施例可以以一个范围的型式存在。应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本发明范围的硬性限制。因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。
可以理解，本发明中的特定特征，为清楚起见，在分开的实施例的内文中描述，也可以在单一实施例的组合中提供。相反地，本发明中，为简洁起见，在单一实施例的内文中所描述的各种特征，也可以分开地、或者以任何合适的子组合、或者在适用于本发明的任何其他描述的实施例中提供。在各种实施例的内文中所描述的特定特征，并不被认为是那些实施方案的必要特征，除非该实施例没有那些元素就不起作用。
本文中所揭露的大小和数值不应意图被理解为严格限于精确数值。相反的，除非另外指明，各种大小旨在表示所引用的数值以及功能上与数值相同的范围。例如所揭露的大小为「10微米」是指「约10微米」。
请参照图1所示，本发明的一实施例的柔性基板10主要包括衬底100、配向层110以及保护层140。衬底100可以是浮法玻璃，在本发明的一实施例中，衬底100的厚度为1至100微米。配向层110设置在衬底100的表面，配向层110包括配向材料112及多个核壳粒子120，配向材料112可以是有机聚合物，配向材料112可以选自于由聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)所组成的群组中的其中一个及其组合。保护层140设置在抗反射层140的表面，用于隔绝水汽和氧气，保护层140可以是无机物，保护层140可以选自于由氮化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆所组成的群组中的其中一个及其组合。氮化硅的折射率为1.77、氧化钛的折射率为2.65、氧化锆的折射率为2.17。
每一核壳粒子120具有中空结构122并且悬浮在配向层110的表层，多个核壳粒子120在加热固化配向材料112时分解并同时形成抗反射层130，抗反射层130具有多个核壳粒子120分解后所产生的多个孔洞，抗反射层130用于折射光线以及阻挡光线进入衬底100上。抗反射层130与配向层110一体成型，节省了多道工序和制作成本，也解决了传统的抗反射涂层由于涂覆在显示面板上容易刮伤而失去作用的问题。此外，由于核壳粒子120在高温下分解，也不会因为加入额外的粒子而造成色偏现象。
在本发明的一实施例中，抗反射层130的厚度为0.1至50微米。在本发明的一实施例中，多个核壳粒子120的粒径为0.1至10微米。在本发明的一实施例中，抗反射层130的孔洞的大小为0.1至10微米。具有中空结构122的核壳粒子120在加热时分解，在配向层110的表层中留下多个孔洞，形成抗反射层130，使得抗反射层130成为多孔结构，通过利用孔洞中的空气，使光线经过抗反射层130时被折射到不同的角度，更阻挡光线进入衬底100，增加了配向层110的折射率，从而降低了柔性基板10的反射率，使反射率降低至1％以下。
多个核壳粒子120可以由易分解的材料制备，多个核壳粒子120可以是由有机聚合物、有机聚合物的共聚物以及无机物中的至少一个制成。有机聚合物是选自于由纤维素、聚甲基丙烯酸乙酯、聚(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯以及聚苯乙烯所组成的群组中的一个及其组合，无机物是选自于由硅Si、氮化硅SiNx以及氟化镁MgF2所组成的群组中的一个及其组合。在本发现的一实施例中，制备核壳粒子120的材料的折射率与保护层140的折射率相近。
请参照图2，图2是本发明的另一实施例的柔性基板20的示意图。柔性基板20包括衬底200、第一配向层210、第二配向层230以及保护层240。衬底200可以是浮法玻璃，配向层210包括配向材料212及多个核壳粒子220，配向材料212可以是有机聚合物，配向材料212可以选自于由聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)所组成的群组中的其中一个及其组合。本发明的一实施例中，柔性基板20可以具有两层或以上的配向层，其中，第一配向层210设置在衬底200的表面，第二配向层250设置在第一配向层210的表面，如此类推。在第一配向层210中，每一核壳粒子220具有中空结构222并且悬浮在第一配向层210的表层，第一配向层210中多个核壳粒子220在第一次加热固化配向材料212时分解并同时形成第一抗反射层230，第一抗反射层230具有多个核壳粒子220分解后所产生的多个孔洞，其后在已固化的第一配向层210的表面上涂覆第二配向层250，第二配向层250的厚度可以比第一配向层210小，使得每一核壳粒子平均地分布在第二配向层250上，第二配向层230中多个核壳粒子220在第二次加热固化配向材料212时分解并同时形成第二抗反射层260。核壳粒子220受热分解后可以通过蒸发或升华到空气中，核壳粒子220也可以是在加热固定的过程被配向材料212吸收。
每一核壳粒子220具有中空结构222并且悬浮在第一配向层210的表层，在本发明的一实施例中，每一抗反射层230的厚度为0.1至50微米。在本发明的一实施例中，多个核壳粒子220的粒径为0.1至10微米。在本发明的一实施例中，每一抗反射层230的孔洞的大小为0.1至10微米。第一抗反射层230和第二抗反射层260进一步折射光线以及阻挡光线进入衬底200上，使得折射率逐层递增，并且柔性面板20的最终反射率少于1％。
保护层240设置在抗反射层240的表面，用于隔绝水汽和氧气，保护层240可以是无机物，保护层240可以选自于由氮化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆所组成的群组中的其中一个及其组合。
多个核壳粒子220可以由易分解的材料制备，多个核壳粒子220可以是由有机聚合物、有机聚合物的共聚物以及无机物中的至少一个制成。有机聚合物是选自于由纤维素、聚甲基丙烯酸乙酯、聚(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯以及聚苯乙烯所组成的群组中的一个及其组合，无机物是选自于由硅Si、氮化硅SiNx以及氟化镁MgF2所组成的群组中的一个及其组合。在本发现的一实施例中，制备核壳粒子220的材料的折射率与保护层240的折射率相近。核壳粒子220可以通过乳化聚合反应、二阶段核/壳乳化反应、半连续预乳化工艺、喷射法或反相悬浮法等方法来制备。
请一并参照图1和图3，图3是本发明的另一实施例的柔性基板的制备方法的流程图。
本发明的一实施例中的柔性基板的制备方法包括以下步骤：
S10:将参杂多个核壳粒子120的配向材料112覆盖在衬底上，以形成配向层110，其中多个核壳粒子120悬浮在配向层110的表层，每一核壳粒子120具有中空结构122。
S20:加热固化配向材料112，配向层110中的多个核壳粒子120受热分解并同时在配向层110的表层中产生多个孔洞，形成抗反射层130。
S30:将保护层140覆盖在抗反射层130上。
请一并参照图2和图4，图4是本发明的另一实施例的柔性基板的制备方法的流程图，在本发明的一实施例中的柔性基板的制备方法中的S20可以包括：
S201:第一次加热固化配向材料212，第一配向层210中的多个核壳粒子220受热分解并同时在第一配向层210的表层中产生多个孔洞，形成第一抗反射层230。
S202:第二次加热固化配向材料212，第二配向层250中的多个核壳粒子220受热分解并同时在第二配向层250的表层中产生多个孔洞，形成第二抗反射层260。
如上，克服了现有柔性基板的反射率较高，降低面板可视性和对比度的问题，在制备上工艺繁琐、效率较低、难以生产大尺寸的膜片。本发明的柔性面板，通过配向层和抗反射层一体成型，并使用涂覆工序在衬底上，允许了柔性面板的量产。此外，本发明的柔性面板不仅能够通过控制核壳粒子的数量和大小来控制配向层和调节孔洞的数量和大小而得到期望的反射率，使得柔性面板的最终反射率少于1％，也克服了传统的抗反射涂膜的机械耐受性较差，易被刮伤的问题，可以有效增加柔性面板的使用寿命，进而提高稳定性。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种柔性基板，其特征在于：所述柔性基板包括︰
衬底；以及
配向层，设置在所述衬底的表面，所述配向层包括配向材料及多个核壳粒子，每一所述核壳粒子具有中空结构并且悬浮在所述配向层的表层，所述多个核壳粒子在加热固化所述配向材料时分解并同时形成抗反射层，所述抗反射层具有所述多个核壳粒子分解后所产生的多个孔洞，所述抗反射层用于折射光线以及阻挡光线进入所述衬底上。
2.如权利要求1所述的柔性基板，其特征在于：所述多个核壳粒子是由有机聚合物、有机聚合物的共聚物以及无机物中的至少一个制成。
3.如权利要求2所述的柔性基板，其特征在于：所述有机聚合物是选自于由纤维素、聚甲基丙烯酸乙酯、聚(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯以及聚苯乙烯所组成的群组中的一个及其组合。
4.如权利要求2所述的柔性基板，其特征在于：所述无机物是选自于由硅Si、氮化硅SiNx以及氟化镁MgF2所组成的群组中的一个及其组合。
5.如权利要求1所述的柔性基板，其特征在于：所述多个核壳粒子的粒径为0.1至10微米。
6.如权利要求1所述的柔性基板，其特征在于：所述衬底的厚度为1至100微米，所述抗反射层的厚度为0.1至50微米。
7.如权利要求1所述的柔性基板，其特征在于：所述柔性基板还包括保护层，设置在所述抗反射层的表面，用于隔绝水汽和氧气。
8.如权利要求7所述的柔性基板，其特征在于：所述多个核壳粒子的折射率小于所述保护层的折射率，并且所述多个核壳粒子与所述衬底叠合后的总反射率小于1％。
9.一种制备柔性基板的方法，其特征在于：所述方法包括：
将参杂多个核壳粒子的配向材料覆盖在衬底上，以形成配向层，其中所述多个核壳粒子悬浮在所述配向层的表层，每一所述核壳粒子具有中空结构；以及
加热固化所述配向材料，所述配向层中的所述多个核壳粒子受热分解并同时在所述配向层的表层中产生多个孔洞，形成抗反射层。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述方法还包括将保护层覆盖在所述抗反射层上。
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