CN112951078A - 用于显示装置的盖板及其制造方式 - Google Patents
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Abstract
一种用于显示装置之盖板及其制造方式，其在基材层上表面设置复数微结构，接着以化学强化的方式形成应压力层，再于复数微结构上设置抗磨层；藉此达成以较低的制造成本以及较高的良率，降低显示设备的光反射率并具抗磨损及污损功能之目的。
Description
技术领域
本发明关于显示装置领域，特别地指一种用于显示装置的盖板及其制造方式。
背景技术
自然界当中，当入射光穿过不同介质就会发生穿透与反射的现象；而当入射光垂直通过介质时，即能定义穿透率及反射率。随着科技的发展，在目前许多复杂的光学系统或是光学组件之中，为了能令光学效果以及使用体验进一步提升，如何降低光的反射率即成为了非常重要的课题。
以触控面板以及显示装置而言，习用光学抗反射的方法通常涉及抗反射膜相关技术；其技术系藉由真空溅镀法或湿式涂布法等制程于面板的表面上制作特定的光学抗反射膜。然而此类的相关技术，不但在制作的过程中较为繁琐，耗费的成本亦较高，更可能有各层材料之间附着性质不佳等疑虑。
有别于上述抗反射膜相关技术的应用，科学家依据自然界许多昆虫的眼睛(例如：飞蛾的眼睛)而提出微结构以及次波长结构(sub-wavelength structure,SWS)的概念后，令光学抗反射的应用层面有进一步的提升。当设置尺寸约为200nm等级的数组结构时，因材料表面之形貌造成材质折射率成梯度变化时，可以有效降低折射率；换句话说，当材料表面具有小于波长的突起结构，能够在空气与表面结构之间产生有效的梯度折射率(gradationof refractive index)，能够抑制光反射并且忽略光的散射，后來称之为蛾眼效应(moth-eye effect)。又，设置微结构不但有较佳的抗反射效果，更有疏水抗污损的特性；原因在于，微结构化之表面得以放大表面张力而增大表面与液体的接触角，进而提高表面的疏水性而达到抗污损的效用。
然而针对微结构在光学组件或触控显示装置等相关领域的应用，目前还有许多需要改良的空间。例如：过去在光学组件上制作微结构可能需要应用复杂且昂贵的纳米技术(例如：电子束微影以及原子束蚀刻等)；将微结构设置于触控层上可能导致良率下降的疑虑；或者是当次波长结构与基材分层制造的话，又进一步导致制造成本的提升。据此可以理解；在具备设置微结构的光学效果之同时，如何降低制造成本以及提升产品良率系本领域相当值得重视之课题。
发明内容
发明内容旨在提供本发明的简化摘要，以令阅读者对本发明具备基本的理解。此发明内容并非本发明的完整概述，且其用意并非指出本发明实施例的重要或关键组件或界定本发明的范围。
有鉴于现有技术所提及的内容，本发明之发明人本于从事相关产业制造及开发的多年经验，提供一种应用于显示装置的盖板及其制造方法。通过直接于基材层上形成微结构，再以化学强化的方式形成应压力层，最后在微结构表面又设置一抗磨层；进而达成以较低的制造成本以及较高的良率，降低显示装置的光反射率并具抗磨损及污损功能之目的。
据此，在本发明的一些态样中，提供一种应用于显示装置之盖板，其包括一基材层；所述盖板又包括一上应压力层，其设置于所述基材层之上方，所述上应压力层之上表面为复数微结构，且所述复数微结构之上方设有一抗磨层；所述盖板更包括一下应压力层，设置于所述基材层之下方。
根据本发明的一些实施方式，所述基材层、所述上应压力层以及所述下应压力层系以相同材质制成。
根据本发明的一些实施方式，所述抗磨层之成分系Si3N4、Al2O3或类钻石(diamond-like carbon,DLC)。
根据本发明的一些实施方式，所述复数微结构系以周期性或非周期性之排列规则设置。
根据本发明的一些实施方式，每一所述复数微结构之形状系棱镜形、角锥形、圆柱形或圆锥形。
根据本发明的一些实施方式，每一所述复数微结构具一高度，而每一所述复数微结构之间具一间距，且所述高度及所述间距皆小于等于240纳米。
在本发明的一些态样中，又提供一种应用于显示装置之盖板的制造方法，其包括：以溢流熔融制程形成一基材；于所述基材之上表面形成复数微结构；以化学强化法强化所述基材，进而于所述基材内形成一上应压力层以及一下应压力层，其中所述上应压力层之上表面即为所述复数微结构；以及于所述上应压力层之上方，对应所述复数微结构形成一抗磨层。
根据本发明的一些实施方式，于所述基材之上表面形成所述复数微结构系藉由热滚压制程、纳米转印技术或是光固化技术所达成。
根据本发明的一些实施方式，于所述上应压力层之上方，对应所述复数微结构形成一抗磨层系藉由物理气相沉积制程所达成。
根据本发明的一些实施方式，所述复数微结构之形成系以周期性或非周期性的排列规则设置。
根据本发明的一些实施方式，每一所述复数微结构之形状系棱镜形、角锥形、圆柱形或圆锥形。
根据本发明的一些实施方式，每一所述复数微结构具一高度，而每一所述复数微结构之间具一间距，且所述高度及所述间距皆小于等于240纳米。
附图说明
为让本发明的上述与其他目的、特征、优点与实施例能更浅显易懂，所附图式之说明如下：
图1为依据本发明实施方式所绘示的剖面结构图；
图2为依据本发明一实施方式所绘示的微结构微观示意图；
图3为依据本发明一实施方式所绘示的微结构微观示意图；
图4为依据本发明一实施方式所绘示的微结构微观示意图；
图5为依据本发明一实施方式所绘示的微结构微观示意图；
图6为依据本发明实施方式所绘示的流程图。
附图标记
100：盖板
110：基材层
120：上应压力层
140：下应压力层
160：抗磨层
200：微结构区
210：微结构
H：高度
D：间距
S1～S4：流程
根据惯常的作业方式，图中各种特征与组件并未依实际比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本发明相关的具体特征与组件。此外，在不同图式间，以相同或相似的组件符号指称相似的组件及部件。
具体实施方式
虽然用以界定本发明的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或一范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，是本发明所属领域中具有通常知识者的考虑而定。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。
为解决本发明人在先前技术的基础上所发现的问题，本发明于实施方式中提出一种新颖且得以应用于显示装置的盖板及其制造方法。所述盖板的制造方法为直接将复数微结构形成于基材层后，将基材层化学强化以制成应压力层，并在所述复数微结构之上方设置抗磨层。藉此达成以较低的制造成本以及较高的良率，降低显示装置的光反射率并具抗磨损及污损功能之目的。
实施例
图1为依据一实施方式所绘示，呈现本发明的盖板的剖面结构图。请参阅图1，应用于显示装置之一盖板100，其包括一基材层110，于所述基材层110之上方系一上应压力层120，而于所述基材层110下方系一下应压力层140。又，所述上应压力层120之上表面(以本发明而言，即朝向外部之表面)具有微结构区200，所述微结构区200当中包括复数微结构210。另一方面，于所述上应压力层120上方又设有一抗磨层160；可以理解地，所述抗磨层160之形状实质地对应所述复数微结构210所设置。
概念上而言，所述复数微结构210实质地为次波长结构(sub-wavelengthstructure,SWS)。次波长结构系模仿自然界蛾眼表面之突起结构而来，其系指在组件上之一区域所设置，整体尺寸小于可见光波长的结构；根据等效介质理论(effective mediumtheory,EMT)，次波长结构之折射率即可等效于折射率渐变的多层薄膜，可进一步抑制反射率与增加接口间的穿透率，且具有宽带域波长及大视野范围特性。此外，微结构化之表面得以放大表面张力而增大表面与液体的接触角，进而提高表面的疏水性；换言之，于显示装置之盖板上的表面设置微结构区，即可以达到抗污损的效果。
具体来说，所述微结构区200之复数微结构210可以不同形状态样予以界定；图2-5即系依据不同实施方式所绘示之微结构微观示意图。请共同参阅图1以及图2，图2系呈现所述复数微结构210呈现棱镜形的态样，所述复数微结构210之高度H以及每一复数微结构210之间距D皆实质地不超过240nm，藉此即能针对波长大于紫外光波长的任意可见光或者是偏振光降低反射率；亦具有全向性入射角(0～80度)的特性；还能具备抗污损的效果。较佳地，所述高度H及间距D皆为80～120nm；然而针对实际尺寸的界定，在相同发明的概念上，本发明所属领域具有专业知识者，可依据需求做合理的调变。
图3系呈现所述复数微结构210呈现角锥形的态样。请共同参阅图1以及第3图，为达到宽波段降低反射率的效果，所述复数微结构210之高度H以及每一复数微结构210之间距D皆实质地不超过240nm，藉此即能针对波长大于紫外光波长的任意可见光或者是偏振光降低反射率；亦具有全向性入射角(0～80度)的特性；还能具备抗污损的效果。较佳地，所述高度H及间距D皆为80～120nm；然而针对实际尺寸的界定，在相同发明的概念上，本发明所属领域具有专业知识者，可依据需求做合理的调变。
图4系呈现所述复数微结构210呈现圆锥形的态样。请共同参阅图1以及图4，为达到宽波段降低反射率的效果，所述复数微结构210之高度H以及每一复数微结构210之间距D皆实质地不超过240nm，藉此即能针对波长大于紫外光波长的任意可见光或者是偏振光降低反射率；亦具有全向性入射角(0～80度)的特性；还能具备抗污损的效果。较佳地，所述高度H及间距D皆为80～120nm；然而针对实际尺寸的界定，在相同发明的概念上，本发明所属领域具有专业知识者，可依据需求做合理的调变。
而图5则系呈现所述复数微结构210呈现圆柱形的态样。请共同参阅图1以及第5图，为达到宽波段降低反射率的效果，所述复数微结构210之高度H以及每一复数微结构210之间距D皆实质地不超过240nm，藉此即能针对波长大于紫外光波长的任意可见光或者是偏振光降低反射率；亦具有全向性入射角(0～80度)的特性；还能具备抗污损的效果。较佳地，所述高度H及间距D皆可为80～120nm；然而针对实际尺寸的界定，在相同发明的概念上，本发明所属领域具有专业知识者，可依据需求做合理的调变。
图6系依据一实施方式所绘示，系呈现本发明之盖板的制造方法。请共同参阅图1以及图6；由图6所呈现的流程图可以理解，制造所述盖板100之流程可大致区分为流程S1～S4，流程S1系以溢流熔融制程形成一基材；流程S2系于所述基材之上表面形成复数微结构；流程S系以离子交换法强化所述基材，进而于所述基材形成一上应压力层以及一下应压力层，其中所述上应压力层之上表面即为所述复数微结构；而流程S4则系于所述上应压力层之上方，对应所述复数微结构形成一抗磨层。
具体地以流程S1而言，首先即将复数玻璃形成物加入熔融池，已形成熔融玻璃；细部来说，所述复数玻璃形成物包括石英粉(SiO2)，更进一步亦包括碳酸锶、碳酸钡、硼酸、硼酐、氧化铝、碳酸钙、硝酸钡、氧化镁、氧化锡、氧化锌或其组合，然而本发明之实施方式并不具体对原料的选项予以限制或界定。接着，令熔融玻璃溢出并形成所述基材层。
具体地以流程S2而言，在所述基材层形成后，以设置有所述复数微结构之一模印进一步直接于所述基材层之一上表面压印出所述复数微结构。细部来说，所述模印系依据所述复数微结构之态样所选用；而本发明的一些实施方式包括：棱镜形(图2)、角锥形(图3)、圆柱形(图4)以及圆锥形(图5)之态样，较佳地，所述复数微结构之整体尺寸小于等于紫外光波长(约为240nm)，又更佳地，所述复数微结构之整体尺寸小于紫外光波长(约为240nm)，以达成宽波段降低反射率的效果。此外，尽管本步骤系选用热滚压制程，然而本发明在形成所述复数微结构之前提下，制程的选用仍有调变之空间，例如：选用纳米转印技术或是光固化技术以形成所述复数微结构。
具体地以流程S3而言，在所述复数微结构形成后，以化学强化的方法强化所述基材层，进一步令所述基材产生位于上方之所述上应压力层以及位于下方之所述下应压力层。概念上而言，化学强化法又被称为离子交换法，基本上系将玻璃样品放入含有较巨大离子(例如：钾离子)之融盐，以置换原样品中较小的离子(例如：钠离子)；藉此令玻璃样品之表面产生抗力，而达成应压力层之效果。因此以本实施例来说，即实质地对所述基材进行离子交换法由上、下表面往内部反应，而形成在所述基材中位于上部之所述上应压力层以及位于下方之所述下应压力层。
具体地以流程S4而言，在所述上应压力层以及所述下应压力层形成后，于所述上应压力层之上方，对应所述复数微结构形成一抗磨层。细部来说，所述抗磨层的形成系透过物理气相沉积制程(physical vapor deposition，PVD)达成，物理气相沉积制程系目前半导体制程中，最被广泛与常态运用于金属薄膜、金属氮化物、氧化物等之镀膜技术；针对物理气相沉积制程，具体而言可为蒸镀(evaporation)或溅镀(sputtering)。而所述抗磨层之材料成分系选用莫式硬度不小于9之成分，较佳地可为Si3N4、Al2O3或类钻石(diamond-like carbon,DLC)；以本实施方式而言，系选用Si3N4做为所述抗磨层之材料成分。
为进一步全面地了解，请共同参阅图1～图6，依据本实施方式而制成的所述盖板100，以功能分层观之，由上而下分别为所述抗磨层160、所述上应压力层120、所述基材层110以及所述下应压力层140。
以所述抗磨层160而言，其莫氏硬度实质地不小于9，令所述盖板100在被触碰之表面具有抗磨损之功能；而所述抗磨层160之厚度不超过0.24μm，较佳地，所述抗磨层160之厚度为0.12～0.24μm。以所述上应压力层120而言，其系由所述基材层110以化学强化法所形成(流程S3)；所述上应压力层120之厚度不超过60μm，较佳地，其厚度为30～60μm，且所述上应压力层120在成分上实质地与所述基材层110无异；所述上应压力层120可用以抗弯曲，具体来说，其弯曲强度大于550MPa；另，所述上应压力层120的上表面为所述微结构区200，其包括复数微结构210，用以针对波长大于紫外光波长的任意可见光或者是偏振光降低反射，并用以产生全向性入射角(0～80度)的效果。以所述基材层110而言，其成分原料包括石英粉(SiO2)，更进一步亦包括碳酸锶、碳酸钡、硼酸、硼酐、氧化铝、碳酸钙、硝酸钡、氧化镁、氧化锡、氧化锌或其组合为原料，进而经由流程S1熔融形成的；具体来说，所述基材层110之厚度并不为本发明所限定。以所述下应压力层140而言，其系由所述基材层110以化学强化法所形成(流程S3)；所述上应压力层120之厚度不超过60μm，较佳地，其厚度为30～60μm，且在成分上实质地与所述基材层110无异；所述上应压力层120可用以抗弯曲，具体来说，其弯曲强度大于550MPa。
综上所述，依据本发明所请技术特征而获得之可应用于显示装置之盖板及其制造方法，可以较简单且成本较低的制程，达成抗反射、抗污损、抗磨损以及抗弯曲的效果。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可进行些许更动已及润饰。故，本发明的保护范围当视后附之专利申请范围所界定者为依据。
Claims (12)
1.一种应用于显示装置之盖板，其特征在于，包括：
基材层；
上应压力层，设置于所述基材层的上方，所述上应压力层的上表面为复数微结构，且所述复数微结构的上方设有抗磨层；以及
下应压力层，设置于所述基材层的下方。
2.如权利要求1所述的盖板，其中所述基材层、所述上应压力层以及所述下应压力层以相同材质制成。
3.如权利要求1所述的盖板，其中所述抗磨层的成分为Si3N4、Al2O3或类钻石。
4.如权利要求1所述的盖板，其中所述复数微结构以周期性或非周期性的排列规则设置。
5.如权利要求1所述的盖板，其中每一所述复数微结构的形状为棱镜形、角锥形、圆柱形或圆锥形。
6.如权利要求5所述的盖板，其中每一所述复数微结构具一高度，而每一所述复数微结构之间具一间距，且所述高度及所述间距皆小于等于240纳米。
7.一种应用于显示装置的盖板的制造方法，其特征在于，包括：
以溢流熔融制程形成基材；
于所述基材的上表面形成复数微结构；
以化学强化法强化所述基材，进而于所述基材内形成上应压力层以及下应压力层，其中所述上应压力层的上表面即为所述复数微结构；以及
于所述上应压力层的上方，对应所述复数微结构形成抗磨层。
8.如权利要求7所述的制造方法，其中于所述基材的上表面形成所述复数微结构为由热滚压制程、纳米转印技术或是光固化技术所达成。
9.如权利要求7所述的制造方法，其中于所述上应压力层的上方，对应所述复数微结构形成抗磨层为由物理气相沉积制程所达成。
10.如权利要求7所述的制造方法，其中所述复数微结构的形成为以周期性或非周期性的排列规则设置。
11.如权利要求7所述的制造方法，其中每一所述复数微结构的形状为棱镜形、角锥形、圆柱形或圆锥形。
12.如权利要求11所述的制造方法，其中每一所述复数微结构具一高度，而每一所述复数微结构之间具一间距，且所述高度及所述间距皆小于等于240纳米。
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