CN113985502A - 一种减反膜的制备方法、减反膜结构以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示的技术领域，公开一种减反膜的制备方法、减反膜结构以及显示装置，该减反膜的制备方法，包括在基板的一侧形成功能层，功能层包括第一单体和第二物质，第一单体为在第一设定工艺条件下可聚合的材料，第二物质为在第二设定工艺条件下可去除的材料；在第一设定工艺条件下，处理功能层使得第一单体聚合以形成抗反射膜层；在第二设定工艺条件下，清洗抗反射膜层中的第二物质，以在抗反射膜层上形成凹凸微结构。可以有效降低反射，也可以起到抗反射的作用，环境光线通过凹凸微结构渐变式折射抵消，使外部光线照射在凹凸微结构上时，使显示器在强光环境中可视，不会有过多的反射光线反射出，让使用者可以清楚的观看显示面板显示的内容。
Description
技术领域
本发明涉及显示的技术领域，特别涉及一种减反膜的制备方法、减反膜结构以及显示装置。
背景技术
随着信息技术的发展，显示器广泛应用于生活中的方方面面，而且对显示器的品质要求也越来越高，低反射就是其中一点。如当今的许多显示设备都使用传感器来自动检测环境光的明亮程度，然后提高屏幕的亮度增加可读性，从而抵消强烈的表面反射。虽然这种类型的自适应亮度控制可以帮助提高可读性，但同时也加剧了显示器的功耗。
发明内容
本发明公开了一种减反膜的制备方法、减反膜结构以及显示装置，用于让使用者可以清楚的观看显示面板显示的内容。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种减反膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
在基板的一侧形成功能层，所述功能层包括第一单体和第二物质，所述第一单体为在第一设定工艺条件下可聚合的材料，所述第二物质为在第二设定工艺条件下可去除的材料；
在所述第一设定工艺条件下，处理所述功能层使得所述第一单体聚合以形成抗反射膜层；
在所述第二设定工艺条件下，清洗所述抗反射膜层中的第二物质，以在所述抗反射膜层上形成凹凸微结构。
通过在基板上一侧形成功能层，功能层包括第一单体和第二物质，其中第一单体在第一设定工艺条件下可以聚合以形成抗反射膜层，而第二物质在第一设定工艺条件下并不发生聚合反应，然后将抗反射膜层中的第二物质在第二设定工艺条件下进行清洗，由于抗反射膜层中的第二物质清洗掉，从而在抗反射膜层上形成凹凸微结构，可以有效降低反射，从而达到抗反射的作用，环境光线通过凹凸微结构渐变式折射抵消，使外部光线照射在凹凸微结构上时，使显示器在强光环境中可视，不会有过多的反射光线反射出，让使用者可以清楚的观看显示面板显示的内容。
可选地，所述第一设定工艺条件具体包括：采用光处理和/或热处理使得所述第一单体发生聚合反应。
可选地，所述第一单体包括紫外光可聚合单体，所述紫外光可聚合单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种；和/或，所述第一单体包括热聚合单体，所述热聚合单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种。
可选地，所述第二设定工艺条件具体包括：使用有机溶剂溶解所述抗反射膜层中的第二物质；
其中，所述第二物质包括液晶分子。
可选地，所述有机溶剂包括丙酮。
第二方面，本发明提供一种减反膜结构，包括：
基板；
以及位于所述基板一侧的抗反射膜层，其中，所述抗反射膜层包括凹凸微结构，所述凹凸微结构的材料包括聚合物；
所述凹凸微结构包括：垂直所述基板的若干个凹槽，且任意相邻的两个所述凹槽配合形成有一凸起部，所述凸起部与凹槽的交界面为弧形面。
可选地，所述抗反射膜层包括第一单体聚合而成的聚合物；
所述第一单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种；
和/或，所述第一单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种。
可选地，所述凹槽的底部暴露有所述基板。
可选地，所述凸起部为柱状结构或锥状结构。
可选地，任意相邻所述凸起部在所述基板投影的平均距离为200nm-300nm。
可选地，沿垂直所述基板方向，所述凸起部的最高点到所述基板的平均距离为250nm-350nm。
第三方面，本发明提供一种显示装置，包括显示面板以及第二方面任一项所述的减反膜结构，所述凹凸微结构位于所述显示面板的出光侧的表面。
第四方面，本发明提供一种显示装置，包括显示面板、盖板以及第二方面任一项所述的减反膜结构，所述盖板位于所述显示面板的出光侧，所述凹凸微结构位于所述盖板的出光侧的表面。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种减反膜的制备方法的流程示意图；
图2-图6为本发明实施例提供的一种减反膜的制备方法的流程制备示意图；
图7为本发明实施例提供的一种抗反射膜层的立体结构示意图。
图8为本发明实施例提供的一种减反膜的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种减反膜的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种减反膜的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种减反膜的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的另一种显示装置的结构示意图。
图标：1-基板；2-功能层；3-抗反射膜层；4-凹凸微结构；41-凸起部；42-凹槽；5-包裹部；6-第二物质膜层；7-显示面板；8-盖板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前一般是在偏光片(POL)的表面或盖板表面贴一层低反射(low reflection)膜或抗反射(anti reflection)膜，从而起到降低反射的作用，但成本较高。
为了在降低成本的基础上还能起到降低环境光线的反射的作用，还有利用类似于蛾眼表面的结构特点以达到降低反射的效果，蛾眼减反是仿生技术，但是目前一般采用的是光刻工艺在膜的表面形成凹凸不平的结构，通过光刻工艺的方式制作的类似于蛾眼表面的结构，需要精密的光刻设备，并且光刻工艺也相对较为复杂，而且成本也较高。
为了解决上述问题，采用本发明实施例提供了一种减反膜的制备方法，如图1所示，所述制备方法包括以下步骤：
S101：在基板1的一侧形成功能层2，所述功能层2包括第一单体和第二物质，所述第一单体为在第一设定工艺条件下可聚合的材料，所述第二物质为在第二设定工艺条件下可去除的材料；
S102：在所述第一设定工艺条件下，处理所述功能层2使得所述第一单体聚合以形成抗反射膜层3；
S103：在所述第二设定工艺条件下，清洗所述抗反射膜层3中的第二物质，以在所述抗反射膜层3上形成凹凸微结构4。
需要说明的是，通过在基板1上一侧形成功能层2，功能层2包括第一单体和第二物质，其中第一单体在第一设定工艺条件下可以聚合以形成抗反射膜层3，而第二物质在第一设定工艺条件下并不发生聚合反应，然后将抗反射膜层3中的第二物质在第二设定工艺条件下进行清洗，由于抗反射膜层3中的第二物质清洗掉，从而在抗反射膜层3上形成凹凸微结构4，可以有效降低反射，从而达到抗反射的作用，环境光线通过凹凸微结构4渐变式折射抵消，使外部光线照射在凹凸微结构4上时，使显示器在强光环境中可视，不会有过多的反射光线反射出，让使用者可以清楚的观看显示面板显示的内容。
关于将功能层2制备形成凹凸微结构4的具体流程如下：
如图2所示，图2为将功能层2涂布在基板1上，然后参照图3和图4对涂布有功能层2的基板1进行第一工艺条件下的处理，这时功能层2中的第一单体进行聚合，可形成具有凹痕的网状结构的抗反射膜层3，再参照图5，在第二工艺条件下对抗反射膜层3进行清洗以除去第二物质，如图6所示，从而形成有凹凸微结构4的抗反射层。
具体地，关于功能层2中的第一单体的材料，一方面可以包括紫外光可聚合单体，如甲基丙烯酸异冰片酯，丙烯酸-β-羟丙酯，丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯；并且功能层2中还包括光引发剂，如对应365nm的光引发剂，如安息香双甲醚；如果第一单体中包括紫外光可聚合单体，参照图3所示，图3中的箭头为紫外光，控制功能层2进行紫外光照射，使得紫外光可聚合单体进行聚合，形成均匀的凹痕网状结构，然后在参照图5，在第二工艺条件下对抗反射膜层3进行清洗以除去第二物质，例如第二物质为液晶分子；第二设定工艺条件具体包括：使用有机溶剂溶解所述抗反射膜层3中的第二物质；例如，有机溶剂包括丙酮，利用丙酮的相似相溶原理，将液晶分子进行溶解；如图6所示，从而形成有凹凸微结构4的抗反射层。应理解，功能层2由紫外光可聚合单体、光引发剂和液晶分子混合均匀得到。优选地，所述液晶分子为向列相液晶分子。
关于功能层2中的第一单体的材料，另一方面还可以包括热聚合单体，如甲基丙烯酸异冰片酯，丙烯酸-β-羟丙酯，丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯；如果第一单体中包括热聚合单体，参照图4所示，图4中的曲线为热辐射，控制功能层2进行加热固化，使得热聚合单体进行聚合，形成均匀的凹痕网状结构；然后在参照图5，在第二工艺条件下对抗反射膜层3进行清洗以除去第二物质，例如第二物质为液晶分子；第二设定工艺条件具体包括：使用有机溶剂溶解所述抗反射膜层3中的第二物质；例如，有机溶剂包括丙酮，利用丙酮的相似相溶原理，将液晶分子进行溶解；如图6所示具体比例可以根据实际需要进行调整，优选地，所述液晶分子为向列相液晶分子。
优选地，关于功能层2中的第一单体的材料，再一方面还可以包括紫外光可聚合单体和热聚合单体的混合物，并且功能层2中还包括光引发剂，如对应365nm的光引发剂，如安息香双甲醚；首先参照图3所示，图3中的箭头为紫外光，控制功能层2进行紫外光照射，使得紫外光可聚合单体进行聚合；然后参照图4，图4中的曲线为热辐射，控制功能层2进行加热固化，使得热聚合单体进行聚合，形成均匀的凹痕网状结构；等完全反应后，在第二工艺条件下对抗反射膜层3进行清洗以除去第二物质，例如第二物质为液晶分子；第二设定工艺条件具体包括：使用有机溶剂溶解所述抗反射膜层3中的第二物质；例如，有机溶剂包括丙酮，利用丙酮的相似相溶原理，将液晶分子进行溶解；如图6所示，从而形成有凹凸微结构4的抗反射层。其中，紫外光可聚合单体质量百分比为20％-50％，光引发剂的质量百分比为0.5％-2％，热聚合单体质量百分比15％-25％，液晶分子的质量百分比为50％-70％。
一种优选实施例中，紫外光可聚合单体质量百分比为22％-40％，光引发剂的质量百分比为0.5％-2％，热聚合单体质量百分比为15％-22％，液晶分子的质量百分比为50％-60％，具体比例可以根据实际需要进行调整，只要是几者之和达到100％即可。优选地，所述液晶分子为向列相液晶分子。采用紫外光可聚合单体和热聚合单体的混合物两者形成的凹凸微结构支撑性更好。
在一种具体的实施方式中，功能层2选择为聚合物分散液晶膜层，液晶原料简单易得，采用光反应和热反应，不需要精密设备，相对一般的光刻工艺，本发明实施例采用聚合物分散液晶膜层的自组装成膜工艺简单可控，成本低。
下面关于本发明实施例提供的一种减反膜的制备方法，具体包括以下步骤：
首先在洁净的衬底上涂布一定厚度的功能层，当然功能层可以选择为聚合物分散液晶膜层(PDLC，Polymer Dispersed Liquid Crystal)；然后在涂布功能层后进行第一设定工艺条件(也就是采用光处理和/或热处理)下进行聚合反应以形成抗反射膜层；聚合反应完全后使用有机溶剂(例如丙酮)溶解所述抗反射膜层中的第二物质(例如液晶分子)；清洗完全后进行高温烘烤，以此在抗反射膜层的表面形成凹凸微结构。
如图7和图8所示，第二方面，本发明实施例提供的一种减反膜结构，包括：
基板1；
以及位于基板1一侧的抗反射膜层3，其中，抗反射膜层3包括凹凸微结构4，凹凸微结构的材料包括聚合物；
具体地，凹凸微结构包括垂直基板的若干个凹槽42，且任意相邻的两个凹槽42配合形成有一凸起部，凸起部与凹槽的交界面为弧形。
本发明实施例提供的一种减反膜结构，可以有效降低反射，从而达到抗反射的作用，环境光线通过凹凸微结构4渐变式折射抵消，使外部光线照射在凹凸微结构4上时，使显示器在强光环境中可视，不会有过多的反射光线反射出，让使用者可以清楚的观看显示面板显示的内容。
在一个具体实施例中，如图8和图9所示，凸起部与凹槽的交界面为弧形面，且弧形面朝向凸起部中心的方向凸出。这是由于第二物质占位后被去除留下空隙造成的。所述中心的方向可以是凸起部的中轴线的方向或者重心方向。
在一个具体实施例中，凸起部与凹槽的交界面为弧形面，且弧形面背离凸起部中心的方向凸出。这是由于第二物质占位后被去除留下空隙造成的。所述中心的方向可以是凸起部的中轴线的方向或者重心方向。
在一个具体实施例中，凸起部与凹槽的交界面为弧形面，弧形面包括向凸起部中心的方向凸出的部分以及背离凸起部中心的方向凸出的部分，这是由于第二物质占位的形态不规则造成的。所述中心的方向可以是凸起部的中轴线的方向或者重心方向。
具体地，凸起部41形成有弧形面，且弧形面朝向背离凸起部41中轴线的方向凸出，参照图8和图9，凸起部41的形状还可以为柱状结构或是锥状结构，然后在第二设定工艺条件下，清洗抗反射膜层3中的第二物质，以在抗反射膜层3上形成具有不同形状凸起部41的凹凸微结构4。当然凹凸微结构4中的凸起部41的排布可以是均匀排布，也可以是在基板上分区域以不同的排布密度进行排布，排布密度可以代表减反膜的减反效果，即在基板的边缘区域凸起部的排布密度较大，则减反效果较好，在基板的中间区域凸起部的排布密度较小。
具体抗反射膜层包括第一单体聚合而成的聚合物；第一单体包括紫外光可聚合单体、热聚合单体中的至少一种。
当所述第一单体包括紫外光可聚合单体时，所述紫外光可聚合单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种。
当所述第一单体包括热聚合单体时，所述热聚合单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种。
具体地，凹凸微结构4包括：垂直基板的若干个凹槽42，凹槽42使所述基板露出，且任意相邻的两个凹槽42配合形成有一凸起部41；
在一种可能的实施例中，参照图10所示，关于抗反射膜层结构，当第一单体聚合时有可能将第二物质部分包裹形成包裹部5，包裹部5具体包括第二物质也就是液晶分子，使得在凹凸微结构中的多个凸起部中部分凸起部中具有包裹部5，其他部分凸起部中不具有包裹部5，使得凸起部的不仅尺寸大小有差异，而且具有包裹部5的凸起部与不具有包裹部5的凸起部的折射率不同，从而有利于对环境光发生散射作用。优选地，所述液晶分子为向列相液晶分子。
在另一种可能的实施例中，参照图11，关于抗反射膜层结构，当第一单体聚合后形成的凹凸微结构，对第二物质使用有机溶剂进行清洗时，会有部分第二物质残留在基板上形成有第二物质膜层6，第二物质膜层6和凹凸微结构4的折射率不同，当环境光照射在抗反射膜层上时，不同折射率的第二物质膜层6和凹凸微结构有利于反射出不同方向的光，提高环境光的散射作用。
并且，任意相邻凸起部41在基板1投影的平均距离为200nm-300nm。沿垂直抗反射膜层3表面的方向，凸起部41的高度H为250nm-350nm。凸起部41的结构尺寸小于作用波长，大部分的入射光线都被凹凸微结构4所吸收，凹凸微结构4的折射率自上而下连续变化，不发生反射。
由于凸起部41的精度可以做到纳米级别，因此可以有效降低反射，从而达到抗反射的作用，环境光线通过凹凸微结构4渐变式折射抵消，使外部光线照射在凹凸微结构上时，大部分的环境光被折射，只有微乎其微的极少环境光能够被反射，大大降低环境光的眩光效应，因此凹凸微结构4具备防眩光功能。
由于本发明实施例提供的凹凸微结构具有防眩光功能，因此无需再增加防眩层，从而可以使用像素密度大于300ppi的显示装置，以大幅提高了显示装置的显示效果。
根据凹凸微结构4的仿生学特性，环境光线中大部分的入射光线都被凹凸微结构4所吸收，根据凹凸微结构4的宽波反射，因此对高波段的光进行反射，而影响高波段光的透过性，例如红光；而对低波段的光透过性较大，因此较少的蓝光发生反射，而发生折射，从而凹凸微结构4可以提高对蓝光的透过性，以此来搭配蓝光产品使用能够达到较好的透光性。
第三方面，如图12所示，本发明实施例提供的一种显示装置，包括显示面板7以及第二方面任一项的减反膜结构，所述凹凸微结构位于所述显示面板的出光侧的表面。当显示面板作为减反膜结构的基板1时，减反膜结构形成在显示面板的出光的一侧，即显示面板可以复用为减反膜结构的基板。
如图13所示，第四方面，本发明实施例提供的一种显示装置包括显示面板7、盖板8以及第二方面任一项所述的减反膜结构，所述盖板8位于所述显示面板7的出光侧，所述凹凸微结构4位于所述盖板8的出光侧的表面。
当盖板8复用为减反膜结构的基板1时，减反膜结构形成在盖板8的背离显示面板7的一侧。
关于显示装置，可以为OLED(Organic Light-Emitting Diode)显示装置，也可以为LCD(Liquid Crystal Display)显示装置。盖板可以是采用玻璃盖板或是其他透明材料的盖板均可。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例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 (13)
1.一种减反膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
在基板的一侧形成功能层，所述功能层包括第一单体和第二物质，所述第一单体为在第一设定工艺条件下可聚合的材料，所述第二物质为在第二设定工艺条件下可去除的材料；
在所述第一设定工艺条件下，处理所述功能层使得所述第一单体聚合以形成抗反射膜层；
在所述第二设定工艺条件下，清洗所述抗反射膜层中的第二物质，以在所述抗反射膜层上形成凹凸微结构。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一设定工艺条件具体包括：采用光处理和/或热处理使得所述第一单体发生聚合反应。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一单体包括紫外光可聚合单体，所述紫外光可聚合单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种；和/或，所述第一单体包括热聚合单体，所述热聚合单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二设定工艺条件具体包括：使用有机溶剂溶解所述抗反射膜层中的第二物质；
其中，所述第二物质包括液晶分子。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括丙酮。
6.一种减反膜结构，其特征在于，包括：
基板；
以及位于所述基板一侧的抗反射膜层，其中，所述抗反射膜层包括凹凸微结构，所述凹凸微结构的材料包括聚合物；
所述凹凸微结构包括：垂直所述基板的若干个凹槽，且任意相邻的两个所述凹槽配合形成有一凸起部，所述凸起部与凹槽的交界面为弧形面。
7.根据权利要求6所述的减反膜结构，其特征在于，所述抗反射膜层包括第一单体聚合而成的聚合物；
所述第一单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种；
和/或，所述第一单体包括甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯或丙烯酸-3-(三甲基烷基)丙酯中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的减反膜结构，其特征在于，所述凹槽的底部暴露有所述基板。
9.根据权利要求6所述的减反膜结构，其特征在于，所述凸起部为柱状结构或锥状结构。
10.根据权利要求6所述的减反膜结构，其特征在于，任意相邻所述凸起部在所述基板投影的平均距离为200nm-300nm。
11.根据权利要求6所述的减反膜结构，其特征在于，沿垂直所述基板方向，所述凸起部的最高点到所述基板的平均距离为250nm-350nm。
12.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板以及权利要求6-11任一项所述的减反膜结构，所述凹凸微结构位于所述显示面板的出光侧的表面。
13.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板、盖板以及权利要求6-11任一项所述的减反膜结构，其特征在于，所述盖板位于所述显示面板的出光侧，所述凹凸微结构位于所述盖板的出光侧的表面。
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