CN115043596A - 防眩光基材的制备方法、防眩光基材及显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防眩光基材的制备方法、防眩光基材及显示器件，该防眩光基材的制备方法包括如下步骤：在基材表面设置压印材料，于所述压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案，形成压印层；刻蚀所述压印层，并且在所述压印层被刻蚀至开始露出所述基材后，继续对露出的所述基材及剩余的所述压印材料进行同步刻蚀。该防眩光基材的制备方法中只需要采用模板在压印层压印出预设的压印图案，可以实现较高精度图案的制备。并且该制备方法无需用到掩膜，因此避免了曝光显影时图案失真的情况，也不会压印到基材表面，因此能够避免损伤基材的情况。
Description
技术领域
本发明涉及防眩光材料技术领域，特别是涉及一种基材表面防眩光效果的形成方法、防眩光玻璃及显示器件。
背景技术
防眩光(Anti-Glare，AG)玻璃通常也称作抗反射玻璃。防眩光玻璃是一种经由特殊加工处理后原本的平滑表面变为哑光漫反射表面的玻璃。相较于传统的平滑表面的玻璃，防眩光玻璃能够降低环境光的干扰，显著改善显示效果。
为了获得哑光漫反射的表面，防眩光玻璃表面的微观结构通常呈现出微纳米级别的凹凸起伏状，因此防眩光玻璃表面的制备重点在于如何在玻璃表面形成这种微纳米级别的凹凸起伏。
传统技术中存在两种制备防眩光效果的方式。其中一种是通过喷涂含有二氧化硅微纳颗粒的喷涂液，再经过固化处理形成一层颗粒，以在玻璃表面形成凹凸起伏的结构。这种方式的可控性较低，难以在玻璃表面形成特定的防眩光图案。另一种则是在基材表面涂覆一层掩膜材料，再通过曝光显影或激光直写形成暴露区后对暴露区进行气体离子刻蚀，以在玻璃表面形成凹凸起伏的结构。这种方式具有较高的可控性，但是曝光显影时容易存在图案失真的情况，导致精度较低，另外激光直写的方式还容易损伤基材。
发明内容
基于此，为了避免曝光显影过程失真或损伤基材的情况，提高基材表面凹凸结构的制备精度，有必要提供一种防眩光基材的制备方法。
根据本发明的一个实施例，一种防眩光基材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基材表面设置压印材料，于所述压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案，形成压印层；
刻蚀所述压印层，并且在所述压印层被刻蚀至开始露出所述基材后，继续对露出的所述基材及剩余的所述压印材料进行同步刻蚀。
在其中一个实施例中，所述压印材料选自可固化的聚合物材料，在于所述压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案的过程中，采用压印模板对所述压印材料进行压印，并保持所述压印模板持续压印至所述压印材料固化，再去除所述压印模板。
在其中一个实施例中，在所述压印层中，所述压印图案的凹陷最低处的所述压印层的厚度低于200nm，凸起最高处的所述压印层的厚度低于800nm。
在其中一个实施例中，所述基材的材料选自玻璃。
在其中一个实施例中，在刻蚀所述压印层及刻蚀所述基材的过程中，控制所述基材与所述压印层的刻蚀速率比为(0.8～1.2):1。
在其中一个实施例中，在对露出的所述基材及剩余的所述压印材料进行同步刻蚀的过程中，持续进行刻蚀，当所述压印层的压印材料完全被去除后，停止刻蚀。
在其中一个实施例中，在对露出的所述基材及剩余的所述压印材料进行同步刻蚀的过程中，采用混合气体的等离子体刻蚀所述压印层和所述基材。
在其中一个实施例中，所述混合气体包括用于刻蚀所述压印层的第一刻蚀气体和用于刻蚀所述基材的第二刻蚀气体，所述第一刻蚀气体包括氧气，所述第二刻蚀气体包括三氯化硼、四氟化碳和三氟甲烷中的一种或多种。
进一步地，一种防眩光基材，其由根据上述任一实施例所述的防眩光基材的制备方法制备得到。
又一方面，一种显示器件，其包括壳体和显示屏，所述显示屏的盖板包括根据上述任一实施例所述的防眩光基材。
上述防眩光基材的制备方法首先在基材表面涂覆压印材料，再在压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案，随后在压印材料的遮蔽下刻蚀压印层下的基材。由于压印层呈凹凸状，压印材料的凹陷处被刻蚀掉所需的时间较短，而凸起处被刻蚀掉所需的时间较长，因此压印材料的凹陷处下的基材也会更早开始被刻蚀，最终刻蚀的深度较深，而压印材料的凸起处下的基材会更迟开始被刻蚀，最终刻蚀的深度较浅或者基本未被刻蚀。最终压印材料上的压印图案能够转移到基材表面，基材表面就也形成了凹凸起伏状的防眩光图案。该防眩光基材的制备方法中只需要采用模板在压印材料上压印出预设的压印图案，可以实现较高精度图案的制备。并且该制备方法无需用到掩膜，因此避免了曝光显影时图案失真的情况，也不会压印到基材表面，因此能够避免损伤基材的情况。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明中防眩光基材的制备过程示意图；
图2为实施例1制备的基材表面防眩光图案的形貌SEM图；
附图中各附图标记及其含义如下：
110、基材；120、压印材料。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。文中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的“多”包括两个和多于两个的项目。本文所使用的“某数以上”应当理解为某数及大于某数的范围。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述申请的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本申请的范围。
根据本发明的一个实施例，一种防眩光基材的制备方法，其包括如下步骤：
在基材表面设置压印材料，于所述压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案，形成压印层；刻蚀所述压印层，并且在所述压印层被刻蚀至开始露出所述基材后，继续对露出的所述基材及剩余的所述压印材料进行同步刻蚀。
其中，压印材料指的是可以被模板等具有预设图案的工件施压变形并且表面形成与工件对应的压印图案的可塑性材料，可以理解，该压印材料在表面形成压印图案之后，还应当能够保留该压印图案。压印材料具体可以选自在特定条件下能够实现固化的材料，例如光固化材料或热固化材料。
其中，可以通过控制具有预设图案的工件的形状，以控制压印层的具体厚度。由于压印层表面的压印图案呈凹凸起伏状，凹陷处的压印层的厚度相对较薄，凸起处的压印层的厚度相对较厚。在刻蚀压印层的过程中，凹陷处的压印层需要更短的时间即可被去除，凸起处的压印材料则需要更长的时间才能够被去除。当凹陷处的压印层被去除时，凹陷处底部的基材开始被同步刻蚀，此时凸起处的压印材料还未被完全去除。进一步地，当凸起处的压印层被去除时，凹陷处底部的基材也早已被刻蚀形成了凹陷。由此，通过设计具有不同厚度的压印层并且利用由于厚度导致的刻蚀时间差，能够依据压印图案的形状在基材上也刻蚀出对应的形状。可以理解，由于刻蚀速率可能存在差异，基材上的形状不一定与压印图案保持完全相同，但是整体的凹凸趋势与压印图案是相似的。
在该实施例的一个具体示例中，在于所述压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案的过程中还包括：压印材料选用可固化的聚合物材料，例如光固化胶或热固化胶，采用压印模板于压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案，并且对压印材料进行固化处理，以形成压印层。进一步地，在形成压印层的过程中，采用压印模板对所述压印材料持续进行压印，并保持所述压印模板持续压设于所述压印材料上至所述压印材料固化，再去除所述压印模板。通过选用可固化的聚合物材料，则固化前的压印材料相对较软，更容易形成压印图案，同时能够避免压印模板发生磨损，保证压印模板的寿命。保持压印模板持续压设于压印材料上至压印材料固化，则有助于防止由于压印材料固化时发生的轻微变形而导致的压印图案变形。
在该实施例的一个具体示例中，控制凹陷最低处的所述压印层的厚度在200nm以下、凸起最高处的压印层的厚度在800nm以下，能够使得压印层的凹陷处和凸起处都更容易在后续的刻蚀过程被去除并露出基材。如果将压印层的厚度设置得过厚，则可能导致刻蚀的过程中压印层较难以被去除，并留下较多杂质，影响后续基材的刻蚀过程，进而影响基材表面防眩光图案的精度。可以理解，凸起最高处的压印层的厚度应当要高于凹陷最低处的压印层的厚度，否则就无法构成凹凸状。
在该实施例的一个具体示例中，压印层上压印图案的凹陷最低处也具有覆盖于基材表面的压印材料。进一步地，在该实施例的一个具体示例中，控制凹陷最低处的压印层的厚度为50nm～200nm，如此，压印层的凹陷最低处仍然与基材表面存在一定的压印材料材料，在压印模具压设出压印图案的过程中起到缓冲和阻挡作用，防止基材表面受到损伤。可选地，控制凹陷最低处的压印层的厚度为100nm～200nm，以进一步确保基材表面不会受到损伤。
进一步地，在该实施例的一个具体示例中，凸起最高处的压印层的厚度。可选地，控制凸起最高处的压印层的厚度为300nm～500nm。进一步可选地，控制凸起最高处的压印层的厚度为300nm～450nm。
可以理解，压印层表面的压印图案中可以具有多个凹陷和多个凸起，且至少部分凹陷的最低处的压印层的厚度在上述对应的厚度范围内，至少部分凸起的最高处的压印层的厚度在上述对应的厚度范围内。各凹陷与各凸起之间可以是连续的，也可以是突变的。进一步地，为了具有更好的防眩光效果，各凹陷与各凸起之间是连续的。更进一步地，压印图案呈现出连绵的波浪状。
在该实施例的一个具体示例中，基材可以选自玻璃基材。玻璃是一种常用的显示屏材料，不仅具有较好的透光率，还具有成本低、产量高、工艺相对成熟的优点。
在该实施例的一个具体示例中，在刻蚀所述压印层及位于所述压印层下的所述基材的过程中，控制所述基材与所述压印层的刻蚀速率比为0.8～1.2。通过选用合适的刻蚀原料，并控制刻蚀原料的用量，能够调整对于压印层和基材的刻蚀速率。控制基材与压印层的刻蚀速率比为0.8～1.2，有助于使得基材表面最终刻蚀形成的防眩光图案与压印层的压印图案尽可能一致。可选地，可以控制基材与压印层的刻蚀速率比为0.8～1.0。
在该实施例的一个具体示例中，刻蚀压印层及位于压印层下的基材的方式可以是采用气体等离子体进行刻蚀。
在该实施例的一个具体示例中，在刻蚀所述压印层及位于所述压印层下的所述基材的过程中，采用混合气体刻蚀所述压印层和所述基材，所述混合气体包括用于刻蚀所述压印层的第一刻蚀气体和用于刻蚀所述基材的第二刻蚀气体。通过选用包括第一刻蚀气体和第二刻蚀气体的混合气体，不仅能够同时刻蚀至压印层与基材，还能够通过调节第一刻蚀气体、第二刻蚀气体的流量和具体配比，以便捷地调节基材与压印层的刻蚀速率比。
在该实施例的一个具体示例中，所述第一刻蚀气体包括氧气，所述第二刻蚀气体包括三氯化硼、四氟化碳和三氟甲烷中的一种或多种。氧气主要用于刻蚀去除压印层，三氯化硼、四氟化碳和三氟甲烷则主要用于刻蚀去除基材。可选地，第一刻蚀气体中还可以包括保护性气体，例如氩气。
在该实施例的一个具体示例中，在刻蚀所述压印层及位于所述压印层下的所述基材的过程中，在所述压印层被刻蚀去除后停止刻蚀。可以理解，可以通过控制刻蚀时间，以通过刻蚀的方式去除基材表面的压印层，可以节约后续清除压印层的清晰步骤。并且，在基材表面的压印层被去除时，基材表面形成的防眩光图案也恰好与压印图案相对应，有利于获取与预设图案相符的防眩光图案，提高防眩光图案的可控性。
进一步地，本发明还提供了一种防眩光基材，其由上述任一实施例中所述的防眩光基材的制备方法制备得到。可以理解，当防眩光基材的制备方法中的基材选用玻璃时，则该防眩光基材为防眩光玻璃。
又一方面，本发明还提供了一种显示器件，其中包括壳体和显示屏，显示屏的盖板包括上述实施例中的防眩光基材。
为了便于理解上述实施例中防眩光基材的制备方式，图1示出了一种防眩光基材的具体制备工艺，其包括步骤S1～步骤S3。
步骤S1，在基材110表面设置压印材料120。
其中，该实施例中的基材为玻璃，压印材料120选自光固化胶。在基材表面设置压印材料120的具体方式为将压印材料120涂覆至基材110表面。涂覆的具体方式可以是旋涂或刮涂。
步骤S2，在压印材料120上压印出表面呈凹凸状的压印图案，形成压印层。
其中，在压印出表面呈凹凸状的压印图案的过程中，采用压印模板对压印材料120进行压印，并保持压印模板持续压设于压印材料120上，并对压印材料120进行固化处理，再去除该压印模板。
其中，通过控制模板上图案的形状或模板压印的深度等参数，使得压印层上压印图案中，凹陷最低处的压印层的厚度为150nm，凸起最高处的压印层的厚度为500nm。
其中，压印图案的形状呈现波浪状，压印图案中凹陷的最低处即为波谷，凸起的最高处即为波峰，参照图1所示的形状。
步骤S3，刻蚀所述压印层，并且在所述压印层被刻蚀至开始露出所述基材110时，同步刻蚀位于所述压印层下的所述基材110。
其中，在刻蚀压印层和基材110时，选用包括氩气、氧气、三氯化硼、四氟化碳和三氟甲烷的混合气进行刻蚀，通过控制各气体的流量，以控制压印层与基材110之间的刻蚀速率比为1:1。
在刻蚀压印层和基材110时，以压印层被完全刻蚀去除掉作为刻蚀终点。当压印层被完全刻蚀去除掉时，停止刻蚀工艺，取出基材110。此时基材110上形成与压印图案相类似的防眩光图案。
上述防眩光基材的制备方法首先在基材110表面涂覆压印材料120，再在压印材料120上压印出表面呈凹凸状的压印图案，随后在压印材料120的遮蔽下刻蚀压印层下的基材。由于压印层呈凹凸状，压印材料120的凹陷处被刻蚀掉所需的时间较短，而凸起处被刻蚀掉所需的时间较长，因此压印材料120的凹陷处下的基材110也会更早开始被刻蚀，最终刻蚀的深度较深，而压印材料120的凸起处下的基材110会更迟开始被刻蚀，最终刻蚀的深度较浅或者基本未被刻蚀。最终压印材料120上的压印图案能够转移到基材110表面，基材110表面就也形成了凹凸起伏状的防眩光图案。该防眩光基材的制备方法中只需要采用模板在压印材料120上压印出预设的压印图案，可以实现较高精度图案的制备。并且该制备方法无需用到掩膜，因此避免了曝光显影时图案失真的情况，也不会压印到基材110表面，因此能够避免损伤基材110的情况。
为了更易于理解及实现本发明，以下还提供了如下较易实施的、更为具体详细的实施例及对比例作为参考。通过下述具体实施例和对比例的描述及性能结果，本发明的各实施例及其优点也将显而易见。
如无特殊说明，以下各实施例所用的原材料皆可从市场上常规购得。
另外，在实际制备过程中，各层的实际厚度可能与测试厚度略有出入，但不影响各对比例及实施例的进行。
实施例1
选用平板玻璃作为基材，在平板玻璃表面涂覆一层压印胶。
利用具有预设图案的压印模板对压印胶进行纳米压印，使得压印胶表面形成起伏波浪状的压印图案。该压印图案的每个波谷处的厚度均在100nm～150nm之间，该压印图案的每个波峰处的厚度均在400nm～600nm之间。
将具有压印层的基材放入等离子体刻蚀腔体中，向刻蚀腔体中通入氩气、氧气、三氯化硼、四氟化碳和三氟甲烷的混合气体进行刻蚀，控制压印层与基材之间的刻蚀速率比为1:1。
刻蚀至压印层被完全去除，取出基材。
实施例2
选用平板玻璃作为基材，在平板玻璃表面涂覆一层压印胶。
利用具有预设图案的压印模板对压印胶进行纳米压印，使得压印胶表面形成具有凹凸状的压印图案。该压印图案的每个凹陷处为通孔状即不具有压印胶，该压印图案的每个凸起处的厚度控制在400nm～600nm之间。
将具有压印层的基材放入等离子体刻蚀腔体中，向刻蚀腔体中通入氩气、氧气、三氯化硼、四氟化碳和三氟甲烷的混合气体进行刻蚀，控制压印层与基材之间的刻蚀速率比为1:1。
刻蚀至压印层被完全去除，取出基材。
实施例3
选用平板玻璃作为基材，在平板玻璃表面涂覆一层压印胶。
利用具有预设图案的压印模板对压印胶进行纳米压印，使得压印胶表面形成起伏波浪状的压印图案。该压印图案的每个波谷处的厚度均在250nm～350nm之间，该压印图案的每个波峰处的厚度均在850nm～1000nm之间。
将具有压印层的基材放入等离子体刻蚀腔体中，向刻蚀腔体中通入氩气、氧气、三氯化硼、四氟化碳和三氟甲烷的混合气体进行刻蚀，控制压印层与基材之间的刻蚀速率比为1:1。
刻蚀至压印层被完全去除，取出基材。
试验例：采用扫描电子显微镜观测实施例1～实施例3所得的基材的表面形貌。其中，实施例1所得基材的表面形貌如附图2所示。实施例1～实施例3所得基材的表面情况如下。
实施例2与实施例1的主要区别在于，在压印模板进行纳米压印之后，压印层上的压印图案凹陷处不具有压印材料，最终形成的防眩光玻璃表面存在损伤。推测这是由于压印模板会压印并接触到压印材料下的平板玻璃表面，由此玻璃表面会被压印模板划伤，进而导致制备的防眩光玻璃表面存在损伤。
实施例3与实施例1的主要区别在于，实施例3中制备了较厚的压印层，但是最终形成的防眩光玻璃表面的图案与压印层上的压印图案之间具有一定差别，影响了防眩光玻璃表面的图案精度。推测这是由于在实际的蚀刻过程中，压印层与平板玻璃之间的刻蚀速率比会随着压印层的厚度而发生少许改变，较厚的压印层对于刻蚀速率比的影响较大，进而导致最终形成的防眩光玻璃表面的图案与压印层上的压印图案之间具有一定差别。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种防眩光基材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基材表面设置压印材料，于所述压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案，形成压印层；
刻蚀所述压印层，并且在所述压印层被刻蚀至开始露出所述基材后，继续对露出的所述基材及剩余的所述压印材料进行同步刻蚀。
2.根据权利要求1所述的防眩光基材的制备方法，其特征在于，所述压印材料选自可固化的聚合物材料，在于所述压印材料上压印出表面呈凹凸状的压印图案的过程中，采用压印模板对所述压印材料进行压印，并保持所述压印模板持续压印至所述压印材料固化，再去除所述压印模板。
3.根据权利要求1所述的防眩光基材的制备方法，其特征在于，在所述压印层中，所述压印图案的凹陷最低处的所述压印层的厚度低于200nm，凸起最高处的所述压印层的厚度低于800nm。
4.根据权利要求1所述的防眩光基材的制备方法，其特征在于，所述基材的材料选自玻璃。
5.根据权利要求1～4任一项所述的防眩光基材的制备方法，其特征在于，在刻蚀所述压印层及刻蚀所述基材的过程中，控制所述基材与所述压印层的刻蚀速率比为(0.8～1.2):1。
6.根据权利要求5所述的防眩光基材的制备方法，其特征在于，在对露出的所述基材及剩余的所述压印材料进行同步刻蚀的过程中，持续进行刻蚀，当所述压印层的压印材料完全被去除后，停止刻蚀。
7.根据权利要求5所述的防眩光基材的制备方法，其特征在于，在对露出的所述基材及剩余的所述压印材料进行同步刻蚀的过程中，采用混合气体的等离子体刻蚀所述压印层和所述基材。
8.根据权利要求7所述的防眩光基材的制备方法，其特征在于，所述混合气体包括用于刻蚀所述压印层的第一刻蚀气体和用于刻蚀所述基材的第二刻蚀气体，所述第一刻蚀气体包括氧气，所述第二刻蚀气体包括三氯化硼、四氟化碳和三氟甲烷中的一种或多种。
9.一种防眩光基材，其特征在于，由根据权利要求1～8任一项所述的防眩光基材的制备方法制备得到。
10.一种显示器件，其特征在于，包括壳体和安装在所述壳体上的显示屏，所述显示屏的盖板包括根据权利要求9所述的防眩光基材。
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