CN115793111A - 减反膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种减反膜及其制备方法，该减反膜包括基底、微结构层，微结构层设置于基底上，微结构层包括多个相互间隔设置的微结构，相邻微结构之间设置有凹孔，其中，凹孔的孔径及深度的范围为20nm至300nm；通过将凹孔的孔径及深度均设置为小于光波长，使光波无法识别微结构，于是折射率沿微结构垂直方向呈现梯度变化，形成折射率过渡层，从而减少折射率急剧变化所造成的反射现象，缓解了现有显示装置存在环境对比度低的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种减反膜及其制备方法。
背景技术
环境光下显示面板的可读性是一个重要参数，尤其对于可移动显示设备而言(如手机)，通常用于室外环境，裸露的玻璃盖板反射的阳光会严重冲刷显示的图像。为了定量评估阳光下的可读性，通常使用环境对比度(ACR)来表示，计算方法为：
其中L1及L2分别为显示面板亮态及暗态亮度，L3为环境光亮度，晴天室外环境光亮度约为10000nit，RL为显示面板表面反射率，比如玻璃，单面反射率约为4％；而对于一台亮度800nit OLED手机，原生对比度可高达1000000以上，但当它处于室外晴天环境时，ACR仅为3，这就表示图像被严重冲刷，无法分辨。
因此，现有显示装置存在环境对比度低的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种减反膜及其制备方法，可以缓解现有显示装置存在环境对比度低的技术问题。
本申请实施例提供一种减反膜，包括：
基底；
微结构层，所述微结构层设置于所述基底上，所述微结构层包括多个相互间隔设置的微结构，相邻所述微结构之间设置有凹孔；
其中，所述凹孔的孔径及深度的范围为20nm至300nm。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述微结构的折射率与所述基底的折射率之间差值的绝对值小于或等于0.2。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述微结构包括无机颗粒、折射率调节粒子，所述折射率调节粒子的折射率等于所述基底的折射率。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述无机颗粒、折射率调节粒子的粒径范围为10nm至30nm。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述无机颗粒为SiO2粒子、纳米银粒子中的至少一种，所述折射率调节粒子为TiO2纳米粒子、ZrO2粒子中的至少一种。
可选的，在本申请的一些实施例中，在垂直于所述基底的方向上，所述微结构层的折射率呈梯度变化。
本申请实施例提供一种减反膜制备方法，包括：
在第一溶剂中加入苯乙烯单体、引发剂、乳化剂，搅拌制备得到包含聚合物微球的第一分散液，所述聚合物微球的粒径范围为50nm至300nm；
在所述第一分散液中加入硅酸四乙酯，水解制备得到无机颗粒，形成包含聚合物微球与无机颗粒的第二分散液；
提供一基底；
将所述第二分散液沉积在所述基底表面，所述无机颗粒形成多个微结构，所述微结构与所述聚合物微球相互间隔设置，使用刻蚀液对所述基底表面进行冲洗，使所述聚合物微球溶解，在相邻所述微结构之间形成凹孔。
可选的，在本申请的一些实施例中，在所述第一分散液中加入硅酸四乙酯的步骤还包括：在所述第一分散液中加入钛酸四丁酯，水解产生TiO2颗粒，制备得到折射率调节粒子。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述刻蚀液包括二氯甲烷、氢氟酸、二甲苯中的至少一种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述聚合物微球与所述无机颗粒的数量比的范围为1:1至1:2。
有益效果：提供一种减反膜，所述减反膜包括微结构层，所述微结构层包括间隔设置的微结构、设置于相邻微结构之间的凹孔，所述凹孔的孔径及深度范围为20nm至300nm，由于凹孔的孔径及深度均小于光波长，光波无法识别所述微结构，于是折射率沿微结构垂直方向呈现梯度变化，形成折射率过渡层，因此可减少折射率急剧变化所造成的反射现象，本申请的所述减反膜可以减小表面反射率，从而缓解现有显示装置存在环境对比度低的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的减反膜的第一种截面示意图；
图2是本申请提供的减反膜的俯视示意图；
图3是本申请提供的减反膜的第二种截面示意图；
图4是本申请提供的减反膜制备方法的流程图；
图5A至图5B是本申请提供的减反膜制备方法的制备过程图；
图6是本申请提供的减反膜的表面反射率随凹孔孔径及深度变化示意图；
图7是本申请提供的减反膜的表面反射率随凹孔设置密度变化示意图。
附图标记说明：
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
请参阅图1、图2、图3，本申请提供的减反膜包括基底10、微结构层20，所述微结构层20设置于所述基底10上，所述微结构层20包括多个相互间隔设置的微结构201，相邻所述微结构201之间设置有凹孔，其中，所述凹孔的孔径S1及深度S2的范围为20nm至300nm。
在本实施例中，由于凹孔的孔径S1及深度S2均小于光波长，光波无法识别所述微结构201，于是折射率沿微结构201垂直方向呈现梯度变化，形成折射率过渡层，因此可减少折射率急剧变化所造成的反射现象，本申请的所述减反膜可以减小表面反射率，从而缓解现有显示装置存在环境对比度低的技术问题。
现结合具体实施例对本申请的技术方案进行描述。
在一种实施例中，所述基底10的制备材料为透明玻璃材料或透明聚合物材料。
其中，透明聚合物材料可以为PET、PMMA、PS、TAC中的至少一种。
可以理解的是，通过将所述基底10的制备材料设置为透明材料，能提升基底10的透过率，所述减反膜应用于显示装置内时，可以提升显示装置整体的透过率及出光率。
进一步的，所述减反膜可以为盖板，例如：当所述基底10为透明玻璃材料时，所述减反膜为具有减少表面反射率效果的玻璃盖板。
在本实施例中，通过将基底10的制备材料设置为透明材料，提升了减反膜的透过率。
在一种实施例中，所述微结构201的折射率与所述基底10的折射率之间差值的绝对值小于或等于0.2。
其中，所述微结构201的折射率可以等于所述基底10的折射率。
可以理解的是，由所述微结构201及所述凹孔组成的微结构层20，与所述基底10之间的折射率的差值越小，则微结构层20与基底10的接触面位置的反射率就越小。
需要注意的是，本实施例限定了微结构201的折射率与基底10的折射率之间的差值较小，即二者差值的绝对值小于或等于0.2，在其他一些实施例中，所述微结构201的折射率与所述基底10的折射率之间的差值的绝对值还可以为小于或等于0.3；只要微结构层20与基底10之间接触面位置的反射率满足需求即可。
在本实施例中，通过进一步限定微结构201的折射率与基底10的折射率之间差值的绝对值，使微结构201与基底10的折射率接近相等或相等，从而降低微结构层20与基底10之间接触面位置的反射率。
在一种实施例中，请参阅图3，所述微结构201包括无机颗粒2001、折射率调节粒子2002，所述折射率调节粒子2002的折射率等于所述基底10的折射率。
其中，所述折射率调节粒子2002与所述基底10的制备材料可以相同。
可以理解的是，当所述无机颗粒2001与所述基底10的折射率存在差异时，所述折射率调节粒子2002用于补偿这种差异，使得微结构201的折射率与所述基底10的折射率接近相等或相等。
在本实施例中，通过在微结构201中掺杂折射率与基底10折射率相等的折射率调节粒子2002，从而使所述微结构201的折射率趋近于所述基底10的折射率，从而降低微结构201与基底10之间的折射率差，减少二者接触面位置的反射率。
例如，在一种实施例中，当所述无机颗粒2001的折射率小于基底10的折射率时，所述折射率调节粒子2002的折射率可以大于或等于所述基底10的折射率，从而使微结构201的折射率与基底10的折射率趋于相等。
例如，在另一种实施例中，当所述无机颗粒2001的折射率大于所述基底10的折射率时，所述折射率调节粒子2002的折射率可以小于或等于所述基底10的折射率，从而使微结构201的折射率与基底10的折射率趋于相等。
需要注意的是，所述微结构201包含无机颗粒2001，在一些实施例中，所述无机颗粒2001还可以为其他材料，具体根据所述减反膜的应用场景来决定所述微结构层20的制备材料。
在一种实施例中，所述无机颗粒2001、折射率调节粒子2002的粒径范围为10nm至30nm。
例如，所述无机颗粒2001、折射率调节粒子2002的粒径可以为10nm、20nm、30nm。
在一种实施例中，所述无机颗粒2001为SiO2粒子、纳米银粒子中的至少一种，所述折射率调节粒子2002为TiO2纳米粒子、ZrO2粒子中的至少一种。
在一种实施例中，在垂直于所述基底10的方向上，所述微结构层20的折射率呈梯度变化。
在本实施例中，当所述凹孔的深度S2及孔径S1均小于光波长时，光波无法识别微结构201，于是微结构层20材料表面的折射将沿垂直于基底10的方向呈现梯度变化，形成折射率过渡层，因此可减少折射率急剧变化所造成的反射现象，从而减少减反膜的表面反射率。
请参阅图4、图5A至5B本申请实施例提供一种减反膜制备方法，包括：
S1：在第一溶剂中加入苯乙烯单体、引发剂、乳化剂，搅拌制备得到包含聚合物微球202的第一分散液，所述聚合物微球202的粒径范围为50nm至300nm；
S2：在所述第一分散液中加入硅酸四乙酯，水解制备得到无机颗粒2001，形成包含聚合物微球202与无机颗粒2001的第二分散液；
S3：提供一基底10；
S4：将所述第二分散液沉积在所述基底10表面，所述无机颗粒2001形成多个微结构201，所述微结构201与所述聚合物微球202相互间隔设置，使用刻蚀液对所述基底10表面进行冲洗，使所述聚合物微球202溶解，在相邻所述微结构201之间形成凹孔。
其中，所述搅拌制备得到包含聚合物微球202的第一分散液的步骤还包括：在60℃加热的环境下进行搅拌。
其中，所述第一溶剂可以为水。
可以理解的是，通过设置粒径范围为50nm至300nm的聚合物微球202，使相邻微结构201由所述聚合物微球202间隔开，刻蚀去除所述聚合物微球202，使聚合物微球202处形成凹孔，所述凹孔的深度S2及孔径S1的范围为20nm至300nm，所述凹孔的深度S2及孔径S1均小于光波长，因此，能减少减反膜的表面反射率。
在本实施例中，首先制备得到第一分散液、第二分散液，通过涂覆刻蚀的方法形成微结构层，微结构层起到折射率过渡的作用，可有效降低表面反射率，并且具有工艺简单、高效、低成本的优势，适用场景广泛，可用于显示、装饰、建筑等场景。
请参阅图6，所述基底10为表面光滑的玻璃材料，其折射率约为1.5，其表面反射率为3.1％；当聚合物微球202的粒径为100nm、150nm、200nm以及300nm时，所述减反膜的表面反射率分别降低至2.34％、1.72％、0.98％、0.27％。
可以理解的是，所述聚合物微球202的粒径在50nm至300nm的范围内，所述聚合物微球202的粒径越大，则所述凹孔的孔径S1及深度S2越大，则所述减反膜的表面反射率越低。
优选的，所述聚合物微球202的粒径可以大于200nm，使该减反膜的表面反射率小于0.98％，相对于表面反射率为3.1％而言，大大降低了其表面反射率。
在本实施例中，通过增大所述凹孔的孔径S1及深度S2，进一步降低了所述减反膜的表面反射率。
在其他一些实施例中，对于凹孔的孔径S1及深度S2大于300nm时，例如：所述凹孔的孔径S1及深度S2的范围为300nm至500nm时，其反射率相对于未改进之前的仍然存在降低，即对于所述基底10为表面光滑的玻璃材料，其折射率约为1.5，其表面反射率为3.1％的情况而言，当凹孔的孔径S1及深度S2的范围为300nm至500nm时，改进后的表面反射率小于3.1％。
请参阅图7，在一种实施例中，当聚合物微球202与无机颗粒2001含量比由1降至0.75和0.5时，表面反射率由1.28％变为0.78％和1.64％。
优选的，所述聚合物微球202与无机颗粒2001含量比未0.75。
可以理解的是，当所述聚合物微球202的含量降低，所形成的凹孔的密度降低，而所述凹孔的密度也会对表面反射率产生影响。
需要注意的是，所述聚合物微球202与无机颗粒2001含量比指的是二者的数量比。
在一种实施例中，所述聚合物微球202可以为PMMA纳米粒子、聚苯乙烯纳米粒子中的至少一种。
在一种实施例中，在所述第一分散液中加入硅酸四乙酯的步骤还包括：在所述第一分散液中加入钛酸四丁酯，水解产生TiO2颗粒，制备得到折射率调节粒子2002。
在一种实施例中，所述刻蚀液包括二氯甲烷、氢氟酸、二甲苯中的至少一种。
例如，在一种实施例中，所述聚合物微球202为100nm的聚苯乙烯纳米粒子、所述无机粒子B为30nm的SiO2粒子，所述折射率调节粒子2002为20nm的TiO2纳米粒子，此时，所述刻蚀液为二氯甲烷。
例如，在一种实施例中，所述聚合物微球202为50nm的PMMA纳米粒子、所述无机粒子B为30nm的SiO2粒子，所述折射率调节粒子2002为20nm的TiO2纳米粒子，此时，所述刻蚀液为氢氟酸。
例如，在另一种实施例中，所述聚合物微球202为300nm的聚苯乙烯纳米粒子，所述无机粒子B为20nm的银粒子，所述折射率调节粒子2002为20nm的ZrO2粒子，所述刻蚀液为二甲苯。
在一种实施例中，所述聚合物微球202与所述无机颗粒2001的数量比的范围为1:1至1:2。
在一种实施例中，所述微结构层20的制备材料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、Hardcoating、Au、Ag、ZnO、TiO2纳米颗粒、SiO2颗粒，硅酸盐、PS颗粒、PMMA颗粒中的至少一种。
本申请还提出了一种显示装置，所述显示装置包括上述减反膜，此处不再赘述。
本申请提供的减反膜包括基底、微结构层，所述微结构层设置于所述基底上，所述微结构层包括多个相互间隔设置的微结构，相邻所述微结构之间设置有凹孔，其中，所述凹孔的孔径及深度的范围为20nm至300nm；由于凹孔的孔径及深度均小于光波长，光波无法识别所述微结构，于是折射率沿微结构垂直方向呈现梯度变化，形成折射率过渡层，因此可减少折射率急剧变化所造成的反射现象，本申请的所述减反膜可以减小表面反射率，从而缓解现有显示装置存在环境对比度低的技术问题。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的减反膜、减反膜制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种减反膜，其特征在于，包括：
基底；
微结构层，所述微结构层设置于所述基底上，所述微结构层包括多个相互间隔设置的微结构，相邻所述微结构之间设置有凹孔；
其中，所述凹孔的孔径及深度的范围为20nm至300nm。
2.如权利要求1所述的减反膜，其特征在于，所述微结构的折射率与所述基底的折射率之间差值的绝对值小于或等于0.2。
3.如权利要求2所述的减反膜，其特征在于，所述微结构包括无机颗粒、折射率调节粒子，所述折射率调节粒子的折射率等于所述基底的折射率。
4.如权利要求3所述的减反膜，其特征在于，所述无机颗粒、折射率调节粒子的粒径范围为10nm至30nm。
5.如权利要求3所述的减反膜，其特征在于，所述无机颗粒为SiO2粒子、纳米银粒子中的至少一种，所述折射率调节粒子为TiO2纳米粒子、ZrO2粒子中的至少一种。
6.如权利要求1所述的减反膜，其特征在于，在垂直于所述基底的方向上，所述微结构层的折射率呈梯度变化。
7.一种减反膜制备方法，其特征在于，包括：
在第一溶剂中加入苯乙烯单体、引发剂、乳化剂，搅拌制备得到包含聚合物微球的第一分散液，所述聚合物微球的粒径范围为50nm至300nm；
在所述第一分散液中加入硅酸四乙酯，水解制备得到无机颗粒，形成包含聚合物微球与无机颗粒的第二分散液；
提供一基底；
将所述第二分散液沉积在所述基底表面，所述无机颗粒形成多个微结构，所述微结构与所述聚合物微球相互间隔设置，使用刻蚀液对所述基底表面进行冲洗，使所述聚合物微球溶解，在相邻所述微结构之间形成凹孔。
8.如权利要求7所述的减反膜制备方法，其特征在于，在所述第一分散液中加入硅酸四乙酯的步骤还包括：在所述第一分散液中加入钛酸四丁酯，水解产生TiO2颗粒，制备得到折射率调节粒子。
9.如权利要求7所述的减反膜制备方法，其特征在于，所述刻蚀液包括二氯甲烷、氢氟酸、二甲苯中的至少一种。
10.如权利要求7所述的减反膜制备方法，其特征在于，所述聚合物微球与所述无机颗粒的数量比的范围为1:1至1:2。
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