RU221259U1 - Оптически прозрачное защитное покрытие для световой панели - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электроники, а именно к оптически прозрачным защитным покрытиям, устанавливаемым поверх световых панелей средств отображения информации (СОИ), таких как дисплеи, мониторы и прочее. Сущность полезной модели заключается в том, что в оптически прозрачном защитном покрытии для световой панели, содержащем подложку из стекла и сформированную на ее поверхности структуру, включающую нанесенный на поверхность подложки слой материала из неструктурированного оксида индия-олова, согласно полезной модели в сформированной на подложке структуре поверх слоя материала из неструктурированного оксида индия-олова последовательно расположены слой материала из наноструктурированного оксида индия-олова и слой из оптически прозрачного химически стойкого материала, при этом толщина подложки составляет 1,3-10 мм, толщина слоя материала из неструктурированного оксида индия-олова составляет от 50 нм до 200 нм, толщина слоя материала из наноструктурированного оксида индия-олова составляет от 100 нм до 1000 нм, толщина слоя оптически прозрачного химически стойкого материала составляет от 10 нм до 30 нм. Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемой полезной модели, является упрощение конструкции оптически прозрачного защитного покрытия для световой панели при обеспечении его высоких антибликовых свойств и стабильности оптических характеристик. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области электроники, а именно к оптически прозрачным защитным покрытиям, устанавливаемым поверх световых панелей средств отображения информации (СОИ), таких как дисплеи, мониторы и прочее.

Рассматриваемые защитные покрытия обеспечивают защиту световых панелей СОИ от внешних электромагнитных радиочастотных помех, а также защиту окружающих приборов от помех, создаваемых СОИ.

Одной из проблем, требующих решения при создании указанных защитных покрытий, является минимизация бликов, которые могут возникнуть на световых панелях СОИ при их эксплуатации в условиях внешнего освещения.

Известны оптически прозрачные защитные покрытия для световых панелей, в которых для снижения интенсивности бликов используются наносимые на оптически прозрачную подложку многослойные структуры, образованные чередующимися слоями оксидов металлов, отличающихся друг от друга значением показателя преломления [см., например, US 4921790, US5105310, US5170291].

Так, известно оптически прозрачное защитное покрытие для световой панели [JP2003004902], представляющее собой подложку из силикатного или органического стекла с нанесенной на нее многослойной структурой, содержащей пять имеющих разную толщину слоев, выполненных из оптически прозрачных оксидов металлов, часть из которых имеет высокий показатель преломления, а часть - низкий показатель преломления света, при этом в указанной структуре слой оксида металла с высоким показателем преломления чередуется со слоем оксида металла с низким показателем преломления.

Указанное защитное покрытие обладает хорошими антибликовыми свойствами за счет чередования в нем слоев различной толщины с высоким и низким коэффициентом преломления.

Недостатком данного защитного покрытия является сложность его изготовления из-за необходимости нанесения большого количества слоев.

Известно устанавливаемое поверх световой панели оптически прозрачное защитное покрытие, описанное в [RU2685887], выбранное в качестве ближайшего аналога.

Данное защитное покрытие содержит подложку из силикатного стекла, на поверхности которой сформирована многослойная структура, содержащая первый слой из оксида индия-олова (ITO), второй слой - из оксида титана, третий слой - из оксида кремния, четвертый слой - из оксида титана и пятый слой из оксида кремния.

При этом в составе данного покрытия используется оптически прозрачный электропроводный слой плотного мелкокристаллического неструктурированного материала ITO, который обеспечивает требуемые электропроводные свойства покрытия, благодаря чему реализуется, в частности, функция защиты световой панели СОИ от побочного электромагнитного излучения.

Рассматриваемое защитное покрытие низкий коэффициент отражения и высокий коэффициент пропускания света, что обуславливает его высокие антибликовые свойства.

Однако данное защитное покрытие является сложным по конструкции из-за наличия большого количества слоев.

Технической проблемой, решаемой при реализации заявляемой полезной модели, является упрощение конструкции оптически прозрачного защитного покрытия для световой панели при обеспечении его высоких антибликовых свойств и стабильности оптических характеристик.

Сущность полезной модели заключается в том, что в оптически прозрачном защитном покрытии для световой панели, содержащем подложку из стекла и сформированную на ее поверхности структуру, включающую нанесенный на поверхность подложки слой материала из неструктурированного оксида индия-олова, согласно полезной модели в сформированной на подложке структуре поверх слоя материала из неструктурированного оксида индия-олова последовательно расположены слой материала из наноструктурированного оксида индия-олова и слой из оптически прозрачного химически стойкого материала, при этом толщина подложки составляет 1,3-10 мм, толщина слоя материала из неструктурированного оксида индия-олова составляет от 50 нм до 200 нм, толщина слоя материала из наноструктурированного оксида индия-олова составляет от 100 нм до 1000 нм, толщина слоя оптически прозрачного химически стойкого материала составляет от 10 нм до 30 нм.

Использование в качестве подложки стекла, являющегося оптически прозрачным, прочным, химически-инертным материалом, способствует высокой эксплуатационной надежности заявляемого защитного покрытия и стабильности его характеристик. Толщина подложки из стекла выбрана экспериментально и составляет от 1,3 мм до 10 мм, что является достаточным для эффективного вывода света через подложку при обеспечении ее прочностных характеристик.

Наличие нанесенного на подложку оптически прозрачного электропроводящего слоя материала из плотноупакованного неструктурированного ITO обеспечивает требуемые электропроводные свойства защитного покрытия, благодаря которым реализуется, в частности, функция защиты световой панели СОИ от постороннего электромагнитного излучения. Толщина указанного слоя от 50 нм до 200 нм выбрана экспериментально из условия обеспечения требуемого баланса между электропроводными и оптическими свойствами защитного покрытия.

Принципиально важным является наличие в заявляемом защитном покрытии оптически прозрачного электропроводящего слоя материала из наноструктурированного ITO, расположенного поверх слоя материала из неструктурированного ITO.

Наноструктурированный слой ITO состоит из совокупности разделенных пустотами нитевидных нанокристаллов преимущественно вертикальной ориентации, имеющих неодинаковую длину и неидеально параллельных друг другу. Такая структура материала обеспечивает градиент его плотности в направлении, перпендикулярном плоскости подложки. За счет указанных структурных особенностей эффективный показатель преломления такого слоя монотонно убывает в направлении, перпендикулярном плоскости подложки, что обуславливает просветляющий эффект в широком диапазоне длин волн (400-1400 нм). Толщина слоя наноструктурированного ITO выбрана экспериментально и составляет от 100 до 1000 нм. Слой указанного материала толщиной менее 100 нм не обеспечивает достаточный просветляющий эффект покрытия, при толщине слоя указанного материала более 1000 нм ухудшаются оптические характеристики покрытия из-за увеличения поглощения проходящего через данный слой света.

Нанесенный поверх наноструктурированного слоя ITO оптически прозрачный химически стойкий материал образует конформный тонкий наноразмерный слой, покрывающий поверхность нитевидных нанокристаллов ITO, при этом сохраняются структурные особенности наноструктурированного слоя ITO и его просветляющие свойства.

В то же время, благодаря химической устойчивости наносимого материала, нитевидные нанокристаллы ITO предохраняются от разрушительного воздействия факторов внешней среды, что предотвращает деградацию оптических свойств защитного покрытия при его эксплуатации.

Толщина слоя оптически прозрачного химически стойкого материала от 10 нм до 30 нм выбрана экспериментально из условия оптимального баланса его защитных и оптических свойств. При величине слоя менее 10 мм не обеспечиваются его требуемые защитные свойства, толщина слоя более 30 нм может привести к уменьшению антибликового эффекта.

В качестве оптически прозрачного химически стойкого материала могут быть использованы, в частности оксид алюминия, оксид кремния, нитрид кремния.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемой полезной модели, является упрощение конструкции оптически прозрачного защитного покрытия для световой панели при обеспечении его высоких антибликовых свойств и стабильности оптических характеристик.

На фигуре представлен общий вид структуры заявляемого защитного покрытия.

Защитное покрытие содержит подложку 1 из стекла толщиной 1,3 - 10 мм. Для изготовления подложки 1 может быть, в частности, использовано силикатное стекло марки Ml, ГОСТ 111-2014.

На наружную поверхность подложки 1 нанесен слой 2 неструктурированного ITO, имеющий плотную мелкокристаллическую структуру. Толщина указанного слоя 2 составляет 50-200 нм.

На поверхности слоя 2 расположен слой 3 наноструктурированного ITO, образованный совокупностью разделенных пустотами нитевидных нанокристаллов. Толщина указанного слоя 3 составляет 100-300 нм.

На поверхность слоя 3 нанесен слой 4 оптически прозрачного химически стойкого материала, в частности, слой оксида алюминия (Al₂O₃), толщина которого составляет 10-30 нм.

Защитное покрытие может быть изготовлено с использованием известных технологий формирования пленочных покрытий, таких как магнетронное напыление, электронно-лучевое испарение, атомно-слоевое осаждение.

В частности, защитное покрытие изготавливают следующим образом.

На стеклянную подложку 1, нагретую до температуры 300°С методом магнетронного распыления твердой мишени, содержащей ITO (90 вес.% In₂O₃+10 вес.% SnO₂), наносят слой 2 неструктурированного ITO с использованием в качестве рабочего газа смеси аргона и кислорода. При указанных условиях формируется слой плотно упакованного неструктурированного ITO.

Затем на слой 2 наносят слой 3 наноструктурированного ITO методом электронно-лучевого испарения при температуре порядка 450°С, обеспечивающим формирование структуры, образованной совокупностью разделенных пустотами нитевидных нанокристаллов.

Далее на поверхность слоя 3 наносят слой 4 оптически прозрачного химически стойкого материала, в частности, оксида алюминия, методом атомно-слоевого осаждения по известной технологии, в частности, с использованием реагентов триметилалюминия и воды.

Работа заявляемого защитного покрытия показана на примере использования его в качестве защитного экрана для световой панели СОИ, в частности, монитора.

Используют защитное покрытие, выполненное в виде защитного экрана, имеющего геометрические размеры и форму, соответствующие геометрическим размерам и форме световой панели монитора.

Устанавливают защитный экран поверх световой панели монитора.

При работе монитора защитный экран обеспечивает защиту его световой панели от внешних электромагнитных помех, а также защиту окружающих устройств от электромагнитных помех, создаваемых монитором. При этом защитный экран также обеспечивает эффективную антибликовую защиту световой панели монитора в условиях внешнего освещения.

Claims (1)

1. Оптически прозрачное защитное покрытие для световой панели, содержащее подложку из стекла и сформированную на ее поверхности структуру, включающую нанесенный на поверхность подложки слой материала из неструктурированного оксида индия-олова, отличающееся тем, что в сформированной на подложке структуре поверх слоя материала из неструктурированного оксида индия-олова последовательно расположены слой материала из наноструктурированного оксида индия-олова и слой оптически прозрачного химически стойкого материала, при этом толщина подложки составляет 1,3-10 мм, толщина слоя материала из неструктурированного оксида индия-олова составляет от 50 нм до 200 нм, толщина слоя материала из наноструктурированного оксида индия-олова составляет от 100 нм до 1000 нм, толщина слоя оптически прозрачного химически стойкого материала составляет от 10 нм до 30 нм.