用于显示器的低反射率耐指纹表面的制作方法

用于显示器的低反射率耐指纹表面的制作方法
【专利摘要】通过使用抗反射（AR）涂层、自组装单层（SAM）涂层和微结构中的任一种或全部来选择性偏转或衍射入射光，减少了与显示器相关联的镜面反射和漫反射以及指纹。
【专利说明】用于显示器的低反射率耐指纹表面
【背景技术】
[0001]显示器被广泛用在各种应用中。在操作中对触摸敏感的显示器也正变得越来越普遍。触摸屏作为游戏装置、音乐播放装置、平板电脑、飞机中的屏幕控制面板以及其他装置的优选人机界面的应用正在增加。取决于环境光在显示屏(其为触摸敏感性或非触摸敏感性的)上的入射角度，可能产生过量的眩光而使得屏幕上显示的信息难以看见。对于某些显示器和应用来说，镜面反射和漫反射可能是特别成问题的。例如，航空电子显示器可能面临低对比度和强眩光的问题，因为飞机座舱往往处于其中来自太阳的光或者来自云层的散射光使能见度受损的环境中。而且，用户触摸屏幕产生的指纹经常有损于便利地阅读触摸屏上的信息。即便是非触摸敏感性显示屏也可能被用户的指纹所沾污。此外，显示器(触摸敏感性和非触摸敏感性)面临眩光和指纹问题。

【发明内容】

[0002]本文公开了各种实施方式以减少显示屏上来自环境光的第一表面(即显示器结构面对用户的表面)镜面反射和漫反射，同时还能实现足够的表面能以避免可见的指纹并易于清洁。本发明的实施方式包括(I)使用抗反射(AR)涂层以及自组装单层(SAM)涂层或其它表面处理来管控微结构化的光学表面上的表面能；(2)使用光学微结构以将入射光选择性偏转或衍射成不需要的方向，以及(3)组合使用衍射性光学微结构和抗反射涂层以及管控表面能的表面处理。
[0003]例如，显示器结构包含透明基板、覆盖基板的至少一部分表面的抗反射(AR)涂层以及被提供在AR涂层上的自组装单层(SAM)。
[0004]其它实施方式涉及制造显示器结构的方法。这样的方法包括:在透明基板上沉积AR涂层；以及在AR涂层上提供SAM。
[0005]其它实施方式还涉及显示器结构，其包含透明基板、被提供在基板上的多个透明微结构以及在微结构上的AR涂层。
[0006]而且，有些实施方式涉及显示器结构，其包含透明基板和被提供在基板上的多个透明微结构，所述多个透明微结构全部被定向在基板上的相同方向上。
【专利附图】

【附图说明】
[0007]现在将参考附图对本发明的示例性实施方式作出详细描述，在附图中:
[0008]图1示出了其上提供有抗反射(AR)涂层的基板；
[0009]图2示出了其上提供有AR涂层和自组装单层(SAM)的基板；
[0010]图3-6示出了在AR涂层上形成SAM层的各种方法实施方式；
[0011]图7示出了其中将微结构提供在基板上的实施方式；
[0012]图8定义了坐标系；以及
[0013]图9A-9C不出了相对于入射光源具有不同角度的微结构的各种基板。
[0014]符号和命名[0015]在以下整个描述和权利要求书中使用某些术语来指代特定的系统部件。正如本领域技术人员将认识到的，各公司可能使用不同的名称指代同一部件。本申请文件不打算在名称不同而功能相同的部件之间做出区分。在以下讨论以及在权利要求书中，术语“包括”和“包含”以开放的方式进行使用，因此应被解释为指的是“包括但不限于......”。
[0016]术语“触摸屏”和“触摸敏感性显示器”为同义词，正如术语“显示器”、“屏幕”和“显示屏” 一样。
[0017]术语“显示器结构”指的是作为显示屏的一部分或适合于与显示屏相连的任何类型的结构。所述显示器结构可包含显示屏本身的外表面、适合于与显示屏相连的盖板、或者适合于粘附于显示器的粘附膜。所述显示器结构包括本文中描述的各种特征(例如AR涂层、SAM涂层、微结构等)。
[0018]术语“基板”和“膜”为同义词。
【具体实施方式】
[0019]以下讨论涉及本发明的各种实施方式。尽管这些实施方式中的一种或多种可能是优选的，但所公开的实施方式不应被解释为或以其他方式用作限制包括权利要求书在内的本公开的范围。此外，本领域技术人员将理解，以下说明具有广泛的应用，对任何实施方式的讨论只在于示例性示出该实施方式，而不旨在提示包括权利要求书在内的本公开的范围被限制于该实施方式。
[0020]鍵
[0021]本文公开了各种实施方式以减少显示屏上来自环境光的第一表面(即显示器结构面对用户的表面)镜面反射和漫反射，同时还能实现足够的表面能以避免可见的指纹并易于清洁。以概述的方式，所述实施方式包括(I)使用抗反射(AR)涂层以及自组装单层(SAM)涂层或其它表面处理来管控微结构化的光学表面上的表面能；(2)使用光学微结构以将入射光选择性偏转或衍射成不需要的方向，以及(3)组合使用衍射性光学微结构和抗反射涂层以及管控表面能的表面处理。
[0022]本文中所描述的具有任何前述特征的显示器结构是显示屏的一部分或与显示屏相连。所述显示屏可以包含例如平板显示器(FH)，如液晶显示器(LCD))、有机发光显示器(0LED)、微电子机械系统(MEMS)显示器等显示器类型。所述显示屏可以是或不是触摸敏感性的。所述显示器结构可以包含基板如粘附膜、盖板、或显示器本身的外表面。
[0023]AR 凃层
[0024]某些实施方式使用AR涂层。在这样的实施方式中，所述AR涂层可以包含一个或多个AR层。所述AR涂层可以包含无机电介质涂层、有机固体涂层、基于纳米粒子的涂层等的堆叠体。使用适当设计的抗反射涂层，可以显著减少镜面反射和漫反射并因此大幅改善显示器在强环境光条件下的对比度和图像质量，特别是当光线源自于偏离法线的方向时。
[0025]根据各种实施方式，在所述显示器结构上提供一种或多种类型的AR涂层以减少第一表面镜面反射和漫反射，从而提高显示器的对比度和图像质量，特别是在强环境光条件下。图1示出了包含基板102的显示器结构100，在所述基板102上已施加有AR涂层104。所述基板可以包含粘附膜、盖板、或显示屏本身的外表面。
[0026]在显示器领域中，上表面(离观察者最近的表面)的镜面反射和漫反射通常最受关注，因为来自上表面的表面反射对于特别是强环境光条件下的对比度起到关键的决定性作用。在强太阳光下，观察到来自透射式IXD面板的户外对比度从约200:1降低至低于10:1(例如在中午，从朗伯(Lambertian)表面反射的表面亮度为30，000尼特)，并非罕见。由于这样的强太阳光条件，所显示的图像会显得被洗净了一样。空气中平坦表面面在法角下的表面反射如下计算:1?=(11-1)2/(11+1)2，其中11是所述表面的折射率。对于折射率为1.5的玻璃基板，所述第一表面镜面反射为约4%。
[0027]无机AR凃层 [0028]被施加在基板上的AR涂层104可以包含无机涂层。无机电介质AR涂层，也称作薄膜涂层或干涉涂层，包含被沉积在所述基板上的薄(典型为亚微米)的透明电介质材料层。这样的无机电介质涂层的功能在于通过来自多个光学界面的光波干涉而改变所述表面的反射性和透射性。可将这样的无机电介质涂层用在例如玻璃基板、塑料基板和光滑聚合物表面(经过光学抛光的)上。通过真空蒸发、电子束沉积、离子辅助沉积(IAD)、电离束溅射(IBS)、分子束外延(MBE)、化学气相沉积(CVD)、蚀刻等来沉积无机电介质涂层。将干涉电介质涂层用于光学表面以管控反射性和透射性。
[0029]在某些实施方式中，使用单个AR层，而在其它实施方式中，使用电介质层的堆叠体。在电介质堆叠体中，所述堆叠体优选包含交替的高折射率层和低折射率层。所得电介质堆叠体在一定带宽内实现了理想的反射和透射。适用于电介质堆叠体的材料包括氧化物如Si02、Ti02、Al203和Ta2O5,以及氟化物如MgF2、LaF3和A1F3。例如，四层AR涂层的堆叠体可将镜面反射从4.1%减少至0.61%。
[0030]有机AR凃层
[0031]在某些实施方式中，AR涂层104包含来自含氟聚合物家族的低折射率(n-1.33-1.4)有机聚合物材料，如氟化乙烯丙烯、聚四氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯偏二氟乙烯、全氟烷氧基和乙烯四氟乙烯。这些涂层优选约1/4波长厚。这样的有机AR涂层可被便利地施加在大面积上，粘附性强且成本相对低。
[0032]优选通过例如施加热或紫外(UV)辐射以形成捕获含氟聚合物组分的半互穿网络来固化聚合物。由于在特定有机溶剂中可溶，因此，在某些实施方式中，使用未固化掺混物的溶液来制备涂层以及浇铸膜，所述掺混物是可交联的。这些涂层是光学透明且耐用的并对反射性基板具有强粘附性，所述反射性基板包括玻璃、聚合物膜、金属、晶体基板等。不同的聚合物掺混物如无定形含氟聚合物，或者某些衍生自含氟丙烯酸单体以及非氟化丙烯酸单体的可交联三元共聚物，可用于抗反射，如果它们的折射率接近于基板的折射率的平方根的话。基于无定形含氟聚合物含有碳和氟、以及氢和氧，它们可能表现出低至1.33的折射率。
[0033]纳米粒子
[0034]其它实施方式包含基板上的抗反射膜或膜堆叠体，其采用金属氧化物纳米粒子的水性胶体分散体。相对于无机电介质涂层所要求的沉积方法，可以使用成本有效的旋涂、浸涂或喷涂技术将基于水性纳米粒子的光学涂层置于基板上。旋涂提供了使用荷载在水性胶体溶液中的金属氧化物纳米粒子来均匀沉积低于IOOnm的膜的方法。并且，这样的膜可以包含塑料基板上的抗反射堆叠体。根据使用的溶液和树脂的不同类型，采用一种或多种涂覆后工艺如烘烤、UV固化或热固化。对于旋涂而言，例如，膜厚度可以通过纳米粒子的荷载量、旋出(spin-off)速度和溶液粘度来控制。使用的粒子包含例如硅土、二氧化硅、铈土、二氧化铈及其它类似材料。平均粒径在10-20nm范围内，其足够小而不会散射可见光区中的光。具体而言，可以使用硅土纳米粒子将膜的折射率从1.45调整至1.54，并使用铈土纳米粒子将膜的折射率从1.54调整至1.95。
[0035]基于铁氟龙(Teflon)的AR表面工程化涂层是在其整个基质中分散有胶体氧化硅的可热固化的基于有机硅氧烷的系统。向有机(塑料)硅氧烷树脂添加无机(矿物)胶体氧化硅而产生的涂层将有机透镜基板的物理和机械性质嫁接到无机AR堆叠体上，从而缩小了相对柔性的透镜基板与易碎的抗反射堆叠体之间的化学差距。
[0036]对于目标波长，单个纳米粒子层可将来自第一表面的镜面反射从约4%减少至约0.5%，简单的两层抗反射堆叠体可将镜面反射从约4%减少至约0.3%。在整个可视波长范围内，可容易地实现约2%的反射，并且对于多层涂层来说，可实现低于1%的反射。
[0037]在微结构化的表面(在下文讨论)上，该方法产生用于抗反射目的的保形涂层，其性能与那些基于溶胶-凝胶技术的涂层相当或更优。
[0038]表面能管控
[0039]在某些实施方式中，通过添加各种涂层来改变膜的表面能以实现目标耐指纹性、抗划伤性、硬度及粘附性。例如，如果施加的抗反射涂层将表面能降低至出于耐指纹目的的最佳范围以外(通常水接触角在60-120°之间)，则可以使用这些表面能管控涂层。如果抗反射涂层不显著改变表面能并同时仍能满足光学反射率要求，例如含氟聚合物保形涂层，那么可能就无需这些表面能控制涂层。如果指示了表面能管控，那么例如可以施加自组装单层(SAM)涂层。
[0040]自鉬装单层(SAM)凃层
[0041]SAM涂层是两亲性分子的有序层，其中所述分子的一端，即“头部基团”显示出对基板的特别的亲和性。图2示出了 SAM106。如图所示，SAM106的头部基团108与AR涂层104相连。SAM还在末端包含具有官能团110的尾部。
[0042]SAM是通过以下方式产生的:亲水性“头部基团”从气相或液相中化学吸附到基板上，然后疏水性“尾部基团”进行缓慢的二维有序化。最初，吸附分子形成无序的分子团或者形成“平躺相(lying down phase)”，经数小时后，其开始在基板表面上形成结晶或半结晶的结构。所述亲水性“头部基团”在基板上组装在一起，而所述疏水性尾部基团在基板远端组装。紧密堆积的分子区域成核并生长，直至基板表面被单个单层覆盖。吸附分子容易吸附，因为它们降低了基板的表面能，而且由于所述“头部基团”的强化学吸附作用，所以它们是稳定的。这些键产生了比Langmuir-Blodgett膜的物理吸附键更稳定的单层。所述单层由于范德华相互作用而紧密堆积，从而降低了其自身的自由能。
[0043]头部基团108与烷基链相连，烷基链的末端可被官能化(即添加-0H、_NH3、或-0)011^0(011)2基团)，以改变润湿性和界面性质。选择合适的基板以与头部基团反应。基板可以是平坦表面如硅和金属，或者是弯曲表面如纳米粒子。
[0044]可以使用烷硫醇来实施SAM106。烷硫醇是以烷基链(C-C)链作为骨架、具有尾部基团和S-H头部基团的分子。它们优选被用在贵金属基板如金(Au)上，因为硫对这些金属具有强亲和性。基于烷硫醇的SAM易于通过平版印刷术形成图案，这对纳米机电系统(NEMS)中的应用而言是有用的特征。此外，基于烷硫醇的SAM可以承受严苛的化学清洁处理。
[0045]另一种类型的SAM使用烷基硅烷。烷基硅烷可被用在非金属氧化物表面上，如正十八烧基娃烧和十八烧基二轻基娃烧。
[0046]SAM层的其它实施方式是基于膦酸盐。组合了反应性膦酸的基于膦酸盐的SAM通过强而稳定的金属磷键与表面反应。其尾部从所述表面伸出来，并根据它们的化学功能性(非粘性，促粘性(pro-stick)等)进行选择。通过利用在结构上量身定制的膦酸，基于膦酸盐的SAM (SAMP)可以涂覆金属、金属氧化物、玻璃、陶瓷、粒子、半导体，甚至某些聚合物表面。SAMP共价键合于基板表面。这种永久性化学键在环境条件下是高度稳定的。
[0047]有机金属化合物(OM)也可用于活化表面金属、金属氧化物、玻璃、陶瓷、粒子、半导体和聚合物表面。OM共价键合于基板表面。这种永久性化学键在环境条件下是高度稳定的，并起到用于连接其它涂层的化学锚的作用。
[0048]还有其它使用SAM的实施方式包含过渡金属复合物(TMC)和有机复合物，所述过渡金属复合物具有对包括塑料在内的很多表面都具有反应性的反应性金属中心。
[0049]SAM涂层可以便利地通过擦拭、喷雾、喷墨打印、通过租尖笔(felt-tip marker)>浸涂以及使用多种工业涂覆工艺中的任一种来施加。TMC可涂覆金属、金属氧化物、玻璃、陶瓷、粒子、半导体和聚合物表面。TMC化学键合于基板表面并可被设计为永久性或暂时性涂层。
[0050]SAM可通过气相经由物理气相沉积技术如蒸发沉积、电子束物理气相沉积、溅射沉积、阴极电弧沉积、脉冲激光沉积来施加，也可通过使用液相反应通过浸涂、溶液浇铸方法旋涂、狭缝模具式涂覆(slot-die coating)来施加,然后通过加热、福射进行后固化步骤。
[0051]图3-6示出了通过在基板上施加AR涂层和SAM涂层来形成显示器结构100的各种方法。在图3中，使用化学气相沉积将包含多层电介质的AR涂层沉积在基板上(152)。然后在154处，在1%浓度的SAM溶液中浸涂基板，但是所述浓度根据需要可以变化。然后在156处，加热/烘烤基板，例如在100摄氏度下15分钟，但是所述温度和烘烤时间根据需要可以变化。
[0052]在图4中,第一步骤152与图3相同。S卩，使用化学气相沉积来形成包含多层电介质的AR涂层。在160处，将基板置于气相沉积室中，在162处，用基于液体的SAM将该膜涂覆30分钟，但是所述时间根据需要可以变化。
[0053]图5示出了方法实施方式，其中金属氧化物纳米粒子被溶液浇铸在基板上(170)。然后在172处，将基板在1%SAM溶液中进行溶液浇铸，然后将其加热至100摄氏度并持续短时间例如两分钟(174 )，但是SAM浓度、温度和时间根据需要可以变化。
[0054]图6示出了方法，其中第一步骤152与上面针对图3和4所描述的相同。在180处，所述方法包括通过喷雾和/或用SAM涂抹笔擦拭来施加SAM溶液。在182处，允许基板空气干燥。然后在184处，将基板在去离子(DI)水/IPA溶剂中漂洗或者用软的超细纤维布擦拭以去除任何多余的SAM。
[0055]等离子体表面处理
[0056]不使用SAM涂层，也可使用用于抗静摩擦应用的等离子体处理来改变显示器结构100的表面能。为满足基于陶瓷的AR涂层的任何目标表面能要求，也可以利用某些基于C-Fx/H/SFx的化学。通过表面摩擦化(frictionalization)或通过交联聚合来实现表面改性。由基于氟化硅烷的单体形成的抗静摩擦涂层可被用于降低耐指纹膜的表面能。抗静摩擦涂层是耐指纹膜的微结构化的表面(见下文)上的自组装单层，并且与所述微结构相比相对薄，并良好地沉积在所述结构之间的凹槽中，因而防止吸引外部试剂如灰尘和粒子。
[0057]某板
[0058]如上所述，可将SAM涂层106施加在AR涂层104的顶部，所述AR涂层104本身被施加在基板102上。所述基板可以是多种表面中的任一种，如玻璃、聚合物基板、模具插入件等。合适的聚合物基板包括丙烯酸树脂，无定形PET，PETG，聚氨酯，醋酸纤维素，聚烯烃如聚乙烯、聚(异丁烯)、聚(异戊二烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-己二烯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；苯乙烯聚合物如聚(苯乙烯)、聚(2-甲基苯乙烯)、丙烯腈低于约20摩尔％的苯乙烯-丙烯腈共聚物和苯乙烯-2，2，3，3，-四氟丙基甲基丙烯酸酯共聚物；卤代烃聚合物如聚(氯三氟乙烯)、氯三氟乙烯-四氟乙烯共聚物、聚(六氟丙烯)、聚(四氟乙烯)、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚(三氟乙烯)、聚(氟乙烯)和聚(偏二氟乙烯)；乙烯基聚合物如聚(丁酸乙烯酯)、聚(癸酸乙烯酯)、聚(十二烷酸乙烯酯)、聚(十六烷酸乙烯酯)、聚(己酸乙烯酯)、聚(丙酸乙烯酯)、聚(辛酸乙烯酯)、聚(七氟异丙氧基乙烯)、聚(七氟异丙氧基丙烯)和聚(甲基丙烯腈)；丙烯酸聚合物如聚(乙酸正丁酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(1-氯二氟甲基)四氟乙基丙烯酸酯、聚二(氯氟甲基)氟甲基丙烯酸酯、聚(1，1-二氢七氟丁基丙烯酸酯)、聚(1，1- 二氢五氟异丙基丙烯酸酯)、聚(1，1- 二氢十五氟辛基丙烯酸酯)、聚(七氟异丙基丙烯酸酯)、聚5-(七氟异丙氧基)戊基丙烯酸酯、聚11_(七氟异丙氧基)十一烷基丙烯酸酯、聚2-(七氟丙氧基)乙基丙烯酸酯和聚(九氟异丁基丙烯酸酯)；甲基丙烯酸聚合物如聚(苯甲基甲基丙烯酸酯)、聚(正丁基甲基丙烯酸酯)、聚(异丁基甲基丙烯酸酯)、聚(叔丁基甲基丙烯酸酯)、聚(叔丁基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、聚(十二烷基甲基丙烯酸酯)、聚(乙基甲基丙烯酸酯)、聚(2-乙基己基甲基丙烯酸酯)、聚(正己基甲基丙烯酸酯)、聚(苯基甲基丙烯酸酯)、聚(正丙基甲基丙烯酸酯)、聚(十八烷基甲基丙烯酸酯)、聚(1，1-二氢十五氟辛基甲基丙烯酸酯)、聚(七氟异丙基甲基丙烯酸酯)、聚(十七氟辛基甲基丙烯酸酯)、聚(1-氢四氟乙基甲基丙烯酸酯)、聚(1，1-二氢四氟丙基甲基丙烯酸酯)、聚(1-氢六氟异丙基甲基丙烯酸酯)和聚(九氟叔丁基甲基丙烯酸酯)；以及聚酯，如聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸丁二酯)和聚(对萘二甲酸乙二酯)。
[0059]微结构化的表面
[0060]根据某些实施方式，基板包含多种“微结构”。图7示出具有细长的微结构202的耐指纹的显示器结构200的一种说明性实施方式，所述微结构202具有一般为方形的横截面几何形状(但横截面形状也可以不是方形)。微结构202被提供在或者形成在基板305(例如膜)上，并沿着基板305的大部分长度(在由301标出的方向上)延伸。每个微结构202由一对相对且一般垂直的侧边缘309和上表面307所限定。还有，通道311 (或凹槽或凹陷区域)被提供在或形成在相邻微结构202之间。指纹流体迁移至通道311中，从而破坏或“隐藏”指纹。如图所示，大部分或所有微结构202都被定向在相同方向上。所述微结构可以由任何适合的材料如玻璃、聚合物材料(如丙烯酸酯、聚氨酯、PET等)形成。在某些实施方式中，所述微结构被形成为略微弯曲的热狗形状并凸起超出载体膜表面。
[0061]微结构具有几乎垂直的侧壁以使图像失真最小化。一般性规则是:随着微结构的侧壁面积增加或侧壁的倾斜角从垂直发生变化，漫反射增加而镜面反射降低，因为倾斜的侧表面区域倾向于使光线弯曲而偏离于其镜面反射路径。此外，微结构中较少的缺陷产生较高的镜面反射以及较小的漫反射，因为缺陷是光散射中心。
[0062]为了具有足够的耐指纹性，光学微结构202可以具有各种几何形状，但尺寸优选在一定范围内。例如，所述微结构的高度(h)与其宽度(w)的高宽比在0.2:1-4:1，优选
0.5:1-2:1范围内。低轮廓的微结构有益于增强由机械强度相对低的材料如聚合物材料(例如丙烯酸酯、聚氨酯、PET等)制成的微结构的剪切强度。如果需要，微结构可以被保形硬质涂层覆盖以提供增强的抗划伤性(例如3H、5H等)。每个微结构202的高度(h)在3-10 u m,优选4-6 iim范围内。而且，宽度(w)通常为2-25 iim，优选3-10 iim。各微结构之间的间距(d)通常为5-60 ii m,优选5-20 ii m。尺寸在上述范围内的光学微结构可提供优良的耐指纹性，因为皮肤油和水快速消散到通道311中而变得不可见。
[0063]因为显示器结构优选被放置在显示器(例如触摸敏感性显示器)的上表面上，所以显示器结构还应该是透明的，不会引入过多的光学假象如叠纹(Moir6)、混浊、分色等。每个微结构元件具有平坦的上表面307以及垂直或近乎垂直于显示器表面的平坦侧壁309，以便不使图像变形。显示器结构200优选被放置成与显示器上表面直接接触以消除空气间隙，不然的话，空气间隙会导致重影和视差效应。
[0064]微结构202优选具有“细长”的几何形状，其被定义为长度(I)尺寸大于宽度(W)尺寸的微结构。微结构202可以包含头尾相接放置的断裂的细长结构，但通常长度(I)与宽度(w)的比率为至少10:1。得到的微结构202的阵列将具有沿着所述结构的长度的轴并具有固定间距，以便沿着垂直于所述轴的方向产生足够的光学衍射。
[0065]在某些实施方式中，微结构202全部被定向在相同方向上(例如如图7所示)并具有固定间距。其它实施方式包括间距和取向两者少量的随机性。例如，取向和间距可在整个微结构阵列中变化小于10%，以帮助减少任何不希望的叠纹效应但同时还保留足够的衍射效应。微结构形状和图案的细节可根据反射率要求、显示器布置和预期应用的环境而变化。
[0066]图8示出了用于限定入射光以及基板/膜102的取向的坐标系。在该坐标系下，方位角(O )代表x_y平面内相对于X轴的取向，而倾斜角(e)是入射光束与膜法线即z轴之间的角度。在不失一般性的情况下，人们总是可以假定光线从由0°方位角和倾斜角e所限定的方向上入射。膜的细长衍射微结构可以被定向在一定的方位角O上。
[0067]图9A-9C示出了基于细长微结构202的不同取向，入射光如何被衍射到不同的方向上。当离开微结构上表面307的反射光以及离开微结构凹槽311的反射光彼此干涉时，就会发生衍射效应。结果，沿着与通道垂直的方向，镜面反射的光束被衍射成多个级别。当入射光的光束遇到周期性微结构时，衍射更强。因此，对于某些入射光束即来自0=180°方位角的入射光束来说，90°取向的微结构的衍射强于135°的微结构，而0°是最弱的。如果更关注沿着0°而不是90°方位角方向的镜面反射和漫反射的话，O可以被选择为约45°，其中90°方位角方向是观察方向通常所位于的方向。
[0068]具有AR和表面能管控的微结构
[0069]在某些实施方式中，微结构(如结构202)被提供并涂覆有如上所述的AR涂层。而且，也可以如上所解释的例如通过施加SAM层来改变所得到的AR涂覆的微结构的表面能。[0070]以上讨论旨在说明本发明的原理和各种实施方式。本领域技术人员一旦充分理解上述公开内容后，众多变化和修改对其来说将是显而易见的。期望的是将权利要求书解释为涵盖了所有这样的变化和修改。
【权利要求】
1.显示器结构，其包含: 透明基板: 覆盖基板的至少一部分表面的抗反射(AR)涂层:以及 被提供在所述AR涂层上的自组装单层(SAM)。
2.权利要求1的膜，其中所述AR涂层包含电介质涂层。
3.权利要求1的膜，其中所述AR涂层包含无机电介质涂层。
4.权利要求1的膜，其中所述AR涂层包含有机电介质涂层。
5.权利要求1的膜，其中所述AR涂层包含含氟聚合物。
6.权利要求1的膜，其中所述AR涂层包含多个层。
7.权利要求6的膜，其中所述多个层中的至少一个层包含氧化物，并且所述多个层中的另一个层包含氟化物。
8.权利要求1的膜，其中所述AR涂层包含金属氧化物纳米粒子的水性胶体分散体。
9.权利要求1的膜，其中所述表面包含微结构。
10.制造显示器结构的方法，其包括: 在透明基板上沉积抗反射(AR)涂层；以及 在所述AR涂层上提供自组装单层(SAM)。
11.权利要求10的方法，其中沉积所述AR涂层包括应用化学气相沉积方法。
12.权利要求10的方法，其中提供SAM包括在SAM溶液中浸涂具有AR涂层的膜基板，然后加热所述膜基板。
13.权利要求10的方法，其中提供SAM包括将具有AR涂层的所述膜基板放置在气相沉积室中，以及用基于液体的SAM溶液涂覆具有AR涂层的所述膜基板。
14.权利要求10的方法，其中沉积所述AR涂层包括将金属氧化物纳米粒子悬液浇铸在所述膜基板上，然后加热所述膜基板，并且其中提供SAM包括将SAM溶液浇铸在AR涂层上，然后加热所述基板膜。
15.显示器结构，其包含: 透明基板； 被提供在所述基板上的多个透明微结构；以及 在所述微结构上的抗反射(AR)涂层。
16.权利要求15的显示器结构，其还包含被提供在所述AR涂层上的自组装单层(SAM)0
17.权利要求15的显示器结构，其中所述AR涂层包含电介质涂层。
18.权利要求15的显示器结构，其中所述AR涂层包含无机电介质涂层。
19.权利要求15的显示器结构，其中所述AR涂层包含有机电介质涂层。
20.权利要求15的显示器结构，其中所述AR涂层包含含氟聚合物。
21.权利要求15的显示器结构，其中所述AR涂层包含多个层。
22.权利要求21的显示器结构，其中所述多个层中的至少一个层包含氧化物，并且所述多个层中的另一个层包含氟化物。
23.权利要求15的显示器结构，其中所述AR涂层包含金属氧化物纳米粒子的水性胶体分散体。
24.显示器结构，其包含: 透明基板； 被提供在所述基板上的多个透明微结构，所述多个透明微结构全部被定向在所述基板上的相同方向上。
【文档编号】G02F1/13GK103608700SQ201280030496
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年3月5日 优先权日:2011年4月29日
【发明者】周瑛, 尼尔加·萨兰, 马丁·A·凯克塔, 丹尼尔·凡奥斯特兰, 艾德·S·拉马克里斯南, 罗伯特·J·佩特卡维奇 申请人:尤尼皮克塞尔显示器有限公司