光学元件制造技术

本发明专利技术公开了一种光学元件，所述光学元件包括设置在基板上并且与所述基板接触的抗反射层。所述抗反射层具有大于1至小于1.41的折射率，并且具有范围大于0至小于300nm的孔径。所述抗反射层包括最外表面，所述最外表面具有如使用ASTM 5946‑04所测定的范围大于或等于70°至小于或等于120°的水接触角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术的一些示例性实施例整体涉及一种光学元件。所述光学元件包括抗反射层，所述抗反射层设置在基板上并且与基板接触，并且具有大于1至小于1.41的折射率。此外，抗反射层具有最外表面，所述最外表面具有使用修改版的ASTM5946-04所测定的范围大于或等于70度(°)至小于或等于120°的水接触角。由玻璃、陶瓷或塑料制成的透明基板用作例如个人计算机、电视或便携式终端等(其可共同地或可替代地在本文中称为光学元件)的显示器。操作时触敏的光学元件也变得日益常见。触敏光学元件作为游戏设备、音乐播放装置、平板计算机、移动装置、飞机控制面板和其他装置的优选人界面的应用在不断增加。我们认识到，当光在光学元件的表面处反射时，显示内容难以被光学识别。对于某些光学元件及其相关用途而言，镜面反射和漫反射特别容易引起问题。除了在提供光学元件的期望光学性质方面的问题之外，我们知道此类光学元件的表面容易被常常来自手或手指的油沾污或弄脏。例如，包括交互式触摸屏显示器的光学元件(例如智能手机)在使用时可被指纹、皮肤油、汗水、化妆品等弄脏。这些污渍及/或污迹附着到光学元件的表面并且不容易去除。此外，这些污渍及/或污迹可降低这些光学元件的可用性。为解决这许多问题，我们对这些光学元件的表面的期望是提供所需的抗反射性质。另外，这些光学元件的外表面可具有降低它们对被沾污和弄脏的易感性的性质。例如，在某些情况下，可将涂层施加于这些光学元件的外表面以提供抗反射性质，同时减少沾污或弄脏。然而，用于施加此类涂层的技术如汽相沉积是昂贵的并且要利用专门的沉积设备。我们认识到仍然有改进这些光学元件的抗反射性质和外表面特性的需求。
技术实现思路
本专利技术的一些示例性实施例提供一种光学元件，所述光学元件包括基板和设置在所述基板上并且与所述基板直接接触的抗反射层。抗反射层具有范围大于1至小于1.41的折射率以及范围大于0至小于300nm的孔径。此外，抗反射层具有最外表面，所述最外表面具有使用修改版的ASTM5946-04所测定的范围大于或等于70°至小于或等于120°的水接触角。本专利技术的其他示例性实施例提供一种用于形成如先前段落所述的光学元件的相关方法，所述方法包括：(I)在所述基板上施加硅基树脂(silicon-basedresin)；(II)对所述基板上的硅基树脂进行氧化固化，以形成设置在所述基板上并且与所述基板直接接触的第一层，所述第一层具有范围大于0至小于300nm的孔径；以及(III)将最外层设置在所述第一层上并且与所述第一层直接接触，使得所述第一层介于所述基板和所述最外层之间。抗反射层具有高透光率，从而改善光学元件的抗眩光性质。此外，抗反射层的最外表面提供低摩擦和疏水性表面，以在外物(例如人手指)重复接触期间防止弄脏。抗反射层的最外表面可轻易地通过使用布等擦拭来清洁，同时保留其透光性质以及如上所述的其他特性。根据以下详述、附图和所附权利要求，这些和其他方面、优点和特征将变得显而易见。附图说明图1为包括设置在基板上的抗反射层的光学元件的横截面图。具体实施方式除非另外指明，否则词语“一个”、“一种”和“所述”各指一个(一种)或多个(多种)。除非另外指明，否则本申请中的所有量、比率和百分比均按重量计。
技术实现思路
和说明书摘要特此以引用的方式并入本文。本专利技术的一些示例性实施例整体涉及可用于或构成光伏装置、店面橱窗、展示柜、图片框、其他类型的窗、触摸屏面板或移动电话触摸屏面板等的光学元件。如本文所用，用语“窗”可共同地指可用于光学元件的任何透明材料或基板，包括上述店面橱窗及用于前述展示柜、图片框、触摸屏等中的透明材料或基板。光学元件包括设置在基板上并且与所述基板接触的抗反射(AR)层。AR层可设置在基板(例如，玻璃基板)的光入射侧或另一侧上，或设置在基板的光入射侧和另一侧两者上。关于后者实施例，可设置两个AR层，以使得基板的光入射侧上具有第一AR层，而另一侧上具有第二AR层。此AR层可用于减少光从基板的反射，从而允许更多的太阳光谱内的光穿过基板的光入射侧，使得装置更有效。基板可为覆板(superstrate)，诸如玻璃覆板，或在不同情况下为任何其他类型的覆板或基板。此外，AR层具有最外表面，所述最外表面提供低摩擦和疏水性表面，所述表面可防止在外物诸如例如人手指(以及可经外物转移的油或污物)重复接触期间弄脏或沾污。此外，由于此类油或污物不易于附着到此低摩擦和疏水性表面，因此此类油和污物可轻易地使用布等从表面移除。换句话说，AR层的低摩擦和疏水性外表面是易于清洁的表面。总体上参考图且具体参考图1，所述图示是出于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制本公开或其所附权利要求。图未必按比例绘制，并且为了清楚简明的目的，图的某些特征可在比例上或示意性地放大。如本文所用，术语“接触角”和“CA”是指在液滴接触介质(基板或涂覆到基板上的层)的点处正切的角度。术语“水接触角”和“WCA”是指在水滴接触基板或涂覆到基板上的层的点处正切的角度。因此WCA涉及施加于介质的水如何与基板或涂布到基板上的层的表面相互作用，而非基板或被涂布层本身的性质。因此，当介质表面被描述为具有X°的水接触角时，是指在液滴接触表面的点处正切的角度。术语“折射率”(如涂层或基板的“折射率”)，是描述光或任何其他辐射如何传播通过基板或涂层的无量纲数。换句话讲，折射率比较的是光在真空中的速度与光通过涂层或基板的速度。例如，水的折射率为1.33，这意味着光在真空中的行进速度是在水中的行进速度的1.33倍。“折射率”不描述基板或涂层的特征性质。如本文所用，术语“基板”包括但不限于玻璃制品，包括窗、盖板、屏幕、面板，以及形成显示屏、窗或移动电子器件的结构的外部部分的基板。当用于描述基板或所述基板的润湿特性时，术语“疏水”或“疏水性”是指基板和水滴之间的接触角大于90°(最高至180°)的状态。类似地，术语“疏油”或“疏油性”是指基板和油滴之间、或基板上的层和油滴之间的接触角大于60°(最高至180°)的状态。可更详细地描述光学元件的一些实施例以便说明其所涵盖的一些元件和/或其特征。现在参见图1，根据一个例性实施例，光学元件100被示出并且包括基板110和设置在基板110上并且与其接触的AR层130。基板110通常向光学元件100提供机械支撑。例如，基板110可向光学元件100的前表面提供保护。类似地，根据光学元件100的取向，基板110可向光学元件100的背表面提供保护。基板110可为柔软且柔韧的或可为坚硬且刚性的。或者，基板110可包括坚硬且刚性的区段，同时包括柔软且柔韧的区段。基板110可为负载或非负载的，并可包括在光学元件100的任何部分中。基板110可为“顶层”，也称为覆板。基板110可用于保护光学元件100免受环境条件(例如雨、雪和热)的影响。基板110在组成方面不受特别限制，并且可包括下列、基本上由下列组成、或由下列组成：玻璃、金属、木材、塑料、陶瓷和/或有机硅，例如直链和/或支链聚有机硅氧烷，只要它/它们提供所需的光学性质即可。在一个实施例中，基板110包含玻璃(例如，无定形钠钙玻璃)、基本上由玻璃组成(并且不包括有机单体或聚合物或有机硅)或由玻璃组成。基板110在尺寸如长度、宽度和/或厚度方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件，所述光学元件包括：基板；和抗反射层，所述抗反射层设置在所述基板上并且与所述基板直接接触，并且具有范围大于1至小于1.41的折射率以及具有范围大于0至小于300纳米(nm)的孔径，其中所述抗反射层的最外表面具有如使用ASTM 5946‑04所测定的范围大于或等于70度(°)至小于或等于120°的水接触角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.09 US 61/977,3141.一种光学元件，所述光学元件包括：基板；和抗反射层，所述抗反射层设置在所述基板上并且与所述基板直接接触，并且具有范围大于1至小于1.41的折射率以及具有范围大于0至小于300纳米(nm)的孔径，其中所述抗反射层的最外表面具有如使用ASTM5946-04所测定的范围大于或等于70度(°)至小于或等于120°的水接触角。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述抗反射层包括：第一层，所述第一层设置在所述基板上并且与所述基板直接接触，并且具有范围大于1至小于1.41的折射率以及具有范围大于0至小于300nm的孔径，所述第一层包含硅基树脂的氧化固化产物；和最外层，所述最外层设置在所述第一层上并且与所述第一层直接接触，使得所述第一层介于所述基板和所述最外层之间。3.根据权利要求1或权利要求2所述的光学元件，其中穿过所述抗反射层的可见光谱内的透光率为大于85百分比(％)至100％；或者其中穿过所述抗反射层的雾度值为0％至小于15％；或者其中穿过所述抗反射层的可见光谱内的透光率为大于85％至100％并且其中穿过所述抗反射层的雾度值为0％至小于15％。4.根据权利要求2至3中任一项所述的光学元件，其中所述第一层的厚度在50nm至1000nm的范围内。5.根据权利要求2至4中任一项所述的光学元件，其中所述硅基树脂具有600至150,000克/摩尔(g/mol)的数均分子量，并且每分子具有至少两个硅键合的氢基团；或者其中所述硅基树脂为倍半硅氧烷树脂、聚倍半硅氧烷树脂、硅氮烷树脂或聚硅氮烷树脂；或者其中所述硅基树脂具有600至150,000g/mol的数均分子量，并且每分子具有至少两个硅键合的氢基团，并且其中所述硅基树脂为倍半硅氧烷树脂、聚倍半硅氧烷树脂、硅氮烷树脂或聚硅氮烷树脂。6.根据权利要求2至5中任一项所述的光学元件，其中所述硅基树脂为具有下式的倍半硅氧烷树脂：(R3SiO1/2)a(R2SiO2/2)b(RSiO3/2)c(SiO4/2)d其中每个R独立地选自氢、烷基、烯基、芳基基团以及被卤素、氮、氧、硫或硅原子取代的烷基、烯基和芳基基团，前提条件是平均至少两个R基团为氢；其中a、b、c和d为摩尔份数，其中a+b+c+d为1，并且其中c+d大于0。7.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中所述抗反射层的所述最外表面具有如使用ASTM5946-04所测定的范围大于或等于70°至小于或等于120°的水接触角；或者其中所述抗反射层的所述最外表面在100次布磨损循环之后具有如使用ASTM5946-04所测定的范围大于或等于70°至小于或等于120°的水接触角；或者其中所述抗反射层的所述最外表面具有如使用ASTM5946-04所测定的范围大于或等于70°至小于或等于120°的水接触角，并且其中所述抗反射层的所述最外表面在100次布磨损循环之后具有如使用ASTM5946-04所测定的范围大于或等于70°至小于或等于120°的水接触角。8.根据任一项前述权利要求所述的光学元件，其中在20摄氏度(℃)下测量所述抗反射层的所述最外表面具有小于40毫牛...

【专利技术属性】
技术研发人员：范风秋，B·R·哈克尼斯，刘俊英，荣玮，津田武明，M·L·布拉德福德，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US