用于计算具有纳米线的光学堆漫反射的系统及方法技术方案

本公开涉及一种用于改进透明导电膜光学质量的方法，该透明导电膜包含有多层光学堆以及嵌入其中的导电纳米线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 相关申请的交叉引用 本申请基于35U.S.C. § 119(e)，要求于2012年4月6日提交的美国临时申请号 61/621,359和于2012年8月2日提交的美国临时申请号61/678,886,以及于2012年11 月2日提交的美国专利申请号13/667,556以及于2013年3月14日提交的美国专利申请 号13/831，351的权益，以上申请以全文引用方式并入本文。
技术介绍
透明导电膜包括涂覆在高透光表面或基底上的导电材料，并且被广泛应用于诸如 液晶显示器（LCD)的平板显示器、触摸板或触摸传感器、电致发光设备（例如，发光二级 管）、薄膜光伏电池，或被用作抗静电层和电磁波屏蔽层。 当前，真空沉积的金属氧化物如铟锡氧化物（ITO)是用于向电介质表面（诸如玻 璃和聚合物膜）提供光学透明性和导电性的工业标准材料。然而，金属氧化膜易碎并且在 弯曲或其他物理性应力下易于损坏。金属氧化膜还要求升高的沉积温度和/或高的退火温 度，以实现高导电性水平。对于易于吸收水分的某些基底，如塑料和有机基底（如聚碳酸 酯），金属氧化膜的适当粘附成为了问题。因此，严重限制了金属氧化膜在柔性基底上的应 用。另外，真空沉积是成本很高的过程并且需要专用设备。 近年来，存在用复合金属纳米材料（例如银纳米线）替代平板显示器中当前的工 业标准透明导电ITO膜的趋势。通常，透明导电膜通过首先在基底上涂覆包括银纳米线和 粘结剂的墨水组合物而形成。然后，可涂覆透明的UV或热固化聚合物材料，以形成防护层。 基于纳米线的涂覆技术尤其适用于印刷电子器件。通过使用基于溶液的形式，印刷电子技 术使得在大面积柔性基底上制造坚固的电子器件成为可能。 透明导电膜中纳米线的存在可能会导致某些光学挑战，而这些光学挑战通常在连 续的ITO膜中并不会遇到。例如，当ITO触摸传感器关闭时，该ITO触摸传感器在环境光下 显示黑色；而由基于银纳米线的透明膜制成的触摸传感器可能具有乳状或混浊的样 子。乳状外观可能影响图像质量（当LCD模块打开时），表现为较低对比度或者其他图像问 题。因此，存在解决基于纳米线的透明导体所特有的光学挑战的需求。
技术实现思路
本文提供了涉及通过减小或最小化光学堆中的漫反射来解决纳米线显示器乳状 外观问题的方法的多种实施方式，其中该光学堆包括至少一个基于纳米线的导电膜。 -个实施方式是一种方法，其包括：为具有纳米线的光学堆选择光学堆参数以及 根据光学堆参数计算多个漫反射值，其中，每个漫反射值用于多个光学堆配置的各自的配 置。该方法还包括至少基于漫反射值的比较来选择光学堆配置中之一，以及根据所选的光 学堆配置形成光学堆。 在一个实施方式中，方法包括计算多个镜面反射值，其中每个镜面反射值均用于 光学堆配置的各配置。 在一个实施方式中，计算漫反射值包括计算纳米线的散射截面。 在一个实施方式中，计算漫反射值包括对于每个光学堆配置，分别计算光学堆内 纳米线位置处入射光的电磁场，以及计算光学堆内从纳米线散射的光的传递矩阵。 在一个实施方式中，计算漫反射包括基于散射截面以及纳米线位置处入射光的场 来计算从纳米线散射的光的量。 在一个实施方式中，计算入射光的场包括计算纳米线位置处的漫散射光的电磁 场。 在一个实施方式中，多个光学堆参数包括光学堆的层数。在一个实施方式中，多个 光学堆参数包括光学堆的层的厚度范围。在一个实施方式中，多个光学堆参数包括光学堆 的层的折射率范围。 在一个实施方式中，形成光学堆的层包括在基底上形成第一层，以及在第一层上 形成第二层，纳米线被置于第一层或者第二层内。 在一个实施方式中，方法包括根据光学堆参数计算多个镜面反射值，其中每个镜 面反射值用于多个光学堆配置中的各自的配置。 在一个实施方式中，计算多个镜面反射值包括对于入射到每个光学堆配置的光计 算传递矩阵。 在一个实施方式中，选择光学堆配置中之一部分地基于镜面反射值的比较。 在一个实施方式中，选择光学堆配置中之一包括选择对应于最小漫反射值的光学 堆配置。 在一个实施方式中，方法包括将具有纳米线的光学堆的输入光学堆参数输入到处 理器，并且将输入光学堆参数存储在与处理器耦接的存储器电路中。方法还包括在处理器 中对于多个光学堆计算多个漫反射值，其中每个光学堆具有根据光学堆参数的各自配置。 计算漫反射值包括，对于每个配置、分别地计算对应于光学堆纳米线位置的光学堆内位置 处的入射光的电磁场值，以及部分地基于电磁场值计算传递矩阵以提供光学堆表面处的漫 反射值。 在一个实施方式中，方法包括将漫反射值互相比较并选择漫反射值中之一。 在一个实施方式中，方法包括从处理器中将对应于所选漫反射值的所选择的光学 堆配置输出。 在一个实施方式中，输入光学堆参数包括光学堆的至少一层的折射率范围。在一 个实施方式中，所选的光学堆配置包括折射率范围内的折射率。在一个实施方式中，输入光 学堆参数包括光学堆的层的厚度范围。 在一个实施方式中，所选的光学堆配置包括光学堆的层的厚度范围内的厚度。 在一个实施方式中，方法包括根据所选的光学堆配置形成光学堆。 在一个实施方式中，计算漫反射值包括计算纳米线的散射截面。 -个实施方式是一种系统，包括：处理器；与处理器耦接的存储器；与处理器耦接 的输入件，被配置为接收光学堆的第一参数。处理器配置为计算对应于光学堆内纳米线位 置处入射光电磁场值的集合、计算纳米线的光散射分布、计算光学堆的表面漫反射值集合， 以及估计光学堆的第二参数集合。第二参数对应于漫反射值集合的优选值。输出件耦接到 处理器，并配置为从处理器接收第二参数。 在一个实施方式中，系统包括与输出件耦接的显示器，显示器被配置为显示第二 参数。 在一个实施方式中，系统包括耦接到输出件的沉积设备，沉积设备被配置为接收 第二参数，并根据第二参数沉积光学堆的第一光学层。 一个实施方式是一种方法，包括将光学堆的参数输入到处理器，在处理器中，估计 对应于光学堆纳米线位置的入射光的电磁场值集合，以及在处理器中估计纳米线的光散射 分布。方法还包括，在处理器中，基于电磁场值和散射截面估计光学堆表面处的漫反射值集 合，以及将对应于所选漫反射值的光学堆配置从处理器中输出。 在一个实施方式中，估计电磁场集合包括根据光学堆参数计算第一传递矩阵。 在一个实施方式中，估计漫反射值集合包括根据光学堆参数计算第二传递矩阵。 【附图说明】 在附图中，相同的参考编号指示相同的元件或行为。附图中元件的尺寸和相对位 置不必须按照比例示出。例如，不同元件的形状和角没有按比例示出，并且一些元件随意地 放大和定位，以提高附图的可读性。此外，所示元件的具体形状并不旨在传递关于具体元件 实际形状的任何信息，并且仅是为了便于在附图中便于识别而进行的选择。 图1是依照本实施方式的包含有纳米线的光学堆的截面图。 图2A示出了依照一个实施方式光学堆的镜面反射。 图2B示出了依照一个实施方式光学堆的漫反射。 图3A为光学堆内的漫反射曲线。 图3B为光学堆内的镜面反射曲线。 图4A-4C示出了在不同介质中以及不同厚度下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：为具有纳米线的光学堆选择光学堆参数；根据所述光学堆参数，对于多个光学堆配置的每一个计算多个漫反射值集合，每个漫反射值集合包括用于从所述光学堆的各反射角的多个漫反射值；至少部分地基于所述多个角的所述漫反射值集合的比较来选择所述光学堆配置中之一；以及根据所选的光学堆配置，形成所述光学堆的层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.06 US 61/621,359;2012.08.02 US 61/678,886;1. 一种方法，包括： 为具有纳米线的光学堆选择光学堆参数； 根据所述光学堆参数，对于多个光学堆配置的每一个计算多个漫反射值集合，每个漫 反射值集合包括用于从所述光学堆的各反射角的多个漫反射值； 至少部分地基于所述多个角的所述漫反射值集合的比较来选择所述光学堆配置中之 一；以及 根据所选的光学堆配置，形成所述光学堆的层。2. 如权利要求1所述的方法，包括： 对于所述光学堆配置中之一的各光学堆配置，计算用于所述多个反射角的多个镜面反 射值。3. 如权利要求1所述的方法，包括： 计算多个镜面反射值，其中每个镜面反射值用于各自的光学堆配置； 将所述镜面反射值与预定镜面反射值比较；以及 基于与所述预定镜面反射值的比较，选择所述光学堆配置中之一。4. 如权利要求2所述的方法，其中，选择所述光学堆配置中之一包括：选择具有比所述 预定镜面反射值低的镜面反射值的光学堆配置。5. 如权利要求1所述的方法，包括： 将每个集合的漫反射值与至少一个预定漫反射值比较；以及 至少部分地基于与所述至少一个预定漫反射值的比较，来选择所述光学堆配置中之 〇6. 如权利要求5所述的方法，其中，选择所述光学堆配置中之一包括：选择其中每个反 射角的漫反射值低于至少一个预定漫反射阈值的光学堆配置。7. 如权利要求1所述的方法，其中，选择所述光学堆配置中之一包括：选择对应于最小 漫反射值的光学堆配置。8. 如权利要求1所述方法，包括： 对于每个集合计算各自的总的漫反射值；以及 选择对应于最小的总的漫反射值的光学堆配置。9. 如权利要求8所述的方法，其中，对于每个集合计算所述各自的总的漫反射值包括： 对该集合的所述漫反射值求和。10. 如权利要求8所述的方法，其中，计算所述各自的总的漫反射值包括：根据各反射 角为所述漫反射分配各自的权重因子。11. 如权利要求1所述的方法，包括： 计算多个各自的漫反射平均值，每个漫反射平均值对应于各自集合的所述漫反射值的 平均值；以及 至少部分地基于所述多个漫反射平均值，选择所述光学堆配置。12. 如权利要求1所述的方法，其中，计算所述漫反射值包括：计算所述纳米线的散射 截面。13. 如权利要求1所述的方法，其中，计算所述漫反射值包括：对于每个光学堆配置，分 别地： 计算所述光学堆内所述纳米线的位置处的入射光的电磁场；以及 计算从所述光学堆内所述纳米线散射的光的传递矩阵。14. 如权利要求13所述的方法，其中，计算所述漫反射值包括：基于所述散射截面以及 所述纳米线的所述位置处的入射光的场，来计算从所述纳米线散射的光的量。15. 如权利要求14所述的方法，其中，计算所述入射光的场包括：计算在所述纳米线的 所述位置处漫散射光的电磁场。16. 如权利要求1所述的方法，其中，所述多个光学堆参数包括所述光学堆的层数。17. 如权利要求1所述的方法，其中，形成所述光学堆的层包括： 在基底上形成第一层；以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：维克特·波多利斯基，迈克尔·A·斯派德，杰弗瑞·沃克，代海霞，
申请(专利权)人：凯博瑞奥斯技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US