基于纳米结构的光学堆及具有该光学堆的显示器制造技术

本公开涉及具有基于纳米结构的透明导电膜并且具有低漫反射的光学堆。本公开还描述了包括光学堆的显示设备。

【技术实现步骤摘要】
基于纳米结构的光学堆及具有该光学堆的显示器本申请为分案申请，其母案的申请号为：201280065984.0；申请日为：2012年11月2日；申请人为：凯姆控股有限公司；专利技术名称为：基于纳米结构的光学堆及具有该光学堆的显示器。
技术介绍
透明导电膜包括涂覆在高透射率表面或基底上的导电材料，并且其广泛地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，发光二极管)、薄膜光伏电池，或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氧化铟锡(ITO)是用于向介电表面(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，金属氧化物膜易碎并且在弯曲或其他物理性应力下易于损坏。金属氧化物膜还要求升高的沉积温度和/或高退火温度，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(例如聚碳酸酯))，难以适当地粘附金属氧化物膜。因此严重地限制了金属氧化物膜在柔性基底上的应用。另外，真空沉积是成本很高的方法并需要专用设备。此外，真空沉积的方法并不有助于形成图案和电路。这样通常导致需要诸如光刻的昂贵的图案化方法。近年来，存在利用嵌入绝缘矩阵的金属纳米结构(例如银纳米线)的复合材料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。粘结剂提供绝缘矩阵。然后，可涂覆透明UV或热固化聚合物材料，以形成保护层。基于纳米结构的涂覆技术尤其适用于印刷的电子器件。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。透明导电膜中微粒纳米结构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。图1示出了并排放置的ITO接触式传感器(10)和基于纳米线的接触式传感器(12)，这两者都放置在LCD模块(14)上。当LCD模块(14)关闭时，ITO接触式传感器(10)在环境光下显示黑色；而由基于银纳米线的透明膜制成的接触式传感器(12)显得更“乳状”或“混浊”。因此，存在解决基于纳米结构的透明导体所特有的光学挑战的需求。
技术实现思路
本文中提供了涉及减小或最小化光学堆中漫反射的各实施方式，其中该光学堆包括至少一个基于纳米结构的导电膜。一个实施方式提供了一种光学堆，其包括：至少一个纳米结构层；以及与所述纳米结构层相邻的至少一个基底，其中所述纳米结构层包括多个导电纳米结构，以及当从光学堆的入射光侧观察时，入射光的漫反射小于入射光的6％。在各实施方式种，在光学堆中，纳米结构层还包括嵌有多个导电纳米结构的绝缘介质。在各实施方式中，绝缘介质具有小于1.5的折射率。在某些实施方式中，绝缘介质为空气。在各实施方式中，绝缘介质为HPMC，以及导电纳米结构为银纳米线。在另一些实施方式中，HPMC与该多个导电纳米结构的重量比约为1:1，以及纳米结构层具有小于100ohms/sq的片电阻。在各实施方式中，光学堆被定向，以使得多个导电纳米结构比基底更邻近于入射光。在另一些实施方式中，光学堆还包括直接位于纳米结构层之上的上涂覆层，其中上涂覆层具有小于1.5的折射率。在各实施方式中，上涂覆层的材料与绝缘介质的材料相同。在另一些实施方式中，上涂覆层具有1.45或更小的折射率。在另一实施方式中，上涂覆层为具有1.45或更小的折射率的低折射率OCA层。在其他实施方式中，光学堆还包括插设在基底与纳米结构层之间的下涂覆层，该下涂覆层直接位于纳米结构层之下，其中下涂覆层的折射率高于绝缘介质的折射率以及基底的折射率。在各实施方式中，下涂覆层具有至少1.65的折射率。在另一些实施方式中，下涂覆层包括TiO2、聚酰亚胺、SiO2或ZnO2。在另一些实施方式中，光学堆还包括最外侧覆盖件层，该最外侧覆盖件层最邻近于入射光并具有至少1.17的折射率。在其他实施方式中，光学堆包括位于纳米结构层中的导电区域和非导电区域，导电区域具有第一片电阻，非导电区域具有第二片电阻，其中第一片电阻至少比第二片电阻大103倍。在各实施方式中，光学堆被定向，以使得基底比多个导电纳米结构更邻近于入射光。在另一些实施方式中，光学堆还包括插设在基底与纳米结构层之间的上涂覆层，其中上涂覆层具有小于1.5的折射率。在另一些实施方式中，光学堆还包括直接位于纳米结构层之下的下涂覆层，其中该下涂覆层的折射率小于绝缘介质的折射率。在各实施方式中，下涂覆层具有至少1.65的折射率。在其他实施方式中，光学堆包括位于纳米结构层中的导电区域和非导电区域，导电区域具有第一片电阻，非导电区域具有第二片电阻，其中第一片电阻至少比第二片电阻大103倍。另一实施方式提供了一种显示器，其包括任一上述的光学堆以及LCD模块，其中光学堆和LCD模块限定空间，其中空间填充有具有大于1的折射率的透明光学结合材料或折射率流体。又一实施方式提供了一种方法，其包括提供第一基本光学堆和第二基本光学堆，第一基本光学堆和第二基本光学堆均具有基底和纳米结构层；以及通过低折射率OCA层将第一基本光学堆层压至第二基本光学堆，其中该低折射率OCA层具有1.45或更小的折射率。在各实施方式中，提供第一基本光学堆的步骤包括：提供第一标准透明导体，其具有位于第一基本光学堆之上的保护上涂覆层；以及对第一标准透明导体进行等离子体处理，以除去纳米结构上的任何有机涂覆层和保护上涂覆层。在另一些实施方式中，第一基本光学堆具有大体平行的多个第一导电线，第二基本光学堆具有大体平行的多个第二导电线，以及层压的步骤包括将第一基本光学堆结合至第二基本光学堆，以使得大体平行的多个第一导电线大体垂直于大体平行的多个第二导电线。又一实施方式提供了一种用于减小光学堆中漫反射的方法，其包括：在基底上形成纳米结构层，该纳米结构层包括多个互连纳米结构和粘结剂，其中各纳米结构具有有机涂覆层；以及对纳米结构层进行等离子体处理。在具体实施方式中，等离子体处理除去纳米结构上的粘结剂和有机涂覆层。另一实施方式提供了一种用于减小光学堆中漫反射的方法，其包括：在基底上形成纳米结构层，其包括多个互连纳米结构以及粘结剂，其中各纳米结构具有第一有机涂覆层，该第一有机涂覆层具有第一折射率；以及利用第二有机涂覆层替代第一有机涂覆层，该第二有机涂覆层具有小于第一折射率的第二折射率。在具体实施方式中，第一有机涂覆层为聚乙烯吡咯烷酮以及第二有机涂覆层为阴离子含氟表面活性剂。又一实施方式提供了一种用于减小光学堆中漫反射的方法，其包括：在基底上形成纳米结构层，该纳米结构层包括具有第一折射率的粘结剂和多个互连纳米结构；除去第一粘结剂；以及涂覆第二绝缘介质，其中第二绝缘介质具有小于第一折射率的第二折射率。附图说明在附图中，相同的附图标记指示相同的元件或动作。附图中的尺寸和相对位置并不必须按比例示出。例如，角和各元件的形状没有按比例示出，并且将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，在附图中：图1示出了LCD模块上基于纳米结构的接触式传感器和基于ITO的接触式传感器的并排视图；图2A分别示出了基于纳米结构的接触式传感器和ITO接触式传感器的全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光学堆，包括：至少一个纳米结构层；至少一个基底，与所述纳米结构层相邻，其中所述纳米结构层包括多个导电纳米结构，以及当从所述光学堆的入射光侧观察时，所述入射光的漫反射小于所述入射光的6％；以及位于所述纳米结构层中的导电区域和非导电区域，所述导电区域具有第一片电阻，所述非导电区域具有第二片电阻，其中所述第二片电阻至少比所述第一片电阻大103倍；其中所述纳米结构层还包括嵌有所述多个导电纳米结构的绝缘介质，所述绝缘介质为HPMC，所述多个导电纳米结构为银纳米线，以及所述HPMC与所述多个导电纳米结构的重量比为1:1，所述纳米结构层具有小于100ohms/sq的该第一片电阻；其中所述光学堆被定向，以使得所述基底比所述多个导电纳米结构更邻近于所述入射光，还包括插设在所述基底与所述纳米结构层之间的上涂覆层，所述上涂覆层具有1.5或更小的折射率。

【技术特征摘要】
2011.11.04 US 61/556,114;2012.02.13 US 61/598,2391.光学堆，包括：至少一个纳米结构层；至少一个基底，与所述纳米结构层相邻，其中所述纳米结构层包括多个导电纳米结构，以及当从所述光学堆的入射光侧观察时，所述入射光的漫反射小于所述入射光的6％；以及位于所述纳米结构层中的导电区域和非导电区域，所述导电区域具有第一片电阻，所述非导电区域具有第二片电阻，其中所述第二片电阻至少比所述第一片电阻大103倍；其中所述纳米结构层还包括嵌有所述多个导电纳米结构的绝缘介质，所述绝缘介质为HPMC，所述多个导电纳米结构为银纳米线，以及所述HPMC与所述多个导电纳米结构的重量比为1:1，所述纳米结构层具有小于100ohms/sq的该第一片电阻；其中所述光学堆被定向，以使得所述基底比所述多个导电纳米结构更邻近于所述入射光，还包括插设在所述基底与所述纳米结构层之间的上涂覆层，所述上涂覆层具有1.5或更...

【专利技术属性】
技术研发人员：代海霞，迈克尔·A·斯贝德，杰弗瑞·沃克，
申请(专利权)人：凯姆控股有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛,VG