[發明專利]基于納米結構的光學堆及具有該光學堆的顯示器

有效

• 申請號: 201280065984.0
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN104067351B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 代海霞;邁克爾·A·斯貝德;杰弗瑞·沃克
• 申請（專利權）人: 凱姆控股有限公司
• 主分類號: H01B1/16
• 分類號: H01B1/16;G06F3/041;G02F1/1333
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙

本公開涉及具有基于納米結構的透明導電膜并且具有低漫反射的光學堆。本公開還描述了包括光學堆的顯示設備。

背景技術

透明導電膜包括涂覆在高透射率表面或基底上的導電材料，并且其廣泛地用于諸如液晶顯示器(LCD)的平板顯示器、觸摸板或觸摸傳感器、電致發光設備(例如，發光二極管)、薄膜光伏電池，或用作抗靜電層和電磁波屏蔽層。

當前，真空沉積的金屬氧化物如氧化銦錫(ITO)是用于向介電表面(如玻璃和聚合物膜)提供光學透明性和導電性的工業標準材料。然而，金屬氧化物膜易碎并且在彎曲或其他物理性應力下易于損壞。金屬氧化物膜還要求升高的沉積溫度和/或高退火溫度，以實現高導電性水平。對于易于吸收水分的某些基底(如塑料和有機基底(例如聚碳酸酯))，難以適當地粘附金屬氧化物膜。因此嚴重地限制了金屬氧化物膜在柔性基底上的應用。另外，真空沉積是成本很高的方法并需要專用設備。此外，真空沉積的方法并不有助于形成圖案和電路。這樣通常導致需要諸如光刻的昂貴的圖案化方法。

近年來，存在利用嵌入絕緣矩陣的金屬納米結構(例如銀納米線)的復合材料替代平板顯示器中當前的工業標準透明導電ITO膜的趨勢。通常，透明導電膜通過首先在基底上涂覆包括銀納米線和粘結劑的墨水組合物而形成。粘結劑提供絕緣矩陣。然后，可涂覆透明UV或熱固化聚合物材料，以形成保護層。基于納米結構的涂覆技術尤其適用于印刷的電子器件。通過使用基于溶液的形式，印刷電子技術使得在大面積柔性基底上制造堅固的電子器件成為可能。

透明導電膜中微粒納米結構的存在可能會導致某些光學挑戰，而這些光學挑戰通常在連續的ITO膜中并不會遇到。圖1示出了并排放置的ITO接觸式傳感器(10)和基于納米線的接觸式傳感器(12)，這兩者都放置在LCD模塊(14)上。當LCD模塊(14)關閉時，ITO接觸式傳感器(10)在環境光下顯示黑色；而由基于銀納米線的透明膜制成的接觸式傳感器(12)顯得更“乳狀”或“混濁”。因此，存在解決基于納米結構的透明導體所特有的光學挑戰的需求。

發明內容

本文中提供了涉及減小或最小化光學堆中漫反射的各實施方式，其中該光學堆包括至少一個基于納米結構的導電膜。

一個實施方式提供了一種光學堆，其包括：至少一個納米結構層；以及與所述納米結構層相鄰的至少一個基底，其中所述納米結構層包括多個導電納米結構，以及當從光學堆的入射光側觀察時，入射光的漫反射小于入射光的6％。在各實施方式種，在光學堆中，納米結構層還包括嵌有多個導電納米結構的絕緣介質。

在各實施方式中，絕緣介質具有小于1.5的折射率。在某些實施方式中，絕緣介質為空氣。

在各實施方式中，絕緣介質為HPMC，以及導電納米結構為銀納米線。在另一些實施方式中，HPMC與該多個導電納米結構的重量比約為1:1，以及納米結構層具有小于100ohms/sq的片電阻。在各實施方式中，光學堆被定向，以使得多個導電納米結構比基底更鄰近于入射光。

在另一些實施方式中，光學堆還包括直接位于納米結構層之上的上涂覆層，其中上涂覆層具有小于1.5的折射率。

在各實施方式中，上涂覆層的材料與絕緣介質的材料相同。在另一些實施方式中，上涂覆層具有1.45或更小的折射率。

在另一實施方式中，上涂覆層為具有1.45或更小的折射率的低折射率OCA層。

在其他實施方式中，光學堆還包括插設在基底與納米結構層之間的下涂覆層，該下涂覆層直接位于納米結構層之下，其中下涂覆層的折射率高于絕緣介質的折射率以及基底的折射率。

在各實施方式中，下涂覆層具有至少1.65的折射率。在另一些實施方式中，下涂覆層包括TiO₂、聚酰亞胺、SiO₂或ZnO₂。

在另一些實施方式中，光學堆還包括最外側覆蓋件層，該最外側覆蓋件層最鄰近于入射光并具有至少1.17的折射率。