具有隱埋散射防眩光層的顯示元件的制作方法
【專利說(shuō)明】具有隱埋散射防眩光層的顯示元件
[0001] 本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C. § 119,要求2012年8月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列第 61/684226號(hào)的優(yōu)先權(quán)，本文W該申請(qǐng)為基礎(chǔ)并將其全文通過(guò)引用結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明設(shè)及用于觀察的顯示窗或者顯示元件。更具體地，本發(fā)明設(shè)及具有防眩光 性質(zhì)的玻璃顯示元件。
[0003] 環(huán)境光的反射，通常稱作"眩光"，導(dǎo)致了消費(fèi)電子器件中的顯示器的問(wèn)題。在此類 應(yīng)用中，眩光降低了顯示器的表觀對(duì)比度和可讀性。
[0004] 通常與空氣接觸的粗趟表面形式的防眩光（AG)處理它們自身，或者結(jié)合具有降 低的反射率的涂層形式的防反射（AR)處理，常見(jiàn)于具有塑料覆蓋的顯示器。但是，隨著堅(jiān) 固、耐破壞的玻璃變得更廣泛地用于此類器件，包含AG和/或AR層變得更有問(wèn)題。更難W 提供具有實(shí)現(xiàn)AG性質(zhì)所需的粗趟度的玻璃表面，并且單獨(dú)的防反射涂層或膜不能充分地 降低眩光。一個(gè)原因在于，玻璃覆蓋器件中的反射不僅僅是由覆蓋玻璃的外表面產(chǎn)生的，并 且還由顯示器"堆疊"內(nèi)的其他界面（例如，液晶層、透明導(dǎo)體、偏振器、濾色器等的表面）產(chǎn) 生。
[0005] 去除所有內(nèi)部反射（它們會(huì)產(chǎn)生4-15%的總反射率（即，漫反射和鏡面反射））， 可能是困難的。雖然在顯示器中存在多層，但是僅作用于覆蓋玻璃的前表面并使得其反射 率從例如4%降低至低于1%，對(duì)于用戶僅產(chǎn)生部分好處。在前表面上AG可W與AR結(jié)合， 例如通過(guò)在玻璃中蝕刻某種表面粗趟度圖案并通過(guò)磁控瓣射對(duì)其均勻地涂覆單層AR層或 者多層AR層。雖然此類處理對(duì)于反射作用良好，但是其通常不做用于下方界面反射的透射 光，除非AG散射大到使得它還劣化了顯示器的可見(jiàn)性。如果產(chǎn)生的粗趟度特征的平均橫向 尺寸較大W產(chǎn)生透射的充分散射，從而洗掉下方表面反射的圖像，此類特征還會(huì)產(chǎn)生顯著 水平的"閃光"（相鄰圖像像素之間的串?dāng)_）。另一方面，如果粗趟度特征的平均橫向尺寸 足夠小到使得閃光最小化，則所得到的散射會(huì)覆蓋較寬的角度，產(chǎn)生"霧度"，該降低了環(huán)境 光下的顯示器的對(duì)比率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明通過(guò)提供用于觀察顯示器（例如，用于或用作電子器件）的顯示元件，符合 了該些和其他需求。顯示元件包括透明基材和散射防眩光層，所述散射防眩光層包含多個(gè) 散射元件，其位于顯示元件的前表面和后表面之間。散射防眩光層具有低反射率并且為顯 示元件內(nèi)的界面反射的光提供防眩光作用。
[0007] 因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種顯示元件，其包括前表面、后表面、布置在前 表面和后表面之間的散射防眩光層（其中，所述散射防眩光層是透明的并且包括多個(gè)散射 元件）W及布置在前表面和后表面之間的透明基材。
[0008] 另一個(gè)方面是提供用于顯示元件的隱埋散射防眩光層。隱埋散射防眩光層是透 明的并且能夠布置在顯示元件的前表面和后表面之間，并且包括多個(gè)平均橫向尺寸小于約 50ym的散射元件。隱埋散射防眩光層具有小于約2%的總反射率。小于5%的透射通過(guò)隱 埋散射防眩光層的光被散射到從透射光的入射角的約5度之外。
[0009] 本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種顯示元件，其包括；包含防眩光表面、防反射表面或 其組合的前表面；后表面；布置在前表面和后表面之間的散射防眩光層；W及布置在前表 面和后表面之間的透明基材。散射層是透明的，并且包括多個(gè)平均橫向尺寸小于約50ym 的散射元件。隱埋散射防眩光層具有小于約2%的總反射率，W及小于5%的透射通過(guò)隱埋 散射防眩光層的光被散射到從透射光的入射角的約5度之外。
[0010] 從W下詳細(xì)描述、附圖和所附權(quán)利要求書能明顯地看出本發(fā)明的上述及其他方 面、優(yōu)點(diǎn)和顯著特征。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是顯示元件的截面示意圖；
[0012] 圖2a是包含嵌入基質(zhì)材料中的粗趟化或波狀表面層的散射防眩光層的截面示意 圖；
[0013] 圖化是包含多個(gè)嵌入基質(zhì)材料中的顆粒的散射防眩光層的截面示意圖；
[0014] 圖2c是散射防眩光層的截面示意圖，其包含多個(gè)嵌入基質(zhì)材料中的顆粒并且在 各個(gè)顆粒的厚度上具有折射率（index)梯度；
[0015] 圖3是被顯示元件的前表面反射的光W及同時(shí)被前表面和光滑后表面反射的光 的鏡面反射與顯示元件的前表面的模擬粗趟度的MS深度的關(guān)系圖；W及
[0016] 圖4是對(duì)于各種梯度厚度，空氣-固體梯度折射率界面處的反射率圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 在W下描述中，相同的附圖標(biāo)記表示附圖所示的若干視圖中類似或相應(yīng)的部分。 還應(yīng)理解，除非另外說(shuō)明，否則，術(shù)語(yǔ)如"頂部"、"底部"、"向外"、"向內(nèi)"等是方便用語(yǔ)，不 應(yīng)視為限制性用語(yǔ)。此外，每當(dāng)將一個(gè)組描述為包含一組要素中的至少一個(gè)要素和它們的 組合時(shí)，應(yīng)將其理解為所述組可W單個(gè)要素或相互組合的形式包含任何數(shù)量的該些所列要 素，或者主要由它們組成，或者由它們組成。類似地，每當(dāng)將一個(gè)組描述為由一組要素中的 至少一個(gè)要素或它們的組合組成時(shí)，應(yīng)將其理解為所述組可W單個(gè)要素或相互組合的形式 由任何數(shù)量的該些所列要素組成。除非另有說(shuō)明，否則，列舉的數(shù)值范圍同時(shí)包括所述范圍 的上限和下限，W及所述范圍之間的任意范圍。除非另外說(shuō)明，否則，本文所用的不定冠詞 "一個(gè)"或"一種"及其相應(yīng)的定冠詞"該"表示"至少一（個(gè)/種）"，或者"一（個(gè)/種）或 多（個(gè)/種）"。還應(yīng)理解的是，在說(shuō)明書和附圖中揭示的各種特征可W任意和所有的組合 方式使用。
[001引本文所用術(shù)語(yǔ)"玻璃"和"玻璃（glasses)"同時(shí)包括玻璃和玻璃陶瓷。術(shù)語(yǔ)"玻 璃制品"和"玻璃制品（glassarticles) "W它們最廣泛的意義來(lái)使用，包括全部或部分由 玻璃和/或玻璃陶瓷制成的任何物體。
[0019] 應(yīng)注意，本文可用術(shù)語(yǔ)"基本上"和"約"表示可由任何定量比較、數(shù)值、測(cè)量或其 它表示方法造成的內(nèi)在不確定性。在本文中還使用該些術(shù)語(yǔ)表示數(shù)量的表示值可W與所述 的參比值有一定的偏離程度，但是不會(huì)導(dǎo)致審議的主題的基本功能改變。
[0020] 本文所用術(shù)語(yǔ)"MS粗趟度"指的是測(cè)量自平均線性表面的評(píng)價(jià)長(zhǎng)度或面積內(nèi)測(cè)量 或測(cè)定的高度偏差所測(cè)得的均方根平均值。
[0021] 從總體上參見(jiàn)附圖，并具體參見(jiàn)圖1，應(yīng)理解舉例說(shuō)明是為了描述本發(fā)明的具體實(shí) 施方式的目的，該些舉例說(shuō)明不是用來(lái)限制本發(fā)明的說(shuō)明書或所附權(quán)利要求書的。為了清 楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，附圖不一定按比例繪制，附圖的某些特征和某些視圖可能按比例放大顯示 或W示意圖方式顯示。
[0022] 眩光，或者環(huán)境光的反射，總是并且仍然是具有顯示器的消費(fèi)電子器件的一個(gè)嚴(yán) 重問(wèn)題，因?yàn)槠浣档土吮碛^對(duì)比度和可讀性。通常與空氣接觸的粗趟表面形式的防眩光 (AG)處理它們自身，或者結(jié)合具有降低的反射率的涂層形式的防反射（AR)處理，常見(jiàn)于具 有塑料覆蓋或觀察窗的顯示器。近來(lái)，對(duì)于此類器件（特別是手持式器件），玻璃（特別是 化學(xué)強(qiáng)化玻璃）變成一個(gè)流行的選擇。但是，提供的大部分的此類手持式器件沒(méi)有AG或AR 處理。無(wú)法容易地在化學(xué)強(qiáng)化玻璃上印跡表面粗趟度，并且涂覆的散射層可能降低玻璃的 耐刮擦性和/或強(qiáng)度。采用磁控瓣射或溶膠凝膠技術(shù)，可W較容易地對(duì)玻璃表面應(yīng)用單層 防反射處理和多層防反射處理。但是，單獨(dú)的AR涂層不一定能消除眩光問(wèn)題。為此，一個(gè) 原因在于，玻璃覆蓋器件中觀察到的反射不僅僅是由一個(gè)或兩個(gè)覆蓋玻璃表面產(chǎn)生的，并 且還由顯示器堆疊和觸摸傳感層內(nèi)的其他界面產(chǎn)生。此類層可包括液晶層、透明導(dǎo)體（例 如口0)、偏振器或?yàn)V色器等的表面。所有該些反射的總和可總計(jì)大小為4-15%。僅作用于 覆蓋玻璃的前表面并使得其反射率從例如4%降低至低于1%，對(duì)于用戶僅產(chǎn)生部分好處。 如果來(lái)自覆蓋玻璃后面的層（即顯示器或觸摸傳感結(jié)構(gòu)中的隱埋層或嵌入層）的反射是難 W消除或者消除是昂貴的，則可W向顯示元件加入多個(gè)較低角度散射元件，W使得反射物 體的形狀被洗掉，從而改善顯示器可讀性。
[002引在前表面上AG可W與AR結(jié)合，例如通過(guò)在玻璃中蝕刻某種表面粗趟度圖案并對(duì) 其均勻地涂覆單層AR層或者多層AR層。雖然此類處理對(duì)于反射作用良好，但是其通常不會(huì) 作用于透射光，并且可能使得發(fā)射自顯示器的圖像的可見(jiàn)性發(fā)生變形。如果粗趟度特征的 平均橫向尺寸較大，則會(huì)產(chǎn)生顯著水平的"閃光"（相鄰圖案像素之間的串?dāng)_）。但是，如果 粗趟度特征的平均橫向尺寸足夠小到消除閃光，則所得到的散射會(huì)進(jìn)入較寬范圍的角度， 從而產(chǎn)生"霧度"，該降低了環(huán)境光下的顯示器的對(duì)比率（例如，在此類情況下，黑色會(huì)顯示 為灰色）。
[0024] 本文所述是具有較小反射率和反射散射的顯示元件。該顯示元件提供足夠強(qiáng)的透 射的小角散射，為被顯示元件內(nèi)或者位于顯示元件的前表面下方的"堆疊"內(nèi)的界面反射的 光提供防眩光效果。顯示元件具有前表面和后表面。光從位于后表面或者后表面下方的顯 示器透射通過(guò)顯示元件，并通過(guò)前表面離開(kāi)顯示元件。顯示元件還包括"隱埋"或表面下散 射防眩光層W及布置在前表面和后表面之間的透明基材。
[0025] 本文所述的顯示元件100的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖如圖1示意性所示。隱埋光散 射防眩光層（本文也簡(jiǎn)稱為"散射層"）120位于或者"隱埋"到前表面110的后方或者下 方，深度至少約為0.01微米（ym)。透明基材130也位于前表面110的后方或下方。在一 些實(shí)施方式中，散射防眩光層120位于前表面110和透明基材130之間。如圖1所示，在一 些實(shí)施方式中，散射防眩光層120緊位于前表面110后方或者與前表面110相鄰，并且在透 明基材130前方。在其他實(shí)施方式中（未示出），散射防眩光層120可位于透明基材130后 方并位于后表面140前方。外部環(huán)境光150被顯示元件100中的各層散射或反射。在一些 實(shí)施方式中，小于約5%的透射通過(guò)顯示元件100的光被散射到從入射角的5°之外。在一 些實(shí)施方式中，顯示元件100的厚度最高至約3mm。
[0026] 在一些實(shí)施方式中，顯示元件100還可包括布置在后表面140上的顯示層145,其 可包括但不限于，電子層、晶體管、金屬層、氧化銅錫（IT0)層、成像層、發(fā)光層、觸摸傳感層 W及空氣間隙層等。在【具體實(shí)