[发明专利]基于纳米结构的光学堆及具有该光学堆的显示器

说明书

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。

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；发明名称为：基于纳米结构的光学堆及具有该光学堆的显示器。

背景技术

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。

发明内容

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。