CN113866851A - 膜层结构与透光基板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膜层结构及透光基板。膜层结构包括复数个第一折射膜以及复数个第二折射膜，该些第二折射膜与该些第一折射膜交错叠构。本发明的膜层结构可以有效降低光线的反射率。
Description
技术领域
本发明涉及一种膜层结构，特别关于一种抗反射(anti-reflection,AR)的膜层结构与透光基板。
背景技术
随着平面显示产品的快速发展及普及，抗反射膜已是追求更高视觉效果的必备产品，因为减少反射光可以提高显示产品的对比与色彩鲜明度，所以不论是各种信息、通讯产品或电视都会使用降低反射光的抗反射膜来提高影像质量。
举例来说，平面显示设备的保护盖板或触控面板在外界光线强或车内环境下，容易受到外界光源投射至产品表面所产生之反射光影响观看者的舒适性或安全性，因此，特别需要可以降低表面反射光线的抗反射膜。
此外，在习知的2.5D或3D透光玻璃(例如盖板玻璃或触控玻璃)的曲面侧边中，除了手摸平滑触感不佳外，曲面侧边还会存在着金边或红边的色差问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种具有抗反射功能的膜层结构与应用该膜层结构的透光基板，可以有效降低光线的反射率。
本发明的另一目的为提供一种透光基板，可实现边缘手摸平滑触感，同时也可改善边缘色差现象。
为达上述目的，依据本发明之一种膜层结构，包括复数个第一折射膜以及复数个第二折射膜，该些第二折射膜与该些第一折射膜交错叠构。
在一实施例中，第一折射膜的材料为二氧化硅、三氧化二铝或二氧化锌，第二折射膜的材料为五氧化二铌、五氧化三钛或五氧化二钽。
在一实施例中，各该第一折射膜的厚度介于10与110奈米之间，各该第二折射膜的厚度介于4与90奈米之间。
在一实施例中，该些第一折射膜与该些第二折射膜的膜层总数至少为十层，依序叠构于一透光基材，该些第二折射膜分别位于该十个膜层中的一第一膜层、一第三膜层、一第五膜层、一第七膜层与一第九膜层，该些第一折射膜具有一第二膜层、一第四膜层、一第六膜层、一第八膜层与一第十膜层，第一膜层为最靠近透光基材的膜层。
在一实施例中，第一膜层的厚度介于3.92与7.28奈米之间；第二膜层的厚度介于57.81与107.37奈米之间；第三膜层的厚度介于9.59与17.81奈米之间；第四膜层的厚度介于38.68与71.83奈米之间；第五膜层的厚度介于21.89与40.65奈米之间；第六膜层的厚度介于14.64与27.18奈米之间；第七膜层的厚度介于59.07与109.71奈米之间；第八膜层的厚度介于9.35与17.37奈米之间；第九膜层的厚度介于22.06与40.96奈米之间；第十膜层的厚度介于71.49与132.77奈米之间。
在一实施例中，第一折射膜更包括一第零膜层，其设置于第一膜层与透光基材之间，且其厚度介于27.45与50.99奈米之间。
在一实施例中，膜层结构更包括一保护膜，其设置于第十膜层远离透光基材的一侧。
在一实施例中，在入射光线的波长介于400与900奈米之间时，膜层结构的平均反射率小于5.5％。
在一实施例中，第一折射膜的折射率小于第二折射膜的折射率。
为达上述目的，依据本发明之一种透光基板，包括一透光基材以及如上所述的膜层结构，透光基材具有一第一表面及与第一表面相对的一第二表面，该膜层结构设置于透光基材的第一表面及/或第二表面。
在一实施例中，透光基板为2D、2.5D或3D的刚性基板或软性基板。
为达上述目的，依据本发明之一种透光基板，包括一透光基材，其具有一平坦表面及与平坦表面连接的至少一曲面侧边，曲面侧边依序包括一圆弧角、一侧边以及一倒角，其中平坦表面连接圆弧角。
在一实施例中，透光基材为2D、2.5D或3D的透光玻璃。
在一实施例中，侧边的长度等于透光基材的厚度减去圆弧角在透光基材厚度方向上的长度，再减去倒角在透光基材厚度方向上的长度。
在一实施例中，圆弧角的曲面半径介于1与10毫米之间，倒角的长度为0.15毫米。
在一实施例中，一如上所述的膜层结构，设置于透光基材的平坦表面，并延伸且覆盖曲面侧边的圆弧角。
承上所述，在本发明的膜层结构和透光基板中，透过复数个第二折射膜与复数个第一折射膜交错叠构，且该些第一折射膜与该些第二折射膜的结构设计与折射率匹配，可以有效地降低光线的反射率。
另外，在本发明的透光基板中，透过透光基材的曲面侧边依序包括圆弧角、侧边以及倒角，且透光基材的平坦表面连接圆弧角的结构设计，可实现侧边边缘手摸平滑触感外，同时还具有改善曲面侧边色差现象的效果。此外，在本发明一实施例中，透光基板还透过膜层结构的结构设计与镀膜材料的折射率匹配，得到更宽广光学厚度与物理厚度，如此，还可实现透光基板的平坦表面有低光线反射率，并且避免了曲面侧边的金边或红边的色差问题。本发明之具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。
附图说明
图1为本发明一实施例之一种透光基板的示意图。
图2A至图2C分别为本发明不同实施例之透光基板的示意图。
图3为膜层结构的反射率光谱比较示意图。
图4为本发明另一实施例之一种透光基板的示意图。
图5为本发明不同实施例之透光基板的示意图。
元件符号：
1:透光基板
10:透光基材
11:第一折射膜
12:第二折射膜
F:膜层结构
L1:第一膜层
L2:第二膜层
L3:第三膜层
L4:第四膜层
L5:第五膜层
L6:第六膜层
L7:第七膜层
L8:第八膜层
L9:第九膜层
L10:第十膜层
S1:第一表面
S2:第二表面
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明一些实施例的膜层结构与透光基板，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。为了清楚说明本发明，以下实施例之图示只是示意性绘示，各组件的尺寸与比例只是为了说明本案技术，不可限制本发明。
请参照图1所示，其为本发明一实施例之一种透光基板的示意图。透光基板1可为2D、2.5D或3D的刚性基板或软性基板。刚性基板例如但不限于为透光玻璃，而软性基板例如但不限于为聚酰亚胺(Polyimide，PI)软板。本实施例的透光基板1是以2.5D刚性基板为例，例如但不限于为透光玻璃为例。
透光基板1包括一透光基材10以及一膜层结构F。
透光基材10具有一第一表面S1及与第一表面S1(上表面)相对的一第二表面S2(下表面)，而膜层结构F为抗反射膜，其可设置于透光基材10的第一表面S1及/或第二表面S2。本实施例的膜层结构F是以设置于透光基材10的第一表面S1(上表面)为例。
膜层结构F包括复数个第一折射膜11及复数个第二折射膜12，该些第二折射膜12与该些第一折射膜11交错叠构，且该些第一折射膜11与该些第二折射膜12的膜层总数至少为十层(或少于十层，于此是用至少十层作为一实施例论述，但不限制)。在此，「交错叠构」是表示，可一个第一折射膜11、一个第二折射膜12、一个第一折射膜11、一个第二折射膜12、…依序重迭设置于透光基材10；或者，一个第二折射膜12、一个第一折射膜11、一个第二折射膜12、一个第一折射膜11、…依序重迭设置于透光基材10。其中，第一折射膜11与第二折射膜12的数量可以相同或不相同。本实施例是以第一折射膜11与第二折射膜12的数量相同，并且分别为5层为例，使得第一折射膜11与第二折射膜12的膜层总数为十层。
在本实施例中，膜层结构F具有依序叠构于透光基材10的十个膜层，该些第二折射膜12分别位于该十个膜层中的一第一膜层L1、一第三膜层L3、一第五膜层L5、一第七膜层L7与一第九膜层L9(共5层)，而该些第一折射膜11分别位于该十个膜层中的一第二膜层L2、一第四膜层L4、一第六膜层L6、一第八膜层L8与一第十膜层L10(共5层)，而且第一膜层L1为最靠近透光基材10的膜层。在此，为了清楚膜层结构F中的十个膜层是哪一种折射膜以及位于第几层，图1的十个膜层中的各膜层除了标示第几个膜层(L1、L2、…L10)外，还标示为第一折射膜11或第二折射膜12。举例来说，L4(11)为第四膜层，其也是第一折射膜11；L7(12)为第七膜层，其也是第二折射膜12。
第一折射膜11的折射率小于第二折射膜12的折射率。其中，第一折射膜11为较低的折射率材料制成，例如为二氧化硅(SiO2，折射率为1.46/500nm)、三氧化二铝(Al2O3，折射率为1.63/550nm)、二氧化锌(ZnO，折射率为2.0/550nm)。第二折射膜12为较高的折射率材料制成，例如为五氧化二铌(Nb2O5，折射率为2.3/550nm)、五氧化三钛(Ti3O5，折射率为2.35/550nm)、五氧化二钽(Ta2O5，折射率为2.1/550nm)。本实施例的第一折射膜11的材料是以SiO2，且第二折射膜12的材料是以Ti3O5为例。
第一折射膜11的厚度可介于10奈米(nm)与110奈米之间，第二折射膜12的厚度可介于4nm与90nm之间。本实施例所指的「厚度」是指垂直透光基材10之第一表面S1或第二表面S2方向的厚度。在一些实施例中，第一膜层L1的厚度可介于3.92与7.28奈米之间，例如为4.05、5.59、6.33、7.18nm；第二膜层L2的可厚度介于57.81与107.37奈米之间，例如为62.50、77.36、82.69、103.58nm；第三膜层L3的厚度可介于9.59与17.81奈米之间，例如为10.25、13.25、15.84、17.12nm；第四膜层L4的厚度可介于38.68与71.83奈米之间，例如为39.69、45.36、55.95、70.51nm；第五膜层L5的厚度可介于21.89与40.65奈米之间，例如为23.52、31.58、36.51、39.21nm；第六膜层L6的厚度可介于14.64与27.18奈米之间，例如为14.88、16.57、20.19、26.22nm；第七膜层L7的厚度可介于59.07与109.71奈米之间，例如为63.25、84.54、96.53、103.98nm；第八膜层L8的厚度可介于9.35与17.37奈米之间，例如为10.36、13.06、15.82、17.20nm；第九膜层L9的厚度可介于22.06与40.96奈米之间，例如为25.32、31.15、36.69、39.21nm；第十膜层L10的厚度可介于71.49与132.77奈米之间，例如为78.64、95.21、102.96、126.96nm。上述的厚度数值只是举例，不可限制本发明。
在一些实施例中，可利用例如磁控阴极溅镀辅以感应式偶合电浆(inductivelycoupled plasma)氧化透明镀层，利用不同折射率的第一折射膜11和第二折射膜12，并且进行不同的折射率匹配以得到更宽广光学厚度与物理厚度。由于光线通过不同介质会产生不同的现象，当不同折射膜的反射光互相产生破坏性干涉时，反射光就会被抵销，如此就可有效降低由第十膜层L10(第一折射膜11)入射至膜层结构F的光线反射率。经实验证明，本实施例的膜层结构F在不同入射光波长时都具有相当低的光线反射率，而且在不同的光线入射角度下，其颜色变异也不大。再说明的是，本发明的膜层结构的第一折射膜11与第二折射膜12的膜层总数至少为十层，当膜层结构的膜层总数越多时，其光线反射率会越低。此外，在膜层结构的低反射率的验证过程中，当膜层结构的第一折射膜11与第二折射膜12的膜层总数小于十层(例如至少9层、至少7层)时，其光线反射率的表现就略差于膜层总数至少十层的效果。
图2A至图2C分别为本发明不同实施例之透光基板的示意图。如图2A所示，本实施例的透光基板1a与前述实施例的透光基板1其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的透光基板1a中，膜层结构Fa更可包括一第零膜层L0，第零膜层L0设置于第一膜层L1(12)与透光基材10之间。本实施例的第零膜层L0为第一折射膜11，亦即第零膜层L0等同于第一折射膜11(L0(11))，且其厚度可介于27.45与50.99奈米之间，例如为28.45、32.14、37.26、39.75或46.35nm。因此，实质上，在本实施例的膜层结构Fa中，第一折射膜11的总数(6层)大于第二折射膜12的总数(5层)。另外，第零膜层L0(11)接触透光基材10，且距离透光基材10最远的第十膜层L10也是第一折射膜11。因此，本实施例的膜层结构Fa共有十一层。
如图2B所示，本实施例的透光基板1b与前述实施例的透光基板1其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的透光基板1a中，膜层结构Fb更可包括一保护膜13，保护膜13设置于第十膜层L10(11)远离透光基材10的一侧。于此，保护膜13设置于第十膜层L10(11)，例如但不限于为透光的防刮膜、防指纹膜、防水防污膜、防爆膜或其他型式的保护膜，并不限制。
如图2C所示，本实施例的透光基板1c与前述实施例的透光基板1b其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的透光基板1c中，膜层结构Fc更可包括保护膜13，保护膜13设置于第十膜层L10(第一折射膜11)远离透光基材10的一侧。于此，保护膜13可为但不限于为透光的防眩膜(Anti-glare Film)、防刮膜(Anti-scratchFilm)、防指纹膜(Anti-finger printing Film)、防水防污膜、防爆膜(Anti-spatterFilm)或其他型式的保护膜，并不限制。
请参照图3所示，其为膜层结构的反射率光谱比较示意图。其中，曲线R1为习知一种抗反射的膜层结构的反射率频谱曲线，而曲线R2为本发明一实施例的抗反射的膜层结构的反射率频谱曲线。由图3可知，在入射光线的波长介于400与900nm之间时，膜层结构的反射率皆小于6％。在入射光线的波长介于450与900m之间时，反射率可低于5.5％，甚至低于5％。在入射光线的波长介于400与900nm之间时，平均的反射率会小于5.5％。此外，在图3中，当入射光线的波长大于700nm时，本发明的膜层结构的光线反射率明显地保持在5％以下，但是习知的膜层结构的反射率却直线上升，证明本发明利用不同折射率的折射膜交错叠设以进行折射率匹配，确实可以达到更好的低反射率目的。
另外，在习知的2.5D或3D透光玻璃的曲面侧边中，除了手摸平滑触感不佳外，曲面侧边还会存在着金边或红边的色差问题。是故，本发明还揭露一种具有曲面侧边的透光基板，可实现侧边边缘手摸平滑触感外，同时还具有改善曲面侧边色差现象的效果。
请参照图4所示，其为本发明另一实施例之一种透光基板的示意图。图4的透光基板2包括一透光基材21，透光基材21可为2D、2.5D或3D的透光玻璃，并具有一平坦表面211及与平坦表面211连接的至少一曲面侧边212。以四边形的透光基材21为例，最多可以有四个曲面侧边212。顾名思义，曲面侧边212位于透光基材21的侧边，而且不是90度的直角侧边，而是包含曲面的侧边。本实施例的曲面侧边212依序包括一圆弧角(Radius)R、一侧边H以及一倒角(Chamfer)C。其中，平坦表面211连接圆弧角R，侧边H为未切削边，且侧边H分别连接圆弧角R和倒角C，而倒角C连接透光基材21的底面。
在本实施例中，侧边H的长度d1等于透光基材21的厚度D减去圆弧角R在透光基材21厚度方向上的长度d2，再减去倒角C在透光基材21厚度方向上的长度d3(即d1＝D-d2-d3)。于此，透光基材21的厚度D或长度d1、d2、d3就是垂直透光基材21之平坦表面211方向上的厚度。另外，本实施例之圆弧角R沿平行平坦表面211方向的长度W＝0.4467ln(R)+1.1603。在一些实施例中，圆弧角R的曲面半径可介于1与10毫米(mm)之间，而倒角C的长度为0.15mm。在一些实施例中，圆弧角R的曲面半径可介于1与10毫米(mm)之间。在一些实施例中，圆弧角R的曲面半径可例如但不限于为1.15、1.59、3.5、4.96、6.75、8.25、9.56mm。在一些实施例中，可利用例如CNC工具机、磨轮、雷射切割、及/或抛光制作圆弧角R使圆弧角R的曲面半径介于1与10毫米(mm)之间。
承上，在本实施例的透光基板2中，透过透光基材21的曲面侧边212依序包括圆弧角R、未切削的侧边H以及倒角C的结构设计，可实现侧边边缘手摸平滑触感外，同时还具有改善曲面侧边色差现象的效果。
图5为本发明不同实施例之透光基板的示意图。如图5所示，本实施例的透光基板2a与前述实施例的透光基板2其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的透光基板2a中，更可包括一膜层结构22。膜层结构22设置于透光基材21的平坦表面211，并延伸且覆盖曲面侧边212的圆弧角R。其中，膜层结构22包括有复数个第一折射膜及复数个第二折射膜，该些第一折射膜与该些第二折射膜交错叠构，且该些第一折射膜与该些第二折射膜的膜层总数至少为十层。于此，膜层结构22可为上述实施例之膜层结构F、Fa、Fb、或Fc的其中之一，或其变化态样，具体技术内容已于上述中详述，在此不再多作说明。
承上，在本实施例的透光基板2a中，除了透过曲面侧边212的结构设计，可实现侧边边缘手摸平滑触感外，同时还具有改善曲面侧边色差现象的效果，除此之外，本实施例的透光基板2a还利用膜层结构22的结构设计与镀膜材料的折射率匹配，得到更宽广光学厚度与物理厚度，如此，还实现透光基板2a的平坦表面211有低光线反射率，并且曲面侧边212也没有金边或红边的色差问题。
综上所述，在本发明的膜层结构和透光基板中，透过复数个第二折射膜与复数个第一折射膜交错叠构，且该些第一折射膜与该些第二折射膜的结构设计与折射率匹配，可以有效地降低光线的反射率。
另外，在本发明的透光基板中，透过透光基材的曲面侧边依序包括圆弧角R、侧边H以及倒角C，且透光基材的平坦表面连接圆弧角R的结构设计，可实现侧边边缘手摸平滑触感外，同时还具有改善曲面侧边色差现象的效果。此外，在本发明一实施例中，透光基板还透过膜层结构的结构设计与折射率匹配，得到更宽广光学厚度与物理厚度，如此，还可实现透光基板的平坦表面有低光线反射率，并且避免了曲面侧边的金边或红边的色差问题。
以上仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附申请专利范围中。
Claims (16)
1.一种膜层结构，包括：
复数个第一折射膜；以及
复数个第二折射膜，其与该些第一折射膜交错叠构。
2.如权利要求1所述的膜层结构，其中该第一折射膜的材料为二氧化硅、三氧化二铝或二氧化锌，该第二折射膜的材料为五氧化二铌、五氧化三钛或五氧化二钽。
3.如权利要求1所述的膜层结构，其中各该第一折射膜的厚度介于10与110奈米之间，各该第二折射膜的厚度介于4与90奈米之间。
4.如权利要求1所述的膜层结构，其中该些第一折射膜与该些第二折射膜的膜层总数至少为十层，依序叠构于一透光基材，该些第二折射膜具有一第一膜层、一第三膜层、一第五膜层、一第七膜层与一第九膜层，该些第一折射膜具有一第二膜层、一第四膜层、一第六膜层、一第八膜层与一第十膜层，该第一膜层为最靠近该透光基材的膜层。
5.如权利要求4所述的膜层结构，其中该第一膜层的厚度介于3.92与7.28奈米之间；该第二膜层的厚度介于57.81与107.37奈米之间；该第三膜层的厚度介于9.59与17.81奈米之间；该第四膜层的厚度介于38.68与71.83奈米之间；该第五膜层的厚度介于21.89与40.65奈米之间；该第六膜层的厚度介于14.64与27.18奈米之间；该第七膜层的厚度介于59.07与109.71奈米之间；该第八膜层的厚度介于9.35与17.37奈米之间；该第九膜层的厚度介于22.06与40.96奈米之间；该第十膜层的厚度介于71.49与132.77奈米之间。
6.如权利要求5述的膜层结构，其中所述第一折射膜更包括：
一第零膜层，设置于该第一膜层与该透光基材之间，且其厚度介于27.45与50.99奈米之间。
7.如权利要求4或6所述的膜层结构，更包括：
一保护膜，设置于该第十膜层远离该透光基材的一侧。
8.如权利要求1所述的膜层结构，其中该第一折射膜的折射率小于该第二折射膜的折射率。
9.如权利要求1所述的膜层结构，其中，在入射光线的波长介于400与900奈米之间时，该膜层结构的平均反射率小于5.5％。
10.一种透光基板，包括：
一透光基材，具有一第一表面及与该第一表面相对的一第二表面；以及
一如权利要求1至9中任一所述的膜层结构，该膜层结构设置于该透光基材的该第一表面及/或该第二表面。
11.如权利要求10所述的透光基板，其为2D、2.5D或3D的刚性基板或软性基板。
12.一种透光基板，包括：
一透光基材，具有一平坦表面；
至少一曲面侧边，其与该平坦表面连接，该曲面侧边依序包括一圆弧角、一侧边以及一倒角，其中该平坦表面连接该圆弧角。
13.如权利要求12所述的透光基板，其中该透光基材为2D、2.5D或3D的透光玻璃。
14.如权利要求12所述的透光基板，其中该侧边的长度等于该透光基材的厚度减去该圆弧角在该透光基材厚度方向上的长度，再减去该倒角在该透光基材厚度方向上的长度。
15.如权利要求12所述的透光基板，其中该圆弧角的曲面半径介于1与10毫米之间，该倒角的长度为0.15毫米。
16.如权利要求12所述的透光基板，更包括：
一如权利要求1至9中任一所述的膜层结构，该膜层结构设置于该透光基材的该平坦表面，并延伸且覆盖该曲面侧边的该圆弧角。
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