CN103502166B - 具有低显示器闪耀的防眩光表面的玻璃 - Google Patents

具有低显示器闪耀的防眩光表面的玻璃 Download PDF

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Abstract

一种具有低水平粒状外观的玻璃制品，它看上去会使得颗粒图案偏移以及显示器的可视角改变，或者“闪耀”。在一些实施方式中，所述玻璃制品是透明玻璃板，具有小角散射性质和/或反射图像清晰度（DOI），改善了尤其是在高环境发光条件下的显示器应用中的可视性。在一些实施方式中，玻璃板的防眩光表面是经蚀刻的表面，在防眩光表面上不存在外来涂料材料。

Description

具有低显示器闪耀的防眩光表面的玻璃
相关申请交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119，要求2011年2月28日提交的美国临时申请系列第61/447,242号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
背景技术
在诸如触摸屏或显示器或者例如液晶显示器（LCD）的电子装置的观察窗的应用中，有时候为玻璃板或基材提供防眩光表面，通常通过粗糙化表面来提供表面的防眩光性质，其使得入射光散射从而降低了眩光。通常由在显示器前方形成的玻璃板的表面上施涂的聚合物膜来提供所述粗糙化表面。此类防眩光表面常用于上文所述的显示屏和显示器的前表面，以降低来自显示器的明显可见的外部反射，并改善显示器在各种发光条件下的清晰度。
当显示器系统中结合了防眩光或光散射表面时，可能会发生显示器“闪耀”或“眩耀”的现象。闪耀与非常细小的粒状外观相关，看上去会使得颗粒图案偏移以及显示器的可视角改变。当通过防眩光表面观察像素化显示器例如LCD时，会观察到这种类型的闪耀。此类闪耀的类型和来源不同于投射或激光系统中观察到的和进行表征的“闪耀”或“斑点”。
发明内容
提供了具有低水平闪耀的玻璃制品。在一些实施方式中，所述玻璃制品是透明玻璃板，具有小角散射性质和/或低的反射图像清晰度（DOI），改善了尤其是在高环境发光条件下的显示器应用中的可视性。在一些实施方式中，玻璃板的表面是经蚀刻的表面，没有采用外来涂料材料来形成防眩光表面。
因此，本发明的一个方面是提供一种具有至少一个防眩光表面的透明玻璃板。所述防眩光表面具有在约80-640μm的横向空间周期（有时称作表面波长）范围内测得的最高至约300nm的第一RMS粗糙度R长，在小于约20μm的横向空间周期内测得的第二RMS表面粗糙度R短，以及无表面波长过滤情况下测得的约60-600nm范围内的第三RMS粗糙度R总，其中(R长/R短)的比值小于约3.9。
本发明的第二方面提供一种显示器系统。显示器组件包括：具有多个像素和成像平面的像素化显示器；以及具有防眩光表面的透明玻璃板。所述透明玻璃板设置在像素化显示器前方，使得防眩光表面远离像素化显示器，并与成像平面隔开一段预定的距离。透明玻璃板的像素功率偏差小于约7.5%，图像清晰度小于约60。
本发明的第三个方面是提供一种制造具有至少一个防眩光表面的透明玻璃板的方法。所述方法包括使所述透明玻璃板的至少一个表面粗糙化，以形成至少一个防眩光表面，其中所述至少一个防眩光表面具有在约80-640μm的横向空间周期范围内测得的最高至约300nm的第一RMS表面高度粗糙度R长，在小于约20μm的横向空间周期内测得的第二RMS表面粗糙度R短，以及无表面波长过滤情况下测得的第三RMS粗糙度R总，其中(R长/R短)的比值小于约3.9，R总在约60-600nm的范围内。
从以下详细描述、附图和所附权利要求书能明显地看出本发明的上述及其他方面、优点和显著特征。
附图简要说明
图1a是结合未展现出可见闪耀的第一透明玻璃板的像素化显示器的图；
图1b是结合展现出明显闪耀的第二透明玻璃板的像素化显示器的图；
图2a是具有防眩光表面的透明玻璃板的侧视示意图；
图2b是在透明玻璃板的防眩光表面上设置有减反射涂层的透明玻璃板的侧视示意图；以及
图3是放置在像素化显示器前方的透明玻璃板的侧视示意图。
发明详述
在以下描述中，相同的附图标记表示附图所示的若干视图中类似或相应的部分。还应理解，除非另外说明，否则，术语如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等是方便用语，不应视为限制性用语。此外，每当将一个组描述为包含一组要素中的至少一个要素和它们的组合时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式包含任何数量的这些所列要素，或者主要由它们组成，或者由它们组成。类似地，每当将一个组描述为由一组要素中的至少一个要素或它们的组合组成时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式由任何数量的这些所列要素组成。除非另外说明，否则，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限。除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”或“一种”及其相应的定冠词“该”表示至少一（个/种），或者一（个/种）或多（个/种）。
从总体上参见附图，并具体参见图1，应理解举例说明是为了描述本发明的具体实施方式的，这些举例说明不是用来限制本发明的说明书或所附权利要求书的。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，所示的附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意性方式显示。
当向像素化显示器系统，例如液晶显示器（LCD）、有机发光二极管（OLED）或者触摸屏等引入防眩光或光散射表面时，通常会发生不合乎希望的显示器“闪耀”或“眩耀”的副作用，其在类型和起源上不同于投射或激光系统中观察到和表征的“闪耀”或“斑点”的类型。闪耀与显示器的非常细小的粒状外观相关，看上去会使得颗粒图案偏移以及显示器的可视角改变。由于大致在像素级尺寸范围出现明暗点或者彩色点，从而会显现出显示器闪耀。第一透明玻璃板的图像未展现出可见的闪耀，而第二透明玻璃板展现出可见的闪耀，分别如图1a和1b所示。图1a所示样品没有展现出任何可见的斩妖，具有规则且相互一致的像素图像110。相反，图1b所示的图像展现出可见的干扰，并在每个像素上具有一定的功率分散。因此，图1b所示的像素110更为扩散并且看上去合并在一起。
虽然大多数显示器工业中常用的防眩光表面都是涂覆的聚合物膜，但是本发明主要考虑用作LCD或其他像素化显示器上的保护覆盖玻璃的透明玻璃制品或玻璃板的光学和表面性质。具体来说，提供了具有使得显示器“闪耀”最小化的粗糙化表面和光学性质的透明玻璃板，以及包含所述玻璃板的显示器系统。此外，提供了具有优选的小的角散射性质或反射图像清晰度（DOI）的表面，所述小的角散射性质或反射图像清晰度改善了尤其是在高环境发光条件下的显示器应用中的可见性。在一些实施方式中，玻璃表面是下方玻璃的经蚀刻的表面。在一些实施方式中，没有应用或者其他方式使用外来涂料材料（例如，涂层或者膜等）来形成防眩光表面。
以前并不十分了解显示器闪耀的来源。可以假设许多潜在的根源，例如干涉效应，瑞利(Rayleigh)型散射或者米(Mie)型散射等。如本文所述，已经确定在结合防眩光表面的像素化显示器中通常观察到的显示器闪耀的类型主要是折射效应，其中，在表面上具有一些宏观（即，远大于光学波长）尺寸的特征导致折射或者使得显示器像素“透镜化”至变化的角度，从而改变像素的表观相对强度，本文提供了一种对该效应进行定量化的技术。该技术采用“眼模拟器”照相系统（即模拟人类观察者的眼睛的机制的系统），来测量从各个显示器像素收集的总功率标准偏差。该度量与使用者对于显示器闪耀的判断具有很好的相关性。
因此，在一个方面，提供了具有至少一个使得闪耀最小化的粗糙化防眩光表面的透明玻璃板。采用化学蚀刻和/或机械（例如研磨、抛光等）方法或者类似方法来对防眩光表面进行粗糙化，并可用作像素化显示器，如液晶显示器（LCD）上的保护覆盖玻璃。如图2a所示是具有防眩光表面的透明玻璃板的侧视图。透明玻璃板200在其相对侧上具有第一防眩光表面210和第二表面220。虽然如图2a、2b和3所示的透明玻璃板200基本是二维的平面板，但是在一些实施方式中，透明玻璃板可以是三维玻璃板。在一些实施方式中，粗糙化的防眩光表面210与透明玻璃板200是整体化的，即防眩光表面210包含与透明玻璃板200的剩余部分或者主体基本相同的材料，并且是采用上文所述的那些方法（例如，蚀刻、研磨、抛光等）在玻璃板的一个表面上原位形成的。在一些实施方式中，最终形式的防眩光表面210不含任意外来材料（即不同于透明玻璃板的材料）。在一些实施方式中，第二表面是光学光滑的，RMS粗糙度小于约20nm。
在一些实施方式中，透明玻璃板200还包括设置在防眩光表面210上的减反射层（图2b中的215）。所述减反射层215可以是，例如通过本领域已知的任意各种液相或气相沉积方法施加的涂层或膜，所述方法包括但不限于，喷涂、旋涂或浸涂、物理气相沉积（例如喷溅或蒸发）、化学气相沉积及其组合，或者类似的方法。或者，可以向防眩光表面施加作为自立式膜的减反射层215。
在一些实施方式中，粗糙化防眩光表面210的总RMS粗糙度（即，没有空间频率过滤情况下，在约0.6mm x0.6mm的窗口尺寸上进行测量）约为60-600nm，在其他一些实施方式中，约为80-300nm。在一些实施方式中，第二表面220也是粗糙化的，具有上述范围内的总RMS粗糙度。但是，在其他实施方式中，第二表面220是非粗糙化的表面，RMS粗糙度小于约20nm。
除非另有说明，否则本文所用术语“R长”指的是在规定范围内（例如约40-640μm）测得的长波长横向空间特征的RMS表面粗糙度。除非另有说明，否则术语“R短”指的是小于约20μm的短波长横向空间特征的RMS表面粗糙度。除非另有说明，否则术语“R总”指的是采用规定或预定尺寸（例如约0.6mmx0.6mm）的测量窗口，测得的所有横向表面波长（即没有表面波长过滤）所测得的总RMS粗糙度。
还提供了长波长空间特征相对于短波长空间特征的粗糙度幅度或比值（R长/R短）降低的防眩光表面。此外，提供了总RMS粗糙度R总在所需范围内，并且总RMS粗糙度R总与长波长空间特征RMS粗糙度R长的比值（R总/R长）增加的防眩光表面。此类防眩光玻璃表面与测得的低闪耀和低反射图像清晰度的结合是先前用无机或玻璃防眩光表面无法获得的。虽然之前在总RMS粗糙度以及平均峰-峰特征间距方面对防眩光表面进行了描述，本发明提供了能用于许多不同防眩光表面的表面波长范围与粗糙度幅度之间的关系，包括即使是那些不具有易于限定的峰-峰特征间距的情况。显示这些关系定量地降低了显示器闪耀，从而导致之前未认识到的最佳表面配置和表面参数。
防眩光表面210具有最高至约300nm的第一RMS表面高度粗糙度（R长）。R长来源于约40-640μm，在一些实施方式中约60-640μm，在一些实施方式中约80-640μm的波长范围内的横向表面空间波的测量。在一些实施方式中，R长小于约275nm；在其他一些实施方式中，R长小于约250nm；在其他一些实施方式中，R长小于约175nm；在其他一些实施方式中，R长小于约140nm；在其他一些实施方式中，R长小于约115nm。此外，防眩光表面具有第二RMS粗糙度（R短），其来源于横向空间周期小于约20μm（例如，约1-20μm）的表面空间波的测量。在一些实施方式中，R短至少约为30nm；在其他一些实施方式中，至少约为40nm；在其他一些实施方式中，至少约为45nm；在其他一些实施方式中，至少约为50nm。
透明玻璃板200的防眩光表面210的第一RMS粗糙度（R长）与第二RMS粗糙度（R短）的比值（R长/R短）小于约4.9。在一些实施方式中，防眩光表面210的R长/R短的比值小于约3.9，在其他实施方式中，小于约2.9。
在一些实施方式中，本文所述的透明玻璃板200的20°图像清晰度（DOI）小于约85。在一些实施方式中，透明玻璃板的DOI小于约80；在其他一些实施方式中，DOI小于约60；以及在其他一些实施方式中，小于约40。本文所用术语“图像清晰度”是通过名为“对涂层表面的图像清晰度的光泽进行仪器测量的标准测试法（Standard Test Methods for Instrumental Measurements ofDistinctness-of-Image Gloss of Coating Surfaces）”的ASTM方法D5767(ASTM5767)的方法A确定的，该参考文献的全文参考结合于此。根据ASTM5767的方法A，在玻璃板的至少一个粗糙化表面上，在镜面观察角和略微偏离镜面观察角的角度进行玻璃反射因子的测量。将这些测量得到的数值合并，以提供DOI值。具体来说，根据下式计算DOI
DOI = [ 1 - Ros Rs ] × 100 , ( 2 )
式中，Ros是偏离镜面反射方向0.2°-0.4°范围内取平均得到的相对反射强度，Rs是以镜面方向取平均得到的相对反射强度（在+0.05°至-0.05°之间，以镜面反射方向为中心）。如果输入光源角与样品表面法线偏离+20°（如同全文中的那样），并且样品的表面法线取0°，则镜面反射光Rs的测量取约为-19.95°至-20.05°范围内的平均值，Ros是约为-20.2°至-20.4°范围内（或者-19.6°至-19.8°，或者上述两组范围的平均值）的平均反射强度。本文所用的DOI值应该直接解释为指定本文所定义的Ros/Rs的目标比值。在一些实施方式中，透明玻璃板200的反射散射分布使得>95%的反射光学功率包含在+/-10°的圆锥内，其中对于任意输入角，所述圆锥的中心围绕着镜面反射方向。
在一些实施方式中，本文所述的透明玻璃板的透射雾度值小于约40%。在一些实施方式中，透明玻璃板的透射雾度小于约20%。本文所用术语“透射雾度”和“雾度”表示根据ASTM方法D1003测得的在约为±2.5°的角锥以外散射的透射光的百分数。对于光学平滑的表面，透射雾度通常接近于零。
具有DOI、RMS粗糙度R长、(R长/R短)的比值、RMS粗糙度R短和/或总RMS粗糙度R总的各种组合的本文所述的透明玻璃板100的代表性实施方式总结见表1。应理解的是，本发明和所附权利要求并不一定限于表1中包括的那些的限制，本发明包括可以具有上述参数的其他组合的透明玻璃板的实施方式。在表1所述的实施方式中，在20°测量图像清晰度（DOI）。在实施方式A-G和实施方式T中，R长是采用约为2mm x2mm的测量窗口尺寸以及在大于约80μm（例如，约80-640μm）横向空间波长范围内测得的防眩光表面130的RMS粗糙度。在实施方式H-S中，R长是采用约为2mm x2mm的测量窗口尺寸以及在大于约40μm（例如，约40-640μm）横向空间波长范围内测得的防眩光表面的RMS粗糙度。对于表1中所有的实施方式，R短是采用约为0.15mmx0.15mm的测量窗口尺寸以及在小于约20μm（例如，约1-20μm）横向空间波长范围内测得的防眩光表面的RMS粗糙度。对于表1中所有的实施方式，R总是采用约为0.6mm x0.6mm的测量窗口尺寸测得的所有横向表面波长（无表面波长过滤）所测得的总RMS粗糙度。必须指定测量窗口尺寸从而实现可重复的结果。表1的实施方式所选定的测量窗口尺寸代表精确俘获用于在各个特定表面波长范围内测量RMS粗糙度的相关横向表面波的窗口尺寸。窗口尺寸测量的微小偏差不会明显改变表1所示的结果。
表1：本文所述透明玻璃板的代表性实施方式
a可任选的
b在大于约80μm（例如约80-640μm）的横向空间波长范围内测得的R长
c在大于约40μm（例如约40-640μm）的横向空间波长范围内测得的R长
d采用约2mm x2mm的测量窗口尺寸测得的R长
e采用约0.15mm x0.15mm的测量窗口尺寸，在小于约20μm的横向空间波长范围测得的R短
f采用约0.6mm x0.6mm的测量窗口尺寸测得的R总
在一个实施方式中（表1中的实施方式A），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，并且DOI小于约60。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约115nm，R长/R短的比值小于约3.9。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式B），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，并且DOI小于约60。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约250nm，R长/R短的比值小于约2.9。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式C），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约250nm，R短大于约45nm，并且R长/R短的比值小于约3.9。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式D），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约250nm，R短大于约30nm，并且R长/R短的比值小于约2.9。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式E），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约200nm，R短大于约50nm。所述透明玻璃板可任选地具有小于约85的DOI。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式F），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约140nm，R短大于约45nm。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式G），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约115nm，R短大于约30nm。所述透明玻璃板可任选地具有小于约85的DOI。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式H），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，并且DOI小于约60。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约175nm，R长/R短的比值小于约4.9。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式I），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，并且DOI小于约60。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，R长/R短的比值小于约4.9。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式J），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，R短大于约45nm，并且R长/R短的比值小于约4.9。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式K），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，R短大于约30nm，并且R长/R短的比值小于约3.9。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式L），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约275nm，R短大于约50nm。所述透明玻璃板可任选地具有小于约85的DOI。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式M），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约220nm，R短大于约45nm。所述透明玻璃板可任选地具有小于约85的DOI。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式N），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约175nm，R短大于约30nm。所述透明玻璃板可任选地具有小于约85的DOI。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式O），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，R长/R短的比值小于约3.9。所述透明玻璃板的透射雾度小于约40%并且DOI小于约60。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式P），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，R长/R短的比值小于约3.9。所述透明玻璃板的透射雾度小于约10%并且DOI小于约60。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式Q），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，RMS总粗糙度R总约为60-600nm，R长/R短的比值小于约3.9。所述透明玻璃板的DOI小于约60，并且可任选地，透射雾度小于约10%。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式R），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，RMS表面粗糙度R短大于约45nm，RMS总粗糙度R总可任选地约为为60-600nm，R长/R短的比值小于约4.9。所述透明玻璃板的DOI小于约40，并且透射雾度小于约20%。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式S），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，R长/R短的比值小于约4.9。所述透明玻璃板的透射雾度小于约20%。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式T），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。所述至少一个粗糙化防眩光表面的RMS粗糙度R长小于约300nm，RMS总粗糙度R总约为60-600nm，R长/R短的比值小于约1.9。所述透明玻璃板可任选地具有小于约20%的透射雾度。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式U），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。RMS总粗糙度R总约为60-600nm，R总/R长的比值大于或等于约2.20。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式V），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。RMS表面粗糙度R短大于约30nm，RMS总粗糙度R总约为60-600nm，R总/R长的比值大于或等于约1.80。
在另一个实施方式中（表1中的实施方式W），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面。RMS总粗糙度R总约为60-600nm，R总/R长的比值大于或等于约1.80。所述透明玻璃板的DOI小于约60，并且透射雾度小于约20%。
在一些实施方式中，透明玻璃板包括可离子交换的玻璃，并且经过本领域已知的化学或热方法进行强化。在一个实施方式中，通过离子交换对透明玻璃板进行化学强化。在该过程中，玻璃表面或表面附近的金属离子被具有与玻璃中的金属离子相同价态的较大金属离子交换。通常将玻璃与离子交换介质，例如含有较大金属离子的熔盐浴接触来进行交换。所述金属离子通常是单价金属离子，例如碱金属离子。在一个非限制性例子中，将含钠离子的玻璃板浸入包含熔融钾盐（例如，硝酸钾(KNO3)等）的离子交换浴中，来完成玻璃板的化学强化。
用离子交换过程中的较大金属离子替换小的金属离子，在玻璃中产生从表面延伸到一定深度（称作“层深度”）的处于压缩应力的区域。透明玻璃板表面处的所述压缩应力被玻璃板内部的拉伸应力（也称作“中心张力”）平衡。在一些实施方式中，当经过离子交换强化之后，本文所述的透明玻璃板的表面的压缩应力至少为350MPa，处于压缩应力的区域延伸直至表面下方至少15μm的层深度。
在一些实施方式中，所述透明玻璃板包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃。在一个实施方式中，透明玻璃板包括碱性铝硅酸盐玻璃，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含氧化铝、至少一种碱金属以及，在一些实施方式中大于50摩尔%的SiO2，在另一些实施方式中至少为58摩尔%的SiO2，以及在其他实施方式中至少为60摩尔%的SiO2，其中比例其中所述改性剂是碱金属氧化物。在特定实施方式中，该玻璃包含以下组分、基本由以下组分组成或者由以下组分组成：约58-72摩尔%的SiO2；约9-17摩尔%的Al2O3；约2-12摩尔%的B2O3；约8-16摩尔%的Na2O以及0摩尔%至约4摩尔%的K2O，其中比例其中所述改性剂是碱金属氧化物。
在另一个实施方式中，透明玻璃板包括碱性铝硅酸盐玻璃，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含以下组分、基本由以下组分组成或者由以下组分组成：约61-75摩尔%的SiO2；约7-15摩尔%的Al2O3；0摩尔%至约12摩尔%的B2O3；约9-21摩尔%的Na2O；0摩尔%至约4摩尔%的K2O；0摩尔%至约7摩尔%的MgO以及0摩尔%至约3摩尔%的CaO。
在另一个实施方式中，透明玻璃板包括碱性铝硅酸盐玻璃，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含以下组分、基本上由以下组分组成或者由以下组分组成：约60-70摩尔%SiO2；约6-14摩尔%Al2O3；0摩尔%至约15摩尔%B2O3；0摩尔%至约15摩尔%Li2O；0摩尔%至约20摩尔%Na2O；0摩尔%至约10摩尔%K2O；0摩尔%至约8摩尔%MgO；0摩尔%至约10摩尔%CaO；0摩尔%至约5摩尔%ZrO2；0摩尔%至约1摩尔%SnO2；0摩尔%至约1摩尔%CeO2；约小于50ppm As2O3；以及约小于50ppm Sb2O3；其中12摩尔%≤Li2O+Na2O+K2O≤20摩尔%且0摩尔%≤MgO+CaO≤10摩尔%。
在另一个实施方式中，透明玻璃板包括碱性铝硅酸盐玻璃，所述碱性铝硅酸盐玻璃基材包含以下组分、基本由以下组分组成、或者由以下组分组成：约64-68摩尔%的SiO2；约12-16摩尔%的Na2O；约8-12摩尔%的Al2O3；0摩尔%至约3摩尔%的B2O3；约2-5摩尔%的K2O；约4-6摩尔%的MgO；以及0摩尔%至约5摩尔%的CaO，其中66摩尔%≤SiO2+B2O3+CaO≤69摩尔%；Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO>10摩尔%；5摩尔%≤MgO+CaO+SrO≤8摩尔%；(Na2O+B2O3)-Al2O3≤2摩尔%；2摩尔%≤Na2O-Al2O3≤6摩尔%；以及4摩尔%≤(Na2O+K2O)-Al2O3≤10摩尔%。
在其他实施方式中，透明玻璃板包含SiO2、Al2O3、P2O5以及至少一种碱金属氧化物（R2O），其中0.75≤[(P2O5(摩尔%)+R2O(摩尔%))/M2O3(摩尔%)]≤1.2，其中M2O3=Al2O3+B2O3。在一些实施方式中，[(P2O5(摩尔%)+R2O(摩尔%))/M2O3(摩尔%)]=1，并且在一些实施方式中，玻璃不包含B2O3并且M2O3=Al2O3。在一些实施方式中，玻璃包含：约40-70摩尔%的SiO2；0至约28摩尔%的B2O3；约0-28摩尔%的Al2O3；约1-14摩尔%的P2O5；以及约12-16摩尔%的R2O。在一些实施方式中，玻璃包含：约40-64摩尔%的SiO2；0至约8摩尔%的B2O3；约16-28摩尔%的Al2O3；约2-12摩尔%的P2O5；以及约12-16摩尔%的R2O。玻璃还可包含至少一种碱土金属氧化物，例如但不限于，MgO或者CaO。
在一些实施方式中，构成透明玻璃板的玻璃不含锂，即玻璃包含小于1摩尔%的Li2O，并且在其他实施方式中，玻璃包含小于0.1摩尔%的Li2O，在其他实施方式中，玻璃包含小于o0摩尔%的Li2O。在一些实施方式中，此类玻璃不含砷、锑和钡中的至少一种，即玻璃包含小于1摩尔%的As2O3、Sb2O3和/或BaO，在其他实施方式中，玻璃包含小于0.1摩尔%的As2O3、Sb2O3和/或BaO。
已经发现显示器系统参数，例如像素尺寸以及像素图像平面与防眩光表面的间距会影响显示器闪耀。具体来说，较小的显示器像素通常导致更为严重的可见和可测量的闪耀，因此当在高分辨率（即小的像素）显示器中结合防眩光表面时，保持低闪耀更具有挑战性。
图3是本文所述的像素化（即，具有多个像素的）显示器和透明玻璃板200的构造的侧视示意图，它可用于确定透明玻璃板200的防眩光表面210的闪耀程度。透明玻璃板200设置在具有多个像素305并具有成像平面310的像素化显示器300的前方。在例如如图2所示的构造中，在像素化显示器200的前方放置或者构造透明玻璃板200，使得透明玻璃板200的防眩光表面210远离（即背离）像素化显示器300，并与像素化显示器300的成像平面310隔开一段预定的光学距离d。
当放置或者构造在例如LCD显示器之类的像素化显示器前方的时候，本文所述的透明玻璃板的像素功率偏差(PPD)小于约7.5%，在一些实施方式中，小于约7%。本文所用术语“像素功率偏差”和“PPD”指的是显示器闪耀的定量测量。除非另有说明，否则采用如下显示器配置测量PPD，该显示器配置包括具有60μm x180μm的本生子像素间距以及约为44μm x142μm的子像素开口窗口尺寸的边缘照明LCD屏（扭转向列型LCD）。LCD屏的前表面具有光泽、减反射型线性偏振膜。为了确定显示器系统或者形成显示器系统一部分的透明玻璃板的PPD，将屏幕放在“眼模拟器”照相机的聚焦区域，所述“眼模拟器”照相机近似人类观察者的眼睛的参数。因此，照相机系统包括插入光路的光圈（或者“瞳孔光圈”），以调节光的收集角，从而近似人眼瞳孔的光圈。在本文所述的PPD测量中，虹彩光圈对向18毫弧度的角度。每个LCD像素具有至少约20个CCD像素的CCD（电荷耦合器件）照相机收集通过虹膜观察的LCD像素的图像。分析通过CCD照相机收集的图像来计算PPD。测量区域通常包含约30x30个LCD像素。为了去除来自不同滤色片透射所带来的像素功率变化，仅显示器的绿色像素发光。当单独测量（即，没有防眩光玻璃板）时，用于该测量系统的LCD屏的PPD约为3.2-3.5%。在没有任意基线或参照减少的情况下计算本文所记录的PPD值；即在没有透明玻璃板的情况下所确定的LCD的基线PPD值包括在此处所记录的PPD值中。
根据如下过程对显示器像素进行图像分析来计算PPD。在每个LCD像素周围画出格箱，由CCD照相机数据计算各个格箱内的总功率，并定为每个像素的总功率。从而每个LCD像素的总功率成为一排数字，从这些数字可以计算平均值和标准偏差，PPD值定义为每个像素的总功率的标准偏差除以每个像素的平均功率（乘以100）。测量利用眼模拟器照相机从各个LCD像素收集的总功率，并在通常包含约30x30个LCD像素的测量区域上计算总像素功率的标准偏差(PPD)。为了去除来自不同滤色片透射所带来的像素功率变化，仅显示器的绿色像素发光。在该测量系统中，当单独测量（即，没有防眩光玻璃板）时，所使用的LCD屏的PPD约为3.2-3.5%。
2011年2月28日共同提交的题为“Sparkle Measurement System(闪耀测量系统)”的Jacques Gollier等的美国临时专利申请第61/447,285号描述了用于获得PPD值的测量系统以及图像处理计算的细节，其全文通过引用结合入本文。所述测量系统包括：具有多个像素的像素化源，其中多个像素中的每个像素具有参比指数i和j，并且沿着源自像素化源的光路光学地设置图像系统。所述图像系统包括：沿着光路设置的图像器件，该图像器件具有包含第二组多个像素的像素化敏感区域，其中第二组多个像素的每个像素的参比指数为m和n，并且在像素化源和图像器件之间的光路上设置隔膜片，其中所述隔膜片具有对于源于像素化源的图像可调节的收集角。图像处理计算包括：取得透明样品的像素化图像，所述像素化图像包括多个像素；确定像素化图像的相邻像素之间的边界；在边界内积分以得到像素化图像中的各个源像素的积分能量；计算各个源像素的积分能量的标准偏差，其中所述标准偏差是每个像素分散的功率。
在一些实施方式中，配置有如图2所示的像素化显示器210的透明玻璃板100具有小于约85的20°DOI，在一些实施方式中，具有小于约80的20°DOI，在一些实施方式中，具有小于约60的20°DOI，在一些实施方式中，具有小于约40的20°DOI。
在上文所述构造的一些实施方式中，当单独测量（即，在像素显示器和眼模拟器照相机之间未设置透明玻璃板）时，像素化显示器还展现出像素功率偏差（第二像素功率偏差，或者第二PPD）。在这些情况下，在一些实施方式中，当透明玻璃板与像素化显示器结合时的PPD不大于单独的像素化显示器的PPD的两倍。在其他实施方式中，透明玻璃板的PPD比像素化显示器的PPD大不超过约4%，在一些实施方式中，比像素化显示器的PPD大不超过约3.5%。
具有各种DOI、PPD组合的本文所述透明玻璃板的代表性实施方式，和/或当与单独像素化显示器的PPD(ΔPPD)的显示器组合时的透明玻璃板的PPD的差异总结见表2。应理解的是，本发明和所附权利要求并不一定限于表2中包括的那些的限制，本发明包括可以具有上述参数的其他组合的透明玻璃板的实施方式。在表2所述的实施方式中，在20°测量图像清晰度（DOI）。
表2：本文所述透明玻璃板的代表性实施方式
实施方式 DOI(20°) PPD(%) ΔPPD
AA <80 <7
BB <60 <7.5
CC <80 <3.5%
DD <60 <4%
EE <60 <4%
FF <60 <2x
在一个实施方式中（表2的实施方式AA），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，其中所述透明玻璃板的DOI小于约80，当如上文所述将透明玻璃板放置或构造在像素化显示器前方时测得的PPD小于约7%。
在另一个实施方式中（表2的实施方式BB），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，其中所述透明玻璃板的DOI小于约20，当如上文所述将透明玻璃板放置或构造在像素化显示器前方时测得的PPD小于约7.5%。
在另一个实施方式中（表2的实施方式CC），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，其中所述透明玻璃板的DOI小于约80，当如上文所述将透明玻璃板放置或构造在像素化显示器前方时测得的PPD比未在像素化显示器前方放置/构造透明玻璃板的情况下测得或其他方式确定的像素化显示器的PPD大不超过约3.5%。
在另一个实施方式中（表2的实施方式DD），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，其中所述透明玻璃板的DOI小于约60，当如上文所述将透明玻璃板放置或构造在像素化显示器前方时测得的PPD比未在像素化显示器前方放置/构造透明玻璃板的情况下测得或其他方式确定的像素化显示器的PPD大不超过约4%。
在另一个实施方式中（表2的实施方式EE），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，其中所述透明玻璃板的DOI小于约60，当如上文所述将透明玻璃板放置或构造在像素化显示器前方时测得的PPD比未在像素化显示器前方放置/构造透明玻璃板的情况下测得或其他方式确定的像素化显示器的PPD大不超过约4%。此外，像素化显示器系统中的最小（最小化）子像素窗口开口尺寸小于约200μm。在一些实施方式中，最小子像素窗口开口尺寸小于约100μm，在其他实施方式中，小于约65μm。像素化显示器的成像平面（例如，LCD显示器中的滤色片平面）与透明玻璃板的防眩光/散射表面之间的总距离约为1.0-3.5mm。
在另一个实施方式中（表2的实施方式FF），透明玻璃板具有至少一个粗糙化防眩光表面，其中所述透明玻璃板的DOI小于约60，当如上文所述将透明玻璃板放置或构造在像素化显示器前方时测得的PPD比未在像素化显示器前方放置/构造透明玻璃板的情况下测得或其他方式确定的像素化显示器的PPD大不超过2倍。
在另一方面，提供了显示器系统（图2中的200），该显示器系统包括如本文所述的具有最小化闪耀的透明玻璃板。显示器系统150包括具有多个像素和成像平面的像素化显示器210（例如LCD显示器），以及具有防眩光表面（图2中的110）的透明玻璃板（图2中的100），例如上文所述的那些。所述透明玻璃板设置在像素化显示器前方，使得防眩光表面远离像素化显示器，并与成像平面隔开一段预定的距离，在一些实施方式中，该距离约为1.0-3.5mm。本文所述的透明玻璃板的像素功率偏差(PPD)小于约7.5%，在一些实施方式中，小于约7%。在一些实施方式中，透明玻璃板的图像清晰度(DOI)小于约80，在一些实施方式中，小于约60。上文描述了显示器系统的透明玻璃板的各种非限制性实施方式，总结见表1和2。
在显示器系统的一些实施方式中，当在没有具有防眩光表面的玻璃板的情况下（第二像素功率偏差，或第二PPD）单独测量的时候，像素化显示器还具有像素功率偏差。此时，在一些实施方式中，当透明玻璃板与显示器结合时的PPD不大于像素化显示器的第二PPD的两倍。在其他实施方式中，透明玻璃板的PPD比像素化显示器的第二PPD大不超过约4%，在一些实施方式中，比第二PPD大不超过约3.5%。在一些实施方式中，像素化显示器的子像素窗口开口尺寸可以小于约200μm。在一些实施方式中，子像素窗口开口尺寸小于约100μm，在一些实施方式中，小于约65μm。
将具有单个粗糙化防眩光表面的玻璃样品放置在LCD屏的前方，粗糙化防眩光表面朝向照相机。放置样品，使得LCD前表面与防眩光玻璃样品的后表面之间的空气间隙为0.635mm。每个防眩光玻璃样品的厚度为0.7mm。考虑LCD前玻璃、LCD前偏振器和空气间隙的厚度以及防眩光样品的厚度，LCD成像平面（滤色器平面）与粗糙防眩光表面之间的总光学距离约为2.0mm。LCD屏处于“绿屏”模式，其中每个绿色像素完全发光并关闭所有其他像素。采用眼模拟器照相机俘获像素图像，并计算各个绿色像素的总像素功率标准偏差，记作PPD值。
采用购自罗泊仪器公司(Rhopoint Instruments)的Novo-光泽IQ测角光度计，在20°输入角的反射（根据ASTM D5767）测量DOI、ROs、Rs以及反射散射分布。在大多数情况下，该仪器记录的自动计算的DOI值与同一仪器测得的原始Ros和Rs值并不精确吻合。在这种情况下，原始Ros和Rs值用于校准DOI的自动仪器计算。这些值在本文中记作“校准”DOI值（即基于原始的Rs和Ros数据）。除非另有说明，否则本文全文所记作的所有DOI值应视为“校准”DOI值。采用BYK-Gardner Haze-Gard Plus来测量透射雾度。
采用产生2D表面轮廓图的表面光度仪，例如Zygo新视野公司(Zygo NewView)的光学表面轮廓仪，来研究用于产生低闪耀防眩光表面的光学粗糙度参数。表面空间波长过滤技术用于该分析目的。该技术涉及采用傅里叶变换技术对表面粗糙度波的空间波长内容（也称作功率谱密度）进行分析。按这种方式，可以应用“波长过滤器”，可以在特定波长范围内仅利用表面空间波来计算有效RMS粗糙度值。在实际实践中，在粗糙度测量中经常应用波长过滤器来去除并非实际表面粗糙度分布的一部分的“干扰”或“波纹”。然而，用于所述常规方法的典型波长过滤器具有非常宽的波长窗口，无法提供与改善显示器闪耀相关的信息。为了精确地对比不同仪器的RMS粗糙度值，必须指定所应用的仪器、测量窗口尺寸和波长过滤。因为在测量中包含的样品形貌越多，则越大的测量窗口通常会导致较大的粗糙度测量值。
长表面波倾向于增加闪耀，而短表面波倾向于减少闪耀。对不同潜在表面波长范围进行分析，以确定最可能增加闪耀的那些。本文所用的诸如“1-20微米(μm)表面波长范围内的RMS粗糙度”之类的表述指的是，当过滤掉所有落在所述范围外的横向空间波长同时包括落在所述范围内的横向空间波长来计算该范围内的RMS粗糙度时，所计算得到的RMS粗糙度。
为了充分测量在宽阔的不同表面波长范围内的RMS粗糙度，必须在光学表面轮廓仪中采用不同放大水平。采用约0.1mm x0.13mm的窗口尺寸，分析1-20μm横向波长范围内的表面波。采用约50x的放大倍数（约2.1mm x2.3mm的窗口尺寸），分析40-640μm波长范围内的表面波。发现大于640μm的表面波并未显著改变表面粗糙度。因此，在40-640μm横向空间波长窗口中计算的RMS粗糙度实际等于大于40μm的所有表面波计算的RMS粗糙度。类似地，发现在1-20μm横向空间波长窗口中计算的RMS粗糙度实际等于小于20μm的所有表面波计算的RMS粗糙度。选择中等窗口尺寸（0.65-0.5mm的窗口）来计算无波长过滤器的总RMS粗糙度，从而精确俘获长表面波和短表面波。本文描述了包括短波、长波和总RMS粗糙度的各种组合的具体实施方式。
如本文所述，造成闪耀的根部原因与防眩光的粗糙度参数有关。具体来说，减少或使得防眩光表面的大（横向空间）波长特征的粗糙度幅度最小化和/或增加小波长特征的粗糙度幅度对于降低显示器闪耀是有效的。可以采用玻璃蚀刻过程来获得所需的表面粗糙度分布和/或诸如横向间距或波长之类的表面特征参数。用于在玻璃基材上产生这种类型的表面的过程比例如聚合物涂覆过程更难以优化，所述聚合物涂覆过程过去已经经过优化，并通过采用模塑或其他直接图案化技术（这些技术适用于聚合物，但是较不适用于玻璃）变得更为确定性。具体来说，玻璃蚀刻过程（其未在最终制品的玻璃表面上留下外来涂料材料）先前无法产生具有良好控制的粗糙度参数类型的防眩光表面，所述表面能有效地使得本文所述的显示器闪耀最小化。
可以采用各种蚀刻方法来获得具有本文所述性质的防眩光表面。Krista L.Carlson等在2010年8月18日提交的题为“Glass and Display Having AntiglareProperties(具有防眩光性质的玻璃和显示器)”的美国专利申请第12/858,544号；Krista L.Carlson等在2010年9月30日提交的题为“Glass Having AntiglareSurface and Method of Making(具有防眩光表面的玻璃及其制造方法)”的美国专利申请第12/730,502号；Diane K.Guilfoyle等在2010年4月30日提交的题为“Antiglare Treatment Method and Articles Thereof(防眩光处理方法及其制品)”的美国临时专利申请第61/329,936号；Diane K.Guilfoyle等在2010年8月11日提交的题为“Antiglare Treatment Method and Articles Thereof(防眩光处理方法及其制品)”的美国临时专利申请第61/372,655号；以及Jeffrey T.Kohli等在2010年4月30日提交的题为“Antiglare Surface and Method of Making(防眩光表面及其制造方法)”的美国临时专利申请第61/329,951号中描述了这些方法的非限制性例子，其全文通过引用结合入本文。
美国专利申请第12/858,544和12/730,502号描述了如下方法：该方法用第一蚀刻剂处理玻璃表面，在表面上形成晶体。然后将与各个晶体相邻的表面区域蚀刻至所需的粗糙度，然后从玻璃表面除去晶体，减小玻璃板表面的粗糙度，从而为表面提供所需的雾度和光泽。
在一个非限制性的例子中，美国专利申请第12/858,544和12/730,502号所述多步处理包括第一粗糙化步骤，在该第一粗糙化步骤中，将玻璃板浸泡在第一浴中，或者用其它的方式使其与包含以下组分的溶液、凝胶或糊料接触：5-20重量%的氟化氢铵(NH4HF2)、0-5重量%的氟化的或者非氟化的碱金属盐或碱土金属盐（例如NaHF2或CaCl2）以及10-40%的有机溶剂，例如异丙醇或丙二醇。随后通过用水进行冲洗，或者通过随后的化学处理步骤，除去这些晶体。可任选的第二步骤可以包括在第二溶液中进行浸泡或者其它处理，所述第二溶液包含非氟化的无机酸，例如硫酸、盐酸、硝酸或磷酸等。或者，所述第二溶液可以仅仅是水。所述可任选的第二步骤可以起到从玻璃表面部分或完全去除晶体的作用。可任选的第三步骤（或者如果省去了上述第二步骤的话，则为第二步骤）可以包括用酸性溶液进行浸泡或者其它的处理，所述酸性溶液包含2-10重量%的氢氟酸和2-30重量%的无机酸，例如盐酸、硫酸、硝酸或磷酸等。所述任选的第三步骤还可以包括用碱性溶液代替酸性溶液进行处理，所述碱性溶液是例如包含NaOH和EDTA的溶液。
美国临时专利申请第61/329,936、61/372,655和61/329,951号描述了酸蚀刻方法和碱蚀刻方法以及使用包括聚合物或蜡涂层、颗粒及其组合的掩模来控制玻璃表面的蚀刻程度。美国临时专利申请第61/329,936和61/372,655号描述了用于产生防眩光表面的湿蚀刻方法，其中在玻璃的至少一个表面上沉积颗粒。将制品的沉积有颗粒的至少一个表面与蚀刻剂（例如，包含HF和H2SO4的蚀刻剂）接触，以形成防眩光表面。沉积的颗粒的D50直径可以是例如约为0.1-10μm，约0.1-50μm，约1-10μm，或者约1-5μm。可以通过例如形成颗粒的浓缩液体悬液，用稀释剂稀释该浓缩悬液，并将表面与稀释的悬液接触，在表面上沉积颗粒。所述沉积的颗粒可以是，例如包括玻璃、复合物、陶瓷、塑料或树脂基材料或者它们的组合等。在一些实施方式中，所述蚀刻剂可以包括适合蚀刻沉积的颗粒下面的表面的至少一种酸。此类蚀刻剂的非限制性例子如上文参考文件所述（例如，HF/H2SO4蚀刻剂）。
美国临时专利申请第61/329,951号描述了制造具有防眩光表面的制品的方法，其中，在制品的至少一个表面的至少一部分上形成了保护膜。将具有保护膜的表面与液体蚀刻剂接触以使得表面粗糙化，并使得制品表面的保护膜形成防眩光表面。在一些实施方式中，所述保护膜可以是成孔聚合物，例如以下材料中的至少一种：磺酰胺甲醛树脂，硝基纤维素，包含丙烯酸酯或丙烯酸类单体或其盐的聚合物或共聚物，清漆，珐琅，蜡，以及类似材料，或其组合。在一些实施方式中，所述保护膜或成孔聚合物可以包括任何合适的涂料，例如至少一种聚合物，或者聚合物的组合，以及类似的天然或合成材料，或其组合。能提供既有耐久性又可除去的多孔涂层的合适成孔剂组合物可以包括但不限于，具有成膜和成孔性质的任何聚合物或聚合物制剂或者类似材料或混合物，如TSO-3100DOD油墨[购自戴阿格拉夫公司（Diagraph）的乙醇异丙基基（ethanol isopropyl-based）可喷射油墨]、丙酮基邻/对甲苯磺酰胺甲醛树脂、硝基纤维素、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯共聚物、清漆（溶解于挥发性有机化合物的聚合物）制剂、珐琅、蜡、类似材料或其组合。
在一些实施方式中，可以通过引用并结合入上文的参考文件的指导来形成本文所述的防眩光表面。在一些具体实施方式中，可以通过结合如美国临时专利申请第61/329,936和61/372,655号所述的在透明玻璃板的表面上沉积颗粒，以及如美国临时专利申请第61/329,951号所述的沉积保护聚合膜，并之后蚀刻表面以形成上文所述的防眩光表面中的一个，来形成防眩光表面。
所述方法可用于产生导致本文所述的闪耀最小化的长波与短波粗糙度幅度之间的关系。但是，如比较例所述，在没有目标和用于检验所述目标的测量的详细知识的情况下，无法直接产生本文所述的粗糙度分布。
对于掩模和蚀刻过程（非限制性例子是例如，上文所引用的美国专利申请第12/858,544号以及美国临时专利申请第61/329,936、61/372,655和61/329,951号），小掩模开口、小掩模特征以及掩模特征之间的小间距，特别是掩模与玻璃表面之间界面处的小间距，是有助于本文所述的长波粗糙度和促进短波粗糙度的因素。此外，发现均匀掩模厚度和中等-高水平的掩模粘性促进玻璃表面的区别性蚀刻，同时维持玻璃表面上形成的短波横向特征并使得长波横向特征最小化。
表3总结了本文所述的防眩光表面的例子的性质。例A-F包括本文所述示例性实施方式的降低镜面反射可见性和使得显示器闪耀最小化的性质的组合。例子E和F如下详述。采用类似于上文所述的美国专利申请第12/858,544和12/730,502号；美国临时专利申请第61/329,936、61/372,655和61/329,951号；以及Charles Warren Lander等在2010年11月29日提交的题为“AntiglareSurface Treatment Method and Articles Thereof(防眩光表面处理方法及其制品)”的美国专利申请第61/417,674号所述的技术来加工样品，其全文通过引用结合入本文。
而表3中的比较例A-I采用上述参考的美国专利申请中所述的技术的一些来制备，这些方法没有产生导致低闪耀的粗糙度分布。比较例J和K是市售可得的，它们不具有本文所述的防眩光和粗糙度性质的组合。
除了发现相关表面性质目标和证实这些目标所需的相应测量之外，还确定了相关加工最优化参数，特别是涉及在蚀刻之后颗粒掩模的加工，这使得能够可重复性地制造表面。所述加工最优化参数包括掩模颗粒尺寸（通常小于约20μm）、玻璃表面的掩模颗粒的堆积密度（使得颗粒之间的间隙大于20μm的可能性最小化）、掩模厚度（5-100μm）、掩模粘性（必须足以在初始酸接触期间耐受底切或去除掩模）、酸化学性质以及酸浓度（允许玻璃蚀刻以使得粗糙度深度大于所需水平的时间必须短于掩模完全底切或去除的时间）。此外，可以对其他任选参数，例如促进粘合的掩模干燥和加热进行优化，使得掩模颗粒不发生团聚和导致在掩模表面的颗粒之间形成有效地较大颗粒或大间隙。
采用波长过滤器计算短波RMS粗糙度，所述波长过滤器包括1-20μm之间的所有表面波，并排除了该范围之外的波。在两个不同的表面波长/过滤器（40-640μm以及80-640μm）范围内计算长波RMS粗糙度。还计算了所述两个长波粗糙度值和短波粗糙度值之间的比值，以及总RMS粗糙度和长波RMS粗糙度之间的比值。不同粗糙度测量的测量窗口尺寸见表3。
表3：本文所述防眩光表面的例子以及比较例的性质
表3.续
在另一个方面，提供了制造具有至少一个防眩光表面的透明玻璃板（例如上文所述的那些）的方法。所述方法包括使所述透明玻璃板的至少一个表面粗糙化，以形成至少一个防眩光表面，其中所述至少一个防眩光表面具有最高至约300nm的第一RMS表面高度粗糙度R长，在小于约20μm的横向空间周期内测得的第二RMS表面粗糙度R短，以及无表面波长过滤情况下测得的第三RMS粗糙度R总，其中(R长/R短)的比值小于约3.9，R总在约60-600nm的范围内。
所述第一RMS表面高度粗糙度R长来自在约40μm至约640nm波长范围内的表面空间波的测量。在一些实施方式中，R长小于约275nm；在其他一些实施方式中，R长小于约250nm；在其他一些实施方式中，R长小于约175nm；在其他一些实施方式中，R长小于约140nm；在其他一些实施方式中，R长小于约115nm。所述第二RMS表面粗糙度R短来源于横向空间周期小于约20nm的表面空间波的测量。在一些实施方式中，R短至少约为30nm；在其他一些实施方式中，至少约为40nm；在其他一些实施方式中，至少约为45nm；在其他一些实施方式中，至少约为50nm。
透明玻璃板的防眩光表面的第一RMS粗糙度（R长）与第二RMS粗糙度（R短）的比值（R长/R短）小于约4.9。在一些实施方式中，R长/R短的比值小于约3.9，在其他实施方式中，小于约2.9。
在一些实施方式中，本文所述方法还包括在形成至少一个防眩光表面之前或之后对透明玻璃板进行强化。在一些实施方式中，所述方法包括通过离子交换对透明玻璃板进行强化，如上文所述。
在一些实施方式中，对透明玻璃板的至少一个表面进行粗糙化包括对所述至少一个表面进行蚀刻。在一些实施方式中，在蚀刻之前在至少一个表面上沉积许多颗粒，如上文所述。所述许多颗粒在表面上形成颗粒层。向颗粒层施加蚀刻剂，从层移动到所述至少一个表面，以蚀刻表面，从而对表面进行粗糙化。在其他实施方式中，向所述至少一个表面施加保护层，如上文所述。然后施加蚀刻剂，并移动通过保护层以使得表面粗糙化。在其他实施方式中，向所述至少一个表面施加颗粒与保护层的组合，之后施加蚀刻剂。
实施例
以下实施例说明了本发明的各种特征和优点，它们不以任何方式构成对本发明或所附权利要求书的限制。实施例1和2显示了根据本发明所述原理来制造防眩光玻璃板。
实施例1（表3中的本发明例E）
首先，在超声清洁器中采用约4%半-清洁KG(Semi-clean KG)的去离子水溶液清洁玻璃板，所述玻璃板的标称组成为69.49摩尔%SiO2、8.45摩尔%Al2O3、14.01摩尔%Na2O、1.16摩尔%K2O、6.2摩尔%MgO、0.51摩尔%CaO、0.185摩尔%SnO2、0.01摩尔%ZrO2以及0.008摩尔%Fe2O3，尺寸为6英寸x6英寸。
在容器内称重含有33.33重量%的Deurex ME1515低分子量聚乙烯（“聚乙烯蜡”）颗粒的液体悬液，并加入66.64重量%的2-丙醇。容器在ResodynTM声学混合器上以60%的水平处理5分钟。悬液中几乎所有的颗粒都是2-20μm，约99%的颗粒尺寸小于19μm，50%的颗粒的尺寸小于6μm。将少量（1mL）所述悬液倒在玻璃样品的一侧上，25μm间隙的刀片扫过玻璃表面，在玻璃上形成湿厚度为25μm的悬液薄膜。为了促进颗粒与玻璃的粘合，将玻璃放在热盘上，涂覆侧朝上，在100℃烘烤30秒。
在热处理之后，然后将涂覆的样品浸入含6摩尔氢氟酸/7摩尔硫酸的酸蚀刻溶液中，室温下保持30秒。然后取出蚀刻的样品进行清洗，这可以包括采用丙酮或本领域已知的其他有机溶剂的任选有机溶剂清洗，以去除掩模残留。蚀刻的玻璃干燥，然后可任选在410℃的KNO3熔浴离子交换6小时，在玻璃样品中产生大于350MPa的表面压缩应力和大于15μm的离子交换层深度。
如本实施例所述制备的玻璃样品的透射雾度为7.0%，20°DOI（校准）为51，PPD（根据上文所述测得）为6.6。该样品的RMS粗糙度值见表3。
实施例2（表3中的本发明例F）
如实施例1所述，对具有相同组成和尺寸的玻璃样品进行清洁，并涂覆聚乙烯颗粒的悬液。在涂覆之后，将玻璃放在热盘上，涂覆侧朝上，在104℃烘烤30秒。然后将涂覆的样品浸入含6摩尔氢氟酸/7摩尔硫酸的酸蚀刻溶液中，室温下保持20秒。然后取出蚀刻的样品进行清洗，这可以包括采用丙酮或本领域已知的其他有机溶剂的任选有机溶剂清洗，以去除掩模残留。蚀刻的玻璃干燥，然后可任选在410℃的KNO3熔浴离子交换6小时，在玻璃样品中产生大于350MPa的表面压缩应力和大于15μm的离子交换层深度。
本实施例2制备的玻璃样品的透射雾度为28%，20°DOI（校准）为19，PPD（根据上文所述测得）为5.6。该样品的RMS粗糙度值见表3。
虽然为了说明给出了典型的实施方式，但是前面的描述不应被认为是对本说明书或所附权利要求书的范围的限制。因此，在不偏离本说明书或者所附权利要求书的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可想到各种改进、修改和替换形式。

Claims (25)

1.一种透明玻璃板，该透明玻璃板具有至少一个防眩光表面，其中，所述防眩光表面具有：
在40-640μm横向空间周期范围内测得的最高至300nm的第一RMS表面粗糙度R长；
在小于20μm横向空间周期内测得的第二RMS表面粗糙度R短，其中，R长/R短的比值小于3.9；以及
无表面波长过滤情况下测得的第三RMS粗糙度R总，其中所述第三RMS粗糙度R总是60-600nm。
2.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，所述透明玻璃板的20°图像清晰度小于85。
3.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，所述R短至少为30nm。
4.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，所述透明玻璃板的透射雾度小于20％，所述的透射雾度表示根据ASTM方法D1003测得的在约为±2.5°的角锥以外散射的透射光的百分数。
5.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，所述透明玻璃板经过离子交换强化，并且所述透明玻璃板具有至少一个具有处于至少350MPa的压缩应力状态的区域的表面，所述区域从表面延伸到透明玻璃板内至少15μm的层深度。
6.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，所述透明玻璃板包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃以及碱性铝硼硅酸盐玻璃中的一种。
7.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，当设置在具有多个像素和成像平面的像素化显示器的前方，使得防眩光表面远离像素化显示器，并与成像平面隔开一段预定的距离时，所述透明玻璃板的像素功率偏差小于7.5％，并且所述透明玻璃板的20°图像清晰度小于80，所述的图像清晰度是通过名为“对涂层表面的图像清晰度的光泽进行仪器测量的标准测试法”的ASTM方法D5767(ASTM 5767)的方法A确定的，所述的像素功率偏差采用如下显示器配置测量，该显示器配置包括具有60μm×180μm的本生子像素间距以及为44μm×142μm的子像素开口窗口尺寸的边缘照明LCD屏，该LCD屏的前表面具有光泽、减反射型线性偏振膜，将LCD屏放在“眼模拟器”照相机的聚焦区域，该照相机包括插入光路以调节光的收集角的光圈或者瞳孔光圈以及对向18毫弧度的角度的虹彩光圈，每个LCD像素具有至少20个电荷耦合器件像素的电荷耦合器件照相机收集通过虹膜观察的LCD像素的图像，分析通过电荷耦合器件照相机收集的图像来计算图像清晰度，测量区域通常包含30×30个LCD像素。
8.如权利要求7所述的透明玻璃板，其特征在于，所述像素化显示器单独地具有第二像素功率偏差，结合有所述像素化显示器的透明玻璃板的像素功率偏差比所述第二像素功率偏差大不足4％。
9.如权利要求1所述的透明玻璃板，所述透明玻璃板还包括设置在防眩光表面上的减反射层。
10.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，所述透明玻璃板包括与所述防眩光表面相对的第二表面，其中所述第二表面的RMS粗糙度小于20nm。
11.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，在80-640μm的横向空间周期范围内测量所述第一RMS表面粗糙度R长，并且R总/R长的比值大于或等于2.20。
12.如权利要求1所述的透明玻璃板，其特征在于，在80-640μm的横向空间周期范围内测量所述第一RMS表面粗糙度R长，所述第二RMS表面粗糙度R短大于30nm，并且R总/R长的比值大于或等于1.80，所述透明玻璃板的20°图像清晰度小于60。
13.一种显示器系统，该显示器系统包括：
具有多个像素和成像平面的像素化显示器；以及
具有防眩光表面的透明玻璃板，它具有在40-640μm的横向空间周期范围内测得的最高至300nm的第一RMS表面粗糙度R长，以及在小于20μm的横向空间周期测得的第二RMS表面粗糙度R短，其中，R长/R短的比值小于3.9，其中透明玻璃显示器设置在像素化显示器前方，使得防眩光表面远离像素化显示器，并与成像平面间隔一段光学距离，其中所述透明玻璃板的像素功率偏差小于7.5％，所述透明玻璃板的20°图像清晰度小于60，所述的图像清晰度是通过名为“对涂层表面的图像清晰度的光泽进行仪器测量的标准测试法”的ASTM方法D5767(ASTM 5767)的方法A确定的，所述的像素功率偏差采用如下显示器配置测量，该显示器配置包括具有60μm×180μm的本生子像素间距以及为44μm×142μm的子像素开口窗口尺寸的边缘照明LCD屏，该LCD屏的前表面具有光泽、减反射型线性偏振膜，将LCD屏放在“眼模拟器”照相机的聚焦区域，该照相机包括插入光路以调节光的收集角的光圈或者瞳孔光圈以及对向18毫弧度的角度的虹彩光圈，每个LCD像素具有至少20个电荷耦合器件像素的电荷耦合器件照相机收集通过虹膜观察的LCD像素的图像，分析通过电荷耦合器件照相机收集的图像来计算图像清晰度，测量区域通常包含30×30个LCD像素。
14.如权利要求13所述的显示器系统，其特征在于，所述像素化显示器单独地具有第二像素功率偏差，结合有所述像素化显示器的透明玻璃板的像素功率偏差比所述第二像素功率偏差大不足4％。
15.如权利要求13所述的显示器系统，其特征在于，所述透明玻璃板经过离子交换强化，并且所述透明玻璃板具有至少一个具有处于至少350MPa的压缩应力状态的区域的表面，所述区域从表面延伸到透明玻璃板内至少15μm的层深度。
16.如权利要求13所述的显示器系统，其特征在于，所述透明玻璃板包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃以及碱性铝硼硅酸盐玻璃中的一种。
17.如权利要求13所述的显示器系统，其特征在于，所述透明玻璃板的R短至少为30nm，并且透射雾度小于20％，所述的透射雾度表示根据ASTM方法D1003测得的在约为±2.5°的角锥以外散射的透射光的百分数。
18.如权利要求13所述的显示器系统，其特征在于，所述透明玻璃板具有在无表面波长过滤情况下测得的60-600nm范围内的第三RMS粗糙度R总。
19.一种制造具有至少一个防眩光表面的透明玻璃板的方法，所述方法包括使所述透明玻璃板的至少一个表面粗糙化，以形成至少一个防眩光表面，其中所述至少一个防眩光表面具有最高至300nm的第一RMS表面高度粗糙度R长，在小于20μm的横向空间周期内测得的第二RMS表面粗糙度R短，以及无表面波长过滤情况下测得的第三RMS粗糙度R总，其中R长/R短的比值小于3.9，R总在60-600nm的范围内。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述透明玻璃板的20°图像清晰度小于85。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述R短至少为30nm。
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过离子交换对透明玻璃板进行强化，并且所述透明玻璃板具有至少一个具有处于至少350MPa的压缩应力状态的区域的表面，所述区域从表面延伸到透明玻璃板内至少15μm的层深度。
23.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述透明玻璃板包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃以及碱性铝硼硅酸盐玻璃中的一种。
24.如权利要求19所述的方法，其特征在于，使所述透明玻璃板的至少一个表面粗糙化包括对所述至少一个表面进行蚀刻。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，对所述至少一个表面进行蚀刻包括：
在所述至少一个表面上沉积多个颗粒，以形成颗粒层；以及
通过所述颗粒层蚀刻所述至少一个表面，以使得表面粗糙化。
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