CN103562151A - 具有防眩光表面的透明玻璃基材 - Google Patents

具有防眩光表面的透明玻璃基材 Download PDF

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Abstract

使得闪耀最小化的具有防眩光表面的透明玻璃基材。所述防眩光表面的粗糙化部分表面的RMS大小至少约为80nm。所述防眩光表面还可包括未粗糙化或平坦的部分。防眩光表面经过粗糙化的比例至少约为0.9，表面未粗糙化的比例小于约0.10。防眩光表面的像素功率偏差小于约7%。

Description

具有防眩光表面的透明玻璃基材
相关申请交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119，要求2011年5月27日提交的美国临时申请系列第61/490,678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
本发明涉及具有防眩光性质的透明基材。更具体地，本发明涉及具有防眩光表面的透明玻璃基材。
防眩光表面常用于显示器应用，例如LCD显示屏或OLED，以避免或减少环境光的镜面反射。通常，通过提供一定程度的粗糙度，使得被表面反射的光在特定角度传播来形成此类防眩光表面。用于显示器应用的防眩光表面通常包括涂覆或结构化的聚合膜（通常是偏振膜），其直接层叠到形成LCD或OLED的前玻璃板的表面上。
在通过此类防眩光表面看到的图像中可能会产生随机干扰，这是由于表面的过度粗糙度或者形成粗糙表面的特征的形状导致的。此类干扰通常称作“闪耀”，其可以用称作像素功率偏差(PPD)的数字进行表征。此外，防眩光表面的粗糙度会产生其他图像人造因素，例如图像分辨率降低或者黑色图像对比度下降。
发明内容
本发明提供了具有防眩光表面的透明玻璃基材，所述防眩光表面使得闪耀和其他形式的传输图像退化最小化。描述了各种防眩光表面参数，以及使得对于传输图像的负面影响最小化并同时保持反射图像的有益防眩光模糊的显示器组合。所述防眩光表面的粗糙化部分的RMS大小至少约为80nm。所述防眩光表面还可包括未粗糙化或平坦的部分。防眩光表面经过粗糙化的比例（粗糙化部分）至少约为0.9，表面未粗糙化的比例小于约0.10。防眩光表面的像素功率偏差小于约7%。
因此，本发明的一个方面是提供一种具有防眩光表面的透明玻璃基材。防眩光表面包括：粗糙化表面。粗糙化表面的RMS大小至少约为80nm；截止频率(frequency cutoff)小于约[1/(0.081x RMS)]，其中，截止频率的单位是微米，RMS是粗糙化表面的RMS大小，单位是纳米。
本发明的另一方面提供一种显示器组件。所述显示器组件包括：包括具有像素间距的多个像素的像素化显示器；以及具有防眩光表面的透明玻璃基材。所述透明玻璃基材设置在像素化显示器前方，并与所述像素化显示器分开一段预定的距离。防眩光表面与透明玻璃基材朝向像素化显示器的表面相反。防眩光表面具有粗糙化表面。粗糙化表面的RMS大小至少约为80nm，并且截止频率(frequency cutoff)大于[(280/P)x(0.098x RMS-5.55)]，其中，P是像素间距P（单位是微米），RMS是粗糙化表面的RMS大小（单位是纳米）。
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1是具有防眩光表面的透明基材的截面示意图；
图2是镜面反射衰减因子与RMS波单位的关系图；
图3是对于非均匀表面和均匀表面的镜面反射大小与RMS粗糙度大小的关系图；
图4a是均匀粗糙化表面的干涉测量图；
图4b是图4a所示的均匀粗糙化表面的曲线；
图4c是非均匀表面的干涉测量图；
图4d是图4c所示的非均匀粗糙化表面的曲线；
图5是小光源通过具有防眩光表面的基材照射像素化显示器的示意图；
图6是观察者眼睛位于扩散圆锥内的概率与反射角能量分布的半峰值全宽(FWHM)的关系图；
图7是百分比雾度和扩散能量分布的FWHM与粗糙度截止周期的关系图；
图8是截止周期与粗糙度的RMS大小的关系图；
图9是在奈奎斯特频率计算的调制传递函数(MTF)与粗糙度截止周期的关系进展图；
图10是截止周期与RMS粗糙度大小的关系图；以及
图11是闪耀大小与粗糙度周期的关系图。
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，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限，以及所述范围之间的任意子范围。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。
如上所述，防眩光表面通常包括涂覆或结构化的聚合膜，该聚合膜直接层叠到LCD或OLED的前玻璃板的表面上。用于此类防眩光聚合涂层的参数和工艺未必需要与用于保护性防眩光覆盖玻璃或基材的参数相同，因为保护性覆盖玻璃或基材上的防眩光表面通常放置在与显示器件的成像平面的光学距离较大的位置。
因此，本文提供并描述了具有防眩光表面的透明玻璃基材。图1示意性地显示了透明玻璃基材100（本文也称作“玻璃基材”或“基材”）的截面图。基材100具有防眩光表面110和与防眩光表面110相对的第二表面120。防眩光表面110可以集成到基材，或者可以作为自立式膜或沉积层施加到基材100的面上。
透明玻璃基材100的防眩光表面110的主要目的是，当通过玻璃基材100观察时，消除覆盖玻璃和/或像素化显示器，例如LCD显示器的菲涅尔反射。防眩光表面110用使得显示器中的物体图像变模糊的漫反射来代替菲涅尔反射。因此，防眩光表面100的粗糙度大小足够高，以消除镜面菲涅尔反射。对于基本随机的表面，镜面反射的衰减因子仅是粗糙度的RMS大小的函数，不明显依赖于粗糙度的形状。衰减因子符合如下等式：
R=R0exp(-(2Πδ·△n·cos(θ)/λ)2)，
其中，δ是粗糙度的RMS大小，θ是表面上的波长λ的入射光的角度，n是折射率，其中，在反射时△n=2，在传输时△n=1–n。
基于傅立叶光学模型可用于确定在垂直入射时（即，θ=0）的镜面反射衰减因子。图2是镜面反射衰减因子与RMS波单位（表述为2π的倍数）的关系图。使用近似公式(c)，计算正弦粗糙度（图2中的a）、随机表面粗糙度（图2中的b）的衰减因子。基于图1所示的衰减因子，为了消除镜面反射，δ△n/λ=>0.3，并且粗糙度的RMS大小大于约80nm。
为了消除较大入射角的镜面反射，上述关系变成δ·cos(θ)。例如，为了消除照射角最高至60°的镜面反射，粗糙度的RMS大小δ应该大于约160nm。对于不同的应用，防眩光表面的“理想”RMS粗糙度可以发生变化。例如，用于最主要是在垂直入射观察的计算机屏幕的防眩光表面，它的粗糙度可以约为80nm，而用于可在大的角度观察的手持式电子装置或电视机的防眩光表面，它的RMS粗糙度可以约为160nm。
因此，防眩光表面110包括RMS大小至少约80nm的粗糙化表面部分112（图1）。RSM粗糙度大小或“粗糙度大小”符合下式：
Figure BDA0000423204260000041
其中，R(x,y)是粗糙度函数，S是计算积分的表面。可以通过对透明玻璃基材100的表面进行化学蚀刻，直接进行或者通过耐酸性或耐碱性掩模进行，来形成粗糙化表面部分112。
取决于用于形成防眩光表面110的过程，在一些情况下，表面可以未被AG粗糙特征完全覆盖，即防眩光表面不是均匀的。例如，当通过沉积在表面上的掩模对透明玻璃基材的表面进行蚀刻时，在掩模中存在开口的表面上的位置产生孔。因此，很大部分的表面可能未被蚀刻（即“未蚀刻的”或“非粗糙化的”），导致防眩光表面110的区域114中是基本平坦的。因此，在一些情况下，防眩光表面110的粗糙度不是均匀分布的。
图3显示了当采用基于傅里叶光学模型时，对于非均匀表面的镜面反射大小与粗糙度的RMS大小δ的关系图（图3中的a）和对于均匀表面的镜面反射大小与粗糙度的RMS大小δ的关系图（图3中的b）。虽然对于均匀表面（图3中的a）计算的镜面反射大小为零，但是对于非均匀表面（图3中的b）计算的镜面反射大小在非零值饱和。未覆盖率(τ)是未被防眩光特征覆盖的表面区域（即，未粗糙化或平坦表面）与被眩光特征覆盖的表面区域（即，粗糙化表面）的比例。镜面反射饱和的值等于未覆盖率τ的平方。未覆盖率τ应该小于约0.1，从而实现小于或等于约1%的镜面反射。
因此，防眩光表面110可以是非均匀的，并且还可包括未粗糙化或基本平坦的表面部分114。平坦表面部分114的存在通常是通过掩模蚀刻玻璃基材100的表面的结果。图4a和4b分别是均匀粗糙化防眩光表面的图像和分布图。图4c和4d分别是通过掩模蚀刻玻璃基材表面所得到的防眩光表面的图像和分布图。图4c和4d所示的非均匀防眩光表面包括未蚀刻的基本平坦的表面部分114（分别具有约为1μm2的最小表面积）以及粗糙化的表面部分112。在一些实施方式中，未覆盖率τ或者包含平坦表面部分114的防眩光表面110的比例小于约0.1；即，平坦表面部分114占小于10%的防眩光表面110，粗糙化表面占防眩光表面110的余下部分。在一些实施方式中，未覆盖率τ小于约0.2。
一旦将防眩光表面110的粗糙度的RMS大小δ设定为适当值以消除镜面反射，则确定了穿过防眩光表面110的光在反射中进行散射的理想的扩散角。使得防眩光表面的扩散角最大化，从而当从透明玻璃基材100和防眩光表面110观察反射时，使得绕着像素化显示器的物体的反射图像尽可能地模糊。为了实现该目的，防眩光表面110的RMS粗糙度大小和频谱应该尽可能地大。但是，还应考虑其他因素来平衡粗糙度大小和频谱，从而不会使得像素化显示器观察的图像劣化。
在正常环境中，在由光源照射的房间中观察像素化显示器，所述光源是非常明亮和小的，例如，电灯泡加上非常大尺寸的光源，例如来自电灯泡的散射光的周围白色墙壁。由于这些光源是极亮的，所以应该避免室内来自准时光源的直接反射和被观察者的眼睛收集。图5显示这样一种情形，其中像素化显示器140的屏幕被来自小光源510照射，从具有防眩光表面110的基材100反射。光512被散射成具有孔径角θ的锥形514。当观察者的眼睛520位于锥形514外部时（图5中的位置a），观察者看不到光源510。当观察者的眼睛520位于锥形514内部时（图5中的位置b），观察者看得到光源510。
假定光源510是在像素化显示器140周围随机分布，则随着角度θ的增加，看见反射的光源510的可能性增加。该可能性P初始近似为P(θ)=sin2θ。可以通过如下方法计算防眩光表面的110的最大散射角：a)假定散射为近似高斯角能量分布；b)将扩散锥形514限定为1/e2值；c)假定光源510在像素化显示器周围随机分布；以及d)计算观察者的眼睛520位于扩散锥形内的可能性。
在一个实施方式中，反射的角能量分布的半峰值全宽(FWHM)小于约7°，在其他实施方式中，小于约7.5°。图6是观察者眼睛520位于扩散锥形514内的可能性与FWHM（单位为度）的关系图。基于图6中的数据，扩散角能量分布的FWHM应该小于约7.5°，从而保持可能性低于1%。或者，小于约25%的反射能的反射角能量分布的一维（截面）片(slice)应该在7.5°之外。这等价于高斯分布情况下的FWHM条件，但是其更为一般化，因为它与非高斯分布也是相关的。又或者，小于约5%的反射能的反射角能量分布的一维（截面）片(slice)应该在12.5°圆锥之外（12.5°约为对应7.5°的FWHM的1/e2角），这对于非高斯分布是更为稳固的。
反射扩散角是以下两个参数的函数：粗糙度的RMS大小和截止频率，其定义为粗糙度的功率谱密度下降到低于1/e2的频率。图7是对于250nm的固定RMS大小，百分比雾度（线1，左轴）和扩散能量分布的FWHM（线2，右轴）与粗糙度截止频率的关系图。对于该具体粗糙度大小，截止频率应该低于约1/18微米-1（对应18μm（图7中的点b）的截止周期），从而实现小于约7.5°的FWHM（图7中的线a）。本文所用术语“雾度”表示根据题为“透明塑料的雾度和透光率的标准测试法(Standard Test Method for Haze andLuminous Transmittance of Transparent Plastics)”的ASTM方法D1003测定的在±约2.5°的角度圆锥以外散射的透射光的百分数，该标准方法的全部内容参考结合于此。在一些实施方式中，根据ASTM方法D1003测量的本文所述的透明基材和防眩光表面的透射雾度小于约20%，在其他实施方式中，小于约5%。
反射中的角能量分布的FWHM对于截止频率的依赖性也可以用截止周期表述，其中，周期(1/ν)定义为频率ν的倒数。图8是截止周期与粗糙度的RMS大小的关系图。因此，反射中的角能量分布的FWHM小于约7°，或者在一些实施方式中小于约7.5°可以用术语截止频率进行表述，在一些实施方式中，其小于约1/(0.081RMS)，其中RMS的单位为nm，截止频率表述为微米-1。
防眩光表面不应使得图像分辨率降低或下降。可以通过考虑像素化显示器能够产生的最高空间频率（称作奈奎斯特频率，它是两倍(2x)像素间距的倒数）并计算在该频率下与防眩光表面相关的调制传递函数(MTF)下降来定量分析防眩光表面使图像劣化的程度。图9所示是在奈奎斯特频率计算的MTF与粗糙度截止频率的关系进展图。在该特定情况下所做的假设有：像素间距为280μm，LCD显示器的堆叠总厚度（从像素到防眩光表面的光学距离）为3mm。防眩光表面粗糙度的RMS大小固定为250nm。基于图9所示的数据，本文所述的防眩光表面的截止频率应该小于1/18微米-1（或者截止周期大于18μm），从而实现7.5°的FWHM，或者MTF下降1%（图9中的点a）。可以使用例如，能够沿其光学轴移动的显微镜来测量光学距离。首先将显微镜调节到第一距离，粗糙表面的图像在该点聚焦。然后将显微镜调节到第二距离，像素的图像在该点聚焦。光学距离是所述第一距离与第二距离之差。
也可计算作为粗糙度RMS大小的函数的对应在奈奎斯特频率MTF下降1%的最大截止频率。例如，图10显示最小截止周期必须满足截止频率应该小于1/(0.081RMS)（图10中的a）和奈奎斯特条件（图10中的b）的限制，其中像素间距固定在280μm。图10所示结果可扩展到其他像素间距，因为截止周期反比于像素间距。因此，本文所述的基材和防眩光表面具有大于(280/像素)·(0.098RMS–5.55)的截止周期（单位为微米），其中像素是LCD的像素间距（单位为微米），RMS是粗糙度的RMS大小，单位为nm。截止周期、像素间距P和RMS大小之间的上述关系仅对于3mm的光学距离是有效的。在初始近似中，最大截止周期预期与光学距离成比例。更一般地，截止周期（单位为微米）大于(280/像素)·(0.098RMS–5.55)·D/3，其中D是光学距离，单位为mm。
当防眩光表面具有较低空间频率时，粗糙度开始起了类似多个透镜的作用，其产生称作“闪耀”的图像人造因素。当向像素化显示器系统，例如LCD、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。
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。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。然后由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)。
2011年2月28日提交的题为“Apparatus and Method for DeterminingSparkle(确定闪耀的设备和方法)”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。
图11所示是对于3mm的固定光学距离，对于RMS粗糙度大小为250nm（图11中的曲线a、b、c）和100nm（图11中的曲线d、e、f）的粗糙度表面的粗糙度周期与闪耀大小的关系图。对于每种粗糙度，测量140μm（图11中的曲线a和b）、220μm（曲线b和e）以及280μm（曲线c和f）像素间距的闪耀。
图11的曲线显示存在可以使得闪耀大小最小化的两种不同粗糙度截止频率。产生非常低水平的闪耀的第一截止频率位于非常低的频率（即，大的周期）。在200-300μm的截止周期范围内，反射中的扩散偏离角极低，并导致不会使得反射的图像明显变模糊的防眩光表面。此外，在非常大的空间周期，防眩光表面可具有粗糙的、织构化的外观，称作“橘皮”，它转移了人眼的注意力。
第二截止频率位于高频率（即，小的周期）。在大于约1/25微米-1的频率，闪耀大小下降非常快。在第二截止频率/周期状态下，杂光反射在大得多的角度内变模糊。因此，在一些实施方式中，本文所述的防眩光表面具有大于约1/50微米-1的粗糙度截止频率，在一些实施方式中，大于约1/25微米-1。
各种显示器设计元素会影响防眩光表面参数。除了上文所述的显示器像素尺寸和图像平面与防眩光表面之间的光学距离之外，将覆盖玻璃与显示器附着的方法也会对最终防眩光表面参数造成影响。通常来说，上文所述的80-160nm范围内的RMS表面粗糙度最适用于“直接粘合”显示器设计，其中，使用光学粘合剂，将具有防眩光表面的覆盖玻璃/透明玻璃基材直接粘到显示器成像层的前方。直接粘合构造使得来自玻璃背表面的反射最小化。最小化的粗糙度也使得闪耀最小化。因此，防眩光表面应该具有“最小化”可接受RMS粗糙度，即RMS粗糙度应该足以为装置的目标观察角度范围内提供防眩光作用。对于在覆盖玻璃和成像显示层之间采用“空气间隙”的装置，可能需要更高水平的粗糙度（例如，120-300nm的RMS），因为玻璃的平坦背表面（或者施涂到玻璃背面的平坦表面膜）会产生反射，仅当玻璃的防眩光前表面采用更高的粗糙度时才能使得该反射扩散。或者，提供在玻璃表面上直接提供防眩光表面，或者通过在玻璃的背表面（即，玻璃基材相对于防眩光表面的表面）上进行膜附着来提供防眩光表面。虽然出于机械或电学原因，在显示器组件中包含空气间隙设计可能是优选的，但是直接粘合设计对于本文所述的透明玻璃基材和显示器组件是最优选的，因为这允许使用具有最小粗糙度水平的防眩光表面，对于给定的镜面反射目标，这还能使得闪耀最小化。
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，以在表面上形成晶体。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，减小玻璃基材表面的粗糙度，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，将玻璃基材浸泡在第一浴中，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。具有保护膜的表面与液态蚀刻剂接触以使得表面粗糙化。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的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，可以通过结合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基材的表面上沉积颗粒，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。
在一些实施方式中，本文所述的透明玻璃基材和防眩光表面的20°反射图像清晰度(DOI)小于约90。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“反射图像清晰度”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 InstrumentalMeasurements of Distinctness-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。
在一些实施方式中，透明玻璃基材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基材进行化学强化。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，将含钠离子的玻璃基材浸入包含熔融钾盐（例如，硝酸钾(KNO3)等）的离子交换浴中，来完成玻璃基材的化学强化。
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。透明玻璃基材表面处的所述压缩应力被玻璃基材内部的拉伸应力（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基材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，所述透明玻璃基材包括钠钙玻璃、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，透明玻璃基材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
Figure BDA0000423204260000121
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
Figure BDA0000423204260000122
其中所述改性剂是碱金属氧化物。
在另一个实施方式中，透明玻璃基材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，透明玻璃基材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，透明玻璃基材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，透明玻璃基材包含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，构成透明玻璃基材的玻璃不含锂，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。
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 (21)

1.一种具有防眩光表面的透明玻璃基材，所述防眩光表面具有：
粗糙化表面，所述粗糙度表面的RMS大小至少约为80nm；以及
小于约[1/(0.081x RMS)]的截止频率，其中，所述截止频率的单位是微米，RMS是粗糙化表面的RMS大小，单位是纳米。
2.如权利要求1所述的透明玻璃基材，其特征在于，所述防眩光表面还包括未粗糙化的表面部分，其中所述未粗糙化的表面部分形成最高至约0.2的防眩光表面的比例，并且其中所述粗糙化表面形成防眩光表面的余下部分。
3.如权利要求2所述的透明玻璃基材，其特征在于，由所述未粗糙化的表面部分形成防眩光表面的比例小于或等于约0.1。
4.如权利要求1-3中任一项所述的透明玻璃基材，其特征在于，所述防眩光表面集成到透明玻璃基材。
5.如权利要求1-4中任一项所述的透明玻璃基材，其特征在于，当所述防眩光表面以光学距离D放置在像素化显示器前方，像素化显示器具有多个像素间距为P的像素时，所述防眩光表面的截止周期为大于[(280/P)·(0.098·RMS-5.55)·D/3]，其中所述光学距离D的单位为毫米，所述像素间距P的单位为微米，所述截止周期的单位为微米。
6.如权利要求1-5中任一项所述的透明玻璃基材，其特征在于，当所述防眩光表面放置在具有多个像素的像素化显示器前方时，所述防眩光表面的像素功率偏差小于约7%。
7.如权利要求1-6中任一项所述的透明玻璃基材，其特征在于，所述防眩光表面的反射图像清晰度小于约90%。
8.如权利要求1-7中任一项所述的透明玻璃基材，其特征在于，所述防眩光表面的透射雾度小于约20%。
9.如权利要求1-8中任一项所述的透明玻璃基材，其特征在于，所述透明玻璃基材包括碱性铝硅酸盐玻璃。
10.如权利要求1-9中任一项所述的透明玻璃基材，其特征在于，所述透明玻璃基材是离子交换的。
11.如权利要求1-10中任一项所述的透明玻璃基材，其特征在于，所述透明玻璃基材是用于像素化显示器的覆盖玻璃。
12.一种显示器组件，该显示器组件包括：
像素化显示器，所述像素化显示器包括多个具有像素间距的像素；以及
具有防眩光表面的透明玻璃基材，其中，所述透明玻璃基材设置在所述像素化显示器的前方并与所述像素化显示器间隔开一段光学距离D，单位为毫米，其中，所述防眩光表面与透明玻璃基材朝向像素化显示器的表面相对，其中，所述防眩光表面具有粗糙化表面，所述粗糙化表面具有至少约80nm的RMS粗糙度大小，所述粗糙化表面的截止频率大于[(280/P)·(0.098·RMS-5.55)·D/3]，单位为微米，其中，所述多个像素分别具有像素间距P，单位为微米，并且RMS是粗糙化表面的RMS大小，单位为纳米。
13.如权利要求12所述的显示器组件，其特征在于，所述截止频率大于约1/50微米-1。
14.如权利要求12或13所述的显示器组件，其特征在于，所述防眩光表面的像素功率偏差小于约7%。
15.如权利要求12-14中任一项所述的显示器组件，其特征在于，所述防眩光表面还包括未粗糙化的表面部分，其中所述未粗糙化的表面部分形成最高至约0.2的防眩光表面的比例，并且其中所述粗糙化表面形成防眩光表面的余下部分。
16.如权利要求15所述的显示器组件，其特征在于，由所述未粗糙化的表面部分形成防眩光表面的比例小于或等于约0.1。
17.如权利要求12-16中任一项所述的显示器组件，其特征在于，所述防眩光表面集成到透明玻璃基材。
18.如权利要求12-17中任一项所述的显示器组件，其特征在于，所述防眩光表面的图像清晰度小于约90%。
19.如权利要求12-18中任一项所述的显示器组件，其特征在于，所述防眩光表面的透射雾度小于约20%。
20.如权利要求12-19中任一项所述的显示器组件，其特征在于，所述透明玻璃基材包括碱性铝硅酸盐玻璃。
21.如权利要求12-20中任一项所述的显示器组件，其特征在于，所述透明玻璃基材是离子交换的。
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