CN106746706A - 具有图案的透明玻璃 - Google Patents

Abstract

具有图案的透明玻璃，在玻璃器材的表面进行蒸镀或者蚀刻工艺，形成由点、线、波形其中任何一个带有图案槽的凹凸面，所述凹凸面的表面形成10~50nm厚的耐指纹镀膜层；所述图案槽，宽或者直径是0.3~50㎛，每个图案槽之间的距离是0.5~50㎛，每个图案槽之间的距离一致；所述凹凸面的排列具有规律性，在所述凹凸面和耐指纹镀膜层之间有一层厚度为10~30nm的底层涂料层。本发明具有制作简单以、普遍常用、设计图案方便，具有经济竞争力，且透光率、耐指纹、防污、拨水效果好，而且因为有底层涂料所以也提高了耐指纹镀膜层的耐久性。

Description

具有图案的透明玻璃

技术领域

本发明是关于具有图案的透明玻璃，具体一点就是用于手机、平板电脑、Netbook、或者笔记本等产品的显示屏玻璃，或者像眼镜片之类的光学玻璃表面形成点、线、或者波形的图案的凹凸面，从而形成耐指纹镀膜层，是一款具有耐指纹，防污，拨水以及提高透光率的有图案的透明玻璃。

背景技术

为了防止手机、平板电脑、Netbook或者笔记本等产品的显示器不容易破碎，最近创造一款钢化玻璃并尝试开发在强化玻璃上赋予特定形象或者logo、文字等技术。

列举一个与这相关的先行技术的示例：大韩民国注册专利第10-1295251号（专利文献 1）中提到，（a）为了保护透明显示器表面，在其上部分或者下部分镀膜的阶段；（b）上述的镀膜层上部以及下部黏附包含logo、character、文字的各种形象构成的感光性薄膜（DER; Dry Film Photoresist）的阶段；（c）在上述的感光性薄膜上照射紫外线UV（UltraViolet），利用光掩膜使必要的区域暴露在紫外线下，形成曝光的阶段；（d）上述黏附感光性薄膜的透明显示材料中，除去位于没有被UV照射的部分的感光性薄膜的显影工程阶段；（e）进行蚀刻工艺（etching），除去照射紫外线区域以外地方的感光性薄膜的阶段；以及（f）上述的蚀刻阶段完成后，进行脱离工艺，除掉附有各种图案的感光性薄膜，这些都是以前提出来的可以在透明显示器上进行多层蒸镀的方法。

但是使用专利文件1的方法时，为了保护钢化玻璃表面材质，形成镀膜层后，感光性薄膜、UV露光、显影、蚀刻、脱离等工艺都是必要工艺。但是实施这些工艺需要的设备及装置过多，而且耗费时间长，没有经济优势。

图案并不是直接在钢化玻璃上形成的，而是在钢化玻璃表面镀保护性膜层后形成了图案，像手机或者平板电脑之类的产品手指触点屏幕很频繁，长时间使用的话镀膜层会有磨损或者会剥离，所以也存在着图案的耐久性不好的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明没有使用含有高技术含量、高成本的装置，而使用了简单、便宜的装置，也可以使光学玻璃表面形成点、线、或者波形的图案的凹凸面，形成耐指纹镀膜层，具有耐指纹，防污，拨水以及提高透光率的优点。

具有图案的透明玻璃，在玻璃器材的表面进行蒸镀或者蚀刻工艺，形成由点、线、波形其中任何一个带有图案槽的凹凸面，所述凹凸面的表面形成10~50nm厚的耐指纹镀膜层；所述图案槽，宽或者直径是0.3 ~ 50㎛，每个图案槽之间的距离是0.5 ~ 50㎛，每个图案槽之间的距离一致；所述凹凸面的排列具有规律性。

进一步的，在所述凹凸面和耐指纹镀膜层之间有一层厚度为10~30nm的底层涂料层。

进一步的，所述蒸镀工艺是：第一阶段，所述图案槽对应的区域图案封闭，剩余区域附上开放的膜；第二阶段，将所述膜的开放区域放于真空环境中蒸镀出高为0.2 ~ 20㎛的氧化物或氟化物；第三阶段，除去所述膜。

进一步的，所述蚀刻工艺是：第一阶段，所述图案槽对应的图案区域开放，剩余区域附上封闭的膜；第二阶段，通过干式蚀刻，在所述膜的开放区域的玻璃表面蚀刻高度0.2~ 20㎛，形成所述图案槽；第三阶段，除去所述膜。

进一步的，所述蚀刻工艺是：所述图案槽对应的图案区域封闭，剩余区域附上开放的膜；第二阶段，在所述膜的开放区域上涂布保护膜，在所述玻璃器材表面上形成保护层，然后除去所述膜；第三阶段，在通过湿式蚀刻没有形成保护层的区域通过蚀刻0.2~20㎛深，形成的所述图案槽；第四阶段，用脱模剂除去所述保护层。

根据本发明，玻璃表面阳刻或者阴刻形成的凹凸面槽的直径或者宽度范围是0.3㎛~5㎛，虽没有使用高技术含量、高成本的装置，但是具有制作简单以及普遍常用的优点，所以制造费用不高，不仅具有经济竞争力而且可以利用模具，根据正方形或者圆形的点、线、波形等图形的用途不同来随意设计图案。

并且，玻璃表面的水滴角维持在140度以上，所以防污、拨水效果很好，还有一个优点就是可以提高透光率。

再加上凹凸面上形成了一层耐指纹镀膜层，不仅提高了耐指纹效果，而且因为有底层涂料所以也提高了耐指纹镀膜层的耐久性。

附图说明

图1 是本发明具有图案的透明玻璃表面一部分的放大图；

图2 是本发明具有图案的透明玻璃截面部分的放大图；

图3 是本发明为了展现具有图案的透明玻璃的蒸镀工艺，截面部分的放大图；

图4 是本发明为了展现具有图案的透明玻璃的干式蚀刻工艺，截面部分的放大图；

图5 是本发明为了展现具有图案的透明玻璃的湿式蚀刻工艺，截面部分的扩大图 ；

图中，10-玻璃器材，20a-开放的膜，20b-封闭的膜，21-孔，30-保护膜，40-底层涂料层，50-耐指纹镀膜层，100-凹凸面，101-蒸镀层，102-图案槽。

具体实施方式

本发明可进行多样变更及多种试验。以下列举了本发明的可行的形态构造，以此为基础对此发明进行详细的描述。但是本发明并不仅仅局限于列举的形态，也包含了发明的思想以及技术领域展现出来的形态的普通变更、等同物甚至是替代物。

图1是本发明具有图案的透明玻璃表面一部分的扩大图，图2是本发明具有图案的透明玻璃截面部分的扩大图。

参照图1和图2，本发明玻璃器材10的表面可以形成有很多个多个圆形的点[参照图1（a）]，多个正方形的点[参照图1（b）]，多条线型[参照图1（c）]，多条波形[参照图1（d）]其中任何一个带有图案槽102的凹凸面100。

上面提到的图案槽102不仅可以和图2一样经过蒸镀的工艺形成，也可以经过蚀刻工艺形成。

和图2（a）一样，通过蒸镀的工艺在玻璃器材10的表面形成所述图案槽102之外的区域形成蒸镀层101的话，从结果上来看，没有形成蒸镀层的地方形成图案槽102。与之不同的是，如图2（b），对玻璃器材10表面与图案槽102相对应的区域进行蚀刻可形成图案槽102。

上面提到的图案槽102的宽度（直径）范围是0.3~50㎛，图案槽与图案槽之间的距离范围是0.5~50㎛的范围内随意调整。

图案槽102的宽度或者直径如果小于0.3㎛，图案槽与图案槽之间的距离小于0.5㎛的话，需要精密度高、价格昂贵的装备以及复杂的工艺，因为制造费用的提高，所以导致价格竞争力的下降，难以实现商业化，也很难实现每个图案槽宽度或者直径排列的一致性，凹凸面的排列也很难有规律性；相反，图案槽102的宽度大于50㎛的话，可以肉眼识别出玻璃表面的图案，那么商品价值就会下降，同时本发明提高耐指纹、防污、拨水以及透光率性能的目标就很难实现。

包括图案槽102的高度，即上述的蒸镀工艺形成的蒸镀层101的高度、蚀刻工艺蚀刻的图案槽102的高度都可在0.2~20㎛范围内调整。

如果图案槽102的高或者深比0.2㎛小的话，凹凸面的高低差小，很难实现玻璃器材10表面的凹凸面耐指纹、防污、拨水以及透光率性能提高；相反，如果比20㎛大的话蒸镀或者蚀刻工艺所需的时间就会过长，不仅难以量产，而且每个图案槽102的高度或深度不一致，玻璃器材10整体面上很难有均一的图案凹槽面。

另外，玻璃器材10表面的图案槽102形成的凹凸面100上，底层涂料层40和耐指纹镀膜层50依次叠层，或者直接在除了底层涂料层40的凹凸面上形成耐指纹镀膜层50。

上述的底层涂料层40是基料树脂的一种，可以提高耐指纹镀膜层的粘结性，将耐指纹镀膜层的脱离或剥落的可能性降到最低。例如可以包含丙烯酰胺高分子树脂、水分散聚酯共聚物树脂。

底层涂料层40和耐指纹镀膜层50或上面的耐指纹镀膜层的最大厚度要小于图案槽102的宽度范围的最小值；例如，底层涂料层的厚度范围是10~30nm，耐指纹镀膜层的厚度值范围是10~50nm。

上述底层涂料层40和耐指纹镀膜层50的厚度如果小于10nm的话，在玻璃器材10整体表面很难维持均一的厚度，如果要均一厚度的话就必须要求精密度高、价格昂贵的设备，所以价格竞争力下降；相反，底层涂料层40和耐指纹镀膜层50的厚度分别比30nm、50nm厚的话，形成图案槽102的区域以及没有形成图案槽102的区域的分界处会丧失掉很多部分，凹凸面100就会不明显，所以本发明提高耐指纹、防污、拨水以及透光率性能的目标就很难实现。

以下是对在玻璃器材10表面形成图案槽102所进行的蒸镀工艺和蚀刻工艺的说明，通过这个说明，将使这个发明更加具体化。

图3是本发明为了展现具有图案的透明玻璃的蒸镀工艺，截面部分的放大图。

参照图3（b）是本发明的一个示例，根据这个示例，具有图案的透明玻璃是在玻璃器材10表面形成一层高0.2~20㎛的由氧化物或者氟化物合成的透明蒸镀层101的话，利用透明蒸镀层阳刻所定图案的凹凸面100。

形成上述透明蒸镀层101的蒸镀工艺包括：参照图3（a），在清洗、干燥完玻璃器材10后附上开放的膜20a的阶段；将上述膜20a上的孔21放于真空环境中蒸镀，直至氧化物或者氟化物高度达到0.2~20㎛的阶段；最后除去上述的膜20a的阶段。

上述膜在图案槽102对应的图案槽是封闭的孔，其他地方形成了开放的孔21，图3（b）膜中封闭的图案不能进行蒸镀，而是通过孔21在玻璃器材10表面蒸镀氧化物或者氟化物，形成 点，线，波形中任意一个带有图案槽102的凹凸面。

上述的氧化物或者氟化物的蒸镀工艺要可以在减压真空环境中操作，也可以利用大众皆知的真空镀膜设备。

可形成上述透明蒸镀层101的氧化物比如有SiO2，MgF2。上述的氟化物是由含氟有机物和硅烷组成的，但是形成本发明中透明蒸镀层101的物质也不仅仅局限于以上列举出来的物质，也有可能是没有列举出来的其他物质。

上述的底层涂料层40以及耐指纹镀膜层50施行除去膜20的阶段之后，在玻璃器材10表面形成上述的凹凸面100。

上述的耐指纹镀膜层50不仅在电子机器的显示屏领域，在光学玻璃等其他领域也被普遍运用，例如：可以是含氟镀膜剂和挥发性溶剂的混合物，也可以是众人皆知的耐指纹镀膜剂，与之相关的物质没有限制。

图4是本发明为了展现具有图案的透明玻璃的干式蚀刻工艺的截面部分的放大图。

参照图4（b）是本发明的一个示例，具有图案的透明玻璃是通过在玻璃器材10表面形成0.2~20㎛深（D）的图案槽102，根据玻璃器材10表面形成的的图案槽102由阴刻形成凹凸面。

要形成这样的凹凸面100，包括以下阶段，首先参照图4（a）在清洗、干燥好玻璃器材10后附上封闭的膜20b的阶段，通过干式蚀刻（dry etching），利用镀了膜的孔21，对玻璃器材10露出的表面蚀刻0.2~20㎛深度形成图案槽102的阶段，然后除掉膜20b的阶段。

上述膜20b和上述的图案槽102对应的区域则形成开放的孔21，剩余的即不与图案槽对应的区域则是封闭的。

因此，在膜20b上，封闭的区域则不会被蚀刻，只有有孔21的位置才会被蚀刻，所以，参照图4（b）可以根据图案槽102制造出形成凹凸面100的玻璃器材10。

干式蚀刻是指通过高频干扰使非活性氩气离子化，或者利用包含卤素元素的气体的等离子。干式蚀刻法一般适用于普遍适用的、大众皆知的技术。

在通过干式蚀刻形成图案槽102的情况下，为了降低透光率，图案槽102的截面可以蚀刻形成等腰梯形。

上述的底层涂料层40以及耐指纹镀膜层50施行除去膜20b的阶段之后，在玻璃器材10表面上形成上述凹凸面100。

图5是本发明为了展现具有图案的透明玻璃的湿式蚀刻工艺的截面部分的放大图。

参照图5（c）是本发明的一个示例，具有图案的透明玻璃是通过在玻璃器材10表面形成0.2~20㎛深（D）的图案槽102，根据在玻璃器材10表面形成的图案槽102由阴刻形成所定图案的凹凸面。

要形成这样的凹凸面100，包括以下阶段，首先参照图5（a）在清洗、干燥好玻璃器材10后附上开放的膜20a的阶段，在上述膜的孔里涂布保护膜，在上述玻璃器材10表面形成保护层30的阶段，除去上述膜20a的阶段，以及通过湿式蚀刻，在没有形成保护层的玻璃表面蚀刻0.2~20㎛的深度形成图案槽102的阶段，然后用脱模剂去除保护层的阶段。

上面的膜20a和图案槽102对应的区域则是封闭的，剩余的区域则形成开放的孔21。

因此玻璃器材10表面的孔和保护膜上的打的孔对应后，印刷保护膜油墨的话油墨穿过上述的孔21形成保护层30，然后进行干燥。

之后，除去玻璃器材10表面的膜20a，如图5（b）玻璃器材10表面的保护层30形成所定的图案，即形成与上述的孔21对应的图案。在这种状态下，如果实施浸泡在氢氟酸等的酸性蚀刻液里或者喷洒等湿式蚀刻工艺的话，玻璃器材10表面没有形成蚀刻保护层30的地方进行蚀刻形成图案槽102。

接下来，形成图案槽102后，利用丙酮脱模剂等对玻璃器材10进行清洗，除去上面的蚀刻保护层30，如图5（c）利用图案槽102可以制造出具有凹凸面100的玻璃器材10，上述的图案槽102包含了点、线、波形中任意一个图案。

在通过这种湿式蚀刻形成图案槽（102）的情况下，为了降低透光率，图案槽102的截面形状可以形成半圆形。

上述的底层涂料层40和耐指纹镀膜层50是除去蚀刻保护层30的状态下，在形成上述凹凸面100的玻璃器材10的表面形成的。

从图3到图5，上述的图案槽102的宽或直径（W）的范围和之前一样是0.3 ~ 50㎛，图案槽102之间的距离（S）是0.5 ~ 50㎛，深或者高度是0.2 ~ 20㎛，像这种数值范围没有要求高度的精确度，所以不需要昂贵的蒸镀或者蚀刻设备。制造过程简单，可以用较少的费用形成凹凸面100，玻璃器材10表面每个图案槽102的宽度或直径（W）和每个图案槽102之间的距离（S）可加工成一致、均一的，所以玻璃器材10表面形成的凹凸面100可以有规律地排列。

实验示例1：

透光率实验：

本发明具有图案的玻璃为了确认其透光率，在厚0.8mm的钢化玻璃表面进行上述的干式蚀刻工艺形成2㎛深的图案槽，这时图案槽是圆点，每个图案槽的宽度（直径）是3㎛，每个图案槽之间的距离（前后左右）是3㎛，为了证实实验数据的可靠性准备了3个样品（AG1~AG3）。

另外，也准备了没有形成图案槽厚0.8mm的平板钢化玻璃作为对比。

根据本发明实验的样品AG1~AG3，对没有图案(bare)的对比材料利用分光光度计（型号：U-4100）测量出可视光的波长范围为400nm~700nm的透光率，结果如表1：

【表1】

波长（可视光）	AG1	AG2	AG3	bare
					400nm	92.8	92.5	92.7	92.2
450nm	93.0	92.9	92.9	92.3
					500nm	93.0	93.0	93.0	92.4
550nm	93.1	92.9	93.0	92.5
					600nm	93.0	92.8	92.9	92.4
650nm	92.9	92.7	92.7	92.3
					700nm	93.0	92.7	92.7	92.4

观察上面的表1中波长的透光率400nm~700nm中每个平均值，可以确定本发明的样品AG1是92.96nm, AG2是92.79nm，AG3是92.84， 都高于对比材料的平均值92.45nm。

实验示例2：

水滴角实验：

使用和以上试验例1相同的试料以及对比材料，测量3㎛的水滴角的结果是：形成图案槽的试料平均水滴角是140±1°，对比材料的水滴角是 101±0.8°，可以确定本发明中形成图案槽的玻璃器材拨水性更优秀。

虽然上述说明是根据本发明技术思想所限定的示例进行说明的，但是本发明特定的示例或数值不是限定的，比如可以对示例构成要素的一部分进行改变，混合等。本发明没有脱离专利申请范围中申请的主旨。在本发明所属的技术领域，一般技术人员也可以实施多样变形，对于这样的变形，不能擅自理解本发明的技术思想或前景。

Claims (5)

1.具有图案的透明玻璃，其特征在于：在玻璃器材的表面进行蒸镀或者蚀刻工艺，形成由点、线、波形其中任何一个带有图案槽的凹凸面，所述凹凸面的表面形成10~50nm厚的耐指纹镀膜层；所述图案槽，宽或者直径是0.3 ~ 50㎛，每个图案槽之间的距离是0.5 ~ 50㎛，每个图案槽之间的距离一致；所述凹凸面的排列具有规律性。

2.根据权利要求1所述的具有图案的透明玻璃，其特征在于：在所述凹凸面和耐指纹镀膜层之间有一层厚度为10~30nm的底层涂料层。

3.根据权利要求1或2所述的具有图案的透明玻璃，其特征在于：所述蒸镀工艺是：第一阶段，所述图案槽对应的区域图案封闭，剩余区域附上开放的膜；第二阶段，将所述膜的开放区域放于真空环境中蒸镀出高为0.2 ~ 20㎛的氧化物或氟化物；第三阶段，除去所述膜。

4.根据权利要求1或2所述的具有图案的透明玻璃，其特征在于：所述蚀刻工艺是：第一阶段，所述图案槽对应的图案区域开放，剩余区域附上封闭的膜；第二阶段，通过干式蚀刻，在所述膜的开放区域的玻璃表面蚀刻高度0.2 ~ 20㎛，形成所述图案槽；第三阶段，除去所述膜。

5.根据权利要求1或2所述的具有图案的透明玻璃，其特征在于：所述蚀刻工艺是：所述图案槽对应的图案区域封闭，剩余区域附上开放的膜；第二阶段，在所述膜的开放区域上涂布保护膜，在所述玻璃器材表面上形成保护层，然后除去所述膜；第三阶段，在通过湿式蚀刻没有形成保护层的区域通过蚀刻0.2 ~ 20㎛深，形成的所述图案槽；第四阶段，用脱模剂除去所述保护层。