CN106847379A - 具有图案的透明材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

具有图案的透明材料及其制造方法，在透明母材上通过蚀刻工艺使部分表面形成所定图案的凹槽部分，在所述凹槽部分以外的表面形成非蚀刻面，在所述凹槽部分注入比所述透明母材光折射率低的填充物形成填充层，本发明可提高透明玻璃或透明塑料等透明材料的透光率、耐指纹、防污、拨水、耐用等特性，因此运用于智能手机或平板PC，上网本等各种电子设备上的显示面板或光学镜头上时，能提高清晰度、长时间维持高视认性，运用于建筑物的玻璃上时，可将污染减少到最小，节约维修管理费用等，具有实用性。

Description

具有图案的透明材料及其制造方法

技术领域

本发明是关于具有图案的透明材料及其制造方法的，具体来说就是关于在各种电子机器的显示面板、建筑物的玻璃、光学用透明镜片上使用的透明母材表面进行蚀刻，形成所定图案的凹凸面，在蚀刻部分的凹槽部分注入具有耐指纹、防污、拨水特性的填充物，形成填充层的透明材料及其制造方法。

背景技术

为了使智能手机、平板 PC、Netbook、笔记本等显示玻璃不容易碎，最近制造出了钢化玻璃，并尝试开发在这种钢化玻璃表面上赋予特定形象或LOGO，文字等的技术。

与此相关的现有技术中大韩民国注册专利第10-1295251号（专利文献1）中，(a)为了保护透明显示材料的表面，在上述或下面形成镀膜层的阶段；(b) 在上述镀膜层的上部或下部黏附构成包括LOGO，character，文字等各种图案的感光性薄膜(DFR; Dry FilmPhotoresist)的阶段；(c) 在上述感光性薄膜上照射 UV(Ultra Violet)，但是通过光掩膜遮住一部分，使需要的部分被照射的露光工程的阶段；(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(Development)阶段；(e) 除去上述被UV照射的部分以外的镀膜层的蚀刻（etching）工艺的阶段；以及 （f）上述蚀刻工艺结束时，进行脱膜工艺，除去黏附在各种形象的部分的感光性薄膜的阶段；展示了包括以上阶段的透明显示形象的多层镀膜方法。

但是在使用专利文献1的方法时，为了保护钢化玻璃表面材质，形成镀膜层后，需要感光性薄膜黏附工艺，UV 露光工艺，显影工艺，蚀刻工艺，脱膜工艺等，实施这些工艺需要太多的装置和设备，而且耗费时间长，没有经济优势。

为了解决这个问题，本发明展示了大韩民国专利申请第10-2016-0024308号相同的方式，通过对玻璃材料表面的镀膜工艺或蚀刻工艺形成多个点、多条线、多条波形中任一形状的凹槽的凹凸面，在上述凹凸面的表面形成耐指纹镀膜层的透明玻璃。

但是使用此方式时，耐指纹镀膜层根据其材料的凹凸面，有的部分凸出，有的部分凹陷，即耐指纹镀膜层本身也会形成凹凸面。因此玻璃基板整体的厚度不均一，导致因光的散射成像不平或产生彩虹现象等问题，再加上手指频繁触摸智能机或平板PC，长时间反复触摸屏幕的话可能导致耐指纹镀膜层磨损或脱离等耐久性差的问题。

发明内容

解决上述历来技术存在的问题是本发明的目的，本发明是不需要高难度的技术，用简单的方法就能提高透明玻璃或透明塑料等的透光率、耐指纹、防污、拨水特性，同时提供能提高填充层功能的耐久性的具有图案的透明材料。

具有图案的透明材料，在透明母材上通过蚀刻工艺使部分表面形成所定图案的凹槽，在所述凹槽以外的表面是非蚀刻面，在所述凹槽部分注入比所述透明母材光折射率低的填充物形成填充层。

进一步的，所述透明母材为透明玻璃或透明塑料。

进一步的，所述填充层的填充物是含氟有机物或含硅有机物。

进一步的，所述凹槽部分的宽度或直径和相邻凹槽部分之间的非蚀刻面的距离相同或更长。

进一步的，所述凹槽部分的宽度或直径是0.5 ~ 100㎛，所述非蚀刻面的距离是0.5~70㎛。

具有图案的透明材料的制造方法，第1阶段，在透明母材的表面的一部分通过干式或湿式蚀刻形成所定图案的凹槽部分，使所述凹槽部分以外的表面形成非蚀刻面；第2阶段，在所述凹槽部分及非蚀刻面表面涂上比所述透明母材光折射率低的填充物，在所述凹槽部分注入所述填充物；第3阶段，除去涂在所述非蚀刻面上的填充物；第4阶段，在比所述透明母材及所述填充物的熔点低的温度环境下，热处理注入填充物的透明母材。

进一步的，注入所述凹槽部分的填充物是含氟有机物或含硅有机物。

根据本发明可提高透明玻璃或透明塑料等透明材料的透光率、耐指纹、防污、拨水、耐用等特性，因此运用于智能手机或平板PC，上网本等各种电子设备上的显示面板或光学镜头上时，能提高清晰度、长时间维持高视认性，运用于建筑物的玻璃上时，可将污染减少到最小，节约维修管理费用等，具有实用性。

附图说明

图1 是根据本发明具有图案的透明材料的截面放大图；

图2 是根据本发明，展示具有图案的透明材料的多种图案实例的平面放大图；

图3 是为了展示具有图案的透明材料的制造方法的各个工序的截面放大图；

图4 是作为本发明的一个示例，通过蚀刻透明母材表面上的一部分形成凹槽部分的状态以及在凹槽的一部分形成填充层的状态的对比照片；

图5 是本发明的一个示例，是透明母材的凹槽部分全部区域都形成填充层状态的显微镜照片及它的接触角实验结果照片；

图中：10-透明母材，12-凹槽部分，14-非蚀刻面，20-填充物，22-填充层，30-保护层，32-孔。

具体实施方式

本发明可进行多样变更及多种试验。下面将展示本发明的适当的形态构造，基于此来对本发明进行详细的说明。但是本发明并不是只局限于展示出来的形态，也包含本发明的思想及技术范围展示出来的形态的普通变更、等同物乃至替代物。

图1是关于本发明具有图案的透明材料的截面放大图，图2是展示本发明的具有图案的透明材料的多种图案实例的平面放大图。

参考图1，本发明具有图案的透明材料由透明母材10和填充层22构成。

在上述透明母材10是通过在表面的一部分进行干式蚀刻或湿式蚀刻的工艺，形成所定图案的凹槽部分12，没被蚀刻的表面，即未形成凹槽部分12的表面为非蚀刻面14。

上述填充层22被注入在凹槽部分12里硬化，填充层22的最高截面至少和上述非蚀刻面14的表面形成一条直线，或者填充层22从上述的边缘向中心方向慢慢升高，形成拱形。

上述透明母材10既可以是透明玻璃，也可以是透明塑料，上述填充层22的填充材料为光折射率比上述透明母材10低的物质，比如说有可能是具有耐指纹、防污、拨水特性的含氟有机物或含硅有机物。

上述含氟有机物包括含氟树脂，含氟树脂有聚四氟乙烯(PTFE; Polytetrafluoroethylene)。但是本发明中，形成填充层22的填充物质如同之前说明一样，如果是比透明母材10光折射率低的话，可运用于含硅有机物，如果满足这样的条件，则对填充材料没有限制，另外上述填充层22可能是熔融液态、粉末、或固体，注入后硬化。

参照图2，上述凹槽部分12的图案可以和图2的 (a)一样，有多条波浪保持所定的间隔反复形成，也可以和图2的（b）一样，多个圆点保持所定的间隔排列，也可以和图2的（c）一样，由多个正方形的点以所定间隔排列，而且，可以和图2的（d）一样，多条直线维持所定间隔排列并反复形成，还可以和图2的（e）一样，多条之字形维持所定间隔反复形成。这些只不过是展示的图案之一，本发明凹槽部分12的图案可能会变形为图2中未展示的图案，这一点是需要理解的部分。

参考图2及图3的（c），上述凹槽部分12的宽度或直径(W)可能和相邻的凹槽部分12之间的非蚀刻面14的距离(S)相同或比它更长，例如，上述凹槽部分12的宽度或直径(W)可选为 0.5 ~ 100㎛ 范围之间，与之相对应的上述非蚀刻面14的距离(S)的范围选择为 0.5~ 70㎛ 。

这里凹槽部分的12宽度或直径(W), 以及非蚀刻面14的距离（S）比0.5㎛短的话，则需要精密、高价的设备和复杂的工程，制造费用也随之上升，因此价格竞争力下降，不仅很难商业化，而且图案也很难维持一定的间距。

相反，非蚀刻面14的距离(S)比 70㎛大时，在透明材料表面上填充层22的面积相对减少，因此很难实现很好的耐指纹、防污、拨水等特性。

当然，比方说上述凹槽部分12的宽度或直径(W)的最大数值正好可以适用于小型电子设备的显示面板或光学镜头表面，若要适用于建筑物的玻璃等时，则凹槽部分12的宽度或直径可以变长，要理解展示的数值只不过是举的一个例子。

因此根据在凹槽部分12形成填充层22的本发明的特征，透明材料整体厚度均一且具有耐指纹、防污、拨水特性，因此可防止光的散射，同时不会形成凹凸面，即使手指反复触摸，填充层22也不容易剥离或脱离，可大幅提高填充层22的耐久性。

图3 是根据本发明，为了展示具有图案的透明材料的制造方法的各个工序的截面放大图。

参考图3，本发明透明材料的制造方法如下：

1）第1阶段：

在透明母材10表面的一部分用干式蚀刻或湿式蚀刻，形成所定形状的凹槽部分12，在透明母材10上的一部分形成凹槽12，其它的表面形成未经蚀刻的非蚀刻面(14)。

即，如图3(a)，在透明母材10上印刷上所定图案的保护膜30之后，和图3的(b)一样进行一般的蚀刻工艺，比如进行干式蚀刻或湿式蚀刻的话，没有印刷保护膜30的透明母材10的表面形成凹槽12。

接下来，如图3(c)，用脱模剂除去上述保护膜30的话，透明母材10 表面上形成被保护膜30保护的非蚀刻面14和不被保护膜30保护的蚀刻的凹槽部分12。

在干式蚀刻的情况下，高频干扰非活性氩气使其离子化，或者可以利用包含卤素的气体等离子(plasma)，这种干式蚀刻法可选择普遍使用的、大众皆知的技术。

2）第2阶段：

参考图3(d)，在凹槽部分12 和非蚀刻面14形成的透明母材10的表面涂上比上述透明母材10光折射率低的填充物20的话（比如含氟有机物中含氟树脂之一的聚四氟乙烯），上述凹槽部分12就会被注入填充物20。

3）第3 阶段：

如图3(e)，在凹槽部分12 和非蚀刻面14形成的透明母材10的表面，用铲子或和铲子同一功能的工具或装置刮或者推的话，非蚀刻面14上涂的上述填充物20会被消除，凹槽部分12注入的填充物20不会被消除，会残存下来，形成填充层22。

4）第4 阶段：

在比上述透明母材10和填充物20的熔点低的温度环境下，热处理在上述凹槽部分12注入填充物的透明母材10，填充物20会硬化，并固定在凹槽部分12内。

图4 作为本发明的一个示例，通过蚀刻透明母材表面上的一部分形成凹槽部分的状态以及在凹槽的一部分形成填充层的状态的对比照片。

图5 是本发明的一个示例，是透明母材的凹槽部分全部区域都形成填充层状态的显微镜照片及它的接触角实验结果照片。

参考图 5，本发明的透明材料的水滴角测试按照如下方法进行。

测试实例：

厚度0.8mm的透明钢化玻璃表面通过干式蚀刻工艺，形成波浪式的凹槽部分，这时蚀刻凹槽部分的平均宽度为22㎛，平均深度为2㎛。

把熔化在凹槽部分的固体聚四氟乙烯涂在钢化玻璃表面，在凹槽部分注入填充物后，除去涂在非蚀刻面的填充物，热处理后就制造出了形成填充层的透明材料。用电子显微镜拍摄了这样制造出的透明材料的平面（参考图5）。

水滴角测定：

上述实例中，对于形成填充层的透明材料，以及作为比较材料的没有形成图案的一般透明钢化玻璃，利用德国 KRUSS 公司的水滴角测试装备（型号：DSA 100S)FMF ，测试了各自3㎛ 水滴的表面水滴角，测定结果是：本发明的形成填充层的示例中的透明材料水滴角是 132°，比较材料是 43°，因此，与一般透明玻璃相比，本发明的透明材料大大提高了拨水性，防污性。

前面已经说明了上述发明只不过是展示本发明技术思想的示例，本发明不限定于特定的示例或数值，可以变更、复合示例的构成要素的一部分，不超出从专利请求范围请求的本发明的要点，在属于该发明的技术领域下通过具有专业知识的人可进行多样变形，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 (7)

1.具有图案的透明材料，其特征在于：在透明母材上通过蚀刻工艺使部分表面形成所定图案的凹槽，在所述凹槽以外的表面是非蚀刻面，在所述凹槽部分注入比所述透明母材光折射率低的填充物形成填充层。

2.根据权利要求1所述的具有图案的透明材料，其特征在于：所述透明母材为透明玻璃或透明塑料。

3.根据权利要求1所述的具有图案的透明材料，其特征在于：所述填充层的填充物是含氟有机物或含硅有机物。

4.根据权利要求1所述的具有图案的透明材料，其特征在于：所述凹槽部分的宽度或直径和相邻凹槽部分之间的非蚀刻面的距离相同或更长。

5.根据根据权利要求4所述的具有图案的透明材料，其特征在于：所述凹槽部分的宽度或直径是0.5~100㎛，所述非蚀刻面的距离是0.5~70㎛。

6.根据权利要求1所述的具有图案的透明材料的制造方法，其特征在于：

第1阶段，在透明母材的表面的一部分通过干式或湿式蚀刻形成所定图案的凹槽部分，使所述凹槽部分以外的表面形成非蚀刻面；

第2阶段，在所述凹槽部分及非蚀刻面表面涂上比所述透明母材光折射率低的填充物，在所述凹槽部分注入所述填充物；

第3阶段，除去涂在所述非蚀刻面上的填充物；

第4阶段，在比所述透明母材及所述填充物的熔点低的温度环境下，热处理注入填充物的透明母材。

7.根据权利要求6所述的具有图案的透明材料的制造方法，其特征在于：注入所述凹槽部分的填充物是含氟有机物或含硅有机物。