CN109153601A

CN109153601A - 防眩玻璃及其制造方法

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Publication number: CN109153601A
Application number: CN201680086128.1A
Authority: CN
Inventors: 金铭云; 朴万荣; 金铉官; 宋基勳; 吴载元
Original assignee: DNF Co Ltd
Current assignee: Dnfam Co.,Ltd.
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: JP2019514829A; CN109153601B; US20190119151A1; WO2017188477A1; JP6882337B2; US11230492B2

Abstract

本发明的防眩玻璃通过在不掺入异种元素的情况下在玻璃表面上形成具有由聚硅氮烷衍生的表面凹凸的玻璃，从而存在具有优异的防眩性和可视性的效果，并且在玻璃表面上将聚硅氮烷进行热处理而变成玻璃，从而具有显著提高耐磨性和耐久性的效果。

Description

防眩玻璃及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种提高防眩性和可视性的防眩玻璃。

背景技术

当显示器暴露于自然光或照明光等外部光时，入射在显示器表面上的光被反射，从而对比度(Contrast)降低，并且由于图像的反射而可视性降低。此外，屏幕变得刺眼且难以识别字符，这容易增加眼睛的疲劳或引起头痛。

作为用于防止这种情况的技术，存在用于防止外部光在将显示器包括在内的玻璃或膜之类的显示面上反射的防眩(anti glare)技术。防眩技术是一种能够通过将有机/无机微粒和粘合剂树脂或固化性树脂的混合物涂覆到基材上并在表面上形成凹凸来防止外部光反射的技术。

雾度(Haze)是防眩性(Anti glare)的尺度，通常以％表示，随着雾度增加，光的漫反射增加，因而防眩性增加。所述防眩性是指由于光的外部光反射引起的眩光的程度。

光的透射率是指透过物质层或界面的光的强度与入射光的强度之比，通常用％表示。

另一方面，韩国注册专利第10-1137206号公开了一种防眩玻璃的制造方法，该方法包括将材料加工成所需形状，打磨而在表面上形成凹凸，并精加工以提高透视率的切削加工步骤。

此外，韩国公开专利第10-2011-0060233号公开了一种防眩玻璃的制造方法，该方法在玻璃基板上形成具有均匀厚度的陶瓷涂覆层，用第一蚀刻溶液从所述玻璃基板上剥离上述陶瓷涂覆层而形成第一粗糙度，然后用第二蚀刻溶液蚀刻玻璃基板的表面而在所述玻璃基板的表面上形成第二粗糙度。

在增加凹凸形状的大小或频率以提高防眩性的情况下，存在如下问题：由于外部光的反射导致屏幕发白模糊或由于雾度的过度上升导致清晰度降低，从而可视性恶化。另外，当增加凹凸形状的大小或频率时，存在虽然发生光的漫反射而能够防止眩光但是难以调整凹凸的大小或频率的问题。

相反，如果减小表面的雾度，则可以抑制由于外部光的反射引起的发白模糊程度，但是在基材表面上出现严重的面反射现象。为了解决这个问题，存在增加防眩层内部的雾度的方法，但是存在由于微粒和树脂之间的折射率差异引起的内部雾度而透射率反而降低的问题。

作为提高防眩性的另一种方法，有如下方法：为了在玻璃表面上使用无机微粒Al₂O₃、Y₂O₃、ZrO₂、AlC、TiN、AlN、TiC、MgO、CaO、CeO₂、TiO₂、SiO₂、SiC及AlF₃等而形成涂覆层，通过干法或湿法蚀刻基材表面来增加可附着防水剂的表面积。然而，这种方法存在如下问题：在诸如等离子体处理的干法蚀刻的情况下，对高价设备具有沉重的负担，在湿法蚀刻的情况下，在将基板浸渍于强碱性洗涤剂或稀酸中的过程中，单独的清洁工序和副产物的处理成本受到很大的负担。

作为提高防眩性的另一种方法，有一种在玻璃表面上附着可以折射光的防眩膜的方法。然而，上述膜由于必须交替附着高折射膜和低折射膜，因此有可能提高单价。

发明内容

技术课题

本发明的目的在于，为了解决由于外部光的反射导致屏幕发白模糊的问题、由于雾度的过度上升导致清晰度降低而可视性恶化的问题、以及低防眩性和高制造单价的问题，提供能够赋予优异的防眩性和可视性的防眩玻璃及其制造方法。

此外，本发明的目的在于，提供一种提高了防眩性和可视性的控制精度的防眩玻璃及其制造方法。

此外，本发明的目的在于，提供一种具有优异的耐磨性和耐久性的防眩玻璃及其制造方法。

解决课题的手段

作为使眩光的引发最少的方法，有一种通过诱导光的漫反射等增加雾度来提高防眩性的方法。在上述方法的情况下，具有可以使眩光的引发最少的优点，但是发生光的透射率降低而可视性降低的问题。由此必须在具有适当的雾度值的同时使透射率最大化。

然而，如上所述，通常，雾度和透射率具有彼此成反比例关系的倾向，因此最重要的是在具有能够防止漫反射程度的适当的雾度的同时使透射率最大化。

即，当雾度增加时，防眩效果提高，当透射率降低时，可视性降低，因此，本发明的意义在于，兼顾高雾度和高透射率，提供一种透射率高的防眩玻璃。

本说明书中提到的“玻璃”通常是指显示器中使用的所有玻璃、高分子和基材，除此之外，还可以指用于入射在基材后表面上的光透过基材而识别上述光的、光可透过的所有基材。

本发明涉及一种防眩玻璃，其是将包含1至40重量％的聚硅氮烷的涂覆组合物喷涂到玻璃表面上并层叠而成，所述聚硅氮烷满足下述化学式1且重均分子量为30,000以下，所述防眩玻璃的雾度为1至5％，透射率为90％以上。

在本发明的一个实施例中，所述聚硅氮烷由下述化学式(1)表示。

[化学式1]

(R₁、R₂和R₃独立地包含选自氢、烷基、烯基、环烷基、芳基、与硅直接连接的基团为碳的基团、烷基甲硅烷基、烷基氨基和烷氧基中的任一种或两种以上，并且n是整数。)

所述聚硅氮烷可以是具有所述化学式1的重复单元的无机聚硅氮烷或有机聚硅氮烷。所述无机聚硅氮烷可以例示R₁、R₂和R₃都不具有含碳基团，优选R₁、R₂和R₃都是氢的无机聚硅氮烷。所述有机聚硅氮烷中选自R₁、R₂和R₃中的至少一种可以具有包含选自烷基、烯基、环烷基、芳基、与硅直接连接的基团为碳的基团、烷基甲硅烷基、烷基氨基和烷氧基中的任一种或两种以上的基团。并且n只要是具有化学式1的重复单元的聚硅氮烷的重均分子量满足30,000以下的整数则没有特别限制。

所述无机聚硅氮烷和所述有机聚硅氮烷可溶解在溶剂中，并且可通过包括以往公知的方法的任何方法来制造。作为具体实例，所述无机聚硅氮烷的制造方法有如下方法：通过将吡啶和二卤硅烷、优选为被Cl取代的硅烷配合，形成硅烷加合物之后，将该硅烷加合物与氨配合，然后去除所生成的铵盐而进行合成的方法等。

当所述聚硅氮烷的重均分子量大于30,000时，即使仅暴露于空气也会促进固化而涂覆层的表面粗糙度增加，且可能导致雾度增加以及透射率的急剧降低。而且，由于难以调节和控制，因此所需的防眩性和透射率的再现性可能下降。

在本发明的一个实施例中，防眩玻璃通过喷雾喷涂方法将包含聚硅氮烷和溶剂的涂覆组合物涂覆在玻璃表面上然后进行热处理，从而可以与防眩性一同显著提高耐磨性和耐久性。所述喷雾喷涂方法与聚硅氮烷的含量、粘度、喷涂量和喷涂而层叠的层密度、喷涂时间、喷涂后的烧结时间等各种条件一起使用时，可以适当地保持雾度范围，并且可显著提高透射率。

在本发明的一个优选实施例中，当将含有聚硅氮烷和溶剂的涂覆组合物喷涂到玻璃表面上并在90秒内，优选在60秒内除去溶剂时，可以保持适当的雾度值，并且可显著提高透射率。详细地说，由于在玻璃表面上具有凹凸的层仅由聚硅氮烷本身形成而没有掺入异种元素，因此具有与通过掺入异种元素形成凹凸结构的情况相比显著提高透射率的效果。

在本发明的一个实施例中，除去溶剂时的温度和时间可在50至100℃的范围内以及在1至5分钟的范围内。当满足上述范围内的干燥温度和干燥时间时，可以进一步提高相对于雾度的透射率。

在本发明的一个优选实施例中，当将包含聚硅氮烷和溶剂的涂覆组合物喷涂在玻璃表面上并在60秒内除去所述溶剂后进行热处理时，含有聚硅氮烷的涂覆组合物层变为形成有具有玻璃硬度以上的凹凸的玻璃，因此不仅雾度和透射性优异，而且可以显著提高耐磨性和耐久性。

此时，上述热处理优选可包括在400至700℃的热处理，更优选包括在50至200℃的一次热处理和在400至700℃、优选450至700℃的二次热处理。通过在400℃以上的温度下进行热处理，使聚硅氮烷层变为玻璃硬度以上的玻璃层，从而能够使防眩玻璃具有上述的雾度和透射性非常优异的特性。特别是，通过一次热处理和二次热处理依次进行，从而可以更稳定地提高耐磨性和耐久性。

所述涂覆组合物相对于总重量可以包含1至40重量％的聚硅氮烷和60至99重量％的溶剂，优选可以包含2至25重量％的聚硅氮烷和75至98重量％的溶剂，更优选可以包含2至20重量％的聚硅氮烷和80至98重量％的溶剂。当所述聚硅氮烷包含无机聚硅氮烷和有机聚硅氮烷时，相对于100重量份的无机聚硅氮烷，可以包含1至40重量份、优选为5至30重量份的有机聚硅氮烷。当所述聚硅氮烷含有无机聚硅氮烷和有机聚硅氮烷这两者时，能够更容易控制雾度和可视性。

所述溶剂只要能够溶解聚硅氮烷即可，例如可包括选自芳烃、脂族烃、卤代烃、酯、酮、醚和醇等中的任一种或两种以上，芳烃可列举苯、甲苯、乙苯、氯苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、异丙苯、正丙基苯、氯甲苯、丁基苯、二氯苯、二异丙基苯和硝基甲苯等。脂族烃可列举戊烷、己烷、辛烷、壬烷、癸烷、十氢化萘、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、异壬烷、异癸烷、异十一烷、异十二烷、异十三烷、异十四烷、环壬烷、环癸烷、环十一烷、环十二烷、环十三烷和环十四烷等。卤代烃可列举氯仿和二氯甲烷等。酯可列举乙酸苄酯、己酸烯丙酯、丁酸丁酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、庚酸乙酯、壬酸乙酯、戊酸乙酯、乙酸异丁酯、甲酸异丁酯、乙酸异戊酯、乙酸异丙酯和乙酸甲基苯酯等。酮可列举丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮等。醚可列举二乙醚、二甲氧基乙烷、二甲氧基甲烷、二噁烷、四氢呋喃、苯甲醚、冠醚和聚乙二醇等。醇可列举异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十四烷醇、二十烷醇、十七氟癸醇、十六氟壬醇和十二氟庚醇等含有三个以上碳的醇和三个以上碳的卤代醇等。

所述涂覆组合物的粘度可以为0.5至2.0cp。所述粘度可以根据聚硅氮烷的重均分子量和含量来调节，优选为0.8至1.7cp。

本发明的防眩玻璃可以具有1至5％、优选为1至3％的雾度，以及90％以上、优选为91％以上的透射率。在不满足上述范围时，防眩性效果可能不明显，并且防眩性效果可能不会显著增加，并且透射率可能显著降低，从而可视性可能显著降低。

本发明的防眩玻璃中，在玻璃表面上由所述涂覆组合物形成的涂覆层可以以5至15g/m²，优选以7至13g/m²层叠。当超过15g/m²时，可以进一步增加雾度，但透射率可能急剧下降。当小于5g/m²时，雾度太低，可能无法充分体现防眩性。

如上所述，本发明的防眩玻璃可以具有仅由聚硅氮烷本身形成凹凸的层，并且上述层的表面粗糙度(Suface roughness)可以在1至20nm的范围内。表面粗糙度表示表面不平度，表示在表面上形成的细微的凹凸的程度。当小于1nm时，实质上难以表现出防眩效果，当超过20nm时，光的透射率降低而可视性可能急剧降低。

本发明的防眩玻璃的制造方法包括以下步骤：S1)制造涂覆组合物的步骤；S2)在玻璃表面上通过喷雾喷涂方法涂覆所述涂覆组合物的步骤；S3)除去溶剂的步骤；以及S4)进行热处理的步骤。

在本发明的一个实施例中，所述S3)步骤可包括在S2)步骤中涂覆所述涂覆组合物之后在90秒内除去溶剂，优选在60秒内除去溶剂的过程。在涂覆所述涂覆组合物后超过90秒以后除去溶剂或未除去溶剂时，由于在室温下干燥或固化，因而透射率和雾度可能显著降低，即使之后进一步进行热处理，耐磨性和耐久性的提高可能微乎其微。

在本发明的一个实施例中，所述S3)步骤可包括在50至100℃的温度下干燥1至5分钟以除去溶剂的过程。所述干燥方法，可以使用各种已知方法，例如热风干燥等。

在本发明的一个实施例中，所述S3)步骤可包括在50至200℃下进行一次热处理2至10分钟后在400至700℃下进行二次热处理30至90分钟的过程。

发明效果

本发明的防眩玻璃在不掺入异种元素的情况下在玻璃表面上形成具有由聚硅氮烷衍生的表面凹凸的玻璃，从而具有优异的防眩性和可视性。

此外，本发明的防眩玻璃可通过在玻璃表面上将聚硅氮烷进行热处理而变成玻璃，从而具有显著提高耐磨性和耐久性的效果。

此外，由于本发明的防眩玻璃具有90％以上的透射率和1至5％的雾度，因此具有优异的可视性和优异的防眩性。

附图说明

图1是显示涂覆表面的表面粗糙度的图。

图2是用电子显微镜观察的图像。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的防眩玻璃及其制造方法。

此时，关于所使用的技术用语和科学用语，如果没有其他定义，则具有本发明所属的本领域技术人员通常所理解的含义，并在以下的说明及附图中省略了对于可能不必要地混淆本发明的宗旨的已知功能和构成的说明。

以下，通过实施例对本发明进行详细说明，但这些实施例用于更详细说明本发明，本发明的权利范围并不限于以下的实施例。

[实施例1]

将重均分子量为15,000的50g无机聚硅氮烷和950g邻二甲苯(SK化学)溶剂放入反应器中并混合和搅拌10分钟而制造涂覆组合物。使用喷雾枪(喷射压力为20psi，喷射量为10g/m²)将上述涂覆组合物涂覆到尺寸为50cm×50cm的玻璃板上，然后在60秒以内和80℃的热风条件下干燥2分钟而除去溶剂。然后，以热固化方式在150℃的温度下进行第一热处理5分钟，在450℃的温度下进行第二热处理60分钟而制造防眩玻璃。

[实施例2]

使用70g无机聚硅氮烷和930g溶剂代替实施例1中的所述50g无机聚硅氮烷和所述950g溶剂，除此之外与实施例1同样地进行。

[实施例3]

使用90g无机聚硅氮烷和910g溶剂代替实施例1中的所述50g无机聚硅氮烷和所述950g溶剂，除此之外与实施例1同样地进行。

[实施例4]

使用120g无机聚硅氮烷和880g溶剂代替实施例1中的所述50g无机聚硅氮烷和所述950g溶剂，除此之外与实施例1同样地进行。

[实施例5]

使用180g无机聚硅氮烷和820g溶剂代替实施例1中的所述50g无机聚硅氮烷和所述950g溶剂，除此之外与实施例1同样地进行。

[实施例6]

使用940g溶剂代替实施例1中的所述950g上述溶剂，且向反应器中进一步加入10g重均分子量为2,000的有机聚硅氮烷，除此之外与实施例1同样地进行。

[实施例7]

将所述涂覆组合物在100秒后干燥而除去溶剂来代替实施例1中的60秒内干燥而除去溶剂，除此之外与实施例1同样地进行。

[比较例1]

使用9g无机聚硅氮烷和991g溶剂代替实施例1中的所述50g无机聚硅氮烷和所述950g溶剂，除此之外与实施例1同样地进行。

[比较例2]

利用流涂(Flow coating)将涂覆组合物以2g/秒的速度进行涂覆5秒来代替实施例1中使用喷雾枪涂覆所述涂覆组合物，除此之外与实施例1同样地进行。

[比较例3]

使用重均分子量为40,000的无机聚硅氮烷代替实施例1中的重均分子量为15,000的无机聚硅氮烷，除此之外与实施例1同样地进行。

测试和测量方法

1.透射率

使用紫外可见光分光光度计(UV Vis spectrophotometer，SCINCO，S3100)测量500nm区域的透射率。

2.雾度(防眩性)

使用雾度计(HM150；Murakami Color Research Laboratory)测量雾度。

3.粘度

使用粘度计(VL700；海默生(Hydramotion))测量粘度。

4.硬度

使用三菱铅笔(MITSU-BISHI PENCIL)测量铅笔硬度。

测量结果

[表1]

比较实施例1至实施例5，显示出随着无机聚硅氮烷含量的增加，透射率降低并且雾度增加的倾向。

另外，涂覆有根据实施例1至实施例6的涂覆组合物的防眩玻璃的雾度小于5％且透射率为90％以上，而表现出优异的防眩性。涂覆有根据实施例6的涂覆组合物的防眩玻璃是进一步添加有机聚硅氮烷而成的，确认到所述防眩玻璃具有合适的雾度和更加提高了的透射率。

另一方面，在比较例1中通过将无机聚硅氮烷的含量降低至0.9％来制造，确认到此时的雾度显著降低而丧失了防眩性。

另一方面，在比较例2中通过流涂法制造涂覆组合物，其是雾度为0.21％且无粗糙度的普通的透明玻璃，未显示出防眩性。

另外，在比较例3中，使用重均分子量为30,000以上的无机聚硅氮烷，确认到即使仅暴露于空气也会促进固化而涂覆层的表面粗糙度增加且雾度增加，从而透射率显著降低。因此，防眩性显著降低。

因此，根据所述聚硅氮烷的含量，防眩性和透射率存在相当大的差异，并且可确认到能够使所述防眩性和透射率最大化的变量受到所述聚硅氮烷的含量(或根据所述聚硅氮烷的含量的粘度)的显著影响。

特别地，如实施例1和7那样，确认到凹凸形成的程度根据喷涂涂覆组合物后的溶剂去除时间而发生变化，在实施例7的情况下，确认到雾度和透射率与实施例1相比很差。

Claims

1.一种防眩玻璃，其是将包含1至40重量％的聚硅氮烷的涂覆组合物喷涂到玻璃表面上并层叠而成，所述聚硅氮烷满足下述化学式1且重均分子量为30,000以下，所述防眩玻璃的雾度为1至5％，透射率为90％以上，

化学式1

R₁、R₂和R₃独立地包含选自氢、烷基、烯基、环烷基、芳基、与硅直接连接的基团为碳的基团、烷基甲硅烷基、烷基氨基和烷氧基中的任一种或两种以上，并且n是整数。

2.根据权利要求1所述的防眩玻璃，其中，

所述防眩玻璃的表面粗糙度为1至20nm。

3.根据权利要求2所述的防眩玻璃，其中，

将所述涂覆组合物喷涂到玻璃表面上之后，在90秒内除去溶剂。

4.根据权利要求3所述的防眩玻璃，其中，

除去所述溶剂之后，在400至700℃进行热处理。

5.根据权利要求1所述的防眩玻璃，其中，

所述防眩玻璃是在玻璃表面上以5至15g/m²层叠涂覆组合物而成。

6.一种防眩玻璃的制造方法，其中，包括：

S1)制造包含聚硅氮烷和溶剂的涂覆组合物的步骤；

S2)在玻璃表面上将所述涂覆组合物喷射并涂覆的步骤；

S3)在所述S2)步骤中将涂覆组合物涂覆之后，在90秒内除去溶剂的步骤；以及

S4)进行热处理的步骤。

7.根据权利要求6所述的防眩玻璃的制造方法，其中，

所述S3)步骤的热处理包括在400至700℃进行热处理的过程。

8.根据权利要求7所述的防眩玻璃的制造方法，其中，

所述S3)步骤的热处理包括在50至200℃进行一次热处理后，在400至700℃进行二次热处理的过程。