CN110582471A - 具有润滑性防指纹涂层的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷制品及其制造方法 - Google Patents

具有润滑性防指纹涂层的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷制品及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种制品，其包括：包含主表面的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材；以及设置在主表面上方的易清洁(ETC)涂层，所述涂层包括结合的ETC组成部和移动的ETC组成部。进一步地，结合的ETC组成部包括全氟聚醚(PFPE)硅烷。此外，移动的ETC组成部被设置在结合的ETC组成部之上或之内，并且其包括氟化材料，移动的ETC组成部被构造成相对于结合的ETC组成部移动。

Description

具有润滑性防指纹涂层的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷制品及其制 造方法
相关申请的交叉参考
本申请根据35 U.S.C.§119要求于2017年4月25日提交的系列号为62/489781的美国临时申请的优先权权益，本申请以该申请的内容为基础，并通过引用的方式将其全文纳入本文。
技术领域
本公开一般涉及具有润滑性涂层的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷制品；更具体地，涉及具有强化玻璃基材并且该强化玻璃基材具有高耐久性的润滑性、防指纹涂层的制品及其制造方法。
背景技术
玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料中的许多被构造成或以其他方式加工成具有各种强度增强特征，它们在许多消费电子产品的各种显示器和显示装置中普遍存在。例如，化学强化玻璃受许多触屏产品青睐，这些触屏产品包括手机、音乐播放器、电子书阅读器、笔记本电脑、平板电脑、手提电脑、自动柜员机和其他类似的装置。这些玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料中的许多还用于不具有触屏功能但是易与人直接接触的消费电子产品的显示器和显示装置，包括台式电脑、笔记本电脑、电梯屏幕、设备显示器和其他。
然而，这些玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料通常与人接触，这可导致表面污染，具有可见的指纹、污渍和其他外来物质，它们可影响使用这些材料的显示器和显示装置的光学透明度。此外，这些显示器和显示装置通常使用光学涂层，例如抗反射(AR)涂层，它们特别易受到与人直接接触的表面污染、污渍等的影响。另外，这些不期望的外来物质可不利地影响使用这些显示器和显示装置的产品的美观。除此之外，光学透明度的这些下降可导致使用者增加显示装置的亮度，从而导致电池的使用量增加并使充电行为之间的时间缩短。
鉴于与玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料表面相关的这些考虑因素和缺点，采用这些材料的许多消费电子产品的特征还在于在暴露于与人接触的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷基材的任何表面上方具有易清洁(ETC)涂层和任何其他光学涂层(如果存在)。许多这些ETC涂层中含有一种或多种氟化材料。这些ETC涂层在性质上一般是疏水且疏油的，并且还可被称为“防指纹”、“润滑性”或“防污”涂层。ETC涂层所提供的这些益处之一是增加了从这些玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料中去除指纹、污渍和其他表面污染的容易程度。鉴于ETC涂层的疏水和疏油性，它们也不那么可能保留起初来自与人接触的表面污染或易受到这些表面污染。
虽然ETC涂层为其显示器和显示装置使用玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料的电子产品提供了许多益处，但是涂层自身可能对磨损敏感。例如，与这些涂层相关的磨损可能不利地影响它们的疏水性和/或疏油性，这可降低涂层发挥预期性能的能力。另外，与这些ETC涂层相关的磨损可因为在ETC涂层与玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷材料之间存在光学涂层和/或耐刮擦涂层而加剧，因为这些居间涂层相对于玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷材料自身的暴露表面可具有增加的粗糙度。另外，与ETC涂层材料和加工相关的增加的成本可导致不那么期望将这些涂层用在消费成本敏感度高的某些消费电子产品中所用的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料和基材上。
鉴于这些考虑因素，需要具有耐久性高的润滑性涂层的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷制品及其制造方法。此外，需要具有润滑性涂层的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷制品，所述润滑性涂层具有高耐久性以及与涂层相关的低附加成本。
发明内容
本公开的第1个方面涉及一种制品，其包括：包含主表面的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材；以及设置在主表面上方的易清洁(ETC)涂层，所述涂层包括结合的ETC组成部和移动的ETC组成部。进一步地，结合的ETC组成部包括全氟聚醚(PFPE)硅烷。此外，移动的ETC组成部被设置在结合的ETC组成部上或结合的ETC组成部内，并且其包括氟化材料，移动的ETC组成部被构造用于相对于结合的ETC组成部移动。
在根据第1个方面所述的第2个方面中，移动的ETC组成部在结合的ETC组成部中至少部分可溶。
根据前述任一个方面所述的第3个方面，其中，根据钢丝绒测试(Steel WoolTest)在1kg的载荷下经受2000次往复循环后，ETC涂层的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。
根据前述任一个方面所述的第4个方面，其中，根据钢丝绒测试在1kg的载荷下经受3500次往复循环后，ETC涂层的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。
根据前述任一个方面所述的第5个方面，其中，所述制品包括通过涂层和基材的小于或等于约5％的雾度。
根据前述任一个方面所述的第6个方面，其中，所述基材包括玻璃组合物和压缩应力区，所述压缩应力区从主表面延伸到基材中的第一选定深度。
根据前述任一个方面所述的第7个方面，移动的ETC组成部还可包括结合的ETC组成部的PFPE硅烷。
根据前述任一个方面所述的第8个方面，其还包括设置在基材的主表面与ETC涂层之间的光学涂层，其中，所述光学涂层是多层涂层。
根据前述任一个方面所述的第9个方面，其还包括设置在基材的主表面与ETC涂层之间的耐刮擦涂层，其中，所述耐刮擦涂层包括金属氧化物和金属氮化物中的至少一种。
根据前述任一个方面所述的第10个方面，其中，结合的ETC组成部还包括约1nm至约20nm的厚度。
本公开的第11个方面涉及一种制品，其包括：包含主表面的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材；以及设置在主表面上方的易清洁(ETC)涂层，所述涂层包括结合的ETC组成部和移动的ETC组成部。进一步地，结合的ETC组成部包括全氟聚醚(PFPE)硅烷。此外，移动的ETC组成部被设置在结合的ETC组成部上，并且其包括PFPE油，移动的ETC组成部被构造用于相对于结合的ETC组成部移动。
根据第11个方面所述的第12个方面，其中，根据钢丝绒测试在1kg的载荷下经受2000次往复循环后，ETC涂层的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。
根据第11或12个方面所述的第13个方面，根据钢丝绒测试在1kg的载荷下经受3500次往复循环后，ETC涂层的暴露表面还可包括至少70度的与水的平均接触角。
根据第11至13个方面中任一个方面所述的第14个方面，其中，所述制品包括通过ETC涂层和玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材的小于或等于约5％的雾度。
根据第11至14个方面中任一个方面所述的第15个方面，其中，所述基材包括玻璃组合物和压缩应力区，所述压缩应力区从主表面延伸到基材中的第一选定深度。
根据第11至15个方面中任一个方面所述的第16个方面，其还包括设置在基材的主表面与ETC涂层之间的光学涂层，其中，所述光学涂层是多层涂层。
根据第11至16个方面中任一个方面所述的第17个方面，其还包括设置在基材的主表面与ETC涂层之间的耐刮擦涂层，其中，所述耐刮擦涂层包括金属氧化物和金属氮化物中的至少一种。
根据第11至17个方面中任一个方面所述的第18个方面，其中，结合的ETC组成部还包括约1nm至约20nm的厚度。
本公开的第19个方面涉及一种制造制品的方法，所述方法包括：在玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材的主表面上沉积易清洁(ETC)涂层前体；固化ETC涂层前体以限定包含结合的ETC组成部的经固化的ETC涂层前体；以及处理经固化的ETC涂层前体以限定包含结合的ETC组成部和移动的ETC组成部的ETC涂层。进一步地，结合的ETC组成部包括全氟聚醚(PFPE)硅烷。此外，移动的ETC组成部被设置在结合的ETC组成部上或结合的ETC组成部内，并且其包括氟化材料，移动的ETC组成部被构造用于相对于结合的ETC组成部移动。
根据第19个方面所述的第20个方面，其中，移动的ETC组成部包括结合的ETC组成部的PFPE硅烷，并且所述处理包括对经固化的ETC涂层前体进行受控擦拭以限定ETC涂层。
根据第19或20个方面所述的第21个方面，其中，在固化步骤后，所述制品包括通过ETC涂层和基材的小于或等于约5％的雾度。
根据第19至21个方面中任一个方面所述的第22个方面，其中，处理经固化的ETC涂层前体包括：将PFPE油沉积在经固化的ETC涂层前体上方以限定ETC涂层，其中，移动的ETC组成部包括PFPE油。
根据第22个方面所述的第23个方面，其中，处理经固化的ETC涂层前体还包括：在将PFPE油沉积在经固化的ETC涂层前体上方的步骤之前，用溶剂清洗经固化的ETC涂层前体，并且进一步地，进行所述清洗以移除在基材的主表面上方的过量的ETC涂层前体和经固化的ETC涂层前体中的至少一种。
根据第19至23个方面中任一个方面所述的第24个方面，其中，结合的ETC组成部还包括约1nm至约20nm的厚度。
在第25个方面中，本公开涉及一种消费电子产品，其包括：具有前表面、后表面和侧表面的壳体；至少部分位于所述壳体内的电子部件，所述电子部件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器位于所述壳体的前表面处或者毗邻所述壳体的前表面；以及设置在所述显示器上方的盖板基材，其中，所述壳体的一部分或者所述盖板基材中的至少一者包括如第1至18个方面中任一方面所述的制品。
在本公开的制品的一些实施方式中，玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷基材包括压缩应力区，所述压缩应力区从主表面延伸到第一选定深度。在一些实施方式中，压缩应力区中的最大压缩应力可以是约100MPa或更大、200MPa或更大、300MPa或更大、400MPa或更大、500MPa或更大、600MPa或更大、700MPa或更大、800MPa或更大、900MPa或更大、1000MPa或更大，以及这些最大压缩应力水平之间的所有值。
在本公开的制品的另外的实施方式中，结合的ETC组成部还包括约1nm至约20nm的厚度。根据一些实施方式，结合的ETC组成部的厚度可以在以下范围内：约1nm至约100nm、约1nm至约50nm、约1nm至约25nm、约1nm至约20nm、约5nm至约25nm，以及这些范围中的所有厚度值。
在以下的具体实施方式中给出了其他特征和优点，这些特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的各个实施方式而被认识。
应当理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例性的，且旨在提供理解要求保护的本发明的性质和特性的总体评述或框架。
包括的附图提供了对本公开原理的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了一个或多个实施方式，并与说明书一起通过示例的方式用以解释本公开的原理和操作。应理解，在本说明书和附图中公开的本公开的各种特征可以任意组合使用。作为非限制性实例，本公开的各个特征可以按照以下各个方面相互组合。
附图说明
参照附图阅读本公开的以下详述，可以更好地理解本公开的这些方面、特征和优点以及其他的方面、特征和优点，其中：
图1是根据本公开的一个方面，包含基材并且在该基材上方设置有ETC涂层的制品的截面示意图。
图2A是根据本公开的一个实施方式，包含基材并且在该基材上方设置有ETC涂层的制品的截面示意图以及用于制造该制品的方法的流程图，所述ETC涂层具有移动的ETC组成部和结合的ETC组成部，其包含PFPE硅烷。
图2B是根据本公开的一个实施方式，包含基材并且在该基材上方设置有ETC涂层的制品的截面示意图以及用于制造该制品的方法的流程图，所述ETC涂层具有包含PFPE油的移动的ETC组成部以及包含PFPE硅烷的结合的ETC组成部。
图3是根据本公开的实施方式，可用于制品的ETC涂层的示例性结合的ETC组成部组合物和移动的ETC组成部组合物的图表。
图4是根据本公开的实施方式，对于具有光学涂层并且涂覆有PFPE硅烷的基材，并且该基材经受了手动擦拭或溶剂清洗行为，平均水接触角根据钢丝绒测试的往复循环次数而变化的图表。
图5是根据本公开的实施方式，对于具有光学涂层并且涂覆有PFPE硅烷的基材，并且该基材经受了手动擦拭行为、溶剂清洗行为或溶剂清洗和Y型PFPE油施涂，平均水接触角根据钢丝绒测试的往复循环次数而变化的图表。
图6是根据本公开的实施方式，对于具有光学涂层并且涂覆有PFPE硅烷的基材，并且该基材经受了手动擦拭行为、溶剂清洗行为、溶剂清洗和Z PFPE油施涂或溶剂清洗和DemnumTM PFPE油施涂，平均水接触角根据钢丝绒测试的往复循环次数而变化的图表。
图7是根据本公开的实施方式，对于具有光学涂层的基材，并且该基材在不同于图6的设备上制造，被PFPE硅烷涂覆，然后经受手动擦拭行为、溶剂清洗行为、溶剂清洗和Z PFPE油施涂或溶剂清洗和DemnumTM PFPE油施涂，平均水接触角根据钢丝绒测试的往复循环次数而变化的图表。
图8A是包含本文公开的任何一种制品的示例性电子装置的平面图。
图8B是图8A的示例性电子装置的透视图。
具体实施方式
在以下的具体实施方式中，出于解释而非限制的目的，给出了说明具体细节的示例性实施方式，以提供对本公开的各种原理的充分理解。但是，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在从本说明书获益后，可以按照不同于本文公开的具体细节的其他实施方式实施本公开。另外，本文可能省去对众所周知的装置、方法和材料的描述，以免干扰对本公开的各种原理的描述。最后，在任何适用的情况下，相同的附图标记表示相同的元件。
本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。当表述这样的范围时，另一个实施方式包括自所述一个具体数值始和/或至所述另一具体数值止。类似地，当用先行词“约”将数值表示为近似值时，应理解具体数值构成了另一个实施方式。还应理解，每个范围的端点相对于另一个端点都是重要的，并且独立于另一个端点。
本文所用的方向术语——例如上、下、左、右、前、后、顶、底——仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来暗示绝对的取向。
除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，在任何方面，当方法权利要求实际上没有陈述其步骤应遵循的顺序时，或者当权利要求或描述中没有另外具体说明所述步骤应限于特定顺序时，不应推断出任何特定顺序。这适用于解释上的任何可能的非表达性基础，包括：涉及步骤或操作流程的安排的逻辑问题；由语法组织或标点派生的明显含义问题；说明书中描述的实施方式的数量或类型问题。
除非上下文另外清楚地说明，否则，本文所用的单数形式“一个”、“一种”以及“该/所述”包括复数指代。因此，例如，提到的一种“部件”包括具有两种或更多种这类部件的方面，除非文本中有另外的明确表示。
本公开的各个方面一般涉及具有玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷基材且该基材具有高耐久性的润滑的防指纹且易清洁(ETC)涂层的制品及其制造方法。这些润滑性ETC涂层被直接设置在玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材上或者设置在位于ETC涂层与基材之间的一个或多个居间层(例如光学涂层、耐刮擦涂层、含二氧化硅的盖层及其组合)上方。本文所用的“易清洁(ETC)涂层”是指氟化的涂层材料，包括但不限于全氟聚醚(PFPE)硅烷、全氟聚醚(PFPE)烷氧基硅烷、这些PFPE的共聚物及这些PFPE的混合物。进一步地，ETC涂层包含两种组成部：(a)结合的ETC组成部；以及(b)设置在结合的ETC组成部的上方和/或之内的移动的ETC组成部。本文所用的“结合的ETC组成部”是通过烷氧基硅烷或其他合适的连接化学(例如卤化物、胺、硅氮烷等)连接到例如玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材和/或任何的含二氧化硅的盖层(如果存在)的结合组成部。本文所用的“移动的ETC组成部”是能够移动(例如相对于下方的结合的ETC组成部移动)以使与相对的各表面(例如，原本会导致ETC涂层过早磨损的表面和物体)的接触润滑的组成部。在一些情况中，移动的ETC组成部可以部分地溶于共价键合的结合的ETC组成部中。全氟聚醚(PFPE)和其他润滑性氟化材料组合物适用于结合的和移动的ETC组成部。进一步地，结合的和移动的ETC组成部可以具有相同组分或不同组分。
参考图1，该图描绘了制品100，其包括：包含玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材10。基材10包括一对相对的主表面12、14。进一步地，制品100包括设置在主表面12上方的易清洁(ETC)涂层70，所述涂层70包括结合的ETC组成部72和移动的ETC组成部76。进一步地，结合的ETC组成部72和移动的ETC组成部76分别由厚度72a、76a限定。
在制品100的一些实施方式中，基材10包括玻璃组合物。例如，基材10可包括硼硅酸盐玻璃、硅铝酸盐玻璃、钠钙玻璃、化学强化的硼硅酸盐玻璃、化学强化的硅铝酸盐玻璃以及化学强化的钠钙玻璃。基材可以具有选定的长度和宽度、或者直径，以限定其面积。基材可以具有位于基材10的主表面12、14之间的至少一个边缘，所述边缘由基材10的长度和宽度或直径限定。基材10还可以具有选定的厚度。在一些实施方式中，基材的厚度为约0.2mm至约1.5mm、约0.2mm至约1.3mm，以及约0.2mm至约1.0mm，或者其间的任何范围。根据一些方面，基材10包括压缩应力区50(参见图1)，其从主表面12、14中的至少一者延伸到选定深度52。本文所用的“选定深度”(例如选定深度52)、“层深度”和“DOL”可互换使用以限定基材10中包含大于约0.1MPa的压缩应力的压缩应力区50的范围。本文所用的“最大压缩应力”定义为在基材10中的压缩应力区50内的最大压缩应力。在一些实施方式中，最大压缩应力在限定压缩应力区50的所述一个或多个主表面12、14处或其附近获得。在另一些实施方式中，最大压缩应力在所述一个或多个主表面12、14与压缩应力区50的选定深度52之间获得。
在制品100的一些实施方式中，如图1中的示例性形式所示，基材10选自化学强化的硅铝酸盐玻璃。在另一些实施方式中，基材10选自具有压缩应力区50的化学强化的硅铝酸盐玻璃，所述压缩应力区50延伸到大于10μm的第一选定深度52，并且最大压缩应力大于150MPa。在另一些实施方式中，基材10选自具有压缩应力区50的化学强化的硅铝酸盐玻璃，所述压缩应力区50延伸到大于25μm的第一选定深度52，并且最大压缩应力大于400MPa。制品100的基材10还可以包括一个或多个压缩应力区50，其从一个或多个主表面12、14延伸到一个或多个选定深度52，并且最大压缩应力大于约150MPa、大于200MPa、大于250MPa、大于300MPa、大于350MPa、大于400MPa、大于450MPa、大于500MPa、大于550MPa、大于600MPa、大于650MPa、大于700MPa、大于750MPa、大于800MPa、大于850MPa、大于900MPa、大于950MPa、大于1,000MPa，以及这些数值之间的所有最大压缩应力水平。另外，取决于基材10的厚度以及与产生压缩应力区50相关的处理条件，层深度(DOL)或第一选定深度52可以设置在10μm或更大、15μm或更大、20μm或更大、25μm或更大、30μm或更大、35μm或更大，并且达到甚至更高的深度。
类似地，对于玻璃陶瓷，针对制品100的基材10所选用的材料可以是同时具有玻璃相和陶瓷相的众多材料中的任何材料。例示的玻璃陶瓷包括玻璃相由硅酸盐、硼硅酸盐、硅铝酸盐或硼铝硅酸盐形成且陶瓷相由β-锂辉石、β-石英、霞石、六方钾霞石、透锂长石或三斜霞石形成的那些材料。
对于陶瓷，针对制品100的基材10所选用的材料可以是众多的无机晶体氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化合物和/或其它类似材料中的任何材料。示例性陶瓷包括那些具有氧化铝、钛酸铝、莫来石、堇青石、锆石、尖晶石、钙钛矿、氧化锆、氧化铈、碳化硅、氮化硅、硅铝氮氧化物或沸石相的材料。
如图1所示，制品100的实施方式可包括设置在基材10的一个或多个主表面12、14上方的光学涂层80和耐刮擦涂层90中的一种或多种。如图1所示，涂层80、90中的一种或多种被设置在ETC涂层70与基材10的主表面12之间。根据一些实施方式，涂层80、90也可以设置在基材10的主表面14的上方。对于光学涂层80，其可以包括例如抗反射(AR)涂层、用于紫外、可见和/或红外应用的防眩光涂层、带通滤波器涂层、边缘中性镜和分光束涂层、多层高反射率涂层和边缘滤波器涂层。但应理解，也可以使用其他光学功能涂层以使所得的制品100实现所需的光学性质。
光学涂层80的源材料可以包括多层涂层，其中每一层具有不同的折射率。在一些实施方式中，多层涂层包括一个或多个低折射率层和一个或多个高折射率层，它们按顺序彼此交替。例如，光学涂层80可以包括折射率为约1.3至约1.6的低折射率材料L，折射率为约1.6至约1.7的中等折射率材料M，或者折射率为约1.7至约3.0的高折射率材料H。本文所用的术语“折射率(index)和“折射指数(refractive index)”均指材料的折射率。合适的低折射率材料的实例包括二氧化硅、熔凝二氧化硅、氟掺杂的熔凝二氧化硅、MgF2、CaF2、YF和YbF3。合适的中等折射率材料的实例包括Al2O3。合适的高折射率材料的实例包括ZrO2、HfO2、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、Y2O3、Si3N4、SrTiO3和WO3。在一些实施方式中，光学涂层80的源材料还可以包括透明氧化物涂层(TCO)材料。合适的TCO材料的实例还可以包括但不限于氧化铟锡(ITO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)、锌稳定的氧化铟锡(IZO)、In2O3和适于形成掺杂的金属氧化物涂层的其他二元氧化物、三元氧化物或四元氧化物化合物。
光学涂层80的源材料可以作为单层涂层或多层涂层来沉积。在一些实施方式中，使用低折射率材料L作为光学涂层源材料来形成单层涂层。在另一些实施方式中，使用MgF2光学涂层源材料来形成单层涂层。单层涂层可以具有选定的厚度。在一些实施方式中，单层涂层的厚度可以大于或等于50nm、60nm或70nm。在一些实施方式中，单层涂层的厚度可以小于或等于2,000nm、1,500nm、1,000nm、500nm、250nm、150nm或100nm。
光学涂层80的源材料也可以作为多层涂层来沉积。在一些实施方式中，多层涂层可以包括低折射率材料L、中等折射率材料M和高折射率材料H的交替层。在另一些实施方式中，多层涂层可以包括高折射率材料H和下述中的一种的交替层：(i)低折射率材料L或(ii)中等折射率材料M。可以沉积各个层以使各层的顺序为H(L或M)或者(L或M)H。每对层——H(L或M)或者(L或M)H——可以形成涂层周期或者周期。光学涂层80可以包括至少一个涂层周期，以提供所需的光学性质，例如包括但不限于抗反射性质。在一些实施方式中，光学涂层80包括多个涂层周期，其中，每个涂层周期由低折射率材料或中等折射率材料中的一种以及一个高折射率材料构成。多层涂层中存在的涂层周期的数目可以是1至1000。在一些实施方式中，多层涂层中存在的涂层周期的数目可以是1至500、2至500、2至200、2至100或2至20。
在一些实施方式中，可以对光学涂层80的源材料进行选择，以在各个涂层周期中使用相同的折射率材料，或者在另一些实施方式中，可以对光学涂层的源材料进行选择，以在各个涂层周期中使用不同的折射率材料。例如，在具有两个涂层周期的光学涂层80中，第一涂层周期可以仅包括SiO2，第二周期可以包括TiO2/SiO2。改变交替的各层及涂层周期的能力可以允许形成具有所需光学性质、并且包括AR涂层的复杂滤光器。
光学涂层80的涂层周期中的各个层，即H层和L(或M)层，其厚度可以独立地为约5nm至约200nm、约5nm至约150nm或约25nm至约100nm。多层涂层的厚度可以是约100nm至约2000nm、约150nm至约1500nm、约200nm至约1250nm或约400nm至约1200nm。
关于耐刮擦涂层90，其可以包括设置在基材10的一个或多个主表面12、14上方的一个或多个耐刮擦层(例如，类金刚石碳、Al2O3、AlN、AlOxNy、Si3N4、SiOxNy、SiuAlxOyNz、TiN、TiC)。如图1所示，耐刮擦涂层90可被设置在ETC涂层70与基材10的主表面12之间。根据一些实施方式，涂层90也可被设置在基材10的主表面14的上方。
本文所述的制品还可以包括SiO2盖层(在图1中未示出)，其位于与ETC涂层70接触的光学涂层80、耐刮擦涂层90或基材10的主表面12、14的最终层上。在一些方面中，盖层可改进具有盖层的制品100的部件与结合的ETC组成部之间的结合。在一些实施方式中，当光学涂层80的最终涂层周期的最终层是高折射率层时，添加盖层。在另一些实施方式中，当光学涂层80的最终涂层周期的最终层不是SiO2时，添加盖层。在另一些实施方式中，当光学涂层80的最终涂层周期的最终层是SiO2时，可以任选地添加盖层。在一些实施方式中，盖层的厚度可以是约20nm至约400nm、约20nm至约300nm、约20nm至约250nm或约20nm至约200nm。在另一些实施方式中，盖层的厚度可以是约1nm至约400nm、约1nm至约300nm、约1nm至约200nm、约1nm至约100nm、约1nm至约50nm或约1nm至约10nm。
光学涂层80的各层可使用各种方法来沉积，包括物理气相沉积(“PVD”)、电子束沉积(“e束”或“EB”)、离子辅助沉积-EB(“IAD-EB”)、激光烧蚀、真空电弧沉积、热蒸发、溅射、等离子增强的化学气相沉积(PECVD)以及其他类似的沉积技术。
在一些实施方式中，图1所示的制品100包括：包含主表面12、14的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材10；以及设置在一个或多个主表面12、14上方的易清洁(ETC)涂层70。涂层70可包括结合的ETC组成部72和移动的ETC组成部76。此外，结合的ETC组成部72包括全氟聚醚(PFPE)硅烷，并且厚度72a在约1nm至约20nm之间。此外，移动的ETC组成部76被设置在结合的ETC组成部72上或结合的ETC组成部72内，并且其包括氟化材料，移动的ETC组成部76被构造用于相对于结合的ETC组成部72移动。假定以这样的构造将移动的ETC组成部76设置在结合的ETC组成部72上或结合的ETC组成部72内，则ETC组成部76相对于结合的ETC组成部72可以是可溶的，部分可溶的或不可溶的。
根据一个实施方式，在图2A中描绘了具有与图1所示且如上所述的制品100的实施方式相当的构造的制品200，特别是关于其ETC涂层。更具体地，制品200(如在图2A的右侧的步骤230a处所示)包括：包含二氧化硅和主表面112、114的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材110；以及设置在主表面112上方的易清洁(ETC)涂层170b。涂层170b可包括结合的ETC组成部172和移动的ETC组成部176b。结合的ETC组成部172包括全氟聚醚(PFPE)硅烷，并且厚度在约1nm至约20nm之间。此外，移动的ETC组成部176b被设置在结合的ETC组成部172上，并且包括氟化材料。进一步地，移动的ETC组成部176b被构造成相对于结合的ETC组成部172移动。在实施方式中，移动的ETC组成部176b包括与结合的ETC组成部172的PFPE硅烷相同或基本相似的PFPE硅烷。在一些实施方式中，移动的ETC组成部176b在结合的ETC组成部172中至少部分可溶；相应地，在这种构造中，移动的ETC组成部176b被设置在结合的ETC组成部172上或结合的ETC组成部172内。
在另一些实施方式中，图1所示的制品100被构造成使移动的ETC组成部76设置在结合的ETC组成部72上并且包括PFPE油。假定以这样的构造将移动的ETC组成部76设置在结合的ETC组成部72之上并且其包括PFPE油，则ETC组成部76相对于结合的ETC组成部72可以是可溶的，部分可溶的或不可溶的。根据一个实施方式，在图2B中描绘了具有与图1所示且如上所述的制品100的实施方式相当的构造的制品300(即，具有包含PFPE油的移动的ETC组成部76)。更具体地，制品300(如在图2B的右侧的步骤340a处所示)包括：包含二氧化硅和主表面212、214的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材110；以及设置在主表面112上方的易清洁(ETC)涂层270b。涂层270b可包括结合的ETC组成部272和移动的ETC组成部276b。结合的ETC组成部272包括全氟聚醚(PFPE)硅烷，并且厚度在约1nm至约20nm之间。此外，移动的ETC组成部276b被设置在结合的ETC组成部272上，并且包括PFPE油。进一步地，移动的ETC组成部276b被构造成相对于结合的ETC组成部272移动。在一些实施方式中，移动的ETC组成部276b在结合的ETC组成部272中至少部分可溶；相应地，在这种构造中，移动的ETC组成部276b被设置在结合的ETC组成部272上。
ETC涂层源材料用于形成图1、2A和2B所示的制品100、200、300的ETC涂层70、170b、270b。ETC涂层源材料可以包括全氟聚醚(PFPE)硅烷、全氟聚醚(PFPE)烷氧基硅烷、这些PFPE的共聚物以及这些PFPE的混合物。在本公开的制品的某些示例性实施方式中，ETC涂层可包括式[CF3CF2CF2O)a]ySiX4-y的全氟丙醚(PFPE)硅烷，其中，a是5至50，y＝1或2，并且X是—Cl、乙酰氧基、—OCH3或OCH2H3，其中，全氟聚醚链总长度是从硅原子到链端部的最大长度，其是6-130个碳原子。在另一些方面中，上式中的“a”可以在约10至30的范围内。进一步地，应理解，上文的PFPE式仅是适用于本公开的ETC涂层的许多合适的PFPE类型中的一种；因此，其仅是作为一种示例化学来提供，而绝不旨在是限制适于本公开的ETC涂层的化学式或化学式混合。因此，在ETC涂层中可以使用其他PFPE，这些PFPE相对于上文提供的示例形式改变了全氟聚醚链的结构和/或连接化学。例如，根据一些实施方式，购自大金工业株式会社(Daikin Industries)的OptoolTM UF503氟化涂层材料是可用于ETC涂层70、170b、270b的另一种合适的PFPE。如本文中所使用的，以纳米(“nm”)为单位的碳链的长度是沿着链的最大长度的碳-碳键的数目乘以碳-碳单键的长度0.154nm的乘积。在一些实施方式中，全氟聚醚(PFPE)基团的碳链长度可以在以下范围内：约0.1nm至约50nm、约0.5nm至约25nm或约1nm至约20nm。同样如之前所述，用于制品100、200、300的ETC涂层70、170b、270b的实施方式(参见图1、2A、2B)可包括结合的ETC组成部72、172、272，所述结合的ETC组成部72、172、272含有前述任意PFPE。进一步地，在一些实施方式中，制品100、200的ETC涂层70包括移动的ETC组成部76、176b、276b，所述移动的ETC组成部76、176b、276b含有前述任意PFPE。
同样如之前所述，用于制品100、300的ETC涂层70、270b的实施方式(参见图1、2B)可包括移动的ETC组成部76、276b，所述移动的ETC组成部76、276b含有PFPE油。根据一些实施方式，用作移动的ETC组成部76、276b的PFPE油是可溶于结合的ETC组成部72、272中的润滑油。一般来说，PFPE油以抗氧化性为特征。在另一些方面中，移动的ETC组成部76、276b的PFPE油是设置在结合的ETC组成部72、272上方的离散层。在另一些方面中，移动的ETC组成部76、276b的PFPE油是溶解的层和离散的层的组合。根据一些实施方式，用于移动的ETC组成部的PFPE油可包括SolvayZ型油、Y型油、K型油、KrytoxTMK型油(购自科慕公司(Chemours Company))、DemnumTM型油(购自大金工业株式会社)或其他类似的PFPE油。进一步地，在图3中以示例性的形式示出了作为移动的ETC组成部的这些PFPE油的组成(以及示例性的结合的ETC组成部的组成)。例如，K型PFPE油可通过理想真空产品有限公司(Ideal Vacuum Products LLC)采购[或直接获自索尔维公司(Solvay)]并根据本公开的实施方式来使用。又例如，根据本公开的实施方式，Z型PFPE油可获自索尔维公司，并且DemnumTM PFPE油可通过Nye润滑剂公司(NyeLubricants)采购(或直接获自大金工业株式会社)，并且根据本公开的实施方式来使用这些PFPE油。不囿于理论，可合理地预计PFPE油的分子量在ETC涂层中可影响性能。例如，根据结合的ETC组成部的分子量和形状(线性对比支化)与PFPE油的是否相同，可预计作为移动的ETC组成部的PFPE油的稳定程度的差异。
ETC涂层70、170b、270b的厚度(例如图1所示的ETC涂层70的厚度72a)可以变化，并且可施涂所述厚度，使得涂层70、170b、270b的厚度足以覆盖基材10、110的整个主表面12、112和/或14、114，光学涂层80和/或耐刮擦涂层90；提供ETC涂层的致密覆盖；和/或确保更好的可靠性。在一些实施方式中，ETC涂层的厚度可以是约0.5nm至约50nm、约1nm至约25nm、约4nm至约25nm或约5nm至约20nm。在另一些实施方式中，ETC涂层的厚度可以是约10nm至约50nm。
在一些实施方式中，本公开的制品100、200、300被构造成使ETC涂层70、170b、270b的特征在于具有高耐久性。因此，制品100、200、300的一些实施方式被构造成根据钢丝绒测试(即，如下所述)，在1kg的载荷下经受2,000次往复循环后，ETC涂层70、170b、270b的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。根据钢丝绒测试，在1kg的载荷下经受3,500次往复循环后，ETC涂层70、170b、270b的暴露表面还可包括至少70度的与水的平均接触角。在另一些方面中，根据钢丝绒测试，在经受2,000或3,500次所述循环后，所述表面保留至少70度、75度、80度、85度、90度、95度、100度、105度、110度或115度的与水的平均接触角(包括这些水平之间的所有平均接触角)。进一步地，本公开的制品100、200、300的一些实施方式被构造成根据钢丝绒测试，在1kg的载荷下经受超过3,500次往复循环后，ETC涂层的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。
本文所用的“钢丝绒测试”是用于确定设置在本公开的制品(例如图1、2A和2B中所示的制品100、200、300)中所用的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材(例如图1、2A和2B中所示的基材10、110)上方的ETC涂层的耐久性的测试。在钢丝绒测试开始时，对特定样品进行一次或多次的水接触角的测量以获得可靠的初始水接触角。可使用克吕士公司(Krüss GmbH)的DSA100液滴形状分析仪或类似仪器来进行这些水接触角测量。在测量了初始水接触角之后，将Bonstar株式会社的Bonstar#0000钢丝绒垫固定于泰伯尔工业公司(Industries)的5750线性研磨仪的臂上。然后，在1kg的载荷下，使钢丝绒垫接触样品(在ETC涂层上)并设置60次循环/分钟的往复运动。接着，在2000次循环、3500次循环和/或另外规定的持续时间后，对样品测量平均接触角。不囿于理论，可采用钢丝绒测试的变化形式，例如，用布而不是钢丝绒垫进行往复研磨循环。本公开技术领域的普通技术人员则可以将根据钢丝绒测试给出的本公开制品的特性(例如，在设置的循环次数后的平均接触角)外推到任何这样的变化形式。
在实施方式中，制品100、200、300(参见图1、2A和2B)被构造用于确保与ETC涂层相关的可辨别的雾度为最小至零雾度。例如，这些制品可包括通过ETC涂层70、170b、270b和玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材10、110的小于或等于约5％的雾度。在某些方面中，通过ETC涂层70、170b、270b和玻璃基材10、110的所述雾度等于或小于5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％、1％、0.75％、0.5％或0.25％(包括这些水平之间的所有雾度水平)。在另一些实施方式中，制品100、200、300包括防眩光结构形式的光学涂层80，其本质上是朦胧的；因此，可将通过ETC涂层70、170b、270b、光学涂层80的防眩光结构和基材10、110的雾度水平设置为10％或更高、5％或更高、或高于这些较低的雾度极限的另一个雾度水平。在另一些实施方式中，结合了明显雾度(>5％)作为其部分功能的制品100、200、300(不限于采用具有防眩光结构的光学涂层80的那些制品)；本公开的ETC涂层；以及本文中用于制造其的方法，它们可用于改进ETC涂层的耐久性，同时将雾度保持到或以其他方式控制到所需水平以用于特定的应用。本文中所用的术语“雾度”是指根据标题为“Standard Test Methodfor Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics”(《透明塑料的雾度和光透射率的标准测试方法》)的ASTM程序D1003，在约±2.5°的角锥以外散射的透射光的百分数，所述ASTM程序D1003的全部内容通过引用纳入本文。对于光学平滑表面，透射雾度通常接近于零。
用于本公开制品的ETC涂层70、170b、270b可以各种方式施涂于基材10、100的一个或多个主表面12、14、112、114(参见图1、2A和2B)上或上方。根据一些实施方式，ETC涂层的结合的ETC组成部和移动的ETC组成部可通过各种方法来沉积，包括但不限于喷涂、浸涂、旋涂和气相沉积。用于沉积ETC涂层的气相沉积方法可包括但不限于物理气相沉积(“PVD”)、电子束沉积(“e束”或“EB”)、离子辅助沉积-EB(“IAD-EB”)、激光烧蚀、真空电弧沉积、热蒸发、溅射、等离子增强的化学气相沉积(PECVD)以及其他类似的气相沉积技术。
根据另一个实施方式，制造本公开的制品(例如图1、2A和2B所示的制品100、200、300)的方法可包括：将易清洁(ETC)涂层前体沉积在玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材的主表面上方；固化ETC涂层前体以限定包含结合的ETC组成部的经固化的ETC涂层前体；以及处理经固化的ETC涂层前体以限定包含结合的ETC组成部和移动的ETC组成部的ETC涂层(例如ETC涂层70、170b、270b)。进一步地，结合的ETC组成部包括全氟聚醚(PFPE)硅烷，并且厚度在约1nm至约20nm之间。此外，移动的ETC组成部被设置在结合的ETC组成部之上或之内，并且其包括氟化材料，移动的ETC组成部被构造成相对于结合的ETC组成部移动。
根据一个实施方式，可进行所述方法，以使移动的ETC组成部包括结合的ETC组成部的PFPE硅烷。进一步地，处理步骤可包括：受控擦拭经固化的ETC涂层前体以限定ETC涂层(例如ETC涂层70、170b、270b)。在实施方式中，进行所述方法，使得在固化步骤后，或者在一些情况中，在处理步骤后，刚制备的所述制品包括通过ETC涂层和基材的小于或等于约5％的雾度。此外，可通过各种手动、半手动或自动技术中的任一种来进行处理步骤，例如轻轻刷动、短暂的溶剂浸泡、自动擦拭等。例如，如图2A示意性所示，制品200可通过下述步骤来制造：进行沉积步骤210以将ETC涂层前体沉积在含二氧化硅的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材110的主表面112上方。在沉积了前体后，接着可在固化步骤220期间进行固化，固化的温度和时间适于前体的特定PFPE组成，从而限定经固化的ETC前体170a。经固化的ETC涂层前体包括结合的ETC组成部172和移动的ETC组成部176b。本质上，移动的ETC组成部176a是作为结合的ETC组成部172结合到基材的ETC材料的剩余、过量的部分。此时，在图2A所示的方法中，在擦拭步骤230中利用受控擦拭来处理经固化的ETC前体170a，以限定ETC涂层170b。本文所用的术语“受控擦拭”和“受控地擦拭”是指在具有或不具溶剂的情况下(例如用异丙醇稍微饱和的纤维布)，通过机械手段(例如手动、半手动和/或自动机械手段，包括但不限于轻轻刷动、纤维布擦拭等)对经固化的ETC涂层或前体进行的任何擦拭，其使得在结合的ETC组成部上方具有移动的ETC材料的至少一个单层(即，分子尺寸或更大)或多个移动的ETC材料的液滴的残余层。如步骤230a所示，由擦拭步骤230得到的ETC涂层170b包括结合的ETC组成部172和移动的ETC组成部176b。
根据另一个实施方式，可进行所述方法，使得处理经固化的ETC涂层前体可包括：将PFPE油沉积在经固化的ETC涂层前体上方以限定ETC涂层，其中，移动的ETC组成部包括PFPE油。在一些方面中，还可进行所述方法，使得处理经固化的ETC涂层前体还包括：在将PFPE油沉积在经固化的ETC涂层前体上方的步骤之前，用溶剂清洗经固化的ETC涂层前体，并且进一步地，进行所述清洗以移除在基材的主表面上方的过量的ETC涂层前体和经固化的ETC涂层前体中的至少一种。例如，如图2B示意性所示，制品300可通过下述步骤来制造：进行沉积步骤310以将ETC涂层前体沉积在含二氧化硅的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材110的主表面112上方。在沉积了前体后，接着可在固化步骤320期间进行固化，固化的温度和时间适于前体的特定PFPE组成，从而限定经固化的ETC前体270a。经固化的ETC涂层前体包括结合的ETC组成部272和移动的ETC组成部276b。本质上，移动的ETC组成部276a是作为结合的ETC组成部272结合到基材的ETC材料的剩余、过量的部分。此时，在图2B所示的方法中，在清洗步骤330中处理经固化的ETC前体270a，例如超声溶剂清洗，以移除ETC材料的过量部分，即，移动的ETC组成部276a。在完成了清洗步骤330后，结合的ETC组成部272保留在基材110上，而移动的ETC组成部已经被移除。接着，可进行所述方法，以进行沉积步骤340，在沉积步骤340中，将PFPE油沉积在结合的ETC组成部272上方(例如通过喷洒)。如步骤340a所示，得到的制品300被构造成使得PFPE油是移动的ETC组成部276b，如布置在结合的ETC组成部272的上方。
可以将本文公开的制品并入另一种制品中，例如具有显示器(或显示制品)的制品(例如消费电子器件，包括手机、平板电脑、计算机、导航系统等)；建筑制品；运输制品(例如汽车、火车、飞行器、船舶等)、器具制品或需要一定的透明度、防污/防指纹性质、耐刮擦、耐磨损性或以上性质的组合的任意制品。图8A和8B示出了包含本文公开的任何一种玻璃制品的示例性制品。具体地，图8A和8B示出了消费电子装置400，其包括壳体402，所述壳体402具有前表面404、后表面406和侧表面408；电子部件(未示出)，其至少部分或完全位于所述壳体内并且至少包括控制器、存储器和显示器410，其位于壳体的前表面处或与之相邻处；以及盖板基材412，其在壳体的前表面处或壳体的前表面上方以使盖板基材412在显示器上方。在一些实施方式中，盖板基材412或一部分壳体402中的至少一者可以包含本文公开的任一种玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制品。
实施例
以下实施例表示本公开的某些非限制性实施方式。
实施例1：
如图4所示，该图是根据本公开的实施方式，对于涂覆有PFPE硅烷且经受手动擦拭(Ex.4B)或溶剂清洗(Ex.4A)行为的玻璃基材，其平均水接触角根据钢丝绒测试的往复循环次数而变化的图表。也就是说，在实施例1中，根据本公开的原理，利用强化玻璃基材以及设置在所述基材的主表面上的光学、AR涂层来制造制品。然后，在光学涂层上方，用包含PFPE硅烷的ETC涂层涂覆这些基材，接着进行固化。用3MTM NovecTM 7200工程流体对一组这些样品进行溶剂清洗，标记为“Ex.4A”；使另一组样品经受受控的擦拭行为，受控擦拭包括用被异丙醇(IPA)轻微饱和的无绒软布手动擦拭的动作，标记为“Ex.4B”。如图4所示，经受手动擦拭行为的Ex.4B样品在钢丝绒测试中的3500次循环后，保留约100度的平均接触角。相反，经受溶剂清洗的Ex.4A样品在钢丝绒测试中的3500次循环后，保留小于约90度的平均接触角。因此，通过使用某种处理方法(例如手动擦拭)，具有ETC涂层的制品可保留显著的ETC涂层耐久性，该处理方法确保了在结合的ETC组成部上方保留有起移动的ETC组成部作用的显著量的ETC涂层。换言之，认为溶剂清洗最大程度地减小和/或移除了移动的ETC组成部，由此得到了Ex.4A样品的较低的平均接触角。
实施例2：
如图5所示，该图是根据本公开的实施方式，对于涂覆有PFPE硅烷、并且经受手动擦拭行为(Ex.5A)、溶剂清洗行为(Ex.5C)或溶剂清洗和Y型PFPE油施涂(Ex.5B1&Ex.5B2)的玻璃基材，其平均水接触角根据钢丝绒测试的往复循环次数而变化的图表。也就是说，在实施例2中，根据本公开的原理，利用强化玻璃基材以及设置在所述基材的主表面上的光学、AR涂层来制造制品。然后，在光学涂层上方，用包含PFPE硅烷(OptoolTMUF503PFPE)的ETC涂层涂覆这些基材，接着进行固化。使一组这些样品经受溶剂清洗(即，用3MTM NovecTM 7200工程流体清洗)，标记为“Ex.5C”；使另一组样品经受受控的擦拭行为(即，用被IPA轻微饱和的无绒软布擦拭)，标记为“Ex.5A”。进一步地，使两组样品经受溶剂清洗，随后分别用Y 06/6和25/6PFPE油喷洒，分别标记为“Ex.5B1和Ex.5B2”。在这些样品中，经受溶剂清洗但没有任何PFPE油的组(Ex.5C)结果最差，其显示在钢丝绒测试中的3500次循环后，平均水接触角小于100度(约80度)。不囿于理论，经受溶剂清洗的样品(例如Ex.5C)显示低的ETC涂层耐久性，因为认为清洗移除了过量的ETC以及导致接触角增大的任何暴露的硅烷基团。相反，由于经受了受控的手动擦拭(Ex.5A)(而不是溶剂清洗)，具有PFPE油(Ex.5B1和Ex.5B2)和过量ETC的样品在钢丝绒测试中的3500次循环后，保留约100-105度的平均接触角。
如下表1所示，对实施例2的样品进行的表面能测量证明了与钢丝绒测试中观察到的相似趋势。如本公开技术领域的普通技术人员所理解的，使用Wu方法，用三种流体在Krüss DSA100液滴形状分析仪上进行这些表面能测量。在表1中，“W”是针对水测得的接触角；“HD”是针对十六烷测得的接触角；并且“DIM”是针对二碘甲烷测得的接触角，所有的接触角的单位为度。进一步地，“D”、“P”和“T”分别是针对每个样品测得的色散表面能分量、极性表面能分量和总表面能值，它们的单位为毫牛顿/米(mN/m)。具体地，表1显示，Y型PFPE油样品(Ex.5B1和Ex.5B2)的表面能测量值与经受溶剂清洗但没有附加的PFPE油的对照样品(Ex.5C)的相似。相反，经受ETC涂覆及随后的受控手动擦拭的样品(Ex.5A)展现出比其他样品(Ex.5B1、Ex.5B2和Ex.5C)稍微更高的极性和色散分量以及总表面能。不囿于理论，认为经受了用IPA受控擦拭的样品的较高的总表面能和表面能分量值是因为受控擦拭留下了移动的ETC的薄层，即，一定量的未反应的硅烷。
表1
实施例3：
如图6所示，该图是根据本公开的实施方式，对于涂覆有PFPE硅烷，并且经受手动擦拭行为(Ex.6A)、溶剂清洗行为(Ex.6C)、溶剂清洗和DemnumTM PFPE油施涂(Ex.6B1)、或者溶剂清洗和Z型PFPE油施涂(Ex.6B2)的玻璃基材，其平均水接触角根据钢丝绒测试的往复循环次数而变化的图表。也就是说，在实施例3中，根据本公开的原理，与实施例1和2中制备的样品一致来制造制品。然后，在光学涂层上方，用包含PFPE硅烷(OptoolTMUF503PFPE)的ETC涂层涂覆这些基材，接着进行固化。使一组这些样品经受溶剂清洗(HFE7200溶剂)，标记为“Ex.6C”；使另一组样品经受受控手动的擦拭行为，标记为“Ex.6A”。进一步地，使两组样品经受溶剂清洗，随后分别用DemnumTM和Z型PFPE油喷洒，分别标记为“Ex.6B1和Ex.6B2”。在这些样品中，经受溶剂清洗但没有任何PFPE油的组(Ex.6C)结果最差，其显示在钢丝绒测试中的仅2000次循环后，平均水接触角就小于60度。相反，由于经受了受控的手动擦拭(Ex.6A)(而不是溶剂清洗)，具有PFPE油(Ex.6B1和Ex.6B2)和过量ETC的样品在钢丝绒测试中的3500次循环后，保留接近60度或更大的平均接触角。
实施例4
如图7所示，该图是根据本公开的实施方式，对于涂覆有PFPE硅烷，并且经受手动擦拭行为(Ex.7A)、溶剂清洗行为(Ex.7C)、溶剂清洗和DemnumTM PFPE油施涂(Ex.7B1)、或者溶剂清洗和Z型PFPE油施涂(Ex.7B2)的玻璃基材，其平均水接触角根据钢丝绒测试的往复循环次数而变化的图表。也就是说，在实施例4中，与实施例3中所使用的步骤一致来制造制品，但是是在不同的制造设施上来制造。然后，在光学涂层上方，用包含PFPE硅烷(OptoolTM UF503 PFPE)的ETC涂层涂覆这些基材，接着进行固化。使一组这些样品经受溶剂清洗(HFE 7200溶剂)，标记为“Ex.7C”；使另一组样品经受受控的手动擦拭行为，标记为“Ex.7A”。进一步地，使两组样品经受溶剂清洗，随后分别用DemnumTM和Z型PFPE油喷洒，分别标记为“Ex.7B1和Ex.7B2”。在这些样品中，经受溶剂清洗但没有任何PFPE油的组(Ex.7C)结果最差，其显示在钢丝绒测试中的3500次循环后，平均水接触角为约95度。相反，由于经受了受控的手动擦拭(Ex.7A)(而不是溶剂清洗)，具有PFPE油(Ex.7B1和Ex.7B2)和过量ETC的样品在钢丝绒测试中的3500次循环后，保留约100度或更大的平均接触角。
可以对本公开的上述实施方式进行许多改变和调整而基本上不偏离本公开的精神和各种原理。所有这些变动和修改旨在包括在该说明书和所附权利要求保护的范围内。

Claims (25)

1.一种制品，其包括：
包含主表面的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材；和
设置在主表面上方的易清洁(ETC)涂层，该涂层包括结合的ETC组成部和移动的ETC组成部，
其中，结合的ETC组成部包括全氟聚醚(PFPE)硅烷，并且
进一步地，移动的ETC组成部被设置在结合的ETC组成部之上或之内，并且其包括氟化材料，移动的ETC组成部被构造成相对于结合的ETC组成部移动。
2.根据权利要求1所述的制品，其中，移动的ETC组成部在结合的ETC组成部中至少部分可溶。
3.根据权利要求1或2所述的制品，其中，根据钢丝绒测试，在1kg的载荷下经受2000次往复循环后，ETC涂层的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。
4.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中，根据钢丝绒测试，在1kg的载荷下经受3500次往复循环后，ETC涂层的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。
5.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中，所述制品包括通过涂层和基材的小于或等于约5％的雾度。
6.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中，所述基材包括玻璃组合物和压缩应力区，所述压缩应力区从主表面延伸到基材中的第一选定深度。
7.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中，移动的ETC组成部包括结合的ETC组成部的PFPE硅烷。
8.根据前述任一项权利要求所述的制品，其还包括：
设置在基材的主表面与ETC涂层之间的光学涂层，其中，所述光学涂层是多层涂层。
9.根据前述任一项权利要求所述的制品，其还包括：
设置在基材的主表面与ETC涂层之间的耐刮擦涂层，其中，所述耐刮擦涂层包括金属氧化物和金属氮化物中的至少一种。
10.根据前述任一项权利要求所述的制品，其中，结合的ETC组成部还包括约1nm至约20nm的厚度。
11.一种制品，其包括：
包含主表面的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材；和
设置在主表面上方的易清洁(ETC)涂层，该涂层包括结合的ETC组成部和移动的ETC组成部，
其中，结合的ETC组成部包括全氟聚醚(PFPE)硅烷，并且
进一步地，移动的ETC组成部被设置在结合的ETC组成部上，并且其包括PFPE油，移动的ETC组成部被构造成相对于结合的ETC组成部移动。
12.根据权利要求11所述的制品，其中，根据钢丝绒测试，在1kg的载荷下经受2000次往复循环后，ETC涂层的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。
13.根据权利要求11或12所述的制品，其中，根据钢丝绒测试，在1kg的载荷下经受3500次往复循环后，ETC涂层的暴露表面包括至少70度的与水的平均接触角。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的制品，其中，所述制品包括通过涂层和基材的小于或等于约5％的雾度。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的制品，其中，所述基材包括玻璃组合物和压缩应力区，所述压缩应力区从主表面延伸到基材中的第一选定深度。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的制品，其还包括：
设置在基材的主表面与ETC涂层之间的光学涂层，其中，所述光学涂层是多层涂层。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的制品，其还包括：
设置在基材的主表面与ETC涂层之间的耐刮擦涂层，其中，所述耐刮擦涂层包括金属氧化物和金属氮化物中的至少一种。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的制品，其中，结合的ETC组成部还包括约1nm至约20nm的厚度。
19.一种制造制品的方法，所述方法包括：
将易清洁(ETC)涂层前体沉积在玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材的主表面上方；
固化ETC涂层前体以限定包含结合的ETC组成部的经固化的ETC涂层前体；以及
处理经固化的ETC涂层前体以限定包含结合的ETC组成部和移动的ETC组成部的ETC涂层，
其中，结合的ETC组成部包括全氟聚醚(PFPE)硅烷，并且
进一步地，移动的ETC组成部被设置在结合的ETC组成部之上或之内，并且其包括氟化材料，移动的ETC组成部被构造成相对于结合的ETC组成部移动。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，移动的ETC组成部包括结合的ETC组成部的PFPE硅烷，并且所述处理包括对经固化的ETC涂层前体进行受控擦拭以限定ETC涂层。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，在固化步骤后，所述制品包括通过ETC涂层和基材的小于或等于约5％的雾度。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其中，处理经固化的ETC涂层前体包括将PFPE油沉积在经固化的ETC涂层前体上方以限定ETC涂层，其中，移动的ETC组成部包括PFPE油。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，处理经固化的ETC涂层前体还包括：在将PFPE油沉积在经固化的ETC涂层前体上方的步骤之前，用溶剂清洗经固化的ETC涂层前体，并且进一步地，进行所述清洗以移除在基材的主表面上方的过量的ETC涂层前体和经固化的ETC涂层前体中的至少一种。
24.根据权利要求19-23中任一项所述的方法，其中，结合的ETC组成部还包括约1nm至约20nm的厚度。
25.一种消费电子产品，其包括：
壳体，所述壳体具有前表面、后表面和侧表面；
至少部分位于所述壳体内的电子部件，所述电子部件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器位于所述壳体的前表面处或附近；以及
盖板基材，其设置在所述显示器上方，
其中，所述壳体的一部分或者所述盖板基材中的至少一者包括如权利要求1-18中任一项所述的制品。
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