CN111333340B - 一种高清晰度无闪烁蚀刻玻璃及其制造工艺和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高清晰度无闪烁蚀刻玻璃，其光泽度为110～145，雾度为3～10，清晰度为90%～99.5%；其正面为平均粗糙度为0.025μm～0.050μm的具有凹坑和凸起的不规则凹凸镜表面，各凹坑的平均弦长为1.8μm～10.0μm，凹坑的底部到凸起的顶部之间的平均深度为0.2μm～0.7μm；各凸起的平均弦长为0.1μm～0.5μm；放大500倍观察其正面250μm*250μm的区域时，有800～2500个不规则的凸起，不规则的凸起组成微凸透镜的阵列。本发明通过创新的喷砂蚀刻工艺缩小蚀刻玻璃正面凸点的球面半径，缩短微凸透镜的焦距，让光线的焦点更贴近玻璃表面，让高像素显示装置的亮度更亮更均匀化，肉眼不容易再看到聚焦点的闪烁。

Description

一种高清晰度无闪烁蚀刻玻璃及其制造工艺和应用
技术领域
本发明涉及显示器装置领域，尤其涉及一种高清晰度无闪烁蚀刻玻璃及其制造工艺和应用。
背景技术
传统的AG玻璃是用于应对来自显示器外部的光线对玻璃镜面产生的光反射，只要在玻璃上制造深度为2微米至10微米的凹凸不平的连为一片的凹坑基本上就可以消除外来光的干扰。如中国专利申请号201580051541.X所述的显示装置用的防眩性玻璃板物品，经粗糙化的表面通常具备：算术平均粗糙度Ra为0.01～0.1μm、平均间隔RSm为1～20μm的凹凸连续的表面；以及分散于该表面的、入口部为圆形且直径3～20μm并且自该入口部起的深度为0.2～1.5μm的凹坑体，对于经粗糙化的表面在观察250μm×250μm的区域时，有60～600个凹坑。为实现玻璃的粗糙化效果，该专利申请文件于其说明书第45段进一步教导，#6000～#8000的材料的粒径小而容易使喷砂工序的效率降低，因此喷射材料的粒度优选为#1000～#4000(即11.9μm～3.1μm)，更优选为#1200～#3000。然而随着显示屏分辨率从2K普及为4K，并开始出现8k显示屏，显示屏的像素点越来越密集，三色光像素点间距越来越近，使用常规喷射粒度喷砂制备的蚀刻玻璃作为显示屏的表面玻璃，出现了光闪烁现象。
这种雪花状光闪烁对人眼的危害很大，尤其在高速行驶的车辆、飞机和宇宙飞船上，这种光闪烁会产生耀眼的光芒使人无法一眼看清显示图像，导致误读误判。随着移动显示、车载显示上大量采用4K、8K高像素点的显示器，同样面积的显示器采用越高像素的显示屏时，玻璃导光体的凸起聚焦闪点更明亮，屏幕闪烁更厉害，其危害更为严重。
另一方面，终端产品对玻璃盖板的透过率要求超过93％以上，通常采用在玻璃表面再镀一层AR高透膜的方式解决，这不但大大增加了产品的成本，而且镀膜材料和玻璃材料的介质不同会产生光折射，影响像素光的分辨率，而且镀AR膜产品，在室外等恶劣环境下使用膜层会产生黄变和脱落。浮法AG玻璃一般透过率为88％～91％，大猩猩玻璃的透过率会高些达到93～94％之间，但玻璃经AG蚀刻后由于玻璃表面的砂面白浊传统工艺无法完全去除，致使蚀刻后的玻璃的透过率都会比原版玻璃下降。鉴于此，高端显示屏市场急需开发出能够消除高像素显示屏闪烁、又能够保留防眩功能的高清晰度高透过率并且无浊度、触控顺滑度好的新型蚀刻玻璃产品。
发明内容
本发明的目的一在于提供一种高清晰度无闪烁蚀刻玻璃。
实现本发明目的一的技术方案是：一种高清晰度无闪烁蚀刻玻璃，其光泽度为110～145，雾度为3～10，清晰度为90％～99.5％；其正面为平均粗糙度为0.025μm～0.050μm的具有凹坑和凸起的不规则凹凸镜表面，各凹坑的平均弦长为1.8μm～10.0μm，凹坑的底部到凸起的顶部之间的平均深度为0.2μm～0.7μm；各凸起的平均弦长为0.1μm～0.5μm；放大500倍观察其正面250μm*250μm的区域时，有800～2500个不规则的凸起，不规则的凸起组成微凸透镜的阵列。
申请人研究发现，经喷砂后的蚀刻玻璃表面形成数量众多的不规则的凹坑和凸起，这些玻璃表面不规则的凹坑形成了大小不一的平凹透镜的阵列，而不规则的凸起则形成了大小不一微凸透镜的阵列，由于薄凸透镜有会聚作用，当密集的像素点的平行光线穿透蚀刻玻璃进入到上表面时，会射入凸起(即微凸透镜)并集中在轴上的一点，此点即微凸透镜的焦点，当蚀刻玻璃凹凸面上的凸起越大，透明化后产生的微凸透镜聚光效应越强，焦点的闪光点越亮，当凸起的直径太大时，焦距变长，焦点会超出玻璃面形成很亮的闪烁点，被肉眼感知，阵列式的凸起都很大很多时，再加上交流电赫兹频率的变动，导致显示屏幕上出现雪花状明显的频闪现象。
传统蚀刻玻璃为了对应外来光线的反射，达到防眩效果，观察放大后的250μm*250μm的面积，其表面通常只有60～650个的凹坑，各个凹坑的弦长较大，深度较深，每个凸起也具有较大弦长和较深的深度，导致微凸透镜对像素点的聚焦作用大。本发明从现有显示器均会使用的蚀刻玻璃入手，通过在玻璃防眩面加工出更为密集的超细微不规则浅坑以及矮小的凸起，矮小的不规则的凸起组成类似微凸透镜阵列，削弱了传统AG蚀刻玻璃上的大凸起聚焦效应，将其作为显示器的前面板或前置盖板时，像素点光源与玻璃表面的凸起的间距更短，微凸透镜的焦点更贴近玻璃表面，又由于增加了更多的微凸透镜，让高像素显示装置的亮度更亮更均匀化，减小减弱聚光点后，人眼观察屏幕时便感觉不到光闪烁，同时凹凸起伏的表面在具备防眩效果的同时又是高度透明化的，透过率可以高达93～95％，图像清晰度高达90％～99.5％。
本发明的目的二在于提供一种防闪烁防眩高像素显示屏，其包括前面板，所述前面板为发明目的一所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃。
本发明的目的三在于提供一种防闪烁防眩高像素显示屏，其包括前面板，前面板的正面安装有前置盖板，所述前置盖板为发明目的一所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃。
本发明目的二以及发明目的三实现的显示屏，其通过安装防止密集像素光闪烁的蚀刻玻璃既减弱了内部像素光线透过玻璃时产生的微凸透镜的聚焦效应，避免了雪花状闪烁的发生，在保证表面的防眩功能的同时，人脸近距离面对屏幕时倒影不明显，更加凸显超高清图像的清晰度，提升了高像素显示屏的高分辨率显示效果。
本发明目的四在于提供一种太阳能电池组件，其包括盖板，所述盖板为本发明目的一所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃，所述蚀刻玻璃的清晰度为95％～99.5％，透过率为92％～95％。由于将发明目的一的蚀刻玻璃用作太阳能电池组件的盖板，可使盖板具有超低的阳光反射率，超高的阳光穿透率，提升了太阳能电池组件的光利用率。
本发明目的之五在于提供一种发明目的一所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃的防眩处理工艺，其包括以下步骤：
1)先将待处理玻璃表面上无需做不规则阵列微凸镜处理的部位覆盖耐酸耐冲击保护层；
2)喷砂：将弦长为0.5～2微米的砂粒和水充分搅拌混合形成微纳颗粒物，均匀地移动高压水砂喷枪，将微纳颗粒物均匀地喷射至未覆盖耐酸耐冲击保护膜的玻璃表面；其中，高压水砂喷枪的压力为0.1～0.3MPa，喷枪口至玻璃面的距离为30～180mm；
3)蚀刻，将喷砂好的玻璃放入蚀刻液内蚀刻30s～120s；
4)清洗：将蚀刻完毕的玻璃放入清洗槽清洗，而后去除耐酸耐冲击保护层再清洗。
进一步地，其还包括步骤5)抛光：将清洗干净的玻璃进行抛光处理，抛光完毕后快速放入清洗槽进行清洗。
进一步地，所述步骤5)中使用的抛光设备为羊毛毡抛光轮。
传统的AG加工工艺主要采用干喷或者湿法加工，能够有效率地对玻璃表面进行加工的砂的粒径为11.9μm～3.1μm，加工用的材料粒径大，撞击出来的凹坑粒径也大，凸起也越大。像素点光源从背面射出时聚焦点大大高出显示屏表面，放大了聚焦强度，产生刺眼的凸镜聚焦闪烁，并且现有技术粗糙度的加工精度只能达到国际标度的N8度左右，表面形状特征仅能达到“半光面”。本发明目的五实现的防眩处理工艺突破行业的技术偏见，使用0.3～2微米的砂粒和水充分搅拌混合，利用水砂混合物在高压气压下所产生的惯性撞击力，顺序移位撞击玻璃外表面，解决了传统干喷砂或湿法加工的喷砂工艺无法进行极细砂粒的喷砂作业的问题，使撞击点凹坑以及凸起的密度、深度、弦长可根据显示屏像素点的大小进行配套设计调整，得到体积更小更密集的不规则的凸起，缩小了蚀刻玻璃凸起段的弦长，再经过精密酸蚀刻工艺，通过精密的时间控制和调整，缩短凸起的焦距，减弱凸起的聚焦亮度，让微凸透镜的焦距更贴近玻璃表面，又因为增加了更多的微凸镜，让高像素显示装置的亮度更亮更均匀化，减小减弱聚光点后，肉眼不容易再看到聚焦点的闪烁，同时外来光线或阳光照射到这些接近透明的凹凸面时仍然保留了AG玻璃的防眩功能，减弱了人脸的倒影，当消除了上述这些对高像素显示屏的内外光干扰后，4K、8K的高清，超高清图像将会变的更加清晰。
附图说明
图1为本发明所述显示器产生闪光的光学原理图；其中虚线波浪段代表传统蚀刻玻璃的正面，实线波浪段代表本申请实施例所述高清晰度无闪烁蚀刻玻璃的正面；
图2为本申请实施例1所述高清晰度无闪烁蚀刻玻璃的结构示意图；
图3为图2中A部分的放大结构示意图；
图4为本发明实施例6所述防闪烁防眩高像素显示屏的结构示意图；
图5为本发明实施例7所述防闪烁防眩高像素显示屏的结构示意图；
图6为本发明实施例8所述太阳能电池组的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明较佳实施例做详细说明。
实施例1
如图2和图3所示，一种高清晰度无闪烁蚀刻玻璃，其光泽度(Gs)为110，雾度(Haze)为10，清晰度(DOL)为90％；其正面1为平均粗糙度(Ra)为0.03μm的具有凹坑11和凸起12的表面，各凹坑11的平均弦长D为10μm，凹坑11的底部到凸起12的顶部之间的平均深度H为0.7μm；各凸起12的平均弦长S为0.5μm；放大500倍观察其正面250μm*250μm的区域时，有820个凸起。
实施例1中所述高清晰度无闪烁蚀刻玻璃的防眩处理工艺，包括以下步骤：
1)先将待处理玻璃表面上无需做不规则阵列微凸镜处理的部位覆盖耐酸耐冲击保护层；
2)喷砂：将弦长为2微米的砂粒和水充分搅拌混合形成微纳颗粒物，均匀地移动高压水砂喷枪，将微纳颗粒物均匀地喷射至未覆盖耐酸耐冲击保护膜的玻璃表面；其中，高压水砂喷枪的压力为0.3MPa，喷枪口至玻璃面的距离为180mm；
3)蚀刻，将喷砂好的玻璃放入蚀刻液内蚀刻120s：
4)清洗：将蚀刻完毕的玻璃放入清洗槽清洗，而后去除耐酸耐冲击保护层再清洗；
5)抛光：将清洗干净的玻璃利用羊毛毡抛光轮进行抛光处理，抛光完毕后放入清洗槽进行清洗。
实施例2～5
实施例2～5采用与实施例1不同的工艺参数，得到蚀刻玻璃的技术参数如表1所示；
对比例1～3
对比例1～3为现有蚀刻工艺以及制得的蚀刻玻璃的技术参数。
表1：
由于人眼对绿光更为敏感，将安装有本发明实施例1-5以及对比例1-3所述的玻璃的高像素显示屏转为绿屏进行观察，实施例1-5均无闪烁感，对比例1-3则有明显刺眼的闪烁感。
传统55寸2K屏的外形尺寸(单位：mm)：1219(H)*726(V)、像素间距(单位：mm)：0.21(W)*0.63(H)；86寸高清4K屏的外形尺寸：1913(H)*1804(V)，像素间距：0.493(W)*0.493(H)；98寸8K屏像素数量7680(H)*4320(V)，像素间距0.093(W)*0.028(H)。为了消除高像素屏防眩玻璃上的凸镜效应，消除雪花状闪烁，在放大500倍观察其正面250μm*250μm的区域时，4K屏一个像素的表面上要设计加工有800个～1200个凸起，8K屏一个像素的表面上要设计加工有1000个～1500个凸起。为实现密集凹坑与凸起的加工，本发明使用0.5～2微米的砂粒和水充分搅拌混合，利用水砂混合物在高压气压下所产生的惯性撞击力，顺序移位撞击玻璃外表面，解决了传统干喷砂或湿喷砂的喷砂工艺无法进行极细砂粒的喷砂作业的问题，使撞击点凹坑的密度、深度、弦长可根据显示屏像素点的大小进行配套设计调整，各参数指标协同配合，得到更为密集的不规则的凸起组成的微凸透镜的阵列；蚀刻步骤对喷砂面的白色浊度进行透明化处理，既消融了喷砂工艺所造成的凹凸点的白色浊度又保留了阵列式不规则微透镜的粒径，由于玻璃表面的浊度和雾度被精密的消除，玻璃透过率可以提高1-2％，图像清晰度提高至95％～99.5％，提高了图像像素点的分辨率和清晰度。
实施例6
如图4所示，一种防闪烁防眩高像素显示屏，其包括前面板10以及像素点光源20，所述前面板的正面安装有实施例1所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃30。
图1所示，实线波浪段代表本申请实现的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃的正面1，由像素点光源10射出的光线经正面1上的凸起12汇聚于K点；虚线波浪段代表传统蚀刻玻璃的正面1’，由像素点光源10射出的光线经正面1’上的凸起12’汇聚于K’点。由于传统蚀刻玻璃采用3.1μm～11.9μm的大颗粒砂砾进行喷砂，玻璃表面形成比本申请正面1更大的凸起12’，故其焦点K’明显高于焦点K，产生对人眼刺激明显的雪花状频闪。而本申请焦点K靠近正面1，又因为表面形成了更多的微凸镜，让高像素显示装置的亮度更亮更均匀化，减小减弱聚光点后，肉眼不容易再看到聚焦点的闪烁。
实施例7
如图5所示，一种防闪烁防眩高像素显示屏，其包括前面板101以及像素点光源102，所述前面板101为实施例1所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃。
实施例8
如图6所示，一种太阳能电池组件100，其包括盖板200，所述盖板200为本发明实施例3所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃，所述蚀刻玻璃的清晰度为96％，透过率为95％。
实际应用过程中，太阳能电池组件表面的蚀刻玻璃的清晰度为95％～99.5％，透过率为92％～95％即可。
使用本发明所述高清晰度无闪烁蚀刻玻璃作为太阳能电池组件的盖板，不其具备的超低的阳光反射率，超高的阳光穿透率，大大提高了太阳能电池的发电功率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种高清晰度无闪烁蚀刻玻璃，其特征在于：其光泽度为110～145，雾度为3～10，清晰度为90%～99.5%；其正面为平均粗糙度为0.025μm～0.050μm的具有凹坑和凸起的不规则凹凸镜表面，各凹坑的平均弦长为1.8μm～10.0μm，凹坑的底部到凸起的顶部之间的平均深度为0.2μm～0.7μm；各凸起的平均弦长为0.1μm～0.5μm；放大500倍观察其正面250μm*250μm的区域时，有800～2500个不规则的凸起，不规则的凸起组成微凸透镜的阵列。
2.一种防闪烁防眩高像素显示屏，其包括前面板，其特征在于：前面板的正面安装有前置盖板，所述前置盖板为权利要求1所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃。
3.一种防闪烁防眩高像素显示屏，其包括前面板，其特征在于：所述前面板为权利要求1所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃。
4.一种太阳能电池组，其包括盖板，其特征在于，所述盖板为权利要求1所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃，蚀刻玻璃的清晰度为95%～99.5%，透过率为92%～95%。
5.一种制造权利要求1所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃的工艺，其特征在于：其包括以下步骤：
1）先将待处理玻璃表面上无需做不规则阵列微凸镜处理的部位覆盖耐酸耐冲击保护层；
2）喷砂：将砂粒直径为0.5～2微米的砂粒和水充分搅拌混合形成微纳颗粒物，均匀地移动高压水砂喷枪，将微纳颗粒物均匀地喷射至未覆盖耐酸耐冲击保护膜的玻璃表面；其中，高压水砂喷枪的压力为0.1～0.3MPa，喷枪口至玻璃面的距离为30～180mm；
3）蚀刻，将喷砂好的玻璃放入蚀刻液内蚀刻30s～120s；
4）清洗：将蚀刻完毕的玻璃放入清洗槽清洗，而后去除耐酸耐冲击保护层再清洗。
6.根据权利要求4所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃的工艺，其特征在于：其还包括步骤5）抛光：将清洗干净的玻璃进行抛光处理，抛光完毕后放入清洗槽进行清洗。
7.根据权利要求5所述的高清晰度无闪烁蚀刻玻璃的工艺，其特征在于：所述步骤5）中使用的抛光设备为羊毛毡抛光轮。
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