CN112919819B

CN112919819B - 一种无闪点防眩光玻璃制作方法

Info

Publication number: CN112919819B
Application number: CN202110202526.8A
Authority: CN
Inventors: 郑建军; 齐彦杰; 俞良; 徐松; 夏大映; 岳伟; 苗聪
Original assignee: Wuhu Token Sciences Co Ltd
Current assignee: Wuhu Token Sciences Co Ltd
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2041-02-23
Also published as: CN112919819A

Abstract

本发明提供了一种新型无闪点防眩光玻璃制作方法，与现有技术相比，本发明采用成膜结合酸蚀及化学抛光的方法，在镜面玻璃表面形成具有均匀分布结晶体的膜层，该膜层在酸蚀的过程中，酸液通过膜层中的结晶体间隙逐渐渗透到玻璃表面进行侵蚀，并且结晶区域和非结晶区域与酸液侵蚀速率存在一定的速率差，通过调控酸蚀及化学抛光程度，最终形成凸凹不平的粗糙表面，达到雾化效果。

Description

一种无闪点防眩光玻璃制作方法

技术领域

本发明属于防眩光玻璃制作领域，具体涉及一种无闪点防眩光玻璃制作方法。

背景技术

防眩光(anti-glare，AG)是指在镜面玻璃表面经过特殊工艺处理，形成凸凹不平的粗糙表面，造成哑光、低反射效果，从而可以降低环境光的干扰，提高显示画面的可视角度和亮度，缓和屏幕反光，让图像更清晰，色彩更艳丽，颜色更饱和，从而显著改善显示效果。

同时，由于5G 技术和无线充电的深入推广，显示屏交互性能的开发，玻璃手机后盖、黑板以及滑鼠板运用越来越广泛。防眩光玻璃由于具有显著提升显示效果、粗糙的表面利于书写、良好的触摸手感等特点，可满足市场的大量需求。已广泛用于电视拼接墙、户外超大显示屏、平板电视、背投电视、液晶显示器、触摸屏、工业仪表、高级像框、滑鼠板、手机后盖等领域。

但是，现有的AG生产工艺主要采用蒙砂液中颗粒物作为遮掩体，在生产过程中将蒙砂液附着在玻璃表面，在颗粒物的作用下，玻璃表面与蒙砂液中氢氟酸的反应速率不一致，从而获得粗糙的表面。进一步，通过化学抛光后得到所需的光泽度、雾度等光学值的产品。该方法可以满足低粗糙度、低雾度、高光泽度的需求，但是由于蒙砂工艺需要精确地控制，蒙砂液中颗粒物要分布均匀，否则会造成蚀刻不均的现象，因此蒙砂材料开发难度高，生产工艺要求高，产品特性管控难度大。同时，由于蒙砂液中颗粒物大小不易控制，会有蚀刻颗粒跨度过大而造成闪点等不良现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无闪点防眩光玻璃制作方法，采用成膜结合酸蚀的方法，首先在镜面玻璃表面形成具有结晶体的膜层，膜层中结晶区域和非结晶区域纳米尺度相间，膜层中结晶区域尺寸也在纳米尺寸范围内；其次该膜层在酸蚀的过程中，酸液通过膜层中的结晶体间隙逐渐渗透到玻璃表面进行侵蚀，并且结晶区域和非结晶区域与酸液侵蚀速率存在一定的速率差，最终通过调控酸蚀程度，形成凸凹不平的粗糙表面，达到雾化效果。

本发明具体技术方案如下：

一种无闪点防眩光玻璃制作方法，包括以下步骤：

1）在镜面玻璃表面成膜；

2）步骤1）处理后的玻璃进行酸蚀和化学抛光。

步骤1）所述成膜是指通过在镜面玻璃表面形成膜层作为遮掩体；

步骤1）中所述成膜加工方式，包括但不限于磁控溅射、气相沉积、喷涂、狭缝涂布或压印。

所述成膜物质包括但不限于金属氧化物、金属有机化合物或非金属氧化物优选为ITO、TiO₂、V₂O₅、ZrO₂、Nb₂O₅、Si₃N₄、SiC、SiO₂、有机锆、有机硅或有机钛。所述成膜的膜层厚度为0.1-10 μm。

所述成膜，膜层中结晶区域和非结晶区域相间的，间隔距离1-100 nm；膜层中结晶区域尺寸1-100 nm范围内。

更优选的，步骤1）中所述成膜为在镜面玻璃表面制备ITO膜层，具体制备方法为：以镜面玻璃为基板，在真空环境下，用平面磁控溅射技术沉积ITO，得到膜厚均匀、结晶体与非结晶区域纳米尺度相间的膜层。本发明所述ITO膜层，采用的是在线连续式高温磁控溅射薄膜制备技术，平面磁控溅射技术是在真空条件下实现等离子放电，利用电磁场控制带电粒子的运动，轰击被镀膜ITO材料，从而在玻璃基板上沉积所需要的薄膜。

所述平面磁控溅射技术沉积ITO工艺参数为：本底压力≤1×10^-3 Pa，工作压力3-4×10^-1 Pa，氩气流量120 sccm，氧气流量3 sccm，靶功率1.5-1.8 kW，沉积所得的ITO膜层厚度为0.1-10 μm。

本发明所述TiO₂、V₂O₅、ZrO₂、Nb₂O₅、Si₃N₄、SiC或SiO₂也可以通过上述磁控溅射技术方法制备。

进一步的，成膜物质为有机钛时，优选采用狭缝涂布的方法；优选的工艺参数为：有机钛分散液的固含量为20-80%，有机钛分散液的粘度为5-5000 cps，有机钛分散液湿膜厚度在1-200 μm之间，湿膜烘烤温度在100-600℃之间，沉积所得的有机钛膜层厚度为0.1-10 μm之间。

所形成的膜层中结晶区域在膜层中尺寸为1-100 nm，使在酸蚀时结晶区域间隔控制在纳米尺寸，相对较均匀，同时由于结晶区域尺寸在纳米级别，能够有效地控制最终得到的颗粒跨度，避免闪点等不良现象的发生。所述膜层中结晶区域和非结晶区域耐酸性存在差别，并由于该差别导致存在区域性的反应速率差，最终形成凸凹不平的形态，达到防眩光的效果。

步骤2）中所述酸蚀是指：将步骤1）处理后的覆有膜层的玻璃利用酸蚀液在25-50℃温度下，经过10-60 min的反应时间酸蚀；

所述酸蚀液为混合酸，所述酸蚀液含有以下质量百分比成分：5-30% HF、5-20%H₂SO₄、5-10% HNO₃和10-30%冰醋酸；利用膜层中结晶区域和非结晶区域与酸蚀液反应的速率差，最终形成凸凹不平的粗糙表面，酸蚀反应后经过超声波清洗机进行清洗，以去除反应后残渣附着在玻璃基板表面，避免形成不良。

酸蚀后的玻璃进一步化学抛光。

所述化学抛光采用的化学抛光液含有以下质量百分比成分：5-10% HF、3-10%H₂SO₄、3-10% HNO₃和5-20%冰醋酸；

所述化学抛光具体为：在25-50 ℃温度下，利用化学抛光液处理10-30 min进行化学抛光，控制粗糙表面的粗糙度、光泽度以及雾度，达到防眩光的效果。

所述酸蚀和化学抛光所用混酸酸液主要成分为氢氟酸，同时可加入硫酸、硝酸作为辅酸，冰醋酸为有机酸，作为有机酸助剂，达到均匀良好的刻蚀效果。

所述酸蚀和化学抛光方法包括但不限于浸泡式或顶喷式。

防眩光玻璃是指通过在平板玻璃表面形成凸凹不平的粗糙表面，降低玻璃的反射率，形成漫反射防眩光的效果。其中，颗粒跨度(R_sm)表示粗糙表面峰形的直径，为了达到无闪点的效果，颗粒跨度必须限定在一定的值域内。传统蒙砂法是利用蒙砂液中颗粒作为遮掩体附着在镜面玻璃表面，通过化学法对玻璃进行酸蚀，获得粗糙表面达到防眩光的效果。本发明所述无闪点防眩光玻璃制作方法是指利用成膜工艺，在镜面玻璃表面形成含有纳米级结晶区域的膜层，以该膜层作为遮掩体，在酸蚀过程中，由于该膜层中结晶区域和非结晶区域与酸液反应速率有一定的差值，最终形成均匀的凹凸不平的粗糙表面，达到防眩光的效果(示意图见图1)。同时，由于膜层中含有纳米级结晶区域，在酸蚀后颗粒分布相对较均匀并且颗粒跨度小，可以有效避免闪点的发生。本发明使得防眩光玻璃的加工工艺和光学参数容易控制，降低了工艺难度，提高了生产良率和效率，降低了生产成本，同时由于膜层中结晶区域与非结晶区域为纳米级别尺寸，可有效预防闪点等不良。

与现有技术相比，本发明提供的方法取代了传统工艺中的蒙砂过程，利用成膜工艺使得遮掩层更加均匀，提升了雾化过程的可控性。由于成膜工艺得到的膜层为纳米级别的均匀性，则可以得到颗粒跨度小而均匀的粗糙表面，有效改善闪点情况。同时，该发明降低了防眩光玻璃的生产工艺难度，提高了产品良率和生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明制作方法示意图；

图2为实施例1膜层结晶体分布图；

图3为实施例2膜层结晶体分布图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1

一种无闪点防眩光玻璃制作方法，包括以下步骤：

1）在镜面玻璃表面成膜：

1-1）将所要生产的规格尺寸的玻璃基板送入连续式滚刷清洗机进行清洗；

1-2）将已清洗的玻璃基板装载到基片小车上，并将小车送入到连续式磁控溅射真空镀膜机；

1-3）装有玻璃基板的小车以一定速度在真空箱体内运动，通过装有ITO靶材的等离子体区域，利用磁控溅射在镜面玻璃上镀ITO膜，膜层厚度0.1 μm，在成膜时形成1-100nm范围内的纳米结晶区域，结晶区域与非结晶区域间隔1-100 nm（图2）。ITO镀膜优选地工艺参数为：本底压力1×10^-3 Pa，工作压力3×10^-1 Pa，氩气流量120 sccm，氧气流量3sccm，靶功率1.5 kW，沉积所得的ITO膜层厚度为0.1 μm。

1-4）镀好膜层的玻璃基板随小车走出真空箱体，将镀好膜的玻璃基板从小车上取下；

2）酸蚀和化学抛光：

2-1）将步骤1）中所得镀膜后玻璃送入连续式滚刷清洗机进行清洗；

2-2）将已清洗的镀膜后玻璃基板装载到酸蚀机台小车上，并将小车送入到酸蚀机；

2-3）装有镀膜后玻璃基板的小车停留在酸液区一定时间，进行酸蚀；具体为：配置酸蚀液，各成分质量浓度：30% HF、20% H₂SO₄、10% HNO₃及30%冰醋酸；利用上述酸蚀液，采用顶喷式，在25 ℃温度下、经过10 min的反应时间；通过膜层中的结晶区域和非结晶区域以及玻璃基体与酸液的反应速率差，形成凸凹不平的粗糙表面，达到防眩光的效果；

2-4）酸蚀后的玻璃进入化学抛光区域，进行化学抛光：所述化学抛光的混酸酸液成分及含量为：5% HF、3% H₂SO₄、3% HNO₃及5%冰醋酸；在25 ℃温度下、经过30 min的顶喷式化学抛光，控制粗糙表面的粗糙度、光泽度以及雾度，达到防眩光的效果。

2-5) 抛光后的玻璃进入清洗区域，清洗酸蚀及抛光后残渣。

本实施例所得无闪点防眩光玻璃，雾度为2%，光泽度为125 GU，R_sm为0.04 μm，达到无闪点的要求。

实施例2

一种无闪点防眩光玻璃制作方法，包括以下步骤：

1）在镜面玻璃表面成膜：

1-2）将已清洗的玻璃基板装载到狭缝涂布机台操作台面上，并调整玻璃基板的位置及平整度；

1-3）有机钛分散液作为镀膜液注入容纳镀膜液的容纳腔通过蠕动泵在狭缝涂布刀头处挤出，并在玻璃基板上形成湿膜；利用狭缝涂布工艺在镜面玻璃上镀有机钛湿膜，湿膜膜层厚度10~50 μm，在成膜时形成1-100 nm范围内的结晶区域，结晶区域与非结晶区域间隔1-100 nm（见图3）。有机钛镀膜优选地工艺参数为：有机钛分散液为四丁基钛酸酯分散液，其中四丁基钛酸酯的含量为20%，溶剂为二甲基乙酰胺DMA、乙醇质量比3:1的混合液，有机钛分散液的粘度为500 cps，有机钛分散液湿膜厚度为50 μm，湿膜烘烤温度为600℃，所得的有机钛干膜膜层厚度为10 μm。

1-4）镀好膜层的玻璃基板随平台进入真空烘烤箱体，将镀好的膜进行高温固化，除去碳即得到有机钛膜层；

2）、酸蚀和化学抛光：

2-3）装有镀膜后玻璃基板的小车停留在酸液区一定时间，进行酸蚀；所用的酸蚀液所含成分及其质量浓度为：30% HF、20% H₂SO₄、10% HNO₃及30%冰醋酸；酸蚀的工艺为：在45 ℃温度下，顶喷处理60 min；通过膜层中的结晶区域和非结晶区域以及玻璃基体与酸液的反应速率差，形成凸凹不平的粗糙表面，达到防眩光的效果。

2-4）酸蚀后的玻璃进入化学抛光区域，进行化学抛光；所用化学抛光液成分为：5% HF、3% H₂SO₄、3% HNO₃及5%冰醋酸；在25 ℃温度下、经过30 min顶喷化学抛光，控制粗糙表面的粗糙度、光泽度以及雾度，达到防眩光的效果。

2-5）抛光后的玻璃进入清洗区域，清洗酸蚀及抛光后残渣。

本实施例所得无闪点防眩光玻璃，雾度为5.00%，光泽度为110.9 GU，R_sm为0.07 μm，达到无闪点的要求。

Claims

1.一种无闪点防眩光玻璃制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）在镜面玻璃表面成膜；

2）酸蚀和化学抛光；

步骤1）中所述成膜物质选自ITO、TiO₂、V₂O₅、ZrO₂、Nb₂O₅、Si₃N₄、SiC、SiO₂、有机锆、有机硅或有机钛；

步骤1）中所述成膜的膜层中结晶区域尺寸在1～100 nm；所述成膜的膜层中结晶区域和非结晶区域相间隔，间隔距离1-100 nm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中所述成膜的加工方式为磁控溅射、气相沉积、喷涂、狭缝涂布或压印。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1）中所述成膜的膜层厚度为0.1～10 μm。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤2）中所述酸蚀为浸泡式或顶喷式。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤2）中酸蚀所用酸蚀液含有以下质量百分比成分：5-30% HF、5-20% H₂SO₄、5-10% HNO₃和10-30%冰醋酸。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤2）中所述化学抛光采用的化学抛光液含有以下质量百分比成分：5-10% HF、3-10% H₂SO₄、3-10% HNO₃和5-20%冰醋酸。