NL193941C - Mat glas en werkwijze voor de vervaardiging daarvan. - Google Patents

Description

* 1 193941

Mat glas en werkwijze voor de vervaardiging daarvan

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een stuk licht doorlatend glas met ten minste één oppervlak dat mat is gemaakt door middel van oppervlakteputjes.

5 Een dergelijk mat glas is bekend uit het Franse octrooidocument FR-A-2.025.818.

De Franse octrooiaanvrage 2.025.818 heeft geen betrekking op glas in zijn algemeenheid maar op een werkwijze voor het realiseren van een voorwerp bestaande uit een silicaatglas met daarin BaO, dat in het bijzonder geschikt is voor een scherm voor een kathodebuis. In het geval van dit type glasvoorwerp bevindt zich het te observeren beeld op het matte oppervlak (hetgeen het binnenoppervlak van de buis is) of zeer 10 vlakbij, echter niet op enkele centimeters (als het matoppervlak het buitenoppervlak van de buis is, dat slechts van het beeld gescheiden is door de dikte van het glas).

Als men de afmeting van de holten beoordeelt die zijn aangebracht in het glasoppervlak volgens FR 2.025.818, op basis van de gegevens op blz. 2, regel 29 en veronderstellend dat de holten rond zijn en elkaar raken, dan vindt men een diameter van 356 pm voor deze holten.

15 Holten met een afmeting zo groot als 350 pm verhinderen het lezen van tekens die zich meer dan 1 of 2 cm van het gematteerde oppervlak bevinden volledig.

Het is bekend, dat licht wordt teruggekaatst aan de grens tussen twee media met verschillende brekingsindices. Aangenomen dat de media voldoende dik zijn om interferentie-effecten te kunnen verwaarlozen, zal de hoeveelheid normaal invallend licht dat wordt teruggekaatst, [(0,-02)/(0,+02)]2 zijn, 20 waarin n,, resp. n2, de brekingsindices van beide media voorstellen. In geval van een glas/luchtgrensvlak kunnen we schrijven n, = 1,5 en n2 - 1, waarbij de uitdrukking derhalve betekent, dat 4% van het invallende licht op elk glas/luchtgrensvlak zal worden teruggekaatst bij dit grensvlak, terwijl 8% zal worden teruggekaatst uit twee oppervlakken van een glasplaat in lucht.

Deze terugkaatsing is voor een groot aantal doeleinden nadelig. Als voorbeelden kunnen worden 25 genoemd: instrumentafleesglazen, bijv. horlogeglas; glazen panelen, die licht emitterende diodedisplays bedekken en meer in het bijzonder die, welke vloeibare kristaldisplays bedekken; kathodestraalbuis-schermen, bijv. televisieschermen en computermonitorschermen; alsmede glasplaten in plaatframes voor het beschermen van foto, schilderij of tekening.

Bekend is, dat de hoeveelheid teruggekaatst licht uit een glasplaat kan worden verminderd door 30 aanbrenging van een oppervlaktebekleding uit een materiaal met een brekingsindex, die ligt tussen die van lucht en glas. Door keuze van het bekledingsmateriaal met een brekingsindex, die het geometrische gemiddelde van de brekingsindices van de beide andere media is, in dit geval glas en lucht, kan de totale hoeveelheid aan de lucht/bekledingslaag en bekledingslaag/glasoppervlakken teruggekaatst licht met 2% worden verminderd, terwijl door keuze van de dikte van de bekledingslaag voor interferentie-extinctie tussen 35 het aan de beide scheidingsvlakken teruggekaatste licht, de hoeveelheid teruggekaatst licht zelfs verder kan worden verlaagd. Het aanbrengen van dergelijke bekledingslagen is echter moeilijk en kostbaar, terwijl de materialen met de vereiste brekingsindex vaak zachter zijn dan glas, zodat zij gemakkelijk bekrast worden. Bovendien zijn sommige van dergelijke bekledingsmaterialen zelf gekleurd, hetgeen nadelig kan zijn voor de prestatie van de andere bekledingslagen, die voor andere doeleinden nodig kunnen zijn.

40 Aangezien het de afbeelding van de lichtbron op het glas is, die tot problemen aanleiding geeft bij het kijken door het glas, is er voorgesteld de totale hoeveelheid terug te kaatsen licht niet teveel te verlagen, teneinde de hoeveelheid teruggekaatst licht, die specifiek wordt teruggekaatst, te verminderen. Zo is bijvoorbeeld bekend het oppervlak van glas zodanig te etsen, dat het mat wordt, waarbij het oppervlak wordt voorzien van dicht naast elkaar liggende putjes, die het door het oppervlak teruggekaatste licht verstrooien. 45 Als resultaat hiervan wordt een belangrijk gedeelte van dat licht in plaats van spiegelreflectie, diffuus teruggekaatst. Een voorbeeld van een dergelijke methode van vervaardigen van een dergelijk glas is gegeven in het Britse octrooischrift nr. 1.151.931 van Glaverbel.

Een dergelijke mattering van het oppervlak heeft ook invloed op door het glas doorgelaten licht, waarbij de hoeveelheid licht dat door een op dergelijke wijze mat gemaakt oppervlak wordt doorgelaten ook diffuus 50 is. Dit kan een belangrijk nadeel betekenen indien het gewenst is een object of afbeelding, die zich bevindt op een bepaalde afstand achter het glasoppervlak, te bekijken, aangezien het diffuus doorgelaten licht optische resolutie van het object of beeld moeilijk of onmogelijk maakt. Het zal bijvoorbeeld duidelijk zijn, dat televisieschermen, in het bijzonder die met grotere afmetingen welke in de handel verkrijgbaar zijn, vaak verscheidene centimeters dik zijn, hetgeen betekent dat elke uitgevoerde matteringsbehandeling aan het 55 buitenoppervlak van het scherm, dientengevolge de resolutie van het beeld dat gevormd is in het inwendige beklede oppervlak van het scherm, ongunstig zal beïnvloeden.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het inzicht, dat door vorming van putjes met een bepaalde φ 193941 2 grootte en vorm op het oppervlak van een stuk glas, het glas diffuus terugkaatsend kan worden gemaakt zonder daarbij de heldere optische resolutie van een object of beeld door het glas te beletten in het geval dat het object of beeld zich bevindt op enige afstand achter het glasoppervlak. Gebleken is volgens de uitvinding, dat deze combinatie van eigenschappen verkregen kan worden door de vorming van de putjes 5 met een bepaald profiel, onder vermijding van hoekige putjes, zodanig dat de putjes een zeer kiein oppervlak hebben. Het maximaal toelaatbare oppervlak wordt beheerst door de mate van vereiste resolutie, maar het is in elk geval zeer veel kleiner dan de oppervlakte van de putjes, die bij voorgaande bekende matte glazen werden gevormd.

"De uitvinding verschaft derhalve een stuk lichtdoorlatend glas, met ten minste één oppervlak dat met 10 behulp van oppervlakteputjes mat is gemaakt, zoals in de aanhef genoemd, met het kenmerk, dat een dergeiijk oppervlak een populatie van verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes bezit, welke putjes een zodanig klein oppervlak en profiel hebben dat een schijf met een diameter van 10 pm er niet opgelegd kan worden zonder ten minste twee putjes te bedekken, zodat duidelijk leesbaar getypte karakters van 10 pitch duidelijk leesbaar blijven wanneer ze worden bekeken door een aldus mat gemaakt oppervlak, 15 wanneer het oppervlak gehouden wordt op een afstand van 10 cm van de karakters.”

De voordelen van de uitvinding zijn niet afhankelijk van het feit, dat het glas zich bevindt in de vorm van een vlakke plaat.

Het is onverwacht, dat duidelijke resolutie van aldus getypte karakters mogeiijk is via een mat glasoppervlak, dat 10 cm voor de karakters is aangebracht. Te verwachten zou zijn, dat door de lichtverstrooiing 20 die plaatsvindt ten gevolge van de aanwezigheid van de oppervlakteputjes in het glas, een dergelijke resolutie onmogelijk zou zijn bij een veel kortere afstand tussen het glas en de karakters. Zo zijn bijvoorbeeld commercieel beschikbare matte glazen, bereid volgens het in de aanhef genoemde FR-A-2.025.818 of het Britse octrooischrift 1.151.931, onderzocht, waarbij bleek dat de leesbaarheid van het getypte schrift snel afneemt naarmate de afstand tussen glas en getypt geschrift toeneemt en in elk geval bij elke afstand 25 van meer dan 3 cm een getypt schrift van 10 pitch afmeting praktisch onleesbaar is. De verrassende en gunstige toename in resolutie door een mat oppervlak van een stuk glas volgens de uitvinding wordt toegeschreven aan de kleine afmeting van de oppervlakteputjes en aan hun profiel, waarbij geen putjes met een rechthoekige vorm voorkomen. Als gevolg hiervan kan glas volgens de uitvinding worden gebruikt voor alle doeleinden, waarvoor voorgaande bekende matte glazen geschikt waren, behalve wanneer het 30 ontbreken van resolutie in feite gewenst is, zoals bij sommige vensters en inwendige scheidingswanden van gebouwen. Glas volgens de uitvinding kan ook worden gebruikt voor andere doeleinden, bijvoorbeeld voor toepassing als voorplaat van tentoonstellingsvitrines of voor televisieschermen, waarvoor bekende matte glazen ongeschikt zijn, vanwege het ontbreken van resolutie van beelden, die zich op een bepaalde afstand daarvan bevinden.

35 De vorm van de putjes heeft een belangrijke invloed op het verkrijgen van de vereiste resolutie, wanneer een object door het glas wordt bekeken. Het is reeds eerder vermeld, dat rechthoekige putjes vermeden dienen te worden, waarbij volgens een voorkeursuitvoeringsvorm ten minste de onderkant van de putjes een afgerond profiel hebben. Dit is verschillend van hetgeen dat van nature zou worden verkregen door eenvoudig etsen met fluorwaterstofzuur, gevolgd door uitwassen van de verkregen fluorsilicaatkristallen.

40 Hierbij zou een populatie van in het algemeen polyhedrale putjes achterblijven, die de vorm van de gevormde kristallen zouden terugkaatsen. Volgens de uitvinding is belangrijk gebleken, dat de putjes een afgerond profiel moeten hebben, ten minste aan hun onderkant, zodat een brede verstrooiingshoek wordt verkregen van licht dat wordt doorgelaten aan het matte oppervlak van het glas.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is ten minste één oppervlak bezet door een 45 populatie van oppervlakteputjes, die zo klein zijn dat een schijf met een diameter van 5 pm er niet opgelegd kan worden zonder ten minste twee putjes te bedekken. In de praktijk worden dergelijke proeven uitgevoerd op fotomicrografen, bijvoorbeeld tot een vergroting van 1000 keer. De voorwaarde van een dichte populatie van oppervlakteputjes met een zodanig kleine afmeting is een van de factoren, die een belangrijke invloed hebben op het verkrijgen van een goede resolutie, wanneer het object door het glas wordt bekeken.

50 Volgens de uitvinding is gebleken, dat des te kleiner de putjes zijn, des te geringer het effect is van de toename van de afstand tussen het glas en het te bekijken object, op het gemak waarmee bijzonderheden van het object via een viewer kunnen worden waargenomen.

Met putjes van een dergelijke kleine afmeting is gebleken, dat het matte glas niet zonder meer kan worden behandeld als een stralingsobject, teneinde de mate van diffusie van licht volgens de klassieke 55 wetten van geometrische optica te voorspellen. Voor zeer kleine putjes is het niet onmogelijk dat de diffusie wordt beheerst door de vergelijking van Rayleigh voor de verstrooiing door objecten, die klein zijn in verhouding tot de golflengten van het zichtbare licht, volgens welke de intensiteit van het verstrooide licht 3 193941 recht evenredig is met de reciproce van de vierde macht van de golflengte (λ) van het licht. Het is echter waarschijnlijker dat de intensiteit van het verstrooide licht recht evenredig is met λ'η (vergelijking van Mie), waarbij n gelijk is aan 0 tot 4, terwijl in feite voor een putjesdiameter van ca. 5 pm n=1,5.

Ook de diepte van de putjes is van belang. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is ten minste één mat 5 glasoppervlak bezet door een populatie van oppervlakteputjes, waarvan de putjes een diepte hebben van 0,1 pm tot 1,0 pm. Gebleken is, dat hierdoor de resolutie door het glas toeneemt zonder afbreuk te doen aan zijn diffuse lichtterugkaatsende eigenschappen en blijkt van bijzondere waarde te zijn als afdekglazen voor vloeibare kristaldisplays. Gebleken is, dat putjes met een dergelijke diepte weinig of geen merkbare invloed hebben op de remming van de mobiliteit van vloeibare kristallen onder een dergelijk glas. De 10 diepere putjes van eerder bekende matteringstechnieken hebben een dergelijke remmende werking op de mobiliteit van vloeibare kristallen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is ten minste één mat oppervlak bezet door de populatie van oppervlakteputjes, waarbij de putjes een diepte en een gemiddelde dwarsdoorsnede (hierna diameter genoemd) bezitten die met elkaar in een zodanige verhouding staan, dat de diepte van de putjes 15 gedeeld door hun diameter ten minste 0,01 is.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm ligt de diepte van de putjes gedeeld door hun diameter tussen 0,02 en 0,5. Dit is gunstig voor het bevorderen van een grote hoeveelheid licht, die wordt doorgelaten aan het gematteerde oppervlak.

Bij voorkeur is de hoek van verstrooiing van het licht dat een dergelijk mat oppervlak passeert, ten 20 minste 10°. Een brede verstrooiingshoek is van waarde voor het verlagen van het effect van het zichtbare licht, dat wordt teruggekaatst door het matte oppervlak en is van bijzondere waarde bij de constructie van bepaalde types fotovoltagecellen.

Sommige fotovoltagecellen bestaan uit een glasplaat, waarop achtereenvolgens zijn afgezet een transparante geleidende laag, bijvoorbeeld gedoteerd tinoxide, een foto-actieve laag bijvoorbeeld op basis 25 van amorf silicium en een tweede geleidende laag, die een terugkaatsende laag kan zijn, bijvoorbeeld aluminium. De kans dat een bepaald foton een elektron-holtepaar in de foto-actieve laag zal vormen, neemt toe met de lengte van de lichtweg door die laag. (Dit verklaart de voorkeurstoepassing van een reflecterende achter-geleidingslaag.) Doch toename van de fysische dikte van de foto-actieve laag doet de kans toenemen, dat een zojuist vrijgekomen elektron zal worden gevangen alvorens het de ene of de andere 30 geleidende lagen kan bereiken. Teneinde de grootste lichtintensiteit te verkrijgen dient een dergelijke cel normaal te worden gericht naar de zonnestraling. Door het glas te maken als een diffuus scherm kan de effectieve lengte van de weg, die het diffuse licht in de foto-actieve laag aflegt, worden verhoogd, zonder verplaatsing van die laag van normaal naar zonnestraling, of zijn werkelijke dikte te vergroten.

Voor sommige doeleinden, waaronder de toepassing in een fotovoltagecel, is het gewenst dat een groot 35 gedeelte van het doorgelaten licht diffuus wordt doorgelaten. Dienovereenkomstig wordt bij sommige uitvoeringsvormen volgens de uitvinding ten minste 30% en bij voorkeur ten minste 40% en liefst ten minste 50%, van het licht dat door het glas met een dergelijk gematteerd oppervlak wordt doorgelaten, diffuus doorgelaten. Alternatief, of ernaast, verdient het de voorkeur wanneer ten minste 20%, bij voorkeur ten minste 30% en liefst 40% van het licht, dat op het glas met een dergelijk gematteerd oppervlak valt, diffuus 40 wordt doorgelaten. Dit is vooral van voordeel wanneer het glas wordt ingebracht in een fotovoltagecel, zoals eerder genoemd, waarbij een toename in de conversie-efficiëntie van tot aan 30% of zelfs meer wordt bereikt.

Bij voorkeur wordt ten minste 70% van het licht, dat aan een dergelijk gematteerd oppervlak wordt teruggekaatst diffuus teruggekaatst. Dit is gunstig in verband met het reduceren van de perceptibiliteit van 45 aldus teruggekaatst licht, waardoor de zichtbaarheid van een object, dat zich bevindt achter het glas, wordt verbeterd, in het bijzonder wanneer het object wordt belicht door het glas met behulp van een spotlight.

Bij een gunstige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding zijn de getypte karakters duidelijk leesbaar wanneer ze worden bekeken via een aldus gematteerd oppervlak, wanneer het vlakke glasoppervlak op een afstand van 20 cm van de karakters wordt gehouden. Mat glas, dat aan deze proef voldoet, is zeer geschikt 50 voor toepassing als voorplaat bij tentoonstellingsvitrines, waarbij voorwerpen, bijv. voorwerpen van kunst-en/of historisch belang op een bepaalde afstand achter glas kunnen worden geplaatst, terwijl bij de meest gunstige uitvoeringsvormen volgens de uitvinding, vooropgezet dat de getypte karakters zich bevinden op een afstand van het oog van de lezer, waarbij de karakters duidelijk gelezen kunnen worden, zijn de karakters duidelijk leesbaar door het matte oppervlak van het genoemde vlakke glas, ongeacht of het glas 55 tussen de karakters en het oog van de lezer is geplaatst.

Het is gunstig wanneer de karakters duidelijk leesbaar zijn wanneer ze worden bekeken door het matte oppervlak van het stuk vlak glas, wanneer het glas zich bevindt bij een hoek groter dan 45° ten opzichte 193941 4 van de gezichtslijn. Dit is de gunstigste situatie, omdat dit betekent dat een waarnemer niet per se direct vóór het glas behoeft te staan teneinde er doorheen te kijken. Bij de uitvoeringsvormen volgens de uitvinding die de meeste voorkeur verdienen vertoont het glas via een mat oppervlak belangrijke isotropie, zodat de resolutie door het gematteerde oppervlak praktisch onafhankelijk is van de oriëntatie van het glas.

5 Dit is in belangrijke tegenstelling tot die van het bekende matte glas, dat commercieel wordt vervaardigd volgens de leer van het Britse octrooischrift 1.151.931.

Bij voorkeur heeft een stuk glas aan weerszijden een mat oppervlak. Hierdoor wordt terugkaatsing van beide oppervlakken van een stuk glas minder merkbaar.

Een stuk glas kan volgens de uitvinding mat worden gemaakt met behulp van een geschikte chemische 10 behandeling. Het glas kan worden blootgesteld aan een chemisch behandelingsmedium op elke gewenste wijze. Indien het gewenst is het gehele oppervlak van het glas te behandelen dan kan dit gemakkelijk plaatsvinden door het glas onder te dompelen in een bad van het behandelingsmedium. Wanneer het aan de andere kant gewenst is slechts een deel van het glasoppervlak te behandelen, bijvoorbeeld één zijde van een glasplaat, dan kan de behandeling worden uitgevoerd onder toepassing van een versproeiingstech-15 niek, of door onderdompelen van de glasplaat nadat het gedeelte van het oppervlak dat niet behandeld dient te worden, gemaskeerd is.

”De uitvinding strekt zich ook uit tot een werkwijze voor de vervaardiging van mat glas, waarbij een oppervlak van een stuk glas wordt voorzien van een populatie van oppervlakteputjes.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit JP-A-6.136.140. Het uittreksel van JP-A-6.136.140 beschrijft een 20 behandeling van glas door middel van een gebruikelijke matteringsoplossing die zowel een fluoride als waterstoffluoride bevat Het glas wordt vervolgens opnieuw gepolijst door middel van een zuuroplossing, om dit een glanzend uiterlijk te geven. Het doel van deze bewerkingen is het verkrijgen van glas waarop geen vingerafdrukken te zien zijn.

De werkwijze volgens deze Japanse publicatie is niet een werkwijze voor het vervaardigen van een 25 gematteerd glas, maar een werkwijze voor het verkrijgen van een oppervlak met een matige glans (”to impact moderate gloss to the surface”). De eerste stap bestaat uit het matteren van het glasoppervlak, maar de tweede stap heeft ten doel het oppervlak weer glans te geven ("to glaze the surface"). Het doel hiervan is niet om glas met een gematteerd oppervlak te verkrijgen, maar om te voorkomen dat het glasoppervlak vuil wordt.

30 De onderhavige werkwijze verschaft een werkwijze voor de vervaardiging van mat glas, waarbij een oppervlak van een stuk glas wordt voorzien van een populatie van oppervlakteputjes, welke werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt doordat een dergelijk oppervlak wordt geëtst met een oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur, onder achterlating van een praktisch aan elkaar grenzende populatie van fluor bevattende kristallen, die vervolgens worden verwijderd, onder achterlating van een 35 oppervlak met een populatie aan verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes, waarna het verkregen van putjes voorziene oppervlak wordt behandeld voor de verwijdering van een oppervlaktelaag ervan, waarbij het oppervlak bezet blijft door een populatie van verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes, die zo klein zijn dat een schijf met een diameter van 10 pm er niet opgelegd kan worden zonder ten minste twee putjes te overlappen, waarbij de oplossing van eenzout van fluorwaterstofzuur een 40 waterige oplossing is, waarin het zout voorkomt in een hoeveelheid van 70-200 gram per liter, welk oppervlak aan een dergelijke oplossing wordt blootgesteld gedurende 20 seconden tot 2 minuten.

Een dergelijke werkwijze is bijzonder waardevol en geschikt voor de vorming van een stuk mat glas volgens de uitvinding. Gebleken is dat behandeling met een zout van fluorwaterstofzuur gemakkelijk zo kan worden uitgevoerd, dat een vereiste populatiedichte van oppervlakteputjes wordt verkregen, die bezet zijn 45 door fluor bevattende kristallen ten gevolge van de reactie tussen de zoutoplossing en het glas. Wanneer deze kristallen worden verwijderd, gewoonlijk door wassen, hebben de putjes een polyhedrale of hoekige vorm, die de vorm van de gevormde fluor bevattende kristallen weergeeft, terwijl na verwijdering van een bovenlaag van het van putjes voorziene oppervlak het zeer gemakkelijk is te waarborgen dat hun profielen glad zijn.

50 Volgens een uitvoeringsvorm die de meeste voorkeur verdient, is de oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur een waterige oplossing van één of meer kaliumbifluoride, natriumbifluoride en ammonium-bifluoride. De toepassing van een dergelijk bifluoride bevordert een chemische aanval op het glas, zodanig dat na verwijdering van de gevormde fluorsilicaatkristallen een van putjes voorzien oppervlak achterblijft van een zodanige vorm, dat deze in het bijzonder geschikt is voor een daarop volgende verwijdering van de 55 bovenlaag, onder achterlating van een mat oppervlak. De toepassing van alkalimetaalbifluoride zorgt ervoor, dat de aanval op het glas praktisch onafhankelijk van het alkalimetaalgehalte van het glas plaatsvindt. De toepassing van een oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur, dat praktisch uit kaliumbifluoride in water 5 193941 bestaat, wordt in het bijzonder aanbevolen.

Bij voorkeur is de oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur een waterige oplossing, die het zout bevat in een verhouding van 70 tot 200 gram per liter, welk oppervlak wordt blootgesteld aan een dergelijke oplossing gedurende 20 seconden tot 2 minuten. Hierdoor wordt de vorming van een veelheid van kleine 5 fluor bevattende kristallen bevorderd, die vervolgens verwijderd kunnen worden, onder achterlating van een zeer dichte populatie van kleine oppervlakteputjes in het glas.

De verwijdering van de bovenlaag van het glas na de vorming van de putjes erin kan worden verkregen door een mechanische polijstbehandeling, maar het is gunstiger en in het algemeen gemakkelijker om een meer gelijkmatige behandeling te verkrijgen, indien dit is gewenst, door de bovenlaag te verwijderen in een 10 chemische polijstbewerking.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is hierdoor gekenmerkt, dat de verwijdering van de oppervlaktelaag plaatsvindt in een chemische polijstbewerking, waarbij het chemisch polijsten wordt uitgevoerd door blootstelling van het oppervlak gedurende 60 minuten tot 20 seconden aan een oplossing van 1,0 tot 20 vol.% fluorwaterstofzuur en 0 tot 15 vol.% zwavelzuur.

15 De verwijdering van de oppervlaktelaag is bij voorkeur zodanig, dat het profiel van ten minste de onderkant van de putjes rond wordt gemaakt. Hierdoor blijkt de resolutie door het gematteerde glas te worden bevorderd.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt de etsbewerking voorafgegaan door een eerste zuurwasbewerking, waarbij het mat te maken oppervlak wordt gewassen met een zure 20 oplossing. Hierbij wordt een schoon oppervlak verkregen, dat vervolgens een meer gelijkmatige etsing mogelijk maakt, resulterend in een meer gelijkmatig behandeld product.

Het is bijzonder geschikt de eerste zuur-wasbehandeling op dezelfde wijze uit te voeren als de chemische polijsting, namelijk door blootstellen van het oppervlak gedurende 60 minuten tot 20 seconden aan een oplossing van 1,0% tot 20% fluorwaterstofzuur en 0% tot 15% zwavelzuur.

25 Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de etsbewerking voorafgegaan door een bewerking, waarbij het mat te maken oppervlak wordt bekleed met een viskeuze film van een organisch materiaal. Gebleken is, dat hierdoor de grootte van de putjes, die in het oppervlak van het glas tijdens de etsbewerking worden gevormd, wordt verminderd, hetgeen resulteert in een betere resolutie door het matte oppervlak. Onder geschikte organische materialen kunnen onder meer worden genoemd: sucrose, glucose, 30 glycerine, glycol en polyvinylpyrrolidon.

In feite werd gevonden, dat de eerste zuur-wasbewerking, zoals boven genoemd, neigt te resulteren in de vorming van grote kristallen en derhalve grotere putjes tijdens de etsbewerking. Gevonden is volgens de uitvinding, dat het mogeiijk is diverse opeenvolgende bewerkingen te combineren, zodanig dat ze een beheersing van de afmeting van de kristallen die gedurende de etsbewerking worden gevormd, mogelijk 35 maken. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm gaat de eerste zuur-wasbewerking vooraf aan een dergelijke organische bekledingsbewerking.

Indien dit gewenst is, is de bestendigheid van het gematteerde glas tegen breken te verbeteren, kan het glas chemisch worden getemperd na de laatste matteringsbewerking, zonder zijn optische eigenschappen aan te tasten.

40 Een dealkyleringsbehandeling kan op het glas worden uitgevoerd na het etsen, indien zulks gewenst is.

Voorkeursuitvoeringsvormen volgens de uitvinding zullen thans bij wijze van voorbeeld worden beschreven aan de hand van de tekeningen, waarbij figuren 1 en 2 elk een elektron-micrograaf van een glasplaat voorstellen, welke glasplaat is onderworpen 45 aan een deel van een behandeling volgens de uitvinding.

Figuren 3 en 4 stellen een elektron-micrograaf van een glasplaat voor, die volgens de uitvinding is behandeld.

Figuur 5 is een grafiek, die de lichtdoorlating en terugkaatsingscurven voor het in figuur 4 behandelde glas toont.

50

Voorbeeld I

Een getrokken natronglasplaat met een dikte van 1,9 mm werd ondergedompeld in een waterige oplossing van 70-150 g/I kaliumbifluoride in een etsbad bij omgevingstemperatuur 20°C) gedurende een periode van 1 minuut. Op de ondergedompelde oppervlakken van het glas werd een laag kristallen van kaliumfluor-55 silicaat gevormd, waarna de kristallen werden verwijderd door wassen in water. Het verkregen oppervlak bleek een populatie aan een veelheid van aan elkaar grenzende putjes met polyhedraal oppervlak te hebben met een maximale afmeting tussen 5 pm en 1 pm bij een diepte van 0,4 pm. Een elektron- 193941 6 micrograaf van dat oppervlak bij een schaal van 1000 keer vergroting, is afgebeeld in figuur 1. Het glas waarvan het oppervlak op die manier werd behandeld, vertoonde uitstekende lichtdiffusie-eigenschappen, waarbij echter resolutie door het glas van een voorwerp, dat zich enkele centimeters erachter bevond, onmogelijk was. De totale lichtdoorlating van de aldus behandelde plaat was 88%, terwijl de diffuse 5 doorlating 60% van het normaal invallende licht bedroeg.

In de onderhavige beschrijving betekent ’’lichtdoorlating” de hoeveelheid doorgelaten invallend licht volgens ASTM methode D 307 (1964 Book of ASTM Standards, deel 21). ’’Diffuus’’, zoals gebruikt met betrekking tot de lichtdoorlating betekent dat gedeelte van het licht, dat bij het passeren van het glas afwijkt van de invallende lichtstraal door verstrooiing, met meer dan 2,5°. ’’Diffuus” zoals gebruikt in relatie tot 10 lichtterugkaatsing, betekent dat gedeelte van het licht, dat bij terugkaatsing aan het glas/luchtgrensvtak afwijkt van de spiegelend teruggekaatste lichtstraal door verstrooiing, met meer dan 2,5°.

Teneinde de grootte van de gevormde putjes te variëren en een meer regelmatige putjesgrootte te verkrijgen, wordt deze etsbewerking voorafgegaan door een polijstbewerking waarbij het glas wordt gewassen met een eerste zuur-wasoplossing, die 1 vol.% fluorwaterstofzuur en 6 vol.% zwavelzuur in water 15 bevat, welke behandeling verscheidene minuten bij kamertemperatuur plaatsvindt. Na spoelen in water werd het glas onderworpen aan dezelfde etsbewerking, waarna in water werd gewassen. Een elektron-micrograaf van het verkregen oppervlak bij een schaal van 1000 keer vergroting, is in figuur 2 afgebeeld. De verkregen oppervlakteputjes waren wederom polyhedraal en hadden een maximale afmeting van 7-10 pm met een diepte tot 0,8 pm bij een verstrooiing van veel kleinere putjes. De totale lichtdoorlating van de aldus 20 behandelde plaat nam met 93% toe, terwijl het gedeelte van het normaal invallende licht, dat diffuus werd doorgelaten, met enigszins meer dan 75% toenam. Wederom was de resolutie door het glas van een voorwerp, dat zich enkele centimeters achter het glas bevond, onmogelijk.

Deze zuur-gewassen en geëtste glasplaat werd vervolgens onderworpen aan een behandeling, waarbij een oppervlaktelaag werd verwijderd. Deze laatste behandeling bestond uit het onderdompelen van de plaat 25 in een polijstbad van 1 vol.% fluorwaterstofzuur en 6 vol.% zwavelzuur in water gedurende een uur bij omgevingstemperatuur (20°C). Een elektron-micrograaf van het verkregen oppervlak bij een schaal van 1000 keer vergroting, is in figuur 3 afgebeeld. De verkregen oppervlakteputjes hadden een afgerond profiel met een diepte van tot 0,8 pm en met een maximale afmeting die minder was dan 10 pm. Het is niet mogelijk een 10 mm schijf (10 pm x 1000) op figuur 3 te plaatsen, zonder overlapping van ten minste twee 30 van de putjes. De totale lichtdoorlating van de aldus behandelde plaat bedroeg 92%, terwijl het gedeelte van het normaal invallende licht, dat diffuus werd doorgelaten 38,5% bedroeg. Het deel van het normaal invallende licht, dat diffuus werd teruggekaatst bedroeg meer dan 90% van de totale hoeveelheid teruggekaatste lichtstraal. De hoek van verstrooiing van het licht, dat diffuus werd doorgelaten aan het matte oppervlak van het glas, was meer dan 10°.

35 Gebleken Is, dat het normale schrift in karakters van 10 pitch gemakkelijk kon worden gelezen door het verkregen matte glas, wanneer de getypte tekst 60 cm van het oog werd geplaatst, ongeacht of het glas werd gehouden tussen het oog en het schrift, echter onder die voorwaarde, dat het glas zodanig was gericht dat de hoek met de gezichtslijn meer dan 10° maakte.

40 Voorbeeld II

Een uit natron getrokken glasplaat met een dikte van 1,5 mm werd blootgesteld aan dezelfde zuur-wasbehandeling als in voorbeeld I. Na deze eerste zuur-wasbehandeling werd het glas gespoeld en vervolgens in een bad van glycerine en water ondergedompeld, onder achterlating van een film van glycerine op het oppervlak van het glas. Het met glycerine beklede glas werd vervolgens ondergedompeld 45 in een etsbad van een waterige oplossing van kaliumbifluoride (tussen 70 en 120 g/l) bij omgevingstemperatuur (20°C) gedurende een periode van 30-60 seconden. Het glas werd verwijderd en gespoeld in water en vervolgens ondergedompeld in een chemisch polijstbad van 10% fluorwaterstofzuur en 4% zwavelzuur (waterig) gedurende 2 minuten bij omgevingstemperatuur en vervolgens opnieuw gespoeld. Een elektron-micrograaf van het verkregen oppervlak bij een schaal van 1000 keer vergroting, is afgebeeld in 50 figuur 4. Dit toont een dichte populatie van oppervlakteputjes met een rond profiel met een maximale afmeting van minder dan 5 pm en een diepte in de orde van grootte van 0,4 pm. het is niet mogelijk een 5 mm schijf (5 pm x 1000) op figuur 4 te leggen zonder ten minste twee van de putjes te overlappen.

De grafiek van figuur 5 toont het percentage van normaal invallend licht: bij TT, de totale lichtdoorlating voor diverse golflengtes 55 bij TD, de diffuse doorlating voor die golflengtes bij RT, de totale lichtterugkaatsing voor die golflengtes en * 7 193941 bij RD, de diffuse lichtterugkaatsing voor die golflengtes.

Opgemerkt wordt, dat het deel van het doorgelaten licht, dat diffuus is, afneemt met toenemende golflengte in het zichtbare gebied.

De matte plaat heeft de volgende optische eigenschappen, geïntegreerd over het zichtbare spectrum: 5 totale doorlating 89,48% normaal invallend licht diffuse doorlating 45,61% normaal invallend licht 50,97% doorgelaten licht totale terugkaatsing 7,96% normaal invallend licht diffuse terugkaatsing 7,58% normaal invallend licht 10 95,23% teruggekaatst licht.

Opgemerkt wordt, dat de totale terugkaatsing heel weinig verschillend is van datgene wat verwacht zou worden bij een onbehandelde plaat, doch dat terwijl bij de onbehandelde plaat praktisch al het teruggekaatste licht spiegelend wordt teruggekaatst, minder dan 5% van het totaal teruggekaatste licht spiegelend 15 wordt teruggekaatst door de plaat, die volgens dit voorbeeld is behandeld. De hoek van verstrooiing van het licht, dat diffuus werd doorgelaten aan het matte oppervlak van het glas, bedroeg meer dan 10°.

Gebleken is, dat een voorwerp dat verscheidene meters achter het glas is geplaatst, bekeken kan worden via het glas met praktisch geen verlies aan beeldresolutie.

20 Voorbeeld III

Een uit natron getrokken glasplaat met een dikte van 1,04 mm, werd onderworpen aan een eerste zuur-wasbehandeling, bekleding met glycerine en spoelbewerkingen, zoals in voorbeeld II beschreven, waarna de plaat werd geëtst gedurende minder dan 1 minuut bij omgevingstemperatuur (20°C) in een bad van een waterige oplossing van kaliumbifluoride (tussen 150 en 200 g/l). Het glas werd verwijderd en in 25 water gespoeld, gevolgd door onderdompeling in een chemisch polijstbad van 10 vol.% fluorwaterstofzuur en 5 vol.% zwavelzuur (waterig) gedurende 3 minuten bij omgevingstemperatuur, waarna de plaat opnieuw werd gespoeld. De oppervlaktestructuur van de plaat was zeer gelijk aan die welke in figuur 4 is weergegeven. De aldus behandelde plaat had een zeer hoge totale lichtdoorlating, berekend als 93,40% en een diffuse doorlating van 40,97% van normaal invallend zichtbaar licht. De hoek van verstrooiing van het licht, 30 dat diffuus werd doorgelaten aan het matte oppervlak van het glas, was meer dan 10°.

Opnieuw werd gevonden, dat een voorwerp geplaatst op verscheidene meters achter het glas, bekeken kon worden door het glas met praktisch geen verlies aan beeldresolutie.

Volgens een variant van een van de voorgaande voorbeelden werd de etsbewerking uitgevoerd onder gebruikmaking van natriumbifluoride of ammoniumbifluoride, in plaats van kaliumbifluoride. Dit geeft 35 praktisch dezelfde resultaten.

Volgens een andere variant werd het behandelde glas vervolgens chemisch getemperd, teneinde zijn bestendigheid tegen mechanische schok te verhogen. Dit maakte geen noemenswaardig verschil ten opzichte van de optische eigenschappen van het glas.

Een stuk mat glas volgens de uitvinding is onder alle omstandigheden geschikt daar waar mat glas kan 40 worden gebruikt, behalve wanneer een dergelijk bekend mat glas wordt toegepast teneinde doorkijken specifiek te voorkomen. Toepassingsvoorbeelden van geschikte stukken gematteerd glas volgens de uitvinding zijn ”anti-reflectie”-schermen in beeldframes of in diapositieve houders voor het verminderen van nadelige invloeden, bijvoorbeeld interferentie-invloeden, ten gevolge van spiegelingsterugkaatsing aan het oppervlak van de plaat Een dergelijk glas kan ook worden gebruikt daar waard de bekende matte glazen 45 ongeschikt zouden zijn, vanwege de afstand tussen de plaat en een voorwerp, dat daarbij beschermd dient te worden. Zo kan bijvoorbeeld, een matte glasplaat volgens de uitvinding gebruikt worden als voorplaat bij een tentoonstellingsvitrine. Andere toepassingsvoorbeelden voor stukken mat glas volgens de uitvinding zijn kathodestraalbuisschermen, als instrumentafleesglazen, waaronder horlogeglazen en als vloeibaar-kristaldisplay of licht emitterende diodedisplayschermen.

50 Mat glas volgens de uitvinding is bovendien ook bijzonder geschikt voor toepassing in fotovoltagecellen, in het bijzonder die van het amorfe silicium-type. In een dergelijke cel kan een glasplaat al dan niet aan weerszijden mat gemaakt, bekleed worden met opeenvolgende lagen van gedoopt tinoxide, amorf silicium en een terugkaatsende geleider, zoals aluminium. Diffuus licht, dat de siliciumlaag binnendringt, volgt een weg van grotere lengte, waarbij de opbrengst aan elektronen-holteparen toeneemt, zonder toename van de 55 dikte van de siliciumlaag en derhalve zonder toename van de waarschijnlijkheid, dat een zojuist vrijgekomen elektron ingevangen wordt voorafgaande aan zijn migratie naar een geleidende laag. Bij een gegeven invallend-lichtintensiteit neemt derhalve de conversie-opbrengst van de cel toe, vergeleken met een cel,

Claims (11)

193941 8 waarin een onbehandeld glas is gebruikt. 5

1. Stuk lichtdoorlatend glas met ten minste één oppervlak dat mat is gemaakt door middel van oppervlakte-putjes, met het kenmerk, dat een dergelijk oppervlak een populatie van verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes bezit, welke putjes een zodanig klein oppervlak en profiel hebben dat een schijf met een diameter van 10 pm er niet opgelegd kan worden zonder ten minste twee putjes te bedekken, zodat 10 duidelijk leesbaar getypte karakters van 10 pitch duidelijk leesbaar blijven wanneer ze worden bekeken door een aldus mat gemaakt oppervlak, wanneer het oppervlak gehouden wordt op een afstand van 10 cm van de karakters.

2. Stuk glas volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste de onderkant van de putjes een afgerond profiel hebben.

3. Stuk glas volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat ten minste één mat oppervlak is bezet door een populatie van oppervlakteputjes, die zo klein zijn dat een schijf met een diameter van 5 pm er niet opgelegd kan worden zonder ten minste twee putjes te bedekken.

4. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste één mat glasoppervlak is bezet door een populatie van oppervlakteputjes, waarvan de putjes een diepte hebben van 20 0,1 pm tot 1,0 pm.

5. Stuk glas volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste één mat oppervlak is bezet door de populatie van oppervlakteputjes, waarbij de putjes een diepte en een gemiddelde dwarsdoorsnede (hierna "diameter” genoemd) bezitten, die met elkaar in een zodanige verhouding staan, dat de diepte van de putjes gedeeld door hun diameter ten minste 0,01 is.

6. Stuk glas volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de diepte van de putjes gedeeld door hun diameter ligt tussen 0,02 en 0,5.

7. Werkwijze voor de vervaardiging van mat glas, waarbij een oppervlak van een stuk glas wordt voorzien van een populatie van oppervlakteputjes, met het kenmerk, dat een dergelijk oppervlak wordt geëtst met een oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur, onder achterlating van een praktisch aan elkaar 30 grenzende populatie van fluor bevattende kristallen, die vervolgens worden verwijderd, onder achterlating van een oppervlak met een populatie aan verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes, waarna het verkregen van putjes voorziene oppervlak wordt behandeld voor de verwijdering van een oppervlaktelaag ervan, waarbij het oppervlak bezet blijft door een populatie van verzonken of aan elkaar grenzende oppervlakteputjes, die zo klein zijn dat een schijf met een diameter van 10 pm er niet opgelegd kan worden 35 zonder ten minste twee putjes te overlappen, waarbij de oplossing van een zout van fluorwaterstofzuur een waterige oplossing is, waarin het zout voorkomt in een hoeveelheid van 700-200 gram per liter, welk oppervlak aan een dergelijke oplossing wordt blootgesteld gedurende 20 seconden tot 2 minuten.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de verwijdering van de oppervlaktelaag plaatsvindt in een chemische polijstbewerking, waarbij het chemisch polijsten wordt uitgevoerd door blootstelling van 40 het oppervlak gedurende 60 minuten tot 20 seconden aan een oplossing van 1,0 tot 20 vol.% fluorwaterstofzuur en 0 tot 15 vol.% zwavelzuur.

9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de etsbewerking wordt voorafgegaan door een eerste zuur-wasbewerking, waarbij het mat te maken oppervlak wordt gewassen met een zure oplossing.

10. Werkwijze volgens een der conclusies 7-9, met het kenmerk, dat de etsbewerking wordt voorafgegaan 45 door een bewerking, waarbij het mat te maken oppervlak wordt bekleed met een viskeuze film van een organisch materiaal.

11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de eerste zuur-wasbewerking voorafgaat aan een dergelijke organische bekledingsbewerking. Hierbij 2 bladen tekening