TW201337316A - 包含抗指紋及／或減少污跡之塗層的經塗覆物件及／或其製造方法 - Google Patents

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Tiong P Ong
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Abstract

本發明之某實例實施例係有關於包含抗指紋及/或減少污跡之塗層的經塗覆物件、及/或其製造方法。得自指紋等之油可輕易地轉移至一物件的表面。然而，業經發現在某實例實施例中，可藉微處理一玻璃表面的性質(諸如表面形態及/或粗糙度)而使一玻璃基板得到減少的污跡及減少的眩光效應。在某實例實施例中，可將一薄膜塗覆物導至該玻璃表面上以改變該物件的接觸角、或用於其它光學、電子、機械、化學及/或環境用途及/或耐久性。業經進一步有利地發現，經由改變該玻璃的接觸角，可進一步改善該基板之抗污跡及抗眩光效應。

Description

包含抗指紋及/或減少污跡之塗層的經塗覆物件及/或其製造方法 發明領域
本發明之某實例實施例係有關於包含抗指紋及/或減少污跡之塗層的經塗覆物件、及/或其製造方法。更特別地，實例實施例係有關於用於在一玻璃基板上獲得抗指紋、減少的眩光效應之技術，其包括微處理一玻璃表面的性質，諸如表面形態及/或粗糙度。業經有利地發現，經由改變該基板的疏水性及/或親水性(例如經由在一滴靜止的水下以所欲接觸角施加一塗覆物)，可進一步增加該基板的抗指紋、減少的污跡、及/或抗眩光效應。在某實例實施例中，可將一薄塗覆物導至該玻璃表面以改變該物件的接觸角、或用於其它光學、電子、機械、化學及/或環境用途及/或耐久性。得自指紋等的油會較不容易轉移至某些實例實施例之該等經塗覆物件(例如包括玻璃、塑膠、及/或諸如此類)的表面。
發明背景
消費性電子裝置(諸如行動電話、膝上型電腦等) 之製造正朝向使用玻璃作為用於元件覆蓋物(例如用於顯示器等)的精選材料。這些元件的表面會被指紋及得自正常使用的其它物質弄髒。因此，在某實例實施例中可較佳找出一種可以使該等污跡較不顯著及/或使這些元件的該等表面更容易乾淨的方法。熟悉本項技藝者可認知對於更容易保持乾淨的改良性元件覆蓋物/表面有需求。
發明概要
在某實例實施例中，可施加一塗覆物以加速油類及污跡之移除(例如疏水性塗覆物)。在其它實例實施例中，可改變該玻璃或塑膠為基礎的表面之表面形態及/或粗糙度以“隱藏”殘留在該元件之表面上的雜質及/或殘留物。可施加一塗覆物以進一步有助於該油、雜質、及/或殘留物的隱藏作用(例如吸收作用)。
在本發明之某實例實施例中，係提供一製造抗污跡性的經塗覆物件之方法。使一玻璃基板之主要表面經粗糙化。將一實質上保形塗層配置在該基板的主表面上。該經塗覆物件的主表面之一RMS粗糙度小於或等於約0.8微米。該基板之經粗糙化主表面的RMS粗糙度與該經塗覆物件的RMS粗糙度相差不超過約0.2微米。
在本發明之某實例實施例中，係提供一經塗覆物件，其包含一具有一經粗糙化主表面的基板、及一配置在該基板之經粗糙化表面上的薄膜塗層。該塗層與該基板之經粗糙化主要表面的特徵實質上具保形性，因此該經塗覆 物件之一主要表面包含一小於或等於0.8微米的RMS粗糙度值。
在本發明之某實例實施例中，係提供一經塗覆物件。一薄膜塗層係配置在一基板上，具該塗層包含一具有小於或等於0.8微米之總RMS粗糙度值之具有尖峰及凹部的經粗糙化主要表面。該薄膜塗層具有一足以致使與其接觸的至少部份油遷移入該薄膜塗層的凹部內之表面能。
0‧‧‧未經處置之玻璃基板
1‧‧‧經處置之玻璃基板
3‧‧‧表面
4‧‧‧經修飾的表面
5‧‧‧可視需要選用的保形塗層(塗覆物)
7‧‧‧經修飾圖層
10‧‧‧指紋
10’‧‧‧模糊的指紋
圖1為容易受指紋等影響之一實例未經處置、未經修飾之玻璃基板的平面圖；圖2為根據某實例實施例之一具有一經修飾表面之玻璃基板的平面圖；圖3(a)闡明根據某實例實施例之一含一經修飾表面及一可視需要選用的保形塗層之玻璃基板；圖3(b)闡明根據某實例實施例之一含一包含一經修飾表面之塗層的玻璃基板；圖4為闡明一可連同某實例實施例使用的方法之流程圖；圖5(a)至5(c)闡明根據某實例實施例之一含一疏水性表面的物件；圖6(a)至6(c)闡明根據某實例實施例之一含一親水性表面的物件；及圖7(a)至7(c)闡明根據某實例實施例之一含一超疏水性表面的物件。
較佳實施例之詳細說明
玻璃及塑膠基板較常用於手持式應用，特別是手持式電子應用。電話、行動電話、電腦及TV顯示器螢幕、圖形輸入板、膝下型電腦、手持式視頻遊戲機、音樂播放器等愈做愈小，且更容易拿在手裡並輸送。觸控螢幕亦變得更普遍。增加可單獨或部份藉觸控操作之手持式元件及螢幕之數量與可輸送性的組合會導致這些元件之表面由於指紋、得自皮膚之油、洗劑、食物、以及可藉觸控及/或環境而轉移至這些元件中之一的螢幕表面上的其它物質而被弄髒、沾污、及損壞。在某些情況中，可購買售後市場的螢幕以保護該等元件。然而，在某些情況下，最好修飾該物件的表面以(1)提供可防止雜質的更佳保護性、(2)增加該物件的耐久性(例如抗刮痕性)、及/或(3)使售後市場保護成為非必要。的確，此等售後市場薄膜會降低可見光穿透性、導入眩光及/或霧度等，且，因此最好減少對其等的需求。
現在更詳細地參考該等附圖，其中相同的參考數值表示該等附加圖示從頭至尾的相同元素。
圖1闡明具有指紋10之未經處置玻離基板0。如自圖1可知，單一指紋會使基板0產生一令人不能滿意的美觀及/或有意被看得到的模糊訊息。因此，為了改善該物件的整體美觀，含一經改良表面的物件較佳。
文中所述的某些實施例係有關於藉改變該基板及/或一配置於其上的塗層之表面形態，例如藉提供足以減 少該等物件之表面上的可見指紋、雜質、及/或殘留物之表面粗糙度，而改善基板的抗指紋、抗污跡、及/或抗眩光效應。
在某實例實施例中，業經有利地發現藉增加一物件之表面粗糙度(例如藉圖案化/粗糙化該基板之表面及/或一配置於其上之塗層的表面)，可減少位於或接近於該物件之表面上的可見雜誌，且不需要一售後市場保護塗覆物。在某實例實施例中，可藉更容易自該基板移除該等雜質而減少該等雜質，且在其它實施例中，可藉被吸收入該經粗糙化表面的凹部內而減少該等雜質。
圖2闡明具有經修飾的最外面表面3與模糊的指紋(群)10’之經處置玻璃基板1。自圖2可知，當一物件包含一經修飾表面3時，更難看到該指紋或其它雜質。在其它實例實施例中，該等表面修飾可更容易清潔該表面，其亦可改善該表面的外觀(例如在其業經簡單地擦拭等之後)。在某實例實施例中，該最外面表面3可以是該基板本身之一表面。然而，在其中一薄膜係提供在該基板之一表面上的基它實例實施例中，該經塗覆物件之最外面表面3可以是該薄膜之一最外面表面。
業經有利地發現在某實例實施例中，可藉微處理基板之一表面，例如改變表面形態及/或粗糙度，而在該基板上獲得減少的指紋、減少的污跡及/或減少的眩光效應。業經進一步有利地發現藉改變該表面之疏水性及/或親水性(例如經由施加在一滴靜止的水下具有所欲接觸角的塗 覆物)，可進一步增加該等減少的指紋、減少的污跡、及/或減少的眩光效應。
而且，在某實例實施例中，業經發現至少部份由於該經修飾最外面表面3的特徵(例如尖峰及凹部)，該物件亦可有利地散射光並產生一抗眩光/抗反射效應。
在某實例實施例中，可將一薄塗覆物導至該玻璃表面以改變該物件之接觸角、及/或用於其它光學、電子、機械、化學、及/或環境應用、及/或耐久性。
在某些實例中，該薄塗覆物可以有其它用途。業經發現在某些實施例中，將一塗覆物配置在一具有一經微處理表面的基板上可以使該物件得到額外優點及/或改良的性質。例如該塗覆物可以使在該基板之表面修飾法進行期間所產生之銳利特徵得到額外的保護。在其它實施例中，一配置在該經修飾表面上的塗層可藉調整該經塗覆物件之表面的接觸角而改善污跡及/或指紋減少效應。在某實例實施例中，該塗層可進一步改善該物件之抗刮痕性、耐久性、抗反射性、及/或抗微生物性。
而且，可根據所欲之改良及/或有利的性質，至少部份根據該經塗覆物件的最終用途而選擇用於該塗層的材料。
在其它實例實施例中，修飾一基板之表面的步驟本身可能不足以產生所欲特徵形狀、類型、及/或大小。在，諸如彼等的情況下，最好可配置一塗覆物在該基板上，藉此該塗層本身可經微處理以產生所欲特徵形狀、類型、及/ 或大小。
圖3(a)闡明具有經修飾(例如經微處理)表面4及可視需要選用的保形塗層5之基板1。在某實例實施例中，基板1可以是玻璃基板。然而，在其它實例實施例中，基板1可以是或包括塑膠、或其它合適材料。
在某實例實施例中，業經有利地發現藉修飾基板1之表面性質，可獲得減少的指紋、減少的污跡、及/或減少的眩光效應。業經發現藉將一基板之表面微處理至某一程度(例如一特定範圍之粗糙度、霧度、及/或清澈度)，可有利地獲得減少的污跡(例如得自指紋、經由觸控而傳送的其它物質、及/或其它雜質等)及/或減少眩光。
在某實例實施例中，業經發現一表面粗糙度(例如方均根“RMS”粗糙度)可有利地小於約2微米、更佳小於約1.2微米、又更佳小於約0.8微米，且在某些代表性實施例中，小於或等於約0.6微米。在某些實例中，該平均尖峰至尖峰的距離、以及平均尖峰至凹部高度可以是足以獲得所欲RMS粗糙度的值。
RMS粗糙度係已知，且典型上係以奈米定量(雖然文中係如上文指定以微米表示)。可根據ISO/DIS 25178-2或ASME B46.1標準測量一表面的RMS粗糙度。
在某實例實施例中，係藉修飾該基板的表面(例如微處理該表面，藉以使其經圖案化、經紋理化、經粗糙化等)，可獲得一改良的霧度值。如已知，以多方向散射的光會導致對比度的損失。該名詞“霧度”在文中係根據ASTM D 1003而定義，其將霧度定義為在通過時偏離入射光束平均大於2.5度之光的百分率。“霧度”在文中可藉Byk Gardner濁矇計而測量(文中所有霧度值係藉此種濁矇計而測量且係以經散射之光的百分率表示)。
在某實例實施例中，該霧度可有利地小於約50、更佳小於約40、且最佳自約20至35。然而，在某些實例中，該霧度可低於約20。可在該物件進行任何可視需要選用的熱處置前及/或後，獲得這些霧度值。
在某實例實施例中，可藉蝕刻該表面而修飾該基板的表面。更明確地，在某些實例中，該基板的表面可經HF、HCl、H2SO4、及/或適用於進行蝕刻的任何其它酸及/或鹼蝕刻。該基板之一或多主表面上可經酸蝕刻。在某實例實施例中，蝕刻該基板之至少一表面可有利地維持低霧度及高可見度。在另外實例中，可見光透射率及UV透射率可特別高。
在其它實例實施例中，該基板之表面可經雷射修飾。在某些實例中，可使用YAG、CO2、及/或激元雷射(Excimer laser)以進行該表面修飾。在某實例實施例中，該雷射可以以預定圖案、無規圖案、及/或擬無規圖案在該表面上掃描以產生合適特徵。在某實例實施例中可使用一經程式設定的以不規則碎片形為基礎的圖案。
在另一實例實施例中，可藉用於蝕刻、紋理化、圖案化等的其它方法而修飾(例如微處理)該基板1的表面。例如可藉玻璃圖案化、或將塑膠基板圖案化的方法(其中該 基板並非或不包括玻璃)、離子束研磨/處置、珠擊等而修飾該基板。
在某實例實施例中，可經由化學蒸氣沈積(CVD)、物理蒸氣沈積(PVD)，諸如濺鍍、離子束輔助沈積(IBAD)等而沈積塗覆物5。在其它實例實施例中，可經由濕塗法(例如溶膠凝膠技術)，諸如在美國專利第7,767,253號及美國專利公開案第2008/0185041號及第2008/0271782號(其等皆在此併入本案以為參考資料)內所述的方法，而沈積塗覆物5。因此，在某實例實施例中，可經由能在經修飾(例如經微處理、經粗糙化、經圖案化、經紋理化等)表面4上產生一實質上保形的塗層以維持或實質上及/或局部上維持表面4之RMS粗糙度的任何技術而沈積塗覆物5。該塗層較佳可改變該RMS粗糙度不超過0.3、更佳不超過0.2、且又更佳不超過約0.1。
在某實例實施例中，一將一實質上保形塗覆物配置在經修飾表面4的代表性方法可包含高壓CVD。在某些情況下，可在高壓環境內，將該具有經修飾表面的基板部份或實質上浸沒在一團塗覆材料內。由於缺乏方向(例如如在濺鍍法內)，本方法可以使該塗覆材料在經修飾表面4上形成一實質上保形塗層。在其它實例實施例中，可經由高壓離子輔助濺鍍(例如IBAD)而沈積塗覆物5。在另外實例實施例中，可使用能形成一部份及/或實質上保形塗層的沈積塗覆物5之任何方法。
圖3(b)闡明具有經修飾(例如經微處理)塗層7的 玻璃基板1。該圖3(b)實例實施例與圖3(a)實例實施例不同之處在圖3(b)內之該基板1的表面並未經修飾。反倒是，如下文更詳細地解釋，在圖3(b)實例實施例中，該塗層7提供所欲粗糙度。
在某實例實施例中，例如為了產生所欲特徵形狀、類型、及/或大小，與其或除了修飾該基板的表面外，不如可較佳微處理一塗層的該表面。業經有利地發現亦可藉修飾已沈積在基板1上之塗層7的表面性質而獲得減少的指紋、減少的污跡、及/或減少的眩光效應。業經發現藉將一塗層(例如配置在一基板上)微處理至某一程度(例如一特定範圍之粗糙度、霧度、及/或清澈度)，亦可獲得減少的污跡(例如得自指紋、經由觸控而傳送的其它物質、及/或其它雜質等)及/或減少的眩光。
該塗層7可具有一與上文該基板1之表面所呈現的值相同或類似之表面粗糙度(例如方均根“RMS”粗糙度)。例如該塗層7可具有一小於約2微米之RMS粗糙度、更佳小於約1.2微米、又更佳小於約0.8微米，且在某些代表性實施例中，係小於或等於約0.6微米。在某些實例中，該平均尖峰至尖峰距離、及平均尖峰至凹部高度可以是足以得到該所欲RMS粗糙度的值。
在某實例實施例中，經由修飾配置在一基板上之塗層7的表面(例如微處理該塗層的表面，藉以使其經圖案化、紋理化、粗糙化等)，可獲得一改良的霧度值。
在某實例實施例中，該經塗覆物件的霧度可有利 地小於約50、更佳小於約40、且最佳自約20至35。然而，在某些實例中，該霧度可低於約20。可在該物件之任何可視需要選用的熱處置前及/或後，獲得這些霧度值。
在某實例實施例中，當沈積時，塗層7可經粗糙化、經圖案化、經紋理化等。在其它實例實施例中，可以以一實質上平坦且連續的方式使塗層7沈積在該基板上，且在沈積後，可經圖案化、經紋理化、經蝕刻、及/或諸如此類。
在某實例實施例中，可經由CVD、PVD、IBAD、濕塗法(例如溶膠凝膠等)、及/或適用於沈積一塗覆物的任何其它方法而沈積塗層7。當沈積時，若塗層7未經粗糙化、經紋理化、經圖案化或諸如此類，則可微處理塗層7以具有後沈積之所欲表面粗糙度。
圖4為闡明一可連同某實例實施例使用的方法之流程圖。提供一玻璃基板(步驟S402)。可選擇性使該基板之表面經粗糙化至一所欲RMS表面粗糙度(步驟S404)。如上述，可經由單一或多藥劑蝕刻劑(例如以酸為基礎的蝕刻劑)、藉使用雷射掃描該表面、經由珠擊法、及/或諸如此類而產生該粗糙度。可選擇性將一薄膜塗層配置在該基板的表面上(步驟S406)。就下一表面而言，例如就其中該基板之表面係選擇性經粗糙化的情況而言，本薄膜塗層可具高保形性。然而，在其它情況下，該薄膜塗層本身可經紋理化至所欲表面粗糙度(例如當該基板的表面全然未經粗糙化或經粗糙化至該所欲程度時)。如在下文更詳細的解釋，該 薄膜塗層可具有一有助於產生抗指紋及/或減少的污跡效應之表面能。例如該薄膜塗層可具有一能導致該層具親水性或疏水性的表面能。此外或另一者，該塗層可作為抗反射層、保護性保護膜(例如保護下一經微處理表面)、及/或抗微生物及/或抗真菌塗層。有關於該表面能及介於該等經微處理表面之間的加乘性效應之進一步詳述在下文有更詳細地揭示。
在某實例實施例中，業經有利地發現不管該等表面微處理技術(例如不管該基板之表面4是否經修飾、或塗層7之表面是否經修飾以具有所欲特徵)。該物件之經修飾表面3可有利地具有一經調整至一可減少任何污跡效應等之特定範圍的表面能及/或接觸角。
在某實例實施例中，經修飾表面3之疏水及/或親水性能可以與接觸角θ、表面能γ、及可濕性或黏著能W有關。經修飾之最外面表面3或任何其它表面之該表面能可藉測量其接觸角θ而計算。接觸角θ之各實例係闡明在圖5(b)、6(b)、及7(b)內。為簡單明瞭起見，該等塗層及/或表面修飾並未示於這些圖內。
為了測量接觸角，如圖5(b)、6(b)、及7(b)內所示，將一滴靜止的液體(諸如水)31放在該基板上。在該滴液體31與底下的物件間所顯現的接觸角θ(其可界定一角θ)係取決於在接觸點之3相間的介面張力。由於各該表面之表面能，與圖6(b)比較，圖5(b)及7(b)內的接觸角較大。
圖5(b)闡明承載塗層7的玻璃基板1。該塗層7具 疏水性。因此，該經塗覆物件之最外面表面3亦具疏水性。圖5(b)闡明該基板1單獨(例如無各別塗層5或7)之高接觸角θ。圖5(c)闡明一包括該基板1之一粗糙化表面4以及一配置於其上之保形塗層5的實施例之高接觸角θ。
在某實例實施例中，例如如圖5(a)-(c)內所示，該最外面表面3可具疏水性。可藉以下步驟而修飾該最外面表面3：微處理如圖5(a)內所示之配置在基板1上之塗層7的表面；微處理如圖5(b)、(2)內所示之該基板單獨的表面(例如產生經修飾基板表面4)；及/或提供一保形塗層5在該基板之一經微處理表面4上。當該基板之表面經修飾時，根據差異實例實施例，該可視需要選用的保形塗層5可或可不配置在經修飾基板表面4上。
不管一塗層是否保形性地配置在一經粗糙化基板上、或該塗層本身是否經圖案化、或未使用塗層，在某實例實施例中，可較佳減少該基板或經塗覆物件之表面的表面能以獲得較高的接觸角θ。
例如與其中最外面表面3不具疏水性的情況比較，當該最外面表面3具疏水性時，該高接觸角可促進雜質從與表面3接觸之油、皮膚、及其它物質中移除(例如抺去)。在某實例實施例中，由於該較高的接觸角，所以該等雜誌不會被吸至經修飾表面3，且可殘留在該表面上，因此更容易移除雜質。經修飾表面3之該疏水性可以與自在該基板及/或塗層之表面內經微處理的特徵本身(例如該等尖峰及凹部)產生之表面能變化有關。
在某實例實施例中，若一疏水性最外面表面3為所欲，則該最外面表面3之接觸角可以是至少約75度、更佳至少約95度、且最佳至系約100。
在某實例實施例中，當一疏水性表面為所欲時，塗層(群)5及/或7可有利地包括含以下組份之層：氮化鉭、其它以鉭為主的化合物、NiCrOx、疏水性DLC、及/或ZrOx。此等材料之包含可以使已沈積在該基板1上之塗層5及/或7得到抗微生物及/或抗真菌性質。在某實例實施例中，塗層(群)5及/或7亦可有助於保護該基板之經修飾表面的特徵免於損壞。在某些情況下，其亦有助於保持所欲接觸角。在某些情況下，亦可藉該塗層(群)5及/或7之存在而改善該物件的其它性質。
例如當使用疏水性DLC及/或一以鋯為主的化合物時，可改善該物件之耐久性及/或抗刮痕性。而且，當塗層(群)5及/或7係為或包括一進一步含有鋅、銀、銅等之以氧化鋯為主的化合物時，除了疏水性外，還可以使該物件具抗微生物性。而且，當塗層(群)5及/或7係為或包括氮化矽、氧化矽、及/或氧氮化矽時，除了改良的耐久性及/或抗刮痕性外，該物件亦可以是一抗反射塗層。在某實施實施例中，不管該基板之表面是否經紋理化，可提供一或多層在基板1上以獲得這些性質。例如就耐久性而言，可提供一疏水性含矽層在基板1上並接觸該基板1，且可提供一以鋯為主之層在該含矽層上。該以鋯為主之層可以呈ZrN形式沈積並由於熱處置而轉化成ZrOx。而且，該以鋯為主之層可 經Zn、Ag、Cu、Ti、及/或諸如此類摻雜以得到抗微生物性質。該等塗層可很薄且彼此及/或與該基板之下一表面(例如當其本身呈粗糙狀)具保形性且可提供文中已論述的疏水效應。
圖6(a)闡明具有一親水性(例如如參考該靜止水滴及對應角θ可知)之最外面表面3的玻璃基板1。如圖6(a)內所示，該基板1具有一未經修飾的表面4且，反而，配置於其上的塗層7包括該所欲粗糙度且可提供相當於該等親水性之所欲表面能。
圖6(b)闡明具有一可提供低接觸角θ且，因此可提供一親水性最外面表面3的經粗糙化表面4之玻璃基板1。圖6(c)包括具有一可承載一保形塗層5之經粗糙化表面4的玻璃基板1。該保形塗層亦具有一低接觸角θ且因此可提供一親水性最外面表面3。
不管一塗層是否保形性配置在一經粗糙化表面上、或該塗層本身是否經圖案化、或未使用塗層、以及該基板本身是否經圖案化，在某實例實施例中，較佳可提高該物件(例如基板及/或經塗覆物件)之表面的表面能以獲得較低接觸角θ且因此可提供所欲親水性。
在某實例實施例中，可以使該最外面表面3具親水性。在這些情況下，由於較低的接觸角，所以得自與親水性表面接觸的油、皮膚、及其它物質之雜質可被“吸”入該經微處理(例如經圖案化、經紋理化、經蝕刻等)之凹部內。可藉該最外面表面3之親水性而促進該等雜質之移動。 在某實例實施例中，由於該較低的接觸角，所以該等雜質更容易被吸至經修飾表面3，且可掉入該等凹部內，因此可以使雜質較不容易被看到。
在某實例實施例中，該經修飾表面3之接觸角可小於約25度、更佳小於約20度、且最佳小於約15度。
在某實例實施例中，當該最外面表面3具親水性時，塗層(群)5及/或7可有利地含有或包括親水性DLC、銳鈦礦TiO2、多孔矽石、其它以矽烷為主的化合物、及/或含有極性或帶電官能基的其它化合物。在某些情況下，亦可由於塗層(群)5及/或7而改善該物件的其它性質。見，例如上文提供的說明。
在其它實例實施例中，例如當使用親水性DLC及/或以矽石為主的化合物時，與上文所論述類似，可改良該物件的耐久性及/或抗刮痕性。而且，除了改良的耐久性及/或抗刮痕性外，當塗層(群)5及/或7含有或包括以矽石為主的化合物(例如氮化矽、氧化矽、及/或氧氮化矽)時，除了得自由於該經圖案化、經紋理化、經蝕刻等之經修飾表面3的光散射之效應外，該物件亦可發現抗反射效應。
圖7(a)闡明具有超疏水性最外面表面3的玻璃基板1。圖7(a)表示當超疏水性最外面表面3具有一充份低的表面能及充份高的接觸角(例如接近180度)時，油、污物、及其它物質甚至不會轉移至超疏水性表面3。圖7(b)闡明基板1之該表面4的很高(例如自高於約100度至約接近180度之值)揭觸角θ。在其它實例中，當該等物質接觸超疏水性最外 面表面3時，該等雜質可自超疏水性最外面表面3滾動/或掉下/離開。其可有利地得到一不需要經常清潔且未必會吸收雜質的物件。在某些實例中，不管與該經修飾表面接觸的是何種雜質，具有一超疏水性表面的窗、擋風玻璃、監測器、螢幕、手持式電子元件等可有利地維持實質上乾淨狀(例如不含雜質，諸如得自手指之油、食物、化粧品、其它物質等)。除了包括具有一經粗糙化表面4及一保形塗層5之基板1不同外，圖7(c)係與上述類似。該最外面表面3仍具超疏水性。
在某實例實施例中，該經修飾表面3之接觸角可大於約100度、更佳大於約120度、且最佳至少約130度、或甚至150度。
在某實例實施例中，當經修飾表面3具超疏水性時，塗層(群)5及/或7可有利地含有或包括與聚合物混合的各種奈米顆粒、電化學沈積金及銀聚集體、繼而化學吸附正-十二醇硫醇之單層，電沈積與微影蝕刻或銅濕式蝕刻法合併的銅、緊密堆積聚苯乙烯微粒形貌、在濕條件下鑄製聚合物溶液、藉奈米鑄製法而進行蓮花葉結構在PDMS內之複製、在彈性體表面上進行單層之機械組裝及/或一使聚丙烯及鄰矽酸四乙酯與一丙烯酸聚合物混合的膠化方法。
在另外實例實施例中，已使用電漿技術以修飾聚合物表面(諸如聚丁烯及聚丙烯)之化學及表面形態、沈積似緞帶的無規分佈微結構、或蝕刻一不均勻材料以使一塗層及/或一塗層的表面具超疏水性。用於製造超疏水性表面之 其它實例方法亦業經基於以下步驟：形成緊密堆積的高外觀比結構(諸如聚合物奈米纖維)；使碳奈米管排成一行；藉光蝕刻法及電漿蝕刻法而製成Si柱狀物、及/或藉Si蒸氣沈積法而製成Si奈米桿狀物陣列。在某實例實施例中，亦可使用圖案化列印法以獲得所欲表面粗糙度。
另外，根據用以獲得超疏水性表面13的該材料，可改善該物件的其它性質。例如部份根據用於塗層(群)5及/或7之材料是那一種，除了該等抗污跡性質外，亦可改善該物件之抗刮痕性、耐久性、抗微生物性、及/或抗反射性。
在某實例實施例中，當塗層(群)5及/或7具有或包括氮化矽及/或氧氮化矽時，可改善該物件之耐久性及抗刮痕性。而且，亦可進一步改善該物件之抗反射性。
在某實例實施例中，文中所述的基板可以是或包括適用於手持式電子元件之玻璃、塑膠、或其它材料。然而，這些方法及物件之該等應用並為如此受限。根據不同的實例實施例，除了手持式及/或電子元件外，文中所述的物件、及其製法可有利地用於窗、建築物、車、擋風玻璃、淋浴間、烘箱、冰箱及/或冷凍器、光伏打元件、太陽能電池。如文中所述的抗污跡性、抗刮痕性、及/或抗反射性物件、及其製法可具有廣泛應用。
就某些手持式電子元件應用而言，玻璃及/或塑膠基板可具有一自約0.5至10毫米、更佳自約1至5毫米的厚度，且在某實例實施例中，該厚度可以是自約1至2毫米(例如就手持式電子元件、其它電子元件等而言)。在其它應用 中，該玻璃可以比上述範圍還厚(例如當用於建築、汽車、及/或安全應用時)。
在某實例實施例中，係提供一製造抗污跡性經塗覆物件的方法。該方法可包括將玻璃基板之一主表面粗糙化、並將一實質上保形塗層配置在該基板之主表面上。在某些實例中，該經塗覆物件之主表面的RMS粗糙度小於或等於約0.8微米。而且，該基板之經粗糙化主表面的RMS粗糙度可以與該經塗覆物件之RMS粗糙度相差不超過約0.2微米。
在某實例實施例中，係提供一經塗覆物件。該經塗覆物件包含一具有一經粗糙化主表面的基板、及一配置在該基板之粗糙化表面上的薄膜塗層。該塗層與該基板之經粗糙化主表面的特徵實質具保形性，因此該經塗覆物件之一主表面包含一小於或等於0.8微米的RMS粗糙度。
在某實例實施例中，係提供一經塗覆物件。該經塗覆物件包含一配置在一基板上之薄膜塗層，該塗層包含一具有尖峰及凹部且一小於或等於0.8微米之總RMS粗糙度值的經粗糙化主表面。該薄膜可具有一足以使與其接觸的至少部份油遷移入該薄膜塗層之凹部內的表面能。
除了前3個段落中之任一段落的特徵外，在某實例實施例中，可經由使用酸及/或雷射進行蝕刻而使該基板之主表面粗糙化。
除了前4個段落中之任一段落的特徵外，在某實例實施例中，可經由射束輔助的沈積法、高壓化學蒸氣沈 積法、及/或溶膠凝膠沈積法而沈積該實質上保形塗層。
除了前5個段落中之任一段落的特徵外，在某實例實施例中，該實質上保形塗層可具有疏水性。例如在某實例實施例中，該疏水性塗層可包含DLC，其可以是經金屬及/或氟摻雜的DLC、或無摻雜的DLC。在其它情況下，可取代或除了使用DLC外，某實例實施例可將鋯併入該實質上保形疏水性塗層內。在某些情況下，該鋯可經Ag、Cu、及/或Ti摻雜、或未經摻雜。在某實例實施例中，該疏水性塗層可具有一至少約75度的接觸角。
除了在該緊接的前段落之前的前5個段落中之任一段落的特徵外，在某實例實施例中，該實質上保形塗層可具親水性。在某實例實施例中，該親水性塗層可含有銳鈦礦TiOx及/或多孔矽石中之任一者。在某實例實施例中，該親水性塗層可具有一小於或等於約20度的接觸角。
除了在雙緊接的前段落之前的前5個段落中之任一段落的特徵外，在某實例實施例中，該實質上保形塗層可具超疏水性。在某實例實施例中，超疏水性塗層可具有一至少約100度、或甚至至少約120度的接觸角。
除了前8個段落中之任一段落的特徵外，在某實例實施例中，該經塗覆物件之主表面的RMS粗糙度小於或等於約0.6微米。
除了前段落中之任一段落的特徵外，在某實例實施例中，該實質上保形塗層包含氮化矽及/或氧氮化矽。
在某實例實施例中，文中所述之該等物件可經熱 處理(例如經熱回火、熱強化、固化等)。在其它實例中，該等物件可未經熱處理。在某些實施例中，該等物件可藉其它方法(例如化學強化法)而強化。在其中該等基板係為或包括玻璃之實施例中，該玻璃基板可以是鹼石火矽石、硼矽酸鹽玻璃、矽酸鹽玻璃、低鐵高透射率玻璃、及任何其它形態的合適玻璃。
在某實例實施例中，在任何熱處置步驟前及/或，文中所述之物件的可見光透射率可以是至少約70%、更佳至少約80%、或甚至約85-90%，且在某些情況下，該可見光透射率可甚至更高。然而，在其它實例實施例中，該可見光透射率可較低。例如若該物件係欲作為淋浴間門、或某種隱私窗，則該物件可具有一不反光表面且可具有一較低可見光透射率。
如文中使用之該等名詞“熱處置”及“熱處理”意指將該物件加熱至一足以使該含玻璃之物件進行熱回火、彎曲、或熱強化的溫度。本定義包括，例如將一經塗覆物件加熱至一至少約580度之溫度，費時足以進行回火。在某些情況下，該HT可費時至少約4或5分鐘。
雖然本發明業經連同目前被認為是最實用且較佳的實施例加以描述，但是應瞭解本發明並不受限於該所揭示實施例，反而係有意涵蓋包括在附加申請專利範圍之精神及範圍內的各種修飾及同等安排。
1‧‧‧經處置之玻璃基板
3‧‧‧表面
10’‧‧‧模糊的指紋

Claims (26)

  1. 一種製造抗污跡之經塗覆物件的方法，該方法包含：將玻璃基板之一主表面粗糙化；且將一實質上保形塗層配置在該玻璃基板的主表面上；其中該經塗覆物件的主表面之一RMS粗糙度小於或等於約0.8微米，且其中該基板之經粗糙化主表面的RMS粗糙度與該經塗覆物之RMS粗糙度相差不超過約0.2微米。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基板之主表面係經由一酸蝕刻而粗糙化。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基板之主表面係以一雷射予以粗糙化。
  4. 如任何上述申請專利範圍中任一項之方法，其中該實質上保形塗層係經由離子束輔助性沈積法而沈積。
  5. 如申請專利範圍第1-3項中任一項之方法，其中該實質上保形塗層係經由高壓化學蒸氣沈積法而沈積。
  6. 如申請專利範圍第1-3項中任一項之方法，其中該實質上保形塗層係經由溶膠凝膠沈積法而沈積。
  7. 如任何上述申請專利範圍之方法，其中該實質上保形塗層具疏水性。
  8. 如任何上述申請專利範圍之方法，其中該實質上保形塗層包含疏水性似鑽石之碳(DLC)。
  9. 如任何上述申請專利範圍之方法，其中該塗層包含經金屬摻雜的DLC。
  10. 如任何上述申請專利範圍之方法，其中該塗層包含經氟摻雜的DLC。
  11. 如申請專利範圍第1-6項中任一項之方法，其中該實質上保形塗層包含經Ag、Cu、及/或Ti摻雜的鋯。
  12. 如申請專利範圍第1-6或11項中任一項之方法，其中該實質上保形塗層具親水性。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該實質上保形塗層包含銳鈦礦TiOx。
  14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該實質上保形塗層包含多孔矽石。
  15. 如申請專利範圍第1、9、9-11或13-14項中任一項之方法，其中該實質上保形塗層具超疏水性且具有一至少約100度的接觸角。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該實質上保形塗層具有一至少約120度的接觸角。
  17. 如任何上述申請專利範圍之方法，其中該經塗覆物件之主表面的RMS粗糙度小於或等於約0.6微米。
  18. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該實質上保形塗層包含氮化矽及/或氧氮化矽。
  19. 一種經塗覆物件，其包含：一具有一經粗糙化主表面的基板；一配置在該基板之經粗糙化表面上的薄膜塗層，該 塗層與該基板之經粗糙化表面的特徵實質上具保形性，因此該經塗覆物件之一主表面包含一小於或等於0.8微米之RMS粗糙度。
  20. 如申請專利範圍第19項之經塗覆物件，其中該塗層具有一至少約100度的接觸角且該塗層具超疏水性。
  21. 如申請專利範圍第19項之經塗覆物件，其中該塗層具有一小於或等於約75度的接觸角且該塗層具疏水性。
  22. 如申請專利範圍第19項之經塗覆物件，其中該塗層具有一小於或等於約20度的接觸角且該塗層具親水性。
  23. 一種經塗覆物件，其包含：一配置在一基板上之薄膜塗層，該塗層包含一具有尖峰及凹部且一小於或等於0.8微米之總RMS粗糙度值的經粗糙化主表面。 其中該薄膜塗層具有一足以致使與其接觸的至少部份油遷移入該薄膜塗層之凹部內的表面能。
  24. 如申請專利範圍第23項之經塗覆物件，其中該塗層具有一至少約100度的接觸角且該塗層具超疏水性。
  25. 如申請專利範圍第23項之經塗覆物件，其中該塗層具有一至少約75度的接觸角且該塗層具疏水性。
  26. 如申請專利範圍第23項之經塗覆物件，其中該塗層具有一小於或等於約20度的接觸角且該塗層具親水性。
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