TW201934515A - 具抗刮擦性的紋理化基於玻璃之製品及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種製品，其包括：一基於玻璃之基材，其包含一厚度、一主要表面及一壓縮應力區域，該壓縮應力區域從該主要表面延伸至一選定的深度；及一紋理化區域，其是藉由該主要表面來劃定出。該紋理化區域包含至少10 nm的表面粗糙度(Ra)。該製品亦能夠包含至少9牛頓(N)的努氏刮擦閥值(KST)。

Description

具抗刮擦性的紋理化基於玻璃之製品及其製作方法
[相關申請案之交互參照]本申請案依據專利法主張於2017年9月14日申請之美國臨時申請案序號第62/558,526號之優先權之權益，且本申請案是依據該申請案之內容，並藉由參照來將該申請案之內容整體併入本文中。
本發明一般是有關一種具抗刮擦性的製品及其製作方法，該製品包括具抗刮擦性的基於玻璃、紋理化製品。
於例如液晶顯示器(LCD)螢幕、有機發光二極體(OLED)及觸控螢幕等顯示裝置中經常使用防眩光表面，以避免或降低環境光之鏡面反射。許多顯示裝置中，此等防眩光表面是藉由下述方式來形成：對基於玻璃之基材之一或更多個表面提供一等級的粗糙度，以使入射光擴散及散射。在此等顯示裝置之前表面上經常使用粗糙玻璃表面形式的防眩光表面，以降低來自顯示器之外部反射之明顯可見性，並改善在不同照明條件下之顯示器之可讀性。此等粗糙表面亦使用於一些顯示裝置應用、特別是觸控螢幕，以改善觸感。
除了該等的光學性能要求以外，顯示裝置中使用的防眩光表面經常必須具有各種機械性質。例如：防眩光表面下方的基於玻璃之基材經常能夠產生下述功能：提供充分的強度及其它表現在強度及抗掉落性之特性。並且，經常要求防眩光表面具有耐磨性及抗刮擦性，特別是當這樣的表面使用於具有觸控螢幕應用及功能之顯示裝置時。然而，慣用防眩光表面經常苦於抗刮擦性低，經常需要額外的塗層結構，其具更良好的抗刮擦性且不會降低防眩光表面之光學性質。然而，此等額外的塗層結構會要求額外的處理且可能會顯著增加已使用塗層之裝置之成本。
在基於玻璃之基材上製作紋理化表面之慣用方法亦可能會苦於使用一種處理，其使用例如氫氟酸等侵蝕性酸，其不被認為對環境友好且在製造中使用之成本高。並且，產生防眩光表面之其它慣用方法使用額外的塗層，該塗層可能會增加製造成本並產生多餘的光學效果。
鑑於此等考慮，而需要具抗刮擦性的製品，該製品包括基於玻璃、紋理化製品。亦需要此等製品的製作方法、及其它成本相對較低的方法，該製品的製作方法包括不含氫氟酸的方法。
本發明之一態樣是有關一種製品，其包括：一基於玻璃之基材，其包含一厚度、一主要表面及一壓縮應力區域，該壓縮應力區域從該主要表面延伸至一選定的深度；及一紋理化區域，其是藉由該主要表面來劃定出。該紋理化區域包含至少10奈米(nm)的表面粗糙度(Ra )。
本發明之另一態樣是有關一種製品，其包括：一基於玻璃之基材，其包含一厚度、一主要表面及一壓縮應力區域，該壓縮應力區域從該主要表面延伸至一選定的深度；及一紋理化區域，其是藉由該主要表面來劃定出。並且，該製品包含至少9牛頓(N)的努氏刮擦閥值(Knoop Scratch Threshold，KST)。
實施形態中，前述製品復以下述方式配置：該紋理化區域包含約10 nm～約50 nm的表面粗糙度(Ra )。一些實施形態中，該紋理化區域包含約50 nm～約200 nm的表面粗糙度(Ra )。
根據一些實施形態，前述製品能夠進一步特徵在於霧度為約0.1%～約100%。一些實施形態中，該製品能夠進一步特徵在於霧度為約5%～約65%。
實施形態中，前述製品能夠復以下述方式配置：該基於玻璃之基材是從由鋁矽玻璃、硼矽玻璃及磷矽玻璃所組成之群組中選出。
根據前述製品之一些實施形態，該製品復包含約9 N～約18 N的努氏刮擦閥值(KST)。該製品亦能夠包含約18 N～約22 N的KST。並且，此等製品之一些實施方案中，該製品在以努氏刮擦測試來進行測試中能夠包含約200 μm的最大平均龜裂寬度，如以努氏刮擦閥值來測量般。
根據本發明之額外的態樣，提供一種消費性電子產品，其包括：殼體，其具有前表面、後表面及側表面；電子部件，其至少部分地在殼體內，該電子部件至少包括控制器、記憶體及顯示器，該顯示器在該殼體之前表面或與該殼體之前表面相鄰；及遮蓋基材，其配置在顯示器上方。並且，該殼體或該遮蓋基材之至少一部分包括本發明之態樣之前述製品之中的一或更多種。
根據本發明之另一態樣，提供一種消費性電子產品，其包括：殼體，其具有前表面、後表面及側表面；電子部件，其至少部分地在殼體內，該電子部件至少包括控制器、記憶體及顯示器，該顯示器在該殼體之前表面或與該殼體之前表面相鄰；及遮蓋基材，其配置在顯示器上方。並且，該殼體或該遮蓋基材之至少一部分包括本發明之態樣之製品，該製品中，該基於玻璃之基材復包含壓縮應力區域，該壓縮應力區域從該主要表面延伸至一選定的深度。
本發明之更多態樣是有關一種前述製品之中的一種的製作方法，其包括下述步驟：以pH為約3或更小的一第一蝕刻劑來對一厚度的一基於玻璃之基材之一初始主要表面進行蝕刻，其中，該蝕刻是在環境溫度以上且100℃以下進行以形成一多孔質濾出(leach)層，該多孔質濾出層是藉由該基於玻璃之基材之該初始主要表面來劃定出。並且，該方法包括：以pH為約9或更大的一第二蝕刻劑來對該基於玻璃之基材進行處理以將該濾出層去除並形成一紋理化區域，該紋理化區域是藉由該基於玻璃之基材之一主要表面來劃定出，其中，該處理是在環境溫度以上進行。除此之外，該方法還包括：形成一壓縮應力區域，該壓縮應力區域從該主要表面延伸至一選定的深度。並且，該製品包含至少9牛頓(N)的努氏刮擦閥值(KST)。
在以下的實施方式中敘述額外的特徵及優點，且其對本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，能夠從該實施方式立即顯而易知，或藉由如本文中所敘述般實施實施形態、包括以下的實施方式、申請專利範圍及所附圖式來確認。
應理解的是，前述一般敘述及後述實施方式均僅為範例，且旨在提供概述或架構以理解如請求項所敘述般之本發明之本質及特徵。
包括所附圖式以提供進一步理解本發明之原理，且將所附圖式併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式說明一或更多種實施形態，且與說明書一起用於透過實施例來解釋本發明之原理及操作。應理解的是，本說明書及圖式中揭示之本發明之各種特徵能夠以任何及所有組合來使用。透過非限制性的實施例，本發明之各種特徵可根據下述態樣來彼此組合。
下述實施方式中，為了解釋但並非限制之目的，而敘述已揭示具體細節之實施形態例子，以提供充分理解本發明之各種原理。然而，對受益於本發明之本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，顯而易知本發明可以脫離本文中所揭示之具體細節之其它實施形態來實施。此外，可能會省略公知裝置、方法及材料之敘述，以免模糊本發明之各種原理之敘述。最後，只要能夠應用，則同樣的符號即指同樣的元件。
範圍在本文中能夠表示為從”約”一個特定值及/或至”約”另一個特定值。當表達這樣的範圍時，另一實施形態包括從一個特定值及/或至其它特定值。同樣地，當藉由使用先行詞”約”來將值表示為近似值時，應理解該特定值會形成另一實施形態。應更理解，每個範圍之端點相對於其它端點均很重要，並且獨立於其它端點。
如本文中使用之方向用語，例如上、下、右、左、前、後、頂部、底部，僅是參照所繪製之圖式來決定，並非旨在暗示絕對的定向。
除非有明確說明，否則絕非旨在將本文中所敘述之任何方法解釋為要求其步驟以具體順序來進行。於是，在任何方面，當方法請求項在步驟之後未實際敘述其順序、或者在請求項或說明書中未具體說明該步驟受限於具體順序時，均絕非指在推斷出順序。此適用於任何可能的非明確的解釋基礎，包括：與步驟安排或操作流程有關之邏輯事項；從文法組織或標點符號中衍生出之簡單意義；說明書中敘述之實施形態之數量或類型。
如本文中所使用般，單數形式”一”及”該”包括複數個指示物，除非上下文有明確指定。因此，例如：參照一”部件”中包括具有二或更多個這樣的部件之態樣，除非上下文有明確指出。
如本文中所使用般，”基於玻璃之製品”及”基於玻璃之基材”之用語是以其最廣泛的意義使用，以包括完全或部分由玻璃、玻璃-陶瓷或其組合所製成之任何物體。基於玻璃之製品包括玻璃與非玻璃材料之積層體、玻璃與結晶材料之積層體、以及玻璃-陶瓷(包括非晶質相及結晶相)。”玻璃-陶瓷”包括透過控制玻璃之結晶化來產生之材料。實施形態中，玻璃-陶瓷具有約30%～約90%的結晶度。可使用之玻璃陶瓷系統之非限制性的例子包括：Li2 O×Al2 O3 ×nSiO2 (亦即LAS系統)、MgO×Al2 O3 ×nSiO2 (亦即MAS系統)及ZnO×Al2 O3 ×nSiO2 (亦即ZAS系統)。除非有具體指定，否則所有組成物均是以莫耳百分比(mol%)來表示。
本發明之製品之一或更多實施形態之基於玻璃之基材能夠從鈉鈣玻璃、鹼鋁矽玻璃、含鹼的硼矽玻璃、鹼鋁硼矽玻璃及磷矽玻璃之中選出。一些實施形態中，本發明之基於玻璃之基材亦能夠包括多成分玻璃材料，例如鋁矽玻璃、硼矽玻璃及磷矽玻璃、及/或含有二或更多不同相或摻雜劑之結晶性材料等。一或更多實施形態中，該基材為玻璃，且該玻璃能夠經強化，例如：加熱強化回火玻璃、化學強化玻璃(例如經藉由離子交換處理來強化)、或因與熱膨脹係數(CTE)不同的玻璃之層所形成之積層結構本身而強化之玻璃，該積層結構當在高溫形成然後冷卻時會對CTE較小的玻璃施加壓縮應力。於是，為了在玻璃積層體之表面上施加壓縮應力，而包覆玻璃層包含一玻璃，其CTE小於核心玻璃之CTE。一或更多實施形態中，經強化之基於玻璃之基材具有壓縮應力(CS)層，其CS在經化學強化之玻璃內從經化學強化之玻璃之表面延伸至10 μm或更深且深達數十μm深。一或更多實施形態中，該基於玻璃之基材為經化學強化之基於玻璃之基材。
本發明之態樣一般是有關一種具抗刮擦性的製品及其製作方法，該製品包括具抗刮擦性的基於玻璃、紋理化製品。本發明之態樣包括此等製品的製作方法，該方法包括不含氫氟酸的方法、及其它成本相對較低的方法。更一般而言，本發明之製品的製備方法能夠在多成分之基於玻璃之基材上產生具有小於5 μm的特徵之紋理化表面。並且，此等製品能夠包含：基於玻璃之基材，其具有壓縮應力區域；及紋理化區域，其例如包含至少10 nm的表面粗糙度(Ra )。該製品能夠特徵在於例如：具如藉由至少9N的努氏刮擦閥值來表現般之抗刮擦性。此等製品亦能夠特徵在於：與該等之紋理化區域有關之特定光學性質，包括防眩光性質。
參照第1A圖，製品100a是描繪為包括：基於玻璃之基材10，其具有複數個主要表面12a及14；厚度13；及主體組成物，其位於厚度13之約中間點13a。一些實施形態中，主體組成物包含約40 mol%～80 mol%的氧化矽。一些實施形態中，製品100a亦包括紋理化區域30a，其含有一組成物，該組成物含有至少40 mol%的氧化矽。一些實施方案中，如第1A圖所示般，紋理化區域30a能夠由基材10或者是基材10之一部分所形成。這樣的實施方案中，紋理化區域30a是在基材10內之主要表面12a與紋理化區域界面34a之間劃定出。其它實施方案(未圖示)中，紋理化區域30a在基材10上方，且具有存在於紋理化區域30a與基材10之間之界面34a。並且，紋理化區域30a能夠藉由基於玻璃之基材10之主要表面12a之全部或一部分來劃定出。於是，紋理化區域30a能夠存在於製品100a及基於玻璃之基材10之整個表面積之一部分或全部上方。
如第1A圖中一般地描繪般，紋理化區域30a在具有平均特徵大小36a及平均粗糙度38a之其主要表面12a上包括複數個暴露出之特徵。根據製品100a之一些實施方案，紋理化區域30a之暴露出之特徵包括其平均特徵大小36a及平均粗糙度38a，當使用於顯示裝置中時是配置來增加抗刮擦性及/或降低與製品有關之眩光等級。平均特徵大小36a是藉由與紋理化區域30a有關之特徵之採樣之最大尺寸之平均值來獲得，且是根據如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解般之分析技巧來測量，例如：藉由以放大倍率200x倍來拍攝主要表面12a之顯微照片，並測量至少十(10)個特徵之採樣之最大尺寸。於是，”平均特徵大小”及”平均最大尺寸”之用語在本發明中能夠互換地使用。一些實施形態中，此等特徵中之至少一些具有峰及谷。暴露出之特徵之”最大尺寸”是從特徵之峰之一部分至特徵之峰之另一部分之間的最大距離。實施形態中，與製品100a之紋理化區域30a有關之平均特徵大小36a小於約10 μm。根據一些實施方案，一些情形中，與紋理化區域30a有關之平均特徵大小36a小於約5 μm、小於約1 μm、或小於約0.5 μm。並且，平均特徵大小36a能夠小於約10 μm、9 μm、8 μm、7 μm、6 μm、5 μm、4 μm、3 μm、2 μm、1 μm、0.9 μm、0.8 μm、0.7 μm、0.6 μm、0.5 μm、0.4 μm、0.3 μm、0.2 μm、0.1 μm、以及此等上限之間之所有值。
再次參照與第1A圖中所描繪之製品100a有關之紋理化區域30a，平均粗糙度38a能夠使用干涉儀來測量作為表面粗糙度Ra ，且樣品面積為200 μm×200 μm。所使用之干涉儀是由ZYGO® 公司所製造之ZYGO® NEWVIEWTM 7300光學表面輪廓儀。表面粗糙度是報告為平均表面粗糙度。實施形態中，製品100a能夠使用平均粗糙度38a為至少10奈米(nm)的紋理化區域30a。實施形態中，平均表面粗糙度(Ra )為約10 nm～約500 nm、約10 nm～約50 nm、約50 nm～約200 nm、以及此等等級之間之所有表面粗糙度值。於是，紋理化區域30a之表面粗糙度(Ra )能夠為約10 nm、20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm、100 nm、110 nm、120 nm、130 nm、140 nm、150 nm、160 nm、170 nm、180 nm、190 nm、200 nm、300 nm、400 nm、500 nm、以及此等量之間之所有表面粗糙度等級。
再次參照第1A圖，製品100a之基於玻璃之基材10能夠以多成分玻璃組成物來配置，該組成物含有約40 mol%～80 mol%的氧化矽及餘份的一或更多種其它組成，例如氧化鋁、氧化鈣、氧化鈉、氧化硼等。一些實施方案中，基於玻璃之基材10之主體組成物是從由鋁矽玻璃、硼矽玻璃及磷矽玻璃所組成之群組中選出。其它實施方案中，基於玻璃之基材10之主體組成物是從由鋁矽玻璃、硼矽玻璃、磷矽玻璃、鈉鈣玻璃、鹼鋁矽玻璃及鹼鋁硼矽玻璃所組成之群組中選出。更多實施方案中，基於玻璃之基材10包括但不限於玻璃-陶瓷材料及陶瓷成分，該玻璃-陶瓷材料包含約90 wt%或更多的玻璃成分。
第1A圖中所描繪之製品100a之一實施形態中，基於玻璃之基材10含有包含鹼鋁矽玻璃之主體組成物，該鹼鋁矽玻璃包含氧化鋁、至少一種鹼金屬，且一些實施形態中還包含大於50 mol%的SiO2 ，其它實施形態中還包含至少58 mol%的SiO2 ， 另外其它實施形態中還包含至少60 mol%的SiO2 ，其中，比例(Al2 O3 (mol%)＋B2 O3 (mol%))/Σ鹼金屬改質劑(mol%)＞1，其中，該改質劑是鹼金屬氧化物。特定實施形態中，玻璃包含下述、實質上由下述所組成、或是由下述所組成：約58 mol%～約72 mol%的SiO2 、約9 mol%～約17 mol%的Al2 O3 、約2 mol%～約12 mol%的B2 O3 、約8mol%～約16 mol%Na2 O、及0 mol%～約4 mol%的K2 O，其中，比例(Al2 O3 (mol%)＋B2 O3 (mol%))/Σ鹼金屬改質劑(mol%)＞1，其中，該改質劑是鹼金屬氧化物。
製品100a之另一實施形態中，如第1A圖所示，基於玻璃之基材10含有包含鹼鋁矽玻璃之主體組成物，該鹼鋁矽玻璃包含下述、實質上由下述所組成、或是由下述所組成：約61 mol%～約75 mol%的SiO2 、約7 mol%～約15 mol%的Al2 O3 、0 mol%～約12 mol%的B2 O3 、約9 mol%～約21 mol%的Na2 O、0 mol%～約4 mol%的K2 O、0 mol%～約7 mol%的MgO、以及0 mol%～約3 mol%的CaO。
又另一實施形態中，基於玻璃之基材10含有包含鹼鋁矽玻璃之主體組成物，該鹼鋁矽玻璃包含下述、實質上由下述所組成、或是由下述所組成：約60 mol%～約70 mol%的SiO2 、約6 mol%～約14 mol%的Al2 O3 、0 mol%～約15 mol%的B2 O3 、0 mol%～約15 mol%的Li2 O、0 mol%～約20 mol%的Na2 O、0 mol%～約10 mol%的K2 O、0 mol%～約8 mol%的MgO、0 mol%～約10 mol%的CaO、0 mol%～約5 mol%的ZrO2 、0 mol%～約1 mol%的SnO2 、0 mol%～約1 mol%的CeO2 、小於約50 ppm的As2 O3 、及小於約50 ppm的Sb2 O3 ，其中，12 mol%≦Li2 O＋Na2 O＋K2 O≦20 mol%且0 mol%≦MgO＋Ca≦10 mol%。
再另一實施形態中，基於玻璃之基材10含有包含鹼鋁矽玻璃之主體組成物，該鹼鋁矽玻璃包含下述、實質上由下述所組成、或是由下述所組成：約64 mol%～約68 mol%的SiO2 、約12 mol%～約16 mol%的Na2 O、約8 mol%～約12 mol%的Al2 O3 、0 mol%～約3 mol%的B2 O3 、約2 mol%～約5 mol%的K2 O、約4 mol%～約6 mol%的MgO、及0 mol%～約5 mol%的CaO，其中，66 mol%≦SiO2 ＋B2 O3 ＋CaO≦69 mol%，Na2 O＋K2 O＋B2 O3 ＋MgO＋CaO＋SrO＞10 mol%，5 mol%≦MgO＋CaO＋SrO≦8 mol%，(Na2 O＋B2 O3 )－Al2 O3 ≦2 mol%，2 mol%≦Na2 O－Al2 O3 ≦6 mol%，且4 mol%≦(Na2 O＋K2 O)－Al2 O3 ≦10 mol%。
其它實施形態中，基於玻璃之基材10含有主體組成物，該主體組成物包含：SiO2 、Al2 O3 、P2 O5 及至少一種鹼金屬氧化物(R2 O)，其中，0.75＞[(P2 O5 (mol%)＋R2 O(mol%))/M2 O3 (mol%)]≦1.2，其中，M2 O3 ＝Al2 O3 ＋B2 O3 。一些實施形態中，[(P2 O5 (mol%)＋R2 O(mol%))/M2 O3 (mol%)]＝1，且一些實施形態中，基於玻璃之基材不包括B2 O3 且M2 O3 ＝Al2 O3 。一些實施形態中，基於玻璃之基材包含：約40～約70 mol%的SiO2 、0～約28 mol%的B2 O3 、約0～約28 mol%的Al2 O3 、約1～約14 mol%的P2 O5 、及約12～約16 mol%的R2 O。一些實施形態中，基於玻璃之基材包含：約40～約64 mol%的SiO2 、0～約8 mol%的B2 O3 、約16～約28 mol%的Al2 O3 、約2～約12 mol%的P2 O5 、及約12～約16 mol%的R2 O。基於玻璃之基材10可復包含至少一種鹼土金屬氧化物，例如但不限於：MgO或CaO。
一些實施形態中，基於玻璃之基材10含有主體組成物，該主體組成物實質上不含鋰。如本文中所使用般，”實質上不含”之片語是有關組成物之成分，是意指在初始批次處理期間不主動地或有意地將該成分添加至組成物中，而是可能會作為雜質存在小於約0.01 mol%的量。一些實施形態中，基於玻璃之基材包含小於1 mol%的Li2 O，且其它實施形態中包含小於0.1 mol%的Li2 O，且其它實施形態中包含小於0.01 mol%的Li2 O，且另外其它實施形態中包含0 mol%的Li2 O。一些實施形態中，這樣的基於玻璃之基材實質上不含砷、銻及鋇之中的至少一種。一些實施形態中，基於玻璃之基材包含小於1 mol%的As2 O3 、Sb2 O3 及/或BaO，且其它實施形態中包含小於0.1 mol%的As2 O3 、Sb2 O3 及/或BaO，且另外其它實施形態中包含0 mol%的As2 O3 、Sb2 O3 及/或BaO。
如第1A圖中所描繪般，製品100a之紋理化區域30a能夠藉由多孔質濾出層40a來劃定出，該多孔質濾出層40a之範圍在基於玻璃之基材10之主要表面12a與紋理化區域界面34a之間。一些實施形態中，多孔質濾出層40a包含較基於玻璃之基材10之主體組成物中之氧化矽含量更高的量的氧化矽。作為用於說明目的之例子，具有含有主體組成物之基於玻璃之基材10之製品100a可包括具有多孔質濾出層40a之紋理化區域30a，該主體組成物包含約50 mol%的氧化矽，該多孔質濾出層40a含有約70 mol%的氧化矽。如以下更詳細地概述般，多孔質濾出層40a能夠透過基於玻璃之基材10之低pH處理來產生。這樣的處理能夠優先將基於玻璃之基材10之非氧化矽成分去除，因此會留下多孔質濾出層40a，該多孔質濾出層40a之氧化矽含量高於基於玻璃之基材10之主體組成物。
然後參照第1B圖，製品100b是描繪為包括：基於玻璃之基材10，其具有複數個主要表面12b及14；厚度13；及主體組成物，其位於厚度13之中間點13a。一些實施形態中，主體組成物包含約40 mol%～80 mol%的氧化矽。應理解的是，關於功能及屬性，製品100b實質上與製品100a相似(參見第1A圖)。此外，除非有指明，否則與第1B圖中所描繪之製品100b有關的已標示同樣編號的元件，其結構及功能是與下述相同或等效且先前已概述：與第1A圖中所描繪之製品100a有關之相同元件。製品100a與100b之間之主要差異在於：如第1A圖所示般，製品100a之紋理化區域30a能夠包括多孔質濾出層40a，且製品100b之紋理化區域30b之實質特徵不在於相當於多孔質濾出層40a之多孔質濾出層。並且，紋理化區域30b能夠藉由基於玻璃之基材10之主要表面12b之全部或一部分來劃定出。於是，紋理化區域30b能夠存在於製品100b及基於玻璃之基材10之整個表面積之一部分或全部上方。
回到第1B圖，一些實施形態中，製品100b包括紋理化區域30b，其含有一組成物，該組成物含有至少40 mol%的氧化矽。紋理化區域30b是藉由基於玻璃之基材10之主要表面12b及紋理化區域界面34b來劃定出。如第1B圖中以範例形式來描繪般，如基於玻璃之基材10內之深度小至無深度的紋理化區域30b所表示般，紋理化區域30b之紋理化區域界面34b實質上與基於玻璃之基材10之主要表面12b相符。其它態樣中，如基於玻璃之基材10內之一深度的紋理化區域30b所表示般，例如如從主要表面12b至藉由紋理化區域界面34b來獲得之深度所劃定出般等(未圖示)，基材10之主要表面12b存在於紋理化區域界面34b上方。
如第1B圖中一般地描繪般，紋理化區域30b在具有平均特徵大小36b及平均粗糙度38b之其主要表面12b上包括複數個暴露出之特徵。根據製品100b之一些實施方案，紋理化區域30b之暴露出之特徵包括其平均特徵大小36b及平均粗糙度38b，當使用於顯示裝置中時是配置來增加抗刮擦性及/或降低與製品有關之眩光等級。平均特徵大小36b是藉由與紋理化區域30b有關之特徵之採樣之最大尺寸之平均值來獲得，且是根據如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解般之分析技巧來測量，例如：藉由以放大倍率200x倍來拍攝主要表面12b之顯微照片，並測量至少十(10)個特徵之採樣之最大尺寸。實施形態中，與製品100b之紋理化區域30b有關之平均特徵大小36b小於約10 μm。根據一些實施方案，一些情形中，與紋理化區域30b有關之平均特徵大小36b小於約5 μm、小於約1 μm、或小於約0.5 μm。並且，平均特徵大小36b能夠小於約10 μm、9 μm、8 μm、7 μm、6 μm、5 μm、4 μm、3 μm、2 μm、1 μm、0.9 μm、0.8 μm、0.7 μm、0.6 μm、0.5 μm、0.4 μm、0.3 μm、0.2 μm、0.1 μm、以及此等上限之間之所有值。
再次參照與第1B圖中所描繪之製品100b有關之紋理化區域30b，平均粗糙度38b能夠使用以上一面參照第1A圖一面敘述之技巧來測量作為表面粗糙度Ra 。實施形態中，製品100b能夠使用平均粗糙度38b至少10奈米(nm)的紋理化區域30b。製品100b之實施形態中，紋理化區域30b之平均表面粗糙度(Ra )為約10 nm～約500 nm、約10 nm～約50 nm、約50 nm～約200 nm、以及此等等級之間之所有表面粗糙度值。於是，紋理化區域30b之表面粗糙度(Ra )能夠為約10 nm、20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm、100 nm、110 nm、120 nm、130 nm、140 nm、150 nm、160 nm、170 nm、180 nm、190 nm、200 nm、300 nm、400 nm、500 nm、以及此等量之間之所有表面粗糙度等級。
根據第1B圖中所描繪之製品100b之一些實施形態，紋理化區域30b之特徵能夠使其組成物實質上與基於玻璃之基材10之主體組成物等效，特別是與氧化矽成分有關。如以下更詳細地概述般，紋理化區域30b能夠透過對基於玻璃之基材10進行連續的低pH及高pH處理來產生。該低pH處理能夠優先將基於玻璃之基材10之非氧化矽成分去除，而留下多孔質濾出層40a，該多孔質濾出層40a之氧化矽含量高於基材10之主體組成物(參見第1A圖)。然後，隨後之高pH處理能夠配置來將多孔質濾出層去除，留下紋理化區域30b，如第1B圖所示，該紋理化區域30b含有大約與基於玻璃之基材10之主體組成物相同的組成物，特別是與氧化矽成分有關。
如第1A及1B圖中一般地描繪般，製品100a、100b各自之紋理化區域30a、30b能夠以防眩光性質及抗刮擦性來配置。此等製品100a、100b之一些實施形態中，紋理化區域30a、30b是配置來維持已降低之眩光功能，例如如適於顯示裝置應用般具有如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解般之防眩光相關之光學性質等。例如：根據一些實施形態，製品100a、100b能夠包括紋理化區域30a、30b，其會造成光澤度(60)小於約140%、小於120%、小於100%、小於80%、以及在此等等級或低於此等等級之所有值。如本文中所使用般，”光澤度(60)”是指如藉由下述來獲得般之本發明之製品之防眩光及/或光澤度性質的測量值：在將製品設置在黑色背景下，使用慣用光澤度計，以60度視角來對所設計之製品之暴露出之表面(例如紋理化區域30a、30b等)進行測試。除非有指明，否則本發明中報告之所有光澤度(60)測量值均是在Rhopoint Instruments光澤度計上獲得。
如本文中所使用般，”穿透霧度”及”霧度”之用語是指依照標題為”透明塑膠之霧度及發光穿透率之標準測試方法”之ASTM程序D1003之在約±2.5Haze-Guard穿透率計(Paul N. Gardner公司)上獲得。對於光學上光滑的表面，穿透霧度一般接近於零。根據紋理化玻璃製品100a、100b之實施方案(參見第1A及1B圖)，製品之特徵在於霧度為約0.1%～約100%。其它實施方案中，對於特定應用，能夠製造下述霧度等級的與本發明之原理相符之紋理化玻璃製品100a、100b：霧度等級高達100%、霧度等級在0.1%～100%之範圍內、霧度等級為5%至65%、以及此等值之間之所有霧度等級。例如：製品100a、100b中之期望的霧度等級能夠藉由下述來獲得：控制與產生紋理化區域30a、30b各自有關之蝕刻條件。一般而言，較高的酸濃度及/或蝕刻時間能夠增加與特定製品100a、100b有關之霧度的量。
如本文中所使用般，”努氏刮擦測試”之用語是用來指一刮擦測試，其是在例如本發明之製品等包含基材之各種製品上使用，以查明基材之受試表面之抗刮擦性。努氏刮擦測試是藉由下述方式來進行：使努氏壓頭在樣品之暴露出之表面上滑動，例如製品100a、100b之紋理化區域30a、30b。特別是，該測試是藉由下述方式來進行：如藉由Universal Material Tester來測量般，在預定負載下以24 mm/min的速率來使努氏壓頭滑過暴露出之表面。努氏壓頭是角度為17230’及130的鑽石尖端、菱形基底之角錐。並且，努氏刮擦測試是藉由下述方式來進行：在逐漸增加之負載等級下對樣品之暴露出之表面進行刮擦，直到樣品顯示出無法接受的損傷之跡象。對於每個負載等級(例如以牛頓(N)為單位等)，根據努氏刮擦測試來進行五(5)次單獨的刮擦。如本文中亦使用般，”努氏刮擦閥值”是定義為在努氏刮擦測試期間使用之負載等級(亦即如以牛頓(N)來報告般)，其中，損傷大於刮擦長度之中的至少20%之刮擦寬度的兩倍。並且，將在樣品上產生此無法接受的損傷之最低負載等級(亦即如以牛頓(N)來報告般)定義為努氏刮擦閥值。
根據一些實施形態，前述製品100a、100b(參見第1A及1B圖)在以努氏刮擦測試來進行測試中能夠包含約9 N～約18 N的努氏刮擦閥值。製品100a、100b在以努氏刮擦測試來進行測試中亦能夠包含約18 N～約22 N的努氏刮擦閥值。於是，樣品100a、100b能夠特徵在於：努氏刮擦閥值為約9 N、10 N、11 N、12 N、13 N、14 N、15 N、16 N、17 N、18 N、19 N、20 N、21 N、22 N、以及此等量之間之所有閥值負載等級。並且，製品100a、100b之一些實施方案中，製品在以努氏刮擦測試來進行測試中能夠包含約200 μm的最大龜裂寬度。如本文中所使用般，”最大龜裂寬度”或”平均最大龜裂寬度”之用語能夠互換地使用，且是以努氏刮擦閥值(N)來指在以努氏刮擦測試來進行測試之一組樣品中觀察到之龜裂之平均最大寬度。因此，平均最大龜裂寬度是在達到努氏刮擦閥值時之一組樣品上測量。
根據其它實施形態，製品100a、100b(參見第1A及1B圖)之基於玻璃之基材10能夠具有能夠離子交換的玻璃組成物，其已藉由本發明所屬技術領域中已知之化學或熱手段來強化。一實施形態中，玻璃基材已藉由離子交換來進行化學強化。在此處理中，將位於基於玻璃之基材10之主要表面12a、12b或其附近之金屬離子(參見第1A及1B圖)交換為價數與玻璃基材中之金屬離子相同的較大的金屬離子。交換一般是藉由使基於玻璃之基材10與離子交換介質接觸來進行，該離子交換介質為例如含有較大的金屬離子之熔鹽浴。金屬離子之典型例為一價金屬離子，例如鹼金屬離子。一非限制性的例子中，藉由離子交換來對含有鈉離子之基於玻璃之基材10進行之化學強化是藉由下述來完成：將基於玻璃之基材10浸漬於離子交換浴中，該離子交換浴包含：例如硝酸鉀(KNO3 )等熔融鉀鹽或其類似物。一特定實施形態中，基於玻璃之基材10之表面層中之離子與較大的離子為一價鹼金屬陽離子，例如Li＋ (當存在於玻璃中時)、Na＋ 、K＋ 、Rb＋ 及Cs＋ 等。或者，基於玻璃之基材10之表面層中之一價陽離子可以除了鹼金屬陽離子以外之一價陽離子來替代，例如Ag＋ 或其類似物等。
此等實施形態中，在離子交換處理中藉由較大的金屬離子來替代小金屬離子會在基於玻璃之基材10中產生壓縮應力區域50，該壓縮應力區域50處於壓縮應力下且是從主要表面12a、12b延伸至深度52(參見第1A及1B圖)(稱為”壓縮之深度”)。在玻璃基材之主要表面之此壓縮應力會因在玻璃基材內部之拉伸應力(亦稱為”中心張力”)而平衡。一些實施形態中，本文中所述之基於玻璃之基材10之主要表面12a或12b當已藉由離子交換來強化時壓縮應力為至少350 MPa，且處在壓縮應力下之區域會延伸至在主要表面12a或12b下方至少15 μm的深度52，亦即層的深度。
製品100a、100b(參見第1A及1B圖)之離子交換處理之典型例是藉由下述方式來進行：在紋理化區域30a、30b成長之前及/或之後，將基於玻璃之基材10浸漬於含有較大的金屬離子之熔鹽浴中，以使該較大的離子與玻璃中之較小的離子交換。本發明所屬技術領域中具有通常知識者能夠理解：離子交換處理之參數包括但不限於浴組成物及溫度、浸漬時間、玻璃在鹽浴(或浴)中浸漬之次數、使用多種鹽浴、例如退火、清洗等附加步驟、及其類似者，一般是依玻璃之組成及期望的層之深度以及由於強化操作所造成之玻璃之壓縮應力來決定。舉例而言：含鹼金屬玻璃之離子交換可藉由下述方式來完成：浸漬於至少一種含有鹽的熔浴中，該鹽為例如但不限於較大的鹼金屬離子之硝酸鹽、硫酸鹽及氯化物。熔鹽浴之溫度之典型例為在約380℃直到約450℃之範圍內，而浸漬時間在約15分鐘直到約16小時之範圍內。然而，亦可使用與上述溫度及浸漬時間不同的溫度及浸漬時間。這樣的離子交換處理當與含有鹼鋁矽玻璃組成物之基於玻璃之基材10一起使用時，會造成壓縮應力區域50，其深度52(層之深度)在約10 μm直到至少50 μm之範圍內，壓縮應力在約200 MPa直到約800 MPa之範圍內，且中心張力小於約100 MPa。並且，一實施形態之範例中，製品100b之基於玻璃之基材10及紋理化區域30b受到離子交換強化處理，該處理包括：第一浸漬，其在380℃於包含70 wt%的NaNO3 及30 wt%的KNO3 之熔鹽浴中浸漬數小時；第二浸漬，其在380℃於包含93 wt%的NaNO3 及7 wt%的KNO3 之熔鹽浴中浸漬40分鐘。另一實施形態之範例中，製品100b之玻璃基材10及紋理化區域30b受到離子交換強化處理，該處理包括：單一浸漬，其在420℃於包含100 wt%的KNO3 之熔鹽浴中浸漬5.5小時。
作為能夠使用來產生紋理化區域30a、30b之蝕刻及濾出處理，根據一些實施形態，一些情形中，能夠從基於玻璃之基材10將鹼金屬離子去除，或者是在離子交換處理期間被更大的鹼金屬離子替代，較佳是在紋理化區域30a、30b形成及成長之後在紋理化玻璃製品100a、100b中使壓縮應力區域50成長。其它實施形態中，壓縮應力區域50能夠在紋理化區域30a、30b成長至深度52之前在基於玻璃之基材10中成長，該深度52足以承受與低pH、或低及高pH處理有關之壓縮應力區域50中之層之深度中之一些損失，如以下概述般。
以下參照第2圖，示意圖表描繪對含有不同等級的氧化矽之含氧化矽的多成分玻璃基材(例如相當於基於玻璃之基材10之玻璃基材等)使用本發明之低pH濾出處理之效果。第2圖之”A”部分中，含有組成物之玻璃基材受到低pH濾出處理，並將非氧化矽成分去除(在第2圖中表示為”其它成分”)，該組成物含有約40 mol%～約80 mol%的氧化矽。最終結果是紋理化玻璃製品(例如如相當於第1A圖中所描繪之製品100a般等)具有之紋理化區域之氧化矽含量較基材之主體組成物更高。相對地，第2圖中之”B”及”C”部分表示以氧化矽含量在較佳的區域外之玻璃基材組成物來進行相同的低pH處理之效果。亦即，”B”部分中之基材之氧化矽含量小於40 mol%，且此基材在低pH處理期間從非氧化矽成分之去除中實質上分離或顯著降解。另一方面，”C”部分中之基材之氧化矽含量大於80 mol%，且此基材之表面與蝕刻前之基材之表面幾乎無法區別；結果，”C”部分中之基材在受到低pH處理之後不具有與本發明之原理相符之紋理化區域。
以下參照第3A圖，提供描繪例如(如第1A圖中所描繪般之)製品100a等製品的製作方法200a之示意流程圖。如圖所示，基於玻璃之基材10具有初始主要表面12’、以及相反側的主要表面14。然後，對基材10進行蝕刻步驟110、120，其包括以pH為約3或更小的蝕刻劑(例如不含氫氟酸的蝕刻劑等)來對初始主要表面12’進行蝕刻。方法200a之一些實施形態中，在步驟110、120期間能夠使用鹽酸及/或檸檬酸來作為蝕刻劑。根據一實施形態，步驟110、120是在環境溫度以上且100℃以下的高溫進行。根據一些實施方案，鹽酸蝕刻劑之適合的濃度等級在0.5 wt%～15 wt%之範圍內。根據其它實施方案，檸檬酸蝕刻劑之適合的濃度等級在約1 wt%至30 wt%之範圍內。在完成蝕刻步驟110、120後，於製品100a中形成紋理化區域30a(亦參見第1A圖)。
再次參照第3A圖，一些實施形態中，方法200a復包括去除步驟，其是配置來從蝕刻步驟110、120將過剩量的蝕刻劑及濾出之基材成分去除。亦即，在方法200a之步驟110、120之後，然後藉由以去離子水來沖洗在初始主要表面12’上之蝕刻劑，來將過剩量的蝕刻劑以及來自基於玻璃之基材10之初始主要表面12’之任何成分去除。如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所能夠理解般，在去除步驟中能夠使用各種機械及/或水性清潔方法來將過剩量的蝕刻劑及濾出之基材成分去除，而不會對基於玻璃之基材10之表面造成實質影響。
實施形態中，方法200a之蝕刻步驟110、120與下述有關：低pH濾出部分110、以及低pH表面溶解及差異濾出部分120(亦參見第3B圖)。不受理論所束縛，低pH濾出部分110是在蝕刻期間之初始期間產生且會造成非氧化矽成分從基於玻璃之基材10中濾出。當在低pH濾出部分110期間在基於玻璃之基材10之初始主要表面12’中產生裂縫及其它高深度特徵時，會在差異濾出部分120期間在此等裂縫區域中之玻璃基材發生將額外的非氧化矽成分優先去除(例如以較周圍材料更高的濾出率)，而導致特徵額外的成長在濾出層40a下方。如此，在蝕刻步驟110、120期間形成之紋理化區域30a能夠具有多種形態，例如在浸漬層40a與下方的基於玻璃之基材10之間之主要表面12a及界面34a等(參見第1A圖)。
如第3B圖所示般，提供描繪例如(如第1B圖中所描繪般之)製品100b等製品的製作方法200b之示意流程圖。方法200b之蝕刻步驟110、120是與第3A圖中所描繪之方法200a中同樣地進行。並且，方法200b之實施形態能夠包括在蝕刻步驟110、120之後進行之去除步驟，以從蝕刻步驟110、120將過剩量的蝕刻劑及濾出之基材成分去除。更特別是，完成方法200b中之蝕刻步驟110、120會造成具有紋理化區域30a及濾出層40a之(例如如相當於第1A及3A圖中所示之紋理化玻璃製品100a般等之)中間製品。此時，方法200b繼續進行處理步驟130，其是藉由以pH為約9或更大的第二蝕刻劑來對紋理化區域30a進行處理以形成紋理化區域30b。實施形態中，在步驟130期間使用之第二蝕刻劑為pH在約9～約13之範圍內之鹼性溶液。特別是，在處理步驟130期間將濾出層40a去除，而留下紋理化區域30b，該紋理化區域30b是藉由基於玻璃之基材10之主要表面12b來劃定出。方法200b之實施形態中，主要表面12b最初在蝕刻步驟110、120之差異濾出部分120期間形成，且稍後在處理步驟130期間藉由將濾出層40a去除來”暴露出”。方法200b之一些實施形態中，紋理化區域30b之組成物實質上與基於玻璃之基材10之主體組成物等效，特別是與氧化矽有關。
本文中所揭示之例如製品100a、100b等玻璃製品可併入另一製品中，例如具有顯示器之製品(或顯示製品)(例如包括行動電話、平板電腦、電腦、導航系統及其類似物之消費性電子產品等)；建築製品；運輸製品(例如汽車、火車、飛行器、船舶等)；器具製品；或要求一些透明度、抗刮擦性、耐磨性或其組合之任何製品等。併入本文中所揭示之玻璃製品之中的任一種後之製品之範例包括製品100a、100b(參見第1A及1B圖)，是如第4A及4B圖所示。具體而言，第4A及4B圖顯示一種消費性電子裝置400，其包括：殼體402，其具有前表面404、後表面406及側表面408；電子部件(未圖示)，其至少部分地在殼體內或完全在殼體內，且至少包括控制器、記憶體及顯示器410，該顯示器在殼體之前表面或與殼體之前表面相鄰；遮蓋基材412，其在殼體之前表面或在殼體之前表面上方而使其在顯示器上方。一些實施形態中，遮蓋基材412之中的至少一種或殼體402之一部分可包括本文中所揭示之製品100a、100b之中的一或更多種。 [實施例]
下述實施例敘述藉由本發明來提供之各種特徵及優點，但絕對並非旨在限制本發明及所附請求項。
[實施例1]
下述實施例將玻璃A之樣品用於基於玻璃之基材。玻璃A含有在氧化物基準上組成為下述之近似組成物：63.76 mol%的SiO2 、2.37 mol%的B2 O3 、15.05 mol%的Al2 O3 、9.24 mol%的Na2 O、5.88 mol%的Li2 O、1.18 mol%的ZnO、2.47 mol%的P2 O5 、及0.05 mol%的SnO2 。作為低pH處理步驟之一部分，以20 wt%的檸檬酸來在95℃對玻璃A之樣品進行蝕刻10小時。在蝕刻步驟後將所有樣品在去離子水中沖洗並在室溫乾燥。並且，樣品然後在環境溫度受到使用pH為約13的鹼性清潔劑之高pH處理，然後在去離子水中沖洗並在環境溫度乾燥。然後使用掃描型電子顯微鏡(SEM)能量色散光譜(EDS)技巧來對所得之製品(例如相當於如第1B圖中所描繪般之製品100b等)進行分析。如第5A～5C圖所示，提供了製品之一系列的掃描型電子顯微鏡、能量色散光譜(SEM/EDS)影像，該製品如根據前述方法所組裝般包含基於玻璃之基材及紋理化區域(亦即，相當於如第3B圖中所描繪般之方法200b)。特別是，紋理化區域30b是在來自高pH處理之樣品中成長。
[實施例2]
在此實施例中，根據下述表1製備玻璃A、玻璃B及玻璃C之樣品並使其具有特徵。如上所述，玻璃A含有在氧化物基準上組成為下述之近似組成物：63.76 mol%的SiO2 、2.37 mol%的B2 O3 、15.05 mol%的Al2 O3 、9.24 mol%的Na2 O、5.88 mol%的Li2 O、1.18 mol%的ZnO、2.47 mol%的P2 O5 、及0.05 mol%的SnO2 。玻璃B含有在氧化物基準上組成為下述之近似組成物：64.9 mol%的SiO2 、13.9 mol%的Al2 O3 、5.1 mol%的B2 O3 、13.6 mol%的Na2 O、2.4 mol%的MgO、及0.07 mol%的SnO2 。玻璃C含有在氧化物基準上組成為下述之近似組成物：67.37 mol%的SiO2 、3.67 mol%的B2 O3 、12.73 mol%的Al2 O3 、13.77 mol%的Na2 O、0.01 mol%的K2 O、2.39 mol%的MgO、0.003 mol%的TiO2 、0.01 mol%的Fe2 O3 、0.01 mol%的ZrO2 、及0.09 mol%的SnO2 。在20 wt%的檸檬酸中在95℃對玻璃A之樣品進行蝕刻10～16小時。亦在20 wt%的檸檬酸中在95℃對玻璃B之樣品進行蝕刻8～24小時。此外，在5 wt%的鹽酸中在95℃對玻璃C之樣品進行蝕刻13.5～48小時。在蝕刻步驟後將所有樣品在去離子水中沖洗並在室溫乾燥。並且，樣品然後在60℃受到使用pH為約13的鹼性清潔劑之高pH處理10分鐘，然後在去離子水中沖洗並在環境溫度乾燥。應注意每個樣品的兩個主要表面均受到蝕刻及清潔處理步驟。所得之製品與如根據與本發明中先前概述之方法相符之方法所製備般之本發明中先前概述之製品100b相符。
然後使處理後之樣品之特徵在於表面粗糙度(Ra )、霧度及光澤度(60)，結果是如下述表1中所列。霧度及光澤度(60)測量值是使用本發明中先前概述之草案來獲得。整體上，如由表1中所證實般，使樣品受到更具侵蝕性的低pH蝕刻劑條件(例如HCl酸對檸檬酸等)及/或進行低pH處理較長的蝕刻時間(例如24～48小時對8及10小時等)會造成更大的霧度及更低的光澤度(60)值。 [表1]
再次參照上述表1，所報告之表面粗糙度(Ra )測量值是如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解般，使用標準原子力顯微鏡(AFM)技巧來獲得。由表1中之資料明顯可知，更具侵蝕性的蝕刻劑條件造成表面粗糙度及特徵大小之等級增加。並且，如第6圖所示般，實施例2(參見上述表1)中之製品的一系列的SEM/EDS影像證實相同的效果。例如：每個蝕刻持續時間均低之樣品Ex. 1A、2A及3A，證實粗糙度較每個蝕刻持續時間均較高之樣品Ex. 1C、2C及3C更低。因此，此實施例證實：此等製品之紋理化區域之表面形態能夠透過選擇低pH蝕刻劑及/或蝕刻持續時間來控制。
並且，此實施形態證實：表面粗糙度、特徵大小及光澤度(60)能夠與觀察到之霧度等級相關聯。此等趨勢由標繪了表1之結果之第7A～7C圖明顯可知。亦即，下述之間存在關係：表面粗糙度(Ra )與霧度(%)(參見第7A圖)；特徵大小(μm)對霧度(%)(參見第7B圖)；及光澤度(60)對霧度(%)(第7C圖)。從此實施例中亦明顯可知，根據表1來進行處理後之製品各自含有大小小於約1 μm的特徵，此小於來自例如氫氟酸蝕刻劑等慣用蝕刻處理之特徵。
[實施例3]
在此實施例中，根據下述表2A及2B製備玻璃A、玻璃B及玻璃C之樣品並使其具有特徵。在20 wt%的檸檬酸中在95℃對玻璃A樣品之一部分進行蝕刻10～16小時。亦在20 wt%的檸檬酸中在95℃對玻璃B樣品之一部分進行蝕刻8～24小時。此外，在5 wt%的鹽酸中在95℃對玻璃C樣品之一部分進行蝕刻13.5～48小時。並且，樣品然後在60℃受到使用pH為約13的鹼性清潔劑之高pH處理10分鐘，然後在去離子水中沖洗並在環境溫度乾燥。應注意每個樣品的兩個主要表面均受到蝕刻及清潔處理步驟。在蝕刻步驟後將所有此等樣品在去離子水中沖洗並在室溫乾燥。並且，受到低pH及高pH蝕刻處理之樣品中之一些樣品受到進行機械拋光來作為對照組樣品(亦即，在表2A及2B中標示為”拋光”)。拋光將藉由蝕刻處理來產生之任何紋理化區域去除。另外，包含玻璃A～C組成物之其餘樣品未受到任何蝕刻處理；於是，此等製品之特徵在於熔融形成之主要表面(亦即表2A及2B中標示為”熔融”)。在受到低pH及高pH處理之樣品中，其中之一些樣品額外受到離子交換(IOX)處理，其餘樣品未受到IOX處理(在表2A及表2B中均標示為”紋理化”)。對具有包含玻璃A組成物之基於玻璃之基材且受到IOX處理後之該等製品，根據下述處理來進行處理：(a)在380℃於70 wt%的NaNO3 及30 wt%的KNO3 之熔鹽浴中浸漬4小時；及(b)在380℃於93 wt%的NaNO3 及7 wt%的KNO3 之熔鹽浴中浸漬40分鐘。並且，對具有包含玻璃B及玻璃C組成物之基於玻璃之基材且受到IOX處理後之該等製品，在420℃於100 wt%的KNO3 之熔鹽浴中浸漬5.5小時來進行處理。
再次參照表2A及2B，根據以上概述之方法所組裝且此等表中所列之所得之製品中之一些樣品與本發明中先前概述之製品100b相符(亦即，以字首”Ex.”來標示之樣品)，如根據與本發明中先前概述之方法相符之方法所製備般。不具有紋理化區域之其它樣品標示為比較對照組(亦即，以字首”Comp. Ex.”來標示之該等樣品)。並且，如先前所述，製品中之一些製品受到IOX處理(參見表2A)且一些製品未受到IOX處理(參見表2B)。
又再次參照表2A及2B，此實施例之製品受到使其具有其霧度(%)及抗刮擦性等性質之特徵。抗刮擦性性質由此等表中報告之努氏刮擦閥值(N)及平均龜裂寬度(μm)值明顯可知，如從努氏刮擦測試中發現般。如由與玻璃A～C有關之表2A及2B中的資料明顯可知般，具有紋理化區域之製品(亦即，標示為”紋理化”之樣品)證實抗刮擦性相對於不具有紋理化區域之該等製品已更加改善(亦即，標示為”熔融”及”拋光”之比較例樣品)。此外，具有紋理化區域之製品龜裂了有限的平均最大龜裂寬度；且不具有紋理化區域之製品未能閥值負載等級較低且平均最大龜裂寬度較大。此等相同的趨勢亦在將受到IOX處理之製品與未受到IOX處理之製品進行比較時觀察到。亦即，與未受到IOX處理之製品相比，受到IOX處理之製品未能閥值等級更高及平均龜裂寬度更小。於是，具有紋理化區域且受到IOX處理之製品證實抗刮擦性表現出最佳效能。
然後參照第8A圖，提供了含有來自表2A之玻璃C組成物之離子交換後之樣品之在受到努氏刮擦測試後之光學顯微照片(亦即，EX. 3A-IOX、EX. 3B-IOX、EX. 3C-IOX、Comp. EX. 3-IOX及Comp. EX. 3P-IOX)。由第8圖中所示之顯微照片明顯可知，與缺少紋理化區域(例如6 N～7 N；且平均最大龜裂寬度＞＞100μm)之樣品相比，具有紋理化區域之樣品製品證實顯著更高的努氏刮擦閥值值(例如14N～18N)及更小的平均最大龜裂寬度(＜100μm)。同樣地，透過努氏刮擦測試來發現且如第8B圖所示之平均最大龜裂寬度(μm)對破壞負載(N)之點圖證實相同的趨勢。 [表2A] [表2B]
[實施例4]
此實施例中，根據下述表3製備玻璃A之樣品並使其具有特徵。在20 wt%的檸檬酸中在95℃對此等樣品中之每一個進行蝕刻各種不同時間以獲得如表3中所列之刮擦粗糙度(Ra )等級之紋理化區域。在蝕刻步驟後將所有樣品在去離子水中沖洗並在室溫乾燥。並且，樣品然後在60℃受到使用pH為約13的鹼性清潔劑之高pH處理10分鐘，然後在去離子水中沖洗並在環境溫度乾燥。並且，樣品中之每一個受到根據下述條件來進行之IOX處理：(a)在380℃於70 wt%的NaNO3 及30 wt%的KNO3 之熔鹽浴中浸漬4小時；及(b)在380℃於93 wt%的NaNO3 及7 wt%的KNO3 之熔鹽浴中浸漬40分鐘(合併標示為”Ex. 3D-各種蝕刻條件，IOX”之所有樣品)。最後，樣品中之每一個受到努氏刮擦測試，並將努氏刮擦閥值(N)值報告在表3中。並且，第9圖提供來自表3之資料之點圖，亦即努氏刮擦閥值(N)對表面粗糙度Ra (nm)。如表3及第9圖之結果般，證實具有表面粗糙度等級增加之紋理化區域(例如如與第1A圖中所示之製品100b相符般等)之製品顯示出抗刮擦性等級增加，如藉由努氏刮擦閥值等級增加來表現般。 [表3]
可在不實質上脫離本發明之精神及各種原理之情形下對本發明之上述實施形態進行許多改變及修飾。所有這樣的改變及修飾是旨在包括在本發明之範圍內且受到下述請求項所保護。
10‧‧‧基於玻璃之基材
12a、12b、14‧‧‧主要表面
12’‧‧‧初始主要表面
13‧‧‧厚度
13a‧‧‧中間點
30a、30b‧‧‧紋理化區域
34a、34b‧‧‧紋理化區域界面
36a、36b‧‧‧平均特徵大小
38a、38b‧‧‧平均粗糙度
40a‧‧‧多孔質濾出層
50‧‧‧壓縮應力區域
52‧‧‧深度
100a、100b‧‧‧製品
110、120‧‧‧蝕刻步驟
130‧‧‧處理步驟
200a、200b‧‧‧製品的製作方法
400‧‧‧消費性電子裝置
402‧‧‧殼體
404‧‧‧前表面
406‧‧‧後表面
408‧‧‧側表面
410‧‧‧顯示器
412‧‧‧遮蓋基材
當一面參照所附圖式一面閱讀本發明之下述實施方式時，能夠更加理解本發明之此等及其它特徵、態樣及優點。
第1A圖為本發明之態樣之製品之剖面示意圖，該製品包括：基於玻璃之基材，其包含壓縮應力區域；及紋理化區域。
第1B圖為本發明之態樣之製品之剖面示意圖，該製品包括：基於玻璃之基材，其包含壓縮應力區域；及紋理化區域。
第2圖為描述本發明之態樣之含有不同等級的氧化矽之含氧化矽的多成分基於玻璃之基材之濾出效果之示意圖表。
第3A圖為描述如第1A圖中所描繪般之本發明之態樣之製品的製作方法之示意流程圖。
第3B圖為描述如第1B圖中所描繪般之本發明之態樣之製品的製作方法之示意流程圖。
第4A圖為併入本文中所揭示之任何製品後之電子裝置之範例之俯視圖。
第4B圖為第4A圖之電子裝置之範例之透視圖。
第5A～5C圖為製品之一系列的掃描型電子顯微鏡、能量色散光譜(SEM/EDS)影像，該製品如根據本發明之方法所組裝般包含基於玻璃之基材及紋理化區域。
第6圖為製品之一系列的SEM/EDS影像，該製品如根據本發明之方法所組裝般包含基於玻璃之基材及紋理化區域。
第7A～7C圖為本發明之態樣之製品之表面粗糙度、特徵大小及光澤度(60)對穿透率霧度之一系列的點圖，該製品包含基於玻璃之基材及紋理化區域。
第8A圖為比較例之製品及本發明之製品之一系列的光學顯微照片，該比較例之製品包含基於玻璃之基材，該本發明之製品包含基於玻璃之基材及紋理化區域，如以努氏刮擦測試來測試般。
第8B圖為比較例之製品及本發明之製品之龜裂寬度對破壞負載之一系列的點圖，該比較例之製品包含基於玻璃之基材，該本發明之製品包含基於玻璃之基材及紋理化區域，如以努氏刮擦測試來測試般。
第9圖為本發明之製品之努氏刮擦閥值(KST)對表面粗糙度之點圖，該製品包含基於玻璃之基材及紋理化區域，如以努氏刮擦測試來測試般。
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Claims (10)

  1. 一種製品，其包含： 　　一基於玻璃之基材，其包含一厚度、一主要表面及一壓縮應力區域，該壓縮應力區域從該主要表面延伸至一選定的深度；及 　　一紋理化區域，其是藉由該主要表面來劃定出， 　　其中，該紋理化區域包含至少10 nm的表面粗糙度(Ra )。
  2. 如請求項1所述之製品，其中，該紋理化區域包含約10 nm～約50 nm的表面粗糙度(Ra )。
  3. 如請求項1所述之製品，其中，該紋理化區域包含約50 nm～約200 nm的表面粗糙度(Ra )。
  4. 一種製品，其包含： 　　一基於玻璃之基材，其包含一厚度、一主要表面及一壓縮應力區域，該壓縮應力區域從該主要表面延伸至一選定的深度；及 　　一紋理化區域，其是藉由該主要表面來劃定出， 　　其中，該製品包含至少9牛頓(N)的努氏刮擦閥值(KST)。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之製品，其中，該基於玻璃之基材是從由一鋁矽玻璃、一硼矽玻璃及一磷矽玻璃所組成之群組中選出。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之製品，其中，該製品包含約9 N～約18 N的努氏刮擦閥值(KST)。
  7. 如請求項1至4中任一項所述之製品，其中，該製品包含約18 N～約22 N的努氏刮擦閥值(KST)。
  8. 如請求項1至4中任一項所述之製品，其中，該製品包含約200 μm的最大平均龜裂寬度。
  9. 如請求項1至4中任一項所述之製品，其中，該製品之特徵在於霧度為約0.1%～約100%。
  10. 一種製品的製作方法，其包含： 　　以pH為約3或更小的一第一蝕刻劑來對一厚度的一基於玻璃之基材之一初始主要表面進行蝕刻，其中，該蝕刻是在環境溫度以上且100℃以下進行以形成一多孔質濾出層，該多孔質濾出層是藉由該基於玻璃之基材之該初始主要表面來劃定出； 　　以pH為約9或更大的一第二蝕刻劑來對該基於玻璃之基材進行處理以將該濾出層去除並形成一紋理化區域，該紋理化區域是藉由該基於玻璃之基材之一主要表面來劃定出，其中，該處理是在環境溫度以上進行；及 　　形成一壓縮應力區域，該壓縮應力區域從該主要表面延伸至一選定的深度， 　　其中，該製品包含至少9牛頓(N)的努氏刮擦閥值(KST)。
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