TWI586620B - 抗眩光表面處理方法及其物體 - Google Patents
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Description
本發明一般係關於製造及使用抗眩光表面之方法及其物體。
本發明無先前技術。
本揭示提供一種製造抗眩光表面之方法,由該方法製造出物品,以及併有抗眩光表面物品的顯示器系統。製造方法包含沉積犧牲顆粒於物品至少一個表面上以及利用蝕刻劑接觸經處理之表面(特殊表面)以形成抗眩光表面。
定義
這裡使用的"抗眩光"一詞代表對顯示表面的物理處理,將從顯示器反射的光或其特性改變成漫反射,而不是鏡面反射。在一些實施例中,此處理可以由機械或化學蝕刻產生。抗眩光不會降低從表面反射的光量,而只會改變反射光的特性。由抗眩光表面反射的影像沒有尖銳的邊界。跟抗眩光表面不同,抗反射表面通常是一薄膜塗層,透過折射指標的變動,以及在一些情況中相消干涉技術的使用將降低表面光線的反射。
“接觸”或類似詞彙是指一種近密實體碰觸而可對至少其一所碰觸個體獲以產生實體變化、化學變化或兩者。在本揭示中，各種顆粒沉積或接觸技術，像是噴灑鍍置、沾浸鍍置以及類似技術，當如本揭所說明與陳述之方式接觸時可提供顆粒化表面。此外，或另者，如本揭所說明與陳述的顆粒化表面各種化學處理，像是噴灑、浸沒以及類似技術，或之組合，當接觸於一或更多蝕刻劑組成時可提供經蝕刻表面。
"反射影像區分度","影像區分度","DOI"或相關名詞由ASTM處理過程D5767(ASTM 5767)的方法A所定義，茲將該文內容依其整體而按參考方式併入本案。根據ASTM 5767的方法A，玻璃反射度因數測量是在鏡面觀看角度處，以及略微地離於該鏡面觀看角度的角度處，對該玻璃物品的至少一粗糙化表面所進行。可將自這些測量所獲得的數值加以合併俾提供DOI值。尤其，可根據下列等式來計算DOI：DOI=(1-ROS/Rs)x100 (1)
其中RS為在該鏡面方向上之反射的相對振幅，並且ROS為在一離於該鏡面方向上之反射的相對振幅。即如本揭所述，除另指明外，ROS是藉由將在離於該鏡面方向0.2度至0.4度之角度範圍上的反射加以平均化所算出。RS則是藉由將居中於該鏡面方向±0.05度之角度範圍上的反射加以平均化所算出。RS及ROS兩者皆為利用經校調於經認證黑色玻璃標準的配光曲線儀(Novo-gloss IQ，Rhopoint Instruments)所測量，即如ASTM處理過程D523及D5767中所標定者，茲將內容依其整體而按參考方式併入本案。該Novo-gloss儀器是利用一種偵測器陣列，其中該鏡面角度居中於該偵測器陣列內的最高值附近。亦可利用單側(經耦接於玻璃後側處的黑色吸收體)以及雙側(可供自兩者玻璃表面進行反射，玻璃並未耦接於任何物品)方法來評估DOI。單側測量可供對於玻璃物品之單一個表面決定澤度、反射度及DOI，而雙側測量則可按如整體方式決定玻璃物品的澤度、反射度及DOI。ROS/RS比值可自即如前述對於RS及ROS所獲的平均值加以計算而得。即如本揭所述，除另標定外，該詞彙"20度 DOI"是指其中光線按離於該玻璃表面之法向20度入射於樣本上的DOI測量作業，即如ASTMD5767乙文中所述者。利用雙側方法的DOI或一般澤度測量作業最好是在暗室或裹封之內進行，使得當並未出現樣本時這些性質的測得數值為零。
對於抗眩光表面而言，通常會希望是DOI相當地低，並且該反射比ROS/RS(等式(1))相當地高。如此可獲得糊化或無法區分之反射影像的視覺感受。在一具體實施例裡，當利用前述之單側樣本備製而按離於該鏡面方向20度的角度進行測量時，該玻璃物品的至少一粗糙化表面具有大於0.1的反射比ROS/RS，在一些具體實施例裡為大於0.4，並且在其他具體實施例裡為大於0.8。而當利用前述的雙側方法進行測量時，該玻璃物品在離於該鏡面方向20度之角度處的反射比ROS/RS大於0.05。在另一具體實施例裡，利用雙側方法對玻璃物品所測量的反射比ROS/RS為大於0.2，並且在第三具體實施例裡，ROS/RS> 0.4。按ASTMD523所測得的一般澤度測量並不足以將擁有強烈鏡面反射成份(可區分的所反射影像)的表面區分於具有微弱鏡面成份者(糊化的所反射影像)。這是由於無法利用根據ASTMD523所設計之一般澤度測量儀以測出的前述微小角度散射效應所導致。
“穿透霾度”、”霾度”或類似詞彙是指與表面粗糙度相關的特定表面光線散射特徵。霾度測量是按如後文進一步詳述方式所標定。
“粗糙度”、”表面粗糙度(Ra)”或類似詞彙是指，就以微觀層級或更低者而言，不均勻或不規則的表面情況，像是平均根均方(RMS)粗糙度或是如後所述的RMS粗糙度。
"一般光澤"和"光澤"代表鏡面反射的測量值,校準到ASTM程式 D523的標準(例如,公認的黑玻璃標準),在這裡將此程式的內容全部合併進來作為參考文件。一般光澤測量通常在入射角20度,60度和85度下進行,其中最普遍使用的光澤測量是在60度下進行。然而,由於這種測量寬廣的接受角度,因此一般光澤通常無法區分出具有高和低反射影像清晰度(DOI)值的表面。根據ASTM標準 D523來測量,此玻璃物品的抗眩光表面有大到90 SGU(標準光澤單位),在一個實施例中,從大約60 SGU到大約80 SGU的光澤度(也就是相對於標準來看,在特定角度下從試樣鏡面反射的光量)。
“ALF”或”平均特徵最大特性尺寸”或者類似詞彙是指如後文進一步說明在x及y方向上之表面即基板之平面特性變異性的測度。
“爍粒”、”顯示器爍粒”或類似詞彙是指該至少一粗糙化玻璃表面上之特性的尺寸與圖素間距之間的關係，尤其是指最小圖素間距，即為所尋求者。顯示器”爍粒”通常是藉由經放置在鄰近於圖素式顯示器附近之材料的人類視覺檢測所評估。既已發現ALF及其對於顯示器”爍粒”的關係是對於具有不同表面形態之不同材料，包含各種組成的玻璃和經粒子塗覆的聚合材料，的一項有效測度。跨於多種不同樣本材料及表面形態上存在有平均特徵最大特性尺寸(ALF)與顯示器爍粒嚴重度之視覺排階間的高度關聯性。在多項具體實施例裡，該玻璃物品可為形成顯示系統之一部份的玻璃面板。該顯示系統可含有經設置在該玻璃面板鄰近處的圖素式影像顯示面板。該顯示面板的最小圖素間距可為大於ALF。
“均勻度”、”均勻”或類似詞彙是指經蝕刻試樣之表面品質。試樣均勻度一般藉由人們在各種角度下視覺檢視加以評估。例如,玻璃物品在標準白色螢光燈下保持在大約眼睛高度,以及再緩慢地轉動由0度至90度。當觀察者無法偵得細微孔洞、裂縫、波紋、粗糙或是類似缺陷時,表面品質視為"均勻的",否則試樣並不視為均勻的。"良好"或"尚可"係指均勻性為可接受的或令人滿意的,前者優於後者。
“包含”、”含有”或類似詞彙意思是涵蓋加入性而非排斥性的意義，然不限於此。
修改例如在描述本揭具體實施例中所運用之組成內的成份之量值、濃度、容積、處理溫度、處理時間、良率、流率、壓力和類似數值，並連同其範圍，的辭彙”大約”是指例如在下列情況下所出現之數值量值上的變異性：透過製作化合物、組成、合成物、濃縮物或配方使用所運用的典型測量與處置程序；經由這些程序中的負面誤差；由於用以實作方法之起始材料或成份在製造、供源或者純度上的差異；以及類似考量。該詞彙”大約”亦涵蓋由於具有特定初始濃度或混合度之組成或配方老化所相差的量值，以及肇因於按特定初始濃度或混合度混合或處理一組成或配方所相差的量值。後載之申請專利範圍包含”大約”量值的等同項目。
在多項具體實施例中所述及的”大致含有”是指例如:
1.一種製造玻璃物品之方法,其藉由沉積犧牲顆粒於物品表面上;以及利用蝕刻劑接觸顆粒化之表面;
2.一種具有抗眩光表面之玻璃物品,其具有霾度、影像區分度、表面粗糙度、以及均勻度特性,如在此所定義;
3.包含玻璃物品之顯示器系統,如在此所定義;
4.製造所揭示物品、顯示器系統、組成份、配方、或者本揭示的任何設備之方法能包含申請專利範圍中所列載的構素或步驟，並連同其他不致於實質地影響到組成、物品、設備或製作和運用本揭示之方法的基本與新穎性質之構素或步驟，即如特定反應物、特定添加物或成份、特定介質、特定表面改質劑或調節劑，或者是類似的所選結構、材料或製程變數。會實質地影響本揭示構素或步驟之基本性質，或是可對本揭示造成非所樂見之特徵的項目包含例如具有無法接受之高眩光或高澤度性質的表面即如擁有超出如本揭所定義和標明之數值，包含中介數值及範圍的霾度、影像區分度、表面粗糙度、均勻度或其等組合。
即如本揭中所使用者，不定詞”一”及其相對應的定詞”該”，除另標明以外，是指至少一者或是一或更多者。
可使用熟諳本項技藝之人士所眾知的縮寫(像是”h”或”hr”為小時、”g”或”gm”代表公克、”mL”為毫升、”rt”表示室溫、”nm”為奈米，以及類似縮寫或簡稱)。
本揭中對於構素、成份、添加物與類似特點，以及其範圍，的特定且較佳數值確僅為示範性；並不排除其他所定義數值或是位在所定義範圍之內的其他數值。本揭示的組成、設備和方法可包含本揭中所敘述的任何數值，或是數值的任何組合、特定數值、更特定數值以及較佳數值。
化學強化玻璃可運用於眾多手持式及觸敏裝置，藉以就產品視覺外觀和功能性而言對於機械性損傷的抗阻度具有關鍵性而作為顯示窗口和覆蓋平板。
將顯示表面上的鏡面反射(眩光主要因素)降低通常是必要的,特別是製造商設計在戶外使用的產品,其中眩光會被太陽光線加大。降低鏡面反射-通常量化為光澤-強度的一個方式是使玻璃表面粗糙,或覆蓋刻紋薄膜。粗糙度或刻紋的尺寸應該夠大以分散可見光產生些微模糊或無光澤表面,但是也不能太大而顯著地影響玻璃的透射性。當維持玻璃基板之特性(例如刮損抵抗性)並非重要時能夠使用紋理化或含顆粒聚合物薄膜。雖然這些薄膜便宜以及容易塗覆,其易受到磨損而減小裝置之顯示功能性。
另一使玻璃表面粗糙化方法為化學蝕刻。美國專利4,921,626, 6,807,824, 5,989,450,及WO2002053508 提及玻璃蝕刻組成份以及蝕刻該組成份玻璃之方法。
玻璃表面粗糙化的其一結果即為產生感知為顆粒外觀的”爍粒”。爍粒是由於在概約圖素層級尺寸的比例處出現明亮及暗黑或彩化點所展現。爍粒的出現會降低圖素式顯示器的可視度，特別是在高週遭光照條件下尤甚。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種用以在玻璃上產生抗眩光表面並同時保留其固有機械性表面性質的濕性蝕刻方法。在該製程過程中，顆粒化玻璃表面係受曝於化學物質，其能夠分解表面藉以改變負責可見光散射的表面粗糙度尺寸。當顯著量值的游離鹼金屬離子出現在該玻璃內時像是在蘇打石灰矽酸鹽玻璃裡，可藉由例如令該玻璃表面接觸於酸性蝕刻劑溶液像是含有氟離子的溶液以形成粗糙化表面。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種製作具有抗眩光表面之物品的方法，其中包含：
1.將顆粒沉積於該物品的至少一個表面上；以及
2.令該物品上具有所沉積顆粒的至少一個表面接觸於一蝕刻劑以形成該抗眩光表面。
在多項具體實施例裡，該物品的至少一個表面可為例如玻璃、複合材料、陶瓷、塑膠或樹脂式材料，以及類似材料，或是之組合。在多項具體實施例裡，所沉積顆粒可為例如玻璃、複合材料、陶瓷、塑膠或樹脂式材料、金屬、鹽類、黏土、聚合物、共聚合物、奈米顆粒、交叉鏈結聚合物顆粒、UV固化顆粒、以及類似材料，或是之組合。在多項具體實施例裡，該蝕刻劑含有至少一種適用於對位在所沉積顆粒下方之表面進行蝕刻的酸類。
在多項具體實施例裡，該玻璃表面以及玻璃顆粒可為自下列項目所獨立地選定，即例如至少一種鋁矽酸鹽、硼鋁矽酸鹽、蘇打石灰、硼矽酸鹽、二氧化矽，以及類似玻璃，或是之組合，並且該蝕刻劑可含有至少自下列項目所獨立地選定的酸類，即HF、H2SO4，或是之組合。
在該物品之至少一個表面上的顆粒沉積可包含例如，
1.形成顆粒的濃縮液體懸浮劑，
2.稀釋劑稀釋該濃縮懸浮劑，以及
3.令該至少一個表面接觸於該經稀釋懸浮劑。
此外，或另者，令該至少一個表面接觸於顆粒可為藉由濃縮顆粒懸浮劑，或中度濃縮的顆粒懸浮劑，所完成。該顆粒-表面接觸可為利用任何適當方法，例如旋轉鍍置、噴灑鍍置、滾轉鍍置、疊覆處理、塗刷、沾浸，以及類似施用方法，或是之組合，所完成。所沉積顆粒可具有例如自約0.1至約10微米、自約1至約10微米以及自約1至約5微米，包含中介數值及範圍，的D50直徑。在多項具體實施例裡，該顆粒大小範圍可為例如自約0.1至約50微米、1至約30微米，以及類似顆粒直徑，包含中介數值及範圍。
在多項具體實施例裡，該顆粒化表面接觸於蝕刻劑可為藉由例如令具有所沉積顆粒的表面受曝於該蝕刻劑例如自約1秒至約30分鐘，包含中介數值及範圍，所完成。
在多項具體實施例裡，該備製方法可選擇性地進一步包含例如清洗該所獲經蝕刻抗眩光表面、以化學方式強化該抗眩光表面、施用功能性塗層或薄膜(即如光敏或偏光薄膜)或者保護性表面塗層或薄膜，以及類似塗層或薄膜，或是之組合。
在多項具體實施例裡，當需要在玻璃片上進行單側酸性蝕刻時，可保護該玻璃的一側不受蝕刻溶液影響。可藉由施用不可溶非孔隙塗層，像是丙烯酸石臘，或是具有黏著層的疊覆薄膜，即如丙烯酸、矽膠以及類似黏著材料，或是之組合，以達此保護目的。塗層施用方法可包含例如塗刷、滾印、噴灑、疊覆以及類似方法。該經酸性蝕刻曝出之不可溶非孔隙性塗層可無損地渡過該蝕刻製程，並且可在處理之後隨予移除。自該物品的表面移除該保護性薄膜可為利用任何適當方法所完成，像是令該保護性薄膜接觸於溶解液體、加熱該薄膜以予液化並汲竭，以及類似方法和材料，或是之組合。如此，該備製方法可選擇性地進一步包含，在進行蝕刻之前，先令該物品的至少另一個表面，即如像是玻璃片之背側的第二表面，接觸於選擇性可移除、抗蝕刻的保護層。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種由本揭之任何備製製程所備製的物品，像是由前述之顆粒沉積與蝕刻製程所備製的玻璃物品。
在多項具體實施例裡，該物品的至少一個表面可為玻璃，所沉積顆粒可為聚合物，並且該蝕刻劑可為至少一酸液。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種玻璃物品，其中包含：
1.至少一抗眩光表面，此者具有：
i.霾度,例如由約0.1至約30,例如由約0.1至約25,例如由約0.1至約20,例如由約0.1至約10,以及例如由約1至約10,以及低霾度例如由約0.1至約5,以及由約1至約5,包含中間值以及範圍;
ii.影像區分度( DOI 20o)例如由約25至約85, 由約40至約80,由約45至約75,以及由約50至約70,包含中間值以及範圍;
iii. 表面粗糙度(Ra)例如由約50至約500nm,以及由約100至約300nm,包含中間值以及範圍;以及
iv.平均 粗糙度尖峰至波谷分佈由約0.1至約10微米,包含中間值以及範圍。
在多項具體實施例裡，具有本揭示之抗眩光表面的玻璃物品可含有具有約1至約100微米、約1至約50微米，包含中介數值及範圍，之平均直徑的拓樸特性分佈。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種顯示器系統，其中包含例如：
1.具有至少一粗糙化抗眩光表面玻璃板,此者具有：
i.霾度,例如由約0.1至約30,包含中間值以及範圍;
ii.影像區分度( DOI 20o)例如由約40至約80,包含中間值以及範圍;
iii.表面粗糙度(Ra)例如由約100至約300nm,包含中間值以及範圍;以及
iv.平均 粗糙度尖峰至波谷分佈由約0.1至約10微米,包含中間值以及範圍;
2.圖素化影像顯示器板相鄰於玻璃板。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種產生抗眩光玻璃表面的方法，其中包含例如：
1.令一玻璃表面接觸於液體的玻璃顆粒懸浮劑；以及
2.令該所獲顆粒化玻璃表面與蝕刻劑相接觸以形成該抗眩光表面。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種用以在多數二氧化矽玻璃上形成均勻、奈米至微米例階的紋理化表面，然不致對該玻璃之化學強化功能性造成顯著影響，的濕性蝕刻製程。該製程包含在該玻璃表面上沉積或另鍍置以玻璃顆粒，像是玻璃或複合顆粒，隨後在像是HF或多重組成的酸性溶液中進行酸性蝕刻。在多項具體實施例裡，該HF溶液能夠偏好地在經沉積於該玻璃表面上的玻璃顆粒附近進行蝕刻，然後再自該經蝕刻表面上蝕除玻璃顆粒，並且亦能降低該表面粗糙度。
在多項具體實施例裡，可例如藉由調整下列參數之至少一或更多者以獲得所欲的降低澤度或眩光位準：該顆粒懸浮劑的黏度、該懸浮劑內的連附劑位準、該懸浮劑內之玻璃或類似顆粒的位準或濃度、該酸性蝕刻劑的濃度、經沉積於該表面上之玻璃或類似顆粒的量值、所使用之玻璃或類似顆粒的顆粒大小分佈(PDS)，以及該玻璃樣本之顆粒載荷表面接觸於該酸性蝕刻劑的曝出間段或時間。
在多項具體實施例裡，提供一種抗眩光玻璃物品。該玻璃物品為可離子交換並且具有至少一粗糙化表面。該粗糙化表面在當按20°的入射角度測量時具有低於90的反射影像區分度(DOI)。茲亦提供一種含有該抗眩光玻璃物品的圖素式顯示系統。該玻璃物品可為例如平面薄片或面板，此者具有兩個主要表面而藉至少一邊緣所接合於週邊上，然該玻璃物品可經形成為其他形狀，例如像是三維形狀。表面的至少一者為粗糙化表面，此者包含例如像是投射、突出、凹入、尖腳、封閉或開放胞格結構、顆粒，島狀物,台地,溝渠,裂隙,夾縫等以及類似結構或幾何性，或是之組合。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種鋁矽酸鹽玻璃物品。該鋁矽酸鹽玻璃物品能夠含有例如至少2mol% Al2O3可予離子交換，並且具有至少一粗糙化表面。該鋁矽酸鹽玻璃物品具有至少一含有複數個拓樸特性的粗糙化表面。複數個拓樸特性可具有自約1微米至約50微米的平均特徵最大特性尺寸(ALF)。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種顯示系統。該顯示系統可含有至少一鋁矽酸鹽玻璃面板，以及鄰接於該鋁矽酸鹽玻璃面板的圖素式影像-顯示面板。該影像-顯示面板能具有最小原生圖素間距尺寸。該玻璃面板的平均特徵最大特性尺寸(ALF)可小於該顯示面板的最小原生圖素間距尺寸。該圖素式影像顯示面板可為例如LCD顯示器、OLED顯示器，或是類似的顯示裝置。該顯示系統亦可含有觸敏構件或表面。該玻璃可為例如任何先前所提及玻璃,例如為鋁矽酸鹽可離子交換玻璃,該經離子交換並且具有至少一粗糙化表面，此表面含有複數個具有平均最大特性尺寸，或ALF，的特性，同時該影像顯示面板擁有最小原生圖素間距。該最小原生圖素間距可為例如大於該玻璃面板之粗糙化表面的ALF。
ALF是在該粗糙化玻璃表面的平面(亦即平行)內所測量，且因此與粗糙度無關。ALF為x及y-方向即該粗糙化玻璃表面之特性變異之測量。選定最大特徵特性係與其他決定較整體之平均特性尺寸的方法之有用區分。人眼可極為簡便地觀見最大特性，並因而在決定該玻璃物品的視覺接受度方面最為重要。在多項具體實施例裡，該至少一粗糙化表面的拓樸或型態特性具有自約1微米至約50微米、自約5微米至約40微米、自約10微米至約30微米以及自約14微米至約28微米的平均特徵最大特性(ALF)尺寸,包含中間值以及範圍。該平均特徵最大特性尺寸係在粗糙化表面上於視場內最大的20個重複特性之平均截面線性尺寸。一般說來可利用經標準校調的光學光線顯微鏡以測量該特性尺寸。該視場是與該特性尺寸成正比，並且通常擁有約30(ALF) x 30(ALF)的面積。例如若ALF約為10微米，則自其選出20個最大特性的視場約為300微米x 300微米。視場尺寸上的微小變化並不會顯著地影響到ALF。用以決定ALF之20個最大特性的標準差通常應低於該平均值的40%，亦即主要的離群值應予忽略，因為這些並不被視為”特徵性的”特性。
該抗眩光表面的拓樸可包含例如像是突出或投射、凹入等等具有小於約400nm之最大尺寸的特性。在多項具體實施例裡，這些拓樸特性可為依照自約10nm至達約200nm的平均距離所彼此分離或互為相隔。該所獲抗眩光表面可具有即如以該表面之峰頂至谷底差(PV)測度所測得的平均粗糙度。在多項具體實施例裡，該抗眩光表面可具有約800nm、約500nm以及約100nm的RMS粗糙度。
用以計算ALF的特性為”特徵性”，亦即在成正比的視場內可尋得至少20項類似特性。不同的形態或表面結構可為利用ALF所特徵化。例如，表面結構可顯如封閉胞格重複性結構，另一者則可顯如由大型高台所分隔的微小坑洞，同時第三者可顯為由間歇性大型平滑範圍所分開的微小顆粒領域。在各個情況下，ALF是藉由測量最大的20個大致光學平滑的重複性表面範圍所決定。在重複性封閉胞格表面結構的情況下，待予測量的特性為位於該封閉胞格矩陣內之胞格的最大者。對於含有由大型高台所分隔之微小坑洞的表面結構，坑洞之間的大型高台即為待予測量者。而對於含有由間歇性大型平滑範圍所分開之微小顆粒領域的表面，間歇性大型平滑範圍即為待予測量者。故而可利用ALF以特徵化所有具備顯著變化形態的表面。
在多項實施例中,玻璃物品至少一個粗糙化表面具有平均RMS粗糙度能夠是約為10nm至800nm。在多項實施例中,平均RMS粗糙度能夠是約為40nm至500nm。在多項實施例中,平均RMS粗糙度能夠是約為40nm至300nm。在多項實施例中,平均RMS粗糙度能夠是大於10nm以及小於10%之ALF。在多項實施例中,平均RMS粗糙度能夠是大於10nm以及小於5%之ALF,以及大於10nm以及v小於3%之ALF。
對於低DOI及高Ros/Rs的規格要求可提供對於特徵特性尺寸和ALF的限制。就以給定的粗糙化位準而言，既已發現較大特性尺寸能夠獲得較低的DOI及較高的Ros/Rs。因此，為均衡顯示爍粒及DOI目標，在多項具體實施例裡，可能會希望產生擁有既不過小亦不過大之中介特徵特性尺寸的抗眩光表面。此外，當穿透霾度被散射至極高角度而在週遭光照下可能會造成粗糙化物品的白暈外觀時，也會希望將反射或穿透霾度最小化。
“穿透霾度”、”霾度”或類似詞彙是指依照ASTM D1003散射至±4.0°角錐體外部之穿透光線的百分比。對於光學平滑表面，穿透霾度概略接近為零。在兩側上經粗糙化之玻璃片的穿透霾度(Haze2-side)可依照下列等式(2而關聯於具有僅在單側上所粗糙化之等同表面的玻璃片之穿透霾度(Haze1-side)，即：
Haze2-side≈[(1-Haze1-side)‧Haze1-side]+Haze1-side(2)
霾度值通常是按照百分比霾度所提報。獲自等式(2)的Haze2-side數值必須乘以100。在多項具體實施例裡，本揭玻璃物品可具有低於約50%，或甚低於約30%，的穿透霾度。
現已利用多步驟表面處理製程以形成該粗糙化玻璃表面。多步驟表面處理製程範例已揭示於Carlson等人之本公司2009年3月31日之美國第61/165154號專利申請案,該專利名稱為"Glass Having Anti-Glare Surface and Method of Making",其中玻璃表面的處理方式為利用第一蝕刻劑以在該表面上形成晶體，接著將該表面上鄰接於晶體之各者的範圍蝕刻至所欲粗糙度，隨後自該玻璃表面移除晶體，並且降低該玻璃物品之表面的粗糙度藉以對該表面提供所欲霾度和澤度。
在多項具體實施例裡，可將各種效能強化添加劑納入在該顆粒懸浮劑、該蝕刻溶液或兩者內，包含例如表面活性劑、潛溶劑、稀釋劑、潤滑劑、凝膠介質，以及類似添加劑，或是之組合。
接觸於蝕刻劑可牽涉到例如藉由酸性蝕刻溶液以選擇性地部分或完整沾浸、噴灑、浸沒與類似處理，或是處理之組合，此溶液含有例如2至10wt%的氫氟酸和2至30wt%的無機酸，像是鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸與類似酸液，或是之組合。可令該玻璃表面在該溶液內蝕刻一段自約1至約10分鐘的時間，而時間愈長通常會導致較大的表面粗糙度。本揭濃度及蝕刻時間為適當範例的代表。亦可運用在所揭示範圍之外的濃度和蝕刻時間以獲得該玻璃物品的粗糙化表面，然可能效率度較低。
在化學強化處理中，較大的鹼金屬離子在靠近該玻璃表面處會交換於較小的游離鹼離子。此項離子交換製程可令該玻璃的表面呈受壓狀態下，使得該者對於任何機械損傷能夠具有較高的抗防度。在多項具體實施例裡，該玻璃物品的外部表面可為選擇性地離子交換，其中較小的金屬離子會被具有與該較小離子相同價數的較大金屬離子所取代或交換。例如，可藉由將該玻璃浸沒在含有鉀離子的熔化鹽浴內以將玻璃裡的鈉離子替換成較大的鉀離子。將較小離子替換成較大離子可在該薄層內產生壓縮應力。在多項具體實施例裡，靠近該玻璃之外部表面處的較大離子可例如藉由將該玻璃加熱至高於該玻璃之應變點的溫度以由較小離子所替換。當冷卻至低於該應變點的溫度時，在該玻璃的外部層內就會產生壓縮應力。玻璃的化學強化處理可在表面粗糙化處理之後選擇性地進行，而這對於離子交換行為或是玻璃物品之強度的負面影響甚微。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種用以製作抗眩光表面的方法，其中包含例如像是藉由液體懸浮劑或煙灰噴槍以顆粒對該表面進行”顆粒化”(亦即佈植)、藉由適當的蝕刻劑以蝕刻該顆粒化表面、對該經蝕刻表面進行離子交換，並且選擇性地完成進一步處理，藉此減少非所樂見的表面缺陷(亦即缺陷減少)。或另者，或此外，該表面可經離子交換、以顆粒進行顆粒化、以蝕刻劑進行蝕刻，並且選擇性地進行缺陷減少處理。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種用以製作抗眩光表面的方法，其中包含例如像是藉由液體懸浮劑或煙灰噴槍以顆粒對該表面進行”顆粒化”(亦即佈植)、藉由適當的蝕刻劑以蝕刻該顆粒化表面、對該經蝕刻表面進行離子交換，並且選擇性地完成進一步處理，藉此減少非所樂見的表面缺陷(亦即缺陷減少)。或另者，或此外，該表面可經離子交換、以顆粒進行顆粒化、以蝕刻劑進行蝕刻，並且選擇性地進行缺陷減少處理。
現參照隨附圖式，圖1略圖顯示在一gorillaR玻璃表面上產生抗眩光層之製程的多項步驟。具有小於約10微米之平均大小的玻璃顆粒懸浮於適當液體內，並且可令該所獲懸浮劑沉積(100)，例如以噴灑方式，於玻璃基板上，同時移除該溶劑以留下弱性附著於該玻璃基板(110)的殘餘玻璃顆粒層(105)。然後將樣本沾浸或浸沒於酸性蝕刻(120)浸浴內。該HF/H2SO4蝕刻劑攻蝕玻璃顆粒附近的區域，並且最終地下方切割被個別顆粒所覆蓋的區域。玻璃顆粒是在該蝕刻過程中自該基板表面所釋出(120)，並因此可在具有抗眩光性質的玻璃基板上產生紋理化表面(130)。
圖2a顯示既經旋轉鍍置於經化學強化玻璃表面(來自Corning, Inc.的gorillaR玻璃)上，並且備妥以供進行蝕刻處理，之玻璃顆粒的顯微影像。3.5微米玻璃顆粒的D50係經混合於懸浮劑內，然後旋轉鍍置於該玻璃表面上。
圖2b顯示玻璃表面在3M HF/3.6 M H2SO4浸浴之酸性溶液內進行蝕刻約10分鐘後按100x放大的顯微影像。如此可產生極佳的抗眩光表面層。這些樣本具有3%的霾度(目標：低於約10%)；影像區分度(DOI)測量值為59 (目標：50至75)。
圖3顯示對於該經蝕刻樣本的所獲三維光學表面分析測量和影像(Zygo；www.zygo.com)。尖峰至谷底的均值為1.4微米。表面粗糙度(Ra)約為122nm，這也在約100至約300nm的目標範圍內。
圖4顯示依據蝕刻時間所繪製的霾度及DOI點繪圖。圖中展現霾度(方形資料點)與DOI (鑽石形資料點)相對於時間的強烈關聯性 (擬配霾度(400)：y = 0.5916x + 0.0431並且R2= 0.9067；擬配DOI (410)：y = -4.5689x+115.12並且R2= 0.9133)。藉由控制蝕刻時間，即可獲致所欲DOI、霾度或兩者。
圖5a及5b分別地顯示，對於代表性噴灑鍍置樣本，在蝕刻之前的玻璃表面以及在蝕刻之後的Zygo廓型。在圖5a中，暗黑範圍是對應於重度地或密集地顆粒化區域，灰色範圍是對應於相對較輕度地或較不密集地顆粒化區域，並且白色範圍是對應於虛空或不含所沉積顆粒材料的區域。
在多項具體實施例裡，本揭方法及物品可提供下列優點的至少一或更多者。本揭蝕刻方法可快速地完成，例如在自約1至約10分鐘內、自約1至約5分鐘內，像是自約2至約4分鐘內，以在玻璃表面上產生抗眩光層。傳統的多重浸浴方法則可能需耗時約60分鐘或更多。本揭蝕刻方法是利用單次化學蝕刻劑浸浴(即如HF+H2SO4)，而非在傳統製程中所使用的三或四次浸浴。
在多項具體實施例裡，本揭方法可蝕除例如該所蝕刻基板的自約1至約50微米(亦即進入該基板的平面內或是在z方向上)、該基板的自約1至約30微米、該基板的自約1至約20微米、該基板的自約1至約10微米，包含中介數值及範圍，以產生所欲的抗眩光層。相對地，傳統的蝕刻製程通常會蝕除該玻璃表面的自約100至約200微米。由於利用本揭方法可自該玻璃上損失相當微少的玻璃，因此該玻璃可擁有不超過約250微米的最大歪曲度(亦參見圖8及隨附文字說明)。而傳統的玻璃蝕刻製程則可能產生具有例如約300微米或更高歪曲度的玻璃表面。
當相較於以傳統製程所蝕刻的樣本時，依本揭製程所備製的樣本顯示類似的光學性質(即如霾度及影像區分度(DOI))，然本發明方法及樣本的優點在於具有顯著縮減的製程時間和成本。本揭製程隨能針對像是一平方米或更大玻璃片的大型零物件予以擴充，然傳統的沾浸製程則較無能於針對較大單元隨予擴充。
藉由適當的設計選擇，本揭示製程無須後側保護即可製作單側樣本。可利用例如單側沾浸、噴灑或旋轉塗覆方法以備製單側樣本。多浸浴傳統製程則需後側保護薄膜，而這會增加製造成本。
[0001] 在多個實施例中,玻璃物品能夠包含一種蘇打石灰矽酸鹽玻璃,鹼土金屬鋁矽酸鹽玻璃,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃,鹼金屬硼矽酸鹽玻璃,以及其組合。在多個實施例中,玻璃物品能夠為例如鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃,其組成份為: 60-72 mol% SiO2; 9-16 mol% Al2O3; 5-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O;及0-4 mol % K2O,其中比值 ,
其中鹼金屬改良劑為鹼金屬氧化物。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板能夠是例如: 61-75 mol% SiO2; 7-15 mol% Al2O3; 0-12 mol% B2O3; 9-21 mol% Na2O; 0-4 mol% K2O; 0-7 mol% MgO;及0-3 mol% CaO。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板能夠是例如:60-70 mol% SiO2; 6-14 mol% Al2O3; 0-15 mol% B2O3; 0-15 mol% Li2O; 0-20 mol% Na2O; 0-10 mol% K2O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO2; 0-1 mol% SnO2; 0-1 mol% CeO2;小於50 ppm As2O3;及小於50 ppm Sb2O3;其中12 mol% ￡ Li2O + Na2O + K2O ￡ 20 mol%及0 mol% ￡ MgO + CaO ￡ 10 mol%。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板能夠是例如:64-68 mol% SiO2; 12-16 mol% Na2O; 8-12 mol% Al2O3; 0-3 mol% B2O3; 2-5 mol% K2O; 4-6 mol% MgO;及0-5 mol% CaO,其中: 66 mol% ￡ SiO2+ B2O3+ CaO￡ 69 mol%; Na2O + K2O + B2O3+ MgO + CaO + SrO > 10 mol%; 5 mol% ￡ MgO + CaO + SrO ￡ 8 mol%; (Na2O + B2O3) - Al2O3￡ 2 mol%; 2 mol% ￡ Na2O - Al2O3￡ 6 mol%;及4 mol% ￡ (Na2O + K2O) - Al2O3￡ 10 mol%。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃能夠是例如:50-80 wt% SiO2; 2-20 wt% Al2O3; 0-15 wt% B2O3; 1-20 wt% Na2O; 0-10 wt% Li2O; 0-10 wt% K2O;及0-5 wt% (MgO + CaO + SrO + BaO); 0-3 wt% (SrO + BaO);及0-5 wt% (ZrO2+ TiO2), 其中0 ￡ (Li2O + K2O)/Na2O ￡0.5。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板能夠是例如:實質上不含鋰。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃能夠是例如: 實質上不含砷,銻,鋇,或其組合。贊多個實施例中,玻璃能夠選擇性地配方0至2mol%至少一種澄清劑,例如為Na2SO4, NaCl, NaF, NaBr, K2SO4, KCl, KF, KBr, SnO2等物質,或其組合。
在多個實施例中,所選擇玻璃能夠是例如可向下抽拉出,即業界所熟知細縫抽拉或融合抽拉處理過程方法形成。在這些情況中,玻璃液相線黏滯性係數至少為130仟泊。鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃之範例說明於美國第11/888,213號專利申請案,其發明人為 Ellison等人,發明名稱為“Down-Drawable, Chemically Strengthened Glass for Cover Plate”,申請日期為2007年7月31日,優先權為 美國臨時專利申請案第60/930,808號,申請日期為2007年5月22日;美國專利申請案第12/277,573號,發明人為Dejneka等人,發明名稱為“Glasses Having Improved Toughness and Scratch Resistance”,申請日期為2008年11月25日,優先權為美國臨時專利申請案第61/004,677號,申請日期為2007年11月29日;美國專利申請案第 12/392,577號,發明人為Dejneka等人,發明名稱為“Fining Agents for Silicate Glasses”,申請日期為2009年2月25日,優先權為美國臨時專利申請案第 61/067,130號,申請日期為2008年2月26日;美國專利申請案第12/393,241號,發明人為Dejneka等人,發明名稱為“Ion-Exchanged, Fast Cooled Glasses”,申請日期為2009年2月26日,優先權為美國臨時專利申請案第61/067,732號,申請日期為2008年2月29日;美國專利申請案第12/537,393號,發明人為Barefoot等人,發明名稱為“Strengthened Glass Articles and Methods of Making”,申請日期為2009年8月7日,優先權為美國臨時專利申請案第61/087,324號,發明名稱為“Chemically Tempered Cover Glass”,申請日期為2008年8月8日;優先權為美國臨時專利申請案第61/235,767號,發明人為Barefoot等人,發明名稱為“Crack and Scratch Resistant Glass and Enclosures Made Therefrom”,申請日期為2009年8月21日;及優先權為美國臨時專利申請案第 61/235,762號,發明人為Dejneka等人,發明名稱為“Zircon Compatible Glasses for Down Draw”,申請日期為2009年8月21日。
後文(多項)範例中所述的玻璃表面及薄片可運用任何適當的可顆粒鍍置且可蝕刻玻璃基板或者類似基板，並且可包含即如表5所列的玻璃組成成分1到11，或是之組合。
範例
顆粒化表面的備製作業
範例 1
顆粒懸浮劑的備製作業。顆粒懸浮劑遮罩可為藉由將低於重量約10%的玻璃粉末散置於含有選擇性添加劑的揮發性液體或溶劑連附劑內所備製。範例是以玻璃粉末顆粒所展示。可選擇其他的替代性或補充性顆粒，像是無機或類似顆粒，以達到類似、所欲效果。對於顆粒化二氧化矽材料，包含顆粒大小-溶解度關係，以及相關金屬氧化物材料的其他定義、描述和方法可參見例如R. K. Iler，”The Chemistry of Silica”，Wiley-Interscience, 1979。
該揮發性液體或溶劑可在空氣中揮發，或是藉由加速乾化方法，像是真空、溫和加熱，或是之組合。餘留的玻璃顆粒表面層可部分地保護該玻璃基板表面的底下或支撐局部，因此在酸性蝕刻的過程中不會將所有基板蝕除。顆粒懸浮劑備置作業可包含例如兩項步驟製程，包含例如備製濃縮貯存懸浮劑，然後在進行表面施用之前先將該濃縮劑的濃度降低，或是添加(稀釋)以在施用之後隨能汽化的揮發性液體。在多項具體實施例裡，該稀釋懸浮劑在一段例如數日至數週的時間內為穩定，並且可藉由滾轉或搖晃而再予懸浮。
濃縮玻璃懸浮劑可為備製且滾轉以將顆粒沉澱情況降至最低。在施用之前，該濃縮劑可利用像是水或有機溶劑的揮發性液體稀釋劑而按不同的濃度比例予以稀釋，藉以在懸浮劑中提供不同的顆粒濃度。不同的顆粒懸浮劑濃度可提供在該基板上備製不同顆粒覆蓋程度的直觀方法。濃縮劑對揮發性液體的比例愈高，在例如藉由旋轉鍍置的表面施用之後就會有愈多顆粒出現在該基板的表面上。然確可藉由例如噴灑鍍置，或者是利用其他方法，包含例如狹縫鍍置、沾浸鍍置、玻璃煙灰沉積、熔融玻璃顆粒噴射及類似方法，以進一步改善對該表面的顆粒沉積或顆粒施用。
該玻璃懸浮劑或黏漿濃縮劑的備製可為藉由例如調整成份的重量、以搖晃方式手工混合，然後對該懸浮劑進行滾珠/滾球研磨(以例如2,400rpm對100cc配方的研磨時間為30分鐘而載有75%之1mm經氧化釔穩定化的氧化鋯顆粒)俾消除顆粒累集情況所完成。可添入流變改性劑以保持顆粒懸浮於該漿劑內。可使用Byk 420以發展出可逆性三維網絡，並且可例如在該混合處理的最後15分鐘過程裡添入，藉此提高漿劑黏度同時減少顆粒沉澱。可將該濃縮漿劑放置在滾輪上以利維持顆粒懸浮。在基板施用之前，可能需要將該懸浮劑降減或稀釋至較低的顆粒濃度。既已發現對於一些旋轉鍍置應用項目來說，具有約5至約10wt%之玻璃顆粒內容的漿劑確可在霾度、粗糙度及DOI方面獲致可接受性質。對於這些實驗，該濃縮劑稀釋可為藉由異丙醇並且添增額外的流變改性劑所達成。亦可運用其他的揮發性溶劑，像是乙醇以及類似液體，或是之組合。該懸浮劑可為按不同比例所混合。既已發現按重量6份的濃縮劑對24份的異丙醇(IPA) (即1：4比例)能夠提供可令人接受的結果。其他的可接受混合比例為6比18 (1：3比例)，以及6比12 (1：2比例)。當濃縮劑對溶劑的比例減少至低於這些位準時，像是低於約1：1.5至約1：1的比例，就會出現表面粗糙度上的顯著變化，並且霾度位準會掉落至可接受範圍之外。
所使用之玻璃基板的密度約為2.2g/cc。經降減之懸浮劑介質的密度約為0.98 g/cc。玻璃顆粒可能傾向於快速地沉澱。因此會藉由將該懸浮劑放置於塗料攪拌器上約10分鐘以添加且散佈流變改性劑(Byk 420，一種在N-甲基吡咯烷酮中經改性的尿素)，藉此保持玻璃顆粒在表面施用的過程中能夠良好懸浮。表1提供一些所開發之示範性配方的彙整。
表1–代表性玻璃顆粒懸浮劑配方
這裡使用的"抗眩光"一詞代表對顯示表面的物理處理,將從顯示器反射的光或其特性改變成漫反射,而不是鏡面反射。在一些實施例中,此處理可以由機械或化學蝕刻產生。抗眩光不會降低從表面反射的光量,而只會改變反射光的特性。由抗眩光表面反射的影像沒有尖銳的邊界。跟抗眩光表面不同,抗反射表面通常是一薄膜塗層,透過折射指標的變動,以及在一些情況中相消干涉技術的使用將降低表面光線的反射。
“接觸”或類似詞彙是指一種近密實體碰觸而可對至少其一所碰觸個體獲以產生實體變化、化學變化或兩者。在本揭示中，各種顆粒沉積或接觸技術，像是噴灑鍍置、沾浸鍍置以及類似技術，當如本揭所說明與陳述之方式接觸時可提供顆粒化表面。此外，或另者，如本揭所說明與陳述的顆粒化表面各種化學處理，像是噴灑、浸沒以及類似技術，或之組合，當接觸於一或更多蝕刻劑組成時可提供經蝕刻表面。
"反射影像區分度","影像區分度","DOI"或相關名詞由ASTM處理過程D5767(ASTM 5767)的方法A所定義，茲將該文內容依其整體而按參考方式併入本案。根據ASTM 5767的方法A，玻璃反射度因數測量是在鏡面觀看角度處，以及略微地離於該鏡面觀看角度的角度處，對該玻璃物品的至少一粗糙化表面所進行。可將自這些測量所獲得的數值加以合併俾提供DOI值。尤其，可根據下列等式來計算DOI：DOI=(1-ROS/Rs)x100 (1)
其中RS為在該鏡面方向上之反射的相對振幅，並且ROS為在一離於該鏡面方向上之反射的相對振幅。即如本揭所述，除另指明外，ROS是藉由將在離於該鏡面方向0.2度至0.4度之角度範圍上的反射加以平均化所算出。RS則是藉由將居中於該鏡面方向±0.05度之角度範圍上的反射加以平均化所算出。RS及ROS兩者皆為利用經校調於經認證黑色玻璃標準的配光曲線儀(Novo-gloss IQ，Rhopoint Instruments)所測量，即如ASTM處理過程D523及D5767中所標定者，茲將內容依其整體而按參考方式併入本案。該Novo-gloss儀器是利用一種偵測器陣列，其中該鏡面角度居中於該偵測器陣列內的最高值附近。亦可利用單側(經耦接於玻璃後側處的黑色吸收體)以及雙側(可供自兩者玻璃表面進行反射，玻璃並未耦接於任何物品)方法來評估DOI。單側測量可供對於玻璃物品之單一個表面決定澤度、反射度及DOI，而雙側測量則可按如整體方式決定玻璃物品的澤度、反射度及DOI。ROS/RS比值可自即如前述對於RS及ROS所獲的平均值加以計算而得。即如本揭所述，除另標定外，該詞彙"20度 DOI"是指其中光線按離於該玻璃表面之法向20度入射於樣本上的DOI測量作業，即如ASTMD5767乙文中所述者。利用雙側方法的DOI或一般澤度測量作業最好是在暗室或裹封之內進行，使得當並未出現樣本時這些性質的測得數值為零。
對於抗眩光表面而言，通常會希望是DOI相當地低，並且該反射比ROS/RS(等式(1))相當地高。如此可獲得糊化或無法區分之反射影像的視覺感受。在一具體實施例裡，當利用前述之單側樣本備製而按離於該鏡面方向20度的角度進行測量時，該玻璃物品的至少一粗糙化表面具有大於0.1的反射比ROS/RS，在一些具體實施例裡為大於0.4，並且在其他具體實施例裡為大於0.8。而當利用前述的雙側方法進行測量時，該玻璃物品在離於該鏡面方向20度之角度處的反射比ROS/RS大於0.05。在另一具體實施例裡，利用雙側方法對玻璃物品所測量的反射比ROS/RS為大於0.2，並且在第三具體實施例裡，ROS/RS> 0.4。按ASTMD523所測得的一般澤度測量並不足以將擁有強烈鏡面反射成份(可區分的所反射影像)的表面區分於具有微弱鏡面成份者(糊化的所反射影像)。這是由於無法利用根據ASTMD523所設計之一般澤度測量儀以測出的前述微小角度散射效應所導致。
“穿透霾度”、”霾度”或類似詞彙是指與表面粗糙度相關的特定表面光線散射特徵。霾度測量是按如後文進一步詳述方式所標定。
“粗糙度”、”表面粗糙度(Ra)”或類似詞彙是指，就以微觀層級或更低者而言，不均勻或不規則的表面情況，像是平均根均方(RMS)粗糙度或是如後所述的RMS粗糙度。
"一般光澤"和"光澤"代表鏡面反射的測量值,校準到ASTM程式 D523的標準(例如,公認的黑玻璃標準),在這裡將此程式的內容全部合併進來作為參考文件。一般光澤測量通常在入射角20度,60度和85度下進行,其中最普遍使用的光澤測量是在60度下進行。然而,由於這種測量寬廣的接受角度,因此一般光澤通常無法區分出具有高和低反射影像清晰度(DOI)值的表面。根據ASTM標準 D523來測量,此玻璃物品的抗眩光表面有大到90 SGU(標準光澤單位),在一個實施例中,從大約60 SGU到大約80 SGU的光澤度(也就是相對於標準來看,在特定角度下從試樣鏡面反射的光量)。
“ALF”或”平均特徵最大特性尺寸”或者類似詞彙是指如後文進一步說明在x及y方向上之表面即基板之平面特性變異性的測度。
“爍粒”、”顯示器爍粒”或類似詞彙是指該至少一粗糙化玻璃表面上之特性的尺寸與圖素間距之間的關係，尤其是指最小圖素間距，即為所尋求者。顯示器”爍粒”通常是藉由經放置在鄰近於圖素式顯示器附近之材料的人類視覺檢測所評估。既已發現ALF及其對於顯示器”爍粒”的關係是對於具有不同表面形態之不同材料，包含各種組成的玻璃和經粒子塗覆的聚合材料，的一項有效測度。跨於多種不同樣本材料及表面形態上存在有平均特徵最大特性尺寸(ALF)與顯示器爍粒嚴重度之視覺排階間的高度關聯性。在多項具體實施例裡，該玻璃物品可為形成顯示系統之一部份的玻璃面板。該顯示系統可含有經設置在該玻璃面板鄰近處的圖素式影像顯示面板。該顯示面板的最小圖素間距可為大於ALF。
“均勻度”、”均勻”或類似詞彙是指經蝕刻試樣之表面品質。試樣均勻度一般藉由人們在各種角度下視覺檢視加以評估。例如,玻璃物品在標準白色螢光燈下保持在大約眼睛高度,以及再緩慢地轉動由0度至90度。當觀察者無法偵得細微孔洞、裂縫、波紋、粗糙或是類似缺陷時,表面品質視為"均勻的",否則試樣並不視為均勻的。"良好"或"尚可"係指均勻性為可接受的或令人滿意的,前者優於後者。
“包含”、”含有”或類似詞彙意思是涵蓋加入性而非排斥性的意義，然不限於此。
修改例如在描述本揭具體實施例中所運用之組成內的成份之量值、濃度、容積、處理溫度、處理時間、良率、流率、壓力和類似數值，並連同其範圍，的辭彙”大約”是指例如在下列情況下所出現之數值量值上的變異性：透過製作化合物、組成、合成物、濃縮物或配方使用所運用的典型測量與處置程序；經由這些程序中的負面誤差；由於用以實作方法之起始材料或成份在製造、供源或者純度上的差異；以及類似考量。該詞彙”大約”亦涵蓋由於具有特定初始濃度或混合度之組成或配方老化所相差的量值，以及肇因於按特定初始濃度或混合度混合或處理一組成或配方所相差的量值。後載之申請專利範圍包含”大約”量值的等同項目。
在多項具體實施例中所述及的”大致含有”是指例如:
1.一種製造玻璃物品之方法,其藉由沉積犧牲顆粒於物品表面上;以及利用蝕刻劑接觸顆粒化之表面;
2.一種具有抗眩光表面之玻璃物品,其具有霾度、影像區分度、表面粗糙度、以及均勻度特性,如在此所定義;
3.包含玻璃物品之顯示器系統,如在此所定義;
4.製造所揭示物品、顯示器系統、組成份、配方、或者本揭示的任何設備之方法能包含申請專利範圍中所列載的構素或步驟，並連同其他不致於實質地影響到組成、物品、設備或製作和運用本揭示之方法的基本與新穎性質之構素或步驟，即如特定反應物、特定添加物或成份、特定介質、特定表面改質劑或調節劑，或者是類似的所選結構、材料或製程變數。會實質地影響本揭示構素或步驟之基本性質，或是可對本揭示造成非所樂見之特徵的項目包含例如具有無法接受之高眩光或高澤度性質的表面即如擁有超出如本揭所定義和標明之數值，包含中介數值及範圍的霾度、影像區分度、表面粗糙度、均勻度或其等組合。
即如本揭中所使用者，不定詞”一”及其相對應的定詞”該”，除另標明以外，是指至少一者或是一或更多者。
可使用熟諳本項技藝之人士所眾知的縮寫(像是”h”或”hr”為小時、”g”或”gm”代表公克、”mL”為毫升、”rt”表示室溫、”nm”為奈米，以及類似縮寫或簡稱)。
本揭中對於構素、成份、添加物與類似特點，以及其範圍，的特定且較佳數值確僅為示範性；並不排除其他所定義數值或是位在所定義範圍之內的其他數值。本揭示的組成、設備和方法可包含本揭中所敘述的任何數值，或是數值的任何組合、特定數值、更特定數值以及較佳數值。
化學強化玻璃可運用於眾多手持式及觸敏裝置，藉以就產品視覺外觀和功能性而言對於機械性損傷的抗阻度具有關鍵性而作為顯示窗口和覆蓋平板。
將顯示表面上的鏡面反射(眩光主要因素)降低通常是必要的,特別是製造商設計在戶外使用的產品,其中眩光會被太陽光線加大。降低鏡面反射-通常量化為光澤-強度的一個方式是使玻璃表面粗糙,或覆蓋刻紋薄膜。粗糙度或刻紋的尺寸應該夠大以分散可見光產生些微模糊或無光澤表面,但是也不能太大而顯著地影響玻璃的透射性。當維持玻璃基板之特性(例如刮損抵抗性)並非重要時能夠使用紋理化或含顆粒聚合物薄膜。雖然這些薄膜便宜以及容易塗覆,其易受到磨損而減小裝置之顯示功能性。
另一使玻璃表面粗糙化方法為化學蝕刻。美國專利4,921,626, 6,807,824, 5,989,450,及WO2002053508 提及玻璃蝕刻組成份以及蝕刻該組成份玻璃之方法。
玻璃表面粗糙化的其一結果即為產生感知為顆粒外觀的”爍粒”。爍粒是由於在概約圖素層級尺寸的比例處出現明亮及暗黑或彩化點所展現。爍粒的出現會降低圖素式顯示器的可視度，特別是在高週遭光照條件下尤甚。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種用以在玻璃上產生抗眩光表面並同時保留其固有機械性表面性質的濕性蝕刻方法。在該製程過程中，顆粒化玻璃表面係受曝於化學物質，其能夠分解表面藉以改變負責可見光散射的表面粗糙度尺寸。當顯著量值的游離鹼金屬離子出現在該玻璃內時像是在蘇打石灰矽酸鹽玻璃裡，可藉由例如令該玻璃表面接觸於酸性蝕刻劑溶液像是含有氟離子的溶液以形成粗糙化表面。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種製作具有抗眩光表面之物品的方法，其中包含：
1.將顆粒沉積於該物品的至少一個表面上；以及
2.令該物品上具有所沉積顆粒的至少一個表面接觸於一蝕刻劑以形成該抗眩光表面。
在多項具體實施例裡，該物品的至少一個表面可為例如玻璃、複合材料、陶瓷、塑膠或樹脂式材料，以及類似材料，或是之組合。在多項具體實施例裡，所沉積顆粒可為例如玻璃、複合材料、陶瓷、塑膠或樹脂式材料、金屬、鹽類、黏土、聚合物、共聚合物、奈米顆粒、交叉鏈結聚合物顆粒、UV固化顆粒、以及類似材料，或是之組合。在多項具體實施例裡，該蝕刻劑含有至少一種適用於對位在所沉積顆粒下方之表面進行蝕刻的酸類。
在多項具體實施例裡，該玻璃表面以及玻璃顆粒可為自下列項目所獨立地選定，即例如至少一種鋁矽酸鹽、硼鋁矽酸鹽、蘇打石灰、硼矽酸鹽、二氧化矽，以及類似玻璃，或是之組合，並且該蝕刻劑可含有至少自下列項目所獨立地選定的酸類，即HF、H2SO4，或是之組合。
在該物品之至少一個表面上的顆粒沉積可包含例如，
1.形成顆粒的濃縮液體懸浮劑，
2.稀釋劑稀釋該濃縮懸浮劑，以及
3.令該至少一個表面接觸於該經稀釋懸浮劑。
此外，或另者，令該至少一個表面接觸於顆粒可為藉由濃縮顆粒懸浮劑，或中度濃縮的顆粒懸浮劑，所完成。該顆粒-表面接觸可為利用任何適當方法，例如旋轉鍍置、噴灑鍍置、滾轉鍍置、疊覆處理、塗刷、沾浸，以及類似施用方法，或是之組合，所完成。所沉積顆粒可具有例如自約0.1至約10微米、自約1至約10微米以及自約1至約5微米，包含中介數值及範圍，的D50直徑。在多項具體實施例裡，該顆粒大小範圍可為例如自約0.1至約50微米、1至約30微米，以及類似顆粒直徑，包含中介數值及範圍。
在多項具體實施例裡，該顆粒化表面接觸於蝕刻劑可為藉由例如令具有所沉積顆粒的表面受曝於該蝕刻劑例如自約1秒至約30分鐘，包含中介數值及範圍，所完成。
在多項具體實施例裡，該備製方法可選擇性地進一步包含例如清洗該所獲經蝕刻抗眩光表面、以化學方式強化該抗眩光表面、施用功能性塗層或薄膜(即如光敏或偏光薄膜)或者保護性表面塗層或薄膜，以及類似塗層或薄膜，或是之組合。
在多項具體實施例裡，當需要在玻璃片上進行單側酸性蝕刻時，可保護該玻璃的一側不受蝕刻溶液影響。可藉由施用不可溶非孔隙塗層，像是丙烯酸石臘，或是具有黏著層的疊覆薄膜，即如丙烯酸、矽膠以及類似黏著材料，或是之組合，以達此保護目的。塗層施用方法可包含例如塗刷、滾印、噴灑、疊覆以及類似方法。該經酸性蝕刻曝出之不可溶非孔隙性塗層可無損地渡過該蝕刻製程，並且可在處理之後隨予移除。自該物品的表面移除該保護性薄膜可為利用任何適當方法所完成，像是令該保護性薄膜接觸於溶解液體、加熱該薄膜以予液化並汲竭，以及類似方法和材料，或是之組合。如此，該備製方法可選擇性地進一步包含，在進行蝕刻之前，先令該物品的至少另一個表面，即如像是玻璃片之背側的第二表面，接觸於選擇性可移除、抗蝕刻的保護層。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種由本揭之任何備製製程所備製的物品，像是由前述之顆粒沉積與蝕刻製程所備製的玻璃物品。
在多項具體實施例裡，該物品的至少一個表面可為玻璃，所沉積顆粒可為聚合物，並且該蝕刻劑可為至少一酸液。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種玻璃物品，其中包含：
1.至少一抗眩光表面，此者具有：
i.霾度,例如由約0.1至約30,例如由約0.1至約25,例如由約0.1至約20,例如由約0.1至約10,以及例如由約1至約10,以及低霾度例如由約0.1至約5,以及由約1至約5,包含中間值以及範圍;
ii.影像區分度( DOI 20o)例如由約25至約85, 由約40至約80,由約45至約75,以及由約50至約70,包含中間值以及範圍;
iii. 表面粗糙度(Ra)例如由約50至約500nm,以及由約100至約300nm,包含中間值以及範圍;以及
iv.平均 粗糙度尖峰至波谷分佈由約0.1至約10微米,包含中間值以及範圍。
在多項具體實施例裡，具有本揭示之抗眩光表面的玻璃物品可含有具有約1至約100微米、約1至約50微米，包含中介數值及範圍，之平均直徑的拓樸特性分佈。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種顯示器系統，其中包含例如：
1.具有至少一粗糙化抗眩光表面玻璃板,此者具有：
i.霾度,例如由約0.1至約30,包含中間值以及範圍;
ii.影像區分度( DOI 20o)例如由約40至約80,包含中間值以及範圍;
iii.表面粗糙度(Ra)例如由約100至約300nm,包含中間值以及範圍;以及
iv.平均 粗糙度尖峰至波谷分佈由約0.1至約10微米,包含中間值以及範圍;
2.圖素化影像顯示器板相鄰於玻璃板。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種產生抗眩光玻璃表面的方法，其中包含例如：
1.令一玻璃表面接觸於液體的玻璃顆粒懸浮劑；以及
2.令該所獲顆粒化玻璃表面與蝕刻劑相接觸以形成該抗眩光表面。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種用以在多數二氧化矽玻璃上形成均勻、奈米至微米例階的紋理化表面，然不致對該玻璃之化學強化功能性造成顯著影響，的濕性蝕刻製程。該製程包含在該玻璃表面上沉積或另鍍置以玻璃顆粒，像是玻璃或複合顆粒，隨後在像是HF或多重組成的酸性溶液中進行酸性蝕刻。在多項具體實施例裡，該HF溶液能夠偏好地在經沉積於該玻璃表面上的玻璃顆粒附近進行蝕刻，然後再自該經蝕刻表面上蝕除玻璃顆粒，並且亦能降低該表面粗糙度。
在多項具體實施例裡，可例如藉由調整下列參數之至少一或更多者以獲得所欲的降低澤度或眩光位準：該顆粒懸浮劑的黏度、該懸浮劑內的連附劑位準、該懸浮劑內之玻璃或類似顆粒的位準或濃度、該酸性蝕刻劑的濃度、經沉積於該表面上之玻璃或類似顆粒的量值、所使用之玻璃或類似顆粒的顆粒大小分佈(PDS)，以及該玻璃樣本之顆粒載荷表面接觸於該酸性蝕刻劑的曝出間段或時間。
在多項具體實施例裡，提供一種抗眩光玻璃物品。該玻璃物品為可離子交換並且具有至少一粗糙化表面。該粗糙化表面在當按20°的入射角度測量時具有低於90的反射影像區分度(DOI)。茲亦提供一種含有該抗眩光玻璃物品的圖素式顯示系統。該玻璃物品可為例如平面薄片或面板，此者具有兩個主要表面而藉至少一邊緣所接合於週邊上，然該玻璃物品可經形成為其他形狀，例如像是三維形狀。表面的至少一者為粗糙化表面，此者包含例如像是投射、突出、凹入、尖腳、封閉或開放胞格結構、顆粒，島狀物,台地,溝渠,裂隙,夾縫等以及類似結構或幾何性，或是之組合。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種鋁矽酸鹽玻璃物品。該鋁矽酸鹽玻璃物品能夠含有例如至少2mol% Al2O3可予離子交換，並且具有至少一粗糙化表面。該鋁矽酸鹽玻璃物品具有至少一含有複數個拓樸特性的粗糙化表面。複數個拓樸特性可具有自約1微米至約50微米的平均特徵最大特性尺寸(ALF)。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種顯示系統。該顯示系統可含有至少一鋁矽酸鹽玻璃面板，以及鄰接於該鋁矽酸鹽玻璃面板的圖素式影像-顯示面板。該影像-顯示面板能具有最小原生圖素間距尺寸。該玻璃面板的平均特徵最大特性尺寸(ALF)可小於該顯示面板的最小原生圖素間距尺寸。該圖素式影像顯示面板可為例如LCD顯示器、OLED顯示器，或是類似的顯示裝置。該顯示系統亦可含有觸敏構件或表面。該玻璃可為例如任何先前所提及玻璃,例如為鋁矽酸鹽可離子交換玻璃,該經離子交換並且具有至少一粗糙化表面，此表面含有複數個具有平均最大特性尺寸，或ALF，的特性，同時該影像顯示面板擁有最小原生圖素間距。該最小原生圖素間距可為例如大於該玻璃面板之粗糙化表面的ALF。
ALF是在該粗糙化玻璃表面的平面(亦即平行)內所測量，且因此與粗糙度無關。ALF為x及y-方向即該粗糙化玻璃表面之特性變異之測量。選定最大特徵特性係與其他決定較整體之平均特性尺寸的方法之有用區分。人眼可極為簡便地觀見最大特性，並因而在決定該玻璃物品的視覺接受度方面最為重要。在多項具體實施例裡，該至少一粗糙化表面的拓樸或型態特性具有自約1微米至約50微米、自約5微米至約40微米、自約10微米至約30微米以及自約14微米至約28微米的平均特徵最大特性(ALF)尺寸,包含中間值以及範圍。該平均特徵最大特性尺寸係在粗糙化表面上於視場內最大的20個重複特性之平均截面線性尺寸。一般說來可利用經標準校調的光學光線顯微鏡以測量該特性尺寸。該視場是與該特性尺寸成正比，並且通常擁有約30(ALF) x 30(ALF)的面積。例如若ALF約為10微米，則自其選出20個最大特性的視場約為300微米x 300微米。視場尺寸上的微小變化並不會顯著地影響到ALF。用以決定ALF之20個最大特性的標準差通常應低於該平均值的40%，亦即主要的離群值應予忽略，因為這些並不被視為”特徵性的”特性。
該抗眩光表面的拓樸可包含例如像是突出或投射、凹入等等具有小於約400nm之最大尺寸的特性。在多項具體實施例裡，這些拓樸特性可為依照自約10nm至達約200nm的平均距離所彼此分離或互為相隔。該所獲抗眩光表面可具有即如以該表面之峰頂至谷底差(PV)測度所測得的平均粗糙度。在多項具體實施例裡，該抗眩光表面可具有約800nm、約500nm以及約100nm的RMS粗糙度。
用以計算ALF的特性為”特徵性”，亦即在成正比的視場內可尋得至少20項類似特性。不同的形態或表面結構可為利用ALF所特徵化。例如，表面結構可顯如封閉胞格重複性結構，另一者則可顯如由大型高台所分隔的微小坑洞，同時第三者可顯為由間歇性大型平滑範圍所分開的微小顆粒領域。在各個情況下，ALF是藉由測量最大的20個大致光學平滑的重複性表面範圍所決定。在重複性封閉胞格表面結構的情況下，待予測量的特性為位於該封閉胞格矩陣內之胞格的最大者。對於含有由大型高台所分隔之微小坑洞的表面結構，坑洞之間的大型高台即為待予測量者。而對於含有由間歇性大型平滑範圍所分開之微小顆粒領域的表面，間歇性大型平滑範圍即為待予測量者。故而可利用ALF以特徵化所有具備顯著變化形態的表面。
在多項實施例中,玻璃物品至少一個粗糙化表面具有平均RMS粗糙度能夠是約為10nm至800nm。在多項實施例中,平均RMS粗糙度能夠是約為40nm至500nm。在多項實施例中,平均RMS粗糙度能夠是約為40nm至300nm。在多項實施例中,平均RMS粗糙度能夠是大於10nm以及小於10%之ALF。在多項實施例中,平均RMS粗糙度能夠是大於10nm以及小於5%之ALF,以及大於10nm以及v小於3%之ALF。
對於低DOI及高Ros/Rs的規格要求可提供對於特徵特性尺寸和ALF的限制。就以給定的粗糙化位準而言，既已發現較大特性尺寸能夠獲得較低的DOI及較高的Ros/Rs。因此，為均衡顯示爍粒及DOI目標，在多項具體實施例裡，可能會希望產生擁有既不過小亦不過大之中介特徵特性尺寸的抗眩光表面。此外，當穿透霾度被散射至極高角度而在週遭光照下可能會造成粗糙化物品的白暈外觀時，也會希望將反射或穿透霾度最小化。
“穿透霾度”、”霾度”或類似詞彙是指依照ASTM D1003散射至±4.0°角錐體外部之穿透光線的百分比。對於光學平滑表面，穿透霾度概略接近為零。在兩側上經粗糙化之玻璃片的穿透霾度(Haze2-side)可依照下列等式(2而關聯於具有僅在單側上所粗糙化之等同表面的玻璃片之穿透霾度(Haze1-side)，即：
Haze2-side≈[(1-Haze1-side)‧Haze1-side]+Haze1-side(2)
霾度值通常是按照百分比霾度所提報。獲自等式(2)的Haze2-side數值必須乘以100。在多項具體實施例裡，本揭玻璃物品可具有低於約50%，或甚低於約30%，的穿透霾度。
現已利用多步驟表面處理製程以形成該粗糙化玻璃表面。多步驟表面處理製程範例已揭示於Carlson等人之本公司2009年3月31日之美國第61/165154號專利申請案,該專利名稱為"Glass Having Anti-Glare Surface and Method of Making",其中玻璃表面的處理方式為利用第一蝕刻劑以在該表面上形成晶體，接著將該表面上鄰接於晶體之各者的範圍蝕刻至所欲粗糙度，隨後自該玻璃表面移除晶體，並且降低該玻璃物品之表面的粗糙度藉以對該表面提供所欲霾度和澤度。
在多項具體實施例裡，可將各種效能強化添加劑納入在該顆粒懸浮劑、該蝕刻溶液或兩者內，包含例如表面活性劑、潛溶劑、稀釋劑、潤滑劑、凝膠介質，以及類似添加劑，或是之組合。
接觸於蝕刻劑可牽涉到例如藉由酸性蝕刻溶液以選擇性地部分或完整沾浸、噴灑、浸沒與類似處理，或是處理之組合，此溶液含有例如2至10wt%的氫氟酸和2至30wt%的無機酸，像是鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸與類似酸液，或是之組合。可令該玻璃表面在該溶液內蝕刻一段自約1至約10分鐘的時間，而時間愈長通常會導致較大的表面粗糙度。本揭濃度及蝕刻時間為適當範例的代表。亦可運用在所揭示範圍之外的濃度和蝕刻時間以獲得該玻璃物品的粗糙化表面，然可能效率度較低。
在化學強化處理中，較大的鹼金屬離子在靠近該玻璃表面處會交換於較小的游離鹼離子。此項離子交換製程可令該玻璃的表面呈受壓狀態下，使得該者對於任何機械損傷能夠具有較高的抗防度。在多項具體實施例裡，該玻璃物品的外部表面可為選擇性地離子交換，其中較小的金屬離子會被具有與該較小離子相同價數的較大金屬離子所取代或交換。例如，可藉由將該玻璃浸沒在含有鉀離子的熔化鹽浴內以將玻璃裡的鈉離子替換成較大的鉀離子。將較小離子替換成較大離子可在該薄層內產生壓縮應力。在多項具體實施例裡，靠近該玻璃之外部表面處的較大離子可例如藉由將該玻璃加熱至高於該玻璃之應變點的溫度以由較小離子所替換。當冷卻至低於該應變點的溫度時，在該玻璃的外部層內就會產生壓縮應力。玻璃的化學強化處理可在表面粗糙化處理之後選擇性地進行，而這對於離子交換行為或是玻璃物品之強度的負面影響甚微。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種用以製作抗眩光表面的方法，其中包含例如像是藉由液體懸浮劑或煙灰噴槍以顆粒對該表面進行”顆粒化”(亦即佈植)、藉由適當的蝕刻劑以蝕刻該顆粒化表面、對該經蝕刻表面進行離子交換，並且選擇性地完成進一步處理，藉此減少非所樂見的表面缺陷(亦即缺陷減少)。或另者，或此外，該表面可經離子交換、以顆粒進行顆粒化、以蝕刻劑進行蝕刻，並且選擇性地進行缺陷減少處理。
在多項具體實施例裡，本揭示提供一種用以製作抗眩光表面的方法，其中包含例如像是藉由液體懸浮劑或煙灰噴槍以顆粒對該表面進行”顆粒化”(亦即佈植)、藉由適當的蝕刻劑以蝕刻該顆粒化表面、對該經蝕刻表面進行離子交換，並且選擇性地完成進一步處理，藉此減少非所樂見的表面缺陷(亦即缺陷減少)。或另者，或此外，該表面可經離子交換、以顆粒進行顆粒化、以蝕刻劑進行蝕刻，並且選擇性地進行缺陷減少處理。
現參照隨附圖式，圖1略圖顯示在一gorillaR玻璃表面上產生抗眩光層之製程的多項步驟。具有小於約10微米之平均大小的玻璃顆粒懸浮於適當液體內，並且可令該所獲懸浮劑沉積(100)，例如以噴灑方式，於玻璃基板上，同時移除該溶劑以留下弱性附著於該玻璃基板(110)的殘餘玻璃顆粒層(105)。然後將樣本沾浸或浸沒於酸性蝕刻(120)浸浴內。該HF/H2SO4蝕刻劑攻蝕玻璃顆粒附近的區域，並且最終地下方切割被個別顆粒所覆蓋的區域。玻璃顆粒是在該蝕刻過程中自該基板表面所釋出(120)，並因此可在具有抗眩光性質的玻璃基板上產生紋理化表面(130)。
圖2a顯示既經旋轉鍍置於經化學強化玻璃表面(來自Corning, Inc.的gorillaR玻璃)上，並且備妥以供進行蝕刻處理，之玻璃顆粒的顯微影像。3.5微米玻璃顆粒的D50係經混合於懸浮劑內，然後旋轉鍍置於該玻璃表面上。
圖2b顯示玻璃表面在3M HF/3.6 M H2SO4浸浴之酸性溶液內進行蝕刻約10分鐘後按100x放大的顯微影像。如此可產生極佳的抗眩光表面層。這些樣本具有3%的霾度(目標：低於約10%)；影像區分度(DOI)測量值為59 (目標：50至75)。
圖3顯示對於該經蝕刻樣本的所獲三維光學表面分析測量和影像(Zygo；www.zygo.com)。尖峰至谷底的均值為1.4微米。表面粗糙度(Ra)約為122nm，這也在約100至約300nm的目標範圍內。
圖4顯示依據蝕刻時間所繪製的霾度及DOI點繪圖。圖中展現霾度(方形資料點)與DOI (鑽石形資料點)相對於時間的強烈關聯性 (擬配霾度(400)：y = 0.5916x + 0.0431並且R2= 0.9067；擬配DOI (410)：y = -4.5689x+115.12並且R2= 0.9133)。藉由控制蝕刻時間，即可獲致所欲DOI、霾度或兩者。
圖5a及5b分別地顯示，對於代表性噴灑鍍置樣本，在蝕刻之前的玻璃表面以及在蝕刻之後的Zygo廓型。在圖5a中，暗黑範圍是對應於重度地或密集地顆粒化區域，灰色範圍是對應於相對較輕度地或較不密集地顆粒化區域，並且白色範圍是對應於虛空或不含所沉積顆粒材料的區域。
在多項具體實施例裡，本揭方法及物品可提供下列優點的至少一或更多者。本揭蝕刻方法可快速地完成，例如在自約1至約10分鐘內、自約1至約5分鐘內，像是自約2至約4分鐘內，以在玻璃表面上產生抗眩光層。傳統的多重浸浴方法則可能需耗時約60分鐘或更多。本揭蝕刻方法是利用單次化學蝕刻劑浸浴(即如HF+H2SO4)，而非在傳統製程中所使用的三或四次浸浴。
在多項具體實施例裡，本揭方法可蝕除例如該所蝕刻基板的自約1至約50微米(亦即進入該基板的平面內或是在z方向上)、該基板的自約1至約30微米、該基板的自約1至約20微米、該基板的自約1至約10微米，包含中介數值及範圍，以產生所欲的抗眩光層。相對地，傳統的蝕刻製程通常會蝕除該玻璃表面的自約100至約200微米。由於利用本揭方法可自該玻璃上損失相當微少的玻璃，因此該玻璃可擁有不超過約250微米的最大歪曲度(亦參見圖8及隨附文字說明)。而傳統的玻璃蝕刻製程則可能產生具有例如約300微米或更高歪曲度的玻璃表面。
當相較於以傳統製程所蝕刻的樣本時，依本揭製程所備製的樣本顯示類似的光學性質(即如霾度及影像區分度(DOI))，然本發明方法及樣本的優點在於具有顯著縮減的製程時間和成本。本揭製程隨能針對像是一平方米或更大玻璃片的大型零物件予以擴充，然傳統的沾浸製程則較無能於針對較大單元隨予擴充。
藉由適當的設計選擇，本揭示製程無須後側保護即可製作單側樣本。可利用例如單側沾浸、噴灑或旋轉塗覆方法以備製單側樣本。多浸浴傳統製程則需後側保護薄膜，而這會增加製造成本。
[0001] 在多個實施例中,玻璃物品能夠包含一種蘇打石灰矽酸鹽玻璃,鹼土金屬鋁矽酸鹽玻璃,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃,鹼金屬硼矽酸鹽玻璃,以及其組合。在多個實施例中,玻璃物品能夠為例如鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃,其組成份為: 60-72 mol% SiO2; 9-16 mol% Al2O3; 5-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O;及0-4 mol % K2O,其中比值 ,
其中鹼金屬改良劑為鹼金屬氧化物。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板能夠是例如: 61-75 mol% SiO2; 7-15 mol% Al2O3; 0-12 mol% B2O3; 9-21 mol% Na2O; 0-4 mol% K2O; 0-7 mol% MgO;及0-3 mol% CaO。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板能夠是例如:60-70 mol% SiO2; 6-14 mol% Al2O3; 0-15 mol% B2O3; 0-15 mol% Li2O; 0-20 mol% Na2O; 0-10 mol% K2O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO2; 0-1 mol% SnO2; 0-1 mol% CeO2;小於50 ppm As2O3;及小於50 ppm Sb2O3;其中12 mol% ￡ Li2O + Na2O + K2O ￡ 20 mol%及0 mol% ￡ MgO + CaO ￡ 10 mol%。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板能夠是例如:64-68 mol% SiO2; 12-16 mol% Na2O; 8-12 mol% Al2O3; 0-3 mol% B2O3; 2-5 mol% K2O; 4-6 mol% MgO;及0-5 mol% CaO,其中: 66 mol% ￡ SiO2+ B2O3+ CaO￡ 69 mol%; Na2O + K2O + B2O3+ MgO + CaO + SrO > 10 mol%; 5 mol% ￡ MgO + CaO + SrO ￡ 8 mol%; (Na2O + B2O3) - Al2O3￡ 2 mol%; 2 mol% ￡ Na2O - Al2O3￡ 6 mol%;及4 mol% ￡ (Na2O + K2O) - Al2O3￡ 10 mol%。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃能夠是例如:50-80 wt% SiO2; 2-20 wt% Al2O3; 0-15 wt% B2O3; 1-20 wt% Na2O; 0-10 wt% Li2O; 0-10 wt% K2O;及0-5 wt% (MgO + CaO + SrO + BaO); 0-3 wt% (SrO + BaO);及0-5 wt% (ZrO2+ TiO2), 其中0 ￡ (Li2O + K2O)/Na2O ￡0.5。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板能夠是例如:實質上不含鋰。在多個實施例中,鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃能夠是例如: 實質上不含砷,銻,鋇,或其組合。贊多個實施例中,玻璃能夠選擇性地配方0至2mol%至少一種澄清劑,例如為Na2SO4, NaCl, NaF, NaBr, K2SO4, KCl, KF, KBr, SnO2等物質,或其組合。
在多個實施例中,所選擇玻璃能夠是例如可向下抽拉出,即業界所熟知細縫抽拉或融合抽拉處理過程方法形成。在這些情況中,玻璃液相線黏滯性係數至少為130仟泊。鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃之範例說明於美國第11/888,213號專利申請案,其發明人為 Ellison等人,發明名稱為“Down-Drawable, Chemically Strengthened Glass for Cover Plate”,申請日期為2007年7月31日,優先權為 美國臨時專利申請案第60/930,808號,申請日期為2007年5月22日;美國專利申請案第12/277,573號,發明人為Dejneka等人,發明名稱為“Glasses Having Improved Toughness and Scratch Resistance”,申請日期為2008年11月25日,優先權為美國臨時專利申請案第61/004,677號,申請日期為2007年11月29日;美國專利申請案第 12/392,577號,發明人為Dejneka等人,發明名稱為“Fining Agents for Silicate Glasses”,申請日期為2009年2月25日,優先權為美國臨時專利申請案第 61/067,130號,申請日期為2008年2月26日;美國專利申請案第12/393,241號,發明人為Dejneka等人,發明名稱為“Ion-Exchanged, Fast Cooled Glasses”,申請日期為2009年2月26日,優先權為美國臨時專利申請案第61/067,732號,申請日期為2008年2月29日;美國專利申請案第12/537,393號,發明人為Barefoot等人,發明名稱為“Strengthened Glass Articles and Methods of Making”,申請日期為2009年8月7日,優先權為美國臨時專利申請案第61/087,324號,發明名稱為“Chemically Tempered Cover Glass”,申請日期為2008年8月8日;優先權為美國臨時專利申請案第61/235,767號,發明人為Barefoot等人,發明名稱為“Crack and Scratch Resistant Glass and Enclosures Made Therefrom”,申請日期為2009年8月21日;及優先權為美國臨時專利申請案第 61/235,762號,發明人為Dejneka等人,發明名稱為“Zircon Compatible Glasses for Down Draw”,申請日期為2009年8月21日。
後文(多項)範例中所述的玻璃表面及薄片可運用任何適當的可顆粒鍍置且可蝕刻玻璃基板或者類似基板，並且可包含即如表5所列的玻璃組成成分1到11，或是之組合。
範例
顆粒化表面的備製作業
範例 1
顆粒懸浮劑的備製作業。顆粒懸浮劑遮罩可為藉由將低於重量約10%的玻璃粉末散置於含有選擇性添加劑的揮發性液體或溶劑連附劑內所備製。範例是以玻璃粉末顆粒所展示。可選擇其他的替代性或補充性顆粒，像是無機或類似顆粒，以達到類似、所欲效果。對於顆粒化二氧化矽材料，包含顆粒大小-溶解度關係，以及相關金屬氧化物材料的其他定義、描述和方法可參見例如R. K. Iler，”The Chemistry of Silica”，Wiley-Interscience, 1979。
該揮發性液體或溶劑可在空氣中揮發，或是藉由加速乾化方法，像是真空、溫和加熱，或是之組合。餘留的玻璃顆粒表面層可部分地保護該玻璃基板表面的底下或支撐局部，因此在酸性蝕刻的過程中不會將所有基板蝕除。顆粒懸浮劑備置作業可包含例如兩項步驟製程，包含例如備製濃縮貯存懸浮劑，然後在進行表面施用之前先將該濃縮劑的濃度降低，或是添加(稀釋)以在施用之後隨能汽化的揮發性液體。在多項具體實施例裡，該稀釋懸浮劑在一段例如數日至數週的時間內為穩定，並且可藉由滾轉或搖晃而再予懸浮。
濃縮玻璃懸浮劑可為備製且滾轉以將顆粒沉澱情況降至最低。在施用之前，該濃縮劑可利用像是水或有機溶劑的揮發性液體稀釋劑而按不同的濃度比例予以稀釋，藉以在懸浮劑中提供不同的顆粒濃度。不同的顆粒懸浮劑濃度可提供在該基板上備製不同顆粒覆蓋程度的直觀方法。濃縮劑對揮發性液體的比例愈高，在例如藉由旋轉鍍置的表面施用之後就會有愈多顆粒出現在該基板的表面上。然確可藉由例如噴灑鍍置，或者是利用其他方法，包含例如狹縫鍍置、沾浸鍍置、玻璃煙灰沉積、熔融玻璃顆粒噴射及類似方法，以進一步改善對該表面的顆粒沉積或顆粒施用。
該玻璃懸浮劑或黏漿濃縮劑的備製可為藉由例如調整成份的重量、以搖晃方式手工混合，然後對該懸浮劑進行滾珠/滾球研磨(以例如2,400rpm對100cc配方的研磨時間為30分鐘而載有75%之1mm經氧化釔穩定化的氧化鋯顆粒)俾消除顆粒累集情況所完成。可添入流變改性劑以保持顆粒懸浮於該漿劑內。可使用Byk 420以發展出可逆性三維網絡，並且可例如在該混合處理的最後15分鐘過程裡添入，藉此提高漿劑黏度同時減少顆粒沉澱。可將該濃縮漿劑放置在滾輪上以利維持顆粒懸浮。在基板施用之前，可能需要將該懸浮劑降減或稀釋至較低的顆粒濃度。既已發現對於一些旋轉鍍置應用項目來說，具有約5至約10wt%之玻璃顆粒內容的漿劑確可在霾度、粗糙度及DOI方面獲致可接受性質。對於這些實驗，該濃縮劑稀釋可為藉由異丙醇並且添增額外的流變改性劑所達成。亦可運用其他的揮發性溶劑，像是乙醇以及類似液體，或是之組合。該懸浮劑可為按不同比例所混合。既已發現按重量6份的濃縮劑對24份的異丙醇(IPA) (即1：4比例)能夠提供可令人接受的結果。其他的可接受混合比例為6比18 (1：3比例)，以及6比12 (1：2比例)。當濃縮劑對溶劑的比例減少至低於這些位準時，像是低於約1：1.5至約1：1的比例，就會出現表面粗糙度上的顯著變化，並且霾度位準會掉落至可接受範圍之外。
所使用之玻璃基板的密度約為2.2g/cc。經降減之懸浮劑介質的密度約為0.98 g/cc。玻璃顆粒可能傾向於快速地沉澱。因此會藉由將該懸浮劑放置於塗料攪拌器上約10分鐘以添加且散佈流變改性劑(Byk 420，一種在N-甲基吡咯烷酮中經改性的尿素)，藉此保持玻璃顆粒在表面施用的過程中能夠良好懸浮。表1提供一些所開發之示範性配方的彙整。
表1–代表性玻璃顆粒懸浮劑配方
1.具有3.5微米之D50的鋁硼矽酸鹽顆粒。
2.介質80 683 (一種來自Ferro的連附劑；混合溶劑內8%的纖維素衍生物；變性乙醇，約40wt%，二甘醇單甲醚，約60wt%)。
3.來自Byk Chemie的Disperbyk，一種羧酸共聚物濕性及散佈添加劑。Disperbyk是如其本質運用於這些配方內。
4.來自Byk Chemie的Byk 420，一種含有N-甲基吡咯烷酮中之經改性尿素的觸變性流變改性劑。
用於顆粒懸浮及沉積作業的示範性玻璃成分為例如具有3.5微米之D50的鋁硼矽酸鹽。然其他的玻璃顆粒大小、玻璃顆粒成分或玻璃基板則可能牽涉到額外或進一步的配方調控，以利產生在該所完成物品裡具有所欲粗糙度、霾度位準與DOI性質的所完工基板。
其他可供使用並經檢核的的玻璃顆粒包含例如具有0.7微米之D50的鋁硼矽酸鹽玻璃，以及具有3.5微米之D50的蘇打石灰玻璃，參見圖6及7中所列資料。在多項具體實施例裡，玻璃顆粒可按任何適當的懸浮劑濃度所使用，例如自約1vol%至約15vol%、自約2vol%至約10vol%、自約3vol%至約10vol%，包含中介數值及範圍。
範例 2
顆粒懸浮劑的備製作業 - 單一步驟備製作業。重複前述範例1，例外之處在於該顆粒懸浮劑濃度為較高，並且所選用的散佈設備具有較強的動能性。所備製且所使用的顆粒懸浮劑為濃縮劑，亦即在該第二稀釋步驟中該懸浮劑並未稀釋(降減)。當該顆粒懸浮劑濃度經選定為自約10至約25wt% (即大於範例1者)，或是選定較小的平均大小顆粒，或兩者時，可利用滾珠研磨以較有效率地備製該液體懸浮劑，並且所獲懸浮劑可擁有較高的穩定度。表2彙整所備製且發現具有較優穩定度或表面顆粒化性質的玻璃顆粒懸浮劑配方。表3彙整所備製且表2較優配方所源自的其他代表性玻璃顆粒懸浮劑配方。
表2–較優顆粒懸浮劑配方
表3–顆粒懸浮劑配方
1.介質80 683 (一種來自Ferro的連附劑；混合溶劑內8%的纖維素衍生物；變性乙醇，約40wt%，二甘醇單甲醚，約60wt%)。
範例 3
在一個表面上的顆粒懸浮劑噴灑沉積作業。範例1及2的顆粒懸浮劑可依據表中所列的條件和設定值，藉由噴灑鍍置於玻璃片的其一或兩側上以沉積在選定玻璃表面上。
範例 4
在一個表面上的顆粒懸浮沾浸沉積作業。範例1及2的顆粒懸浮劑可依據表中所列的條件和設定值，藉由沾浸鍍置玻璃片的其一或兩側上以沉積在選定玻璃表面上。
蝕刻顆粒化表面
範例 5
顆粒化表面的浸沒蝕刻。具有利用各種酸液配方所蝕刻並按範例1之蝕刻時間及溫度的受控變化項目而如範例3或4中所備製之顆粒化玻璃表面的玻璃片是以在蝕刻時間及溫度上之受控變化項目，例如5分鐘的蝕刻時間、3M HF及3.6M H2SO4的酸液濃度並按週遭溫度(25oC)，以及類似條件，利用各種酸液配方所蝕刻。
表4說明藉由按照標定蝕刻時間(min)浸沒在3M HF及3.6M H2SO4混合物內所蝕刻之六個旋轉鍍製樣本的抗眩光光學性質。樣本皆具有位在目標範圍內的霾度及DOI。樣本亦顯似為具有如本揭所定義的均勻度。
表4–經旋轉鍍置且經浸沒蝕刻之樣本的眩光性質
1.“良好”：觀察者偵測不到缺陷；
2.“OK”：專業觀察者可觀看到一些細小或輕微點處。
即使是樣本僅在該HF/H2SO4溶液裡蝕刻約三分鐘，仍可達到符合目標的光學性質。如此展現出確能利用玻璃顆粒作為臨時性且局部性的顯微或次顯微遮罩層以產生抗眩光表面。相較於傳統三次浸浴-蝕刻製程而言，本方法更為快速且價廉，同時仍能保留所有的所欲光學性質。
表5顯示另一組樣本的抗眩光光學性質，樣本是藉由將該玻璃顆粒懸浮劑噴灑在該玻璃基板之一側上所顆粒鍍置，並且隨後在3M HF及3.6 M H2SO4內進行所標定的酸性蝕刻浸沒時間。
表5–單側顆粒化處理的抗眩光光學性質
表6提供多項鍍置條件、蝕刻條件以及藉由噴灑在兩個分別10”x14”玻璃片上來施用玻璃顆粒懸浮劑的所獲結果，藉此展現處理擴充性與均勻度。各個玻璃片具有不同鍍置條件，但是各個薄片皆能展現良好的AG結果。對於鍍置條件1，該樣本懸浮劑是利用即如商業可獲用Asymtek噴灑系統(Asymteck.com)按衝程設定值3以每秒15英吋的速率所噴灑。而對於鍍置條件2，該樣本懸浮劑是按衝程4以每秒15英吋所噴灑。
表6–對於較大玻璃片的製程條件與抗眩光結果
後文多項範例中所述的玻璃表面及薄片可運用任何適當的可鍍置且可蝕刻玻璃基板或者類似基板，包含即如表7所列的玻璃組成成分1到11。
表7–代表性玻璃基板組成成分
圖6顯示研究對於以較小玻璃顆粒大小(0.7微米的D50)所進行之表面備製作業的蝕刻時間相對於DOI和霾度性質之結果。霾度(610，方形資料點)及DOI (600，鑽石形資料點)相對於蝕刻時間的點繪圖顯示，隨著蝕刻時間增長，DOI逐漸減少然霾度上升。這是類似於對圖4中具有3.5微米之D50顆粒所觀察到的趨勢。藉由控制蝕刻時間，即可獲致所欲DOI、霾度或兩者。
圖7顯示，相較於獲得圖6結果所使用的顆粒，對於藉由擁有較大顆粒大小(3.5微米之D50)的玻璃顆粒對蘇打石灰玻璃進行顆粒化，該蝕刻時間相對於DOI和霾度性質的研究結果。
該點繪圖顯示蝕刻時間對於霾度(鑽石形資料點)以及DOI (方形資料點)兩者而言仍為顯著的控制參數。隨著蝕刻時間增長，DOI減少且霾度上升。
後蝕刻製程
範例 5
選擇性的離子交換。經蝕刻及控制樣本兩者皆可透過玻璃強化離子交換(IOX)步驟加以處理(參見前述離子交換文件)。圖8顯示對於8英吋平方(8”x8”)玻璃片的歪曲度研究結果。薄片編號2至10是在”Flat Master”系統上進行蝕刻步驟之前和之後所測量(大的方形資料點是表示在蝕刻之前；小的方形資料點是表示在蝕刻之後8分鐘；”+”符號資料點則是表示在離子交換之後)。薄片編號11至16為控制項(未經蝕刻) (實點及”*”資料點是分別地表示稱為FM#1和#2的”Flat Master”樣本)。該點繪圖顯示在蝕刻步驟之後在歪曲度方面並無重大變化。一般說來，歪曲度位準在離子交換步驟之後會略微地增加。不過，經蝕刻及控制樣本兩者顯示仍小於300微米的等同歪曲度位準。這可展現出本揭製程確可產生相當低的薄片歪曲度。
範例 6
選擇性的缺陷降減。若有需要，可選擇性地進一步處理該經蝕刻表面以自該表面去除表面缺陷或瑕疵，同時進一步對強度、硬固度或抗刮度，並連同該表面的外觀性質，進行強化(例如參見2010年元月7日申審且標題為”Impact-Damage-Resistant Glass Sheet”之共有並經授予的美國臨時專利申請案第61/293032號案文)。從而即令如本揭所述含有至少一經酸性蝕刻表面，且單獨或併同於回火表面壓縮層，的玻璃片承受於表面回火處理與後續之額外酸性蝕刻處理的組合。而所獲玻璃片可展現高強度(球落測試)，並且適用於作為抗損傷消費性顯示器裝置內的元件。
範例 7
製程變化項目1。
可根據下列程序來備製抗眩光表面。玻璃表面可藉由含有玻璃顆粒的液體懸浮劑噴灑該表面所顆粒化。或另者，該玻璃表面可為利用例如煙灰噴槍藉由玻璃顆粒來噴灑該表面所顆粒化。該顆粒化表面可藉由像是含有氟離子的適當蝕刻劑予以蝕刻。經蝕刻表面可一液體浸浴中進行離子交換。可令該經離子交換表面選擇性地承受像是化學或機械接觸的進一步處理，以利完成缺陷減少作業。
範例 8
製程變化項目2。
可按照下列方式完成一種用以備製抗眩光表面的替代性製程。首先，該玻璃表面可經離子交換，然後根據任何前述或所參照技術藉由顆粒進行顆粒化。該經顆粒化表面係經適當蝕刻劑所蝕刻，接著可對該所獲經蝕刻表面進行進一步和選擇性的處理以利減少表面缺陷。
製程變化項目3。
可根據下列程序來備製抗眩光表面。玻璃表面可藉由含有聚合物顆粒的液體懸浮劑噴灑該表面所顆粒化。或另者，該玻璃表面可藉由對該表面狹縫鍍置以含有聚合物顆粒，或類似顆粒配方，的液體懸浮劑所顆粒化。可藉由像是含有氟離子的適當蝕刻劑對該顆粒化表面進行噴灑以蝕刻該玻璃表面。經蝕刻表面可一液體浸浴中進行離子交換。可令該經離子交換表面選擇性地承受像是化學或機械接觸的進一步處理，以利完成缺陷減少作業。
製程變化項目4。
可根據下列程序來備製抗眩光表面。玻璃表面可藉由含有聚合物顆粒的液體懸浮劑噴灑該表面所顆粒化。可藉由像是含有氟離子的適當蝕刻劑對該顆粒化表面進行泡浸以蝕刻該玻璃表面。該經蝕刻表面可選擇性地承受像是化學或機械接觸的進一步處理以完成缺陷減少作業。
範例 9
聚合物顆粒配方。表8提供一些示範性聚合物顆粒配方的彙整。
表8–代表性聚合物顆粒懸浮劑配方
1.介質80 683 (一種來自Ferro的連附劑；混合溶劑內8%的纖維素衍生物；變性乙醇，約40wt%，二甘醇單甲醚，約60wt%)。
2.來自Byk Chemie的Disperbyk，一種羧酸共聚物濕性及散佈添加劑。Disperbyk是如其本質運用於這些配方內。
3.來自Byk Chemie的Byk 420，一種含有N-甲基吡咯烷酮中之經改性尿素的觸變性流變改性劑。
4.聚合物顆粒是一種自Sekisui Products LLC公司所購獲的甲基丙烯酸甲酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚合物。
5.用於顆粒懸浮劑及沉積作業的示範性顆粒成分可為例如甲基丙烯酸甲酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚合物。然其他的共聚合物顆粒大小、顆粒成分、將兩種以上顆粒大小混合於相同或不同成分，或者玻璃基板，則可能牽涉到額外或進一步的配方調控，以利產生在該所完成物品裡具有所欲粗糙度、霾度位準與DOI性質的所完工基板。
範例 10
在一個表面上的顆粒懸浮劑噴灑沉積作業。前述表8內的顆粒懸浮劑可依據表9中所列的條件和設定值藉由噴灑鍍置於玻璃片的其一或兩側上以沉積在選定玻璃表面上。
表9–懸浮劑噴灑鍍置條件及設定值
蝕刻顆粒化表面
範例 11
顆粒化表面的浸沒蝕刻。具有如範例9或10中所備製之顆粒化玻璃表面的玻璃片是按照在蝕刻時間及溫度上的受控變化項目利用各種酸液配方所蝕刻。下表顯示多項蝕刻條件及光學性質。
表10–經噴灑鍍置且經浸沒蝕刻之樣本的抗眩光性質
1.“良好”：觀察者偵測不到缺陷；
2.“OK”：專業觀察者可觀看到一些細小或輕微點處。
即使是樣本僅在該HF/H2SO4溶液裡蝕刻10秒鐘，仍可達到符合目標的光學性質。如此展現出確能利用聚合物顆粒作為臨時性且局部性的顯微或次顯微遮罩層以產生抗眩光表面。相較於傳統三次浸浴-蝕刻製程而言，本方法更為快速且價廉，同時仍能保留所有的所欲光學性質。
表11顯示藉由將該20微米聚合物顆粒懸浮劑噴灑於該玻璃基板之一側上所顆粒鍍置，並隨後進行所述酸性蝕刻浸沒的進一步抗眩光光學性質。
表11
表12顯示藉由將該8微米聚合物顆粒懸浮劑噴灑於該玻璃基板之一側上所顆粒鍍置，並隨後進行所述酸性蝕刻浸沒的進一步抗眩光光學性質。
表12
表13顯示藉由將該12微米聚合物顆粒懸浮劑噴灑於該玻璃基板之一側上所顆粒鍍置，並隨後進行所述酸性蝕刻浸沒的進一步抗眩光光學性質。
表13
表14a顯示在較大玻璃片(10”x14”)上所製作的抗眩光樣本。表14b列出對於表14a中之經蝕刻樣本的噴灑條件。
表14a
表14b
圖9顯示，在蝕刻之後，對於12微米顆粒的蝕刻溫度效應以及所獲霾度(方形)和DOI (鑽石形)的圖形。在霾度(最佳擬配：y = 0.5605x + 3.1818；R2= 0.9145)與溫度之間可觀察到良好的關聯性。然對於DOI並無顯著影響。所使用的酸液混合物為5.5M HF/6.5M H2SO4。
表15顯示利用下汲鍍置方法所獲得的蝕刻結果。
表15
現已參照各種特定具體實施例與技術以說明本揭示。然應瞭解確可進行眾多變化及修改而同時仍歸屬於本發明範疇內。
2.介質80 683 (一種來自Ferro的連附劑；混合溶劑內8%的纖維素衍生物；變性乙醇，約40wt%，二甘醇單甲醚，約60wt%)。
3.來自Byk Chemie的Disperbyk，一種羧酸共聚物濕性及散佈添加劑。Disperbyk是如其本質運用於這些配方內。
4.來自Byk Chemie的Byk 420，一種含有N-甲基吡咯烷酮中之經改性尿素的觸變性流變改性劑。
用於顆粒懸浮及沉積作業的示範性玻璃成分為例如具有3.5微米之D50的鋁硼矽酸鹽。然其他的玻璃顆粒大小、玻璃顆粒成分或玻璃基板則可能牽涉到額外或進一步的配方調控，以利產生在該所完成物品裡具有所欲粗糙度、霾度位準與DOI性質的所完工基板。
其他可供使用並經檢核的的玻璃顆粒包含例如具有0.7微米之D50的鋁硼矽酸鹽玻璃，以及具有3.5微米之D50的蘇打石灰玻璃，參見圖6及7中所列資料。在多項具體實施例裡，玻璃顆粒可按任何適當的懸浮劑濃度所使用，例如自約1vol%至約15vol%、自約2vol%至約10vol%、自約3vol%至約10vol%，包含中介數值及範圍。
範例 2
顆粒懸浮劑的備製作業 - 單一步驟備製作業。重複前述範例1，例外之處在於該顆粒懸浮劑濃度為較高，並且所選用的散佈設備具有較強的動能性。所備製且所使用的顆粒懸浮劑為濃縮劑，亦即在該第二稀釋步驟中該懸浮劑並未稀釋(降減)。當該顆粒懸浮劑濃度經選定為自約10至約25wt% (即大於範例1者)，或是選定較小的平均大小顆粒，或兩者時，可利用滾珠研磨以較有效率地備製該液體懸浮劑，並且所獲懸浮劑可擁有較高的穩定度。表2彙整所備製且發現具有較優穩定度或表面顆粒化性質的玻璃顆粒懸浮劑配方。表3彙整所備製且表2較優配方所源自的其他代表性玻璃顆粒懸浮劑配方。
表2–較優顆粒懸浮劑配方
表3–顆粒懸浮劑配方
1.介質80 683 (一種來自Ferro的連附劑；混合溶劑內8%的纖維素衍生物；變性乙醇，約40wt%，二甘醇單甲醚，約60wt%)。
範例 3
在一個表面上的顆粒懸浮劑噴灑沉積作業。範例1及2的顆粒懸浮劑可依據表中所列的條件和設定值，藉由噴灑鍍置於玻璃片的其一或兩側上以沉積在選定玻璃表面上。
範例 4
在一個表面上的顆粒懸浮沾浸沉積作業。範例1及2的顆粒懸浮劑可依據表中所列的條件和設定值，藉由沾浸鍍置玻璃片的其一或兩側上以沉積在選定玻璃表面上。
蝕刻顆粒化表面
範例 5
顆粒化表面的浸沒蝕刻。具有利用各種酸液配方所蝕刻並按範例1之蝕刻時間及溫度的受控變化項目而如範例3或4中所備製之顆粒化玻璃表面的玻璃片是以在蝕刻時間及溫度上之受控變化項目，例如5分鐘的蝕刻時間、3M HF及3.6M H2SO4的酸液濃度並按週遭溫度(25oC)，以及類似條件，利用各種酸液配方所蝕刻。
表4說明藉由按照標定蝕刻時間(min)浸沒在3M HF及3.6M H2SO4混合物內所蝕刻之六個旋轉鍍製樣本的抗眩光光學性質。樣本皆具有位在目標範圍內的霾度及DOI。樣本亦顯似為具有如本揭所定義的均勻度。
表4–經旋轉鍍置且經浸沒蝕刻之樣本的眩光性質
1.“良好”：觀察者偵測不到缺陷；
2.“OK”：專業觀察者可觀看到一些細小或輕微點處。
即使是樣本僅在該HF/H2SO4溶液裡蝕刻約三分鐘，仍可達到符合目標的光學性質。如此展現出確能利用玻璃顆粒作為臨時性且局部性的顯微或次顯微遮罩層以產生抗眩光表面。相較於傳統三次浸浴-蝕刻製程而言，本方法更為快速且價廉，同時仍能保留所有的所欲光學性質。
表5顯示另一組樣本的抗眩光光學性質，樣本是藉由將該玻璃顆粒懸浮劑噴灑在該玻璃基板之一側上所顆粒鍍置，並且隨後在3M HF及3.6 M H2SO4內進行所標定的酸性蝕刻浸沒時間。
表5–單側顆粒化處理的抗眩光光學性質
表6提供多項鍍置條件、蝕刻條件以及藉由噴灑在兩個分別10”x14”玻璃片上來施用玻璃顆粒懸浮劑的所獲結果，藉此展現處理擴充性與均勻度。各個玻璃片具有不同鍍置條件，但是各個薄片皆能展現良好的AG結果。對於鍍置條件1，該樣本懸浮劑是利用即如商業可獲用Asymtek噴灑系統(Asymteck.com)按衝程設定值3以每秒15英吋的速率所噴灑。而對於鍍置條件2，該樣本懸浮劑是按衝程4以每秒15英吋所噴灑。
表6–對於較大玻璃片的製程條件與抗眩光結果
後文多項範例中所述的玻璃表面及薄片可運用任何適當的可鍍置且可蝕刻玻璃基板或者類似基板，包含即如表7所列的玻璃組成成分1到11。
表7–代表性玻璃基板組成成分
圖6顯示研究對於以較小玻璃顆粒大小(0.7微米的D50)所進行之表面備製作業的蝕刻時間相對於DOI和霾度性質之結果。霾度(610，方形資料點)及DOI (600，鑽石形資料點)相對於蝕刻時間的點繪圖顯示，隨著蝕刻時間增長，DOI逐漸減少然霾度上升。這是類似於對圖4中具有3.5微米之D50顆粒所觀察到的趨勢。藉由控制蝕刻時間，即可獲致所欲DOI、霾度或兩者。
圖7顯示，相較於獲得圖6結果所使用的顆粒，對於藉由擁有較大顆粒大小(3.5微米之D50)的玻璃顆粒對蘇打石灰玻璃進行顆粒化，該蝕刻時間相對於DOI和霾度性質的研究結果。
該點繪圖顯示蝕刻時間對於霾度(鑽石形資料點)以及DOI (方形資料點)兩者而言仍為顯著的控制參數。隨著蝕刻時間增長，DOI減少且霾度上升。
後蝕刻製程
範例 5
選擇性的離子交換。經蝕刻及控制樣本兩者皆可透過玻璃強化離子交換(IOX)步驟加以處理(參見前述離子交換文件)。圖8顯示對於8英吋平方(8”x8”)玻璃片的歪曲度研究結果。薄片編號2至10是在”Flat Master”系統上進行蝕刻步驟之前和之後所測量(大的方形資料點是表示在蝕刻之前；小的方形資料點是表示在蝕刻之後8分鐘；”+”符號資料點則是表示在離子交換之後)。薄片編號11至16為控制項(未經蝕刻) (實點及”*”資料點是分別地表示稱為FM#1和#2的”Flat Master”樣本)。該點繪圖顯示在蝕刻步驟之後在歪曲度方面並無重大變化。一般說來，歪曲度位準在離子交換步驟之後會略微地增加。不過，經蝕刻及控制樣本兩者顯示仍小於300微米的等同歪曲度位準。這可展現出本揭製程確可產生相當低的薄片歪曲度。
範例 6
選擇性的缺陷降減。若有需要，可選擇性地進一步處理該經蝕刻表面以自該表面去除表面缺陷或瑕疵，同時進一步對強度、硬固度或抗刮度，並連同該表面的外觀性質，進行強化(例如參見2010年元月7日申審且標題為”Impact-Damage-Resistant Glass Sheet”之共有並經授予的美國臨時專利申請案第61/293032號案文)。從而即令如本揭所述含有至少一經酸性蝕刻表面，且單獨或併同於回火表面壓縮層，的玻璃片承受於表面回火處理與後續之額外酸性蝕刻處理的組合。而所獲玻璃片可展現高強度(球落測試)，並且適用於作為抗損傷消費性顯示器裝置內的元件。
範例 7
製程變化項目1。
可根據下列程序來備製抗眩光表面。玻璃表面可藉由含有玻璃顆粒的液體懸浮劑噴灑該表面所顆粒化。或另者，該玻璃表面可為利用例如煙灰噴槍藉由玻璃顆粒來噴灑該表面所顆粒化。該顆粒化表面可藉由像是含有氟離子的適當蝕刻劑予以蝕刻。經蝕刻表面可一液體浸浴中進行離子交換。可令該經離子交換表面選擇性地承受像是化學或機械接觸的進一步處理，以利完成缺陷減少作業。
範例 8
製程變化項目2。
可按照下列方式完成一種用以備製抗眩光表面的替代性製程。首先，該玻璃表面可經離子交換，然後根據任何前述或所參照技術藉由顆粒進行顆粒化。該經顆粒化表面係經適當蝕刻劑所蝕刻，接著可對該所獲經蝕刻表面進行進一步和選擇性的處理以利減少表面缺陷。
製程變化項目3。
可根據下列程序來備製抗眩光表面。玻璃表面可藉由含有聚合物顆粒的液體懸浮劑噴灑該表面所顆粒化。或另者，該玻璃表面可藉由對該表面狹縫鍍置以含有聚合物顆粒，或類似顆粒配方，的液體懸浮劑所顆粒化。可藉由像是含有氟離子的適當蝕刻劑對該顆粒化表面進行噴灑以蝕刻該玻璃表面。經蝕刻表面可一液體浸浴中進行離子交換。可令該經離子交換表面選擇性地承受像是化學或機械接觸的進一步處理，以利完成缺陷減少作業。
製程變化項目4。
可根據下列程序來備製抗眩光表面。玻璃表面可藉由含有聚合物顆粒的液體懸浮劑噴灑該表面所顆粒化。可藉由像是含有氟離子的適當蝕刻劑對該顆粒化表面進行泡浸以蝕刻該玻璃表面。該經蝕刻表面可選擇性地承受像是化學或機械接觸的進一步處理以完成缺陷減少作業。
範例 9
聚合物顆粒配方。表8提供一些示範性聚合物顆粒配方的彙整。
表8–代表性聚合物顆粒懸浮劑配方
1.介質80 683 (一種來自Ferro的連附劑；混合溶劑內8%的纖維素衍生物；變性乙醇，約40wt%，二甘醇單甲醚，約60wt%)。
2.來自Byk Chemie的Disperbyk，一種羧酸共聚物濕性及散佈添加劑。Disperbyk是如其本質運用於這些配方內。
3.來自Byk Chemie的Byk 420，一種含有N-甲基吡咯烷酮中之經改性尿素的觸變性流變改性劑。
4.聚合物顆粒是一種自Sekisui Products LLC公司所購獲的甲基丙烯酸甲酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚合物。
5.用於顆粒懸浮劑及沉積作業的示範性顆粒成分可為例如甲基丙烯酸甲酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚合物。然其他的共聚合物顆粒大小、顆粒成分、將兩種以上顆粒大小混合於相同或不同成分，或者玻璃基板，則可能牽涉到額外或進一步的配方調控，以利產生在該所完成物品裡具有所欲粗糙度、霾度位準與DOI性質的所完工基板。
範例 10
在一個表面上的顆粒懸浮劑噴灑沉積作業。前述表8內的顆粒懸浮劑可依據表9中所列的條件和設定值藉由噴灑鍍置於玻璃片的其一或兩側上以沉積在選定玻璃表面上。
表9–懸浮劑噴灑鍍置條件及設定值
蝕刻顆粒化表面
範例 11
顆粒化表面的浸沒蝕刻。具有如範例9或10中所備製之顆粒化玻璃表面的玻璃片是按照在蝕刻時間及溫度上的受控變化項目利用各種酸液配方所蝕刻。下表顯示多項蝕刻條件及光學性質。
表10–經噴灑鍍置且經浸沒蝕刻之樣本的抗眩光性質
1.“良好”：觀察者偵測不到缺陷；
2.“OK”：專業觀察者可觀看到一些細小或輕微點處。
即使是樣本僅在該HF/H2SO4溶液裡蝕刻10秒鐘，仍可達到符合目標的光學性質。如此展現出確能利用聚合物顆粒作為臨時性且局部性的顯微或次顯微遮罩層以產生抗眩光表面。相較於傳統三次浸浴-蝕刻製程而言，本方法更為快速且價廉，同時仍能保留所有的所欲光學性質。
表11顯示藉由將該20微米聚合物顆粒懸浮劑噴灑於該玻璃基板之一側上所顆粒鍍置，並隨後進行所述酸性蝕刻浸沒的進一步抗眩光光學性質。
表11
表12顯示藉由將該8微米聚合物顆粒懸浮劑噴灑於該玻璃基板之一側上所顆粒鍍置，並隨後進行所述酸性蝕刻浸沒的進一步抗眩光光學性質。
表12
表13顯示藉由將該12微米聚合物顆粒懸浮劑噴灑於該玻璃基板之一側上所顆粒鍍置，並隨後進行所述酸性蝕刻浸沒的進一步抗眩光光學性質。
表13
表14a顯示在較大玻璃片(10”x14”)上所製作的抗眩光樣本。表14b列出對於表14a中之經蝕刻樣本的噴灑條件。
表14a
表14b
圖9顯示，在蝕刻之後，對於12微米顆粒的蝕刻溫度效應以及所獲霾度(方形)和DOI (鑽石形)的圖形。在霾度(最佳擬配：y = 0.5605x + 3.1818；R2= 0.9145)與溫度之間可觀察到良好的關聯性。然對於DOI並無顯著影響。所使用的酸液混合物為5.5M HF/6.5M H2SO4。
表15顯示利用下汲鍍置方法所獲得的蝕刻結果。
表15
現已參照各種特定具體實施例與技術以說明本揭示。然應瞭解確可進行眾多變化及修改而同時仍歸屬於本發明範疇內。
100．．．懸浮劑沉積
110．．．玻璃基板
105．．．殘餘玻璃顆粒層
120．．．酸性蝕刻浸浴
130．．．紋理化表面
在本揭示的具體實施例中：
圖1顯示出在玻璃表面上製造抗眩光層之方法示意圖。
圖2a顯示已旋轉塗覆於玻璃表面上以及立即將作蝕刻之顆粒顯微圖。
圖2b顯示在酸溶液中蝕刻10分鐘以產生極良好抗眩光表面層後之玻璃表面顯微圖。
圖3顯示出圖2b蝕刻試樣之三維光學表面分析量測。
圖4顯示出霾度及DOI與蝕刻時間之曲線圖。
圖5a及5b分別地顯示出對代表性噴灑塗覆試樣在蝕刻前玻璃表面以及蝕刻後Zygo分佈。
圖6顯示出時間與利用較小玻璃顆粒尺寸(D50為0.7微米)製造出表面配製DOI以及霾度特性之結果。
圖7顯示出時間與利用較大玻璃顆粒尺寸(D50為3.5微米)對蘇打石灰玻璃顆粒化之DOI以及霾度特性的結果,與圖6所得到結果作比較。
圖8顯示出在8英吋平方玻璃片上玻璃翹曲研究結果。
圖9為曲線圖,其顯示出溫度對12微米顆粒蝕刻後霾度及DOI之影響。
100．．．懸浮劑沉積
110．．．玻璃基板
105．．．殘餘玻璃顆粒層
120．．．酸性蝕刻
130．．．紋理化表面
Claims (8)
- 一種製造具有抗眩光表面物品之方法，該方法包含：沉積玻璃顆粒以附著該等顆粒於物品至少一個玻璃表面上，其中沉積玻璃顆粒於物品至少一個玻璃表面上包含：形成玻璃顆粒的濃縮液體懸浮劑，利用液體稀釋劑來稀釋濃縮懸浮劑以形成稀釋懸浮劑，以及令至少一個玻璃表面接觸於稀釋懸浮劑；以及將具有沉積且附著的玻璃顆粒之物品至少一個玻璃表面接觸蝕刻劑以形成抗眩光表面，蝕刻劑包含至少一種酸，其中該抗眩光表面具有：霾度由約0.1至約30、影像區分度(DOI 20°)由約25至約85及表面粗糙度(Ra)由約50至約500nm。
- 依據申請專利範園第1項之方法，其中表面玻璃以及顆粒玻璃獨立地包含至少一種蘇打石灰矽酸鹽玻璃，鹼土金屬鋁矽酸鹽玻璃，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，鹼金屬硼矽酸鹽玻璃，硼鋁矽酸鹽玻璃，或其組合，以及蝕刻劑包含至少一種由HF，H2SO4，或是其組合選取出之酸。
- 依據申請專利範園第1項之方法，其中接觸具有沉積且附著的玻璃顆粒之至少一玻璃表面以及蝕刻劑包含將具有沉積且附著的玻璃顆粒之表面暴露於蝕刻劑歷時1秒至30分鐘。
- 依據申請專利範園第1項之方法，其中沉積且附著的玻璃顆粒具有D50直徑為1至30微米。
- 依據申請專利範園第1項之方法，其中更進一步包含清洗所獲之抗眩光表面，以化學方式強化抗眩光表面，或其組合。
- 依據申請專利範園第1項之方法，其中更進一步在蝕刻前利用選擇性可去除抗蝕刻保護層接觸物品之至少另一表面。
- 一種顯示器系統，包含：具有至少一個由申請專利範圍第1項製造出的粗糙化抗眩光表面之玻璃板，具有：霾度小於約30；影像區分度(DOI 20°)由約25至約85；表面粗糙度(Ra)由約50至約500nm；以及平均粗糙度尖峰至波谷分佈由約0.1至約10微米；以及圖素化影像顯示器板相鄰於玻璃板。
- 一種製作抗眩光玻璃表面之方法，包含：將玻璃表面接觸於玻璃顆粒之液體稀釋懸浮劑，以附著該等顆粒至物品的至少一玻璃表面上；以及將所獲顆粒化玻璃表面與蝕刻劑相接觸以蝕刻進入該顆粒化玻璃表面自1至50微米以形成該抗眩光表面，其中該抗眩光表面具有不超過250微米的最大歪曲度。
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