抗紫外光的制品及其制造方法技术

一种抗紫外光的制品，所述制品包括：具有玻璃或玻璃陶瓷组合物以及第一和第二主表面的基材；紫外光吸收元件，其在约100nm至约380nm的波长下的吸收率大于50％，并且厚度在约10nm至约100nm之间；以及利用等离子体强化工艺形成的介电叠层。另外，光吸收元件处于基材与介电叠层之间。或者，光吸收元件可包括一层或多层抗紫外光的层，其位于第一主表面上方的介电叠层内。

Anti ultraviolet light products and their manufacturing methods

An ultraviolet resistant product comprising: a glass or glass ceramic composition and a substrate of the first and second main surfaces; an ultraviolet absorption element that has an absorption rate of more than 50% at the wavelength of about 100nm to about 380nm and between about 10nm and about 100nm; and the use of a plasma enhanced process shape. The dielectric layer formed. In addition, the light absorption element is between the substrate and the dielectric stack. Alternatively, the light absorbing element may comprise a layer or multilayer anti ultraviolet layer, which is located in a dielectric stack above the first main surface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗紫外光的制品及其制造方法相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.§119要求于2015年10月22日提交的系列号为62/244816的美国临时申请的优先权权益，本申请以该申请的内容为基础，并通过引用的方式全文纳入本文。
本公开一般涉及玻璃和玻璃陶瓷制品的紫外(UV)光保护。更具体地，本文公开的各个实施方式涉及玻璃和玻璃陶瓷制品，其结构被构造成提供保护以免受与UV相关工艺(例如等离子体强化的涂覆沉积)有关的不利影响(例如变色)。
技术介绍
用于消费者产品的玻璃和玻璃陶瓷基材可以具有多个不同的受关注的固有性质。在某些应用中，基材的机械性质是尤为重要。在其他应用中，基材的光学性质变为重要。在大多数的应用中，基材被构造成具有涵盖机械、光学、热和其他许多期望属性的合适性质的组合。在某些开发方案中，包括在一些显示装置应用中，可采用标准的一组玻璃和玻璃陶瓷材料作为基材的起点。该组材料可以具有一组确定的机械性质。因此，考虑到应用的需要，开发工作可以重视基材的光学性质的细化。例如，可以做出努力以增加在某些照明下与这些基材相关的光学损耗、光学反射性、透射性和色觉。通常对沉积或以其他方式在基材上形成的涂层进行优化和构造以改变及增强与基材相关的光学性质。一些涂层可以是极简单的，其使用某种材料的单一层，而其他一些涂层可以是极复杂的，其具有几种材料的数百层。无论涂层设计及层数如何，一般期望基材性质(例如在可见波长中的光透射性、色觉等)不应在涂层沉积工艺期间或之后明显改变。这一假设背后的原因在于，在设计过程中，人们需要充分了解基材参数和材料参数，从而以特定应用的期望结果为目标。在其他开发方案中，应用可能需要与具有极厚的保护性涂层(例如耐刮擦层)的玻璃或玻璃陶瓷基材相关的特定的光学性质(例如极高的光透射率和极低的色彩变化)，其中该保护性涂层目前不能用已知材料系统和方法获得。也就是说，通过二次涂层使基材耐久性大幅提高的已知方法常以导致某些基材光学性质损失为交换。更一般地，某些玻璃和玻璃陶瓷基材可经历与二次加工相关的光学性质改变。例如，以紫外光辅助涂层沉积工艺形式进行的二次加工可破坏或以其他方式重组下面的玻璃和玻璃陶瓷基材中的硅酸盐键。这些键结构的改变影响了玻璃网络及其折射率。此外，这些键结构改变可引起玻璃中形成缺陷，其可影响玻璃或玻璃陶瓷基材的光学性质。鉴于这些考虑因素，需要具有含玻璃和玻璃陶瓷基材制品和子组件的制品以及利用含玻璃和玻璃陶瓷基材制品和子组件的设计方法，所述含玻璃和玻璃陶瓷基材制品和子组件不易于受二次加工(包括紫外光辅助的涂层沉积工艺)影响而受损坏和性质改变。抗紫外光的制品和子组件可更加有效地用于采用UV辅助的二次加工(例如等离子体强化的涂层沉积)的应用开发方案。类似地，还可以对抗UV光的制品和子组件进行优化以获得原本不能利用常规基材获得的优异的机械性质(例如通过厚的耐刮擦层来获得)，所述常规基材更易受二次加工影响而损坏。本公开正是意在提供这类技术。
技术实现思路
本文描述了抗UV光的制品和子组件，尤其是对抗与UV辅助的二次加工技术相关的UV损坏的制品和子组件。根据本公开的一个方面，提供了一种抗紫外光制品，所述制品包括：基材，其具有玻璃或玻璃陶瓷组合物、在约0.2mm至约1.2mm之间的基材厚度以及第一和第二主表面；紫外光吸收元件，其在约100nm至约300nm(或约100nm至约380nm)的波长下的吸收率大于50％，并且厚度在约10nm至约100nm之间(或者约10nm至约500nm)；以及利用等离子体强化工艺形成的介电叠层(dielectricstack)。另外，光吸收元件处于基材与介电叠层之间。在上述方面的某些实施方式中，介电叠层包括在第一主表面和紫外光吸收元件上方的第一和第二介电层，各层以不同的折射率值为特征。根据这些实施方式中的一些实施方式，介电叠层包括第一和第二介电层的交替序列。取决于每层的厚度，序列数目可从一组层到数百层此类层或更多。根据本公开的另一个方面，提供了一种抗紫外光制品，所述制品包括：基材，其具有玻璃或玻璃陶瓷组合物、在约0.2mm至约1.2mm之间的基材厚度以及第一和第二主表面；利用等离子体强化工艺在第一主表面上方形成的介电叠层；以及至少一层紫外光吸收层，其在约100nm至约300nm(或约100nm至约380nm)的波长下的吸收率大于50％，并且厚度在约10nm至约100nm之间(或者约10nm至约200nm)。此外，该至少一层光吸收层位于介电叠层内。在这一方面的某些实施方式中，介电叠层包括第一和第二介电层的交替序列，各层以不同的折射率值为特征。取决于每层的厚度，序列数目可从一组层到数百层此类层或更多。另外，介电叠层可包括一层紫外光吸收层，或者多层，每一层均位于第一和第二介电层的交替序列之间。在这些制品的某些实施方式中，紫外光吸收元件或层在约400nm至约700nm的波长下(所述范围中的单一波长或整个波长范围)的消光系数(k)为≤5x10-3或≤5x10-4。在一些实施方式中，所述紫外光吸收元件在约200至约400nm、约250至约400nm、约300至约400nm或约250至约400nm的波长下的消光系数(k)为≥5x10-4、≥5x10-3的(k)、≥5x10-2的(k)或者甚至是≥5x10-1的(k)。在一个或多个实施方式中，紫外光吸收元件和层可包含AlSiOxNy、Nb2O5、Ta2O5、TiO2、SnO2和ZnO中的至少一种。在某些方面中，这些元件和层(或整个涂覆的制品)在约100nm至约380nm、约200nm至约380nm、约200至约400nm、约250nm至约350nm或约250nm至约300nm范围内的任意选定波长下的吸收大于50％或者大于75％。同时，紫外光吸收元件或层(或整个涂覆的制品)对于在约400nm至约700nm的可见范围内的所有波长可以表现出光吸收小于10％、小于5％、小于2％或小于1％。紫外光吸收层的关键特征在于，其在UV波长范围内表现出高的光吸收而在可见波长范围内表现出低的吸收。根据一些实施方式，可根据在约10nm至约2000nm之间的总厚度来构造包含抗紫外光元件或层的介电叠层。介电叠层还可以被构造成具有8GPa或更高的最大压痕硬度，如下文限定的布氏压头硬度测试所测量。在某些情况中，通过下文限定的布氏压头硬度测试所测量的紫外光吸收元件或层的平均压痕硬度在介电叠层的平均压痕硬度的约±25％内。根据本公开的另一个方面，提供了一种制造抗紫外光制品的方法，所述方法包括以下步骤：提供一种基材，所述基材具有玻璃或玻璃陶瓷组合物、在约0.2mm至约1.2mm之间的基材厚度以及第一和第二主表面；在第一主表面上方形成至少一层紫外光吸收层，其在约300nm至约100nm的波长下的吸收率为约50％或更高，并且其厚度在约10nm至约100nm之间；以及利用等离子体辅助工艺形成介电叠层。另外，光吸收层被构造成抑制因形成介电叠层的步骤而对基材的第一主表面造成的损坏。在所述方法的某些实施方式中，形成介电叠层的步骤包括在第一主表面上方形成第一和第二介电层的交替序列，所述第一和第二介电层以不同的折射率值为特征。在前述实施方式的一些实施方式中，可进行形成介电叠层的步骤以及形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗紫外光的制品，所述制品包括：包含玻璃或玻璃陶瓷以及第一和第二主表面的基材；紫外光吸收元件，其在约100nm至约380nm的波长下的吸收大于50％，并且厚度在约10nm至约500nm之间；以及设置在第一主表面上的介电层，其中，所述紫外光吸收元件位于基材与介电层之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.22 US 62/244,8161.一种抗紫外光的制品，所述制品包括：包含玻璃或玻璃陶瓷以及第一和第二主表面的基材；紫外光吸收元件，其在约100nm至约380nm的波长下的吸收大于50％，并且厚度在约10nm至约500nm之间；以及设置在第一主表面上的介电层，其中，所述紫外光吸收元件位于基材与介电层之间。2.如权利要求1所述的制品，其中，介电层包括在第一主表面上方的第一和第二介电层，并且各层以不同的折射率值为特征。3.根据权利要求1或2所述的制品，其中所述基材具有玻璃组合物，所述玻璃组合物包含SiO2、Al2O3和选自下组中的至少两种氧化物：B2O3、P2O5、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、Na2O、K2O和Li2O。4.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，紫外光吸收元件在约400nm至约700nm的波长下的消光系数(k)为≤5x10-4。5.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，紫外光吸收元件在大于约200nm的波长下的消光系数(k)为≥5x10-4。6.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，介电层包含一种或多种材料，所述一种或多种材料具有高的折射率并且吸收小于紫外光吸收元件的吸收。7.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，紫外光吸收元件包含AlSiOxNy、Nb2O5、Ta2O5、TiO2、SnO2和ZnO中的至少一种。8.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，介电层与光吸收元件的总厚度在约10nm至约2000nm之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述制品包含8GPa或更高的最大硬度，其通过布氏压头硬度测试测量。10.根据权利要求9所述的制品，其中，通过布氏压头硬度测试测量的紫外光吸收元件的最大压痕硬度在制品的最大压痕硬度的约±50％内。11.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，在将制品暴露于呈法向入射角的可见光后，制品表现出小于约4的a*参数色移和b*参数色移。12.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，紫外光吸收元件在约100nm至约380nm的波长下的吸收大于75％。13.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，紫外光吸收元件在约100nm至约380nm的波长下的吸收大于90％。14.一种抗紫外光的制品，所述制品包括：包含玻璃或玻璃陶瓷以及第一和第二主表面的基材；设置在第一主表面上的介电层叠层；和至少一层紫外光吸收层，其在约100nm至约380nm的波长下的吸收大于50％，并且厚度在约10nm至约200nm之间，其中，所述至少一层光吸收层位于介电层叠层内。15.根据权利要求14所述的制品，其中，介电层叠层包括第一介电层和第二介电层，其中，第一介电层和第二介电层包含彼此不同的折射率值。16.根据权利要求15所述的制品，其中，所述至少一层紫外光吸收层为单层紫外光吸收层。17.根据权利要求14或15所述的制品，其中，介电层叠层包含介电层与紫外光吸收层的交替序列。18.根据权利要求14-17中任一项所述的制品，其中，所述至少一层紫外光吸收层在约380nm至约700nm的波长下的消光系数(k)为≤5x10-4。19.根据权利要求14-18中任一项所述的制品，其中，紫外光吸收元件在大于约700nm的波长下的消光系数(k)为≥5x10-4。20.根据权利要求14-19中任一项所述的制品，其中，所述基材具有玻璃组合物，所述玻璃组合物包含SiO2、Al2O3和选自下组中的至少两种氧化物：B2O3、P2O5、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、Na2O、K2O和Li2O。21.根据权利要求14-20中任一项所述的制品，其中，所述至少一层紫外光吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿迪比，R·A·贝尔曼，A·W·布克班德，S·D·哈特，A·P·赫伯利，K·W·科齐三世，林琳，C·A·保尔森，V·M·施奈德，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US