减反射玻璃制品及其制备和使用方法技术

本文描述了具有抗反射性质的各种制品，及其制造和使用方法。该抗反射性质通过制品表面上整合的抗反射部件来赋予。在约450纳米至约750纳米的波长下测量时，该制品显示的镜面反射率小于或等于单独玻璃基材的约85％。该制品在相同光谱上还具有小于4％的镜面反射率。

Antireflective glass products and methods for their preparation and use

Various products with antireflective properties, and methods of making and using them are described. The antireflective property is endowed by an integrated antireflective component on the surface of the product. Measured at wavelengths ranging from 450 nm to about 750 nm, the specular reflectance of the product is less than or equal to about 85% of that of a single glass substrate. The product also has a specular reflectivity of less than 4% on the same spectrum.

【技术实现步骤摘要】
减反射玻璃制品及其制备和使用方法本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2013/071927，国际申请日为2013年11月26日，进入中国国家阶段的申请号为201380071214.1，专利技术名称为《减反射玻璃制品及其制备和使用方法》的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.§119要求2012年11月30日提交的美国临时申请系列第61/731924号的优先权，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。
本专利技术一般涉及反射减少或抗反射技术。更具体地，本文所述各实施方式涉及具有整合的减反射部件的玻璃制品，该减反射玻璃制品具有改善的反射抗性和耐久性，以及涉及制备和使用该减反射玻璃制品的方法。
技术介绍
抗反射技术在多种应用中是必需的，其用以减少来自表面的光反射和/或改善通过表面的光透射。为进行说明，入射到给定表面上的来自外部光源的光可从该表面反射，且反射光图像可不利地影响人感知下方表面及其内容物的程度。即，反射图像与来自下方表面的图像重叠以有效降低下方表面图像的可视性。类似地，当入射光来自内部光源时，如在背光表面的情况下，光的内反射可不利地影响人感知表面及其内容物的程度。在该情况下，内反射的光降低透射通过该表面的光的总量。因此，需要减反射或抗反射技术以使光的外反射和/或内反射最小化以确保可以如预期那样观察到表面。为对抗电子显示工业中反射增加和/或透射减少的有害影响，已开发了多种抗反射技术。这类技术涉及使用直接施用于显示屏或窗表面的粘性膜以提供减反射表面。在某些情况下，可使用避免屏幕发生反射的其他多种指数干扰涂层涂覆这些粘性膜。不幸的是，在应用粘性膜期间，常会将空气包埋在显示屏和膜之间。这导致形成气穴，其是不雅观的且阻止显示图像被正确地观察。此外，在使用过程中此类膜容易被刮擦，因此缺乏耐受长期使用所需的耐久性。不同于关注粘性膜，替代性抗反射技术使用直接位于显示表面上的涂层。这类涂层避免应用期间出现气穴相关问题，但不一定提供改进的耐久性。例如，一些现有的基于聚合物的抗反射涂层(如氟化聚合物)可对玻璃具有较差的粘附性和/或具有较低的耐刮擦性。此外，在施用于化学强化的玻璃时，某些现有的涂层技术实际上会降低下方玻璃的强度。例如，基于溶胶的涂层通常需要高温固化步骤(即大于等于约400摄氏度(℃))，当该高温固化步骤施用于经过强化过程的化学强化玻璃时，其可降低强化期间赋予玻璃的有益的抗压应力。另一方面，如果基于溶胶的涂层预先施用于玻璃制品，则涂覆后的化学强化可能不足以赋予所需水平的抗压应力。因此，仍需要不具有现有技术相关缺点的改进的抗反射技术。本专利技术涉及这类技术。
技术实现思路
本文描述了具有抗反射性质的各种制品，及其制造和使用方法。该抗反射性质通过制品表面上整合的抗反射部件来赋予。本专利技术的第一方面涉及一种减反射玻璃制品，其包含玻璃基材和位于至少一部分所述玻璃基材表面上的整合的减反射组合物。在约450纳米至约750纳米的波长下测量时，一个或多个实施方式的玻璃制品的镜面反射率小于或等于单独玻璃基材的镜面反射率的约85％。在一个或多个实施方式中，在包含约450纳米至约750纳米的波长的光谱上，该玻璃制品的镜面反射率小于4％。在其他实施方式中，使用摩擦计(Crockmeter)擦拭100次后，减反射玻璃制品的镜面反射率的变化小于约5％，所述变化是相对于在使用摩擦计第一次擦拭前测得的减反射玻璃制品的镜面反射率的初始测量值。在一个或多个特定实施方式中，使用摩擦计擦拭5000次后，减反射玻璃制品的镜面反射率的变化小于约10％，所述变化是相对于在使用摩擦计第一次擦拭前测得的减反射玻璃制品的镜面反射率的初始测量值。在包含约450纳米至约750纳米的波长的光谱上，该玻璃制品显示至少约94％的光学透射率。在一个或多个实施方式中，根据ASTM方法D1003测量时，该玻璃制品可具有小于或等于约1％的雾度。在其他实施方式中，根据ASTM测试方法D3363-05测量时，该玻璃制品具有至少6H的耐刮擦性。在其他实施方式中，所述玻璃制品可包含氮气干燥的表面。用于该制品的玻璃基材可包括硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼铝硅酸盐玻璃。该玻璃基材可任选地包含碱金属或碱土金属改性剂。一个或多个实施方式的玻璃基材可包含从玻璃基材表面延伸至玻璃基材内的表面部分，其具有比玻璃基材的剩余部分高的OH浓度。在一个或多个实施方式中，该玻璃基材的平均厚度小于或等于约2毫米。在一个或多个实施方式中，整合的减反射部件包括多个亚波长尺寸的凸面构件(convexfeatures)，其在玻璃基材表面上以单层排列。该多个亚波长尺寸的凸面构件可具有球形或基本球形的形状，并可以是包含氧化物材料的纳米颗粒。该玻璃制品可包含位于玻璃基材与整合的减反射部件之间的可选的中间层。该中间层可包含防眩光涂层、提供颜色的组合物或提供不透明度的组合物。在一个或多个实施方式中，本文公开的玻璃制品可形成以下产品的至少一部分：电子装置的盖板或触敏显示屏、电子装置的非触敏部件、家用电器表面或者车辆零部件表面。本专利技术的第二方面涉及一种制备本文所公开的减反射玻璃制品的方法。在一个或多个实施方式中，该方法包括提供玻璃基材和在基材表面的至少一部分上形成本文所述的整合的减反射部件。该方法可具体包括将多个凸面构件置于玻璃基材表面上并热液处理该玻璃基材以将所述多个凸面构件与基材熔合。在一个或多个实施方式中，热液处理玻璃基材包括将其上置有多个凸面构件的基材置于容器或腔室中并使该其上设置多个凸面构件的基材暴露于升高的温度(例如600摄氏度、或范围为约100摄氏度至略低于该玻璃基材软化温度的温度)、相对湿度(例如至少约90％，或至少约50％的初始相对湿度)、和/或压力(如环境压力)。在一些实施方式中，这类暴露在密封的压力容器中进行。在一些实施方式中，这类暴露在封闭的压力容器中进行。在一个或多个实施方式中，热液处理其上置有多个凸面构件的基材还可包括使该其上置有多个凸面构件的基材在该玻璃基材的退火点与软化点之间的温度下暴露于反应性蒸汽或水含量小于1％的氮气。在一个或多个实施方式中，该方法可包括使用水、高pH溶液和/或胺溶液润湿玻璃基材和多个凸面构件。该方法可选地包括在玻璃基材表面的至少一部分上形成中间层，之后形成整合的减反射部件。在一个或多个变化形式中，该方法可包括在多个凸面构件上设置易于清洁层。应理解，前面的
技术实现思路
和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。附图说明图1a–1i是与玻璃基材表面熔合的各种凸面构件的横截面示意图。图2a–2b是根据一个或多个实施方式具有凸面构件的玻璃基材和具有多层、基于干扰的抗反射涂层的已知玻璃基材的横截面示意图。图3a和3b是实施例1所述玻璃基材上所设置的单层硅纳米颗粒的扫描电镜(SEM)图像。图4a–4c是实施例1所述与玻璃基材熔合的单层硅纳米颗粒的SEM图像。图5a–5c显示实施例1所述的各种制品的镜面反射率。图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减反射玻璃制品，其包含：玻璃基材；以及整合的减反射部件，其包含多个凸面构件，所述凸面构件在所述玻璃基材表面的至少一部分上以单层的形式排列，其中，在与玻璃基材表面平行的方向上的所述多个凸面构件中的每一个的最长截面尺寸小于450纳米；其中，所述凸面构件与所述玻璃基材的表面熔合；其中，所述玻璃基材包括表面层，所述表面层与玻璃基材的剩余部分相比具有较低的玻璃化转变温度；并且其中，在450纳米至750纳米的波长下测量时，所述减反射玻璃制品的镜面反射率小于或等于单独的所述玻璃基材的镜面反射率的85％。

【技术特征摘要】
2012.11.30 US 61/731,9241.一种减反射玻璃制品，其包含：玻璃基材；以及整合的减反射部件，其包含多个凸面构件，所述凸面构件在所述玻璃基材表面的至少一部分上以单层的形式排列，其中，在与玻璃基材表面平行的方向上的所述多个凸面构件中的每一个的最长截面尺寸小于450纳米；其中，所述凸面构件与所述玻璃基材的表面熔合；其中，所述玻璃基材包括表面层，所述表面层与玻璃基材的剩余部分相比具有较低的玻璃化转变温度；并且其中，在450纳米至750纳米的波长下测量时，所述减反射玻璃制品的镜面反射率小于或等于单独的所述玻璃基材的镜面反射率的85％。2.如权利要求1所述的减反射玻璃制品，其中，所述多个凸面构件包括球形或基本球形的氧化物材料纳米颗粒。3.如权利要求1或2所述的减反射玻璃制品，其还包含位于所述玻璃基材和所述整合的减反射部件之间的中间层，所述中间层包含防眩光涂层、提供颜色的组合物或提供不透明度的组合物。4.如权利要求1或2所述的减反射玻璃制品，其中，所述玻璃基材包含从所述玻璃基材的表面延伸至所述玻璃基材内的表面部分，所述表面部分具有比所述玻璃基材的剩余...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·V·库克森考弗，
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