具有孔隙度分级层的抗反射玻璃制品及制造其的方法技术

提供了一种玻璃制品(及制造其的方法)，所述玻璃制品包括：包括厚度和第一主表面的玻璃基板；和从所述基板的第一主表面延伸至所述基板内的第一深度的孔隙度分级层。所述第一深度是从约250nm至约3000nm。所述孔隙度分级层包括平均孔尺寸从约5nm至100nm的多个孔。所述制品包括在350nm至2000nm的波谱范围内于60度的入射角时的小于9％的单侧平均反射率。进一步地，所述孔隙度分级层包括在所述第一主表面处的表面孔隙度和在所述第一深度处的体积孔隙度，所述表面孔隙度大于所述体积孔隙度。所述表面孔隙度大于所述体积孔隙度。所述表面孔隙度大于所述体积孔隙度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有孔隙度分级层的抗反射玻璃制品及制造其的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张于2020年4月21日提交的美国临时申请第63/013,262号的优先权权益，依靠其内容并通过引用将其内容作为整体并入本文。


[0003]本公开内容大体上涉及具有孔隙度分级层的玻璃制品及制造其的方法，特别是具有诸如于法向角(normal angel)、近法向角、和高达60度的宽角时的低反射率之类的抗反射(AR)性质的这些玻璃制品。

技术介绍

[0004]抗反射表面被用于诸如LCD屏幕、平板电脑、智能手机、OLED和触摸屏之类的显示装置中以避免或减少背景光的镜面反射。在触敏电子装置、电子墨水阅读器、电子白板以及其他便携式LCD面板中，尤其当这些装置被用于各种照明条件下时，减少镜面反射通常是一种所需的性质。采用减少镜面反射的方案的其他电子装置包括光学仪器、车辆内饰显示器、光学透镜、笔记本计算机和其他电子显示装置。此外，对于多个使用者和观察者而言，这些显示装置中的许多位于非锐角入射角下而需要抗反射性质。
[0005]典型地，这些装置中采用的罩盖基板利用防眩光表面、单层涂层和多层涂层来表现出抗反射性质。例如，包括交替的高折射率层和低折射率层的多层涂层结构可被沉积在基板上以赋予该基板抗反射性质。然而，必须小心地控制多层结构内的这些层中每一者的组成和厚度以获得所需的抗反射的光学性质。此外，通常用于形成这些多层涂层结构的工艺，例如物理气相沉积(PVD)工艺和化学气相沉积(CVD)工艺，是时间密集且成本密集的。除此之外，许多这些多层涂层于法向入射角和近法向入射角时都能实现可接受的抗反射性质，但无法在更宽范围的非锐角入射角时提供抗反射性质。
[0006]特征在于可变折射率值的其他光学涂层结构已被与显示装置基板一起使用以在更宽范围的入射视角时实现抗反射性质。已通过包括反应性离子刻蚀(RIE)、微珠阵列、及共挥发性涂层沉积和蚀刻工艺在内的各种方案制作这些结构。然而，这些工艺全部都是时间密集的、高成本的、且通常需要复杂设备和高温处理。
[0007]因此，需要一种抗反射制品和制造其的方法，能够产生于宽范围的入射角时具有所需的抗反射性质的适于显示装置的制品。此外，需要这样的制品，能够用成本和持续期均相对较低的工艺来制作。

技术实现思路

[0008]根据本公开内容的一个方面，提供了一种玻璃制品，所述玻璃制品包括：包括厚度和第一主表面的玻璃基板；和从所述基板的第一主表面延伸至所述基板内的第一深度的孔隙度分级层(porosity
‑
graded layer)。所述第一深度是从约250nm至约3000nm。所述孔隙度分级层包括平均孔尺寸从约5nm至100nm的多个孔。所述制品包括在350nm至2000nm的波
谱范围内于60度的入射角时的小于9％的单侧平均反射率。进一步地，所述孔隙度分级层包括在所述第一主表面处的表面孔隙度(surface porosity)和在所述第一深度处的体积孔隙度(bulk porosity)，所述表面孔隙度大于所述体积孔隙度。
[0009]根据本公开内容的一个方面，提供了一种玻璃制品，所述玻璃制品包括：包括厚度和第一主表面的玻璃基板；和从所述基板的第一主表面延伸至所述基板内的第一深度的孔隙度分级层。所述第一深度是从约250nm至约3000nm。所述孔隙度分级层包括平均孔尺寸从约5nm至100nm的多个孔。所述孔隙度分级层包括在所述第一主表面处的表面孔隙度和在所述第一深度处的体积孔隙度，所述表面孔隙度大于所述体积孔隙度。进一步地，所述孔隙度分级层包括作为所述基板内从所述第一主表面至所述第一深度的深度的函数的折射率n
PGL
(z)，所述折射率n
PGL
(z)由下式给出：
[0010]n
2PGL
(z)＝n
2substrate
(1
‑
f
pore
)+n
2air
*f
pore
，
[0011]其中n
substrate
是所述玻璃基板的折射率，n
air
是空气的折射率，且f
pore
是所述多个孔在所述深度z处的体积分数。
[0012]根据本公开内容的另一方面，提供了一种制作玻璃制品的方法，所述方法包括：提供二氧化硅饱和溶液；过滤所述二氧化硅饱和溶液以从所述二氧化硅饱和溶液除去不溶性二氧化硅颗粒并形成过滤的溶液；和利用该过滤的溶液浸渍包括厚度和第一主表面的玻璃基板，进行所述浸渍以形成从所述基板的第一主表面延伸至所述基板内的第一深度的孔隙度分级层。所述二氧化硅饱和溶液包括SiO2胶、H2SiF6、H3BO3或CaCl2、去离子H2O、和任选量的HCl。所述基板内的第一深度是从约250nm至约3000nm。所述孔隙度分级层包括平均孔尺寸从约5nm至100nm的多个孔。进一步地，所述孔隙度分级层包括在所述第一主表面处的表面孔隙度和在所述第一深度处的体积孔隙度，所述表面孔隙度大于所述体积孔隙度。
[0013]另外的特征和优点将在随后的详细描述中进行阐述，其通过该描述而对本领域技术人员而言将显而易见、或者通过实践包括随后的详细描述、权利要求书、以及随附的附图在内如本文所描述的实施方式而将认识到。
[0014]要理解的是，前述的一般描述和下述的详细描述均仅为示例性的，且意图提供概述或框架以理解本公开内容如其所请求保护的本质和特征。
[0015]包括随附的附图以提供对本公开内容的原理的进一步理解，这些随附的附图被并入并构成本说明书的一部分。附图图解了一个或多个实施方式，并与该描述一起通过示例的方式用以解释本公开内容的原理和操作。要理解的是，本说明书中和附图中所公开的本公开内容的各种特征可以任意组合和全部组合的方式使用。通过非限制性示例的方式，本公开内容的各种特征可根据下述方面而彼此组合。
附图说明
[0016]在参照随附的附图阅读本公开内容的下述详细描述时，本公开内容的这些和其他特征、方面和优点得到更好的理解，在其中：
[0017]图1是根据本公开内容一个方面的抗反射玻璃制品的截面示意图。
[0018]图2A是根据本公开内容一个方面的抗反射玻璃制品的孔隙度分级层的截面示意图。
[0019]图2B是图2A中描绘的抗反射玻璃制品的孔隙度分级层的折射率的示意性图示。
[0020]图3是根据本公开内容一个方面的制作抗反射玻璃制品的方法的流程图简图。
[0021]图4A是根据本公开内容一个方面的抗反射玻璃制品的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。
[0022]图4B是图4A的SEM图像的更高放大倍数视图。
[0023]图5A是根据本公开内容一个方面的抗反射玻璃制品的主表面的原子力显微镜(AFM)、二维图像。
[0024]图5B是图5A中描绘的抗反射玻璃制品的主表面的AFM、三维图像。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃制品，所述玻璃制品包括：玻璃基板，所述玻璃基板包括厚度和第一主表面；和孔隙度分级层，所述孔隙度分级层从所述基板的所述第一主表面延伸至所述基板内的第一深度，其中所述第一深度是从约250nm至约3000nm，其中所述孔隙度分级层包括平均孔尺寸从约5nm至100nm的多个孔，其中所述制品包括在350nm至2000nm的波谱范围内于60度的入射角时的小于9％的单侧平均反射率，并且进一步其中所述孔隙度分级层包括在所述第一主表面处的表面孔隙度和在所述第一深度处的体积孔隙度，所述表面孔隙度大于所述体积孔隙度。2.如权利要求1所述的制品，其中所述制品进一步包括在350nm至2000nm的波谱范围内于45度的入射角时的小于5％的单侧平均反射率。3.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中所述制品进一步包括在350nm至2000nm的波谱范围内于30度的入射角时的小于5％的单侧平均反射率。4.如权利要求1至3中任一项所述的制品，其中所述制品进一步包括在350nm至2000nm的波谱范围内于8度的入射角时的小于4％的单侧平均反射率。5.如权利要求1至4中任一项所述的制品，其中所述制品进一步包括在350nm至2000nm的波谱范围内于30度、45度、或60度的入射角时的大于90％的单侧平均透射率。6.如权利要求1至5中任一项所述的制品，其中所述制品进一步包括在360nm至800nm的波谱范围内于8度、30度、或60度的入射角时的小于1.5％的单侧平均反射率。7.如权利要求1至6中任一项所述的制品，其中所述第一主表面包括从约1nm至约20nm的平均表面粗糙度(R
a
)。8.如权利要求1至7中任一项所述的制品，其中所述孔隙度分级层包括平均孔尺寸从约10nm至约50nm的多个孔和从约300nm至约1000nm的第一深度。9.一种玻璃制品，所述玻璃制品包括：玻璃基板，所述玻璃基板包括厚度和第一主表面；和孔隙度分级层，所述孔隙度分级层从所述基板的所述第一主表面延伸至所述基板内的第一深度，其中所述第一深度是从约250nm至约3000nm，其中所述孔隙度分级层包括平均孔尺寸从约5nm至100nm的多个孔，其中所述孔隙度分级层包括在所述第一主表面处的表面孔隙度和在所述第一深度处的体积孔隙度，所述表面孔隙度大于所述体积孔隙度，进一步其中所述孔隙度分级层包括作为所述基板内从所述第一主表面至所述第一深度的深度的函数的折射率n
PGL
(z)，所述折射率n
PGL
(z)由下式给出：n
2PGL
(z)＝n
2substrate
(1
‑
f
pore
)+n
2air
*f
pore
，其中n
substrate
是所述玻璃基板的折射率，n
air
是空气的折射率，并且f
pore
是所述多个孔在所述深度z处的体积分数。10.如权利要求9所述的制品，其中f
pore
是从0.5％至约20％。11.如权利要求9或权利要求10所述的制品，其中所述孔隙度分级层中的孔隙度从所述
第一主表面至所述第一深度连续地变化。12.如权利要求9至11中任一项所述的制品，其中所述制品包括在350nm至2000nm的波谱范围内于60度的入射角时的小于9％的单侧平均反射率。13.如权利要求9至12中任一项所述的制品，其中所述制品进一步包括在350nm至2000nm的波谱范...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海星，陈玲，冯江蔚，秦梦，朱建强，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：