CN112897888A - 具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法 - Google Patents

具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112897888A
CN112897888A CN201911229117.6A CN201911229117A CN112897888A CN 112897888 A CN112897888 A CN 112897888A CN 201911229117 A CN201911229117 A CN 201911229117A CN 112897888 A CN112897888 A CN 112897888A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mol
glass substrate
light source
solution
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911229117.6A
Other languages
English (en)
Inventor
陈海星
陈玲
戴程隆
秦梦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Priority to CN201911229117.6A priority Critical patent/CN112897888A/zh
Priority to PCT/US2020/062636 priority patent/WO2021113196A1/en
Publication of CN112897888A publication Critical patent/CN112897888A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0075—Cleaning of glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/0092—Compositions for glass with special properties for glass with improved high visible transmittance, e.g. extra-clear glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
    • C03C2204/08—Glass having a rough surface

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本申请涉及具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法。制造具有纹理化表面的玻璃基材的方法包括：使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触，所述第一溶液包含溶解的SiO2、H2SiF6和H3BO3，从而形成与初始表面毗邻的多孔层；以及使得多孔层与第二溶液接触，所述第二溶液包含一种或多种碱性盐，从而去除多孔层并产生新表面，所述新表面相比于初始表面纹理增加。第一溶液可以是水性溶液，其包含：0.5至0.8M溶解的SiO2，0.5至2M H2SiF6和20至60mM H3BO3。第一溶液的温度是25℃至40℃。玻璃基材的初始表面可以与第一溶液接触持续5分钟至2.5小时的时间段。

Description

具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法
技术领域
本发明一般地涉及具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法。
背景技术
存在需要透过居间透明介质(例如玻璃)来观看物体的许多装置、应用和情形。例如，一些手机、计算机显示器、电视机和电器采用包括透明覆盖的显示器，透过所述透明覆盖来观看显示器。类似地，窗、挡风板、用于覆盖照片和其他艺术品的玻璃以及水族馆等涉及透过居间透明介质观看物体。
但是，当尝试在户外或者明亮发光环境中观看显示器时，眩光有时候会成为问题。此处，“眩光”可以定义为在透明覆盖的观看者侧上，来自透明覆盖的一个或多个表面的环境光的基本镜面反射。因此，眩光通过从环境光源到透明覆盖的表面然后再到观看者的光路，入射角基本等于反射角。另一方面，物体光(object light)从物体(例如显示器)移动通过透明覆盖到达观看者。当眩光与物体光的光路在透明覆盖与观看者之间的区域基本重叠时，眩光使得更难以透过居间透明覆盖观看物体。
为了降低此类眩光，有时候通过从透明覆盖的表面去除材料对透明覆盖的观看者侧进行改性，以提供具有增加的纹理的新表面(有时候称作“粗糙化”或者“纹理化”)。经过改性的表面将从表面反射的光转变为漫反射而不是镜面反射。从表面反射的光的量没有变化。相反地，仅仅是反射光的特性发生变化，从而反射图像没有锐利边界。经过改性的表面有时候被称作“防眩光”表面。
迄今为止，在某些工艺中使用氢氟酸(有时候称作“湿式化学蚀刻”)对透明覆盖的所需表面进行纹理化。在玻璃的情况下，氢氟酸(HF)使得二氧化硅网络溶解。除了出于防眩光目的提供表面纹理之外，用氢氟酸对玻璃进行湿蚀刻从而平滑掉或者抛光掉小的缺陷(例如，玻璃表面中的划痕)以改善强度。基于霜的氢氟酸蚀刻剂被业余爱好者用于在玻璃中蚀刻装饰性设计。
但是，问题在于，出于各种原因，氢氟酸已经受到冷遇。已经尝试了非氢氟酸工艺。但是，这些工艺耗时太长(长达48小时)并且需要提升的温度(例如，95℃)，这进而导致能源成本的升高。因此，需要不直接使用氢氟酸但是足够快且具有足够能源效率的湿蚀刻工艺用于商业生产。
发明内容
本公开通过双溶液方法解决了该问题，其采用第一溶液在需要纹理的表面形成多孔层，所述第一溶液包含溶解的SiO2(例如，来自SiO2凝胶的溶解)、H2SiF6和H3BO3。方法然后采用包含碱性盐(例如，碱性氢氧化物)的第二溶液溶解多孔层并留下更为纹理化的表面。更为纹理化的表面产生较少的眩光。第一溶液或第二溶液中的任一个都没有直接使用氢氟酸。可以在室温下且在数小时的时间段内产生多孔层。
根据本公开的第一个方面，制造具有纹理化表面的玻璃基材的方法包括：使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触，所述第一溶液包含溶解的SiO2、H2SiF6和H3BO3，从而形成与初始表面毗邻的多孔层；以及使得多孔层与第二溶液接触，所述第二溶液包含一种或多种碱性盐，从而去除多孔层并产生新表面，所述新表面相比于初始表面纹理增加。在实施方式中，在使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触之前，玻璃基材的厚度是100μm至2.1mm。在实施方式中，方法还包括：在使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触之前，使得玻璃基材的初始表面与去污剂在超声浴中接触。在实施方式中，第一溶液是水性溶液，其包含：0.5至0.8M溶解的SiO2，0.5至2摩尔/L H2SiF6；和20至60毫摩尔/L H3BO3。在实施方式中，方法还包括在使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触之前，通过如下顺序制备第一溶液：(i)在包含H2SiF6的水性溶液中，从二氧化硅凝胶溶解SiO2；以及(ii)向包含H2SiF6和溶解的SiO2的水性溶液添加包含H3BO3的水性溶液。在实施方式中，制备第一溶液还包括：在包含H2SiF6的水性溶液中从二氧化硅凝胶溶解SiO2之后，但是在向包含H2SiF6和溶解的SiO2的水性溶液添加包含H3BO3的水性溶液之前，从水性溶液过滤未溶解的二氧化硅凝胶。在实施方式中，第一溶液的温度是25℃至40℃。在实施方式中，玻璃基材的初始表面与第一溶液接触持续5分钟至6小时的时间段。在实施方式中，玻璃基材的初始表面与第一溶液接触持续5分钟至2.5小时的时间段。在实施方式中，方法还包括：在使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触之后，但是在使得多孔层与第二溶液接触之前，用去离子水清洗多孔层。在实施方式中，所述一种或多种碱性盐包括KOH。在实施方式中，第二溶液的温度是室温至80℃。在实施方式中，方法还包括：用水清洗新表面，以及使得玻璃基材经受70℃至130℃的温度持续15分钟至45分钟的时间段。在实施方式中，多孔层的厚度是400nm至600nm。
在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：9.39至18摩尔％氧化铝；6至20摩尔％Na2O；最高至9.01摩尔％氧化硼；和至少一种碱土金属氧化物，其中，-15摩尔％≤(R2O+R′O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤2摩尔％，式中，R是Na以及任选的如下一种或多种：Li、K、Rb和Cs，以及R′是Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种。在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：1至10摩尔％P2O5；MgO；和至少5摩尔％Al2O3；其中，77摩尔％≥SiO2+Al2O3≥70摩尔％以及ΣR′O≤0.5P2O5(摩尔％)，式中，R′＝Mg、Ca、Ba和Sr，以及其中，玻璃包含至少一种单价金属氧化物改性剂R2O，其中，P2O5≤[Σ(R2O)-Al2O3]。在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：1至10摩尔％P2O5；MgO；和3至25摩尔％Na2O；其中，77摩尔％≥SiO2+Al2O3≥70摩尔％以及ΣR′O≤0.5P2O5(摩尔％)，式中，R′＝Mg、Ca、Ba和Sr，其中，P2O5≤[(Na2O+K2O+Rb2O+Ag2O+Cs2O)-Al2O3]。在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：60至72摩尔％SiO2；6至14摩尔％Al2O3；0至15摩尔％B2O3；0至1摩尔％Li2O；0至20摩尔％Na2O；0至10摩尔％K2O；0至8摩尔％MgO；0至10摩尔％CaO；0至5摩尔％ZrO2；0至1摩尔％SnO2；0至1摩尔％CeO2；小于50ppmAs2O3；和小于50ppm Sb2O3；其中，12摩尔％≤Li2O+Na2O+K2O≤20摩尔％；以及其中，0摩尔％≤MgO+CaO≤10摩尔％。在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：至少50摩尔％SiO2；小于10摩尔％B2O3；和至少8摩尔％Na2O；至少8摩尔％Na2O，其中比例
Figure BDA0002303061610000031
以及其中，Al2O3(摩尔％)>B2O3(摩尔％)，以及改性剂是Na2O和任选地除了Na2O和Li2O之外的一种或多种碱金属氧化物R2O中的至少一种，以及一种或多种碱土氧化物。在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：50至72摩尔％SiO2；9至17摩尔％Al2O3；小于10摩尔％B2O3；8至16摩尔％Na2O；和0至4摩尔％K2O，其中比例
Figure BDA0002303061610000041
其中，Al2O3(摩尔％)>B2O3(摩尔％)，以及改性剂是Na2O和任选地除了Na2O和Li2O之外的一种或多种碱金属氧化物R2O中的至少一种，以及一种或多种碱土氧化物RO；以及其中，铝硼硅酸盐玻璃不含锂。在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：至少约50摩尔％SiO2；至少约10摩尔％R2O，其中，R2O包括Na2O；Al2O3，其中，Al2O3(摩尔％)<R2O(摩尔％)；3至4.5摩尔％B2O3；和至少0.1摩尔％的MgO和ZnO中的至少一种；其中，B2O3(摩尔％)-(R2O(摩尔％)-Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％。
在实施方式中，新表面具有凹的表面特征。
在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：62至70摩尔％SiO2；0至18摩尔％Al2O3；0至10摩尔％B2O3；0至15Li2O；0至20摩尔％Na2O；0至18摩尔％K2O；0至17摩尔％MgO；0至18摩尔％CaO；和0至5摩尔％ZrO2；其中，14摩尔％≤R2O+R′O≤25摩尔％，式中，R是Li、Na、K、Cs或Rb，以及R′是Mg、Ca、Ba或Sr；其中，10摩尔％≤Al2O3+B2O3+ZrO≤30摩尔％；以及其中，-15摩尔％≤(R2O+R′O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤4摩尔％；以及其中，新表面具有凹的表面特征，所述凹的表面特征具有650nm至750nm的平均直径和60nm至80nm的平均峰谷高度。在实施方式中，具有新表面的玻璃基材具有：92至99％的图像清晰度，100至145GU的光泽度-60，0.25至7.5％的透射雾度，小于3.5％的闪光值以及大于93％的透射率。
在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：62至67摩尔％SiO2；3至7摩尔％B2O3；12至15摩尔％Al2O3；12至15摩尔％Na2O；0摩尔％K2O；1至3.5摩尔％MgO；0摩尔％CaO；0.02至0.14摩尔％SnO2；以及新表面具有凹的表面特征，所述凹的表面特征具有2.5μm至3.5μm的平均直径和650nm至850nm的平均峰谷高度。
在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：45至65摩尔％SiO2；14至25摩尔％Al2O3；4至15摩尔％P2O5；和14至20摩尔％Na2O；其中，新表面具有凹的表面特征，所述凹的表面特征具有9μm至15μm的平均直径和3.5μm至7.5μm的平均峰谷高度。在实施方式中，玻璃基材在块体的组成包含：57.43摩尔％SiO2；16.10摩尔％Al2O3；6.54摩尔％P2O5；17.05摩尔％Na2O；2.81摩尔％MgO；和0.07摩尔％SnO2。
在实施方式中，多孔层包含的氟原子和氢原子的绝对浓度大于玻璃基材的块体。在实施方式中，多孔层包含的铝原子和钠原子的浓度小于玻璃基材的块体。
根据本公开的第二个方面，制造具有纹理化表面的玻璃基材的方法包括：使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触5分钟至2.5小时的时间段，所述第一溶液的温度是25℃至40℃并且是包含0.5至0.8M的溶解的SiO2、0.5至2M H2SiF6和20至60mM H3BO3的水性溶液，从而形成与初始表面毗邻的多孔层，所述多孔层的厚度是400nm至600nm并且包含的氟原子和氢原子的浓度大于玻璃基材的块体；以及使得多孔层与第二溶液在超声浴中接触，所述第二溶液的温度是40℃至80℃并且包含一种或多种碱性氢氧化物，从而去除多孔层并产生相比于初始表面而言纹理增加的新表面，所述新表面具有凹的表面特征。
在实施方式中，具有新表面的玻璃基材具有：92至99％的图像清晰度，100至145GU的光泽度-60，0.25至7.5％的透射雾度，小于3.5％的闪光值以及大于93％的透射率。在实施方式中，凹的表面特征具有以下一种：(i)平均直径是650nm至750nm，以及平均峰谷高度是60nm至80nm；(ii)平均直径是2.5μm至3.5μm，以及平均峰谷高度是650nm至850nm；或者(iii)平均直径是9μm至15μm，以及平均峰谷高度是3.5μm至7.5μm。
根据本公开的第三个方面，玻璃基材包括如下块体组成，其包含：45至65摩尔％SiO2；14至25摩尔％Al2O3；4至15摩尔％P2O5；和14至20摩尔％Na2O；以及包含凹的表面特征的表面，所述凹的表面特征具有9μm至15μm的平均直径和3.5μm至7.5μm的平均峰谷高度。在实施方式中，玻璃基材还包括：22至27％的图像清晰度，95至105GU的光泽度-60，2.5至7.5％的透射雾度，12至16％的闪光值以及93.5至94.5％的透射率。
根据本公开的第四个方面，玻璃基材包括如下块体组成，其包含：62至67摩尔％SiO2；3至7摩尔％B2O3；12至15摩尔％Al2O3；12至15摩尔％Na2O；0摩尔％K2O；1至3.5摩尔％MgO；0摩尔％CaO；和0.02至0.14摩尔％SnO2；以及包含凹的表面特征的表面，所述凹的表面特征具有2.5μm至3.5μm的平均直径和650nm至850nm的平均峰谷高度。
本公开的第五个方面，玻璃基材包括如下块体组成，其包含：62至70摩尔％SiO2；0至18摩尔％Al2O3；0至10摩尔％B2O3；0至15摩尔％Li2O；0至20摩尔％Na2O；0至18摩尔％K2O；0至17摩尔％MgO；0至18摩尔％CaO；和0至5摩尔％ZrO2；其中，14摩尔％≤R2O+R′O≤25摩尔％，式中，R是Li、Na、K、Cs或Rb，以及R′是Mg、Ca、Ba或Sr；其中，10摩尔％≤Al2O3+B2O3+ZrO≤30摩尔％；以及包含凹的表面特征的表面，所述凹的表面特征具有650nm至750nm的平均直径和60nm至80nm的平均峰谷高度。在实施方式中，玻璃基材还包括：92至99％的图像清晰度，100至145GU的光泽度-60，0.25至7.5％的透射雾度，小于3.5％的闪光值以及大于93％的透射率。
在以下的详细描述中给出了附加特征和优点，通过所作的描述，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。
要理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与文字描述一起用来解释各个实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法的流程图，显示了如下步骤：使得具有初始表面的玻璃基材与第一溶液接触以产生与初始表面毗邻的多孔层；以及之后使得玻璃基材与第二溶液接触以去除多孔层和产生具有表面特征的新表面，其提供的纹理降低了眩光；
图2是依照图1的方法进行改性的玻璃基材实施方式的预期图，显示玻璃基材具有面向相反方向且被厚度分隔开的主表面，并且主表面中的一个是要与图1的方法的第一溶液接触的初始表面；
图3是图2的玻璃基材沿图2的线CS-CS截取的横截面图，显示玻璃基材包含位于玻璃基材的中心处的块体，以及玻璃基材的初始表面几乎不具有表面粗糙度；
图4是图2的玻璃基材沿图2的线CS-CS截取的另一个横截面图，但是是在图1的方法产生多孔层的步骤之后，显示多孔层具有与初始层毗邻且朝向块体延伸的厚度；
图5是图2的玻璃基材沿图2的线CS-CS截取的另一个横截面图，但是是在图1的方法去除多孔层且产生新表面的步骤之后，显示新表面具有凹的表面特征，其具有峰和谷、平均直径以及平均峰谷高度；
图6是对图1的方法产生多孔层的步骤之后的玻璃基材的二次离子质谱(SIMS)分析结果图，显示：(a)由于从多孔层浸滤了其他元素进入第一溶液中，使得多孔层中的原子硅的相对浓度相比于块体是增加的；(b)由于从第一溶液向多孔层发生迁移，使得多孔层中的原子氢和氟的绝对浓度相比于块体是增加的；以及(c)由于从玻璃基材迁移进入第一溶液，使得多孔层中的原子铝和钠的绝对浓度相比于块体是减小的。
图7是如下玻璃基材的扫描电子显微镜图片阵列：图1的方法产生多孔层的步骤之后(图片A，横截面)；以及图1的方法去除多孔层以揭示出新表面的步骤之后(图片B和C，横截面；和图片D俯视图)，在图片A中显示多孔层，以及在图片B-D中显示表面特征；
图8是(与图7的玻璃基材的组成不同的)玻璃基材在图1的方法之后的扫描电子显微镜图片阵列，在图片A-D中显示表面特征，并且那些表面特征相比于图7的玻璃基材具有更宽的直径和更高的峰谷高度；以及
图9是(与图7和图8的玻璃基材的组成不同的)玻璃基材在图1的方法之后的扫描电子显微镜图片阵列，在图片A-D中显示表面特征，并且那些表面特征相比于图7和8的玻璃基材具有更宽的直径和更高的峰谷高度。
具体实施方式
下面详细参考本文的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。
方法综述和玻璃基材。现参见图1-5，此处描述了具有纹理化表面的玻璃基材12的制造方法10。具体参见图2和3，在方法10之前，玻璃基材12包括初始表面14，其可以是玻璃基材12的数个主表面16、18中的一个。可以根据这个方法10对主表面16、18中的全部或者部分进行纹理化。玻璃基材12的初始表面14通常会具有少于所希望的纹理，具有不明显的表面特征，通过较低表面粗糙度(例如，Rrms值是1至3nm)来量化。在实施方式中，玻璃基材12是片材，在大致面朝相反方向的相对平行主表面16、18之间具有厚度20。在实施方式中，厚度20是100μm至2.1mm，例如0.4mm至2.0mm，例如约1.1mm。但是，玻璃基材12可以具有大于2.1mm的厚度20。在本文中，采用原子力显微镜测量表面粗糙度Rrms值，具体来说，采用的是由精工仪器有限公司(Seiko Instruments Inc)(日本千叶)分发的NanoNavi控制站控制的原子力显微镜。在本文中，采用测微计，具体来说采用三丰公司(Mitutoyo Corporation)(日本川崎)分发的293-242测微计测量厚度20。
具体参见图4，在方法10的过程中，如进一步所解释的那样，产生了与初始表面14毗邻的多孔层22。多孔层22具有厚度24，其从初始表面14朝向玻璃基材12的块体26延伸。出于本文的目的，块体26是玻璃基材12的中心区域。在实施方式中，多孔层22的厚度24是400nm至600nm。但是，在其他实施方式中，多孔层22的厚度24可以大于600nm或者小于400nm。厚度24是方法10的条件以及玻璃基材12的块体26的组成的函数。如下文详细阐述的那样，方法10产生的多孔层22的化学组成不同于玻璃基材12的块体26。在本文，通过扫描电子显微镜，具体来说，日立高科技公司(Hitachi High-Technologies Corporation)(日本东京)分发的S-4800扫描电子显微镜来测量多孔层22的厚度24。
具体参见图5，方法10去除多孔层22从而产生新表面28。在实施方式中，方法10去除了全部或者基本上全部的多孔层22。相比于初始表面14，新表面28具有增加的纹理；或者相比于初始表面14，新表面28至少具有所需的纹理。新表面28具有表面特征30。在实施方式中，表面特征30是具有多个峰32的大致凹形，每个峰32与一个或多个谷34相邻。在实施方式中，表面特征30的峰32是大致圆形。在此类实施方式中，表面特征30具有平均直径36和平均峰谷高度38。下文还进一步讨论了这些结构方面。在本文，通过扫描电子显微镜，具体来说，日立高科技公司(Hitachi High-Technologies Corporation)(日本东京)分发的S-4800扫描电子显微镜来测量平均直径36和平均峰谷高度38。
方法10与宽范围的各种玻璃基材12兼容，包括如下所述的那些：康宁公司的美国专利第8,969,226号(题为“Glasses Having Improved Toughness and ScratchResistance(具有改善的韧性和耐划痕性的玻璃)”)；第9,540,278号(题为“IonExchangeable Glasses(可离子交换玻璃)”)；第8,158,543号(题为“Fining Agents forSilicate Glasses(用于硅酸盐玻璃的澄清剂)”)；第8,431,502号(题为“SilicateGlasses Having Low Seed Concentration(具有低晶种浓度的硅酸盐玻璃)”)；第8,586,492号(题为“Crack and Scratch Resistant Glass and Enclosures Made Therefrom(抗裂纹和耐划痕玻璃以及由此制造的外壳)”)；以及第8,946,103号(题为“ZirconCompatible,Ion Exchangeable Glass With High Damage Resistance(具有高的抗破坏性的锆相容的可离子交换玻璃)”)，它们全文全都通过引用结合入本文。
在实施方式中，玻璃基材12是碱性铝硅酸盐玻璃基材。在实施方式中，碱性铝硅酸盐玻璃基材的碱性物质是钠。在实施方式中，本文所述的碱性铝硅酸盐玻璃基本不含锂。如本文所用，“基本不含锂”表示在形成碱金属铝硅酸盐玻璃的任何加工步骤中，不在玻璃或玻璃原料中有目的地加入锂。要理解的是，基本不含锂的玻璃基材12可能因为污染无意中含有少量锂。在实施方式中，玻璃基材12是铝硼硅酸盐玻璃，即玻璃同时包含氧化铝和氧化硼这两者。在实施方式中，玻璃基材12是钠钙玻璃。
在实施方式中，玻璃基材12包含：62至70摩尔％SiO2；0至18摩尔％Al2O3；0至10摩尔％B2O3；0至15摩尔％Li2O；0至20摩尔％Na2O；0至18摩尔％K2O；0至17摩尔％MgO；0至18摩尔％CaO；和0至5摩尔％ZrO2，其中，14摩尔％≤R2O+R′O≤25摩尔％，式中，R是Li、Na、K、Cs或Rb，以及R′是Mg、Ca、Ba或Sr；10摩尔％≤Al2O3+B2O3+ZrO≤30摩尔％；以及-15摩尔％≤(R2O+R′O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤4摩尔％。也可以以小于5摩尔％的量向玻璃独立地加入其它的氧化物，例如但不限于ZnO、SnO2、Sb2O3、As2O3、La2O3、Y2O3和Fe2O3等。在实施方式中，玻璃基材12包含：60至70摩尔％SiO2；1至5摩尔％B2O3；10至15摩尔％Al2O3；10至15摩尔％Na2O；0.1至1摩尔％K2O；1-4摩尔％MgO；0.001至0.020摩尔％Fe2O3；0.001至0.020摩尔％ZrO2；和0.001至0.20摩尔％SnO2。在实施方式中，玻璃基材12包含：67.55摩尔％SiO2；3.67摩尔％B2O3；12.67摩尔％Al2O3；13.66摩尔％Na2O；0.014摩尔％K2O；2.33摩尔％MgO；0摩尔％CaO；0.008摩尔％Fe2O3；0.005摩尔％ZrO2；和0.10摩尔％SnO2。
在实施方式中，玻璃基材12包含：64至66摩尔％SiO2；8至12摩尔％Al2O3；1至11摩尔％B2O3；0至5摩尔％Li2O；6至12摩尔％Na2O；1至4摩尔％K2O；0至4摩尔％MgO；0至6摩尔％CaO；和0至2摩尔％ZrO2，其中，20摩尔％≤R2O+R′O≤24摩尔％；以及16摩尔％≤Al2O3+B2O3+ZrO2≤29摩尔％，式中，R是Li、Na、K、Cs或Rb，以及R′是Mg、Ca、Ba或Sr。
在实施方式中，玻璃基材12包含：9.39至18摩尔％Al2O3；6至20摩尔％Na2O；最高至9.01摩尔％B2O3；和至少一种碱土金属氧化物，其中，-15摩尔％≤(R2O+R′O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤2摩尔％，式中，此处R是Na以及任选的如下一种或多种：Li、K、Rb和Cs，以及R′是Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种。这些实施方式的玻璃基材12可以包含：62至70摩尔％SiO2；最高至9.01摩尔％B2O3；0至15摩尔％Li2O；0至18摩尔％K2O；小于3摩尔％MgO；小于3摩尔％CaO；和0至5摩尔％ZrO2。这些实施方式的玻璃基材12可以包含：64至66摩尔％SiO2；9.39至12摩尔％Al2O3；1至9.01摩尔％B2O3；0至5摩尔％Li2O；6至12摩尔％Na2O；1至4摩尔％K2O；小于3摩尔％MgO；小于3摩尔％CaO；和0至2摩尔％ZrO2。
在实施方式中，玻璃基材12包含：56至72摩尔％SiO2；5至18摩尔％Al2O3；0至15摩尔％B2O3；0.1至10摩尔％P2O5；3至25摩尔％Na2O；0至5摩尔％K2O；0至4摩尔％CaO；0至1摩尔％MgO；和最高至0.5摩尔％SnO2，并且不含锂。
在实施方式中，玻璃基材12包含：56至72摩尔％SiO2；5至18摩尔％Al2O3；0至15摩尔％B2O3；0.1至10摩尔％P2O5；和2至20摩尔％Ag2O。这个玻璃基材12也可以不含锂。
在实施方式中，玻璃基材12包含：1至10摩尔％P2O5；MgO；和至少5摩尔％Al2O3；其中，77摩尔％≥SiO2+Al2O3≥70摩尔％以及ΣR′O≤0.5P2O5(摩尔％)，式中，R′＝Mg、Ca、Ba和Sr，以及其中，玻璃包含至少一种单价金属氧化物改性剂R2O，其中，P2O5≤[Σ(R2O)-Al2O3]。R2O总和会是(Na2O+K2O+Rb2O+Ag2O+Cs2O)。例如，这个玻璃基材12可以包含：56至72摩尔％SiO2；5至18摩尔％Al2O3；0至15摩尔％B2O3；1至10摩尔％P2O5；0至7摩尔％Li2O；3至25摩尔％Na2O；和0至5摩尔％K2O。作为另一个例子，这个玻璃基材12可以包含：56至72摩尔％SiO2；5至18摩尔％Al2O3；0至15摩尔％B2O3；1至10摩尔％P2O5；和2至20摩尔％Ag2O。
在实施方式中，玻璃基材12包含：60至70摩尔％SiO2；6至14摩尔％Al2O3；0至15摩尔％B2O3；0至15摩尔％Li2O；0至20摩尔％Na2O；0至10摩尔％K2O；0至8摩尔％MgO；0至10摩尔％CaO；0至5摩尔％ZrO2；0至1摩尔％SnO2；0至1摩尔％CeO2；小于50ppm As2O3；和小于50ppm Sb2O3；其中，12摩尔％≤Li2O+Na2O+K2O≤20摩尔％以及0摩尔％≤MgO+CaO≤10摩尔％。例如，玻璃基材12可以包含：63.5至66.5摩尔％SiO2；8至12摩尔％Al2O3；0至3摩尔％B2O3；0至5摩尔％Li2O；8至18摩尔％Na2O；0至5摩尔％K2O；1至7摩尔％MgO；0至2.5摩尔％CaO；0至3摩尔％ZrO2；0.05至0.25摩尔％SnO2；0.05至0.5摩尔％CeO2；小于50ppm As2O3；和小于50ppm Sb2O3；其中，14摩尔％≤Li2O+Na2O+K2O≤18摩尔％以及2摩尔％≤MgO+CaO≤7摩尔％。
在实施方式中，玻璃组成包含：60至72摩尔％SiO2；6至14摩尔％Al2O3；0至15摩尔％B2O3；0至1摩尔％Li2O；0至20摩尔％Na2O；0至10摩尔％K2O；0至8摩尔％MgO；0至10摩尔％CaO；0至5摩尔％ZrO2；0至1摩尔％SnO2；0至1摩尔％CeO2；小于50ppm As2O3；和小于50ppm Sb2O3；其中，12摩尔％≤Li2O+Na2O+K2O≤20摩尔％以及0摩尔％≤MgO+CaO≤10摩尔％。
在实施方式中，玻璃基材12包含：50至72摩尔％SiO2；9至17摩尔％Al2O3；2至12摩尔％B2O3；8至16摩尔％Na2O；和0至4摩尔％K2O，其中比例
Figure BDA0002303061610000111
式中，改性剂选自下组：碱金属氧化物(例如，Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O)和碱土金属氧化物(例如，MgO、CaO、SrO、BaO)。例如，玻璃基材12可以包含：64摩尔％SiO2、14.5摩尔％Al2O3、8摩尔％B2O3、11.5摩尔％Na2O、0.1摩尔％SnO2，其中比例
Figure BDA0002303061610000112
这些实施方式还可以包含0至5摩尔％的以下至少一种：P2O5、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO和ZrO2。这些实施方式的玻璃基材12可以基本上不含锂。这些实施方式的玻璃基材12可以基本上不含砷、锑和钡中的至少一种。
在实施方式中，玻璃基材12包含：至少50摩尔％SiO2、小于10摩尔％B2O3和至少8摩尔％Na2O，其中，铝硼硅酸盐玻璃不含锂，其中，比例
Figure BDA0002303061610000113
其中，Al2O3(摩尔％)>B2O3(摩尔％)，以及改性剂是Na2O和任选地除了Na2O和Li2O之外的一种或多种碱金属氧化物R2O中的至少一种，以及一种或多种碱土氧化物。例如，玻璃组合物可以包含：50至72摩尔％SiO2；9至17摩尔％Al2O3；小于10摩尔％B2O3；8至16摩尔％Na2O；和0至4摩尔％K2O，其中比例如上文所述，且-5.7摩尔％<Σ改性剂-Al2O3<2.99摩尔％。
在实施方式中，玻璃基材12包含：至少约50摩尔％SiO2；至少约10摩尔％的至少一种碱金属氧化物R2O，其中R2O包括Na2O，和任选地其它碱金属氧化物(例如，Li2O、K2O、Ce2O、Rb2O)；氧化铝(Al2O3)，其中以摩尔％表示，Al2O3的量小于玻璃中存在的碱金属氧化物的总量(即，Al2O3(摩尔％)<R2O(摩尔％))；以及氧化硼(B2O3)，其中B2O3(摩尔％)–(R2O(摩尔％)–Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％。这些玻璃基材12可以包含至少0.1摩尔％的MgO和ZnO中的至少一种。这些玻璃基材12可以包含3至4.5摩尔％B2O3。
在实施方式中，玻璃基材12包含：至少约50摩尔％SiO2；9至22摩尔％Al2O3；3至10摩尔％B2O3；10至20摩尔％Na2O；0至5摩尔％K2O；至少约0.1摩尔％MgO和/或ZnO，其中，0摩尔％≤MgO(摩尔％)+ZnO(摩尔％)≤6摩尔％；以及任选地，CaO、BaO和SrO中的至少一种，其中，0摩尔％≤CaO(摩尔％)+SrO(摩尔％)+BaO(摩尔％)≤2摩尔％。这些玻璃基材12可以包含66至74摩尔％SiO2。这些玻璃基材12可以包含至少0.1摩尔％的MgO和ZnO中的至少一种。
在实施方式中，玻璃基材12包含：66至74摩尔％SiO2；至少约10摩尔％R2O，其中，R2O包括9至20摩尔％Na2O；Al2O3，其中，Al2O3(摩尔％)<R2O(摩尔％)；和B2O3，其中，4.5摩尔％≥B2O3(摩尔％)-(R2O(摩尔％)-Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％。例如，玻璃基材12可以包含：9至22摩尔％Al2O3；3至10摩尔％B2O3；0至5摩尔％K2O；至少0.1摩尔％MgO+ZnO，其中，0≤MgO≤6以及0≤ZnO≤6摩尔％；以及，任选地，CaO、BaO和SrO中的至少一种，其中，0摩尔％≤CaO+SrO+BaO≤2摩尔％。又例如，玻璃基材12可以包含：66至74摩尔％SiO2；至少约10摩尔％R2O，其中，R2O包括Na2O；Al2O3，其中，Al2O3(摩尔％)<R2O(摩尔％)；和3至4.5摩尔％B2O3，其中，B2O3(摩尔％)-(R2O(摩尔％)-Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％。这些玻璃基材12可以包含至少0.1摩尔％的MgO和ZnO中的至少一种。在一些情况下，B2O3(摩尔％)-(R2O(摩尔％)-Al2O3(摩尔％))≤4.5摩尔％。在其他例子中，玻璃基材12包含：9至22摩尔％Al2O3；9至20摩尔％Na2O；0至5摩尔％K2O；至少0.1摩尔％MgO+ZnO，其中，0≤MgO≤6以及0≤ZnO≤6；以及，任选地，CaO、BaO和SrO中的至少一种，其中，0摩尔％≤CaO+SrO+BaO≤2摩尔％。在一些情况下，玻璃基材12包含9至22摩尔％Al2O3和9至20摩尔％Na2O。
在实施方式中，玻璃基材12包含：62至67摩尔％SiO2；3至7摩尔％B2O3；12至15摩尔％Al2O3；12至15摩尔％Na2O；0摩尔％K2O；1至3.5摩尔％MgO；0摩尔％CaO；和0.02至0.14摩尔％SnO2。例如，玻璃基材12可以包含：64.74摩尔％SiO2；5.14摩尔％B2O3；13.94摩尔％Al2O3；13.72摩尔％Na2O；0摩尔％K2O；2.38摩尔％MgO；0摩尔％CaO；0.08摩尔％SnO2。
在实施方式中，玻璃基材12包含：至少约4摩尔％P2O5以及0摩尔％至约4摩尔％B2O3，其中，玻璃基材12不含Li2O，以及其中1.3<[(P2O5+R2O)/M2O3]≤2.3；式中，M2O3＝Al2O3+B2O3，以及R2O是存在的单价阳离子氧化物的总和。在一些情况下，1.5<[(P2O5+R2O)/M2O3]≤2.0。在一些情况下，这个玻璃基材12包含少于1摩尔％K2O。在一些情况下，这个玻璃基材12包含0摩尔％K2O。在一些情况下，这个玻璃基材12包含少于1摩尔％B2O3。在一些情况下，这个玻璃基材12包含0摩尔％B2O3。在一些情况下，单价和二价阳离子氧化物选自下组：Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO。例如，玻璃基材12可以包含：40至70摩尔％SiO2；11至25摩尔％Al2O3；4至15摩尔％P2O5；和13摩尔％至25摩尔％Na2O。又例如，玻璃基材12可以包含：45至65摩尔％SiO2；14至25摩尔％Al2O3；4至15摩尔％P2O5；和14摩尔％至20摩尔％Na2O。
在实施方式中，玻璃基材12包含：50至75摩尔％SiO2；10至20摩尔％Al2O3；0至5摩尔％P2O5；5至20摩尔％Na2O；5至10摩尔％Li2O；和0至5摩尔％ZnO。
所有上述涉及玻璃基材12的组成的实施方式都是对于块体26处的组成而言。
与第一溶液接触以产生多孔层22。在步骤40中，方法10包括使得玻璃基材12的初始表面14与第一溶液接触。第一溶液包含：溶解的SiO2(例如，来自二氧化硅凝胶的溶解)、H2SiF6(也称作氟硅酸)和H3BO3(也称作硼酸)。在实施方式中，第一溶液是水性溶液，其包含：0.5至0.8M溶解的SiO2，0.5至2M H2SiF6和20至60mM H3BO3。在实施方式中，水性溶液的水是去离子水。
可以经由各种方法10使得第一溶液与初始表面14接触。一个例子是将初始表面14浸没在装在容器中的第一溶液之下。作为其他例子，可以将第一溶液狭缝涂覆、旋涂或者喷涂到初始表面14上。如果仅希望使得玻璃基材12的特定表面(例如，表面16)或其部分与第一溶液接触，则可以在不希望与第一溶液接触的表面(例如，表面18)上布置耐酸膜。
第一溶液与初始表面14接触一段时间且具有温度。在实施方式中，时间段是5分钟至6小时。在实施方式中，时间段是2.5小时或更短，例如5分钟至2.5小时和1至2.5小时。在一些情况下，时间段是10分钟、20分钟、30分钟或者2小时。在实施方式中，第一溶液的温度是25至40℃。
在实施方式中，方法10还包括：在步骤42制备第一溶液。溶液的制备依次涉及：(i)在包含H2SiF6的水性溶液中溶解二氧化硅凝胶，从而水性溶液具有溶解的SiO2和H2SiF6；(ii)从水性溶液过滤未溶解的二氧化硅凝胶；和(iii)向包含SiO2和H2SiF6的水性溶液添加包含H3BO3的水性溶液。例如，可以向含有H2SiF6的水性溶液(例如，去离子水中的30重量％H2SiF6，或者去离子水中的2至3M H2SiF6)的容器添加二氧化硅凝胶，并在温度(例如，室温)搅拌一段时间(例如，24小时)，以从二氧化硅凝胶良好地溶解SiO2进入包含H2SiF6的水性溶液中。然后，可以使得容器内含物通过过滤器，从而从溶解的SiO2和H2SiF6的水性溶液分离未溶解的二氧化硅凝胶。然后，向含有H2SiF6和溶解的SiO2的水性溶液的容器添加H3BO3的水性溶液(例如，去离子水中的0.4至1M H3BO3)。然后，可以通过在温度(例如，室温)下搅拌持续一段时间(例如，30分钟)对组合的内含物进行混合。
在实施方式中，方法10还包括：在步骤44，使得玻璃基材12的初始表面14与去污剂在超声浴中接触。这个步骤44对初始表面14进行清洁，准备用于步骤44的初始表面14与第一溶液的接触。超声浴可以是室温或者一些其他温度。玻璃基材12可以与去污剂接触持续诸如5分钟的时间段。但是，这个清洁的时间段可以更短或更长。
由于玻璃基材12的初始表面14与第一溶液发生接触的步骤40所导致的多孔层22的组成不同于玻璃基材12在块体26处的组成。在进行了方法10的步骤40之后，玻璃基材12的二次离子质谱(SIMS)分析证实了这种组成变化。图6重现的图形是显示这种变化的例子，下文会结合实施例更详细讨论。图形揭示了玻璃基材12的组成是从初始表面14朝向块体26的深度的函数，具体来说，(a)氢、氟、钠和铝原子的绝对浓度是深度的函数；和(b)硅原子的相对浓度是深度的函数。图形从初始表面14(深度0)到虚线(500nm)的部分显示选定的原子的浓度与多孔层22中的深度的函数关系，以及虚线右边的余下图形显示选定的原子的浓度与朝向块体26的深度的函数关系。在这个具体例子中，多孔层22包含的氟原子和氢原子的绝对浓度大于玻璃基材12的块体26，且硅原子的相对浓度大于块体26。此外，在这个具体例子中，多孔层22包含的铝原子和钠原子的绝对浓度小于玻璃基材12的块体26。如果多孔层22是由第一溶液的沉淀得到(而不是作为从玻璃基材12去除材料的结果)，那么在多孔层22中不会有钠或铝原子(因为制备的第一溶液不含钠或铝原子)。
多孔层22相比于块体26的钠和铝原子的绝对浓度下降，结合多孔层22相比于块体26的氢原子的绝对浓度增加，(以不受限于理论的方式)揭示了从第一溶液的酸浸滤出氢离子进入玻璃基材12(位于多孔层22)以及从玻璃基材12浸滤出钠离子和铝离子进入第一溶液。此类浸滤过程通常是非常缓慢的，并且有时候需要高温来加速该过程。但是，在这里，多孔层22相比于块体26的氟离子的绝对浓度增加(以不受限于理论的方式)暗示了氟离子伴随氢离子进入玻璃基材12通过初始表面14并加速了钠离子和铝的浸滤，从而形成了多孔层22。第一溶液中的水使得其中的H2SiF6水解，如下方程式(1)所示：
Figure BDA0002303061610000151
不受限于理论，认为氟离子(阴离子)和氢离子(阳离子)形成少量氢氟酸(HF)。氢氟酸(HF)蚀刻了玻璃基材12的SiO2网络并最终促进了铝离子和钠离子的浸滤，并且因而降低了形成多孔层22的持续时间段和温度。但是，第一溶液中存在的溶解的SiO2限制了会根据上述方程式(1)形成氢离子和氟离子的H2SiF6的水解，并且因而限制了氢氟酸(HF)的生成。此外，第一溶液中存在的H3BO3经由根据如下方程式(2)与氢氟酸(HF)发生中和，防止了产生的氢氟酸(HF)完全去除(蚀刻)多孔层22：
H3BO3+4HF→H[BF4]+3H2O (2)
因此，氢氟酸(HF)被持续在非常低的浓度，但是浓度足以促进多孔层22的相对快速生成，而不需要提升第一溶液的温度。
多孔层22的厚度和孔隙程度可以作为第一溶液与初始表面14发生接触的时间段以及第一溶液的组成(即，增加或减少第一溶液中的溶解的SiO2、H2SiF6和H3BO3的相对量)的函数进行调节。在其他条件都相同的情况下，时间段越长，厚度越厚。相反地，在其他条件都相同的情况下，时间段越短，厚度越薄。
在步骤46，方法10还包括用水清洗多孔层22。在实施方式中，水是去离子的。在实施方式中，用水(例如，去离子水)清洗整个玻璃基材12。在下文进行讨论的方法10稍后去除多孔层22之前进行这个步骤46。
用第二溶液去除多孔层22，以产生新的纹理化表面28。在步骤48，方法10还包括使得多孔层22与包含一种或多种碱性盐的第二溶液接触，从而去除多孔层22并产生相比于初始表面14纹理增加的新表面28。
可以经由各种方法10使得第二溶液与多孔层22接触。一个例子是将多孔层22表面浸没在装在容器中的第二溶液之下。作为其他例子，可以将第二溶液狭缝涂覆、旋涂或者喷涂到多孔层22表面上。可以在玻璃基材12的不是多孔层22的余下部分布置耐碱性氢氧化物的膜，以防止第二溶液的接触和蚀刻。在实施方式中，当与多孔层22接触时，第二溶液布置在超声浴中。
在实施方式中，第二溶液的pH大于或等于14。在实施方式中，第二溶液的所述一种或多种碱性盐是KOH或者包括KOH。在其他实施方式中，所述一种或多种碱性盐是一种或多种碱性氢氧化物，例如氢氧化钾、氢氧化钠以及包含碱性氢氧化物的化合物。可以用pH试纸确定pH水平。
在实施方式中，第二溶液是包含25至60重量％碱性盐的水性溶液。较高浓度的碱性盐有助于去除多孔层22。例如，第二溶液可以是包含50重量％KOH的水性溶液。
在实施方式中，第二溶液与多孔层22接触的时候具有温度和持续一段时间。在实施方式中，第二溶液与多孔层22接触持续2至30分钟的时间段。例如，时间段可以是10分钟。在实施方式中，第二溶液的温度是室温至80℃，例如40℃至80℃。例如，第二溶液的温度可以是60℃。出于本公开的目的，室温可以假定为25℃。
第二溶液去除多孔层22，留下了相比于初始表面14具有不同纹理(例如，更为纹理化)的新表面28。第一溶液产生的多孔层22使得第二溶液容易地蚀刻玻璃基材12(具体来说，是在多孔层22)。如所述，方法10产生凹的表面特征30，其提供了新表面28的纹理，并且那些表面特征30可以通过它们的平均直径36和平均峰谷高度38进行量化。平均直径36和平均峰谷高度38是各种因素的函数，它们包括：玻璃基材12的组成，第一溶液与初始表面14接触的时间段，第一溶液的温度，第一溶液的组成，第二溶液的温度，第二溶液中的碱性盐的浓度，以及第二溶液与多孔层22接触的时间段。在实施方式中，表面特征30的平均直径36是650nm至750nm，同时同一个表面特征30的平均峰谷高度38是60nm至80nm。在实施方式中，表面特征30的平均直径36是2.5μm至3.5μm，同时同一个表面特征30的平均峰谷高度38是650nm至850nm。在实施方式中，表面特征30的平均直径36是9μm至15μm，以及平均峰谷高度38是3.5μm至7.5μm。
在步骤50，方法10还包括用水清洗新表面28。在实施方式中，水是去离子的。水总体上清洗了残留物，所述残留物是在步骤48与第二溶液接触之后留在新表面28和玻璃基材12上的。
在步骤52，方法10还包括对玻璃基材12进行干燥。在实施方式中，可以将玻璃基材12放在经过加热的环境中(例如，烘箱的内部室中)，处于温度和持续一段时间。在实施方式中，温度是70℃至130℃，以及时间段是15分钟至45分钟。例如，温度可以是110℃以及时间段可以是30分钟。
具有新表面28的玻璃基材12的防眩光属性。通过方法10产生的新表面28为玻璃基材12提供了防眩光属性。如下文实施例所示，通过调节第一溶液的组分浓度、第一溶液与玻璃基材12的接触时间段以及是一个还是两个初始表面14与第一溶液发生接触，可以调节各种防眩光属性。可调节的防眩光属性包括图像清晰度、光泽度-60、透射雾度和闪光。依照方法10处理的玻璃基材12维持了可接受的可见光透射率。
如本文所用，术语“图像清晰度”(缩写为“DOI”)是通过题为“Standard TestMethods for Instrumental Measurements of Distinctness-of-Image Gloss ofCoating Surfaces(涂层表面的图像清晰度光泽的仪器测量的标准测试方法)”的ASTM方法D5767(ASTM 5767)的方法10A所定义，其全文参考结合于此。根据ASTM 5767的方法A，在玻璃基材12的新表面28上，在镜面观察角和略微偏离镜面观察角的角度进行玻璃反射因子的测量。光以偏离法向20°入射到新表面28(最靠近入射光的主表面)入射到玻璃基材12上，如ASTM D5767所述。结合通过这些测量获得的值来提供DOI值。具体来说，根据如下方程式(3)来计算DOI：
DOI＝(1-ROS/RS)x 100 (3)
式中，ROS是偏离镜面方向的反射率的相对幅度，而RS是镜面方向上的反射率的相对幅度。如本文所述，除非另外说明，否则通过对在偏离镜面方向0.2°至0.4°的角度范围内的反射率取平均值来计算ROS。Rs是通过对以镜面方向为中心的±0.05°的角度范围内的反射率取平均计算得到的。RS和ROS都采用测角光度计(Novo-光泽度IQ，Rhopoint仪器公司)，其根据ASTM方法D523和D5767校准至认证黑玻璃标准。Novo-光泽度仪器使用检测器阵列，其中，镜面角位于检测器阵列中的最高值的中心。采用双侧方法评估DOI，其中，允许来自两个主表面的反射。双侧测量实现了对于玻璃基材12作为整体(而不仅仅是作为新表面28的主表面)确定光泽度、反射率和DOI。如上文所述，从获得的RS和ROS的平均值计算ROS/RS。采用双侧方法10测量DOI最好是在暗室或者暗环境中进行，从而当不存在样品时，测得的这些属性值是零。
对于防眩光表面，通常希望DOI较低而反射率Ros/Rs之比较高。这导致对模糊或不清楚的反射图像的视觉感知。在实施方式中，采用双侧方法10的距离镜面方向20°角度的玻璃基材12的ROS/RS之比大于0.003，例如，0.003至0.10，包括0.003至0.08。在实施方式中，采用双侧方法，距离镜面方向20°角度的玻璃基材12的DOI值小于99.7，例如，90至99.7，包括92至99.7且包括92至99。在实施方式中，采用双侧方法，距离镜面方面20°角度的玻璃基材12的DOI值是12至16。
“光泽度”指的是根据ASTM方法D523测量的镜面反射率，用标样进行校准(例如认证的黑色玻璃标样)，其全部内容参考结合于此。在本文中，采用测角光度计(例如，上文提到的购自Rhopoint仪器公司)来测量光泽度。通常在20°、60°和85°的入射光角度进行普通光泽度测量，最常用的光泽度测量在60°进行(“光泽度-60”指的是这个入射光角度的测量)。在实施方式中，依照方法10处理的玻璃基材12的光泽度-60是100至145GU(光泽度单位)，例如，100至130GU、100至125GU、100至105GU和100至102GU。在其他实施方式中，依照方法10处理的玻璃基材12的光泽度-60是95至105GU。
“透射雾度”、“雾度”或者类似术语指的是根据ASTM D1003，在±4.0°角锥之外散射的透射光的百分比。采用Haze-Guard雾度测试设备(Elektron科技公司，PLC)来测量雾度值。对于光学平滑的表面，透射雾度通常接近零。雾度值通常记录为百分比雾度。在实施方式中，依照方法10处理的玻璃基材12的透射雾度小于7.5％，例如，0.25至7.5％、0.25至2.5％、2至7.5％、2至2.5％和2至7.5％。在其他实施方式中，依照方法10处理的玻璃基材12的透射雾度是2.5至7.5％，例如5至6％。
“闪光”是当向像素化显示器***(例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)或者触摸屏等)引入防眩光或者光散射表面时会发生的通常不希望的副作用。闪光与显示器的非常细小的粒状外观相关，随着显示器的观察角度的变化，可能看上去会使得颗粒图案偏移。显示器闪光可证实为近似像素水平尺寸规格的亮点和暗点或者有色点。本文中，玻璃基材12的闪光值采用台式闪光测量***(“SMS台”)(具体来说，SMS-1000，购自显示器-梅斯塔克尼克与***公司(Display-Messtachnik&Systeme GmBH))和140ppi的显示器光源进行评估。显示器光源可以是型号联想型号Z510屏幕。本文所揭示的防眩光表面的采用SMS台的闪光值记录为百分比(％)。在实施方式中，依照方法10处理的玻璃基材12的闪光值小于3.5％，例如，0.25至3.5％、1.5至3.5％、2至3.5％、0.25至2.5％和1.5％至2.5％。在其他实施方式中，依照方法10处理的玻璃基材12的闪光值是12至16％，例如14至15％。
“透射率”指的是根据ASTM D1003，透过玻璃基材12的整个可见光波长范围的入射光功率的百分比。在本文中，透射率值是采用上文所提到的Haze-Guard测试设备(Elektron科技公司，PLC)来测量的。透射率记录为百分比(％)。在实施方式中，依照方法10处理的玻璃基材12的透射率大于93％，例如，大于93.3％、93至94％和93.3至94％。在其他实施方式中，依照方法10处理的玻璃基材12的透射率是93.5至94.5％。
在实施方式中，当玻璃基材12具有如下块体26的组成：62至70摩尔％SiO2；0至18摩尔％Al2O3；0至10摩尔％B2O3；0至15摩尔％Li2O；0至20摩尔％Na2O；0至18摩尔％K2O；0至17摩尔％MgO；0至18摩尔％CaO；和0至5摩尔％ZrO2，其中，14摩尔％≤R2O+R′O≤25摩尔％，式中，R是Li、Na、K、Cs或Rb以及R′是Mg、Ca、Ba或Sr；10摩尔％≤Al2O3+B2O3+ZrO≤30摩尔％以及-15摩尔％≤(R2O+R′O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤4摩尔％的时候，依照方法10处理的玻璃基材12具有：(1)采用双侧方法，距离镜面方向20°角度的DOI值是小于99.7，例如90至99.7，包括92至99.7且包括92至99；(2)光泽度-60值是100至145GU，例如，100至130GU、100至125GU、100至105GU和100至102GU；(3)透射雾度小于7.5％，例如0.25至7.5％、0.25至2.5％、2至7.5％、2至2.5％和2至7.5％；(4)闪光值小于3.5％，例如，0.25至3.5％、1.5至3.5％、2至3.5％、0.25至2.5％和1.5％至2.5％；以及(5)透射率大于93％，例如，大于93.3％、93至94％和93.3至94％。
在实施方式中，当玻璃基材具有如下块体26的组成，其包含：45至65摩尔％SiO2；14摩尔％至25摩尔％Al2O3；4至15摩尔％P2O5；和14摩尔％至20摩尔％Na2O的时候，依照方法10处理的玻璃基材12具有：(1)采用双侧方法，距离镜面方向20°角度的DOI值是22至27；(2)光泽度-60值是95至105GU；(3)透射雾度是2.5至7.5％，例如，5至6％；(4)闪光值是12至16，％，例如，14至15％；以及(5)透射率是93.5至94.5％。
方法10的益处。方法10提供许多益处。第一，所得到的玻璃基材12的防眩光属性(即，透射率、雾度、闪光和DOI值)符合许多防眩光应用的要求。换言之，方法10起到了产生具有防眩光属性的玻璃基材12的作用。
第二，方法10在不需要直接使用氢氟酸的情况下起作用。因此，方法10避免了购买、使用和丢弃氢氟酸的缺点。在产生多孔层22的步骤40期间产生的任何氢氟酸都是有限体积的，并且在自然界中是短暂存在的。用于步骤40的酸是低浓度且环境安全的。
第三，方法10产生新表面28(纹理化)对于商业生产而言是能源有效且足够快的方式。方法10使用第一溶液的步骤40可以在室温至最高至40℃进行，且时间段是10分钟至6小时。在一些情况下，步骤40可以在室温进行2小时或更短。方法10使用第二溶液的步骤48可以在室温至最高至80℃进行，且时间段是2至30分钟。在一些情况下，整个方法10可以是室温下进行(除了进行干燥的步骤52之外)，并且可以在8小时的时间内完成。涉及步骤40、48的温度远低于在不使用氢氟酸的情况下，利用化学来产生新表面28(纹理化)的其他尝试。因此，方法10比尝试替代氢氟酸的现有技术更为能源有效。时间段也较短。因此，方法10相对于现有技术具有显著改进。
第四，对于任意给定的玻璃基材12的组成，通过方法10产生的表面特征30的平均直径36和平均峰谷高度38都小于替代氢氟酸的其他尝试。对于玻璃基材12的许多组成，表面特征30小于1微米。较小的表面特征30具有实际应用，并且可以为需要较小表面特征30的新应用提供基础。
最后，方法10是低成本的，且易于规模化。用于方法10的步骤40、48的原材料容易获得且廉价。方法10不需要昂贵的加热设备用于高温加工。
实施例
实施例1：对于实施例1：玻璃基材12包含：67.55摩尔％SiO2；3.67摩尔％B2O3；12.67摩尔％Al2O3；13.66摩尔％Na2O；0.014摩尔％K2O；2.33摩尔％MgO；0摩尔％CaO；0.008摩尔％Fe2O3；0.005摩尔％ZrO2；和0.10摩尔％SnO2。玻璃基材12是具有面朝相反方向的主表面16、18的片材。玻璃基材12的厚度20是1.1mm。依照方法10的步骤44，玻璃基材12与去污剂接触并清洁。更具体来说，在室温下，将玻璃基材12放入含有去污剂的超声浴中持续5分钟。
依照方法10的步骤42，制备第一溶液。更具体来说，向含有2.54M H2SiF6和去离子水的水性溶液加入二氧化硅凝胶，从而二氧化硅凝胶是水性溶液的5重量％。在室温下，对具有二氧化硅凝胶的水性溶液进行机械搅拌持续24小时，使得SiO2从二氧化硅凝胶溶解进入水性溶液中。然后，从水性溶液过滤掉未溶解的二氧化硅凝胶。向包含溶解的SiO2、H2SiF6和去离子水的水性溶液添加含有0.8M H3BO3和去离子水的另一水性溶液。这个混合的水性溶液在室温下机械搅拌持续30分钟，得到一定量的第一溶液。第一溶液的最终组成是0.7MSiO2、1.57M H2SiF6和40mM H3BO3。
然后，依照步骤40，使得第一溶液与玻璃基材12的初始表面14(主表面)接触。更具体来说，玻璃基材12垂直浸入含有第一溶液的容器中，持续2小时的时间段。第一基材的温度保持在40℃。在该时间段之后，从容器取出玻璃基材12，并且已经形成了与初始表面14毗邻的多孔层22。依照步骤46，用去离子水清洗玻璃基材12三次，然后干燥。
现参见图7，左上角的图片A是玻璃基材12在方法10的步骤40之后且在步骤48之前的扫描电子显微镜图像。多孔层22是清晰可见的，并且与玻璃基材12的块体26区别开来。多孔层22的厚度是400nm至500nm。
依照方法10的步骤48，然后使得具有多孔层22的玻璃基材12与第二溶液接触，从而去除多孔层22并产生相比于初始表面14具有增加的纹理的新表面28。更具体来说，制备含有去离子水中50重量％KOH的水性第二溶液。然后，将水性第二溶液加热到60℃的温度并放入超声浴中。然后，将具有多孔层22的玻璃基材12浸入具有第二溶液的超声浴中持续1小时。第二溶液的温度维持在60℃。第二溶液完全去除了多孔层22。从第二溶液取出现在具有新表面28的玻璃基材12。依照步骤50，用去离子水清洗玻璃基材12三次。依照步骤52，然后在提供了加热至110℃环境的烘箱中干燥玻璃基材12持续30分钟的时间段。
再次参见图7，右上角的图片B是玻璃基材12在完成方法10之后的另一扫描电子显微镜图像。显示新表面28具有凹的表面特征30，其具有峰32和谷34。图7的图片C(左下角)是新表面28的另一扫描电子显微镜图像，显示直径36为742nm且峰谷高度38为75.4nm的表面特征。图7的图片D(右下角)是新表面28的另一扫描电子显微镜图像，这次是俯视图，显示具有峰32和谷34的凹的表面特征30。
回到图6，对产生多孔层22的步骤40之后的实施例1的玻璃基材12的组成进行分析。如上文所讨论的那样，从块体26贯穿多孔层22到初始表面14，原子铝和原子钠的绝对浓度降低，这是因为部分玻璃基材12浸滤进入第一溶液，形成多孔层22。相比于块体26，多孔层22中的原子硅的相对浓度略微升高，(以不受限于理论的方式)认为这是因为从玻璃基材12浸滤出了铝和钠进入第一溶液，从而产生多孔层22。多孔层22的玻璃网络的改性剂钠的损失使得第二溶液容易地溶解并去除多孔层22，以展现出新表面28。相比于玻璃基材12的块体26，多孔层22中的原子氢和原子氟的绝对浓度增加，如上文所述。配制的玻璃基材12不含氟化物，因而多孔层22存在的所有原子氟都来自第一溶液。
实施例2：除了实施例2的玻璃基材的组成不同于实施例1的玻璃基材12之外，实施例2与实施例1是一致的。更具体来说，实施例2的玻璃基材12具有如下组成：64.74摩尔％SiO2；5.14摩尔％B2O3；13.94摩尔％Al2O3；13.72摩尔％Na2O；0摩尔％K2O；2.38摩尔％MgO；0摩尔％CaO；0.08摩尔％SnO2。实施例2的组成相比于实施例1包含更多的铝和硼且包含更少的硅，并且实施例2的玻璃基材12比实施例1的玻璃基材12更容易蚀刻。
现参见图8，图片A-D是玻璃基材12在完成方法10之后的扫描电子显微镜图像。显示新表面28具有凹的表面特征30，其具有峰32和谷34。左下角的图片C显示两种表面特征30，分别具有2.98μm和2.76μm的直径36以及774nm和714nm的峰谷高度38。因为实施例2的玻璃基材12比实施例1的基材12更容易蚀刻，所以方法10产生更大的表面特征30。
实施例3：除了实施例3的玻璃基材12的组成不同于实施例1和2的玻璃基材12之外，实施例3与实施例1和2是一致的。更具体来说，实施例3的玻璃基材12具有如下组成：57.43摩尔％SiO2；16.10摩尔％Al2O3；6.54摩尔％P2O5；17.05摩尔％Na2O；2.81摩尔％MgO；和0.07摩尔％SnO2。实施例3的组成相比于实施例1和2包含更多的铝和磷且包含更少的硅，并且实施例3的玻璃基材12比实施例1和2的玻璃基材12更容易蚀刻。
现参见图9，图片A-D是玻璃基材12在完成方法10之后的扫描电子显微镜图像。显示新表面28具有凹的表面特征30，其具有峰32和谷34。左下角的图片C显示两种表面特征30，分别具有10.2μm至13.5μm的直径36以及4.17nm至6.94nm的峰谷高度38。因为实施例3的玻璃基材12比实施例1和2的基材12更容易蚀刻，所以方法10产生更大的表面特征30。
实施例4-8：实施例4-7全都采用与上文实施例1的玻璃基材12相同的组成，并且在下表1中标记为组成“A”。实施例8采用与上文实施例3的玻璃基材12相同的组成，并且在下表1中标记为组成“B”。
依照方法10的步骤42，将二氧化硅凝胶混合到去离子水中的H2SiF6的水性溶液中，使得水性溶液被SiO2所饱和。从水性溶液过滤掉未溶解的二氧化硅凝胶。然后，在搅拌下，将这个水性溶液添加到具有H3BO3和去离子水的水性溶液中，从而产生第一溶液。取决于实施例，第一溶液具有40mM H3BO3以及1M或2M的H2SiF6，如下表1所示。第一溶液的温度提升到40℃并维持在这个温度。依照方法10的步骤40，对于每个实施例，玻璃基材12浸入装纳在容器中的第一溶液中，持续如下表1所示的时间段。对于各个实施例，玻璃基材12的两个主表面16、18都是与第一溶液(以及后续的第二溶液)发生接触的初始表面14。对于其他实施例，仅玻璃基材12的主表面16是与第一溶液(以及后续的第二溶液)发生接触的初始表面14，在玻璃基材12的另一个主表面18上布置了保护膜。这个方面在下表1中标记为“单”侧或“双侧”，“单”指的是仅玻璃基材12的主表面16与第一溶液和第二溶液接触，另一个主表面18用保护膜覆盖。与每个实施例的玻璃基材12的初始表面14接触的第一溶液产生多孔层22。在方法10的步骤40之后，每个实施例的玻璃基材12取出不再与第一溶液接触，并依照步骤46进行清洗。依照步骤48，具有多孔层22的每个玻璃基材12浸入含有去离子水中的50重量％KOH的第二溶液的容器中，温度是60℃，持续1小时的时间段。这个步骤48去除了多孔层22，从而产生具有表面特征30的新表面28。然后，每个玻璃基材12取出不再与第二溶液接触，清洗(步骤50)并干燥(步骤52)。然后测试每个实施例的各种光学性质。结果示于下表1。
Figure BDA0002303061610000231
Figure BDA0002303061610000241
表1
实施例 雾度(％) 闪光(％) 透射率(％)
4 0.30 0.43 93.70
5 2.42 1.91 93.40
6 2.21 2.19 93.60
7 7.20 3.12 93.90
8 5.35 14.60 93.90
表1续
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不背离权利要求书的精神或范围的情况下作出各种修改和变动。

Claims (36)

1.一种制造具有纹理化表面的玻璃基材的方法，其包括：
使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触，所述第一溶液包含溶解的SiO2、H2SiF6和H3BO3，从而形成与初始表面毗邻的多孔层；以及
使得多孔层与包含一种或多种碱性盐的第二溶液接触，从而去除多孔层并产生相比于初始表面纹理增加的新表面。
2.如权利要求1所述的方法，
在使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触之前，玻璃基材的厚度是100μm至2.1mm。
3.如权利要求1所述的方法，其还包括：
在使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触之前，使得玻璃基材的初始表面与去污剂在超声浴中接触。
4.如权利要求1所述的方法，
所述第一溶液是包含如下组分的水性溶液：
0.5至0.8M溶解的SiO2；
0.5至2M H2SiF6；和
20至60mM H3BO3。
5.如权利要求1所述的方法，其还包括：
在使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触之前，通过如下顺序制备第一溶液：(i)在包含H2SiF6的水性溶液中，从二氧化硅凝胶溶解SiO2；以及(ii)向包含H2SiF6和溶解的SiO2的水性溶液添加包含H3BO3的水性溶液。
6.如权利要求5所述的方法，
制备第一溶液还包括：在包含H2SiF6的水性溶液中从二氧化硅凝胶溶解SiO2之后，但是在向包含H2SiF6和溶解的SiO2的水性溶液添加包含H3BO3的水性溶液之前，从水性溶液过滤未溶解的二氧化硅凝胶。
7.如权利要求1所述的方法，
第一溶液的温度是25℃至40℃。
8.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材的初始表面与第一溶液接触持续5分钟至6小时的时间段。
9.如权利要求8所述的方法，
玻璃基材的初始表面与第一溶液接触持续5分钟至2.5小时的时间段。
10.如权利要求1所述的方法，其还包括：
在使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触之后，但是在使得多孔层与第二溶液接触之前，用去离子水清洗多孔层。
11.如权利要求1所述的方法，
所述一种或多种碱性盐包括KOH。
12.如权利要求1所述的方法，
第二溶液的温度是室温至80℃。
13.如权利要求1所述的方法，其还包括：
用水清洗所述新表面；以及
使得玻璃基材经受70℃至130℃的温度持续15分钟至45分钟的时间段。
14.如权利要求1所述的方法，
多孔层的厚度是400nm至600nm。
15.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
9.39至18摩尔％氧化铝；
6至20摩尔％Na2O；
最高至9.01摩尔％氧化硼；和
至少一种碱土金属氧化物；
其中，-15摩尔％≤(R2O+R′O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤2摩尔％，式中，R是Na以及任选的Li、K、Rb和Cs中的一种或多种，以及R′是Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种。
16.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
1至10摩尔％P2O5；
MgO；和
至少5摩尔％Al2O3；
其中，77摩尔％≥SiO2+Al2O3≥70摩尔％以及ΣR′O≤0.5P2O5(摩尔％)，式中，R′＝Mg、Ca、Ba和Sr，以及其中，块体的组成还包含至少一种单价金属氧化物改性剂R2O，其中，P2O5≤[Σ(R2O)-Al2O3]。
17.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
1至10摩尔％P2O5；
MgO；和
3至25摩尔％Na2O；
其中，77摩尔％≥SiO2+Al2O3≥70摩尔％以及ΣR′O≤0.5P2O5(摩尔％)，式中，R′＝Mg、Ca、Ba和Sr，其中，P2O5≤[(Na2O+K2O+Rb2O+Ag2O+Cs2O)-Al2O3]。
18.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
60至72摩尔％SiO2；
6至14摩尔％Al2O3；
0至15摩尔％B2O3；
0至1摩尔％Li2O；
0至20摩尔％Na2O；
0至10摩尔％K2O；
0至8摩尔％MgO；
0至10摩尔％CaO；
0至5摩尔％ZrO2；
0至1摩尔％SnO2；
0至1摩尔％CeO2；
小于50ppm As2O3；和
小于50ppm Sb2O3；
其中，12摩尔％≤Li2O+Na2O+K2O≤20摩尔％；以及
其中，0摩尔％≤MgO+CaO≤10摩尔％。
19.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
至少50摩尔％SiO2；
小于10摩尔％B2O3；和
至少8摩尔％Na2O；
其中，块体的组成不含锂；
其中，比例
Figure FDA0002303061600000041
以及其中，Al2O3(摩尔％)>B2O3(摩尔％)，以及改性剂是Na2O和任选地除了Na2O和Li2O之外的一种或多种碱金属氧化物R2O中的至少一种，以及一种或多种碱土氧化物。
20.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
50至72摩尔％SiO2；
9至17摩尔％Al2O3；
小于10摩尔％B2O3；
8至16摩尔％Na2O；和
0至4摩尔％K2O；
其中，比例
Figure FDA0002303061600000051
其中，Al2O3(摩尔％)>B2O3(摩尔％)，以及改性剂是Na2O和任选地除了Na2O和Li2O之外的一种或多种碱金属氧化物R2O中的至少一种，以及一种或多种碱土氧化物RO；以及
其中，块体的组成不含锂。
21.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
至少约50摩尔％SiO2；
至少约10摩尔％R2O，其中，R2O包含Na2O；
Al2O3，其中，Al2O3(摩尔％)<R2O(摩尔％)；
3至4.5摩尔％B2O3；和
至少0.1摩尔％的MgO和ZnO中的至少一种；
其中，B2O3(摩尔％)-(R2O(摩尔％)-Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％。
22.如权利要求1所述的方法，
所述新表面具有凹的表面特征。
23.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
62至70摩尔％SiO2；
0至18摩尔％Al2O3；
0至10摩尔％B2O3；
0至15摩尔％Li2O；
0至20摩尔％Na2O；
0至18摩尔％K2O；
0至17摩尔％MgO；
0至18摩尔％CaO；和
0至5摩尔％ZrO2；
其中，14摩尔％≤R2O+R′O≤25摩尔％，式中，R是Li、Na、K、Cs或Rb，以及R′是Mg、Ca、Ba或Sr；
其中，10摩尔％≤Al2O3+B2O3+ZrO≤30摩尔％；以及
其中，-15摩尔％≤(R2O+R′O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤4摩尔％；
所述新表面具有凹的表面特征，所述凹的表面特征具有650nm至750nm的平均直径以及60nm至80nm的平均峰谷高度。
24.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
62至67摩尔％SiO2；
3至7摩尔％B2O3；
12至15摩尔％Al2O3；
12至15摩尔％Na2O；
0摩尔％K2O；
1至3.5摩尔％MgO；
0摩尔％CaO；和
0.02至0.14摩尔％SnO2；以及
所述新表面具有凹的表面特征，所述凹的表面特征具有2.5μm至3.5μm的平均直径以及650nm至850nm的平均峰谷高度。
25.如权利要求1所述的方法，
玻璃基材在块体具有如下组成，其包含：
45至65摩尔％SiO2；
14至25摩尔％Al2O3；
4至15摩尔％P2O5；和
14至20摩尔％Na2O；
其中，所述新表面具有凹的表面特征，所述凹的表面特征具有9μm至15μm的平均直径以及3.5μm至7.5μm的平均峰谷高度。
26.如权利要求1所述的方法，
多孔层包含的硅原子、氟原子和氢原子的绝对浓度大于玻璃基材的块体。
27.如权利要求26所述的方法，
多孔层包含的铝原子和钠原子的浓度小于玻璃基材的块体。
28.如权利要求23所述的方法，
具有新表面的玻璃基材具有：92至99％的图像清晰度，100至145GU的光泽度-60，0.25至7.5％的透射雾度，小于3.5％的闪光值以及大于93％的透射率。
29.一种制造具有纹理化表面的玻璃基材的方法，其包括：
使得玻璃基材的初始表面与第一溶液接触5分钟至2.5小时的时间段，所述第一溶液的温度是25℃至40℃并且是包含0.5至0.8M的溶解的SiO2、0.5至2M H2SiF6和20至60mM H3BO3的水性溶液，从而形成与初始表面毗邻的多孔层，所述多孔层的厚度是400nm至600nm并且包含的氟原子和氢原子的绝对浓度大于玻璃基材的块体；以及
使得多孔层与第二溶液在超声浴中接触，所述第二溶液的温度是40℃至80℃并且包含一种或多种碱性氢氧化物，从而去除多孔层并产生相比于初始表面而言纹理增加的新表面，所述新表面具有凹的表面特征。
30.如权利要求29所述的方法，
具有新表面的玻璃基材具有：92至99％的图像清晰度，100至145GU的光泽度-60，0.25至7.5％的透射雾度，小于3.5％的闪光值以及大于93％的透射率。
31.如权利要求29所述的方法，
凹的表面特征具有以下一种：
(i)平均直径是650nm至750nm，以及平均峰谷高度是60nm至80nm；
(ii)平均直径是2.5μm至3.5μm，以及平均峰谷高度是650nm至850nm；或者
(iii)平均直径是9μm至15μm，以及平均峰谷高度是3.5μm至7.5μm。
32.一种玻璃基材，其包括：
块体处的如下组成，其包含：
45至65摩尔％SiO2；
14至25摩尔％Al2O3；
4至15摩尔％P2O5；和
14至20摩尔％Na2O；和
包含凹的表面特征的表面，所述凹的表面特征具有9μm至15μm的平均直径以及3.5μm至7.5μm的平均峰谷高度。
33.如权利要求32所述的玻璃基材，其还包括：
22至27％的图像清晰度；
95至105GU的光泽度-60；
2.5至7.5％的透射雾度；
12至16％的闪光值；以及
93.5至94.5％的透射率。
34.一种玻璃基材，其包括：
块体处的如下组成，其包含：
62至67摩尔％SiO2；
3至7摩尔％B2O3；
12至15摩尔％Al2O3；
12至15摩尔％Na2O；
0摩尔％K2O；
1至3.5摩尔％MgO；
0摩尔％CaO；和
0.02至0.14摩尔％SnO2；以及
包含凹的表面特征的表面，所述凹的表面特征具有2.5μm至3.5μm的平均直径以及650nm至850nm的平均峰谷高度。
35.一种玻璃基材，其包括：
块体处的如下组成，其包含：
62至70摩尔％SiO2；
0至18摩尔％Al2O3；
0至10摩尔％B2O3；
0至15摩尔％Li2O；
0至20摩尔％Na2O；
0至18摩尔％K2O；
0至17摩尔％MgO；
0至18摩尔％CaO；和
0至5摩尔％ZrO2；
其中，14摩尔％≤R2O+R′O≤25摩尔％，式中，R是Li、Na、K、Cs或Rb，以及R′是Mg、Ca、Ba或Sr；
其中，10摩尔％≤Al2O3+B2O3+ZrO≤30摩尔％；以及
其中，-15摩尔％≤(R2O+R′O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤4摩尔％；以及
包含凹的表面特征的表面，所述凹的表面特征具有650nm至750nm的平均直径以及60nm至80nm的平均峰谷高度。
36.如权利要求32所述的玻璃基材，其还包括：
92至99％的图像清晰度；
100至145GU的光泽度-60；
0.25至7.5％的透射雾度；
小于3.5％的闪光值；以及
大于93％的透射率。
CN201911229117.6A 2019-12-04 2019-12-04 具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法 Pending CN112897888A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911229117.6A CN112897888A (zh) 2019-12-04 2019-12-04 具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法
PCT/US2020/062636 WO2021113196A1 (en) 2019-12-04 2020-12-01 Method of manufacturing a glass substrate with a textured surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911229117.6A CN112897888A (zh) 2019-12-04 2019-12-04 具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112897888A true CN112897888A (zh) 2021-06-04

Family

ID=73855573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911229117.6A Pending CN112897888A (zh) 2019-12-04 2019-12-04 具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112897888A (zh)
WO (1) WO2021113196A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023033806A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Corning Incorporated Textured glass articles and methods of making same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361833A (zh) * 2009-01-23 2012-02-22 法国圣戈班玻璃厂 透明玻璃基板和制造这种基板的方法
CN102674704A (zh) * 2011-03-11 2012-09-19 北京市太阳能研究所有限公司 多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法
CN102867880A (zh) * 2011-07-06 2013-01-09 长沙理工大学 一种多晶硅表面两次酸刻蚀织构的制备方法
CN103011612A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 北京市太阳能研究所集团有限公司 一种纳米增透钠钙玻璃的制备方法
CN105164078A (zh) * 2012-11-02 2015-12-16 康宁股份有限公司 织构化不透明、有色和半透明材料的方法
CN105917252A (zh) * 2014-01-16 2016-08-31 康宁精密素材株式会社 抗反射玻璃基底及其制造方法
CN107531559A (zh) * 2015-02-26 2018-01-02 康宁股份有限公司 用于控制玻璃‑陶瓷制品上的表面特征体的方法以及利用该方法形成的制品
CN108290775A (zh) * 2015-11-23 2018-07-17 康宁股份有限公司 从玻璃基材去除无机涂层
US20180282201A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Corning Incorporated Textured glass articles and methods of making the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2227444B1 (en) 2007-11-29 2019-02-20 Corning Incorporated Glasses having improved toughness and scratch resistance
DE202009018723U1 (de) 2008-02-26 2012-11-20 Corning Inc. Läutermittel für Silikatgläser
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
US8992786B2 (en) * 2010-04-30 2015-03-31 Corning Incorporated Anti-glare surface and method of making
US9540278B2 (en) 2010-05-27 2017-01-10 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses
WO2013181134A1 (en) 2012-05-31 2013-12-05 Corning Incorporated Zircon compatible, ion exchangeable glass with high damage resistance
US11548810B2 (en) * 2017-09-14 2023-01-10 Corning Incorporated Textured glass-based articles with scratch resistance and methods of making the same
CN114127023A (zh) * 2018-09-21 2022-03-01 康宁股份有限公司 图案化的玻璃制品及其制造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361833A (zh) * 2009-01-23 2012-02-22 法国圣戈班玻璃厂 透明玻璃基板和制造这种基板的方法
CN102674704A (zh) * 2011-03-11 2012-09-19 北京市太阳能研究所有限公司 多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法
CN102867880A (zh) * 2011-07-06 2013-01-09 长沙理工大学 一种多晶硅表面两次酸刻蚀织构的制备方法
CN105164078A (zh) * 2012-11-02 2015-12-16 康宁股份有限公司 织构化不透明、有色和半透明材料的方法
CN103011612A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 北京市太阳能研究所集团有限公司 一种纳米增透钠钙玻璃的制备方法
CN105917252A (zh) * 2014-01-16 2016-08-31 康宁精密素材株式会社 抗反射玻璃基底及其制造方法
CN107531559A (zh) * 2015-02-26 2018-01-02 康宁股份有限公司 用于控制玻璃‑陶瓷制品上的表面特征体的方法以及利用该方法形成的制品
CN108290775A (zh) * 2015-11-23 2018-07-17 康宁股份有限公司 从玻璃基材去除无机涂层
US20180282201A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Corning Incorporated Textured glass articles and methods of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021113196A1 (en) 2021-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI579250B (zh) 具有壓縮應力平衡的抗眩光玻璃片及其方法
JP5784610B2 (ja) 防眩性を有するガラスおよびディスプレイ
US11306024B2 (en) Textured glass articles and methods of making the same
TWI670525B (zh) 具有均勻紋理表面及低閃爍之防眩光基材與其製造方法
US10961147B2 (en) Reduced reflection glass articles and methods for making and using same
US3374130A (en) Etching solution and process for producing a non-reflective surface on transparent glass
TW201934515A (zh) 具抗刮擦性的紋理化基於玻璃之製品及其製作方法
CN102448904A (zh) 具有防眩光表面的玻璃及其制备方法
WO2012118594A1 (en) Glass having antiglare surface with low display sparkle
US12030805B2 (en) Textured, antiglare glass articles and methods of making the same
US11560330B2 (en) Patterned glass articles and methods of making the same
US11299420B2 (en) Glass article
US10787384B2 (en) Low sparkle glass sheet and process of making it
CN112897888A (zh) 具有纹理化表面的玻璃基材的制造方法
US20230141260A1 (en) Antireflective glass articles with a porosity-graded layer and methods of making the same
US20230084912A1 (en) Textured glass-based articles
WO2023064097A1 (en) Textured glass articles and methods of making the same
TW202330432A (zh) 化學強化玻璃之製造方法、化學強化玻璃、覆蓋玻璃及顯示裝置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination