具有低闪光、DOI和透射雾度的防眩光基材的制作方法

相关申请交叉参考

本申请根据35u.s.c.§119，要求2014年9月8日提交的美国临时申请系列第62/047,254号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术：

本文涉及展现出防眩光性质的基材，更具体地，涉及展现出低闪光、低图像清晰度(doi)和低透射雾度的基材。

消费电子技术的发展必须改进各种覆盖基材性质。一种此类改善领域是用于消费者电子装置，例如智能(移动)电话、平板、电子阅读器、显示器和tv的防眩光表面。

已知的防眩光表面通常具有织构化表面，其是通过在基材的表面上形成晶体，以及对基材未被晶体覆盖的部分进行蚀刻形成的。在一些情况下，氢氟酸(hf)、氟化氢铵(nh4hf2)、丙二醇(pg)和无机酸(例如，硫酸h2so4)被用于在玻璃基材上形成此类防眩光表面。

对于消费者电子应用，已知的防眩光表面会在低透射雾度水平(例如，小于或等于10％)下展现出闪光(或粒状外观)。当在显示系统中结合防眩光或光散射表面时，会发生显示器“闪光”现象。闪光与非常细小的粒状外观相关，看上去会使得颗粒图案偏移以及显示器的可视角改变。当通过防眩光表面观察像素化显示器例如lcd时，会观察到这种类型的闪光。此类闪光的类型不同于投射或激光系统中观察到和作为其特性的“闪光”或“斑点”，并且此类闪光起源于投射或激光系统中观察到和作为其特性的“闪光”或“斑点”。

随着显示器展现出更高的清晰度和以更高的密度组件像素，减少闪光变得更为重要。因此，需要展现出低闪光的同时仍然展现出低doi和低透射雾度的防眩光表面。

技术实现要素：

本文的第一个方面属于形成防眩光表面的方法，其包括：用蚀刻剂蚀刻掉基材的一部分表面以提供经蚀刻的表面，以及去除一部分经蚀刻的表面以提供防眩光表面。所得到的具有防眩光表面的基材展现出小于或等于10％的透射雾度、小于或等于约6％的ppdr，以及防眩光表面展现出小于或等于约80的doi。所得到的防眩光表面可以包括织构化表面，其具有多个凹面特征，所述凹面特征具有从表面向外朝向的开口。开口的平均横截面尺寸可以小于或等于约30微米。

在一个或多个实施方式中，方法包括：在用(可通过喷涂施加的)蚀刻剂蚀刻掉一部分的表面的同时，在表面上产生多个不可溶晶体。蚀刻剂可展现出小于或等于约50g/100g水的水溶解度。在一些情况下，不可溶晶体包括钾，并且可以包括k2sif6和k3alf6中的任意一种或多种。在一些其他情况下，不可溶晶体展现出小于约10g/100g水的水溶解度。

在一个或多个实施方式中，去除一部分的经过蚀刻的表面包括去除厚度最高至约100微米的表面(例如，约40-100微米)。可以通过将表面暴露于化学抛光溶液来去除厚度。在一些情况下，在去除一部分的经过蚀刻的表面之前去除蚀刻剂。

在一个或多个实施方式中，蚀刻剂包括钾盐，其存在的量可以约为1-20重量％或者约为5-15重量％。钾盐可以包括以下任意一种或多种：氯化钾(kcl)、硝酸钾(kno3)、硫酸钾(k2so4)和乙酸钾。蚀刻剂还可包含有机溶剂和含氟酸。有机溶剂存在的量可以约为0-40重量％，并且可以包括与水混溶有机溶剂。在一个或多个实施方式中，含氟酸存在的量约为0.5-6重量％，并且可以包括氢氟酸(hf)和氟化氢铵(nh4hf2)中的任意一种或多种。在一些例子中，基本不含铵盐。在其他例子中，蚀刻剂可以包含氟化铵(nh4f)、不可溶颗粒、表面活性剂，或其组合。

方法可采用的基材可以是无定形的或者可以是晶体。合适的无定形基材的例子包括玻璃，例如钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃以及碱性铝硼硅酸盐玻璃。在一些情况下，玻璃可以经过化学强化，并且可包括具有至少250mpa的表面cs的压缩应力(cs)层，其在经化学强化的玻璃内延伸，从玻璃的表面延伸到大于或等于约10um的层深度(dol)。

本文的第二个方面属于展现出低闪光(依照低像素功率偏差参照或ppdr而言)、低doi和低透射雾度的基材。在一个或多个实施方式中，基材包括防眩光表面，其包括织构化表面，所述织构化表面具有平均横截面尺寸小于或等于约30微米(μm)的特征。在一些情况下，特征包括约为1至-1的rsk值。在一些实施方式中，制品(或其织构化表面)展现出小于或等于10％的透射雾度、小于约7％(或者小于或等于约6％)的ppdr和小于或等于约80的doi。

在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，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述的各种实施方式而被认识。

应理解，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，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1是一个实施方式的侧视图；

图2a的工艺流程图显示形成一个或多个实施方式的织构化表面的方法；

图2b的流程图显示形成已知织构化表面的已知方法；

图3显示在一个或多个实施方式的10％的透射雾度下可实现的ppdr和doi测量；

图4显示在10％的透射雾度下可实现的ppdr和doi测量；

图5是实施例1的经蚀刻表面的图像，通过尼康光学显微镜以200倍放大倍数拍摄；

图6是实施例1的织构化表面的图像，通过尼康光学显微镜以200倍放大倍数拍摄；以及

图7显示实施例6和对比基材的计算得到的ppdr和doi测量。

具体实施方式

下面将详细参见本文的各种实施方式。

本文的第一个方面属于展现出防眩光性质的基材，以及包含其的制品。具体来说，防眩光基材展现出小于或等于10％的透射雾度、小于或等于约6％的ppdr，以及小于或等于约80的doi，这是在包含防眩光表面(或者织构化或粗糙化表面)的表面上测得的。

参见图1，在一个或多个实施方式中，基材100包括相对主表面112、114以及相对次表面116、118。在一些实施方式中，至少一个表面(例如主表面)包括具有多个特征122的织构(本文称作织构化表面120)。织构可在一部分的表面上延伸，可在整个表面上延伸，或者在不止一个表面上延伸。织构可以被称作粗糙化。特征120可以被描述为从表面延伸进入基材的凹面形状，在表面处具有开口，其从表面向外朝向，如图1所示。

除非另有说明，否则基材100以doi而言的防眩光性能是在具有织构或所述多个特征122的表面上以反射模式(即，没有考虑基材的其他表面)测量的。ppdr和透射雾度性能是以整个基材而言的，因为这些数值是以透射模式测量的。

在一个或多个实施方式中，织构化表面120的特征的平均横截面尺寸可以小于或等于约30微米。可以在表面上，在开口处测量平均横截面尺寸。在一些实施方式中，特征122的平均横截面尺寸是如下范围：约为10微米至约为30微米，约为10微米至约为28微米，约为10微米至约为26微米，约为10微米至约为24微米，约为10微米至约为22微米，约为10微米至约为20微米，约为12微米至约为30微米，约为14微米至约为30微米，约为16微米至约为30微米，约为18微米至约为30微米，约为20微米至约为30微米，约为15微米至约为25微米，约为17微米至约为25微米，约为20微米至约为25微米，或者约为20微米至约为22微米。如本文所用术语“最长横截面尺寸”指的是特征的最长单个尺寸。因此，为了清楚起见，当特征是圆形时，最长横截面尺寸是其直径；当特征是椭圆形状时，最长横截面尺寸是椭圆的最长直径；以及当特征是不规则形状时，最长横截面尺寸是其周边上最远的两个相对点之间的线。当术语“平均”用于“最长横截面尺寸”时，包括同一样品上至少20个不同特征所测得的最长横截面尺寸的平均值。

在一个或多个实施方式中，基材展现出的低闪光可表征为小于或等于约7％、小于或等于约6.5％、小于或等于约6％、小于或等于约5.5％、小于或等于约5％、小于或等于约4.5％、小于或等于约4％、小于或等于约3.5％或者小于或等于约3％的像素功率偏差参照(pixelpowerdeviationreference)或ppdr。如本文所用术语“像素功率偏差参照”和“ppdr”指的是显示器闪光的定量测量。除非另有说明，否则采用如下显示器配置测量ppdr，该显示器配置包括具有60μmx180μm的本生子像素间距以及约为44μmx142μm的子像素开口窗口尺寸的边缘照明lcd屏(扭转向列型lcd)。lcd屏的前表面具有光泽、减反射型线性偏振膜。为了确定显示器系统或者形成一部分的显示器系统的防眩光表面的ppdr，将屏幕放在“眼模拟器”照相机的聚焦区域，其具有近似人类观察者眼睛的参数。这样，照相机系统包括光圈(或“瞳孔光圈”)其被插入光路中来调节光的收集角度，因而近似于人眼瞳孔的光圈。在本文所述的ppdr测量中，虹彩光圈对向18毫弧度的角度。

可以将ppdr测量与用于表征已知防眩光表面的ppd测量区分开来。ppdr包括像素功率的归一化的标准偏差，更详细参见j.gollier等人的“displaysparklemeasurementandhumanresponse(显示器闪光测量和人体响应)”idsymposiumoftechnicalpapers44(技术论文id座谈会44)，第1期，295-297(2013)所述。为了单独计算来自显示器的ppd贡献，去除了没有防眩光表面的发射显示器的像素功率变化，以提供ppdr测量(表示为参照测量)。通常来说，拍摄裸显示器的第一图像并用作含有防眩光表面的测试样品所拍摄图像的参照。通过对图像中的行进行求和然后对图像中的列进行求和并确定最小值，来计算相邻像素之间的边界。对于噪音很大的图像，积分区域的位置可能需要采用发射显示器中像素间距为恒定的认知进行估算。从图像减去像素之间的暗区域中观察到的背景计数，以去除照相机暗计数或者显示器内的其他散射光。然后对每个像素内的总功率进行积分，并通过除以来自参照图像的像素功率进行归一化。然后计算像素功率的分布的标准偏差，来得到ppdr值。

更具体来说，在ppdr的测量中，将lcd像素的均匀绿色片用作源。仅照亮绿色子像素，最小测量面积约为20x20个lcd像素。获得测试图像(tij)和参照图像(rij)。参照图像去除了源强度分布中的不均匀性。每个lcd像素具有至少约20个ccd像素的ccd(电荷耦合器件)照相机收集通过虹膜观察的lcd像素的图像。还确定了背景值(bg)以去除来自于杂散光和暗计数的贡献。通过等式(1)和(2)确定ppdr值。

aij＝(tij–bg)/(rij–bg)(1)

ppdr＝标准偏差[aij]*100(2)

可以在0°和90°进行ppdr测量。ppdr值指的是这些测量的数学平均值。

在一些实施方式中，防眩光表面展现出小于约85的20°图像清晰度(doi)。在一些实施方式中，防眩光表面的doi小于约80、小于约60或者小于约40。如本文所用术语“图像清晰度”是通过题为“standardtestmethodsforinstrumentalmeasurementsofdistinctness-of-imageglossofcoatingsurfaces(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(astm5767)的方法a所定义，其全文参考结合于此。根据astm5767的方法a，在防眩光表面上，在镜面观察角和略微偏离镜面观察角的角度进行基材反射因子的测量。结合通过这些测量获得的值来提供doi值。具体来说，根据下式计算doi

其中，ros是偏移镜面反射方向0.2°和0.4°之间的相对反射强度平均值，以及rs是镜面方向(以镜面反射方向为中心，+0.05°和-0.05°之间)的相对反射强度平均值如果输入光源角度相对于样品表面法线为+20°(如本文全文那样)，以及与样品正交的表面取作0°，则镜面反射光rs的测量取约为-19.95°至-20.05°的范围中的平均值，以及ros取约为-20.2°至-20.4°(或者-19.6°至-19.8°)的范围内的平均反射强度，或者这两个范围内的平均值。如本文所用，doi值应该直接解释为指定了ros/rs的目标比，如本文所定义。在一些实施方式中，防眩光表面的反射散射分布使得>95％的反射光学功率包含在+/-10°的圆锥内，其中对于任意输入角，所述圆锥的中心围绕着镜面反射方向。

在一些实施方式中，本文所述的防眩光表面的透射雾度值小于或等于约10％。在一些实施方式中，透明玻璃片的透射雾度小于或等于约8％、小于或等于约6％或者小于或等于约5％。如本文所用术语“透射雾度”和“雾度”表示根据astm方法d1003的在约为±2.5°的角锥以外散射的透射光的百分数。对于光学平滑的表面，透射雾度通常接近于零。

在一些实施方式中，防眩光表面展现出大于或等于约200纳米(nm)的rms粗糙度。在一些实施方式中，防眩光表面展现出如下rms粗糙度值：大于或等于约210纳米、大于或等于约220纳米、大于或等于约230纳米、大于或等于约240纳米、大于或等于约250纳米、大于或等于约300纳米、大于或等于约350纳米、大于或等于约400纳米、大于或等于约450纳米、或者大于或等于约500纳米。

在一些情况下，防眩光表面展现出约为-1至约1或者约为-0.5至约0.5的偏斜(rsk)值。不希望受限于理论，相比于rsk值小于或等于1的表面，rsk值大于1的表面对于耐划痕性而言的耐用性较差，以及相比于rsk值大于或等于约-1的表面，rsk值小于约-1的表面可能强度降低。

用于形成防眩光表面的基材可以是无机的，并且可以包括无定形基材、晶体基材或其组合。在一个或多个实施方式中，基材可以是无定形的，并且可以包括可经过强化或者未经过强化的玻璃。合适的玻璃的例子包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃以及碱性铝硼硅酸盐玻璃。在一个或多个替代实施方式中，基材可以包括晶体基材，例如玻璃陶瓷基材(其可以经过强化或者未经过强化)或者可以包括单晶结构，例如蓝宝石。在一个或多个具体实施方式中，基材包括无定形基底(例如玻璃)和晶体包覆(例如，蓝宝石层、多晶氧化铝层和/或尖晶石(mgal2o4)层)。

基材可以是基本平坦或者片状的，但是其他实施方式可采用弯曲或者任意其他形状或造型的基材。基材可以是基本上光学透澈、透明和没有光散射的。在此类实施方式中，基材在光波长区域可展现大于或等于约85％、大于或等于约86％、大于或等于87％、大于或等于88％、大于或等于89％、大于或等于90％、大于或等于91％或者大于或等于92％的平均透光率。在一个或多个替代实施方式中，基材可以是不透明的，或者可以在光波长区域展现出小于约10％、小于约9％、小于约8％、小于约7％、小于约6％、小于约5％、小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％或者小于约0％的平均透光率。基材可任选地展现出颜色，例如白色、黑色、红色、蓝色、绿色、黄色、橙色等。

作为补充或替代，出于美观和/或功能原因，基材的物理厚度可沿其一个或多个尺寸发生变化。例如，基材的边缘可以相比于基材100的更为中心区域是更厚的。根据应用或用途，基材的长度、宽度和物理厚度尺寸也可以发生变化。

可采用各种不同工艺来提供基材。例如，当基材包括无定形基材例如玻璃时，各种成形方法可以包括浮法玻璃工艺以及下拉工艺例如熔合拉制和狭缝拉制。

一旦形成，可以对基材进行强化以形成经强化的基材。如本文所用术语“经强化的基材”可以表示通过例如用较大离子来离子交换基材表面中的较小离子进行化学强化的基材。但是，也可采用本领域已知的其他强化方法，例如采用热回火或者部分基材之间的热膨胀系数的不匹配来产生压缩应力和中心拉伸区域，以形成经强化的基材。

当基材通过离子交换工艺进行化学强化时，用具有相同价态或氧化态的较大的离子来代替或交换基材的表面层内的离子。通常通过将基材浸泡在熔盐浴中进行离子交换工艺，所述熔盐浴包含要与基材中的较小离子发生交换的较大离子。本领域技术人员会理解的是，离子交换工艺的参数包括但不限于：浴组成和温度、浸没时间、基材在一种或多种盐浴中的浸没次数、多种盐浴的使用、其它步骤例如退火以及洗涤等，其通常是由以下的因素决定的：基材的组成，所需的压缩应力(cs)、通过强化操作得到的基材的压缩应力层深度(或层深度)。例如，含碱金属的玻璃基材的离子交换可以通过以下方式实现：浸泡在至少一种包含盐的熔盐浴中，所述盐包括例如但不限于较大碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐和氯化物。熔盐浴的温度通常约为380℃至高至约450℃，而浸入时间约为15分钟至高至40小时。但是，也可以采用与上述不同的温度和浸入时间。

另外，在以下文献中描述了在多种离子交换浴中浸没玻璃基材(在浸泡之间进行洗涤和/或退火步骤)的离子交换工艺的非限制性例子：douglasc.allan等人于2009年7月10日提交的题为“glasswithcompressivesurfaceforconsumerapplications(用于消费者应用的具有压缩表面的玻璃)”的美国专利申请第12/500,650号，其要求2008年7月11日提交的美国临时专利申请第61/079,995号的优先权，其中，通过在不同浓度的盐浴中多次浸泡，进行连续的离子交换处理，从而对玻璃基材进行强化；以及2012年11月20日公告的christopherm.lee等人的题为“dualstageionexchangeforchemicalstrengtheningofglass(用于对玻璃进行化学强化的多阶段离子交换)”的美国专利8,312,739，其要求2008年7月29日提交的美国临时专利申请第61/084,398号的优先权，其中，玻璃基材通过以下方式进行强化：首先在用流出离子稀释的第一浴中进行离子交换，然后在第二浴中浸泡，所述第二浴的流出离子浓度小于第一浴。美国专利申请第12/500,650号和美国专利第8,312,739号的内容全文参考结合于此。

可以基于中心拉伸(ct)、表面cs和层深度(dol)的参数对通过离子交换所实现的化学强化程度进行定量化。可以在强化的玻璃的表面附近或其内的各个深度处测量表面cs。最大cs值可以包括在强化基材的表面(css)测得的cs。ct是计算用于玻璃基材内与压缩应力层相邻的内部区域，其可以由cs、物理厚度t和dol计算得到。采用本领域已知的那些方式测量cs和dol。此类方式包括但不限于，使用诸如luceo有限公司(日本东京)制造的fsm-6000或者类似的商用仪器，来测量表面应力(fsm)，测量cs和dol的方法如astm1422c-99所述，题为“standardspecificationforchemicallystrengthenedflatglass(用于化学强化的平坦玻璃的标准规格)”和astm1279.19779“standardtestmethodfornon-destructivephotoelasticmeasurementofedgeandsurfacestressesinannealed,heat-strengthened,andfully-temperedflatglass(用于退火的、热强化的、完全回火的平坦玻璃中的边缘和表面应力的非破坏性光弹性测量的标准测试方法)”，其全文通过引用结合入本文。表面应力测量依赖于应力光学系数(soc)的精确测量，其与玻璃基材的双折射相关。进而通过本领域已知的那些方法来测量soc，例如纤维和四点弯曲方法(它们都参见astm标准c770-98(2008)所述，题为“standardtestmethodformeasurementofglassstress-opticalcoefficient(用于测量玻璃的应力-光学系数的标准测试方法)”，其全文通过引用结合入本文，以及块圆柱体方法。cs和ct之间的关系如下式(1)所示：

ct＝(cs·dol)/(t–2dol)(1),

式中，t是玻璃制品的物理厚度(μm)。在本文的各部分中，ct和cs的单位是兆帕斯卡(mpa)，物理厚度t的单位是微米(μm)或毫米(mm)，以及dol的单位是微米(μm)。

在一个实施方式中，强化基材的表面cs可以大于或等于250mpa、大于或等于300mpa，例如大于或等于400mpa、大于或等于450mpa、大于或等于500mpa、大于或等于550mpa、大于或等于600mpa、大于或等于650mpa、大于或等于700mpa、大于或等于750mpa、或者大于或等于800mpa。强化基材的dol可以大于或等于10μm、大于或等于15μm、大于或等于20μm(例如，25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或更大)，和/或ct可以大于或等于10mpa、大于或等于20mpa、大于或等于30mpa、大于或等于40mpa(例如，42mpa、45mpa或50mpa或更大)但是小于100mpa(例如，95、90、85、80、75、70、65、60、55mpa或更小)。在一个或多个具体实施方式中，强化的基材具有以下一种或多种性质：表面cs大于500mpa、dol大于15μm，以及ct大于18mpa。

可用于基材的示例性玻璃可包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物，但是也考虑其他玻璃组合物。此类玻璃组合物能够通过离子交换过程进行化学强化。一种示例性玻璃组合物包含sio2、b2o3和na2o，其中，(sio2+b2o3)≥66摩尔％，并且na2o≥9摩尔％。在一个实施方式中，玻璃组合物包含至少6重量％的氧化铝。在另一个实施方式中，基材包含具有一种或多种碱土氧化物，从而碱土氧化物的含量至少为5重量％的玻璃组合物。在一些实施方式中，合适的玻璃组合物还包含k2o、mgo和cao中的至少一种。在一个特定实施方式中，用于基材的玻璃组合物可包含：61-75摩尔％的sio2；7-15摩尔％的al2o3；0-12摩尔％的b2o3；9-21摩尔％的na2o；0-4摩尔％的k2o；0-7摩尔％的mgo；以及0-3摩尔％的cao。

适合基材的另一种示例性玻璃组合物包含：60-70摩尔％的sio2；6-14摩尔％的al2o3；0-15摩尔％的b2o3；0-15摩尔％的li2o；0-20摩尔％的na2o；0-10摩尔％的k2o；0-8摩尔％的mgo；0-10摩尔％的cao；0-5摩尔％的zro2；0-1摩尔％的sno2；0-1摩尔％的ceo2；小于50ppm的as2o3；以及小于50ppm的sb2o3；其中12摩尔％≤(li2o+na2o+k2o)≤20摩尔％，以及0摩尔％≤(mgo+cao)≤10摩尔％。

适合基材的另一种示例性玻璃组合物包含：63.5-66.5摩尔％的sio2；8-12摩尔％的al2o3；0-3摩尔％的b2o3；0-5摩尔％的li2o；8-18摩尔％的na2o；0-5摩尔％的k2o；1-7摩尔％的mgo；0-2.5摩尔％的cao；0-3摩尔％的zro2；0.05-0.25摩尔％的sno2；0.05-0.5摩尔％的ceo2；小于50ppm的as2o3；以及小于50ppm的sb2o3；其中14摩尔％≤(li2o+na2o+k2o)≤18摩尔％，且2摩尔％≤(mgo+cao)≤7摩尔％。

在一个具体实施方式中，适用于基材120的碱性铝硅酸盐玻璃组合物包含氧化铝、至少一种碱金属以及，在一些实施方式中大于50摩尔％的sio2，在另一些实施方式中至少58摩尔％的sio2，以及在其他实施方式中至少60摩尔％的sio2，其中比例其中比例的组分以摩尔％计，改性剂是碱金属氧化物。在具体实施方式中，该玻璃组合物包含：58-72摩尔％的sio2；9-17摩尔％的al2o3；2-12摩尔％的b2o3；8-16摩尔％的na2o；以及0-4摩尔％的k2o，其中比例

在另一个实施方式中，基材可包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物，其包含：64-68摩尔％的sio2；12-16摩尔％的na2o；8-12摩尔％的al2o3；0-3摩尔％的b2o3；2-5摩尔％的k2o；4-6摩尔％的mgo；以及0-5摩尔％的cao，其中66摩尔％≤sio2+b2o3+cao≤69摩尔％；na2o+k2o+b2o3+mgo+cao+sro>10摩尔％；5摩尔％≤mgo+cao+sro≤8摩尔％；(na2o+b2o3)-al2o3≤2摩尔％；2摩尔％≤na2o-al2o3≤6摩尔％；以及4摩尔％≤(na2o+k2o)-al2o3≤10摩尔％。

在一个替代实施方式中，基材可包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物，其包含：大于或等于2摩尔％的al2o3和/或zro2或者大于或等于4摩尔％的al2o3和/或zro2。

在基材包含晶体基材的情况下，所述基材可包含单晶，所述单晶可包含al2o3。这种单晶基材称作蓝宝石。晶体基材的其他合适材料包括多晶氧化铝层和/或尖晶石(mgal2o4)。

可选地，晶体基材可包含玻璃陶瓷基材，其可以是经过强化的或未经过强化的。合适的玻璃陶瓷的例子可以包括li2o-al2o3-sio2体系(即，las体系)玻璃陶瓷、mgo-al2o3-sio2体系(即，mas体系)玻璃陶瓷，和/或包括具有β-石英固溶体、β-锂辉石ss、堇青石和二硅酸锂的主晶相的玻璃陶瓷。可以采用本文所揭示的化学强化工艺对玻璃陶瓷基材进行强化。在一个或多个实施方式中，mas体系玻璃陶瓷基材可以在li2so4熔盐中进行强化，从而可以发生2li⁺被mg²⁺交换。

根据一个或多个实施方式，基材可具有约为100μm至约5mm的物理厚度。示例性基材物理厚度范围约为100-500μm(例如，100、200、300、400或500μm)。其他示例性基材物理厚度范围约为500-1000μm(例如，500、600、700、800、900或者1000μm)。基材可具有大于约1mm(例如，约为2、3、4或者5mm)的物理厚度。在一个或多个具体实施方式中，基材的物理厚度可以小于或等于2mm，或者小于1mm。基材可经过酸性抛光或者任意其他方式的处理，以去除或减少表面瑕疵的影响。

可以包含此类防眩光基材的制品的例子包括用于电子器件(例如，笔记本电脑、手机、智能手机、平板、电子阅读器、销售点装置、库存装置、导航系统、汽车仪表盘、汽车控制台、电器(例如，炉、炉灶、洗碗机和冰箱))的显示器。本文所述的防眩光基材还可用于此类电子器件的外壳起到装饰目的。还可将防眩光基材结合到建筑制品中，例如工作台面、窗和电梯等。

本文的第二个方面属于形成本文所述的防眩光基材的方法。在一个或多个实施方式中，方法包括：提供具有表面的基材和蚀刻掉一部分的表面以提供经蚀刻的表面，以及去除一部分经蚀刻的表面以提供防眩光表面或者织构化表面，如本文所述。

在一个或多个实施方式中，蚀刻剂展现出低于已知蚀刻剂的水溶解度。例如，在一些实施方式中，蚀刻剂所展现的水溶解度小于或等于约50g/100g水(例如，小于或等于约40g/100g水或者小于或等于约30g/100g水)。在一些例子中，蚀刻剂包含钾盐以及展现出约为39.2g/100g水的水溶解度。钾盐可包括kcl、可溶性无机钾盐(例如，kno3、k2so4或其组合)、水溶性有机盐(例如，乙酸钾)，及其组合。在一个或多个具体实施方式中，蚀刻剂可具有组合物khf2或者可包含盐的组合，它们在一起活性组分，包括钾离子、氟离子和低ph。

蚀刻剂包含的钾盐的量可以是如下范围：约为0.1重量％至约为20重量％，约为0.1重量％至约为18重量％，约为0.1重量％至约为16重量％，约为0.1重量％至约为14重量％，约为0.1重量％至约为12重量％，约为1重量％至约为20重量％，约为2重量％至约为20重量％，约为4重量％至约为20重量％，约为6重量％至约为20重量％，约为8重量％至约为20重量％，约为10重量％至约为20重量％，约为12重量％至约为20重量％，约为5重量％至约为15重量％，或者约为5重量％至约为10重量％。

在一些实施方式中，当钾盐的浓度小于约5重量％(例如约2重量％)时，形成的沉淀物不足以及无法形成所需的织构化表面。在一些实施方式中，当钾盐浓度大于约10重量％时，蚀刻剂较不均匀。在一个或多个实施方式中，蚀刻剂包含的kcl的量约为5-10重量％。

在一些实施方式中，蚀刻剂包括含氟酸。含氟酸存在的量可以约为0.5-6重量％、约为1-6重量％或者约为1-3重量％。合适的含氟酸的例子包括氢氟酸(hf)和氟化氢铵(nh4hf2)。不希望受限于理论以及如下文进一步详述，含氟酸蚀刻了基材并通过在基材的表面上形成沉淀物离子产生包含sif6^2-离子的不可溶晶体的沉淀物。当含氟酸的浓度小于约1重量％或者小于约0.5重量％时，蚀刻速率明显下降并且蚀刻剂无法产生足够的sif6^2-离子来形成晶体。这导致表面粗糙度下降、低ppdr值和接近100的doi值的织构化表面。当蚀刻剂中含氟酸浓度大于约6重量％时，也无法实现所需的织构化表面，因为蚀刻剂去除掉了不可溶晶体而没有形成所需的织构化表面。因此，在一些实施方式中，蚀刻剂包含的作为含氟酸的hf的量约为1-3重量％。

蚀刻剂可以包含有机溶剂。蚀刻剂中有机溶剂存在的量可以是如下范围：约为0重量％至约为40重量％，约为1重量％至约为40重量％，约为5重量％至约为40重量％，约为10重量％至约为40重量％，约为1重量％至约为35重量％，约为1重量％至约为30重量％，约为1重量％至约为25重量％，或者约为10重量％至约为25重量％。合适的有机溶剂的例子包括丙二醇、乙酸、乙醇、丙醇和其他与水混溶溶剂中的一种或多种。

在一些情况下，蚀刻剂可以基本不含铵盐。如本文所用术语“基本不含”指的是没有故意添加或者存在的量小于约0.01重量％。

蚀刻剂的粘度可以实现将蚀刻剂喷雾施加到基材的表面上。

在一个或多个实施方式中，方法包括在施加了蚀刻剂的基材的表面上产生沉淀物，以及形成经蚀刻的表面。在一些实施方式中，方法包括使蚀刻剂布置或维持在表面上，直到形成了充分数量和尺寸的沉淀物，以及形成所需的经蚀刻的表面。换言之，蚀刻剂的施加包括：沉淀物的原位形成(在基材的表面上形成沉淀物或掩蔽)以及蚀刻过程，通过该蚀刻过程，将沉淀物或掩蔽的图案转移到基材的表面上。

在一个或多个实施方式中，方法包括施加蚀刻剂以及使其留在表面上，持续的时间高至和包含约20分钟，高至和包含约18分钟，高至和包含约16分钟，高至和包含约14分钟，高至和包含约12分钟，高至和包含约10分钟，高至和包含约8分钟，高至和包含约6分钟，高至和包含约5分钟，高至和包含约4分钟。

沉淀物或掩蔽可包括多个不可溶晶体。在一个或多个实施方式中，所述多个不可溶晶体是以致密构造(例如，晶体之间具有有限的、最小的间距或者没有间距)致密封装或布置在表面上。在一个或多个实施方式中，晶体的平均横截面尺寸应该约为1-10微米。在一些实施方式中，不可溶晶体所展现的水溶解度小于或等于约10g/100g水(例如，小于或等于约1g/100g水或者小于或等于约0.1g/100g水)。不可溶晶体可以包括钾，并且可以包括k2sif6和k3alf6中的任意一种或多种。在此类实施方式中，含钾不可溶晶体的水溶解度可以约为0.084g/100g水。

相比于采用nh4⁺阳离子的已知的含铵蚀刻剂(例如，诸如nh4f、nh4hf2和/或其他铵盐之类的蚀刻剂)，本文所述蚀刻剂采用钾盐和k⁺阳离子以在基材表面上产生不溶性晶体，如等式4和6所示。等式4和5显示了采用已知的含铵蚀刻剂(其利用的是nh4⁺阳离子)，产生了具有较大水溶解度的沉淀物。

sio2+6hf→sif6^2-+2h2o+2h⁺(4)

2nh4⁺+sif6^2-→(nh4)2sif6(不可溶)↓(5)

2k⁺++sif6^2-→k2sif6(不可溶)↓(6)

包含钾(以及采用本文一个或多个实施方式的蚀刻剂产生)的不可溶晶体展现出比已知沉淀物(例如，采用已知含铵蚀刻剂产生的铵沉淀物)低得多的水溶解度。具体来说，通过本文一个或多个实施方式的蚀刻剂产生的不可溶晶体包含k2sif6，其展现出约为0.084g/100g的水溶解度，而采用nh4⁺阳离子的已知的含铵蚀刻剂产生诸如(nh4)2sif6之类的晶体，其展现出约为22.7g/100g的水溶解度，如表1所示。不希望受限于理论，相信降低沉淀物的水溶解度提供了展现出闪光减少的防眩光表面。

表1：对比采用nh4⁺阳离子的已知铵基蚀刻剂与根据本文一个或多个实施方式的蚀刻剂

由于钾晶体所展现出的较低的水溶解度，本文所述的蚀刻剂可以产生更多数量的晶体。图2a和2b显示根据本文一个或多个实施方式的晶体的产生和生长以及根据采用铵基蚀刻剂(其进而采用了nh4⁺阳离子)的已知方法的晶体的产生和生长。如图2a和2b所示，基材表面上的晶体数量会影响晶体的最大尺寸以及所得到的防眩光表面上的表面特征的尺寸。出于阐述目的，采用的是玻璃基材100；但是，注意的是，基材可以包括晶体基材。参见图2a，本文一个或多个实施方式的蚀刻剂的施加(10a)在玻璃表面112上形成晶体220，其发生生长(11a)但是仍然是较小尺寸，并且提供了晶体230之间的较小间距。不希望受限于理论，相信晶体220(具体来说，包含k2sif6的晶体)的较低水溶解度实现了以较高密度快速形成晶种。晶种生长变大，但是仅生长到有限尺寸，这是由于晶种的较高密度所导致的。当去除了一个或多个实施方式的蚀刻剂以及去除了一部分的玻璃表面112，所得到的防眩光表面具有特征240，其具有较小尺寸(即，尺寸对应于晶体230之间的间距的尺寸)。较小的特征240提供展现出低闪光的防眩光表面。

出于对比并参见图2b，施加采用nh4⁺阳离子的已知铵基蚀刻剂(10b)在玻璃的表面112上形成较少晶体320，并且它们的生长(11b)没有受限(这是由于表面上较少的晶体所导致的)。所得到的晶体尺寸较大，因而在晶体330之间形成较大间距。当去除了已知蚀刻剂以及去除了一部分的玻璃基材的表面112，所得到的防眩光表面具有特征340，其具有较大尺寸(即，尺寸对应于晶体23之间的间距的尺寸)。较大的特征340提供了展现出较大闪光的防眩光表面。

不希望受限于理论，相信使用丙二醇有机溶剂进一步降低了钾晶体的水溶解度，并有助于产生更多晶体(形成在图2a的10a处)。此外，相信丙二醇还减小了特征尺寸，因而减小了所得到的防眩光表面所展现出来的闪光。

在一些实施方式中，蚀刻剂可以包含少量氟化铵(nh4f)。不希望受限于理论，此类其他盐没有对通过钾盐形成的小晶体造成明显影响。在其他实施方式中，蚀刻剂可以包含：不可溶颗粒或者多个不可溶颗粒，以及任选地，表面活性剂。

方法包括在形成了所需量和/或所需浓度的不可溶晶体或者形成了所需的不可溶晶体的平均尺寸和尺寸分布之后，去除蚀刻剂和沉淀物。可以通过将蚀刻剂暴露于清洁溶剂或者用di水清洗蚀刻剂，来去除蚀刻剂。在一些实施方式中，清洁溶剂可以包括浓度小于或等于约10重量％(例如，小于或等于约8重量％、小于或等于约6重量％、小于或等于约5重量％、小于或等于约4重量％、或者小于或等于约3重量％)的h2so4。蚀刻剂暴露于清洁溶剂的持续时间可以足以去除蚀刻剂和沉淀物(或不可溶晶体)(例如，小于或等于约10分钟、小于或等于约8分钟、小于或等于约6分钟、小于或等于约5分钟、或者小于或等于约4分钟)。蚀刻剂和沉淀物的去除使得去除了不包含不可溶晶体的表面部分，形成具有小特征(即，图2a，140)的经蚀刻的表面。

在一些实施方式中，方法包括采用化学抛光溶液或者本领域已知的其他方式来去除一部分的经蚀刻的表面，以提供展现出低闪光、低doi和低透射雾度的防眩光表面，如本文所述。具体来说，将经蚀刻的表面或其一部分暴露于化学抛光溶液持续一段时间以去除一部分的经蚀刻的表面。在一些实施方式中，可以去除经蚀刻的表面的最高至约100微米的表面厚度。在一些情况下，可以去除约为40-100微米的经蚀刻的表面。可以通过化学抛光溶液的浓度或者经蚀刻的表面与化学抛光溶液的暴露时间，来控制去除。化学抛光溶液可以包括氢氟酸、无机酸(例如，盐酸(hcl)和硫酸(h2so4))或其组合。

在一个或多个实施方式中，本文所述的蚀刻剂可以提供具有织构化表面的基材，其展现出所需的ppdr和doi值，所述ppdr和doi值可以通过在本文所提供的范围内改变蚀刻剂组分的浓度来进行调节。例如，根据一个或多个实施方式得到的基材可展现出约为10％的透射雾度、约为4.5-7的ppdr值、以及约为30-100的doi值，如图3和4所示。如图3和4所示，有机溶剂浓度的降低可以降低doi但是会增加ppdr。此外，含氟酸的变化也会影响ppdr和doi值。但是，本文所揭示的实施方式展现出透射雾度、ppdr和doi的最佳组合。如图3所示，当含氟酸(hf)的浓度小于约1重量％时，基材可能没有充分织构化，以及doi值倾向于是高的(例如，接近100％)；但是ppdr值可以是2-4.5％。当含氟酸(hf)的浓度约为1-3重量％时，增加有机溶剂的浓度降低了ppdr值并增加了doi值。如图4具体所示，当有机溶剂浓度大于约10重量％时，钾盐(kcl)浓度从约5重量％变化到约10重量％时，没有明显影响基材的ppdr和doi的相关性。当有机溶剂浓度小于约10重量％时，降低钾盐(kcl)浓度可以降低ppdr值。

在一个或多个实施方式中，方法可以包括将涂层施涂到织构化表面上。在一些情况下，可以通过在表面上施加减反射涂层来降低来自防眩光表面的反射。在其他实施方式中，可以通过在表面上施涂耐划痕涂层从而为织构化表面赋予耐划痕性。

如本文所述，在形成织构化表面之前、之后和在其过程中，可以采用各种已知清洁溶液和方法(例如，在线式清洁、酸蚀刻等)来对基材进行清洁。

实施例

通过以下实施例进一步阐述各个实施方式。

实施例1

在实施例1中，采用包含约2.5重量％氢氟酸和1.8重量％盐酸的清洁溶液对标称组成是约69摩尔％的sio2、8.5摩尔％的al2o3、14摩尔％的na2o、1.2摩尔％的k2o、6.5摩尔％的mgo和0.5摩尔％的cao以及约0.2摩尔％的sno2的玻璃基材进行清洁，持续约1分钟。经过清洁的玻璃在di水中清洗，然后将基材的主表面暴露于蚀刻剂持续8分钟，以形成经蚀刻的表面。蚀刻剂包含约1重量％的hf、10重量％的kcl和25重量％的丙二醇。然后通过如下方式清洁经蚀刻的表面：将基材浸泡在5.3重量％的h2so4的溶液中持续5分钟，然后用di水清洗。然后采用化学抛光溶液(2.5重量％的hf和1.8重量％的hcl)将经蚀刻的表面化学抛光至不同深度(或者直至去除了特定厚度的经蚀刻的表面)，如表2所示。所得到的织构化表面的性质。

表2：在去除特定厚度的经蚀刻的表面之后的实施例1的性质

如表2所示，在去除了约60微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为10％的透射雾度、约为4的ppdr值和约为826的doi。在去除了约100微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为6％的透射雾度水平、约为5.3％的ppdr值和约为85的doi。

图5是采用尼康公司提供的光学显微镜以200放大倍数拍摄的经蚀刻表面的图像。图6是采用相同的光学显微镜，以200放大倍数拍摄的化学抛光和去除约100微米的经蚀刻表面之后的织构化表面的图像。图3和4所示的比例尺是100微米。在图6中，选择特征来测量它们相应的横截面尺寸(如本文定义)，计算得到平均横截面尺寸约为22微米(基于20个不同特征的测量)。

实施例2

实施例2采用与实施例1相同的玻璃基材。采用与实施例1相同的清洁溶液和方法来清洁基材。经过清洁的玻璃在di水中清洗，然后将基材的主表面暴露于蚀刻剂持续8分钟，以形成经蚀刻的表面。蚀刻剂包含约1重量％的hf、5重量％的kcl和25重量％的丙二醇。然后通过如下方式清洁经蚀刻的表面：将基材浸泡在5.3重量％的h2so4的溶液中持续5分钟，然后用di水清洗。然后采用与实施例1相同的化学抛光溶液将经蚀刻的表面化学抛光至不同深度(或者直至去除了特定厚度的经蚀刻的表面)，如表3所示。所得到的织构化表面的性质。

表3：在去除特定厚度的经蚀刻的表面之后的实施例2的性质

如表3所示，在去除了约60微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为10％的透射雾度水平、约为5.1的ppdr值和小于约77的doi。在去除了约100微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为8％的透射雾度水平、约为5的ppdr值和约为77的doi。所得到的织构化表面的特征的平均横截面尺寸约为23微米。

实施例3

实施例3采用与实施例1相同的玻璃基材。采用与实施例1相同的清洁溶液和方法来清洁基材。经过清洁的玻璃在di水中清洗，然后将基材的主表面暴露于蚀刻剂持续8分钟，以形成经蚀刻的表面。蚀刻剂包含约6重量％的hf、15重量％的kcl。蚀刻剂没有包含有机溶剂，或者更具体来说，没有包含丙二醇。然后通过如下方式清洁经蚀刻的表面：将基材浸泡在5.3重量％的h2so4的溶液中持续5分钟，然后用di水清洗。然后采用与实施例1相同的化学抛光溶液将经蚀刻的表面化学抛光至不同深度(或者直至去除了特定厚度的经蚀刻的表面)，如表4所示。所得到的织构化表面的性质。

表4：在去除特定厚度的经蚀刻的表面之后的实施例3的性质

如表4所示，在去除了约60微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为17％的透射雾度水平、约为6.4的ppdr值和小于约32的doi。在去除了约100微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为8.9％的透射雾度水平、约为8.44的ppdr值和约为33的doi。所得到的织构化表面的特征的平均横截面尺寸约为33微米。

实施例4

实施例4采用的是具有如下标称组成的玻璃基材：约65摩尔％的sio2、5摩尔％的b2o3、14摩尔％的al2o3、2.4摩尔％的mgo和约0.08摩尔％的sno2。采用与实施例1相同的清洁溶液和方法来清洁基材。经过清洁的玻璃在di水中清洗，然后将基材的主表面暴露于蚀刻剂持续8分钟，以形成经蚀刻的表面。蚀刻剂包含约6重量％的hf、10重量％的kcl和25重量％的丙二醇。然后通过如下方式清洁经蚀刻的表面：将基材浸泡在5.3重量％的h2so4的溶液中持续5分钟，然后用di水清洗。然后采用与实施例1相同的化学抛光溶液将经蚀刻的表面化学抛光至不同深度(或者直至去除了特定厚度的经蚀刻的表面)，如表5所示。所得到的织构化表面的性质。

表5：在去除特定厚度的经蚀刻的表面之后的实施例4的性质

如表5所示，在去除了约60微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为8.6％的透射雾度水平、约为5.56的ppdr值和小于约88.7的doi。在去除了约100微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为4.6％的透射雾度水平、约为5.88的ppdr值和约为92.3的doi。所得到的织构化表面的特征的平均横截面尺寸约为20微米。

实施例5

实施例5采用与实施例4相同的玻璃基材，其采用与实施例1相同的清洁溶液和方法进行清洁。经过清洁的玻璃在di水中清洗，然后将基材的主表面暴露于蚀刻剂持续16分钟，以形成经蚀刻的表面。蚀刻剂包含约1重量％的hf、10重量％的kcl和25重量％的丙二醇。然后通过如下方式清洁经蚀刻的表面：将基材浸泡在5.3重量％的h2so4的溶液中持续5分钟，然后用di水清洗。然后采用与实施例1相同的化学抛光溶液将经蚀刻的表面化学抛光至不同深度(或者直至去除了特定厚度的经蚀刻的表面)，如表6所示。所得到的织构化表面的性质。

表6：在去除特定厚度的经蚀刻的表面之后的实施例5的性质

如表6所示，在去除了约60微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为8.8％的透射雾度水平、约为5.38的ppdr值和小于约89.7的doi。在去除了约100微米的经蚀刻的表面之后，基材展现出约为4.3％的透射雾度水平、约为5.72的ppdr值和约为91.6的doi。所得到的织构化表面的特征的平均横截面尺寸约为20微米。

实施例6

实施例6a-6r包括与实施例4和5相同的玻璃基材(“基材1”)，并且采用下表7所示的条件进行制备。在不同化学抛光深度测量doi、ppdr和透射雾度。基于10％透射雾度计算得到的doi和ppdr值如表8所示。

表7：对于实施例6a-6r，蚀刻剂组成以及不同化学抛光深度测得的doi、ppdr和透射雾度值

表8：实施例6a-6r计算得到的doi和ppdr值

在图7中绘制10％透射雾度计算得到的doi和ppdr值。作为对比，具有与基材1相同组成或者具有与实施例1-3所用基材(“基材2”)相同组成的基材经受已知的形成织构化表面的方法。这些比较例基材在约10％透射雾度的ppdr和doi值也在图7中示出。图7的阴影部分(包括实心圆)是从表8收集的数据点(即，ppdr和doi)。比较例6s是采用对比霜(或浆料)蚀刻工艺形成的基材。比较例6t和6v表示采用基于铵盐的蚀刻剂形成的基材。比较例6u表示采用喷砂和蚀刻技术形成的基材。比较例6w表示采用溶胶凝胶工艺形成的基材。

对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不偏离本发明的范围或精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。