减反射玻璃及其制备方法与应用与流程

本发明属于玻璃制品技术领域，具体涉及一种减反射玻璃及其制备方法与应用。

背景技术：

玻璃行业的发展与国民经济的许多行业都存在着联系，玻璃行业对推动整个国民经济的发展都起着积极作用。也颁布了各项法律法规来规范玻璃行业的健康发展。玻璃由于其本身具有透明性、耐高温等特点，因此，玻璃在日常生活中得到了广泛的应用。比如，玻璃在保护装置、装潢、光学器材等领域得到了广泛的应用。

由于两种介质界面折射率发生突变，光在两种介质内传播速度不一致，因而发生反射是造成能量损失的主要原因。由于玻璃的透光特性，当光照射玻璃表面时，光也会发生折射的同时，也会发生反射现象。而入射光发生反射现象时，必然降低了光的透过率。虽然在某些应用场景需要提高光的反射率，但是玻璃应用于透明保护产品中时，则光的反射是不利因素，不仅会造成光的透过率降低，从而影响了玻璃的透视效果和清晰度；而且此种应用场景光的反射现象还会造成眩光现象，从而会引起观察者的视觉不适或视觉操作绩效下降。而且随着玻璃在电子产品如通信产品和太阳电池等领域应用的不断加强，对降低玻璃的光反射现象和提高光透过率的要求越来越高。

目前，玻璃行业为了降低玻璃的光反射现象和提高光透过率也一直在做不断的改进，如目前公开了技术当中，一类是通过在玻璃本体表面贴合功能膜层，以实现降低玻璃的反射率和提高玻璃的光透过率，具有代表性的是如通过在玻璃表面镀多层氧化物薄膜或者形成具有微结构的光学树脂功能层。但是这种方法由于增大了玻璃总体厚度，一方面影响了光的透光性，如目前公开的采用氧化钛和二氧化硅薄膜交替沉积镀膜的增透膜的最大反射率只能达到下降到2％，且镀传统增透膜的玻璃在强光下无法清晰的显示图案和文字，会出现眩光现象；另一方面，由于该增透膜是通过事后形成于玻璃表面，其与玻璃表面结合强度不高，在长期使用过程中易脱落，从而随着使用时间的延长，该增透膜的增透效果逐渐丧失,对于大于1*1米大尺寸表面采用沉积镀膜无法控制镀膜的均匀性,大尺寸镀膜还需要专用定制设备,其制造成本非常昂贵,大大制约了降低玻璃的光反射技术的普及性和各领域诉求的满足。

另一类是直接对玻璃表面进行改造处理，如对玻璃表面采用加工处理，如包括湿法刻蚀、等离子刻蚀技术、聚焦离子束加工技术和激光加工技术等。但是现有的该些方法加工获得的增透玻璃的抗反射和增透效果依然不理想，而且存在难控制或成本高等不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的所述不足，提供一种减反射玻璃，以解决现有化减反射玻璃存在抗反射和增透效果不理想或不稳定的技术问题。

本发明的另一目的在于提供本发明减反射玻璃的一种制备方法，以及解决现有减反射玻璃制备方法存在的工艺条件难控制或成本高的技术问题。

为了实现所述发明目的，本发明一方面，提供了一种减反射玻璃。所述减反射玻璃包括玻璃基体，在所述玻璃基体的至少一个表面具有起伏的丘陵形貌层，所述丘陵形貌层与玻璃基体为一整体，所述丘陵形貌层是由沿z轴方向的若干丘陵凸起微结构构成，所述丘陵凸起微结构为非规则分布；所述丘陵形貌层包含rsm范围为38μm～300μm、rz范围为0.075μm～9.2μm、rp范围为0.007μm～3.3μm的丘陵形貌减少眩光和减少反射区域；所述丘陵形貌减少眩光或减少反射区域的反射率范围为0.1％～2.5％。

本发明另一方面，提供了一种减反射玻璃的制备方法。所述减反射玻璃的制备方法包括如下步骤：

将玻璃基材的待刻蚀表面经不具备任何遮蔽、掩模或蚀刻阻抗预处理后，通过湿式酸溶液直接对所述玻璃基材的所述待刻蚀表面进行表面蚀刻处理。

本发明又一方面，提供了本发明减反射玻璃在电子产品的显示玻璃盖板、太阳能光伏玻璃基板、led发光器件玻璃基板中的应用。

与现有技术相比，本发明减反射玻璃的至少一表面具有起伏的丘陵形貌层结构，而且通过控制所述丘陵形貌层中的微结构特性，显著降低了所述减反射玻璃的反射率，如可以将光反射率降低至0.1％～2.5％，一方面有效显著增强了光的透过率，提高了其透视效果，另一方面还能有效避免眩光现象。

本发明减反射玻璃的制备方法采用直接对玻璃基材的表面进行湿法刻蚀，有效简化了刻蚀工艺，而且条件易控，有效保证了刻蚀形成的玻璃表面形成具有起伏的丘陵形貌层结构，而且光学性能稳定，而且效率高，有效降低了所述减反射玻璃制备成本。

由于本发明减反射玻璃具有优异的光学性能，因此，将其在相应产品中应用后，能够提高相应产品的光透过率，提高产品的透视效果，降低或避免眩光现象。

附图说明

图1为本发明实施例减反射玻璃的原子力显微镜照片；

图2为图1所示本发明实施例减反射玻璃的原子力显微镜三维照片。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下文相关专用名称的解释：

化学强化玻璃：是经过高温离子交换工艺处理后的化学钢化玻璃。在高温熔盐中大碱金属离子取代玻璃中的小碱金属离子从而产生交换离子体积差，在素玻璃的表层中产生由高到低的压应力，阻碍和延缓玻璃微裂纹的扩展，达到提高玻璃机械强度的目的。

物理强化玻璃：又称为物理钢化玻璃，也称为淬火钢化玻璃。是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度(600℃)时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即可制得钢化玻璃。

rsm、rz、rp、ra为评价表面粗糙度的指标，在本发明实施例中，具体是为评价丘陵形貌层表面粗糙度。其中，rsm表示轮廓的平均宽度，rz表示平均峰谷深度，rp表示平均轮廓波峰高度，ra表示算术平均粗糙度。

一方面，本发明实施例提供了一种减反射玻璃。所述减反射玻璃的至少一个表面具有微结构，所示减反射玻璃的具有微结构表面的原子力显微镜(afm)照片如图1-2所示，所述减反射玻璃的具有所述微结构的所述表面为起伏的丘陵形貌，所述起伏的丘陵形貌的微结构构成丘陵形貌层。因此，所述减反射玻璃包括玻璃基体，在所述玻璃基体的至少一个表面具有起伏的丘陵形貌层，所述丘陵形貌层是由沿z轴方向的若干丘陵凸起微结构构成，所述丘陵凸起微结构为非规则分布。

进一步地，由图1-2所示afm照片可知，单个凸起微结构呈现塔形结构，相邻所述丘陵凸起微结构的底部互相连接。而且所述丘陵凸起微结构的大小不一，形貌相似但也不完全相同。另外，所述减反射玻璃所含的所述丘陵形貌层包括丘陵形貌减少反射区域和/或丘陵形貌减少眩光和减少反射区域。

经检测得知，所述丘陵形貌减少眩光和减少反射区域的rsm范围为38μm～300μm、优选为38μm～250μm，rz范围为0.075μm～9.2μm、优选为0.1μm～9.2μm，rp范围为0.007μm～3.3μm、优选为0.015μm～3.3μm。该形貌特征的所述丘陵形貌减少眩光和减少反射区域适度的雾度，能够有效避免眩光现象，如测得且所述丘陵形貌减少眩光或减少反射区域的反射率范围为0.1％～2.5％，优选在0.5％～2.0％，更优选0.5％～1.5％。

而且经检测得知，所述减反射玻璃的所述丘陵形貌层表面的粗糙度ra为9nm-15nm。

对上文各实施例中所述减反射玻璃光学性能测试得知，一实施例中，当所述减反射玻璃的两个表面同时具有所述丘陵形貌层，且所述减反射玻璃的厚度小于1.1mm，射向所述丘陵形貌层的入射光为550nm时，测得入射光在所述丘陵形貌层的光透过率为98％～99.9％；当射向所述丘陵形貌层的入射光为375nm时，测得入射光的光透过率为97％～99.9％；当射向所述丘陵形貌层的入射光为325-375nm时，测得入射光的平均光透过率为93％～99.9％。

或者在一实施例中，当所述减反射玻璃的仅有一个表面具有所述丘陵形貌层，且所述减反射玻璃的厚度小于1.1mm，射向所述丘陵形貌层表面的入射光为550nm时，测得入射光的透过率范围为94％～95.9％；射向所述丘陵形貌层表面的入射光为375nm时，测得入射光的透过率范围为93％～95.9％；射向所述丘陵形貌层表面的入射光为325-375nm时，测得入射光的平均透过率范围为89％～95.9％。

在进一步实施例中，当所述减反射玻璃为微晶玻璃，且其两个表面同时具有所述丘陵形貌层和其厚度小于1.1mm，射向所述丘陵形貌层的入射光为200-325nm时，测得入射光的平均光透过率为94％～99.9％。或所述减反射玻璃为微晶玻璃，且其仅有一个表面具有所述丘陵形貌层和其厚度小于1.1mm，射向所述丘陵形貌层表面的入射光为200-325nm时，测得入射光的平均透过率范围为90％～95.9％。

在进一步实施例中，当所述减反射玻璃为有碱玻璃或无碱玻璃，且其两个表面同时具有所述丘陵形貌层和其厚度小于1.1mm，射向所述丘陵形貌层的入射光为550nm时，测得入射光的光透过率为95％～99.9％；当射向所述丘陵形貌层的入射光为375nm时，测得入射光的光透过率大于94％，如为94％～99.9％；当射向所述丘陵形貌层的入射光为325-375nm时，测得入射光的平均光透过率为90％～99.9％。或所述减反射玻璃为有碱玻璃或无碱玻璃，且其仅有一个表面具有所述丘陵形貌层且厚度小于1.1mm，射向所述丘陵形貌层表面的入射光为550nm时，测得入射光的透过率范围为91％～95.9％；射向所述丘陵形貌层表面的入射光为375nm时，测得入射光的透过率范围为90％～95.9％；射向所述丘陵形貌层表面的入射光为325-375nm时，测得入射光的平均透过率范围为86％～95.9％。

在进一步实施例中，当所述减反射玻璃为石英玻璃，且其两个表面同时具有所述丘陵形貌层和其厚度小于1.1mm，射向所述丘陵形貌层的入射光为200-325nm时，测得入射光的透过率大于90％～99.9％。或所述减反射玻璃为石英玻璃，且其仅有一个表面具有所述丘陵形貌层和其厚度小于1.1mm，射向所述丘陵形貌层表面的入射光为200-325nm时，入射光的透过率范围为86％～95.9％。

由上述对所述减反射玻璃的表面微观结果的观察和测量以及对所述减反射玻璃的光学性能的检测得知，所述减反射玻璃能够显著降低入射光的反射率，显著提高光透光率从而显著提高了其透视效果，有效避免眩光现象。

另外，上述各实施例中的所述丘陵形貌层与玻璃基体为一整体，也即是玻璃基体与所述丘陵形貌层固定连接为以整体，优选的，一实施例中，上述各实施例中所述减反射玻璃的玻璃基体与所述丘陵形貌层(当然也包括形成于所述丘陵形貌层中的丘陵凸起微结构)的化学组成一致，也即是完全相同。具体的所述丘陵形貌层可以是由所述减反射玻璃的玻璃本体直接刻蚀形成。这样，所述减反射玻璃的所述丘陵形貌层能够有效与所述玻璃基体形成一整体，从而使得呈起伏所述丘陵形貌层与玻璃基体结合牢固，能够长时间保持稳定，从而使得所述减反射玻璃的光学性能保持稳定，而且不用额外增加增透膜，从而在有效降低光反射率增加光透光率的同时，避免了所述减反射玻璃的厚度增加，从而提高了所述减反射玻璃的光透光率，显著提高其光学性能。因此，所述减反射玻璃有效克服了现有额外增加增透膜存在的不足。

其次，上述各实施例中减反射玻璃可以是为未经化学强化或物理钢化处理的玻璃、化学强化玻璃或物理钢化玻璃中的任一种。

因此，上述所述减反射玻璃能够显著降低入射光的反射率，显著提高光透光率，从而显著提高了其透视效果，有效避免眩光现象。

另一方面，本发明实施例还提供了上文所述减反射玻璃的一种制备方法。所述减反射玻璃制备方法包括如下步骤：

将玻璃基材的待刻蚀表面经不具备任何遮蔽、掩模或蚀刻阻抗预处理后，通过湿式酸溶液直接对所述玻璃基材的所述待刻蚀表面进行表面蚀刻处理。

其中，通过控制所述酸溶液和所述刻蚀处理的工艺条件可以有效控制和优化被刻蚀玻璃表面形成起伏的丘陵形貌以及所述丘陵形貌中的丘陵凸起微结构的分布和尺寸等，

一实施例中，所述减反射玻璃制备方法包括如下步骤：

步骤s0，获取一定尺寸的未经化学强化或物理钢化的玻璃基材，将玻璃基材进行清洗处理；

步骤s1，对所述玻璃基材进行单面保护处理或不保护，采用所述酸溶液对所述玻璃基材是所述待刻蚀表面进行表面蚀刻处理；

步骤s2，对所述表面蚀刻处理后的玻璃去除单面保护措施后清洗处理或直接清洗处理。

其中，所述步骤s0中的未经化学强化或物理钢化的玻璃基材可以是如上文所述减反射玻璃中所述的为未经化学强化或物理钢化处理的玻璃、化学强化玻璃或物理钢化玻璃中的任一种。对所述玻璃基材的清洗处理可以按照玻璃常规的清洗方法进行清洗，以除去所述玻璃基材表面粘附的杂质。

一实施例中，所述步骤s1中所述的所述单面保护处理包括覆抗腐蚀膜或丝印/喷涂抗腐蚀油墨或涂布/丝印抗腐蚀胶水。通过所述单面保护处理实现对所述玻璃基材非刻蚀区域进行保护，隔绝该区域的玻璃表面与所述酸溶液接触。

一实施例中，所述步骤s1中的所述表面蚀刻处理包括玻璃基材立式放置的槽式浸泡处理或玻璃基材水平通过的喷淋处理或玻璃基材水平通过的浸泡处理。在具体实施例中，所述玻璃基材立式放置的槽式浸泡处理时间范围为2min～95min，优选为2min～45min；所述玻璃基材水平通过的喷淋处理时间范围为0.5min～75min，优选为0.5min～35min；所述玻璃基材水平通过的浸泡处理时间范围为1min～85min，优选为1min～40min。

在上述各实施例中，所述酸溶液至少包括氟离子，以及硝酸根化合物或硫酸根化合物中的至少一种，且所述氟离子占酸溶液质量百分比范围为0.1％～40％，所述硝酸根化合物占酸溶液质量百分比范围为0.1％～60％，所述硫酸根化合物占酸溶液质量百分比范围为0.1％～65％。

另一实施例中，所述酸溶液包括氟化氢及氟化铵、氟化氢铵、硝酸、硫酸、磷酸、盐酸中的至少一种，且所述酸溶液配比氟化氢占酸溶液质量百分比范围为0.2％～55％，所述氟化铵占酸溶液质量百分比范围为0.2％～60％，所述氟化氢铵占酸溶液质量百分比范围为0.2％～50％，所述硝酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～70％，所述硫酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～80％，所述磷酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～65％，所述盐酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～75％。

优选，当所述酸溶液包括氟化氢及氟化铵、氟化氢铵、硝酸、硫酸、磷酸、盐酸中的至少一种时，所述氟化氢占酸溶液质量百分比范围为0.2％～10％，优选0.2％～5％，所述氟化铵占酸溶液质量百分比范围为0.2％～15％，所述氟化氢铵占酸溶液质量百分比范围为0.2％～12％，所述硝酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～25％，所述硫酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～40％，所述磷酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～10％，优选0.2％～5％，所述盐酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～45％。

另一实施例中，所述酸溶液包含氟化氢及氟化铵、氟化氢铵、硝酸、硫酸、磷酸、盐酸中的至少三种，且所述氟化氢占酸溶液质量百分比范围为0.2％～15％，所述氟化铵占酸溶液质量百分比范围为0.2％～22％，所述氟化氢铵占酸溶液质量百分比范围为0.2％～16％，所述硝酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～25％，所述硫酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～25％，所述磷酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～8％，所述盐酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～10％，其他的为水。

优选，当所述酸溶液包含氟化氢及氟化铵、氟化氢铵、硝酸、硫酸、磷酸、盐酸中的至少三种时，所述酸溶液配比氟化氢占酸溶液质量百分比范围为0.2％～10％，所述氟化铵占酸溶液质量百分比范围为0.2％～18％，所述氟化氢铵占酸溶液质量百分比范围为0.2％～13％，所述硝酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～5％，所述硫酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～12％，所述磷酸占酸溶液质量百分比范围为0.2％～5％，所述盐酸含量0.2～6％，其他的为水。

通过对所述酸溶液的上述配方控制和优化，并结合所述酸溶液对所述刻蚀处理的条件进行控制和优化，实现对所述玻璃基材的所述待刻蚀表面进行有效刻蚀，从而使得所述待刻蚀表面被刻蚀成为如上文所述减反射玻璃所含的所述起伏丘陵形貌层，如图1-2所示。从而使得被刻蚀玻璃，也即是上文所述减反射玻璃，使得刻蚀形成的所述减反射玻璃具有特定的微结构表面，从而赋予所述减反射玻璃具有低的光反射率，有效避免眩光现象，而且能够提高了其透视效果。另外，所述制备方法有效简化了刻蚀工艺，而且条件易控，有效保证了刻蚀形成的玻璃表面具有起伏的丘陵形貌，而且光学性能稳定，而且效率高，有效降低了所述减反射玻璃制备成本。

再一方面，基于上文所述减反射玻璃及其制备方法，所述减反射玻璃具有低的光反射率和高的光透过率，而且其制备方法能够有效控制制备的所述减反射玻璃具有稳定的光学性能。因此，上文所述减反射玻璃可以被用于电子产品的显示玻璃盖板、太阳能光伏玻璃基板、led发光器件玻璃基板中，从而能够提高相应产品的光透过率，提高产品的透视效果，降低或避免眩光现象。

实施例1-12

本实施例1-12分别提供了一种减反射玻璃及其制备方法。所述减反射玻璃包括玻璃基体，形成于所述玻璃基体的至少一表面上具有起伏的丘陵形貌层，所述丘陵形貌层如图1所示，所述丘陵形貌层是由沿z轴方向的若干丘陵凸起微结构构成，所述丘陵凸起微结构为非规则分布；其中，单个凸起微结构呈现塔形结构，相邻所述丘陵凸起微结构的底部互相连接。而且所述丘陵凸起微结构的大小不一，形貌相似但也不完全相同。

所述减反射玻璃的制备方法如下：

步骤s0，获取一定尺寸的玻璃基材，将所述玻璃基材进行清洗处理；

步骤s1，采用所述酸溶液对所述玻璃基材是所述待刻蚀表面进行表面蚀刻处理；

步骤s2，对所述表面蚀刻处理后的玻璃基材去除单面保护措施后清洗干净或直接清洗干净。

具体地，各实施例中玻璃基材、待刻蚀表面处理、所述酸溶液、表面蚀刻处理方式和条件以及被刻蚀形成的减反射玻璃相关特性参数均如下述表1中所示。由表1中相关数据可知，上述各实施例提供的减反射玻璃的相应表面形貌特性和相关光学性能可知，本发明实施例减反射玻璃的具有微结构的光学表面具有低的光反射率，显著提高光透光率，从而显著提高了其透视效果，而且光学性能稳定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

表1

。