用于保护显示器玻璃的组合物及其使用方法
【专利说明】用于保护显示器玻璃的组合物及其使用方法
[0001 ]本申请根据35U.S.C.§119要求2013年09月27日提交的美国临时申请系列第61/ 883265号的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。
[0002] 背景
[0003] 移动电话、笔记本电脑、平板电脑及其他电子设备的制造商致力于将玻璃特别是 离子交换（Ι0Χ)强化玻璃作为用于这些设备上的顶部保护工件的选定材料。工业标准工艺 需要将玻璃切割和精磨成其最终尺寸，然后通过Ι0Χ加工该玻璃。然后，将作为独立的层形 成的触摸面板连接到保护玻璃。虽然这个工艺制备稳定的产品，但它需要许多步骤，这导致 较高的成本。最近的工业趋势是将保护玻璃和触摸面板集成为一个工件，即称作单片玻璃 解决方案（one-glass solution)(0GS)的现象。
[0004] 对于具有内置触摸功能的保护玻璃而言，在已经对玻璃进行离子交换并切割到接 近最终形状之后进行边缘研磨。边缘研磨加工赋予边缘它们最终的形状，但这也在边缘上 引入许多瑕疵，引入在边缘和主表面之间的粗糙的过渡，并在表面上引入碎肩。此外，边缘 研磨加工导致较低的边缘强度，这对于大多数的（如果不是全部的话)的应用而言是不可行 的。为了增加边缘强度，通常用矿物酸蚀刻玻璃边缘。然而，0GS玻璃通常包含易于损坏的组 分，例如氧化铟锡触摸层、金属电极和装饰油墨/黑色基质油墨，其在边缘研磨之前就已经 存在。因此，保护保护玻璃表面免受在边缘研磨和/或酸蚀刻加工中可能出现的损坏是至关 重要的。
[0005] 为了在边缘研磨和酸蚀刻过程中保护玻璃，存在两种策略:膜和涂料。膜具有多种 不足，主要的一个不足是在边缘研磨过程中不能清洁地除去。它们常常撕裂或留下残留物。 这可导致通过边缘发生大于或等于200微米的酸渗漏。或者，可在边缘研磨之前，施加涂料。 对于膜和涂料而言，通常需要额外的耐酸性的膜来在酸蚀刻过程中充分地保护玻璃表面。 这个策略遭受许多不足，即可将涂料施加到较大的玻璃板(即，在切割之前），但必须将膜施 加到单个的玻璃工件（即，在切割和边缘研磨之后）。除了是生产工艺变复杂以外，这些额外 的不足可显著增加生产0GS玻璃的成本。
[0006] 虽然有些市售的涂料材料是可用的，但它们不足以在适用于电子装置大量生产的 条件下，在整个0GS玻璃生产工艺中充分地保护玻璃基材。本领域需要的是一种涂料，该涂 料可在切割之前施加到较大的玻璃板上，可同时满足用于边缘研磨和酸蚀刻的表面保护要 求，可耐酸在碱性溶液和/或酸性溶液中的浸泡同时在全部加工步骤中保持良好的表面粘 合，可使用温和的溶剂系统剥离且不损坏触摸层或黑色基质油墨，该涂料是可丝网印刷的， 易于使用极少的循环时间进行固化，是透明的以允许识别对齐标记，且可易于从触摸层释 放且不造成损坏。本发明以成本有效的方式满足了这些要求。
[0007] 概述
[0008]本文所述的是用于在加工过程中保护单片玻璃解决方案(0GS)玻璃和其它显示器 玻璃的涂料组合物。该涂料与典型的氧化铟锡触摸组分、金属电极和黑色基质油墨是非反 应性的，因此用来外涂覆(over-coat)这些材料。在一方面中，本文所述的涂料组合物可通 过丝网印刷施涂工艺以单一层或多层的形式来施加，并与CNC边缘研磨和酸蚀刻兼容。此 外，保护性涂料是刚性的但不是脆性的，且是耐久的但仍然可快速的加工。此外，该保护性 涂料是透明的，这允许基材上的对齐标记是可见的。最后，在基材加工完成之后，可方便地 除去保护性涂料。
[0009] 本发明的优点部分在随后的描述中陈述，部分根据该描述显而易见，或可通过实 施下述各方面而了解到。通过所附权利要求中特别指出的要素和组合将会认识和获得下述 优点。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例和说明性的，不对权利要求 书构成限制。
[0010] 附图简要说明
[0011] 被纳入此说明书并构成说明书的一部分的【附图说明】说明了下述的数个方面。
[0012] 图1显示具有不同的无机填料含量的油墨(涂料)的粘度比较。
[0013] 图2显示用于本文所述的表面保护涂料的典型的粘度曲线。涂料1包含滑石作为无 机填料，涂料2包含Aer〇SilR7200作为无机填料。
[0014]图3显示通过CCD照相机采集的在玻璃表面上的对齐标记。插图（a)显示未涂覆的 玻璃基材。插图（b)显示以80微米厚度印刷的涂料1。插图（c)显示以80微米厚度印刷的涂料 2。涂料2的对齐标记更清楚，其具有更低的雾度数值。
[0015] 图4是在玻璃表面上的本文所述的涂料的俯视图，其已经过边缘研磨加工。边缘是 清洁的且不含任何的涂料残留物，但表面被涂料良好地保护。靠近边缘的涂料是完整的，且 没有显示撕裂。
[0016] 图5是流程图，其比较了用于涂覆和添加耐酸性膜的标准工艺(a)和使用本文所述 的涂料组合物的改善的工艺(b)。
[0017] 具体描述
[0018] 在公开和描述本发明的化合物、组合物、制品、器件和/或方法之前，应当理解以下 描述的方面不限于特定的化合物、合成方法或应用，因此，当然，这些化合物、合成方法或应 用可以变化。还应理解，本文所使用的术语仅为了描述特定的方面而不是限制性的。
[0019] 在本说明书和下面的权利要求书中，参考许多术语，这些术语具有以下定义：
[0020] 必须注意，除非上下文另外清楚地说明，否则在本说明书和所附权利要求中使用 的单数形式的"一个"、"一种"和"该"包括复数指代物。因此，例如"一种无机填料"包括两种 或更多这种无机填料等的混合物。
[0021] "任选的"或"任选地"表示随后描述的事件或情形会或不会发生，而且该描述包括 事件或情形发生的实例和事件或情形不发生的实例。例如，术语"任选的包括无机填料"表 示可以包含无机填料或不含无机填料。
[0022]本文中，范围可以表示为从"约"一个具体值和/或到"约"另一个具体值的范围。当 表示这样的一个范围时，另一个方面包括从一个具体值至另一个具体值的范围。类似地，当 使用先行词"约"表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成另一个方面。还应理解的是， 每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。
[0023]如本文所使用，术语，"边缘研磨加工"指通过该加工将玻璃边缘研磨成它们的最 终形状"CNC"表示计算机数值控制并是工业中所用的几种边缘研磨加工中的一种;CNC加工 通常在玻璃已进行离子交换并切割到接近最终形状之后进行。因为广泛的自动化和能同时 运行多个研磨轮，CNC边缘研磨加工呈现提高的产率。然而，CNC边缘研磨加工可在边缘上引 入瑕疵，在边缘和表面之间引入粗糙的过渡，和在表面上引入碎肩。此外，在CNC加工之后的 玻璃边缘强度常常没有高到足以用于实际使用。在一方面中，可进行酸蚀刻来改善通过CNC 边缘研磨加工研磨的玻璃的边缘强度。在另一方面中，可在CNC和酸蚀刻之前，将本文所述 的涂料施加到玻璃来保护玻璃表面免受在这些加工中发生的损坏。在这个方面中，本文所 述的涂料与CNC加工完全兼容，并在CNC加工过程中清洁地除去，没有在玻璃表面或边缘上 留下任何残留物。又在另一方面中，使用CNC加工研磨的玻璃可用作具有内置(built-in)的 触摸功能的保护玻璃。
[0024]如本文所使用，"氧化铟锡"（ΙΤ0)是铟(III)氧化物和锡(IV)氧化物的无色透明的 固溶体的薄层，其沉积在玻璃工件(例如，待用于显示器或触摸屏中的玻璃工件)的表面上。 可通过物理气相沉积技术例如电子束蒸发或溅射沉积将ΙΤ0膜沉积在表面上。ΙΤ0是重度掺 杂的η-型半导体。在一方面中，ΙΤ0的导电性质使得它适于用作例如消费者电子装置中的触 摸响应层。在另一方面中，在施加本文所述的涂料之间，ΙΤ0涂覆0GS玻璃的表面。在其它方 面中，本文所述的涂料在CNC和/或酸蚀刻加工过程中辅助保护0GS玻璃的ΙΤ0层。
[0025]如本文所使用，"装饰油墨"也称作"黑色基质油墨"（ΒΜ)，其是通常为0GS玻璃的部 分的层。ΒΜ油墨或层可任选地为玻璃显示器中的滤色片的部分。虽然无意受限于理论，但据 信当存在时ΒΜ油墨可用于防止像素之间的光泄漏;这可有助于改善显示器的某些性质，包 括对比度。在一方面中，ΒΜ层通过湿法蚀刻平版印刷（1 ithography)来构建。在另一方面中， BM层通过激光图案化来构建。
[0026] 揭示了材料以及组分，它们可用于所揭示的方法和组合物，可结合所揭示的方法 和组合物使用，可用于制备所揭示的组合物，或者是所揭示的方法和组合物的产物。在本文 中揭示了这些和其它的材料，应理解当揭示了这些材料的组合、子集、相互作用、组，等等而 未明确地揭示每个不同的单独的和集合的组合的具体参考以及这些化合物的排列时，在本 文中具体设想和描述了它们中的每一个。例如，如果披露和讨论了脂肪族聚氨酯二丙烯酸 酯以及讨论了多种不同的相容的无机填料，则具体地设想了可能的脂肪族聚氨酯二丙烯酸 酯和无机填料中的全部和每一种组合和排列，除非另有明确相反的说明。例如，如果公开了 一类分子A、B、和C，和一类分子D、E、和F以及组合分子的一个示例A-D，则即使没有单独地陈 述每一个，也单独地和共同地设想每一个。因此，在本实施例中，具体设想了以下A-E，A-F， B-D，B-E，B-F，C-D，C-E和C-F的每一个组合，应认为在批露A，B和C;D，E和F时被披露；以及示 例组合A-D的内容揭示的。这个概念适用于本发明的所有方面，包括但不限于制备和使用所 披露的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可进行的多个附加步骤，应当理解，可通过 所公开方法的任一【具体实施方式】或实施方式的组合来进行这些附加步骤中的每一个步骤， 而且可具体设想每一个这样的组合且应当认为它是公开的。
[0027] 说明书和权利要求书中对组合物或制品中具体元素或组分的重量份的引用指以 重量份表示的该元素或组分与组合物或制品中其他任何元素或组分之间的重量关系。因 此，在包含2重量份组分X和5重量份组分Y的配混物中，X和Y的重量比为2: 5,无论该配混物 中是否包含其他组