[發(fā)明專利]透明基材上的凸起特征及相關方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980125911.4
• 申請日: 2009-05-01
• 公開（公告）號: CN102076621A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設計）人: R·R·格里滋布朗斯基;S·L·羅格諾弗;A·M·斯特列利佐夫
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C03B17/00
• 分類號: C03B17/00;H01J17/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樊云飛;周承澤

優(yōu)先權聲明

本申請要求2008年5月1日提交的、題為“透明基材上的凸起特征及相關方法”的美國臨時專利申請第61/126094號的優(yōu)先權。

發(fā)明領域

本發(fā)明一般涉及玻璃材料的表面織構化，更具體涉及通過局部施加能量引起的透明玻璃材料的表面織構化。所述織構化可包括形成凸塊、隆脊，以及由其組合形成的各種更復雜的表面特征。

技術背景

已知用激光進行局部輻照會產(chǎn)生玻璃膨脹效果。該效果基于吸收高能激光輻射，使得玻璃熔化并流動，從而在玻璃表面上形成凸塊。在可用的高能激光波長具有足夠吸收的玻璃在可見光譜(即約380-750納米范圍)中通常是暗色或不透明的。使用暗色或不透明的玻璃對需要具有更好可見度和透明度的透明玻璃的應用造成顯著障礙。但是，可用的透明玻璃在可用的高能激光波長處具有非常小的吸收。這些波長包括800-1600微米的近紅外(NIR)帶，在該帶中可以很好地選擇尾纖型二極管激光器和光纖激光器，或者在紫外帶中進行選擇。發(fā)射10.6微米輻照的CO₂激光器一般是不適用的，因為氧化物玻璃在這種波長處的吸收深度在波長的量級范圍。但是人們期望能夠在透明玻璃上形成凸起的特征。

發(fā)明概述

本發(fā)明一方面是在透明基材上形成凸起特征的方法。在一種實施方式中，該方法包括以下步驟：提供具有表面的透明基材，該基材在加工波長范圍內的吸收小于約20％；用加工波長范圍內的加工光束輻照該透明基材的一部分，以增大該基材的輻照部分在加工波長范圍中的吸收；在加工波長范圍內繼續(xù)輻照該部分透明基材，使得該基材發(fā)生局部加熱并膨脹，從而在基材表面上形成凸起的特征；結束輻照，停止對基材的加熱，從而固定凸起的特征。

在另一種實施方式中，該方法包括以下步驟：提供具有表面的透明基材，該基材在第一波長范圍內的吸收小于約20％；用第一波長范圍內的光輻照該透明基材的一部分，使該透明基材的輻照部分中的吸收增大至超過第二波長范圍內的約40％；用第二波長范圍內的光輻照該部分透明基材，使得該基材發(fā)生局部加熱并膨脹，從而在基材表面上形成凸起的特征；結束輻照以停止對基材的加熱，從而固定凸起的特征。

本發(fā)明另一方面是一種透明玻璃制品，該制品的表面具有在其上形成的一個或多個凸起的特征，所述特征通過在相應的一個或多個位置局部輻照基材從而引起基材的玻璃膨脹而形成。

以下描述部分中將提出本發(fā)明的其他特征，部分特征對于了解了說明書的本領域普通技術人員是顯而易見的，或者可以通過如本文所述(包括以下詳細說明、權利要求書和附圖)實施本發(fā)明而了解。

應該理解，以上一般描述和以下詳細描述都提出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式，意在提供對理解要求權利的本發(fā)明性質和特征的概況或框架。包括附圖以提供對本發(fā)明的進一步理解，附圖結合在說明書中并構成說明書的一部分。附圖說明根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理和操作。

附圖簡要描述

圖1A和1B顯示透明堿土鋁硅酸鹽玻璃(圖1A)和透明鈉鈣玻璃(圖1B)在紫外和可見波長光譜中的典型透射曲線。

圖2是用于根據(jù)本發(fā)明在透明基材上形成凸起特征的示例性系統(tǒng)的一種實施方式的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明在透明基材上形成的單獨的凸起特征的示意圖。

圖4A和4B顯示355納米輻射在堿土鋁硅酸鹽玻璃(圖4A)和鈉鈣玻璃(圖4B)中的動態(tài)透射變化。

圖5顯示透明基材中的光引發(fā)吸收的形成和衰減。

圖6是用于根據(jù)本發(fā)明在透明基材上形成凸起特征的具有第二加熱源的示例性系統(tǒng)的一種實施方式的示意圖。

圖7是說明用于根據(jù)本發(fā)明在透明基材上形成凸起特征的方法的一種實施方式的框圖。

圖8是用于保持兩個基材之間的間隔的凸起特征的示意圖。

圖9是改進透明基材的表面形貌的多個凸起特征的照片。

圖10是在透明基材表面上形成文本的凸起特征的照片。

發(fā)明詳述

以下詳細說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式，附圖中顯示了實施例。在盡可能的情況下，在所有附圖中使用相同的附圖標記表示相同或類似的部件。

在本文中為了說明的目的，術語“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”和它們的變體與附圖中所示實施方式的取向相關。但是，應該理解，除非有相反的明確表示，否則，各種實施方式可以采取各種另外的取向和步驟順序。還應該理解，附圖中所示和以下說明中描述的具體裝置和過程是所附權利要求中限定的本發(fā)明理念的實施方式。因此，涉及本文揭示的實施方式的具體尺度和其他物理特性不應理解為是限制性的，除非權利要求中有另外的明確表示。