專利名稱：表面張力限定的平面流動(dòng)液相涂覆玻璃法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用疏水材料液相涂覆玻璃表面的表面張力限定的平面流動(dòng)法。
背景技術(shù)：
隨著用平板玻璃作為手持式電子設(shè)備覆蓋部件的迅速增加，例如手機(jī)、媒體播放 器、平板電腦及其它設(shè)備，在部件的裸露面涂覆容易清洗的疏水材料涂層的需求正在增長(zhǎng)。 疏水材料涂層可被涂覆于裸露玻璃或涂覆疏水涂層前已經(jīng)涂覆其它涂層的玻璃，例如抗反 射涂層。在大多數(shù)情況下疏水涂層存在于玻璃部件的單面(使用者所接觸的面)，因?yàn)榇嬖?于背部(臨近設(shè)備中心部分的面)能干擾覆蓋件與其下顯示模塊間的粘結(jié)。玻璃件背部不 存在任何干擾顯示模塊運(yùn)行的物質(zhì)是重要的。將涂層材料在液相狀態(tài)下涂于玻璃表面，其中溶液中的涂層分子通過(guò)范德華力或 通過(guò)涂層分子與玻璃表面之間的共價(jià)鍵附著于玻璃表面。在單面上涂覆涂層的最常用方法 是，用掩膜或膠布鈍化背面，然后將整個(gè)部件浸入液體涂料介質(zhì)中，涂覆完成后除去掩膜/ 膠布，并清除、清洗部件以除去任何可能存在的掩膜或膠布材料。雖然這種方法能涂覆部件 的單一面，但實(shí)際上存在幾個(gè)重大缺陷1.需要至少兩個(gè)額外的工藝步驟-掩膜/膠布覆蓋，和掩膜/膠布去除。2.掩膜或膠布不是總能完全覆蓋背部玻璃表面，涂料溶液能從留下的間隙和接縫 中滲透并涂覆背部區(qū)域。背部表面涂層材料的存在能增加整體部件堆疊厚度至超過(guò)規(guī)格上 限，也使表面更加疏水，這將削弱組裝后玻璃下表面與顯示模塊之間的粘結(jié)。3.殘存在玻璃背面的掩膜/膠布/粘結(jié)劑殘留材料能增加表面接觸角，這暗示著 親水性的下降，也將削弱組裝后玻璃下表面與顯示模塊之間的粘結(jié)。4.殘存在玻璃背面的掩膜/膠布/粘結(jié)劑殘留材料成為能扭曲通過(guò)玻璃部件顯示 的圖象的污染物。5.許多玻璃部件被浸入涂料溶液池中。當(dāng)部件被連續(xù)浸入池中時(shí)，池中溶液內(nèi)的 涂層材料經(jīng)過(guò)使用被穩(wěn)定地耗盡，且持續(xù)增加的外來(lái)污染物通過(guò)玻璃或掩膜引入池中。因 此，隨著從新鮮溶液至被大量使用這一發(fā)展過(guò)程，涂層性能持續(xù)下降。對(duì)于疏水的“容易清洗”的涂層材料，涂層涂覆方法的效果可通過(guò)被涂覆表面的水 和油酸接觸角來(lái)表征。這些用測(cè)角器測(cè)量的接觸角是表面親水性指示。T測(cè)角器測(cè)試能在 使用磨擦牢度評(píng)估儀反復(fù)磨擦而“老化”的新鮮的剛被涂覆的表面執(zhí)行。角度儀測(cè)試，結(jié)合 目測(cè)，也能用于確定過(guò)去作為背部表面鈍化留下的殘留材料的程度和影響?？紤]到在當(dāng)前方法中阻止涂覆覆蓋玻璃背部的固有困難和此方法所帶來(lái)的成本， 希望有一種新的簡(jiǎn)單的用于玻璃部件單面涂層的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于涂覆玻璃制品表面的表面張力限定的平面流(surface tension-limited,planar flow)方法。此方法使用疏水材料完成液相涂覆玻璃制品，無(wú)需鈍化該制品背部表面。相比于標(biāo)準(zhǔn)的浸漬涂覆方法，制品的性能沒(méi)有任何下降，并進(jìn)一步消 除上述背景技術(shù)中提到的浸漬涂覆方法帶來(lái)的缺點(diǎn)。本發(fā)明利用表面張力限定的平面流并使用稀釋溶液中中的少量涂層材料來(lái)填充 玻璃部件下表面和涂覆裝置底部之間的窄空隙。涂料溶液的表面張力確保液體被一直限制 在玻璃部件的下表面，涂覆上述表面，且不會(huì)溢流到上部表面產(chǎn)生導(dǎo)致如那些已經(jīng)被描述 的缺陷。本發(fā)明涉及一種僅涂覆平板玻璃制品的一個(gè)面的平面表面張力方法，此方法包 括提供具有容器的裝置，該容器具有基底、以流體密封方式連接到上述基底的垂直 壁結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)用于將流體引入和排出容器的通道和容器內(nèi)用于穩(wěn)定定位平板玻璃制品 的支撐表面，和；提供具有第一面、第二面和側(cè)面的平板玻璃制品；在支撐面上穩(wěn)定定位玻璃制品， 使制品的第一面為最接近于容器基底的面；提供由沉淀在玻璃表面的涂層材料和該涂層材料的溶劑組成的涂料溶液；將選定體積的涂料溶液引入容器，使涂料溶液從容器基底上升至與玻璃制品的第 一面接觸且基本上不與玻璃制品的側(cè)面接觸；通過(guò)讓涂料溶液與第一面接觸選定的時(shí)間，用涂層材料涂覆玻璃制品的第一面；將涂層流體從容器中排出；將玻璃移出并使用選定的清洗液超聲清洗玻璃制品；干燥清洗后的制品獲得一面被涂層材料涂覆而另一面沒(méi)有被涂覆的玻璃制品。在一個(gè)實(shí)施方案中，涂料溶液與玻璃制品的第一面接觸1-5分鐘。在另一個(gè)實(shí)施 方案中，涂料溶液與玻璃制品的第一面接觸1-5分鐘。涂料溶液與玻璃制品被涂覆的第一 面在18-40°C溫度范圍下接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，涂料溶液與玻璃制品的面在20-30°C溫 度范圍下接觸。本方法中使用的玻璃可以是任何一種可被疏水和/或疏油涂層材料涂覆的 玻璃。例如不局限于選自硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃和摻鈦玻璃的玻璃。在一個(gè)實(shí)施 方案中，使用了化學(xué)強(qiáng)化的玻璃，其中通過(guò)離子交換、離子植入或現(xiàn)有技術(shù)中熟知的其它化 學(xué)強(qiáng)化玻璃的方法強(qiáng)化玻璃。在另一個(gè)實(shí)施方案中使用了化學(xué)強(qiáng)化的硼硅酸鹽玻璃、鋁硅 酸鹽玻璃和摻鈦玻璃。在一個(gè)特定的實(shí)施方案中通過(guò)將玻璃中的堿金屬離子離子交換為較 大的堿金屬離子來(lái)強(qiáng)化玻璃。


圖1A-1C是可以用于表面張力限定的平面流動(dòng)液相涂覆玻璃表面的方法和幾個(gè) 裝置的圖。圖1D是托住圖1C中所示3個(gè)玻璃部件的圖1B中裝置的俯視圖。圖2是平面流涂覆的表面和浸漬涂覆的表面的水接觸角的角度測(cè)量比較曲線圖， 該圖表明當(dāng)沒(méi)有擦拭發(fā)生時(shí)二者疏水涂層的品質(zhì)沒(méi)有區(qū)別。圖3是水接觸角角度測(cè)量比較曲線圖，該圖表明經(jīng)使用磨擦牢度評(píng)估儀10000輪 磨蝕后平面流涂覆的表面比浸漬涂覆的表面更具有疏水性。圖4是平面流涂覆和浸漬涂覆的表面油酸接觸角角度測(cè)量比較曲線圖，該圖表明當(dāng)沒(méi)有磨蝕發(fā)生時(shí)二者疏水涂層的品質(zhì)沒(méi)有區(qū)別。圖5是油酸接觸角角度測(cè)量比較曲線圖，該圖表明經(jīng)使用磨擦牢度評(píng)估儀10000 輪磨蝕后平面流涂覆的表面比浸漬涂覆的表面更具有疏水性。圖6是裸露玻璃(未涂覆)的B-側(cè)表面、平面流動(dòng)涂覆的A-側(cè)表面和浸漬涂覆 的_側(cè)表面的水接觸角的角度測(cè)量比較曲線圖。圖7是具有容器和涂覆過(guò)程中支托部件的支架的裝置圖示說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式使用本發(fā)明方法涂覆的玻璃物體、部件和制品具有第一面、第二面和側(cè)面或由第 一和第二面之間的物體厚度限定的面(圓形物體-一個(gè)側(cè)面；三角形物體-三個(gè)側(cè)面；四方 形物體_四個(gè)側(cè)面；等)。就支撐玻璃制品而言，術(shù)語(yǔ)“邊緣”是指與被涂覆的面與側(cè)面相交 的周邊區(qū)域。同樣在此，在涂覆裝置中定位玻璃物體是指定位玻璃物體，以使被涂覆面平行 于在容器中上漲時(shí)的涂料溶液表面區(qū)域。需要背部表面鈍化的浸漬涂覆是用于涂覆部件正面表面涂層的最常用方法。浸漬 涂覆方法具有幾個(gè)缺點(diǎn)，其中需要壓合掩膜和除去掩膜兩個(gè)額外步驟，后者經(jīng)常導(dǎo)致除去 掩膜帶來(lái)的背部表面污染。掩膜壓合步驟增加了工藝時(shí)間和成本，且掩膜除去步驟如此前 所解釋能增加背部表面的疏水性，因而使后續(xù)工序中顯示模塊壓合效果復(fù)雜化。本發(fā)明不需要將整個(gè)玻璃部件浸入涂料溶液，也不需要對(duì)不應(yīng)被疏水材料涂覆的 背部表面進(jìn)行鈍化。因此，上述工藝消除浸漬涂覆方法所帶來(lái)的缺陷。簡(jiǎn)要概括上述工藝1.涂覆之前不需要壓合掩膜/膠布的工藝步驟，且在涂覆和清洗步驟完成后不需 要掩膜/膠布除去步驟。2.涂覆過(guò)程中，涂料溶液和玻璃表面之間的表面張力阻止任何液體漫延或溢出到 部件的上表面。恰當(dāng)?shù)奶幚硪材艽_保在轉(zhuǎn)移至清洗池的過(guò)程中沒(méi)有殘留涂料液流至玻璃部 件背面。3.使用上述方法，每次涂覆后，涂料溶液不會(huì)被再次使用。涂覆后，溶劑被隨后回 收重新使用，這是本發(fā)明有關(guān)環(huán)境方面令人滿意的特征。本發(fā)明方法使用新鮮涂覆溶液，無(wú) 外來(lái)污染物，浸漬玻璃部件表面。這致使與浸漬涂覆法相比更始終如一的涂覆性能。4.盡管玻璃部件上殘留的涂料溶液中少量涂層材料會(huì)被釋放入清洗池中，且小部 分將附著在部件背部，但背部表面疏水性的增加明顯小于背部鈍化是必須時(shí)殘留污染物所 造成的疏水性的增加，例如，在浸漬涂覆法中。5.背部鈍化帶來(lái)的外來(lái)材料污染物的缺少明顯減少部件生產(chǎn)過(guò)程中受污次品的數(shù)量。通常，本發(fā)明方法使用一種帶有淺溝槽的涂覆裝置，該裝置要么具有支撐玻璃部 件邊緣的斜端邊(圖1A-1D)，要么如圖7中所示使用置于容器溝槽內(nèi)的單獨(dú)制品來(lái)支持部 件。將玻璃部件即將被涂覆的表面，典型的前表面即部件的使用者面，面部朝下置于固定裝 置內(nèi)的溝槽中。玻璃表面(A面)和溝槽底部之間的間隔創(chuàng)造出一個(gè)涂料溶液平面流動(dòng)空 間，延伸至部件表面的區(qū)域。在圖1中用注射器針頭或移液管從側(cè)面或底部通過(guò)一個(gè)單獨(dú) 通道將涂料溶液引入間隔。在圖1B-1D和圖7中，溶液通過(guò)裝置底部的一個(gè)通道引入。涂料溶液流入并填充玻璃部件和涂覆裝置之間的整個(gè)空間，然而，涂料溶液和玻璃表面之間 的表面張力確保溶液不會(huì)流出玻璃邊緣。將玻璃部件的下表面(A面)充分長(zhǎng)時(shí)間的浸漬 在涂料溶液中使一層涂層材料(在此DC-2604，DOff Corning, Midland, MI)分子結(jié)合到表 面，形成一層疏水的“易清潔”涂層。典型的涂覆時(shí)間在2-5分鐘范圍內(nèi)。平面涂覆溫度在 18-40°C范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，溫度范圍為20-30°C。部件表面被浸漬在涂料溶液中適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，溶液被允許流出溝槽從裝置中排 空，例如通過(guò)一個(gè)或多個(gè)位于溝槽底部的排水管。仔細(xì)控制將涂料溶液引入和排空時(shí)的流 速，使液體在涂覆工藝過(guò)程中的任何一刻都不會(huì)溢出或?yàn)R射到背部表面。最終將帶有殘留 涂料溶液的被涂覆部件置于涂覆過(guò)程中所使用的溶劑中超聲清洗，然后干燥。在此給出的 實(shí)施例中的樣品在HFE-7200溶劑中超聲清洗然后被干燥。作為比較，將一組Gorilla 玻璃(Corning Incorporated, Corning, NY)樣品通 過(guò)如下工藝步驟浸漬涂覆1.用有機(jī)硅膠粘劑將特富龍膠帶壓合在部件的背部。2.將鈍化的部件浸入涂料溶液(DC-2604涂層材料和HFE-7200溶劑)中一段充足 時(shí)間來(lái)涂覆表面。3.將部件從涂料溶液池中取出并移至HFE-7200溶劑中超聲清洗大約1分鐘。4.干燥部件并將特富龍膠帶罩從玻璃部件背部移除。通過(guò)使用測(cè)角器測(cè)量的水和油酸與涂層表面的接觸角來(lái)定量表面張力限定的平 面流動(dòng)涂覆法和浸漬涂覆法的表面涂層質(zhì)量。由這兩種不同方法涂覆的表面與水和油酸介 質(zhì)都具有相同的接觸角，這表明這兩種類型表面具有相同的疏水性。用磨擦牢度評(píng)估儀磨 蝕10000輪后，用平面流法涂覆的表面比那些用浸漬法涂覆的表面產(chǎn)生的接觸角更大，這 表明前一種涂層能忍受更大程度的反復(fù)磨擦。任何表面涂層的耐磨程度對(duì)手持儀器都是至 關(guān)重要的屬性。此外，使用平面流動(dòng)方法涂覆的玻璃部件的背部即“B”表面展現(xiàn)出比浸漬 涂覆法涂覆的的玻璃部件的背部即“B”表面更小的水接觸角，主要由于前者沒(méi)有依靠任何 掩膜和膠帶來(lái)進(jìn)行鈍化，從而具有少得多的外來(lái)污染物。更加親水的背部表面對(duì)玻璃部件 的后續(xù)工藝十分重要，因?yàn)橛H水性能提高粘結(jié)，例如與顯示模塊。頻繁替換清洗池溶劑(在 此HFE-7200)能進(jìn)一步降低背部表面的接觸角。同樣的原理能被復(fù)制于浸漬涂覆法，使用 另一種清洗池，填充適當(dāng)溶劑以清洗掩膜/膠帶除去后殘留粘結(jié)材料。然而，這將需要除在 背部壓合和除去掩膜步驟外的進(jìn)一步浸漬工藝步驟。使用各種涂層材料可以在具有-OH基的玻璃表面制備疏水玻璃表面，例如不局限 于烷基和氟烷基硅烷，(R，RF)xSiZ4_x，其中R代表C8_2(1烷基基團(tuán)，Rf是C8_2(1全氟基基團(tuán)，Z代 表Cl、甲氧基、乙氧基或其它能被玻璃的-OH基中的H原子取代的基團(tuán)，且χ = 2-3。在一 些實(shí)施方案中χ = 3。全氟烷基硅烷的使用能使制備的表面具有疏水性和疏油性兩種性能。 依據(jù)本發(fā)明所使用的涂料溶液通常在選定溶劑中含有0. 1-0. 5% (Wt. % )涂層材料。選定 的溶劑不粘結(jié)在玻璃表面或以其它方式約束涂層材料粘附到玻璃表面。醚溶劑是優(yōu)選溶 劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，溶劑為全氟烷基醚。涂覆部件后，經(jīng)提純和分離出涂層材料和所有 污染物材料的醚溶劑能循環(huán)利用；例如不局限于，通過(guò)蒸餾或過(guò)濾后再蒸餾。任何具有-OH 基的玻璃能在本工藝中使用。圖1A-1C說(shuō)明三個(gè)實(shí)施方案，其中玻璃制品的前部在不需要為背部提供涂層保護(hù)的條件下能被涂覆。在圖1A-1C中經(jīng)受涂覆的玻璃部件是18 ；被涂覆的面是“A”面即“前” 面；不被涂覆的面是“B”面即“背”面；含有涂層材料的流體是20。B面即背面是當(dāng)浸漬工 藝被用于涂覆時(shí)，在其上涂上保護(hù)性的膠帶或掩膜的一面；也即其上面的掩膜/膠布被除 去后殘存掩膜/膠布?xì)埩粑锏囊幻?。圖IA是說(shuō)明一個(gè)實(shí)施方案的側(cè)視圖，該實(shí)施方案使用容器10。該容器具有基底 16、第一直壁12a和第二直壁12b。第一直壁12a與部件18末端相接近的內(nèi)壁14與直壁 12a形成流體20從其中流過(guò)的通道21。內(nèi)壁14具有斜邊或狗腿形邊緣15，直壁12b和基 底16的連接處形成斜邊或狗腿形邊緣17。具有正面A和背部即背面B的部件18依靠在 容器10內(nèi)的狗腿形邊15，17上。將流體20引入通道21以填充基底16頂部和部件18面 A之間的溝槽或空隙，直至流體接觸到A面為止。將流體通過(guò)移液管、注射器或自動(dòng)填充機(jī) 器引入溝槽或空間。一旦流體存在于玻璃部件18和裝置之間的溝槽或空間，玻璃表面的表 面張力確保流體不會(huì)漫延或溢出到背部表面B。流體20 —經(jīng)接觸面部，其中的疏水涂層劑 就會(huì)涂覆到面A上。將部件18通過(guò)手工或機(jī)器臂(未圖示)置于狗腿形邊15，17上，例如 通過(guò)具有吸附裝置的機(jī)器臂轉(zhuǎn)移部件18并將其安置在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。在涂覆過(guò)程中，機(jī)器 臂能將部件18夾持在適當(dāng)?shù)奈恢没蛲ㄟ^(guò)打破吸力放下部件。涂覆后，將部件以與其安置時(shí) 相同的方式移除。涂覆完成后用去離子水沖洗部件以除去多余的涂覆材料，干燥并送至下 一工序。圖IB是說(shuō)明一個(gè)使用容器30的實(shí)施方案的側(cè)視圖。該容器具有基底36、，第一直 壁32a和第二直壁32b。直壁32a和直壁32b在其與基底36結(jié)合處具有斜邊或狗腿形邊緣 35和37。具有正面A和背部或背面B的部件18依靠在容器30內(nèi)的狗腿形邊緣35，37上。 將流體20引入端口 33以填充基底16頂部和部件18面A之間的溝槽或空間，直至流體接 觸到面A為止。通過(guò)通道33將流體引入或排出溝槽，例如通過(guò)使用回轉(zhuǎn)閥(未圖示)，當(dāng) 回轉(zhuǎn)閥處于一個(gè)位置(填充位)時(shí)引入流體和當(dāng)回轉(zhuǎn)閥處于另一個(gè)位置(排空位)時(shí)排出 流體?；剞D(zhuǎn)閥還可以具有一個(gè)“空閑位”以便于流體既不進(jìn)入也不排出容器30。一旦流體 存在于玻璃部件18和容器之間的溝槽或空間，玻璃表面的表面張力確保流體不會(huì)漫延或 溢出到背部表面B。流體20—經(jīng)接觸面部，其中的疏水涂層劑就會(huì)涂覆到面A上。將部件 18通過(guò)手工或機(jī)器臂(未圖示)置于狗腿形邊35，37上，例如通過(guò)具有吸附裝置的機(jī)器臂 轉(zhuǎn)移部件18并將其安置在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。在涂覆過(guò)程中，機(jī)器臂能將部件18夾持在適當(dāng) 的位置或通過(guò)打破吸力放下部件。涂覆后，將部件以與其安置時(shí)相同的方式移除。涂覆完 成后用涂料溶液溶劑或其它合適的溶劑沖洗部件以除去多余的涂覆材料，干燥并送至下一 工序。圖IC是具有選定長(zhǎng)度的能夾持多個(gè)部件18的容器10或30和含有疏水涂層材料 與部件18表面A接觸的流體20的正視圖。如圖IB的端口 33也被圖示。容器10，30的基 底部分16，36被圖示。直壁12a，12b，32a和32b沒(méi)有被圖示，且如圖IB的端口 33也被圖 示。在圖IC中，當(dāng)向玻璃和槽底部表面之間的空間注入液體時(shí)，液體將不會(huì)流過(guò)玻璃邊緣。 表面張力驅(qū)使液體漫延至玻璃的整個(gè)底部表面，且如果注入正確用量的液體，液體也僅被 限定在玻璃以下區(qū)域。通過(guò)使用容器底部表面面積和容器底部與即將被涂覆玻璃表面之間 的距離來(lái)計(jì)算液體的正確用量。圖ID是圖IB所示多個(gè)部件18定位在與直壁32a，32b和基底36合為一體的狗腿形邊35，37上的俯視圖，其中在圖ID中所示覆蓋有與部件18面A接觸的流體20和示圖所 示沒(méi)有被流體20覆蓋的背部面B(三位一組標(biāo)示箭頭)。用于從容器中引入或排出流體20 的端口 20也被圖示。正如在圖IC中，在圖ID中，當(dāng)向玻璃和槽底部表面之間的空間注入 液體時(shí)，液體將不會(huì)流過(guò)玻璃邊緣。表面張力驅(qū)使液體漫延至玻璃的整個(gè)底部表面，且如果 注入正確用量的液體，液體也僅被限定在玻璃以下區(qū)域。通過(guò)使用容器底部表面面積和容 器底部與即將被涂覆玻璃表面之間的距離來(lái)計(jì)算液體的正確用量。如果將圖ID中所示部 件一個(gè)接一個(gè)安置，涂料溶液能通過(guò)表面張力從一個(gè)部件漫延至另一個(gè)部件，且也不會(huì)漫 延至玻璃邊緣。圖7是用于對(duì)多個(gè)玻璃部件中的一個(gè)單面涂覆的裝置110的示意圖。裝置110由 容器90和用于支撐部件18的支架113組成。容器90具有直壁92a，92b和帶有通過(guò)流體 20的端口 93的基底96，其中流體20含有涂層材料，能被從容器中引入或排出，例如通過(guò)使 用回轉(zhuǎn)閥。支架113由直壁112a和112b組成，其中的每一個(gè)具有一個(gè)代表數(shù)字為115或 117的狗腿，且穿過(guò)支撐111。支架113具有用于在容器90的基底96上穩(wěn)定定位支架的立 足點(diǎn)，或者支架113能通過(guò)使用緊固件(例如不局限于，通過(guò)用螺絲將支架113固定在基底 96上)緊固到基底96上。將部件18定位到直壁92a，92b的狗腿115，117上，并將流體20 引入容器90且填充容器90至流體20接觸到部件18的表面A。保持流體與表面A接觸一 段選定時(shí)間以用涂層材料涂覆表面A。然后將流體20從容器90中排出，將單面涂覆部件 18從支架上移走，對(duì)單面涂覆部件18進(jìn)行干燥并固化涂層。在另一實(shí)施例中支架113沒(méi)有 固定在容器90上，將整個(gè)支架連同部件18移走，且對(duì)部件進(jìn)行干燥并固化涂層。圖2-6是表明上述表面張力限定的平面流動(dòng)涂覆部件和浸漬涂覆部件之間正面 涂層質(zhì)量等效關(guān)系的數(shù)據(jù)曲線圖。該數(shù)據(jù)還表明相比于由浸漬涂覆法涂覆的部件背部表 面，由表面張力限定的平面流動(dòng)涂覆的部件背部表面變化明顯較小。圖2是測(cè)角器測(cè)量未磨蝕的平面流動(dòng)涂覆和浸漬涂覆的表面水接觸角曲線圖，該 圖表明二者疏水涂層在品質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別?！癆”代表需要表面涂層的玻璃透鏡前部面。圖3是用摩擦牢度評(píng)估儀磨蝕10000輪后測(cè)角器測(cè)量水接觸角的曲線圖。該曲線 圖清晰表明浸漬涂覆部件比平面流動(dòng)涂覆部件腐蝕更加嚴(yán)重。圖2和圖3表明，經(jīng)過(guò)10000 輪腐蝕后，平面流動(dòng)涂覆部件的平均水接觸角從大約115°下降到大約113° (低于2%的 下降)，而浸漬涂覆部件的水接觸角從大約112°下降到大約90° (大約20%的下降)。這 組比較數(shù)據(jù)清晰表明平面流動(dòng)法能生產(chǎn)出更加耐久的涂層。圖4是測(cè)角器測(cè)量未磨蝕的平面流動(dòng)涂覆和浸漬涂覆的表面油酸接觸角曲線圖。 該圖表明二者疏水涂層在品質(zhì)上沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。油酸接觸角是用來(lái)測(cè)量表面對(duì)油的疏 油性，例如，指紋油。圖5是用摩擦牢度評(píng)估儀磨蝕10000輪后測(cè)角器測(cè)量油酸接觸角的曲線圖。該 曲線圖清晰表明浸漬涂覆部件比平面流動(dòng)涂覆部件腐蝕更加嚴(yán)重。圖4和圖5表明，經(jīng)過(guò) 10000輪腐蝕后，平面流動(dòng)涂覆部件的平均油酸接觸角從大約75°下降到大約74° (低于 2%的下降)，而浸漬涂覆部件的油酸接觸角從大約72°下降到大約58° (大約20%的下 降)。這組比較數(shù)據(jù)清晰表明平面流動(dòng)法能生產(chǎn)出更加耐久的涂層。圖6是示意裸露玻璃(不存在A面涂層)“B”面，“A”面用平面流動(dòng)法涂覆的玻 璃部件“B”面，和“B”面用Teflon 保護(hù)后浸漬涂覆“A”面的部件的水接觸角曲線圖。該
8曲線表明平面流動(dòng)法涂覆的部件B面存在一些改性，或許由于清洗過(guò)程中一層非常薄的涂 層材料層被沉積在背部，該涂層材料來(lái)自涂覆步驟后在玻璃一側(cè)殘留的涂料溶液(溶劑和 涂層材料)。在清洗池中將殘留涂料溶液從A面除去，但涂層材料能被沉積在B面。因此， 在一個(gè)實(shí)施例中干凈清洗液被用于部件。在另一個(gè)實(shí)施例中清洗液能被使用的次數(shù)按經(jīng)驗(yàn) 決定，在生產(chǎn)中經(jīng)過(guò)預(yù)先決定的使用次數(shù)后更換清洗液。如預(yù)期所料，由于浸漬法涂覆部件 背部存在膠布?xì)埩粑铮n法涂覆部件背部被更大的涂覆。相對(duì)于浸漬法涂覆部件的背部， 平面流動(dòng)法涂覆部件的背部表面具有更好的親水性，這將導(dǎo)致當(dāng)玻璃背部與顯示模塊粘結(jié) 時(shí)更好的粘結(jié)性能。結(jié)果，因?yàn)椴考巢克苡绊懕仍诮n涂覆法中所收影響少，平面流動(dòng) 涂覆涂層優(yōu)于浸漬涂覆涂層。最終，盡管清洗液中的污染物導(dǎo)致接觸角增加，但是當(dāng)浸漬涂 覆法被使用時(shí)，封住B面以防止其與涂層材料接觸所帶來(lái)的膠帶殘留材料能導(dǎo)致更高的接 觸角。本發(fā)明利用表面張力限定的平面流動(dòng)來(lái)使用選定量涂層材料。在此描述的樣品用 含0. (fft% )DC-2604的溶液涂覆，其中DC-2604為一種“容易清洗”碳氟化合物涂層材 料(Dow Corning, Midland, MI)，稀釋溶液溶劑為 HFE-7200 溶劑(3M Novec 工程流體； 乙基九氟異丁基醚和乙基九氟丁基醚的混合物)。在此使用的玻璃部件是Gorilla 玻璃 部件。用涂料溶液填充即將涂覆的構(gòu)件表面(在此指定為“A”)和涂覆裝置底部之間的空 間。涂料溶液的表面張力確保液體一直被限定在玻璃部件的下表面，涂覆上述表面，且不會(huì) 溢出到上部表面以產(chǎn)生缺陷。用于實(shí)行本方法的玻璃能是任何一種可被疏水和/或疏油涂層材料涂覆的玻璃。 例如不局限于選自含堿金屬的硼硅酸鹽玻璃、含堿金屬的鋁硼硅酸鹽玻璃和含堿金屬的摻 鈦玻璃的玻璃。在一個(gè)實(shí)施例中使用了化學(xué)強(qiáng)化的玻璃，其中通過(guò)離子交換、離子植入或現(xiàn) 有技術(shù)中熟知的其它化學(xué)強(qiáng)化玻璃的方法強(qiáng)化玻璃。在另一個(gè)實(shí)施方案中使用了化學(xué)強(qiáng)化 的含堿金屬的硼硅酸鹽玻璃、含堿金屬的鋁硼硅酸鹽玻璃和含堿金屬的摻鈦玻璃。在一個(gè) 特定的實(shí)施方案中通過(guò)將玻璃中的堿金屬離子離子交換為較大的堿金屬離子來(lái)強(qiáng)化玻璃。 例如不局限于，通過(guò)用鉀離子或銫離子離子交換鈉離子來(lái)化學(xué)強(qiáng)化含鈉鋁硼硅酸鹽玻璃。典型的實(shí)施方案已經(jīng)被列出用于闡明本發(fā)明，但此前的描述不應(yīng)該被視為對(duì)本發(fā) 明范圍的限定。相應(yīng)地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明精神和范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、 改變和取舍。
權(quán)利要求
一種僅涂覆平板玻璃制品單面的平面表面張力方法，該方法包括提供具有容器的裝置，該容器具有基底、以流體密封方式連接到上述基底的垂直壁結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)用于將流體引入和排出容器的通道和容器內(nèi)用于穩(wěn)定定位平板玻璃制品的支撐表面和；提供具有第一面、第二面和側(cè)面的平板玻璃制品；在支撐面上穩(wěn)定定位玻璃制品，使制品的第一面為最接近于容器基底的面；提供由沉淀在玻璃表面的涂層材料和涂層材料的溶劑組成的涂料溶液；將選定體積的涂料溶液引入容器，使涂料溶液從容器基底上升至與玻璃制品的第一面接觸且基本上不與玻璃制品的側(cè)面接觸；通過(guò)讓涂料溶液與第一面接觸選定的時(shí)間用涂層材料涂覆玻璃制品的第一面；將涂料流體從容器中排出；將玻璃制品移出并使用選定的清洗液超聲清洗玻璃制品；干燥清洗后的制品獲得一面被涂層材料涂覆而另一面沒(méi)有被涂覆的玻璃制品。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其中涂料溶液與玻璃制品的第一面接觸1-5分鐘。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其中涂料溶液與玻璃制品的第一面接觸1-5分鐘。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其中涂料溶液與玻璃制品的面在18-40°C溫度范圍內(nèi)接觸。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其中涂料溶液與玻璃制品的面在20-30°C溫度范圍內(nèi)接觸。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其中玻璃選自硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃和摻鈦玻璃。
7.如權(quán)利要求1所述方法，其中玻璃選自化學(xué)強(qiáng)化的硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃 和摻鈦玻璃。
8.如權(quán)利要求7所述方法，其中玻璃通過(guò)將玻璃中的堿金屬離子離子交換為較大的堿 金屬離子而被化學(xué)強(qiáng)化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用表面張力限定的平面流并使用稀釋溶液中的少量涂層材料填充玻璃部件的底面或“A”面表面和涂覆裝置底部之間的窄空間來(lái)涂覆玻璃部件的方法。涂料溶液的表面張力確保液體被一直限制在玻璃部件的下表面，涂覆上述表面，且不會(huì)溢出到上表面產(chǎn)生導(dǎo)致如那些已經(jīng)被描述情形的缺陷。
文檔編號(hào)C03C17/00GK101898868SQ200910159548
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者王慶亞 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司