[发明专利]具有玻璃功能的基底的表面结构化方法及具有结构化表面的玻璃产品

说明书

本发明涉及表面结构化(texturation)领域，尤其涉及玻璃产品的表面 结构化方法、结构化的玻璃产品及其使用。

材料的结构化具有显著的益处，因为其可在众多技术领域得到应 用。

几何图案阵列(réseau)的可以在不改变其组成及其体积性质的情况 下赋予该材料新的、独创的功能。

因此，对于毫米级甚至十分之一毫米数量级的图案而言，已经采用 尤其是轧制技术、激光蚀刻技术或化学蚀刻技术在玻璃产品上(直接在玻 璃基底上或在覆层上)实施周期性重复图案的写入。

对于具有更小特征尺寸，尤其是具有微米级或亚微米级周期或宽度 的图案而言，结构化技术大部分是在微电子中用于集成光学构件的光刻 (lithographie)(光学光刻、电子光刻等)。

然而，由于以下原因中的一个或多个，这些技术并不适合于大量玻 璃产品的制造方法：

-它们成本高昂；

-它们缓慢(扫描)并且复杂性(若干步骤)；

-图案的尺寸受限(受波长的限制)；

-可结构化表面的尺寸小。

最新的一种可替代技术(通常称为“压花技术(embossage)”)被用于将 待周期性重复的基础图案从模具转移至沉积在玻璃基底上的柔软层。

通过放低携带有待重复图案的平压模(英语为“pressing die”)而使所 述层结构化，所述图案通常在UV作用或热作用下凝结(figeant)。

所述柔软层一般是采用溶胶-凝胶方法从无机前体制备出的层。

该方法用于制造电信领域所用的构件，或者在完全另一个领域，用 于制造具有亲水层的玻璃。因此，FR2792628指出了一种通过模制疏水 化溶胶-凝胶而获得的具有起伏(尖齿、凹坑或凹槽)的疏水玻璃。

与平版印刷技术相比，这种技术的优点很多。

就成本而言，同一压模可重新使用很多次，并且从一个模型可以产 生很多复制品。

就效率而言，与其它平版印刷技术(需要使图案显影的步骤)相反的 是，这是一种单步骤方法。

就图案的尺寸而言，与受波长限制的光学光刻法相反的是，压模的 图案尺寸是限制所期望图案尺寸的主要参数。此外，采用压花技术，很 难获得尺寸小于微米且纵横比(定义为图案的最大深度与最大尺寸之比) 大于1的图案。

这种公知的采用平压模的压花技术在效率(制造时间、操作次数的限 制)方面尚不令人满意，并且对于硬脆的大表面(例如玻璃表面)而言，该 技术的实施未得以解决。

从申请WO 02/02472中我们还得知了一种借助于利用掩模的方法而 对具有玻璃功能的基底进行纳米结构化的实施方法，其中所述掩模由金 属结核(nodules métalliques)形成，在这些金属结核周围利用氟化等离子 体方法蚀刻所述基底。

该纳米结构化方法的主要缺点在于，只可获得一种尺寸尺度的图 案，也就是说，结构由只具有某种尺寸的突出体(excroissances)构成。这 些突出体的特征尺寸是在整个表面上是唯一的，因此不会描绘出多尺度 的结构。

此外，该方法的实施牵涉到一系列不同的步骤，使真空沉积和蚀刻 步骤交替进行，在这两个步骤之间进行大气下的加热和清洁步骤。这一 系列在不同压力下(在真空下，在大气压下)进行的步骤本身就是昂贵的， 并且不会简化进行工业性质的生产，即在大尺寸基底上的生产。

因此，本发明的主题是一种用于制造结构化的具有玻璃功能的基底 的有效方法，该方法满足工业限制：成本低和/或设计简单，和/或适合 于任何尺寸的表面和图案。

该方法的目的还在于扩大可获得结构化的具有玻璃功能的基底的 范围，尤其在于获得具有新功能性和/或应用的新几何结构。

为此，本发明首先提出了一种表面结构化方法，即在具有玻璃功能 的基底的至少一部分表面上形成至少一个具有特征尺寸的图案的阵列， 该方法的特征在于，在大气压下，在火焰中使包含至少一种待沉积材料 的前体的溶液离解，所述火焰被引向所述表面部分，使得以基于所述材 料的多个结节(nodules)的形式沉积掩模，使所述材料的所述掩模经历蚀 刻步骤。

在本发明的优选实施方案中，还可任选地进行以下安排中的一种和 /或另一种：

-蚀刻步骤通过大气压等离子体进行辅助，

-蚀刻步骤通过真空等离子体进行辅助，