[其他]蚀刻玻璃及其制造方法

说明书

本发明涉及到一种玻璃板制品，该玻璃板制品上具有蚀刻图案。本发明还涉及到制造这种具有蚀刻图案的玻璃板制品的方法。

在装饰技术领域中，人们已经知道了用各种装饰图案蚀刻玻璃板，就是说正常地可以用肉眼来观察，查看图案。在器皿领域中，通常把制造商标或质量商标蚀刻到玻璃表面上的技术已为大家所知。这类图案由于要设计成肉眼可见，因此其蚀刻的线条相当粗。

大家还知道，在毛玻璃板的一面或两面的整个区域上均匀蚀刻的技术。

例如，从授予Sharp    KK的美国专利4，544，443中了解到，对一种光学数据储存园盘，在其玻璃园盘上蚀刻导轨，为了在园盘上储存足够多的数据，必须使得这类纹道很细致，如可使纹道深为50纳米，宽约为1微米。然而，依据Sharp    KK后来的欧洲专利公开EP0228814AL，该美国专利中玻璃蚀刻基片的表面平滑度由于蚀刻操作损坏较大，使最后得到的光学数据储存园盘的噪音增加。

玻璃是一种具有脆性相当易碎的材料，可以通过加厚的途径获得高强度，抗破碎性的玻璃板，但这在实践中总是不可能的。例如，许多现有光学储存园盘阅读器的物理尺寸要求园盘比2毫米薄。具有这种厚度的玻璃园盘相当易碎，存在着很大的危险性，操作时易损坏。而且如果在读写储存的数据时，园盘快速地旋转，往往会由于离心力的作用而易破裂。在其它蚀刻玻璃板的应用领域中，也需要高的强度/重量比。

本发明的目的是提供一种由玻璃板组成以及具有改善了强度和抗破碎性的蚀刻图案的制品。

按照本发明所提供的由玻璃板组成且具有蚀刻图案的制品，其特征在于所说的玻璃板是化学钢化玻璃板，所说的图案是由被氟离子蚀刻到制品上的一条或多条纹道所组成，其深度小于2微米。

极其令人惊呀的是把纹道图案蚀刻到钢化玻璃板上。众所周知，钢化玻璃对表面侵蚀非常灵敏。在钢化玻璃表面形成的任何纹道都会使应力增加。由于在化学钢化期间在玻璃的表面上产生了非常高的表面压应力，以及这些增加的应力从玻璃板的表面逐渐减弱至玻璃板的内部，可以预料，到任何不均匀的表面浸蚀，特别是那些类似V形或长方形纹道的表面浸蚀，其破裂的可能性更大，至少使钢化玻璃板严重地变形。使我们惊奇的是，我们已经发现情况不是这样，把钢化玻璃的蚀刻深度控制在2微米以下，可以蚀刻纹道图案，从而维持了玻璃的硬度和高的强度，并且对钢化玻璃的平整性能没有影响。

当然，玻璃的化学钢化本身是已知的，在这里没有必要对化学钢化方法进行描述，应该足够重视的是，这种钢化是通过离子的扩散取代了玻璃表面层的钠离子，钠离子可以由比之更大的钾离子置换，这就增加了表面压应力。在另一工艺过程中，钠离子可以由在玻璃表层热膨胀系数较低的锂离子取代，玻璃上又一次产生表面压应力。

用氟离子进行蚀刻处理，常常沥滤出碱金属离子，然而对玻璃板的化学钢化最为有利的离子，在玻璃钢化板被蚀刻的时候没有受损失。我们已经发现按照本发明制备的制品情况往往不是这样。

对于指定厚度的玻璃板，具有本发明特征的制品其玻璃强度和抗破裂性得到改善，并且具有高的透明度（如果需要的话），容易达到高的平整度，化学稳定性好，抗老化，硬度高。这些都是与玻璃的使用相联系的。

在本发明优选的实施例中图案是由宽度小于10微米，两个相邻纹道间距小于10微米的紧密相间的纹道组成。

这类玻璃板很有价值，因为它实际上提供了显微蚀刻纹道。适用于无数新型的应用领域。

象钢化玻璃这样硬的材料能够承受这样浅的、纹道如此邻近的纹道，使大家感到意外，而特别使申请公司感到意外的是可以直接在硬度如玻璃的表面上蚀刻。

本发明的突出特征使得它与普通工艺比较具有更显著的优点，普通工艺需要运用树脂层来获得纹道图案，这是因为本发明提供了一种能承受非常细致蚀刻的钢化玻璃板，该蚀刻具有较高的清晰度，它是在非常硬的表面上产生的。

最好，蚀刻的纹道宽度小于1.5微米，深度大于50纳米，两个相邻纹道的间距小于2微米。

这类特征增加了蚀刻图案的高分辨率，例如可直接用这类玻璃板生产数据储存园盘。况且，这样的深度相对于纹道的宽度来说具有更显著的效果，如仅当图案用作为数据储存园盘的导轨时，才能够显示出其显著的优越性。