CN102717548B - 玻璃保护膜、玻璃制品及玻璃防刮伤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻璃保护膜，包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层。在使用时，五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层依次层叠在玻璃上。五氧化二铌层及二氧化硅层用于增加玻璃保护膜的透光性，氮化碳层具有较高的硬度和摩擦系数，使得氮化碳层可以经受刀片在1KG的压力下的刮划而不在保护层上留下任何刮痕，因而该玻璃保护膜的防刮伤效果较好，能够有效地保护数码产品的玻璃屏幕或汽车玻璃。进一步，本发明还提供一种玻璃制品及一种玻璃防刮伤方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃保护膜、玻璃制品及玻璃防刮伤方法。
背景技术
手机、MP4、数码相机、笔记本等数码产品及汽车是一般采用塑料贴膜的形式保护数码产品的玻璃屏幕或汽车玻璃，如PP（聚丙烯）贴膜、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）贴膜等。然而，这种塑料贴膜的防刮伤效果较差，在受到一般外力刮划时常常留下刮痕而屏幕的显示效果或影响产品的美观性，当受到的刮伤力较大时，很有可能会伤及数码产品的玻璃屏幕或汽车玻璃，从而不能够很好地保护数码产品的玻璃屏幕或汽车玻璃。
发明内容
基于此，有必要提供一种防刮伤效果较好的玻璃保护膜、玻璃制品及玻璃防刮伤方法。
一种玻璃保护膜，包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层。
在其中一个实施例中，所述五氧化二铌层的厚度为14~16nm，所述二氧化硅层的厚度为117~123nm，所述氮化碳层的厚度为4~8nm。
在其中一个实施例中，所述五氧化二铌层的厚度为15nm，所述二氧化硅层的厚度为120nm，所述氮化碳层的厚度为5nm。
一种玻璃制品，包括玻璃及形成于所述玻璃上的玻璃保护膜，所述玻璃保护膜包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层。
一种玻璃防刮伤方法，包括如下步骤：
采用磁控溅射技术在玻璃上制备五氧化二铌层和层叠于所述五氧化二铌层上的二氧化硅层；
在所述二氧化硅层上采用磁控溅射技术制备氮化碳层，所述磁控溅射技术是采用石墨靶材溅射镀膜，并通入氮气作为反应气体，其中所述氮气的流量与溅射功率的比值为4~8SCCM/KW。
在其中一个实施例中，所述五氧化二铌层的制备是采用铌靶材，在氧气气氛下溅射而成，所述氧气的流量与溅射功率的比值为4~10SCCM/KW。
在其中一个实施例中，所述二氧化硅层的制备是采用硅靶材，在氧气气氛下溅射而成，所述氧气的流量与溅射功率的比值为8~15SCCM/KW。
在其中一个实施例中，所述在玻璃上制备五氧化二铌层之前还包括玻璃的清洗及烘干的步骤。
在其中一个实施例中，所述五氧化二铌层的厚度为14~16nm，所述二氧化硅层的厚度为117~123nm，所述氮化碳层的厚度为4~8nm。
在其中一个实施例中，所述五氧化二铌层的厚度为15nm，所述二氧化硅层的厚度为120nm，所述氮化碳层的厚度为5nm。
上述玻璃保护膜包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层。在使用时，五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层依次层叠在玻璃上。五氧化二铌层及二氧化硅层用于增加玻璃保护膜的透光性，氮化碳层具有较高的硬度和摩擦系数，使得氮化碳层可以经受刀片在1KG的压力下的刮划而不在保护层上留下任何刮痕，因而该玻璃保护膜的防刮伤效果较好，能够有效地保护数码产品的玻璃屏幕或汽车玻璃。
附图说明
图1为一实施方式的玻璃制品的结构示意图；
图2为一实施方式的玻璃防刮伤方法的工艺流程图；
图3为实施例1的玻璃制品的透射率曲线图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式和附图对上述玻璃保护膜、玻璃制品及玻璃防刮伤方法进一步阐述。
请参阅图1，一实施方式的玻璃制品100，包括玻璃10及设置于玻璃10上的玻璃保护膜20。
玻璃保护膜20包括依次层叠在玻璃10上的五氧化二铌层210、二氧化硅层220和氮化碳层230。
玻璃保护膜20用于保护玻璃10，避免玻璃10受到刮伤。其中，五氧化二铌层210和二氧化硅层220起增透作用，用于减少光的反射，增加玻璃保护膜20的对光的透射率，以提高玻璃保护膜20的透光性从而提高使用该玻璃制品100的屏幕的显示效果或汽车玻璃的透光性。
五氧化二铌层210的厚度为为14~16nm，优选为15nm。二氧化硅层220的厚度为117~123nm，优选为120nm。五氧化二铌层210和二氧化硅层220根据光的波动性、光的反射和干涉原理设计以使玻璃保护膜20具有优异的光学性能，使得玻璃制品100能够适用于各种玻璃屏幕或对透光性要求较高的产品。五氧化二铌（Nb2O5）和二氧化硅（SiO2）均为透光性良好的材料，二氧化硅层220层叠在五氧化二铌层210上，这种结构对多色光起作用，因而增透效果较好。
氮化碳层230层叠于二氧化硅层220上。氮化碳层230的材料为氮化碳（C3N4），氮化碳具有较高的硬度和较小的摩擦系数，因而氮化碳层230具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小的优点，使得氮化碳层230可以经受刀片在1KG的压力下的刮划而不在氮化碳层230上留下任何刮痕，因而防刮伤效果较好。
为保证氮化碳层230的透光性，氮化碳层230的厚度为4~8nm。兼顾氮化碳层230的防刮伤效果及透光性，氮化碳层230的厚度优选为5nm。
玻璃保护膜20的氮化碳层230具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小的优点，因而氮化碳层230的防刮性能较好，可以经受刀片在1KG的压力下的刮划而不在氮化碳层230上留下任何刮痕，因而玻璃保护膜20的防刮伤效果较好。
氮化碳的化学性能稳定，使得氮化碳层230具有较好的耐腐蚀性能，汗渍等各种污渍对氮化碳层230不产生腐蚀影响，长时间使用后，玻璃保护膜20的防刮效果不受到任何影响，经久耐用。
并且，五氧化二铌层210和二氧化硅层220的增透作用使玻璃保护膜20的透射率很高，在420nm~670nm处透射率大于80%，使得玻璃保护膜20具有优异的光学性能，因而，玻璃保护膜20兼具透光性能好和防刮伤性能好的特点，使得玻璃制品100的透光性良好，能够应用于各种数码产品的玻璃屏幕及汽车玻璃，不仅显示效果较好，且防刮性能好，使用时可靠性高。
个别塑料薄膜的透光性较差，易反光，玻璃屏幕贴上塑料薄膜后显示效果不理想。使用玻璃制品100作为玻璃屏幕或汽车玻璃时，无需在玻璃制品100的表面贴上塑料保护膜，因而不会对玻璃制品100的透光性产生任何不良影响。
玻璃制品100是通过在玻璃10上制备玻璃保护膜20，使得玻璃保护膜20与玻璃10为一体式结构。
首先在玻璃10上蒸镀五氧化二铌层210，接着在五氧化二铌层210上蒸镀二氧化硅层220，最后在二氧化硅层220上蒸镀氮化碳层230形成玻璃制品100。这种直接在玻璃10上制备玻璃保护膜20的使用方法不仅能够有效保护玻璃10，使玻璃10免受外界的刮伤作用，而且这种使用方法使玻璃保护膜20与玻璃10的粘附性较高，能够避免常规塑料保护膜的贴膜使用中存在的易起泡或易脱落的情况，所以玻璃制品100的可靠性较高，使用寿命较长。
五氧化二铌层210的厚度为14~16nm，二氧化硅层220的厚度为117~123nm，氮化碳层230的厚度为4~8nm。故玻璃保护膜20的厚度为135~147nm。因而，玻璃保护膜20对玻璃制品100的影响微乎其微，当玻璃10本身的厚度较小时，玻璃保护膜20对使用该玻璃制品100的数码产品朝小型化方向发展不产生任何不良影响。
请参阅图2，一实施方式的玻璃防刮伤方法，包括如下步骤：
步骤S210:采用磁控溅射技术在玻璃上制备五氧化二铌层和层叠于五氧化二铌层上的二氧化硅层。
在制备五氧化二铌层及二氧化硅层之前首先对玻璃进行清洗，以避免玻璃上的灰尘及污渍对五氧化二铌层的粘附性及五氧化二铌层及二氧化硅层的透光性产生不良影响。为了保证清洗品质，可以将玻璃进行超声波清洗，避免划伤玻璃表面。
将清洗干净后的玻璃进行干燥后，在玻璃的表面蒸镀五氧化二铌层。采用铌靶材，在氧气气氛下溅射而成。其中氧气的流量与溅射功率的比值为4~10SCCM/KW。在其他实施方式中，也可以采用五氧化二铌靶材制备五氧化二铌层。
五氧化二铌层的厚度为14~16nm，优选为15nm。
在制备好的五氧化二铌层的表面制备二氧化硅层，采用硅靶材，在氧气气氛下溅射而成。其中氧气的流量与溅射功率的比值为8~15SCCM/KW。在其他实施方式中，也可以采用二氧化硅靶材制备二氧化硅层。
二氧化硅层的厚度为117~123nm，优选为120nm。
步骤S220:在二氧化硅层上采用磁控溅射技术制备氮化碳层。
在二氧化硅层上采用磁控溅射技术制备氮化碳层。采用石墨靶材溅射镀膜，并通入氮气作为反应气体制备得到氮化碳层，其中氮气流量与溅射功率的比值为4~8SCCM/KW，优选为5SCCM/KW。优选的，石墨靶材为高纯石墨靶材，氮气采用高纯氮气。
采用石墨靶材溅射镀膜，石墨具有高度的润滑性，C与氮气反应制备出优质的保护层，这种保护层的表面非常光滑，质感较好，适用于具有触摸屏的各种数码产品。采用石墨靶材溅射镀膜，相比于C60薄膜靶材或碳氮有机靶材，保护层100的品质较好。
氮化碳层的厚度为4~8nm，优选为5nm。
五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层依次层叠在玻璃上形成保护玻璃的玻璃保护膜，氮化碳层采用具有高度润滑性的石墨靶材溅射而成，氮化碳层具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小的优点，因而氮化碳层的防刮性能好，在使用中碰到硬物的多次刮划作用均不会留下划痕，不仅能够保持使用该玻璃的产品的美观性，更能够有效保护玻璃屏幕的显示效果，且外力作用不会伤及玻璃，提高使用该玻璃的产品的使用寿命。
上述玻璃防刮伤方法通过磁控溅射技术在玻璃的表面制备由五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层依次层叠组成的玻璃保护膜以保护玻璃，与塑料贴膜的防刮伤方法相比较，这种方法的保护膜的粘附性较高，长时间使用也能较牢固地粘附在玻璃的表面，有效避免常规塑料贴膜在使用中起泡或脱落的现象，可靠性高，经久耐用。
塑料贴膜的防刮伤方法，当塑料贴膜从玻璃上脱落或塑料贴膜上的刮痕过多需更换塑料膜而将受损的塑料贴膜从玻璃上剥离时，玻璃的表面上可能会留下粘胶，这些粘胶有时难以去除，在去除粘胶时也有可能会损伤玻璃表面，因而，塑料贴膜的防刮伤方法因其易脱落及防刮伤效果较差而可能会对玻璃的美观性产生不良影响或损坏玻璃。上述玻璃防刮伤方法的玻璃保护膜一经成型，在使用中难以脱落，能够有效避免塑料贴膜使用中存在的缺点，安全可靠。
该玻璃防刮伤方法在需要保护的玻璃上制备玻璃保护膜，一次成型，相比于传统的塑料贴膜的防刮伤方法，玻璃保护膜制备过程中受到人为因素影响较小，因而能在玻璃表面形成较为平整的保护膜，能够有效地避免塑料保护膜在贴膜过程中易出现气泡，可控性差的问题。
该玻璃防刮伤方法可用于大尺寸的玻璃的防刮伤保护，与塑料贴膜的方式相比较，适用范围广，不仅适用于尺寸相对较小的手机玻璃屏幕、数码相机屏幕的防刮伤保护，更适用于尺寸较大的汽车玻璃等的防刮伤保护。
以下为具体实施例。
实施例1
一种玻璃制品，包括玻璃及设置于玻璃上的玻璃保护膜。玻璃保护膜包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层和氮化碳层，其中五氧化二铌层的厚度为15nm，二氧化硅层的厚度为120nm，氮化碳层的厚度为5nm。
一种玻璃防刮伤方法，包括如下步骤：
1、先将玻璃在洗涤剂中超声波清洗5分钟，在于纯水中超声波清洗5分钟，然后进行干燥；
2、采用铌靶材，在氧气气氛下用磁控溅射技术在干燥的玻璃上制备五氧化二铌层，其中氧气的流量与溅射功率的比值为4SCCM/KW，五氧化二铌层的厚度为15nm；
3、采用硅靶材，在氧气气氛下用磁控溅射技术在五氧化二铌层上制备二氧化硅层，其中氧气的流量与溅射功率的比值为8SCCM/KW，二氧化硅层的厚度为120nm；
4、采用石墨靶材，通入氮气作为反应气体采用磁控溅射技术制备氮化碳层，其中氮气流量与溅射功率的比值为8SCCM/KW，氮化碳层的厚度为5nm。
实施例2
一种玻璃制品，包括玻璃及设置于玻璃上的玻璃保护膜。玻璃保护膜包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层和氮化碳层，其中五氧化二铌层的厚度为14nm，二氧化硅层的厚度为123nm，氮化碳层的厚度为4nm。
一种玻璃防刮伤方法，包括如下步骤：
1、先将玻璃在洗涤剂中超声波清洗8分钟，在于纯水中超声波清洗5分钟，然后进行干燥；
2、采用铌靶材，在氧气气氛下用磁控溅射技术在干燥的玻璃上制备五氧化二铌层，其中氧气的流量与溅射功率的比值为10SCCM/KW，五氧化二铌层的厚度为14nm；
3、采用硅靶材，在氧气气氛下用磁控溅射技术在五氧化二铌层上制备二氧化硅层，其中氧气的流量与溅射功率的比值为15SCCM/KW，二氧化硅层的厚度为123nm；
4、采用石墨靶材，通入氮气作为反应气体采用磁控溅射技术制备氮化碳层，其中氮气流量与溅射功率的比值为4SCCM/KW，氮化碳层的厚度为4nm。
实施例3
一种玻璃制品，包括玻璃及设置于玻璃上的玻璃保护膜。玻璃保护膜包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层和氮化碳层，其中五氧化二铌层的厚度为16nm，二氧化硅层的厚度为117nm，氮化碳层的厚度为8nm。
一种玻璃防刮伤方法，包括如下步骤：
1、先将玻璃在洗涤剂中超声波清洗5分钟，在于纯水中超声波清洗10分钟，然后进行干燥；
2、采用铌靶材，在氧气气氛下用磁控溅射技术在干燥的玻璃上制备五氧化二铌层，其中氧气的流量与溅射功率的比值为8SCCM/KW，五氧化二铌层的厚度为16nm；
3、采用硅靶材，在氧气气氛下用磁控溅射技术在五氧化二铌层上制备二氧化硅层，其中氧气的流量与溅射功率的比值为10SCCM/KW，二氧化硅层的厚度为117nm；
4、采用石墨靶材，通入氮气作为反应气体采用磁控溅射技术制备氮化碳层，其中氮气流量与溅射功率的比值为5SCCM/KW，氮化碳层的厚度为8nm。
表1 为实施例1的玻璃保护膜的各个层的厚度设计
| 玻璃保护膜的各个层 | 五氧化二铌层 | 二氧化硅层 | 氮化碳层 |
| 四分之一波长（QWOT） | 0.2559 | 1.2698 | 0.0865 |
| 厚度（nm） | 15.00 | 120.00 | 5.00 |
表2 实施例1的玻璃制品的透射率测试条件
| 项目 | 条件 | 项目 | 条件 |
| 发光体 | 白光 | 角度 | 0.0 |
| 介质 | 空气 | 参考值 | 550.0（nm） |
| 基底 | 玻璃 | 偏振 | 平均 |
| 出射介质 | 玻璃 | 检测器 | 标准检测器 |
实施例1的玻璃制品按表1及表2的条件在波长400nm~750nm的透射率如图3所示，该玻璃制品在400nm~750nm的透射率在78%以上，而在550nm~700nm的透射率达到97.%%以上，具有优异的光学性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种玻璃保护膜，其特征在于，包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层；
所述五氧化二铌层的厚度为14～16nm，所述二氧化硅层的厚度为117～123nm，所述氮化碳层的厚度为4～8nm；
所述玻璃保护膜采用玻璃防刮伤方法制备得到，包括如下步骤：
采用磁控溅射技术在玻璃上制备所述五氧化二铌层和层叠于所述五氧化二铌层上的所述二氧化硅层；
在所述二氧化硅层上采用磁控溅射技术制备所述氮化碳层，所述磁控溅射技术是采用石墨靶材溅射镀膜，并通入氮气作为反应气体，其中所述氮气的流量与溅射功率的比值为4～8SCCM/KW；
所述五氧化二铌层的制备是采用铌靶材，在氧气气氛下溅射而成，所述氧气的流量与溅射功率的比值为4～10SCCM/KW；
所述二氧化硅层的制备是采用硅靶材，在氧气气氛下溅射而成，所述氧气的流量与溅射功率的比值为8～15SCCM/KW；
所述在玻璃上制备五氧化二铌层之前还包括玻璃的清洗及烘干的步骤。
2.根据权利要求1所述的玻璃保护膜，其特征在于，所述五氧化二铌层的厚度为15nm，所述二氧化硅层的厚度为120nm，所述氮化碳层的厚度为5nm。
3.一种玻璃制品，包括玻璃及形成于所述玻璃上的玻璃保护膜，其特征在于，所述玻璃保护膜包括依次层叠的五氧化二铌层、二氧化硅层及氮化碳层；所述五氧化二铌层的厚度为14～16nm，所述二氧化硅层的厚度为117～123nm，所述氮化碳层的厚度为4～8nm；
所述玻璃制品采用玻璃防刮伤方法制备得到，包括如下步骤：
采用磁控溅射技术在玻璃上制备所述五氧化二铌层和层叠于所述五氧化二铌层上的所述二氧化硅层；
在所述二氧化硅层上采用磁控溅射技术制备所述氮化碳层，所述磁控溅射技术是采用石墨靶材溅射镀膜，并通入氮气作为反应气体，其中所述氮气的流量与溅射功率的比值为4～8SCCM/KW；
所述五氧化二铌层的制备是采用铌靶材，在氧气气氛下溅射而成，所述氧气的流量与溅射功率的比值为4～10SCCM/KW；
所述二氧化硅层的制备是采用硅靶材，在氧气气氛下溅射而成，所述氧气的流量与溅射功率的比值为8～15SCCM/KW；
所述在玻璃上制备五氧化二铌层之前还包括玻璃的清洗及烘干的步骤。
4.一种玻璃防刮伤方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用磁控溅射技术在玻璃上制备五氧化二铌层和层叠于所述五氧化二铌层上的二氧化硅层；
在所述二氧化硅层上采用磁控溅射技术制备氮化碳层，所述磁控溅射技术是采用石墨靶材溅射镀膜，并通入氮气作为反应气体，其中所述氮气的流量与溅射功率的比值为4～8SCCM/KW；
所述五氧化二铌层的制备是采用铌靶材，在氧气气氛下溅射而成，所述氧气的流量与溅射功率的比值为4～10SCCM/KW；
所述五氧化二铌层的厚度为14～16nm，所述二氧化硅层的厚度为117～123nm，所述氮化碳层的厚度为4～8nm；
所述二氧化硅层的制备是采用硅靶材，在氧气气氛下溅射而成，所述氧气的流量与溅射功率的比值为8～15SCCM/KW；
所述在玻璃上制备五氧化二铌层之前还包括玻璃的清洗及烘干的步骤。
5.根据权利要求4所述的玻璃防刮伤方法，其特征在于，所述五氧化二铌层的厚度为15nm，所述二氧化硅层的厚度为120nm，所述氮化碳层的厚度为5nm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 338004 Xinyu City, Jiangxi Province High - tech Industrial Development Zone Xicheng Avenue Vogg Industrial Park Applicant after: WGTECH (JIANGXI) Co.,Ltd. Address before: 338004 Xinyu City, Jiangxi Province High - tech Development Zone Xicheng Road Vogg Industrial Park Applicant before: Jiangxi Woge Photoelectric Technology Co.,Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JIANGXI WG PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO., LTD. TO: JIANGXI WG PHOTOELECTRIC CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230606 Address after: Room 101, Building 2, No. 32, Jinsong Road, Liaobu Town, Dongguan City, Guangdong Province, 523000 Patentee after: DONGGUAN SINGWAY ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 338004 Woge Industrial Park, Xicheng Avenue, Xinyu high tech Industrial Development Zone, Jiangxi Province Patentee before: WGTECH (JIANGXI) Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |