CN102717549A - 纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，由里至外包括有机硅胶层、偏振防窥视膜层、粘合剂层、PET薄膜层和防炫防指纹纳米涂层。防炫防指纹纳米涂层是以氟硅聚合物为基底，用原位聚合方法，在PET膜表面形成一层具有纳米微突起的二氧化硅或碳酸钙而制得的；偏振防窥视膜层为若干并列布置的横截面为方形的条状光刻胶，每条光刻胶之间设置有不透明隔层；每条光刻胶的间距为其厚度的一半。本发明的保护膜表面硬度大于4H，其防指纹性能明显优于目前市售商品；偏振防窥视膜层采用光刻胶固化与不透明物填充技术，在材质和处理方法有较大创新；采用质地强韧、挺度好、透明度高、价格低廉的PET膜代替PC膜，保障质量的同时，降低了成本。

Description

纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜

技术领域

本发明涉及屏幕贴膜领域，具体涉及一种纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜。

背景技术

随着科技的发展，液晶显示器在我们生活中有着越来越广泛的应用，诸如手机、电脑、自动取款机（ATM）、电视等等。作为高品质产品，也需要各种各样的维护、保养，才能发挥它本身的最大效力，使用时间才能最大化。因此，各种不同功能的屏幕贴膜应运而生。目前，屏幕贴膜发展十分迅猛，近3年内，销售量就增加了10倍，仅手机贴膜一项，每年国内市场的销售额就达数十亿元。

液晶屏会吸附各种灰尘，而灰尘是电磁辐射的重要载体，即使关掉了笔记本，电磁辐射仍然留在灰尘里，继续对人的健康产生危害。还有些人居住环境灰尘很大，笔记本屏幕上很容易落满灰尘。有些生活习惯不太注意的人，边吃边用笔记本，弄的键盘上、屏幕上都有油，从而在屏幕上留下了许多手印和污渍，极大地影响了美观和增长使用。另外，不论是谁，或多或少都有不愿意与他人分享的秘密，尤其是在办公场所。例如，现在的电脑使用者经常会再在一些公共场合（如飞机上）处理私人文件，为安全考虑，非常需要防止邻近座位的乘客或路过他人看到屏幕上的信息；或者在自动取款机取钱；用手机收发短信、邮件；诸多场合下，都要求个人的隐私得到保护。

作为屏幕贴膜，最为重要的性能就是保护屏幕，防止划伤；其次为保持屏幕的清洁美观；另外，要有保护隐私的功能。

防止划痕的贴膜，目前技术已经很成熟了，市场上已有大量产品。

防指纹膜，指的是材料表面难以附着指纹、汗渍、油污等，或者一旦沾上，也很容易除去。常用的贴膜，其材质主要有聚酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、以及ARM膜（由硅胶/PET/表面处理层组成）。其中，PP材质的贴膜比较软，透光性也很差，起不到防刮花、防磨损的作用，只可防灰尘，由于效果不好，现在基本被消费者抛弃了；PVC材质贴膜比较柔软，容易粘贴，但比较厚，透光性能不是很好。而且如果撕下贴膜，会在手机屏幕上留下残胶，影响美观；PET材质的贴膜，具有较高的透光性，撕下后也没有残胶，也不太容易出现贴膜中间的小气泡，但缺点是反光度高，容易在表面留下指纹及油渍的痕迹；ARM材质是PET膜经表面处理而得，主要使用含氟或硅的丙烯酸酯类聚合物，该类聚合物具有很低的表面能，无论水或油，在其表面都不浸润，因此具有很好的防污抗指纹和自清洁性能，耐磨抗划能力强、透光性很好，撕下后不会留下痕迹，但价格较贵。而且，目前防指纹膜技术大多采用表面涂层技术，尚存在一定问题。常规的硬涂层膜具有被称为“彩虹效应”的缺陷，当显示器的背景为黑色以改善对比度时，该效应更为明显，而易被肉眼观察到。更为严重的是，彩虹效应会导致图像的重叠干扰，同时引起图像失真。

防窥膜，是覆盖在屏幕上的一层塑料材质的半硬性薄膜，厚度大概为1-2mm。主要作用，可以降低屏幕的显示角度，即在你身边的人将无法看清你的屏幕内容，防窥之名由此而来。这种保护膜材料都是进口而来的，其中最有代表性的防窥膜生产厂商为美国的3M公司，采用的是“超微细百叶窗（Microlouver）”光学偏振光技术，使屏幕内容专供使用者从正面60°视角阅读，而视角超过此范围，则不能看到屏幕内容。超微细百叶窗结构示意图如图1所示，防窥膜由多层不同功能薄膜组合而成，包括防炫硬涂层1、PC层2、超微细型百叶窗棱层3、胶粘层4和PET层5，除中间不到1毫米厚的黑色夹层外其余各层都是透明的，中间黑色夹层即超微细型百叶窗棱层3，百叶窗在垂直方向限制了可以透射光的角度，而在平行的方向上，视角是不受任何限制的。百叶窗的叶片是完全不透光的碳黑，每一片只有几十微米厚，几百微米宽，相邻两个叶片的间距非常严格地保持在叶片宽度的二分之一，而且任意面积的两个百叶窗都精确地保持所有尺寸一致，这使得电脑防窥片看起来像一张非常均匀的灰色滤色片。装上了防窥膜的屏幕，只有在正视方向左右30°的角度范围内可以看到屏幕图像，而超出此角度范围，则不能看到屏幕上的显示内容。尽管采用超微细百叶窗技术减小视角，可以较好地保护个人隐私和商业机密的作用，但是使用这样的贴膜，会造成图像亮度降低，必须增加应用于背光的功率来进行补偿。另外，目前采用表面涂层处理的防指纹技术，在防指纹效果和耐划伤等方面，还存在不尽人意的地方。

发明内容

本发明的目的在于克服上述屏幕贴膜防指纹和防窥技术的存在问题，提供一种具有防窥抗指纹等功能的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，由里至外包括有机硅胶层、偏振防窥视膜层、粘合剂层、PET薄膜层和防炫防指纹纳米涂层。

优选地，所述防炫防指纹纳米涂层是通过如下步骤制备而得的：以氟硅聚合物为基底，加入占氟硅聚合物总重的重量百分比含量为0.5～5%、粒径为50～1000纳米的二氧化硅或碳酸钙粉体，采用原位聚合方法，在所述PET薄膜层表面形成一层具有纳米尺度的微突起的涂层，即得所述防炫防指纹纳米涂层。

优选地，所述防炫防指纹纳米涂层的厚度为0.2～3.0微米。

优选地，所述氟硅聚合物为聚三氟丙基甲基环三硅氧烷、聚三氟丙基甲基二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷-b-聚七氟丁基甲基丙烯酸酯中的一种或几种。

优选地，所述偏振防窥视膜层为若干并列布置的横截面为方形的条状光刻胶，所述每条光刻胶之间设置有不透明隔层，所述每条光刻胶的间距为其厚度的一半。

优选地，所述偏振防窥视膜层是通过如下方法制备而得的：

步骤一，紫外光固化处理：在所述有机硅胶层上涂覆一层光刻胶，将紫外光透过光栅照射在光刻胶涂层上，根据光栅的间距调整光刻胶涂层厚度，使厚度保持为间距的两倍；

步骤二，溶解：用有机溶剂溶解步骤一处理后的光刻胶中未被紫外光照射的部分，形成若干条状空穴，所述条状空穴的横截面为方形；

步骤三，填充不透明粒状物：将不透明粒子分散在可室温固化的低粘度树脂中形成混匀液，采用真空吸附的方法，将所述混匀液吸入步骤二所述的条状空穴中，固化，即可。

优选地，步骤一中所述光刻胶涂层的厚度为200～1500微米，所述光栅的间距为100～750微米。

优选地，步骤一中所述光刻胶为聚乙烯醇月桂酸酯、光敏聚酰亚胺、环氧基紫外负性光刻胶(SU-8)或环化聚异戊二烯－双叠氮型紫外光刻胶。

优选地，步骤二中所述有机溶剂为丙酮或乙酸乙酯。

优选地，步骤三中所述不透明粒状物为炭黑、二氧化钛或不透明颜料粒子。

优选地，步骤三中所述可室温固化的低粘度树脂为环氧树脂或不饱和聚酯。

优选地，所述环氧树脂为双酚A型或缩水甘油酯型环氧树脂与固化剂脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺或酸酐的共混物。

优选地，所述不饱和聚酯为不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。

优选地，所述的不饱和二元酸为顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、四氢化邻苯二甲酸酐中的一种或几种；所述的饱和二元酸为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、己二酸中的一种或几种；所述的二元醇为丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、将纳米技术应用于贴膜，赋予其优异的防划伤、防炫和防指纹性能；与现有技术相比，创新性地应用原位聚合技术，将纳米二氧化硅或碳酸钙与具有自清洁性能的低表面能氟硅聚合物结合在一起，从而可以发挥两者各自的优势，形成特殊的具有“荷叶效应”的微突起的表面涂层，其表面硬度大于4H铅笔硬度，而目前3M公司等主流产品的硬度只有3H；防指纹性能，通过滴加人工汗液的方法观测，效果也明显优于目前市售商品。

2、偏振防窥视膜层采用光刻胶固化与不透明物填充技术，与3M公司的超微细百叶窗形式相比，在材质和处理方法有较大创新；采用质地强韧、挺度好、透明度高、价格相对低廉的PET膜代替聚碳酸酯（PC）膜，在保持质量的同时，可有效降低成本；改进了微百叶窗制备技术，并创新性地采用二氧化钛或其它不透明颜料粒子作为不透明隔层的填充剂，改变了防窥视膜深灰色的外观，而可以制备不同颜色的防窥膜，极大地增加了产品的美观和时尚性。

附图说明

图1为3M公司的超微细百叶窗结构示意图；

图2为本发明的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜的结构示意图；

图3为本发明的偏振防窥视膜层的制备与结构示意图；

其中，1、防炫硬涂层，2、PC层，3、超微细型百叶窗棱层，4、胶粘层，5、PET层，6、防炫防指纹纳米涂层，7、PET薄膜层，8、粘合剂层，9、偏振防窥视膜层，10、有机硅胶层，11、玻璃屏幕，12、光栅，13、紫外固化前的光刻胶，14、固化并部分溶解的光刻胶，15、不透明隔层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

由于PET有优良的透光性和气密性，其强韧性是所有热塑性树脂中最为优异的，抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜要高得多，且挺力好，尺寸稳定，同时具有耐热、耐寒和耐化学药品腐蚀等宝贵性能；因此，本发明以PET为基体材料，制备纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜。

实施例1

本实施例的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜的结构示意图如图2所示，所述纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜贴覆在玻璃屏幕11上，其由里至外包括有机硅胶层10、偏振防窥视膜层9、粘合剂层8、PET薄膜层7和防炫防指纹纳米涂层6。其制备具体如下：

步骤一、在有机硅胶层10上制备偏振防窥视膜层9；

偏振防窥视膜层的结构与制备方法如图3所示，具体如下：

1）在有机硅胶层10上，涂覆一层光刻胶13（聚乙烯醇月桂酸酯），控制涂层厚度为200～1500微米；然后将紫外光透过光栅12照射在涂层上，光栅12的间距在100～750微米，根据光栅12的间距调整涂层厚度，使厚度保持为间距的两倍，以保证屏蔽视界在正负30度角；在光的作用下,光刻胶13分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而未被光照射的部分没有发生交联反应，依然可以溶解在丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂中；

2）在紫外光固化处理后，用丙酮溶解未交联的光刻胶，在光刻胶涂层上形成若干条状空穴，所述条状空穴的横截面为方形；

3）在空穴中填入不透明的炭黑或二氧化钛，为便于操作和保证充分填实，预先将超细炭黑、二氧化钛或其它不透明颜料粒子分散在可室温固化的低粘度树脂（双酚A型环氧树脂与酸酐的共混物）中，采用真空吸附的方法，将此未固化的混匀液吸入空穴中，等待一段时间，固化反应完成，形成不透明隔层15，该不透明隔层15与固化并部分溶解的光刻胶14组合即得偏振防窥视膜层；

步骤二，采用粘合剂将PET薄膜粘附在上述步骤一制备好的偏振防窥视膜层9上；

步骤三，在PET薄膜层5表面进行防指纹表面处理（即制备防炫防指纹纳米涂层6）；

具体操作为：以表面能极低的氟硅聚合物（聚三氟丙基甲基环三硅氧烷）为基底，加入占氟硅聚合物总重的重量百分比含量为0.5%、粒径为50纳米的二氧化硅，用原位聚合方法，在所述PET薄膜层5表面形成一层具有纳米尺度的微突起（二氧化硅）的涂层，即得防炫防指纹纳米涂层6，其厚度为1.5微米。

其原理为：表面处理涂层的原料采用原位复合技术，在疏水性单体（氟硅聚合物）中引入纳米或微纳米粒径的粒子，而且该种粒子的折光率与涂层以及PET膜相近，以保证不影响贴膜的透明性；解决了以前磨砂膜和高透膜的“鱼和熊掌不可兼得”的问题，既能有效防指纹防油防灰尘，又具有非常高的透光率，没有磨砂膜那种雾面的感觉；同时，涂层采用加热固化或紫外固化等方式，在贴膜表层形成一层坚硬耐划伤的防炫防指纹涂层。

实施例2

本实施例同实施例1，所不同之处在于：

步骤一1）中，光刻胶为环氧基紫外负性光刻胶；光刻胶涂层厚度为200微米；光栅12的间距在100微米；步骤一2）中，采用乙酸乙酯溶解未交联的光刻胶；步骤一3）中，在空穴中填入不透明的二氧化钛；预先将超细二氧化钛分散在可室温固化的低粘度树脂（缩水甘油酯型环氧树脂与脂肪胺的共混物）中；

步骤三、氟硅聚合物为聚二甲基硅氧烷-b-聚七氟丁基甲基丙烯酸酯；加入占氟硅聚合物总重的重量百分比含量为2.5%、粒径为700纳米的二氧化硅；制得的防炫防指纹纳米涂层厚度为0.2微米。

实施例3

本实施例同实施例1，所不同之处在于：

步骤一1）中，光刻胶为环化聚异戊二烯－双叠氮型紫外光刻胶；光刻胶涂层厚度为500微米；光栅12的间距在250微米；步骤一3）中，在空穴中填入不透明的颜料粒子；预先将不透明颜料粒子分散在可室温固化的低粘度树脂（邻苯二甲酸酐与丙二醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物）中；

步骤三、氟硅聚合物为聚三氟丙基甲基环三硅氧烷和聚三氟丙基甲基二氯硅烷的共混物；加入占氟硅聚合物总重的重量百分比含量为5%、粒径为1000纳米的二氧化硅；制得的防炫防指纹纳米涂层厚度为3.0微米。

实施例4

本实施例同实施例1，所不同之处在于：

步骤一1）中，光刻胶为光敏聚酰亚胺；光刻胶涂层厚度为1000微米；光栅12的间距在500微米；步骤一2）中，采用乙酸乙酯溶解未交联的光刻胶；步骤一3）中，在空穴中填入不透明的二氧化钛；预先将超细二氧化钛分散在可室温固化的低粘度树脂（顺丁烯二酸酐与一缩二乙二醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物）中；

步骤三、氟硅聚合物为聚三氟丙基甲基二氯硅烷；加入占氟硅聚合物总重的重量百分比含量为1.5%、粒径为300纳米的碳酸钙粉体，用原位聚合方法，在所述PET薄膜层5表面形成一层具有纳米尺度的微突起（碳酸钙）的涂层，即得防炫防指纹纳米涂层6，该涂层厚度为2.0微米。

由上述实施例1～4可知，通过对PET薄膜层进行表面处理，制备防炫防指纹纳米涂层，使其表面憎水拒油，起到防指纹的目的，以提高贴膜的档次和附加值，打破国外公司对ARM膜的垄断。同时，防炫防指纹纳米涂层的结构使其有如下作用：1）硬度较高的无机纳米粒子分布于表面，可以有效地抵御刮擦引起的划痕；2）表面的微细突起，可有效防止入射光的镜面反射，起到防炫效果；3）最为重要的是，表面纳米突起与低表面能的氟硅基体相配合，产生特殊的“荷叶效应”，即具有象荷叶表面那样的超疏水疏油能力，可以有效防止指纹、汗渍、化妆品等的沾污。

实施例5、性能测试

进一步对本发明的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜进行相关性能测试，其中防指纹性能是采用人工汗液实验，具体为将含有氯化钠、尿素、乳酸等成份的人工汗液滴加或沾到耐指纹样板上，看是否有印迹留下；透光度按照GB2410-80，采用透光率雾度仪测试；硬度按照洛氏硬度GB/T3398.2-2008进行测试。

具体性能测试结果如下所示：

正面可视视界：60±5°；

防指纹性能：无印迹；

透光度：>90%；

硬度：4H；

厚度：0.4～0.5mm；

稳定性：耐常见酸碱、有机溶剂腐蚀，可在-35～65°C温度范围长期使用。

Claims (14)

1.一种纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜由里至外包括有机硅胶层、偏振防窥视膜层、粘合剂层、PET薄膜层和防炫防指纹纳米涂层。

2.根据权利要求1所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述防炫防指纹纳米涂层是通过如下步骤制备而得的：以氟硅聚合物为基底，加入占氟硅聚合物总重的重量百分比含量为0.5～5%、粒径为50～1000纳米的二氧化硅或碳酸钙粉体，采用原位聚合方法，在所述PET薄膜层表面形成一层具有纳米尺度的微突起的涂层，即所述防炫防指纹纳米涂层。

3.根据权利要求2所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述防炫防指纹纳米涂层的厚度为0.2～3.0微米。

4.根据权利要求3所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述氟硅聚合物为聚三氟丙基甲基环三硅氧烷、聚三氟丙基甲基二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷-b-聚七氟丁基甲基丙烯酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述偏振防窥视膜层为若干并列布置的横截面为方形的条状光刻胶，所述每条光刻胶之间设置有不透明隔层，所述每条光刻胶的间距为其厚度的一半。

6.根据权利要求5所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述偏振防窥视膜层是通过如下方法制备而得的：

步骤一，紫外光固化处理：在所述有机硅胶层上涂覆一层光刻胶，将紫外光透过光栅照射在光刻胶涂层上，根据光栅的间距调整光刻胶涂层厚度，使厚度保持为间距的两倍；

步骤二，溶解：用有机溶剂溶解步骤一处理后的光刻胶中未被紫外光照射的部分，形成若干条状空穴，所述条状空穴的横截面为方形；

步骤三，填充不透明粒状物：将不透明粒子分散在可室温固化的低粘度树脂中形成混匀液，采用真空吸附的方法，将所述混匀液吸入步骤二所述的条状空穴中，固化，即可。

7.根据权利要求6所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，步骤一中所述光刻胶涂层的厚度为200～1500微米，所述光栅的间距为100～750微米。

8.根据权利要求6所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，步骤一中所述光刻胶为聚乙烯醇月桂酸酯、光敏聚酰亚胺、环氧基紫外负性光刻胶或环化聚异戊二烯－双叠氮型紫外光刻胶。

9.根据权利要求6所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，步骤二中所述有机溶剂为丙酮或乙酸乙酯。

10.根据权利要求6所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，步骤三中所述不透明粒状物为炭黑、二氧化钛或不透明颜料粒子。

11.根据权利要求6所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，步骤三中所述可室温固化的低粘度树脂为环氧树脂或不饱和聚酯。

12.根据权利要求11所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型或缩水甘油酯型环氧树脂与脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺或酸酐的共混物。

13.根据权利要求11所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述不饱和聚酯为不饱和二元酸、二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的高分子化合物。

14.根据权利要求13所述的纳米防炫抗指纹防窥屏幕保护膜，其特征在于，所述的不饱和二元酸为顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、四氢化邻苯二甲酸酐中的一种或几种；所述的饱和二元酸为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、己二酸中的一种或几种；所述的二元醇为丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇中的一种或几种。

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