CN103640273A - 一种抗指纹蓝宝石材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗指纹蓝宝石材料，该蓝宝石材料依次包括蓝宝石层、50nm-50μm厚的过渡层和10nm-100nm厚的抗指纹层。与现有玻璃抗指纹材料相比，本发明所提供的抗指纹蓝宝石材料具备了蓝宝石高硬度的特点，其莫氏硬度达到9级（玻璃只有7级），硬度更高、耐划伤性能更优异，其水接触角大于100°，即抗指纹效果与玻璃类材料一致，远远优于普通蓝宝石材料的抗指纹效果，同时手感更加滑爽，其透过率大于75%。

Description

一种抗指纹蓝宝石材料
 
技术领域
本发明涉及一种蓝宝石材料，具体为一种具有抗指纹效果的蓝宝石材料。
背景技术
蓝宝石的莫氏硬度达到9，其硬度以及耐磨性仅次于金刚石，在自然界中属于高硬度材料。同时，蓝宝石抗划伤性能优异，化学性能稳定，且可见光的透过率高，适合制作光学器件。
随着触摸技术的发展，高硬度高抗划伤性能的屏幕材料受到越来越多的重视。而电子产品轻量化的要求也迫使电子产品制造商寻求单位厚度（或质量）强度更高的材料，而这使得蓝宝石替代传统使用的玻璃成为可能。如今，蓝宝石已经成功应用在手机的摄像头、Home键，而将蓝宝石开发制成触摸屏的研究工作也已经有了很大的突破。
现在，玻璃类材料对抗指纹效果的要求是水接触角达到115°，接触角越高，抗指纹效果越好，而蓝宝石本身的水接触角不到90°，所以将蓝宝石应用于各类电子视窗的触摸屏，对其进行抗指纹化处理是很有必要的，既可以提高屏幕的抗沾污性，同时还能改善手感。
发明内容                            
本发明所要解决的技术问题是，提供一种抗指纹效果好的蓝宝石材料。
为解决上述技术问题，本发明的抗指纹蓝宝石材料依次包括蓝宝石层、50nm-50μm厚的过渡层和10nm-100nm厚的抗指纹层。
进一步地，所述蓝宝石层为单一蓝宝石材料层或蓝宝石复合材料层。
进一步地，所述蓝宝石复合材料层由两层不同晶相的蓝宝石材料层复合得到。
进一步地，所述蓝宝石复合材料层由A相蓝宝石材料层和C相蓝宝石材料层复合得到，且A相蓝宝石材料层位于C相蓝宝石材料层与过渡层之间，使A相蓝宝石层硬度高的特点得到更好发挥。
进一步地，蓝宝石复合材料层由蓝宝石材料层与玻璃层复合得到，且所述蓝宝石材料层位于玻璃层与过渡层之间。
进一步地，所述过渡层为经原位生成得到的硅的氧化物层、钛的氧化物层或两者的混合物层，用于增加蓝宝石材料层与抗指纹层之间的附着力，其中选用硅的氧化物效果更佳。
进一步地，所述抗指纹层为含氟化合物层、含硅化合物层或两者的混合物层。
进一步地，所述抗指纹层为含氟化合物为硅氧烷类的长链含氟化合物，所述含硅化合物为硅氧烷类的长链含硅化合物，其中含氟的化合物水接触角大，含硅的化合物爽滑性好。
进一步地，所述抗指纹层通过真空蒸镀或磁控溅射沉积到过渡层上得到。
进一步地，所述抗指纹层的组分为CH3SiCl2CH2CH2COOCH2( CF2CF2) nH( n= 1~ 6)。
与现有玻璃抗指纹材料相比，本发明所提供的抗指纹蓝宝石材料具备了蓝宝石高硬度的特点，其莫氏硬度达到9级（玻璃只有7级），硬度更高、耐划伤性能更优异，其水接触角大于100°，即抗指纹效果与玻璃类材料一致，远远优于普通蓝宝石材料的抗指纹效果，同时手感更加滑爽，其透过率大于75%。通过过渡层的设置，使抗指纹层能够牢固附着在蓝宝石材料层上，本发明的抗指纹蓝宝石材料非常适宜用于手机、平板电脑等各类电子产品的触摸窗口。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为本发明的蓝宝石层为单一蓝宝石材料层时的分解结构示意图；
附图3为本发明的蓝宝石层为蓝宝石复合材料层时的结构示意图；
附图4为不同晶相蓝宝石材料层复合时的结构示意图；
附图5为蓝宝石材料层与玻璃层复合时的结构示意图。
图中：1-蓝宝石层；2-过渡层；3-抗指纹层；11-蓝宝石材料层一；12-蓝宝石材料层二；11＇-蓝宝石材料层；12＇-玻璃层。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作出进一步详细的说明与阐述。
本发明的实施例1：
本实施例涉及的抗指纹蓝宝石材料结构如图1所示，其分解结构示意图如图2所示，依次为蓝宝石层1、过渡层2、抗指纹层3，其中蓝宝石层1为0.5mm厚的纯A相蓝宝石材料层，过渡层2为经原位生成得到的硅的氧化物，厚度为80nm；抗指纹层3为硅氧烷类的长链含氟化合物且厚度为15nm，抗指纹层3通过真空蒸镀沉积到过渡层2上得到。
所得材料透过率为82%，水接触角为116°，莫氏硬度9，手感滑爽。
本发明的实施例2：
本实施例涉及的抗指纹蓝宝石材料结构如图1所示，其分解结构示意图如图2所示，其结构依次为蓝宝石层1、过渡层2、抗指纹层3，其中蓝宝石层1为0.4mm厚的纯C相蓝宝石材料层，过渡层2为经原位生成得到的硅的氧化物，厚度为950nm；抗指纹层3为硅氧烷类的长链含硅化合物，厚度为60nm，抗指纹层3通过真空蒸镀沉积到过渡层2上得到。
所得材料透过率为85%，水接触角为112°，莫氏硬度9，手感滑爽。
本发明的实施例3：
本实施例涉及的抗指纹蓝宝石材料结构如图1所示，其分解结构示意图见图3所示，其结构依次为蓝宝石层1、过渡层2、抗指纹层3，蓝宝石层1（如图4所示）由蓝宝石材料层一11与蓝宝石材料层二12经热复合或胶黏剂复合，其中蓝宝石材料层一11为0.3mm厚的A相蓝宝石材料层，蓝宝石材料层二12为0.3mm厚的C相蓝宝石材料层，A相蓝宝石材料层位于过渡层2与C相蓝宝石材料层之间；过渡层2为经原位生成得到的硅的氧化物，厚度为45μm；抗指纹层3为硅氧烷类的长链含氟化合物，厚度为95nm，抗指纹层3通过真空蒸镀沉积到过渡层2上得到。
所得材料透过率为81%，水接触角为116°，莫氏硬度9，手感滑爽。
本发明的实施例4：
本实施例涉及的抗指纹蓝宝石材料结构如图1所示，其分解结构示意图见图3所示，其结构依次为蓝宝石层1、过渡层2、抗指纹层3，其中蓝宝石层1（如图5所示）为蓝宝石材料层11＇与玻璃层12＇经热复合或经胶黏剂复合，其中蓝宝石材料层11＇为0.3mm厚的C相蓝宝石材料层，玻璃层12＇厚度为0.3mm，蓝宝石材料层11＇位于过渡层2与玻璃层12＇之间。其中过渡层2为经原位生成得到的钛的氧化物，厚度为100nm；抗指纹层3为硅氧烷类的长链含氟化合物，厚度为80nm，抗指纹层3通过磁控溅射沉积到过渡层2上得到。
所得材料透过率为81%，水接触角为116°，莫氏硬度9，手感滑爽。
与玻璃层12＇复合后，既保证了硬度，又使产品具有良好的透光率，更主要的是降低了成本。
本发明的实施例5：
本实施例涉及的抗指纹蓝宝石材料结构如图1所示，其分解结构示意图见图2所示，其结构依次为蓝宝石层1、过渡层2、抗指纹层3，其中蓝宝石层1为0.4mm厚的纯C相蓝宝石材料层，过渡层2为经原位生成得到的硅氧化物与钛氧化物的混合物，厚度为30μm；抗指纹层3为含氟化合物与含硅化合物的混合物，具体为硅氧烷类的长链含氟化合物以及硅氧烷类的长链含硅化合物的混合物，且厚度为70nm，抗指纹层3通过真空蒸镀沉积到过渡层2上得到。
所得材料透过率为85%，水接触角为115°，莫氏硬度9，手感滑爽。
本发明的实施例6：
与实施例5不同的是，本方案过渡层与抗指纹层合二为一，形成一个复合层，复合层成分为CH3SiCl2CH2CH2COOCH2( CF2CF2) nH( n= 1~ 6)。
对比例：
本对比例涉及的蓝宝石为0.5mm厚的纯A相蓝宝石层，表面不进行抗指纹效果处理。
所得材料透过率为82%，水接触角为76°，莫氏硬度9，手感一般。
蓝宝石具有A、C、M、R等多种晶相，原则上各晶相均可使用在本发明中，尤其是用在蓝宝石复合材料层中。但根据不同晶相的性能，A相蓝宝石材料耐磨性能好，C相蓝宝石材料透光率高，因此A、C两相跟其他晶相比较更适合选用。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本发明，不能理解为是对本发明保护范围的限制；只要是根据本发明所揭示精神所作出的任何等同变更或修饰，均落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种抗指纹蓝宝石材料，其特征在于该蓝宝石材料依次包括蓝宝石层、50nm-50μm厚的过渡层和10nm-100nm厚的抗指纹层。
2.根据权利要求1所述的抗指纹蓝宝石材料，其特征在于所述蓝宝石层为单一蓝宝石材料层或蓝宝石复合材料层。
3.根据权利要求2所述的抗指纹蓝宝石材料，其特征在于所述蓝宝石复合材料层由两层不同晶相的蓝宝石材料层复合得到。
4.根据权利要求3所述的抗指纹蓝宝石材料，其特征在于所述蓝宝石复合材料层由A相蓝宝石材料层和C相蓝宝石材料层复合得到，且A相蓝宝石材料层位于C相蓝宝石材料层与过渡层之间。
5.根据权利要求2所述的抗指纹蓝宝石材料，其特征在于蓝宝石复合材料层由蓝宝石材料层与玻璃层复合得到，且所述蓝宝石材料层位于玻璃层与过渡层之间。
6.根据权利要求1所述的抗指纹蓝宝石材料，其特征在于所述过渡层为经原位生成得到的硅的氧化物层、钛的氧化物层或两者的混合物层。
7.根据权利要求1所述的抗指纹蓝宝石材料，其特征在于所述抗指纹层为含氟化合物层、含硅化合物层或两者的混合物层。
8.根据权利要求7所述的抗指纹蓝宝石材料，其特征在于所述抗指纹层为含氟化合物为硅氧烷类的长链含氟化合物，所述含硅化合物为硅氧烷类的长链含硅化合物。
9.根据权利要求1所述的，其特征在于所述抗指纹层通过真空蒸镀或磁控溅射沉积到过渡层上得到。
10.根据权利要求8所述的抗指纹蓝宝石材料，其特征在于所述抗指纹层的组分为CH3SiCl2CH2CH2COOCH2( CF2CF2) nH( n= 1~ 6)。
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