CN103885633B - 触摸屏及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸屏及其制备方法。触摸屏包括玻璃基板及依次层叠于玻璃基板上的增硬膜和防护膜，增硬膜的材料包括氧化铝和氧化钕，防护膜的材料为氟化钙。增硬膜具有较高的硬度和致密性，防护膜具有较高的硬度，且具有防水和防指纹功能，通过设置增硬膜和防护膜，使得该触摸屏不易被划伤，且防水和防指纹效果较好，无需额外贴保护膜。

Description

触摸屏及其制备方法

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，特别是涉及一种触摸屏及其制备方法。

背景技术

目前，电子产品中，触摸屏的应用越来越广泛，手机、电脑、MP4、大型显示屏等电子产品中普遍使用触摸屏。

现有的触摸屏本身的硬度较低，易被划伤，且不能防水和防指纹。触摸屏普遍依靠贴保护膜，如聚丙烯保护膜（PP保护膜）、聚对苯二甲酸乙二酯保护膜（PET保护膜）等，来保护触摸屏不易被划伤，并实现防水和防指纹。然而，现有的保护膜易被划伤而需要经常更换，更换成本高，且不易维护，防水和防指纹效果较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种且不易被划伤，且防水和防指纹效果较好的触摸屏。

一种触摸屏，包括玻璃基板，还包括依次层叠于所述玻璃基板上的增硬膜和防护膜，所述增硬膜的材料包括氧化铝和氧化钕，所述防护膜的材料为氟化钙。

在其中一个实施例中，所述增硬膜的厚度为

在其中一个实施例中，所述防护膜的厚度为

在其中一个实施例中，所述触摸屏的可见光透过率大于或等于95%。

一种触摸屏的制备方法，包括如下步骤：

提供玻璃基板；

采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜，所述增硬膜的材料包括氧化铝和氧化钕；及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜，得到所述触摸屏，其中，所述防护膜的材料为氟化钙。

在其中一个实施例中，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜的步骤中，所述玻璃基板的温度为120℃～200℃。

在其中一个实施例中，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜的步骤中，镀膜室的真空度为2.5×10^-1Pa～3.50×10^-1Pa。

在其中一个实施例中，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜的步骤中，所述玻璃基板与靶材的距离为15mm～25mm。

在其中一个实施例中，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜的步骤中，所述玻璃基板的运行速度为25mm/s～40mm/s。

在其中一个实施例中，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜的步骤之前，还包括对所述玻璃基板进行减薄的步骤。

上述触摸屏中，增硬膜的材料包括氧化铝和氧化钕，因而增硬膜具有较高的硬度和致密性；防护膜的材料为氟化钙，因而防护膜具有较高的硬度，且具有防水和防指纹功能；通过设置高硬度和高致密性的增硬膜及具有高硬度及防水和防指纹功能的防护膜，使得该触摸屏不易被划伤，且防水和防指纹效果较好，无需额外贴保护膜。

附图说明

图1为一实施方式的触摸屏的结构示意图；

图2为一实施方式的触摸屏的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1，一实施方式的触摸屏100，包括玻璃基板20、增硬膜40和防护膜60。

玻璃基板20为无机玻璃基板，例如，可以为硅铝酸盐玻璃基板或钙钠玻璃基板。

增硬膜40层叠于玻璃基板20的表面上。增硬膜40的材料包括氧化铝（Al₂O₃）和氧化钕（Nd₂O₃）。

氧化铝和氧化钕形成的增硬膜40具有较高的硬度，从而使得触摸屏100不易被划伤。并且，增硬膜40具有较高的可见光透过率，满足触摸屏100的使用需求。同时，增硬膜40具有较高的致密性，对玻璃基板20具有较好的防护作用。

优选地，氧化铝和氧化钕的质量比为95:5，以使增硬膜40的硬度和可见光透过率较高，并合理控制原料成本，合理使用价格较高的钕元素。

综合工艺控制、在玻璃基板20上的附着力和成本考虑，增硬膜40的厚度优选为

防护膜60层叠于增硬膜40的远离玻璃基板20的表面上。防护膜60的材料为氟化钙（CaF₂）。由氟化钙形成的防护膜60具有较高的硬度，且具有防水和防指纹功能，能够很好地保护玻璃基板20，并使得用手指直接接触触摸屏100后不会留下指纹，无需经常擦拭，使用方便。

优选地，防护膜60的厚度为以使防护膜60的防水功能较好，可见光透过率较高。

上述触摸屏100通过在玻璃基板20上依次层叠增硬膜40和防护膜60，使得触摸屏100不易被划伤，且防水和防指纹效果较好的，无需额外贴保护膜，省事、省事、省钱。

该触摸屏100不仅能够应用于手机、平板等小型电子产品，还能应用于大型或超大型显示屏上，解决了大型或超大型显示屏不能通过贴保护膜进行保护的问题。

并且，上述触摸屏100的可见光透过率大于或等于95%，完全满足触摸屏100的使用需求。

请参阅图2，一实施方式的触摸屏的制备方法，用于制备上述触摸屏100，包括如下步骤。

步骤S110：提供玻璃基板。

玻璃基板为无机玻璃基板，例如，可以为硅铝酸盐玻璃基板或钙钠玻璃基板。

在进行下述步骤S120之前，还包括对玻璃基板进行减薄的步骤，以满足触摸屏的厚度需求。对玻璃基片进行减薄的步骤包括用纯水进行清洗后，将玻璃基板浸泡于质量浓度为40%的氢氟酸溶液中进行减薄。

用纯水对减薄后的玻璃基板进行清洗，然后依次经过冷风和热风干燥，检验表面质量，等待镀膜。

步骤S120：采用磁控溅射在玻璃基板的表面上制备增硬膜，增硬膜的材料包括氧化铝和氧化钕。

使用WG真空镀膜机或其他磁控溅射镀膜设备进行磁控溅射制备增硬膜。采用磁控溅射在玻璃基板的表面上制备增硬膜时，玻璃基板的温度为120℃～200℃，优选为150℃。在720s内将玻璃基板从室温加热至120℃～200℃，以避免玻璃基板剧烈受热，有利于防止玻璃基板破裂。

镀膜室的真空度为2.5×10^-1Pa～3.50×10^-1Pa。

使用钕铝合金靶材溅射制备增硬膜，通入氩气作为工艺气体，通入氧气作为反应气体，氩气和氧气的总气压为0.3Pa。优选地，钕铝合金靶材中，钕和铝的摩尔比为27:144。

优选地，钕铝合金靶材与玻璃基板的距离为15mm～25mm，优选20mm。镀膜过程中，玻璃基板的运行速度为25mm/s～40mm/s，优选30mm/s，以保证膜层的均匀性。

使用在线膜厚仪测定膜层厚度，根据膜层厚度确定镀膜时间。

步骤S130：采用磁控溅射在增硬膜的表面上制备防护膜，得到触摸屏，其中，防护膜的材料为氟化钙。

玻璃基板的温度维持在120℃～200℃。镀膜室的真空度为2.5×10^-1Pa～3.50×10^-1Pa。

使用氟化钙靶材溅射制备防护膜，通入氩气作为工艺气体，氩气的气压为0.3Pa。

优选地，氟化钙靶材与玻璃基板的距离为15mm～25mm，优选20mm。镀膜过程中，玻璃基板的运行速度为25mm/s～40mm/s，优选30mm/s，以保证膜层的均匀性。

使用在线膜厚仪测定膜层厚度，根据膜层厚度确定镀膜时间。

玻璃基板、增硬膜和防护膜依次层叠，得到不易被划伤，且防水和防指纹效果较好的触摸屏。

上述触摸屏的制备方法工艺简单，能够大面积镀膜，特别适用于制备大型或超大型触摸屏，能够解决大型或超大型触摸屏不能通过贴膜保护的问题。

以下通过具体实施例进一步阐述。

实施例1

1、提供玻璃基板，将玻璃基板减薄后，于WG清洗机中，用纯水清洗，并依次经过冷风和热风干燥，检验合格，备用；

2、使用WG真空镀膜机在玻璃基板上制备增硬膜，真空度为2.5×10^-1Pa，在720S内将玻璃基板加热至150℃，以钕铝合金靶材作为溅射靶材，其中钕和铝的摩尔比为27:144，通入氩气和氧气，氩气和氧气的总气压为0.3Pa，钕铝合金靶材与玻璃基板的距离为25mm，镀膜过程中，玻璃基板的运行速度为30mm/s，所制备得到的增硬膜中，氧化铝和氧化钕的质量比为99:1；

用膜厚仪测定所制备得到增硬膜的厚度为在1KG压力下用9H铅笔在增硬膜表面上擦5次，测试后，膜层无开裂和脱落现象，说明该增硬膜的硬度较好，在9H以上，因此，该增硬膜能够防划伤；经测试，该增硬膜的可见光透过率为96.0%；

3、使用WG真空镀膜机在增硬膜上制备防护膜，真空度为2.5×10^-1Pa，保持玻璃基板的温度为150℃，以氟化钙靶材作为溅射靶材，通入氩气，氩气的气压为0.3Pa，氟化钙靶材与玻璃基板的距离为25mm，镀膜过程中，玻璃基板的运行速度为30mm/s，玻璃基板、增硬膜和防护膜依次层叠，得到触摸屏；

用膜厚仪测定所制备得到防护膜的厚度为按上述方法测试硬度为9H，可见过透过率为95.0%，用手指按压后，目测未发现指纹。将制备得到的触摸屏清洗除去表面灰尘并干燥后，水平放置，在防护膜的表面滴一滴小水珠，水珠会迅速向周围扩散并均匀的覆盖在产品表面，说明该防护膜具有较好的防水功能。

实施例2

1、提供玻璃基板，将玻璃基板减薄后，于WG清洗机中，用纯水清洗，并依次经过冷风和热风干燥，检验合格，备用；

2、使用WG真空镀膜机在玻璃基板上制备增硬膜，真空度为3.50×10^-1Pa，在720S内将玻璃基板加热至120℃，以钕铝合金靶材作为溅射靶材，其中钕和铝的摩尔比为27:144，通入氩气和氧气，氩气和氧气的总气压为0.3Pa，钕铝合金靶材与玻璃基板的距离为20mm，镀膜过程中，玻璃基板的运行速度为25mm/s，所制备得到的增硬膜中，氧化铝和氧化钕的质量比为98:2；

用膜厚仪测定所制备得到增硬膜的厚度为在1KG压力下用9H铅笔在增硬膜表面上擦5次，测试后，膜层无开裂和脱落现象，说明该增硬膜的硬度较好，在9H以上，因此，该增硬膜能够防划伤；经测试，该增硬膜的可见光透过率为97.0%；

3、使用WG真空镀膜机在增硬膜上制备防护膜，真空度为3.50×10^-1Pa，保持玻璃基板的温度为120℃，以氟化钙靶材作为溅射靶材，通入氩气，氩气的气压为0.3Pa，氟化钙靶材与玻璃基板的距离为20mm，镀膜过程中，玻璃基板的运行速度为25mm/s，玻璃基板、增硬膜和防护膜依次层叠，得到触摸屏；

用膜厚仪测定所制备得到防护膜的厚度为按上述方法测试硬度为9H，可见过透过率为97.0%，用手指按压后，目测未发现指纹。将制备得到的触摸屏清洗除去表面灰尘并干燥后，水平放置，在防护膜的表面滴一滴小水珠，水珠会迅速向周围扩散并均匀的覆盖在产品表面，说明该防护膜具有较好的防水功能。

实施例3

1、提供玻璃基板，将玻璃基板减薄后，于WG清洗机中，用纯水清洗，并依次经过冷风和热风干燥，检验合格，备用；

2、使用WG真空镀膜机在玻璃基板上制备增硬膜，真空度为3.00×10^-1Pa，在720S内将玻璃基板加热至200℃，以钕铝合金靶材作为溅射靶材，其中钕和铝的摩尔比为27:144，通入氩气和氧气，氩气和氧气的总气压为0.3Pa，钕铝合金靶材与玻璃基板的距离为15mm，镀膜过程中，玻璃基板的运行速度为40mm/s，所制备得到的增硬膜中，氧化铝和氧化钕的质量比为95:5；

用膜厚仪测定所制备得到增硬膜的厚度为在1KG压力下用9H铅笔在增硬膜表面上擦5次，测试后，膜层无开裂和脱落现象，说明该增硬膜的硬度较好，在9H以上，因此，该增硬膜能够防划伤；经测试，该增硬膜的可见光透过率为95.0%；

3、使用WG真空镀膜机在增硬膜上制备防护膜，真空度为3.50×10^-1Pa，保持玻璃基板的温度为200℃，以氟化钙靶材作为溅射靶材，通入氩气，氩气的气压为0.3Pa，氟化钙靶材与玻璃基板的距离为15mm，镀膜过程中，玻璃基板的运行速度为40mm/s，玻璃基板、增硬膜和防护膜依次层叠，得到触摸屏；

用膜厚仪测定所制备得到防护膜的厚度为按上述方法测试硬度为9H，可见过透过率为96.0%，用手指按压后，目测未发现指纹。将制备得到的触摸屏清洗除去表面灰尘并干燥后，水平放置，在防护膜的表面滴一滴小水珠，水珠会迅速向周围扩散并均匀的覆盖在产品表面，说明该防护膜具有较好的防水功能。

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 (8)

1.一种触摸屏，包括玻璃基板，其特征在于，还包括依次层叠于所述玻璃基板上的增硬膜和防护膜，所述增硬膜的材料包括氧化铝和氧化钕，所述防护膜的材料为氟化钙；

所述增硬膜的厚度为

所述增硬膜与所述玻璃基板直接接触；

所述触摸屏的可见光透过率大于或等于95％；

所述增硬膜通过使用钕铝合金靶材溅射制备。

2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述防护膜的厚度为

3.一种触摸屏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供玻璃基板；

以钕铝合金靶材作为溅射靶材，采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜，所述增硬膜的材料包括氧化铝和氧化钕-；及

采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜，得到所述触摸屏，其中，所述防护膜的材料为氟化钙；

所述增硬膜的厚度为

所述增硬膜与所述玻璃基板直接接触；

所述触摸屏的可见光透过率大于或等于95％。

4.根据权利要求3所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜的步骤中，所述玻璃基板的温度为120℃～200℃。

5.根据权利要求3所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜的步骤中，镀膜室的真空度为2.5×10^-1Pa～3.50×10^-1Pa。

6.根据权利要求3所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜的步骤中，所述玻璃基板与靶材的距离为15mm～25mm。

7.根据权利要求3所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜及采用磁控溅射在所述增硬膜的表面上制备防护膜的步骤中，所述玻璃基板的运行速度为25mm/s～40mm/s。

8.根据权利要求3所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述采用磁控溅射在所述玻璃基板的表面上制备增硬膜的步骤之前，还包括对所述玻璃基板进行减薄的步骤。