CN104020517A

CN104020517A - 一种超硬消反光防水防油薄膜

Info

Publication number: CN104020517A
Application number: CN201410215353.3A
Authority: CN
Inventors: 李智超; 付勇; 朱金波
Original assignee: LIDA OPTICAL AND ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: HENAN DUBANG PHOTOELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2014-09-03

Abstract

本发明提出的一种在视窗面板、仪器保护窗口和特殊镜头超硬消反光防水防油薄膜，实现可见光波段高透过率和消表面反射，膜层硬度达到9H以上，牢固性高具有耐摩擦划伤，防水、防油污的功效。本发明以玻璃为基底，在其表面通过溅射、真空蒸发或者喷涂以Si₃N_x（x=2~5）、SiO2(或MgF₂)和氟硅聚合物为材料构成的膜系。膜层牢固，膜层均匀无吸收，在400-700nm透过率具有消反光增透的效果，还具有超强硬度＞9H，具有很好的抗划伤作用，解决了视窗玻璃易划伤，易脏污，透过率低影响使用效果的难题。

Description

一种超硬消反光防水防油薄膜

技术领域

本发明属于光学薄膜制造领域中，关于视窗面板、仪器保护窗口和特殊镜头超硬消反光防水防油薄膜的膜系设计。

背景技术

目前用于视窗面板特别是手机、平板电脑，仪器保护窗口和特殊镜头多采用平板玻璃进行保护（特殊的如镜头也通常在最外透镜表面保护处理）。为了提高屏幕的亮度和光线的透过率降低能耗，以及减小环境光线对观察效果的影响，玻璃表面必须镀制高效消反射薄膜。为解决触摸过程中环境中灰尘颗粒的摩擦划伤、油脂脏污影响，其表面必须镀制抗划伤和便于清洁的消反光、防水、防油超硬薄膜。消反射、硬涂层薄膜的消反光膜被用于电视、计算机、手机面板、触屏等显示装置或光学镜片中，但由于太阳光或荧光灯的外部光在表面反射以及映出，会使显示图像的目视性变差。为解决这一问题，特开平4-355401号公报，采用在交互层压高折射率的薄膜和低折射率的薄膜以防止光的反射。低折射率薄膜采用氟类树脂，其表面硬度低耐磨性不够，容易的划伤表面涂层，引起目视性降低。公开号1575970、公开日2005-02-09公开了一种硬涂层薄膜、防反射薄膜以及图像显示装置，其由酯类化合物与有机金属类催化剂制成的硬涂层，用以解决外层薄膜易划伤的问题，但这种结构的薄膜在加入有机金属类催化剂后影响了光线的增透性，防划伤的效果还不尽满意。且上述薄膜不具有防水和防油效果。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种对光线有增透性，减少光的反射，防水防油性能好，且膜层硬度高的超硬消反光防水防油薄膜。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该超硬消反光防水防油薄膜，其特征在于：膜系构成材料为Si₃N_x （x=2~5）、SiO₂(或MgF₂)和氟硅聚合物构成。

所述膜系材料由Si₃N_x （x=2~5）和SiO₂（或MgF₂）构成消反光涂层，由氟硅聚合物构成外表的防水防油涂层。

所述消反光层由Si₃N_x （x=2~5）和SiO₂（或MgF₂）膜层叠加构成，或由Si₃N_x （x=2~5）和SiO₂（或MgF₂）膜层交替叠加的多层构成。

所述Si₃N_x （x=2~5）膜层的厚度为1nm-1000nm，SiO₂（或MgF₂）膜层的厚度为1nm-1000nm，氟硅聚合物膜层厚度为1nm-1000nm。

本发明以玻璃材料为基底，通过玻璃基底超声波清洗工艺、溅射、蒸发或喷涂镀膜工艺、光学膜层射频前处理工艺、光学膜层打底工艺、光学膜层应力匹配工艺、防水防油氟硅聚合物蒸镀或喷涂工艺技术，在玻璃表面形成本发明超硬消反光防水防油薄膜。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

（1）本发明以玻璃材料为基底完成的消反光膜的最优化膜系设计和工艺技术镀制。不仅膜层牢固，膜层均匀无吸收，在400-700nm透过率具有消反光增透的效果，还具有超强硬度＞9H，具有很好的抗划伤作用。

（2）解决了视窗玻璃易划伤，易脏污，透过率低影响使用效果的难题。通过检测满足GB-T6739-2006、JIS K5600-5-4、ISO/DIN 15184对膜层硬度最高9H的评价指标。消反光超硬防水防油产品通过：+85℃，500小时；-35℃，500小时；+60℃，湿度90%，500小时；-25℃—+85℃，30分钟一个循环，共200个循环的老化试验。经过长期使用实验证明，膜层坚硬牢固。

（3）膜层的超硬和防水防油具有优良的抗划伤和防脏污功效。防水、防油功能能够减少由于手指触摸在视窗表面的脏污残留，9H的表面硬度能够保护视窗表面避免被空气中灰尘和杂质颗粒的划伤，保护了高增透膜能够长久使用。

（4）膜层镀在监控镜头、航空航天镜头最外保护镜片上，可以保证镜头及其膜层在空气中或者飞行时抗受雷电暴雨和飞鸟砂石等撞击能力。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为超硬消反光防水薄膜膜层结构示意图。

图2为另一种膜层交替叠加的结构示意图。

图3为SiO₂和MgF₂均作为膜系材料的膜层结构示意图。

图4为部分氟硅聚合物结构式。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，以经过光学加工的青板玻璃1为基底，膜系构成材料为Si₃N_x （x=2~5）、SiO₂ （或MgF₂）和氟硅聚合物，膜系参考波长λ_c=550nm。膜系中由Si₃N_x （x=2~5）膜层3和SiO₂膜层2构成消反光涂层，SiO₂膜层2可以由MgF₂膜层5代替，由氟硅聚合物构成外表的防水防油涂层4，见图4，氟硅聚合物结构式（F-Si）ⁿ，该防水防油涂层从里到外可以有8层或9层膜组成，消反光层由Si₃N_x （x=2~5）和SiO₂膜层交替镀制7层或8层，再进入蒸镀室进行氟硅聚合物膜层镀制或者进行喷涂镀制。其在Si₃N_x（x=2~5）和SiO₂的膜层厚度控制在1~1000nm，氟硅聚合物膜层厚度控制在1~1000nm。

膜系各层布置及物理厚度值见表1、2、3：

表1（青板玻璃膜层结构参数）

为了保证防水、防油功效，膜层氟硅聚合物必须在最外层，为了保证膜层牢固度和表面硬度，膜系中膜层的排列顺序，应符合“光学膜层打底工艺”和“光学膜层应力匹配工艺”工艺的技术要求。膜层最底层是与基底粘接良好的SiO₂膜料、MgF₂、Si₃N_x膜料，可以起到提高膜层附着力的同时，对薄膜的表面硬度也起到很好的作用。对于光学膜层应力匹配工艺是在膜系设计是将上述L、H两种膜料交替排列，使压应力膜料和张应力膜料交替排布，从而使膜系整体内应力最小，提高膜系的稳定性，达到提高膜层牢固度的作用。

完成表1的工艺，可以采用分体式或者连续式真空镀膜设备完成。

实施例2

如图3所示，以经过光学加工的青板玻璃1为基底，消反光涂层膜系构成材料为Si₃N_x （x=2~5）、SiO₂（或MgF₂）构成，其中Si₃N_x （x=2~5）膜层和SiO₂（或MgF₂）膜层交替镀制。

每层膜的最优化物理厚度值，并按顺序列表4、5。

表4（消反光涂层的物理厚度值列表）

Claims

1.一种超硬消反光防水防油薄膜，其特征在于：膜系构成材料为Si₃N_x （x=2~5）、SiO₂(或MgF₂)和氟硅聚合物构成。

2.根据权利要求1所述的超硬消反光防水防油薄膜，其特征在于：所述膜系材料由Si₃N_x （x=2~5）和SiO₂（或MgF₂）构成消反光涂层，由氟硅聚合物构成外表的防水防油涂层。

3.根据权利要求2所述的超硬消反光防水防油薄膜，其特征在于：所述消反光层由Si₃N_x （x=2~5）和SiO₂（或MgF₂）膜层叠加构成，或由Si₃N_x （x=2~5）和SiO₂（或MgF₂）膜层交替叠加的多层构成。

4.根据权利要求3所述的超硬消反光防水防油薄膜，其特征在于：所述Si₃N_x （x=2~5）膜层的厚度为1nm-1000nm，SiO₂（或MgF₂）膜层的厚度为1nm-1000nm，氟硅聚合物膜层厚度为1nm-1000nm。