CN107188429A - 一种具有防静电、防污功能的触摸屏玻璃及其制法 - Google Patents

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Abstract

一种具有防静电功能的防污触摸屏玻璃的制备方法，它是将氧化铟锡(ITO)以一定比例和二氧化硅混合，打底药靶材，用此靶材先在触摸屏上蒸镀形成一层含有ITO和氧化硅的复合涂层，再蒸镀氟硅化合物涂层，使触摸屏兼具防污功能和防静电功能，且ITO的加入不影响防污膜层的功效，即疏水疏油性能不变，耐摩擦性能不变。本发明公开了其制法。

Description

一种具有防静电、防污功能的触摸屏玻璃及其制法
技术领域
本发明涉及防污防静电的触摸屏玻璃及其制造工艺。
背景技术
静电对手机有很大影响，在整个生命周期内手机都处在一个充满静电的环境之中，如果抗静电释放(ESD)设计不好，则可能导致在使用过程中产生下述现象：1)用户干预后可恢复正常使用：通话突然中断；显示屏幕花屏、没显示、屏幕无法刷新(死屏)、黑屏；系统混乱(屏幕出现乱码，显示倒置)；系统锁定(所有按键功能失效)；通话质量变差(声音变质，杂音大)；自动重启或自动关机；附加功能失效或性能降低(如：照相功能、内置游戏、歌曲播放器、网上浏览器等等)；死机(所有功能失效，重新拔插电池后恢复正常)。
2)用户干预后无法正常使用：元器件可能毁坏，移动电话或移动电话的某个功能无法使用(如按键数字混乱、按键失效、无法开机、开机后无显示、无声音等等)。充电器毁坏，无法进行充电。
因此静电防护成为手机质量控制的一项重要内容，一款手机要想拿到入网标贴，必须进行静电抗扰测试(ESD)，生产厂家都在尝试各种方法抑制ESD。
在对手机ESD出现问题的整改过程中，大致可采用以下两种办法：1)导，就是用导电胶带导电泡棉或者铜箔，将静电引入GND；2)堵，就是用类似绝缘胶带，堵住放电的路径，让静电放不出来。
对于手机来说，屏幕是最容易出问题的地方之一。如果在屏幕上增加一个导电层，就能把打在屏幕上的静电及时的疏导到主板地上，从而减少甚至消除对移动电话工作电路的影响。根据此原理，移动电话使用防静电膜、金属屏蔽网、导电胶带等。但采用上述方法时，需要对手机屏幕进行特定的工艺处理，耗时耗力，提升了手机的制造成本。
发明内容
基于上述问题，本发明结合现有的触摸屏生产加工工艺，通过在触摸屏的防污镀膜工艺中，使用含有导电材料氧化铟锡(ITO)的特殊复合靶材，在不增加工艺程序的基础上，得到既有防污功能又有防静电功能的触摸屏。
目前，工厂为了使触摸屏具有防污易清洁的特性，通常采用真空蒸镀的方式，在触摸屏表面蒸镀上几十纳米厚度的大分子氟硅化合物，利用氟硅化合物的独特结构，从而赋予触摸屏疏水疏油的防污特性。在此处理工艺中，为了提高防污膜层的附着力，通常会用二氧化硅作打底药，在触摸屏上先蒸镀一层二氧化硅涂层，再蒸镀氟硅化合物涂层。
本发明通过在触摸屏的防污镀膜工艺中，将氧化铟锡(ITO)以一定比例和二氧化硅混合，先在触摸屏上蒸镀形成一层含有ITO和氧化硅的复合涂层，再蒸镀形成氟硅化合物涂层，使触摸屏兼具防污功能和防静电功能，且ITO的加入不影响防污膜层的功效，即疏水疏油性能不变，耐摩擦性能不变。
本发明的技术方案如下：
一种具有防静电功能的防污触摸屏玻璃的制备方法，它包括如下步骤：
步骤1、制备混合打底药：将SiO2粉末和氧化铟锡粉末以一定比例进行混合，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到打底药靶材，特别地，SiO2粉末和氧化铟锡粉末的混合比例可以95∶5～55∶45，优选比例为质量比90∶10～70∶30，ITO中氧化铟和氧化锡的比例优选为质量比85∶15～98∶2；
步骤2、在真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃用步骤1得到的打底靶材进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为10-20nm；
步骤3、在真空镀膜机上，对经步骤2处理过的触摸屏玻璃进行防污膜蒸镀，防污膜是指各类具有防污功能的含氟硅表面活性剂，优选具有全氟聚醚结构的大分子氟硅化合物，如大金公司DSX、UD500、UD509，信越公司195、197，PPG的EC100X等，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，阻蒸电流为700～800A，膜层厚度为10-20nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃。
一种采用上述制备方法制备的具有防静电功能的防污触摸屏玻璃。
本发明方法制备的具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，其方阻降低了3个数量级，有明显的防静电效果。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进行详细说明，但应了解本发明不仅仅限定于所述实施例。
实施例1
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以90∶10比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为90∶10)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到1#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为13nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本大金公司UD509抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度11.8nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，并对玻璃进行透过率、水接触角、钢丝绒摩擦和方阻测试，结果见表1。
实施例2
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以85∶15比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为90∶10)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到2#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为15nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本大金公司UD509抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度12.8nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃。
实施例3
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以75∶25比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为90∶10)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到3#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为14nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本大金公司UD509抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度12.0nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，并对玻璃进行透过率、水接触角、钢丝绒摩擦和方阻测试，结果见表1。
实施例4
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以90∶10比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为93∶7)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到4#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为15nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本大金公司UD509抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度12.5nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，并对玻璃进行透过率、水接触角、钢丝绒摩擦和方阻测试，结果见表1。
实施例5
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以85∶15比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为93∶7)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到5#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为15nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本大金公司UD509抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度13.2nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，并对玻璃进行透过率、水接触角、钢丝绒摩擦和方阻测试，结果见表1。
实施例6
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以75∶25比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为93∶7)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到6#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为16nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本大金公司UD509抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流为750A，膜层厚度14.0nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，并对玻璃进行透过率、水接触角、钢丝绒摩擦和方阻测试，结果见表1。
实施例7
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以90∶10比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为93∶7)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到7#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为15nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本信越公司197抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度12.4nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，并对玻璃进行透过率、水接触角、钢丝绒摩擦和方阻测试，结果见表1。
实施例8
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以90∶10比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为90∶10)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到8#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为13nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本信越公司197抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度11.8nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，并对玻璃进行透过率、水接触角、钢丝绒摩擦和方阻测试，结果见表1。
实施例9
制备混合打底药：将SiO2粉末和ITO粉末以85∶15比例进行混合(ITO中氧化铟和氧化锡的比例为90∶10)，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到9#打底药靶材。在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为15nm。打底药蒸镀结束后，再将含有60mg日本信越公司197抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度12.8nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃。
实施例10(对比例)
在UNIVAC，1350型真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃进行纯SiO2打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为15nm。打底药蒸镀结束后，将含有60mg日本大金公司UD509抗指纹剂的蒸镀颗粒，置于钼舟中，进行AF膜蒸镀，镀膜条件为真空度5×10-3Pa，阻蒸电流750A，膜层厚度13.4nm，并对玻璃进行透过率、水接触角、钢丝绒摩擦和方阻测试，结果见表1。
表1
实施例 透过率(％) 水接触角(°) 1钢丝绒摩擦 方阻(Ω/□)
1 90.8 115 110 1.0×103
2 91.2 115 112 2.5×103
3 91.7 116 111 2.0×103
4 91.3 114 111 1.3×103
5 91.0 115 112 1.9×103
6 90.7 115 111 2.0×103
7 91.3 114 112 2.4×103
8 90.8 115 110 1.1×103
9 91.0 115 112 2.1×103
10 91.5 114 111 2.1×106
注1：使用0000#钢丝绒对触摸屏玻璃表面进行往复机械摩擦，加1Kg/cm2的负荷，摩擦行程15cm，摩擦频率60次/分钟，往复摩擦4000次。
上述结果表明，打底药中ITO的加入，不影响触摸屏蒸镀防污膜后的防污性能和耐摩擦性能，同时ITO的加入，能使触摸屏形成具有较低方阻的防静电膜层，有利于组装手机后的ESD防护。
尽管已结合优选实施例来描述本发明，但应了解，本发明不应受限于这些例示性实施例，而可由本领域技术人员在不背离本发明之实质和范围的情况下进行各种修改。

Claims (6)

1.一种具有防静电功能的防污触摸屏玻璃的制备方法，其特征是它包括如下步骤：
步骤1、制备混合打底药：将SiO2粉末和氧化铟锡粉末以一定比例进行混合，混合均匀后，依次通过压块、冷等静压、脱脂、烧结、打磨等处理工艺，得到打底药靶材，其中，SiO2粉末和氧化铟锡粉末的混合比例是质量比95∶5～55∶45，ITO中氧化铟和氧化锡的比例为质量比85∶15～98∶2；
步骤2、在真空镀膜机上，对经清洗活化过的玻璃用步骤1得到的打底靶材进行打底药蒸镀，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，电子枪电流为5mA，膜层厚度为10-20nm；
步骤3、在真空镀膜机上，对经步骤2处理过的触摸屏玻璃进行防污膜蒸镀，防污膜是指各类具有防污功能的含氟硅表面活性剂，镀膜条件是真空度5×10-3Pa，阻蒸电流为700～800A，膜层厚度为10-20nm，得到具有防静电功能的防污触摸屏玻璃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：SiO2粉末和氧化铟锡粉末的质量比是95∶5～55∶45。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：SiO2粉末和氧化铟锡粉末的质量比是90∶10～70∶30。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤3所述的含氟硅表面活性剂是具有全氟聚醚结构的大分子氟硅化合物。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤3所述的具有全氟聚醚结构的大分子氟硅化合物是大金公司的DSX、UD500或UD509化合物，信越公司的195或197化合物以及PPG公司的EC100X化合物。
6.一种采用权利要求1所述的制备方法制备的具有防静电功能的防污触摸屏玻璃，它的方阻只有1-2.5×103Ω/□。
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