CN107283955B - 一种屏幕保护膜及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种屏幕保护膜，包括基材、形成在所述基材上的AR膜、形成在所述AR膜上的金属氧化膜、形成在所述金属氧化膜上的AF膜。本发明实施例的屏幕保护膜既有良好的耐磨性又有较高的透光率，而且还能兼顾疏水疏油及防指纹的效果。本发明还公开了一种屏幕保护膜的制作方法。

Description

一种屏幕保护膜及其制作方法
技术领域
本发明涉及薄膜材料领域，尤其涉及一种屏幕保护膜及其制作方法。
背景技术
手机，平板等设备的触控屏幕本身材质(例如玻璃)硬度偏低，在日常的使用和携带过程中，很容易被环境中的沙砾或钥匙等硬质物刮伤磨损，从而留下划痕甚至失效。此外，在频繁的触控使用中，使用者皮肤上的油脂和指纹很容易残留在触控屏表面上，影响屏幕的视觉清晰度和画面效果。
目前，在触控屏幕表面覆盖一层耐磨性防指纹膜来提高硬度、防刮耐磨或疏水疏油的技术已有应用。
例如，美国专利No.5,637,353公开了一种在玻璃基材表面沉积DLC膜的方法，其使用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)制备的DLC膜具有较好的耐磨性，然而，疏水性一般，而且，由于膜较厚也影响了透光率。美国专利No.6,280,834公开了一种在汽车玻璃基材表面使用离子束沉积-化学气相沉积法(Ion Beam Deposition,ChemicalVapor Deposition,IBD-CVD)制备DLC膜的方法，其使用C2H2气体作为离子源，使用IBD方法沉积DLC，制备的DLC膜含有较多的氢，获得的高硬度SP3键的四面体非晶碳膜(ta-C)结构比例不高，硬度只有10-30Gpa，不能起到很好的防刮耐磨性。
因此，目前采用传统方法制备的高耐磨性防指纹膜，很难同时满足高耐磨性，高透光率，防指纹及防反射特性要求。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种屏幕保护膜及其制作方法，能有效同时提高屏幕保护膜的耐磨性、透光率、防指纹及防反射的性能。
本发明实施例提供了一种屏幕保护膜，包括：
一基材；
形成在所述基材上的AR膜；
形成在所述AR膜上的金属氧化膜；
形成在所述金属氧化膜上的AF膜。
作为上述方案的改进，所述屏幕保护膜还包括：形成在所述金属氧化膜表面的纳米点阵图案。
作为上述方案的改进，所述纳米点阵图案采用纳米压印或光刻技术制成。
作为上述方案的改进，所述纳米点阵图案的深度为5纳米，间距为2微米。
作为上述方案的改进，所述AR膜为两层或多层结构。
作为上述方案的改进，所述AR膜为两层结构时，由下往上的第一层为高折射率材质层，第二层为低折射率材质层；所述高折射率材质层为氧化锆、氧化钛或氧化铝；所述低折射率材质层为氧化硅或氮化硅。
作为上述方案的改进，所述基材为触控屏幕类介质，包括玻璃或蓝宝石。
作为上述方案的改进，所述金属氧化膜的材料为ZrOx、TaOx、HfOx、YOx或AlOx。
作为上述方案的改进，所述金属氧化膜厚度为10埃～200埃。
本发明实施例还公开了一种屏幕保护膜的制作方法，包括步骤：
S1、提供一基材；
S2、在所述基材上形成一AR膜；
S3、在所述AR膜上形成一金属氧化膜；
S4、在所述金属氧化膜上形成一AF膜。
作为上述方案的改进，在所述步骤S1后，还包括步骤：
S11、使用超声波及清洗溶剂对所述基材进行预清洗并干燥；
S12、采用离子束蚀刻清洗干燥后的所述基材。
作为上述方案的改进，所述清洗溶剂为氮甲基吡咯烷酮(NMP)和异丙醇(IPA)。
作为上述方案的改进，在所述步骤S3后，还包括步骤：
S31、在所述金属氧化膜表面形成纳米点阵图案。
作为上述方案的改进，所述纳米点阵图案采用纳米压印或光刻技术制成。
作为上述方案的改进，所述纳米点阵图案的深度为5纳米，间距为2微米。
作为上述方案的改进，所述步骤S2后，还包括步骤：
S21、在所述基材上沉积第一层氧化钛或氧化铝；
S21、在所述第一层氧化钛或氧化铝上再沉积一层氧化硅或氮化硅。
作为上述方案的改进，所述步骤S4后，还包括步骤：
S5、将所述AF膜加热至180度后固化一小时。
作为上述方案的改进，所述基材为触控屏幕类介质，包括玻璃或蓝宝石。
作为上述方案的改进，所述基材为玻璃或蓝宝石。
作为上述方案的改进，所述金属氧化膜的材料为ZrOx或TaOx或HfOx或YOx或AlOx。
作为上述方案的改进，所述金属氧化膜厚度为10埃到200埃。
与现有技术相比，本发明公开的一种屏幕保护膜及其制作方法,该屏幕保护膜包括基材、形成在所述基材上的AR膜、形成在所述AR膜上的金属氧化膜以及形成在所述金属氧化膜上的AF膜。这样，既能够防刮耐磨，又能够防水防油防指纹，而且有较高的清晰度，不影响画面效果。
附图说明
图1是本发明实施例1中一种屏幕保护膜的结构示意图。
图2是本发明实施例2中一种屏幕保护膜的结构示意图。
图3是本发明实施例3中一种屏幕保护膜的结构示意图。
图4是本发明实施例4中一种屏幕保护膜的结构示意图。
图5是图3或4所示的纳米点阵图案的结构示意图。
图6是本发明实施例的屏幕保护膜采用ZrOx膜的耐磨性测试结果示意图。
图7是本发明实施例的屏幕保护膜采用ZrOx膜的平均透光率损失测试结果示意图。
图8是本发明实施例的屏幕保护膜的AF膜的水接触角测试结果示意图。
图9是本发明实施例中一种屏幕保护膜的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参见图1，是本发明实施例提供的一种屏幕保护膜的结构示意图。本实施例公开的屏幕保护膜为一种复合多层金属氧化物膜，该屏幕保护膜包括基材1、形成在所述基材1上的防反射膜(Anti-Reflection Coating，AR膜)2、形成在所述AR膜2上的金属氧化膜3、形成在所述金属氧化膜3上的防指纹膜(Anti-Finger print Coating，AF膜)4，其中：
所述基材1主要是指触控屏幕类介质；优选的，触控屏幕类介质为玻璃、钢化玻璃、蓝宝石、陶瓷、聚合物以及金属或金属氧化物等等，但不限于此。对于触控屏幕，要求至少要有98％以上的光线透过屏幕保护膜而穿透至该基材。
所述AR膜2优选采用高折射率材质的氧化锆，能够在强光下具有良好的显示效果。该所述AR膜2通过在基材1沉积得到。
所述金属氧化膜3采用金属氧化物材料作为耐磨层(Anti-Scratch Coating,AS)。所述金属氧化膜3厚度为10埃至200埃，透光率不少于98％。这样既可保证较好的耐磨性又有高的透光率。优选材料为ZrOx，也可选用材料TaOx或HfOx或YOx或AlOx。该金属氧化膜3优选采用溅射法得到，但也可选用ECR,FCVA,IBAD，PVD等方法得到。其中，图6是本发明实施例的屏幕保护膜采用ZrOx膜的耐磨性测试结果示意图。图7是本发明实施例的屏幕保护膜采用ZrOx膜的平均透光率损失测试结果示意图。
所述AF膜4采用AF材料制成，AF是疏水性和疏油性的高分子聚合物。所述AF膜为含氟膜，利用含氟的溶剂通过真空蒸镀或喷涂得到。所述AF膜4优选采用水接触角大于115度的疏水疏油性材质制成，从而提高疏水疏油性和防指纹特性。如图8所示，是本发明实施例的屏幕保护膜的AF膜的水接触角测试结果示意图。
本发明实施例的屏幕保护膜通过在基材上形成的AR膜，并在AR膜上形成金属氧化膜以提高耐磨性和透光性，并在金属氧化膜上形成AF膜以提高疏水疏油性和防指纹。因此，本实施例的屏幕保护膜既能够防刮耐磨，又能够防水防油防指纹，而且有较高的清晰度，不影响画面效果。
实施例2
图2是本发明实施例2中一种屏幕保护膜的结构示意图。该实施例公开的屏幕保护膜与实施例1一样，包括基材1、形成在所述基材1上的AR膜2、形成在所述AR膜2上的金属氧化膜3、形成在所述金属氧化膜3上的AF膜4。本实施例与实施例1不同的是，本实施例的AR膜2为两层结构(依据AR波长决定)。具体的，所述AR膜2包括由下往上的第一层21为高折射率材质层和以及第二层22为低折射率材质层。其中，所述高折射率材质层包括氧化锆、氧化钛或氧化铝；所述低折射率材质层包括氧化硅或氮化硅。例如，在具体实施时，可以在基材1上先沉积第一层氧化锆，然后再沉积第二层氮化硅。
本实施例的屏幕保护膜在实施例1的基础上，通过采用两层结构的AR膜2，能够进一步提高透光率以及在户外强光下的显示效果。
可以理解的，本实施例的AR膜2也可采用两层以上的多层结构，并不影响实施例效果。
实施例3
图3是本发明实施例3中一种屏幕保护膜的结构示意图。该实施例公开的屏幕保护膜与实施例1一样，包括基材1、形成在所述基材1上的AR膜2、形成在所述AR膜2上的金属氧化膜3、形成在所述金属氧化膜3上的AF膜4。本实施例与实施例1不同的是，本实施例的屏幕保护膜还包括形成在所述金属氧化膜3表面的纳米点阵图案31。所述纳米点阵图案31可采用纳米压印或光刻技术制成。具体实施时，使用纳米压印或带有特制掩模的光刻技术于金属氧化膜3表面制作纳米点阵图案31(参考图5)，纳米点阵图案31的深度为5纳米，间距为2微米。
本实施例在实施例1的基础上，通过在所述金属氧化膜3表面上形成纳米点阵图案31以提高AF膜的粘附力和透光率。
实施例4
图4是本发明实施例4中一种屏幕保护膜的结构示意图。该实施例公开的屏幕保护膜与实施例2一样，包括基材1、形成在所述基材1上的AR膜2、形成在所述AR膜2上的金属氧化膜3、形成在所述金属氧化膜3上的AF膜4，且所述AR膜2为两层结构，包括由下往上的第一层21为高折射率材质层和以及第二层22为低折射率材质层。本实施例与实施例2不同的是，本实施例的屏幕保护膜还包括形成在所述金属氧化膜3表面的纳米点阵图案31。所述纳米点阵图案31可采用纳米压印或带有特制掩模的光刻技术制成。具体实施时，使用纳米压印或光刻技术于金属氧化膜3表面制作纳米点阵图案31(参考图5)，纳米点阵图案31的深度为5纳米，间距为2微米。
本实施例在实施例2的基础上，通过在所述金属氧化膜3表面上形成纳米点阵图案31以提高AF膜的粘附力和透光率。
实施例5
参考图9，是本发明实施例提供的一种屏幕保护膜的制作方法的流程示意图。如图9所示，该方法包括步骤S1～S4：
S1、提供一基材。
其中，所述基材为触控屏幕类介质；具体的，所述基材为玻璃、钢化玻璃、蓝宝石、陶瓷、聚合物以及金属或金属氧化物等等，但不限于此。对于触控屏幕，要求至少要有98％以上的光线透过屏幕保护膜而穿透至该基材。优选的，在步骤S1后，还包括步骤S11～S12：
S11、预清洗基材，利用超声波及清洗溶剂清洗基材，清洗溶剂为氮甲基吡咯烷酮(NMP)和异丙醇(IPA)，清洗时间为30分钟，超声波清洗后放入密封盒自然干燥，时间为一小时；
S12、清洗基材，采用离子束刻蚀(Ion Beam Etching)清洗，在氩气气氛下，利用产生的等离子体刻蚀基材表面以达到清洗的目的，Ar离子束的入射角度为30°，衬底的转速为20r/s，刻蚀速率约为
Figure BDA0000953666320000071
S2、在所述基材上沉积一AR膜；
在本实施例中，该AR膜优选为双层结构，该步骤进一步包括步骤S21～S22：
S21、在所述基材上沉积第一层氧化锆、氧化钛或氧化铝；
S21、在所述第一层氧化钛或氧化铝上再沉积一层氧化硅或氮化硅。
本实施例通过采用两层结构的AR膜能够有效提高透光率以及在户外强光下的显示效果。可以理解的，本实施例形成的AR膜也可采用两层以上的多层结构，并不影响实施例效果。
S3、在所述AR膜上沉积一金属氧化膜层。
其中，金属氧化膜层优选采用材料为ZrOx，也可选用材料ZrOx、TaOx、HfOx、YOx或AlOx。具体的，使用溅射法沉积ZrOx膜，靶材为高纯度的Zr靶，腔体气氛为Ar2和O2的混合气体，其中，Ar2流量为20sccm,O2流量为1sccm。沉积过程中旋转基材以得到均匀致密的膜。具体的，制备方法不限于溅射法，也可选用ECR,FCVA,IBAD，PVD等方法。所述金属氧化膜厚度为10埃～200埃。
优选的，在步骤S3后，还包括步骤S31：
S31、在所述金属氧化膜上制作纳米点阵图案，具体的，使用纳米压印或光刻技术于ZrOx膜表面制作纳米点阵图案，纳米点阵的深度为5纳米，间距为2微米。
本实施例通过所述金属氧化膜表面上形成纳米点阵图案以提高AF膜的粘附力和透光率。
S4、在所述金属氧化膜上沉积一AF膜。
具体的，利用含氟的溶剂通过真空蒸镀或喷涂得到所述含氟AF膜。所述AF膜4优选采用水接触角大于115度的疏水疏油性材质制成，从而提高疏水疏油性和防指纹特性。
在沉积AF膜后，将整个膜转入锔炉加热固化。具体的，固化温度为180度，保温一小时，从而完成屏幕保护膜的制作。
本发明实施例的屏幕保护膜的制作方法通过在基材上形成的AR膜，并在AR膜上形成金属氧化膜以提高耐磨性和透光性，并在金属氧化膜上形成AF膜以提高疏水疏油性和防指纹。因此，本实施例的屏幕保护膜既能够防刮耐磨，又能够防水防油防指纹，而且有较高的清晰度，不影响画面效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种屏幕保护膜，其特征在于，包括：
一基材；
形成在所述基材上的AR膜；
形成在所述AR膜上的金属氧化膜；
形成在所述金属氧化膜上的AF膜；
其中所述金属氧化膜的材料为ZrOx、TaOx、HfOx、YOx或AlOx，厚度为10埃～200埃，透光率不少于98％，并且在所述金属氧化膜表面上还形成有纳米点阵图案，所述纳米点阵图案的深度为5纳米，间距为2微米；
其中所述AR膜为形成在所述基材上的第一层高折射率材质层，和形成在所述第一层高折射率材质层上的第二层低折射率材质层，并且所述第一层高折射率材质层为氧化锆、氧化钛或氧化铝层，所述第二层低折射率材质层为氧化硅或氮化硅层；
其中所述AF膜的水接触角大于115度。
2.如权利要求1所述的屏幕保护膜，其特征在于：所述纳米点阵图案采用纳米压印或光刻技术制成。
3.如权利要求1所述的屏幕保护膜，其特征在于：所述基材为触控屏幕类介质，包括玻璃或蓝宝石。
4.一种屏幕保护膜的制作方法，其特征在于，包括步骤：
S1、提供一基材；
S2、在所述基材上形成一AR膜；
S3、在所述AR膜上形成一金属氧化膜；
S4、在所述金属氧化膜上形成一AF膜，所述AF膜的水接触角大于115度；
其中在所述步骤S3后，还包括步骤：S31、在所述金属氧化膜表面形成纳米点阵图案，所述纳米点阵图案的深度为5纳米，间距为2微米；所述金属氧化膜的材料为ZrOx、TaOx、HfOx、YOx或AlOx，厚度为10埃～200埃，透光率不少于98％；
其中所述步骤S2进一步包括：
S21、在所述基材上沉积第一层氧化锆、氧化钛或氧化铝；
S21、在所述第一层氧化锆或氧化铝上再沉积一层氧化硅或氮化硅。
5.如权利要求4所述的屏幕保护膜的制作方法，其特征在于，在所述步骤S1后，还包括步骤：
S11、使用超声波及清洗溶剂对所述基材进行预清洗并干燥；
S12、采用离子束蚀刻清洗干燥后的所述基材。
6.如权利要求5所述的屏幕保护膜的制作方法，其特征在于：所述清洗溶剂为氮甲基吡咯烷酮和异丙醇。
7.如权利要求4所述的屏幕保护膜的制作方法，其特征在于，所述纳米点阵图案采用纳米压印或光刻技术制成。
8.如权利要求4所述的屏幕保护膜的制作方法，其特征在于，在所述步骤S4后，还包括步骤：
S5、将所述AF膜加热至180度后固化一小时。
9.如权利要求4所述的屏幕保护膜的制作方法，其特征在于：所述基材为触控屏幕类介质，包括玻璃或蓝宝石。
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