CN110253982B - 触控屏防爆膜 - Google Patents

Abstract

触控屏防爆膜，涉及电子产品周边配件技术领域，其包括透明的玻璃盖板和胶片，玻璃盖板包括位于其中间区域的平面部，平面部四周为玻璃热弯而成的弧形部，玻璃盖板下表面周缘印刷覆盖住弧形部的黑色油墨层，玻璃盖板中间未印刷黑色油墨层的区域为用于观看屏幕显示内容的视窗区，胶片贴合在玻璃盖板的下表面且其周缘搭接在黑色油墨层上，胶片的外沿距弧形部的内沿一段距离，从而在二者之间形成凹穴，凹穴中填充受压后可产生塑性变形的发泡缓冲垫，发泡缓冲垫的外沿略低于弧形部的内沿或与其平齐，发泡缓冲垫的内沿略低于胶片的外沿或与其平齐。该触控屏防爆膜与触控屏贴合度高、贴合后无可见的拼接线，抗刮耐磨且便于清洁。

Description

触控屏防爆膜

技术领域

本发明涉及电子产品周边配件技术领域，特别涉及一种触控屏防爆膜。

背景技术

早期的外屏防爆膜大多采用PET或PC胶片制作而成，由于塑料材质耐磨性较差(即便表面作硬化处理，耐磨性仍不理想)，容易产生划痕，基本上已经被淘汰。钢化玻璃具有相对更好的抗刮耐磨性，目前已成为防爆膜的主流材料。

当前采用了钢化玻璃的防爆膜在市场化的过程中主要分为三个阶段。第一阶段为纯平面结构，防爆膜为一整块平面玻璃，玻璃上开有听筒孔和传感器孔，由于当前智能手机的外屏大多采用2.5D的弧面玻璃（即在玻璃的周缘倒有圆角），纯平面的防爆膜无法覆盖住外屏的弧形圆角部位（即防爆膜不能全覆盖触控屏），贴膜后影响整体视觉效果，目前已沦为低档产品（售价约10元/片）。第二阶段是四周热弯成弧形的2.5D的弧面玻璃防爆膜，这类防爆膜为全玻璃材质，其在实际使用时存在以下缺陷：1、由于智能手机周缘的弧形圆角仅仅是为了保证握持舒适性，品牌商允许代工厂有较大的制造误差，这样就导致市面上销售的同一型号手机的弧形圆角并不全部一致，于是时常会碰到同一片防爆膜贴这一部手机能够完全贴合，而贴同型号的另一部手机却不能完全贴合的情况。2、在同一部手机中，外屏四条边上的圆角也不完全相同，其中某一条边的弧形圆角不能完全贴合也是较常见的情况。3、防爆膜自身的制造误差（例如玻璃在热弯时的制造误差以及炉内钢化过程中所导致弧形部位曲度发生的变化）与手机外屏的制造误差叠加，进一步导致了防爆膜在弧形圆角部位的贴合度较差。由于这类防爆膜采用全玻璃材质而在弧形圆角部位又不能很好地贴合，日常使用过程中极易发生弧形部受压或撞击而碎裂的情况，加上其价格并不便宜（一般在30-40元/片），当前所占市场份额已较低。第三阶段（也就是当前阶段）发展出了拼接结构的防爆膜（例如软边防爆膜），这类防爆膜中间平面部分采用钢化玻璃，周围弧形部分（业内一般称“弧形边框”）采用塑料材质（例如PC、PET等），由于弧形边框采用塑料材质后具有更好的变形能力，相较于全玻璃防爆膜，其能够更好地与触控屏贴合，弧形部受压或撞击而碎裂的情况得以避免，已成为市场主流产品（售价在30-100多元不等），但由于塑料耐磨性不佳，使用一段时间后，就会在弧形边框上形成明显的划痕。由于采用拼接结构，且生产过程中存在制造公差，塑料弧形边框与玻璃片拼接组装工序中容易出现在相接的位置形成明显的接线（接线通常呈白色，为玻璃四周的轮廓线，若出现明显的白线则被认为是不良品），产品不良率较高，另外，由于塑料与玻璃热胀冷缩率不一样，受温差变化影响，即便出厂的产品无明显可见的接线，用户使用一段时间后，也很大可能会在塑料和玻璃拼接的位置逐渐出现肉眼可见的白色接线。当前市售的智能手机用高档防爆膜（售价在70元/片以上）大部分采用了拼接结构。为了解决塑料边框不耐磨以及拼接白线的问题，某些防爆膜生产厂商在塑料中加入了短玻璃纤维以提高边框的尺寸稳定性和耐磨性，同时将拼接结构改进为搭接结构，通过在黑色的弧形边框A的侧边留出台阶位，然后将玻璃片B搭接在该台阶位下方（即弧形边框的一部分搭在玻璃片的上表面上），从上往下看时，玻璃片B的轮廓线被黑色的弧形边框A盖住，从而彻底避免出现白色拼接线（横断面结构见附图1所示），但这样又带来了其它问题，首先，这样将导致成本明显升高（这种搭接结构的防爆售价基本上都达到了90元/片以上），其次由于弧形边框A高出玻璃片B，容易在搭接处积聚灰尘且不便于清洁。最后，上述采用钢化玻璃的防爆膜大多会在其贴合面上涂敷有一层AB胶，AB胶与钢化玻璃相贴的一面为OCA光学胶，与触控屏相贴的一面为硅胶，通过硅胶表面与触控屏光滑玻璃之间的范德华力实现吸附贴合，为了提高贴合时防爆膜的自吸附性，某些防爆膜的硅胶贴合面作了静电处理，但是由于该AB胶极薄且其背底为玻璃（AB胶附着在防爆膜的玻璃片B上），作静电处理对于自吸附性的提高并不明显（贴膜过程中仍需用手按压来帮助吸附）。

发明内容

本发明的目的是提供一种贴合度高、美观（即贴合后无可见的拼接线）、耐磨且便于清洁的触控屏防爆膜。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种触控屏防爆膜，包括透明的玻璃盖板和胶片，所述玻璃盖板包括位于其中间区域的平面部，所述平面部四周为玻璃热弯而成的弧形部，所述弧形部的弧度大于所对应的触控屏周缘的弧度，所述玻璃盖板下表面周缘印刷覆盖住弧形部的黑色油墨层，所述玻璃盖板中间未印刷黑色油墨层的区域为用于观看屏幕显示内容的视窗区，所述胶片贴合在玻璃盖板的下表面且其周缘搭接在黑色油墨层上，所述胶片的外沿距弧形部的内沿一段距离，从而在二者之间形成凹穴，所述凹穴中填充受压后可产生塑性变形的发泡缓冲垫，所述发泡缓冲垫的外沿略低于弧形部的内沿或与其平齐，所述发泡缓冲垫的内沿略低于胶片的外沿或与其平齐。

其中，所述视窗区的长、宽尺寸小于平面部的长、宽尺寸。

其中，所述胶片为PC胶片，其长、宽尺寸与平面部的长、宽尺寸相等。

进一步地，所述胶片与玻璃盖板通过透明的光学压敏胶贴合到一起。

优选地，所述发泡缓冲垫采用PP或PU发泡制成，其在（15～20）牛/平方厘米的压强持续作用3s～5s的条件下所产生的塑性变形量为30%～40%。

其中，所述玻璃盖板的厚度为0.15 mm～0.2mm，所述胶片的厚度为0.05 mm ～0.1mm。

进一步地，在所述胶片的下表面以及发泡缓冲垫的下表面涂覆有一层AB胶，所述AB胶的下表面贴覆一层离型膜。

其中，所述玻璃盖板硬度在9H以上。

其中，所述光学压敏胶厚度为0.05 mm ～0.08 mm，所述AB胶的厚度为0.03 mm ～0.05mm。

本发明所涉触控屏防爆膜采用了玻璃与胶片复合而非拼接的结构，防爆膜上层为平滑的全玻璃结构，可以保证其耐磨抗刮性能，不会出现拼接式防爆膜所存在的塑料弧形边框不耐磨的问题，也不存在搭接处积聚灰尘不便于清洁的问题。本发明通过在玻璃盖板下方贴合一层胶片，从而在胶片外沿与玻璃盖板内沿之间形成了凹穴，往凹穴中填充发泡材料制作而成的发泡缓冲垫可以给玻璃盖板弧形部提供支撑并在其受外部撞击时提供缓冲，由于发泡缓冲垫受压后可产生塑性变形，在防爆膜与外屏贴合时可以通过按压玻璃盖板使发泡缓冲垫受外屏弧形圆角挤压产生塑性变形来“对冲”外屏以及玻璃盖板的制造误差，从而实现防爆膜与外屏的完全贴合。另外值得一提的是，贴合于玻璃盖板下方的胶片除了用于与玻璃盖板弧形部一起形成凹穴之外，还可以提高玻璃盖板平面部的防爆效果，同时在该胶片上涂覆AB胶后，胶片作为AB胶的背底，能够显著提高静电处理效果，使得防爆膜的自吸附效果更好。需要说明的是，虽然上述防爆膜中也存在胶片与发泡缓冲垫的拼接线，但由于二者的拼接线位于黑色油墨层下方，防爆膜贴合到电子产品（例如智能手机）的外屏上后，拼接线将被黑色油墨层覆盖住，从正面根本看不到拼接线，贴合的美观度更好。

附图说明

图1为现有拼接结构的防爆膜的横断面结构示意图；

图2为触控屏防爆膜的横断面结构示意图；

图3为玻璃盖板坯件的横断面结构示意图；

图4为玻璃盖板坯件丝印黑色油墨层后的横断面结构示意图；

图5为玻璃盖板坯件丝印黑色油墨层并热弯出弧形部后的横断面结构示意图；

图6为玻璃盖板扫边后的横断面结构示意图；

图7为胶片的横断面结构示意图；

图8为胶片与玻璃盖板贴合之后所得到的组件的横断面结构示意图；

图9为往图8所示组件的凹穴中注入发泡材料的示意图；

图10为发泡模的上下模合模之后的结构示意图；

图11为通过模内发泡来形成发泡缓冲垫的示意图；

图12为模内发泡完成所形成发泡缓冲垫的示意图；

图13为玻璃盖板坯件的正面结构示意图；

图14为玻璃盖板坯件丝印黑色油墨层后的正面结构示意图，图中虚线为黑色油墨层的内侧轮廓线；

图15为图14所示玻璃盖板坯件热弯形成弧形部后的正面结构示意图；

图16为胶片的正面结构示意图；

图17为胶片与玻璃盖板贴合之后所得到的组件的正面结构示意图；

图18为图2中I部位的局部放大图；

图19为图4中I部位的局部放大图；

图20为图6中I部位的局部放大图；

图21为图9中I部位的局部放大图；

图中：

1——玻璃盖板 2——胶片 3——凹穴

4——发泡缓冲垫 1a——平面部 1b——弧形部

1c——黑色油墨层 1a1——视窗区 A——弧形边框

B——玻璃片 C——玻璃盖板坯件 D——组件

E——发泡胶 F——发泡模。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图2及图18示出了本发明所涉触控屏防爆膜的结构，如图所示，该触控屏防爆膜包括透明的玻璃盖板1和胶片2，玻璃盖板1包括位于其中间区域的平面部1a，平面部1a四周为玻璃热弯而成的弧形部1b，弧形部1b的弧度大于所对应的触控屏周缘的弧度，玻璃盖板1下表面周缘印刷覆盖住弧形部1b的黑色油墨层1c，玻璃盖板1中间未印刷黑色油墨层1c的区域为用于观看屏幕显示内容的视窗区1a1，胶片2贴合在玻璃盖板1的下表面且其周缘搭接在黑色油墨层1c上，胶片2的外沿距弧形部1b的内沿一段距离，从而在二者之间形成凹穴3，凹穴3中填充受压后可产生塑性变形的发泡缓冲垫4，发泡缓冲垫4的外沿略低于弧形部1b的内沿或与其平齐，发泡缓冲垫4的内沿略低于胶片2的外沿或与其平齐。

下面介绍上述防爆膜的生产方法，以便于本领域技术人员更好地理解其相对于现有技术的不同和改进之处，该防爆膜的生产过程包括以下步骤（以总厚度0.35mm～0.4mm的智能手机外屏防爆膜为例）：

一、开料：

1.1采用开料机将厚度为0.15 mm～0.2mm的玻璃基板切割成所需的形状大小，得到玻璃盖板坯件C，玻璃盖板坯件C的横断面结构以及正面结构分别见图3和图13所示。

1.2采用蚀刻刀模将厚度为0.05 mm ～0.1 mm的PC基板冲裁成所需的形状大小，得到图16所示的胶片2，胶片2的横断面结构见图7所示。

二、丝印：在玻璃盖板坯件C下表面周缘丝印一圈黑色油墨层1c，丝印了黑色油墨层1c的玻璃盖板坯件C的横断面结构及正面结构分别见图4、图14及图19所示。玻璃盖板坯件C未丝印黑色油墨的区域作为视窗区1a1。

三、CNC精雕：采用数控机床在玻璃盖板坯件C上雕刻出对应机型的听筒孔位、传感器孔位（对于某些无听筒的机型，可以省略此步骤），开孔效果见图14所示。

四、热弯：利用热弯模具（热弯模具在附图中未示出）在玻璃盖板坯件C四周热弯加工出弧形部1b，考虑掉后期需要发泡制作发泡缓冲垫4，弧形部1b的弧度应当大于所对应的手机触控屏周缘的弧度，热弯后得到的玻璃盖板1横断面结构以及正面结构分别见图5和图15所示，玻璃盖板1中间为平面部1a。优选地，平面部1a的长、宽尺寸与胶片2的长、宽尺寸相等。同时，平面部1a的长、宽尺寸最好大于视窗区1a1的长、宽尺寸。

五、扫边：打磨玻璃盖板1的边缘，使之形成圆角以防止锐边割手，扫边后的玻璃盖板1的横断面结构见图6及图20所示。

六、钢化处理：将玻璃盖板1放入钢化炉内进行物理强化，强化后表面硬度达到9H以上。

七、贴合：通过0.05mm～0.08 mm厚的光学压敏胶（例如丙烯酸胶等，需要注意的是，为了防止压敏胶中的溶剂腐蚀胶片，最好采用100%固含量的压敏胶）将胶片2贴合到玻璃盖板1下表面，得到组件D，组件D的横断面结构见图8所示。需要注意的是，贴合时，胶片2的外沿距离玻璃盖板1的弧形部的内沿应当要有一段距离，以用于在二者之间形成供后期注入发泡胶E的凹穴3，另外，在将胶片2与玻璃盖板1贴合的时候还应当保证胶片2的周缘搭接在黑色油墨层1c上，这样从玻璃盖板1正面才不会看到胶片2的外轮廓（即看不到胶片2的四周边线）。

八、注发泡胶：通过真空点胶机往组件D的凹穴3中注入发泡胶E，往凹穴3中注入发泡胶E的效果参见图9及图21所示，需要强调的是，应当选择发泡速度慢的发泡胶（例如可以选择发泡完成时间在10～20min的发泡胶），以便于给当前工序与下一工序（模内发泡）之间的转运工作留足时间。此外，与其它应用场合所追求的发泡胶具有高回弹的性能不同，上述发泡胶E应当满足受压后可产生塑性变形的条件，优选在15～20牛/平方厘米的压强持续作用3s～5s的条件下所产生的塑性变形量为30%～40%（变形量为30%～40%可以理解为撤除施加在发泡物厚度方向上的压力后，发泡物的厚度变为原来的60%～70%），例如可以选择PU或者PP发泡胶，通过控制其中发泡剂的类型和含量来降低发泡产物的回弹性，从而到达上述指标要求。

九、模内发泡：将凹穴3中注入了发泡胶E的组件D放置到发泡模F内，发泡模F与组件接触的部位采用橡胶或硅胶制作而成,发泡模F合模后的结构见图10所示，参见图11所示，组件D放置到发泡模F内之后，将在模内完成发泡，发泡完成之后，如图12所示，最终形成的发泡缓冲垫4的形状将与发泡模F的形状吻合。

至此，防爆膜的主要生产步骤已经完成。后续也可以根据客户要求再进行某些特定的工艺处理，例如可以在玻璃盖板1的上表面涂覆疏水涂层，还可以对胶片2作静电处理以及在胶片2和发泡缓冲垫4的下表面涂覆一层0.03 mm ～0.05mm 厚的AB胶（AB胶及前述的光学压敏胶均未在附图中示出）等，对于涂覆AB胶的情况，为便于运输保护，可以在其下方贴覆一层离型膜。

图2所示防爆膜采用了玻璃盖板1与胶片2复合而非拼接的结构，防爆膜上层为平滑的全玻璃结构，可以保证其耐磨抗刮性能，不会出现拼接式防爆膜所存在的塑料弧形边框A不耐磨的问题，也不存在搭接处积聚灰尘不便于清洁的问题。该防爆膜通过在玻璃盖板1下方贴合一层胶片2，从而在胶片2外沿与玻璃盖板1内沿之间形成了凹穴3，往凹穴3中填充发泡材料制作而成的发泡缓冲垫4可以给玻璃盖板1的弧形部1b提供支撑并在其受外部撞击时提供缓冲，由于发泡缓冲垫4受压后可产生塑性变形，在防爆膜与外屏贴合时可以通过按压玻璃盖板1使发泡缓冲垫4受外屏弧形圆角挤压产生塑性变形来“对冲”外屏以及玻璃盖板1的制造误差，从而实现防爆膜与外屏的完全贴合。另外值得一提的是，贴合于玻璃盖板1下方的胶片2除了用于与玻璃盖板1的弧形部1b一起形成凹穴3之外，还可以提高玻璃盖板1的平面部1a的防爆效果，同时在该胶片2上涂覆AB胶后，胶片2作为AB胶的背底，能够显著提高静电处理效果，使得防爆膜的自吸附效果更好。需要说明的是，虽然上述防爆膜中也存在胶片2与发泡缓冲垫4的拼接线，但由于二者的拼接线位于黑色油墨层1c下方，防爆膜贴合到电子产品（例如智能手机）的外屏上后，拼接线将被黑色油墨层1c覆盖住，从正面根本看不到拼接线，贴合之后的美观度更好。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.触控屏防爆膜，其特征在于：包括透明的玻璃盖板（1）和胶片（2），所述玻璃盖板（1）包括位于其中间区域的平面部（1a），所述平面部（1a）四周为玻璃热弯而成的弧形部（1b），所述弧形部（1b）的弧度大于所对应的触控屏周缘的弧度，所述玻璃盖板（1）下表面周缘印刷覆盖住弧形部（1b）的黑色油墨层（1c），所述玻璃盖板（1）中间未印刷黑色油墨层（1c）的区域为用于观看屏幕显示内容的视窗区（1a1），所述胶片（2）贴合在玻璃盖板（1）的下表面且其周缘搭接在黑色油墨层（1c）上，所述胶片（2）的外沿距弧形部（1b）的内沿一段距离，从而在二者之间形成凹穴（3），所述凹穴（3）中填充受压后可产生塑性变形的发泡缓冲垫（4），所述发泡缓冲垫（4）的外沿略低于弧形部（1b）的内沿或与其平齐，所述发泡缓冲垫（4）的内沿略低于胶片（2）的外沿或与其平齐。

2.根据权利要求1所述的触控屏防爆膜，其特征在于： 所述视窗区（1a1）的长、宽尺寸小于平面部（1a）的长、宽尺寸。

3.根据权利要求2所述的触控屏防爆膜，其特征在于：所述胶片（2）的长、宽尺寸与平面部（1a）的长、宽尺寸相等。

4.根据权利要求1所述的触控屏防爆膜，其特征在于：所述胶片（2）与玻璃盖板（1）通过透明的光学压敏胶贴合到一起。

5.根据权利要求1所述的触控屏防爆膜，其特征在于：所述发泡缓冲垫（4）采用PP或PU发泡制成，其在（15～20）牛/平方厘米的压强持续作用3s～5s的条件下所产生的塑性变形量为30%～40%。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的触控屏防爆膜，其特征在于：所述玻璃盖板（1）的厚度为0.15 mm～0.2mm，所述胶片（2）的厚度为0.05 mm ～0.1 mm。

7.根据权利要求4所述的触控屏防爆膜，其特征在于：所述胶片（2）的下表面以及发泡缓冲垫（4）的下表面涂覆有一层AB胶，所述AB胶的下表面贴覆一层离型膜。

8.根据权利要求1所述的触控屏防爆膜，其特征在于：所述玻璃盖板（1）的硬度在9H以上。

9.根据权利要求7所述的触控屏防爆膜，其特征在于：所述光学压敏胶厚度为0.05mm～0.08 mm，所述AB胶的厚度为0.03 mm～0.05mm。

10.根据权利要求1所述的触控屏防爆膜，其特征在于：所述胶片为PC胶片。

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