TW201410447A - 表面抗指紋基板及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種表面抗指紋基板及其製造方法。該表面抗指紋基板包括一基板以及一矽鋁合金薄膜。該基板具有一表面，該矽鋁合金薄膜設置於該基板之表面，該矽鋁合金薄膜之鋁含量為15至50重量%。本發明係藉由該矽鋁合金薄膜之疏水性及疏油性，提昇基板之表面抗指紋能力。
Description
本發明係關於一種基板及其製造方法，特別係關於一種表面抗指紋基板及其製造方法。
習知觸控螢幕使用上的最大問題在於手指接觸後螢幕上會殘留指紋痕跡，而指紋痕跡會影響螢幕的正常出光，造成螢幕變暗、影像扭曲及外觀污損，嚴重時會讓螢幕的觸控功能變差。
為解決指紋殘留問題，習知已有提出在觸控基板上電鍍鉻、塗佈鐵氟龍膠體或蒸鍍氟化鈣(CaF2)等抗指紋材料。然而，電鍍鉻需使用鉻酸鹽，其會對環境造成嚴重汙染，且對人體有致癌風險。塗佈鐵氟龍需使用大量的有機溶劑，方能使鐵氟龍與基板之附著性符合要求，惟，使用有機溶劑不僅增加製造成本，且會影響製程操作人員健康及對環境造成汙染。氟化鈣(CaF2)雖具有良好的抗指紋效果，但是具毒性，會影響製程操作人員的健康。
此外，我國公開專利第201114715號所揭示之「抗指紋塗覆之浮凸玻璃物品及製造方法」，係利用浮雕微結構增加與水的接觸角，以達到抗指紋效果。然而，浮雕微結構製作不易，生產成本高。
因此，有必要提供一創新且具進步性之表面抗指紋基板及其製造方法，以解決上述問題。
本發明提供一種表面抗指紋基板，包括：一基板，具有一表面；以及一矽鋁合金薄膜，設置於該基板之表面，該矽鋁合金薄膜之鋁含量為15至50重量%。
本發明另提供一種表面抗指紋基板之製造方法，包括以下步驟：(a)提供一基板，該基板具有一表面；以及(b)形成一矽鋁合金薄膜於該基板之表面，該矽鋁合金薄膜之鋁含量為15至50重量%。
本發明之矽鋁合金薄膜可形成於玻璃、金屬、塑膠及陶瓷基板表面，使基板表面無需轉印或壓鑄任何結構，即可具備良好之疏水性、疏油性及抗指紋能力。
請參閱圖1，其係顯示本發明表面抗指紋基板之結構示意圖。該表面抗指紋基板10包括一基板11以及一矽鋁合金薄膜12。該基板11具有一表面11a，該基板11之材質選自如下的一種：玻璃、金屬、塑膠及陶瓷。該矽鋁合金薄膜12設置於該基板11之表面11a，在本實施例中，該矽鋁合金薄膜12之鋁含量為15至50重量%，以確保薄膜具有足夠之疏水性及疏油性，且較佳地，該矽鋁合金薄膜12之厚度為80至300奈米。
圖2顯示本發明表面抗指紋基板之製造方法流程圖。圖3A顯示本發明之製造方法中之一基板之示意圖。請配合參閱圖2之步驟S21及圖3A，提供一基板11，該基板11具有一表面11a，該基板11之材質選自如下的一種：玻璃、金屬、塑膠及陶瓷。在本實施例中，該基板11係放置於一物
理氣相沉積濺鍍腔體中(圖未繪出)。
圖3B顯示依據本發明之製造方法形成一矽鋁合金薄膜於基板之表面之示意圖。請配合參閱圖2之步驟S22及圖3B，形成一矽鋁合金薄膜12於該基板11之表面11a，在本實施例中，該矽鋁合金薄膜12係以濺鍍方式形成於該基板11之表面11a，而濺鍍過程中所使用的濺鍍氣體為氬氣及氮氣，較佳地，氬氣之含量為50至80%，而氮氣之含量為20至50%，以提高該矽鋁合金薄膜12之成膜品質。此外，在本實施例中，該矽鋁合金薄膜12之鋁含量為15至50重量%，以確保薄膜具有足夠之疏水性及疏油性，且較佳地，該矽鋁合金薄膜12之厚度為80至300奈米。
茲以下列實施例與比較例予以詳細說明本發明，唯並不意謂本發明僅侷限於此等實施例所揭示之內容。
將玻璃基板置入物理氣相沈積濺鍍腔體中，以直流式磁控靶極濺鍍鋁含量為15重量%之矽鋁靶，濺鍍功率為500W，濺鍍時所用濺鍍氣體為氬氣和氮氣，氬氣和氮氣比例為70：30，於玻璃基板上沈積厚度100奈米之矽鋁合金薄膜。以表面張力30dyne/cm之達因筆測試矽鋁合金薄膜，墨水瞬間即縮小成一小水滴，顯示達因筆墨水對矽鋁合金薄膜的潤濕性極低。另以去離子水測試矽鋁合金薄膜的表面接觸角為58°，顯示該薄膜確實具備強疏水性。
請參閱圖4，其係顯示本發明矽鋁合金薄膜之穿透率量測結果圖。以光譜儀量測矽鋁合金薄膜的穿透率，在可見
光範圍穿透率可達80%以上，故不會影響基板的透光度。
將不鏽鋼基板置入物理氣相沈積濺鍍腔體中，以直流式磁控靶極濺鍍鋁含量為30重量%之矽鋁靶，濺鍍功率為500W，濺鍍時所用濺鍍氣體為氬氣和氮氣，氬氣和氮氣比例為75：25，於不鏽鋼基板上沈積厚度150奈米之矽鋁合金薄膜。以表面張力30dyne/cm之達因筆測試矽鋁合金薄膜，墨水瞬間即縮小成一小水滴，顯示達因筆墨水對矽鋁合金薄膜的潤濕性極低。另以去離子水測試矽鋁合金薄膜的表面接觸角為65°，顯示該薄膜確實具備強疏水性。再以微硬度計量測矽鋁合金薄膜的硬度可達Hv800，一般3C產業用的硬質膜硬度約在Hv400至Hv600之間，本發明之矽鋁合金薄膜的硬度更高，顯示矽鋁合金薄膜除具有抗指紋效果外，更兼具耐磨耗特性。
將塑膠基板置入物理氣相沈積濺鍍腔體中，以直流式磁控靶極濺鍍鋁含量為35重量%之矽鋁靶，濺鍍功率為500W，濺鍍時所用濺鍍氣體為氬氣和氮氣，氬氣和氮氣比例為50：50，於塑膠基板上沈積厚度80奈米之矽鋁合金薄膜。以表面張力30dyne/cm之達因筆測試矽鋁合金薄膜，墨水瞬間即縮小成一小水滴，顯示達因筆墨水對矽鋁合金薄膜的潤濕性極低。另以去離子水測試矽鋁合金薄膜的表面接觸角為68°，顯示該薄膜確實具備強疏水性。
將氧化鋁陶瓷基板置入物理氣相沈積濺鍍腔體中，以直流式磁控靶極濺鍍鋁含量為50重量%之矽鋁靶，濺鍍功率為500W，濺鍍時所用濺鍍氣體為氬氣和氮氣，氬氣和氮氣比例為80：20，於氧化鋁陶瓷基板上沈積厚度300奈米之矽鋁合金薄膜。以表面張力30dyne/cm之達因筆測試矽鋁合金薄膜，墨水瞬間即縮小成一小水滴，顯示達因筆墨水對矽鋁合金薄膜的潤濕性極低。另以去離子水測試矽鋁合金薄膜的表面接觸角為70°，顯示該薄膜確實具備強疏水性。
將玻璃基板置入物理氣相沈積濺鍍腔體中，以直流式磁控靶極濺鍍鋁含量為10重量%之矽鋁靶，濺鍍功率為500W，濺鍍時所用濺鍍氣體為氬氣和氮氣，氬氣和氮氣比例為80：20，於玻璃基板上沈積厚度200奈米之矽鋁合金薄膜。以表面張力30dyne/cm之達因筆測試矽鋁合金薄膜，放置20分鐘後，書寫在薄膜表面的墨水仍維持原狀，未縮小成一小水滴。另以去離子水測試薄膜的表面接觸角為30°，顯示該薄膜無法達到強疏水性。
將玻璃基板置入物理氣相沈積濺鍍腔體中，以直流式磁控靶極濺鍍鋁含量為10重量%之矽鋁靶，濺鍍功率為500W，濺鍍時所用濺鍍氣體為氬氣和氧氣，氬氣和氧氣比例為80：20，於玻璃基板上沈積厚度200奈米之矽鋁合金薄膜。以表面張力30dyne/cm之達因筆測試矽鋁合金薄
膜，放置20分鐘後，書寫在薄膜表面的墨水仍維持原狀，未縮小成一小水滴。另以去離子水測試薄膜的表面接觸角為20°，顯示該薄膜無法達到強疏水性。
將塑膠基板置入物理氣相沈積濺鍍腔體中，以直流式磁控靶極濺鍍鋁含量為55重量%之矽鋁靶，濺鍍功率為500W，濺鍍時所用濺鍍氣體為氬氣和氮氣，氬氣和氮氣比例為70：30，於塑膠基板上沈積厚度150奈米之矽鋁合金薄膜。以表面張力30dyne/cm之達因筆測試矽鋁合金薄膜，放置20分鐘後，書寫在薄膜表面的墨水仍維持原狀，未縮小成一小水滴。另以去離子水測試薄膜的表面接觸角為35°，顯示該薄膜無法達到強疏水性。
綜上所述，本發明之矽鋁合金薄膜可形成於玻璃、金屬、塑膠及陶瓷基板表面，使基板表面無需轉印或壓鑄任何結構，即可具備良好之疏水性、疏油性及抗指紋能力。此外，本發明以物理氣相沈積濺鍍技術製作該矽鋁合金薄膜，因不使用鉻酸鹽及有機溶劑，故不會對環境造成污染及影響操作人員健康，並可節省溶劑使用成本。
上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
10‧‧‧表面抗指紋基板
11‧‧‧基板
11a‧‧‧表面
12‧‧‧矽鋁合金薄膜
圖1顯示本發明表面抗指紋基板之結構示意圖；
圖2顯示本發明表面抗指紋基板之製造方法流程圖；圖3A顯示本發明之製造方法中之一基板之示意圖；圖3B顯示依據本發明之製造方法形成一矽鋁合金薄膜於基板之表面之示意圖；及圖4顯示本發明矽鋁合金薄膜之穿透率量測結果圖。
10‧‧‧表面抗指紋基板
11‧‧‧基板
11a‧‧‧表面
12‧‧‧矽鋁合金薄膜
Claims (12)
- 一種表面抗指紋基板，包括：一基板，具有一表面；以及一矽鋁合金薄膜，設置於該基板之該表面，該矽鋁合金薄膜之鋁含量為15至50重量%。
- 如請求項1所述之表面抗指紋基板，其中該矽鋁合金薄膜之厚度為80至300奈米。
- 如請求項1所述之表面抗指紋基板，其中該矽鋁合金薄膜之表面接觸角為58°至70°。
- 如請求項1所述之表面抗指紋基板，其中該基板之材質選自如下的一種：玻璃、金屬、塑膠及陶瓷。
- 一種表面抗指紋基板之製造方法，包括以下步驟：(a)提供一基板，該基板具有一表面；以及(b)形成一矽鋁合金薄膜於該基板之該表面，該矽鋁合金薄膜之鋁含量為15至50重量%。
- 如請求項5所述之表面抗指紋基板之製造方法，其中步驟(a)該基板之材質選自如下的一種：玻璃、金屬、塑膠及陶瓷。
- 如請求項5所述之表面抗指紋基板之製造方法，其中步驟(a)該基板係放置於一物理氣相沉積濺鍍腔體中。
- 如請求項5所述之表面抗指紋基板之製造方法，其中步驟(b)該矽鋁合金薄膜之厚度為80至300奈米。
- 如請求項5所述之表面抗指紋基板之製造方法，其中步驟(b)該矽鋁合金薄膜之表面接觸角為58°至70°。
- 如請求項5所述之表面抗指紋基板之製造方法，其中步驟(b)該矽鋁合金薄膜係以濺鍍方式形成於該基板之表面。
- 如請求項10所述之表面抗指紋基板之製造方法，其中濺鍍氣體為氬氣及氮氣。
- 如請求項11所述之表面抗指紋基板之製造方法，其中氬氣之含量為50至80%，氮氣之含量為20至50%。
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