專(zhuān)利名稱(chēng)：觸摸屏用玻璃蓋板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃蓋板及其制備方法，尤其涉及一種觸摸屏用玻璃蓋板及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)和平面顯示技術(shù)的迅速發(fā)展，觸摸屏已作為時(shí)代進(jìn)步的標(biāo)志并不斷走入了各行各業(yè)、千家萬(wàn)戶(hù)，如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門(mén)的業(yè)務(wù)查詢(xún)機(jī)、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)菜點(diǎn)歌、多媒體教學(xué)等觸摸屏顯示界面，街頭巷尾隨處可見(jiàn)的智能手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品更是占據(jù)了觸摸屏的大部分市場(chǎng)份額，消費(fèi)者對(duì)觸摸屏產(chǎn)品的大量需求與行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步更是推動(dòng)著觸摸屏的不斷發(fā)展。玻璃蓋板是觸摸屏最外層的保護(hù)構(gòu)件，對(duì)性能要求非常高，需要具備高透過(guò)率、抗劃傷、抗沖擊、高韌性、低密度、輕便性等特點(diǎn)，一般采用Imm以下的超薄玻璃，如今常用的有0.7mm的鈉鈣玻璃、硅鋁玻璃或硼硅玻璃。超薄是柄雙刃劍，人們?cè)谙硎苤?lái)的好處的同時(shí)，也承受著超薄玻璃的弊端，即超薄導(dǎo)致的力學(xué)強(qiáng)度的降低。

化學(xué)鋼化可顯著提高超薄玻璃的力學(xué)強(qiáng)度，化學(xué)鋼化工藝是通過(guò)用熔鹽中半徑較大的鉀離子(半徑0.133nm)置換玻璃網(wǎng)絡(luò)中半徑較小的鈉離子(半徑0.098nm)以擠壓玻璃表面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在玻璃表面形成預(yù)壓應(yīng)力層，以阻止表面裂紋受力擴(kuò)展，來(lái)實(shí)現(xiàn)提高玻璃力學(xué)強(qiáng)度的目的。人們從化學(xué)鋼化的角度出發(fā)來(lái)考慮改善玻璃的組分，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN102557432A “一種適于化學(xué)鋼化的高強(qiáng)度觸摸屏玻璃組分”、CN102690057A “一種新型觸摸屏蓋板玻璃用的玻璃配方”等。目前在觸摸屏玻璃蓋板市場(chǎng)上居壟斷地位的仍屬美國(guó)康寧公司，該公司產(chǎn)品Gorilla Glass是一種化學(xué)離子交換增強(qiáng)的堿鋁硅酸鹽超薄玻璃，具有迄今最優(yōu)異的抗沖擊與抗劃傷性能。對(duì)于化學(xué)鋼化超薄玻璃來(lái)說(shuō)，表面損傷對(duì)強(qiáng)度的影響十分突出，這是因?yàn)椴ＡП旧砗穸确浅１?，化學(xué)鋼化形成的表面壓應(yīng)力層的深度也非常小，在幾十微米的量級(jí)，當(dāng)玻璃表面有輕微損傷，超過(guò)壓應(yīng)力層厚度時(shí)，化學(xué)鋼化增強(qiáng)的效果就已不復(fù)存在。因此，如何增強(qiáng)化學(xué)鋼化超薄玻璃的強(qiáng)度是目前亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種觸摸屏用玻璃蓋板，該玻璃蓋板使用超薄玻璃，先鋼化處理再增鍍一層類(lèi)金剛石薄膜使該玻璃蓋板具有高透光率、高強(qiáng)度、低摩擦系數(shù)與耐劃傷性，從而使觸摸屏在保證高可視性的同時(shí)提高強(qiáng)度與耐劃傷性，而無(wú)需消費(fèi)者后續(xù)貼膜處理。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種觸摸屏用玻璃蓋板，該玻璃蓋板采用超薄玻璃先經(jīng)過(guò)化學(xué)鋼化再鍍一層類(lèi)金剛石薄膜而制成。作為優(yōu)選，所述超薄玻璃的厚度為不大于1mm。作為優(yōu)選,所述超薄玻璃的厚度為0.7mm。
作為優(yōu)選，所述類(lèi)金剛石薄膜的厚度為4 20nm。作為優(yōu)選，所述玻璃蓋板的可見(jiàn)光透光率在84%以上。作為優(yōu)選，所述玻璃蓋板的化學(xué)鋼化后強(qiáng)度> 860MPa，應(yīng)力值> 487MPa。作為優(yōu)選，所述玻璃蓋板的表面的摩擦系數(shù)為< 0.25。本發(fā)明同時(shí)提供了一種用于制備上述觸摸屏用玻璃蓋板的方法，該方法包括如下步驟:第一步:玻璃冷加工使用玻璃自動(dòng)切割機(jī)將0.28 Imm厚的鈉鈣玻璃切割成一定尺寸，切割好的玻璃使用自動(dòng)磨邊機(jī)進(jìn)行磨邊、制槽，然后使用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，先用IPA (異丙醇)溶液，再用去離子水分別清洗；第二步:化學(xué)鋼化在溶液池中配制熔鹽，配方為工業(yè)純KN03+0.5wt.%分析純Al2O3,將清洗后的玻璃放入所述溶液池中，在420 470°C保溫0.5 12小時(shí)；第三步:鋼化后處理將第二步中鋼化后的玻璃冷卻至室溫，浸入去離子水中浸泡，浸泡后放入IPA溶液中超聲波清洗，再放入去離子水中超聲波清洗；第四步:鍍膜前處理
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將第三步中清洗好的玻璃放入鍍膜腔室中，腔室本底抽真空，通入高純氬氣或氧氣，使用射頻電源起輝，生成等離子體，進(jìn)行等離子清洗，將清洗后的玻璃在真空中靜置，待玻璃表面冷卻；第五步:類(lèi)金剛石鍍膜采用平板式電容耦合型等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置為鍍膜裝置，等離子體清洗后將腔室重新抽至本底真空，此后通入高純甲烷或乙炔，使用自動(dòng)控壓器平衡腔室內(nèi)的真空，開(kāi)啟射頻電源產(chǎn)生等離子體以在玻璃表面鍍膜；鍍膜后待玻璃冷卻后取出，即完成觸摸屏用玻璃蓋板的制備。作為優(yōu)選，所述第三步的鋼化后處理步驟，浸入去離子水中浸泡的時(shí)間為12小時(shí)以上，IPA溶液中超聲波清洗時(shí)間為5 10分鐘，去離子水中超聲波清洗時(shí)間為5 10分鐘。作為優(yōu)選，所述第四步的鍍膜前處理步驟中腔室本底真空抽至(I 5) X IO-4Pa,通入高純氬氣或氧氣的流量為30 lOOsccm，用于起輝生成等離子體的射頻電源的功率為150 300W，進(jìn)行等離子清洗的時(shí)間為3 6分鐘，清洗后的玻璃在真空中靜置的時(shí)間為5 10分鐘。作為優(yōu)選，所述第五步的類(lèi)金剛石鍍膜中所通入的高純甲烷或乙炔的流量為30 lOOsccm，使用自動(dòng)控壓器將腔室內(nèi)的真空平衡在0.5 3Pa，用于產(chǎn)生等離子體的射頻電源的功率為150 300W，沉積時(shí)間為35 180sec。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的觸摸屏用鍍膜玻璃蓋板及其制備方法的有益效果在于:1、本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板，在玻璃化學(xué)鋼化的基礎(chǔ)上增鍍一層類(lèi)金剛石薄膜。類(lèi)金剛石薄膜是一種非晶碳膜，具有類(lèi)似于金剛石的高強(qiáng)度、高彈性模量、耐磨性、低摩擦系數(shù)、高電阻率和高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，能夠起到保護(hù)表面交換層，彌補(bǔ)因超薄玻璃表面交換層過(guò)薄造成的鋼化增強(qiáng)易于失效，防止表面微裂紋，提高耐劃傷性的作用，因此在化學(xué)鋼化的超薄玻璃基礎(chǔ)上增鍍類(lèi)金剛石薄膜將有效起到增強(qiáng)保護(hù)作用。2、本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板具有高透光率、高強(qiáng)度、低摩擦系數(shù)與耐劃傷性，在保證觸摸屏高可視性的同時(shí)極大程度地抵御了物體對(duì)屏幕表面的碰撞與劃傷，延長(zhǎng)觸摸屏的使用壽命，無(wú)需再后續(xù)貼膜，更穩(wěn)定、更環(huán)保、更低成本。3、本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板具有如下特點(diǎn):化學(xué)鋼化后抗彎強(qiáng)度> 860MPa ;化學(xué)鋼化后表面壓應(yīng)力> 487MPa ;沉積的類(lèi)金剛石薄膜厚度為彡20nm ;鍍膜玻璃蓋板的可見(jiàn)光透射比為> 84% ;鍍膜玻璃蓋板表面的摩擦系數(shù)為< 0.25。


圖1是本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板的制備工藝流程圖；圖2是本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板的光譜曲線(xiàn)；圖3是本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板的載荷位移曲線(xiàn)；圖4是本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板的摩擦曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明中 的超薄玻璃是指厚度在1.5mm以下的稱(chēng)為超薄玻璃。目前一般觸摸屏用玻璃尤其是較高端產(chǎn)品均采用小于Imm的超薄玻璃。本發(fā)明是在厚度為0.7mm鈉鈣玻璃上先后進(jìn)行化學(xué)鋼化處理與類(lèi)金剛石鍍膜處理，獲得觸摸屏用玻璃蓋板，所述玻璃蓋板上的所述類(lèi)金剛石薄膜的厚度為4 20nm。該玻璃蓋板的強(qiáng)度彡860MPa ;應(yīng)力值彡487MPa ;可見(jiàn)光透射比彡84% ;摩擦系數(shù)為< 0.25。為了獲得上述觸摸屏用玻璃蓋板，需采用如下的制備步驟，工藝流程圖見(jiàn)圖1:第一步:玻璃冷加工使用玻璃自動(dòng)切割機(jī)將0.28 Imm厚的鈉鈣玻璃切割成一定尺寸(根據(jù)所用產(chǎn)品的尺寸確定，一般為25 700mm)，根據(jù)觸摸屏產(chǎn)品的尺寸確定玻璃的尺寸，如3.5英寸智能手機(jī)屏、9.7英寸平板電腦等。切割好的玻璃使用自動(dòng)磨邊機(jī)進(jìn)行磨邊，再制槽，之后使用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，先用IPA溶液，后用去離子水，各清洗5 10分鐘。第二步:化學(xué)鋼化在溶液池中配制熔鹽，配方為工業(yè)純KN03+0.5wt.%分析純A1203。將清洗后的玻璃放入溶液池的熔鹽液中420 470°C保溫0.5 12小時(shí)。第三步:鋼化后處理將第二步鋼化后的玻璃冷卻至室溫，浸入去離子水中浸泡12小時(shí)以上，浸泡后放A IPA溶液中超聲波清洗5 10分鐘，再放入去離子水中超聲波清洗5 10分鐘。第四步:鍍膜前處理將第三步清洗好的玻璃放入鍍膜腔室中，腔室本底真空抽至(I 5) X 10_4Pa，通入流量為30 lOOsccm的高純氬氣或氧氣，使用射頻電源在150 300W的功率下起輝，生成等尚子體，進(jìn)行等尚子清洗3 6分鐘。將清洗后的玻璃在真空中靜置5 10分鐘,待玻璃表面冷卻。第五步:類(lèi)金剛石鍍膜鍍膜裝置為平板式電容耦合型等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置，等離子體清洗后將腔室重新抽至本底真空，此后通入高純甲烷或乙炔，流量為30 lOOsccm，使用自動(dòng)控壓器將腔室內(nèi)的真空平衡在0.5 3Pa，開(kāi)啟射頻電源產(chǎn)生等離子體，功率150 300W，沉積時(shí)間35 180seC，將在玻璃上沉積小于20nm的類(lèi)金剛石薄膜。鍍膜后待玻璃冷卻后取出，即完成觸摸屏用玻璃蓋板的制備。實(shí)施例一制備3.5英寸的觸摸屏用玻璃蓋板。第一步:玻璃冷加工使用玻璃自動(dòng)切割機(jī)將0.7mm厚鈉鈣玻璃切割成長(zhǎng)TL 5mm、寬43.6mm的玻璃片(注:3.5英寸16:9屏幕)，使用自動(dòng)磨邊機(jī)進(jìn)行磨邊，再制槽，之后使用IPA溶液與去離子水進(jìn)行超聲波清洗，各清洗5分鐘。第二步:化學(xué)鋼化讓清洗后的玻璃片放入化學(xué)鋼化溶液池中，溶液配方為工業(yè)純KN03+0.5wt.%分析純Al2O3，鋼化工藝為420°C保溫0.5小時(shí)。第三步:鋼化后處理將鋼化后的玻璃片冷卻至室溫,浸入去離子水中浸泡12小時(shí),浸泡后放入IPA溶液中超聲波清洗5分鐘， 再放入去離子水中超聲波清洗5分鐘。第四步:鍍膜前處理將清洗好的鋼化后的玻璃片放入鍍膜腔室中，腔室本底真空抽至3X10_4Pa，通入流量為30sCCm的高純氬氣，使用射頻電源在150W的功率下起輝，生成等離子體，進(jìn)行等離子清洗3分鐘，將清洗后的玻璃片在真空中靜置5分鐘，待基片表面冷卻。第五步:類(lèi)金剛石鍍膜等離子體清洗后將腔室重新抽至本底真空，之后通入30sCCm的高純甲烷，射頻功率為200W，沉積時(shí)間60sec，此時(shí)在玻璃表面沉積的類(lèi)金剛石薄膜厚度為6.91nm，便形成本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板。對(duì)經(jīng)上述方法制備得到的觸摸屏用玻璃蓋板進(jìn)行測(cè)試分析，采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津(Shimadzu)UV3101PC)測(cè)試透射光譜曲線(xiàn)，如圖2所示。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T2680-94測(cè)試方法測(cè)得該觸摸屏用玻璃蓋板的可見(jiàn)光透射比為89.12%。圖3為采用雙環(huán)彎曲強(qiáng)度法測(cè)試的化學(xué)鋼化后的玻璃蓋板的載荷-位移曲線(xiàn)，測(cè)得的抗彎強(qiáng)度值采用下式進(jìn)行計(jì)算:抗彎強(qiáng)度=0.4 X最大荷重/厚度2其中，0.4為測(cè)試系數(shù)，最大荷重為163.196kgf，厚度為0.7μπι，由此獲得該樣品的強(qiáng)度值為1332MPa。采用雙折射表面應(yīng)力儀測(cè)試其應(yīng)力值為507MPa。圖4為本發(fā)明觸摸屏用玻璃蓋板的摩擦曲線(xiàn)，該測(cè)試采用美國(guó)CETR的UMT-2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，摩擦方式為往復(fù)式干摩擦，對(duì)偶方式為球盤(pán)式，摩擦副為Φ4的SiN球與被測(cè)試觸摸屏用玻璃蓋板，載荷為50g，轉(zhuǎn)速50rpm/min，測(cè)試時(shí)間lOmin。測(cè)試該樣品的摩擦系數(shù)為0.1692，采用相同測(cè)試條件獲得的未鍍膜玻璃基片的摩擦系數(shù)為0.7047，鍍膜后形成的觸摸屏用玻璃蓋板的摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于未鍍膜玻璃。另外，經(jīng)過(guò)光學(xué)顯微圖像觀察，鍍膜后的磨損痕跡遠(yuǎn)小于未鍍膜玻璃，說(shuō)明DLC鍍膜形成的觸摸屏用玻璃蓋板的耐磨性大幅度提高，類(lèi)金剛石薄膜起到很好的硬質(zhì)保護(hù)、抗劃傷效果。采用相同測(cè)試方法獲得目前市場(chǎng)上主流的蘋(píng)果iphone4手機(jī)屏幕的摩擦系數(shù)為0.5063,蘋(píng)果iphone4手機(jī)屏幕的玻璃蓋板采用美國(guó)康寧公司生產(chǎn)的Gorilla Glass—一種化學(xué)離子交換增強(qiáng)的堿鋁硅酸鹽超薄玻璃，在相同磨劃情況下，Gorilla Glass被嚴(yán)重破損，影響使用，而經(jīng)過(guò)本發(fā)明制備的觸摸屏用玻璃蓋板幾乎看不到磨損痕跡。實(shí)施例二制備9.7英寸的觸摸屏用鍍膜玻璃蓋板。第一步:玻璃冷加工使用玻璃自動(dòng)切割機(jī)將0.7mm鈉鈣玻璃切割成長(zhǎng)197.104mm、寬147.828mm的玻璃片(注:9.7英寸4:3屏幕)，使用自動(dòng)磨邊機(jī)進(jìn)行磨邊，再制槽，之后使用IPA溶液與去離子水進(jìn)行超聲波清洗，各清洗8分鐘。第二步:化學(xué)鋼化讓清洗后的玻璃片放入化學(xué)鋼化溶液池中，溶液配方為工業(yè)純KN03+0.5wt.%分析純Al2O3，鋼化工藝為450°C保溫5小時(shí)。第三步:鋼化后處理將鋼化后的玻璃片冷卻至室溫，浸入去離子水中浸泡15小時(shí)，浸泡后放入IPA溶液中超聲波清洗10分鐘，再放入去離子水中超聲波清洗10分鐘。第四步:鍍膜前·處理將清洗好的鋼化后的玻璃片放入鍍膜腔室中，腔室本底真空抽至4X 10_4Pa，通入流量為50SCCm的高純氬氣，使用射頻電源在250W的功率下起輝，生成等離子體，進(jìn)行等離子清洗5分鐘。將清洗后的玻璃片在真空中靜置8分鐘，待玻璃片表面冷卻。第五步:類(lèi)金剛石鍍膜等離子體清洗后將腔室重新抽至本底真空，之后通入50sCCm的高純甲烷，射頻功率為250W，沉積時(shí)間120seC，此時(shí)在玻璃片表面沉積的類(lèi)金剛石薄膜厚度為12.79nm，形成本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板。按本實(shí)施例制得的觸摸屏用玻璃蓋板采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試透射光譜曲線(xiàn)，獲得的可見(jiàn)光透射比為86.90%，采用與實(shí)施例一相同的測(cè)試方法獲得本實(shí)施例的觸摸屏用玻璃蓋板的抗彎強(qiáng)度值為1092.3MPa ;采用雙折射表面應(yīng)力儀測(cè)試其應(yīng)力值為505MPa ;采用與實(shí)施例一相同的測(cè)試方法獲得的摩擦系數(shù)為0.2244。實(shí)施例三制備32英寸的觸摸屏用鍍膜玻璃蓋板。第一步:玻璃冷加工使用玻璃自動(dòng)切割機(jī)將0.7mm鈉鈣玻璃切割成長(zhǎng)708.406mm、寬398.526mm的玻璃片(注:32英寸16:9屏幕)，使用自動(dòng)磨邊機(jī)進(jìn)行磨邊，之后使用IPA溶液與去離子水進(jìn)行超聲波清洗，各清洗10分鐘。第二步:化學(xué)鋼化
讓清洗后的玻璃片放入化學(xué)鋼化溶液池中，溶液配方為工業(yè)純KN03+0.5wt.%分析純Al2O3，鋼化工藝為470°C保溫12小時(shí)。第三步:鋼化后處理將鋼化后的玻璃片冷卻至室溫,浸入去離子水中浸泡20小時(shí),浸泡后放入IPA溶液中超聲波清洗10分鐘，再放入去離子水中超聲波清洗10分鐘。第四步:鍍膜前處理將清洗好的鋼化后的玻璃片放入鍍膜腔室中，腔室本底真空抽至5X 10_4Pa，通入流量為lOOsccm的高純氬氣，使用射頻電源在300W的功率下起輝，生成等離子體，進(jìn)行等離子清洗6分鐘。將清洗后的玻璃片在真空中靜置10分鐘，待玻璃片表面冷卻。第五步:類(lèi)金剛石鍍膜等離子體清洗后將腔室重新抽至本底真空，之后通入lOOsccm的高純甲烷，射頻功率為300W，沉積時(shí)間180seC，此時(shí)在玻璃片表面沉積的類(lèi)金剛石薄膜厚度為19.69nm，便形成本發(fā)明的觸摸屏用玻璃蓋板。按本實(shí)施例制得的觸摸屏用玻璃蓋板采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試透射光譜曲線(xiàn)，獲得的可見(jiàn)光透射比為84.23%，采用與實(shí)施例一相同的測(cè)試方法獲得本實(shí)施例的觸摸屏用玻璃蓋板的抗彎強(qiáng)度值為867.8MPa ;采用雙折射表面應(yīng)力儀測(cè)試其應(yīng)力值為499MPa ;采用與實(shí)施例一相同的測(cè)試方法獲得的摩擦系數(shù)為0.1726。本發(fā)明提出觸摸屏用玻璃蓋板先化學(xué)鋼化，然后再鍍一層類(lèi)金剛石薄膜以提高玻璃基板耐劃傷性能。同時(shí)還要保證其透明性能，及保證薄膜不因內(nèi)應(yīng)力大而導(dǎo)致脫落。為此，本發(fā)明的發(fā)明人做了大量的研究和嘗試，但均因不能同時(shí)滿(mǎn)足耐劃傷性能、透明性能及穩(wěn)固性而放棄。如采用制備過(guò)渡層或摻雜的方法得到的薄膜影響可見(jiàn)光透過(guò)性。采用改變基片與源電極距離及方向的方法，但該方法同樣是在可見(jiàn)光透過(guò)性及耐磨性不能兼顧。要么耐磨性較好，但可見(jiàn)光透過(guò)性不好，偏黃色；要么可見(jiàn)光透過(guò)性好些，但耐磨性不能達(dá)到要求。本發(fā)明人還對(duì)其他的幾種方法進(jìn)行了研究和對(duì)比。如采用離子束沉積技術(shù)，使用的是線(xiàn)性離子源。首先，線(xiàn)性離子源的價(jià)格比射頻電源貴很多，不利于產(chǎn)業(yè)化成本；其次，用線(xiàn)性離子源做類(lèi)金剛石薄膜，碳對(duì)離子源的污染非常嚴(yán)重，需要對(duì)離子源進(jìn)行清洗，對(duì)腔室破真空，影響生產(chǎn)效率；再次，碳的污染造成離子源工作狀態(tài)不穩(wěn)定，工藝參數(shù)難以重復(fù)，不利于產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品質(zhì)量一致性?？傊€(xiàn)性離子源在玻璃基板上沉積類(lèi)金剛石薄膜只適用于實(shí)驗(yàn)研究，不能像等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積一樣易于實(shí)現(xiàn)大面積產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)過(guò)大量的研究本發(fā)明采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積，并優(yōu)化功率、氣壓等工藝參數(shù)使得即使4nm的薄膜仍具有很好的耐磨性。以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種觸摸屏用玻璃蓋板，其特征在于，該玻璃蓋板采用超薄玻璃先經(jīng)過(guò)化學(xué)鋼化再鍍一層類(lèi)金剛石薄膜而制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏用玻璃蓋板，其特征在于，所述超薄玻璃的厚度為不大于1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸屏用玻璃蓋板，其特征在于，所述超薄玻璃的厚度為0.7mm η
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏用玻璃蓋板，其特征在于，所述類(lèi)金剛石薄膜的厚度為4 20nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏用玻璃蓋板，其特征在于，所述玻璃蓋板的可見(jiàn)光透光率在84%以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏用玻璃蓋板，其特征在于，所述玻璃蓋板的化學(xué)鋼化后強(qiáng)度彡860MPa，應(yīng)力值彡487MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏用玻璃蓋板，其特征在于，所述玻璃蓋板的表面的摩擦系數(shù)為< 0.25。
8.一種用于制備權(quán)利要求1-7任一權(quán)項(xiàng)所述觸摸屏用玻璃蓋板的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 第一步:玻璃冷加工 使用玻璃自動(dòng)切割機(jī)將0. 28 Imm厚的鈉鈣玻璃切割成一定尺寸，切割好的玻璃使用自動(dòng)磨邊機(jī)進(jìn)行磨邊、制槽，然后使用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，先用異丙醇溶液，再用去離子水分別清洗； 第二步:化學(xué)鋼化 在溶液池中配制熔鹽，配方為工業(yè)純KN03+0.5wt.%分析純Al2O3,將清洗后的玻璃放入所述溶液池中，在420 470°C保溫0.5 12小時(shí)； 第三步:鋼化后處理 將第二步中鋼化后的玻璃冷卻至室溫，浸入去離子水中浸泡，浸泡后放入IPA溶液中超聲波清洗，再放入去離子水中超聲波清洗； 第四步:鍍膜前處理 將第三步中清洗好的玻璃放入鍍膜腔室中，腔室本底抽真空，通入高純氬氣或氧氣，使用射頻電源起輝，生成等離子體，進(jìn)行等離子清洗，將清洗后的玻璃在真空中靜置，待玻璃表面冷卻； 第五步:類(lèi)金剛石鍍膜 采用平板式電容耦合型等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置為鍍膜裝置，等離子體清洗后將腔室重新抽至本底真空，此后通入高純甲烷或乙炔，使用自動(dòng)控壓器平衡腔室內(nèi)的真空，開(kāi)啟射頻電源產(chǎn)生等離子體以在玻璃表面鍍膜；鍍膜后待玻璃冷卻后取出，即完成觸摸屏用玻璃蓋板的制備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸屏用玻璃蓋板的方法，其特征在于，所述第三步的鋼化后處理步驟，浸入去離子水中浸泡的時(shí)間為12小時(shí)以上，IPA溶液中超聲波清洗時(shí)間為5 10分鐘，去尚子水中超聲波清洗時(shí)間為5 10分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸屏用玻璃蓋板的方法，其特征在于，所述第四步的鍍膜前處理步驟中腔室本底真空抽至(I 5) X10_4Pa，通入高純氬氣或氧氣的流量為30 .1OOsccm,用于起輝生成等離子體的射頻電源的功率為150 300W,進(jìn)行等離子清洗的時(shí)間為3 6分鐘，清洗后的玻璃在真空中靜置的時(shí)間為5 10分鐘。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸屏用玻璃蓋板的方法，其特征在于，所述第五步的類(lèi)金剛石鍍膜中所通入的高純甲烷或乙炔的流量為30 lOOsccm，使用自動(dòng)控壓器將腔室內(nèi)的真空平衡在0.5 3Pa，用于產(chǎn)生等離子體的射頻電源的功率為150 300W，沉積時(shí)間為.35 180seco
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種觸摸屏用玻璃蓋板及其制備方法，其中觸摸屏用玻璃蓋板采用超薄玻璃先經(jīng)過(guò)化學(xué)鋼化再鍍一層類(lèi)金剛石薄膜而制成。本發(fā)明在保證高可視性的同時(shí)提高強(qiáng)度與耐劃傷性，而無(wú)需消費(fèi)者后續(xù)貼膜處理。
文檔編號(hào)C03C17/22GK103232171SQ201310108950
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者孫瑤, 黃星燁, 張保軍, 汪洪 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院, 北京金格蘭玻璃技術(shù)開(kāi)發(fā)中心有限公司