CN103042778B - 抗污薄膜及其制造方法与使用它的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种抗污薄膜及其制造方法与使用它的电子装置。抗污薄膜包括基材、第一抗污材料及第二抗污材料。基材具有多个第一区域及多个第二区域。各个第一区域的宽度为50～5000微米(μm)，各个第二区域的宽度为50～5000微米(μm)。第一抗污材料设置于该第一区域。液滴于第一抗污材料上形成第一接触角。第二抗污材料设置于该第二区域。液滴于第二抗污材料上形成第二接触角。第一接触角与第二接触角之差为5～30度。

Description

抗污薄膜及其制造方法与使用它的电子装置

技术领域

本发明涉及一种薄膜及其制造方法与使用它的显示装置，且特别是涉及一种抗污薄膜及其制造方法与使用它的电子装置。

背景技术

随着技术的发展，各式产品不断推陈出新。面对众多的产品，消费者不仅重视产品的功能，也相当重视产品的外观的维持。水滴或油滴所形成的脏污，很快就会破坏产品新颖的外观。所以保护袋或保护膜等配件也成为热销的项目之一。

然而，保护袋只能消极的把产品与外界作隔离。在使用者操作该产品的过程中，难免需要从保护袋中拿出该产品，而使该产品仍然有受到脏污的可能性。

此外，保护膜本身也容易受到脏污，使用者只能在保护膜脏污后消极的更换新的保护膜，而无法真正降低脏污的情况。

尤其是显示产品或触控产品，其显示面或触控面脏污时，将立即严重影响显示质量或触控效果。不论是保护膜或保护袋，对于上述产品来说，均不是方便的抗污方式。

因此，研究人员目前均致力于研究一种可以直接降低脏污残留的薄膜，以达到良好的抗污效果。

发明内容

本发明涉及一种抗污薄膜及其制造方法与使用它的电子装置，其利用两种以上抗污材料交错式设置，使得抗污薄膜不仅让液滴不容易残留，更使液滴因接触角的差异而被推挤到某一区域上，进而凝结成较大的液滴。较大的液滴容易滑落或被擦拭，以达到良好的抗污效果。

根据本发明的一个方面，提出一种抗污薄膜。抗污薄膜包括基材、第一抗污材料及第二抗污材料。基材具有多个第一区域及多个第二区域。各个第一区域的宽度为50～5000微米(μm)，各个第二区域的宽度为50～5000微米(μm)。第一抗污材料设置于该第一区域。液滴于第一抗污材料上形成第一接触角。第二抗污材料设置于该第二区域。液滴于第二抗污材料上形成第二接触角。第一接触角与第二接触角之差为5～30度。

根据本发明的另一方面，提出一种电子装置。显示装置包括显示单元及抗污薄膜。显示单元具有显示面。抗污薄膜设置于显示面之外。抗污薄膜包括基材、第一抗污材料及第二抗污材料。基材具有多个第一区域及多个第二区域。各个第一区域的宽度为50～5000微米(μm)。各个第二区域的宽度为50～5000微米(μm)。第一抗污材料设置于该第一区域。液滴于第一抗污材料上形成第一接触角。第二抗污材料设置于该第二区域。液滴于第二抗污材料上形成第二接触角。第一接触角与第二接触角之差为5～30度。

根据本发明的再一方面，提出一种抗污薄膜的制造方法。抗污薄膜的制造方法包括以下步骤。提供基材。基材具有多个第一区域及多个第二区域。各个第一区域的宽度为50～5000微米(μm)，各个二区域的宽度为50～5000微米(μm)。形成第一抗污材料于该第一区域。整面形成第二抗污材料于基材上。移除位于该第一区域的第二抗污材料，使得该第二抗污材料仅设置于该第二区域。其中，液滴于第一抗污材料上形成第一接触角，液滴于第二抗污材料上形成第二接触角，第一接触角与第二接触角之差为5～30度。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举各种较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1图示一种显示装置。

图2图示第一实施例的抗污薄膜的示意图。

图3图示图2的抗污薄膜的侧视图。

图4图示液滴的移动示意图。

图5图示指纹的油滴的聚集示意图。

图6图示液滴与第一区域及第二区域的关系图。

图7图示液滴与第一区域及第二区域的另一关系图。

图8图示液滴与第一区域及第二区域的另一关系图。

图9A～9D图示抗污薄膜的制造方法的示意图。

图10图示第二实施例的抗污薄膜的示意图。

图11图示第三实施例的抗污薄膜的示意图。

图12图示第四实施例的抗污薄膜的示意图。

图13图示图12的抗污薄膜的侧视图。

【主要附图标记说明】

1000：电子装置

100、200、300、400：抗污薄膜

110、210、410：第一抗污材料

120、220、420：第二抗污材料

190：基材

191、291、391、491：第一区域

192、292、392、492：第二区域

430：第三抗污材料

493：第三区域

700：油滴

800：液滴

900：显示面板

900a：显示面

C：交界处

W191、W192、W391、W392：宽度

W800：直径

θ1：第一接触角

θ2：第二接触角

θ3：第三接触角

具体实施方式

以下提出各种实施例进行详细说明，其利用两种以上抗污材料交错式设置，使得抗污薄膜不仅让液滴不容易残留，而且使液滴因接触角的差异而被推挤到某一区域上，进而凝结成较大的液滴。较大的液滴容易滑落或被擦拭，以达到良好的抗污效果。然而，实施例仅用以作为范例说明，并不应解释为限制本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图示省略部份组件，以清楚显示本发明的技术特点。

第一实施例

请参照图1，其绘示一种电子装置1000。电子装置1000包括显示单元900及抗污薄膜100。显示单元900具有显示面900a。抗污薄膜100设置于显示面900a之外。显示单元900例如是不含保护板的液晶显示单元、有机发光体显示单元或电子纸显示单元。然而，除了显示单元900以外，抗污薄膜100亦可应用于不含保护板的触控单元、机壳、汽车玻璃、建筑物玻璃、建筑物外墙等等。以触控单元为例，抗污薄膜100可以设置于触控单元的触控面之外。

请参照图2，其图示第一实施例的抗污薄膜100的示意图。抗污薄膜100包括基材190(图示于图3)、第一抗污材料110及第二抗污材料120。基材190例如是玻璃基板或塑料基板。基材190可以是上述显示单元900的保护板或上述触控单元的保护板。第一抗污材料110及第二抗污材料120可以直接形成于上述显示单元900的保护板或上述触控单元的保护板上，或者可以先形成于暂时板，再转印至上述显示单元900的保护板或上述触控单元的保护板上。基材190具有数个第一区域191及数个第二区域192。第一抗污材料110设置于该第一区域191。第二抗污材料120设置于该第二区域192。第一抗污材料110与第二抗污材料120并没有混合，而是分别设置于不同的区域。本实施例的该第一区域191及第二区域192交错排列。该第一区域191及该第二区域192为长条状交错排列，且该第一区域191的宽度W191实质上等于该第二区域192的宽度W192。

请参照图3，其图示图2的抗污薄膜100的侧视图。通过第一抗污材料110的特性，可使位于其上的液滴800形成第一接触角θ1。同样的，通过第二抗污材料120的特性，可使位于其上的液滴800形成第二接触角θ2。

在本实施例中，第一接触角θ1与第二接触角θ2并不相同。在本实施例中，第一接触角θ1大于第二接触角θ2。当液滴800位于第一区域191及第二区域192的交界处C时，通过液滴800在第一区域191及第二区域192的第一接触角θ1第二接触角θ2的差异，将对液滴800产生一股推挤力量。液滴800受到推挤将会朝接触角较小的区域移动(例如是第二区域192)。

请参照图4，其图示液滴800的移动示意图。当大多数的液滴800朝向此区域集中时(例如是第二区域192)，将聚集成较大的液滴800。较大的液滴800会受到较大的重力，而容易滑落。请参照图5，其图示指纹的油滴700的聚集示意图。由左至右图所示，油滴700受到推挤力量的推挤而容易聚集，聚集后的油滴700较容易观察与擦拭。

常见的液滴800例如是水滴及油滴。研究人员针对水滴进行多次试验，第一抗污材料110及第二抗污材料120的第一接触角θ1及第二接触角θ2范围在90～120度时，对水滴有较佳的效果。在另一实施例的环境因素下，第一接触角θ1及第二接触角θ2范围亦可以是100～120度。其中，研究人员还研究得到，第一接触角θ1与第二接触角θ2之差在5～30度时，对于位于交界处C的水滴将产生足够力量的推挤力量。在另一实施例的环境因素下，第一接触角θ1与第二接触角θ2之差亦可以是10～20度。

研究人员进一步针对油滴进行多次试验，第一抗污材料110及第二抗污材料120的第一接触角θ1及第二接触角θ2范围在50～80度时，对油滴有较佳的效果。在另一实施例的环境因素下，第一接触角θ1及第二接触角θ2范围亦可以是60～80度。其中，研究人员更研究得到第一接触角θ1与第二接触角θ2之差在5～30度时，对于位于交界处C的油滴将产生足够力量的推挤力量。在另一实施例的环境因素下，第一接触角θ1与第二接触角θ2之差亦可以是10～20度。

此外，基材190的粗糙度(Ra)也是影响接触角的因素。在本实施例中，基材190的粗糙度(Ra)小于50纳米(nm)。

一般而言，液滴800受到表面张力与内聚力的影响，液滴800将具有一定范围的大小。请参照图6，其图示液滴800与第一区域191及第二区域192的关系图，当第一区域191及第二区域192的宽度W191、W192接近于液滴800的直径W800时，液滴800很容易会位于第一区域191及第二区域192的交界处C，进而形成上述的推挤力量。

请参照图7，其图示液滴800与第一区域191及第二区域192的另一关系图，当第一区域191及第二区域192的宽度W191、W192远大于液滴800的直径W800时，大部份液滴800不会位于第一区域191及第二区域192的交界处C，所以大部分的液滴800不会形成上述的推挤力量。

请参照图8，其图示液滴800与第一区域191及第二区域192的另一关系图，当第一区域191及第二区域192的宽度W191、W192远小于液滴800的直径W800时，大部份液滴800跨越多个第一区域191及第二区域192的交界处C。由于每一交界处C所形成的推挤力量系朝向接触角较小的区域(例如是第二区域192)，所以相邻的两个交界处C系形成方向相反的推挤力量，而相互抵销，故整体而言，图8的大部分的液滴800不会受到上述推挤力量的影响。

也就是说，研究人员研究发现当第一区域191及第二区域192的宽度W191、W192接近于液滴800的直径W800时(如图4所示)，将使得液滴800被推挤的效果良好。此宽度设计将产生特殊的效果，并非只是单纯实施上的尺寸选择。

在一个实施例中，大部分液滴800的直径W800为50～5000微米(μm)，故第一区域191及第二区域192的宽度W191、W192例如是为50～5000微米(μm)。在另一实施例的环境因素中，大部分液滴800的直径W800为500～5000微米(μm)，故第一区域191及第二区域192的宽度W191、W192例如是为500～5000微米(μm)。在另一实施例的环境因素中，大部分液滴800的直径W800为1000～5000微米(μm)，故第一区域191及第二区域192的宽度W191、W192例如是为1000～5000微米(μm)。

就第一抗污材料110及第二抗污材料120而言，第一抗污材料110及第二抗污材料120为氟化聚合物(Fluoride Polymer)，例如是氟化有机硅烷聚合物(Fluoride Organosilane Polymer)，其化学式为RnSiX4-n。其中R基为不水解的氟化有机基团，R基可为氟烷基(Fluoroalkyl)、氟化聚醚(Fluoropolyether)、全氟聚醚(Per-fluoropolyether)、含环氧基、芳香族基团或其它含氟有机基团。第一抗污材料110及第二抗污材料120例如是氟化聚醚改性的硅烷聚合物(Fluoropolyether-modified Silane Polymer)、全氟聚醚改性的硅烷聚合物(Perfluoropolyether-modified Silane Polymer)、氟化烷基改性的硅烷聚合物(Fluoralkyl-modified Silane Polymer)或全氟烷基改性的硅烷聚合物(Perfluoralkyl-modified Silane Polymer)。

其中第一抗污材料110与第二抗污材料120可通过碳链长度来作设计，例如是第一抗污材料110的碳链长度大于第二抗污材料120的碳链长度。一般来说，碳链越长，其表面能越低、疏水性越佳、接触角越大。

其中第一抗污材料110与第二抗污材料120可通过含氟原子数目的氟化程度来作设计，例如是第一抗污材料110的氟化程度高于第二抗污材料120的氟化程度。一般来说，氟化程度越高，其表面能越低、疏水性越佳、接触角越大。

请参照图9A～9D，其图示抗污薄膜100的制造方法的示意图。首先，如图9A所示，提供基材190，基材190具有预定的数个第一区域191及数个第二区域192。

接着，如图9B所示，于该第一区域191形成第一抗污材料110。此步骤可以通过丝网印刷(Screen Printing)将第一抗污材料110印刷于第一区域191，然后再进行摄氏60～100度1～3分钟的烘烤制程来完成。此步骤不限定制程种类，亦可使用任何图案化镀膜的方法，典型的如使用曝光显影的方式。

然后，如图9C所示，于基材190(标示于图9A)上整面形成第二抗污材料120。此步骤可以通过浸涂(Dipping)、喷涂(Spray)或丝网印刷将第二抗污材料120形成于基材190(标示于图9A)上，然后再进行摄氏80～200度0.5～1小时的烘烤制程来完成。

接着，如图9D所示，移除位于该第一区域191的第二抗污材料120，使得该第二抗污材料120仅设置于该第二区域192。此步骤可以通过水清洗制程(Water Scrubbing)来完成。

其中，将第二抗污材料120先整面形成后，再予以部份移除，可以确保第二抗污材料120与第一抗污材料110于交界线C有良好的连接，而避免空隙的形成。

综上所述，本实施例利用第一抗污材料110及第二抗污材料120交错式设置，使得抗污薄膜100不仅让液滴800不容易残留，更使液滴800容易因第一接触角θ1与第二接触角θ2的差异而被推挤到第二区域192上，进而凝结成较大的液滴800。较大的液滴800容易滑落或被擦拭，以达到良好的抗污效果。

第二实施例

请参照图10，其图示第二实施例的抗污薄膜200的示意图，本实施例的抗污薄膜200与第一实施例的抗污薄膜100不同之处在于第一区域291与第二区域292的设计，其余相同之处，不再重复叙述。

如图10所示，本实施例的该第一区域291及该第二区域292为矩阵状交错排列。经过实验了解，抗污薄膜200的第一区域291及第二区域292的设计并不局限于长条状交错排列，第一区域291及第二区域292为矩阵状交错排列时，仍可达到一定程度的抗污效果。

第三实施例

请参照图11，其图示第三实施例的抗污薄膜300的示意图，本实施例的抗污薄膜300与第一实施例的抗污薄膜100不同之处在于第一区域391与第二区域392的设计，其余相同之处，不再重复叙述。

如图11所示，本实施例的第一区域391的宽度W391大于第二区域392的宽度W392。经过实验了解，抗污薄膜300的第一区域391及第二区域392的设计并不局限于等宽度的设计，第一区域391的宽度W391大于第二区域392的宽度W392(或第二区域392的宽度W392大于第一区域391的宽度W391)时，仍可达到一定程度的抗污效果。

第四实施例

请参照图12，其图示第四实施例的抗污薄膜400的示意图，本实施例的抗污薄膜400与第一实施例的抗污薄膜100不同之处在于抗污材料的数量的设计，其余相同之处，不再重复叙述。

如图12所示，本实施例的抗污薄膜400包括第一抗污材料410、第二抗污材料420及第三抗污材料430等三种抗污材料。经过实验了解，抗污材料的数量并不局限于等两种的设计，抗污材料的数量大于或等于三时，仍可达到一定程度的抗污效果。

在本实施例中，基材490(图示于图13)包括交错排列的第一区域491、第二区域492及第三区域493。第一抗污材料410、第二抗污材料420及第三抗污材料430分别设置于该第一区域491、该第二区域492及该第三区域493。请参照图13，其图示图12的抗污薄膜400的侧视图。液滴800于第一抗污材料410、第二抗污材料420及第三抗污材料430上分别形成第一接触角θ1、第二接触角θ2及第三接触角θ3。第三接触角θ3与第一接触角θ1或第二接触角θ之差为5～30度。不论第一区域491、第二区域492及第三区域493如何排列，只要相邻两个抗污材料的接触角之差为5～30度即可达到一定的抗污效果。

综上所述，上述各种实施例利用各种抗污材料交错式设置，使得抗污薄膜不仅让液滴不容易残留，更使液滴因接触角的差异而被推挤到某一区域上，进而凝结成较大的液滴。较大的液滴容易滑落或被擦拭，以达到良好的抗污效果。

综上所述，虽然本发明已以各种实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应可作任意更改与润饰。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求书限定的范围为准。

Claims (19)

1.一种抗污薄膜，包括：

基材，具有多个第一区域及多个第二区域，各该第一区域的宽度为50～5000微米(μm)，各该第二区域的宽度为50～5000微米(μm)；

第一抗污材料，设置于该第一区域，液滴于该第一抗污材料上形成第一接触角；以及

第二抗污材料，设置于该第二区域，该液滴于该第二抗污材料上形成第二接触角，该第一接触角与该第二接触角之差为5～30度，且该第一抗污材料与该第二抗污材料设置于同一层，

其中当该液滴为水滴时，该第一接触角及该第二接触角为90～120度，或者，当该液滴为油滴时，该第一接触角及该第二接触角为50～80度。

2.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一抗污材料及该第二抗污材料为氟化聚合物。

3.根据权利要求2的抗污薄膜，其中该第一抗污材料及该第二抗污材料为氟化有机硅烷聚合物。

4.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一抗污材料的碳链长度大于该第二抗污材料的碳链长度。

5.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一抗污材料的氟化程度高于该第二抗污材料的氟化程度。

6.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一接触角与该第二接触角之差为10～20度。

7.根据权利要求1的抗污薄膜，其中当该液滴为水滴时，该第一接触角及该第二接触角为100～120度。

8.根据权利要求1的抗污薄膜，其中当该液滴为油滴时，该第一接触角及该第二接触角为60～80度。

9.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该基材的粗糙度(Ra)小于50纳米。

10.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一区域的宽度为500～5000微米及该第二区域的宽度为500～5000微米。

11.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一区域的宽度为1000～5000微米及该第二区域的宽度为1000～5000微米。

12.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一区域及该第二区域为长条状交错排列。

13.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一区域及该第二区域为矩阵状交错排列。

14.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一区域的宽度实质上等于该第二区域的宽度。

15.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该第一区域的宽度大于该第二区域的宽度。

16.根据权利要求1的抗污薄膜，其中该基材还具有多个第三区域，该第一区域、该第二区域及该第三区域交错排列，该抗污薄膜还包括：

第三抗污材料，设置于该第三区域，该液滴于该第三抗污材料上形成第三接触角，该第三接触角与该第一接触角或该第二接触角之差为5～30度。

17.一种电子装置，包括：

显示单元，具有显示面；以及

抗污薄膜，设置于该显示面之外，该抗污薄膜包括：

基材，具有多个第一区域及多个第二区域，各该第一区域的宽度为50～5000微米，各该第二区域的宽度为50～5000微米；

第一抗污材料，设置于该第一区域，液滴于该第一抗污材料上形成第一接触角；及

第二抗污材料，设置于该第二区域，该液滴于该第二抗污材料上形成第二接触角，该第一接触角与该第二接触角之差为5～30度，且该第一抗污材料与该第二抗污材料设置于同一层，

其中当该液滴为水滴时，该第一接触角及该第二接触角为90～120度，或者，当该液滴为油滴时，该第一接触角及该第二接触角为50～80度。

18.根据权利要求17的电子装置，还包括：

触控单元，具有触控面，该抗污薄膜设置于该触控面之外。

19.一种抗污薄膜的制造方法，包括：

提供基材，该基材具有多个第一区域及多个第二区域，各该第一区域的宽度为50～5000微米，各该第二区域的宽度为50～5000微米；

形成第一抗污材料于该第一区域；

整面形成第二抗污材料于该基材上；以及

移除位于该第一区域的该第二抗污材料，使得该第二抗污材料仅设置于该第二区域；

其中，液滴于该第一抗污材料上形成第一接触角，该液滴于该第二抗污材料上形成第二接触角，该第一接触角与该第二接触角之差为5～30度，且该第一抗污材料与该第二抗污材料设置于同一层，

其中当该液滴为水滴时，该第一接触角及该第二接触角为90～120度，或者，当该液滴为油滴时，该第一接触角及该第二接触角为50～80度。