CN106468793A - 一种新型超硬阳光屏 - Google Patents
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Abstract
一种新型超硬阳光屏，本发明是通过在视窗的表面覆盖一种膜系，消除光线在表面的反射，实现阳光下清晰可读，而且具有表面H>9的硬度和防污，防油和防水功能。本发明是在抗反射膜系中使用硅/铝氧化物，从而提高膜系表面硬度。
Description
技术领域
本发明涉及视窗制造领域，具体来说就是一种新型超硬阳光屏。
背景技术
Apple
Watch的问世，引领了可穿戴设备新的潮流。可穿戴设备屏幕从最原始的LED屏幕发展到耐磨蓝宝石屏幕。
蓝宝石的硬度是不容置疑的，专业测试也说明想要刮花蓝宝石的表面是很难的。但蓝宝石也有着致命的弱点，那就是肉眼在阳光强烈的时候根本看不清屏幕的内容。DisplayMate对此有过非常专业的测试，将Ion-X强化玻璃表盘跟蓝宝石表盘放置在相同阳光强度下，结果用蓝宝石表盘要比Ion-X玻璃表盘多反射72%的环境光，也就是说的Ion-X强化玻璃表盘在强光下的清晰度远高于蓝宝石表盘。至于具体的原因就是因为蓝宝石的折射率高达1.67，这样蓝宝石的单面反射达7%，如此之高的反射率在所谓世界上最强光—太阳光下，自然是无法清晰看清显示内容。这就是蓝宝石材料在这里应用的致命缺陷。
在现有技术条件下，要实现在阳光下可视，可以从两个方面入手：第一，提高显示屏幕的亮度，但效果不明显且消耗大量电能。第二，通过消除外界光对其表面的反射，既节约电能又显著提高其清晰度。
在现有技术条件下，抗反射薄膜的次外层都是SiO2膜层，如IAD 离子辅助或磁控溅射，可以使薄膜的硬度大于7，这样如果用SiO2膜层作为次外层，沉积在玻璃基板上，这样使基板表面硬度提高了，但是如果沉积在蓝宝石基板上，反而使表面硬度下降了，违背了人们使用蓝宝石的初衷。
发明内容
本发明就是为了解决蓝宝石视窗在阳光下可视的问题，实现视窗在阳光下可读而不降低表面硬度。
同时，这种方案应用于普通玻璃视窗上，可以实现阳光下可读并显著提高表面硬度，达到H>9的水平。
本发明是通过在蓝宝石视窗的表面覆盖一种膜系，消除光线在表面的反射，实现阳光下清晰可读，即一种阳光屏。而且具有表面硬度H>9和防污，防油和防水功能。
本发明的是在薄膜中的SiO2膜层中均匀掺入一定质量比例（以下所指比例都是质量比）的Al2O3，我们在以下述说中简称这种匀质混合物为硅/铝氧化物。特别指出：次外层SiO2膜层中必须均匀掺入Al2O3以提高膜系表面硬度。除此之外的SiO2膜层是否掺入Al2O3则根据需要进行取舍。
蓝宝石基板视窗采用本技术后的表面硬度不降低，同时提高了抗反射光和具有防污、防水、防油性能。
普通玻璃采用本技术后，表面的硬度由6H增大到9H，能显著提高玻璃基板视窗的耐磨性能和抗反光、防污、防油、防水的功能。
需要指出的是，由于最外层的防污、防油、防水的薄膜（含氟有机物，结构式（F-Si）n）的厚度在15nm以下，它对薄膜的表面硬度影响非常有限，薄膜的硬度主要是由较厚的次外层决定的。
本发明在现有技术的基础上，选用了精密制造工艺，其特征在于：薄膜中含有硅/铝氧化物。特别是硅/铝氧化物在薄膜的次外层。最外层为含氟有机物。
制备硅/铝氧化物膜层的具体工艺参数为：靶材均使用射频电源，硅靶和铝靶同时溅射，两靶的功率为2～15kw，工作气体氩气流量为100～200sccm，反应气体氧气流量为100～150sccm，镀膜温度为室温，施加于基材的偏压为-100～-200V。
根据硅/铝氧化物中，Al2O3的含量来调节硅靶和铝靶的溅射功率。
硅/铝氧化物的折射率可以从1.49至1.67进行变化，由于在SiO2中掺入了高硬度的Al2O3，使得氧化物的表面硬度大幅提高，达到了蓝宝石表面硬度。
所述抗反射薄膜由硅/铝氧化物和高折射率材料如TiO2或Si3Nx其中x=2-5交替叠加构成。
所述膜层其特征在于：硅/铝氧化物中氧化铝的含量占该层的质量百分比为0～100%。由于比例不同，抗反射薄膜其他各层厚度作相应变化。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
其中：1是含氟有机物，2是硅/铝氧化物，3是基板。
实施例
1
本实施例以蓝宝石为显示器的屏幕，既在蓝宝石基板上镀膜，表1 为膜层具体参数
表一
氮化硅膜层的制备： 由于它的多种价态，所以它可能是Si3Nx其中x=2-5，同时，这种材料易出现吸收，当以Si3N4的价态出现时，吸收最小而且薄膜的硬度强。所以我们Si3N4的制备时，采用溅射硅靶，工作气体氩气流量为100～200sccm，反应气体氮气流量为100～150sccm，镀膜温度为室温，施加于基材的偏压为-100～-200V。
二氧化硅膜层的制备：采用溅射硅靶，工作气体氩气流量为100～200sccm，反应气体氧气流量为100～150sccm，镀膜温度为室温，施加于基材的偏压为-100～-200V。
硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量占15%)膜层的制备：硅靶和铝靶同时溅射，两靶的功率为2～15kw，工作气体氩气流量为100～200sccm，反应气体氧气流量为100～150sccm，镀膜温度为室温，施加于基材的偏压为-100～-200V。硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量占15%)，调节硅靶的溅射功率为7.3KW， 铝靶的溅射功率为4.5KW， 得到硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量占15%)的折射率为1.52。
含氟有机物的制备：含氟有机物采用热蒸发的方式，为了得到好的附着力，镀膜温度为室温，蒸发时间为5分钟。
实施后的视窗阳光屏可见区的反射率R<0.2%，表面硬度H>9.0。
实施例
2
本实施例以玻璃为显示器的屏幕，既在玻璃基板上镀膜，表2 为膜层具体参数
表二
Si3N4的制备：采用溅射硅靶，工作气体氩气流量为100～200sccm，反应气体氮气流量为100～150sccm，镀膜温度为室温，施加于基材的偏压为-100～-200V。
硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量占55%)膜层的制备：硅靶和铝靶同时溅射，两靶的功率为2～15kw，工作气体氩气流量为100～200sccm，反应气体氧气流量为100～150sccm，镀膜温度为室温，施加于基材的偏压为-100～-200V。硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量占55%)，调节硅靶的溅射功率为6.0KW， 铝靶的溅射功率为6.5KW，得到硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量55%)的折射率为1.60。
含氟有机物的制备：采用热蒸发的方式，为了得到好的附着力，镀膜温度为室温，蒸发时间为5分钟。
实施后的视窗阳光屏可见区的反射率R<0.52%，表面硬度H>9.0。
实施例
3
本实施例以透明陶瓷为显示器的屏幕，既在透明陶瓷基板上镀膜，表3 为膜层具体参数
表三
Si3N4的制备时，采用溅射硅靶，工作气体氩气流量为100～200sccm，反应气体氮气流量为100～150sccm，镀膜温度为室温，施加于基材的偏压为-100～-200V。
硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量占21%)
硅靶和铝靶同时溅射，两靶的功率为2～15kw，工作气体氩气流量为100～200sccm，反应气体氧气流量为100～150sccm，镀膜温度为室温，施加于基材的偏压为-100～-200V。硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量占21%)，调节硅靶的溅射功率为7.2KW， 铝靶的溅射功率为5.5KW， 得到硅/铝氧化物(其中Al2O3的含量占21%)的折射率为1.55。
含氟有机物的制备：采用热蒸发的方式，为了得到好的附着力，镀膜温度为室温，蒸发时间为5分钟。
实施后的视窗阳光屏可见区的反射率R<0.6%，表面硬度H>9.0。
虽然本发明已以前述较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种新型视窗保护膜，其特征在于：在基板上生成超硬抗反射膜系。
2.根据权利要求1所述的膜系，其特征在于：膜系中含有硅/铝氧化物膜层。
3.根据权利要求2所述的膜层，其特征在于：硅/铝氧化物膜层中氧化铝的含量占该层的质量百分比为0～100%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510518130.9A CN106468793A (zh) | 2015-08-23 | 2015-08-23 | 一种新型超硬阳光屏 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510518130.9A CN106468793A (zh) | 2015-08-23 | 2015-08-23 | 一种新型超硬阳光屏 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106468793A true CN106468793A (zh) | 2017-03-01 |
Family
ID=58229854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201510518130.9A Pending CN106468793A (zh) | 2015-08-23 | 2015-08-23 | 一种新型超硬阳光屏 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106468793A (zh) |
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2015
- 2015-08-23 CN CN201510518130.9A patent/CN106468793A/zh active Pending
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170301 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |