CN111630202A - 非导电性金属色彩半透明膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种非导电性金属色彩半透明膜及其制备方法，包括：准备具有透光性的玻璃基板的基板准备阶段；在上述阶段准备的所述玻璃基板一侧的至少一部分形成色彩层的色彩层形成阶段；以及在上述阶段形成的所述色彩层的一侧的至少一部分形成半透明层的半透明层形成阶段，其所提供的薄膜，所述半透明层的从所述玻璃基板的另一侧入射一侧的光的透射率为5％到20％，具有高表面电阻值而使触摸传感器准确切换，呈现金属色彩且具有半透明性，从而大大提高了家电产品的多功能操作性和外观设计。

Description

非导电性金属色彩半透明膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种非导电性金属色彩半透明膜及其制备方法，具体来说就是一种适用于冰箱等家电产品的非导电性金属色彩半透明膜及其制备方法。
背景技术
冰箱等在现实生活中广泛使用的家电不仅具有其基本功能，而且还朝着实现产品设计的进步及支持技术的方向发展。
近来，冰箱箱门安装在冰箱的正面，箱门可以旋转，在冷藏室密闭的情况下，暴露在用户面前的主要是冰箱箱门。因此，为了使冰箱更加吸引用户，箱门正面的设计和材质变得越来越重要，消费者对具有钢铁材质触感的冰箱箱门的喜好也日益增加。
为了迎合消费者的这种喜好，目前正在研究如何用钢铁材质制成箱门，同时还要求有一种技术，就是即使不开箱门也能通过触摸箱门来操控冰箱，有关的研究正在进行。
通过这种冰箱门可以利用其半透明(semi-transparent)的性质和触摸操控冰箱，在需要时确认冰箱内部情况，并且冰箱外壳具有金属色彩。
因此，为了使触摸传感器工作，需要一种具有非导电性、金属色彩、半透明性(semi-transparent)的非导电性金属色彩半透明膜技术。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述传统问题，提供一种具半透明性(semi-transparent)的金属色彩半透明膜及其制备方法，具有非导电性，以使触摸传感器工作，并可体现出金属色彩。
为了达到上述目的，本发明的实施例涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜包括：准备玻璃基板的基板准备阶段；在所述基板准备阶段准备的所述玻璃基板一侧的至少一部分形成色彩层(color layer)的色彩层形成阶段；以及在所述色彩层形成阶段形成的所述色彩层的一侧的至少一部分形成半透明层(semi-transparent layer)的半透明层形成阶段。其一个特征可以是在所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层，从所述玻璃基板的另一侧入射一侧的光的透射率为5％到20％。
其中，另一个特征可以是在所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层的吸光率为60％到80％。
此外，另一个特征还可以是通过调节在所述半透明层形成阶段中溅射的厚度，选择性地决定所述半透明层对光的透射率或吸光率。
并且，另一个特征可以是在所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层也可能是由铜和氧的化合物形成。
其中，另一个特征可以是通过所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层的表面电阻值也可能是8～50兆欧/平方(mega ohm per square)。
其中，另一个特征可以是所述半透明层的铜和氧的化合物中至少一部分的铜和氧的配合比为4:2.9-4:3.1。
其中，另一个特征可以是铜氧配合比为4:2.9-4:3.1的铜氧化合物在所述半透明层内所占的比例为80％到100％。
此外，另一个特征是形成所述色彩层时使所述色彩层对所述色彩层形成阶段从所述玻璃基板侧入射进来的光的折射率的取值区间为2.0到2.5。
并且，还有一个特征是在所述色彩层形成阶段，通过调节溅射所述色彩层形成的厚度，选择性地决定所述色彩层的折射率。
此外，另一个特征可以是在所述色彩层形成阶段形成的所述色彩层也可能是由Zr和N的化合物形成的。
此外，通过所述色彩层形成阶段形成的所述色彩层的色彩，也可以通过将Zr和N淀积在所述玻璃基板的一个侧面上形成的所述色彩层的厚度来决定，这也是一个特征。
其中，另一个特征可能是所述色彩层的Zr和N的化合物中至少一部分Zr和N的配合比为1:0.9-1:1。
其中，另一个特征是所述Zr和N的配合比为1:0.9-1:1的Zr和N的化合物在所述色彩层内所占的比例为80％到100％。
此外，还有一个特征是还可能包括使所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层的一侧的至少一部分形成具有透光性的树脂层形成阶段。
为了达到上述目的，本发明的实施例涉及的非导电性金属色半透明膜包括：玻璃基板；所述玻璃基板一侧至少一部分形成的预设厚度的色彩层；及所述色彩层一侧的至少一部分形成的预设厚度的半透明层(semi-transparent layer)，其所具有一个特征是所述半透明层的吸光率为60％到80％。
其中，另一个特征可以是所述半透明层可能是铜和氧的化合物形成的。
其中，另一个特征可以是所述半透明层的表面电阻值是8～50兆欧/平米(megaohm per square)。
其中，另一个特征可以是所述半透明层的铜和氧的化合物中至少一部分的铜和氧的配合比为4:2.9-4:3.1。
并且，另一个特征可以是所述铜和氧的配合比为4:2.9-4:3.1的铜氧化合物在所述半透明层内所占的比例为80％到100％。
此外，另一个特征是所述色彩层对从所述玻璃基板侧入射而入的光的折射率的取值区间为2.0到2.5。
此外，另一个特征可以是所述色彩层是由Zr和N的化合物形成的。
此外，另一个特征可以是所述色彩层的Zr和N的化合物中至少一部分的Zr和N的配合比为1:0.9-1:1。
其中，另一个特征是所述Zr和N的配合比为1:0.9-1:1的Zr和N的化合物在所述色彩层内所占的比例为80％到100％。
此外，还有一个特征是还可能包括使所述半透明层的一侧的至少一部分形成具有透光性的树脂层。
本发明的积极进步效果在于：
本发明涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜及其制备方法，因为具有较高的表面电阻值，所以可以准确切换触摸传感器，并可提供所需的金属色彩，可提供半透明的薄膜，因此可以提升冰箱等家电产品的多功能操作性和外观设计性。
附图的简要说明
图1是本发明的实施例涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜的侧面概略示意图。
图2是本发明的实施例涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜的制备方法的概略流程示意图。
图3是本发明的实施例涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜的制备方法中，溅射形成非导电性金属色彩半透明膜的概略示意概念图。
图4是本发明的实施例涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜的制备方法制备的非导电性金属色彩半透明膜中，色彩层ZrN不同厚度的色彩差异的概略图。
图5是本发明的实施例涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法中对半透明层的XRD分析结果的概略图。
实施发明的形态
以下，将参照附图以优选的实施例为例进行具体说明，以更具体地了解本发明。
图1是本发明的实施例涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜的侧面概略示意图。
参考图1，本发明的实施例涉及的一种非导电性金属色彩半透明膜(10)由玻璃基板(100)、色彩层(200)和半透明层(300)组成，也还可以包括并未图示的树脂层。
玻璃基板(100)优选对光具有透光性的。另外，考虑到适用于冰箱等家电产品，优选硬度高的。因此，玻璃基板(100)优选钢化玻璃。
玻璃基板(100)的一侧的至少一部分设有预设厚度的色彩层(200)。色彩层(200)优选可呈现出特定色彩的，也优选金属色系的金属色(metallic color)。
同时优选的，色彩层(200)对从玻璃基板(100)侧入射而入的光的折射率为2.0以上，如果要固定折射率的范围，那么优选值为2.0到2.5之间。
为了充分地呈现出金属色，这种色彩层(200)最好包括Zr(锆，Zirconium)和N(氮，nitrogen)。更优选的是，在由Zr和N的化合物形成的色彩层(200)中，Zr和N的化合物中至少部分Zr和N的配合比为1:0.9-1:1。
特别是，更为理想的是Zr和N的配合比为1:0.9至1:1的Zr和N的化合物在色彩层(200)内所占的比例为80％到100％。
色彩层(200)一侧的至少一部分形成预设厚度的半透明层(300)。因此，在半透明层(300)和玻璃基板(100)之间可设有色彩层(200)。
半透明层(300)对从玻璃基板(100)的另一侧向一侧入射而入的光的优选透射率为5％到20％，从玻璃基板(100)侧入射的光的优选吸光率为60％到80％。
半透明层(300)的表面电阻值的优选值为8兆欧/平米(mega ohm per square)，半透明层(300)的表面电阻值的优选范围可以限定为50兆欧/平米。
这样的半透明层(300)可以由铜和氧的化合物组成。并且，在半透明层(300)中，铜和氧的化合物中至少一部分的铜和氧的优选配合比4:2.9至4:3.1。
铜和氧的配合比为4:2.9至4:3.1的铜氧化合物在所述半透明层内所占的优选比例为80％至100％。
优选的是，像这样的非导电性金属色彩半透明膜上还可形成树脂层。优选具有透光性，在半透明层(300)的一侧的至少一部分形成预设厚度的树脂层。
使用本发明的实施例涉及的非导电性金属色彩半透明膜的冰箱等家电，玻璃基板(100)的一侧是冰箱等家电的室内空间侧，在玻璃基板的一侧开启照明灯的情况下，光在入射半透明层(300)后先透过色彩层(200)，然后透过玻璃基板(100)的另一侧后射出。因此，用户可以肉眼从外部确认冰箱等家电产品内部空间的状态。
反之，当玻璃基板(100)一侧的冰箱的室内照明灯关闭时，室内空间变暗，外部看不到室内空间。
这种非导电性金属色彩半透明膜的制备方法将参考图2和图3进行说明。
图2是本发明的实施例涉及的非导电性金属色彩半透明膜制备方法的概略流程示意图，图3显示的是本发明的实施例涉及的非导电性金属色彩半透明膜制备方法中，用溅射方式形成非导电性金属色彩半透明膜的概念图，是溅射(sputter)的内部空间的概略示意图。
参考图1至图3，本发明的实施例涉及的非导电性金属色彩半透明膜的制备方法包括基板准备阶段、色彩层形成阶段和半透明层形成阶段，更优选的是还包括树脂层的形成阶段。
<<S110>>
基板准备阶段(S110)是准备具有透光性的玻璃基板(100)的阶段。
这里，优选钢化玻璃作为玻璃基板(100)。
<<S120>>
色彩层形成阶段(S120)是在基板准备阶段(S110)准备的玻璃基板(100)一侧的至少一部分形成色彩层(color layer)(200)的阶段。
这里所指的“一侧”可以理解为当非导电性金属色彩半透明膜应用于冰箱等家电产品时，从外部指向冰箱内部的方向。
概略示意图图2中，“一侧”在图面上看位于上侧，如图2所示，在玻璃基板(100)的一侧形成色彩层(200)。
色彩层(200)是呈现特定色彩的层，使想要实现的金属色彩的金属色浮现出来，形成色彩层(200)。
形成这样的色彩层(200)的方法可能有很多种，最好是溅射形成。
举个更加具体的例子，为了实现浮现出金属色的色彩层(200)，将玻璃基板(100)引入溅射空间，使用如图3所示结构的溅射工艺，对玻璃基板(100)一侧的至少一部分对目标物质进行溅射，从而形成色彩层(200)。
为了完成图3中的溅射而供应的气体通过气体供给管(20)从外部引入。在这里可以使用氩气、氮等作为供给气体。供给气体通过在气体供给管中形成的气孔喷射到溅射的淀积空间。
并且，在等离子环境中，平面阴极靶物质溅射并淀积到玻璃基板(100)一侧。在图3中，图形符号33表示从平面阴极靶物质到玻璃基板一侧的淀积方向，图形符号27表示气体的流动。
形成色彩层(200)优选的是，色彩层(200)对从玻璃基板(100)一侧入射而入的光的折射率的取值为2.0到2.5之间。
优选的是，通过调节色彩层(200)淀积形成的厚度可选择性决定色彩层(200)的折射率。
优选的是，在色彩层形成阶段(S120)形成的色彩层(200)由Zr和N的化合物组成。
这里用来溅射的靶物质可能有多种材质，但为了实现金属色，优选使用Zr(锆)作为阴极靶物质(cathode target matter)。
并且，优选的是，使溅射工艺在氩和氮的气氛中溅射形成。而且，优选使用Zr作为平面阴极靶材料(planar cathode target)。
通过色彩层形成阶段(S120)形成的色彩层(200)的颜色可以通过将Zr和N溅射在玻璃基板(100)一侧的至少一部分而形成的色彩层(200)的厚度来决定。
在色彩层形成阶段(S120)形成的色彩层(200)中，Zr和N的化合物中至少有一部分的Zr和N的配合比优选为1:0.9至1:1。这里，更优选的是使Zr和N的配合比为1:0.9到1:1的Zr和N的化合物在色彩层内所占的比例为80％到100％。
这样溅射锆之后形成的色彩层(200)ZrN层的厚度以及由ZrN层的厚度实现的色彩如表1所示。
[表1]
金属色彩 厚度
金色 10～30nm
粉色 40～60nm
蓝色 70～90nm
绿色 100～120nm
红色 130～150nm
如表1所示，色彩层(200)的厚度的优选值为10到150nm之间。并且，通过表1所示的由色彩层(200)形成的ZrN的淀积厚度实现各不相同的金属色，图像如图4所示。这样，可以选择性地设定淀积ZrN的厚度，并据此进行溅射，从而可以呈现出希望体现的金属色彩即金属色。
<<S130>>
半透明层形成阶段(S130)是在色彩层形成阶段(S120)形成的色彩层(200)的一侧的至少一部分形成半透明层(300)的阶段。
半透明层形成阶段(S130)形成的半透明层(300)，从玻璃基板(100)的另一侧朝向一侧入射，对射入的光的透射率优选为5％到20％。
此外，半透明层(300)的吸光率优选为60％到80％。
可以利用图3所示结构的溅射工艺形成半透明层(300)。而且，在形成半透明层(300)的同时，通过调节半透明层300淀积的厚度，可以选择性地决定半透明层(300)的透光率或吸光率。
半透明层(300)优选由铜和氧的化合物形成。为了形成半透明层(300)，优选使用铜作为平面阴极靶物质，将氧气供应至溅射空间，形成半透明层(300)。
例如，提供3千瓦的等离子直流电源，在1～10mtorr的真空压力下，可以供给50sccm的氩和10-20sccm/kW的氧为条件，溅射半透明层(300)。
并且，在通过半透明层形成阶段(S130)由铜和氧的化合物形成的半透明层(300)中，铜氧化合物中至少一部分铜和氧的配合比优选为4:2.9至4:3.1。
更优选的是，使得铜和氧的配合比为4:2.9至4:3.1的铜氧化合物在半透明层(300)内所占的比例为80％到100％。
这样形成的半透明层(300)的XRD分析图如图5所示，可以确认Cu4O3的形成。
包含铜和氧的半透明层(300)的厚度的优选值为200到400纳米之间。
并且，在半透明层形成阶段(S130)形成的半透明层(300)的表面电阻值优选为8至50兆欧/平方(mega ohm per square)。
半透明层(300)的表面电阻值最好大一些，以便在附着触摸传感器的情况下实现准确的切换动作。
可以通过如上所述的基板准备阶段(S110)、色彩层形成阶段(S120)和半透明层形成阶段(S130)形成非导电性金属色彩半透明膜(10)，这里优选还可以包括树脂层形成阶段(S140)。
<<S140>>
树脂层形成阶段(S140)是在半透明层形成阶段(S130)形成的半透明层(300)的一侧至少一部分上形成树脂层。
树脂层形成阶段(S140)形成的树脂层(未图示)优选具有透光性的。根据需要，优选用黑色树脂层取代透明树脂层。
如此形成的树脂层的一侧可以安装之前所述的触摸传感器。
如参考图1至图5所述，根据本发明的实施例涉及的非导电性金属色彩半透明膜制备方法，可以制备非导电性金属色彩半透明膜。
如上所述，本发明的非导电性金属色彩半透明膜及其制备方法提供一种薄膜，具有较高表面电阻值，因此可以准确切换触摸面板的操作，当冰箱的室内照明灯开启时，可以透视内部空间进行确认，当冰箱的室内照明灯关闭时，可以呈现与外壳材料的颜色相匹配的金属色彩。

Claims (24)

1.一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法包括：
准备玻璃基板的基板准备阶段；在所述基板准备阶段准备的所述玻璃基板一侧的至少一部分形成色彩层(color layer)的色彩层形成阶段；以及在所述色彩层形成阶段形成的所述色彩层的一侧的至少一部分形成半透明层(semi-transparent layer)的半透明层形成阶段；其特征是在所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层，从所述玻璃基板的另一侧入射一侧的光的透射率为5％到20％。
2.根据权利请求1，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是在所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层的吸光率为60％到80％。
3.根据权利请求2，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是通过调节在所述半透明层形成阶段中溅射的厚度，选择性地决定所述半透明层对光的透射率或吸光率。
4.根据权利请求3，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是在所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层也可能是由铜和氧的化合物形成。
5.根据权利请求4，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是通过所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层的表面电阻值也可能是8～50兆欧/平方(mega ohmper square)。
6.根据权利请求4，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是所述半透明层的铜和氧的化合物中至少一部分的铜和氧的配合比为4:2.9-4:3.1。
7.根据权利请求6，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是铜氧配合比为4:2.9-4:3.1的铜氧化合物在所述半透明层内所占的比例为80％到100％。
8.根据权利请求2，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是形成所述色彩层时使所述色彩层对所述色彩层形成阶段从所述玻璃基板侧入射进来的光的折射率的取值区间为2.0到2.5。
9.根据权利请求8，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是在所述色彩层形成阶段，通过调节溅射所述色彩层形成的厚度，选择性地决定所述色彩层的折射率。
10.根据权利请求9，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法一个特征是在所述色彩层形成阶段形成的所述色彩层也可能是由Zr和N的化合物形成的。
11.根据权利请求10，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是，通过所述色彩层形成阶段形成的所述色彩层的色彩可以通过将Zr和N淀积在所述玻璃基板的一个侧面上形成的所述色彩层的厚度来决定。
12.根据权利请求10，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是所述色彩层的Zr和N的化合物中至少一部分Zr和N的配合比为1:0.9-1:1。
13.根据权利请求12，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是所述Zr和N的配合比为1:0.9-1:1的Zr和N的化合物在所述色彩层内所占的比例为80％到100％。
14.根据权利请求1，一种非导电性金属色彩半透明膜制备方法的一个特征是包括使所述半透明层形成阶段形成的所述半透明层的一侧的至少一部分形成具有透光性的树脂层形成阶段。
15.一种非导电性金属色彩半透明膜包括：玻璃基板；所述玻璃基板一侧至少一部分形成的预设厚度的色彩层；及所述色彩层一侧的至少一部分形成的预设厚度的半透明层(semi-transparent layer)，其所具有的一个特征是所述半透明层的吸光率为60％到80％。
16.根据权利请求15，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是所述半透明层是铜和氧的化合物形成的。
17.根据权利请求16，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是所述半透明层的表面电阻值是8～50兆欧/平米(mega ohm per square)。
18.根据权利请求16，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是所述半透明层的铜和氧的化合物中至少一部分的铜和氧的配合比为4:2.9-4:3.1。
19.根据权利请求18，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是所述铜和氧的配合比为4:2.9-4:3.1的铜氧化合物在所述半透明层内所占的比例为80％到100％。
20.根据权利请求15，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是所述色彩层对从所述玻璃基板侧入射而入的光的折射率为2.0到2.5。
21.根据权利请求20，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是所述色彩层是由Zr和N的化合物形成的。
22.根据权利请求21，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是所述色彩层的Zr和N的化合物中至少一部分的Zr和N的配合比为1:0.9-1:1。
23.根据权利请求22，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是所述Zr和N的配合比为1:0.9-1:1的Zr和N的化合物在所述色彩层内所占的比例为80％到100％。
24.根据权利请求15，一种非导电性金属色彩半透明膜的一个特征是还包括使所述半透明层的一侧的至少一部分形成具有透光性的树脂层。
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