TWI668320B - 提高抗汙膜之附著力的方法 - Google Patents

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Abstract

一種提高抗汙膜之附著力的方法。在此方法中，提供基板。形成改質鍍膜於基板之表面上，其中形成改質鍍膜時包含使用前驅物，此前驅物包含矽碳氧分子。塗布抗汙分子於改質鍍膜上。進行烘烤製程。

Description

提高抗汙膜之附著力的方法
本發明是有關於一種抗汙膜之製作技術，且特別是有關於一種提高抗汙膜之附著力的方法。
隨著可攜式電子裝置的蓬勃發展，抗汙處理已成為製程中不可或缺的步驟之一。抗汙處理有許多用途，例如抗汙處理可提供可攜式電子裝置之觸控面板抗汙與耐摩擦的功效，藉此達到保持可攜式電子裝置之外觀與延長可攜式電子裝置之使用壽命的目標。
在抗汙處理上，目前較為常見的一種是針對玻璃基板的抗汙處理。此種抗汙處理係先清洗玻璃基板，再對玻璃基板進行電漿處理，藉以在玻璃基板之表面上形成氫氧(-OH)官能基。接著，在玻璃基板之表面上塗布含氟矽氧烷。隨後進行烘烤處理，以使含氟矽氧烷與玻璃基板之表面上的氫氧官能基形成鍵結，而在玻璃基板之表面上形成單分子抗汙塗層，進而完成玻璃基板之表面的抗汙處理。此單分子抗汙塗層幾乎不影響玻璃基板原來的光學特性。雖然此種 方式所得之抗汙塗層有不影響基材外觀的優點，但目前卻只能應用在玻璃上，應用在其他材質的基板時的效果不佳。
另外一種抗汙處理方法則係以高分子混合含氟分子來做成透明高分子塗料，再將此透明高分子塗料塗布在玻璃或其他基板上，而在基板上形成抗汙膜，藉此使基板具有抗汙功效。然而，此種方法所形成之抗汙膜的厚度較厚，通常有幾百奈米甚至微米(μm)等級，會嚴重影響基板的光澤度與質感。
因此，本發明之一目的就是在提供一種提高抗汙膜之附著力的方法，其可在非玻璃基板、或其欲鍍膜表面不具有氧化矽(SiOx)層之基板上形成以氧化矽(SiOx)為主的改質鍍膜。藉此，可使氫氧(-OH)官能基順利形成在改質鍍膜之表面上。抗汙分子可與改質鍍膜之表面上的氫氧官能基產生鍵結，而可形成穩固附著於改質鍍膜上的抗汙膜，藉此可達到提高抗汙膜對基板之附著力的效果。
本發明之另一目的是在提供一種提高抗汙膜之附著力的方法，其可利用大氣電漿製程來沉積改質鍍膜，因此相較於真空鍍膜製程，本方法可大幅降低製程成本。
本發明之又一目的是在提供一種提高抗汙膜之附著力的方法，其可應用於結構複雜的基板，且可適用於各種材質之基板的鍍膜上，具有極廣泛的應用性。
根據本發明之上述目的，提出一種提高抗汙膜之附著力的方法。在此方法中，提供基板。形成改質鍍膜於基板之表面上，其中形成改質鍍膜時包含使用前驅物，此前驅物包含矽碳氧分子。塗布抗汙分子於改質鍍膜上。進行烘烤製程。
依據本發明之一實施例，上述之基板為一非玻璃基板、或一鍍膜表面不具氧化矽(SiOx)層之一基板。
依據本發明之一實施例，上述形成改質鍍膜時包含利用大氣電漿沉積製程，且前驅物包含氣體或液體。
依據本發明之一實施例，上述之改質鍍膜包含氧化矽(SiOx)。
依據本發明之一實施例，上述之改質鍍膜包含二氧化矽、氧化矽、及/或碳氧化矽。
依據本發明之一實施例，上述形成改質鍍膜時包含形成複數個氫氧官能基於改質鍍膜之表面上。
依據本發明之一實施例，上述進行烘烤製程時包含將烘烤溫度控制在約50℃至約200℃。
依據本發明之一實施例，於形成改質鍍膜前，上述之提高抗汙膜之附著力的方法更包含對基板之表面進行大氣電漿清潔處理。
依據本發明之一實施例，於形成改質鍍膜後，上述之提高抗汙膜之附著力的方法更包含對改質鍍膜進行大氣電漿改質處理，以在改質鍍膜之表面上形成複數個氫氧官能基。
依據本發明之一實施例，上述之改質鍍膜之厚度等於或小於約100奈米。
100‧‧‧步驟
110‧‧‧步驟
120‧‧‧步驟
130‧‧‧步驟
140‧‧‧步驟
150‧‧‧步驟
200‧‧‧基板
202‧‧‧表面
210‧‧‧大氣電漿
220‧‧‧改質鍍膜
220t‧‧‧厚度
222‧‧‧表面
230‧‧‧大氣電漿
240‧‧‧氫氧官能基
250‧‧‧抗汙分子
260‧‧‧抗汙膜
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔圖1〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種提高抗汙膜之附著力的方法的流程圖；〔圖2A〕至〔圖2F〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種提高抗汙膜之附著力的製程剖面圖；以及〔圖3〕係繪示利用本發明之一實施方式的一種抗汙膜之製造方法所製作之抗汙膜與傳統方法所製作之抗汙膜的耐磨測試結果的柱狀比較圖。
發明人利用真空蒸鍍技術在玻璃表面上鍍覆抗汙膜時，先將清洗乾淨的玻璃基板置放於承載治具上，再將承載治具連同其上的玻璃基板放入真空腔室。接著，以電漿清潔玻璃基板的表面，而後利用真空蒸鍍方式在基板之表面上形成單分子抗汙膜。為了提高單分子抗汙膜對基板的附著力，發明人在蒸鍍抗汙膜之前先在基板之表面上鍍覆一層二氧化矽膜，之後才蒸鍍單分子抗汙膜於此二氧化矽膜上。發明人發現雖然這樣的鍍膜製程可形成不影響基板之原有光 學特性的抗汙膜，且也可以應用在玻璃以外的基板上，但真空蒸鍍製程的成本相對較高，尤其是當基板面積較大時在成本上更加沒有競爭力。此外，對於一些材質的基板，抽真空處理比較困難，且真空蒸鍍製程不適合運用在結構複雜之基板的鍍膜上，應用性也因此而受限。
有鑑於此，發明人提出一種提高抗汙膜之附著力的方法，其可在非玻璃的基板或待鍍膜之表面不具有氧化矽層的基板上，以例如大氣電漿沉積方式形成改質鍍膜，並在改質鍍膜上形成許多氫氧官能基，藉此後續塗布的抗汙分子可與這些氫氧官能基鍵結，而形成穩固附著在改質鍍膜的抗汙膜上。因此，本發明之方法可克服單分子抗汙層難以應用於非玻璃材質之基板上的問題，且本方法的應用可在大幅降低製程成本的情況下，有效提高抗汙膜對基板的附著力。
請參照圖1以及圖2A至圖2F，其中圖1係繪示依照本發明之一實施方式的一種係繪示依照本發明之一實施方式的一種提高抗汙膜之附著力的方法的流程圖，圖2A至圖2F係繪示依照本發明之一實施方式的一種提高抗汙膜之附著力的製程剖面圖。在本實施方式中，先進行步驟100，以提供基板200。如圖2A所示，基板200具有至少一欲鍍膜的表面202。在一些例子中，基板200為一非玻璃基板、或其欲鍍膜的表面202不具氧化矽(SiOx)層的基板。舉例而言，基板200可為塑膠基板或金屬基板，例如鋁合金基板、氮化鉻(CrN)基板、不鏽鋼基板、或表面鍍有裝飾鉻的基板。
接著，在一些例子中，可選擇性地進行步驟110，以在鍍膜前先清潔基板200之欲鍍膜的表面202。舉例而言，如圖2B所示，可對基板200之表面202進行大氣電漿清潔處理，以利用大氣電漿210來清潔基板200之表面202上的油汙與髒汙。形成大氣電漿210所採用之電漿工作氣體可例如為空氣、氮氣(N2)、或氮氣與空氣或氧氣(O2)的組合、氬氣(Ar)、或氬氣與空氣或氧氣的組合。舉例而言，可利用噴射式電漿技術、絕緣障蔽式放電(dielectric barrier discharge，DBD)電漿技術、或高週波(RF)電漿技術來產生大氣電漿210。
在一些特定例子中，當基板200具有乾淨的表面202的情況下，可省略上述步驟110，而無須先對基板200之表面202進行清潔處理。
接下來，進行步驟120，以形成改質鍍膜220覆蓋在基板200之表面202上，如圖2C所示。形成改質鍍膜220時可包含使用前驅物，且此前驅物包含矽碳氧分子。在一些例子中，可利用大氣電漿沉積製程來形成改質鍍膜220。此大氣電漿沉積製程中所採用的前驅物包含含矽碳氧分子的氣體或液體。改質鍍膜220為一層類玻璃層，而可包含大量的氧化矽(SiOx)。舉例而言，改質鍍膜220包含二氧化矽、氧化矽、及/或碳氧化矽。在一些示範例子中，改質鍍膜220之厚度220t等於或小於約100奈米，以避免影響基板200原有的光學性質。此外，可利用噴射式電漿沉積技術、絕緣障蔽式放電電漿沉積技術、或高週波電漿沉積技術 來形成改質鍍膜220。在本發明中，可根據基板200之材質的不同，而選用不同的前驅物來提升改質鍍膜220的附著力。
由於改質鍍膜220係利用大氣電漿沉積製程來製作，而非採用真空製程，因此不僅可大大的降低製程成本，且可選用的基板200材質也更多元，亦可適用於具複雜結構之基板200上，具有較廣泛的應用性。
如圖2D所示，在一些例子中，於改質鍍膜220形成後，可選擇性地進行步驟130，以對改質鍍膜220的表面222進行大氣電漿改質處理，而利用大氣電漿230在改質鍍膜220的表面222上形成許多氫氧官能基240，藉以活化改質鍍膜220的表面222。產生大氣電漿230所採用之電漿工作氣體可例如為空氣、氮氣、或氮氣與空氣或氧氣的組合、氬氣、或氬氣與空氣或氧氣的組合。在一些示範例子中，可利用噴射式電漿沉積技術、絕緣障蔽式放電電漿沉積技術、或高週波電漿沉積技術來對改質鍍膜220的表面222進行大氣電漿改質處理。
在一些特定例子中，於步驟120中，形成改質鍍膜220時可包含形成許多氫氧官能基240於改質鍍膜220的表面222上。在這樣的例子中，本實施方式可省略步驟130，而無須再對改質鍍膜220的表面222額外進行大氣電漿改質處理。
由於改質鍍膜220為類玻璃層，因此大氣電漿改質處理可以在改質鍍膜220之表面222上產生較多的氫氧 官能基。這樣富含氫氧官能基之改質鍍膜220之表面222有助於後續與單分子抗汙分子鍵結。
請同時參照圖1與圖2E，在改質鍍膜220之表面222上形成許多氫氧官能基後，進行步驟140，以塗布抗汙分子250於改質鍍膜220之表面222上。在一些例子中，抗汙分子250可包含氟碳矽烴類化合物、全氟碳矽烴類化合物、氟碳矽烷烴類化合物、全氟矽烷烴類化合物、或全氟矽烷烴醚類化合物。如圖2E所示，抗汙分子250具有氫氧鍵。
隨後，進行步驟150，以進行烘烤製程。因此，如圖2F所示，在烘烤製程中，抗汙分子250之氫氧鍵可與改質鍍膜220之表面222上的氫氧官能基鍵結，且水分子可被移除，而可使抗汙分子250順利鍵結並附著在改質鍍膜220之表面222上，進而在改質鍍膜220之表面222上形成抗汙膜260。在一些示範例子中，進行烘烤製程時可將烘烤溫度控制在約50℃至約200℃。此抗汙膜260可為單分子層抗汙膜。
由於改質鍍膜220為類玻璃層且包含大量的氧化矽(SiOx)，因此經大氣電漿改質處理改質活化後，改質鍍膜220之表面222形成有大量的氫氧官能基。藉此，抗汙分子250可與改質鍍膜220順利鍵結，進而可有效提升所形成之抗汙膜260對基板200上之改質鍍膜220的附著力。
請參照圖3，其係繪示利用本發明之一實施方式的一種抗汙膜之製造方法所製作之抗汙膜與傳統方法所製作之抗汙膜的耐磨測試結果的柱狀比較圖。本實施例係利用 大氣電漿沉積製程先在鋁合金基板、表面鍍有裝飾鉻的基板、氮化鉻基板、以及不鏽鋼基板上形成改質鍍膜後，再於改質鍍膜之表面上形成抗汙膜；而比較例則是未形成改質鍍膜，且係直接形成抗汙膜於鋁合金基板、表面鍍有裝飾鉻的基板、氮化鉻基板、以及不鏽鋼基板的表面上。此耐磨測試係採用無塵布對本發明之實施例之抗汙膜與比較例之抗汙膜進行壓力為1kg/cm2的耐磨性測試。由圖3可知，本發明之實施例的抗汙膜在不同基板上的耐磨次數均遠高於比較例的抗汙膜。因此，本實施例的應用確實可有效提高抗汙膜對基板的附著力。
由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為本發明之提高抗汙膜之附著力的方法可在非玻璃基板、或其欲鍍膜表面不具有氧化矽(SiOx)層之基板上形成以氧化矽(SiOx)為主的改質鍍膜。藉此，可使氫氧官能基順利形成在改質鍍膜之表面上。抗汙分子可與改質鍍膜之表面上的氫氧官能基產生鍵結，而可順利形成穩固地附著於改質鍍膜上的抗汙膜，藉此可達到提高抗汙膜對基板之附著力的效果。
由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為本發明之提高抗汙膜之附著力的方法可利用大氣電漿製程來沉積抗汙膜，因此相較於真空鍍膜製程，本方法可大幅降低製程成本。
由上述之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為本發明之提高抗汙膜之附著力的方法係採用大氣電 漿沉積製程來形成改質鍍膜，因此可應用於結構複雜的基板，且可適用於各種材質之基板的鍍膜上，具有極廣泛的應用性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種提高抗汙膜之附著力的方法，包含：提供一基板；利用一大氣電漿沉積製程形成一改質鍍膜於該基板之一表面上，其中形成該改質鍍膜時包含使用一前驅物，該前驅物包含矽碳氧分子；塗布一抗汙分子於該改質鍍膜上；以及進行一烘烤製程。
  2. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，其中該基板為一非玻璃基板、或一鍍膜表面不具氧化矽(SiOx)層之一基板。
  3. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，其中該前驅物包含氣體或液體。
  4. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，其中該改質鍍膜包含氧化矽(SiOx)。
  5. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，其中該改質鍍膜包含二氧化矽、氧化矽、及/或碳氧化矽。
  6. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，其中形成該改質鍍膜時包含形成複數個氫氧官能基於該改質鍍膜之一表面上。
  7. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，其中進行該烘烤製程時包含將一烘烤溫度控制在50℃至200℃。
  8. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，於形成該改質鍍膜前，更包含對該基板之該表面進行一大氣電漿清潔處理。
  9. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，於形成該改質鍍膜後，更包含對該改質鍍膜進行一大氣電漿改質處理，以在該改質鍍膜之一表面上形成複數個氫氧官能基。
  10. 如申請專利範圍第1項之提高抗汙膜之附著力的方法，其中該改質鍍膜之厚度等於或小於100奈米。
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