[發(fā)明專利]觸摸屏用玻璃蓋板及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310108950.1
• 申請(qǐng)日: 2013-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN103232171A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫瑤;黃星燁;張保軍;汪洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國建筑材料科學(xué)研究總院;北京金格蘭玻璃技術(shù)開發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): C03C17/22
• 分類號(hào): C03C17/22
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

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)、千家萬戶，如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢機(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，需要具備高透過率、抗劃傷、抗沖擊、高韌性、低密度、輕便性等特點(diǎn)，一般采用1mm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淼暮锰幍耐瑫r(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)來考慮改善玻璃的組分，如中國專利申請(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)鋼化超薄玻璃來說，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。瘜W(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題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問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，而無需消費(fèi)者后續(xù)貼膜處理。

為了解決上述技術(shù)問題，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)過化學(xué)鋼化再鍍一層類金剛石薄膜而制成。

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0.28～1mm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KNO₃+0.5wt.%分析純Al₂O₃，將清洗后的玻璃放入所述溶液池中，在420～470℃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。