具有改进的耐刮擦/耐磨性和疏油性质的用于玻璃的涂层制造技术

本发明专利技术公开了在玻璃的前表面上的保护涂层，其通过在玻璃的前表面上形成类金刚石涂层，进行被动溅射以直接在所述类金刚石涂层上形成保护层，进行反应溅射以直接在所述保护层上形成粘附层，直接在所述粘附层上形成防指纹层而形成。

Glass coating with improved scratch / abrasion resistance and oil repellent properties

The present invention discloses the glass on the front surface of the protective coating, formed by diamond coating on the front surface of the glass, passive sputtering to direct the formation of the diamond coating on the protective layer by reactive sputtering to directly in the protective layer formed on the adhesion layer, forming a layer in the anti fingerprint the adhesive layer is directly formed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的耐刮擦/耐磨性和疏油性质的用于玻璃的涂层相关申请的交叉引用本申请要求于2014年7月22日提交的美国临时专利申请系列号62/027,745和于2014年8月4日提交的美国临时专利申请系列号62/033,099的优先权，本申请依据其全部公开内容并以引用的方式将这两个申请的全部内容并入到本文中。
技术介绍
1.
本公开涉及玻璃涂层，其改善了用于例如触摸屏显示器中的耐刮擦性和疏水/疏油性。2.相关技术标准玻璃容易受到划痕和指纹痕迹的影响，这对例如移动设备的触摸屏中使用的盖玻璃提出了挑战。已经开发了多种涂层用于抗划痕并提供疏油性以避免或减少指印。已知疏油涂层(也称为防指纹涂层AFC)向玻璃基材提供防油性能，使得指纹不能很好地粘附并且易于被擦掉。为了产生不容易磨损的长持久的疏油涂层，通过在沉积SiO2粘附层之后沉积AFC涂层来进行涂覆过程。也可在没有SiO2的气氛中进行沉积，但是涂层在磨损试验(作为实例用钢丝棉或干酪布摩擦)中的寿命不长。已知通常称为DLC的类金刚石涂层显著改善了玻璃基材的耐刮擦性。然而，对于玻璃上的许多应用来说，DLC不是足够疏油的。为了提供耐刮擦性和疏油性，已经建议将DLC沉积在玻璃上，并将AFC沉积在DLC上。然而，AFC，例如FAS(氟-烷基硅烷)不能很好地粘附到DLC膜上。因此，已经建议在DLC和AFC之间使用氧化物层，正如在将AFC直接施涂到玻璃上时所做的那样。发现在DLC涂覆的玻璃上应用疏油涂层损坏了DLC，有效地消除了预期的耐刮擦性。也就是说，采用DLC涂覆的基材并对其进行标准AFC工艺，包括等离子体清洁和SiO2粘附层沉积，损坏了DLC涂层。因此，似乎AF涂层与DLC涂层是不相容的，从而可保护玻璃免受刮擦或免受指纹影响，但不是两者都能保护。3.需要解决的问题期望获得在DLC膜上形成的改进的AFC涂层，使得AFC的粘附性优于现有技术，使得AFC疏油性持续很长时间并抗摩擦。
技术实现思路
以下概述用于提供对本专利技术的一些方面和特征的基本理解。该概述不是本专利技术的广泛综述，因此它不旨在特别地标识本专利技术的关键或重要元素或描绘本专利技术的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本专利技术的一些概念，作为下面给出的更详细描述的前序。发现疏油沉积方法的非显而易见的修改不仅保留了DLC，而且还改善了整体耐刮擦性和疏油性的耐久性。根据一个实施方案，玻璃基材涂覆有DLC膜。然后在DLC上形成硅膜，随后在硅膜上形成二氧化硅膜。然后在二氧化硅上形成AFC层。本专利技术的方面提供了一种用于在电子显示屏上使用的玻璃，其包括：玻璃基材；在所述玻璃的前表面上的类金刚石涂层；中间涂层，其包括直接形成在所述类金刚石涂层上并含有硅的第一层，和直接形成在所述第一层上并含有硅以及氧和氮中的至少一种的第二层；以及直接设置在所述第二层上的防指纹涂层。其他方面提供了用于在玻璃的前表面上形成保护涂层的方法，其包括：在玻璃的前表面上形成类金刚石涂层；进行被动溅射以直接在所述类金刚石涂层上形成保护层；进行反应溅射以直接在所述保护层上形成粘附层；以及直接在所述粘附层上形成防指纹层。进一步的方面提供了一种在玻璃的前表面上形成保护涂层的方法，其包括：在玻璃的前表面上形成类金刚石涂层；进行反应溅射以直接在所述类金刚石涂层上形成氮氧化硅层；以及直接在所述氧氮化硅层上形成防指纹层。从参考以下附图进行的详细描述中，本专利技术的其他方面和特征将是明显的。应当理解，该详细描述和附图提供了本专利技术的多种实施方案的多种非限制性实施例，本专利技术的多种实施方案由所附的权利要求限定。附图说明并入并构成本说明书一部分的附图例示了本专利技术的实施方案，并与说明书一起用于解释和说明本专利技术的原理。附图旨在以图解方式示出示例性实施方案的主要特征。附图不旨在描绘实际实施方案的每个特征也不旨在描绘所描绘的元件的相对尺寸，并且不是按比例绘制的。图1是示出了本专利技术的一个实施方案的横截面示意图。图2是示出了本专利技术的第二实施方案的横截面示意图。图3是示出了本专利技术的第三实施方案的横截面示意图。图4是示出了本专利技术的第四实施方案的横截面示意图。图5是示出了本专利技术的第五实施方案的横截面示意图。图6是示出了根据本专利技术的实施方案的氢化方法的示意图。图7是示出了根据本专利技术的第二实施方案的氢化方法的示意图。图8是根据本专利技术的实施方案的具有或不具有抗刮擦DLC顶层的ARC反射率的曲线图。图9是示出了根据本专利技术的实施方案的处理系统的示意图。具体实施方案开发了本文公开的实施方案，以便提供在DLC层上的AFC的改进粘附性能，从而既保持DLC层的耐刮擦性能，同时改进AFC膜的疏油性的持久性。在磨损试验期间(用钢丝棉进行的摩擦循环)油接触角随时间变化的疏油性测试出人意料地表明，与其中使用常规氧化物层沉积AFC的样品相比，在根据本专利技术的实施方案涂覆有AFC的玻璃上，接触角上保持更久。使用所得的标准工艺生产的玻璃上的AF涂层在110°的接触角下耐2500次摩擦。(接触角是珠状油滴的出口角)。相反，使用本专利技术的实施方案沉积在DLC涂层上的AF涂层耐受超过5000次摩擦。本专利技术的实施方案使用在玻璃上涂覆的DLC膜以及在DLC膜上的AFC膜。在DLC和AFC膜之间插入多层中间膜。多层膜可包括或可不包括氧化物膜。此外，可在玻璃和DLC之间插入抗反射涂层(ARC)膜。ARC也可以是多层的。以下是包括具有疏油涂层的涂覆DLC的玻璃的本专利技术的实施方案。整个涂层是疏油性的，并且比DLC或单独的疏油涂层更耐刮擦。在钢丝棉耐磨试验中用接触角测量的疏油性持续更长时间。图1是示出了本专利技术的实施方案的横截面示意图。在图1中，在玻璃基材100上形成DLC层105。玻璃100可以是经处理的玻璃，例如可获自的玻璃。另外，虽然在图1中未示出，但是可在DLC和玻璃之间形成ARC层。因此，在本公开的上下文中，术语形成在B上的A涵盖A直接形成在B上或者A形成在A和B之间的中间层上的两种情况。在图1的实施方案中，在DLC105上设置保护/粘合剂多层涂层110。除了别的之外，多层涂层110起到保护DLC105和增强AFC125的粘附性的作用。还出人意料地发现，多层涂层110增强了AFC125的疏油性能。图1的多层涂层110包括直接形成在DLC105上并与其接触的硅保护层115，以及直接形成在所述硅层115上并与其接触的氧化硅粘附层120。AFC125直接形成在氧化硅层120上并与其接触。在一个实施方案中，使用PVD溅射形成保护/粘合剂多层涂层110。在一个实施方案中，两个层的溅射可在单个室中进行，而在另一个实施方案中，所述层在两个连续的室中形成。使用硅靶和氩气来形成硅层以点燃和维持等离子体。在一个实施方案中，进行溅射使得没有等离子体接触基材，并且仅允许以与硅靶的平面成锐角的方式溅射颗粒以到达基材。防止以垂直于靶平面的角度离开的颗粒到达基材。使用硅靶和氩气用于维持等离子体，并且使用氧化物气体与硅颗粒反应来进行氧化硅层120的溅射。因此，虽然硅层的溅射被称为被动溅射(即，仅来自靶的材料沉积在基材上)，但是氧化硅层的溅射被称为反应溅射(即，第二物质在其落在基材上之前与来自靶的材料反应)。也就是说，在该特定实施例中，使用被动溅射工艺形成第一层，而使用反应溅射工艺形成第二层。因为本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电子显示屏上的玻璃，其包括：玻璃基材；在所述玻璃的前表面上的类金刚石涂层；中间涂层，其包括直接形成在所述类金刚石涂层上并含有硅的第一层，和直接形成在所述第一层上并含有硅以及氧和氮中的至少一种的第二层；直接设置在所述第二层上的防指纹涂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.22 US 62/027,745;2014.08.04 US 62/033,0991.用于电子显示屏上的玻璃，其包括：玻璃基材；在所述玻璃的前表面上的类金刚石涂层；中间涂层，其包括直接形成在所述类金刚石涂层上并含有硅的第一层，和直接形成在所述第一层上并含有硅以及氧和氮中的至少一种的第二层；直接设置在所述第二层上的防指纹涂层。2.根据权利要求1所述的玻璃，其中所述第一层由硅组成。3.根据权利要求2所述的玻璃，其中所述第二层由硅和氧组成。4.根据权利要求2所述的玻璃，其中所述第二层由硅和氮组成。5.根据权利要求2所述的玻璃，其中所述第二层由硅、氮和氧组成。6.根据权利要求1所述的玻璃，其中所述第一层由硅和氮组成。7.根据权利要求6所述的玻璃，其中所述第二层由硅和氧组成。8.根据权利要求1所述的玻璃，其还包括在所述玻璃的前表面和所述类金刚石涂层之间形成的抗反射涂层。9.根据权利要求8所述的玻璃，其中所述抗反射涂层包括SiO2和Nb2O5的交替层，终止层为SiO2，并且其中所述类金刚石涂层直接形成在所述终止层上。10.根据权利要求8所述的玻璃，其中所述抗反射涂层由低折射率膜和高折射率膜的交替层组成，其中所述抗反射涂层的终止层由低折射率膜组成，所述类金刚石涂层直接形成在所述终止层上，其中配置所述类金刚石涂层，使其折射率高于所述低折射率膜的折射率但低于所述高折射率膜的折射率，并且其中所述类...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·布朗，C·刘，J·谢，
申请(专利权)人：因特瓦克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US