一种蓝宝石镜片的制备方法及一种视窗镜片与流程

本发明涉及蓝宝石加工领域，具体涉及一种蓝宝石镜片的制备方法及一种视窗镜片。

背景技术：

蓝宝石镜片以其优越的抗划伤能力越来越多地被应用于各种穿戴产品，但蓝宝石镜片的加工存在诸多瓶颈，其加工周期长，生产工序多，成本过高，制约了其大批量应用于手机等电子产品中。

常规的蓝宝石镜片在加工过程中，为了达到镜片的外观要求和使用要求，在蓝宝石片成型和双面精抛之后还需要多道工序，例如包括在蓝宝石片的一面电镀防指纹膜，在其另一面丝印边框底纹、烘烤、丝印功能油墨、再烘烤以及电镀镀膜等步骤。

例如专利申请CN201410294265.7公开了一种蓝宝石材料手机面板加工方法，工艺组成：材料--切割--倒角--粗磨--退火--DMP--CMP--清洗--镀膜--丝印--成品检验，所述工艺组成1.切割：对晶体块状进行切割成片料方便后道加工；2.倒角：将晶片边缘修整成圆弧状，改善薄片边缘的机械强度，避免应力集中造成缺陷；3.粗磨：去除切片时造成的晶片切割损伤层及改善晶片的平坦度；4.退火：改善因机械加工造成的应力集中BOW偏大；5.DMP：改善因粗磨造成的破坏层降低晶片表面粗糙度；6.CMP：改善晶片粗糙度，使其表面达到纳米级的精度；7.镀膜：对晶片进行防指纹镀膜处理；8.丝印：对晶片单面进行丝印处理加强光吸收。该方法可以获得表面无损伤层、粗糙度达到纳米级蓝宝石手机面板，而且大大缩短制备周期，节约生产成本，提高劳动生产率。

然而，上述对蓝宝石片进行的多道工序使得蓝宝石镜片的加工时间依然较长，成品率低，制备蓝宝石镜片的成本较高。因此，降低工序的麻烦程度和提高加工效率，进而降低蓝宝石镜片的生产成本，是蓝宝石镜片进入市场需要解决的重大问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的发明人提出一种避免在蓝宝石片上直接进行后续工序加工的方法，而将丝印、烘烤和镀膜的步骤整体实施在一种大片高分子膜片上，再通过激光切割和贴合而制得一种组合的蓝宝石镜片产品。

本发明提供一种蓝宝石镜片的制备方法，包括如下步骤：

步骤A、在大片高分子膜片31的一面依次形成油墨层和镀膜层，

步骤B、将步骤A所得的大片高分子膜片激光切割形成两片以上与所述大片高分子膜片等厚的小片高分子膜片，

步骤C、将小片高分子膜片上不含油墨层和镀膜层的一面与蓝宝石片1的一面贴合，在二者间形成胶层4，

步骤D、对步骤C制得的片材进行加压脱泡得到所述蓝宝石镜片；

或者所述步骤B与步骤A的先后顺序置换，即先将大片高分子膜片31激光切割形成两片以上与所述大片高分子膜片等厚的小片高分子膜片，再将两片以上的小片高分子膜片相互间位置固定后整体在其一面依次形成油墨层和镀膜层。

本发明中，例如使用某种夹具将两片以上的小片高分子膜片的相互间位置固定。例如该夹具上同时可以铺放固定4～40块，优选10～30块小片高分子膜片。再将这多块小片高分子膜片同时进行丝印油墨和电镀镀膜的步骤。

在一种具体的实施方式中，步骤A中的油墨层包括边框油墨层5和功能性油墨层6，且步骤A先后包括丝印边框油墨层5、烘烤、丝印功能性油墨层6、烘烤和电镀镀膜层7。

在一种具体的实施方式中，在步骤C之前还包括对所述蓝宝石片1的另一面镀上防指纹膜层2的步骤。

在一种具体的实施方式中，步骤B中所述大片高分子膜片31切割为4～40块小片高分子膜片。

在一种具体的实施方式中，步骤D中加压脱泡的表压为3～10kg，优选4.5kg～6.5kg。

在一种具体的实施方式中，所述蓝宝石片1的厚度为0.3～1.5mm，所述高分子膜片3的厚度为0.02～0.2mm，边框油墨层5和每层功能性油墨层6的厚度均为0.01～0.03mm，防指纹膜层2和每层镀膜层7的厚度均为5～20nm，所述胶层4的厚度小于0.02mm。在一种具体实施方式中，所述蓝宝石镜片中胶层4的厚度小于0.01mm。

在一种具体的实施方式中，所述高分子膜片3中的高分子选自PC、PP、PVC和PET，且所述高分子膜片能耐受150℃的烘烤温度。在丝印步骤后的150℃或以上温度烘烤时，所述高分子膜片不变形、不变质。

在一种具体的实施方式中，所述高分子膜片3为菲林片，优选为PET菲林片。

在一种具体的实施方式中，所述蓝宝石片1的厚度与高分子膜片3的厚度比值为6～30：1，优选为10～20：1；优选所述蓝宝石片1的厚度为0.6～1.0mm，所述高分子膜片3的厚度为0.025～0.09mm。本发明中，高分子膜片的厚度优选处于0.025～0.09mm之间，厚度低 于0.025mm的高分子膜片不利于丝印，厚度高于0.09mm的高分子膜片在激光切割时可能会出现烧边等异常状况。

本发明还提供一种视窗镜片，包括使用如上所述方法制备得到的蓝宝石镜片，且所述视窗镜片在厚度方向上依次包括蓝宝石片1、胶层4、高分子膜片3、油墨层和镀膜层7。

本发明使得视窗镜片具备蓝宝石的抗划伤能力不变的同时，能大幅提高蓝宝石镜片的生产效率；还能起到提高蓝宝石镜片的一次加工合格率、提高原材料利用率和节约原材料成本、以及提高蓝宝石镜片抗折弯性能的效果。

附图说明

图1为本发明一种具体的实施例中的蓝宝石镜片制备步骤示意图，

图2为在大片菲林上丝印油墨层和电镀镀膜层的外观示意图，

图3为激光切割后形成的小片菲林的外观示意图，

图4为本发明中蓝宝石镜片产品结构示意图及蓝宝石片与菲林片的贴合示意图，

图5为实施例1和对比例1中蓝宝石镜片的透光率检测图。

其中，1、蓝宝石片，2、防指纹膜层，3、高分子膜片，31、大片高分子膜片，4、胶层，5、边框油墨层，6、功能性油墨层，7、镀膜层。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进行具体说明，但本发明的范围并不仅限于下述实施例。

现有技术中的蓝宝石镜片的结构为在厚度方向上依次包括的防指纹膜层、蓝宝石片、油墨层和镀膜层。而本发明中选择将油墨层和镀膜层设置在大片的高分子膜片上，再将大片的高分子膜片切割(厚度不变而表面积变小的切割)后粘贴在蓝宝石片上。如此可避免在蓝宝石片上进行油墨层和镀膜层的多步骤加工，大幅提高蓝宝石镜片的产能，且所得产品的光学性能和力学性能比现有技术中同等厚度的蓝宝石镜片的光学性能和力学性能均更优异。在一种具体的实施方式中，所述高分子膜片能耐受150～200℃的烘烤温度。本发明中选择将油墨层和镀膜层设置在高分子膜片上，因此所选的高分子膜片需要历经丝印油墨后的150～200℃高温烘烤。

本领域技术人员可知，每种菲林(胶片)都包括两个基本组成部分：一个单层或多层的感光乳剂层、一个感光乳剂层的支持体(片基)，所述片基最常见由PC、PP、PVC或PET制成。本发明中的高分子膜片可以选用不含感光乳剂层的膜片，也可以使用商购的菲林片。所述菲林片可以是不含胶的菲林片，也可以是单面含胶的菲林片，例如本发明中使用的商购菲林片中单面含胶，将其贴合蓝宝石片1并在高压脱泡后在二者间形成所述胶层 4。或者本发明中，使用商购的OCA光学胶将商购的不含胶菲林片与蓝宝石片粘合。

本发明中，所述边框油墨层设置在电子产品的边框区，而所述功能性油墨层主要设置在电子产品的孔位区，如ICON、摄像头孔和按键孔，即所述边框油墨层和功能性油墨层均非整面设置。所述镀膜层设置在蓝宝石镜片的最内侧面，其整面设置用于保护油墨层并防止所述蓝宝石镜片的刮伤。在一种具体实施方式中，所述边框油墨层5和功能性油墨层6的厚度均为0.01～0.02mm。

本发明中制备所述防指纹膜层2、油墨层和镀膜层7的材料和方法参数均可以与现有技术中直接制备在蓝宝石片上的材料和方法参数相同。本领域技术人员可知的，所述防指纹膜层2和镀膜层7均可以通过真空溅射镀膜法制备得到，防指纹膜层2和镀膜层7的材质和性能均可根据具体需要而选择。

在现有技术中，需要在蓝宝石片上完成的丝印、烘烤、电镀等步骤均是在已经切割成目标大小和形状且经双面精抛后的蓝宝石片上进行，这不仅增大了蓝宝石片的操作风险，且对每片蓝宝石操作上述步骤均需要大约15小时，因而大大限制了蓝宝石镜片产品的产能。本发明将丝印、烘烤和电镀等步骤均放在高分子膜片上进行，相应可以在可切割为多块小片高分子膜片的大片高分子膜片上进行，在大片高分子膜片上多个小片同步实施丝印、烘烤、电镀等步骤，因而大幅增加了蓝宝石镜片的产能。从完成双面精抛至形成蓝宝石镜片产品的过程中，本发明提供的方法比现有技术提供的方法能在单位时间内提高产能5～10倍。此外，使用现有技术中在蓝宝石片上丝印和电镀的方法加工蓝宝石镜片产品，产品的一次性不合格率(蓝宝石在操作过程中若有刮花、碰伤等均需返工，甚至有的蓝宝石不得不作报废处理)为10～30％。而使用本发明提供的方法能使得蓝宝石镜片产品的一次性不合格率降低至5％以内。因此，本发明提供的方法使得蓝宝石镜片产品的产能大幅提升，且蓝宝石镜片加工的一次性成品率大幅提高。

本发明中，所述大片高分子膜片和小片高分子膜片的面积大小均无需限制在某个范围，所述小片高分子膜片是切割后与蓝宝石片大小一致或相近的膜片，而大片高分子膜片的面积至少是所述小片高分子膜片的两倍，且能切割成至少两块所述小片高分子膜片。

本发明中的丝印和烘烤固化均为根据各种油墨所需的工艺参数而进行正常加工；其中所述功能性油墨层和功能性镀膜层均可以包括一层或由不同材料形成的多层结构，如图4所示。在高分子膜层与蓝宝石片贴合完成后，通过高压脱泡，将蓝宝石与高分子膜层(菲林)间的气泡挤出，达到完全吻合的效果。

本专利通过将蓝宝石片镀防指纹膜与菲林丝印镀膜分开加工，使得精抛后的蓝宝石片 只需在其第一表面镀膜，而其余复杂的工序均在菲林片上完成。传统的技术是在蓝宝石片的第二表面上直接进行丝印、烘烤和电镀，无法同时对其第一表面和第二表面进行处理。而本发明中可以将菲林片的制作与蓝宝石片的加工同时进行，虽然菲林片的制作总耗时相对较长，但对蓝宝石片镀防指纹膜的步骤只能单片完成，而多块小片菲林片的制备却可以在同一片大片菲林片上集体完成。因此，整体来说，大幅缩短了蓝宝石镜片的单片加工周期，可以大幅提升蓝宝石镜片的产能。

此外，本发明还能带来如下有益效果：

1、菲林片具备较好的折弯性能，菲林片和蓝宝石片二者通过无缝贴合，组成既能抗划伤，又有优异折弯性能的视窗镜片。

2、制备同样厚度的视窗镜片，本发明中蓝宝石片的厚度相比现有技术中蓝宝石片的厚度减少约10％，而单片蓝宝石的价格是由其重量决定的，因此本发明还能缩减原材料成本，提高蓝宝石晶球的利用率。

3、本发明中视窗镜片的印刷和镀膜工艺均在菲林片上完成，菲林片价格相对蓝宝石来说要低廉许多，通过省去在蓝宝石背面的印刷和镀膜等工艺，减少了蓝宝石产品的周转，进而降低了蓝宝石造成崩边、划伤不良的风险，极大提高了蓝宝石镜片的一次成品率。

4、本发明中丝印镀膜采用多片同时在一张大的菲林片上进行，该技术减少了产品装架和取放次数，可极大程度地缩短加工工时和人工工时，减少人力投入。

5、本发明中，菲林丝印电镀完成后，使用激光切割方法，激光切割精度可达到0.01mm以上，可满足目前市场上所有客户的精度要求，同时激光机为CCD抓取定位，自动切割，可进一步缩减人工工时和减少人力投入；CCD定位贴合采用自动贴合设备，贴合精度可达到0.02mm，使蓝宝石和菲林片达到完全吻合的状态；贴合完成后通过高压除泡，将蓝宝石和菲林片中残留的小气泡通过高压挤出，贴合后产品目测无任何气泡残留；贴合后的产品透光率可提高8％～10％，弯曲应力比同样厚度的现有技术中的蓝宝石镜片提高10％～15％。

实施例1和对比例1

对比例1中的蓝宝石镜片的结构为在厚度方向上依次包括的防指纹膜层2、蓝宝石片1、边框油墨层5、功能性油墨层6和镀膜层7。而实施例1中的蓝宝石镜片的结构为在厚度方向上依次包括的防指纹膜层2、蓝宝石片1、胶层4、高分子膜层3、边框油墨层5、功能性油墨层6和镀膜层7。二者的制备方法包含如下区别，对比例1为对切割和抛光后的蓝宝石片1电镀防指纹膜层2，再在其另一面经丝印和电镀依次制备边框油墨层5、功 能性油墨层6和镀膜层7。而实施例1中是先对大片高分子膜片31进行丝印和电镀，由图2可见在同一块大片高分子膜片上丝印20块小片高分子膜片的图形。在完成电镀层7的制备后将其激光切割为20块膜片，再将每块小分子膜片与蓝宝石片1进行一一对应的贴合，在贴合前完成对蓝宝石片1电镀防指纹膜层2的步骤，再将该片材加压脱泡后得到所述蓝宝石镜片。

蓝宝石镜片产品的规格根据客户对视窗镜片的要求而定。在本实施例和对比例中，视窗镜片的总厚度设计为0.8mm。实施例1中，含胶的菲林片厚度为0.075mm，蓝宝石镜片厚度设计为0.725mm。实施例1中，首先在大片菲林上丝印多片产品边框，即同时将多片产品的外框一次性丝印在大片菲林片上。本例中使用的带胶菲林片的总厚度75um，其中PET层为50um，OCA层为25um，菲林片原材料上覆盖有100um厚的重离型膜(贴合时去除)，产品边框的长和宽可根据需要而自行定义。所述激光切割采用大族激光生产的CO₂激光设备，切割速度4～10mm/s，激光能量控制在10～30W。贴合时使用CCD对位贴合，具体采用安达公司生产的贴膜机，它可自动抓取对位贴合，贴合精度在0.02mm。高压脱泡时，根据不同的高分子膜片和OCA而使用不同的脱泡参数，例如脱泡时使用的压力在4.5kg～6.5kg之间。

表1

此外，本发明图4中最上方和最下方的箭头是指施压贴合形成本发明中蓝宝石镜片产品。图5中显示出在两种蓝宝石镜片总厚度相同的情况下，实施例1中镜片的透光率要比对比例1高7～10％。表1显示了实施例1和对比例1中二者的弯曲应力比较，对两种方法制备得到的镜片各检测12片，从得到的平均结果可以看出，本发明提供的产品的弯曲应力比对比例1中产品的弯曲应力高10％～15％。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。