本实用新型涉及一种蓝宝石高透高硬度复合板和电子触控产品。
背景技术：
随着电子信息产业的不断发展，市场上涌现出越来越多的电子触控产品，手机、数码相机、笔记本电脑及平板电脑等电子触控产品的屏幕在使用的过程中极易受到外力的刮蹭而出现刮痕，不仅影响产品的美观，甚至会影响产品的正常使用。
目前，主要采用在电子触控产品的屏幕表面上贴附保护膜的方式来避免屏幕被划伤。常见的保护膜主要为塑料贴膜或钢化膜，塑料贴膜的硬度较差，容易受到外力作用留下刮痕，甚至会伤及电子触控产品的屏幕，影响产品的正常使用。虽然钢化膜的硬度优于塑料贴膜，但随着电子触控产品不断升级和广泛使用，对钢化膜的硬度要求也越来越高，现有的钢化膜已经不能满足现有电子触控产品的对保护膜硬度的要求，同时，现有的钢化膜的增透效果较差，且厚度较厚，影响电子触控产品的屏幕的触摸灵敏度。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种兼具增透和加硬效果的蓝宝石高透高硬度复合板及电子触控产品。
一种蓝宝石高透高硬度复合板，包括透明基板及保护膜，所述保护膜包括功能层及形成于所述功能层表面的氧化铝层，所述功能层包括交替层叠的二氧化硅层及五氧化二铌层，所述透明基板具有相对的第一表面及第二表面，所述保护膜覆盖所述第一表面及所述第二表面中的至少一个且所述氧化铝层位于所述功能层远离所述透明基板的一侧。
上述蓝宝石高透高硬度复合板在透明基板的第一表面及第二表面中的至少一个形成保护膜，保护膜包括功能层及形成于功能层表面的氧化铝层，功能层包括交替层叠的二氧化硅层及五氧化二铌层，通过二氧化硅、五氧化二铌及氧化铝三种材料对光的相消性干涉使得蓝宝石高透高硬度复合板具有较高的透射率。同时，二氧化硅及五氧化二铌的存在使得该蓝宝石高透高硬度复合板不易老化泛黄，对光的反射小且透过率高，图像清晰。又由于该蓝宝石高透高硬度复合板包括氧化铝层，氧化铝作为红宝石及蓝宝石的主要成分，具有耐高温耐火、机械性能好及硬度强等优点，且热膨胀系数小，不易受热变形。经实验验证，仅在透明基板的第一表面及第二表面的其中一个上依次形成功能层及氧化铝层得到的蓝宝石高透高硬度复合板在420nm～670nm的透射率达到94％以上，在透明基板的第一表面及第二表面均依次形成功能层及氧化铝层得到的蓝宝石高透高硬度复合板在420nm～670nm的透射率达到98％以上，上述两种蓝宝石高透高硬度复合板的硬度达9H～10H，经9H铅笔在1公斤压力下的10000次摩擦无划伤，经美工刀片在1公斤压力下的100次刮擦无刮伤且无脱落，且在蓝宝石高透高硬度复合板表面不会留下任何痕迹。上述蓝宝石高透高硬度复合板不仅能够使电子触控产品的图像更加清晰，还能防止电子触控产品的屏幕表面被划伤，又能避免蓝宝石高透高硬度复合板在储存和运输过程中被划伤。此外，该蓝宝石高透高硬度复合板的透射率较高且硬度强，也能作为汽车玻璃的保护膜。因此，上述蓝宝石高透高硬度复合板兼具增透和加硬效果，能够满足市场的需求。
在其中一个实施例中，所述保护膜覆盖所述第一表面及所述第二表面。
在其中一个实施例中，所述功能层包括依次层叠的第一五氧化二铌层、二氧化硅层及第二五氧化二铌层。
在其中一个实施例中，所述第一五氧化二铌层的厚度为16nm～18nm。
在其中一个实施例中，所述二氧化硅层的厚度为20nm～22nm。
在其中一个实施例中，所述第二五氧化二铌层的厚度为73nm～75nm。
在其中一个实施例中，所述氧化铝层的厚度为72nm～74nm。
在其中一个实施例中，所述透明基板为塑料透明基板或玻璃透明基板。
在其中一个实施例中，所述透明基板的厚度为0.2mm～10mm。
一种电子触控产品，包括屏幕盖板，所述屏幕盖板为上述实施例任一项中所述的蓝宝石高透高硬度复合板。
附图说明
图1为一实施方式的蓝宝石高透高硬度复合板的结构示意图；
图2为另一实施方式的蓝宝石高透高硬度复合板的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
如图1所示，一实施方式的电子触控产品包括蓝宝石高透高硬度复合板10。蓝宝石高透高硬度复合板10为电子触控产品的屏幕盖板，用于保护电子触控产品的屏幕，避免电子触控产品的屏幕表面被划伤。当然，需要说明的是，电子触控产品还包括其他的必要组成部分，比如屏幕、芯片及电池等。其中，电子触控产品为平板电脑、手机、数码相机或笔记本电脑。可以理解，电子触控产品不限于上述产品，还可以是其他具有屏幕的产品。
蓝宝石高透高硬度复合板10包括透明基板100及保护膜200，保护膜200覆盖于透明基板100的表面。透明基板100为蓝宝石高透高硬度复合板10的主体。透明基板100具有相对的第一表面110及第二表面120。
在其中一个实施例中，透明基板100为塑料透明基板或玻璃透明基板。
优选地，玻璃透明基板在420nm～670nm的平均透射率达91％以上。
在其中一个实施例中，透明基板100的厚度为0.2mm～10mm。
保护膜200覆盖第一表面110及第二表面120中的至少一个。在图示实施方式中，保护膜200为两个，两个保护膜200分别覆盖于第一表面110及第二表面120。以下以层叠于第一表面110的保护膜200为例对保护膜200的结构进行说明。
请一并参阅图2，保护膜200包括功能层210及形成于功能层210表面的氧化铝层220。功能层210包括依次层叠的第一五氧化二铌层212、二氧化硅层214及第二五氧化二铌层216。当然，需要说明的是，功能层210的层数不限于三层，也可以为四层，还可以为五层，可以根据需要设置，只要保证五氧化二铌层与二氧化硅层交替设置即可。
第一五氧化二铌层212的材料为五氧化二铌(Nb2O5)，且覆盖于第一表面110。
在其中一个实施例中，第一五氧化二铌层212的厚度为16nm～18nm。
优选地，第一五氧化二铌层212的厚度为17nm。
二氧化硅层214的材料为二氧化硅(SiO2)，且层叠于第一五氧化二铌层212远离第一表面110的一侧。
在其中一个实施例中，二氧化硅层214的厚度为20nm～22nm。
优选地，二氧化硅层214的厚度为21nm。
第二五氧化二铌层216的材料为五氧化二铌(Nb2O5，且层叠于二氧化硅层214远离第一五氧化二铌层212层的一侧。
在其中一个实施例中，第二五氧化二铌层216的厚度为73nm～75nm。
优选地，第二五氧化二铌层216的厚度为74nm。
氧化铝层220的材料为氧化铝(Al2O3)，且覆盖于功能层210的表面。具体地，氧化铝层220覆盖于第二五氧化二铌层216远离二氧化硅层214的一侧。氧化铝作为红宝石及蓝宝石的主要成分，具有耐高温耐火、机械性能好及硬度强等优点，有利于增强蓝宝石高透高硬度复合板10的硬度，同时，氧化铝的导热性能好，易于散热，能够促进电子触控产品热量的散发。此外，氧化铝的热膨胀系数小，不易受热变形，能够保证蓝宝石高透高硬度复合板10的使用寿命。
在其中一个实施例中，氧化铝层220的厚度为72nm～74nm。
优选地，氧化铝层220的厚度为73nm。
上述蓝宝石高透高硬度复合板10至少具有以下优点：
上述蓝宝石高透高硬度复合板10在透明基板100的第一表面110及第二表面120中的至少一个形成保护膜200，保护膜200包括功能层210及形成于功能层210表面的氧化铝层220，功能层210包括交替层叠的二氧化硅层及五氧化二铌层，通过二氧化硅、五氧化二铌及氧化铝三种材料对光的相消性干涉使得蓝宝石高透高硬度复合板10具有较高的透射率。同时，二氧化硅及五氧化二铌的存在使得该蓝宝石高透高硬度复合板不易老化泛黄，对光的反射小且透过率高，图像清晰。又由于该蓝宝石高透高硬度复合板10包括氧化铝层220，氧化铝作为红宝石及蓝宝石的主要成分，具有耐高温耐火、机械性能好及硬度强等优点，且热膨胀系数小，不易受热变形。经实验验证，仅在透明基板100的第一表面110及第二表面120的其中一个上依次形成功能层210及氧化铝层220得到的蓝宝石高透高硬度复合板10在420nm～670nm的透射率达到94％以上，在透明基板100的第一表面110及第二表面120均依次形成功能层210及氧化铝层220得到的蓝宝石高透高硬度复合板10在420nm～670nm的透射率达到98％以上，上述两种蓝宝石高透高硬度复合板10的硬度达9H～10H，经9H铅笔在1公斤压力下的10000次摩擦无划伤，经美工刀片在1公斤压力下的100次刮擦无刮伤且无脱落，且在蓝宝石高透高硬度复合板10表面不会留下任何痕迹。上述蓝宝石高透高硬度复合板10不仅既能防止电子触控产品的屏幕表面被划伤，又使得电子触控产品的图像更加清晰，还能避免蓝宝石高透高硬度复合板10在储存和运输过程中被划伤。此外，该蓝宝石高透高硬度复合板10的透射率较高且硬度强，也能作为汽车玻璃的保护膜。因此，上述蓝宝石高透高硬度复合板10兼具增透和加硬效果，能够满足市场的需求。
上述电子触控产品至少具有以下优点：
上述电子触控产品以上述蓝宝石高透高硬度复合板10为屏幕盖板，上述蓝宝石高透高硬度复合板10的硬度较高，能够防止电子触控产品的屏幕表面被划伤，同时，该蓝宝石高透高硬度复合板10的透射率较高，使得电子触控产品的图像更加清晰，不会影响对图像的感官效果。
当然，需要说明的是，层叠于第一表面110及第二表面120中的一个的氧化铝层220可以省略。当其中一个氧化铝层220省略时，第一表面110及第二表面120中的另一个的第二五氧化二铌层216覆盖于电子触控产品的屏幕表面，同样也能够保护电子触控产品的屏幕，避免电子触控产品的屏幕表面被划伤。
当然，需要说明的是，保护膜200的数量不限于两个，也可以为一个。当保护膜200的数量为一个时，一个保护膜200覆盖于第一表面110及第二表面120中的一个，且第一表面110及第二表面120中的另一个覆盖于电子触控产品的屏幕上。
以下以层叠于第一表面110的保护膜200为例对上述蓝宝石高透高硬度复合板10的制备方法进行说明。
上述蓝宝石高透高硬度复合板10的制备方法，包括以下步骤：
步骤S110，将透明基板100清洗后进行干燥。
步骤S120，在透明基板100的第一表面110沉积第一五氧化二铌层212。
具体地，在氩气和氧气的混合气体氛围中，以铌作为靶材，在第一表面110上沉积第一五氧化二铌层212。
在其中一个实施例中，沉积方式为磁控溅射或电子束蒸镀。
优选地，沉积方式为磁控溅射。因为磁控溅射在镀膜时不会产生较高的温度，避免出现二次溅射的问题，保证了膜层的质量，同时气体的离化率较高，镀膜的速率更快。
在其中一个实施例中，沉积的设备为磁控溅射镀膜机。第一五氧化二铌层212的厚度由磁控溅射镀膜机中的膜厚仪控制，到达预定厚度后会自动停止工作。
优选地，磁控溅射镀膜机的靶材为铌。
优选地，磁控溅射电源的频率为40KHz。
优选地，磁控溅射镀膜机的氩气的流量为100sccm～200sccm。
优选地，磁控溅射镀膜机的氧气的流量为60sccm～100sccm。
步骤S130，在第一五氧化二铌层212远离第一表面110的一侧沉积二氧化硅层214。
具体地，在氩气和氧气的混合气体氛围中，以硅作为靶材，在第一五氧化二铌层212远离第一表面110的一侧沉积二氧化硅层214。
在其中一个实施例中，沉积方式为磁控溅射或电子束蒸镀。
优选地，沉积方式为磁控溅射。因为磁控溅射在镀膜时不会产生较高的温度，避免出现二次溅射的问题，保证了膜层的质量，同时气体的离化率较高，镀膜的速率更快。
在其中一个实施例中，沉积的设备为磁控溅射镀膜机。二氧化硅层214的厚度由磁控溅射镀膜机中的膜厚仪控制，到达预定厚度后会自动停止工作。
优选地，磁控溅射镀膜机的靶材为硅。
优选地，磁控溅射电源的频率为40KHz。
优选地，磁控溅射镀膜机的氩气的流量为100sccm～200sccm。
优选地，磁控溅射镀膜机的氧气的流量为60sccm～100sccm。
步骤S140，在二氧化硅层214远离第一五氧化二铌层212的一侧沉积第二五氧化二铌层216。
具体地，在氩气和氧气的混合气体氛围中，以铌作为靶材，在二氧化硅层214远离第一五氧化二铌层212的一侧沉积第二五氧化二铌层216。
在其中一个实施例中，沉积方式为磁控溅射或电子束蒸镀。
优选地，沉积方式为磁控溅射。因为磁控溅射在镀膜时不会产生较高的温度，避免出现二次溅射的问题，保证了膜层的质量，同时气体的离化率较高，镀膜的速率更快。
在其中一个实施例中，沉积的设备为磁控溅射镀膜机。第二五氧化二铌层216的厚度由磁控溅射镀膜机中的膜厚仪控制，到达预定厚度后会自动停止工作。
优选地，磁控溅射镀膜机的靶材为铌。
优选地，磁控溅射电源的频率为40KHz。
优选地，磁控溅射镀膜机的氩气的流量为100sccm～600sccm。
优选地，磁控溅射镀膜机的氧气的流量为60sccm～100sccm。
步骤S150，在第二五氧化二铌层216远离二氧化硅层214一侧沉积氧化铝层220。
具体地，在氩气和氧气的混合气体氛围中，在第二五氧化二铌层216远离二氧化硅层214一侧沉积氧化铝层220。
在其中一个实施例中，沉积方式为磁控溅射或电子束蒸镀。
优选地，沉积方式为磁控溅射。因为磁控溅射在镀膜时不会产生较高的温度，避免出现二次溅射的问题，保证了膜层的质量，同时气体的离化率较高，镀膜的速率更快。
在其中一个实施例中，沉积的设备为磁控溅射镀膜机。氧化铝层220的厚度由磁控溅射镀膜机中的膜厚仪控制，到达预定厚度后会自动停止工作。
优选地，磁控溅射镀膜机的靶材为铝。
优选地，磁控溅射电源的频率为50Hz。
优选地，磁控溅射镀膜机的氩气的流量为100sccm～200sccm。
优选地，磁控溅射镀膜机的氧气的流量为60sccm～100sccm。
上述蓝宝石高透高硬度复合板的制备方式工艺简单，适合工业化生产。
以下为具体实施例部分：
实施例1
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的制备过程如下：
(1)以铌为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和60sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在10mm的玻璃透明基板的第一表面镀制16nm的第一五氧化二铌层。
(2)以硅为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和60sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在第一五氧化二铌层远离第一表面的一侧镀制20nm的二氧化硅层。
(3)以铌为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和60sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在二氧化硅层远离第一五氧化二铌层的一侧镀制73nm的第二五氧化二铌层。
(4)以铝为板材，在50Hz，100sccm的氩气和60sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在第二五氧化二铌层远离二氧化硅层的一侧镀制72nm的氧化铝层，即得到蓝宝石高透高硬度复合板。
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的结构为：玻璃透明基板(10mm)/第一五氧化二铌层(16nm)/二氧化硅层(20nm)/第二五氧化二铌层(73nm)/氧化铝层(72nm)(上述结构中“/”代表层叠)。
实施例2
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的制备过程如下：
(1)以铌为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在0.5mm的塑料透明基板的第二表面镀制18nm的第一五氧化二铌层。
(2)以硅为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在第一五氧化二铌层远离第一表面的一侧镀制22nm的二氧化硅层。
(3)以铌为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在二氧化硅层远离第一五氧化二铌层的一侧镀制75nm的第二五氧化二铌层。
(4)以铝为板材，在50Hz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在第二五氧化二铌层远离二氧化硅的一侧镀制74nm的氧化铝层，即得到蓝宝石高透高硬度复合板。
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的结构为：塑料透明基板(0.5mm)/第一五氧化二铌层(18nm)/二氧化硅层(22nm)/第二五氧化二铌层(75nm)/氧化铝层(74nm)(上述结构中“/”代表层叠)。
实施例3
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的制备过程如下：
(1)以铌为靶材，在40KHz，200sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在0.28m的玻璃透明基板的第一表面和第二表面均镀制16nm的第一五氧化二铌层。
(2)以硅为靶材，在40KHz，200sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在两个第一五氧化二铌层的表面均镀制20nm的二氧化硅层。
(3)以铌为靶材，在40KHz，200sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在两个二氧化硅层的表面均镀制73nm的第二五氧化二铌层。
(4)以铝为板材，在50Hz，200sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在其中一个第二五氧化二铌层的表面镀制72nm的氧化铝层，即得到蓝宝石高透高硬度复合板。
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的结构为：氧化铝层(72nm)/第二五氧化二铌层(73nm)/二氧化硅层(20nm)/第一五氧化二铌层(16nm)/玻璃透明基板(0.28mm)/第一五氧化二铌层(16nm)/二氧化硅层(20nm)/第二五氧化二铌层(73nm)(上述结构中“/”代表层叠)。
实施例4
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的制备过程如下：
(1)以铌为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在0.2mm的玻璃透明基板的第一表面和第二表面均镀制18nm的第一五氧化二铌层。
(2)以硅为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在两个第一五氧化二铌层的表面均镀制22nm的二氧化硅层。
(3)以铌为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在两个二氧化硅层的表面均镀制75nm的第二五氧化二铌层。
(4)以铝为板材，在50Hz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在两个第二五氧化二铌层的表面均镀制74nm的氧化铝层，即得到蓝宝石高透高硬度复合板。
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的结构为：氧化铝层(74nm)/第二五氧化二铌层(75nm)/二氧化硅层(22nm)/第一五氧化二铌层(18nm)/玻璃透明基板(0.2mm)/第一五氧化二铌层(18nm)/二氧化硅层(22nm)/第二五氧化二铌层(75nm)/氧化铝层(74nm)(上述结构中“/”代表层叠)。
实施例5
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的制备过程如下：
(1)以铌为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在0.3mm的玻璃透明基板的第一表面和第二表面均镀制17nm的第一五氧化二铌层。
(2)以硅为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在两个第一五氧化二铌层的表面均镀制21nm的二氧化硅层。
(3)以铌为靶材，在40KHz，100sccm的氩气和100sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在两个二氧化硅层的表面均镀制74nm的第二五氧化二铌层。
(4)以铝为板材，在50Hz，100sccm的氩气和60sccm氧气混合气氛中，采用磁控溅射在两个第二五氧化二铌层的表面均镀制73nm的氧化铝层，即得到蓝宝石高透高硬度复合板。
本实施例的蓝宝石高透高硬度复合板的结构为：氧化铝层(73nm)/第二五氧化二铌层(74nm)/二氧化硅层(21nm)/第一五氧化二铌层(17nm)/玻璃透明基板(0.3nm)/第一五氧化二铌层(17nm)/二氧化硅层(21nm)/第二五氧化二铌层(74nm)/氧化铝层(73nm)(上述结构中“/”代表层叠)。
采用分光光度计测定实施例1～实施例5得到的蓝宝石高透高硬度复合板在420nm～670nm的透射率，结果见表1。
将负重1kg、硬度为9H的铅笔与实施例1～实施例5得到的蓝宝石高透高硬度复合板呈45°以0.5mm/s的速度摩擦10000次，观察蓝宝石高透高硬度复合板表面是否有划伤，结果见表1。
使用美工刀片在1公斤压力下对实施例1～实施例5得到的蓝宝石高透高硬度复合板刮擦100次，观察蓝宝石高透高硬度复合板表面是否有刮伤及脱落，结果见表1。
表1
从表1可以看出，实施例1和实施例2得到的蓝宝石高透高硬度复合板在420nm～670nm的透射率均大于94％，增透效果较佳，实施例3～实施例5得到的蓝宝石高透高硬度复合板在420nm～670nm的透射率均大于98％，增透效果极佳。说明实施例1～实施例5的蓝宝石高透高硬度复合板能够保证电子触控产品的图像的清晰度。说明实施例1～实施例5的蓝宝石高透高硬度复合板能够保证电子触控产品的图像的清晰度。同时，实施例1～实施例5得到的蓝宝石高透高硬度复合板经9H铅笔在1公斤压力下的10000次摩擦无划伤，经美工刀片在1公斤压力下的100次刮擦无刮伤且无脱落，表明蓝宝石高透高硬度复合板的硬度为9H～10H，既能防止电子触控产品的屏幕表面被划伤，又能避免蓝宝石高透高硬度复合板在储存和运输过程中被划伤。因此，上述蓝宝石高透高硬度复合板兼具增透和加硬效果，能够满足市场的需求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。