专利名称：手机视窗防护屏的制备方法
技术领域：
本发明涉及通讯设备，特别是手机视窗防护屏的制备方法。
背景技术：
手机上的液晶显示器(LCD)通常由两片厚度在0.4-0.55mm的超薄ITO(氧化铟锡)玻璃组成，如果LCD直接裸露，在使用过程中很容易损坏，因此现有手机的LCD上面均装有既保护LCD，又起到美观装饰作用的视窗防护屏。现有视窗防护屏的制作有两种方式1、开模注塑的方式，也称IMD技术(模内镶嵌技术)，此方法的优点为容易实现曲面形状，缺点为成本高，表面抗划伤能力差；2、平板CNC切割方式，主要材料为PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)和PMMA(Polymethyl Methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯，俗称压克力)片材，其优点为可根据图形灵活切割，成本低，缺点为表面抗划伤能力及防护性能均较差。
超薄玻璃作为手机视窗防护屏的替代材料，其特有的防护性能、质感、视觉效果及光学性能等优点，正日益受到重视。但由于玻璃天生的脆裂性，在加工、打孔方面难度极高。目前对手机视窗防护屏超薄玻璃的加工中，有采用仿形车边磨削来进行外形切割、倒角等；有采用激光切割来进行钻孔及孔内边缘倒角及水切割开孔方式(即通过超高压发生器将水加压到300MPa以上，通过一个专用的切割喷头喷射出极细的高压水流对工件进行加工)，加工精度高。但上述方式设备投资大，且都只能单片处理，不能适应大规模的生产，生产成本同样很高。
CNC(Computer Numerical Control)雕刻字面定义为计算机数控技术雕刻，它是在工业领域中计算机辅助设计技术(CAD)、计算机辅助加工技术(CAM)、计算机数控技术(CNC)、高速铣削技术(HSM)的基础上发展起来的。目前利用CNC技术应用于手机视窗防护屏的制备尚未见报道，而且若用CNC雕刻机中的专用刀具进行切割，存在着切削变形、切削力、切削热与切削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等问题，容易使玻璃划伤、震裂，从而造成良品率低下。所以超薄玻璃用作手机视窗防护屏，其表面抗划伤，抗冲击强度，防碎裂伤人，非导电，生产效率和良品率的提高、降低生产成本等问题均未能得到有效解决。
为了满足灵活多样的外观颜色的装饰性匹配要求，要求手机视窗防护屏具有多样化颜色的非导电膜。而在超薄玻璃上直接镀非导电膜层，存在一是附着力问题，二是由于非导电膜层与玻璃表面应力的不同而产生的超薄玻璃抗冲击强度明显下降问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种超薄玻璃手机视窗防护屏的制备方法。
本发明一种手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于主要包括a、采用CNC加工技术对厚度为0.4-1.2mm的超薄玻璃按产品的设计尺寸和形状进行切割或/和打孔、倒角；b、对超薄玻璃进行化学钢化；c、在超薄钢化玻璃层的下表面利用电子束蒸发低温沉积技术镀覆非导电膜层；d、在非导电膜层下表面无气泡粘合防裂膜；根据需要，还可以e、在超薄玻璃层的上表面用磁控溅射镀覆超硬膜。
采用表面覆有金钢砂涂层的硬质钻头或/和砂轮代替传统的切削CNC专用刀具对超薄玻璃进行切割、打孔、倒角。
上述非导电膜的镀覆采用真空薄膜工艺及离子源辅助低温沉积电子束蒸发镀膜技术。
非导电膜层由多层高、低折射率交替的膜层构成，与玻璃接触的涂层材料的选择应为其表面应力系数与玻璃的表面应力系数相配合的介质材料。
非导电膜采用对氟化物或/和氧化物介质膜材料进行层叠沉积，并根据光学原理，进行不同膜层厚度的设计，可实现多种颜色，而且表面电阻≥108欧姆。
在非导电膜层下表面或超薄玻璃下表面通过高精度自动贴合设备，自动输送防裂膜并精确对位贴合，并在高于大气压的环境下排除层间的气泡。
上述防裂膜为0.05-0.2mm厚的高强度、高透明的PET或PC或PVC薄膜。
本发明在超薄玻璃上直接镀覆非导电膜，该非导电膜层可制成带色彩的透明层，容易与手机的外观颜色匹配，满足人们对手机的个性化、时尚化、豪华感的需求；在超薄玻璃层上镀覆超硬膜并无气泡贴合防裂膜，具有较高的附着力和抗划伤能力、抗冲击强度，明显降低了生产成本，产品的生产效率及良品率以及使用的安全性均得到大幅度的提高。
具体实施例方式1、超薄玻璃的形状加工按屏的设计尺寸和形状，采用CNC雕刻机，将表面覆有金钢砂涂层的硬质钻头和砂轮代替专用CNC刀具。运用CNC雕刻机的立铣功能和仿真模拟控制系统，沿设计数控轨迹，对工件进行立铣加工，可同时对单片或是多片进行切割或/和打孔、孔内或边缘倒角，不会对玻璃造成任何损伤。本发明将传统的CNC切削作业改为磨削作业，不仅可用于粗加工毛坯加工，更能用于精加工。与通常切削加工相比，钻头或砂轮表面的微小金钢砂磨粒切削刃的几何形状是不确定的(负前角为-60°～-85°，刃口楔角为80°～145°，刃端钝圆半径为3～28μm)，而且切削刃的排列(凹凸、刃距)是随机分布的，磨削厚度非常薄，可达几个微米以下；当磨削速度达1000～7000m/min时，磨削点的瞬时温度可达1000℃以上，去除相同体积的材料所消耗的能量比车削明显降低。与激光加工相比，精度可从±0.10提高到±0.05，作业效率可从单片/次提高到4-6片/次。
利用专业CNC雕刻机现有的软件系统，可以有效地解决加工效率问题，提高产品加工精度和加工速度。对磨削过程的检测与控制，主要是通过传感器、分析及信号处理，对磨削过程进行实时监控，例如对砂轮的磨损及破损情况进行监测和控制，对工件的尺寸、形状与位置精度和加工表面及质量进行监控。在加工过程中，冷却方式由原来的气冷改为液体冷却方式，冷却液的作用主要是冷却和润滑、将磨削热从工件表面带走、冲刷掉磨削时留在工件和砂轮表面上的磨屑。
2、对超薄玻璃进行化学钢化对于0.4-1.2mm厚度的超薄玻璃，传统的物理钢化技术已不能适用，一般的化学钢化的技术原理，即钠钾离子交换法。由于钾离子的半径比钠离子的半径大，占据了钠离子原来的位置，在玻璃表面产生“挤压”效应而产生表面应力，从而有效地提高超薄玻璃的抗冲击强度，但抗冲击强度仍然欠佳。本发明在前述化学钢化技术的基础上，通过加速钠钾离子交换的速度及离子交换层的深度和密度的方法，使超薄玻璃在同等条件下抗冲击强度由原来的20cm上升至40cm，产品的良品率由原来的70％提升到90％以上，同时缩短了钢化时间约30％。
3、镀覆非导电膜层本发明将真空薄膜工艺及离子源辅助沉积电子束蒸发镀膜设备应用于超薄玻璃表面，在低于100℃温度下对超薄玻璃表面进行低温沉积，镀覆一高透明的、具有各种颜色系列的非导电膜层，其表面电阻≥108欧姆。
本发明采用多层层叠膜方法，基本膜系结构是由高、低折射率交替的膜层构成，其中与玻璃接触的涂层材料的选择应为其表面应力系数与玻璃的表面应力系数相配合的材料。
利用光学膜系的数值计算软件，并根据其颜色和非导电性能的要求，可以模拟计算出所需要的光谱曲线及膜层材料的选择和多层叠加膜中每层膜的厚度，由此来满足丰富多彩的手机外观颜色与玻璃防护屏之间的装饰性颜色匹配的问题。膜层材料的可在MgF2、SiO2、TiO2、ZrO2等材料中选择。
4、防裂膜的粘贴将超薄玻璃与0.05-0.2mm厚的高强度、高透明超薄防爆/裂膜非常精确并且无气泡地粘合在一起。通过高精度自动贴合设备，自动输送防裂膜，并去除膜上的保护膜或纸；自动将膜与玻璃进行精确对位贴合；在高于大气压的环境下排除贴合过程中产生的气泡，可消除因气泡存在而产生的框阴线。
5、镀覆超硬膜根据用户对超薄玻璃表面硬度的要求，需要超薄玻璃上表面镀覆超硬膜，有效增强玻璃表面的抗划伤能力。本发明在超薄玻璃上表面采用磁控溅射技术沉积高透明的超硬薄膜。磁控溅射技术可根据工艺要求，可实现大面积自动化连续均匀镀膜，工艺参数恒定，膜的沉积速度、放电气压、工作电压、基片架直线移动的速度连续可调等，能很好地保证生产过程中产品质量的稳定性，并具有以下特点膜与基底玻璃之间的附着力高、膜层致密均匀、可实现低温沉积镀膜、生产效率高、生产成本低，使生产效率从原来的900-1000片/小时提高到20000片/小时，良品率从原来的60％提高到90％。
权利要求
1.一种手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于主要包括a、采用CNC加工技术对厚度为0.4-1.2mm的超薄玻璃按产品的设计尺寸和形状进行切割或/和打孔、倒角；b、对超薄玻璃进行化学钢化；c、在超薄钢化玻璃层的下表面利用电子束蒸发低温沉积技术镀覆非导电膜层；d、在非导电膜层下表面无气泡粘合防裂膜；根据需要，还可以e、在超薄玻璃层的上表面用磁控溅射镀覆超硬膜。
2.根据权利要求1所述的手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于采用表面覆有金钢砂涂层的硬质钻头或/和砂轮代替传统的切削CNC专用刀具对超薄玻璃进行切割、打孔、倒角。
3.根据权利要求1所述的手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于非导电膜的镀覆采用真空薄膜工艺及离子源辅助低温沉积电子束蒸发镀膜技术。
4.根据权利要求3所述的手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于非导电膜层由多层高、低折射率交替的膜层构成，与玻璃接触的涂层材料的选择应为其表面应力系数与玻璃的表面应力系数相配合的介质材料。
5.根据权利要求4所述的手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于非导电膜采用对氟化物或/和氧化物介质膜材料进行层叠沉积，并根据光学原理，进行不同膜层厚度的设计，可实现多种颜色，而且表面电阻≥108欧姆。
6.根据权利要求1所述的手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于多层叠加膜的膜层材料可在MgF2、SiO2、TiO2、ZrO2材料中选择。
7.根据权利要求1所述的手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于在非导电膜层下表面或超薄玻璃下表面通过高精度自动贴合设备，自动输送防裂膜并精确对位贴合，并在高于大气压的环境下排除层间的气泡。
8.根据权利要求7所述的手机视窗防护屏的制备方法，其特征在于防裂膜为0.05-0.2mm厚的高强度、高透明的PET或PC或PVC薄膜。
全文摘要
本发明涉及通讯设备，特别是手机视窗防护屏的制备方法，主要包括采用CNC加工技术对超薄玻璃按产品的设计尺寸和形状进行切割或/和打孔、倒角；对超薄玻璃进行化学钢化；在超薄钢化玻璃层的下表面利用电子束蒸发低温沉积技术镀覆非导电膜层；在非导电膜层下表面无气泡粘合防裂膜；还可以在超薄玻璃层的上表面用磁控溅射镀覆超硬膜。本发明在超薄玻璃上直接镀覆非导电膜，该非导电膜层可制成带色彩的透明层，容易与手机的外观颜色匹配，满足人们对手机的时尚化的需求；在超薄玻璃层上镀覆超硬膜并贴合防裂膜，具有较高的附着力和抗划伤能力、抗冲击强度，明显降低生产成本，产品的生产效率及良品率以及使用的安全性均得到有效提高。
文档编号G02B1/10GK1986873SQ20061015504
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月6日 优先权日2006年12月6日
发明者王先玉, 王春桥 申请人:浙江星星光电薄膜技术有限公司