具有纹理外观的透明结构的制作方法

本实用新型属于真空薄膜加工领域，具体地涉及一种具有纹理外观的透明结构。

背景技术：

可携式电子装置已经广泛地为现代人所使用，例如智慧型手机、平板电脑、笔记型电脑等；而依据每个人对于装置外观的喜好不同，厂商往往需要针对可携式电子装置的外观加以设计，来吸引消费者购买。举例来说，在厂商制造可携式电子装置的过程中，能够藉由装置面板或后盖板的外观颜色或纹理图案的改变或组合，提供多样化的选择，并且能丰富使用者的视觉感受。

当前现有技术主要是使用一些传统的方式将需要呈现的纹理图案或字体，例如通过印刷、打印、雕刻等方式在固体材料表面直接处理，形成预期的纹理效果。但做出的纹理效果会严重影响材料的透光效果。导致此工艺无法直接在具有视窗或显示区域的产品表面直接使用。

例如，中国专利文献CN 204695276公开了一种具有纹理外观的透明结构，贴附于物件。具有纹理外观的透明结构包括透明基材及光学成像UV 胶层。透明基材包括表面；光学成像UV 胶层被涂覆于表面，且光学成像UV 胶层经由成像制程形成纹理图样。其中透明基材藉由光学成像UV 胶层贴附于物件，使得物件呈现具有纹理图样的外观。为了避免干扰使用者观看萤幕画面，具有纹理外观的透明结构在触控萤幕模组的位置即对应光学成像UV 胶层的非成像区，而在触控萤幕模组外的其他边框位置则对应光学成像UV 胶层的成像区。从正面观看具有纹理外观的透明结构时，透过透明基材即会看见即设为光学成像UV 胶层的非成像区呈现相同的纹理图样，而在触控萤幕模组或按键等位置则无纹理图样的呈现。因此，此结构无法直接在具有视窗或显示区域的产品表面直接使用。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本实用新型目的是：提供一种具有纹理外观的透明结构，可以在具有视窗或显示区域的产品表面直接使用，处理的透明基材表面纹理透光度可调，当纹理可见光平均透光度做到90%以上时，纹理效果几乎不影响基材的透光显示效果，因此在亮屏状态时纹理涂层不影响显示效果，熄屏状态时，纹理涂层的透光度相对显示屏的透光高，涂层表面的反射率也会比显示屏的反射率更低。因此，在同一表面光线反射强度的对比下纹理效果会清晰可见。

本实用新型的技术方案是：

一种具有纹理外观的透明结构，其特征在于，包括：

一透明基材，以及

一镀膜层，涂覆于透明基材表面，所述镀膜层具有图样外观；

所述镀膜层包括互相交替堆叠的相对高折射率材料层和相对低折射率材料层，或者互相交替堆叠的相对高折射率材料层、相对低折射率材料层以及金属材料层。

优选的，所述镀膜层的图样外观设置在视窗区或显示区。

优选的，所述镀膜层的可见光平均反射率小于或大于透明基材的反射率，或者使镀膜层在可见光的某一波段范围的反射率小于或大于透明基材的反射率。

优选的，所述相对高折射率材料为折射率n≥1.51的材料包括下述中的任一种：TiO₂、Ti₃O₅、ZrO₂、Nb₂O₅、Al₂O₃、SiO；

所述相对低折射率材料为折射率≤1.5的材料包括下述中的任一种：SiO₂、MgF₂、Na₃AlF₆；

所述金属材料包括下述中的任一种：Al、Ag、Au、Cr、Ni、CrNi、Sn、In、SnIn、Ti。

本实用新型是基于现有的固体材料表面光学减反射增透膜和高反射膜技术，通过光线在不同波段所呈现的颜色不同所设计的涂层工艺，当涂层的厚度达到可见光某一波长的四分之一光学厚度时，涂层所呈现的颜色就是该波长的光线颜色。通过涂层工艺优化，调整涂层可见光的平均反射率，使涂层平均反射率小于或大于基材的反射率，使纹理清晰可见。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、本实用新型的图层工艺可以直接在视窗或显示区表面镀膜，使其呈现图样或文字。使用本实用新型处理的透明基材表面纹理透光度可调，光线穿透率从0%~99.99%均可，当纹理可见光平均透光度做到90%以上时，纹理效果可以几乎完全不影响基材的透光显示效果。既可以达到外观美化的效果，又不影响显示效果。

2、本实用新型可以广泛应用于透明材料表面的图案纹理处理如数码电子产品，汽车挡风玻璃，建筑幕墙玻璃以及其它特殊材料处理行业等。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例一种具有纹理外观的透明结构；

图2为本实用新型实施例另一种具有纹理外观的透明结构；

图3为本实用新型具有纹理外观的透明结构的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示，具有纹理外观的透明结构能贴附于物件上，此物件可以是数码电子产品显示屏、汽车挡风玻璃、建筑幕墙玻璃等等透明基材上，例如玻璃、蓝宝石、PET、PC、PMMA等。

本实用新型的具有纹理外观的透明结构包括：透明基材10和镀膜层20，镀膜层20通过镀膜工艺涂覆于透明基材10表面，该镀膜层20具有图样外观。该镀膜层的图样外观可以直接设置在视窗区或显示区。图样外观可以文字、图案、花纹等等。

镀膜层20可以由相对高折射率材料层21和相对低折射率材料层22互相交替堆叠构成，也可以是由相对高折射率材料层21、相对低折射率材料层22以及金属材料层23互相交替堆叠构成，如图2所示。当然图1和图2仅仅给出了2和3层的交互堆叠，也可以4、5、6层等多层间进行交互堆叠。这样，镀膜层的厚度也随之改变。

通过调整相对高折射率材料层21、相对低折射率材料层22以及金属材料层23堆叠厚度可以改变镀膜层的反射率，从而改变镀膜层的透光率。

常见透明材料的可见光平均透光度为89%~92%。当此结构作用于家电或电子产品显示屏外表面时，只要将镀膜层的可见光平均透光度，处理到小于或大于透明材料自身透光度，或者使镀膜层在可见光的某一波段范围的反射率小于或大于透明基材的反射率，即可出现明显的纹理效果，并且镀膜层透光度与处理前的材料自身透光度相差越大图样效果越明显。且当镀膜层可见光的平均反射率小于透明基材的可见光平均反射率时，图样纹理不影响透明基材的显示效果。

当此技术应用与显示屏表面时，镀膜层的可见光反射率若小于显示屏基材的可见光反射率时，纹理的可见效果只有在显示屏未点亮或显示屏亮度较低时才会清晰可见，且镀层纹理的可见光反射率与显示屏基材的可见光反射率相差越大，镀层纹理效果越明显。镀膜层的反射率若大于显示屏基材的反射率时，纹理的可见效果无论是在显示屏点亮还是熄灭时，镀层纹理都会清晰可见，且镀层纹理的可见光反射率与显示屏基材的可见光反射率相差越大，镀层纹理效果越明显。

本实用新型制作具有纹理外观的透明结构的工艺方法为，在透明基材10表面固定遮蔽治具，遮蔽治具使用丝网印刷可剥胶、金属或塑胶治具直接贴合或固定等方式在透明基材表面形成遮蔽区与镂空区。再将带有治具遮蔽的透明基材放入到真空镀膜设备内镀膜或者是化学镀膜药液中浸泡。镀膜后，去除透明基材表面的治具，透明基材表面有治具遮挡部分涂层无法附着到透明基材表面，治具镂空的部分镀膜涂层会附着在其表面。当遮蔽治具去除后，透明基材表面有镀膜涂层的部分和没有镀膜涂层的部分会形成对比从而产生图样外观效果。图样外观效果取决于镂空区的外观形状。具体包括以下步骤：

实施例1：

如图3所示，制作具有平均透光率为90.1~99.99%的镀膜层的工艺方法包括：

1.将清洁干净的玻璃基材A使用丝网印刷的方式在玻璃表面印刷一层水性液体可剥胶，然后干燥。

2.玻璃表面印刷的可剥胶干燥后形成材料B。将材料B 置于真空镀膜设备内抽真空准备镀膜，有印可剥胶的一面为镀膜面。

3.待到镀膜设备真空度达到镀膜条件时（一般镀膜真空度在5.0e-2 Torr或6.5 Pa以上，也就是说镀膜设备内的压力值越小越好），先使用离子源充入工作气体，工作气体为惰性气体。对材料B表面进行离子清洗，（清洗时间在30秒以上即可，但在120秒~200秒之间最佳）。

4.离子清洗完成后，依据事先设计好的光学膜层工艺在材料B印刷可剥胶面进行镀膜。使用相对高折射率材料与相对低折射率材料相互交替叠加镀膜，例如，

a.TiO₂-SiO₂；

b.SiO₂-TiO₂-SiO₂；

c.TiO₂-SiO₂-TiO₂-SiO₂……；

d.SiO₂-TiO₂-SiO₂-TiO₂-SiO₂……等。

其中SiO₂代表低折射率材料，TiO₂代表高折射率材料。

通过计算每一层的相对高折射率的材料或者相对低折射率材料的厚度来达到需要的透光率，例如可以使用光学膜系设计软件TFCalc或者Macleod，将膜系设计优化目标设定成为可见光平均透光度高于基材的透光度即可，以玻璃基材可见光平均透光度为90%为例，设计膜系结构时，将可见光平均透光度优化目标设计到90.1%~99.99%，即可实现透明纹路效果。然后将设计的出来的膜系结构导入到镀膜设备控制系统内执行即可，得到镀膜后的材料C。

5.镀膜完成后镀膜设备充入大气，取出镀膜后的材料C，使用水洗或擦拭的动作去除掉材料C表面的可剥胶，因可剥胶是水性的，在接触液体水后会溶解，因此附着在可剥胶表面的镀膜层也会一同脱落，而附着在玻璃表面的镀膜层则不会受到任何影响，因此花纹呈现形成材料D。

实施例2：

如图3所示，制作具有平均透光率为90.1~99.99%的镀膜层的工艺方法包括：

1.将清洁干净的玻璃基材，使用金属或塑胶治具固定在玻璃基材表面形成材料B。

2.将材料B 置于真空镀膜设备内抽真空准备镀膜，固定治具的一面为镀膜面。

3.待到镀膜设备真空度达到镀膜条件时（一般镀膜真空度在5.0e-2 Torr或6.5 Pa以上，也就是说镀膜设备内的压力值越小越好），先使用离子源充入工作气体，工作气体为惰性气体，对材料B表面进行离子清洗，（清洗时间在30秒以上即可，但在120秒~200秒之间最佳）。

4.离子清洗完成后，依据事先设计好的光学膜层工艺在材料B印刷可剥胶面进行镀膜。使用相对高折射率材料与相对低折射率材料相互交替叠加镀膜，例如，

a.TiO₂-SiO₂；

b.SiO₂-TiO₂-SiO₂；

c.TiO₂-SiO₂-TiO₂-SiO₂……；

d.SiO₂-TiO₂-SiO₂-TiO₂-SiO₂……等。

其中SiO₂代表低折射率材料，TiO₂代表高折射率材料。

通过计算每一层的相对高折射率的材料或者相对低折射率材料的厚度来达到需要的透光率，例如可以使用光学膜系设计软件TFCalc或者Macleod，将膜系设计优化目标设定成为可见光平均透光度高于基材的透光度即可，以玻璃基材可见光平均透光度为90%为例，设计膜系结构时，将可见光平均透光度优化目标设计到90.1%~99.99%，即可实现透明纹路效果。然后将设计的出来的膜系结构导入到镀膜设备控制系统内执行即可，得到镀膜后的材料C。

5.镀膜完成后镀膜设备充入大气，取出镀膜后的材料C，去掉材料C表面的遮蔽治具形成材料D。材料表面有治具遮蔽的部分镀膜是直接附着在治具上的，因此当治具去掉后镀膜层也会随之去掉，治具镂空的部分镀膜层是直接附着在玻璃基材表面的。因此当治具去掉后玻璃表面的图样外观就会呈现。

实施例3：

如图3所示，制作具有平均透光率为0~90%的镀膜层的工艺方法包括：

1.将清洁干净的玻璃基材A，使用丝网印刷的方式在玻璃表面印刷一层水性液体可剥胶2，然后干燥。

2.玻璃表面印刷的可剥胶干燥后形成材料B。将材料B 置于真空镀膜设备内抽真空准备镀膜，有印可剥胶的一面为镀膜面。

3.待到镀膜设备真空度达到镀膜条件时（一般镀膜真空度在5.0e-2 Torr或6.5 Pa以上，也就是说镀膜设备内的压力值越小越好），先使用离子源充入工作气体，工作气体为惰性气体。对材料B表面进行离子清洗，（清洗时间在30秒以上即可，但在120秒~200秒之间最佳）。

4.离子清洗完成后，依据事先设计好的光学膜层工艺在材料B印刷可剥胶面进行镀膜。使用相对高折射率的镀膜材料与相对低折射率的镀膜材料以及金属镀膜材料相互交替叠加镀膜，包括但不限于以下膜层结构：

a.Al-TiO₂；

b.Al-SiO₂；

c.SiO₂-Al；

d.TiO₂-Al；

e.Al-TiO₂-SiO₂；

f.Al-SiO₂-TiO₂；

g.SiO₂-Al-SiO₂；

h.TiO₂-Al-SiO₂；

i.TiO₂-SiO₂-Al；

j.SiO₂-TiO₂-AL

……

其中SiO₂代表低折射率材料，TiO₂代表高折射率材料，Al代表金属材料。使用光学膜系设计软件TFCalc或者Macleod，将膜系设计优化目标设定成为工艺所需要达到的要求。其中，金属材料的主要作用是调节镀膜层的整体透光度，金属材料的单层镀膜层越厚整体镀膜层的透光度就越低，反之透光度就越高。一般透光度可从0%~90%范围进行调节。

5.镀膜完成后镀膜设备充入大气，取出镀膜后的材料C，使用水洗或擦拭的动作去除掉材料C表面的可剥胶，因可剥胶是水性的，在接触液体水后会溶解，因此附着在可剥胶表面的镀膜层也会一同脱落，而附着在玻璃表面的镀膜层则不会受到任何影响，因此花纹呈现形成材料D。

说明：在对半成品C进行镀膜时，镀膜是整面覆盖的，但是由于半成品C遮蔽治具的部分没有被镀膜覆盖，覆盖的只是遮蔽治具，当遮蔽治具去掉后，有镀膜的部分和没有镀膜的部分会形成对比，从而衬托出镀膜的纹路效果。镀膜的可见光反射率与玻璃基材自身的可见光反射率相差越大，镀膜层图样外观在基材上的效果就越明显。

使用本实用新型处理的透明基材表面纹理透光度可调，光线穿透率从0%~99.99%均可，当纹理可见光平均透光度做到90%以上时，纹理效果可以几乎完全不影响基材的透光显示效果。既可以达到外观美化的效果，又不影响显示效果。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。