一种防指纹薄膜的制备方法及防指纹薄膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于薄膜材料制备领域，尤其涉及一种防指纹薄膜的制备方法及由该制备 方法制备得到的防指纹薄膜。
【背景技术】
[0002] 触摸屏作为一种最新的输入技术，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方 式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。随着电子工业 的发展，触摸屏的应用越来越广泛，从最初的小屏幕手机、MP3,到现在大尺寸屏幕的电脑、 ATM、医疗、工业控制设备及显示器和电视机。特别是近两年，iPhone手机和ipad电脑的推 出带动了触摸屏技术的发展，这一技术也正逐渐应用到其他的便携电子产品上。触摸屏在 带来方便、舒适和快捷的同时，因使用过程中手指经常触碰屏幕表面留下指纹印和油污，不 易清洗，时间一长就会影响屏幕的正常使用。
[0003] 手机及其它触摸屏产品在阳光下使用过程中，看不清屏幕，导致阅读、编辑短信困 难，严重的会无法拨打号码，目前通常采用提高屏幕亮度的方法来改善，但该方法效果不 大，且会大大降低电池使用时间，对日常手机使用造成严重困扰。因此寻求一种制备阳光下 清晰、同时兼具防指纹效果的薄膜的方法已成为当务之急。目前防指纹薄膜的制备主要采 用真空蒸发镀膜和射频磁控溅射镀膜两种，其中真空蒸发镀膜的附着力较差且大尺寸薄膜 的均匀性差，因此对于大尺寸薄膜一般采用射频磁控溅射，但射频电源会对人体产生辐射 危害，屏蔽困难，生产成本很高同时溅射效率较低也是业界周知的。
【发明内容】
[0004] 本发明解决了现有技术中存在的防指纹薄膜存在的附着力差、无法制得均匀性好 的大尺寸薄膜且生产成本高的技术问题，提供了一种防指纹薄膜的制备方法以及由该制备 方法制备得到的防指纹薄膜。
[0005] 具体地，本发明的技术方案为： 一种防指纹薄膜的制备方法，采用直流磁控溅射在基材表面形成一层防指纹薄膜；所 述直流磁控溅射采用的靶材为导电性靶材；所述导电性靶材中含有聚四氟乙烯，还含有金 属和/或半导体，其中所述金属选自Mg、Al、Cu、Ti中的至少一种，所述半导体选自GaAs、 GaN、氧化铟锡、氧化锌铝中的至少一种。
[0006] -种防指纹薄膜，所述防指纹薄膜由本发明提供的制备方法制备得到。
[0007] 本发明提供的防指纹薄膜的制备方法，采用直流磁控溅射的方法在基材表面一次 成型制备一层兼具有高透光率、高硬度和耐摩擦性良好的防手印薄膜（即本发明提供的防 指纹薄膜)，工艺简单。
【具体实施方式】
[0008] 本发明提供了一种防指纹薄膜的制备方法，采用直流磁控溅射在基材表面形成一 层防指纹薄膜；所述直流磁控溅射采用的靶材为导电性靶材；所述导电性靶材中含有聚四 氟乙烯，还含有金属和/或半导体，其中所述金属选自Mg、Al、Cu、Ti中的至少一种,所述半 导体选自GaAs、GaN、氧化铟锡、氧化锌错中的至少一种。
[0009] 发明人发现，目前溅射法制备防指纹薄膜的靶材基本为不导电的聚四氟乙烯靶 材，其只能采用射频电源进行溅射，采用直流溅射会出现靶中毒，无法溅射成膜。因此，本发 明提供的防指纹薄膜的制备方法中，先对常规的聚四氟乙烯靶材进行改性，具体通过在聚 四氟乙烯中掺杂金属和/或半导体，使得到导电性靶材，然后再采用直流磁控溅射的方法 在基材表面一次成型制备一层兼具有高透光率、高硬度和耐摩擦性良好的防手印薄膜（即 本发明提供的防指纹薄膜)，工艺简单。
[0010] 另外，采用本发明提供的直流磁控溅射法沉积所述防指纹膜，替代了对人体有辐 射危害的射频溅射工艺，还大大提高了生产效率。
[0011] 具体地，作为本发明的一种【具体实施方式】，所述导电性靶材中含有金属，通过金 属对原聚四氟乙烯靶材的掺杂，使得原聚四氟乙烯不导电靶材转化为导电性靶材。发明 人发现，金属的掺杂量不宜过多，否则会影响薄膜的透光率，也不宜过少，否则不能起到导 电性靶材的作用。发明人通过进一步的优选实施发现，所述金属占导电性靶材总质量的 0. 1-lwt%，能有效保证形成高透光率、高硬度的防指纹薄膜。其中，所采用的金属选自Mg、 Al、Cu、Ti中的至少一种。
[0012] 作为本发明的另一种【具体实施方式】，所述导电性靶材中含有半导体，其目的也是 赋予靶材导电性。发明人发现，本发明中对于靶材中所采用的半导体的种类有较大限制， 只能选用禁带宽度大于3eV的半导体材料。这是由于，可见光的激发能量为1. 5_3eV，若所 选用的半导体材料的禁带宽度低于3eV，在可见光照射至薄膜表面时，会吸收可见光产生 光激发效应，导致薄膜的透光率大大降低。因此，本发明中，半导体只能选用禁带宽度大于 3eV的半导体材料，具体选自GaAs、GaN、氧化铟锡、氧化锌铝中的至少一种。优选情况下，所 述半导体占导电性靶材总质量的1-lOwt%。更优选情况下，氧化铟锡中锡与铟的质量比为 (1-20) : (80-99)，氧化锌铝中铝与锌的质量比为（1-10) : (90-99)。
[0013] 本发明中，所述导电性靶材可通过本领域技术人员制备得到，其制备方法为：将金 属和/或半导体颗粒与聚四氟乙烯颗粒混合均匀，拌油熟化后装胚出胚，经烧结并车削成 型，得到所述靶材。上述拌油、熟化和烧结的方法为本领域技术人员所公知，例如所述拌油 的方法可以将金属和/或半导体颗粒、聚四氟乙烯颗粒与5wt%的石墨混合均匀；所述熟化 方法可以为在250°C静置30min ;所述烧结方法可以为330-380°C烧结30min。
[0014] 本发明中，所述直流磁控溅射在保护气氛中进行。其中所述保护气氛所采用的气 体为N2或惰性气体。惰性气体即为元素周期表中零族元素对应的气体。优选情况下，所述 保护气氛采用纯度大于99. 99%的氩气，防止在薄膜中引入其它杂质元素。所述保护气体的 体积流量为200-500 seem。
[0015] 本发明采用的直流磁控溅射采用现有的直流磁控溅射设备完成，例如本发明采用 的是5KW的直流电源作为工作电源的磁控溅射镀膜机(北京北仪真空JP-900A)。
[0016] 具体地，所述直流磁控溅射的方法为：将真空室抽真空至5. OXKT3 Pa以下，充入 保护气氛，直至气压为〇. 3-2Pa，优选为0. 5-lPa，然后启动电源，调整偏压为50-500V，占空 比为15%-90%，溅射5-25min。在直流溅射条件下，所述导电性靶材中的原子、分子溅射出 来，并在基材表面沉积并掺杂结合，即形成本发明的防指纹薄膜。优选情况下，直流磁控溅 射的条件包括：偏压为50-250V，占空比为40%-60%，溅射时间为8-15min。
[0017] 作为本发明的一种优选实施方式，本发明中，所述直流磁控溅射采用的电源为恒 功率电源，其功率为300-3000W，更优选为900-1500W，但不局限于此。
[0018] 本发明中，在进行所述直流磁控溅射之前，还包括对基材进行超声波清洗处理的 步骤。所述超声波清洗的方法为本领域常用方法，例如在20KHZ的超声中水洗10-25min。 这样可以除去玻璃表面的油污灰尘，防止其降低直流磁控溅射镀膜的质量，从而提高制得 的防指纹薄膜在基材表面的附着力和透光率。
[0019] 优选情况下，在进行直流磁控溅射之前还包括对基材进行离子轰击处理，以提高 基材表面的活性，从而提高磁控溅射膜层与基材的结合力。所述对基材进行离子轰击处 理的步骤为本领域技术人员所公知，例如可以对基材表面进行氩离子轰击处理。所述氩 离子轰击处理的方法为：将基材放置在工件架上，将真空室抽真空至1.0Xl(T 2-8.0Xl(r2 Pa，充入氩气，至气压为0. l-5Pa，优选为0. 5-3. OPa，然后在偏压为200-1000V、占空比 为20-70%的条件下对基材表面轰击5-20min。优选情况下，偏压为400-800V，占空比为 35-55%，轰击处理时间为8-15min。
[0020] 本发明中，所述基材为各种现有技术中常用的基材，例如为无机玻璃基材或有机 透明塑料基材，本发明没有特殊限定。
[0021] 本发明还提供了一种防指纹薄膜，所述防指纹薄膜由本发明提供的制备方法制备 得到。本发明所制备的防指纹薄膜，在保持结合力、耐磨性和耐腐蚀性较好的前提下还具有 高透光率和防手印的效果。
[0022] 优选情况下，所述防指纹薄膜的厚度为10_30nm，可保证其具有优异的透光率和防 指纹效果。更优选情况下，所述防指纹薄膜的厚度为15_30nm。
[0023] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024] 实施例1 直接将含钛〇. 5wt%的聚四氟乙烯靶材作为本实施例的靶材A1。将玻璃基底在20KHZ 的超声仪器中水洗20min，将清洗后的玻璃基材放入磁控溅射仪(北京北仪真空JP-900A， 以下实施例中均采用此磁控溅射仪）的真空炉内，关闭炉门，开启真空泵进行抽真空，抽真 空至1. 2X10_2Pa，通入氩气至真空度为1. 5Pa，调整偏压为600V、占空比为50%，对玻璃基底 进行氩离子轰击处理，时间为8min。
[0025] 然后将靶材A1放入真空室内，关闭炉门抽真空至真空度为5. OX l(T3Pa，通入 Ar，Ar的体积流量为40〇SCCm，至真空度为1. OPa，开启直流电源，靶电源功率为恒定功率 1000W，偏压200V，占空比为50%，溅射时间为lOmin。冷却3min后出炉，得到厚度为20nm的 表面具有防指纹薄膜B1的样品B10。
[0026] 实施例2 将GaN颗粒和聚四乙烯颗粒按质量比为5:100混合，然后拌油、熟化，再经过装胚、出 胚，并进行烧结成胚，经车削后得到本实施例的靶材A2。
[0027] 将玻璃基底在20KHz的超声仪器中水洗20min，将清洗后的玻璃基材放入磁控溅 射仪的真空炉内，关闭炉门，开启真空泵进行抽真空，抽真空至1. 2 Xl(T2Pa，通入氩气至真 空度为1. 5Pa，调整偏压为600V、占空比为50%，对玻璃基底进行氩离子轰击处理，时间为 8min〇
[0028] 然后将靶材A2放入真空室内，关闭炉门抽真空至真空度为4. 5Xl(T3Pa，通入 Ar，Ar的体积流量为333SCCm，至真空度为l.OPa，开启直流电源，靶电源功率为恒定功率 2000W，偏压300V，占空比为50%，时间为15min。冷却3min后出炉，得到厚度为30nm的表面 具有防指纹薄膜B2的样品B20。
[0029] 实施例3 将氧化锌铝颗粒(其中锌、铝质量比为98 :2)与聚四氟乙烯颗粒和按质量比为10:100 混合，然后拌油、熟化，再经过装胚、出胚，并进行烧结成胚，经车削后得到本实施例的靶材 A3。
[0030] 将玻璃基底在20KHZ的超声仪器中水洗20min，将清洗后的玻璃基材放入磁控溅 射仪的真空炉内，关闭炉门，开启真空泵进行抽真空，抽真空至1. 2 Xl(T2Pa，通入氩气至真 空度