一种防眩光高透率减反射耐摩擦镀膜玻璃及加工工艺的制作方法

本发明涉及镀膜玻璃，尤其涉及一种防眩光高透率减反射耐摩擦镀膜玻璃及加工工艺。

背景技术：

现有技术中，ag防眩光玻璃制备工艺采用的是氢氟酸蚀刻工艺，只能控制光泽度、雾度、粗糙度指标，doi(影像清晰度)技术指标不可控，可见光透过率只有92％-93％,反射率约为8％，铅笔硬度7h。ar膜层中的高低折射率材料采用的是tio2、nb2o5、ta2o5、si3n4。膜层结构为glass/nb2o5(tio2、ta2o5、si3n4)/sio2/nb2o5(tio2、ta2o5、si3n4)/sio2。在真空反应磁控溅射沉积膜层过程中采用过氧控制和等离子体发射光谱监控法控制。玻璃膜层表面采用pet保护贴进行防划伤保护。

目前，传统的ag防眩光玻璃制备工艺采用的是氢氟酸蚀刻工艺，氢氟酸对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性。氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用，而氟是最活泼的非金属元素之一。皮肤与氢氟酸接触后,氟离子不断解离而渗透到深层组织,溶解细胞膜，造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死，对人体危害极大，生产过程中产生的废液会造成环境污染。随着国民生活水平的提高，对高危职业预防保护的呼吁越来越高，国家对环保的控制要求越来越严格，采用氢氟酸蚀刻工艺制备ag防眩光玻璃已经不适合规模化生产。

市场上ag防眩光玻璃透过率只能达到92％，反射率约为8％、不能满足各种显示器件的要求。产品不仅满足ag防眩光的效果，还要更进一步提高光的透过率、实现产品的防眩高透减反的目的。

现有手机、电脑、电视、户外广告、医疗仪器、摄像机等显示保护屏玻璃产品表面不抗划伤，频繁的使用不可避免会出现与尖锐硬物碰刮和摩擦，玻璃表面出现刮花现象.这种现象会造成画面质量和阅读效果，且表面不可没法修复。采用的保护办法是在玻璃盖板上加贴一层保护膜(如手机面板)，即增加了费用成本又降低了透过率，耗能增加和频繁更换膜给用户带来极大的困扰。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种可有效防止环境光对显示内容的干扰、具有高透减反射和耐刮伤性能的防眩光高透率减反射耐摩擦镀膜玻璃及加工工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种防眩光高透率减反射耐摩擦镀膜玻璃，其包括有玻璃基材，所述玻璃基材上喷涂有ag膜层，所述ag膜层上镀制有ar膜层，所述ar膜层上镀制有氮化碳层。

优选地，所述ag膜层包括有硅树脂层。

优选地，所述ar膜层包括有第一三氧化二钬层、第一二氧化硅层、第二三氧化二钬层和第二二氧化硅层，所述第一三氧化二钬层、第一二氧化硅层、第二三氧化二钬层和第二二氧化硅层采用真空磁控溅射方式依次镀制于硅树脂层上。

优选地，所述氮化碳层采用真空磁控直流溅射方式镀制于第二二氧化硅层上。

优选地，硅树脂层的厚度为400nm～550nm.

优选地，所述第一三氧化二钬层的厚度为9nm～12nm，所述第一二氧化硅层的厚度为32nm～36nm，所述第二三氧化二钬层的厚度为108nm～114nm，所述第二二氧化硅层的厚度为58nm～62nm。

优选地，所述氮化碳层的厚度为8nm～12nm。

一种防眩光高透率减反射耐摩擦镀膜玻璃加工工艺，该工艺包括：步骤s1，准备玻璃基材；步骤s2，在所述玻璃基材上喷涂ag膜层；步骤s3，在所述ag膜层上镀制ar膜层；步骤s4，在所述ar膜层上镀制氮化碳层。

优选地，所述ag膜层包括有硅树脂层，所述ar膜层包括有第一三氧化二钬层、第一二氧化硅层、第二三氧化二钬层和第二二氧化硅层。

优选地，所述步骤s3中，采用真空磁控溅射方式将第一三氧化二钬层、第一二氧化硅层、第二三氧化二钬层和第二二氧化硅层依次镀制于硅树脂层上。

本发明公开的防眩光高透率减反射耐摩擦镀膜玻璃中，其采用自动喷涂技术制备ag防眩纳米涂层和利用真空磁控溅射镀膜技术沉积高透减反ar膜层和耐摩擦纳米膜氮化碳层。在防眩光玻璃基板上磁控溅射沉积一种防眩低反射高透过耐划伤玻璃，首先在玻璃表面制备ag玻璃，使原玻璃表面变为漫反射可有效防止环境光对显示内容的干扰。在ag玻璃表面利用不同光学材料膜层产生的干涉原理来镀制高透减反纳米膜和耐刮伤纳米膜，使得内容更加清晰，色彩更加艳丽，表面有极好的耐磨擦性能。基于上述特性，使得本发明镀膜玻璃广泛应用于手机、电脑、电视、户外广告、医疗仪器、摄像机等显示保护屏玻璃产品的制作，并具有较好的应用前景。

附图说明

图1为本发明镀膜玻璃的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明公开了一种防眩光高透率减反射耐摩擦镀膜玻璃，请参照图1，其包括有玻璃基材1，所述玻璃基材1上喷涂有ag膜层，所述ag膜层上镀制有ar膜层，所述ar膜层上镀制有氮化碳层7。

上述镀膜玻璃中，其采用自动喷涂技术制备ag防眩纳米涂层和利用真空磁控溅射镀膜技术沉积高透减反ar膜层和耐摩擦纳米膜氮化碳层。在防眩光玻璃基板上磁控溅射沉积一种防眩低反射高透过耐划伤玻璃，首先在玻璃表面制备ag玻璃，使原玻璃表面变为漫反射可有效防止环境光对显示内容的干扰。在ag玻璃表面利用不同光学材料膜层产生的干涉原理来镀制高透减反纳米膜和耐刮伤纳米膜，使得内容更加清晰，色彩更加艳丽，表面有极好的耐磨擦性能。基于上述特性，使得本发明镀膜玻璃广泛应用于手机、电脑、电视、户外广告、医疗仪器、摄像机等显示保护屏玻璃产品的制作，并具有较好的应用前景。

本实施例中，所述ag膜层包括有硅树脂层2。进一步地，所述ar膜层包括有第一三氧化二钬层3、第一二氧化硅层4、第二三氧化二钬层5和第二二氧化硅层6，所述第一三氧化二钬层3、第一二氧化硅层4、第二三氧化二钬层5和第二二氧化硅层6采用真空磁控溅射方式依次镀制于硅树脂层2上。在此基础上，所述氮化碳层7采用真空磁控直流溅射方式镀制于第二二氧化硅层6上。

关于各膜层的厚度，硅树脂层2的厚度为400nm～550nm。所述第一三氧化二钬层3的厚度为9nm～12nm，所述第一二氧化硅层4的厚度为32nm～36nm，所述第二三氧化二钬层5的厚度为108nm～114nm，所述第二二氧化硅层6的厚度为58nm～62nm。所述氮化碳层7的厚度为8nm～12nm。

本发明公开的镀膜玻璃，其相比现有技术而言，本实施例第一层为防眩ag(anti-glare)层:为改善玻璃表面对光的镜面反射，ag抗眩光涂层是一种非常有效的解决方案，ag(anti-glare)层是在玻璃表面形成均匀的凹凸不平的结构，对入射光产生漫反射，从而降低玻璃表面的镜面反射，有优异的抗眩光效果。对玻璃本身的透过率有一定的提升，可减少屏幕面反射降低环境光干扰且提高光线透过率约1％左右，同时增加了画面清晰度。首先在经过钢化的玻璃基材表面上用喷涂的方式沉400-550nm的硅树脂.指标控制：光泽度指标控制在60-120(60°光泽度测试仪)；雾度指标控制在3-8％(雾度测试仪)；粗糙度(ra值)指标控制0.08≤ra≤0.25；doi(影像清晰度)指标控制在55-80(60°doi测试仪)；铅笔硬度≥7h(耐摩擦测试仪)。可靠性指标：盐雾测试为6％nacl、48hrs,试验箱温度35℃±2，连续喷雾，表面不可有裂纹、变色等不良状况，7h铅笔750gf来回6次，表面没有不划伤；高温高湿为65℃、98％湿度，48hrs，表面不可有裂纹、脱落、变色等不良状况，7h铅笔750gf来回6次，表面没有划伤和划痕；耐摩擦为橡皮擦500gf，8000cycles,45cycles/min，表面无肉眼可见擦痕。

本实施例第二层至第五层为ar(anti-reflection)膜系，应用光学薄膜反射干涉原理，由四层高低折射率材料组成的高透减反层，沉积在第二层为高折射率的ho2o3(三氧化二钬)；第三层为低折射率的sio2(二氧化硅)；第四层为为高折射率的ho2o3(三氧化二钬)；第三层为低折射率的sio2(二氧化硅)。发明采用的采用的ar(anti-reflection)膜层结构可根据不同的产品透过率和反射率的需求进行优化。

本实施例第二层至第五层为ar(anti-reflection)膜系，采用纯度为99.99％的稀土钬作为溅射靶材利用真空磁控中频反应溅射沉积高折射率ho2o3(三氧化二钬)氧化物介质膜层，ho2o3折射率为2.3。采用纯度为99.99％的多晶硅作为溅射靶材利用真空磁控中频反应溅射沉积低折射率sio2(二氧化硅)氧化物介质膜层。沉积高折射率ho2o3(三氧化二钬)氧化物介质膜层是在立式连续多靶位真空设备完成的，采用双钬靶溅射即孪生靶，在溅射过程中通入99.999％高纯氧作为反应气体，控制方式为靶电压控制法，利用恒功率模式在过渡态沉积高折射的ho2o3。采用双多晶硅靶溅射即孪生靶，在溅射过程中通入99.999％高纯氧作为反应气体，控制方式为靶电压控制法，利用恒功率模式在过渡态沉积低折射率的sio2。

本实施例第二层至第五层作为ar(anti-reflection)膜系，其物理膜厚控制：第二层ho2o3(三氧化二钬)物理膜厚控制在9nm-12nm之间；第三层sio2(二氧化硅)物理膜厚控制在32nm-36nm之间；第四层ho2o3(三氧化二钬)物理膜厚控制在108nm-114nm之间；第三层sio2(二氧化硅)物理膜厚控制在58nm-62nm之间。光学指标控制：550nm透过率＞95％，反射率＜5.5％。

本实施例第二层至第五层作为ar(anti-reflection)膜系，根据按膜层结构设计，排列确定每层靶材种类及孪生阴极靶位数量，确保每层膜厚到达要求。整个镀膜室的真空度抽至4.0e-4pa本底真空度，通过气体质量流量计向(除两端的进片室和出片室)的真空室冲入工作气体氩气，并达到工作压强2.5-4.5e-1pa。逐依次开启靶电源，电源功率爬升到设定值后，在金属态轰击稀土钬靶和多晶硅靶20分钟，清除靶面的杂质及氧化层，然后通过气体质量流量计通入氧气，反应气体氧气的实际流量是由压电阀控制。在中央连续镀膜室的每个膜层之间增设在线膜厚测试仪filmetrics/f20-uv,薄膜厚度的测量范围是：3nm～25um,可随时监控膜层的变化，具有测量速度快，测量准确的优点，对精准控制防蓝光纳米薄膜的制备具有了质量保证。

本实施例第六层为c3n4(氮化碳)纳米层，500g载荷下莫氏硬度检测达到8级(耐摩擦测试仪)。采用直流反应磁控溅射向石墨靶通入适量的氮气沉积氮化碳，在溅射靶位之间垂直排列三个分子泵作为气井，使通入的反应气体能够有效进行气氛隔离，在溅射避免气氛的互相干扰而影响成膜质量。装载石墨靶材的镀膜室，加热段的温度加热到150-180℃,真空度抽至0e-4pa本底真空，然后向镀膜室内充入适量溅射气体氩气，氩气流量控制在100-150sccm，工作压强的实际值为2.5-4.5e-1pa，开启溅射靶电源，轰击20分钟清除靶面附着的杂物，然后向石墨靶充入氮气作为反应气体，氮气气流量控制在15-30sccm，开启所需要石墨靶位的电源，石墨靶材用直流电源低功率溅射，直流靶功率控制在1.8kw-3.5kw。石墨靶功率过高或过低,及氮气流量对氮化碳层附着力和硬度有很大的影响，对氮气流量的控制应根据实际情况调节。

本实施例ar(anti-reflection)纳米薄膜和耐摩擦c3n4(氮化碳)纳米薄膜是一次连续完成的。是采用直线立式多个真空箱体组成的连续镀膜设备生产线，采用工艺方法多靶位孪生磁控阴极溅射反应成膜，为了解决靶材溅射反应过程中，反应气体的相互干扰，造成沉积的纳米膜层成膜不均的问题，特别是最外层c3n4(氮化碳)的成膜控制，因为c3n4(氮化碳)纳米膜是采用的99.999％的纯石墨做为靶材，在直流溅射反应成膜工程中通入的是99.99％的高纯氮气，为了有效阻隔反应气体氧气和氮气的漂移，每种溅射靶材之间都增加3个高真空分子泵做为隔离气井进行阻隔。使每层纳米薄膜结构致密，有极好的附着力。

本实施例采用由15槽清组成的超声波清洗机对玻璃表面进行清洗，因为玻璃表面的洁净度的好坏直接影响薄膜的附着性，同时清洗后的玻璃表面如果洗不干净将会在薄膜表面产生针孔、杂点等缺陷。因此在喷涂和镀膜前镀膜前采用超声波洁净技术对玻璃基板进行超纯水清洗，超纯水系统产出的水质18mω.cm.震荡频率为40khz,使玻璃表面具有很高的洁净度，完全达到了喷涂和镀膜的要求，提高了膜层与玻璃基板的附着性,同时有效地减少面膜缺陷.在实际生产过程中对制程良率的提升起到了重要作用。

为了更好地描述本发明的技术方案，本发明还公开了一种防眩光高透率减反射耐摩擦镀膜玻璃加工工艺，该工艺包括：

步骤s1，准备玻璃基材1；

步骤s2，在所述玻璃基材1上喷涂ag膜层；

步骤s3，在所述ag膜层上镀制ar膜层；

步骤s4，在所述ar膜层上镀制氮化碳层7。

进一步地，所述ag膜层包括有硅树脂层2，所述ar膜层包括有第一三氧化二钬层3、第一二氧化硅层4、第二三氧化二钬层5和第二二氧化硅层6。所述步骤s3中，采用真空磁控溅射方式将第一三氧化二钬层3、第一二氧化硅层4、第二三氧化二钬层5和第二二氧化硅层6依次镀制于硅树脂层2上。

上述工艺在实际生产过程中，防眩、高透减反、耐摩擦玻璃镀膜技术是应用防眩和多层减反射的原理，在380—780nm可见光范围，先通过喷涂工艺方式在玻璃基板表面制备ag(anti-glare)防眩涂层，ag(anti-glare)抗眩涂布液由特殊硅树脂组成，能降低玻璃表面的镜面反射，具有优异的抗眩光效果。清晰度高,能够使玻璃基板的透过率提高1％左右，涂布药液稳定性佳，膜层附着力好，硬度大于7h，经久耐用，成本低，产品工艺控制灵活，光泽度、雾度、粗糙度、dot(影像清晰度)参数可根据需求进行调整，以期达到最佳效果。在防眩涂层上通过真空磁控中频反应溅射在玻璃表面镀制多层纳米光学材料，以达到提高玻璃透过率和减少表面反射率的效果，普通玻璃透过率在91％左右，反射率约为8.9％，透过真空磁控反应溅射ar(anti-reflection)高透减反膜，玻璃透过率最高可达到95％，表面反射率<5.5％；有效解决显示设备因强光导致画面重影、变白之缺陷；超低反射可降低环境光反射对眼睛的刺激产生的疲劳伤害、具有高清润眼的光学性能。结合本公司钻面玻璃专利技术，在ar(anti-reflection)减反膜层表面利用真空磁控直流溅射镀制了c3n4耐摩擦层，增加膜层表面的保护作。最终实现防眩、高透减反、耐摩擦的目的，本产品适用于电视屏、电脑屏、手机屏、触摸屏等显示器件。

本发明采用多层纳米复合膜组合设计膜系，膜层结构是在玻璃基板上先喷涂ag(anti-glare)层；再在ag(anti-glare)层上采用真空磁控反应溅射交替镀制高折射率ho2o3层和低折射率的sio2层，之后在表层采用真空磁控直流溅射镀制c3n4层作为耐摩擦保护层。膜层结构为glass/ag/ho2o3/sio2/ho2o3/sio2/c3n4。

本发明工艺中，应用自动喷涂和真空磁控溅射镀膜技术,采用多层纳米复合纳米膜组合设计。首先在经过钢化并超声波的玻璃表面进行防眩光ag(anti-glare)层喷涂，喷涂机为独立的自动喷涂设备(上片段和下片段设有出口)，待喷涂的玻璃平放在喷涂机上片段，玻璃的运行为x轴方向,喷枪运行为y轴方向.y轴上装载三个喷枪，喷枪的间距为140mm-160mm可调,喷枪高度为100mm-130mm可调，喷枪的喷嘴孔径为0.5mm-1mm，喷枪的扇形压力控制在0.18-0.20mpa,喷枪的雾化压力控制在0.12-0.15mpa，装有ag(anti-glare)防眩涂布液(由特殊硅树脂组成，材料安全、环保、无毒)的压力桶的供给三把喷枪的压力控在0.02-0.03mpa,待喷涂的玻璃的移动速度为0.5-0.9m/min，三把喷枪的移动速度为0.8-1/s，自动喷涂设备内部为前级净化间，温度控制在35℃-45℃范围内，湿度控制在40％-55％范围内。喷涂好防眩光ag(anti-glare)层后，进入多层烤炉进行固化，多层烤炉主炉由三段组成，前部为可升降的上片段，后部为可升降的出片段，紧接的部分为风冷降温段。多层烤炉主炉每段从下到上共五层。烤炉主炉第一段为预热段，温度设定在230℃-240℃；烤炉主炉第二段为主要固化段，温度设定在250℃-260℃；烤炉主炉第三段为降温段，温度设定在180℃-200℃。烤炉主炉固化时间为：第一段为900秒-1500秒；第一段为950秒-1500秒；第一段为650秒-900秒。具体操作流程为：从物料周转架上取下钢化好的产品，物理钢化产品要用偏光板进行全检，确定玻璃的锡面和空气面，按产品要求确定要喷涂的玻璃面，再将产品放入自动抛光打磨清洗机，清洁待喷涂产品的表面，将待喷涂面朝上放在清洗机上进行清洗，专检人员进行全检；将检验合格的玻璃放在已覆膜的托盘上等待上喷涂机进行喷涂防眩光ag(anti-glare)层，然后产品连同托盘放至喷涂机上片台，进喷涂室进行喷涂，喷涂完成后，经多层烤炉加热固化传动至下片台，从托盘上取下已经喷涂好的产品放灯架上检验和包装，转运到立式多靶位连续真空镀膜生产线进行ar(anti-reflection)高透减反纳米膜和耐摩擦c3n4(氮化碳)纳米薄膜的制备。

本发明中ar(anti-reflection)高透减反纳米薄膜的制备是在直线立式多靶位连续真空镀膜生产线上连续沉积多层纳米膜一次完成的。在直线式多箱体连续真空镀膜设备生产线上镀膜沉积纳米薄膜，必须根据按膜层结构设计，排列确定每层靶材种类及孪生阴极靶位数量，确保每层膜厚到达要求。直线式多箱体连续真空镀膜设备生产线24真空室组成，依次为近片室、近片过渡室、近片缓冲室、中央连续镀膜室、出片缓冲室、出片过渡室、出片室，各真空室之间的隔离阀门采用由气缸驱动的翻板阀门，隔气效果好运行可靠，真空镀膜抽气系统的主泵采用分子泵，前机泵采用用罗茨泵和干泵.在中央连续镀膜室增设快速循环水汽深冷泵系统ploycold,水汽是典型的最具反应性的污染气体。

直线立式多靶位连续真空镀膜的真空度抽至5.0e-4pa本底真空度，通过气体质量流量计向(除两端的进片室和出片室)的真空室冲入工作气体氩气，并达到工作压强2.5-5e-1pa，逐次开启靶电源，电源功率爬升到设定值后，金属态烘靶20分钟，清除靶面的杂质及氧化层，然后通过气体质量流量计通入氧气，反应气体氧气的实际流量是由压电阀控制的。ho2o3(三氧化二钬)纳米膜层和sio2(二氧化硅)纳米膜层，使用了稀土材料钬靶和多晶硅靶作为溅射靶材。中频反应磁控溅射制备ho2o3和sio2时，随着反应气体o2分压的不同，溅射靶材的表面存在两种不同的稳定状态，分别是金属态和氧化态，在氧分压低时溅射靶面基本上是钬和硅，此时靶电压随着o2流量的增加略有变化，此时称为金属态。当氧分压增加到一个临界值时溅射靶面的电压急剧降低，在继续增加o2流量靶面电压没有太大变化，溅射速率和沉积速率降低此时进入氧化态。根据膜厚要求选用金属态和氧化态之间的过渡态，既保证溅射过程中溅射出的钬、硅原子和原子团与氧充分反映获得ho2o3氧化物介质纳米膜和sio2氧化物介质纳米膜，同事又能保证工艺要求的沉积速率。实现了本发明的第二层至第五层的ar(anti-reflection)高透减反纳米膜层。

本发明第六层耐摩擦c3n4(氮化碳)纳米薄膜的制备，是在ar(anti-reflection)高透减反纳米膜沉积完成后进入装载石墨靶材的真空室进行直流反应溅射沉积c3n4(氮化碳)膜层。真空室真空度抽至4.00e-4pa本底真空，石墨靶镀膜室加热段的温度加热到150℃-200℃,通过质量流量计向镀膜室通入惰性气体氩气，工作压强为2.5-4.5e-1pa范围内，开启溅射靶电源，轰击20分钟清除靶面附着的杂物，然后向石墨靶充入氮气作为反应气体，反应生成耐摩擦c3n4(氮化碳)纳米薄膜。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。