电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其中所述钢化加强膜以碳氢气体C

Electronic equipment and its toughened reinforcing film, preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用
本专利技术涉及电子设备以及表面改性领域，更进一步，涉及电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用。
技术介绍
随着科技的不断发展，各种智能电子设备，越广泛的应用在人们生活中，而不同电子设备也在不断的更新换代。以智能手机为例，智能手机在不断提高智能化水平的同时，其结构以及硬件设备也在不断变化。新一代5G手机特别是全屏或者全屏曲面手机、柔性屏手机等不但要求高透光性、高硬度耐磨性，还要求耐抗摔性。根据最近的一次Toluna全球消费者调查数据表明，人们平均每年要摔落7次手机。而全屏或全面屏手机的屏幕面积较大，屏占比高，手机屏侧边的保护一般也较少，根据Griffith微裂纹理论，实际材料中总存在许多细小的裂纹或缺陷，在外力作用下，这些裂纹和缺陷附近就会产生应力集中现象，当应力达到一定程度时，裂纹就开始扩展而导致断裂。因此全屏手机的Griffith的裂纹也更多，屏幕抗摔性能变得更差。从2007年苹果公司第1代智能手机即选择了Corning公司生产的GorillaClass1超薄玻璃，用一步法离子交换进行化学增强后作为面板，此后，为了改善性能，Corning公司陆续推出了的GorillaClass2、GorillaClass3、GorillaClass4、GorillaClass5，在2018年7月份更是推出了GorillaGlass6。专利AU2011212982中公开了一种用于便携式电子设备的盖体的增强的化学强化玻璃，将玻璃放到架子上，置于一定浓度离子浴中进行离子交换。玻璃表面的一些Na+离子被体积比较大的碱金属K+离子置换出来，以强化表面区域。此外，还可进行双交换处理，即靠近玻璃片外侧表面的区域，碱金属离子可以被Na+离子置换出来，以去除外侧表面区域的一些压缩应力，提高玻璃的韧性。但同时先前交换进入玻璃片中的底层碱金属离子却仍然保留在下表面区域中。采用化学增强方法是目前市场上提高玻璃抗摔性能的主要手段，但这种方法一般需要先用HF和硫酸等进行净化，而且采用的离子浴一般温度要达到300℃以上，为了获得增强效果往往需要长达6个小时以上的离子交换时间，耗时费成本。这种玻璃在市面上的价格一般需要几美元以上。另一方面，对于大部分的智能设备，其为了降低价格，采用的屏幕也是相对便宜的，而这些屏幕的刚性也相对较差，也就是说，屏幕更不耐摔。对于普通的使用者，为了保护电子设备的屏幕，都不得不在屏幕上再贴一层保护膜，这种方法虽然在一定程度上可以起到保护作用，但是对于屏幕本身的刚性并没有很大改变，且由于保护膜是贴附于表面，与屏幕的结合度较低，因此并不能起到很好的保护作用。这种保护膜是单独制造形成，厚度相对较厚，在贴附于屏幕后，在一定程度上会影响屏幕的透光率，且会影响触控操作的准确性和用户的手感。此外，电子设备的屏幕边缘趋向弧形，因此贴膜只能覆盖屏幕主表面，而边缘位置通常都是留有一定的空隙，而这些位置正是在受损过程中裂纹易于产生的弱点位置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在一电子设备屏表面形成一类金刚石薄膜(DiamondLikeCarbon，DLC)，以改善所述电子设备屏的表面性能。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其中所述钢化加强膜能够改善所述电子设备屏的表面刚性、耐摔性能以及耐摩擦性能。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其中所述钢化加强膜能够沉积于电子屏幕的边缘区域，减少屏幕边缘产生Griffith裂纹，也就是说，所述钢化加强膜能够全面覆盖所述电子设备屏。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其中PECVD沉积过程温度较低，不影响电子设备的性能，也就是说，所述钢化加强膜能够在电子设备制成后沉积形成。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其中PECVD沉积过程反应时间较短，沉积效率较高。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其采用碳氢气体CxHy作为反应气体原料来形成DLC膜，利用射频和高压脉冲共同作用来完成PECVD沉积过程。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其中射频和高压脉冲的共同作用增强沉积效率，使得在电子设备屏幕表面能够有效沉积形成保护膜。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其利用低功率射频放电维持等离子体环境，抑制高压放电过程的弧光放电，由此提高化学沉积效率。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其在电子设备屏幕表面直接沉积形成膜层，不需要进行漫长的离子交换过程，也不需要进行离子浴，制备过程简单、反应时间短、成本较低。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其沉积反应温度低，可在常温进行，适于不耐高温的电子设备或者其它基体。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用，其能够通过控制射频和高压脉冲的放电特性、反应气体的流量以及镀膜时间等工艺参数，来获得目标钢化加强膜。本专利技术的一个目的在于提供一电子设备屏及其钢化加强膜及其制备方法，其中所述钢化加强膜是纳米膜，且具有良好的透光性，具有増透和保护作用。为了实现以上至少一目的，本专利技术的一方面提供一钢化加强膜，其以碳氢气体CxHy作为沉积反应气体原料，通过PECVD工艺在一基体的表面沉积形成。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中x为1-10的整数，y为1-20的整数。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中所述碳氢气体CxHy选自常压下为气态的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、乙炔、丙烯、丙炔中的其中一种或多种。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中所述碳氢气体CxHy选自经过减压或者加热蒸发形成的苯蒸气、甲苯蒸气中的其中一种或多种。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中在进行PECVD工艺时，加入一等离子体源气体，以激活所述反应气体原料的沉积反应。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中所述等离子体源气体选自惰性气体、氮气、氟碳气体中的其中一种或多种。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中在进行PECVD工艺时，加入一辅助气体，与所述反应气体原料共同沉积反应，其中所述辅助气体是氢气，以调节所述钢化加强膜中的C-H键含量。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中所述氢气的含量≤40％。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中在进行PECVD工艺时，射频和高压脉冲共同作用沉积形成所述钢化加强膜。根据本专利技术的一些实施例所述的钢化加强膜，其中所述射频功率范围为10～800W，高压脉冲电源电压-100V～-5000V，脉冲占空比10％～80％。根据本专利技术的一些实施例所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一钢化加强膜，其特征在于，其以碳氢气体C

【技术特征摘要】
1.一钢化加强膜，其特征在于，其以碳氢气体CxHy作为沉积反应气体原料，通过PECVD工艺在一基体的表面沉积形成。


2.根据权利要求1所述的钢化加强膜，其中x为1-10的整数，y为1-20的整数。


3.根据权利要求1所述的钢化加强膜，其中所述碳氢气体CxHy选自常压下为气态的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、乙炔、丙烯、丙炔中的其中一种或多种。


4.根据权利要求1所述的钢化加强膜，其中所述碳氢气体CxHy选自经过减压或者加热蒸发形成的苯蒸气、甲苯蒸气中的其中一种或多种。


5.根据权利要求1-4任一所述的钢化加强膜，其中在进行PECVD工艺时，加入一等离子体源气体，以激活所述反应气体原料的沉积反应。


6.根据权利要求5所述的钢化加强膜，其中所述等离子体源气体选自惰性气体、氮气、氟碳气体中的其中一种或多种。


7.根据权利要求1-4任一所述的钢化加强膜，其中在进行PECVD工艺时，加入一辅助气体，与所述反应气体原料共同沉积反应，其中所述辅助气体是氢气，以调节所述钢化加强膜中的C-H键含量。


8.根据权利要求7所述的钢化加强膜，其中所述氢气的含量≤40％。


9.根据权利要求1-4任一所述的钢化加强膜，其中在进行PECVD工艺时，射频和高压脉冲共同作用沉积形成所述钢化加强膜。


10.根据权利要求9所述的钢化加强膜，其中所述射频功率范围为10～800W，高压脉冲电源电压-100V～-5000V，脉冲占空比10％～80％。


11.根据权利要求1-4任一所述的钢化加强膜，其中所述基体是一电子设备屏。


12.根据权利要求11所述的钢化加强膜，其中所述电子设备选自于智能手机、平板电脑、电子阅读器、可穿戴设备、电视机、电脑显示屏中的一种。


13.一钢化加强膜制备方法，其特征在于，以碳氢气体CxHy作为沉积反应气体原料，通过一PECVD装置在一基体表面进行等离子体增强化学气相沉形成。


14.根据权利要求13所述的钢化加强膜制备方法，其中在进行PECVD工艺时，加入一等离子体源气体，以激活所述反应气体原料的沉积反应。


15.根据权利要求14所述的钢化加强膜制备方法，其中所述等离子体源气体选自惰性气体、氮气、氟碳气体中的其中一种或多种。


16.根据权利要求14所述的钢化加强膜制备方法，其中包括步骤：打开所述PECVD装置的一高压脉冲电源，所述等离体子源气体在高压脉冲电场的作用下清洁所述基体表面，并且蚀刻和活化。


17.根据权利要求16所述的钢化加强膜制备方法，其中高压脉冲电源电压-100V～-5000V、占空比1％～90％。

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【专利技术属性】
技术研发人员：宗坚，
申请(专利权)人：江苏菲沃泰纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32