如何提高手機(jī)屏減反射鍍膜的耐磨性？

需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313

上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

    減反射鍍膜（ARCoatings）在提升光學(xué)元件透光率的同時(shí)，往往面臨耐磨性不足的問(wèn)題（如易劃傷、耐摩擦性能差），這在手機(jī)屏幕、相機(jī)鏡頭等高頻使用場(chǎng)景中尤為突出。提高其耐磨性需要從材料體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化及表面處理等多維度入手。以下是具體的技術(shù)路徑和解決方案：
    一、材料體系優(yōu)化：選擇高硬度基材與復(fù)合涂層
    1.基材硬度強(qiáng)化
    無(wú)機(jī)材料為主導(dǎo)：傳統(tǒng)減反射膜多采用二氧化硅（SiO?，硬度約6-7Mohs）、二氧化鈦（TiO?，硬度約6-7Mohs）等氧化物，但單一材料耐磨性有限。可引入高硬度陶瓷材料，如：
    氮化硅（Si?N?，硬度9-10Mohs）：兼具高硬度與低折射率（約2.0），可作為中間層增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
    碳化硅（SiC，硬度9.5Mohs）：硬度接近金剛石，常用于底層支撐，但折射率較高（約2.6），需通過(guò)梯度設(shè)計(jì)匹配光學(xué)性能。
    有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料：在有機(jī)聚合物（如丙烯酸酯）中摻雜納米陶瓷顆粒（如Al?O?、ZrO?），形成納米復(fù)合涂層。例如：
    分散5%-10%的Al?O?納米顆粒（粒徑<50nm）可使涂層硬度從2H提升至4H以上，同時(shí)通過(guò)表面改性（如硅烷偶聯(lián)劑）改善相容性，避免透光率下降。
    2.梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    硬度梯度過(guò)渡：從基底到表面設(shè)計(jì)“軟-硬”梯度結(jié)構(gòu)，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致膜層開(kāi)裂。例如：
    底層使用低硬度、高附著力的SiO?-TiO?復(fù)合層（硬度3-4H），中間層采用Si?N?（硬度7-8H），表層覆蓋金剛石-like碳（DLC，硬度8-10H）或類玻璃涂層（Glasstran?，硬度9H）。
    折射率與硬度協(xié)同優(yōu)化：通過(guò)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件（如TFCalc）同步模擬膜層的光學(xué)反射率與力學(xué)強(qiáng)度，平衡透光率（目標(biāo)<1%）與硬度（目標(biāo)≥9H）。
    二、工藝改進(jìn)：提升膜層致密度與附著力
    1.物**相沉積（PVD）工藝升級(jí)
    磁控濺射+離子輔助沉積（IAD）：在鍍膜過(guò)程中引入高能離子束（如Ar?），對(duì)沉積膜層進(jìn)行實(shí)時(shí)轟擊：
    優(yōu)點(diǎn)：去除表面吸附氣體，促進(jìn)原子級(jí)擴(kuò)散，形成無(wú)定形致密結(jié)構(gòu)（孔隙率<1%），結(jié)合強(qiáng)度提升3-5倍。
    案例：手機(jī)屏AR鍍膜采用IAD技術(shù)制備的SiO?-Al?O?復(fù)合層，耐摩擦測(cè)試（500次摩擦，100g載荷）后反射率增幅<0.2%。
    脈沖直流濺射：通過(guò)脈沖電源減少靶材中毒（尤其是氧化物靶材），提升沉積速率的同時(shí)降低膜層內(nèi)應(yīng)力，避免開(kāi)裂。
    2.化學(xué)氣相沉積（CVD）與原子層沉積（ALD）
    ALD技術(shù)：通過(guò)周期性氣體脈沖（如Al(CH?)?與H?O）實(shí)現(xiàn)單原子層**沉積，制備的Al?O?膜層：
    厚度均勻性<±1%，致密度接近理論值，硬度可達(dá)8-9H。
    缺點(diǎn)：沉積速率低（~1nm/min），適合**光學(xué)元件（如精密鏡頭）。
    等離子體增強(qiáng)CVD（PECVD）：利用射頻等離子體激活反應(yīng)氣體，在低溫（<200℃）下沉積Si?N?膜層，硬度可達(dá)9H，且對(duì)塑料基底（如PMMA）兼容性好。
    3.后處理工藝強(qiáng)化
    熱退火處理：對(duì)鍍膜后的元件進(jìn)行高溫退火（如玻璃基底在300-500℃下處理1-2小時(shí)），促進(jìn)膜層原子重排，形成更穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)（如銳鈦礦TiO?→金紅石TiO?），硬度提升20%-30%。
    等離子體處理：通過(guò)氧等離子體刻蝕（O?-RIE）去除膜層表面疏松顆粒，同時(shí)生成羥基（-OH）基團(tuán)，增強(qiáng)后續(xù)涂層的附著力。
    三、表面功能化處理：構(gòu)建抗磨防護(hù)層
    1.類金剛石涂層（DLC）疊加
    在減反射膜表面沉積一層200-500nm的DLC涂層，其主要成分為無(wú)定形碳（含sp2和sp3鍵）：
    sp3鍵占比>80%時(shí)，硬度可達(dá)800-2000HV（約10H），摩擦系數(shù)低至0.05-0.1。
    光學(xué)匹配：DLC折射率約2.0-2.2，可通過(guò)設(shè)計(jì)1/4波長(zhǎng)厚度（如550nm光對(duì)應(yīng)厚度137.5nm）作為增透層的一部分，實(shí)現(xiàn)耐磨性與透光率的雙重優(yōu)化。
    2.納米涂層自修復(fù)技術(shù)
    在表面涂層中引入自修復(fù)微膠囊（如含UV固化樹(shù)脂的膠囊）：
    當(dāng)涂層劃傷時(shí)，微膠囊破裂釋放修復(fù)劑，在紫外線照射下快速固化（<5分鐘），修復(fù)劃痕深度可達(dá)50μm。
    超疏水涂層疊加：在AR膜表面制備含氟硅烷的超疏水層（接觸角>150°），減少灰塵、水滴對(duì)膜層的物理磨損，同時(shí)降低化學(xué)腐蝕（如酸性雨水）風(fēng)險(xiǎn)。
    四、性能測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)體系
    1.耐磨性量化評(píng)估
    劃格法（ISO2409）：用劃刀在膜層表面刻劃10×10網(wǎng)格，膠帶粘貼后觀察脫落等級(jí)（0級(jí)為無(wú)脫落）。
    摩擦測(cè)試（ASTMD3884）：使用Taber耐磨試驗(yàn)機(jī)，加載100g砝碼，以CS-10輪測(cè)試500次循環(huán)，要求反射率變化<0.5%，霧度增加值<1%。
    硬度測(cè)試（鉛筆硬度法，ISO15184）：使用硬度≥9H的鉛筆，以45°角施加1kg載荷劃過(guò)膜面，無(wú)劃痕為合格。
    2.環(huán)境耐受性測(cè)試
    濕熱老化（ISO6270-2）：在85℃/85%RH環(huán)境下放置1000小時(shí)，膜層無(wú)開(kāi)裂、脫落，反射率波動(dòng)<1%。
    紫外老化（ASTMG154）：365nm紫外光照射500小時(shí)，膜層黃變指數(shù)（ΔYI）<3，硬度保持率>95%。
    五、典型應(yīng)用案例與技術(shù)趨勢(shì)
    1.手機(jī)屏幕AR鍍膜方案
    結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
    基底：大猩猩玻璃（硬度9H）
    膜層：SiO?（50nm，n=1.46）+Al?O?（80nm，n=1.76）+Si?N?（120nm，n=2.0）+DLC（300nm，n=2.2）
    性能：反射率<0.8%，鉛筆硬度9H，經(jīng)1000次摩擦測(cè)試后反射率增幅0.3%。
    工藝組合：磁控濺射沉積光學(xué)層，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PE-CVD）制備DLC層，全程在真空腔內(nèi)完成，避免二次污染。
    2.技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
    納米仿生結(jié)構(gòu)：模擬蛾眼表面的納米柱陣列（高度<200nm，直徑<100nm），通過(guò)壓印光刻技術(shù)制備無(wú)膜層結(jié)構(gòu)的減反射表面，兼具高透光率（<0.5%反射率）與超耐磨性（硬度等同基底材料）。
    多功能集成：將減反射與抗指紋（AF）、抗藍(lán)光（截止400-450nm）、導(dǎo)熱（如摻雜石墨烯）等功能結(jié)合，通過(guò)多層復(fù)合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“一膜多效”。
    總結(jié)
    提升減反射鍍膜的耐磨性需打破“光學(xué)性能與力學(xué)性能難以兼顧”的瓶頸，通過(guò)**材料**（高硬度納米復(fù)合體系）、工藝升級(jí)（原子級(jí)**沉積）、結(jié)構(gòu)優(yōu)化（梯度功能設(shè)計(jì)）**的協(xié)同作用，結(jié)合表面防護(hù)技術(shù)（如DLC涂層、自修復(fù)機(jī)制），可實(shí)現(xiàn)反射率與硬度的平衡。未來(lái)，隨著納米制造、智能材料技術(shù)的發(fā)展，減反射鍍膜將向“超硬、超透、多功能”方向突破，滿足消費(fèi)電子、航空航天等**領(lǐng)域的嚴(yán)苛需求。

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  卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無(wú)色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長(zhǎng)期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
    我們的愿景：卷柔讓光學(xué)更具價(jià)值！
    我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術(shù)！
    我們的目標(biāo)：以高質(zhì)量的產(chǎn)品，優(yōu)惠的價(jià)格,貼心的服務(wù)，為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
    上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶，努力為客戶創(chuàng)造新的利潤(rùn)空間和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為中國(guó)的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。