一种对人体安全健康有益的手机显示屏钢化保护膜

技术领域

本发明属于光电技术领域，具体涉及一种对人体安全健康有益的手机显示屏钢化保护膜。

背景技术

手机是现代人生活中必不可少的电子设备。通过手机，人们方便快捷地进行购物、娱乐、社交、网络办公，可以说手机是现代生活的“标配”。尤其在疫情时代，没有一部智能手机，几乎是寸步难行。然而，“无手机不可活”的生活带来的隐患也不可忽视：首先，长时间的使用手机对人眼造成不可避免的伤害。有专家指出，不良的蓝光能量极高,有损眼睛结构,会导致视力下降或失明、白内障、黄斑病变，蓝色光线会抑制褪黑色素分泌,这是影响睡眠的重要激素之一，在睡前玩手机会导致睡眠质量不高甚至很难入睡。其次，长期使用但清洁不当的手机表面存在大病菌病毒。有网络文章指出，手机表面细菌可达2000多种多样，四分之一人手机细菌数超标准值10倍。手机的表面布满大肠埃希菌、金黄链球菌、沙门菌及感冒病毒等。当指头触摸手机屏时，就会沾染手机里的这种病原菌，再通过进食或揉眼睛等使病原菌进入体内，最终导致人体感染或病变。最后，在某些场合手机还充当着病菌病毒的传染媒介。如在全社会的抗击肺炎斗争中，要求每个人进出公共场所都要拿出智能手机进行场所码扫描和绿码确认，这期间如果有某个病例因其手机扫码把病毒排处到扫码机的环境中，后来的人用手机在次扫码就会造成交叉感染的隐患。因此，跟手机相关的安全健康问题，就显得日益重要。

事实上，针对手机表面的安全健康问题，已经有很多人提出了解决方案。检索中国专利数据库可知，到目前为止，已有多达70余件专利技术(包括发明专利和实用新型)与手机显示屏的防蓝光及抗菌保护有关。分析这些专利可以发现，现有专利技术都是通过在手机显示屏粘贴各种不同材料的高分子软膜或涂层来实现的。比如专利号CN215975637U的实用新型专利，揭示了一种抗菌防蓝光膜，包括底膜层和保护层，防蓝光层包括第一阻蓝层、第一阻紫层、第二阻蓝层和第二阻紫层。该抗菌防蓝光膜纳米银层为纳米级的金属银单质。其原理是通过对蓝光和紫光有吸收特性的膜层来阻隔蓝紫光到达人眼，通过纳米银单质来实现杀菌消毒功能。实际上，运用吸收材料的确能吸收部分蓝紫光，但受限于材料特性和厚度，无法对吸收光谱特性进行精确调控，影响手机视觉效果。纳米银单质本身并没有杀菌效果，只有银原子与水接触形成银离子，才能发挥杀菌功能，但是嵌套在有机物中的纳米银粒子很难被电离形成银离子，更勿论迁移到表面与细菌的细胞发生反应杀菌了，所以杀菌功能大大受限。另外，采用纳米银单质的材料，由于银本身的吸光特性，必然使手机屏幕发光亮度下降，影响手机显示的视觉效果。在专利号为CN217265525U的另外一件实用新型专利中，发明者提出了一种曲面屏手机保护膜。具体做法是，首先在基膜层的上表面涂布抗菌涂层，用上保层进行覆膜，接着在基膜层的下表面涂布双固化涂层，在双固化涂层的下表面涂布硅胶压敏胶层，接着将离型膜层贴覆在硅胶压敏胶层的下表面。由于抗菌涂层同样与最外层隔着一层PU上保护层，严重限制了抗菌离子的迁移，影响了实际抗菌效果。

在所有已有的解决方案中，有一个普遍的缺陷是，采用了有机高分子的软膜作为基材，这种基材硬度不高，容易损伤划伤；软膜起不到对屏幕的防摔防碎屏功能；纳米银离子等迁移困难，杀菌效果大打折扣，同时采用的吸收型材料对手机显示屏光谱影响严重，导致视觉效果下降。因此需要新的材料或技术来满足手机用户的需求，一种简单可靠的方案就是微晶纳米二氧化钛技术。

利用二氧化钛的光催化原理，实现液体试剂或固体表面的杀菌消毒作用，实际上并不陌生。工业中根据需要不同,将纳米TiO

发明内容

本发明的目的在于提供一种对人体安全健康有益的手机显示屏钢化保护膜，以解决上述背景技术中提出的问题，一方面能够保护手机显示屏，防止显示屏摔碎、划伤；另一方面对手机光源的光谱进行调控，减弱对人眼有害的蓝光发射、提升其他可见光线的透过率，降低眩光效应；同时又使之具备抗菌杀毒自清洁的效果。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种对人体安全健康有益的手机显示屏钢化保护膜，包括可以贴附在手机显示屏幕上的平板钢化玻璃，所述平板钢化玻璃表面设置有合适结构的多层纳米级厚度的介质膜堆，所述介质膜堆外侧膜层为二氧化钛微晶膜层或含有二氧化钛微晶的膜层的任意一种，且所述介质膜堆由不同折射率、不同厚度的介质膜组成，且介质膜堆包括低折射率层、中折射率层以及高折射率层的两种或两种以上；

所述平板钢化玻璃靠近手机的一侧，依次有光学AB胶层、PET膜层、压敏胶层和离型膜层。

优选的，所述平板钢化玻璃材料为中铝硅玻璃、高铝硅玻璃、硼硅玻璃、石英玻璃或其他高软化点玻璃，软化点温度600℃且不得低于600℃，钢化玻璃厚度为0.1-0.3mm。

优选的，所述介质膜堆的低折射率层选用二氧化硅、氟化镁、氟化镱、氟化钇、氟化镝、氟化钡，氟化铈的任意一种。

优选的，所述介质膜堆的中折射率层选用一氧化硅、氧化铝的任意一种。

优选的，所述介质膜堆的高折射率层选用二氧化钛、氧化铪、氧化锆、氧化铌、氧化钽、氧化镁、氧化锌、氧化钨、氧化钒的氧化物或者其混合物。

优选的，所述低折射率层和一种高折射率层至少有一层二氧化钛膜层或含有二氧化钛的膜层处于远离手机，与空气接触的最外侧，该二氧化钛膜层材料微观结构为锐钛矿微晶结构，晶粒大小在3-50nm。

优选的，所述介质膜堆为单一的膜堆，配置于钢化膜远离手机的一侧。

优选的，所述介质膜堆为两个子膜堆，分别配置于钢化玻璃的两侧，但至少有一层二氧化钛微晶膜层或含有二氧化钛微晶的膜层，处于远离手机的一侧，与空气接触的最外侧。

优选的，所述光学AB胶层厚度为10-30um，所述PET膜层厚度为50-150um，所述压敏胶层厚度为10-30um，所述离型膜层厚度为50-150um。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种对人体安全健康有益的手机显示屏钢化保护膜，与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明采用介质干涉型膜堆技术，为硬膜技术，耐摩擦，美观耐用。通过介质膜堆隔离有害蓝色紫色光的同时，提高了有用光谱的透过率，有效降低屏幕表面的眩光效应，实现显示屏的“黑屏”效应，减少手机显示屏的无用功耗，简单实用；

2.本发明提出的消毒机理为光催化二氧化钛抗菌杀毒，可以在室内弱光、室外阳光照射、紫外灯下有效，光谱抗菌杀毒。除对细菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌及如酵母菌、白色念珠菌等广谱细菌真菌有效外，对流感病毒、乙肝病毒都有良好的消杀效果；

3.本发明提出的方法中，二氧化钛仅起催化作用，长期使用材料本身不消耗不流失，能保证抗菌杀毒效果的稳定性；

4.本发明提出的方法，除抗菌杀毒功能外，在紫外光照射下，其他有机物如汗渍污渍也能被快速分解反应，让显示屏幕维持自清洁效果；

5.本发明实施过程中无需应用重金属银及其他化学品，工艺过程绿色环保。

附图说明

图1为本发明的手机显示屏钢化保护膜的结构示意图；

图2为本发明的实施例1膜系结构设计的光谱图；

图3为本发明的实施例2膜系结构设计的光谱图；

图4为本发明的实施例3膜系结构设计的光谱图。

图中：1、平板钢化玻璃；2、介质膜堆；3、光学AB胶层；4、PET膜层；5、压敏胶层；6、离型膜层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种对人体安全健康有益的手机显示屏钢化保护膜，包括可以贴附在手机显示屏幕上的平板钢化玻璃1，所述平板钢化玻璃1表面设置有合适结构的多层纳米级厚度的介质膜堆2，所述介质膜堆2外侧膜层为二氧化钛微晶膜层含有二氧化钛微晶的膜层的任意一种，且所述介质膜堆2由不同折射率、不同厚度的介质膜组成，且介质膜堆2包括低折射率层、中折射率层以及高折射率层的至少两种；

所述平板钢化玻璃1靠近手机的一侧，依次有光学AB胶层3、PET膜层4、压敏胶层5和离型膜层6。

所述平板钢化玻璃1材料为中铝硅玻璃、高铝硅玻璃、硼硅玻璃、石英玻璃或其他高软化点玻璃，软化点温度600℃且不得低于600℃，钢化膜厚度为0.1-0.3mm。所述低折射率层和一种高折射率层至少有一层二氧化钛微晶膜层或含有二氧化钛微晶的膜层处于远离手机，与空气接触的最外侧，该二氧化钛膜层材料微观结构为锐钛矿微晶结构，晶粒大小在3-50nm。

所述介质膜堆2为单一的膜堆，配置于钢化膜远离手机的一侧。

所述介质膜堆2的低折射率层选用二氧化硅SiO

所述介质膜堆2也可为两个子膜堆，分别配置于钢化玻璃的两侧，但至少有一层二氧化钛膜层或含有二氧化钛的膜层，处于远离手机的一侧，与空气接触的最外侧。介质膜堆2能够对手机LED发光光谱进行合理的调控，显著降低小于450nm的高能量蓝色和紫光通量，达到人眼保护的合理范围。而在大于450nm的可见光其他范围的光线，保护膜的透过率相对钢化玻璃基底有明显提升，降低由于玻璃基底造成的眩光效应，减小眼睛的不适感。

优选的，所述光学AB胶层3厚度为10-30um，所述PET膜层4厚度为50-150um，所述压敏胶层5厚度为10-30um，所述离型膜层6厚度为50-150um

实施例1

手机显示屏的钢化保护膜的结构如附图1所示；保护膜的基体为0.15mm厚铝硅玻璃，软化温度920℃；裁切并清洗后的玻璃在真空室中进行镀膜。镀膜采用离子辅助沉积IAD技术进行；玻璃体温度为300℃，成膜真空度2×10

钢化保护膜靠近手机的一侧，依次有光学AB胶层3、PET膜层4、压敏胶层5、离型膜层6。其厚度分别为AB胶层10-30um，PET膜层50-150um，压敏胶层10-30um，离型膜层50-150um。

表1：实施例1的多层介质膜的结构及材料厚度。

实施例2

实施例中，手机显示屏的钢化保护膜的结构亦如附图1示例，不同的是：保护膜的基体为0.15mm厚度的硼硅玻璃，软化温度850℃。裁切并清洗后的玻璃，在真空室中进行镀膜。镀膜采用中频磁控溅射方法进行。玻璃基体温度为300℃，本底真空度10

钢化保护膜靠近手机的一侧，依次有光学AB胶层3、PET膜层4、压敏胶层5、离型膜层6。其厚度分别为AB胶层10-30um，PET膜层50-150um，压敏胶层10-30um，离型膜层50-150um。

表2实施例2的多层介质膜的结构及其材料厚度。

实施例3

在另外一个实施例中，手机显示屏的钢化保护膜的结构如附图1示例。保护膜的基体为0.1mm厚度的铝硅玻璃，软化温度920℃。所用的镀膜方式可以参考前述实施例中的任一种，但是多层介质膜堆分布在钢化玻璃的两侧，结构如下表3所示。

钢化保护膜靠近手机的一侧，依次有光学AB胶层3、PET膜层4、压敏胶层5和离型膜层6。其厚度分别为AB胶层10-30um，PET膜层50-150um，压敏胶层10-30um，离型膜层50-150um。

表3实施例3的多层介质膜的结构及其材料厚度。

实施例的抗菌实测结果：

为检验本发明抗菌性能的有效性，进行了实施例2的实物制备进行了抗菌性能检测。依据的检测标准是GB/T 23763-2009“光催化抗菌材料及制品抗菌性能的评价”，根据国家标准要求，检测试验中使用的紫外黑光灯光照强度为0.1mW/cm

表4分析检测结果。

裁切好的玻璃保护膜经过清洗洁净化后，进行化学钢化处理，消除玻璃表面微裂纹，降低应力，提高玻璃的防摔、抗破碎、抗划伤特性。清洗洁净化及钢化处理均为工业中的通用技术；

经过钢化的玻璃保护膜，放进真空光学镀膜机中，制备合适结构的多层纳米级厚度的介质膜堆，介质膜堆的基本特征是，最外侧和空气接触的膜层为二氧化钛微晶膜层或含有二氧化钛微晶的膜层。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。