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Principe, processus de revêtement et évaluation des performances du revêtement anti-empreintes digitales (AF) sur les panneaux de couverture en verre
2026-06-03
1. Définition, principe et caractéristiques du revêtement AF
① Le revêtement AF, également connu sous le nom de revêtement anti-empreintes digitales, est l'abréviation de Anti-Fingerprint Film.
Le revêtement AF est un traitement de surface conçu pour résister aux traces de doigts. Le nom complet est Anti-Fingerprint Film. Les empreintes digitales sont des résidus laissés à la surface d'un objet après avoir été touché par les doigts. Ces résidus sont principalement constitués d’huiles, de sueur, de poussière et d’autres contaminants. Lorsque les doigts se séparent de la surface de l'objet, ces résidus d'empreintes digitales restent souvent derrière.
Le principe du revêtement anti-empreintes AF est similaire à « l'effet feuille de lotus », où la surface de l'objet est traitée pour modifier sa mouillabilité, rendant difficile l'adhésion des contaminants. Cela aide à empêcher les empreintes digitales et autres polluants de coller à la surface. Après traitement AF, le verre de protection présente d'excellentes propriétés hydrophobes. L'angle de contact de l'eau sur la surface du verre traité doit généralement être ≥110°, offrant une sensation tactile douce et réduisant considérablement l'accumulation de saleté et de taches, améliorant ainsi l'expérience utilisateur.
② Principe du revêtement anti-empreintes digitales AF :
Grâce à des processus de fabrication spécifiques, une fine couche anti-empreintes digitales à l’échelle nanométrique est formée sur la surface du panneau de couverture en verre. Cette couche réduit au minimum la tension superficielle du verre, lui conférant une forte résistance hydrophobe, oléophobe et aux contaminants organiques. En conséquence, la surface du verre conserve un aspect lisse et propre pendant une période prolongée.
Actuellement, le principal matériau utilisé dans les revêtements anti-empreintes digitales AF est constitué de composés contenant du fluor. Ces molécules contiennent deux groupes fonctionnels clés : les groupes silane réactifs et les groupes fluor organiques.
● Groupes silanes réactifs : ils peuvent réagir chimiquement avec l'eau (groupes hydroxyles - OH) présente à la surface du verre (SiO₂), formant de fortes liaisons covalentes (liaisons siloxane), qui ancrent fermement le revêtement au substrat en verre.
● Groupes fluorés organiques : ils sont responsables de fournir une tension superficielle extrêmement faible et sont la clé pour obtenir des performances hydrophobes, oléofuges et anti-empreintes digitales.
Le mécanisme de réaction spécifique du revêtement AF est le suivant : le siloxane subit une réaction d'hydrolyse avec l'eau dans l'atmosphère pour former des groupes silanol ; les groupes silanol fluorés réagissent ensuite chimiquement avec les groupes silanol sur la surface du verre, permettant au revêtement AF d'adhérer à la surface du verre.
③ Caractéristiques du revêtement AF :
Il existe différentes méthodes et techniques de traitement anti-contamination des surfaces, telles que l'application de revêtements antisalissure, la réalisation de procédés de microgravure sur la surface ou l'utilisation d'AG (Anti-Glare Glass). Cependant, ces processus ont tendance à affecter dans une certaine mesure la transmission optique, la rugosité de la surface et la douceur du couvercle en verre. Par conséquent, pour les modules d'affichage entièrement laminés, le traitement anti-empreintes digitales sur la surface du couvercle en verre est actuellement réalisé en déposant (par évaporation sous vide) ou en pulvérisant un revêtement AF transparent anti-empreintes digitales sur la surface.
Caractéristiques uniques du processus de revêtement AF :
● N'altère pas la texture originale de la surface du couvercle en verre.
● Offre d'excellentes performances optiques sans impact négatif sur la transmission lumineuse du couvercle en verre.
● Tension superficielle extrêmement faible, offrant des propriétés hydrofuges, résistantes à l'huile et anti-traces de doigts efficaces.
● Bonne résistance aux intempéries et aux produits chimiques, excellente résistance à l'abrasion, faible coefficient de frottement dynamique et toucher agréable.
2. Processus de revêtement AF grand public
Il existe deux techniques courantes de dépôt de couches minces : le PVD (Physical Vapor Deposition) et le CVD (Chemical Vapor Deposition). Le PVD peut être classé en revêtement par évaporation sous vide, revêtement par pulvérisation sous vide et placage ionique sous vide.
Actuellement, les deux procédés principaux utilisés dans le revêtement AF sont le revêtement par évaporation sous vide (procédé par évaporation) et le revêtement par pulvérisation (procédé humide).
① Processus d'évaporation sous vide AF : dans des conditions de vide, un faisceau d'électrons à grande vitesse généré par un canon à électrons est utilisé pour bombarder et chauffer le matériau de revêtement AF, le faisant s'évaporer et se déposer sur la surface du couvercle en verre, formant une couche de revêtement AF dense.
Lors du processus d'évaporation sous vide AF, le couvercle en verre doit d'abord être soigneusement nettoyé. Ensuite, les couvercles en verre sont correctement disposés et suspendus à l’intérieur de la chambre de revêtement, complétant ainsi la préparation du pré-revêtement.
Au cours du processus d'évaporation AF, une couche de SiO₂ est d'abord déposée sur la surface du couvercle en verre (SiO₂ sert de couche d'adhésion intermédiaire), suivie du dépôt de la couche de revêtement AF. Après le revêtement, les couvercles en verre sont retirés de l'évaporateur et placés dans un environnement de salle blanche pour rester tranquilles pendant au moins 2 heures. Enfin, l'inspection visuelle, l'application du film protecteur, l'emballage et l'expédition sont effectués.
Une fois le revêtement AF terminé par évaporation, bien que la couche de film AF se soit formée, son état n'est pas encore stable. Laisser les protections en verre reposer pendant une certaine période avant d'appliquer le film protecteur permet aux groupes fonctionnels actifs restants de continuer à réagir pleinement, permettant à la couche de revêtement AF d'atteindre ses propriétés de performance prévues, telles que la force d'adhésion et la résistance à l'abrasion.
② Processus de revêtement par pulvérisation AF :
Le processus de revêtement par pulvérisation AF est une méthode de revêtement AF à faible coût et à haut rendement développée sur la base du dépôt sous vide, conçue pour réduire les coûts d'équipement. Dans ce processus, la solution AF est uniformément pulvérisée sur la surface du couvercle en verre en utilisant une haute pression pour former une couche de revêtement AF. Le couvercle en verre est ensuite cuit dans des conditions de température contrôlées (160 à 180 °C) pendant une durée spécifique (10 à 15 minutes) pour améliorer l'adhérence de la couche de revêtement AF à la surface du verre.
Le déroulement du processus de la méthode de revêtement par pulvérisation AF est plus simple que celui du processus d'évaporation sous vide AF, comprenant principalement les étapes suivantes : nettoyage au plasma, pulvérisation AF, cuisson, inspection visuelle, application et emballage du film.
Différence fondamentale entre les procédés de revêtement par pulvérisation AF et d'évaporation sous vide :
Dans le processus d'évaporation sous vide AF, une couche de transition de SiO₂ est déposée sous vide simultanément avec le revêtement AF en une seule étape de dépôt, alors que le processus de revêtement par pulvérisation n'inclut pas une telle couche de transition. Dans le processus d'évaporation sous vide, la couche de transition SiO₂ forme une forte liaison avec le substrat en verre et la couche AF. En conséquence, le revêtement AF produit par évaporation sous vide surpasse la couche AF pulvérisée lors de divers tests de limites de performances. Les tests comparatifs les plus directs incluent les tests de résistance à l’abrasion et de résistance chimique.
Résumé final sur la sélection des produits :
Pour les produits de milieu de gamme à bas de gamme, le processus de revêtement par pulvérisation peut généralement répondre aux exigences dans tous les aspects, tout en offrant un coût inférieur et une efficacité de production plus élevée, ce qui en fait le choix préféré. Pour les produits haut de gamme, en particulier ceux nécessitant une fiabilité, une durabilité, une excellente résistance à l'abrasion ou des revêtements AR (antireflet) supplémentaires, le processus d'évaporation sous vide est la solution idéale.
3. Il existe trois méthodes pour tester les performances des revêtements AF : test de résistance à l'abrasion, test d'angle de contact avec l'eau et test de coefficient de frottement dynamique.
① Test d'angle de contact avec l'eau :
L'angle de contact avec l'eau, également appelé simplement angle de contact, fait référence à l'angle formé entre une gouttelette de liquide et la surface d'un solide lorsque la gouttelette atterrit dessus. En raison de la tension superficielle du liquide, cet angle est créé à l’interface entre le liquide et le plan solide et est appelé angle de contact avec l’eau.
● Objectif du test d'angle de contact avec l'eau :
Évaluer principalement les performances anti-empreintes digitales de la couche de revêtement AF sur la surface du couvercle en verre.
● Conditions de test de l'angle de contact avec l'eau :
Placez le couvercle en verre sur la plate-forme de test avec le côté imprimé à l'encre vers le bas et mesurez l'angle de contact de l'eau sur la surface enduite d'AF. Il est généralement recommandé de mesurer l'angle de contact à cinq endroits différents pour évaluer l'uniformité du revêtement AF.
● Critères d'acceptation de l'angle de contact avec l'eau :
L'angle de contact avec l'eau sur la surface recouverte d'AF du couvercle en verre doit être ≥110° ; pour des exigences plus strictes, il est recommandé d’atteindre ≥115°.
② Test de résistance à l'abrasion :
Différents matériaux de test sont généralement utilisés, principalement de la laine d'acier et une gomme. Que l'on utilise de la laine d'acier ou une gomme, la procédure de test et les critères d'évaluation sont généralement similaires.
● Objectif du test de résistance à l'abrasion :
Évaluer principalement les performances et la résistance à l'abrasion de la couche de revêtement AF sur la surface du couvercle en verre.
● Procédure de test de résistance à l'abrasion :
--- Avant le test, mesurez l'angle de contact avec l'eau sur la surface recouverte d'AF du couvercle en verre à cinq endroits uniformément répartis. L'angle de contact initial avec l'eau doit généralement être ≥110° ; pour des exigences plus strictes, ≥115° est recommandé.
--- Utiliser une pointe abrasive de 20×20 mm (10×10 mm pour les exigences plus strictes) avec de la laine d'acier #0000 ou une gomme en appliquant une charge de 1000 g. Effectuer 2000 cycles alternatifs (2500 pour des exigences plus strictes) sur une course de 40 mm à une vitesse de 40 cycles/min (60 cycles/min pour des exigences plus strictes). Chaque mouvement complet de va-et-vient compte pour un cycle.
--- Après avoir terminé le test d'abrasion de la laine d'acier ou de la gomme, sélectionnez trois points dans la zone abrasée sur la surface recouverte d'AF du couvercle en verre et mesurez l'angle de contact avec l'eau pour déterminer sa valeur après l'abrasion.
● Critères d'acceptation du test de résistance à l'abrasion :
Après le test, il ne doit y avoir aucun pelage ou délaminage du revêtement AF sur la surface du couvercle en verre, et l'angle de contact avec l'eau doit rester > 100°.
③ Coefficient de test de friction dynamique :
● Objectif du test de coefficient de friction dynamique :
Le coefficient de frottement dynamique affecte directement la sensation tactile sur la surface du couvercle en verre. Si la surface du couvercle en verre n'est pas traitée avec un revêtement AF, le coefficient de frottement dynamique est généralement très élevé.
● Conditions de test pour le coefficient de friction dynamique :
Placez le papier de pesée de précision Asahiwell sous un bloc lesté avec une charge de 200 ± 20 g. Placez ensuite le papier de pesée et le bloc lesté combinés sur la surface enduite AF du couvercle en verre. Tirez le bloc sur la surface à une vitesse de 100 mm/min sur une distance de test de 50 mm.
● Critères d'acceptation du coefficient de frottement dynamique :
L'exigence standard pour le coefficient de frottement dynamique est ≤0,05 ; pour des exigences plus strictes, elle devrait être ≤0,03.