專利名稱：復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，特別涉及一種應(yīng)用于觸控面板的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各種類型的電子產(chǎn)品已被廣泛的使用于社會大眾的日常生活中。其中，由于觸控式電子裝置具有容易操作的特性，因此使觸控面板被廣泛地運(yùn)用在各種不同的電子產(chǎn)品上，例如液晶顯示裝置、個人數(shù)字助理、提款機(jī)或便攜式計算機(jī)等電子產(chǎn)品中，以做為人機(jī)互動的媒介。并且依據(jù)觸控面板檢測觸控點(diǎn)的物理原理可分為電阻式、電容式及波動式等觸控面板。

然而，也由于這種檢測觸控點(diǎn)的作動方式，讓使用者必需經(jīng)常的以手指或觸控筆在觸控面板的玻璃基材表面上按壓或滑移，才能使觸控面板產(chǎn)生相對應(yīng)的信號傳送。因此，在使用者長時間的使用后，往往造成觸控面板的玻璃基材表面受到手指或觸控筆所產(chǎn)生的摩擦力或敲擊力作用，而產(chǎn)生刮痕及磨損，并且導(dǎo)致玻璃基材表面結(jié)構(gòu)形成形態(tài)不一的凹槽或孔洞；或者是造成玻璃基材表面受到油污及水氣的附著，并容易讓油污及水氣嵌入于這些凹槽或孔洞內(nèi)，而影響玻璃基材表面的平整性以及透光性，進(jìn)而嚴(yán)重影響觸控面板的操控性能。更有甚者，若使用者敲擊或按壓觸控面板的力量過大，更容易造成玻璃基材破裂而導(dǎo)致觸控面板報廢的情形發(fā)生。目前解決上述問題的方法，均是通過表面處理的方法來強(qiáng)化玻璃基材的機(jī)械性質(zhì)。例如在中國臺灣第200825202號公開專利中，主要是在玻璃基材表面被覆一層類鉆碳(diamond-like carbon, DLC)層，以通過類鉆碳本身所擁有的高可見光/紅外線穿透性以及高機(jī)械強(qiáng)度等特性，用以增加玻璃基材的機(jī)械強(qiáng)度并維持玻璃基材的透光性。然而，由于其僅單純的在玻璃基材上設(shè)置類鉆碳層，因此在使用者長時間的使用下，此類鉆碳同樣會受到油污及水氣的附著，并且填充于類鉆碳層表面的裂痕或孔洞中，進(jìn)而對觸控面板靈敏度產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，而影響其操控性及耐用性?；蛘呤?，如中國臺灣第2009444610號公開專利所揭露的薄膜結(jié)構(gòu)，其是于玻璃基材表面依序設(shè)置有中間層、漸進(jìn)層以及類鉆碳層，并且在中間層、漸進(jìn)層及類鉆碳層中摻雜有相同或不同的摻雜物，以通過中間層及漸進(jìn)層中摻雜物的濃度分布方式，讓類鉆碳層可更加穩(wěn)固的附著在玻璃基材上。然而，在這種薄膜結(jié)構(gòu)中，由于其設(shè)置中間層及漸進(jìn)層的目的在于防止類鉆碳層從玻璃基材上剝離，因此在中間層、漸進(jìn)層以及類鉆碳層中均含有相當(dāng)數(shù)量的摻雜物，如此將使穿透玻璃基材的光線在進(jìn)入中間層、漸進(jìn)層及類鉆碳層后，分別受到這些摻雜物的阻礙，而嚴(yán)重影響光線穿透類鉆碳層之后的出光效率。并且，為了降低類鉆碳層的摻雜物對出光效率所造成的影響，即類鉆碳層的厚度愈大則出光效率愈低，造成類鉆碳層在玻璃基材上所能設(shè)置的厚度受到限制，連帶使其用以增進(jìn)玻璃基材的機(jī)械強(qiáng)度的功用受到大幅度的限制。此外，如美國第7，566，481號公告專利所揭露的具有鍍膜的玻璃對象的制造方法中，其是于玻璃基材表面形成一類鉆碳層，然后再使用氧化銦、碳化鋯及氧化鎂等物質(zhì)在類鉆碳層表面形成一抗蝕刻層，以通過類鉆碳層提供玻璃基材足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以及抗蝕刻層提供良好的抗氟基蝕刻劑的侵蝕。雖然，這種玻璃基材的表面處理方式可讓玻璃基材具有一定的硬度以及良好的透光性。但由于抗蝕刻層與類鉆碳層之間的組成材質(zhì)不同，因此容易在抗蝕刻層與類鉆碳層之間產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使抗蝕刻層自類鉆碳層上剝離。并且，由于這種以氧化銦、碳化鋯及氧化鎂等物質(zhì)所組成的抗蝕刻層的機(jī)械強(qiáng)度不足，因此在長時間受到外力的作用下，更容易從類鉆碳層上剝離而喪失其對于玻璃基材所提供的抗侵蝕功用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，藉以改進(jìn)現(xiàn)有玻璃基材的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)容易附著油污、水氣等雜質(zhì)，透光性及機(jī)械強(qiáng)度不足，以及所設(shè)置的抗蝕刻層容易自類鉆碳層上剝離等問題。本發(fā)明揭露一種復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，包括有一透明基材、一第一類鉆碳層以及一第 二類鉆碳層。第一類鉆碳層設(shè)置于透明基材上，且第二類鉆碳層含有一摻雜物，第二類鉆碳層設(shè)置于第一類鉆碳層上，并且第二類鉆碳層的SP3鍵結(jié)比例小于第一類鉆碳層的SP3鍵結(jié)比例。本發(fā)明的功效在于，通過第一類鉆碳層中未摻雜有其它的摻雜物，讓復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)可通過增加第一類鉆碳層的厚度來增進(jìn)其整體硬度，并維持良好的透光性。同時通過含有摻雜物的第二類鉆碳層提供復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)具有良好的疏水性及/或疏油性，使來自外界的油污及水氣不易沾粘于復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)上，并且通過第二類鉆碳層與第一類鉆碳層的組成材料相近，除了可避免兩者之間因產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而相互剝離外，并可維持復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)表面的機(jī)械強(qiáng)度，而增進(jìn)復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的耐磨耗性及耐用性。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖I為本發(fā)明第一實(shí)施例的剖視示意圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的透光性分析示意圖；圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的剖視示意圖。其中，附圖標(biāo)記10透明基材20第一類鉆碳層30第二類鉆碳層40漸進(jìn)層
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述本發(fā)明所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于觸控面板、液晶面板、光學(xué)鏡片、建筑玻璃或汽車擋風(fēng)玻璃的組成結(jié)構(gòu)中，在以下本發(fā)明所揭露的實(shí)施例中，是以復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)應(yīng)用于觸控面板做為舉例說明，但并不以此為限。
如圖I所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其包括一透明基材10、一第一類鉆碳層20以及一第二類鉆碳層30。透明基材10是由具有良好透光性材料所組成，此透光性材料可以是但不局限于玻璃材料或高分子材料。第一類鉆碳層20設(shè)置于透明基材10上，第一類鉆碳層20為一未摻雜有其它摻雜物的類鉆碳(DLC)層，并且在其結(jié)構(gòu)中具有至少50%以 上的Sp3碳-碳(C-C)鍵結(jié)結(jié)構(gòu)，而具有相當(dāng)程度的機(jī)械強(qiáng)度，因此可在透明基材10上做為高硬度的保護(hù)層，以避免透明基材10受外力作用而碎裂或斷裂。第二類鉆碳層30設(shè)置于第一類鉆碳層20相對透明基材10的另一側(cè)，第二類鉆碳層30是摻雜有一摻雜物(dopant)的類鉆碳層，此摻雜物是選自由氟、氮、氧及其混合物所組成的族群其中之一，用以改善第二類鉆碳層30的疏水性及/或疏油性。因此，在第二類鉆碳層30中可包含有10至50原子百分比的氟，例如為20至50原子百分比的氟；或者是10至50原子百分比的氮，例如為10至30原子百分比的氮；或者是10至50原子百分比的氧，例如為10至30原子百分比的氧。此外，在第二類鉆碳層中，也可同時包含有10至30原子百分比的氟以及10及30原子百分比的氮；或者是10至30原子百分比的氟以及10至30原子百分比的氧；或者是10至30原子百分比的氮以及10至30原子百分比的氧；又或者是10至30原子百分比的氟、10至30原子百分比的氮以及10至30原子百分比的氧等。其中，第二類鉆碳層30所含有的摻雜物成分是可視使用上的需求，而選擇性地在第二類鉆碳層30的成形過程中添加于第二類鉆碳層30中。舉例而言，若欲提升第二類鉆碳層30的疏油性，可選擇以氧或氮摻雜于第二類鉆碳層30中；若欲提升第二類鉆碳層30的疏水性，可選擇以氟摻雜于第二類鉆碳層30中，使第二類鉆碳層30相對第一類鉆碳層20的另一側(cè)表面具有60度至130度的接觸角，例如為大于80度或100度的接觸角。并且，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，若以水滴的落下實(shí)驗(yàn)對第二類鉆碳層30的接觸角進(jìn)行測試，當(dāng)?shù)诙愩@碳層30為含氟類鉆碳層時，可得到水滴于第二類鉆碳層30上所形成的接觸角為大約111度的測試結(jié)果，使來自外界環(huán)境的水分不易附著于第二類鉆碳層30表面，而增加復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)表面的防水性能。同樣地，也可在第二類鉆碳層30中同時摻雜氟、氮及/或氧，使第二類鉆碳層同時具有相當(dāng)程度的疏水性及疏油性。此外，在本發(fā)明第一實(shí)施例中，第一類鉆碳層20的厚度與第二類鉆碳層30的厚度總和介于0.01至0.5微米(ym)之間，并且第二類鉆碳層30的厚度小于50納米(nm)之間，即第二類鉆碳層30相對于第一類鉆碳層20及透明基材10而言，是為形成于第一類鉆碳層20上的薄膜。若進(jìn)一步的對復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)進(jìn)行透光性及耐磨耗性測試，本實(shí)施例所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)具有大于80%的透光性以及大于5GPa的納米硬度。因此，在本發(fā)明中，雖然在第二類鉆碳層30中含有一定比例的摻雜物，但由于其相對于第一類鉆碳層20僅為被覆于第一類鉆碳層20的薄膜，而不會影響復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的透光性。并且，由于第一類鉆碳層20在復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)中具有相當(dāng)?shù)暮穸?，使第一類鉆碳層20可通過本身所具有的透光性及機(jī)械強(qiáng)度，對透明基材10提供保護(hù)作用外，并同時能提升復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的透硬度、耐磨耗性以及透光性。如圖2所示，為本發(fā)明所揭露的第一實(shí)施例的透光性測試示意圖。其中，相較于一般的銦錫氧化物(ITO)玻璃，本發(fā)明第一實(shí)施例所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)在光線波長范圍介于400納米至800納米之間時，其透光性始終維持于80%至90%之間，而具有較穩(wěn)定的透光性。若進(jìn)一步的將透光性以數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，一般銦錫氧化物玻璃在光線波長為550納米時，僅具有86. 66%的透光性，并且在光線波長范圍介于400納米至700納米之間的透光性平均值僅能達(dá)到82. 08%。反之，本發(fā)明第一實(shí)施例所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)在光線波長為550納米時，可具有89. 16%的透光性，并且在光線波長范圍介于400納米至700納米之間時，其透光性平均值可達(dá)到88. 09%左右。此外，值得注意的是，當(dāng)光線波長范圍介于600納米至800納米之間時，本發(fā)明第一實(shí)施例所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的透光性幾乎與一般玻璃基板無異。據(jù)此，進(jìn)一步地說明了本發(fā)明所揭露的 復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，雖然在第二類鉆碳中存在有適量的摻雜物，用以讓復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)具有良好的疏水性及/或疏油性，但是此摻雜物的存在并不會影響到復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的透光性。因此，當(dāng)本發(fā)明所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)應(yīng)用于觸控面板，以做為觸控操作的使用界面時，除了可提供觸控面板具有良好的疏水性及/或疏油性之外，并同時與一般觸控面板所使用的玻璃基板具有相近似的透光性，而不會影響觸控面板在操作時對于影像擷取時的靈敏度及感測效率。如圖3所示，為本發(fā)明第二實(shí)施例所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所揭露的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例在結(jié)構(gòu)上大致相同，以下僅就兩者間的差異加以說明。在本發(fā)明第二實(shí)施例所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)中，是于透明基材10及第一類鉆碳層20之間設(shè)置一漸進(jìn)層40。此漸進(jìn)層40為摻雜有另一摻雜物的類鉆碳層，其可以是但并不局限于硅。此外，在漸進(jìn)層40中摻雜物的含量介于10至30原子百分比之間，并且摻雜物的含量是以遞減的方式分布于漸進(jìn)層40中，即摻雜物的含量是從漸進(jìn)層40相鄰于透明基材10的一側(cè)遞減至漸進(jìn)層40相鄰于第一類鉆碳層20的一側(cè)，使?jié)u進(jìn)層40與透明基材10之間的接合界面具有相近的原子結(jié)構(gòu)；以及使?jié)u進(jìn)層40與第一類鉆碳層20之間的接合界面具有相近的原子結(jié)構(gòu)。因此，通過漸進(jìn)層40的設(shè)置，讓第一鉆碳層20可穩(wěn)固的結(jié)合于透明基材10上，并且可避免第一類鉆碳層20與透明基材10之間容易因組成材料不同所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力作用，而產(chǎn)生相互剝離的情形發(fā)生。此外，在本發(fā)明第二實(shí)施例所揭露的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)中，第一類鉆碳層20、第二類鉆碳層30以及漸進(jìn)層40三者之間的厚度總和介于0. 01至0. 5微米之間，并且第一類鉆碳層20的厚度以及漸進(jìn)層40的厚度總和小于200納米。因此，第二類鉆碳層30及漸進(jìn)層40是以薄膜形式設(shè)置于復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)中，而不會影響到復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的透光性。并且，通過此一設(shè)置方式，除了可具有良好的透光性外，并可通過第一類鉆碳層20本身所具有的機(jī)械強(qiáng)度，對透明基材10提供保護(hù)作用以及使復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的整體硬度獲得提升?；谏鲜龅膹?fù)合式基板結(jié)構(gòu)，當(dāng)其應(yīng)用于觸控面板的組成結(jié)構(gòu)時，將可在使用者以手指或觸控筆接觸于復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)的第二類鉆碳層進(jìn)行觸控面板的操控時，提供手指或觸控筆于觸控面板表面具有相當(dāng)良好的滑動性，進(jìn)而增進(jìn)觸控面板的操控性。并且，通過第一類鉆碳層及第二類鉆碳層所具有的機(jī)械強(qiáng)度，讓觸控面板可承受使用者所施加的外力按壓以及手指或觸控筆于觸控面板表面滑移時所產(chǎn)生的磨擦力，可避免觸控面板在長時間的使用后發(fā)生破裂及磨損的情形發(fā)生，并且使觸控面板的耐用性獲得提升。同時，通過第二類鉆碳層表面所具有的疏水性及/或疏油性，讓觸控面板在使用者長時間的操作下，仍能具有良好的防水及/或抗油污特性，如此，可避免觸控面板表面因?yàn)橛臀刍蛩畾獾母街绊懫洳倏仂`敏度。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變 和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括有 一透明基材； 一第一類鉆碳層，設(shè)置于該透明基材上；以及 一第二類鉆碳層，設(shè)置于該第一類鉆碳層上，該第二類鉆碳層具有一摻雜物，并且該第二類鉆碳層的SP3鍵結(jié)比例小于該第一類鉆碳層的SP3鍵結(jié)比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二類鉆碳層的SP3鍵結(jié)比例小于50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該摻雜物為選自由氟、氮、氧及其混合物所組成的族群其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該摻雜物為氟，并且該摻雜物的含量為10至50原子百分比。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該摻雜物的含量為20至50原子百分比。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該摻雜物為氮，并且該摻雜物的含量為10至50原子百分比。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該摻雜物為氧，并且該摻雜物的含量為10至50原子百分比。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該摻雜物包含10至30原子百分比的氟以及10至30原子百分比的氮。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該摻雜物包含10至30原子百分比的氟、10至30原子百分比的氮以及10至30原子百分比的氧。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一類鉆碳層及該第二類鉆碳層的厚度總和介于10納米至500納米之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二類鉆碳層的厚度介于I納米至200納米之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二類鉆碳層相對該第一類鉆碳層的另一側(cè)具有一接觸角，該接觸角介于60度至130度之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該接觸角大于80度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該接觸角大于100度。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一漸進(jìn)層，設(shè)置于該透 明基材及該第一類鉆碳層之間，并且該漸進(jìn)層含有另一摻雜物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該另一摻雜物的含量是自該漸進(jìn)層相鄰于該第一類鉆碳層的一側(cè)漸增至相鄰于該透明基材的一側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該另一摻雜物的含量為10至30原子百分比。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu),其特征在于,該另一摻雜物為娃。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一類鉆碳層、該第二類鉆碳層及該漸進(jìn)層的厚度總和介于10納米至500納米之間，并且該第一類鉆碳層及該漸進(jìn)層的厚度總和介于I納米至200納米之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明基材的組成材料為玻璃材料或高分子材料。
全文摘要
一種復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)，包括有一透明基材、一第一類鉆碳層以及一第二類鉆碳層，第一類鉆碳層設(shè)置于透明基材及第二類鉆碳層的間，其中第一類鉆碳層的sp3鍵結(jié)比例大于第二類鉆碳層的sp3鍵結(jié)比例，可提供復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)具有足夠的硬度。同時在第二鉆類碳層中含有一摻雜物，用以提升復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)表面的疏水性及/或疏油性，使復(fù)合式基板結(jié)構(gòu)在長時間的使用下仍可保持良好的操控性及耐用性。
文檔編號B32B33/00GK102729566SQ201110093499
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者宋健民, 甘明吉, 胡紹中, 陳嘉延 申請人:中國砂輪企業(yè)股份有限公司