用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的方法與系統的製作方法

2023-04-26 20:42:36 1

專利名稱：用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的方法與系統的製作方法
用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的方法與系統技術領域
本公開的實施例涉及用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的工藝及系統，以及根據這些工藝所製造的透明主體。
背景技術：
觸摸面板為特定類別的電子可視顯示器，觸摸面板能檢測並定位顯示區域內的觸摸。通常，觸摸面板包括透明主體，透明主體設置於屏幕上並配置來感測觸摸。此主體基本上是透明的，使屏幕所發射的可見光譜中的光可傳遞穿過此主體。至少某些已知的觸摸面板包括由屏障及透明導體構成的透明主體，屏障及透明導體依此順序形成於基板上。此類面板的顯示區域上的觸摸通常會造成透明主體的一區域中的電容產生可測量的改變。可使用不同的技術來測量電容的改變，因而可決定觸摸的位置。
對用於觸摸面板的透明主體有某些特定的要求。詳言之，一個關鍵要求是，透明主體需要足夠穩定以耐受屏幕上的多點觸摸以及惡劣的條件，使觸控螢幕的可靠度不會隨著時間推移而減損。然而，包括在觸控螢幕中的被認為是堅固的至少某些已知透明主體，因為如厚度、成分及形成透明主體的層結構之故，而幹擾光適當傳遞穿過所述主體。進一步，製造具有高品質的此類穩定透明主體(例如，具均勻且無瑕疵的屏障)是有挑戰性的。
因此，需要以一方式形成在觸摸面板中使用的高品質透明主體的工藝及設備，使得所述主體可穩定形成於基板上而不會減損可見光譜中的光的適當傳遞。發明內容
在一個方面中，提供了一種用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的工藝。所述工藝包括在基板上沉積第一透明層堆迭，第一透明層堆迭具有第一介電膜、第二介電膜及第三介電膜。第一及第三介電膜具有低折射率且第二介電膜具有高折射率。所述工藝進一步包括以一方式沉積透明導電膜，使得第一透明層堆迭及透明導電膜依此順序設置於基板上。第一介電膜、第二介電膜、第三介電膜或透明導電膜中的至少一個藉由可旋轉靶材的濺射而沉積。
在另一方面中，提供了一種用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的沉積設備。 所述設備包括第一沉積組件，經配置以於基板上沉積第一透明層堆迭，第一透明層堆迭包括第一介電膜、第二介電膜及第三介電膜，第一及第三介電膜具有低折射率且第二介電膜具有高折射率；以及第二沉積組件，經配置以沉積透明導電膜。第一沉積組件及第二沉積組件經安排使得第一透明層堆迭及透明導電膜依此順序設置於基板上。第一沉積組件或第二沉積組件中的至少一個包括濺射系統，所述濺射系統操作性耦接可旋轉靶材。濺射系統經配置以藉由可旋轉靶材的濺射來沉積第一介電膜、第二介電膜、第三介電膜或透明導電膜中的至少一個。
根據又一方面，提供了藉由根據本公開的工藝所生產的透明主體。所述透明主體包括位於基板上的第一透明層堆迭，第一透明層堆迭包括第一介電膜、第二介電膜、第三4介電膜；以及透明導電膜。第一透明層堆迭及透明導電膜依此順序設置於基板上。第一及第三介電膜具有低折射率且第二介電膜具有高折射率。
出乎意料的，相較於在觸摸面板中使用的至少某些已知透明主體，根據本公開的實施例所沉積的介電膜的組合具有額外的介電膜，伴隨著折射率的特徵結合，且其中這些膜中的至少一個藉由可旋轉靶材的濺射而沉積，有助於製造高品質透明主體，所製造的透明主體不只產生光的適當傳遞，也產生隨著時間推移的穩定性能。
根據從屬權利要求、說明書及附圖可清楚了解本發明的進一步方面、優點及特徵。
實施例也涉及用以執行所公開的工藝的設備，並包括設備部件用以進行所述的工藝步驟。進一步，實施例也涉及所述設備的運行方法或所述設備的製造方法。這些方法可包括方法步驟，用以執行設備的功能或製造設備的部件。可藉由硬體元件、固件、軟體、由適當軟體編程的計算機、所述硬體元件、固件、軟體及計算機的任何組合或以任何其它方式執行這些方法步驟。


包括本發明最佳實施方式的完整且可操作的公開更詳細地於說明書中向本領域普通技術人員提出，所述公開包括參照附圖，其中
第I圖為根據本文的實施例的在觸摸面板中使用的示例性透明主體的示意第2圖為根據本文的實施例的用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的示例性沉積設備的示意第3圖為根據本文的實施例的用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的另一示例性沉積設備的示意第4圖為圖解在觸摸面板中使用的已知透明主體的反射率的作第5圖為圖解根據本文的實施例的在觸摸面板中使用的示例性透明主體的反射率的作第6圖為直接比較第4及5圖所示的反射率的作第7圖顯示圖解具有第4圖的已知透明主體結構的透明主體的b*值，以及具有第 5圖的示例性透明主體結構的透明主體的b*值的作第8圖顯示圖解具有第5圖的示例性透明主體結構的透明主體的b*值的作第9圖顯示不同的作圖以證明根據本文的實施例所製造的透明主體的穩定性能； 以及
第10圖為圖解用於製造在合適觸摸面板中使用的透明主體的示例性工藝的流程圖。
具體實施方式
現將詳細參閱本發明的各種實施例，這些實施例中的一個或多個示例圖解於附圖中。藉由闡釋本發明來提供各個示例，且並非意謂作為本發明的限制。應考慮到，一個實施例的元件可有益地應用於其它實施例而不需進一步記載。
本文所述的實施例包括用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的工藝。詳言之， 本公開的實施例包括透明主體，透明主體包括第一透明堆迭，所述第一透明堆迭經配置以構成觸摸面板中的屏障；以及透明導電膜，所述透明導電膜經配置以構成觸摸面板中的透明導體。藉此，當實施於觸摸面板時，根據本文的實施例的透明主體可促進觸摸感測。
根據本文的實施例，第一透明層堆迭12，如第I圖所描繪，沉積於基板14上。如本文所使用，術語「基板」應囊括非可撓基板(如，晶圓或玻璃板)及可撓基板(如，網或箔) 二者。如本文所使用，術語「透明」尤其應包括結構以相對低的散射透射光線的能力，使得， 例如，可以基本上清晰地方式見到穿過所述結構而透射的光線。在可撓基板的例子中，典型的是基板14具有形成於所述基板14上的硬塗層(hardcoat)24。
根據典型的實施例，層堆迭由若干膜所構成，這些膜以一個膜位於另一個膜頂上的方式形成(如，藉由沉積)。詳言之，本文的實施例包括沉積第一透明層堆迭，第一透明層堆迭可由多個介電膜形成，介電膜為基本上不導電的膜。詳言之，第一透明層堆迭12可包括第一介電膜16、第二介電膜18及第三介電膜20，如示例性地描繪於第I圖中。藉此，第一透明層堆迭可構成用於觸摸面板中的屏障。根據典型的實施例，第一介電膜16、第二介電膜18及第三介電膜20依此順序沉積在彼此頂上。
根據本文所述的實施例，第一及第三介電膜具有低折射率，且第二介電膜具有高折射率。更明確來說，根據本文的實施例，以一方式選擇第一透明層堆迭的材料，使得第一及第三介電膜具有低折射率且第二介電膜具有高折射率。舉例而言，第一及第三介電膜可由氧化矽(如SiO2)構成，且第二介電膜可由氧化鈦(如TiO2)或氧化鈮(如Nb2O5)構成。
更明確來說，根據本文的實施例，第一及第三介電膜具有比第二介電膜低的折射率。考慮到與在觸摸面板中使用的至少某些已知透明主體相比較的額外介電膜以及具有不同折射率的膜的特徵結合，根據本文的實施例所製造的透明主體的第一透明層堆迭提供了屏障，屏障有助於穿過透明主體的光的適當傳遞。
如本文所用，低折射率為足夠低的折射率，以使特定透明主體能以一方式傳遞光而滿足特定應用的需求。如本文所用，高折射率為足夠高的折射率，以使特定透明主體能以一方式傳遞光而滿足特定應用的需求。根據某些實施例，低折射率為低於I. 50的折射率。 根據某些實施例，高折射率為至少1.80的折射率。通常，可以一方式選擇第一透明層堆迭的介電膜的折射率，使得光可穿過根據本公開的實施例的透明主體而傳遞。舉例而言，第一及第三介電膜可具有低於I. 50的折射率，或更明確來說，I. 47，或甚至更明確來說，I. 45， 且第二介電膜可具有至少1.80的折射率，或更明確來說，2. 10，或甚至更明確來說，2. 40。 列於本公開中的折射率值指的是波長515nm的綠光的折射。
根據本文所述的實施例，透明主體10包括透明導電膜22，例如，但不限於，氧化銦錫(Ι )，詳言之，結晶ITO或具有400歐姆/平方的片電阻的ΙΤ0。根據典型的實施例，如示例性地描繪於第I圖，以一方式進行沉積，使得第一透明層堆迭12及透明導電膜22依此順序設置於基板14上而形成透明主體。亦即，第一透明層堆迭可形成於基板上，伴隨著導電膜形成於第一透明層堆迭上。
第I圖繪示結構化(如，藉由圖案化)的透明導電膜22。應注意的是，本文的實施例也包括未經結構化(如，未經圖案化或基本上均勻的膜)的透明導電膜22。在典型的實施例中，因透明層堆迭的結構之故，所述結構有助於使導電膜不會減損穿過所述主體的光的最佳透射。詳言之，根據本文的實施例的透明層堆迭有助於使導電膜(即便是結構化的導電膜)不會影響反射顏色的中性，將於下文中進一步討論。
根據典型的實施例，藉由濺射一個或多個可旋轉靶材來進行沉積。更明確來說，根據本文的實施例，上文提到的膜中的至少一個藉由可旋轉靶材的濺射而沉積，以有助於形成穩定且高品質的透明主體。舉例而言，根據本文的實施例，膜可經沉積而具有較高的均勻性，並具有較低的瑕疵及汙染微粒密度。藉此，有助於製造高品質的透明主體，所製造的透明主體不只產生光的適當傳遞，也產生隨著時間推移的穩定性能。進一步，相較於其它沉積方法，包括一個或多個可旋轉靶材的濺射的製造工藝可進一步有助於較高的製造速率，及含有較低數量的汙染微粒的產品。
根據某些實施例，製造透明主體10進一步包括圖案化透明導電膜22。藉此，可有助於供實現投射式電容觸摸的觸摸面板所用的透明主體的形成。
然而，經圖案化的透明導電膜22可能進一步減損光適當傳遞穿過在觸摸面板中使用的透明主體。舉例而言，至少某些在觸摸面板中使用的已知透明主體塗覆有兩種層 3102層(形成屏障)，以及透明ITO層(形成透明導體，即，導電塗層)。在某些例子中，可藉由蝕刻來部分地移除透明ITO層。藉此，相較於具有未修改的沉積ITO層的透明主體， 修改了光學特性，特別是反射率及透射率。詳言之，Si02/IT0層的反射率/透射率相異於 SiO2層的反射率/透射率。所產生的對比/色差(如，由國際照明委員會(International Commission on Illumination ;CIE)於1976年所定義的b*值)可能為可見的,且可能對使用者造成困擾。此效應例示於第4圖。
第4圖繪示作圖418，圖解在觸摸面板中使用的已知透明主體416的反射率。已知透明主體416包括PET基板404、形成於PET基板404上的硬塗層406、形成於硬塗層406上的氧化矽膜408，以及形成於氧化矽膜408上的經圖案化的ITO膜410。ITO膜410可具有典型的15nm的厚度以及400歐姆/平方的片電阻。氧化矽膜408可具有典型的15nm的厚度。在第4圖中，其進一步顯示氧化矽膜408上的經反射光線412，以及經圖案化的ITO膜 410上的經反射光線414。作圖418顯示經硬塗覆的PET膜上的氧化矽及經圖案化的ITO 的經計算反射率。詳言之，作圖418包括氧化矽上的反射率400 (對應於氧化矽膜408上的經反射光線412)，以及氧化矽及ITO上的反射率402 (對應於經圖案化的ITO膜410上的經反射光線414)。
從作圖418可了解到，就經圖案化的ITO膜410上自660至400nm的經反射光線 414而言，反射率增加，相較於氧化矽膜408上的經反射光線412的基本上中性(即，恆定) 的反射率來說，經反射光線414產生了略顯「藍色」的反射光。增加的反射率對應於經圖案化的ITO膜410的降低的透射率，因此ITO經圖案化區域獲得了略顯黃色的外觀。相比之下，氧化矽膜408的反射/透射顏色基本上為中性。亦即，經圖案化的導電層變得「可見」。 然而，期望可最小化經圖案化的ITO膜410與氧化矽膜408之間的反射率/透射率的這一差異。換句話說，期望可設計其中導電層為不可見的透明主體，而不會減損透明主體的穩定性及品質。
藉由根據本公開的實施例所沉積的介電膜的組合，其中藉由可旋轉靶材的濺射沉積這些膜中的至少一個，可有助於透明主體的顏色中性(即使當包括經圖案化的導電層時)。亦即，在屏障中使用兩個額外層典型有助於顯著降低以透明導電膜為頂層的透明主體的區域和以介電膜為頂層的透明主體的區域之間的對比。換句話說，根據本文的實施例所製造的透明主體有助於使對比/色差「不可見」。
第5圖繪示作圖518，作圖518圖解根據本公開的實施例的透明主體516的氧化矽上的反射率500。示例性透明主體516包括PET基板504、形成於PET基板504上的硬塗層 506、形成於硬塗層506上的氧化娃(如，SiO2)膜508a、形成於氧化娃膜508a上的氧化鈦或氧化鈮(如，TiO2或NbO5)膜508b、形成於氧化鈦膜508b上的氧化矽(如，SiO2)膜508c, 以及形成於氧化矽膜508c上的經圖案化ITO膜510 (氧化矽膜508a具有15nm的厚度、氧化鈦膜508b具有15nm的厚度、氧化矽膜508c具有介於40與60nm之間的厚度，且經圖案化的ITO膜510具有15nm的厚度)。
第5圖進一步圖解了經圖案化ITO膜510上的經反射光線514。亦即，作圖518圖解了層堆迭的經計算反射率，相較於可由Si02-Ti02-Si02-IT0(IT0經圖案化)結構所構成的層堆迭，層堆迭可由硬塗覆的PET上的SiO2-TiO2-SiO2結構所構成。詳言之，作圖518包括氧化矽上的反射率500 (對應於不具有經圖案化ITO膜510的透明主體，如透明主體516， 上的反射光線)，以及氧化矽及ITO上的反射率502 (對應於經圖案化ITO膜510上的反射光線514)。
從作圖518可了解到，反射率曲線幾乎一致，因此在導電膜的經蝕刻部分與未經蝕刻部分之間基本上沒有可見的差異。亦即，具有完整導電層(於此例子中為ΙΤ0)的透明主體的反射率，與具有經圖案化的導電層(如，藉由蝕刻工藝部分地移除)的透明主體的反射率幾乎一致。透射率(未繪示)證明了對應的行為。對比於供觸摸面板所用的至少某些已知透明主體(如第4圖中的SiO2 - ITO結構)的反射率而言，透明主體516的反射/透射顏色為基本上中性的(即，具有接近O的b*值)。應注意到，出乎意料的，作圖518證明了具有兩個額外膜的透明主體的透射率，相對於在觸摸面板中使用的至少某些已知透明主體而言稍微增加。
第6圖繪示作圖618，直接比較來自第4圖的氧化矽及ITO上的反射率402，及來自第5圖的氧化矽及ITO上的反射率502。從此圖可進一步了解到，相較於「兩層」系統，根據本文的實施例的「四層」系統有助於使透明主體上的可見光譜的藍光區域中的反射不增加。亦即，根據本文的實施例所製造的透明主體典型地有助於增進顏色中性。
根據某些實施例，以一方式沉積第一透明層堆迭及透明導電膜，使得所製造的透明主體的b*值低於I. 5，或尤其低於1，或更明確來說，O. 7，或甚至更明確來說，O. 2。詳言之，根據本文的實施例，僅由第一透明層堆迭及透明導電膜形成並置於基本上透明的基板上方的結構的b*值可採用這些值。
根據某些實施例，可以一方式選擇包括於第一透明層堆迭中的膜及透明導電膜的厚度及/或折射率，使得所製造的透明主體的b*值低於I. 5，或尤其低於1，或更明確來說， O. 7，或甚至更明確來說，O. 2。供示例性透明主體中的膜所用的厚度值於下文討論。應注意到，詳言之，就透明導電膜的不同厚度或成分而言，可能需要對應地改變透明主體中其它膜的厚度，以達到特定的b*值。
第7圖繪示兩個作圖700、702，這兩個作圖700、702圖解就不同厚度的經圖案化 ITO膜410及經圖案化ITO膜510而言，具有與第4圖的已知透明主體類似的結構的透明主體的b*值704(作圖700)，以及具有與第5圖的示例性透明主體類似的結構的透明主體的b*值706 (作圖702)。從第7圖可理解到,第4圖的已知「2-層」透明主體416的顏色具有接近-4. 5的經計算b*值(反射率)。相對的，根據本文的實施例所沉積的示例性透明主體516具有接近零的b*值。
此外，作圖700與作圖702之間的比較顯示，相較於至少某些已知透明主體的 「2-層」結構，根據本文的實施例所沉積的透明主體有助於顯著降低b*值對導電膜(在本示例中，經圖案化ITO膜510)的厚度變化的敏感性。因此，特別是在考慮到製造參數，如導電層厚度，可能變化的情況下，根據本文的實施例所沉積的透明主體有助於主體的光學特性(如b*值)的較佳控制。
第8圖繪示作圖800，圖解具有第5圖的示例性透明主體的結構的透明主體的b* 值802。從作圖800可進一步了解到，無論示例性透明主體516上有無導電膜，示例性透明主體516(即，根據本文的實施例所沉積的具有15nm的厚度的ITO層的透明主體)皆具有基本上中性的反射率。因此，沉積到至少某些本文的實施例的透明主體有助於製造在觸摸面板中使用的透明主體，使所述透明主體具有基本上中性的反射率顏色而不會減損所製造的膜的穩定性。
本公開的實施例提供製造工藝，所述製造工藝不只產生光的適當傳遞，也產生隨著時間推移的穩定性能，如第9圖所證明。詳言之，第9圖繪示兩個作圖900、902，證明根據本文的實施例所製造的透明主體的穩定性能。
作圖900顯示氣候測試(climate test)前形成根據本文的實施例的透明主體的部分的ITO膜的電阻(R)，與氣候測試後的所述ITO膜的電阻(RO)之間的比例(R/R0)的變化。從作圖900可了解到，根據本文的實施例所製造的透明主體有助於隨著時間推移的穩定的導電膜電阻，即使是在惡劣氣候條件下。作圖902顯示氣候測試期間隨著時間變化的 b*值。從作圖902可了解到，根據本文的實施例所製造的透明主體有助於隨著時間推移的穩定的b*值，即使是在惡劣氣候條件下。
因此，根據本文的實施例所製造的透明主體可有助於觸摸面板的合適且穩定的光學性能，甚至在惡劣條件下。
第2圖概要地圖解根據本文的實施例的沉積設備100的示例，沉積設備100用以製造在觸摸面板中使用的透明主體。示例性的設備包括第一沉積組件102，所述第一沉積組件102經配置以於基板14上沉積第一透明層堆迭12，第一透明層堆迭12包括第一介電膜 16、第二介電膜18及第三介電膜20。根據典型的實施例，可於個別的沉積腔室中沉積層堆迭12的各膜。詳言之,不例性沉積設備100包括第一介電膜沉積腔室106,所述第一介電膜沉積腔室106經配置以沉積第一介電膜16 ;第二介電膜沉積腔室108，所述第二介電膜沉積腔室108經配置以沉積第二介電膜18 ;以及第三介電膜沉積腔室110，所述第三介電膜沉積腔室110經配置以沉積第三介電膜20。示例性沉積設備100也包括第二沉積組件104， 所述第二沉積組件104經配置以沉積透明導電膜22。詳言之，示例性沉積設備100包括導電膜沉積腔室112，所述導電膜沉積腔室112經配置以沉積透明導電膜22。
根據本文的實施例，安排第一沉積組件102及第二沉積組件104，使得第一透明層堆迭12及透明導電膜22依此順序設置於基板14上。在示例性實施例中，藉由輸送系統 (未繪示)沿著沉積方向140上的沉積路徑輸送基板14通過腔室。在示例性實施例中，第一沉積組件102安排在相對於第二沉積組件104的上遊，使透明導電膜22沉積於第一透明堆迭12上。
根據典型的實施例，配置沉積設備100，以沉積具有低折射率的第一及第三介電膜以及具有高折射率的第二介電膜。舉例而言，第一介電膜沉積腔室106及第三介電膜沉積腔室110可經配置以沉積氧化矽，且第二介電膜沉積腔室108可經配置以沉積金屬氧化物或金屬氮化物，例如，但不限於，氧化鈦或氧化鈮。
根據典型的實施例，配置第一沉積組件102以依此順序沉積第一介電膜16、第二介電膜18及第三介電膜20於基板上。在示例性實施例中，沿著沉積路徑依此順序設置第一介電膜沉積腔室106、第二介電膜沉積腔室108及第三介電膜沉積腔室110，使得第一介電膜16、第二介電膜18及第三介電膜20依此順序沉積於基板14上，詳言之，一個膜位於另一個膜頂上。
沉積腔室可包括任何適合的結構、配置、安排及/或元件，以使沉積設備100能沉積根據本公開的實施例的透明主體。舉例而言，沉積腔室可包括適合的沉積系統，所述系統包括塗覆源、功率源、個別的壓力控制器、沉積控制系統，以及溫度控制器，但不以此為限。 根據典型的實施例，可對腔室提供個別的氣體供應器。典型地使腔室彼此隔離，以提供良好的氣體隔離。舉例而言，可以一方式使沉積腔室彼此隔離，使得從其它腔室擴散進入特定腔室的氣體對直接供應至所述特定腔室的氣體的比例至少為I比100。根據本文的實施例的沉積設備100並不限制沉積腔室的數量。舉例而言，沉積設備100可包括3、6或12個沉積腔室，但不以此為限。
根據典型的實施例，沉積設備100的任何膜沉積腔室可經配置以藉由濺射(如磁控濺射)進行沉積。詳言之，第一沉積組件102可經配置以藉由磁控濺射沉積第一透明堆迭12，及/或第二沉積組件104可經配置以藉由磁控濺射進行沉積。
如本文所用，「磁控濺射」指的是使用磁組件(亦即，能產生磁場的單元)進行的濺射。典型地，這樣的磁組件由永久磁鐵構成。此永久磁鐵典型可安排於可旋轉靶材內，或以一方式耦接平面靶材使得自由電子陷入可旋轉靶材表面下方的所產生的磁場內。這樣的磁組件也可經安排而耦接平面陰極。
亦可由雙磁控管陰極(例如，但不限於，TwinMag 陰極組件)來實現磁控濺射。根據典型的實施例，沉積腔室中的陰極可互換。藉此，可提供模塊化設計的設備，所述模塊化設計的設備有助於針對特定製造需求來最佳化設備。根據典型的實施例，供濺射沉積所用的腔室中的陰極數量可經選擇，以最佳化沉積設備的產量。
根據某些實施例，一個或某幾個腔室可經配置以在沒有磁控管組件的情況下進行濺射。詳言之，一個或某幾個腔室可經配置以藉由其它方法進行沉積，例如，但不限於，化學氣相沉積或脈衝雷射沉積。
根據典型的實施例，第一沉積組件102以及第二沉積組件104中的至少一個包括濺射系統，所述濺射系統操作性耦接可旋轉靶材。根據這些實施例，濺射系統可經配置，以藉由可旋轉靶材的濺射沉積第一介電膜16、第二介電膜18、第三介電膜20或透明導電膜透明導電膜22中的至少一個。根據特定的實施例，第二沉積組件104包括濺射系統127，所述濺射系統127操作性耦接可旋轉靶材，用以藉由可旋轉靶材的濺射沉積膜透明導電膜22。
根據某些實施例，至少第一沉積組件102包括濺射系統，所述濺射系統操作性耦接可旋轉靶材，用以藉由可旋轉靶材的濺射沉積第一介電膜16、第二介電膜18及第三介電膜20中的至少一個。根據某些實施例，至少第一沉積組件102包括濺射系統，所述濺射系統操作性耦接可旋轉靶材，用以藉由可旋轉靶材的濺射沉積至少第一介電膜16及第二介電膜18。根據某些實施例，第一沉積組件102及第二沉積組件104包括濺射系統，所述濺射系統操作性耦接可旋轉靶材，用以藉由可旋轉靶材的濺射沉積第一介電膜16、第二介電膜 18、第三介電膜20以及透明導電膜透明導電膜22。
根據某些實施例，第一沉積組件102及第二沉積組件104包括多個靶材，其中一個、幾個或全部的靶材為可旋轉的，並以一方式配置使得第一介電膜16、第二介電膜18、第三介電膜20及透明導電膜22可藉由靶材的濺射而沉積。在示例性實施例中，沉積設備100 的各個沉積腔室包括濺射系統。詳言之，第一介電膜沉積腔室106可提供有濺射系統120， 第二介電膜沉積腔室108可提供有濺射系統123，第三介電膜沉積腔室110可提供有濺射系統125，且導電膜沉積腔室112可提供有濺射系統127。
詳言之，根據某些實施例，沉積設備100中的各個沉積系統操作性耦接對應的可旋轉靶材，以進行對應膜的沉積。在示例性實施例中，濺射系統120操作性耦接靶材122 (所述靶材122，例如，可為可旋轉靶材或適於供平面陰極所用)；濺射系統123操作性耦接靶材124 (所述靶材124，例如，可為可旋轉靶材或適於供平面陰極所用)；濺射系統125操作性耦接可旋轉靶材126 (所述可旋轉靶材126，或可適於，如，供平面陰極所用)；且濺射系統 127操作性耦接靶材128 (所述靶材128，例如，可為可旋轉靶材或適於供平面陰極所用)。 根據典型的實施例，可由一個或多個圓柱形靶材形成可旋轉靶材，所述一個或多個圓柱形靶材經過適當地安排用以在基板14上沉積膜。
根據典型的實施例，可藉由直接濺射進行濺射。藉由直接濺射意指包括濺射靶材的工藝，所述靶材含有待以經反應形式沉積的材料。舉例而言，濺射可包括濺射包括氧化矽的靶材，以於基板上沉積氧化矽。既然不再需要反應性組成氣體，直接濺射有助於使沉積系統的建構較不複雜。或者，可藉由其它濺射方法進行濺射，例如，但不限於，反應性濺射。
根據某些實施例，第一沉積組件102經配置以藉由介電材料的直接濺射來沉積第三介電膜20。根據特定的實施例，第一沉積組件102包括可旋轉靶材，如，可旋轉靶材126， 此靶材包括氧化鈮，且第一沉積組件102經配置以藉由可旋轉靶材的直接濺射來沉積第三介電膜20，此可旋轉靶材包括氧化鈮(如Nb2O5)。此第三介電膜20的沉積有助於在根據本文的實施例的透明主體的製造上產生特別良好的結果。舉例而言，第三介電膜沉積腔室110 可提供惰性氣體氣氛，以供濺射材料的沉積所用，在此例子中的濺射材料為氧化鈮。
根據典型的實施例，沉積設備100包括測量系統138，所述測量系統138經配置以在沉積期間測量形成第一透明層堆迭12或透明導電膜22的一部分的膜中的至少一個的光學特性。舉例而言，沉積設備100可在膜沉積期間實施同軸光學分光光度測量。藉此，可進行沉積工藝的在線監控。
沉積設備100可包括控制系統142，所述控制系統142操作性耦接測量系統138， 用於封閉迴路控制形成第一透明層堆迭12或透明導電膜中的至少一個的一部分的膜中的至少一個的沉積。藉此，可單獨控制各層的沉積，使可以高準確度控制膜厚度、成分或光學特性。膜特性的單獨控制有助於形成具有最佳化光透射率的穩定透明主體。
根據典型的實施例，沉積設備100包括溫度控制系統(未繪示)，用以控制沉積路徑上不同區域的溫度，或沉積設備100的其他模塊，如預處理模塊或後處理模塊。進一步， 根據某些實施例，這樣的溫度控制系統可單獨控制沉積腔室處的基板14的溫度。
第2圖的示例性實施例也可包括預處理腔室136，用以在沉積前進行基板14的預處理。舉例而言，預處理腔室136可經配置以介於I至3kW的功率(取決於基板速度)進行基板14的DC及/或MF預處理。並且，預處理腔室136可經配置而於氬及/或氧氣氛下進行基板14的預處理，因而可進行，例如，富氧預處理。
根據某些實施例，沉積設備100可包括圖案化腔室114，用以進行透明主體10的圖案化。詳言之，圖案化腔室114可包括濺射系統130，所述濺射系統130供透明導電膜22 的圖案化(例如藉由蝕刻透明導電膜22)所用。藉此，可製造適於供實現投射式電容觸摸的觸摸面板所用的透明主體10。在典型的實施例中，圖案化腔室114可經配置以藉由透明導電膜22的圖案化(如，蝕刻)來形成X-Y網格(grid)，因而於基板14上形成電極的網格圖案。在這個例子中，如前所述，既然由於經圖案化的導電層之故，可在不減損透明主體的穩定性及品質的情況下促進顯示區域上的反射率變化的補償，根據本文的實施例的透明主體10特別有優勢。
根據典型的實施例，基板14由可撓性基板構成，如硬塗覆的PET箔，且沉積設備 100可包括退繞滾輪132及再卷繞滾輪134，以在沉積之前退繞基板14，並在形成根據本文的實施例的透明主體後卷繞基板14。沉積設備100可包括滾輪系統(未繪示)，供傳送基板14通過不同處理腔室所用。詳言之，根據本文的實施例的沉積設備可建構成為用於塑料膜上的卷對卷(roll-to-roll)沉積的派射滾動塗覆機(sputter roll coater)。
在以下附圖的描述中，相同的元件符號代表類似的元件。通常，僅就關於個別實施例的差異進行描述。第3圖繪示示例性沉積設備300，用以製造根據本文的實施例的在觸摸面板中使用的透明主體。示例性沉積設備300可建構為卷對卷系統，所述卷對卷系統包括退繞模塊302、卷繞模塊304以及工藝模塊308，所述工藝模塊308設置於退繞模塊302與卷繞模塊304之間。工藝模塊308包括類似於就第2圖所討論，但圍繞處理鼓輪306而徑向設置的第一介電膜沉積腔室106、第二介電膜沉積腔室108、第三介電膜沉積腔室110以及導電膜沉積腔室112。
工藝模塊308可進一步包括輔助滾輪310、312，用以適當地將基板14進料至處理鼓輪306，並促使經處理基板14』自工藝模塊308進料至卷繞模塊304。沉積設備300可為SmartWeb , Smartffeb 由應用材料公司(Applied Materials)所製造，適於製造根據本公開的實施例的透明主體。可適用於根據本文的實施例的卷對卷沉積設備的示例描述於 2004 年 2 月 18 日申請，名稱為 「Strip coating installation with a vacuum chamber and a coating cylinder (利用真空室和塗覆圓筒的條形塗覆安裝)」的歐洲專利申請號第 EP20040003574號中，且以公開號第EP I 561 837 Al號公開，上述申請以參照方式納入本文中，以致上述申請不牴觸本公開。
根據某些實施例，沉積設備300進一步包括額外的處理模塊，以於基板14或經處理的基板14』上進行額外的處理。並且，可串聯設置多個沉積設備300，以等比例放大根據本文的實施例的透明主體的產量。可適用於根據本文的實施例的可等比例放大的沉積系統的不例描述於2004年4月13日申請，名稱為「Guide arrangement with at least one guide roll for guiding webs in web treating apparatuses (具有用於在網處理設備中引導網的至少一個引導滾輪的引導安排)」的歐洲專利申請號第EP20040008699號中，且以公開號第EP I 589 130 Al號公開，上述以參照方式納入本文中，以致上述申請不牴觸本公開。
在第3圖的示例性實施例中，濺射系統120操作性耦接可旋轉靶材322 (所述可旋轉靶材322或可適用於平面陰極)；濺射系統123操作性耦接可旋轉靶材324 (所述可旋轉靶材324或可適用於平面陰極)；濺射系統125操作性耦接可旋轉靶材326 (所述可旋轉靶材326或可適用於平面陰極)；且濺射系統127操作性耦接可旋轉靶材328 (所述可旋轉靶材328或可適用於平面陰極)。
第10圖為流程圖，圖解用以製造透明主體，如示例性透明主體10的示例性工藝 200。舉例而言，可於第2圖或第3圖的任何示例性設備進行此工藝。
示例性工藝200包括於基板上沉積202第一透明層堆迭，第一透明層堆迭包括第一介電膜、第二介電膜及第三介電膜，第一及第三介電膜具有低折射率，且第二介電膜具有高折射率。根據某些實施例，以一方式進行沉積202，使得第一介電膜、第二介電膜及第三介電膜依此順序沉積於基板上，且最終，一個膜位於另一個膜頂上。
根據某些實施例，第一介電膜及/或第三介電膜包括或由氧化娃(詳言之，SiO2) 所構成。或者，第一介電膜及/或第三介電膜可包括或由氟化鎂(詳言之，MgF2)所構成。 根據某些實施例，第二介電膜包括或由金屬氧化物膜所構成。或者，第二介電膜可包括或由金屬氮化物膜所構成。詳言之，第二介電膜可包括或由氧化鈦(詳言之，TiO2)、氧化鈮(詳言之，Nb2O5)、氮化鈦(詳言之，Ti3N4)、氮化鈮(詳言之，Nb3N5)或金屬氮氧化物，如氮氧化鈦(詳言之，TiNxOy)或氮氧化鈮(詳言之，NbNxOy)所構成。如上文所提出，根據典型的實施例，第一及第三介電膜包括具有低於I. 5的折射率的介電材料,及/或第二介電膜包括具有至少I. 8的折射率的介電材料。
示例性工藝200進一步包括以一方式沉積204透明導電膜，使得第一透明層堆迭及透明導電膜依此順序設置於基板上。
在示例性工藝200中，藉由可旋轉靶材的濺射沉積第一介電膜、第二介電膜、第三介電膜或透明導電膜中的至少一個。在特定的實施例中，藉由可旋轉靶材的濺射沉積第二介電膜及第三介電膜。於某些實施例中，藉由可旋轉祀材的派射沉積第一介電膜、第二介電膜及第三介電膜中的至少一個者。於某些實施例中，藉由可旋轉靶材的濺射沉積第一介電膜、第二介電膜、第三介電膜及透明導電膜。根據某些實施例，至少藉由可旋轉靶材的濺射沉積透明導電膜。藉此，可在供特別應用的透明主體的製造上達到特別良好的結果。
根據特定的實施例，可藉由磁控濺射沉積第一透明層堆迭及透明導電膜。根據某些實施例，可藉由介電材料的直接濺射沉積第三介電膜。詳言之，可藉由氧化鈮(詳言之， Nb2O5)的直接濺射沉積第三介電膜。藉此，可在透明主體的製造上達到特別良好的結果。
示例性工藝200可進一步包括圖案化206透明導電膜。舉例而言，可蝕刻所沉積的透明導電膜的一部分。根據某些實施例，以一方式圖案化透明導電膜，使得透明主體經配置而實施於投射式電容觸摸面板內。在特定的實施例中，可以一方式圖案化透明導電膜，使得透明主體經配置而實施於觸摸面板的互電容傳感器內。
根據某些實施例，示例性工藝200包括加熱處理基板以在沉積之前進行基板的去氣。舉例而言，依據基板速度，可在介於60與200° C之間的溫度下加熱基板。根據某些實施例，示例性工藝200可包括以介於I與3kW之間(依據基板速度)的功率，進行基板的DC 及/或中頻(MF)預處理。並且，示例性工藝200可包括於氬及/或氧氣氛下進行基板的預處理，例如，富氧預處理。根據本文的實施例，中頻為5kHz至IOOkHz範圍內的頻率，例如，30kHz 至 50kHz ο
示例性沉積設備或根據本文的實施例的設備中的濺射塗覆源可為具有平面靶材的DC-陰極(例如，但不限於，陶瓷ITO及陶瓷Nb2O5)、具有平面靶材的MF-陰極(例如，但不限於，經摻雜的矽靶材用以沉積SiO2)、具有圓柱形靶材(例如，但不限於，ITO或Nb2O5靶材)的DC-陰極(例如，但不限於，ROT陰極)，或具有圓柱形靶材(如經摻雜的矽靶材，特別是經噴灑而用以沉積SiO2)的MF-陰極(例如，但不限於，ROT陰極)。根據典型的實施例，可在一次持續的運轉中沉積透明主體的膜。詳言之，可在個別的沉積腔室中在不同的氣體分壓(如，O2分壓)下沉積膜。
根據典型的實施例，可使用具有經摻雜的矽的平面陰極來濺射第一介電膜。或者， 可使用具有經摻雜的矽的圓柱形陰極。進而，可使用MF功率源濺射第一介電膜。進而，可藉由反應性濺射來濺射第一介電膜，例如在沉積腔室中存在有惰性氣體(如，氬)及氧氣的情況下。進而，就第一介電膜而言的典型工藝壓力可介於2xl0_3與8xl0_3毫巴之間。進而， 典型的沉積率可介於10與20nm/min之間，或特別是在使用圓柱形陰極時,介於20與30nm/ min之間。
根據典型的實施例，可使用具有陶瓷Nb2O5的圓柱形陰極。或者，可使用具有陶瓷 Nb2O5的平面陰極來濺射第二介電膜。進而，可使用持續的(DC)功率源來濺射第一層。進而，可藉由直接濺射來濺射第二介電膜，例如在沉積腔室中存在有惰性氣體(如，氬)的情況下。進而，就第二介電膜而言的典型工藝壓力可介於2xl0_3與8xl0_3毫巴之間。進而，典型的沉積率可介於10與20nm/min之間(當使用平面陰極時),或介於20與30nm/min之間 (當使用圓柱形陰極時)。
根據典型的實施例，可使用具有經摻雜的矽的圓柱形陰極來濺射第三介電膜。或者，可使用具有經摻雜的矽的平面陰極。進而，可使用中頻(MF)功率源濺射第三介電膜。進而，可藉由反應性濺射來濺射第三介電膜，例如在沉積腔室中存在有惰性氣體(如，氬)及氧氣的情況下。進而，就第三介電膜而言的典型工藝壓力可介於2xl(T3與8χ1(Γ3毫巴之間。 進而，典型的沉積率可介於20與40nm/min之間(當使用平面陰極時)，或介於30與60nm/ min之間(當使用圓柱形陰極時)。
根據典型的實施例，使用具有ITO的圓柱形陰極來濺射透明導電膜，ITO可以是， 例如典型具有90%的氧化銦及10%的二氧化錫的(In203/Sn02)。或者，可使用具有ITO的平面陰極。進而，可使用持續的(DC)功率源來濺射透明導電膜。進而，可藉由直接或反應性濺射來濺射透明導電膜，例如在存在有惰性氣體(如，氬)及氧氣的情況下，或在僅將惰性氣體(如，氬)作為唯一氣體供應至特定沉積腔室的情況下。進而，就透明導電膜而言， 典型的工藝壓力可介於2xl(T3與8χ1(Γ3毫巴之間。進而，典型的沉積率可介於10與20nm/ min之間(當使用平面陰極時)，或介於20與30nm/min之間(當使用圓柱形陰極時)。
如上文所詳述，典型地可就最佳生產率來最佳化用以沉積各膜的陰極的數量。詳言之，可就具有3、6或12個隔間的濺射網機器，來最佳化陰極的數量。
本公開的實施例也包括藉由根據本文的實施例的工藝所生產的透明主體。透明主體可包括位於基板上的第一透明層堆迭。第一透明層堆迭可包括第一介電膜、第二介電膜、 第三介電膜及透明導電膜。第一透明層堆迭及透明導電膜可依此順序設置於基板上，且第一及第三介電膜可具有低折射率，且第二介電膜可具有高折射率。詳言之，第一及第三介電膜可具有比第二介電膜低的折射率。
本公開的實施例也包括觸摸面板，觸摸面板包括根據本文的實施例的透明主體。 本公開的實施例也包括觸摸面板，觸摸面板包括根據本文的實施例的透明主體，其中透明主體經配置以提供多點觸摸檢測能力。舉例而言，透明導電膜可配置為X-Y網格。詳言之， 透明主體可經配置以實現投射式電容觸摸(PCT)感測。進一步，透明主體可經配置以用做互電容傳感器。
應注意到，為了計算第4圖中的作圖418以及第5圖中的作圖518中的反射率所做的假設為，PET基板(折射率I. 60)具有背側反射且不具有外部基板也不具反向光束、空氣介質(折射率I. 00)，以及O度的光入射角。進一步，第7及8圖中的b*值，如附圖所示， 與2度及光源D65的反射有關。
本文字描述使用示例來公開本發明，包括最佳模式，且使本領域普通技術人員能製作並使用本發明。儘管已就多個特定實施例描述本發明，但本領域普通技術人員可認知到，可在權利要求的精神及範疇內經過修改來實施本發明。特別地，可相互結合上文所述的實施例的示例、實施例或所述實施例的修改中的互不排除的特徵。舉例而言，第一沉積組件及/或第二沉積組件可經配置以藉由磁控濺射沉積第一透明堆迭及/或透明導電膜。應注意的是，根據本文的實施例所製造的透明主體可應用在玻璃基板。進一步，根據某些實施例，至少透明主體的透明導電膜(例如，但不限於，ITO膜)可藉由可旋轉靶材的濺射而沉積。
本發明的可專利範疇是由權利要求所界定，且可包括本領域普通技術人員能思及的其它示例。意欲使此類其它示例落入權利要求的範疇內。
雖然上述內容是針對本發明的實施例，但在不脫離本發明的基本範疇的情況下， 可設計本發明的其它及進一步的實施例，且本發明的範疇由所附權利要求來確定。
權利要求
1.一種用於製造在觸摸面板中使用的透明主體(10)的エ藝，所述エ藝包括 在基板(14)上沉積第一透明層堆迭(12)，所述第一透明層堆迭(12)包括第一介電膜(16)、第二介電膜(18)以及第三介電膜(20)，所述第一介電膜及所述第三介電膜具有低折射率，且所述第二介電膜具有高折射率；以及 以一方式沉積透明導電膜(22)，使得所述第一透明層堆迭(12)及所述透明導電膜(22)依此順序設置於所述基板(14)上； 其中藉由濺射可旋轉靶材(122、124、126、128、322、324、326、328)沉積所述第一介電膜(16)、所述第二介電膜(18)、所述第三介電膜(20)或所述透明導電膜(22)中的至少ー個。
2.如權利要求I所述的エ藝，其中所述第一介電膜(16)、所述第二介電膜(18)及所述第三介電膜(20)依此順序設置於所述基板上。
3.如前述權利要求中任一項所述的エ藝，還包括圖案化所述透明導電膜(22)。
4.如前述權利要求中任一項所述的エ藝，其中所述第一介電膜及所述第三介電膜具有低於I. 5的折射率，且所述第二介電膜具有至少I. 8的折射率。
5.如前述權利要求中任一項所述的エ藝，其中所述第一介電膜或所述第三介電膜中的至少ー個包括氧化矽或氟化鎂。
6.如前述權利要求中任一項所述的エ藝，其中所述第三介電膜包括金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物。
7.如前述權利要求中任一項所述的エ藝，其中所述第三介電膜藉由介電材料的直接濺射而沉積。
8.一種用於製造在觸摸面板中使用的透明主體(10)的沉積設備(100)，所述設備包括 第一沉積組件(102)，經配置以在基板(14)上沉積第一透明層堆迭(12)，所述第一透明層堆迭(12)包括第一介電膜(16)、第二介電膜(18)以及第三介電膜(20)，所述第一介電膜及所述第三介電膜具有低折射率，且所述第二介電膜具有高折射率；以及 第二沉積組件(104)，經配置以沉積透明導電膜(22 )， 其中所述第一沉積組件(102)及所述第二沉積組件(104)經安排使得所述第一透明層堆迭(12)及所述透明導電膜(22)依此順序設置於所述基板(14)上，且 所述第一沉積組件(102)或所述第二沉積組件中的至少ー個包含濺射系統(120、123、125、125)，所述濺射系統操作性耦接可旋轉靶材(I 22、124、126、128、322、324、326、328)，所述濺射系統經配置以藉由濺射所述可旋轉靶材沉積所述第一介電膜(16 )、所述第二介電膜(18),所述第三介電膜(20)或所述透明導電膜(22)中的至少ー個。
9.如權利要求8所述的設備，其中所述第一沉積組件(102)經配置以將所述第一介電膜(16)、所述第二介電膜(18)及所述第三介電膜(20)依此順序沉積於所述基板上。
10.如權利要求8至9中任一項所述的設備，其中所述第一沉積組件(102)及所述第ニ沉積組件(104)經配置以藉由磁控濺射沉積所述第一透明堆迭(12)及所述透明導電膜(22)。
11.如權利要求8至10中任一項所述的設備，還包括測量系統(138)，所述測量系統經配置以於沉積期間測量形成所述第一層堆迭或所述透明導電膜中的至少ー個的一部分的膜中的至少ー個的光學特性。
12.如權利要求8至11中任一項所述的設備，其中所述第一沉積組件(102)經配置以藉由介電材料的直接濺射來沉積所述第三介電膜(20 )。
13.如權利要求8至12中任一項所述的設備，其中所述第一沉積組件(102)及所述第ニ沉積組件(104)包括多個可旋轉靶材(122、124、126、128、122、324、326、328)，所述多個可旋轉靶材以一方式配置，使得所述第一介電膜(16)、所述第二介電膜(20)、所述第三介電膜(18)及所述透明導電膜(22)可藉由濺射所述可旋轉靶材而沉積。
14.一種藉由如權利要求I至7中任一項所述的エ藝所生產的透明主體(10)，包括 位於基板(14)上的第一透明層堆迭(12)，所述第一透明層堆迭(12)包括第一介電膜(16)、第二介電膜(18)、第三介電膜(20)以及透明導電膜(22)， 其中所述第一透明層堆迭(12)及所述透明導電膜(22)依此順序設置於所述基板(14)上，且所述第一介電膜及所述第三介電膜具有低折射率，且所述第二介電膜具有高折射率。
15.一種觸摸面板，包括如權利要求14所述的透明主體(10)。
全文摘要
提供一種用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的工藝。所述工藝包括於基板上沉積第一透明層堆迭，第一透明層堆迭包括第一介電膜、第二介電膜以及第三介電膜。第一介電膜及第三介電膜具有低折射率，且第二介電膜具有高折射率。所述工藝還包括以一方式沉積透明導電膜，使得第一透明層堆迭及透明導電膜依此順序設置於基板上。第一介電膜、第二介電膜、第三介電膜或透明導電膜中的至少一個藉由可旋轉靶材的濺射而沉積。進一步，本發明也提供了一種用於製造在觸摸面板中使用的透明主體的沉積設備，以及在觸摸面板中使用的透明主體。
文檔編號G02B1/11GK102985589SQ201180033495
公開日2013年3月20日 申請日期2011年6月15日 優先權日2010年6月29日
發明者H-G·洛茨 申請人:應用材料公司