專利名稱：復合式基板結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復合式基板結構，特別涉及一種應用于觸控面板的復合式基板結構。
背景技術：
隨著電子產業(yè)的快速發(fā)展，各種類型的電子產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用在各種不同的電子產品上，例如液晶顯示裝置、個人數(shù)字助理、提款機或便攜式計算機等電子產品中，以做為人機互動的媒介。并且依據(jù)觸控面板檢測觸控點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的作動方式，讓使用者必需經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，才能使觸控面板產生相對應的信號傳送。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生的摩擦力或敲擊力作用，而產生刮痕及磨損，并且導致玻璃基材表面結構形成形態(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，而影響玻璃基材表面的平整性以及透光性，進而嚴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化玻璃基材的機械性質。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械強度等特性，用以增加玻璃基材的機械強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，進而對觸控面板靈敏度產生嚴重干擾，而影響其操控性及耐用性?；蛘呤牵缰袊_灣第2009444610號公開專利所揭露的薄膜結構，其是于玻璃基材表面依序設置有中間層、漸進層以及類鉆碳層，并且在中間層、漸進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，在這種薄膜結構中，由于其設置中間層及漸進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、漸進層以及類鉆碳層中均含有相當數(shù)量的摻雜物，如此將使穿透玻璃基材的光線在進入中間層、漸進層及類鉆碳層后，分別受到這些摻雜物的阻礙，而嚴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置的厚度受到限制，連帶使其用以增進玻璃基材的機械強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械強度，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不同，因此容易在抗蝕刻層與類鉆碳層之間產生內應力，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所組成的抗蝕刻層的機械強度不足，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)明內容
鑒于以上的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種復合式基板結構，藉以改進現(xiàn)有玻璃基材的強化結構容易附著油污、水氣等雜質，透光性及機械強度不足，以及所設置的抗蝕刻層容易自類鉆碳層上剝離等問題。本發(fā)明揭露一種復合式基板結構，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，第二類鉆碳層設置于第一類鉆碳層上，并且第二類鉆碳層的SP3鍵結比例小于第一類鉆碳層的SP3鍵結比例。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，讓復合式基板結構可通過增加第一類鉆碳層的厚度來增進其整體硬度，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合式基板結構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合式基板結構上，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生內應力而相互剝離外，并可維持復合式基板結構表面的機械強度，而增進復合式基板結構的耐磨耗性及耐用性。以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖I為本發(fā)明第一實施例的剖視示意圖；圖2為本發(fā)明第一實施例的透光性分析示意圖；圖3為本發(fā)明第二實施例的剖視示意圖。其中，附圖標記10透明基材20第一類鉆碳層30第二類鉆碳層40漸進層
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的結構原理和工作原理作具體的描述本發(fā)明所揭露的復合式基板結構可應用于觸控面板、液晶面板、光學鏡片、建筑玻璃或汽車擋風玻璃的組成結構中，在以下本發(fā)明所揭露的實施例中，是以復合式基板結構應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)明第一實施例所揭露的復合式基板結構，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，并且在其結構中具有至少50%以 上的Sp3碳-碳(C-C)鍵結結構，而具有相當程度的機械強度，因此可在透明基材10上做為高硬度的保護層，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設置于第一類鉆碳層20相對透明基材10的另一側，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)明的其它實施例中，若以水滴的落下實驗對第二類鉆碳層30的接觸角進行測試，當?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，而增加復合式基板結構表面的防水性能。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程度的疏水性及疏油性。此外，在本發(fā)明第一實施例中，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。若進一步的對復合式基板結構進行透光性及耐磨耗性測試，本實施例所揭露的復合式基板結構具有大于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，而不會影響復合式基板結構的透光性。并且，由于第一類鉆碳層20在復合式基板結構中具有相當?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械強度，對透明基材10提供保護作用外，并同時能提升復合式基板結構的透硬度、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)明第一實施例所揭露的復合式基板結構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。若進一步的將透光性以數(shù)據(jù)進行量化分析，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到82. 08%。反之，本發(fā)明第一實施例所揭露的復合式基板結構在光線波長為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到88. 09%左右。此外，值得注意的是，當光線波長范圍介于600納米至800納米之間時，本發(fā)明第一實施例所揭露的復合式基板結構的透光性幾乎與一般玻璃基板無異。據(jù)此，進一步地說明了本發(fā)明所揭露的 復合式基板結構，雖然在第二類鉆碳中存在有適量的摻雜物，用以讓復合式基板結構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合式基板結構的透光性。因此，當本發(fā)明所揭露的復合式基板結構應用于觸控面板，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)明第二實施例所揭露的復合式基板結構。本發(fā)明所揭露的第二實施例與第一實施例在結構上大致相同，以下僅就兩者間的差異加以說明。在本發(fā)明第二實施例所揭露的復合式基板結構中，是于透明基材10及第一類鉆碳層20之間設置一漸進層40。此漸進層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層40中，即摻雜物的含量是從漸進層40相鄰于透明基材10的一側遞減至漸進層40相鄰于第一類鉆碳層20的一側，使?jié)u進層40與透明基材10之間的接合界面具有相近的原子結構；以及使?jié)u進層40與第一類鉆碳層20之間的接合界面具有相近的原子結構。因此，通過漸進層40的設置，讓第一鉆碳層20可穩(wěn)固的結合于透明基材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生的內應力作用，而產生相互剝離的情形發(fā)生。此外，在本發(fā)明第二實施例所揭露的復合式基板結構中，第一類鉆碳層20、第二類鉆碳層30以及漸進層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的厚度以及漸進層40的厚度總和小于200納米。因此，第二類鉆碳層30及漸進層40是以薄膜形式設置于復合式基板結構中，而不會影響到復合式基板結構的透光性。并且，通過此一設置方式，除了可具有良好的透光性外，并可通過第一類鉆碳層20本身所具有的機械強度，對透明基材10提供保護作用以及使復合式基板結構的整體硬度獲得提升?；谏鲜龅膹秃鲜交褰Y構，當其應用于觸控面板的組成結構時，將可在使用者以手指或觸控筆接觸于復合式基板結構的第二類鉆碳層進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良好的滑動性，進而增進觸控面板的操控性。并且，通過第一類鉆碳層及第二類鉆碳層所具有的機械強度，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為油污或水氣的附著而影響其操控靈敏度。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變 和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種復合式基板結構，其特征在于，包括有 一透明基材； 一第一類鉆碳層，設置于該透明基材上；以及 一第二類鉆碳層，設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鍵結比例小于該第一類鉆碳層的SP3鍵結比例。
2.根據(jù)權利要求I所述的復合式基板結構，其特征在于，該第二類鉆碳層的SP3鍵結比例小于50%。
3.根據(jù)權利要求I所述的復合式基板結構，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)權利要求3所述的復合式基板結構，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)權利要求4所述的復合式基板結構，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)權利要求3所述的復合式基板結構，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)權利要求3所述的復合式基板結構，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)權利要求3所述的復合式基板結構，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)權利要求3所述的復合式基板結構，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)權利要求I所述的復合式基板結構，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)權利要求10所述的復合式基板結構，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)權利要求I所述的復合式基板結構，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具有一接觸角，該接觸角介于60度至130度之間。
13.根據(jù)權利要求12所述的復合式基板結構，其特征在于，該接觸角大于80度。
14.根據(jù)權利要求13所述的復合式基板結構，其特征在于，該接觸角大于100度。
15.根據(jù)權利要求I所述的復合式基板結構，其特征在于，還包括一漸進層，設置于該透 明基材及該第一類鉆碳層之間，并且該漸進層含有另一摻雜物。
16.根據(jù)權利要求15所述的復合式基板結構，其特征在于，該另一摻雜物的含量是自該漸進層相鄰于該第一類鉆碳層的一側漸增至相鄰于該透明基材的一側。
17.根據(jù)權利要求15所述的復合式基板結構，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)權利要求15所述的復合式基板結構,其特征在于,該另一摻雜物為娃。
19.根據(jù)權利要求15所述的復合式基板結構，其特征在于，該第一類鉆碳層、該第二類鉆碳層及該漸進層的厚度總和介于10納米至500納米之間，并且該第一類鉆碳層及該漸進層的厚度總和介于I納米至200納米之間。
20.根據(jù)權利要求I所述的復合式基板結構，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
一種復合式基板結構，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鍵結比例大于第二類鉆碳層的sp3鍵結比例，可提供復合式基板結構具有足夠的硬度。同時在第二鉆類碳層中含有一摻雜物，用以提升復合式基板結構表面的疏水性及/或疏油性，使復合式基板結構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