用于制造在觸控面板中使用的透明主體的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于制造在觸控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疊，所述第一透明層堆疊包括第一含硅電介質(zhì)薄膜、第二含硅電介質(zhì)薄膜和第三含硅電介質(zhì)薄膜。所述第一和第三含硅電介質(zhì)薄膜具有低折射率，而所述第二含硅電介質(zhì)薄膜具有高折射率。所述工藝進(jìn)一步包括：沉積透明導(dǎo)電薄膜，使得所述第一透明層堆疊和所述透明導(dǎo)電薄膜按這種次序設(shè)置在基板上。通過濺射從靶沉積所述第一含硅電介質(zhì)薄膜、所述第二含硅電介質(zhì)薄膜、所述第三含硅電介質(zhì)薄膜或者所述透明導(dǎo)電薄膜中的至少一個。除此之外，還提供了一種用于制造在觸控面板中使用的透明主體的沉積裝置(300)和一種在觸控面板中使用的透明主體。
【專利說明】用于制造在觸控面板中使用的透明主體的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開案的實施方式涉及用于制造在觸控面板中使用的透明主體的工藝和系統(tǒng)，以及根據(jù)這些工藝制造的透明主體。
【背景技術(shù)】
[0002]觸控面板是特定種類的電子可視顯示器，所述觸控面板能夠檢測和定位在顯示區(qū)中的觸摸。一般地，觸控面板包括透明主體，所述透明主體設(shè)置在屏幕上并且配置用于感測觸摸。這種主體是大體上透明的，以便由屏幕發(fā)出的可見光譜光可以穿過主體透射。至少一些已知的觸控面板包括透明主體，所述透明主體由阻擋層和透明導(dǎo)體按這種次序形成在基板上而構(gòu)成。在這種面板的顯示區(qū)上的觸摸一般會導(dǎo)致在透明主體的區(qū)域中可測量的電容變化。可以使用不同的技術(shù)來測量所述電容變化，以便確定所述觸摸的位置。
[0003]對供觸控面板使用的透明主體有一些特別的要求。具體地，一個關(guān)鍵要求是透明主體穩(wěn)固到足以承受在屏幕上的多次觸摸和苛刻條件，以便觸摸屏的可靠性不會隨著時間的推移受到損害。然而，由于例如形成所述透明主體的各層的厚度、組成和結(jié)構(gòu)，被包括在觸摸屏中的被認(rèn)為是可靠的至少一些已知的透明主體對穿過觸摸屏的光的正確透射有干擾。此外，制造這種具有高品質(zhì)(例如，具有均勻的和無缺陷的阻擋層)的穩(wěn)固透明主體成為挑戰(zhàn)。
[0004]因此，希望獲得用于形成在觸控面板中使用的高品質(zhì)透明主體的工藝和裝置，以使得所述主體穩(wěn)固地形成在基板上，且不損害可見光譜光的正確透射。
[0005]此外，用于觸控面板應(yīng)用的常見制造工藝可以是濺射工藝，其中使用輥對輥式濺射卷材涂布機(jī)將觸控面板涂層沉積在塑膠膜上。市場上有若干類型的觸控面板涂層出售。通常，當(dāng)從一個觸控面板工藝變化到下一個工藝時，進(jìn)行一個或多個濺射靶或陰極的變更。從而，機(jī)器被排空和打開。去除并且用不同的靶材料替代所述一個或多個濺射靶。這些程序是費時的并且可能會造成故障(例如，漏水)。因此，進(jìn)一步希望改良操作員對觸控面板制造系統(tǒng)的擁有成本并提供附加的價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)一個實施方式，提供了一種用于制造在觸控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疊，所述第一透明層堆疊包括第一含硅電介質(zhì)薄膜、第二含硅電介質(zhì)薄膜和第三含硅電介質(zhì)薄膜。所述第一和第三含硅電介質(zhì)薄膜具有低折射率，而所述第二含硅電介質(zhì)薄膜具有高折射率。所述工藝進(jìn)一步包括:沉積透明導(dǎo)電薄膜，以使得所述第一透明層堆疊和所述透明導(dǎo)電薄膜按這種次序設(shè)置在基板上。使用濺射從靶沉積所述第一含硅電介質(zhì)薄膜、所述第二含硅電介質(zhì)薄膜、所述第三含硅電介質(zhì)薄膜或者所述透明導(dǎo)電薄膜中的至少一個。
[0007]根據(jù)另一實施方式，提供了一種用于制造在觸控面板中使用的透明主體的沉積裝置。所述裝置包括:第一沉積組件，所述第一沉積組件配置用于在基板上沉積第一透明層堆疊，所述第一透明層堆疊包括第一含硅電介質(zhì)薄膜、第二含硅電介質(zhì)薄膜和第三含硅電介質(zhì)薄膜，其中所述第一和第三含硅電介質(zhì)薄膜具有低折射率，而所述第二含硅電介質(zhì)薄膜具有高折射率；以及第二沉積組件，所述第二沉積組件配置用于沉積透明導(dǎo)電薄膜。所述第一沉積組件和所述第二沉積組件設(shè)置成使得所述第一透明層堆疊和所述透明導(dǎo)電薄膜按這種次序設(shè)置在基板上。所述第一沉積組件或所述第二沉積組件中的至少一個包括濺射系統(tǒng)，所述濺射系統(tǒng)可操作地耦接到靶，例如可旋轉(zhuǎn)的靶。所述濺射系統(tǒng)配置成使用靶的濺射來沉積所述第一含硅電介質(zhì)薄膜、所述第二含硅電介質(zhì)薄膜、所述第三含硅電介質(zhì)薄膜，或者所述透明導(dǎo)電薄膜中的至少一個。
[0008]意外地，與用于在觸控面板中使用的至少一些已知的透明主體相比，根據(jù)本公開案的各實施方式沉積的各電介質(zhì)薄膜的組合具有附加的電介質(zhì)薄膜，所述薄膜的組合具有折射率的特性組合，并且其中使用靶的濺射來沉積至少一個薄膜，所述根據(jù)本公開案的各實施方式沉積的各電介質(zhì)薄膜的組合促進(jìn)了高品質(zhì)透明主體的制造，所述高品質(zhì)的透明主體不僅會得到光的正確透射，而且還會得到隨時間推移的穩(wěn)固的性能。此外，提供用于含硅電介質(zhì)薄膜的各含硅濺射靶的組合允許用于各種層堆疊，包括不同類型的堆疊:包括三個含硅電介質(zhì)層的堆疊、包括兩個含硅電介質(zhì)層的堆疊，或者包括一個含硅層的堆疊。因此，用于觸控面板前驅(qū)物的卷材涂布機(jī)的操作員可以在不同類型的觸控面板之間切換。這個操作可以例如在柔性基板(卷材)的不同輥之間實行，或者甚至在柔性基板的一個輥的不同部分上實行。由此，減少了在不同工藝之間變換的時間，并且從而可以提供擁有成本和/或附加價值(例如，靈活性)。
[0009]本發(fā)明的其他方面、優(yōu)點和特征根據(jù)從屬權(quán)利要求、描述以及附圖是顯而易見的。
[0010]實施方式還關(guān)于用于執(zhí)行所公開工藝的裝置，并且包括用于實施所描述的工藝步驟的裝置零件。此外，實施方式還關(guān)于操作所描述的裝置或制造所描述的裝置的方法。所述方法可包括用以實施所述裝置的功能或制造所述裝置的零件的方法步驟。所述方法步驟可經(jīng)由硬件元件、固件、軟件、由適當(dāng)軟件編程的計算機(jī)，其任意組合或以任何其他方式來執(zhí)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]將在說明書的剩余部分(包括對附圖的參照)中向本領(lǐng)域一般技術(shù)人員更具體地闡述全面和可實現(xiàn)的公開內(nèi)容，所述公開內(nèi)容包括所述公開的最佳模式，在附圖中:
[0012]圖1是根據(jù)本文的實施方式在觸控面板中使用的示例性透明主體的示意圖；
[0013]圖2是用于制造根據(jù)本文的實施方式在觸控面板中使用的透明主體的示例性沉積裝置的不意圖；
[0014]圖3是用于制造根據(jù)本文的實施方式在觸控面板中使用的透明主體的另一示例性沉積裝置的示意圖；
[0015]圖4是說明在觸控面板中使用的已知的透明主體的反射率的曲線圖；
[0016]圖5是說明根據(jù)本文的實施方式在觸控面板中使用的示例性透明主體的反射率的曲線圖；
[0017]圖6是對在圖4和圖5中顯示的反射率進(jìn)行直接比較的曲線圖；
[0018]圖7顯示說明具有圖4所示的已知的透明主體結(jié)構(gòu)的透明主體和具有圖5所示的示例性透明主體結(jié)構(gòu)的透明主體的b*值的曲線圖；
[0019]圖8顯示說明具有圖5所示的示例性透明主體結(jié)構(gòu)的透明主體的b*值的曲線圖；
[0020]圖9顯示表明根據(jù)本文的各實施方式制造的透明主體的穩(wěn)固性能的不同曲線圖；
[0021]圖10是說明用于制造在觸控面板中適當(dāng)使用的透明主體的示例性流程的流程圖；以及
[0022]圖11是根據(jù)本文的實施方式的用于制造在觸控面板中使用的透明主體的另一示例性沉積裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)將詳細(xì)提及各種實施方式，所述實施方式的一個或多個實例圖示于圖中。各實例是以解釋說明的方式提供，且其并非旨在作為本發(fā)明的限制。預(yù)計一個實施方式的要素可在不進(jìn)一步詳述的情況下在其他實施方式中有利地利用。
[0024]本文描述的實施方式包括一種用于制造在觸控面板中使用的透明主體的工藝。具體地，本公開案的實施方式包括透明主體，所述透明主體包括第一透明堆疊和透明導(dǎo)電薄膜，其中所述第一透明堆疊配置成在觸控面板中構(gòu)成阻擋層，而所述透明導(dǎo)電薄膜配置成在觸控面板中構(gòu)成透明導(dǎo)體。從而，當(dāng)根據(jù)本文的各實施方式的透明主體在觸控面板中實施時，會促進(jìn)觸摸感測。
[0025]根據(jù)本文的各實施方式，如在圖1中所描繪，第一透明層堆疊12被沉積在基板14上。如本文所使用的術(shù)語“基板”應(yīng)包含非柔性的基板(例如，晶片或玻璃板)和柔性基板(諸如，卷材或箔片)兩者。如本文所使用的術(shù)語“透明的”應(yīng)該特別地包括結(jié)構(gòu)以相對低的散射度透射光的能力，以便例如穿過所述結(jié)構(gòu)透射的光可以大體上清晰的方式可見。在基板是柔性基板的情況下，通?；?4具有形成在基板14上的硬涂層24。
[0026]根據(jù)典型性實施方式，層堆疊是由以一層壓一層的方式形成(例如，經(jīng)由沉積)的多個薄膜構(gòu)成的。具體地，本文的實施方式包括沉積第一透明層堆疊，所述第一透明層堆疊可以由多個電介質(zhì)薄膜(即，大體上不導(dǎo)電的薄膜)構(gòu)成。具體地，第一透明層堆疊12可包括第一含硅電介質(zhì)薄膜16、第二含硅電介質(zhì)薄膜18，以及第三含硅電介質(zhì)薄膜20，如在圖1中示范性描繪的。從而，所述第一透明層堆疊可以構(gòu)成在觸控面板中使用的阻擋層。根據(jù)典型性實施方式，第一含硅電介質(zhì)薄膜16、第二含硅電介質(zhì)薄膜18和第三含硅電介質(zhì)薄膜20以這種次序一層壓一層地沉積。
[0027]根據(jù)又一典型實施方式，所述第一含硅電介質(zhì)薄膜16可以是具有至少90重量％的SiO2的SiO2層，所述第二含硅電介質(zhì)薄膜18可以是具有至少70重量％的Si3N4、通常至少90重量％的Si3N4的Si3N4層，以及所述第三含硅電介質(zhì)薄膜20可以是具有至少90重量％的SiO2的SiO2層。從而，可以提供實現(xiàn)高透明性的層結(jié)構(gòu)或者具有改良的透射特性的層結(jié)構(gòu)，如下文所述。
[0028]從而，使用至少三個硅濺射靶組件，典型地是MF孿靶(MF twin target)。所述不同的層和不同的層性質(zhì)是經(jīng)由工藝氣體產(chǎn)生的，例如經(jīng)由使用含氬和氧的氣體混合物或者經(jīng)由使用含氬和氮的氣體混合物。因此，典型地具有經(jīng)噴涂的硅靶的三個硅靶組件可以用于經(jīng)由利用不同的處理氣體和/或沉積參數(shù)來使用兩個不同的三層堆疊。
[0029]根據(jù)所述工藝的又一可選擇的修改，僅第一含硅電介質(zhì)薄膜可以被沉積作為具有至少90重量％的SiO2的SiO2層，或者第一含硅電介質(zhì)薄膜可以被沉積作為具有至少70重量％、典型地至少90重量％的Si3N4的Si3N4層，且第二含硅電介質(zhì)薄膜可以被沉積作為具有至少90重量％的SiO2的SiO2層。如上所述，可以用所描述的靶組件來制造用于觸控面板的至少四個不同類型的透明層堆疊。此外，方法可以包括沉積第一類型的透明層堆疊，以及隨后沉積其他類型(例如，第2類型、第3類型或第4類型)中的一個或多個類型的透明層堆疊。可以基于改變處理氣體、層厚度(見，例如下文對圖11的描述)和工藝參數(shù)，并且同時濺射相同的Si靶組件來進(jìn)行不同的透明層堆疊之間的切換。因此，可以提供通用的觸控面板濺射涂布機(jī)，該通用的觸控面板濺射涂布機(jī)在不同的觸控面板產(chǎn)品之間改變時需要付出的努力很小。
[0030]上述切換能力可以描述為在第一類型的透明層堆疊和另一不同類型的透明層堆疊的制造之間保持技術(shù)上的真空狀態(tài)。這是由于事實上不需要為了更換靶(即，濺射陰極)而打開所述沉積裝置。就系統(tǒng)的排氣和抽氣也是費時的意義上來說，保持所述真空狀態(tài)也是有益的。然而，保持真空狀態(tài)主要地將被理解為不更換靶或陰極。
[0031]根據(jù)本文描述的實施方式，沉積三層透明層堆疊，其中所述第一和第三含娃電介質(zhì)薄膜具有低折射率，而所述第二含硅電介質(zhì)薄膜具有高折射率。
[0032]更具體來說，根據(jù)本文的各實施方式，所述第一和第三含硅電介質(zhì)薄膜(例如，由SiO2組成)具有比所述第二含硅電介質(zhì)薄膜(例如，由Si3N4組成)低的折射率。透明主體的第一透明層堆疊，例如根據(jù)本文的各實施方式制造的三層類型的堆疊，由于具有與在觸控面板中使用的至少一些已知的透明主體相比附加的電介質(zhì)薄膜以及具有不同折射率的各種薄膜的特性組合，而提供了阻擋層，所述阻擋層促進(jìn)光穿過所述透明主體的正確透射。
[0033]如本文所使用的，低折射率是低到足夠使得特別的透明主體能夠以針對光的特別應(yīng)用足夠的方式透射光的折射率。如本文所使用的，高折射率是高到足夠使得特別的透明主體能夠以針對光的特別應(yīng)用足夠的方式透射光的折射率。根據(jù)某些實施方式，低折射率是低于1.50的折射率。根據(jù)某些實施方式，高折射率是至少1.80的折射率。一般地，選擇第一透明層堆疊的電介質(zhì)薄膜的折射率，使得光穿過根據(jù)本公開案的各實施方式的透明主體。例如，所述第一和第三電介質(zhì)薄膜可以具有低于1.50、或者更具體來說1.47、或者更加具體地1.45的折射率，而所述第二電介質(zhì)薄膜可以具有至少1.80，或者更具體來說2.10，或者更加具體地2.40的折射率。在本公開案中羅列的各折射率值代表綠光在515nm的波長時的折射率。
[0034]根據(jù)本文描述的實施方式，透明主體10包括透明導(dǎo)電薄膜22，諸如但不限于銦錫氧化物(ITO)，具體地，結(jié)晶ITO或者具有400歐姆/平方的表面電阻的ΙΤ0。根據(jù)可與本文描述的其他實施方式結(jié)合的不同實施方式，典型地，對于結(jié)晶ITO可以使用具有97%的In2O3和3%的SnO2的組分的ΙΤ0，和/或?qū)τ诜墙Y(jié)晶的ITO可以使用具有90%的In2O3和10%的SnO2的組分的ΙΤ0。特別地，因為ITO沉積典型地是DC濺射沉積，所以具有兩個靶(例如，兩個可旋轉(zhuǎn)的靶)的靶組件可以裝備有針對結(jié)晶ITO的ITO靶和針對非結(jié)晶ITO的ITO靶。這的確進(jìn)一步改良了沉積裝置的靈活性，并且客戶可以即時地改變透明導(dǎo)電氧化膜的類型。也就是說，這種配置允許經(jīng)由使用所述陰極中的任意一個陰極來進(jìn)一步地在非結(jié)晶ITO和結(jié)晶ITO之間切換。
[0035]根據(jù)典型性實施方式，如在圖1中示范性描繪的，執(zhí)行沉積，以使得第一透明層堆疊12和透明導(dǎo)電薄膜22以這種次序設(shè)置在基板14上，以形成透明主體。也就是說，第一透明層堆疊可以被形成在基板上，并且導(dǎo)電薄膜形成在所述第一透明層堆疊上。
[0036]圖1圖示結(jié)構(gòu)化(例如，經(jīng)由圖案化)的透明導(dǎo)電薄膜22。應(yīng)注意的是本文的實施方式還包括非結(jié)構(gòu)化的透明導(dǎo)電薄膜22 (例如，非圖案化的或者大體上均勻的薄膜)。在典型性實施方式中，由于所述透明層堆疊的結(jié)構(gòu)，可以幫助使得所述導(dǎo)電薄膜不會損害光穿過所述主體的最佳透射。具體地，根據(jù)本文的各實施方式的透明層堆疊幫助使得導(dǎo)電薄膜，甚至是結(jié)構(gòu)化的導(dǎo)電薄膜不會影響反射色的中性，如下文進(jìn)一步討論的。
[0037]根據(jù)典型性實施方式，經(jīng)由一個或多個可旋轉(zhuǎn)的靶的濺射來執(zhí)行沉積。更具體來說，根據(jù)本文的各實施方式，通過使用從可旋轉(zhuǎn)的靶的濺射沉積上述提及的薄膜中的至少一個，以便促進(jìn)形成穩(wěn)固的和具有高品質(zhì)的透明主體。例如，根據(jù)本文的各實施方式，薄膜可以被沉積成具有較高的均勻性，以及具有較低的缺陷和污染顆粒密度。從而，這促進(jìn)了高品質(zhì)的透明主體的制造，所述高品質(zhì)的透明主體不僅得到了光的正確透射而且還得到了隨時間推移的穩(wěn)固的性能。此外，與其他沉積方法相比，包括一或多個可旋轉(zhuǎn)的靶的濺射步驟的制造工藝可以進(jìn)一步促進(jìn)較高的制造率和產(chǎn)生較低數(shù)量的污染物顆粒。
[0038]從而，根據(jù)典型性實施方式，通過使用MF濺射從硅靶(例如，經(jīng)噴涂的硅靶)實施濺射，所述MF濺射是中等頻率的濺射。根據(jù)本文的各實施方式，中等頻率是在5kHz到IOOkHz的范圍中的頻率，例如IOkHz到50kHz。用于透明導(dǎo)電氧化膜的從靶的濺射典型地實施成DC濺射。
[0039]與其他“不可見的”觸控面板透明層堆疊相比，使用含硅層的另一個優(yōu)點是與高折射率材料氧化鈮(Nb2O5)的靶價格相比，經(jīng)噴涂Si的靶價格降低。此外，上述可旋轉(zhuǎn)的靶的使用增加了所述靶的使用壽命，以及與具有平面靶的配置相比所需的靶更換時間更少。此夕卜，所述涂層的品質(zhì)得以改良，這是因為與平面陰極相比，從可旋轉(zhuǎn)陰極產(chǎn)生的顆粒更少。因此，具有至少三個經(jīng)噴涂的硅可旋轉(zhuǎn)的靶組件允許在選擇用于觸控面板應(yīng)用的透明層堆疊時的完全的靈活性并且改良了擁有成本，其中所述透明層堆疊包括三層堆疊、雙層堆疊和單層堆疊。
[0040]根據(jù)某些實施方式，透明主體10的制造進(jìn)一步包括透明導(dǎo)電薄膜22的圖案化。從而促進(jìn)用于實施投射式電容性觸摸(projected capacitive touch)的觸控面板的透明主體的形成。
[0041]然而，圖案化的透明導(dǎo)電薄膜22可能會進(jìn)一步地?fù)p害光穿過在觸控面板中使用的透明主體的正確透射。例如，在觸控面板中使用的至少一些已知的透明主體被涂敷成具有雙層:3102層(形成阻擋層)和透明的ITO層(形成透明導(dǎo)體，即導(dǎo)電涂層)。在一些情形中，經(jīng)由蝕刻部分地去除透明的ITO層。從而，與具有未改變的經(jīng)沉積的ITO層的透明主體相比，光學(xué)性質(zhì)尤其是反射率和透射率被改變。具體地，Si02/IT0層的反射率/透射率不同于SiO2層的反射率/透射率。所產(chǎn)生的對比度/色差(例如，如由國際照明委員會(CIE)在1976年規(guī)定的b*值)對于使用者來說可能是可見的以及可能是惱人的。這種效應(yīng)在圖4中例示。
[0042]圖4圖示在觸控面板中使用的已知的透明主體416的反射率的曲線圖418，所述已知的透明主體416的反射率范圍在0%和約50%之間。已知的透明主體416包括PET基板404、形成在PET基板404上的硬涂層406，形成在硬涂層406上的氧化硅薄膜408、以及形成在氧化硅薄膜408上的圖案化的ITO薄膜410。ITO薄膜410可以具有15nm的典型厚度和400歐姆/平方的表面電阻。氧化硅薄膜408可以具有15nm的典型厚度。在圖4中，進(jìn)一步地圖示了氧化硅薄膜408上的反射光412和圖案化的ITO薄膜410上的反射光414。曲線圖418圖示被硬涂層遮蓋的PET薄膜上的氧化硅和圖案化的ITO的計算出的反射率。具體地，曲線圖418包括氧化硅400上的反射率(對應(yīng)于氧化硅薄膜408上的反射光412)以及氧化硅和IT0402上的反射率(對應(yīng)于圖案化的ITO薄膜410上的反射光414)。
[0043]從曲線圖418可以了解到，與氧化硅薄膜408上的反射光412的大體上中性的(即，不變的)反射率的相比，在圖案化的ITO薄膜410上的從660nm到400nm的反射光414的反射率增加，所述反射率增加會造成略微“藍(lán)色”的反射。該反射率增加對應(yīng)于圖案化的ITO薄膜410的透射率減少，因此ITO圖案化的區(qū)域獲得了略微黃色的外觀。與此相反，氧化硅薄膜408的反射/透射顏色是大體上中性的。也就是說，所述圖案化的導(dǎo)電層變得“可見”。然而，將希望最小化在圖案化的ITO薄膜410和氧化硅薄膜408之間的反射率/透射率差。換句話說，將希望設(shè)計出其中導(dǎo)電層是不可見的、但不會損害透明主體的穩(wěn)定性和品質(zhì)的透明主體。
[0044]借助于根據(jù)本公開案的各實施方式沉積的各電介質(zhì)薄膜的組合，其中使用可旋轉(zhuǎn)的靶的濺射來沉積所述薄膜中的至少一個，即使當(dāng)透明主體包括圖案化的導(dǎo)電層時，也可促進(jìn)所述透明主體的顏色中性。也就是說，在所述阻擋層中使用兩個附加層典型地促進(jìn)了在所述透明主體的其中透明導(dǎo)電薄膜是頂層的區(qū)域和其中電介質(zhì)薄膜是頂層的區(qū)域之間的對比度的明顯降低。換句話說，根據(jù)本文的各實施方式制造的透明主體幫助使對比度/色差變得“不可見”。
[0045]如上所述，Si02/Si3N4/Si02透明層堆疊的制造造成了改良的透明度和/或?qū)Ρ榷?顏色特性。又，Si3N4/Si02透明層堆疊或者SiO2透明層堆疊還造成了降低的成本，這對于其中較低品質(zhì)已足夠的觸控面板來說可能是更好的選擇。本文描述的方法和裝置允許在不需更換靶的情況下在更復(fù)雜的透明電介質(zhì)層堆疊與成本較低的層堆疊之間切換(即，當(dāng)在各工藝之間切換的同時保持真空狀態(tài))。
[0046]圖5圖示說明根據(jù)本公開案的各實施方式的透明主體516的氧化硅500上的反射率的曲線圖518，以及所述透明主體516的反射率范圍在0%和約25%之間。示例性的透明主體516包括PET基板504、形成在PET基板504上的硬涂層506、形成在硬涂層506上的氧化硅(例如，SiO2)薄膜508a、形成在氧化硅薄膜508a上的氮化硅薄膜508b、形成在薄膜508b上的氧化硅(例如，SiO2)薄膜508c，以及形成在氧化硅薄膜508c上的圖案化的ITO薄膜510 (氧化硅薄膜508a具有15nm的厚度，氮化硅薄膜508b具有15nm的厚度，氧化硅薄膜508c具有在40nm和60nm之間的厚度，以及圖案化的ITO薄膜510具有15nm的厚度)。
[0047]圖5進(jìn)一步地說明圖案化的ITO薄膜510上的反射光514。也就是說，曲線圖518說明了可以由硬涂層PET上的SiO2-Si3N4-SiO2結(jié)構(gòu)組成的層堆疊和可以由SiO2-TiO2-SiO2-1TO結(jié)構(gòu)(其中所述ITO是被圖案化的)組成的層堆疊的計算出的反射率的比較。具體地，曲線圖518包括在氧化硅500上的反射率(對應(yīng)于透明主體(諸如，透明主體516，不含圖案化的ITO薄膜510)上的反射光)以及在氧化硅和IT0502上的反射率(對應(yīng)于圖案化的ITO薄膜510上的反射光514)。
[0048]從曲線圖518，可以理解所述反射曲線圖是幾乎相同的，因此在導(dǎo)電薄膜的經(jīng)蝕刻部分和未經(jīng)蝕刻部分之間基本上沒有視覺差異。也就是說，在具有完整的導(dǎo)電層(此情況下為ITO)的透明主體的反射率與具有圖案化的導(dǎo)電層(例如，使用蝕刻工藝部分地去除)的透明主體的反射率是幾乎相同的。所述透射率(未示出)表明了相應(yīng)的性質(zhì)。與用于觸控面板的至少一些已知的透明主體(諸如在圖4中所示的SiO2-1TO結(jié)構(gòu))的反射率相反，透明主體516的反射/透射色是大體上中性的(即，具有接近O的b*值)。應(yīng)注意，意外地，曲線圖518表明相對于在觸控面板中使用的至少一些已知的透明主體來說，具有兩個附加薄膜的透明主體的透射率略微提高。
[0049]圖6圖示直接比較來自圖4的在氧化硅和IT0402上的反射率和來自圖5的在氧化硅和IT0502上的反射率的曲線圖618，所述反射率的范圍在0%和約24%之間。從這個附圖，可以進(jìn)一步理解，與“雙層”系統(tǒng)相比，根據(jù)本文的各實施方式的“四層”系統(tǒng)幫助使得不增大在透明主體上可見光譜的藍(lán)色區(qū)域的反射。也就是說，根據(jù)本文的各實施方式制造的透明主體典型地促進(jìn)改良的顏色中性。
[0050]因此，具有至少三個經(jīng)噴涂的硅可旋轉(zhuǎn)的靶組件允許在選擇用于觸控面板應(yīng)用的透明層堆疊時的完全的靈活性并且改良了擁有成本，其中所述透明層堆疊包括三層堆疊、雙層堆疊和單層堆疊。
[0051]根據(jù)某些實施方式，沉積第一透明層堆疊和透明導(dǎo)電薄膜，以使得所制造的透明主體的b*值低于1.5,或者具體地低于I,或者更具體來說低于0.7,或者更加具體地低于
0.2。具體地，根據(jù)本文的各實施方式，僅由第一透明層堆疊和透明導(dǎo)電薄膜形成并且放置在大體上透明的基板上的結(jié)構(gòu)的b*值可以采用這些值。
[0052]根據(jù)某些實施方式，可選擇包括在第一透明層堆疊和透明導(dǎo)電薄膜中的薄膜的厚度和/或折射率，以使得所制造的透明主體的b*值低于1.5，或者具體地低于1，或者更具體來說低于0.7，或者更加具體地低于0.2。在下文討論了示例性透明主體中的薄膜厚度值。應(yīng)注意的是，具體地，對于不同厚度或組成的透明導(dǎo)電薄膜，可能必須相應(yīng)地調(diào)適在透明主體中的其他薄膜的厚度，以實現(xiàn)特定的b*值。
[0053]圖7圖示兩個曲線圖700、702，所述曲線圖700、702說明對于不同厚度的圖案化的ITO薄膜410和圖案化的ITO薄膜510，具有與圖4的已知的透明主體類似結(jié)構(gòu)的透明主體的b*值704的范圍是-7.5到-1.5 (曲線圖700)，而具有與圖5的示例性透明主體類似結(jié)構(gòu)的透明主體的b*值706的范圍是-2.5到5(曲線圖702)。從圖7可以理解，圖4的已知的“雙層”透明主體416的顏色具有計算出的大約-4.5的b*值(反射率)。與此相反的是，根據(jù)本文的各實施方式沉積的示例性透明主體516具有接近于零的b*值。
[0054]另外，曲線圖700和曲線圖702之間的比較表明:與至少一些已知的透明主體的“雙層”結(jié)構(gòu)相比，根據(jù)本文的各實施方式沉積的透明主體幫助顯著地降低b*值對導(dǎo)電薄膜(在所述實例中，是圖案化的ITO薄膜510)的厚度變化的敏感性。因此，特別是由于制造參數(shù)(諸如，導(dǎo)電層的厚度)的可能變化，根據(jù)本文的各實施方式沉積的透明主體促進(jìn)對所述主體的光學(xué)性質(zhì)(諸如，b*值)的更好的控制。
[0055]圖8圖示曲線圖800，說明具有圖5的示例性透明主體結(jié)構(gòu)的透明主體的b*值802在-10到2.5的范圍中。從曲線圖800可以進(jìn)一步地理解，示例性透明主體516，即根據(jù)本文的各實施方式沉積的具有15nm的ITO層厚度的透明主體，具有大體上中性的反射率，而不論所述透明主體上是否有導(dǎo)電薄膜。因此，根據(jù)本文的至少一些實施方式沉積的透明主體促進(jìn)在觸控面板中使用的、具有大體上中性反射顏色的透明主體的制造，而不會損害所制造薄膜的穩(wěn)定性。
[0056]本公開案的實施方式提供一種制造工藝，所述制造工藝不僅得到光的正確透射，還能得到隨時間推移的穩(wěn)固的性能，如圖9所表明。具體地，圖9圖示兩個曲線圖900、902，所述曲線圖900、902表明了根據(jù)本文的各實施方式制造的透明主體的穩(wěn)固性能。
[0057]曲線圖900顯示形成根據(jù)本文的各實施方式的透明主體的部分的ITO薄膜在環(huán)境測試之前的電阻(R)和在環(huán)境測試之后的電阻(RO)之間的比率(R/R0)的變化。從曲線圖900可以了解到，即使在苛刻的環(huán)境條件下，根據(jù)本文的各實施方式制造的透明主體也可促進(jìn)隨時間推移的導(dǎo)電薄膜的穩(wěn)定電阻。曲線圖902顯示在環(huán)境測試期間，隨時間推移b*值的變化。從曲線圖902可以了解到，即使在苛刻的環(huán)境條件下，根據(jù)本文的各實施方式制造的透明主體也可促進(jìn)隨時間推移穩(wěn)定的b*值。
[0058]因此，即使在苛刻條件下，根據(jù)本文的各實施方式制造的透明主體也可促進(jìn)觸控面板的正確的和穩(wěn)定的光學(xué)性能。
[0059]圖2示意性地說明用于制造根據(jù)本文的各實施方式在觸控面板中使用的透明主體的沉積裝置100的實例。所述示例性裝置包括第一沉積組件102，所述第一沉積組件102配置用于在基板14上沉積第一透明層堆疊12，所述第一透明層堆疊12包括第一含硅電介質(zhì)薄膜16、第二含娃電介質(zhì)薄膜18和第三含娃電介質(zhì)薄膜20。根據(jù)典型性實施方式,層堆疊12的各個薄膜是在個別的沉積腔室中或者在沉積腔室的個別的分隔空間中被沉積的。具體地，示例性沉積裝置100包括配置用于沉積第一含硅電介質(zhì)薄膜16的第一含硅電介質(zhì)薄膜沉積腔室106，配置用于沉積第二含硅電介質(zhì)薄膜18的第二含硅電介質(zhì)薄膜沉積腔室108，以及配置用于沉積第三含硅電介質(zhì)薄膜20的第三含硅電介質(zhì)薄膜沉積腔室110。所述示例性沉積裝置100還包括配置用于沉積透明導(dǎo)電薄膜22的第二沉積組件104。具體地，示例性沉積裝置100包括配置用于沉積透明導(dǎo)電薄膜22的導(dǎo)電薄膜沉積腔室112。
[0060]根據(jù)本文的各實施方式，第一沉積組件102和第二沉積組件104設(shè)置成使得第一透明層堆疊12和透明導(dǎo)電薄膜22以這種次序設(shè)置在基板14上。在示例性實施方式中，使用輸送機(jī)系統(tǒng)(未示出)在沉積方向140中沿著沉積路徑輸送基板14穿過所述腔室。在示例性實施方式中，第一沉積組件102被設(shè)置在第二沉積組件104的上游，以致透明導(dǎo)電薄膜22被沉積在第一透明堆疊12的上方。
[0061]根據(jù)典型性實施方式，沉積裝置100配置用于沉積具有低折射率的第一和第三電介質(zhì)薄膜和具有高折射率的第二電介質(zhì)薄膜。然而因此，第一、第二和第三沉積腔室裝備有硅濺射靶，使得所述腔室可以用于多個目的，以及如此提供的裝置100改善在用于觸控面板應(yīng)用的一個、兩個、三個或者更多個電介質(zhì)薄膜構(gòu)成的不同類型的透明層堆疊之間切換的靈活性。
[0062]根據(jù)典型性實施方式，第一沉積組件102是配置用于在基板上按這種次序沉積第一電介質(zhì)薄膜16、第二電介質(zhì)薄膜18和第三電介質(zhì)薄膜20。在例性實施方式中，第一電介質(zhì)薄膜沉積腔室106、第二電介質(zhì)薄膜沉積腔室108和第三電介質(zhì)薄膜沉積腔室110是沿著沉積路徑按這種次序設(shè)置的，以便第一電介質(zhì)薄膜16、第二電介質(zhì)薄膜18和第三電介質(zhì)薄膜20按這種次序并且特別地一層壓一層地被沉積在基板14的上方。
[0063]所述沉積腔室可包括能夠任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)、配置、布置和/或元件，以使得沉積裝置100能夠沉積根據(jù)本公開案的各實施方式的透明主體。例如但并非限制地，所述沉積腔室可包括適當(dāng)?shù)某练e系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)包括涂層來源、電源、個別的壓力控制、沉積控制系統(tǒng)，以及溫度控制。
[0064]根據(jù)典型性實施方式，所述腔室裝備有個別的氣體源。由此，可以利用在所述腔室的一個腔室中的處理氣體的變化來沉積不同的含硅層。所述腔室典型地彼此分離，以提供良好的氣體分離。例如，可以使所述沉積腔室彼此分離，使得從其他腔室擴(kuò)張到特定腔室內(nèi)的氣體與直接供應(yīng)到所述特定腔室的氣體的比率是至少I到100。根據(jù)本文的各實施方式的沉積裝置100在沉積腔室的數(shù)量上不受限制。例如但并非限制地，沉積裝置100可包括3個、5個、6個或者12個沉積腔室。
[0065]根據(jù)典型性實施方式，沉積裝置100的任何薄膜沉積腔室可以配置成使用濺射(諸如，磁控濺射)典型地從可旋轉(zhuǎn)的靶執(zhí)行沉積。具體地，第一沉積組件102可以配置成使用磁控濺射來沉積第一透明堆疊12和/或第二沉積組件104可以配置成使用磁控濺射來執(zhí)行沉積。
[0066]如本文所使用的，“磁控濺射”代表使用磁性組件執(zhí)行的濺射，磁性組件即能夠產(chǎn)生磁場的元件。典型地，這種磁性組件由永磁體組成。這個永磁體典型地設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)的靶內(nèi)或者被耦接到平坦靶，以使得自由電子在可旋轉(zhuǎn)的靶表面下方產(chǎn)生的磁場中被捕集。這種磁性組件還可以設(shè)置成耦接到平面陰極。
[0067]還可以使用雙磁控陰極來實現(xiàn)磁控濺射，所述雙磁控陰極諸如但并不限于TwinMag?陰極組件。特別地，對于從硅靶的MF濺射，可以應(yīng)用包括雙陰極的靶組件。根據(jù)典型性實施方式，在沉積腔室中的各陰極可以互換。然而，如上所述，本發(fā)明的實施方式允許在用于觸控面板的不同類型的透明層堆疊之間切換，而不必變更靶。因此，在硅已經(jīng)耗盡后更換靶。
[0068]根據(jù)某些實施方式，所述腔室的一個或者一些腔室可以配置成在沒有磁控組件的情況下執(zhí)行濺射。一個或一些腔室(例如附加的腔室)可以配置成用其他方法執(zhí)行沉積，所述方法諸如但并不限于化學(xué)氣相沉積，或者脈沖激光沉積。
[0069]根據(jù)典型性實施方式，第一沉積組件102或第二沉積組件104中的至少一個包括濺射系統(tǒng)，所述濺射系統(tǒng)可操作地耦接到可旋轉(zhuǎn)的靶。根據(jù)這些實施方式，所述濺射系統(tǒng)配置成使用濺射從可旋轉(zhuǎn)的靶沉積第一含硅電介質(zhì)薄膜16、第二含硅電介質(zhì)薄膜18、第三含硅電介質(zhì)薄膜20，或者透明導(dǎo)電薄膜22中的至少一個。根據(jù)具體的實施方式，第二沉積組件104包括濺射系統(tǒng)127，所述濺射系統(tǒng)127可操作地耦接到可旋轉(zhuǎn)的靶，以使用可旋轉(zhuǎn)的靶的濺射來沉積透明導(dǎo)電薄膜22。
[0070]根據(jù)某些實施方式，至少第一沉積組件102包括濺射系統(tǒng)，所述濺射系統(tǒng)可操作地耦接到可旋轉(zhuǎn)的靶，以用可旋轉(zhuǎn)的靶的MF濺射來沉積第一含硅電介質(zhì)薄膜16、第二含硅電介質(zhì)薄膜18或者第三含硅電介質(zhì)薄膜20中的至少一個。根據(jù)某些實施方式，至少第一沉積組件102包括濺射系統(tǒng)，所述濺射系統(tǒng)可操作地耦接到可旋轉(zhuǎn)的靶，以通過可旋轉(zhuǎn)的靶的濺射來沉積至少第一電介質(zhì)薄膜16和第二電介質(zhì)薄膜18。
[0071]根據(jù)某些實施方式，第一沉積組件102和第二沉積組件104包括多個靶，其中一個、一些或所有的靶可以是可旋轉(zhuǎn)的，所述靶配置成使得第一電介質(zhì)薄膜16、第二電介質(zhì)薄膜18、第三電介質(zhì)薄膜20和透明導(dǎo)電薄膜22可以通過用靶的濺射來沉積。在示例性實施方式中，沉積裝置100的各個沉積腔室都包括濺射系統(tǒng)。具體地，第一電介質(zhì)薄膜沉積腔室106裝備有濺射系統(tǒng)120，第二電介質(zhì)薄膜沉積腔室108裝備有濺射系統(tǒng)123，第三電介質(zhì)薄膜沉積腔室110裝備有濺射系統(tǒng)125，以及導(dǎo)電薄膜沉積腔室112裝備有濺射系統(tǒng)127。
[0072]具體地，根據(jù)某些實施方式，沉積裝置100中的各沉積系統(tǒng)可操作地耦接到相應(yīng)的可旋轉(zhuǎn)的靶，以用于沉積相應(yīng)的薄膜。在示例性實施方式中，濺射系統(tǒng)120可操作地耦接到靶122 (靶122例如可以是可旋轉(zhuǎn)的靶或者可以適用于平面陰極)，濺射系統(tǒng)123可操作地耦接到靶124 (靶124例如可以是可旋轉(zhuǎn)的靶或者可以適用于平面陰極)，濺射系統(tǒng)125可操作地耦接到可旋轉(zhuǎn)的靶126 (可旋轉(zhuǎn)的靶126或者例如可以適用于平面陰極)，以及濺射系統(tǒng)127可操作地耦接到靶128 (靶128例如可以是可旋轉(zhuǎn)的靶或者可以適用于平面陰極)。根據(jù)典型性實施方式，用一個或多個圓柱形靶形成可旋轉(zhuǎn)的靶，所述圓柱形靶適宜地設(shè)置用于在基板14上沉積薄膜。典型地，用經(jīng)噴涂的硅靶提供可旋轉(zhuǎn)的硅靶。
[0073]根據(jù)典型性實施方式，可以用反應(yīng)性濺射來執(zhí)行濺射，藉此使用處理氣體來確定電介質(zhì)層的類型，例如SiO2或Si3N4。
[0074]根據(jù)典型性實施方式，沉積裝置100包括測量系統(tǒng)138，測量系統(tǒng)138配置用于在沉積期間測量形成第一透明層堆疊12或透明導(dǎo)電薄膜22的部分的至少一個薄膜的光學(xué)性質(zhì)。例如，沉積裝置100可以實施在薄膜沉積期間的在線光學(xué)分光光度測量。從而，使能進(jìn)行沉積工藝的在線監(jiān)控。
[0075]沉積裝置100可包括控制系統(tǒng)142，控制系統(tǒng)142可操作地耦接到測量系統(tǒng)138以閉環(huán)控制至少一層薄膜的沉積，所述薄膜形成第一透明層堆疊12或透明導(dǎo)電薄膜中的至少一個的部分。從而，可以分別控制各個層的沉積，以便可以用高精確度控制薄膜厚度、組成或光學(xué)性質(zhì)。個別地控制薄膜性質(zhì)促進(jìn)了具有優(yōu)化的透光率的穩(wěn)固透明主體的形成。
[0076]根據(jù)典型性實施方式，沉積裝置100包括溫度控制系統(tǒng)(未示出)以控制沉積路徑的不同區(qū)域處或者沉積裝置100的其他模塊(諸如，預(yù)處理模塊或者后處理模塊)的溫度。此夕卜，根據(jù)某些實施方式，這種溫度控制系統(tǒng)可以在沉積腔室中個別地控制基板14的溫度。
[0077]圖2的示例性實施方式還可以包括預(yù)處理腔室136，以用于在沉積之前執(zhí)行基板14的預(yù)處理。例如，預(yù)處理腔室136可以配置成用在IkW或3kW之間的功率(取決于基板速率)執(zhí)行基板14的DC和/或MF預(yù)處理。另外，預(yù)處理腔室136可以配置成在氬氣和/或氧氣氛中執(zhí)行基板14的預(yù)處理，以便可以執(zhí)行例如富氧的預(yù)處理。
[0078]根據(jù)某些實施方式，沉積裝置100可包括圖案化腔室114以用于執(zhí)行透明主體10的圖案化。具體地，圖案化腔室114可包括濺射系統(tǒng)130，以用于例如經(jīng)由蝕刻透明導(dǎo)電薄膜22來圖案化透明導(dǎo)電薄膜22。從而，透明主體10可以被制造成適合于實施投射式電容性觸摸的觸控面板。在典型性實施方式中，圖案化腔室114可以配置用于經(jīng)由圖案化(例如，蝕刻)透明導(dǎo)電薄膜22來形成X-Y網(wǎng)格，以便在基板14上形成電極的網(wǎng)格圖案。在這種情況下，根據(jù)本文的各實施方式的透明主體10是特別有益的，因為由于圖案化的導(dǎo)電層，在顯示區(qū)上的反射率的變化的補(bǔ)償?shù)玫酱龠M(jìn)，且不損害透明主體的穩(wěn)定性和品質(zhì)，如以上討論的。
[0079]根據(jù)典型性實施方式，基板14由柔性基板組成，諸如被硬涂層遮蓋的PET箔，并且沉積裝置100可包括退繞輥132和重繞輥134，以用于在沉積之前退繞基板14，以及在形成根據(jù)本文的各實施方式的透明主體之后卷繞基板14。沉積裝置100可包括輥系統(tǒng)(未示出)以用于傳送基板14穿過不同的處理腔室。具體地，根據(jù)本文的各實施方式的沉積裝置可以構(gòu)造成濺射輥式涂布機(jī)，用于塑膠薄膜上的輥對輥式沉積。
[0080]在以下圖式的描述中，相同的附圖標(biāo)記代表類似的兀件。一般而言，僅描述相對于個別實施方式的差異。圖3顯示用于制造根據(jù)本文的實施方式在觸控面板中使用的透明主體的示例性沉積裝置300。示例性沉積裝置300被構(gòu)造成輥對輥式系統(tǒng)，包括退繞模塊302、卷繞模塊304以及設(shè)置在所述退繞模塊302和所述卷繞模塊304之間的工藝模塊308。工藝模塊308包括第一含硅電介質(zhì)薄膜沉積腔室106、第二含硅電介質(zhì)薄膜沉積腔室108、第三含硅電介質(zhì)薄膜沉積腔室110以及導(dǎo)電薄膜沉積腔室112，以上所述腔室類似于關(guān)于圖2討論的那些腔室，但是在處理滾筒306的周圍放射狀地設(shè)置。
[0081]工藝模塊308可以進(jìn)一步地包括輔助輥310、312，以用于適當(dāng)?shù)貙⒒?4饋送到處理滾筒306，以及促進(jìn)將已處理基板14’從工藝模塊308饋送到卷繞模塊304。沉積裝置300可以是由Applied Materials公司制造的SmartWebTM,適用于制造根據(jù)本公開案的各實施方式的透明主體。在2004年2月18日提交，以專利
【發(fā)明者】H-G·洛茨 申請人:應(yīng)用材料公司