在基材层上形成溅镀层的方法、触控基板的制备方法与流程

文档序号:14727403发布日期:2018-06-19 12:14阅读:271来源:国知局

本发明属于溅射镀膜技术领域,具体涉及一种在基材层上形成溅镀层的方法、溅镀层、触控基板的制备方法。



背景技术:

在显示装置制备工艺中,经常采用溅射镀膜的方式形成一定的功能层。触控屏作为一种智能化的人机交互产品,已经在社会生产和生活中的很多领域得到了越来越广泛的应用。Metal Mesh是一种利用金属网格状的导电材料作为触控电极的技术,可用于取代传统的ITO薄膜的电容式触控电极,由于金属网具备低电阻、延展性好等优点,能够很好地应用在OGS或MLOC等大尺寸触控和柔性触控基板中,金属网状触控电极就往往通过溅射镀膜的方式制备。

然而由于金属本身存在反光效果,使得金属网的可见效果严重,影响产品视觉效果。现有技术中金属网状触控基板通常如图1所示,第一电极21与第二电极22交叉形成金属网状触控电极2,第一电极21与第二电极22之间设有绝缘层4,在靠近基底1(可以为玻璃)一侧溅镀形成一层黑化层3,以降低金属的反射效果,实现消影。

以溅镀形成黑化层为例,发明人发现现有技术中溅射镀膜至少存在如下问题:受工艺水平限制,溅镀腔室不同位置的溅镀环境不能达到完全一致,例如,溅镀腔室一般是密闭腔室,溅镀腔室具有阀门(或称开关门),当打开当阀门将基底1送进腔室以便进行后续的镀膜时,会造成溅镀腔室中靠近阀门一侧与远离阀门一侧的气体氛围之间产生一定差异,这一差异致使在基底1上形成的黑化层3的反射率分布极不均匀,以九宫格形式分别对黑化层3上九个部位进行反射率测试,各位置反射率数据结果见图2,这种反射率分布极不均匀在面积较大的触控产品中负面影响更大,制约了金属网触控技术的推广。



技术实现要素:

本发明针对现有的溅镀腔室不同位置的溅镀环境不一致,导致形成的溅镀层不同位置的溅镀材料不均匀的问题,提供一种在基材层上形成溅镀层的方法、溅镀层、触控基板的制备方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是:

一种在基材层上形成溅镀层的方法,包括以下制备步骤:

在溅镀腔室内,对基材层的第一面进行至少两次溅射镀膜后得到由至少两层溅镀膜构成的溅镀层;

其中,至少部分相邻两次溅射镀膜的步骤之间包括改变基材层的第一面与溅镀腔室的相对位置的步骤。

可选的是,所述溅镀层为黑化层。

可选的是,所述靶材由包括钼或钼铌合金的材料构成。

可选的是,所述溅镀腔室包括用于供基材层进入的阀门,所述改变基材层的第一面与溅镀腔室的相对位置的包括:改变基材层的第一面与阀门的相对位置。

可选的是,所述改变基材层的第一面与阀门的相对位置包括:使改变基材层的第一面相对于其中垂线旋转。

可选的是,所述对基材层的第一面进行至少两次溅射镀膜包括:对基材层进行两次溅射镀膜,分别为第一次溅射镀膜、第二次溅射镀膜,其中,第一次溅射镀膜得到第一溅镀膜,第二次溅射镀膜得到第二溅镀膜;所述改变基材层的第一面与溅镀腔室的相对位置包括:

将溅镀有第一溅镀膜的基材层在平面内旋转,以使第一溅射镀膜靠近溅镀腔室阀门的一侧旋转至远离溅镀腔室阀门的一侧。

可选的是,所述镀膜功率为10~16kw,所述第一溅镀膜的厚度范围为300埃-600埃,所述第二溅镀膜的厚度范围为300埃-600埃。

可选的是,将基材层送进溅镀腔室前还包括将基材层加热至80-120℃的步骤。

可选的是,所述溅镀腔室内通有溅镀反应气体,所述溅镀反应气体包括氧气,所述氧气流量为100~110sccm。

可选的是,所述溅镀反应气体还包括氮气,所述氮气流量为8~12sccm。

可选的是,所述溅镀腔室内通有溅镀环境气体,所述溅镀环境气体包括惰性气体,所述惰性气体流量为100~200sccm。

可选的是,对基材层进行两次溅射镀膜,分别为第一次溅射镀膜、第二次溅射镀膜,其中,第一次溅射镀膜得到第一溅镀膜,第二次溅射镀膜得到第二溅镀膜;所述改变基材层的第一面与溅镀腔室的相对位置包括:

将溅镀有第一溅镀膜的基材层在平面内旋转,以使第一溅射镀膜靠近溅镀腔室阀门的一侧旋转至远离溅镀腔室阀门的一侧。

本发明还提供一种具有溅镀层的基材层,由上述的方法制成,其中所述溅镀层包括至少两层溅镀膜。

本发明还提供一种触控基板的制备方法,包括以下制备步骤:

采用上述的方法在基底上形成溅镀层作为黑化层;

在黑化层上形成金属网触控电极。

本发明的溅镀层的制备方法中,在基材层的同一面上多次溅射镀膜,其中,在多次溅射镀膜的间隔中改变基材层与溅镀腔室的相对位置,以避免溅镀腔室不同位置的溅镀环境不同造成的溅镀膜的不同位置的溅镀材料不均匀,本发明的方法制备的溅镀层各个位置处的溅镀材料较均一,适用于溅镀形成各种功能膜层,尤其适用于制备黑化层。

附图说明

图1为现有的金属网状触控基板的结构示意图;

图2为现有的黑化层不同位置反射率测试结果图;

图3为本发明的实施例1的在基材层上形成溅镀层的方法的制备流程示意图;

图4为本发明的实施例2的在基材层上形成黑化层的方法中加热工艺和溅镀工艺的示意图;

图5为本发明的实施例2的第一溅镀膜不同位置反射率测试结果图;

图6为本发明的实施例2的方法制备的黑化层的结构示意图;

图7为本发明的实施例2的黑化层不同位置反射率测试结果图;

其中,附图标记为:1、基底;10、基材层;21、第一电极;22、第二电极;3、黑化层;31、第一溅镀膜;32、第二溅镀膜;4、绝缘层;51、加热腔室;52、溅镀腔室;53、阀门;54、加热源;55、靶材。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1:

本实施例提供一种在基材层上形成溅镀层的方法,如图3所示,包括以下制备步骤:

S01、将基材层送进溅镀腔室;

S02、对基材层的第一面进行至少两次溅射镀膜后得到由至少两层溅镀膜构成的溅镀层;其中,至少部分相邻两次溅射镀膜的步骤之间包括改变基材层的第一面与溅镀腔室的相对位置的步骤。

本实施例的溅镀层的制备方法中,在基材层的同一面上多次溅射镀膜,其中,在多次溅射镀膜的间隔中改变基材层与溅镀腔室的相对位置,以避免溅镀腔室不同位置的溅镀环境不同造成的溅镀膜的不同位置的溅镀材料不均匀,本实施例的方法制备的溅镀层各个位置处的溅镀材料较均一,适用于溅镀形成各种功能膜层。

实施例2:

本实施例提供一种在基材层上形成黑化层的方法,包括以下制备步骤:

S1、将基材层送进加热腔室,加热腔室中设有加热源,在加热腔室中将基材层加热至80-120℃。具体的,基材层可以是玻璃基底。

S2、将完成上述步骤的基材层送进溅镀腔室;其中,参见附图4,在实际工艺操作中可以采用机械手将加热腔室51的基材层10取出,并送进溅镀腔室52。具体的,通常在加热腔室51与溅镀腔室52之间设有用于供基材层进出的阀门53,更具体的,溅镀腔室52内设有靶材55,所述靶材由钼金属构成。

S3、对基材层的第一面进行第一次溅射镀膜后得到第一溅镀膜;该步骤中,靶材为金属Mo靶,且通入100~200sccm的Ar气作为环境气体,通入100~110sccm的O2和8~12sccm的N2作为反应气体,第一次镀膜的功率为10~16kw,速度为1.7m/min,得到的第一溅镀膜的厚度范围为300埃-600埃。

以九宫格形式对本实施例的完成步骤S3的第一溅镀膜上九个部位进行反射率测试,各位置反射率数据结果见图5。造成第一溅镀膜的反射率不均匀的原因是:加热腔室与溅镀腔室内的气体氛围不同,不可避免的当打开当阀门,由机械手完成取出与为了降低该工艺造成的不良影响,本实施例中创造性的改变基材层的位置后再进行第二溅镀膜。其具体步骤如下:

S4、改变基材层的第一面与溅镀腔室的相对位置,具体的,可以使用机械手将完成第一次溅射镀膜的基材层取出,将基材层在其所在平面内旋转180°,再将基材层送进溅镀腔室,以使第一溅射镀膜靠近溅镀腔室阀门的一侧转至远离溅镀腔室阀门的一侧。

S5、对基材层的第一面进行第二次溅射镀膜后得到第二溅镀膜。该步骤中,靶材依然为金属Mo靶,且通入100~200sccm的Ar气作为环境气体,通入100~110sccm的O2和8~12sccm的N2作为反应气体,第二次镀膜的功率为10~16kw,速度为1.7m/min,得到的第二溅镀膜的厚度范围为300埃-600埃。

如图6所示,本实施例得到的形成于基材层10上的黑化层3包括第一溅镀膜31和第二溅镀膜32两层溅镀膜,每层溅镀膜均由MoOxNy构成。

以九宫格形式对本实施例的完成步骤S5的黑化层上九个部位进行反射率测试,各位置反射率数据结果见图7。其中,图5中的左下角A点经过180°旋转后,在图7中转至右上角,对比图5与图7可知,完成步骤S3后的第一溅镀膜的反射率方差为18.89,完成步骤S5后的黑化层的反射率方差为0.31,可见,实施例2的方法制备的黑化层的反射率分布均匀,且各个位置的黑化层的反射率均低于8%。将本实施例的黑化层用于触控产品中可以有效降低金属的反射效果,实现消影。

需要说明的是,实施例2中以进行两次溅射镀膜为例进行了说明,可以理解的是,类似的还可以进行三次溅射镀膜,具体的,当进行三次溅射镀膜时,第一次与第二次之间可将基材层在其所在平面内沿其中垂线旋转120°,第二次与第三次之间再将基材层在其所在平面内沿其中垂线旋转120°,以使得基材层上最终得到的黑化层的各个位置的反射率较均匀。同时,为了不增加黑化层的整体厚度,在三次镀膜的工艺中可以分别调整靶材的溅射功率以及其它条件参数,使得每次的镀膜厚度仅为现有技术的1/3。同理,本实施例中还可以进行四次溅射镀膜,每次溅射镀膜间隔期间将基材层在其所在平面内旋转90°,在此不再赘述。可以理解的是,增加溅射镀膜的次数可以相对提高黑化层的各个位置的反射率均匀性,但是会相对增加工艺时间以及工艺成本。

实施例3:

本实施例提供一种在基材层上形成黑化层的方法,其与实施例2的方法类似,实施例3与实施例2的不同之处仅在于,实施例3中所述靶材由钼铌合金构成。本实施例得到的黑化层包括第一溅镀膜和第二溅镀膜两层溅镀膜,每层溅镀膜均由MoNbOxNy构成。

实施例4:

本实施例提供一种在基材层上形成黑化层的方法,其与实施例2的方法类似,实施例3与实施例2的不同之处仅在于,实施例3中反应气体为100~110sccm的O2,实施例3中的反应气体不含N2。实施例4的方法制备的黑化层的反射率分布均匀,且各个位置的黑化层的反射率均低于10%。

也就是说,将实施例2与实施例4的方法工艺对比可知,溅镀工艺中含有N2和O2两种反应气体可以降低膜层表面的反射率,然而受溅镀腔室不同位置的溅镀环境不能达到完全一致的限制,两种反应气体得到的产品的反射率的均一性差异更大,而采用了本案的方法后,在不增加黑化层的整体厚度的情况下,可以使得两种反应气体得到的产品的各个位置处的反射率均低于8%,单一一种反应气体得到的产品的各个位置处的反射率均低于10%。

实施例5:

本实施例提供一种形成于基材层上的溅镀层,由上述的方法制成。优选的是,当靶材由包括钼或钼铌合金的材料构成时,所述溅镀层为黑化层。

实施例6:

本发明还提供一种触控基板的制备方法,包括以下制备步骤:

采用上述实施例的方法在基材层上形成溅镀层作为黑化层;其中,制备溅镀层或黑化层的具体步骤所述实施例中已经详述,在此不再赘述。

在黑化层上形成金属网触控电极。

具体的,金属网可以由Mo/Al/Mo的合金材料构成,金属网先采用溅射镀膜方式完成溅镀金属层,然后再采用刻蚀液形成金属网的图形。更具体的,刻蚀液可以是按下述体积比的几种酸的混合水溶液:HNO3:2.0%~3.8%,CH3COOH:9.5%~13.5%,H3PO4:66.5%~73.5%。

金属网还可以由MoNb/AlNd/MoNb的合金材料构成,这种情况下,刻蚀液可以是按下述体积比的下述几种酸的混合水溶液:HNO3:4.5%~6.5%,CH3COOH:11.1%~13.5%,H3PO4:60.2%~63.6%。在此本实施例不对具体的刻蚀液进行限定,本领域技术人员可以根据经验改变刻蚀液的具体酸的体积含量,也可以直接选择市售刻蚀液。

实施例7:

本实施例提供了一种显示装置,其包括上述任意一种方法制备的触控基板。所述显示装置可以为:液晶显示面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

显然,上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化;例如:工艺步骤中的工艺参数可以根据需要进行调整,制备不同溅镀层的具体靶材可以根据需要进行改变。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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