专利名称：具有不可见电极的透明元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及制造具有这样电极的透明元件的方法，由于对具有增透效果的透明电介质材料的特定排列，所述电极的轮廓在可见光波长范围内不可见。
背景技术：
“透明元件”非限制性地理解为具有这样的透明电极的接目镜、表面玻璃和触摸屏，所述电极例如设置在表玻璃、或甚至液晶显示器单元或光伏电池的透明平板上。
采用这样一种众所周知的方法获得增透效果在透明的基片(S)上形成包括至少一层高折射率(H)的透明电介质材料和一层低折射率(L)的第二种电介质材料的叠层。
例如，在法国专利2 751 638中公开了前述类型的制造方法。在玻璃基片上，通过LPCVD从气体前体覆盖一层TiO2(n＝2.35)薄膜，然后覆盖SiO2(n＝1.46)厚膜，可以第二次重复该过程，最后得到可以概括为“SHLHL”的序列。
在美国专利5 170 291中也可以找到相同类型的序列，但是采用的是不同的电介质，其中给出的一个例子包括连续的TiO2(n＝2.4)/Al2O3(n＝1.6)/TiO2(n＝2.4)/SiO2(n＝1.48)，对应于序列“SHL1HL2”。
当透明基片必须包括电极时，比如要在腕表玻璃上形成电容性触摸屏，在最后一层电介质上沉积ITO膜或另一种透明的导电氧化物(TCO)，最后覆盖上低折射率的电介质材料。这种方法可以表示为序列“SHL1(TCO)L2”。它给出很好的效果，即，它使电极几乎不可见，但是其中也有一些缺点。首先，由于需要采用CVD或类似的方法沉积多种不同的膜，因此价格昂贵。而且，尤其在构成电极的步骤中难于操作，其中非常容易损坏最后一层电介质膜，导致产生新的干涉问题，使一部分的电极轮廓仍然可见。最后还可以发现，通常是MgF2(n＝1.37)的最后一层低折射率的电介质层的抗磨性差，以至于在安装腕表的触摸屏的操作中也有损坏所述层的危险。
发明内容
因此，本发明的目的是，通过提供更容易和经济的方法来获得更易处理的最终产品，以克服上述现有技术的不足。本发明尤其涉及这种情况，其中，由蓝宝石或钢化玻璃形成的透明基片形成所述透明元件，并且在所述元件的一面上具有用于形成电容性传感器的电极结构。
从而，本发明涉及一种方法，包括在透明基片上形成由透明导电的氧化物(TCO)形成的导电图形，包括电极、导电路径和接触区域；然后沉积低折射率(L)的第一透明电介质层；接着沉积折射率比第一层高的另一种第二透明电介质层。
相对于在本文开头提到的现有技术，根据本发明的方法可以概括为，制造相应于序列“S(TCO)LH”的具有不可见电极的透明元件。
只要有可供选择的形成最外层膜的电介质材料，这种方法将不仅可以提供非常好的增透性能，而且可以提供很好的光学补偿和更好的抗磨性能。
在优选实施例中，基片由蓝宝石或钢化玻璃形成，并且，这种方法可以用于制造电容性触摸屏，尤其可以用于形成钟表玻璃，所述玻璃必须是非常透明的，以使表盘上的显示信息能够清晰可见。
下面通过参考附图进行非限制性地说明，将描述本发明的其他特征和优点，其中图1是包括电容性触摸式传感器的表玻璃的仰视图；以及图2是不同层的叠层沿图1中的II-II线的剖面图。
具体实施例方式
图1示出了用于安装到腕表上的由蓝宝石或钢化玻璃形成的玻璃1的仰视图，所述玻璃1由包括透明的导电氧化物(TCO)图形的透明基片3形成，所述氧化物图形形成通过用手指接触玻璃1外表面可以起动的电容性触摸式传感器2的电极，所述传感器2通过导电路径4与外围接触区域6相连，上述元件自身又连接腕表和/或微处理器的电流，用于控制与时间相关或不相关的功能。虽然在图1中对比度已经大大地增大，但是如果没有经过处理，所有导电元件2、4、6透过玻璃1仍然可见，特别是在倾斜观察时。
现在参考图2，在下文中描述了根据本发明的方法，所述方法可以使传感器2、导电路径4、以及不必需的接触区域6(其可以由凸缘或遮光板隐蔽)不可见。
在第一步，在蓝宝石或钢化玻璃基片3的整个表面上覆盖TCO膜。例如，进行锡和铟的氧化物(ITO)的气相沉积，其厚度介于25nm～75nm，45nm～55nm则更佳。所述TCO还可以选择掺杂锑的In2O3和SnO2。然后，通过化学侵蚀的方法去除传感器2、导电路径4以及接触区域6以外所有区域的TCO。然后，利用超声波通过合适的溶剂剥去掩模的残留部分。
在第二步，将基片放入闭合室中，然后，利用公知的气相沉积技术(PVD)或者相关的技术(PACVD、PECVD、LICVD等)，在目标上沉积低折射率(L)的第一透明电介质层5。当TCO为ITO时，优选地这样进行该沉积，在氧分压下首先使包括导电图形2、4、6的基片3的温度达到大约250℃。
在第三步，将基片仍然保持在相同的闭合室中，采用相同的方法沉积折射率(H)比第一层5高的另一种第二透明电介质层7。
可以用于形成第一和第二层的电介质材料都是一些公知的化合物，可以从例如下面这些化合物中选择，按照折射率由低到高的顺序为，MgF2、LiF、SiO2、SiOx、AlO3、Si3N4、ZnS、TiO2、AIN、Ta2O5以及DLC(类钻碳)。
例如，当通过PVD进行沉积时，可以采用镁或者锂的氟化物作为第一层5，所述氟化物具有低折射率(L)，即分别是，MgF2为n＝1.37，LiF为n＝1.39。第一层的厚度介于50nm～100nm，60nm左右则更宜。
为了形成第二层7，可以选择高折射率的电介质材料，例如氧化铝(n＝1.70)、五氧化钽(n＝2.4)或者类钻碳。第二层7的厚度介于8nm～25nm，16nm左右则最佳。第二层最外层膜也具有较好的抗磨的优点。
这两步首先沉积低折射率、然后沉积高折射率的电介质的步骤，可以重复至少一次，相应于序列S(TCO)LHLH。
在本发明的范围内，也可以采用其他L/H的电介质对，包括具有序列S(TCO)LHLH的情况，例如SiO2/Si2N4或者Al2O3/AIN。后一示例还示出了，对于同样的电介质，在该例中为Al2O3，如果与折射率更低的第二种电介质配合，可以作为“H”型电介质，相反，如果与折射率更高的第二种电介质(n＝2.38的AIN)配合，也可以作为“L”型电介质。
权利要求
1.一种制造具有不可见电极的透明元件(1)的方法，所述元件由在其一面上具有导电图形的透明基片(3)形成，所述导电图形由电极(2)、导电路径(4)和接触区域(6)形成，所述方法的特征在于，其包括以下步骤在所述基片(3)的整个表面上沉积透明导电氧化物膜(TCO)，利用通过掩模的侵蚀方法，去除所有不形成所述导电图形(2、4、6)的TCO区域，然后去除所述掩模的残留部分；沉积低折射率(L)的第一透明电介质材料层(5)；沉积折射率(H)比所述第一层高的另一种第二透明电介质材料层。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述透明导电氧化物为锡和铟的氧化物(ITO)。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，在进行沉积所述第一电介质层(5)前，在氧分压下预先使所述基片(3)的温度达到大约250℃。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在相同的闭合室中进行所述电介质沉积(L、H)。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第一层(5)和第二层(7)的电介质从如下化合物中选取，按折射率由低到高的顺序为，MgF2、LiF、SiO2、SiOx、AlO3、Si3N4、ZnS、TiO2、AIN、Ta2O5以及DLC(类钻碳)。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述第一层(5)的电介质是镁或锂的氟化物，所述第二层(7)的电介质为氧化铝、五氧化钽或者类钻碳。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第一层(5)的厚度介于50nm～100nm，60nm左右为最佳，所述第二层(7)的厚度介于8nm～25nm，16nm左右为最佳。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述基片(3)由蓝宝石或钢化玻璃形成。
9.根据上述任何一项权利要求的方法，其特征在于，以L、H的顺序至少重复1次所述电介质层(5、7)的沉积。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述电极(2)形成电容性触摸屏的传感器。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述透明元件为腕表玻璃。
全文摘要
一种制造具有不可见电极的透明元件的方法。在由蓝宝石或者钢化玻璃形成的透明基片(3)的一面上，形成由如ITO的透明导电氧化物形成的导电图形，所述图形包括电极(2)和导电路径(4)；然后，覆盖低折射率的第一透明电介质层(5)，如MgF
文档编号H01B13/00GK1636914SQ20041009700
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月8日 优先权日2003年12月16日
发明者J·格鲁普, G-C·波利 申请人:阿苏拉布股份有限公司