CN102467277A - 扩散阻碍结构、透明导电结构及其制作方法 - Google Patents

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朱兆杰
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Abstract

一种透明导电结构，其包括：基板单元、第一涂层单元、扩散阻碍结构、第二涂层单元、第三涂层单元及导电单元。基板单元具有塑料基板。第一涂层单元具有一成形于塑料基板上的第一涂层。扩散阻碍结构成形于第一涂层上，扩散阻碍结构具有第一氧化单元及第二氧化单元，第一氧化单元具有多个第一氧化层，第二氧化单元具有多个第二氧化层，且上述多个第一氧化层与上述多个第二氧化层彼此交替堆栈在一起。第二涂层单元具有一成形于扩散阻碍结构上的第二涂层。第三涂层单元具有一成形于第二涂层上的第三涂层。导电单元具有一成形于第三涂层上的透明导电薄膜。

Description

扩散阻碍结构、透明导电结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种扩散阻碍结构、透明导电结构及其制作方法，尤其涉及一种应用于触控面板的扩散阻碍结构、透明导电结构及其制作方法。
背景技术
触控面板起源于1970年代美国军方为军事用途而发展，1980年代技术移转至民间使用，进而发展为各式用途。传统电子计算装置(例如：计算机)的输入方式乃以键盘或鼠标等外围设备来作为输入接口，然而这些外围输入装置的体积过大不易携带，容易造成电子产品薄型化的一大阻碍。因为薄型化电子装置的需求，触控面板在可携式电子产品也逐渐受到消费者的青睐而崭露头角。另外，触控面板除了应用在个人可携式信息产品之外，应用领域也逐项扩向信息家电、公共信息、通讯设备、办公室自动化设备、信息收集设备、及工业设备等领域，因此触控面板的研究发展，近年来也逐渐成为电子产业发展的重心。
换言之，传统的电子装置是以配置按钮、键盘或滑杆等人机接口装置，进行阅读或传输信息，然而，在追求简化构件及携带方便的诉求下，近来通过多功能的整合，在直觉且具创新的思维下，触控技术的发展成功地突破了挑战，藉此，使用者只要以手指或触控笔轻压触控面板，即可进行与电子装置间的信息传输。
一般说来，触控面板的原理大概可以分为电阻式以及电容式两种。现今大多数触控屏幕都属于电阻式，在饱和多元酯(Polyethylene Terephthalate，PET)这类两个透明薄层间，置入由氧化铟锡(ITO)制造的透明导电电路板，彼此以小型垫片(spacer)隔开，固定在液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)屏幕或其它绘图装置的上方，当以手指按压形成接触点时，就会纪录触碰的位置。
而电容式触控面板一般是在透明玻璃表面镀上一层氧化铟锡薄膜及保护膜。然后人与触控面板没有接触时，各种电极是同电位的，触控面板没有上没有电流通过。当与触控面板接触时，人体内的静电流入地面而产生微弱电流通过。检测电极依电流值变化，可以算出接触的位置。电容式的触控面板又分为表面电容及投射式电容，而目前投射式电容更广泛地使用于手持式电子装置，例如：智能型手机(iPhone、Google Phone)或影音播放器(iPod Touch)及笔记型计算机等电子产品，投射式电容是由一玻璃上盖(Cover Lens)，玻璃上盖(CoverLens)的一侧，贴有一透明基材的投射式触控感应器(Touch Sensor)，投射式触控感应器(Touch Sensor)的透明基材表面形成有多条X与Y的透明电极，藉此，使用者利用其手指或触控装置与电场间的静电反应所产生的电容变化，以检测出输入X坐标与Y坐标，达到操控电子装置的功效，故投射式电容的触控面板具有防尘、防火、防刮、高分辨率、高穿透率、低反射、高对比、耐久性佳、支持多点触控及手势操作(Gesture)等优点。
一般说来，电阻式由于反应时间较为缓慢也需要较多的输入力量以产生反应，因此可用来作手写或者是触控笔输入的接口，以利判断输入的内容。相反的，电容式由于其反应时间快，再加上反应灵敏，因此不需要太大的输入作用力，也就是只要轻微处碰即可反应。所以，一般而言电容式的触控面板可以作为特殊入的接口，例如：手势(gesture)输入。
然而，关于现有应用于触控面板的透明导电电路板，其仍然具有：制作过程仍太过复杂、透明导电电路板的厚度过厚、高阻值、高色偏、低高穿透率…等缺失存在。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种扩散阻碍结构、透明导电结构及其制作方法，其可应用于触控面板。
本发明实施例提供一种扩散阻碍结构，其包括：一第一氧化单元及一第二氧化单元。第一氧化单元具有多个第一氧化层，其中每一个第一氧化层为一氧化硅层。第二氧化单元具有多个第二氧化层，其中每一个第二氧化层为一氧化铝层或一氧化锂层，且上述多个第一氧化层与上述多个第二氧化层彼此交替堆栈在一起。
本发明实施例提供一种透明导电结构，其包括：一基板单元、一第一涂层单元、一扩散阻碍结构、一第二涂层单元、一第三涂层单元及一导电单元。基板单元具有至少一塑料基板。第一涂层单元具有至少一成形于塑料基板上的第一涂层。扩散阻碍结构成形于第一涂层上，其中扩散阻碍结构具有一第一氧化单元及一第二氧化单元，第一氧化单元具有多个第一氧化层，第二氧化单元具有多个第二氧化层，每一个第一氧化层为一氧化硅层，每一个第二氧化层为一氧化铝层或一氧化锂层，且上述多个第一氧化层与上述多个第二氧化层彼此交替堆栈在一起。第二涂层单元具有至少一成形于扩散阻碍结构上的第二涂层。第三涂层单元具有至少一成形于第二涂层上的第三涂层。导电单元具有至少一成形于第三涂层上的透明导电薄膜。
本发明实施例提供一种透明导电结构的制作方法，其包括下列步骤：首先，提供一基板单元，其具有至少一塑料基板；接着，将至少一第一涂层成形于塑料基板上；然后，将一扩散阻碍结构成形于第一涂层上，其中扩散阻碍结构具有一第一氧化单元及一第二氧化单元，第一氧化单元具有多个第一氧化层，第二氧化单元具有多个第二氧化层，每一个第一氧化层为一氧化硅层，每一个第二氧化层为一氧化铝层或一氧化锂层，且上述多个第一氧化层与上述多个第二氧化层彼此交替堆栈在一起；接下来，将至少一第二涂层成形于扩散阻碍结构上；紧接着，将至少一第三涂层成形于第二涂层上；最后，将至少一透明导电薄膜成形于第三涂层上。
综上所述，本发明实施例所提供的扩散阻碍结构，其可由多个第一氧化层(例如SiO2)与多个第二氧化层(例如A1(Li)Ox)相互堆栈而成，所以扩散阻碍结构不仅可以防止透明导电结构的各接口层(interface layers)间的交互反应(interreaction)与相互扩散(Interdiffusion)，而且也可有效降低氧、水蒸气和其它化学物对透明导电薄膜的影响，进而增加后续的溅镀ITO膜层的结晶性(crystallinity)并降低电阻值。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为本发明第一实施例的透明导电结构的制作方法的流程图；
图1B为本发明第一实施例的透明导电结构的侧视示意图；
图1C为本发明第一实施例的透明导电结构的扩散阻碍结构的侧视示意图；以及
图2为本发明第二实施例的透明导电结构的侧视示意图。
其中，附图标记
透明导电结构    Z
基板单元        1        塑料基板        10
第一涂层单元    2        第一涂层        20
扩散阻碍结构    3        第一氧化单元    31
第一氧化层      310
第二氧化单元    32
第二氧化层      320
第二涂层单元    4        第二涂层        40
第三涂层单元    5        第三涂层        50
导电单元        6        透明导电薄膜    60
纳米导电群组    61
纳米导电线丝    610
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
第一实施例
请参阅图1A、图1B与图1C所示，其中图1A为本发明第一实施例的透明导电结构制作方法的流程图，图1B为本发明第一实施例的透明导电结构的侧视示意图，图1C为本发明第一实施例的扩散阻碍结构的侧视示意图。由上述图中可知，本发明第一实施例提供一种透明导电结构Z的制作方法，其至少包括下列几个步骤(由步骤S100至步骤S110(a))：
步骤S100为：首先，配合图1A与图1B所示，提供一基板单元1，其具有至少一塑料基板10。举例来说，依据不同的设计需求，塑料基板10可为聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Poly Carbonate，PC)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Poly Propylene，PP)、聚苯乙烯(Poly Styrene，PS)、及聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)的其中之一。
步骤S102为：接着，配合图1A与图1B所示，将至少一第一涂层20成形于塑料基板10上。举例来说，第一涂层20可为一紫外光硬化涂层，且因着不同的设计需求，第一涂层20的厚度可介于6μm至10μm之间。
步骤S104为：然后，配合图1A、图1B与图1C所示，将一扩散阻碍结构3成形于第一涂层20上，其中扩散阻碍结构3具有一第一氧化单元31及一第二氧化单元32，第一氧化单元31具有多个第一氧化层310，第二氧化单元32具有多个第二氧化层320，每一个第一氧化层310为一氧化硅层，每一个第二氧化层320为一氧化铝层(AlOx)或一氧化锂层(LiOx)，且上述多个第一氧化层310与上述多个第二氧化层320彼此交替堆栈在一起(如图1C所示的堆栈方式)。举例来说，扩散阻碍结构3可通过化学气相沈积法(chemical vapordeposition，CVD)、溅镀(Sputter)、蒸镀(evaporation)…等方式来完成。扩散阻碍结构3的厚度可介于1μm至3μm之间，每一个氧化硅层可为二氧化硅(SiO2)，且因着不同的设计需求，每一个第二氧化层320的厚度可介于
Figure BSA00000343757100051
至
Figure BSA00000343757100052
之间。
步骤S106为：紧接着，配合图1A与图1B所示，将至少一第二涂层40成形于扩散阻碍结构3上。举例来说，第二涂层40可为二氧化钛(TiO2)或五氧化二铌(Nb2O5)，且因着不同的设计需求，第二涂层40的厚度可介于
Figure BSA00000343757100053
至
Figure BSA00000343757100054
之间。
步骤S108为：接下来，配合图1A与图1B所示，将至少一第三涂层50成形于第二涂层40上。举例来说，第三涂层50可为二氧化硅(SiO2)，且因着不同的设计需求，第三涂层50的厚度可介于
Figure BSA00000343757100055
至
Figure BSA00000343757100056
的间。
步骤S110为：最后，配合图1A与图1B所示，将至少一透明导电薄膜60成形于第三涂层50上。举例来说，透明导电薄膜60可为一铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)，且因着不同的设计需求，透明导电薄膜60的厚度可介于
Figure BSA00000343757100057
至
Figure BSA00000343757100058
之间。
因此，如同配合上述图1B与图1C所示，本发明第一实施例提供一种透明导电结构Z(如图1B所示)，其包括：一基板单元1、一第一涂层单元2、一扩散阻碍结构3(如图1C所示)、一第二涂层单元4、一第三涂层单元5及一导电单元6。其中，基板单元1具有至少一塑料基板10。第一涂层单元2具有至少一成形于塑料基板10上的第一涂层20。扩散阻碍结构3成形于第一涂层20上，其中扩散阻碍结构3具有一第一氧化单元31及一第二氧化单元32，第一氧化单元31具有多个第一氧化层310，第二氧化单元32具有多个第二氧化层320，每一个第一氧化层310为一氧化硅层，每一个第二氧化层320为一氧化铝层或一氧化锂层，且上述多个第一氧化层310与上述多个第二氧化层320彼此交替堆栈在一起(如图1C所示的堆栈方式)。第二涂层单元4具有至少一成形于扩散阻碍结构3上的第二涂层40。第三涂层单元5具有至少一成形于第二涂层40上的第三涂层50。导电单元6具有至少一成形于第三涂层50上的透明导电薄膜60。
举例来说，因为上述扩散阻碍结构3可由多个第一氧化层310(例如SiO2)与多个第二氧化层320(例如Al(Li)Ox)相互堆栈而成(如图1C所示的堆栈方式)，所以扩散阻碍结构3不仅可以防止透明导电结构Z的各接口层间的交互反应与相互扩散，而且也可有效降低氧、水蒸气和其它化学物对透明导电薄膜60(例如ITO导电层)的影响，进而增加后续的溅镀ITO膜层的结晶性并降低电阻值。
第二实施例
请参阅图2所示，其为本发明第二实施例的透明导电结构的侧视示意图。本发明第二实施例提供一种透明导电结构Z，其包括：一基板单元1、一第一涂层单元2、一扩散阻碍结构3、一第二涂层单元4、一第三涂层单元5及一导电单元6。由图2与图1B的比较可知，本发明第二实施例与第一实施例最大的差别在于：在第二实施例中，导电单元6具有同时成形的至少一透明导电薄膜60及至少一纳米导电群组61，其中透明导电薄膜60成形于第三涂层50上，且纳米导电群组61为多个混入或嵌入透明导电薄膜60内的纳米导电线丝610。举例来说，依据不同的设计需求，每一个纳米导电线丝610可为一纳米金丝、纳米银丝、纳米铜丝或任何具纳米级线径且具导电功能的线丝，且每一个纳米导电线丝610的线径可介于1nm至10nm之间。
再者，本发明第二实施例的透明导电结构Z的制作方法(如图1A所示)，其由步骤S100至步骤S110(b)，其中步骤S110(b)为：同时通过溅镀与蒸镀的方式，以分别成形至少一透明导电薄膜60及至少一纳米导电群组61，其中透明导电薄膜60成形于第三涂层50上，且纳米导电群组61为多个混入或嵌入透明导电薄膜60内的纳米导电线丝610。
因此，本发明第二实施例中，透明导电薄膜60与纳米导电群组61可分别通过溅镀与蒸镀的方式同时成形。换言之，当透明导电薄膜60通过溅镀程序以慢慢成形于第三涂层50上时，上述多个纳米导电线丝610也同时通过蒸镀程序而被成形于透明导电薄膜60内。也即，当透明导电薄膜60达到一预定厚度而完成成形加工后，上述多个纳米导电线丝610可呈现一预定分布或均匀分布且被埋入透明导电薄膜60内。此外，由于透明导电薄膜60与上述多个纳米导电线丝610是同时生成的，所以本发明其中一个优势在于可减少一个制作过程。另外，由于上述多个纳米导电线丝610被埋入透明导电薄膜60内，因此也可降低本发明透明导电结构Z的整体厚度，因此当本发明透明导电结构Z应用于电容式触控面板时(例如应用于大于5inch的面板时)，电容式触控面板的反应传导会更为灵敏，以使得使用者能够更为轻易地针对使用本发明透明导电结构的电容式触控面板来进行触控操作。
实施例的可能功效
综上所述，因为上述扩散阻碍结构可由多个第一氧化层(例如SiO2)与多个第二氧化层(例如Al(Li)Ox)相互堆栈而成(如图1C所示的堆栈方式)，所以扩散阻碍结构不仅可以防止透明导电结构的各接口层间的交互反应与相互扩散，而且也可有效降低氧、水蒸气和其它化学物对透明导电薄膜(例如ITO导电层)的影响，进而增加后续的溅镀ITO膜层的结晶性并降低电阻值。
再者，本发明的扩散阻碍结构特别适用于ITO膜层结构，且本发明的扩散阻碍结构至少具有“增加ITO膜层的结晶性与降低ITO膜层的阻值(也即扩散阻碍结构因具有良好的阻障性质，所以可让后续的溅镀ITO膜层的结晶性增加且降低电阻值)”、“增加可靠度(也即扩散阻碍结构不会因后段工艺的处理，而造成结构性的改变或与接触的薄膜层材料产生反应，进而有效提高膜层的可靠度)”、“增加透光率(也即扩散阻碍结构因可防水、抗蚀及防止变质后造成的雾面状况，进而有效提升透光率)”…等优势。
另外，本发明第二实施例所提供的透明导电结构，其可同时通过两种不同的成形方法分别成形至少一透明导电薄膜及至少一纳米导电群组，且纳米导电群组为多个混入或嵌入透明导电薄膜内的纳米导电线丝。换言之，由于透明导电薄膜与上述多个纳米导电线丝是同时生成的，所以本发明其中一个优势在于可减少一个制作过程。另外，由于上述多个纳米导电线丝被埋入透明导电薄膜内，因此也可降低本发明透明导电结构的整体厚度，因此当本发明透明导电结构应用于电容式触控面板时，电容式触控面板的反应传导会更为灵敏，以使得使用者能够更为轻易地针对“使用本发明透明导电结构的电容式触控面板”来进行触控操作。再者，本发明还有耐候性(环境)佳、每平方约3奥姆(3Ω/□)的低阻值、趋近于零的低色偏(low b*≒0)、90％的高穿透率(T≥90％)、…等优点。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种扩散阻碍结构，其特征在于，包括：
一第一氧化单元，其具有多个第一氧化层，其中每一个第一氧化层为一氧化硅层；以及
一第二氧化单元，其具有多个第二氧化层，其中每一个第二氧化层为一氧化铝层或一氧化锂层，且上述多个第一氧化层与上述多个第二氧化层彼此交替堆栈在一起。
2.根据权利要求1所述的扩散阻碍结构，其特征在于，该扩散阻碍结构的厚度介于1μm至3μm之间，每一个氧化硅层为二氧化硅，且每一个第二氧化层的厚度介于
Figure FSA00000343757000011
至
Figure FSA00000343757000012
之间。
3.一种透明导电结构，其特征在于，包括：
一基板单元，其具有至少一塑料基板；
一第一涂层单元，其具有至少一成形于上述至少一塑料基板上的第一涂层；
一扩散阻碍结构，其成形于上述至少一第一涂层上，其中该扩散阻碍结构具有一第一氧化单元及一第二氧化单元，该第一氧化单元具有多个第一氧化层，该第二氧化单元具有多个第二氧化层，每一个第一氧化层为一氧化硅层，每一个第二氧化层为一氧化铝层或一氧化锂层，且上述多个第一氧化层与上述多个第二氧化层彼此交替堆栈在一起；
一第二涂层单元，其具有至少一成形于该扩散阻碍结构上的第二涂层；
一第三涂层单元，其具有至少一成形于上述至少一第二涂层上的第三涂层；以及
一导电单元，其具有至少一成形于上述至少一第三涂层上的透明导电薄膜。
4.根据权利要求3所述的透明导电结构，其特征在于，上述至少一塑料基板为聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、及聚甲基丙烯酸甲酯的其中之一。
5.根据权利要求3所述的透明导电结构，其特征在于，上述至少一第一涂层为一紫外光硬化涂层，每一个氧化硅层为二氧化硅，上述至少一第二涂层为二氧化钛或五氧化二铌，上述至少一第三涂层为二氧化硅，且上述至少一透明导电薄膜为一铟锡氧化物，其中上述至少一第一涂层的厚度介于6μm至10μm之间，该扩散阻碍结构的厚度介于1μm至3μm之间，每一个第二氧化层的厚度介于
Figure FSA00000343757000021
至
Figure FSA00000343757000022
之间，上述至少一第二涂层的厚度介于
Figure FSA00000343757000023
至之间，上述至少一第三涂层的厚度介于
Figure FSA00000343757000025
至
Figure FSA00000343757000026
之间，且上述至少一透明导电薄膜的厚度介于至之间。
6.根据权利要求3所述的透明导电结构，其特征在于，该导电单元还进一步具有至少一与上述至少一透明导电薄膜同时成形的纳米导电群组，其中上述至少一透明导电薄膜成形于上述至少一塑料基板上，且上述至少一纳米导电群组为多个混入或嵌入上述至少一透明导电薄膜内的纳米导电线丝。
7.根据权利要求6所述的透明导电结构，其特征在于，每一个纳米导电线丝为一纳米金丝、纳米银丝或纳米铜丝，每一个纳米导电线丝的线径介于1nm至10nm之间，且上述至少一透明导电薄膜及上述至少一纳米导电群组分别通过溅镀及蒸镀的方式同时成形。
8.一种透明导电结构的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：
提供一基板单元，其具有至少一塑料基板；
将至少一第一涂层成形于上述至少一塑料基板上；
将一扩散阻碍结构成形于上述至少一第一涂层上，其中该扩散阻碍结构具有一第一氧化单元及一第二氧化单元，该第一氧化单元具有多个第一氧化层，该第二氧化单元具有多个第二氧化层，每一个第一氧化层为一氧化硅层，每一个第二氧化层为一氧化铝层或一氧化锂层，且上述多个第一氧化层与上述多个第二氧化层彼此交替堆栈在一起；
将至少一第二涂层成形于该扩散阻碍结构上；
将至少一第三涂层成形于上述至少一第二涂层上；以及
将至少一透明导电薄膜成形于上述至少一第三涂层上。
9.根据权利要求8所述的透明导电结构的制作方法，其特征在于，该导电单元还进一步具有至少一与上述至少一透明导电薄膜同时成形的纳米导电群组，其中上述至少一透明导电薄膜成形于上述至少一塑料基板上，且上述至少一纳米导电群组为多个混入或嵌入上述至少一透明导电薄膜内的纳米导电线丝。
10.根据权利要求8所述的透明导电结构的制作方法，其特征在于，每一个纳米导电线丝为一纳米金丝、纳米银丝或纳米铜丝，每一个纳米导电线丝的线径介于1nm至10nm之间，且上述至少一透明导电薄膜及上述至少一纳米导电群组分别通过溅镀及蒸镀的方式同时成形。
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