CN103092416A - 一种消影高透过率ogs用玻璃及其制造方法 - Google Patents

一种消影高透过率ogs用玻璃及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种消影高透过率OGS用玻璃以及制造方法，该制作方法工艺分为三种，制造出的OGS用玻璃为单片玻璃结构，同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用，其包括基板、绝缘边框、功能层、ITO导电膜，该绝缘边框、功能层、ITO导电膜都通过镀膜技术镀在基板上，本发明适用于OGS类的触摸屏设计，其在设计与制造成本上与现有技术相比，能够更好的达到消影效果，使其消影效果更加容易控制；在玻璃的后表面再增加功能层，可提高产品的透光率，拓宽产品的阻值范围(15-300欧姆)，在强光下改善了产品的显示效果。

Description

一种消影高透过率OGS用玻璃及其制造方法
技术领域
本发明涉及触摸屏行业，主要应用在电容屏方面，主要是指一种消影高透过率OGS(One glass solution)用玻璃及其制造方法。
背景技术
现有OGS用玻璃的一种结构为：Glass/BM/ITO(氧化铟锡)，其中BM为绝缘边框，ITO是导电层，这种结构在蚀刻成图案以后，ITO电极线看的非常明显，影响触摸屏的外观。
另一种OGS用ITO导电玻璃的结构为：Glass/BM//Nb2o5/SiO2/ITO，其中BM为绝缘边框，ITO是导电层，作为触摸屏的电极及传感层，Nb2o5/SiO2层为消影层，其主要功能是消除ITO蚀刻后的痕迹，有ITO和没有ITO的地方膜层反射率在0.5％以内，这样在人的视觉来看，在显示屏上不容易看见ITO线条。
但是以上两种玻璃在做成触摸屏后，第一种的ITO线条能够很清晰的看到，第二种虽然ITO线条经过消影层已经淡化，但是两种产品在太阳强光下，由于整个膜层的透过率比较低，只有88％左右，如果电阻值更低的话，透过率还会更低，导致反射率高，因此在强光下很难看清楚屏幕上的图案。
传统触摸屏是由两片玻璃对贴组成(一片玻璃做为触摸传感器，一片玻璃做为保护玻璃，称为G/G结构)，这样增加了触摸屏的厚度和重量；
发明内容
本发明解决上述问题提供一种减轻了重量，提高了透光率，消除了ITO导电线条底影的触摸屏及制作方法。
为解决上述问题，本发明通过以下方案来实现：一种消影高透过率OGS用玻璃，该OGS用玻璃为单片玻璃结构，同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用，其包括基板、绝缘边框、功能层、ITO导电膜，该绝缘边框、功能层、ITO导电膜都通过镀膜技术镀在基板上，功能层是由五氧化二铌膜和二氧化硅膜两种膜组成，功能层都是通过先镀一层五氧化二铌膜，后镀一层二氧化硅膜。
优选地，所述基板的前表面镀有绝缘边框，所述绝缘边框上镀有五氧化二铌膜，五氧化二铌膜镀有二氧化硅膜，该二氧化硅膜镀有ITO导电膜，该基板的后表面镀有五氧化二铌膜，五氧化二铌膜镀有二氧化硅膜。
优选地，所述基板的前表面镀有五氧化二铌膜，五氧化二铌膜镀有二氧化硅膜，二氧化硅膜镀有绝缘边框，该绝缘边框镀有ITO导电膜，该基板的后表面镀有五氧化二铌膜，五氧化二铌膜镀有二氧化硅膜。
优选地，所述基板的前表面镀有五氧化二铌膜，五氧化二铌膜镀有二氧化硅膜，二氧化硅膜镀有ITO导电膜，该ITO导电膜镀有绝缘边框，该该基板1的后表面镀有五氧化二铌膜，五氧化二铌膜镀有二氧化硅膜。
优选地，所述基板的前表面镀有的功能层为消影功能层，后表面镀有的功能层为增透减反功能层。
一种消影高透过率OGS用玻璃制造方法，该方法工艺分为三种工艺制作流程，
第一种工艺制作流程，绝缘边框镀在基板前表面的前表面的功能层和ITO膜层之前，为第一道工序；则前表面的镀膜制程全部采用低温镀膜；
第二种工艺制作流程，绝缘边框镀在基板前表面的功能层和ITO膜之间，则功能层采用高温方式或者低温方式生产均可，ITO膜层需要采用低温镀膜；
第三种工艺制作流程，绝缘边框镀在基板前表面前表面的功能层和ITO膜层之后，则镀膜制程完全可采取高温镀膜来完成。
优选地，所述第一种工艺的具体流程如下：
a、玻璃基板清洗；
b、制作绝缘边框绝缘边框图案，绝缘边框边框在基板前表面；
c、带有绝缘边框的基板进行镀膜前清洗；
d、将清洗干净的基板装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对基板的后表面进行镀膜加工，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
e、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，最后再镀一层ITO导电膜3；
f、在镀膜机中将玻璃取出，进行检验测试，合格入库。此种方案ITO采用低温镀膜。
优选地，所述第二种工艺的具体流程如下：
a、玻璃基板清洗；将清洗干净的玻璃基板装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对玻璃基板的后表面进行镀膜加工，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
b、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
c、然后从镀膜机中取出，再次清洗；
d、在基板前表面制作绝缘边框；
e、制作完绝缘边框，再次进入镀膜前清洗，镀最后一层ITO导电膜；
f、在镀膜机中将玻璃取出，进行检验测试，合格入库。此第二种工艺ITO采用低温镀膜。
优选地，所述第三种工艺的具体流程如下：
a、玻璃基板清洗；
b、将清洗干净的玻璃基板装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对玻璃基板的后表面进行功能层镀膜加工，先对玻璃基板的后表面进行镀膜加工，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
c、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，最后再镀一层ITO导电膜；
d、然后从镀膜机中取出，再次清洗；
e、在基板前表面制作绝缘边框；
f、进行检验测试，合格入库。
优选地，所述的方法工艺是在玻璃前表面或者后表面再增加功能层，就可以在保证和提高现有功能的前提下，使得ITO膜层的电阻值范围可达到15-300欧姆。
玻璃前表面的Nb2o5层和SiO2层的功能是达到消影的效果，即保证ITO线条刻蚀后没有明显的影子，有ITO膜的地方和蚀刻掉ITO膜的地方低色接近，外观视觉效果好，玻璃后表面的Nb2o5层和SiO2层的功能是进行增透减反射的作用，提高整个触摸屏的透光率，减少反射率，这样使得触摸屏在太阳光下也可以清晰的显示。传统技术通过前表面的功能层可以达到消除底影的效果，透光率一般在88％(所有的透过率均指除了BM绝缘边框的显示区域膜层的透过率)，如果ITO电阻值较低的话，还会使透光率进一步降低，因此其整个表面的反射率高，使得在强光下图案不清晰，本发明的技术在玻璃背面再增加功能层，达到一个增透减反的作用，使得玻璃整个表面的透光率可增加到93％以上，如果在玻璃的前表面采用4层功能层，则整体的消影效果将比2层功能层的消影效果更加容易控制，可以在较宽的波长范围内达到很好的消影效果，若同时在后表面也采用4层功能层，则会使得采用该玻璃制备成的OGS触摸屏透光率更高，在强光下使用，即可以消除底影，又可以很清晰的看到屏幕图案。传统技术仅单面采用2层功能层来达到消影效果的膜系结构，其表面的ITO电阻一般会比较高，如果降低电阻值，则会使整体透光率更低，而且很难达到满意的消影效果，因此这种传统结构的电阻值一般在60欧姆以上，不太适合对线性电阻要求更高的触摸屏，这类触摸屏需要更低电阻值。在玻璃前表面或者后表面再增加功能层，就可以在保证和提高现有功能的前提下，使得ITO膜层的电阻值向更低趋势发展，可低至15欧姆，这样可以获得电学性能和光学性能更加优良的触摸屏。
本发明适用于OGS类的触摸屏设计，其在设计与制造成本上与现有技术相比，能够更好的达到消影效果，使其消影效果更加容易控制；在玻璃的后表面再增加功能层，可提高产品的透光率，拓宽产品的阻值范围(15-300欧姆)，在强光下改善了产品的显示效果；
OGS(One glass solution)结构，是在保护玻璃上直接形成ITO导电膜及传感器的技术，一块玻璃同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用，从技术层面来看，OGS技术较之目前主流的G/G触控技术具备以下优势：
(1)结构简单，轻、薄、透光性好；
(2)节省了一层玻璃成本和减少了一次贴合成本；
(3)减轻了重量；
(4)增加了透光度；OGS能够较好的满足智能终端超薄化需求，并提升显示效果，由于省掉一片玻璃基板以及贴合工序，利于降低生产成本、提高产品良率。
附图说明
图1为本发明第一种工艺中的实施例一侧视图；
图2为本发明第一种工艺中的实施例二侧视图；
图3为本发明第一种工艺中的实施例三侧视图；
图4为本发明第一种工艺中的实施例四侧视图；
图5为本发明第二种工艺中的实施例一侧视图；
图6为本发明第二种工艺中的实施例二侧视图；
图7为本发明第二种工艺中的实施例三侧视图；
图8为本发明第二种工艺中的实施例四侧视图；
图9为本发明第三种工艺中的实施例一侧视图；
图10为本发明第三种工艺中的实施例二侧视图；
图11为本发明第三种工艺中的实施例三侧视图；
图12为本发明第三种工艺中的实施例四侧视图；
图13为本发明ITO蚀刻线条效果图；
图14为本发明绝缘边框示意图。
具体实施方式
一种消影高透过率OGS用玻璃，该OGS用玻璃为单片玻璃结构，同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用，其包括基板1、绝缘边框2、功能层、ITO导电膜3，该绝缘边框2、功能层、ITO导电膜3都通过镀膜技术镀在基板1上，功能层是由五氧化二铌膜4和二氧化硅膜5两种膜组成，功能层都是通过先镀一层五氧化二铌膜4，后镀一层二氧化硅膜5。
如图1至图4所示，本发明第一种工艺中的四种实施例侧视图，其工艺制作流程，
1、玻璃基板清洗；
2、制作BM绝缘边框图案，BM边框在玻璃前表面；
3、带有BM的玻璃基板进行镀膜前清洗；
4、将清洗干净的玻璃基板装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对玻璃基板的后表面进行镀膜加工，如果功能层选择两层，则依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜即可，如果功能层选择4层，则依次镀先一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
5、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，同后表面功能层一样，如果选择两层功能膜，则在BM上依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜即可，如果功能层选择四层，则在BM上依次先镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，最后再镀一层ITO导电膜；
6、在镀膜机中将玻璃取出，进行检验测试，合格入库。
此种方案ITO采用低温镀膜。
如图5至图8所示，本发明第二种工艺中的四种实施例侧视图，其工艺制作流程，
1、玻璃基板清洗；
2、将清洗干净的玻璃基板装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对玻璃基板的后表面进行镀膜加工，如果功能层选择两层，则依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜即可，如果功能层选择4层，则依次镀先一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
3、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，同后表面功能层一样，如果选择两层功能膜，则在BM上依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜即可，如果功能层选择四层，则在BM上依次先镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
4、然后从镀膜机中取出，再次清洗；
5、在玻璃前表面制作BM绝缘边框；
6、制作完BM绝缘边框，再次进入镀膜前清洗，镀最后一层ITO导电膜；
7、在镀膜机中将玻璃取出，进行检验测试，合格入库。
此种方案ITO采用低温镀膜。
如图9至图12所示，本发明第三种工艺中的四种实施例侧视图，其工艺制作流程，
1、玻璃基板清洗；
2、将清洗干净的玻璃基板装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对玻璃基板的后表面进行功能层镀膜加工，如果功能层选择两层，则依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜即可，如果功能层选择4层，则依次镀先一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
3、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，同后表面功能层一样，如果选择两层功能膜，则在BM上依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜即可，如果功能层选择四层，则在BM上依次先镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，最后镀一层ITO导电膜；
4、然后从镀膜机中取出，再次清洗；
5、在玻璃前表面制作BM绝缘边框。
6、进行检验测试，合格入库。
此种方案ITO采用高温镀膜。
图13为ITO蚀刻线条效果图，a代表有ITO膜，b代表无ITO膜；
图14为绝缘边框示意图，绝缘边框2包围的中间为显示区域6。
以上三种方案中的Nb2O5膜都是采用中频反应磁控溅射的方式制备而成，工作真空度为0.2-0.5Pa，工作气体为高纯氩气，纯度为99.999％，氩气80-120sccm，中频反应溅射的反应气体为高纯氧气，纯度为99.999％，氧气占比例10-15％，靶功率在5KW-20KW，靶电压550V——650V，膜层厚度在3nm-100nm之间。
以上三种方案中的SiO2膜都是采用中频反应磁控溅射的方式制备而成，工作真空度为0.2-0.5Pa，工作气体为高纯氩气，纯度为99.999％，氩气200-400sccm，中频反应溅射的反应气体为高纯氧气，纯度为99.999％，氧气占比例30-50％，靶功率在5KW-50KW，靶电压450V——550V，膜层厚度在20nm-200nm之间。
高温ITO导电膜是采用直流磁控溅射的方式制备而成，工作真空度为0.2-0.5Pa，工作气体为高纯氩气，纯度为99.999％，氩气240-350sccm，靶功率在5KW-30KW，靶电压220V——250V，膜层电阻在15-300Ω之间。
低温ITO导电膜是采用直流叠加射频溅射的方式制备而成，工作真空度为0.2-0.5Pa，工作气体为高纯氩气，纯度为99.999％，氩气240-350sccm，靶功率在5KW-40KW，靶电压110V——150V，膜层电阻在15-300Ω之间。
玻璃基板的温度根据OGS本身的制作工艺，分为高温镀膜和低温镀膜，如果如果BM层在玻璃前表面的第一道工序，则前表面的镀膜制程全部采用低温镀膜；若BM在玻璃前表面的功能层和ITO膜之间，则功能层采用高温方式或者低温方式生产均可，但是ITO膜层需要采用低温镀膜；若BM层在玻璃前表面的功能层和ITO膜层之后，则镀膜制程完全可采取高温镀膜来完成。在以上温度范围内，温度的高低对于采用中频反应溅射制备的Nb2O5膜和SiO2膜在工艺上没有影响；但是对ITO膜层来说，温度的高低影响到膜层的制备方式，可以根据温度的高低和对膜层性能的要求选择采取直流叠加射频溅射的方式镀膜或者直接采用直流溅射的方式完成。
具体实施案例选取，以下如表所示，
Figure BSA00000844299400101

Claims (10)

1.一种消影高透过率OGS用玻璃，其特征在于：该OGS用玻璃为单片玻璃结构，同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用，其包括基板(1)、绝缘边框(2)、功能层、ITO导电膜(3)，该绝缘边框(2)、功能层、ITO导电膜(3)都通过镀膜技术镀在基板(1)上，功能层是由五氧化二铌膜(4)和二氧化硅膜(5)两种膜组成，功能层都是通过先镀一层五氧化二铌膜(4)，后镀一层二氧化硅膜(5)。
2.根据权利要求1所述的一种消影高透过率OGS用玻璃，其特征在于：所述基板(1)的前表面镀有绝缘边框(2)，所述绝缘边框(2)上镀有五氧化二铌膜(4)，五氧化二铌膜(4)镀有二氧化硅膜(5)，该二氧化硅膜(5)镀有ITO导电膜(5)，该基板(1)的后表面镀有五氧化二铌膜(4)，五氧化二铌膜(4)镀有二氧化硅膜(5)。
3.根据权利要求1所述的一种消影高透过率OGS用玻璃，其特征在于：所述基板(1)的前表面镀有五氧化二铌膜(4)，五氧化二铌膜(4)镀有二氧化硅膜(5)，二氧化硅膜(5)镀有绝缘边框(2)，该绝缘边框(2)镀有ITO导电膜(3)，该基板(1)的后表面镀有五氧化二铌膜(4)，五氧化二铌膜(4)镀有二氧化硅膜(5)。
4.根据权利要求1所述的一种消影高透过率OGS用玻璃，其特征在于：所述基板(1)的前表面镀有五氧化二铌膜(4)，五氧化二铌膜(4)镀有二氧化硅膜(5)，二氧化硅膜(5)镀有ITO导电膜(3)，该ITO导电膜(3)镀有绝缘边框(2)，该该基板1)的后表面镀有五氧化二铌膜(4)，五氧化二铌膜(4)镀有二氧化硅膜(5)。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种消影高透过率OGS用玻璃，其特征在于：所述基板(1)的前表面镀有的功能层为消影功能层，后表面镀有的功能层为增透减反功能层。
6.一种消影高透过率OGS用玻璃制造方法，其特征在于：该方法工艺分为三种工艺制作流程，
第一种工艺制作流程，绝缘边框(2)镀在基板(1)前表面的前表面的功能层和ITO膜层之前，为第一道工序；则前表面的镀膜制程全部采用低温镀膜；
第二种工艺制作流程，绝缘边框(2)镀在基板(1)前表面的功能层和ITO膜(3)之间，则功能层采用高温方式或者低温方式生产均可，ITO膜层(3)需要采用低温镀膜；
第三种工艺制作流程，绝缘边框(2)镀在基板(1)前表面前表面的功能层和ITO膜层之后，则镀膜制程完全可采取高温镀膜来完成。
7.根据权利要求6所述的消影高透过率OGS用玻璃制造方法，其特征在于，所述第一种工艺的具体流程如下：
a、玻璃基板清洗；
b、制作绝缘边框(2)绝缘边框图案，绝缘边框(2)边框在基板(1)前表面；
c、带有绝缘边框(2)的基板(1)进行镀膜前清洗；
d、将清洗干净的基板1装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对基板(1)的后表面进行镀膜加工，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
e、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，最后再镀一层ITO导电膜(3)；
f、在镀膜机中将玻璃取出，进行检验测试，合格入库。此种方案ITO采用低温镀膜。
8.根据权利要求6所述的消影高透过率OGS用玻璃制造方法，其特征在于，所述第二种工艺的具体流程如下：
a、玻璃基板清洗；将清洗干净的玻璃基板装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对玻璃基板的后表面进行镀膜加工，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
b、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
c、然后从镀膜机中取出，再次清洗；
d、在基板(1)前表面制作绝缘边框(2)；
e、制作完绝缘边框(2)，再次进入镀膜前清洗，镀最后一层ITO导电膜(3)；
f、在镀膜机中将玻璃取出，进行检验测试，合格入库。此第二种工艺ITO采用低温镀膜。
9.根据权利要求6所述的消影高透过率OGS用玻璃制造方法，其特征在于，所述第三种工艺的具体流程如下：
a、玻璃基板清洗；
b、将清洗干净的玻璃基板装在基片架上送入镀膜线的真空腔体内；先对玻璃基板的后表面进行功能层镀膜加工，先对玻璃基板的后表面进行镀膜加工，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；
c、玻璃的后表面镀完膜后，对玻璃的前表面进行镀膜，依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜；或依次镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，再镀一层Nb2O5膜，一层SiO2膜，最后再镀一层ITO导电膜(3)；
d、然后从镀膜机中取出，再次清洗；
e、在基板(1)前表面制作绝缘边框(2)；
f、进行检验测试，合格入库。
10.根据权利要求6所述的消影高透过率OGS用玻璃制造方法，其特征在于，所述的方法工艺是在玻璃前表面或者后表面再增加功能层，就可以在保证和提高现有功能的前提下，使得ITO膜层的电阻值范围可达到15-300欧姆。
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