CN104157666A - 可挠透光基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种可挠透光基板及其制造方法，该可挠透光基板包含：一个由可挠性材料制成且包括一个设置面的透光基材、一个配置于该透光基材的设置面上且其材料为氮化硅或硅碳氮化合物的缓冲膜，以及一个配置于该缓冲膜上且其材料为碳氢化合物的类钻碳膜。通过该缓冲膜能稳固地结合该透光基材与该类钻碳膜，并且通过该类钻碳膜优异的疏水效果，进而使得该可挠透光基板的表面容易清洁而不易累积污垢。此外，该类钻碳膜具有优异的抗刮性，不易因碰撞而产生磨损或伤痕，因此将该可挠透光基板封装成显示器模组时，所述显示器模组可维持良好的影像品质。

Description

可挠透光基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种基板及其制造方法，特别是涉及一种适合配合一个背板及一个发光单元等构件进行封装，进而构成一个显示器模组的可挠透光基板及其制造方法。

背景技术

一般显示器模组通常包含一个透光基板、一个与该透光基板间隔的背板，以及设置于该透光基板与该背板之间的一个发光单元、一个触控感应单元或一个液晶单元等。其中，该透光基板能将该发光单元投射而来的光线向外导出，然而由于该透光基板的材料通常为玻璃，因此韧性不佳而容易因碰撞而破裂、损坏。

另一方面，随着科技的进步，以有机发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode，简称OLED）做为发光单元的可触控式显示器模组是目前科技研发的重点，这是因为OLED具有高亮度、高对比、广视角与厚度薄等优点，还能符合显示器模组的轻薄化要求。此外，OLED还可配合可挠的透光基板与背板进行封装，进而制成可收折的显示器模组，并具有方便携带等人性化的优点。

所述可挠的透光基板的材料可以是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，其可弯挠的性质可克服以往使用玻璃透光基板容易因碰撞而损坏的问题，然而所述可挠性的透光基板的硬度较低，其表面容易产生刮痕也容易累积污垢，进而影响该发光单元投射光线的透光效果，使得所述显示器模组的影像品质不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种层体之间的结合性佳且兼具优异的抗污效果与抗刮效果的可挠透光基板及其制造方法。

本发明可挠透光基板，包含一个由可挠性材料制成的透光基材。该透光基材包括一个设置面，而该可挠透光基板还包含一个配置于该透光基材的设置面上且其材料为氮化硅或硅碳氮化合物的缓冲膜，以及一个配置于该缓冲膜上且其材料为碳氢化合物并具有疏水性的类钻碳膜。

本发明所述可挠透光基板，该缓冲膜的厚度为10～700nm。

本发明所述可挠透光基板，该类钻碳膜的厚度为5～100nm。

本发明所述可挠透光基板，该透光基材的材料为聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚酰胺纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚苯乙烯或双轴延伸聚苯乙烯。

本发明可挠透光基板的制造方法，包含(A)将一个可挠的透光基材放入一个表面处理装置的一个反应室内，并位于该表面处理装置的两片电极板之间；(B)通过辉光放电方式，在该透光基材的一个设置面上形成一个缓冲膜，且该缓冲膜的材料为氮化硅或硅碳氮化合物；及(C)通过辉光放电方式，在该缓冲膜上形成一个类钻碳膜，且该类钻碳膜的材料为碳氢化合物并具有疏水性，就能制得该可挠透光基板。

本发明所述可挠透光基板的制造方法，在步骤(B)中，先将该反应室抽真空后，再将硅源气体与氮源气体分别通入该反应室内反应，而制得材料为氮化硅的该缓冲膜，所述硅源气体与所述氮源气体的体积比例为D：E，D为1且E为0.1～20。

本发明所述可挠透光基板的制造方法，在步骤(B)中，先将该反应室抽真空后，再将硅源气体、碳源气体与氮源气体分别通入该反应室内反应，而制得材料为硅碳氮化合物的该缓冲膜，所述硅源气体、所述碳源气体与所述氮源气体的体积比例为A：B：C，A为1，B为0.1～10，C为0.1～20。

本发明所述可挠透光基板的制造方法，在步骤(C)中，先将该反应室抽真空后，再将碳源气体与保护气体分别通入该反应室内反应，而制得材料为碳氢化合物的该类钻碳膜，所述碳源气体与所述保护气体的体积比例为F：G，F为1且G为0.1～1000。

本发明所述可挠透光基板的制造方法，在步骤(B)中，该反应室内的温度为20～100℃。

本发明所述可挠透光基板的制造方法，在步骤(C)中，该反应室内的温度为20～100℃。

本发明的有益效果在于：通过该缓冲膜能稳固地结合该透光基材与该类钻碳膜，因此该可挠透光基板的层体之间的结合性优异，同时通过该类钻碳膜疏水性佳而具有优异的阻水效果，进而使得该可挠透光基板的表面容易清洁而不易累积污垢。此外，该类钻碳膜也具有优异的抗刮性，不易因碰撞而产生磨损或伤痕。此外，该可挠透光基板能维持良好的透光品质，并且将该可挠透光基板封装成显示器模组时，所述显示器模组可维持良好的影像品质。

附图说明

图1是本发明可挠透光基板的一个较佳实施例的一个局部侧视示意图；

图2是一个侧视剖视示意图，显示本发明可挠透光基板的制造方法的一个较佳实施例所使用的一个表面处理装置；

图3是该制造方法的一个步骤流程方块图；

图4是该制造方法的一个步骤流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图1，本发明可挠透光基板1的一个较佳实施例，适合配合一个背板及一个发光单元等构件进行封装，进而构成一个显示器模组。其中，所述发光单元可以是薄膜电晶体(Thin-FilmTransistor，简称TFT)、发光二极管（Light-EmittingDiode，简称LED）、有机发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode，简称OLED）等，当然实施上不限于前述举例。而所述显示器模组可为触控或非触控的形式，由于所述显示器模组非本发明的重点，不再说明。

而该可挠透光基板1可供所述显示器模组的发光单元投射光线并将光线向外导出。该可挠透光基板1包含一个透光基材11，以及由邻近而远离该透光基材11而设置的一个缓冲膜12与一个类钻碳膜13。

本实施例的透光基材11由可挠性材料制成，具体材料可为聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺纤维(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚苯乙烯(PS)或双轴延伸聚苯乙烯(OPS)等，但不限于前述举例。而该透光基材11包括一个朝外的设置面111。

本实施例的缓冲膜12配置于该透光基材11的设置面111上，其材料为氮化硅(SiN_x，x为0.5～1.5)或硅碳氮化合物(SiN_xC_y，x为0.1～1且y为0.5～1)，且其厚度为10～700nm。其中，当该缓冲膜12的厚度小于10nm时，该缓冲膜12的厚度不足，进而影响后续设置该类钻碳膜13时的结合性，因而无法稳固地结合该透光基材11与该类钻碳膜13，使该类钻碳膜13容易坏损、剥落而失去阻水与抗刮的保护效果。当该缓冲膜12的厚度大于700nm时，无功效上的助益，仅是徒增材料的消耗而增加生产成本。

本实施例的类钻碳膜13配置于该缓冲膜12上，其材料为碳氢化合物，具体可由C1至C3的烷类制得，其中，由于该类钻碳膜13具有与钻石相近的性质，所以该类钻碳膜13的硬度高且抗磨耗性佳。此外，本实施例的类钻碳膜13具有烷基(例如甲基或乙基)而可增加该类钻碳膜13的疏水性。该类钻碳膜13的厚度为5～100nm，当该类钻碳膜13的厚度小于5nm时，该类钻碳膜13过薄而容易磨耗，其阻水与抗刮效果不佳。随着厚度增加，该类钻碳膜13的疏水性也会增强，进而使该类钻碳膜13的表面与水滴的接触角趋近于90度。又当该类钻碳膜13的厚度大于100nm时，无功效上的助益，仅是徒增材料的消耗而增加生产成本。

参阅图2、3、4，本发明可挠透光基板1的制造方法是使用一个表面处理装置9在该透光基材11上依序镀覆该缓冲膜12与该类钻碳膜13。在本实施例中，所述表面处理装置9为辉光放电表面处理设备，并包含一个中空的反应室91、数个彼此间隔地设置于该反应室91内的电极板92、一个电连接所述电极板92以提供脉冲式或连续式交流电源的电源供应单元93、一个连通该反应室91而可将气体抽离该反应室91的抽气单元94，以及一个连通该反应室91而可将气体送入该反应室91的送气单元95。由于该表面处理装置9的结构与作用原理皆非本发明的重点，不再详述，于图2中也仅为简单示意。

需要说明的是，在图2中，所述电极板92的数量为三个，并且两两间隔的电极板92之间分别可制造两个可挠透光基板1，当然在实施上，该表面处理装置9只要包含两片电极板92就可以进行制造，因此所述电极板92的数量不限于本实施例的举例。此外，每一次的制程中所制造的可挠透光基板1的数量也不限于本实施例的举例。以下为了方便说明，以制造其中一个可挠透光基板1为例进行描述。而该制造方法包含以下步骤：

步骤S01：将可挠的该透光基材11放入该表面处理装置9的反应室91内，并位于该表面处理装置9的两片电极板92之间。

步骤S02：通过辉光放电方式，在该透光基材11的设置面111上形成该缓冲膜12，且该缓冲膜12的材料为硅碳氮化合物或氮化硅。

以下先针对该缓冲膜12的材料为硅碳氮化合物时的制法进行说明。

首先启动该抽气单元94而将该反应室91抽真空，待该反应室91内的气压值降为10^-3～10^-5Torr时，便可停止该抽气单元94抽真空。接着启动该送气单元95将硅源气体、碳源气体与氮源气体分别通入该反应室91内，同时启动该电源供应单元93，通过该电源供应单元93提供频率为13.56MHz或60MHz的交流电源，使所述电极板92产生辉光放电以电离所述硅源气体、所述碳源气体与所述氮源气体以产生第一电浆粒子，进而在该透光基材11的设置面111上镀覆形成材料为硅碳氮化合物的该缓冲膜12。

其中，在步骤S02中，该反应室91内的温度为20～100℃。当温度低于20℃时，因为该反应室91内的温度过低而降低所述第一电浆粒子的反应效果，进而无法在该透光基材11的设置面111上形成理想材质的该缓冲膜12。当温度高于100℃时，又会因为温度高于该透光基材11的耐热温度，使该透光基材11产生脆化或龟裂，进而无法使用。更重要的是，本实施例在100℃内就可使所述第一电浆粒子有足够的动能而反应形成理想材质的该缓冲膜12。而本实施例通过辉光放电以电离反应气体的镀膜过程中，实际使用的温度为60℃。

此外，所述硅源气体可以是硅烷(SiH₄)。所述氮源气体可以是氨(NH₃)、氧化亚氮(N₂O)或上述的任一组合。所述碳源气体可以是例如甲烷(CH₄)等的烷类、例如丙烯(C₃H₆)等的烯类或上述的任一组合。所述硅源气体、所述碳源气体与所述氮源气体的体积比例为A：B：C，A为1，B为0.1～10，C为0.1～20。

另一方面，该缓冲膜12的材料为氮化硅时的制造方法与前述大致相同，两者之间的差别在于：将该反应室91抽真空之后，仅将所述硅源气体与所述氮源气体分别通入该反应室91内反应，就可制得材料为氮化硅的该缓冲膜12。此时，所述硅源气体与所述氮源气体的体积比例为D：E，D为1且E为0.1～20。

步骤S03：通过辉光放电方式，在该缓冲膜12上形成该类钻碳膜13，且该类钻碳膜13的材料为碳氢化合物并具有疏水性，就能制得该可挠透光基板1。

具体来说，首先关闭该送气单元95，并启动该抽气单元94将该反应室91抽真空，从而将用于制造该缓冲膜12的反应气体抽出该反应室91之外，待该反应室91内的气压值为10^-3～10^-5Torr时，便可停止抽真空。接着启动该送气单元95将碳源气体与保护气体分别通入该反应室91内，并且通过该电源供应单元93提供频率为13.56MHz或60MHz的交流电源，使所述电极板92产生辉光放电以电离所述碳源气体以产生第二电浆粒子，进而在该缓冲膜12上形成材料为碳氢化合物的该类钻碳膜13，使该类钻碳膜13具有烷基而可增加该类钻碳膜13的疏水性。

其中，在步骤S03中，该反应室91内的温度为20～100℃。当温度低于20℃时，因为该反应室91内的温度过低而降低所述第二电浆粒子的反应效果，进而无法在该缓冲膜12上形成理想材质的该类钻碳膜13。当温度高于100℃时，又会因为温度高于该透光基材11的耐热温度，使该透光基材11产生脆化或龟裂，进而无法使用。更重要的是，本实施例在100℃内就可使所述第二电浆粒子有足够的动能而反应形成理想材质的该类钻碳膜13。而本实施例通过辉光放电以电离所述碳源气体的镀膜过程中，实际使用的温度为60℃。

另外，前述辉光放电以电离所述碳源气体的镀膜过程的反应时间为1～30分钟，当反应时间少于1分钟时，该类钻碳膜13的厚度不足而容易坏损，并失去阻水与抗刮的保护效果，同时该类钻碳膜13所具有的烷基的数量也不足而导致疏水性不佳。当反应时间多于30分钟时，又会使类钻碳膜13的厚度过厚，不仅无功效上的助益，还会增加生产成本。

此外，所述碳源气体与前述相同，可以是例如甲烷(CH₄)等的烷类、例如丙烯(C₃H₆)等的烯类或上述的任一组合。所述保护气体则用于提高碳源气体被撞击的机率，并提高该类钻碳膜13的烷基的数量。所述保护气体具体可以是氢气(H₂)、氦气(He)、氩气(Ar)或上述的任一组合。所述碳源气体与所述保护气体的体积比例为F：G，F为1且G为0.1～1000。

步骤S04：将该可挠透光基板1取出该表面处理装置9的反应室91。

具体来说，首先关闭该送气单元95，并启动该抽气单元94将该反应室91抽真空，从而将用于制造该类钻碳膜13的反应气体抽出该反应室91之外，待该反应室91内的气压值为10^-3～10^-4Torr时，便可停止该抽气单元94抽真空。接着启动该送气单元95将氮气送入该反应室91，待该反应室91内的气压值回到大气压时，便可停止该送气单元95并打开该反应室91而取出该可挠透光基板1。

以下通过本发明的数个实验例与数个比较例来证实本发明的功效。

首先测量各实验例及各比较例的初始的表面与水的接触角。具体来说，先将水滴喷洒在各实验例与各比较例的表面上，并使用接触角量测仪器分别测量各实验例及各比较例的表面与水滴的接触角，并将实验结果分别记录于表一、表二中。

接着测量经研磨擦拭后各实验例及各比较例的表面与水的接触角。具体来说，先在一个磨盘上承载一个10千克(kg)的重物，之后通过前述磨盘研磨擦拭各实验例及各比较例的表面，并在前述研磨擦拭过程中不断添加异丙醇作为溶剂以清除污染物，之后再分别测量各实验例及各比较例的表面与水滴的接触角，并将实验结果分别记录于表一、表二中。

进一步说明的是，使用接触角量测仪器所测得的表面与水滴的接触角越大，代表前述表面的疏水性越高而不亲水。相反地，表面与水滴的接触角越小，代表前述表面的疏水性越低而较亲水。

表一

参阅表一，比较例1为透光基材11，并未设置有任何膜层。比较例1的初始的表面与水的接触角为45度，并在研磨擦拭后接触角更下降到小于10度。由此可知，该透光基材11确实疏水性差而较亲水，因此水滴容易附着于其表面，所以比较例1的阻水效果不良而容易累积污垢，不易清洁。

比较例2为在该透光基材11上设置该缓冲膜12，但未设置有该类钻碳膜13。与比较例1相比，虽然比较例2在研磨擦拭前后的表面与水的接触角都有提升，但光靠该缓冲膜12的阻水效果仍不足。

比较例3为在该透光基材11上直接设置该类钻碳膜13，但未设置有该缓冲膜12。比较例3的初始的表面与水的接触角为90度，显示该类钻碳膜13确实疏水性佳而具有优异的阻水效果，这是因为电离所述碳源气体所产生第二电浆粒子不断地在该类钻碳膜13的表面进行反应，进而使该类钻碳膜13具有烷基。

另一方面，在研磨擦拭后，比较例3的表面与水的接触角却小于10度，这是因为该类钻碳膜13与该透光基材11之间的结合力不佳，再加上该透光基材11具有韧性的特点，于是在研磨擦拭的过程中，该类钻碳膜13容易被刮除、剥落而无法提供疏水保护，进而使该透光基材11露出，导致接触角下降。

反观，实验例1、2为本发明的制造方法所制得的可挠透光基板1。两者之间的差别在于实验例1的类钻碳膜13的镀膜时间为3分钟，实验例2的类钻碳膜13的镀膜时间为10分钟。虽然实验例1与实验例2的镀膜时间不同，但由于在一定的镀膜时间内，镀膜时间对该类钻碳膜13的厚度的影响较小，所以实验例1与实验例2的类钻碳膜13的厚度皆为30nm。其中，因为实验例2的类钻碳膜13的镀膜时间较长，因此实验例2的类钻碳膜13所具有的烷基的数量较多。

由实验例1、2可知，本发明的可挠透光基板1的初始的表面与水的接触角皆为90度，显示出该类钻碳膜13优异的疏水性。

在研磨擦拭后，实验例1的表面与水的接触角为80度，虽然疏水性略为下降但仍优于比较例1～3。这是因为该缓冲膜12可以稳固地将该类钻碳膜13与该透光基材11结合在一起，于是在研磨擦拭的过程中，该类钻碳膜13不易被刮除，因而可提供疏水保护。

另一方面，实验例2在研磨擦拭后，其表面与水的接触仍可维持90度而保有优异的阻水效果。这是因为随着该类钻碳膜13的镀膜时间的增加，该类钻碳膜13所具有的烷基的数量也随着增加，进而可增加该类钻碳膜13的疏水性，因此镀膜时间较久的实验例2的疏水性优于实验例1。

表二

参阅表二，由比较例4、5及实验例3～7可知，不论该缓冲膜12的厚度为何，比较例4、5及实验例3～7的初始的表面与水的接触角皆为90度，显示该类钻碳膜13的疏水性佳而具有优异的阻水效果。

而在研磨擦拭比较例4、5及实验例3～7之后，比较例4的表面与水的接触角却小于10度，这是因为当该缓冲膜12的厚度为7nm时，无法稳固地结合该类钻碳膜13与该透光基材11，于是在研磨擦拭的过程中，该类钻碳膜13容易被刮除而无法提供阻水与抗刮的保护，并导致接触角下降。

反观，实验例3的表面与水的接触角为40度，显示当该缓冲膜12的厚度为10nm时，该缓冲膜12确实增加了该类钻碳膜13与该透光基材11之间的结合性。实验例4的表面与水的接触角为67度，显示当该缓冲膜12的厚度增加为30nm时，层体之间的结合性也随着提升，于是该类钻碳膜13较不易被刮除而可提供阻水与抗刮的保护，因此接触角增加。

由实验例5～7可知，当该缓冲膜12的厚度增加为80～700nm时，其表面与水的接触角皆为90度，证实该缓冲膜12能稳固地结合该类钻碳膜13与该透光基材11，因此该类钻碳膜13不易被刮除而能提供阻水与抗刮的保护。又由比较例5可知，当该缓冲膜12的厚度为1000nm时，在功效上并未进一步地再次提升，仅是徒增材料的消耗而增加生产成本。

由以上说明可知，本发明在该透光基材11上使用辉光放电方式镀覆形成该缓冲膜12与该类钻碳膜13，前述做法可生成连续且均匀的膜层，提高膜层品质与生产效率。除此之外，前述镀覆形成该缓冲膜12与该类钻碳膜13的过程中，该反应室91内的温度为20～100℃的低温，除了可保护该透光基材11不会因过热而脆化或龟裂，还可节省能源消耗而降低生产成本。

就该可挠透光基板1而言，通过该缓冲膜12确实能稳固地结合该透光基材11与该类钻碳膜13，因此该可挠透光基板1的层体之间的结合性优异。同时通过疏水性佳的该类钻碳膜13可使其表面上的水滴聚集成水珠状，因此只要稍微拨动就能使水滴脱离该可挠透光基板1的表面，进而达到优异的阻水效果，于是该可挠透光基板1的表面容易清洁而不易累积污垢。此外，该类钻碳膜13也具有优异的抗刮性，不易因碰撞而产生磨损或伤痕。因此，通过该类钻碳膜13抗刮与抗污的性质，在封装成显示器模组时，该可挠透光基板1不会影响发光单元投射光线的透光效果而能维持良好的透光品质，因此所述显示器模组可维持良好的影像品质，所以确实能达成本发明的目的。

Claims (10)

1.一种可挠透光基板，包含一个由可挠性材料制成的透光基材；其特征在于：该透光基材包括一个设置面，而该可挠透光基板还包含一个配置于该透光基材的设置面上且其材料为氮化硅或硅碳氮化合物的缓冲膜，以及一个配置于该缓冲膜上且其材料为碳氢化合物并具有疏水性的类钻碳膜。

2.根据权利要求1所述的可挠透光基板，其特征在于：该缓冲膜的厚度为10～700nm。

3.根据权利要求1所述的可挠透光基板，其特征在于：该类钻碳膜的厚度为5～100nm。

4.根据权利要求1所述的可挠透光基板，其特征在于：该透光基材的材料为聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚酰胺纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚苯乙烯或双轴延伸聚苯乙烯。

5.一种可挠透光基板的制造方法，其特征在于：该可挠透光基板的制造方法包含(A)将一个可挠的透光基材放入一个表面处理装置的一个反应室内，并位于该表面处理装置的两片电极板之间；(B)通过辉光放电方式，在该透光基材的一个设置面上形成一个缓冲膜，且该缓冲膜的材料为氮化硅或硅碳氮化合物；及(C)通过辉光放电方式，在该缓冲膜上形成一个类钻碳膜，且该类钻碳膜的材料为碳氢化合物并具有疏水性，就能制得该可挠透光基板。

6.根据权利要求5所述的可挠透光基板的制造方法，其特征在于：在步骤(B)中，先将该反应室抽真空后，再将硅源气体与氮源气体分别通入该反应室内反应，而制得材料为氮化硅的该缓冲膜，所述硅源气体与所述氮源气体的体积比例为D：E，D为1且E为0.1～20。

7.根据权利要求5所述的可挠透光基板的制造方法，其特征在于：在步骤(B)中，先将该反应室抽真空后，再将硅源气体、碳源气体与氮源气体分别通入该反应室内反应，而制得材料为硅碳氮化合物的该缓冲膜，所述硅源气体、所述碳源气体与所述氮源气体的体积比例为A：B：C，A为1，B为0.1～10，C为0.1～20。

8.根据权利要求5所述的可挠透光基板的制造方法，其特征在于：在步骤(C)中，先将该反应室抽真空后，再将碳源气体与保护气体分别通入该反应室内反应，而制得材料为碳氢化合物的该类钻碳膜，所述碳源气体与所述保护气体的体积比例为F：G，F为1且G为0.1～1000。

9.根据权利要求5所述的可挠透光基板的制造方法，其特征在于：在步骤(B)中，该反应室内的温度为20～100℃。

10.根据权利要求5所述的可挠透光基板的制造方法，其特征在于：在步骤(C)中，该反应室内的温度为20～100℃。