CN1447133A - 具有透明导电表面层的抗反射涂布层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有透明导电表面层的抗反射涂布层，其具有四层结构，由离基板最远的层开始算起为第一层、第二层、第三层及第四层，其中该第一层为透明导电表面层，该透明导电表面层具有良好的导电性及抗刮伤性，并此透明导电表面层的抗反射涂布层具有低反射率，故可作为显示器或触控屏幕的面板。

Description

具有透明导电表面层的抗反射涂布层

技术领域

本发明涉及一种屏幕面板的涂布的层结构，尤其涉及一种具有透明导电表面层的抗反射涂布层，可涂布于塑料或是玻璃基板上。

背景技术

美国专利No.4921760公开一种多层抗反射涂布层，依据其所列举的一个实施例，此层结构的表面层为SiO₂且该表面层在波长为550nm时，折射率为1.46。

美国专利No.5105310公开一种多层抗反射涂布层，依据其所列举的一个实施例，此层结构的表向层为SiO₂且该表面层在波长为550nm时，折射率为1.46。

美国专利No.5147125公开一种多层抗反射涂布层，依据其所列举的一个实施例，此层结构的表面层为MgF₂且该表面层在波长为550nm时，折射率为1.38。

美国专利No.5216542公开一种多层结构，其具有抗反射效果。此多层结构的表面层为SiO₂且该表面层在波长为550nm时，折射率为1.46。

美国专利No.5362552公开一种多层结构，为一抗反射涂布层，此层结构的表面层为SiO₂且该表面层在波长为550nm时，折射率为1.46。

美国专利No.5728456及5783049公开一种改良方法以在塑料上沉积出抗反射涂布层。依据其所列举的一个实施例，此层结构的表面层为SiO₂且该表面层在波长为550nm时，折射率为1.46。

上述各现有专利之中，光学系统层的表面层为SiO₂或是MgF₂，且其折射率在波长为550nm时，为1.46或是1.38的较小值。

传统大量制造抗反射光学涂布层广泛应用于半导体、光盘读取头、液晶显示器，阴极射线管，建材玻璃，触控板，屏幕滤波器及塑料基材的涂布已有数十年的历史，该抗反射光学涂布层的结构具有一共同点，即该抗反射光学涂布层的表面层为具有低折射率的材料，例如表面薄膜为SiO₂或是MgF₂，且当波长为550nm时，其折射率分别为1.46或是1.38。然而在应用此抗反射光学涂布层至显示器，例如计算机屏幕的屏幕滤光器。或是平面阴极射线管的低反射玻璃时，由于传统的抗反射涂布层表面层为SiO₂或是MgF₂，导电层埋在SiO₂或MgF₂里面，因此在大量生产时会遇到瓶颈。

在传统的抗反射光学涂布层的一般设计原理中，涂布在接触基板的层面具有高折射率(即H)，接下来该层面邻接另一层具有低折射率(即L)。因此传统的抗反射光学涂布层的结构为HL HL或是HL HL HL。举一个较为简单的例子而言，如果高折射率H的材料为ITO，低折射率L的材料为SiO₂，则此四层结构为玻璃/ITO/SiO₂/ITO/SiO₂。由于ITO具有导电性。在此导电层接地时，此导电层可以作为电磁干扰屏蔽层或是静电排除层。然而传统的抗反射光学涂布层表面层为SiO₂，SiO₂的材料特性为具有良好化学特性及良好电绝缘性，因此在将此抗反射光学涂布层用于显示器时，由于ITO层被SiO₂层所包覆住，所以很难形成ITO层的电极；此抗反射光学涂布层需要使用超声波焊接过程以破坏此SiO₂层，使焊锡可以与ITO层有良好的电性接触。此即为大量生产此抗反射光学涂布层的瓶颈。

另一方面，此超声波焊接过程中的液体锡及超音波能量会造成焊锡的小亮点污染。且此超声波焊接过程无法保证可以均匀的破坏SiO₂层，以与ITO层形成均匀接触。

上述的缺点会降低传统的抗反射光学涂布层生产时的合格率，因此如果高折射率的导电层(如ITO层)能作为抗反射光学涂布层的表面层，则可克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有透明导电表面层的抗反射涂布层，其包含四个氧化层，其表面层(第一层)为透明导电表面层，该透明导电表面层具有1.9-2.1的高折射率、抗刮伤等特性，且该具有透明导电表面层的抗反射涂布层具有低反射率，故可以使用于玻璃或是塑料基板的显示器工业或是触控屏幕，并可克服现有技艺大量生产时所碰到的瓶颈，进而提高生产时的合格率。

本发明提供一种具有透明导电表面层的抗反射涂布层，该抗反射涂布层具有四层结构且在一基板上形成，此四层结构由远离基板方向算起分别为第一层、第二层、第三层及第四层的多层结构；其中该第一层为一透明导电表面层，波长520-550nm时，其折射率为1.9-2.1，该第一层厚度为10-40nm；该第二层为一氧化物层，波长为520-550nm时，其折射率为1.45-1.50，该第二层厚度为30-60nm；该第三层为一氧化物层，波长为520-550nm时，其折射率为2.1-2.3，该第三层厚度为30-80nm；该第四层为一氧化物层，波长为520-550nm时，其折射率为1.9-2.1，该第四层厚度为40-80nm。

为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细内容与附图，举数个较佳可行的实施例并配合附图详细说明如后，相信对本发明的目的，特征与优点，可由此得一深入且具体的了解。

附图说明

图1为本发明实施例的剖视图。

具体实施方式

本发明具有透明导电表面层的抗反射涂布层的实施例剖视图(如图1所示)，包括：一基板6，为玻璃、塑料的透明材料制造而成，该基板6具有一界面5，是为该基板6面对观察者的方向，观察方向由上而下(如箭头所示)。一第四层4是接触于该基板6的该界面5；沿着观察者的方向接着为一第三层3，该第三层3是位于该第四层4之上；沿着观察者方向接着为一第二层2，该第二层2是位于该第三层3之上；沿着观察者方向接着为一第一层1，该第一层1是位于该第二层2之上，该第一层1并具有一上表面7；该第一层1、第二层2、第三层3及第四层4构成本发明的四层结构。

本发明具有透明导电表面层的抗反射涂布层的第一实施例中，该第一层1即为表面层，为一个ITO层，厚度为15nm，折射率在波长为520nm时为2.0；该第二层2为SiO₂层且厚度为58nm，折射率在波长为520nm时为1.46；该第三层3为一NbO层，且厚度为45nm，折射率在波长为520nm时为2.2；该第四层4为一个NbSiO层且厚度为67nm，折射率在波长为520nm时为1.8。

可见光的波长范围为400-700nm，在此范围内取特定光的波长分别在第一层1之前表面7进行实验量测，碍到本发明具有透明导电表面层的抗反射涂布层的反射率对可见光波长的对应数值关系(如表一所示)：

                         表一

            波长(nm)           反射率(％)

               460             9.3×10^-2

               480             8.1×10^-2

               500             9.1×10^-2

               520             9.6×10^-2

               540             7.9×10^-2

               560             6.1×10^-2

               580             9.7×10^-2

               600             2.6×10^-1

由表一可以看出具有透明导电表面层的抗反射涂布层的四层结构在可见光波长为460nm至600nm时，反射系数均低于0.3％，此低反射率不会对人的视力造成伤害，故可作为显示器工业的光学抗反射涂布层。

本发明具有透明导电表面层的抗反射涂布层的第二实施例中，该第一层1即为表面层，为一个ITO层，厚度为15nm，折射率在波长为520nm时为2.0；该第二层2为SiO₂层且厚度为58nm，折射率在波长为520nm时为1.46；该第三层3为一NbO层，且厚度为45nm，折射率在波长为520nm时为2.1；该第四层4为一个TaO层且厚度为57nm，折射率在波长为520nm时为1.95。

可见光的波长范围为400nm-700nm，在此范围内取特定光的波长分别在第一层1之前表面了进行实验测量，得到本发明具有透明导电表面层的抗反射涂布层的反射率对可见光波长的对应数值关系(如表二所示)：

                     表二

            波长(nm)               反射率(％)

               460                 6.46×10^-2

               480                 6.70×10^-2

               500                 6.45×10^-2

               520                 5.96×10^-2

               540                 5.35×10^-2

               560                 4.84×10^-2

               580                 4.55×10^-2

               600                 4.55×10^-2

由表二可以看出该具有透明导电表面层的抗反射涂布层的四层结构在可见光波长为460nm至600nm时，反射系数均低于0.07％，此低反射率不会对人的视力造成伤害，故可作为显示器工业的光学抗反射涂布层。

本发明具有透明导电表面层的抗反射涂布层的实施例的制造步骤为：

1.使用交流电磁控管电极溅镀方法溅镀该玻璃基板，溅镀时所用的靶材材料为NbSi或Ta，并用一加热器保持该玻璃基板温度为100-300℃，靶材与该玻璃基板在溅镀时距离为15cm，并加入Ar及O₂的混合气体，保持该混合气体压力为2mTorr，如此可得到具有NbSiO或TaO层(第四层)的玻璃基板；

2.使用交流电磁控管电极溅镀方法溅镀该步骤1所得到具NbSiO或TaO层的玻璃基板，溅镀时所用的靶材材料为Nb，并用一加热器保持该玻璃基板温度为100-300℃，靶材与该玻璃基板在溅镀时距离为15cm，并加入Ar及O₂的混合气体，保持该混合气体压力为2.5mTorr，如此可得到具有NbO层(第三层)在NbSiO或TaO层(第四层)上的玻璃基板；

3.使用磁控管电极溅镀方法溅镀该步骤2所得到具第四层及第三层的玻璃基板，溅镀时所用的靶材材料为SiO₂，并用一加热器保持该玻璃基板温度为100-300℃，靶材与该玻璃基板在溅镀时距离为15cm，并加入Ar及O₂的混合气体，保持该混合气体压力为2mTorr，如此可得到具有SiO₂层(第二层)在NbO层(第三层)上且NbO层(第三层)在NbSiO或TaO层(第四层)的玻璃基板；

4.使用直流电或直流电脉冲磁控管电极溅镀方法溅镀该步骤3所得到具二层，第三层及第四层的玻璃基板，溅镀时所用的靶材材料为ITO，并用一加热器保持该玻璃基板温度为100-300℃，靶材与该玻璃基板在溅镀时距离为15cm，并加入Ar及少量O₂的混合气体，保持该混合气体压力为3mTorr，如此可得到具有ITO层(第一层)在SiO₂层(第二层)上，且SiO₂层(第二层)在NbO层(第三层)上，NbO层(第三层)在NbSiO或TaO层(第四层)的本发明实施例的玻璃基板。

综上所述本发明具有下列优点：

1.本发明具有透明导电表面层的抗反射涂布层，其中该透明导电表面层(ITO层)的面电阻值会随着该表面层的厚度而改变，在经实验测试该表面层厚度为10-40nm时，该面电阻值约为400-900Ω/cm²，故该透明导电表面层具有良好的导电性，可用于显示器工业，以抗拒电磁干扰。

2.本发明的具有透明导电表面层的抗反射涂布层在可见光下具有小于0.3％的低反射率，且该透明导电表面层折射率为1.9-2.1，故用于显示器工业时，不会对人的眼睛造成伤害，而达到视觉要求的标准，且该透明导电表面层用聚缩醛为材料的尖笔以450g/cm²的压力来回刮划三十万次，此抗刮伤实验测试结果可以符合MIL-C-48497标准(美国陆军军规抗刮伤标准)，故该具有透明导电表面层的抗反射涂布层可用于触控式感测屏幕。

3.本发明具有透明导电表面层的抗反射涂布层，可直接在该透明导电表面层形成电接点，可以解决现有反射光学涂布层用于显示器时，导电层(如ITO层)被惰性层(SiO₂层)所包覆住，需要使用超音波焊接过程所造成的小亮点污染该导电层及大量制造时合格率不佳的问题。

当然，以上所述仅为本发明的数个较佳实施例，其不应用以局限本发明的实施范围，本领域普通技术人员在不违背本发明的精神所作的任何修改均应属于本发明的范围，因此本发明的保护范围当以权利要求为准。

Claims (6)

1.一种具有透明导电表面层的抗反射涂布层，该抗反射涂布层具有四层结构且在一基板上形成，此四层结构由远离基板方向算起分别为第一层、第二层、第三层及第四层的多层结构，其特征在于，

该第一层为一透明导电表面层，波长为520-550nm时，其折射率为1.9-2.1，该第一层厚度为10-40nm；

该第二层为一氧化物层，波长为520-550nm时，其折射率为1.45-1.50，该第二层厚度为30-60nm；

该第三层为一氧化物层，波长为520-550nm时，其折射率为2.1-2.3，该第三层厚度为30nm-80nm；

该第四层为一氧化物层，波长为520-550nm时，其折射率为1.9-2.1，该第四层厚度为40-80nm。

2.如权利要求1所述的具有透明导电表面层的抗反射涂布层，其特征在于所述的第一层的材料为ITO。

3.如权利要求1所述的具有透明导电表面层的抗反射涂布层，其特征在于所述的第二层的材料为SiO₂。

4.如权利要求1所述的具有透明导电表面层的抗反射涂布层，其特征在于所述的第三层的材料为NbO。

5.如权利要求1所述的具有透明导电表面层的抗反射涂布层，其特征在于所述的第四层的材料为NbSiO或TaO。

6.如权利要求1所述的具有透明导电表面层的抗反射涂布层，其特征在于所述的四层结构是由一溅镀装置制成。