TW201309836A - 似鑽碳膜及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種似鑽碳膜及其製備方法。本發明之似鑽碳膜係包括至少一碳數為2以上之碳化合物，該似鑽碳膜所組成之原子中所含碳原子之比例係為50%以上，且該似鑽碳膜中之碳原子與碳原子、碳原子與氫原子、或碳原子與鹵素原子之間的鍵結(例如，C-C，C-H，C-F或C-Cl鍵結)為飽和鍵結(即，飽和單鍵)之比例係80%以上。

Description

似鑽碳膜及其製備方法
本發明係關於一種似鑽碳膜及其製備方法，尤指一種碳原子與碳原子、碳原子與氫原子、或碳原子與鹵素原子之間的鍵結為飽和鍵結之比例係80%以上之似鑽碳膜及其製備方法。
似鑽碳膜，亦稱為類鑽碳(DLC，Diamond Like Carbon)，其內含石墨鍵(sp2)以及鑽石鍵(sp3)，大部份的碳原子具有四面體的鑽石鍵(sp3)，這種鑽石鍵為單鍵，而與其相鄰的原子所提供之單電子形成共價鍵(Covalent Bond)。由於共價鍵的鍵能很大(>4ev)，故其透光度很高。若共價鍵為碳-碳(C-C)單鍵其能隙更可達5.45ev，因此不會吸收電磁波，可讓各種波長透過，例如紅外線、可見光及波長短至約200nm的紫外線。
DLC可沈積在陶瓷(如，玻璃)、金屬(如，銅鐵)、半導體(如，III-V及II-VI族半導體)或塑膠(如，聚碳酸酯(PC))上。所以用途很多，例如可用於紅外線視窗、切削刀具、附刮護鏡、耐酸鍍膜、斥水介面等。由於DLC的主成份為碳(C)，若欲披覆在不易形成碳化物的基材上(如，玻璃)，或可溶碳的基材上(如，銅鐵)，常需先於基材上披露一薄層可形成碳化物的元素(如，矽、鈦、鎢等)，這樣才可增加DLC在基材上表面的附著力。
例如，若欲於玻璃表面形成DLC，由於玻璃內含多量矽(Si)，因此可先於玻璃表面形成含矽的化合物(如，分解三甲基矽烷(Trimethyl Silane)所形成的碳化矽)，再鍍DLC。
又例如，若欲於銅鐵表面形成DLC時，由於銅鐵會溶碳並催化鑽石成石墨，因此如高速鋼的銅鐵刀片於披覆DLC之前，可先披覆一薄層鈦，使增加DLC在基材上表面的附著力。
此外，若欲於塑膠表面形成DLC時，由於塑膠較軟，而且熱膨脹率甚大，堅硬且熱膨脹率甚低的DLC很容易自塑膠表面剝離。因此，DLC內通常要加入大量的氫原子使其成份接近塑膠，這樣DLC就比較容易附著在塑膠上。事實上，塑膠是以碳為骨架的材料，塑膠內含有甚多的鑽石鍵。但塑膠內的鑽石鍵乃被氫、氮、或氧等原子隔離才使塑膠的分子之間分開。這樣塑膠才變軟而具有可塑性。
製作似鑽碳膜的方法上，一般DLC的碳原料或前趨物(Precursor)可為固體(如，石墨)，液體(如，酒精)或氣體(如，甲烷、乙炔)。為了披覆在基材上，DLC的鍍膜方法常使用不發生化學反應的物理法，即所謂的物理氣相沈積(PVD，Physical Vapor Deposition)。物理氣相沈積通常在真空下進行。碳原子先以能量拆散，再沈積在基材上。由於能量集中在碳原料上，所以基材的溫度可以保持較低(如<200℃)，這樣就不致改變基材的性質。能量加在碳原料的方法有多種，包括加熱的蒸鍍(Evaporation Coating)、離子撞擊的濺鍍(Sputtering)、或形成離子的離子鍍(Ion Plating)，其係將石墨氣化成碳離子電弧，再加速撞擊到基材的鍍膜方法(Arc Deposition)。
雖然DLC的披覆方法及應用多已習知，但通常使用甲烷、乙炔、或石墨等前趨物所製得的DLC內含有較高含量的導電石墨鍵，以致其絕緣性及透光度都不足。例如，鍍在電路板的鋁基材上時，會由於絕緣性不佳而漏電；又如，鍍在眼鏡上會由於透光度不佳而使鏡片變暗。此外，具有石墨鍵的DLC也較軟而且容易氧化，所以容易剝落或變質。
因此，本領域亟需一種絕緣性佳、透光度高、質地較堅硬、且不輕易氧化之DLC。使可應用於各處，達到保護、絕緣、透光等效果，以加惠世人。
藉此，本發明提供了一種似鑽碳膜，該似鑽碳膜係包括至少一碳數為2以上之碳化合物，該似鑽碳膜所組成之原子中所含碳原子之比例係為50%以上，且該似鑽碳膜中原子之間的鍵結為飽和鍵結(即，飽和單鍵)之比例係80%以上。
本發明之似鑽碳膜可用於保護物品表面、提升物品表面疏水性，提升絕緣性質，防止表面氧化，避免濕氣侵入，防止酸蝕，防止灰塵進入，避免物品表面遭灰塵顆粒刮傷。且可於不影響光穿透性之前提下，提供物品保護。例如，可作為電視以及手機螢幕之保護膜，使其不怕酸(如，果汁)以及灰塵侵入，且不影響透光度。此外，亦可鍍覆於磁碟或光碟表面，使提供保護功能避免刮傷。此外，本發明之似鑽碳膜可經圖案化形成於親水的玻璃基板表面，使玻璃基板同時具有疏水及親水特性，而使其觸感滑溜(即，具疏油(lipophobic)性)，且不黏塵(lipophilic)。
本發明之似鑽碳膜可取代習知常用的DLC，本發明之似鑽碳膜含有含量小於約20%(較佳為10%，更佳為約5%)的石墨鍵，其絕大部份的碳原子乃以單鍵(飽和鍵結)化合，亦即，碳原子與其他原子之間大部分係以單鍵進行鍵結，例如，形成C-C，C-H，C-F或C-Cl的單鍵共價鍵。因此本發明的似鑽碳膜其電阻率甚高(能隙大於4ev)，且同時可使包括短波(如藍光)的可見光透過。本發明之似鑽碳膜，由於碳原子形成晶格的表面不含金屬鍵，因此惰性(inert character)甚高，可排斥電荷，因此本發明的似鑽碳膜具有不被極性液體潤濕的特性，即具有疏水性及斥鹽性。因此，不會被鹽水或酸液等腐蝕。
本發明的特點之一係以含石墨鍵極少的原材料披覆基材。基材可為半導體(如矽)，陶瓷(如玻璃)，或金屬(如鋁)。
本發明之中，該似鑽碳膜中原子之間的鍵結係選自由：碳原子與碳原子之間的鍵結、碳原子與氫原子之間的鍵結、及碳原子與鹵素原子之間的鍵結所組成之群組(例如，C-C，C-H，C-F或C-Cl鍵結)。
本發明之中，似鑽碳膜較佳可由一前趨物(precursor)形成，該前趨物係為一碳數為2以上之碳化合物，且其中原子之間的鍵結(例如，碳原子與碳原子、碳原子與氫原子、或碳原子與鹵素原子之間的鍵結(例如，C-C，C-H，C-F或C-Cl鍵結))為飽和鍵結之比例可為80%以上，較佳為90%以上，更佳為95%以上。
本發明之具體實施態樣之一為，以具有飽和碳鍵的化合物(如，烷類)作為前趨物原料製備似鑽碳膜，而避免使用具不飽和鍵之化合物(如，烯類或炔類)作為原料。更進一步地，本發明較佳係使用大分子且具飽和碳鍵之化合物為前趨物原料，這樣才能增加沈積速率。例如，不以習知常用的甲烷(CH4)為原料，而以丙烷或丁烷為前趨物氣體原料。本發明的優先使用前趨物原料為具有鑽石鍵的液體(如，金剛烷(Adamantane))、或固體(如，奈米鑽石、微米鑽石)。本發明的似鑽碳膜也可使用液體膠結的固體(如以金剛烷黏結的奈米鑽石)作為前趨物原料來製備。
本發明之中，似鑽碳膜較佳係由上述該前趨物，以物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積之方式形成。
本發明中，披覆似鑽碳膜的方法較佳可為任何一種物理氣相沉積方法或化學氣相沉積方法，似鑽碳膜可形成於各種基材上，而基材可為陶瓷、金屬、半導體或塑膠。例如，本發明所披覆的似鑽碳膜可披露於模具、鑽針、電路板、觸控面板、磁碟、光碟、太陽能電池、LED等。物理氣相沉積方法可選擇：如電阻式加熱法、雷射蒸鍍沉積法、弧光放電加熱法(Arc)、電子槍加熱法、射頻加熱法(RF Heating)、或分子磊晶長膜法(MBE,Molecular Beam Epitacy)之熱蒸鍍沉積法；或是如平面二極濺鍍(Planar Diode Sputtering Deposition(DC Sputtering Deposition))、雙陰極濺鍍(Dual Cathodes Sputtering Deposition)、三極濺鍍(Triode Sputtering Deposition)、磁控濺鍍(Magnetron Sputtering Deposition)、射頻濺鍍(RF Sputtering Deposition)之電漿濺鍍法；或是離子束濺鍍法(Ion Beam Sputtering Deposition)。化學氣相沉積方法較佳可選自由：電漿輔助化學氣相沉積(Plasma Enhanced CVD)、射頻化學氣相沉積(Radio Frenquency CVD)、及微波化學氣相沉積(Microwave CVD)所組成之群組。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該前趨物及/或該碳數為2以上之碳化合物較佳可選自由：碳數為2以上之烷類(例如，乙烷、丁烷)、金剛烷(adamantane)、奈米鑽石、微米鑽石、及其混合物所組成之群組。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜較佳可更包括一鹵素之有機化合物或矽化合物，且該鹵素之有機化合物較佳可選自由：氟之有機化合物、氯之有機化合物、溴之有機化合物、碘之有機化合物、及其混合所組成之群組。而該氟之有機化合物較佳可為聚四氟乙烯(即，鐵氟龍(Teflon))。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該鹵素原子或矽原子於該似鑽碳膜中所佔之原子比例較佳可為5%-30%。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜之電阻率係較佳可為104Ωcm以上，更佳為107-1013Ωcm，使具有相當程度之絕緣特性。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜之藍光穿透率較佳可為80%以上，使可應用於藍光光碟及其他處。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜之维氏硬度係較佳可為900-4000kg/mm2。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜較佳可覆於一基材之表面，可用於使該基材之表面水-接觸角(contact angle)上升。亦即，提升該基材的疏水性。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜之厚度較佳可為10nm~10um。如需要有較佳之透光性，其厚度較佳可為100 nm以內。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜較佳可覆於一基材之表面，該基材較佳可選自由：一電路板、一發光二極體之磊晶層、一積體電路、一電極、一硬碟(hard drive)、一磁碟、一光碟、一玻璃基板、一金屬基板(例如，鋁基板)、一模具(如，機械設備之模組)、一液晶顯示器面板、以及一觸控面板所組成之群組。
根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜較佳可為圖案化之似鑽碳膜。例如，具有週期性格紋網狀、點狀(或島狀)、或條紋狀。使經似鑽碳膜之表面可同時具有親水性(hydrophilic)及疏水性(hydrophobic)。例如，於玻璃基板上形成點狀圖案化之似鑽碳膜，可使玻璃表面兼具親水性及疏水性，更使其表面滑溜(疏油，Lipophobic)也不黏塵(Lipophilic)。
以點狀或網狀似鑽碳膜披覆的面板不僅不怕酸(如，果汁)蝕，亦可達到不留油跡(如，指紋)之效果。似鑽碳膜可作為顯示器、電視、及手機最佳的保護膜。除此之外，似鑽碳膜更可避免磨耗，也可防止沙塵刮傷。另外，似鑽膜還可填補玻璃表面拋光留下的微裂紋，使避免玻璃面板在碰撞時(如，手機掉落時)裂開。
此外，根據本發明之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜與該基材之間較佳可更包括一中間層。
此外，根據本發明之似鑽碳膜，其中，該中間層較佳可選自由：碳、氫、矽、及其混合所組成之群組。(例如，可為碳化矽，可提升DLC與基材間之結合性)。並且，該矽原子於該中間層中所佔之原子比例較佳可為5%-40%。
本發明另提供一種似鑽碳膜之形成方法，該方法包括步驟：(A)提供一前趨物並將其導入至一真空腔體中，該前趨物係包括至少一碳數為2以上之碳化合物，且該碳化合物中原子之間的鍵結為飽和鍵結之比例係80%以上；以及(B)使用該前趨物，以物理氣相沉積或化學氣相沉積之方式於一基材之表面形成該似鑽碳膜。
以本發明之方法所形成之似鑽碳膜可用於保護物品表面、提升物品表面疏水性，提升絕緣性質，防止表面氧化，避免濕氣侵入，防止酸蝕，防止灰塵進入，避免物品表面遭灰塵顆粒刮傷。且可於不影響光穿透性之前提下，提供物品保護。例如，可作為電視以及手機螢幕之保護膜，使其不怕酸(如，果汁)以及灰塵侵入，且不影響透光度。此外，亦可鍍覆於磁碟或光碟表面，使提供保護功能避免刮傷。此外，本發明之方法所形成之似鑽碳膜可經圖案化形成於親水的玻璃基板表面，使玻璃基板同時具有疏水及親水特性，而使其觸感滑溜(即，具疏油(lipophobic)性)，且不黏塵(lipophilic)。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中步驟(A)中，該碳化合物中原子之間的鍵結較佳可為飽和鍵結之比例較佳係80%以上，更佳係90%以上。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中碳化合物中原子之間的鍵結可選自由：碳原子與碳原子之間的鍵結、碳原子與氫原子之間的鍵結、及碳原子與鹵素原子之間的鍵結所組成之群組。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中步驟(A)之前較佳可更包括一步驟(A0)：提供氫氣，以該氫氣處理該前趨物。氫氣可消除前趨物中所含之石墨鍵(sp2)，使形成更多的鑽石鍵(sp3)。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中該前趨物較佳可為固體、液體、或其混合物。例如，前趨物可包括有奈米鑽石、微米鑽石、金剛烷(adamantane,C10H16)、或奈米鑽石與金剛烷之混合物。其中，前趨物所含之碳數為2以上之碳化合物較佳可選自由：碳數為2以上之烷類(例如，乙烷、丁烷)、金剛烷、奈米鑽石、及其混合物所組成之群組。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，步驟(A)更包括提供一含鹵素之有機化合物或一含矽之化合物至該真空腔體中，其中該含鹵素之有機化合物之鹵素原子較佳可選自由：氟、氯、溴、碘、及其混合所組成之群組。較佳地，該含鹵素之有機化合物係聚四氟乙烯(即，鐵氟龍(Teflon)。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中該前趨物較佳可包括一種或二種以上碳數為2以上之碳化合物，且該些碳原子與碳原子、碳原子與氫原子、或碳原子與鹵素原子之間的鍵結較佳可為飽和鍵結之比例可為80%以上，較佳為90%以上，更佳為95%以上。例如，前趨物可為奈米鑽石與金剛烷之混合物。
本發明之似鑽碳膜之形成方法，較佳可用於使該基材之表面水-接觸角(contact angle)上升。亦即，提升基材(如玻璃基板)的疏水性。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中該步驟(B)中，該似鑽碳膜較佳可以圖案化之物理氣相沉積或化學氣相沉積之方式形成。使所形成之似鑽碳膜為圖案化之似鑽碳膜。例如，具有週期性格紋網狀、點狀(或島狀)、或條紋狀。使經似鑽碳膜之表面可同時具有親水性及疏水性。例如，於玻璃基板上形成點狀圖案化之似鑽碳膜，可使玻璃表面兼具親水性及疏水性，更使其表面滑溜(疏油)也不黏塵。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中該步驟(A)之後較佳可更包括一步驟(A1)：將該前趨物製作成一靶材(例如，濺鍍靶材)。例如，將鐵弗龍(Teflon)粉末滲入奈米鑽石的泥漿內而製成靶材。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中該步驟(B)中之物理氣相沉積方法較佳可選自由：電漿濺鍍法(Plasma Sputtering)、熱蒸鍍沉積法、及離子束濺鍍法(Ion Beam Sputtering Deposition,IBSD)所組成之群組；且化學氣相沉積方法較佳可選自由：電漿輔助化學氣相沉積(Plasma Enhanced CVD)、射頻化學氣相沉積(Radio Frenquency CVD)、及微波化學氣相沉積(Microwave CVD)所組成之群組。熱蒸鍍沉積例如有：電阻式加熱法、雷射蒸鍍沉積法、弧光放電加熱法沉積、電子槍加熱沉積、射頻加熱、或分子磊晶長膜法。電漿濺鍍法例如有：平面二極濺鍍、射頻濺鍍、雙陰極濺鍍、三極濺鍍、或磁控濺鍍。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中，該似鑽碳膜之厚度較佳可為10nm~10um。如需要有較佳之透光性，其厚度較佳可為100 nm以內。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中，該基材較佳可選自由：一電路板、一發光二極體之磊晶層、一積體電路、一電極、一硬碟(hard drive)、一磁碟、一光碟、一玻璃基板、一金屬基板(例如，鋁基板)、一模具(如，機械設備之模組)、一液晶顯示器面板、以及一觸控面板所組成之群組。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中，該似鑽碳膜之藍光穿透率較佳可為80%以上，使可應用於藍光光碟及其他。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中，該似鑽碳膜之電阻率係較佳可為104Ωcm以上，使具有相當程度之絕緣特性。
根據本發明之似鑽碳膜之形成方法，其中，該步驟(A)前較佳可更包括：形成一中間層於該基材之表面。其中，該中間層較佳可選自由：碳、氫、矽、及其混合所組成之群組。其中，該矽原子於該中間層中所佔之原子比例較佳可為5%-40%。
[實施例1]
將作為前趨物之金剛烷(Adamantane)的蒸氣滲入氫氣後(10~50%)，導入至一真空腔體。接著，提供射頻(如13.56MHZ的Radio Frequency)(即，使用射頻濺鍍(Radio Frequency,RF))或微波(Microwave)之化學氣相沉積方法(Chemical vapor deposition,CVD))解離C-H鍵而使具單鍵的碳披覆在鋁基板、模具、LED磊晶層、硬碟(Hard Drive)或光碟片上，而形成本實施例之似鑽碳膜。似鑽碳膜也可作為透光的保護膜，並同時包括絕緣、耐蝕、防刮等功能。
其中，所形成之似鑽碳膜之厚度約為10nm~10um。如需要有較佳之透光性，其厚度較佳可為100 nm以內。
此外，將所形成之似鑽碳膜進行電阻率測試，可得到其電阻率為104Ωcm以上，即顯示本實施例之似鑽碳膜具有相當程度之絕緣特性。
將所形成之似鑽碳膜進行藍光穿透率測試，可得到其藍光穿透率為80%以上，如圖1所示。
[實施例2]
把鑽石(如，粒徑100μm左右之鑽石顆粒)混入樹脂中攪拌成泥狀。再以滾輪來回碾軋形成薄片。接著，以紫外線照射或加熱使樹脂固化，再以砂輪研磨使鑽石露出，形成固定的鑽石突出點，而得到一鑽石樹脂盤。
將利用黃色炸藥(TNT)爆炸所形成的奈米鑽石顆粒在氫氣下熱處理，利用氫氣消除石墨鍵並使鑽石顆粒具有親油性。之後，加入金剛烷做為黏結劑，並製成泥狀。其後，將奈米鑽石泥壓鑄在上述的鑽石樹脂盤上。將上述表面披覆奈米鑽石的鑽石樹脂盤裝進一金屬背板中，使成為一靶材盤。
以此具有鑽石樹脂盤之靶材盤作為靶材，使用射頻(RF)濺鍍，以披覆似鑽碳膜在刀具、模具、磁碟或光碟上。
[實施例3]
本實施例係使用如實施例2中所述之相似方法製作靶材。其步驟係，將鐵弗龍(Teflon)粉末滲入奈米鑽石的泥漿(鑽石顆粒混入樹脂形成)內製成靶材(其中，奈米鑽石的比例約為99~50Vol%)，並使用此靶材濺鍍形成圖案化似鑽碳膜在玻璃基板上。由於此滲有鐵弗龍之似鑽碳膜含有氟原子，氟原子具有穩定八隅體的價電子，因此可迫使似鑽碳膜之與水接觸角(Contact Angle)增加。在此，為了形成圖案化之似鑽碳膜，於濺鍍之前，上述的玻璃基板表面須先行披覆網狀的光阻，使似鑽碳膜鍍在網孔內。其後移除光阻使玻璃板上附著疏水的鑽石島(例如，間隔為100nm)。
島形似鑽碳膜鍍經測試後，其與水接觸角(contact angle)約為115度。
玻璃基板本身的氧化物(如，SiO2)為親水性，但覆於玻璃基板表面之島形似鑽碳膜鍍為疏水性，因此經由覆蓋似鑽碳膜鍍之玻璃基板則呈現二種性質(即，親水及疏水性)。這種兼具親水(Hydrophilic)及疏水(Hydrophohic)的觸控面板，不僅甚滑溜(疏油，Lipophobic)，也不黏塵(Lipophilic)。
此外，若經島狀或網狀似鑽碳膜披覆的面板，可不僅不怕酸(如，果汁)蝕，也不留油跡(如，指紋)。
本發明之似鑽碳膜可作為顯示器、電視、及手機等最佳的保護膜。除此之外，本發明之似鑽碳膜亦可避免磨耗，也可防止沙塵刮傷。另外，本發明之似鑽碳膜還可填補玻璃表面拋光留下的微裂紋，使玻璃面板在碰撞時(如，手機掉落時)裂開。
綜上所述，本發明提供了一種似鑽碳膜及其製備方法。本發明之似鑽碳膜可用於保護物品表面、提升物品表面疏水性，提升絕緣性質，防止表面氧化，避免濕氣侵入，防止酸蝕，防止灰塵進入，避免物品表面遭灰塵顆粒刮傷。且可於不影響光穿透性之前提下，提供物品保護。例如，可作為電視以及手機螢幕之保護膜，使其不怕酸(如，果汁)以及灰塵侵入，且不影響透光度。此外，亦可鍍覆於磁碟或光碟表面，使提供保護功能避免刮傷。此外，本發明之似鑽碳膜可經圖案化形成於親水的玻璃基板表面，使玻璃基板同時具有疏水及親水特性，而使其觸感滑溜(即，具疏油(lipophobic)性)，且不黏塵(lipophilic)。
本發明之似鑽碳膜可取代習知常用的DLC，本發明之似鑽碳膜含有含量小於約20%(較佳為10%，更佳為約5%)的石墨鍵，其絕大部份的碳原子乃以單鍵(飽和鍵結)化合，例如，包括形成C-C，C-H，C-F或C-Cl的單鍵共價鍵。因此本發明的似鑽碳膜其電阻率甚高(能隙大於4ev)，且同時可使包括短波(如藍光)的可見光透過。本發明之似鑽碳膜，由於碳原子形成晶格的表面不含金屬鍵，因此惰性(inert character)甚高，可排斥電荷，因此本發明的似鑽碳膜具有不被極性液體潤濕的特性，即具有疏水性及斥鹽性。因此，不會被鹽水或酸液等腐蝕。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
圖1係本發明實施例1之似鑽碳膜的藍光穿透率測試結果圖。

Claims (40)

  1. 一種似鑽碳膜，該似鑽碳膜係包括至少一碳數為2以上之碳化合物，該似鑽碳膜所組成之原子中所含碳原子之比例係為50%以上，且該似鑽碳膜中原子之間的鍵結為飽和鍵結之比例係80%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜中原子之間的鍵結係選自由：碳原子與碳原子之間的鍵結、碳原子與氫原子之間的鍵結、及碳原子與鹵素原子之間的鍵結所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜係由一前趨物(precursor)形成，該前趨物係為一碳數為2以上之碳化合物，且其中原子之間的鍵結為飽和鍵結之比例係80%以上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜係由一前趨物形成，該前趨物係為一碳數為2以上之碳化合物，且其中原子之間的鍵結為飽和鍵結之比例係90%以上。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之似鑽碳膜，其中，該前趨物係選自由：碳數為2以上之烷類、金剛烷、奈米鑽石、微米鑽石、及其混合物所組成之群組。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜更包括一鹵素之有機化合物或矽化合物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該鹵素之有機化合物係選自由：氟之有機化合物、氯之有機化合物、溴之有機化合物、碘之有機化合物、及其混合所組成之群組。
  8. 如申請專利範圍第8項所述之似鑽碳膜，其中，該氟之有機化合物係聚四氟乙烯。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之似鑽碳膜，其中，該鹵素原子或矽原子於該似鑽碳膜中所佔之原子比例係5%-30%。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜之電阻率係為104Ωcm以上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜之维氏硬度係為900-4000kg/mm2。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜之藍光穿透率係80%以上。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜係覆於一基材之表面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜係用於使該基材之表面水-接觸角(contact angle)上升。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜之厚度為10nm~10um。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之似鑽碳膜，其中，該基材係選自由：一電路板、一發光二極體之磊晶層、一積體電路、一電極、一硬碟、一磁碟、一光碟、一玻璃基板、一金屬基板、一模具、一液晶顯示器面板、一陶瓷基板、一高分子基板、以及一觸控面板所組成之群組。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜係為圖案化之似鑽碳膜。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之似鑽碳膜，其中，該似鑽碳膜與該基材之間更包括一中間層。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之似鑽碳膜，其中，該中間層係選自由：碳、氫、矽、及其混合所組成之群組。(例如，可為碳化矽，可提升DLC與基材間之結合性)。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之似鑽碳膜，其中，該矽原子於該中間層中所佔之原子比例係5%-40%。
  21. 一種似鑽碳膜之形成方法，該方法包括步驟：(A)　提供一前趨物並將其導入至一真空腔體中，該前趨物係包括至少一碳數為2以上之碳化合物，且該碳化合物中原子之間的鍵結為飽和鍵結之比例係80%以上；以及(B)　使用該前趨物，以物理氣相沉積或化學氣相沉積之方式於一基材之表面形成該似鑽碳膜。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，步驟(A)中，該碳化合物中原子之間的鍵結為飽和鍵結之比例係90%以上。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，步驟(A)中，該碳化合物中原子之間的鍵結係選自由：碳原子與碳原子之間的鍵結、碳原子與氫原子之間的鍵結、及碳原子與鹵素原子之間的鍵結所組成之群組。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中步驟(A)之前更包括一步驟(A0)：提供氫氣，以該氫氣處理該前趨物。
  25. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中該前趨物係為固體、液體、氣體、或其混合物。
  26. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中該前趨物係選自由：碳數為2以上之烷類、金剛烷(adamantane)、奈米鑽石、微米鑽石、及其混合物所組成之群組。
  27. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中步驟(A)更包括提供一含鹵素之有機化合物或一含矽之化合物至該真空腔體中，該含鹵素之有機化合物之鹵素原子係選自由：氟、氯、溴、碘、及其混合所組成之群組。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中該含鹵素之有機化合物係聚四氟乙烯。
  29. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中該前趨物係包括一種或二種以上碳數為2以上之碳化合物。
  30. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，係用於使該基材之表面水-接觸角(contact angle)上升。
  31. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中該步驟(B)中，該似鑽碳膜係以圖案化之物理氣相沉積或化學氣相沉積之方式形成。
  32. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中該步驟(A)之後更包括一步驟(A1)：將該前趨物製作成一靶材。
  33. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中該步驟(B)中之物理氣相沉積方法係選自由：電漿濺鍍法(Plasma Sputtering)、熱蒸鍍沉積法、及離子束濺鍍法(Ion Beam Sputtering Deposition,IBSD)所組成之群組；且該化學氣相沉積方法係選自由：電漿輔助化學氣相沉積(Plasma Enhanced CVD)、射頻化學氣相沉積(Radio Frenquency CVD)、及微波化學氣相沉積(Microwave CVD)所組成之群組。
  34. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，該似鑽碳膜之厚度為10nm~10um。
  35. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，該基材係選自由：一電路板、一發光二極體之磊晶層、一積體電路、一電極、一硬碟、一磁碟、一光碟、一玻璃基板、一金屬基板、一模具、一液晶顯示器面板、以及一觸控面板所組成之群組。
  36. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，該似鑽碳膜之藍光穿透率係80%以上。
  37. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，該似鑽碳膜之電阻率係為104Ωcm以上。
  38. 如申請專利範圍第21項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，該步驟(A)前更包括：形成一中間層於該基材之表面。
  39. 如申請專利範圍第38項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，該中間層係選自由：碳、氫、矽、及其混合所組成之群組。
  40. 如申請專利範圍第39項所述之似鑽碳膜之形成方法，其中，該矽原子於該中間層中所佔之原子比例係5%-40%。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI585645B (zh) * 2015-12-04 2017-06-01 Fortrend Taiwan Scient Corp Touch panel structure with diamond-like material and manufacturing method thereof
US11842897B2 (en) 2018-10-26 2023-12-12 Applied Materials, Inc. High density carbon films for patterning applications

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103214186B (zh) * 2013-03-29 2016-12-28 中国建筑材料科学研究总院 一种玻璃基板及其制备方法
US20150104648A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-16 Nano And Advanced Materials Institute Limited Method and Apparatus of Growing Metal-free and Low Stress Thick Film of Diamond-like Carbon
CN104647820A (zh) * 2015-03-16 2015-05-27 广东迪奥应用材料科技有限公司 一种具有ar和af功能的高硬度高介电常数的盖板
CN106356673B (zh) 2015-07-17 2018-06-15 华为技术有限公司 一种卡托及其制备方法、移动终端
CN105861990B (zh) * 2016-03-25 2018-09-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种透明聚合物表面的透明疏水耐磨类金刚石薄膜的制备方法
CN107587121B (zh) * 2017-08-03 2019-08-13 深圳市科益实业有限公司 类金刚石薄膜和镜片的制备方法
CN108103474B (zh) * 2018-01-10 2019-05-03 苏州冠洁纳米抗菌涂料科技有限公司 类金刚石膜的制备方法
CN110760798A (zh) * 2018-07-27 2020-02-07 比亚迪股份有限公司 电子产品壳体及其制备方法
BE1027567B1 (fr) * 2019-09-11 2021-04-06 Diarotech Sa Procédé et dispositif de synthèse de diamant et toutes autres formes allotropiques de carbone par synthèse en phase liquide
CN110760814A (zh) * 2019-09-11 2020-02-07 江苏菲沃泰纳米科技有限公司 电子设备及其钢化加强膜和制备方法及应用
CN112542371A (zh) * 2019-09-20 2021-03-23 东莞新科技术研究开发有限公司 一种半导体基板的表面防尘处理方法
CN114302604B (zh) * 2022-01-18 2024-03-15 Oppo广东移动通信有限公司 盖板、其制备方法及电子设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5462784A (en) * 1994-11-02 1995-10-31 International Business Machines Corporation Fluorinated diamond-like carbon protective coating for magnetic recording media devices

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI585645B (zh) * 2015-12-04 2017-06-01 Fortrend Taiwan Scient Corp Touch panel structure with diamond-like material and manufacturing method thereof
US11842897B2 (en) 2018-10-26 2023-12-12 Applied Materials, Inc. High density carbon films for patterning applications
TWI827705B (zh) * 2018-10-26 2024-01-01 美商應用材料股份有限公司 用於圖案化應用的高密度碳膜

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