TWI633201B - 非晶碳薄膜、其製造方法與包含其之光學系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種非晶碳薄膜之製造方法，其包含下述步驟：提供基板於反應室中；通入前驅物和載體氣體於該反應室；以及實施射頻電漿輔助化學氣相沉積法使基板上沉積非晶碳薄膜，其中前驅物包含具有C≡N官能基的化合物。

Description

非晶碳薄膜、其製造方法與包含其之光學系統
本發明係關於一種非晶碳薄膜、其製造方法及包含其之光學系統，特別是有關於一種利用射頻電漿化學氣相沉積法形成之其中含有C=N鍵結之非晶碳薄膜、其製造方法及包含其之光學系統。
光依照波長可大致分為可見光及不可見光兩種，其中可見光是電磁波譜中人類眼睛可以感知的電磁波波段，而不可見光則泛指所有可見光之電磁波波段外，人類眼睛無法感知之電磁波。一般人可感知之電磁波波段在400至700 nm之間，但有些人可感知到380至780 nm範圍內之電磁波波段。不同波長的電磁波，引起人類眼睛的顏色感覺不同，大致上可依據人們所習知之「紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫」等顏色對電磁波之波長進行劃分。
一般而言，波長越短代表能量越強，對人類眼睛的傷害也就越大，其中由於紫外光大部分會被角膜及水晶體所吸收，因此真正會對視網膜造成影響的是的藍光。其中，波長為380和500 nm之間的藍光也被稱為高能可見光(HEV)藍光，高能可見光藍光由於具有較強之能量，而對人體較有害，易使眼睛乾澀疲勞，甚至使視網膜細胞產生病變。
近年來隨著半導體技術發展，許多電子產品都採用會發出波長在420至480 nm範圍內的藍光之發光二極體或有機發光二極體作為背景光源，對人類眼睛的健康造成了極大的威脅。從而市面上出現了各式各樣的抗藍光螢幕貼，希望可藉由阻隔藍光來保護眼睛。然而，市面上的抗藍光螢幕貼在阻擋波長在420 nm以上之藍光的效果均不超過約40%，無法有效地濾除藍光進而無法達到保護人類眼睛之目的。
發明人利用C=N鍵結在由n→π*之過度時在300 nm處具有最大吸收之特性，藉由形成其中含有C=N鍵結之非晶碳薄膜來解決所存在之技術問題。本案提供可用作為抗藍光膜之一種在可見光與紅外光範圍具有高透光性，同時具有耐摩擦、耐化學腐蝕、高導熱等優異的化學及物理特性之其中含有C=N鍵結之非晶碳薄膜及其製造方法與用途。
本發明之一態樣提供一種非晶碳薄膜之製造方法，其包含以下步驟：提供基板於反應室中；通入前驅物和載體氣體於反應室；以及實施射頻電漿輔助化學氣相沉積法(PECVD)使基板上沉積非晶碳薄膜，其中前驅物包含具有C≡N官能基的化合物。
較佳地，具有C≡N官能基的化合物係為腈類化合物。
較佳地，腈類化合物包含苯甲腈(C 7H 5N， PBN)、乙腈(C 2H 3N)或聚苯甲腈(polybenzonitriles，PPBN)。
較佳地，前驅物可進一步包含1,3,5-三甲基-1,3,5-三乙烯基環三矽氮烷(1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl-cyclotrisilazane(VSZ))。
較佳地，具有C≡N官能基的化合物與VSZ的比例為約1：1至約1：4。
較佳地，非晶碳薄膜係在約50℃至約400 ℃之溫度下進行沉積。
較佳地，基板可包含玻璃或具有約50℃至約300℃之玻璃轉移溫度的聚合物。
較佳地，上述聚合物可選自由聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯及其任意組合所組成之群組中。
本發明的另一態樣係提供一種抗藍光或濾藍光之薄膜，其係為以上述方法所製得之非晶碳薄膜。
本發明之另一態樣係提供一種光學系統，其包含上述之抗藍光或濾藍光之薄膜以及基板。
較佳地，光學系統中之基板包含玻璃或具有約50℃至約300℃之玻璃轉移溫度的聚合物。該聚合物較佳係選自由聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯及其任意組合所組成之群組中。
較佳地，光學系統中之基板係為鏡片或顯示裝置之可撓性基板。
本發明利用在會發出藍光或是以會發出藍光之裝置作為背光光源之顯示設備上提供用作為抗藍光膜之非晶碳薄膜來達到有效率除藍光以保護人類眼睛之目的。
本發明之非晶碳薄膜為利用射頻電漿輔助化學氣相沉積法所形成之一種非晶碳膜。非晶碳膜的特性會依據所用之沉積方法而有所不同，其特性可藉由改變沉積條件及引入之物質來調整。本發明提供一種非晶碳薄膜的製造方法，其藉由調整及改變射頻電漿輔助化學氣相沉積法中所用之前驅物、前驅物間之比例、射頻功率、沉積時基板之溫度、壓力等，獲得一種新型非晶碳薄膜。
第1圖為本發明實施例之平行板PECVD系統的示意圖。參照第1圖，所示之平行板PECVD系統包含射頻產生器1、反應室3及真空幫浦5。反應室3中包含加熱器301、上電極板303及下電極板305及氣體入口307，其中下電極板305置於加熱板301之下。上電極板303及下電極板305以約20 mm之間距彼此平行，且各具有150 mm之直徑。
第2圖為根據本發明實施例利用第1圖所示之系統製造非晶碳薄膜之方法之流程圖。其包含提供基板之步驟S201、通入氣體之步驟S203以及沉積薄膜之步驟S205。
提供基板之步驟S201係將基板置於反應室3中之下電極板305上以將基板提供於反應室3中。其中基板可包含玻璃或是具有約50 ℃至約300 ℃範圍內之玻璃轉移溫度(Tg)的聚合物，所述之聚合物包含但不限於聚乙烯(polyethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚萘二甲酸乙醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 、聚醯亞胺(PI)及其任意組合。較佳地，基板可為具有約80℃至約105℃之玻璃轉移溫度的聚對苯二甲酸乙二醇酯。在另一實施例中，在步驟S201之前可包含以惰性氣體清掃反應室3之步驟。
在完成步驟S201之後，實施通入氣體之步驟S203。在步驟S203中，氣體7可經由氣體入口307通入反應室3中，且氣體7可包含前驅物與載體氣體，其中前驅物可包含具有C≡N官能基的化合物，載體氣體可為不與基板及單元前驅物發生反應之惰性氣體，包含但不限於氫氣(H 2)或氬氣(Ar)。在一較佳實施例中，前驅物包含腈類化合物，前驅物的實例包含但不限於苯甲腈(C 7H 5N)、乙腈(C 2H 3N)或聚苯甲腈。較佳地，前驅物為苯甲腈。在一實施例中，氣體7包含體積流量比為約1：1至約3：1之前驅物與載體氣體。 苯甲腈
在另一實施例中，除了具有C≡N官能基的化合物以外，前驅物還進一步包含1,3,5-三甲基-1,3,5-三乙烯基環三矽氮烷(1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinyl-cyclotrisilazane(VSZ))，其具有如下所示之結構： 。
當前驅物同時包含具有C≡N官能基的化合物及VSZ時，所沉積之非晶碳薄膜可為SiCxNy/氮化碳混合薄膜，其中具有C≡N官能基的化合物及VSZ的比例可為約1：1至約1：4。當具有C≡N官能基的化合物的比例過低時，所形成之非晶碳薄膜可能不具有抗藍光的效果，而當VSZ的比例過低時，則無法有效地提升非晶碳薄膜的機械強度。
最後進行沉積薄膜之步驟S205。根據一實施例，在步驟S205中，非晶碳薄膜可在約50 ℃至約400 ℃之溫度下進行沉積。較佳地，非晶碳薄膜可在約50 ℃至約250 ℃之溫度下進行沉積，更佳地，可在約50 ℃至約200 ℃之溫度下進行沉積。當溫度低於50 ℃時，所形成之非晶碳薄膜的機械特性可能不足以用於實際應用，而當溫度高於400 ℃時，所形成之非晶碳薄膜會過度地降低可見光區域之透光率。在步驟S205中，非晶碳薄膜係利用射頻電漿輔助化學氣相沉積法沉積於基板上，其中射頻電漿輔助化學氣相沉積法係利用射頻產生器1，以10-90 W之射頻功率，使氣體7產生電離，以於上電極板303及下電極板305間產生電漿，從而使非晶碳薄膜沉積於基板上。較佳地，所用之射頻功率為50W。
在一實施例中，在實施沉積薄膜之步驟S205之前，需先以真空幫浦5將反應室3抽至接近真空。較佳地，射頻電漿輔助化學氣相沉積法係在1Torr之壓力條件下進行。
本發明可進一步提供一種抗藍光或濾藍光之薄膜，其係為以上述方法製成之非晶碳薄膜。
本發明還可進一步提供一種光學系統，其包含上述之抗藍光或濾藍光之薄膜以及基板。在一實施例中，基板包含玻璃或具有約50℃至約300℃之玻璃轉移溫度的聚合物。聚合物之實例包含但不限於聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯及其任意組合。在一實施例中，基板可為鏡片或顯示裝置之可撓性基板。
第3圖為根據本發明之方法，使用具有C≡N官能基的化合物作為前驅物，以50℃之沉積溫度及分別為10W、30W、50 W及90W之射頻功率沉積之非晶碳薄膜之FT-IR圖譜。
由第3圖可以看出，根據本發明之方法，以具有C≡N官能基(2210-2260 cm -1)的化合物作為前驅物(於此僅使用PBN作為前驅物)進行沉積時，在對應於C≡N鍵結之2210-2260 cm -1區段的吸收帶減少，其表示C≡N鍵結在沉積期間被斷開。而以10W、30W、50W及90W之射頻功率沉積之薄膜，在對應於C=N鍵結之1615-1700 cm -1區段皆可觀察到吸收帶，其中以50 W時最強，表示以10W、30W、50W及90W之射頻功率沉積之薄膜中具有C=N鍵結，且其中存在有C=N鍵結之非晶碳薄膜在以50 W進行沉積時之形成效率最高。第3圖可證實利用本發明之方法，以具有C≡N官能基的化合物作為前驅物可形成其中存在有C=N鍵結之非晶碳薄膜，且效果在射頻功率為50 W時為最佳。
以下利用50 W之射頻功率，根據本發明之方法製備非晶碳薄膜。
實例1
於基板裝載完成後，於1Torr之壓力及50℃之沉積條件下，通入流速20 sccm之苯甲腈以及流速為10 sccm之氬氣於反應室中，以50 W之射頻功率實施射頻電漿輔助化學氣相沉積法以獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
實例2
除了使用150℃之沉積溫度以外，以與實例1相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
實例3
除了使用200℃之沉積溫度以外，以與實例1相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
實例4
除了使用250℃之沉積溫度以外，以與實例1相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
實例5
除了使用300℃之沉積溫度以外，以與實例1相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
實例6
除了使用400℃之沉積溫度以外，以與實例1相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
實例7
除了使用流速20 sccm之VSZ及流速5 sccm之苯甲腈以及流速為10 sccm之氬氣以外，以與實例4相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
實例8
除了使用流速20 sccm之VSZ及流速10 sccm之苯甲腈以及流速為10 sccm之氬氣以外，以與實例4相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
實例9
除了使用流速20 sccm之VSZ及流速15 sccm之苯甲腈以及流速為10 sccm之氬氣以外，以與實例4相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
比較例1
除了使用流速20 sccm之VSZ以及流速為10 sccm之氬氣以外，以與實例4相同之方式獲得沉積於基板上之非晶碳薄膜。
評估實例1至9之特性
第4圖為依據實例1至6描繪之非晶碳薄膜的沉積速度與沉積溫度之關係的圖式。由第4圖可以看出，非晶碳薄膜的沉積速度隨著基板的溫度上升而下降。因此，依據本發明之方法，非晶碳薄膜可以較低的溫度形成而不破壞其上形成非晶碳薄膜之裝置或設備或是已形成於此些裝置或設備上之各種元件。
第5圖為實例1至6之FT-IR圖譜。參照第5圖可以看出，實例1至6在對應C=N鍵結之區段皆可觀察到吸收帶。表示實例1至6皆為其中存在有C=N鍵結之非晶碳薄膜。證實利用本發明之方法，以50 oC至約400 ℃範圍內之沉積溫度皆可形成其中存在有C=N鍵結之非晶碳薄膜。
第6圖為比較實例1-6中之C=N鍵的圖式。由第5圖及第6圖可以明顯看出，沉積溫度越高時，FT-IR光譜中C=N鍵結往長波長移動的紅移的現象越明顯，因此過高之沉積溫度將可能減少可見光範圍之透光率。 從而為了在達到抗藍光效果的同時維持可見光範圍的透光率，較佳地係將沉積溫度維持在400 ℃以下，最佳地係在約250℃以下。
以HITACHI U-3900H光譜儀測量可見光範圍內實例1-6之透光率。第7圖(a)部分示出實例1至4相對於各波長之光線之透光率。第7圖(b)部分示出實例5及6相對於各波長之光線之透光率。由第7圖(a)部分可以看出實例1之透光率大於實例2，實例2之透光率大於實例3，實例3之透光率大於實例4，也就是說，在沉積溫度在約50 ℃至約250℃間之範圍內時，所沉積之非晶碳薄膜的透光率隨著沉積溫度的增加而漸少。而由第7圖(b)部分可以看出，實例6對於250 nm左右之波長的光線的透光率特別低，且實例5及實例6在可見光範圍的透光率亦較實例1-4低。
第8圖示出實例1至4對於波長在約380 nm至約500 nm範圍之藍光的透光率。參照第7圖(a)部分及(b)部分與第8圖，將透光率分為對約380 nm至約500 nm波長之藍光與對約500 nm以上之波長之光線之透光率示於以下表1。 表1 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td> 380-500 nm 透光率 </td><td> 500-780 nm 透光率 </td></tr><tr><td> 實例1 </td><td> 71.8％ </td><td> 89.8％ </td></tr><tr><td> 實例2 </td><td> 57.2％ </td><td> 84.6％ </td></tr><tr><td> 實例3 </td><td> 52.7％ </td><td> 81.2％ </td></tr><tr><td> 實例4 </td><td> 22.6％ </td><td> 55.1％ </td></tr></TBODY></TABLE>
由以上表1可以看出，當光照射於實例1至4時，波長約380nm至約500nm之藍光有71.8％穿透實例1、57.2％穿透實例2、52.7％穿透實例3且22.6％穿透實例4。也就是說，實例1減少了28.2%的藍光、實例2減少了42.8%的藍光、實例3減少了47.3%的藍光而實例4減少了77.4%的藍光。因此可以證實本發明之非晶碳薄膜可減少藍光透光率，具有抗藍光之效果。
進一步地，由於市面上之白光LED燈多以藍光LED作為光源，伴以受到藍光激發後會放出黃光的螢光材料組成。因此以下進一步以PR-655 光譜儀測量各實例用於市售色溫為6000 oK的 LED光源時之抗藍光性能。
第9圖示出將實例1至4置於色溫為6000 oK的 LED光源上後各波長之光線的強度變化，表2列出實例1至4置於色溫為6000 oK的 LED光源上後之色溫變化以及對約380 nm至約500 nm波長之藍光與對約500 nm以上之波長之光線之透光率。 表2 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td> 色溫 (<sup>o</sup>K) </td><td> 380-500 nm 透光率 </td><td> 500-780 nm 透光率 </td></tr><tr><td> 實例1 </td><td> 5773 </td><td> 18.5％ </td><td> 85.2％ </td></tr><tr><td> 實例2 </td><td> 4870 </td><td> 37.6％ </td><td> 84,0％ </td></tr><tr><td> 實例3 </td><td> 4692 </td><td> 44.3％ </td><td> 80.0％ </td></tr><tr><td> 實例4 </td><td> 4184 </td><td> 61.6％ </td><td> 69.2％ </td></tr></TBODY></TABLE>
由以上表2可以看出實例1至4不但可降低色溫，還可有效地降低藍光透光率。
第10圖為示出實例4、7至9及比較例1之FT-IR圖譜。由第10圖可以看出，比較例1並未形成可吸收300 nm波長的C=N鍵結。且實例7至9皆形成可加強薄膜強度之Si-N鍵結。因此相較於實例4，實例7至9可提供具有加強之機械強度之非晶碳薄膜。
如上所述，依據本發明所提供之非晶碳薄膜製造方法，可提供一種新型非晶碳薄膜，其可有效降低藍光之光透射率並降低色溫，同時可在低於400℃的沉積溫度之條件下形成，從而除了玻璃基板以外，本發明之非晶碳薄膜可形成在包含PEN、PC、PMMA、PET、PI等透明樹脂之可撓性基板上以形成可撓性電子元件等或是可形成在包含PC等等透明樹脂之安全鏡片上以形成抗藍光鏡片。
以上闡述的描述僅僅是示例性的而不是限制性的。不脫離本發明的精神及範圍的情況下所作出的所有有效之等效修改、改變或轉換，視為由本發明之申請專利範圍的領域所涵蓋。
1‧‧‧射頻產生器
3‧‧‧反應室
5‧‧‧真空幫浦
7‧‧‧氣體
301‧‧‧加熱器
303‧‧‧上電極板
305‧‧‧下電極板
307‧‧‧氣體入口
S201~S205‧‧‧步驟
第1圖為本發明實施例之平行板PECVD系統的示意圖。
第2圖為根據本發明實施例利用第1圖所示之系統製造非晶碳薄膜之方法之流程圖
第3圖為示出根據本發明之一實施例之製造方法所形成之非晶碳薄膜之FT-IR圖譜。
第4圖為描繪非晶碳薄膜的沉積速度與沉積溫度間之關係的圖式。
第5圖為示出根據本發明實施例方法所形成之非晶碳薄膜之FT-IR圖譜。
第6圖為比較第5圖所形成之各個膜中之C=N鍵的圖式。
第7圖(a)部分示出本發明之實施例相對於各波長之光線之透光率。第7圖(b)部分示出本發明之另一實施例相對於各波長之光線之透光率。
第8圖示出本發明之實施例對於波長在約380 nm至約500 nm範圍之藍光的透光率。
第9圖示出將本發明之實施例置於色溫為6000oK的 LED光源上後各波長之光線的強度變化。
第10圖為示出根據本發明另一實施例方法所形成之非晶碳薄膜之FT-IR圖譜。

Claims (14)

  1. 一種非晶碳薄膜之製造方法，其包含下述步驟： 提供一基板於一反應室中； 通入一前驅物和一載體氣體於該反應室；以及 實施一射頻電漿輔助化學氣相沉積法使該基板上沉積一非晶碳薄膜， 其中該前驅物包含具有C≡N官能基的一化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中具有C≡N官能基的該化合物為腈類化合物。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中腈類化合物包含苯甲腈、乙腈或聚苯甲腈。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該前驅物進一步包含1,3,5-三甲基-1,3,5-三乙烯基環三矽氮烷(VSZ)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之製造方法，其中具有C≡N官能基的該化合物與VSZ的比例為約1：1至約1：4。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該非晶碳薄膜係在約50℃至約400 ℃之溫度下進行沉積。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該基板包含一玻璃或具有約50℃至約300℃之玻璃轉移溫度的一聚合物。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該聚合物係選自由聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯及其任意組合所組成之群組中。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之製造方法，其中該聚合物係為具有約80℃至約105℃的玻璃轉移溫度之聚對苯二甲酸乙二酯。
  10. 一種抗藍光或濾藍光之薄膜，其係為如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之製造方法所製得之一非晶碳薄膜，其中該非晶碳薄膜的沉積溫度係為約50℃至約400 ℃。
  11. 一種光學系統，其包含： 如申請專利範圍第10項所述之抗藍光或濾藍光之薄膜；以及 一基板，其中該抗藍光或濾藍光之薄膜設置於該基板上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之光學系統，其中該基板包含一玻璃或具有約50℃至約300℃之玻璃轉移溫度的一聚合物。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光學系統，其中該聚合物係選自由聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯及其任意組合所組成之群組中。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之光學系統，其中該基板係為鏡片或顯示裝置之可撓性基板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020213717A1 (zh) * 2019-04-19 2020-10-22

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114231942A (zh) * 2021-12-16 2022-03-25 浙江大学杭州国际科创中心 一种非晶碳膜的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101448740A (zh) * 2006-05-22 2009-06-03 株式会社丰田中央研究所 非晶碳膜、形成非晶碳膜的方法、具有非晶碳膜的导电性部件以及燃料电池用隔板
US20130330482A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 National Chiao Tung University Carbon-doped silicon nitride thin film and manufacturing method and device thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7094442B2 (en) * 2004-07-13 2006-08-22 Applied Materials, Inc. Methods for the reduction and elimination of particulate contamination with CVD of amorphous carbon
US20070286965A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Martin Jay Seamons Methods for the reduction and elimination of particulate contamination with cvd of amorphous carbon
WO2010045153A2 (en) * 2008-10-14 2010-04-22 Applied Materials, Inc. Method for depositing conformal amorphous carbon film by plasma-enhanced chemical vapor deposition (pecvd)
US9243324B2 (en) * 2012-07-30 2016-01-26 Air Products And Chemicals, Inc. Methods of forming non-oxygen containing silicon-based films
WO2016065221A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-28 Air Products And Chemicals, Inc. Compositions and methods using same for deposition of silicon-containing films
US10418243B2 (en) * 2015-10-09 2019-09-17 Applied Materials, Inc. Ultra-high modulus and etch selectivity boron-carbon hardmask films

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101448740A (zh) * 2006-05-22 2009-06-03 株式会社丰田中央研究所 非晶碳膜、形成非晶碳膜的方法、具有非晶碳膜的导电性部件以及燃料电池用隔板
US20130330482A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 National Chiao Tung University Carbon-doped silicon nitride thin film and manufacturing method and device thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020213717A1 (zh) * 2019-04-19 2020-10-22
WO2020213717A1 (ja) * 2019-04-19 2020-10-22 三井化学株式会社 光学材料

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