TWI811884B - 類金剛石碳塗層及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於類金剛石碳塗層及其製造方法。類金剛石碳塗層可 以包括基板和在基板上形成的類金剛石碳膜。類金剛石碳膜可以包括類金剛石碳的多個層。類金剛石碳膜中的第一層類金剛石碳比類金剛石碳膜中的第二層類金剛石碳軟。在一些實施例中，類金剛石碳塗層還可以包括在基板和類金剛石碳膜之間形成的阻擋層和/或UV保護層。在一些實施例中，類金剛石碳塗層還可以包括在類金剛石碳膜上形成的疏水層。類金剛石碳塗層是光學透明的。

Description

類金剛石碳塗層及其製造方法
本發明係關於在基板上形成塗層，更具體地，關於類金剛石碳塗層及其製造方法。
類金剛石碳(DLC)可以指可以顯示金剛石的某些典型性質的無定形碳材料。DLC可以包括碳原子的sp2和sp3鍵。DLC可以作為塗層施加到其他材料以實現期望的光學或機械性質，例如高硬度、高耐磨性或期望的耐用性。然而，由於光學和機械性質之間的衝突，現有的DLC塗層可能具有有限的應用。例如，現有的高硬度DLC塗層通常具有高壓縮應力，並且由於其有限的膜厚度而不適合高耐磨性應用。作為另一示例，光學耐久性應用通常需要一定厚度的膜(例如，1-10微米的厚度)。然而，這種厚度的現有DLC塗層可能是棕色或黑色的，因此不適合這樣的光學耐久性應用。作為進一步的示例，具有高硬度的現有DLC塗層可以是電絕緣的。
以下是本發明的簡化概述，以便提供對本發明的一些方面的基本理解。該概述不是本發明的廣泛概述。其既不旨在識別本發明的重要或關鍵要素，也不旨在描繪本發明的特定實現方式的任何範圍或申請專利範圍的任何範圍。其唯一目的是以簡化形式呈現本發明的一些概念，作為稍後呈現的更詳細描述的前奏。
根據本發明的一些實施例，基板和在所述基板上形成的類金剛石碳膜。所述類金剛石碳膜包括類金剛石碳的多個層，其包括第一層類金剛石碳和第二層類金剛石碳。所述第一層類金剛石碳比所述第二層類金剛石碳軟。
所述類金剛石碳塗層是光學透明的。
在一些實施例中，所述類金剛石碳塗層還包括在所述基板上形成的阻擋層。所述阻擋層位於所述基板和所述類金剛石碳膜之間。在一些實施例中，所述阻擋層包括SiO2或Al2O3中的至少一種。在一些實施例中，所述阻擋層是光學透明的。
在一些實施例中，所述阻擋層包括第一層SiOxCy和第二層SiOxCy，其中所述第一層SiOxCy比所述第二層SiOxCy軟。
在一些實施例中，所述類金剛石碳塗層還包括在所述基板上形成的紫外線(UV)保護層。在一些實施例中，所述UV保護層是導電的。
在一些實施例中，所述UV保護層位於所述基板層和所述類金剛石碳膜之間。
在一些實施例中，所述UV保護層位於所述阻擋層和所述類金剛石碳膜之間。
在一些實施例中，所述UV保護層包括ZnO、摻雜Al的ZnO或TiO2中的至少一種的晶體層。
在一些實施例中，所述UV保護層包括位於所述UV阻擋層和所述類金剛石碳膜之間的過渡層。
在一些實施例中，所述類金剛石碳塗層還包括在所述類金剛石碳膜上所述的疏水層。
根據本發明的一個或多個方面，提供了用於製造類金剛石碳塗層的方法。所述方法包括在基板上形成所述基板上的類金剛石碳膜。形成所述類金剛石碳膜包括形成類金剛石碳的多個層，其中所述多層類金剛石碳材料包括第一層類金剛石碳材料和第二層類金剛石碳材料，其中所述第一層類金剛石碳材料比所述第二層類金剛石碳材料軟，並且其中所述類金剛石碳塗層是光學透明的。
在一些實施例中，形成所述類金剛石碳的多個層包括沉積DLC的初始層；蝕刻所述DLC的初始層以產生DLC的蝕刻初始層；以及在所述DLC的蝕刻初始層上沉積DLC的後續層。
在一些實施例中，所述方法還包括在所述基板上形成阻擋層，其中形成所述阻擋層包括沉積SiO2、Al2O3或SiOxCy中的至少一種的層。
在一些實施例中，形成所述阻擋層包括形成第一層SiOxCy和第二層SiOxCy，其中所述第一層SiOxCy比所述第二層SiOxCy軟。
在一些實施例中，所述方法還包括在所述基板上形成紫外線(UV)保護層，其中所述UV保護層是導電的。
在一些實施例中，形成所述UV保護層包括形成ZnO、摻雜Al的ZnO或TiO2中的至少一種的晶體層。
在一些實施例中，形成所述UV保護層包括形成位於所述UV阻擋層上的過渡層。
在一些實施例中，所述方法還包括使所述類金剛石碳塗層生長到大於100nm的厚度。
在一些實施例中，所述方法還包括使所述類金剛石碳塗層生長到所述類金剛石碳塗層的厚度大於1微米。
在一些實施例中，所述方法還包括形成在所述類金剛石碳膜上形成的疏水層。
100A、100B:DLC塗層
110:基板
120:阻擋層
121a、121z:軟SiOxCy層
123a、123z:硬SiOxCy層
125:塑膠片
130:UV保護層
135:UV阻擋層
140:過渡層
150:DLC膜
151a、151z:軟DLC層
153a、153z:硬DLC層
160:疏水層
200A、200B:DLC塗層
300A、300B、300C:DLC塗層
400:方法
410、420、430:步驟
500A、500B:方法
510、520、530、540:步驟
550、560、570:步驟
600:方法
610、620、630、631、633、640、650:步驟
700:方法
710、720、721、723、730、740:步驟
800a、800b:系統
805a、805b:傳送器
810、820、830、840、850、860、870:處理站
900a、900b、900C:DLC塗層
900d:阻擋層
1000:系統
1001:第一電源
1003:第二電源
1011:第一電極
1013:第二電極
1100:系統
1101:反應器
1103:等離子體源
1105a、1105b:電極
1107:泵
1109:輸入端口
從下面給出的詳細描述和從本發明的各種實施例的附圖將更全面地理解本發明。然而，不應認為附圖將本發明限制到特定實施例，而是用於解釋和理解。
圖1A、1B、2A、2B、2C、2D、3A、3B和3C是描繪與根據本發明的一些實施例的用於產生DLC塗層的工藝關聯的結構的示意圖。
圖4、5A、5B、6和7是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的示例方法的流程圖。
圖8A和8B描繪了根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的系統的示例。
圖9A、9B和9C是描繪根據本發明的一些實施例的DLC塗層的示例的示意圖。
圖9D和9E是描繪根據本發明的一些實施例的示例阻擋層的示意圖。
圖10是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的雙頻電容耦合等離子體(CCP)系統的示例的示意圖。
圖11是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)系統的示例的示意圖。
本發明的方面提供類金剛石碳塗層和用於製備類金剛石碳塗層的機制。如本文所指，類金剛石碳(DLC)材料可以指可以顯示金剛 石的某些典型性質的無定形碳材料。DLC材料可以包括碳原子的sp2和sp3鍵。
根據本發明製造的DLC塗層可以呈現多種期望的光學性質和/或機械性質，例如導電性、紫外線(UV)保護能力、光學透明度、機械耐久性、抗汙能力等。在一些實施例中，根據本發明製造的DLC塗層的硬度可以是使用鉛筆硬度測試測量的約7H-9H。在一些實施例中，根據本發明製造的DLC塗層的硬度可以是使用納米壓痕測試方法測量的約10-20GPa。在一些實施例中，DLC塗層的厚度可以在約2nm至約2000nm之間。
DLC塗層可以具有任何合適的厚度而不損害它們的光學和/或機械性質。DLC塗層可以用於實現各種應用，例如顯示器外塗層、行動電話或其他計算設備的屏幕保護膜、眼鏡、具有除霜功能的窗戶塗層、裝飾玻璃、建築玻璃等。
在一些實施例中，DLC塗層可以包括基板和DLC膜。DLC膜可以包括不同硬度的多個DLC層。例如，DLC膜可以包括彼此交替堆疊的一個或多個軟DLC層和一個或多個硬DLC層。軟DLC層可以中和機械應力並防止分層。DLC膜可以是光學透明的。在一些實施例中，對於可見光具有約或大於90%的光透射率的DLC膜可以被認為是光學透明的。
在一些實施例中，DLC塗層還可以包括在DLC膜上形成的疏水層。疏水層可以是和/或包括例如在DLC膜的表面上形成的防汙塗層。
在一些實施例中，可以在基板和DLC膜之間形成阻擋層。阻擋層可以用作DLC塗層的防潮層和/或增強基板和在基板上形成的層(例如，DLC膜)之間的黏附。在一些實施例中，阻擋層可以包括SiO2、Al2O3、SiOxCy等的一個或多個層。
在一些實施例中，可以在基板和DLC膜之間形成UV保護層。UV保護層可以包括可以防止基板受到UV損害的一種或多種合適材料(例如ZnO、摻雜Al的ZnO、TiO2等)的一個或多個層。UV保護層可以是光學透明的並且是導電的。在一個實現方式中，UV保護層可以在阻擋層上形成。在另一實現方式中，DLC塗層不包括阻擋層。在這樣的實現方式中，UV保護層可以在基板上直接形成。
如下面將更詳細地討論，可以省略或修改DLC塗層的一個或多個部件以實現各種應用和/或實現具有各種期望光學和機械性質的DLC塗層。DLC膜通常是硬質壓縮膜。由於基板和底部DLC之間的多種類型的失配，例如應力失配、熱膨脹失配、化學鍵失配，可以實現DLC的期望性質。可以通過多層應力消除和硬度梯度來利用期望的DLC性質。例如，疏水性或疏油性可以通過使DLC塗層的表面完全鈍化並因此不黏來實現。
現有的屏幕保護器通常包括一定厚度的鋼化玻璃以實現期望的硬度(例如，鉛筆標度的9H)。如果鋼化玻璃的表面或頂部破裂，這樣的鋼化玻璃屏幕保護器容易破裂，導致鋼化玻璃下方的屏幕損壞。根據本發明的DLC塗層可以在具有高硬度的同時製造在柔性基板(例如，塑膠基板)上。因而，對DLC塗層表面的任何硬衝擊都不會通過DLC塗層破裂。DLC塗層可以用作耐用的屏幕保護器。
圖1A、1B、2A、2B、2C、2D、3A、3B和3C示出了與根據本發明的一些實施例的用於製造類金剛石碳(DLC)塗層的工藝相關的結構。
轉向圖1A，可以提供基板110。基板110可以包括任何合適的材料，其可以提供期望的原始圖案、顏色和/或電路布局，以便透視要製造的DLC塗層。例如，基板110可以包括一種或多種塑膠材料、玻璃、木材、 紡織品、半導體材料(例如，矽)、智慧型窗、顯示器(例如，OLED顯示器)等。
DLC膜150可以形成在基板110上以形成DLC塗層100A。DLC膜150可以是光學透明的(例如，對於可見光具有約或大於96%的光透射率)。在一些實施例中，DLC膜150對於可見光可以具有約90%-99%的光透射率。在一些實施例中，對於可見光具有約或大於90%的光透射率的DLC膜可以被認為是光學透明的。DLC膜150可以包括具有多個DLC層的多層DLC結構。每個DLC層可以包括具有碳原子的sp2和sp3鍵的一種或多種無定形碳材料的層。DLC層可以具有各種硬度。例如，DLC膜150可以包括彼此交替堆疊的一個或多個軟DLC層151a-151z和一個或多個硬DLC層153a-153z。因而，軟DLC層151a-151z和硬DLC層153a-153z形成多對軟DLC層和硬DLC層，其中硬DLC層具有比軟DLC層高的硬度。更特別地，例如，DLC膜150可以包括一對軟DLC層151a和硬DLC層153a。軟DLC層151a可以比硬DLC層153a軟。在一些實施例中，硬DLC層153a可以形成在軟DLC層151a上，使得軟DLC層151可以中和膜應力和/或防止多層結構中的分層。DLC膜150還可以包括軟DLC層151z和硬DLC層153z。軟DLC層151z可以比硬DLC層153z軟。軟DLC層151a可以或不可以比DLC膜150中的一個或多個其他軟DLC層(例如軟DLC層151z)軟。在一個實現方式中，軟DCL層151a和軟DLC層151z可以具有相同的硬度。在另一實現方式中，軟DCL層151a和軟DLC層151z具有不同的硬度值。儘管在圖1A中示出了一定數量的軟DLC層和硬DLC層對，但這僅是說明性的。DLC膜150可以包括任何合適數量的軟DLC層和硬DLC層對。例如，DLC膜150可以在一些實施例中包括一對軟DLC層和硬DLC層。
在一些實施例中，DLC膜150的厚度可以為約幾微米。作為示例，DLC膜150的重載應用可以具有約5μm的厚度。在一些實施例中，DLC膜150的厚度可以為約幾納米(例如，15nm-100nm)。例如，包含DLC膜150的顯示屏保護層的厚度可以為約20nm。在一些實施例中，DLC膜150的厚度可以為約幾百納米至幾微米。
由於碳和碳之間的sp2鍵，具有某些厚度(例如，大於100nm的厚度)的現有DLC塗層是不透明的。更特別地，Pi鍵中的導電電子可以吸收光子。根據本發明的一個或多個方面，可以使用包括氟、氫和/或氯的蝕刻氣體來蝕刻一個或多個DLC層以漂白掉棕色(例如，通過蝕刻掉石墨碳或鈍化Pi鍵，通過提供F和/或H顏料)。可以通過沉積DLC層並反復執行蝕刻工藝來形成透明的DLC塗層。
轉向圖1B，疏水層160可以形成在DLC膜150上以形成DLC塗層100B。疏水層160可以包括氟化外塗層。在一些實施例中，疏水層160可以是和/或包括具有高水接觸角(例如，90-120度)的一個或多個防汙塗層。在一些實施例中，疏水層160的厚度可以為約1nm至300nm。作為示例，包含本文公開的DLC塗層的顯示屏保護器的疏水層160的厚度可以為約或大於10nm。在一些實施例中，疏水層的厚度可以在約50nm至約100nm之間。
在一些實施例中，DLC塗層100A和/或100B可以用作顯示器(例如，行動電話或任何其他計算設備的顯示器)上的屏幕保護器。在這樣的實施例中，基板110可以是和/或包括塑膠材料、玻璃、層壓製品等。在一些實施例中，DLC塗層100A和/或DLC塗層100B的厚度可以在約15nm至100nm之間。在一些實施例中，DLC塗層100A和/或DLC塗層100B的厚度可以在約幾百納米至幾微米之間。
在一些實施例中，一個或多個阻擋層可以沉積在基板110和DLC膜150之間。阻擋層可以保護基板111和/或DLC塗層免受濕氣、紫外線(UV)輻射等的影響。例如，如圖2A中所示，可以在基板110上形成阻擋層120。阻擋層120在一些實施例中是光學透明的。阻擋層120的厚度可以在約幾納米至幾微米之間。在一些實施例中，阻擋層的厚度可以為約20nm。阻擋層120可以防止濕氣滲透通過基板110並到達形成在基板110上的層。阻擋層120還可以改善形成在基板110上的一個或多個層(例如，DLC膜150)和基板110之間的黏附。阻擋層120可以包括可以實現防潮層和/或黏附層的任何合適的材料，例如SiO2、Al2O3、SiOxCy等，或以上的組合。
在一些實施例中，阻擋層120可以包括交替地沉積在基板110上的SiO2和Al2O3。例如，阻擋層120可以包括彼此交替堆疊的SiO2和Al2O3的多個層(未示出)，例如第一層SiO2，在第一層SiO2上形成的第一層Al2O3，在第一層Al2O3上形成第二層SiO2，在第二層SiO2上形成第二層Al2O3，等等。
在一些實施例中，阻擋層120可以包括一層或多層SiOxCy。例如，如將結合圖9A-9E更詳細地討論，阻擋層可以包括不同硬度的多層SiOxCy，例如彼此交替堆疊的多層軟SiOxCy和硬SiOxCy。在一些實施例中，阻擋層120還可以包括位於兩層SiOxCy之間的塑膠片。
在一些實施例中，如圖2B中所示，DLC膜150可以形成在阻擋層120上以形成DLC塗層200A。因而，阻擋層120位於基板110和DLC膜150之間。
在基板110上形成阻擋層120可以增強DLC塗層的硬度。例如，基板110可以具有第一硬度值，而包括基板110和阻擋層120的DLC塗層200A可以具有大於第一硬度值的第二硬度值。在一個實現方式中，基板 110可以包括聚碳酸酯(PC)並且可以具有約或低於鉛筆硬度標度的1H的硬度。在另一實現方式中，基板110可以包括層壓PC並且可以具有約或低於鉛筆硬度標度的3H的硬度。包括SiOxCy和/或Si3N4的阻擋層120可以沉積在基板110上以增強DLC塗層的硬度(例如達到約或高於鉛筆硬度標度的3H的硬度)。在一些實施例中，阻擋層120的厚度可以在約5μm至8μm之間。在阻擋層120上形成DLC膜150可以進一步增強DLC塗層的硬度(例如，高達鉛筆硬度標度的7H-9H)。
在一些實施例中，如圖所示。參照圖2C，紫外線(UV)保護層130可以形成在基板110和/或阻擋層120上以防止基板110暴露於UV和/或保持DLC塗層的部件的原始顏色特徵。在一些實施例中，UV保護層130可以阻擋大約或至少90%的UV輻射。在一些實施例中，UV保護層130的厚度可為約200nm。UV保護層130可以是光學透明的和導電的。
UV保護層130可以包括可以阻擋UV輻射的一層或多層合適材料。例如，UV保護層130可以包括UV阻擋層135，所述UV阻擋層包括一種或多種材料的一個或多個晶體層，其可以防止DLC塗層暴露於其中的UV輻射的一個或多個部分滲透到DLC塗層中。材料的示例包括摻雜Al的ZnO、ZnO、TiO2等。在一些實施例中，UV阻擋層135可以包括ZnO和TiO2的一個或多個層。在一些實施例中，UV阻擋層135可以包括彼此交替堆疊的ZnO和TiO2的層(未示出)，例如第一層ZnO，在第一層ZnO上形成的第一層TiO2，在第一層TiO2上形成第二層ZnO，在第二層ZnO上形成第二層TiO2，等等。
在一些實施例中，UV阻擋層135的一個或多個部分可以是導電的。例如，UV阻擋層135可以包括適當厚度(例如，約100nm至500nm) 的摻雜Al的ZnO的一個或多個層以將電源(例如，DC電源)連接到DLC塗層。因而，UV保護層130可以提供UV阻擋和導電功能。
在一些實施例中，UV保護層130還可以包括形成在UV阻擋層135上的過渡層140。過渡層140可以用作從UV阻擋層135中的晶體層到包括無定形材料的DLC膜150的過渡。過渡層140可以進一步增強DLC膜150在UV保護層130和/或UV阻擋層135上的黏附。過渡層140可以包括SiO2、Al2O3等，或以上的組合。在一些實施例中，過渡層140可以包括彼此交替堆疊的SiO2和Al2O3的層(未示出)，例如第一層SiO2，在第一層SiO2上形成的第一層Al2O3，在第一層Al2O3上形成的第二層SiO2，在第二層SiO2上形成的第二層Al2O3，等等。ZnO膜可以包括垂直ZnO棒，而DLC是無定形的。過渡層可以改變生長取向並幫助DLC在下面的層上更好地黏附。在化學上，碳能很好地黏附在矽或SiOxCy上。過渡層140的厚度可以為約幾納米至幾微米(例如，約或大於2nm的厚度)。
在一些實施例中，如圖2D中所示，DLC膜150可以形成在UV保護層130上以形成DLC塗層200B。因而，DLC塗層200B包括基板110、阻擋層120、UV保護層130和DLC膜150。如圖所示，UV保護層130位於基板110和DLC膜150之間。DLC塗層200B可以是光學透明的和導電的。
在一些實施例中，DLC塗層100A、100B、200A和/或200B可以用作顯示器(例如，行動電話或任何其他計算設備的顯示器)上的屏幕保護器。在這樣的實施例中，基板110可以是和/或包括塑膠材料、玻璃、層壓製品等。在一些實施例中，DLC塗層100A、100B、200A和/或200B中的每一個的厚度可以在幾百納米至幾微米之間。在一些實施例中，DLC塗層100A、100B、200A和/或200B中的每一個的厚度可以在約15nm至約100nm之間。
在一些實施例中，如圖3A中所示，疏水層160可以形成在DLC塗層200B上以形成DLC塗層300A。DLC塗層300A可以包括基板110、阻擋層120、UV保護層130、DLC膜150和疏水層160。
在一些實施例中，DLC塗層300A可以省略阻擋層120。例如，如圖3B中所示，DLC塗層300B可以包括基板110、UV保護層130、DLC膜150和疏水層160。DLC塗層300A和300B的每一層和/或部件可以是光學透明的。因而，DLC塗層300A和/或300B可以是光學透明的。
如上所述，UV阻擋層135的一個或多個部分可以是導電的。例如，UV阻擋層135可以包括適當厚度的摻雜Al的ZnO的一個或多個層以連接電源(例如DC電源)。DLC塗層300A和300B中的每一個可以是導電的並且可以用於需要導電性的應用中，例如具有紫外線阻擋和除霜功能的窗戶塗層。
在一些實施例中，DLC塗層300A可以省略UV保護層130。例如，如圖3C中所示，DLC塗層300C可以包括基板110、阻擋層120、DLC膜150和疏水層160。DLC塗層300C的每一層和/或部件可以是光學透明的。因而，DLC塗層300C可以是光學透明的。
圖4是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的方法的示例400的流程圖。在一些實施例中可以執行方法400以製造圖1A-1B的DLC塗層100A和/或100B。
方法400可以在步驟410處開始，其中可以提供基板。基板可以包括例如一種或多種塑膠材料、玻璃、木材、紡織品、半導體材料(例如，矽)。基板可以是和/或包括如以上結合圖1A所述的基板110。在一些實施例中，提供基板可以包括將基板裝載到靜態機器(例如PECVD系統)、 圖8A-8B的系統800a或800b或可以用於製造DLC塗層的任何其他合適的系統中。
在步驟420處，可以在基板上形成DLC膜。DLC膜可以是光學透明的。在一些實施例中，DLC膜可以是和/或包括如上面結合圖1A-1B描述的DLC膜150。形成DLC膜可以包括形成包括不同硬度的多個DLC層的多層DLC結構，例如第一層DLC和在第一層DLC上形成的第二層DLC。第一層DLC可以比第二層DLC軟。在一些實施例中，形成DLC膜還可以包括形成第三層DLC。第三層DLC可以比第二層DLC軟。在一些實施例中，形成DLC膜還可以包括形成第四層DLC。第三層DLC可以比第四層DLC軟。
可以通過以迭代方式交替地執行沉積工藝和蝕刻工藝直到達到期望的厚度來形成每個DLC層。例如，多層DLC結構的DLC層可以通過使用任何合適的沉積技術和/或沉積技術的組合(例如等離子體輔助化學氣相沉積、離子束沉積、濺射沉積、射頻(RF)等離子體沉積、陰極電弧等)沉積初始DLC層而形成。初始DLC層可以比要形成的DLC層薄。然後可以在初始DLC層的表面上執行蝕刻工藝以產生蝕刻初始DLC層。在初始DLC層上執行蝕刻工藝可能會蝕刻弱的cc鍵並破壞氫鍵，導致光學帶隙加寬和導電激活能增加。在蝕刻工藝之後可以重複沉積工藝。例如，DLC可以沉積在蝕刻的初始DLC層上以在初始DLC層上形成後續DLC層。然後可以蝕刻後續的DLC層以產生蝕刻後續DLC層。可以如上所述交替地執行沉積工藝和蝕刻工藝直到DLC層生長到期望的厚度以獲得光學透明DLC層。DLC膜中每個DLC層的硬度可以通過調整沉積工藝和/或蝕刻工藝中的工藝條件來實現。
在一些實施例中，沉積工藝可以包括使用電感耦合等離子體(ICP)源來沉積DLC。在一些實施例中，沉積工藝可以使用射頻(RF)ICP源進行。RF發生器的功率值可以設定為約6W/cm2。在沉積工藝期間，可以將反應物流供應到基板所在的處理室。在一些實施例中，反應物流可以包括烴前體氣體，例如乙烷(C2H4)。在一些實施例中，反應物流可以是C2H4、氬(Ar)和/或氦(He)的氣體混合物。C2H4的流率可以是約25sccm。在一些實施例中，沉積速率可以為約65Å/sec。處理壓力可以是例如3.5mTorr。
可以使用在沉積工藝中使用的ICP源來執行蝕刻工藝。在蝕刻工藝期間，可以將包括CF4、CCI4、CHF3、Ar和/或H2的蝕刻氣體混合物供應到處理室。處理壓力可以在約10mTorr至約100mTorr之間。在一些實施例中，在蝕刻工藝期間可以向基板施加約50V的偏壓。蝕刻工藝可以執行合適的持續時間，例如5-60秒。蝕刻工藝的持續時間可以根據不同的透射目標進行調整。
在一些實施例中，在形成DLC膜之前，可以使用離子注入方法清潔基板以促進DLC膜和基板之間的黏附。
在一些實施例中，在形成DLC膜之前，可以使用包括Ar、O2等的氣體混合物來處理基板的表面。
在一些實施例中，在步驟430處，可以在DLC膜上形成疏水層。疏水層可以包括氟化外塗層。在一些實施例中，疏水層可以通過在DLC膜上形成包括含氟聚合物的一個或多個塗層來形成。例如，通過執行步驟410和420中描述的操作產生的DLC塗層(例如，圖1A的DCL塗層100A)可以浸入含有含氟聚合物(例如，溶解在諸如四氫呋喃的醚中的含氟聚合物)的溶液中。通過控制溶液中含氟聚合物的濃度和/或DLC塗層浸入含有 含氟聚合物的溶液中的持續時間，可以實現疏水層的期望厚度。在一些實施例中，可以省略步驟430以產生包括多層DLC結構的DCL塗層(例如，圖1A的DCL塗層100A)。
在一些實施例中，形成疏水層可以包括通過PECVD使用八氟環丁烷(C-C4F8)或任何其他合適的前體氣體沉積一個或多個含氟聚合物膜。在一些實施例中，Ar或He可以用作PECVD工藝中的性能增強氣體。在一些實施例中，功率密度可以從約0.1w/cm2至約8w/cm2。
在一些實施例中，形成疏水層可以包括通過PECVD使用包括六氟乙烷(C2F6)和H2的混合物沉積一個或多個含氟聚合物膜。
在一些實施例中，形成疏水層可以包括形成無定形含氟聚合物膜(例如，Teflon AF1600、AF2400等)。可以使用直接液體注入(DLI)輔助沉積方法、化學氣相沉積方法等形成無定形含氟聚合物膜。在一些實施例中，疏水層可以是UV固化的(例如，使用UV輻射處理)。
在一些實施例中，本文描述的DLC塗層可以使用通過機器，例如結合圖8描述的系統800A和/或800B製造。在一些實施例中，本文所述的DLC塗層可以使用包括化學氣相沉積系統(例如PECVD反應器或任何其他合適的反應器)的靜態機器，例如圖11的PECVD系統1100製造。
圖5A和5B是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的方法的示例500A和500B的流程圖。在一些實施例中可以執行方法500A以製造圖3C的DLC塗層300C。在一些實施例中可以執行方法500B以製造圖9C的DLC塗層900c。
方法500A可以在步驟510處開始，其中提供基板。基板可以是和/或包括如以上結合圖1A描述的基板110。
在步驟520處，可以在基板上形成阻擋層。阻擋層可以防止濕氣滲透通過基板並到達在基板上形成的層。阻擋層還可以改善基板上的層和基板之間的黏附。阻擋層可以是和/或包括如結合2A、2B、9A和/或9B描述的阻擋層120。
在一些實施例中，形成阻擋層可以包括形成一層或多層SiOxCy。在一些實施例中，形成阻擋層可以包括形成具有不同硬度的多層SiOxCy，例如如結合9A-9E描述的一個或多個交替的軟SiOxCy層和硬SiOxCy層。在一些實施例中，可以在第一軟SiOxCy層上形成第一硬SiOxCy層。第一硬SiOxCy層的硬度可以高於第一軟SiOxCy層的硬度。第二軟SiOxCy層可以在第一硬SiOxCy層上形成。可以形成任何合適數量的軟SiOxCy層和硬SiOxCy層以製造阻擋層。
阻擋層的質量(例如，硬度)可以通過調節源功率以解離有機矽前體和/或O2與有機矽前體的氣體比(本文也稱為“O2/前體流量比”)進行控制。例如，在PECVD工藝中使用相對較高的O2/前體流量比形成SiOxCy層可以沉積更多的SiO2並且因此可以形成相對較硬的膜。在PECVD工藝中使用相對較低的O2/前體流量比形成SiOxCy層可能導致形成含有甲基並最終具有SiOxCy的膜。在PECVD工藝中可以通過調節O2的體積和/或O2/前體流量比來控制x和y的值以及膜的硬度。例如，在PECVD工藝中使用相對較高的O2/前體流量比可以沉積具有相對較大x值和相對較小y值的SiOxCy。在PECVD工藝中使用相對較低的O2/前體流量比可以沉積具有相對較大y值和相對較小x值的SiOxCy。
在一些實施例中，形成阻擋層可以包括形成一層或多層SiO2和/或一層或多層Al2O。在一些實施例中，可以交替地形成多層SiO2和Al2O3 (例如，第一層SiO2，在第一層SiO2上形成的第一層Al2O3，在第一層Al2O3上形成的第二層SiO2，在第二層SiO2上形成第二層Al2O3，等等)。
在一些實施例中，可以利用一種或多種化學氣相沉積技術，例如等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)技術形成阻擋層。在一些實施例中，阻擋層可以使用合適的等離子體源(例如，電容耦合等離子體(CCP)源、電感耦合等離子體(ICP)源、RF ICP、空心陰極等)與包括有機矽化合物(例如，六甲基二矽氧烷(HMDSO)、八甲基環四矽氧烷(OMCTS))的前體在包括O2、Ar、He等的等離子氣體中形成。在一些實施例中，可以使用包括多頻射頻源的雙頻CCP源來形成阻擋層(例如，如結合圖10描述的系統1000)。
在一些實施例中，可以使用一種或多種合適的濺射方法形成阻擋層。例如，形成阻擋層可以包括SiO2和/或Al2O3的射頻(RF)磁控濺射以形成一層或多層SiO2和/或的一層或多層Al2O3。作為更特定的示例，SiO2可以使用RF磁控濺射方法在氧和氬的氣體混合物中以合適的處理壓力(例如2mTorr)沉積。在一些實施例中，氣體混合物還可以包括He和/或H2。在一些實施例中氧與氬的氣體體積比可以為1/9。在一些實施例中約1500W的RF功率可以用於濺射SiO2。在一些實施例中可以以低於3Å/sec的沉積速率沉積阻擋層。在一些實施例中，可以使用包括摻硼Si的濺射靶來沉積SiO2。可以使用直流(DC)電源或任何其他合適的電源來濺射靶。阻擋層可以以高於10Å/sec的沉積速率沉積。
在一些實施例中，在形成阻擋層之前，可以使用包括Ar、O2等中的一種或多種的氣體混合物來處理基板的表面。
在步驟530處，可以在阻擋層上形成DLC膜。形成DLC膜可以包括形成包括各種硬度的多個DLC層的多層DLC結構，例如圖1A-3B的 DLC膜150。在一些實施例中，可以通過執行如以上結合圖4的步驟420描述的一個或多個操作來形成DLC膜。在一些實施例中，形成DLC膜可以包括使用ICP源從包括SiH4和C2H4的氣體混合物沉積DLC。
在一些實施例中，在步驟540處，可以在DLC膜上形成疏水層。疏水層可以包括氟化外塗層。在一些實施例中，疏水層可以通過在DLC膜上形成包括含氟聚合物的一個或多個塗層來形成。在一些實施例中，疏水層可以通過執行如結合圖4的步驟430描述的一個或多個操作來形成。在一些實施例中，可以省略步驟540以產生圖2B的DLC塗層200A。
方法500B可以在步驟550處開始，其中提供基板。基板可以是和/或包括如以上結合圖1A所述的基板110。
在步驟560處，可以在基板上形成阻擋層。阻擋層可以通過執行如以上結合步驟520所述的一個或多個操作來形成。
在步驟570處，可以在阻擋層上形成疏水層。疏水層可以通過執行如以上結合步驟430所述的一個或多個操作來形成。
圖6是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的方法的示例600的流程圖。在一些實施例中可以執行方法600以製造圖3A的DLC塗層300A。
方法600可以在步驟610處開始，其中提供基板。基板可以是和/或包括如以上結合圖1A所述的基板110。
在步驟620處，可以在基板上形成阻擋層。阻擋層可以是和/或包括如結合圖2A-2D所述的阻擋層120。阻擋層可以通過執行如結合圖5的步驟520所述的一個或多個操作來形成。
在步驟630處，可以在阻擋層上形成UV保護層。UV保護層可以防止基板受到UV輻射和/或保持待形成的DLC塗層的部件的顏色特 徵。UV保護層可以是光學透明的和導電的。UV保護層可以是和/或包括以上圖2C-3D的UV保護層130。形成UV保護層可以包括如步驟631中所示形成UV阻擋層和如步驟633中所示形成過渡層。
在步驟631處，可以在阻擋層上形成UV阻擋層。形成UV阻擋層可以包括形成摻鋁的ZnO、ZnO、TiO2等的一個或多個晶體層。在一些實施例中，形成UV阻擋層可以包括形成彼此交替堆疊的多層ZnO和TiO2(例如，第一層ZnO，在第一層ZnO上形成的第一層TiO2，在第一層TiO2上形成的第二層ZnO，在第二層ZnO上形成的第二層TiO2，等等)。例如，形成UV阻擋層可以包括使用合適的RF磁控濺射方法形成ZnO的一個或多個晶體層。ZnO的晶體層可以包括沿著(002)結晶方向定向的一層或多層ZnO。作為另一示例，形成UV阻擋層可以包括使用合適的DC磁控濺射方法形成摻雜Al的ZnO的一個或多個晶體層。摻雜Al的ZnO的每個層可以是具有合適導電性的透明導電氧化物(TCO)層。
在步驟633處，可以在UV阻擋層上形成過渡層。過渡層可以包括SiO2、Al2O3等，或以上的組合。在一些實施例中，過渡層140可以包括彼此交替堆疊的SiO2和Al2O3的層。形成過渡層可以包括形成一層或多層SiO2和/或一層或多層Al2O3。在一些實施例中，多層SiO2和Al2O3可以交替地形成在彼此之上(例如，第一層SiO2，在第一層SiO2上形成的第一層Al2O3，在第一層Al2O3上形成的第二層SiO2，在第二層SiO2上形成的第二層Al2O3，等等)。SiO2和/或Al2O3的層可以使用一種或多種合適的濺射方法，例如結合圖5的步驟520描述的濺射方法形成。
在步驟640處，可以在UV保護層上形成DLC膜。例如，DLC膜可以通過執行結合圖4的步驟420描述的一個或多個操作來形成。
在步驟650處，可以在DLC膜上形成疏水層。例如，疏水膜可以通過執行結合圖4的步驟430描述的一個或多個操作來形成。
在一些實施例中，可以省略步驟650以形成圖2D的DLC塗層200B。
圖7是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的方法的示例700的流程圖。在一些實施例中可以執行方法700以製造圖3B的DLC塗層300B。
方法700可以在步驟710處開始，其中提供基板。基板可以是和/或包括如以上結合圖1A所述的基板110。
在步驟720處，可以在基板上形成UV保護層。UV保護層可以防止基板暴露於UV並保持待形成的DLC塗層的部件的顏色特徵。UV保護層可以是和/或包括以上圖2C-3D的UV保護層130。UV保護層可以通過執行結合圖6的步驟630描述的一個或多個操作來形成。例如，形成UV保護層可以包括如步驟721中所示形成UV阻擋層和如步驟723中所示形成過渡層。
在步驟730處，可以在UV保護層上形成DLC膜。例如，DLC膜可以通過執行結合圖4的步驟420描述的一個或多個操作來形成。
在步驟740處，可以在DLC膜上形成疏水層。例如，疏水膜可以通過執行結合圖4的框430描述的一個或多個操作來形成。在一些實施例中，可以省略步驟740。
為了解釋的簡單起見，本發明的方法被描繪和描述為一系列動作。然而，根據本發明的動作可以以各種順序和/或同時發生，並且與本文未呈現和描述的其他動作一起發生。此外，可能不需要所有圖示的動作 來實現根據所公開的主題的方法。另外，本領域技術人員將理解和領會，方法可以替代地通過狀態圖或事件表示為一系列相互關聯的狀態。
圖8A和8B是描繪根據本發明的一些實施例的可以用於製造DLC塗層的系統的示例800a和800b的示意圖。
如圖所示，根據本發明的一個或多個方面，系統800a可以包括傳送器805a和一個或多個處理站810、820、830、840、850和860，用於製造DLC塗層的各種部件。根據本發明的一個或多個方面，系統800b可以包括傳送器805b和一個或多個處理站810、820、830、840、850和860，用於製造DLC塗層的各種部件。
基板(例如，剛性塑膠或玻璃)可以被上載到處理站810中的傳送器810a或810b上。傳送器805a或805b可以將基板移動到處理站820、830、840、850和860中的一個或多個進行處理。處理站820、830、840、850和860中的每一個可以包括其中可以形成DLC塗層的一個或多個部分的反應器。反應器的尺寸可以根據用於形成DLC塗層的基板的尺寸來設計。傳送器805a可以適用於傳送用於製造DLC塗層的剛性基板(例如，剛性塑膠材料的基板、玻璃基板等)。傳送器805b可以包括一個或多個滑輪和/或任何其他合適的機構，用於傳送用於製造DLC塗層的軟基板(例如，軟塑膠材料的基板、薄玻璃板等)。
在處理站820中，可以在基板上形成阻擋層(例如，通過執行結合圖5的520和/或圖6的步驟620描述的一個或多個操作)。在處理站830中，可以在基板和/或阻擋層上形成UV阻擋層(例如，通過執行結合圖6的631和/或圖7的步驟721描述的一個或多個操作)。在處理站840中，可以形成過渡層(例如，通過執行結合圖6的633和/或圖7的步驟723描述的一個或多個操作)。在處理站850中，可以形成DLC膜(例如，通過執行結合 圖4的步驟420、圖5的步驟530和/或圖6的步驟640和/或圖7的步驟730描述的一個或多個操作)。在處理站860中，可以形成疏水層(例如，通過執行結合圖4的步驟430、圖6的步驟650和/或圖7的步驟740描述的一個或多個操作)。
在一些實施例中，可以省略處理站820、830、840和/或860中的一個或多個以實現本發明的各種實施例。例如，用於執行圖4的方法400的系統可以包括傳送器810a和/或810b、處理站850和處理站860。作為另一示例，用於執行圖5的方法500的系統可以包括傳送器810a和/或810b、處理站820和850。作為進一步的示例，用於執行圖6的方法600的系統可以包括傳送器810a和/或810b、處理站820、處理站830、處理站840、處理站850和處理站860。作為進一步的示例，用於執行圖6的方法600的系統可以包括傳送器810a和/或810b、處理站830、處理站840、處理站850和處理站860。
在一些實施例中，系統800a和/或800b還可以包括處理站870，DLC塗層可以從所述處理站卸載。
圖9A、9B和9C描繪了根據本發明的一些實施例的示例性DLC塗層。圖9D和9E描繪了根據本發明的一些實施例的阻擋層的示例。
如圖9A中所示，DLC塗層900a可以包括基板110、阻擋層120、DLC膜150和疏水層160。阻擋層120可以包括交替形成的具有不同硬度的多層SiOxCy，例如軟SiOxCy層121a、...、121z和硬SiOxCy層123a、...、123z。更特別地，例如，可以在第一軟SiOxCy層121a上形成第一硬SiOxCy層123a。軟SiOxCy層可以比硬SiOxCy層123a軟。第二軟SiOxCy層(例如，SiOxCy層121z)可以形成在第一硬SiOxCy層123a上。第二軟SiOxCy層可以比第一硬SiOxCy層123a軟。第一軟SiOxCy層和第二軟SiOxCy層可以具有或不具有相同 的硬度。在一些實施例中，第一SiOxCy層和第二SiOxCy層具有相同的硬度。第二硬SiOxCy層(例如，SiOxCy層123z)可以形成在第二軟SiOxCy層上。第二硬SiOxCy層的硬度可以高於第二軟SiOxCy層的硬度。
在一些實施例中，軟SiOxCy層121a-n的厚度可以為約20nm-200nm。在一些實施例中，硬SiOxCy層123a-n的厚度可以為約100nm-5000nm。在一些實施例中，DLC膜150的厚度在約15nm至約100nm之間。
彼此交替堆疊的軟SiOxCy層和硬SiOxCy層可以增強DLC膜和DLC塗層的其他部件和基板之間的黏附。殘餘應力可以使基板(例如塑膠片)向其未塗覆側彎曲。SiOxCy層可以增強基板的機械強度並且可以支撐DLC膜和/或DLC塗層的其他部件。
DLC膜150可以形成在阻擋層120上。疏水層160可以形成在DLC膜150上。在一些實施例中，包裝紙板(未示出)可以將DLC塗層夾在中間。
在一些實施例中，可以省略疏水層160。例如，如圖9B中所示，DLC塗層900b可以包括基板110、阻擋層120和DLC膜150。
在一些實施例中，疏水層160可以直接形成在阻擋層120上。例如，如圖9C中所示，DLC塗層900c可以包括基板110、阻擋層120和疏水層160。
在一些實施例中，阻擋層120還可以包括位於多個層121a-z和/或123a-z之間的一個或多個塑膠片。例如，如圖9D中所示，阻擋層900d可以包括位於硬SiOxCy層121z和軟SiOxCy層123b之間的塑膠片125。在一個實現方式中，塑膠片125與軟SiOxCy層123b直接接觸。在另一實現方式中，塑膠片125不與軟SiOxCy層123b直接接觸。例如，用於實現阻擋層120的功能的SiOxCy和/或任何其他合適材料的一個或多個層可以位於塑膠片125和 SiOxCy層123b之間。如圖9E中所示，在一些實施例中塑膠片125可以位於基板110和阻擋層120之間。DLC膜500和/或疏水層160可以形成在圖9D-9E中所示的阻擋層上。
圖10是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的雙頻電容耦合等離子體(CCP)系統的示例1000的示意圖。系統1000可以包括第一電源1001和第二電源1003。第一電源1001可以向第一電極1011(例如上電極)提供第一頻率的第一功率以控制等離子體密度和沉積速率。第二電源1003可以向保持晶片的第二電極1013(例如，底部電極)提供第二頻率的第二功率以控制離子轟擊能量/緻密化和薄膜硬度。第一頻率可以高於第二頻率。作為示例，第一頻率可以是幾十MHz(例如，約或高於13.56MHz的頻率)。第二頻率可以是幾百KHz至幾MHz(例如，約100KHz至2MHz之間的頻率)。第一頻率和第二頻率之間的差可以實現無干擾和獨立的能量控制。
圖11是示出根據本發明的一些實施例的用於製造DLC塗層的等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)系統的示例1100的示意圖。如本文所述，系統1100可以用於沉積DLC塗層的一個或多個部分。
如圖所示，系統1100可以包括反應器1101、等離子體源1103、電極1105a和1105b、泵1107、一個或多個輸入端口1109和/或任何其他合適的部件。
等離子體源1103可以包括ICP源、空心陰極源等。等離子體源1103可以由可以保護等離子體源的護罩覆蓋。等離子氣體可以在平行電極1105a和1105b之間放電。等離子氣體可以包括例如Ar、O2、He等中的一種或多種的氣體混合物以形成DLC塗層的一個或多個部件。合適的前體可以用於在基板110上形成一個或多個DLC塗層，如本文所述。例如，包括 HMDSO、OMCTS、C2H4、C-C4F8、O2等中的一種或多種的前體混合物可以用於形成阻擋層，如本文所述。等離子氣體和/或前體可以通過一個或多個輸入端口1109提供給反應器1101。在DLC塗層的製造期間產生的反應副產物可以由泵1107泵出。
術語“大約”、“約”和“大致”可以用於表示在一些實施例中在目標尺寸的±20%內，在一些實施例中在目標尺寸的±10%內，在一些實施例中在目標尺寸的±5%內，以及在一些實施例中在±2%內。術語“大約”和“約”可以包括目標尺寸。數字範圍包括定義範圍的數字。
在前面的描述中，闡述了許多細節。然而，顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實施本發明。在一些情況下，眾所周知的結構和設備以步驟圖形式而不是詳細示出，以避免混淆本發明。
如本文所用，術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等表示作為區分不同要素的標簽，並且根據它們的數字指定可能不一定具有順序含義。
詞語“示例”或“示例性”在本文中用於表示用作示例、實例或說明。本文中描述為“示例”或“示例性”的任何方面或設計不一定被解釋為優於或勝過其他方面或設計。而是，使用詞語“示例”或“示例性”旨在以具體方式呈現概念。如本發明中所用，術語“或”旨在表示包含的“或”而不是排他的“或”。即，除非另有說明，或從上下文中清楚，“X包括A或B”旨在表示任何自然包含性排列。也就是說，如果X包括A；X包括B；或X包括A和B，則在上述任何一種情況下都滿足“X包括A或B”。此外，除非另有說明或從上下文中清楚地指向單數形式，否則本發明和所附申請專利範圍中使用的冠詞“一”和“一個”通常應被解釋為表示“一個或多個”。貫穿本說明書對“實現方式”或“一個實現方式”的引用意味著結合該實現方式描述的特定 特徵、結構或特性包括在至少一個實現方式中。因此，貫穿本說明書在各處出現的短語“實現方式”或“一個實現方式”不一定都指代相同的實現方式。
如本文所用，當元件或層被稱為在另一元件或層“上”時，該元件或層可以直接在另一元件或層上，或者可以存在中間元件或層。相反，當一個元件或層被稱為“直接在”另一元件或層上時，不存在中間元件或層。
儘管在閱讀了前述描述之後本發明的許多改變和修改對於本領域普通技術人員來說無疑將變得顯而易見，但是應當理解，通過說明的方式示出和描述的任何特定實施例決不應當被認為是限制性的。因此，對各種實施例的細節的引用並非旨在限制申請專利範圍的範圍，申請專利範圍本身僅陳述被視為公開的那些特徵。

Claims (15)

  1. 一種類金剛石碳塗層，包括：基板；以及在所述基板上形成的類金剛石碳膜，其中所述類金剛石碳膜包括多層類金剛石碳材料，其中所述多層類金剛石碳材料包括第一層類金剛石碳和第二層類金剛石碳，其中所述第一層類金剛石碳比所述第二層類金剛石碳軟，並且其中所述類金剛石碳塗層是光學透明的；在所述基板上形成的阻擋層，其中所述阻擋層位於所述基板和所述類金剛石碳膜之間，並且所述阻擋層包括第一層SiOxCy和第二層SiOxCy，其中所述第一層SiOxCy比所述第二層SiOxCy軟。
  2. 如請求項1所述的類金剛石碳塗層，其中所述阻擋層是光學透明的。
  3. 如請求項1所述的類金剛石碳塗層，還包括：在所述阻擋層上方形成的紫外線(UV)保護層，其中所述UV保護層是導電的，並且其中所述UV保護層位於所述基板和所述類金剛石碳膜之間。
  4. 如請求項3所述的類金剛石碳塗層，其中所述UV保護層位於所述阻擋層和所述類金剛石碳膜之間。
  5. 如請求項3所述的類金剛石碳塗層，其中所述UV保護層包括ZnO、摻雜Al的ZnO或TiO2中的至少一種的晶體層。
  6. 如請求項5所述的類金剛石碳塗層，其中所述UV保護層更包括位於所述晶體層和所述類金剛石碳膜之間的過渡層。
  7. 如請求項1所述的類金剛石碳塗層，其中所述類金剛石碳塗層的厚度大於1微米。
  8. 如請求項1所述的類金剛石碳塗層，還包括： 在所述類金剛石碳膜上形成的疏水層。
  9. 一種用於製造類金剛石碳塗層的方法，包括：在所述基板上形成阻擋層，所述阻擋層包括第一層SiOxCy和第二層SiOxCy，所述第一層SiOxCy比所述第二層SiOxCy軟；在所述阻擋層上形成類金剛石碳膜，包括：形成多層類金剛石碳材料，包括沉積DLC的初始層；蝕刻所述DLC的初始層以產生DLC的蝕刻初始層；以及在所述DLC的蝕刻初始層上沉積DLC的後續層；其中所述多層類金剛石碳材料包括第一層類金剛石碳材料和第二層類金剛石碳材料，所述第一層類金剛石碳材料比所述第二層類金剛石碳材料軟，並且所述類金剛石碳塗層是光學透明的。
  10. 如請求項9所述的方法，還包括：在所述阻擋層上方形成紫外線(UV)保護層，其中所述UV保護層是導電的。
  11. 如請求項10所述的方法，其中在所述阻擋層和所述類金剛石碳膜之間形成所述UV保護層。
  12. 如請求項10所述的方法，其中形成所述UV保護層包括形成ZnO、摻雜Al的ZnO或TiO2中的至少一種的晶體層。
  13. 如請求項12所述的方法，其中形成所述UV保護層更包括形成位於所述晶體層上的過渡層。
  14. 如請求項9所述的方法，其中所述類金剛石碳塗層生長到大於100nm的厚度。
  15. 如請求項9所述的方法，還包括：形成在所述類金剛石碳膜上形成的疏水層。
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