触摸屏中金属桥及ITO图形消影的控制与机理研究

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ITO传感器(ITO Sensor),目前广泛应用于各类的电容式触摸屏中。通过刻蚀玻璃基板上的ITO形成ITO电极阵列,再镀金属膜,接着刻蚀金属膜在行电极与列电极交叉处形成金属桥,这便是ITO传感器的一般制作方法。由于金属桥的反射率远高于周围ITO膜和玻璃基板的,使得肉眼能观察到触控玻璃表面有金属桥影。同时触控玻璃表面有ITO的区域与无ITO的区域反射率相差较大,视觉反差明显,肉眼可观察到ITO电极影。针对目前ITO触控玻璃存在金属桥影和ITO电极影的问题,本文通过改进磁控溅射工艺条件以及镀制光学薄膜的途径,来解决这两个具有实际应用价值的问题。主要工作内容及结论如下:  (1)金属桥的主要成分是铝膜,通过改进镀铝膜的工艺条件,适当增大铝膜表面粗糙度,以降低金属桥的反射率。  (2)经实验探索出合适的直流磁控溅射条件:溅射功率400W,溅射气压4mT,基板温度130℃,此时铝膜表面粗糙度是19.2nm。实测工艺改进前后金属桥反射率从65.5%减小到54.8%,金属桥影得到有效削弱。  (3)在玻璃基板与ITO膜层之间镀一种双层结构消影膜(invisible film或index match film),这种消影膜由一层Nb2O5和一层SiO2组成。所用玻璃基板厚度0.7mm,计算出Nb2O5、SiO2、ITO膜层的厚度分别为7nm、58nm、21nm时,在可见光范围可使触控玻璃ITO区域与无ITO区域反射率差值ΔR小于1.0%,满足消影要求。  (4)制备镀出有双层结构消影膜的ITO触控玻璃样品,测出其在可见光范围的反射率、透过率。结果表明镀有消影膜的ITO触控玻璃能使ΔR基本都控制在1.0%以下,消影效果良好,同时使透过率变得比较均匀。  (5)在双层消影膜的基础上设计四层结构的消影膜。镀有四层消影膜的ITO触控玻璃结构为Glass|Nb2O5|SiO2|Nb2O5|SiO2|ITO。计算出最优的各层厚度为0.7mm|5nm|54nm|10nm|41nm|15nm。理论上可以使可见光范围内ΔR都严格的控制在0.5%以内,消影效果要优于双层的消影膜。  (6)制备出镀有四层消影膜的ITO触控玻璃样品,对其进行反射率、透过率的测量,结果表明镀有四层消影膜的ITO触控玻璃在可见光内ΔR都很好的控制在0.5%以内,且透过率曲线变得非常均匀。对比样品表明实际消影效果非常好,有效提高触摸屏显示效果。
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