金刚石基抗划伤复合基板及其制备方法与流程

1.本发明应用于防护涂层技术领域，特别适用于手机和平板电脑。


背景技术：

2.随着移动通信和移动办公的发展，智能手机、平板电脑的使用越来越普及，而它们在使用中的一个主要问题是显示面板易被划伤，继而碎裂。金刚石由于其超高的硬度，把金刚石应用于显示面板将是最好的抗划伤涂层。
3.然而，现有的金刚石涂层制备技术在这一应用中还存在困难。目前，为了促进金刚石的形核和生长，通常采用对基底粗糙化预处理或应用过渡层结构，但这两种方法都不可避免地会极大降低面板的透光率，从而失去实用价值。而如果直接在显示面板上沉积金刚石，由于面板的主要材料是玻璃和石英，金刚石在它们的表面上形核密度很低，无法形成有效防护。
4.因此要应用金刚石涂层增强显示面板的抗划伤能力，同时保持面板的高透光性，必须要有新的技术路线，以突破目前的技术瓶颈。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供了一种金刚石基抗划伤复合基板，其结构包括：依次堆叠的基板，籽层和碳层，其中，在所述基板上形成多个凹部，用以沉积籽层。
6.优选地，所述籽层的厚度为2-15nm。
7.优选地，所述凹部的宽度为30-2000nm。
8.优选地，相邻所述凹部的间距为30-2000nm。
9.优选地，所述籽层的材料包括si，ti，mo，ta中的一种或者几种组合。
10.优选地，所述碳层为含有金刚石结构的涂层。
11.本发明还提供了一种上述任一项所述复合基板的制备方法，包含以下步骤：
12.提供一基板，所述基板为耐高温材料；
13.通过图形化工艺，在所述基板上形成多个凹部；
14.在所述基板和凹部上沉积籽层；
15.在所述籽层上沉积碳层。
16.可选地，所述碳层的沉积工艺包括：
17.提供第一反应气体，第二反应气体和第三反应气体，所述第一反应气体如甲烷，丙酮和乙烯的一种或几种组合，所述第二反应气体为氢气、氧气，或氢气，所述第三反应气体为惰性气体，包括氦气、氖气、氩气和氪气中的一种或者几种组合。
18.可选地，所述第一反应气体和第二反应气体的流量百分比为1:100-1:10。
19.可选地，沉积所述碳层的反应温度为600℃-1200℃，工作气压1kpa-20kpa，工作脉冲偏压为0-600v。本发明提出的复合基板具有抗划伤、透光性好的特点，复合基板的制备方法可操作性和重复性好，与基板结合力强，适用于手机前盖板等。
附图说明
20.图1为现有技术粗糙化表面的结构示意图；
21.图2为本发明提出的采用方形凹部的复合基板结构示意图；
22.图3为本发明提出的采用锥形凹部的复合基板结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
24.本实施例提供的方形凹部复合基板，结构如图2所示，包括基板1a，籽层101和碳层110，其中，在所述基板上形成多个凹部100。其中，所述籽层101位于所述基板1a上，所述籽层101部分的位于所述复合基板的中部，所述籽层101的上表面位于与基板1a上表面齐平或者略高，该籽层有利于金刚石形核，从而促进金刚石膜的生长，而且籽层有利于提高膜层与基板的结合力。
25.通过调节籽层结构可以调节复合基板的透过率，具体地，通过调节图2中所述凹部100的宽度和相邻所述凹部100的间距来调节透过率。所述凹部100不限于实例中结构，可以为锥形，方形，梯形等结构。所述凹部所占的面积越大，则透过率越低，但有助于提供碳层与基板的结合力。优选的，多个所述凹部与所述基板的面积比例为20％-80％。
26.如图2所示，所述籽层101的厚度是与所述凹部100平齐的所述籽层101在垂直方向上的长度，所述籽层101的厚度范围为2-15nm。低于2nm则碳层不易成膜，高于15nm则影响透过率。优选的，所述籽层的厚度为3-10nm。
27.所述凹部100的宽度为30-2000nm。优选的，所述凹部100的宽度为500-2000nm。如果所述凹部100的宽度大于2000nm，则透过率降低。如果所述凹部100的宽度小于30nm，制造难度大，工艺成本增加。
28.相邻所述凹部100的间距为30-2000nm，优选100-1000nm。
29.图3为本发明提出的采用锥形凹部的复合基板结构示意图，所述凹部的剖面图为锥形结构，通过调节斜面201和垂直面202的长度及夹角a，可以有效控制复合基板的透过率。与斜面201和垂直面202平齐的籽层厚度范围为2-15nm，夹角a的范围为20-150
°
，优选40-100
°
。锥形间距低于2000nm。锥形结构把内部籽层移到上表面，增加籽层上表面积，有利于沉积金刚石膜。整个籽层厚度没有增加，膜层光吸收不变，即透过率不变。
30.所述籽层101的材料包括si，ti，mo，ta中的一种或者几种的组合。
31.所述碳层110位于所述籽层101上，或者部分位于基板1a上。
32.所述碳层110为含有金刚石结构的涂层，具体的，所述碳层110可以是金刚石膜或类金刚石膜。本发明提供的复合基板的制备方法包含以下步骤：
33.提供一基板，所述基板为耐高温材料，所述基板包含但不限于石英玻璃；
34.通过图形化工艺，在所述基板上形成多个凹部；
35.在所述基板和凹部上沉积籽层；
36.在所述籽层上沉积碳层。
37.可选地，所述碳层的沉积工艺包括：
38.提供第一反应气体，第二反应气体和第三反应气体，所述第一反应气体如甲烷，丙酮和乙烯的一种或几种组合，所述第二反应气体为氢气、氧气，或氢气，所述第三反应气体为惰性气体，包括氦气、氖气、氩气和氪气中的一种或者几种组合。
39.可选地，所述第一反应气体和第二反应气体的流量百分比为1:10-1:100。
40.可选地，沉积所述碳层的反应温度为600℃-1200℃，工作气压1kpa-20kpa，工作脉冲偏压为0-600v。
41.具体制备实施例
42.第一步，基板清洗，依次采用酸，碱，丙酮，酒精，去离子水，获得清洁表面；
43.第二步，图形化处理，采用模板，曝光，显影，刻蚀获得具有多个凹部的基板表面。
44.第三步，制备籽层，首先采用ar等离子体清洗基片表面，采用真空镀膜方式沉积的硅层。
45.第四步，采用热丝化学气相沉积法制备碳层，首先向真空反应腔室通入氢气，甲烷和氩气，流量分别是300sccm，10sccm，和100sccm，调节工作气压为5kpa，然后缓慢加载热丝电流，当基板温度为800℃时，停止加载热丝电流，加载基板偏压200v，沉积20min，卸载基板偏压，缓慢卸载灯丝电流，关闭灯丝电流，关闭反应气体，待真空腔室冷却至室温后，取出产品。
46.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。