具有頂層透明導電保護膜結構的鍍膜玻璃制造技術

具有頂層透明導電保護膜結構的鍍膜玻璃,頂層保護膜(1)采用靶材弧光穩定濺射，濺射過程電壓波動小于1V，濺鍍速率為(0.5～1.0)nm*m/min；鍍制的膜層作為防護膜，具有良好的耐磨性,有效防止了鍍膜玻璃在后續加工過程中的劃傷報廢。同時，鍍制的膜層具有良好的耐候性，玻璃鍍膜后不需貼膜保護，在空氣中暴露30天，不發生膜層的氧化。所述靶材鍍制的膜層和相鄰膜層之間有良好的結合力，Low-E鍍膜玻璃鋼化后不脫膜，無劃痕，提高玻璃鍍膜層的耐磨性和抗劃傷性能，顯著降低鍍膜玻璃在深加工過程中的報廢率。增強鍍膜玻璃的耐候性，鍍膜玻璃通過了600小時的鹽霧測試，經過高溫鋼化處理不被氧化，保證了鍍膜玻璃的裝飾性能和光學性能的穩定。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及IPC分類HOlB介電材料的選擇或者C23C對金屬材料的鍍覆結構改進技術，尤其是具有頂層透明導電保護膜結構的鍍膜玻璃。
技術介紹
應用靶材進行濺射鍍膜領域的有:低輻射(Low-E)玻璃、減反射(AR)玻璃和透明導電(TCO)玻璃。低福射玻璃也稱Low-E玻璃，Low-E是英文Low-Emissivity的簡稱。該鍍膜玻璃主要應用在建筑用門窗、幕墻玻璃和汽車擋風玻璃上，既保持了良好的可見光透過率，又能有效降低紅外線的熱輻射，起到美觀、環保和節能的效果。真空磁控濺射方法生產的離線Low-E鍍膜玻璃，可以通過不同的膜層設計得到多種光熱性能適應不同氣候不同地區的需求。市場批量生產的，一般以金屬Ag為功能層，可以是單層Ag膜、雙層Ag膜和多層Ag膜，并在Ag層兩側設計阻擋層和介質層，阻擋層防止玻璃中Na+的滲出和Ag的氧化，介質層增強結合力，調整顏色和透過率，頂層通常以SnO2S SiNx作為保護層。玻璃鍍膜后，通常需要進行切割、磨邊、鋼化、合成中的幾種再加工工序。Low-E玻璃的鋼化要在鋼化爐內加熱到600?650°C，通過自身的形變消除內應力，出爐后用多頭噴咀向鍍膜玻璃吹高壓冷空氣冷卻至室溫。經歷溫度變化，膜層容易發生氧化和脫落，使鍍膜玻璃的顏色和光學性能發生改變而報廢。減反射(Ant1-Reflect1n)玻璃是在超白浮法玻璃上制備不同光學材料的膜層，利用光的干涉相消原理使鍍膜玻璃的光透過率達到95%以上，反射率低于4%，主要用于顯示器件保護屏如LCD電視、PDP電視、電腦顯示屏、高檔儀表面板、觸摸屏、相框玻璃等提高透射率降低反射率的電子產品。透明導電玻璃又稱TCO玻璃，TCO是英文Transparent Conductive Oxide的縮寫，高透過率(Tavg > 80% )和高的導電性(R < 10 3Ω.cm)是TCO玻璃的性能特點，它廣泛應用于薄膜太陽能、顯示器和觸摸屏等領域。主要離線鍍膜工藝是在超白浮法玻璃上鍍制ITO、AZO膜層，ITO的透明導電性好，硬度高，但材料昂貴，成本高；ΑΖ0成本低、透明導電性好、易于實現摻雜引起業內越來越多的關注。透明導電膜(TCO)玻璃不僅具有導電性，同時具有透光性，具有廣泛的應用前景。目前透明導電膜玻璃所覆薄膜分為三種薄膜:ZnO基TCO薄膜、多元TCO薄膜、高迀移率TCO薄膜。I)、ZnO基TCO薄膜:ZnO的光學禁帶寬度約為3.2eV，對可見光的透明性很好，Zn的蘊藏豐富，無毒，價格便宜，比ITO更容易蝕刻。因此，近十幾年來，ZnO已成為TCO薄膜的熱門研究材料，被期待成為平板顯示器中ITO薄膜的替代材料。2)、多元TCO薄膜:開發適合特殊用途的TCO薄膜，將各種TCO材料進行組合，制備出一些具有新特點的TCO薄膜。由TCO材料組合構成的多元TCO薄膜，可以通過改變組分而調整薄膜的電學、光學、化學和物理性質，從而獲得單一 TCO材料所不具備的性能，滿足某些特殊場合的需要。3)、高迀移率TCO薄膜:在吸收不是非常嚴重的情況下，TCO薄膜對可見光的吸收是隨著自由載流子濃度的增大而增大，但隨著載流子迀移率的增大而減小，TCO薄膜的透明區域波長上限主要由載流子濃度確定，隨著它的增大而減小，故采用提高載流子迀移率的方法來降低TCO薄膜的電阻率不必犧牲其光學性能。對于電子器件或導線，載流子迀移率是確定其響應速度和功耗的主要因素之一。低輻射玻璃、減反射玻璃和TCO玻璃在鍍膜玻璃的邊部處理如切割和磨邊過程中，鍍膜面很容易在在加工過程中發生刮傷、劃傷，導致成品率大幅下降。據一些生產廠家統計因為玻璃膜面劃傷而造成的廢品率超過3%，每月報廢幾千平方米的鍍膜玻璃。由于現有濺射鍍膜玻璃大多耐候性較差，在空氣中放置膜層就會發生氧化或脫膜造成報廢，因此需要在鍍膜后立即做貼膜保護，進入下一工序前除膜，并需要在7天內合成中空。考慮裝卸、運輸和加工時間，給異地深加工造成困難。經對現有技術文獻的檢索發現，Kevin P.Musselman等人在《AdvancedMaterials》(《先進材料》)第20卷(2008年)4470-5頁報道了通過磁控濺射在透明導電玻璃ITO上沉積一薄層鈦、鎢和較厚(500nm)的鋁層，然后通過恒壓陽極氧化制備有序多孔氧化鋁薄膜-1TO玻璃復合基底的方法。然而，這種方法對濺射條件要求苛刻，在濺射過程中難免產生應力，且鋁膜的厚度不能達到微米級，否則會因內應力過大而在陽極氧化過程中鋁膜出現破裂，限制了其進一步應用。中國專利申請201010230837.7公開一種導電材料
的有序多孔氧化鋁薄膜及其透明導電玻璃復合基底的制備方法，通過磁控濺射法在透明導電玻璃上分別沉積鈦層、鎢層和鋁層，然后對濺射得到的鋁層進行退火熱處理和陽極氧化處理，得到多孔陽極氧化鋁膜，最后對多孔陽極氧化鋁膜進行擴孔與氧化阻擋層的去除，制備得到有序多孔氧化鋁薄膜。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供具有頂層透明導電保護膜結構的鍍膜玻璃，應用玻璃鍍膜，增強鍍膜玻璃表面的耐磨性和耐候性。包括:1.提高玻璃鍍膜層的耐磨性和抗劃傷性能，降低鍍膜玻璃加工過程中的報廢率。2.增強鍍膜玻璃的耐候性，在空氣中存放不氧化，鋼化過程不氧化，不脫膜，保證鍍膜玻璃的裝飾性和光學性能的穩定。本專利技術的目的將通過以下技術措施來實現:包括頂層保護膜和玻璃基板，在玻璃基板上的中間層膜結構的上側有頂層保護膜，該頂層保護膜透過率Tavg多90%，導電性R < 10 3Ω.cm,厚度(10?30) nm，折射率η = 2.0?2.3，消光系數k?0，顯微硬度HV = 1000?1800，采用靶材弧光穩定濺射鍍膜，濺射過程電壓波動不超過IV，濺鍍速率為(0.5?1.0)nm*m/min ;形成頂層保護膜所利用靶材，主要成分是鋯基材料，靶材密度>90%，表面電阻< 2000歐姆。尤其是，在頂層保護膜和玻璃基板中間有一層Ag膜，而且在Ag膜內外側分別有介質層和阻擋層，即在頂層保護膜下依次為第一介質層、第一阻擋層、Ag膜、第二阻擋層、第二介質層和玻璃基板。尤其是，介質層為SiNX/Ti0X/Sn02增強結合力功能的材料，包含但不限于該材料；阻擋層為NiCrOx/AZO阻擋玻璃中Na+迀移和Ag層氧化的材料，包含但不限于該材料。尤其是，在頂層保護膜和玻璃基板中間有二層及二層以上Ag膜，而且在每層Ag膜外側分別有介質層和阻擋層，即雙Ag膜系的結構為:在頂層保護膜下依次為第一介質層、第一阻擋層、第一 Ag膜、第二介質層、第二阻擋層、第二 Ag膜、第三阻擋層、第三介質層和玻璃基板。尤其是，在頂層保護膜和玻璃基板中間有一層TCO層和一層介質層，即在頂層保護膜下依次為TCO層、介質層和玻璃基板。尤其是，在頂層保護膜和玻璃基板中間有至少二層低折射率膜層和高折射率膜層，即在頂層保護膜下依次為第一低折射率膜層和第一高折射率膜層，直至第η低折射率膜層和第η高折射率膜層，以及玻璃基板，其中η > I。本專利技術的優點和效果:采用靶材弧光穩定濺射，濺射過程電壓波動小于IV ;濺鍍速率為(0.5?1.0)nm*m/min ;鍍制的膜層作為防護膜，具有良好的耐磨性，有效防止了鍍膜玻璃在后續加工過程中的劃傷報廢。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具有頂層透明導電保護膜結構的鍍膜玻璃,包括頂層保護膜(1)和玻璃基板(5)；其特征在于，在玻璃基板(5)上的中間層膜結構的上側有頂層保護膜(1)，該頂層保護膜透過率Tavg≥90％，導電性R＜10?3Ω·cm，厚度(10～30)nm，折射率n＝2.0～2.3，消光系數k≈0，顯微硬度HV＝1000～1800，采用靶材磁控濺射形成薄膜，濺射過程穩定，電壓波動不超過1V，濺鍍速率為(0.5～1.0)nm*m/min；形成頂層保護膜(1)所利用的靶材，主要成分是鋯基材料，靶材密度＞90％，表面電阻＜2000歐姆。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：溫艷玲，黃小軍，諸斌，莊志杰，
申請(專利權)人：基邁克材料科技蘇州有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32