CN103770402A - 透明导电玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种透明导电玻璃及其制备方法。该透明导电玻璃，包括导电玻璃基板及形成于所述导电玻璃基板表面的透明膜；其中，所述透明膜的表面形成有多个凹槽；所述透明膜的材料为光学树脂。上述透明导电玻璃，在导电玻璃基板的表面形成有透明膜，透明膜的表面形成有多个凹槽，能够增加导电玻璃基板的粗糙度，降低光线入射到导电玻璃基板时的全反射率，增大光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
Description
技术领域
本发明涉及场发射器件领域，特别是涉及一种透明导电玻璃及其制备方法。
背景技术
场发射器件是一种新兴光源，通过在真空环境下，阴极板上的电子发射体发射的电子受阳极板上的正电压吸引后被加速，轰击到阳极板的荧光粉上而发光的。场发射光源能实现均匀的、薄型的、面光源式的发光，已经广泛应用于显示器、照明设备和微波元件中，具有巨大的应用潜力。
阳极板是场发射器件的重要组成部分，至上而下依次包括了导电玻璃基板、荧光粉层、介质层、反光层等。电子轰击荧光粉层发光，光线从导电玻璃基板透射出光。一般情况下，当光入射在给定的材料的光学元件的表面时，所产生的反射光与透射光能量确定，在不考虑吸收、散射等其他因素时，反射光与透射光的总能量等于入射光的能量。光线传播到透明导电玻璃基板下表面时，若入射角大于全反射角，就会发生全发射，导致反射光的能量增大，透射光能量的降低。传统的光滑导电玻璃基板，在导电玻璃基板的表面全反射率高，导致光线的透过率较低，同时阳极板整体的出光效率也不高。
发明内容
基于此，有必要提供一种全反射率较低、透过率较高的透明导电玻璃及其制备方法。
一种透明导电玻璃，包括导电玻璃基板及形成于所述导电玻璃基板表面的透明膜；
其中，所述透明膜的表面形成有多个凹槽；
所述透明膜的材料为光学树脂。
在其中一个实施例中，所述透明膜的厚度为200nm~500nm；所述凹槽的深度为30nm~200nm。
在其中一个实施例中，所述光学树脂为聚甲基丙烯酸甲酯及聚碳酸酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述凹槽为V型凹槽、U型凹槽或坑洞。
一种透明导电玻璃的制备方法，包括以下步骤：
将光学树脂溶于有机溶剂中形成光学树脂浆料，其中所述光学树脂与所述有机溶剂的质量比为4:1；
将所述光学树脂浆料涂覆于导电玻璃基板的表面，形成浆料膜；
将具有所述浆料膜的所述导电玻璃基板进行加热，以除去所述浆料膜中的所述有机溶剂，形成透明膜；及
在所述透明膜的表面形成多个凹槽。
在其中一个实施例中，所述光学树脂为聚甲基丙烯酸甲酯及聚碳酸酯中的至少一种，其中，所述聚甲基丙烯酸甲酯溶于有机溶剂丙酮或冰醋酸中，所述聚碳酸酯溶于有机溶剂乙醇或丙酮中。
在其中一个实施例中，采用旋涂法或丝网印刷法，在所述导电玻璃基板的表面形成所述浆料膜；采用压印法及湿法腐蚀法中的至少一种，在所述透明膜的表面形成所述多个凹槽。
在其中一个实施例中，采用旋涂法在所述导电玻璃基板的表面形成所述浆料膜的步骤包括：将所述导电玻璃基板放置于涂胶机中，所述涂胶机的转速为40rpm~60rpm，在所述导电玻璃基板表面中心以1~2滴/秒的速率滴入所述光学树脂浆料4min~5min，后以80rpm～100rpm的速度加速旋转15s~20s，在所述导电玻璃基板的表面形成所述浆料膜。
在其中一个实施例中，加热除去所述浆料膜中的有机溶剂形成所述透明膜的步骤包括：将具有所述浆料膜的所述导电玻璃基板置于低温炉中，以5℃/h~10℃/h的速率将所述低温炉升温至50℃~80℃，保温时间为30min~90min，形成的所述透明膜的厚度为200nm~500nm。
在其中一个实施例中，采用压印法在所述透明膜的表面形成所述多个凹槽的步骤包括：将含有所述透明膜的所述导电玻璃基板置于真空炉中，以0.5℃/min的速率将所述真空炉升温至85℃~150℃，用表面形成有与所述多个凹槽的形状相对应的凸起的滚轮以0.8rpm~3rpm的转速、4牛顿~5牛顿的压力滚压所述透明膜，在所述透明膜的表面形成所述多个凹槽。
上述透明导电玻璃，在导电玻璃基板的表面形成有透明膜，透明膜的表面形成有多个凹槽，能够增加导电玻璃基板的粗糙度，降低光线入射到导电玻璃基板时的全反射率，增大光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
附图说明
图1为一实施方式的透明导电玻璃的结构图
图2为一实施方式的透明导电玻璃的制备方法的流程图；
图3至图4为一实施方式的透明导电玻璃的制备过程示意图；
图5为实施例2的透明导电玻璃的结构图；
图6为实施例3的透明导电玻璃的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1，一实施方式的透明导电玻璃100，包括导电玻璃基板110及形成于导电玻璃基板110表面的透明膜120；
其中，透明膜120的表面形成有多个凹槽122；
透明膜120的材料为光学树脂。
透明膜120的厚度为200nm~500nm。光学树脂可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚碳酸酯(PC)中的至少一种。
凹槽122的深度为30nm~200nm。凹槽122可以为V型凹槽、U型凹槽或坑洞。本实施方式中的凹槽122为V型凹槽。透明膜的表面形成有多个凹槽，能够减少光线在导电玻璃基板表面的全反射率，增大光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
导电玻璃基板110的厚度为1mm~3mm。
上述透明导电玻璃，在导电玻璃基板的表面形成有透明膜，透明膜的表面形成有多个凹槽，能够增加导电玻璃基板的粗糙度，降低光线入射到导电玻璃基板时的全反射率，增大光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
请参阅图2~4，一实施方式的透明导电玻璃的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10、将光学树脂溶于有机溶剂中形成光学树脂浆料，其中光学树脂与有机溶剂的质量比为4:1。
光学树脂可以为PMMA及PC中的至少一种。有机溶剂可以为丙酮、冰醋酸、乙醇、乙醚中的至少一种。其中，PMMA可以溶于有机溶剂丙酮或冰醋酸中，PC可以溶于有机溶剂乙醇或丙酮中。将光学树脂溶于有机溶剂中形成浆料，利于后续将光学树脂形成均匀的透明膜。
步骤S20、将光学树脂浆料涂覆于导电玻璃基板110的表面，形成浆料膜。
导电玻璃基板110表面在形成浆料膜之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板110依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗5min~30min。
采用旋涂法或丝网印刷法，在导电玻璃基板110的表面形成浆料膜。
采用旋涂法在导电玻璃基板110的表面形成浆料膜的步骤包括：将导电玻璃基板110放置于涂胶机中，涂胶机的转速为40rpm~60rpm，在导电玻璃基板110表面中心以1~2滴/秒的速率滴入光学树脂浆料4min~5min，后以80rpm~100rpm的速度加速旋转15s~20s，在导电玻璃基板110的表面形成浆料膜。
步骤S30、将具有浆料膜的导电玻璃基板110进行加热，以除去浆料膜中的有机溶剂，形成透明膜120。
将具有浆料膜的导电玻璃基板110置于低温炉中，以5℃/h~10℃/h的速率将低温炉升温至50℃~80℃，保温时间为30min~90min，形成厚度为200nm~500nm的透明膜120。
步骤S40、在透明膜120的表面形成多个凹槽122。
采用压印法及湿法腐蚀法中的至少一种，在透明膜120的表面形成多个凹槽122。凹槽122的深度为30nm~200nm。凹槽122可以为U型凹槽、V型凹槽或坑洞，本实施方式中的凹槽122为V型凹槽。
采用压印法在透明膜的表面形成多个凹槽的步骤包括：将含有透明膜的导电玻璃基板置于真空炉中，以0.5℃/min的速率将真空炉升温至85℃~150℃，用表面形成有与所述多个凹槽的形状相对应的凸起的滚轮以0.8rpm~3rpm的转速、4牛顿~5牛顿的压力滚压透明膜，在透明膜的表面形成多个凹槽。其中，凸起的形状可以为凸型圆锥体或凸型圆柱体。
采用湿法腐蚀法在透明膜的表面形成多个凹槽的步骤包括：将含有透明膜的导电玻璃基板置于真空炉中，在透明膜的表面喷涂溶剂，溶解透明膜的表面，在透明膜表面形成多个凹槽，溶剂停留时间为4min~5min，后在纯水中超声波清洗5min，除去剩余的溶剂。优选的，溶剂可以为丙酮或质量分数为30%的乙醚，凹槽可以为浓密的坑洞。
上述透明导电玻璃的制备方法，在导电玻璃基板的表面形成透明膜，且在透明膜的表面形成多个凹槽，制得的透明导电玻璃，表面粗糙度增加，能够减少光线在导电玻璃基板表面的全反射率，增大光线的透过率，从而提高阳极板整体的出光效率。
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的阐述。
实施例1
一透明导电玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1、将PMMA溶于丙酮中形成PMMA浆料，其中PMMA与丙酮的质量比为4:1。
2、将PMMA浆料涂覆于导电玻璃基板的表面，形成浆料膜，其中，PMMA的折射率为1.49。
导电玻璃基板的折射率为1.50，厚度为1mm。
导电玻璃基板表面在形成浆料膜之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗15min。
采用旋涂法在导电玻璃基板的表面形成浆料膜的步骤包括：将导电玻璃基板放置于涂胶机中，涂胶机的转速为50rpm，在导电玻璃基板表面中心以1滴/秒的速率滴入PMMA浆料5min，后以100rpm的速度加速旋转20s，在导电玻璃基板的表面形成浆料膜。
3、将具有浆料膜的导电玻璃基板进行加热，以除去浆料膜中的丙酮，形成透明膜。
具体的，将具有浆料膜的导电玻璃基板置于低温炉中，以10℃/h的速率将低温炉升温至55℃，保温时间为1.2h，形成厚度为500nm的透明膜PMMA层。
4、在透明膜的表面形成多个凹槽。
将含有PMMA层的导电玻璃基板置于真空炉中，以0.5℃/min的速率将真空炉升温至100℃，用表面形成有直径200nm、高200nm、周期300nm的凸型圆锥体的光滑滚轮以1rpm的转速、5牛顿的压力滚压PMMA层，在PMMA层的表面形成多个V型凹槽。
如图1所示，由上述方法制得的透明导电玻璃100，其结构为：导电玻璃基板110及形成于导电玻璃基板110表面的PMMA层120，PMMA层120的表面形成有宽度为200nm、深度为200nm、周期为300nm的V型凹槽122。
实施例2
一透明导电玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1、将PMMA溶于冰醋酸中形成PMMA浆料，其中PMMA与冰醋酸的质量比为4:1。
2、将PMMA浆料涂覆于导电玻璃基板的表面，形成浆料膜，其中，PMMA的折射率为1.49。
导电玻璃基板为超白玻璃，折射率为1.47，厚度为1.5mm。
导电玻璃基板表面在形成浆料膜之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗25min。
在导电玻璃基板的表面形成浆料膜的步骤包括：用丝网印刷法把PMMA浆料印刷于导电玻璃基板的表面，形成浆料膜。
3、将具有浆料膜的导电玻璃基板进行加热，以除去浆料膜中的冰醋酸，形成透明膜。
具体的，将具有浆料膜的导电玻璃基板置于低温炉中，以10℃/h的速率将低温炉升温至80℃，保温时间为1h，形成厚度为300nm的透明膜PMMA层。
4、在透明膜的表面形成多个凹槽。
将含有透明膜PMMA层的导电玻璃基板置于真空炉中，在PMMA层的表面喷涂丙酮，丙酮在PMMA层表面停留3min，形成深度为30nm~50nm的浓密坑洞。
5、在纯水中超声波清洗具有透明膜的导电玻璃基板5min，去除剩余的丙酮。
如图5所示，由上述方法制得的透明导电玻璃200，其结构为：导电玻璃基板210及形成于导电玻璃基板210表面的PMMA层220，PMMA层220的表面形成有深度为30nm~50nm的浓密坑洞122。
实施例3
一透明导电玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1、将PC溶于乙醇中形成PC浆料，其中PC与乙醇的质量比为4:1。
2、将PC浆料涂覆于导电玻璃基板的表面，形成浆料膜，其中，PC的折射率为1.58。
导电玻璃基板的折射率为1.50，厚度为3mm。
导电玻璃基板表面在形成浆料膜之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗20min。
在导电玻璃基板的表面形成浆料膜的步骤包括：用丝网印刷法把PC浆料印刷于导电玻璃基板的表面，形成浆料膜。
3、将具有浆料膜的导电玻璃基板进行加热，以除去浆料膜中的乙醇，形成透明膜。
具体的，将具有浆料膜的导电玻璃基板置于低温炉中，以10℃/h的速率将低温炉升温至50℃，保温时间为0.8h，形成厚度为300nm的透明膜PC层。
4、在透明膜的表面形成多个凹槽。
将含有PC层的导电玻璃基板置于真空炉中，以5℃/min的速率将真空炉升温至150℃，用表面形成有直径100nm、高100nm、周期100nm的凸型圆柱体的光滑滚轮以3rpm的转速、5牛顿的压力滚压PC层，在PC层的表面形成多个U型凹槽。
如图6所示，由上述方法制得的透明导电玻璃300，其结构为：导电玻璃基板310及形成于导电玻璃基板310表面的PC层320，PC层320的表面形成有宽度100nm、深度100nm、周期为100nm的U型凹槽322。
实施例4
一透明导电玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1、将PC溶于丙酮中形成PC浆料，其中PC与丙酮的质量比为4:1。
2、将PC浆料涂覆于导电玻璃基板的表面，形成浆料膜，其中，PC的折射率为1.58。
导电玻璃基板的折射率为1.50，厚度为2mm。
导电玻璃基板表面在形成浆料膜之前先进行表面处理，以除去其表面的杂质。具体为：将导电玻璃基板依次用蒸馏水、丙酮、无水乙醇、蒸馏水各超声波清洗15min。
在导电玻璃基板的表面形成浆料膜的步骤包括：将导电玻璃基板放置于涂胶机中，涂胶机的转速为50rpm，在导电玻璃基板表面中心以1滴/秒的速率滴入PC浆料4min，后以100rpm的速度加速旋转15s，在导电玻璃基板的表面形成浆料膜。
3、将具有浆料膜的导电玻璃基板进行加热，以除去浆料膜中的丙酮，形成透明膜。
具体的，将具有浆料膜的导电玻璃基板置于低温炉中，以10℃/h的速率将低温炉升温至60℃，保温时间为1h，形成厚度为400nm的透明膜PC层。
4、在透明膜的表面形成多个凹槽。
将含有透明膜PC层的导电玻璃基板置于真空炉中，在PC层的表面喷涂质量分数为30%的乙醚，乙醚在PC层表面停留5min，形成深度为50nm~80nm的浓密坑洞。
5、在纯水中超声波清洗具有透明膜的导电玻璃基板5min，去除剩余的乙醚。
上述方法制得的阳极板用导电玻璃，其结构为：导电玻璃基板及形成于导电玻璃基板表面的PC层，PC层表面形成有深度为50nm~80nm的浓密坑洞。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种透明导电玻璃，其特征在于，包括导电玻璃基板及形成于所述导电玻璃基板表面的透明膜；
其中，所述透明膜的表面形成有多个凹槽；
所述透明膜的材料为光学树脂。
2.根据权利要求1所述的透明导电玻璃，其特征在于，所述透明膜的厚度为200nm~500nm；所述凹槽的深度为30nm~200nm。
3.根据权利要求1所述的透明导电玻璃，其特征在于，所述光学树脂为聚甲基丙烯酸甲酯及聚碳酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的透明导电玻璃，其特征在于，所述凹槽为V型凹槽、U型凹槽或坑洞。
5.一种透明导电玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将光学树脂溶于有机溶剂中形成光学树脂浆料，其中所述光学树脂与所述有机溶剂的质量比为4:1；
将所述光学树脂浆料涂覆于导电玻璃基板的表面，形成浆料膜；
将具有所述浆料膜的所述导电玻璃基板进行加热，以除去所述浆料膜中的所述有机溶剂，形成透明膜；及
在所述透明膜的表面形成多个凹槽。
6.根据权利要求5所述的透明导电玻璃的制备方法，其特征在于，所述光学树脂为聚甲基丙烯酸甲酯及聚碳酸酯中的至少一种，其中，所述聚甲基丙烯酸甲酯溶于有机溶剂丙酮或冰醋酸中，所述聚碳酸酯溶于有机溶剂乙醇或丙酮中。
7.根据权利要求5所述的透明导电玻璃的制备方法，其特征在于，采用旋涂法或丝网印刷法，在所述导电玻璃基板的表面形成所述浆料膜；采用压印法及湿法腐蚀法中的至少一种，在所述透明膜的表面形成所述多个凹槽。
8.根据权利要求5所述的透明导电玻璃的制备方法，其特征在于，采用旋涂法在所述导电玻璃基板的表面形成所述浆料膜的步骤包括：将所述导电玻璃基板放置于涂胶机中，所述涂胶机的转速为40rpm~60rpm，在所述导电玻璃基板表面中心以1~2滴/秒的速率滴入所述光学树脂浆料4min~5min，后以80rpm~100rpm的速度加速旋转15s~20s，在所述导电玻璃基板的表面形成所述浆料膜。
9.根据权利要求5所述的透明导电玻璃的制备方法，其特征在于，加热除去所述浆料膜中的有机溶剂形成所述透明膜的步骤包括：将具有所述浆料膜的所述导电玻璃基板置于低温炉中，以5℃/h~10℃/h的速率将所述低温炉升温至50℃~80℃，保温时间为30min~90min，形成的所述透明膜的厚度为200nm~500nm。
10.根据权利要求5所述的透明导电玻璃的制备方法，其特征在于，采用压印法在所述透明膜的表面形成所述多个凹槽的步骤包括：将含有所述透明膜的所述导电玻璃基板置于真空炉中，以0.5℃/min的速率将所述真空炉升温至85℃~150℃，用表面形成有与所述多个凹槽的形状相对应的凸起的滚轮以0.8rpm~3rpm的转速、4牛顿~5牛顿的压力滚压所述透明膜，在所述透明膜的表面形成所述多个凹槽。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140507 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |