CN103985810B - Led玻璃及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于玻璃技术领域，尤其涉及一种LED玻璃及其制造工艺，旨在解决现有技术的LED玻璃中的导电线路与二氧化硅之间附着力差而引起导电线路容易脱落的技术问题。在玻璃基片上镀设二氧化硅层，可阻止玻璃中钠离子的扩散，防止膜层变色。在二氧化硅层上通过一次镀膜形成第一过渡层与第二过渡层后，再经过一次黄光蚀刻分别形成第一线路与第二线路，生产效率高。在二氧化硅层上镀设形成导电层，经过黄光蚀刻形成导电线路，导电线路上设置LED发光体。由于选用化学键能量大、结合效果强的金属作为第一过渡层与第二过渡层，导电线路与二氧化硅层之间的附着力会提高，导电线路与二氧化硅层之间连接牢固，从而提高LED玻璃的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于玻璃技术领域，尤其涉及一种LED(发光二极管)玻璃及其制造工艺。
背景技术
随着高端建材行业的迅猛发展，艺术玻璃作为一种高端装饰材料所呈现的灵活多变的应用形态，日益受到设计师及终端应用客户的青睐。其中，由LED光源和玻璃完美结合的LED玻璃，完全突破了建筑装饰材料的传统概念，其动态、数字化控制色彩、亮度和调光，活泼的饱和色等，可以使LED玻璃进行动态变化，从白光到全光谱中的任意颜色，LED玻璃的使用在空间的中开启了新的思路，是我国新型材料界的骄傲。
LED玻璃是一种LED光源与玻璃的完美结合产品，可预先在玻璃内部设计图案，并在后期通过DMX(多路数字传输标准)全数字智能技术实现可控变化，自由掌控LED光源的明暗及变化，确切地说，LED玻璃是一种LED光嵌艺术玻璃。现有技术中的LED玻璃包括基层、中间层和覆盖层，基层为导电玻璃，导电玻璃上具有导电线路和电源接口，LED发光体设置在导电线路中，按照所需显示的图案和效果进行排布，中间层为PVB(聚乙烯醇缩丁醛)胶片，位于基层和覆盖层之间，经特殊处理将基层、中间层和覆盖层胶合。
因为铜的电阻率是1.75×10e-8Ω/m，在除银外的常规金属中是导电性能最好的，所以通常作为LED玻璃的导电线路，导电线路的制作主要是在浮法玻璃上先镀上一层SiO2(二氧化硅)，再镀上一层铜，再通过蚀刻工序，把导电线路制作出来，此时导电线路铜是直接附着在非金属物质SiO2上，金属铜与SiO2间的结合主要是SiO2中的氧负离子向金属铜界面处迁移扩散，金属铜原子同时向玻璃扩散，最终与SiO2中的非桥键氧发生氧化反应，形成永久键合。但是，这种结合受到热膨胀系数、温度、冷却速度等因素影响较大，尤其是SiO2与金属铜热膨胀系数相差数倍，在材料膨胀或收缩时极易引起应力集中，导致结合强度大幅下降。这样先天的不足就会造成铜与SiO2间的附着力很差，容易受到环境的影响，产生脱落。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED玻璃，旨在解决现有技术的LED玻璃中的导电线路与二氧化硅之间附着力差而引起导电线路容易脱落的技术问题。
本发明是这样实现的，一种LED玻璃，所述LED玻璃包括玻璃基片、镀设在所述玻璃基片一侧上的二氧化硅层、依次在所述二氧化硅层远离所述玻璃基片的一侧上镀设形成第一过渡层与第二过渡层后对该第一过渡层与该第二过渡层黄光蚀刻分别形成的第一线路与第二线路、在制作出所述第一线路与所述第二线路后于所述二氧化硅层远离所述玻璃基片的一侧上镀设形成导电层再对该导电层黄光蚀刻形成的导电线路及设置在所述导电线路上的LED发光体。
进一步地，所述导电层为铜导电层，所述第一过渡层与所述二氧化硅层之间的结合强度大于铜与二氧化硅之间的结合强度。
进一步地，所述第一过渡层由钼制作。
进一步地，所述第一过渡层、所述第二过渡层与所述导电层三者共同形成的结合强度大于所述第一过渡层与所述导电层二者之间的结合强度。
进一步地，所述第二过渡层由镍制作。
进一步地，所述二氧化硅层的厚度为
进一步地，所述第一过渡层的厚度为
进一步地，所述第二过渡层的厚度为
本发明的另一目的在于提供一种LED玻璃的制造工艺，包括如下步骤：
S1)提供玻璃基片，并在所述玻璃基片的一侧镀设二氧化硅层；
S2)在所述二氧化硅层远离所述玻璃基片的一侧依次镀设第一过渡层与第二过渡层，并对该第一过渡层与该第二过渡层进行黄光蚀刻分别形成第一线路与第二线路；
S3)在所述二氧化硅层远离所述玻璃基片的一侧上镀设导电层，并对该导电层进行黄光蚀刻形成导电线路；
S4)提供LED发光体，并将所述LED发光体设置在所述导电线路上。
进一步地，所述二氧化硅层、所述第一过渡层、所述第二过渡层与所述导电层均由磁控溅射镀膜的方法形成。
本发明相对于现有技术的技术效果是：在玻璃基片上镀设二氧化硅层，可以阻止玻璃中钠离子的扩散，从而防止膜层变色。在二氧化硅层上通过一次镀膜形成第一过渡层与第二过渡层后，再经过一次黄光蚀刻分别形成第一线路与第二线路，生产效率高。在二氧化硅层上镀设形成导电层，再经过黄光蚀刻形成导电线路，导电线路上设置LED发光体。由于选用化学键能量大(即附着力好)、结合效果强的金属作为第一过渡层与第二过渡层，导电线路与二氧化硅层之间的附着力会提高，导电线路与二氧化硅层之间连接牢固，从而提高LED玻璃的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例提供的LED玻璃的结构示意图。
图2是图1的LED玻璃中应用的玻璃基片的结构示意图。
图3是图2的玻璃基片在镀设二氧化硅层、第一过渡层与第二过渡层后的结构示意图。
图4是图3的LED玻璃在黄光蚀刻后形成第一线路与第二线路的结构示意图。
图5是图4的LED玻璃在镀设导电层后的结构示意图。
图6是图5的LED玻璃在黄光蚀刻后形成导电线路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图6，本发明实施例提供的一种LED玻璃，所述LED玻璃包括玻璃基片10、镀设在所述玻璃基片10一侧上的二氧化硅层20、依次在所述二氧化硅层20远离所述玻璃基片10的一侧上镀设形成第一过渡层30与第二过渡层40后对该第一过渡层30与该第二过渡层40黄光蚀刻分别形成的第一线路31与第二线路41、在制作出所述第一线路31与所述第二线路41后于所述二氧化硅层20远离所述玻璃基片10的一侧上镀设形成导电层50再对该导电层50黄光蚀刻形成的导电线路51及设置在所述导电线路51上的LED发光体60。
在本实施例中,利用真空磁控连续镀膜机(图未示)镀膜，在玻璃(Glass)基片10上沉积一层SiO2作为底层，即二氧化硅层20，其厚度为(为长度单位，)，形成Glass+SiO2结构。SiO2可以阻止玻璃中钠离子的扩散，防止膜层变色，还可以增加下一道膜层与玻璃之间的附着力。优选地，导电层50由铜制作，在常规的导电金属材料中，铜的导电性能是最好的。可以理解地，导电层50可以由银或者其他导体材料制作。
不同金属原子通过化学作用形成化学键，并且最终能够达到原子尺寸的结合形成金属键，且大多数金属物化性质相近，热膨胀系数差异不大，不同金属的结合具有较高的结合强度，现考虑将导电层50附着在某种金属(即第一过渡层30)上，以提升导电层50的附着力。优选地，第一过渡层30由Mo(钼)制作，Mo(钼)与SiO2之间的附着力大于其他金属与SIO2之间的附着力。但是，金属Mo(钼)和Cu(铜)两者原子序数相差较大，两者形成的金属键并不是很牢固，在Mo(钼)和Cu(铜)之间，镀上一层第二过渡层40，以保证Cu(铜)和Mo(钼)的附着力。优选地，第二过渡层40由Ni(镍)制作。可以理解地，第二过渡层40由Mn(锰)、Fe(铁)、Co(钴)或者其他能让整体结合强度提高的材料制作。
在二氧化硅层20的基础上，通过磁控溅射沉积一层Mo膜(即第一过渡层30)、Ni膜(即第二过渡层40)，第一过渡层30的厚度为第二过渡层40的厚度为在镀好Mo膜、Ni膜后，经过黄光蚀刻制程，将对应的Mo线路(即第一线路31)、Ni线路(即第二线路41)做出来，形成Glass+SiO2+Mo+Ni结构。在做好黄光的第二线路41上在镀上一层导电层50，经过黄光刻蚀将对应的导电线路51做出，形成Glass+SiO2+Mo+Ni+Cu结构。Mo(钼)、Ni(镍)、Cu(铜)三者金属之间是通过金属键结合，这种结合强度远高于金属与非金属之间的结合。现有技术提供的LED玻璃结构是Glass+SiO2+Cu，本实施例提供的LED玻璃与现有技术提供的LED玻璃相比，附着力更大，产品的使用寿命会更长。
在玻璃基片10上镀设二氧化硅层20，可以阻止玻璃中钠离子的扩散，从而防止膜层变色。在二氧化硅层20通过一次镀膜形成第一过渡层30与第二过渡层40后，再经过一次黄光蚀刻分别形成第一线路31与第二线路41，生产效率高。在二氧化硅层20上镀设形成导电层50，再经过黄光蚀刻形成导电线路51，导电线路51上设置LED发光体60。由于选用化学键能量大、结合效果强的金属作为第一过渡层30与第二过渡层40，导电线路51与二氧化硅之间的附着力会提高，导电线路51与二氧化硅之间连接牢固，从而提高LED玻璃的使用寿命。
进一步地，所述导电层50由铜制作，所述第一过渡层30与所述二氧化硅层20之间的结合强度大于铜与二氧化硅之间的结合强度。优选地，导电层50由铜制作，在常规的导电金属材料中，铜的导电性能是最好的。在选用铜作为导电层50的材料时，为了提升整体结构的结合强度，第一过渡层30选用的材料需满足该材料与二氧化硅层20之间的结合强度大于铜与二氧化硅之间的结合强度。
进一步地，所述第一过渡层30由钼制作。Mo(钼)与SiO2之间的附着力大于其他金属与SIO2之间的附着力。可以理解地，第一过渡层30选用其他与二氧化硅的结合强度良好的材料制作。
进一步地，所述第一过渡层30、所述第二过渡层40与所述导电层50三者共同形成的结合强度大于所述第一过渡层30与所述导电层50二者之间的结合强度。在本实施例中，第一过渡层30选用Mo(钼)，导电层50选用Cu(铜)，金属Mo(钼)和Cu(铜)原子序数相差较大，两者形成的金属键并不是很牢固，在Mo(钼)和Cu(铜)之间，镀上一层第二过渡层40，以提升整体结构的结合强度，保证Cu(铜)和Mo(钼)的附着力。
进一步地，所述第二过渡层40由镍制作。Mo(钼)、Ni(镍)、Cu(铜)三者金属之间是通过金属键结合，这种结合强度远高于金属与非金属之间的结合。可以理解地，第二过渡层40由Mn(锰)、Fe(铁)、Co(钴)或者其他能让整体结合强度提高的材料制作。
进一步地，所述二氧化硅层20的厚度为该尺寸范围有利于提高整体结构的结合强度，可以阻止玻璃中钠离子的扩散，防止膜层变色。
进一步地，所述第一过渡层30的厚度为该尺寸范围有利于提高整体结构的结合强度。
进一步地，所述第二过渡层40的厚度为该尺寸范围有利于提高整体结构的结合强度。
进一步地，LED玻璃还包括覆盖层(图未示)与中间层(图未示)。覆盖层为玻璃，起保护作用。基层为玻璃基片10、二氧化硅层20、第一线路31、第二线路41、导电线路51与LED发光体60的组合，中间层为PVB(聚乙烯醇缩丁醛树脂)胶片，中间层设置在基层和覆盖层之间。中间层PVB胶片的厚度大于LED发光体60的厚度。基层、中间层、覆盖层在高压釜工序中辊合，经过高温高压的过程，使PVB胶片完全透明，基层、中间层与覆盖层胶合完好，并使产品具有防水、防震、防风化与防腐蚀的性能。
本发明实施例提供的一种LED玻璃的制造工艺，包括如下步骤：
S1)提供玻璃基片10，对玻璃基材进行切割、钢化、清洗与吹干，形成图2所示标准尺寸的玻璃基片10，采用立式全自动连续磁控溅射镀膜机进行镀膜，镀膜温度设置范围为180℃～280℃，镀膜室传动节拍为120秒。将玻璃基片10安装在真空磁控连续镀膜机上，在玻璃基片10的一侧镀设二氧化硅层20。
S2)在所述二氧化硅层20远离所述玻璃基片10的一侧依次镀设第一过渡层30与第二过渡层40，结果如图3，并对该第一过渡层30与该第二过渡层40进行黄光蚀刻分别形成第一线路31与第二线路41，结果如图4。具体地，使用2个Si靶进行镀SiO2膜，使用2个Mo靶进行镀Mo膜，使用2个Ni靶进行镀Ni膜。其中，Si的溅射功率为1300W～1400W，Mo的溅射功率为8500W～9000W,Ni的溅射功率为6000W～8000W,O2流量为10～30Sccm，Ar流量200～220Sccm，真空度在3.0×10e-1Pa～4.5×10e-1Pa之间，总气压为0.40～0.45Pa。镀好Mo+Ni膜层(即第一过渡层30与第二过渡层40)后，经过曝光、显影、刻蚀后，制作出Mo+Ni图形(即第一线路31与第二线路41)。
S3)在所述二氧化硅层20远离所述玻璃基片10的一侧上镀设导电层50，结果如图5，并对该导电层50进行黄光蚀刻形成导电线路51，结果如图6。具体地，镀Cu膜层，镀膜温度设置范围为180℃～220℃，镀膜室传动节拍为130秒。使用2个Cu靶进行镀Cu膜。其中，Cu的溅射功率为9500W～13500W，N2流量为100～130Sccm，Ar流量为200～220Sccm，真空度在3.0×10e-1Pa～4.5×10e-1Pa之间，总气压为0.40～0.45Pa；镀好铜膜(即导电层50)后，再经过曝光、显影、刻蚀，制作出铜线路(即导电线路51)。
S4)提供LED发光体60，并将所述LED发光体60设置在所述导电线路51上，结果如图1。LED发光体60与导电线路51电连接，当外置电源接通，导电线路51为LED发光体60供电使其发光，形成所需显示的文字、图案、颜色以及灯光亮度强弱的变化，从而实现LED玻璃的基层的制作。
进一步地，所述二氧化硅层20、所述第一过渡层30、所述第二过渡层40与所述导电层50均由磁控溅射镀膜的方法形成。本发明依据真空磁控溅射多层镀膜的方法所制作的LED玻璃具有外观良好、附着力强、使用寿命长的特点。
进一步地，在步骤S4)后，还包括步骤S5)高压釜处理。高压釜处理是在高温高压的情况下，将基层、中间层和覆盖层送入平压机辊合，将其胶合在一起，从而形成LED玻璃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种LED玻璃，其特征在于：所述LED玻璃包括玻璃基片、镀设在所述玻璃基片一侧上的二氧化硅层、依次在所述二氧化硅层远离所述玻璃基片的一侧上镀设形成第一过渡层与第二过渡层后对该第一过渡层与该第二过渡层黄光蚀刻分别形成的第一线路与第二线路、在制作出所述第一线路与所述第二线路后于所述二氧化硅层远离所述玻璃基片的一侧上镀设形成导电层再对该导电层黄光蚀刻形成的导电线路及设置在所述导电线路上的LED发光体，所述第一过渡层与所述二氧化硅层之间的结合强度大于所述导电层与所述二氧化硅层之间的结合强度，所述第一过渡层、所述第二过渡层与所述导电层三者共同形成的结合强度大于所述第一过渡层与所述导电层二者之间的结合强度。
2.如权利要求1所述的LED玻璃，其特征在于：所述导电层为铜导电层，所述第一过渡层与所述二氧化硅层之间的结合强度大于铜与二氧化硅之间的结合强度。
3.如权利要求2所述的LED玻璃，其特征在于：所述第一过渡层由钼制作。
4.如权利要求1所述的LED玻璃，其特征在于：所述第二过渡层由镍制作。
5.如权利要求1至4任一项所述的LED玻璃，其特征在于：所述二氧化硅层的厚度为
6.如权利要求1至4任一项所述的LED玻璃，其特征在于：所述第一过渡层的厚度为
7.如权利要求1至4任一项所述的LED玻璃，其特征在于：所述第二过渡层的厚度为
8.一种如权利要求1至7任一项所述的LED玻璃的制造工艺，包括如下步骤：
S1)提供玻璃基片，并在所述玻璃基片的一侧镀设二氧化硅层；
S2)在所述二氧化硅层远离所述玻璃基片的一侧依次镀设第一过渡层与第二过渡层，并对该第一过渡层与该第二过渡层进行黄光蚀刻分别形成第一线路与第二线路；
S3)在所述二氧化硅层远离所述玻璃基片的一侧上镀设导电层，并对该导电层进行黄光蚀刻形成导电线路；
S4)提供LED发光体，并将所述LED发光体设置在所述导电线路上。
9.如权利要求8所述的LED玻璃的制造工艺，其特征在于：所述二氧化硅层、所述第一过渡层、所述第二过渡层与所述导电层均由磁控溅射镀膜的方法形成。
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