CN201264966Y - 一种导电玻璃 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种导电玻璃，该导电玻璃包括玻璃基材和镀覆在玻璃基材表面上的薄膜，所述薄膜包括透明导电层，其中，所述薄膜还包括增透层，所述透明导电层和增透层互相层叠，增透层位于玻璃基材表面和透明导电层之间，并且所述增透层为三层结构。本实用新型提供的导电玻璃在不影响电阻率的前提下，能明显提高可见光的透过率。此外，本实用新型提供的导电玻璃可以用于光电显示器中，特别适合用于平板显示器中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种导电玻璃。
背景技术
在液晶显示器件和平板显示器件中常将导电玻璃用作电极层，表面涂敷有导电薄膜的透明玻璃基板即为导电玻璃。评价导电玻璃的光电特性的两个主要特征在于其可见光透过率与电阻率；而目前常用的导电玻璃为在透明的玻璃基板上直接涂敷一层ITO(氧化铟锡)层的导电玻璃，该导电玻璃的可见光的透过率较低，且ITO层越厚，可见光的透过率越低，影响了该导电玻璃在显示和电磁屏蔽等方面的应用效果。因此，在不影响电阻率的前提下，有待开发可见光的透过率较高的导电玻璃。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有的导电玻璃的可见光的透过率较低的缺陷，提供一种可见光的透过率较高的导电玻璃。
本实用新型提供了一种导电玻璃，该导电玻璃包括玻璃基材1和镀覆在玻璃基材表面上的薄膜，所述薄膜包括透明导电层，其中，所述薄膜还包括增透层，所述透明导电层和增透层互相层叠，增透层位于玻璃基材表面和透明导电层之间，并且所述增透层为三层结构。
从表1的数据可以看出，本实用新型提供的导电玻璃A1-A3的电阻率与对比例1的导电玻璃D1的电阻率相差不大，但是本实用新型提供的导电玻璃A1-A3的可见光的透过率在95％以上，明显高于对比例1的导电玻璃D1的90％的可见光的透过率，从而说明了本实用新型提供的导电玻璃在不影响电阻率的前提下，能明显提高可见光的透过率。此外，本实用新型提供的导电玻璃可以用于光电显示器中，特别适合用于平板显示器中。
附图说明
图1为本实用新型提供的导电玻璃的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供了一种导电玻璃，该导电玻璃包括玻璃基材1和镀覆在玻璃基材1表面上的薄膜，所述薄膜包括透明导电层5，其中，所述薄膜还包括增透层2，所述透明导电层5和增透层2互相层叠，增透层2位于玻璃基材1表面和透明导电层5之间，并且所述增透层2为三层结构。
如图1所示，所述增透层2为包括增透层21、增透层22和增透层23的三层结构，其中，第一层为增透层21，其厚度可以为50-150纳米、优选为90-120纳米，第二层为增透层22，其厚度可以为120-200纳米、优选为150-180纳米，第三层为增透层23，其厚度可以为20-80纳米、优选为40-60纳米，且第一层与玻璃基材1接触，第三层与透明导电层5接触。
本实用新型中，所述三层结构中的第一层与第三层可以为折射率为2-3的透明金属氧化物层，例如，可以为TiO2(折射率一般为2.5-2.8)和/或Nb2O5(折射率一般为2.2-2.3)和/或Ta2O5(折射率一般为2.1-2.3)层，优选为TiO2层，根据该优选实施方式，可以进一步提高导电玻璃的可见光的透过率；第二层可以为折射率为1-1.8的透明氧化物层，优选为SiO2(折射率一般为1.1-1.6)层，根据该优选实施方式，可以进一步提高导电玻璃的可见光的透过率。
所述透明导电层5的厚度可以为20-100纳米、优选为40-80纳米，所述透明导电层5优选为透明导电金属氧化物层。所述透明导电金属氧化物可以为各种可以用于导电玻璃中的透明导电金属氧化物，例如可以为氧化铟锡、氧化锡、氧化锡掺锑、氧化锌和氧化锌掺铝中的一种或几种，更优选为氧化铟锡。
所述玻璃基材1可以为导电玻璃中常用的玻璃基材，例如可以为钠钙玻璃、硼硅玻璃或无碱铝硅酸盐玻璃等。所述玻璃基材1的厚度可以为0.5-1.2毫米，优选为0.55-1.1毫米。
本实用新型中，所述透明导电层5和增透层2均可以使用常规的方法制得，例如可以使用蒸镀或离子镀的方法制得。进一步优选采用离子镀的方法制得，更进一步优选采用磁控溅射离子镀的方法制得。
所述磁控溅射的方法可以使用本领域技术人员公知的方法，该方法包括在溅射条件下，在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到玻璃基材1上，形成透明导电层5，其中，该方法还包括在形成透明导电层5之前，在玻璃基材1上形成增透层2，所述透明导电层5和增透层2互相层叠，并且所述增透层2为三层结构。
本实用新型中，从成本方面考虑，更进一步优选所述增透层2采用中频反应磁控溅射方法制得，所述透明导电层5采用直流磁控溅射方法制得。采用单室设备镀制增透层2和透明导电层5。以下将对磁控溅射方法作详细的说明。
所述中频反应磁控溅射和直流磁控溅射均可以使用磁控溅射离子镀设备，所述磁控溅射离子镀设备主要包括真空室、真空系统、加热装置、控制系统、阴极及电源，所述玻璃基材1放置在工件架上。
所述靶材含有靶材物质，可以为单元素靶(即一个靶材中只含有一种靶材物质)或多元素靶(即一个靶材中含有多种靶材物质)，优选为单元素靶，靶材物质的纯度优选为大于99.9％。可以根据膜层的组成来选择靶材物质的种类。例如，当在玻璃基材1上镀钛时，靶材物质为钛；当在玻璃基材1上镀不锈钢时，靶材物质为不锈钢；当在玻璃基材1上镀铬时，靶材物质为铬。
所述磁控靶优选为对靶结构，可以根据需要使用一对或几对磁控靶；每对磁控靶由一个电源供电，两个磁控靶各自与电源的一极相连，并与整个真空室相绝缘。对靶的两个磁控靶之间的距离可以为10-25厘米，优选为14-22厘米。工架件可以围绕真空室的中心轴顺时针或逆时针转动，其转速可以为0.5-10转/分钟，优选为2-6转/分钟。
所述电源可以为现有的各种用于磁控溅射离子镀的电源，当进行中频反应磁控溅射时，所述电源优选为中频电源，中频电源的频率一般可以为10-150千赫，优选为10-100千赫；在溅射的过程中，所述中频电源的功率可以为8-20千瓦，优选为12-18千瓦。当进行直流磁控溅射时，所述电源为直流电源，在溅射的过程中，所述直流电源的功率可以为2-10千瓦，优选为2-6千瓦。而且，一般来讲，为了防止后形成的膜层对先形成的膜层造成不良影响，优选形成后一层膜层时的电源功率不高于形成相邻的前一层膜层时的电源功率。
所述溅射条件可以为常规的溅射条件，例如中频反应磁控溅射的溅射条件可以包括绝对压力为0.1-1.0帕，优选为0.3-0.8帕；温度为20-200℃，优选为50-150℃。直流磁控溅射的溅射条件可以包括绝对压力为0.1-1.0帕，优选为0.3-0.6帕；温度为100-300℃，优选为150-250℃。
所述溅射时间和电源的功率使得增透层2中的三层结构以及透明导电层5的厚度分别在所述范围内。
所述玻璃基材1可以为任何适用于进行磁控溅射离子镀的玻璃基材，例如，可以为钠钙玻璃、硼硅玻璃或无碱铝硅酸盐玻璃等。
根据本实用新型，形成增透层2中的第一层结构，例如形成TiO2底层时，所述磁控靶为钛靶，所述靶材物质为钛；溅射时间可以为5-15分钟，优选为9-12分钟，形成的增透层2中的第一层的厚度为50-150纳米，优选为90-120纳米。
形成增透层2中的第二层结构，例如形成SiO2中间层时，所述磁控靶为硅靶，所述靶材物质为二氧化硅；溅射时间可以为12-20分钟，优选为15-18分钟，形成的增透层2中的第二层的厚度为120-200纳米，优选为150-180纳米。
形成增透层2中的第三层结构，例如形成TiO2中间层时，所述磁控靶为钛靶，所述靶材物质为钛；溅射时间可以为2-8分钟，优选为4-6分钟，形成的增透层2中的第三层的厚度为20-80纳米，优选为40-60纳米。
形成透明导电层5，例如形成透明导电金属氧化物面层时，所述磁控靶为该透明导电金属氧化物靶，所述靶材物质为该透明导电金属氧化物，例如，当所述透明导电金属氧化物为氧化铟锡时，所述磁控靶为氧化铟锡靶，所述靶材物质为氧化铟锡；溅射时间可以为2-10分钟，优选为4-8分钟，形成的透明导电金属氧化物面层的厚度为20-100纳米，优选为40-80纳米。
所述增透层2的气氛均为氧化性气氛，所述氧化性气氛可以为惰性气体与氧气的混合气体气氛；所述惰性气体可以为氦气和/或氩气。所述惰性气体与氧气的流量比可以为1∶1-3，所述氧气的流量可以为50-300标准毫升/分钟(sccm)，优选为100-250sccm。通过使惰性气体与氧气的流量比以及氧气的流量在上述范围内，例如，可以保证所要镀覆的膜层为二氧化钛层或二氧化硅层，而非钛层或硅层。
形成所述透明导电层5的气氛为惰性气体气氛，所述惰性气体的流量只要使溅射时的绝对压力达到0.1-1.0帕即可，优选为0.3-0.6帕，所述惰性气体可以为氦气或氩气。
所述磁控溅射离子镀设备还可以包括偏压装置，偏压装置可以为偏压电源，偏压电源的正极与真空室的壳体相连，负极与工件架相连。为了提高薄膜的附着力，可以在溅射过程中对形成的薄膜进行清洗，即通过在玻璃基材1上施加偏压电源的方法实现。偏压电源的偏压可以为50-2000伏，优选为100-1500伏；占空比为15-90％，优选为30-80％。
在进行溅射之前，还可以对磁控靶进行清洗。例如，可以通过在0.5-1.5帕的压力下在磁控靶上施加电源而对磁控靶进行清洗，该电源的频率可以为10-150千赫，优选为10-100千赫；该电源的功率可以为1-100千瓦，优选为2-60千瓦。其中，对磁控靶进行清洗的步骤可以在所述磁控溅射离子镀设备中进行。
下面采用具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
实施例1
该实施例用于说明本实用新型提供的导电玻璃。
制备图1所示的导电玻璃。
采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机，北京北仪创新真空技术有限责任公司制造，型号为JP-700)，该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置，加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控靶为对靶结构，包括一对钛靶、一对硅靶和一对氧化铟锡靶。一对钛靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连；硅靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与另一个频率为40千赫的电源的正负极相连；氧化铟锡靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与一个直流电源的正负极相连。钠钙玻璃基材1(din8903型号，厚度为0.55毫米)固定在工件架上，钠钙玻璃基材1位于对靶之间，与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源，偏压电源的正极与真空室的壳体相连，负极与工件架相连。
先将真空室中绝对压力调至4×10-3帕，然后往真空室中充入氩气，直至压力为0.5帕，温度调至150℃，启动钛靶(即打开与钛靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀，与钛靶连接的电源的功率为15千瓦，同时打开所述偏压电源，偏压电源的偏压为200伏，占空比为55％，工件架的转速为2转/分钟，同时通入氧气，维持真空室内压强不变，调整氩气与氧气的流量比为1∶2，时间为10分钟，在钠钙玻璃基材1表面形成TiO2底层21。
然后，关闭钛靶，启动硅靶(即打开与硅靶连接的电源)，与硅靶连接的电源的功率为15千瓦，时间为17分钟，在TiO2底层表面上形成SiO2中间层22。
再关闭硅靶，启动钛靶(即打开与钛靶连接的电源)，与钛靶连接的电源的功率为15千瓦，时间为5分钟，在SiO2中间层表面上形成TiO2中间层23。
再关闭钛靶，启动氧化铟锡靶(即打开与氧化铟锡靶连接的直流电源)，同时停止通入氧气，调节与氧化铟锡靶连接的直流电源的功率为4千瓦，时间为6分钟，在SiO2中间层表面上形成氧化铟锡面层5。
最后，关闭氧化铟锡靶、偏压电源，自然冷却至80℃时，取出钠钙玻璃基材1，用上海蔡康仪器有限公司DMM-660D型号的显微镜测得钠钙玻璃基材1表面的TiO2底层21、SiO2中间层22、TiO2中间层23和氧化铟锡面层5的膜层厚度分别为100纳米、170纳米、55纳米和60纳米，记作导电玻璃A1。
对比例1
该对比例用于说明现有的导电玻璃。
按照与实施例1相同的方法制备导电玻璃D1，不同的是，仅在钠钙玻璃基材上形成60纳米厚的氧化铟锡面层。
实施例2
制备图1所示的导电玻璃。
该实施例用于说明本实用新型提供的导电玻璃。
采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机，北京北仪创新真空技术有限责任公司制造，型号为JP-700)，该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置，加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控靶为对靶结构，包括一对钛靶、一对硅靶和一对AZO(氧化锌掺铝)靶。一对钛靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连；硅靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与另一个频率为40千赫的电源的正负极相连；AZO靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与一个直流电源的正负极相连。硼硅玻璃基材1(7059型号，厚度为1.1毫米)固定在工件架上，硼硅玻璃基材1位于对靶之间，与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源，偏压电源的正极与真空室的壳体相连，负极与工件架相连。
先将真空室中绝对压力调至4×10-3帕，然后往真空室中充入氩气，直至压力为0.5帕，温度调至150℃，启动钛靶(即打开与钛靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀，与钛靶连接的电源的功率为15千瓦，同时打开所述偏压电源，偏压电源的偏压为200伏，占空比为55％，工件架的转速为2转/分钟，同时通入氧气，维持真空室内压强不变，调整氩气与氧气的流量比为1∶1，时间为9分钟，在硼硅玻璃基材1表面形成TiO2底层21。
然后，关闭钛靶，启动硅靶(即打开与硅靶连接的电源)，与硅靶连接的电源的功率为15千瓦，时间为15分钟，在TiO2底层表面上形成SiO2中间层22。
再关闭硅靶，启动钛靶(即打开与钛靶连接的电源)，与钛靶连接的电源的功率为15千瓦，时间为4分钟，在SiO2中间层表面上形成TiO2中间层23。
再关闭钛靶，启动AZO靶(即打开与AZO靶连接的直流电源)，同时停止通入氧气，调节与AZO靶连接的直流电源的功率为4千瓦，时间为4分钟，在SiO2中间层表面上形成AZO面层5。
最后，关闭AZO靶、偏压电源，自然冷却至80℃时，取出硼硅玻璃基材1，用上海蔡康仪器有限公司DMM-660D型号的显微镜测得硼硅玻璃基材1表面的TiO2底层21、SiO2中间层22、TiO2中间层23和AZO面层5的膜层厚度分别为90纳米、150纳米、40纳米和40纳米，记作导电玻璃A2。
实施例3
制备图1所示的导电玻璃。
该实施例用于说明本实用新型提供的导电玻璃。
采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机，北京北仪创新真空技术有限责任公司制造，型号为JP-700)，该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置，加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控靶为对靶结构，包括一对铌靶、一对硅靶和一对ATO(氧化锡掺锑)靶。一对铌靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连；硅靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与另一个频率为40千赫的电源的正负极相连；ATO靶的两个靶之间的距离为18厘米，两个靶与一个直流电源的正负极相连。无碱铝硅酸盐玻璃基材1(88412型号，厚度为0.8毫米)固定在工件架上，无碱铝硅酸盐玻璃基材1位于对靶之间，与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源，偏压电源的正极与真空室的壳体相连，负极与工件架相连。
先将真空室中绝对压力调至4×10-3帕，然后往真空室中充入氩气，直至压力为0.5帕，温度调至150℃，启动铌靶(即打开与铌靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀，与铌靶连接的电源的功率为15千瓦，同时打开所述偏压电源，偏压电源的偏压为200伏，占空比为55％，工件架的转速为2转/分钟，同时通入氧气，维持真空室内压强不变，调整氩气与氧气的流量比为1∶3，时间为12分钟，在无碱铝硅酸盐玻璃基材1表面形成Nb2O5底层21。
然后，关闭铌靶，启动硅靶(即打开与硅靶连接的电源)，与硅靶连接的电源的功率为15千瓦，时间为18分钟，在Nb2O5底层表面上形成SiO2中间层22。
再关闭硅靶，启动铌靶(即打开与铌靶连接的电源)，与铌靶连接的电源的功率为15千瓦，时间为6分钟，在SiO2中间层表面上形成Nb2O5中间层23。
再关闭铌靶，启动ATO靶(即打开与ATO靶连接的直流电源)，同时停止通入氧气，调节与ATO靶连接的直流电源的功率为4千瓦，时间为8分钟，在Nb2O5中间层表面上形成ATO面层5。
最后，关闭ATO靶、偏压电源，自然冷却至80℃时，取出无碱铝硅酸盐玻璃基材1，用上海蔡康仪器有限公司DMM-660D型号的显微镜测得无碱铝硅酸盐玻璃基材1表面的Nb2O5底层21、SiO2中间层22、Nb2O5中间层23和ATO面层5的膜层厚度分别为120纳米、180纳米、60纳米和80纳米，记作导电玻璃A3。
下面测试导电玻璃的光电特性。
<可见光的透过率测试>
导电玻璃的可见光的透过率可以用优尼科公司WFJ2100型号的分光光度计仪器测得。
<电阻率测试>
导电玻璃的电阻率可通过型号为SZ-82S的数字式四探针测试仪测量。
按照上述方法分别测试由实施例1-3以及对比例1制得的导电玻璃的光电特性，结果如表1所示。
表1
| 可见光的透过率(％) | 电阻率(欧姆/厘米) | |
| 导电玻璃A1 | 98 | 2.2×10-4 |
| 导电玻璃D1 | 90 | 2.1×10-4 |
| 导电玻璃A2 | 96 | 2.4×10-4 |
| 导电玻璃A3 | 97 | 2.0×10-4 |
从表1的数据可以看出，本实用新型提供的导电玻璃A1-A3的电阻率与对比例1的导电玻璃D1的电阻率相差不大，但是本实用新型提供的导电玻璃A1-A3的可见光的透过率在95％以上，明显高于对比例1的导电玻璃D1的90％的可见光的透过率，从而说明了本实用新型提供的导电玻璃在不影响电阻率的前提下，能明显提高可见光的透过率。
Claims (7)
1、一种导电玻璃，该导电玻璃包括玻璃基材和镀覆在玻璃基材表面上的薄膜，所述薄膜包括透明导电层，其特征在于，所述薄膜还包括增透层，所述透明导电层和增透层互相层叠，增透层位于玻璃基材表面和透明导电层之间，并且所述增透层为三层结构。
2、根据权利要求1所述的导电玻璃，其特征在于，所述三层结构中，第一层的厚度为50-150纳米，第二层的厚度为120-200纳米，第三层的厚度为20-80纳米，且第一层与玻璃基材接触，第三层与透明导电层接触。
3、根据权利要求2所述的导电玻璃，其特征在于，所述三层结构中，第一层的厚度为90-120纳米，第二层的厚度为150-180纳米，第三层的厚度为40-60纳米。
4、根据权利要求1-3中任意一项所述的导电玻璃，其特征在于，所述三层结构中的第一层与第三层为折射率为2-3的透明金属氧化物层，第二层为折射率为1-1.8的透明氧化物层。
5、根据权利要求1所述的导电玻璃，其特征在于，所述透明导电层的厚度为20-100纳米。
6、根据权利要求5所述的导电玻璃，其特征在于，所述透明导电层的厚度为40-80纳米。
7、根据权利要求1所述的导电玻璃，其特征在于，所述玻璃基材的厚度为0.5-1.2毫米。
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN BYD ELECTRONIC COMPONENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: BIYADI CO., LTD. Effective date: 20150827 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150827 Address after: 518119 Guangdong province Shenzhen City Dapeng new Kwai town Yanan Road No. 1 building experimental Byd Co Patentee after: Shenzhen BYD Electronic Component Co., Ltd. Address before: 518118 Pingshan Road, Pingshan Town, Shenzhen, Guangdong, No. 3001, No. Patentee before: Biyadi Co., Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20090701 |