TW201029942A - Electrostatically depositing conductive films during glass draw - Google Patents

Description

201029942 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明實施例係關於塗覆基板之方法以及更特別是關 於在玻璃抽拉過程中利用導電薄膜例如使用靜電沉積塗覆 玻璃基質之方法。 【先前技術】

透明以及含塗覆導電薄膜玻璃使用於許多應用例如顯 示器應用中，例如顯示器裝置例如液晶顯示器（LCD)，以及 行動電話有機發光二極體(0LED)之應用中。塗覆透明以及 導電薄膜玻璃亦有用於作為太陽能電池應用，例如一些型 式太1¼能電池之透明電極以及任何其他快速成長工業及廡 ° ' 塗覆玻璃基#之傳統方法通常包含真线運材料，清 理玻璃表面於塗覆之前，加熱玻璃基質於塗覆之前以及 即沉積特定塗膜材料。 通常，沉積導電透明薄膜於玻璃基質上進行於真* 中，其藉由噴塗或化學蒸汽沉積(CVD)，例如賴 ; 蒸汽沉積(PECVD)達成。 干

喷塗導電透_膜於玻璃上，例如喷技積推 錫氧化物於玻璃上具有-個或多個下列缺點大 具有挑戰性，耗時，以及通常產生不均勻_於破壤、 ，特別是加大尺寸之玻璃基質例如電視顯示器破螭。A 在塗覆之前，在數個傳統塗覆方法中破璃清理择 雜性以及額外費用。同時，數個傳統塗覆方法;要:加複 3 201029942 塗覆，其通常為困難的以及加入額外處理步驟。 發展-種方法细導電細法練麵基㈣時增加 塗覆密度及/或減少顯現於傳統塗覆方法中形態變化以^ 減少製造費用以及製造時間為有益的。 【發明内容】 在此所說明利用導電薄膜塗覆玻璃基質之方法解決一 項或多項上述所提及傳統塗覆方法之缺點，特別是當塗膜 包含金屬及/或金屬氧化物時。 在一項實施例中，揭示出在玻璃抽拉過程中塗覆玻璃 基質之方法。該方法包含抽拉玻璃基質，施加電場鄰近於 要被抽拉之玻璃基質，通過包含導電性顆粒之氣霧流經由 電場以及到達要被抽拉玻璃基質上。 本發明其他特性及優點揭示於下列說明，以及部份可 由說明清楚瞭解，或藉由實施下列說明以及申請專利範圍 以及附圖而明瞭。 人們瞭解先前一般說明及下列詳細說明只作為範例性 及說明性，以及預期提供概要或架構以瞭解申請專利範圍 界定出本發明原理及特性。所包含附圖將更進一步提供了 解本發明以及在此加入以及構成說明書之一部份。 所包含附圖在於提供更進一步瞭解本發明，以及在此 加入作為發明說明書之一部份。附圖顯示出本發明不同的 實施例及隨同詳細說明以解釋本發明之原理及操作。 【實施方式】 現在對本發明優先實施例作詳細說明，其範例顯示於 4 201029942 附圖中。 在一項實施例中，揭示出在玻璃抽拉過程中塗覆玻璃 基板之方法。該方法包含抽拉玻璃基質，施加電場鄰近於 • 要被抽拉之玻璃基質，以及通過包含導電性顆粒之氣霧流 經由電場以及到達要被抽拉玻璃基質上。 依據一項實施例，導電性顆粒包含金屬，金屬氧化物， 金屬鹵化物，摻雜劑，或其組合。範例性金屬豳杷物為 SnCU SnBr4, ZnCh，以及其組合。範例性金屬氧化物為 ZnO, Sn〇2, ImO3,以及其組合。導電性顆粒直徑能夠為5〇〇 nm，例如為200nm或更小，例如為l〇nm至lOOnm。 依據一項實施例之方法，更進一步包含使用喷灑高溫 分解，火焰合成，熱壁板反應器，感應顆粒產生器，喷霧器， 或其組合產生導電性顆粒流。 範例性熱壁板反應器，感應顆粒產生器例如說明於共 同申請人2007年7月25日申請之美國第π/881119號專利申 φ 請案中，其能夠使用來產生氣霧流。 . 範例性火焰噴灑高溫分解反應器說明於共同申請人之 美國第5979185及6260385號專利案中，其能夠使用來產生 氣霧流。依據一項實施例，氣霧流包含導電顆粒之運載氣 體，例如為氮氣，氧氣等或其組合以及前身產物反應劑，顆 粒等或其組合。氣霧流包含氣霧液滴或包含乾燥之導電性 顆粒。在一項實施例中，氣霧液滴具有液滴尺寸由1〇咖至 lOOOnm，例如 50nm 至 450nm。 由汽相合成產生之導電性顆粒在使用來產生導電顆粒 201029942 之化學反應過程中通常為正值地或負值地改變。在一項實 施例中，該方法更進一步包含在包含導電性顆粒之氣霧流 通過電場之前對導電性顆粒充電。依據一項實施例，導電 性顆粒充電包含將產生之導電性顆粒流通過包含充電器之 充電區域以形成充電之導電性顆粒。充電器能夠由電暈充 電器，放射性氣體離子化器，光電充電器，感應充電器以及 其組合選取出。使用充電器，導電性顆粒能夠藉由獲取由 充電器產生空中浮游離子的電荷額外地充電。 在充電區域中額外顆粒充電能夠藉由多個充電構件或 數個充電構件之組合達成。例如，使用作為顆粒充電之氣 體離子能夠藉由放射性氣體離化器產生。氣霧顆粒能夠藉 由藉由電磁輕射相關光源產生之紫外線或軟光線照射氣 霧加以充電（光電充電）。 靜電沉積之範例性系統說明於共同申請人之美國第73 61207及7393385號專利中。 在一項實施例中，在玻璃基質上導電性顆粒燒結形成 導電性薄膜。在一項實施例中，導電性薄膜為透明的。導 電性薄膜包含金屬，金屬氧化物，摻雜劑，或其組合。在一 項實施例中，導電性薄膜包含Sn〇2, Zn〇, Im〇3, Ζηί 或其組合。在一項實施例中，導電性薄膜包含摻雜ci之 Sn〇2,摻雜F及C1之Sn〇2,摻雜f之Sn〇2,摻雜sn之In2〇3 摻雜A1之ZnO,摻雜Cd之Sn〇2,或其組合。 ’ 在-項實施例中，導電性薄膜具有厚度為2〇〇〇咖或更 小，例如 10nm 至 lOOOnm，例如 10nm 至 5〇〇nm。 201029942 玻璃基質能夠由玻璃纖維以及玻璃帶狀物選取出。範 例性抽拉處理過程包含向下抽拉玻璃成形(例如融合抽拉， 管狀抽拉，細縫抽拉以及垂直抽拉）。本發明之一項實施例 包含塗覆氣霧至融合抽拉處理過程中由等管抽拉出之玻璃 帶狀物。 在玻璃抽拉處理過程中，玻璃基質之初始性玻璃表面 通常為原始的以及理想作為沉積氣霧於玻璃基質上以及隨 ©即形成導電性薄膜，其部份是由於玻璃基質之溫度所致以 及部份由於玻璃基質只接觸玻璃抽拉處理過程中所使用之 設備。因而，在塗覆之前並不需要清理玻璃基質。 依據一項實施例，塗覆氣霧包含塗覆氣霧液滴至玻璃 基板，其已達到或低於其玻璃轉變溫度。 依據一項實施例，塗覆氣霧包含塗覆氣霧至玻璃基質 於玻璃基質為彈性時。 依據一項實施例，該方法包含當玻璃基質被抽拉時塗 φ 覆氣霧至玻璃基質，其在溫度200°C至800°C範圍内，例如在 • 溫度為350 C至600 C。在一些應用中，溫度範圍之上端決 定於玻璃基質之軟化點。導電性薄膜通常在溫度低於玻璃 基板之軟化點塗覆。依據一項實施例，導電性薄膜在大氣 壓力下形成。 在融合抽拉處理過程中，塗覆玻璃基質方法之特徵1〇〇 以及101顯示於圖1A以及圖1B中。在該實施例中為玻璃帶 狀物之玻璃基質10離開等管12的溫度能夠為11〇(rc或更高 。由等管出口 14至運載氣霧16之距離γ能夠加以調整以對 201029942 應於玻_狀物所需要之溫度。_帶狀物所需要之溫产 決定於形成金屬氧化物所需要之溫度該金屬醜物由於又 沉積於玻璃帶㈣切軸塗覆朗基f 18之導電性薄膜 ’在該範例中為塗覆玻璃帶狀物之導電性薄膜。同樣地，由 氣霧喷灑^至_帶狀物之距離χ能夠加關整以對應所 需要氣霧之速度。 ’

_在纖維抽域理過程巾塗覆玻璃基f方法之特徵2〇〇 顯示於圖2中。在該實施例中為玻璃纖維之玻璃基質36的 溫，等於其離開高溫爐2。之溫度，能夠為測。(:或更高。 由高溫爐出π 22至氣射 32之距離β能夠加以調整以 對應於玻璃纖維所f要之溫度^據另—實施例，距離B能 夠為由冷料元(縣齡幻至運觀絲置之距離。玻 璃纖維所需要的溫度賴由形成金屬氧化賴需要溫度決 叱出’ s亥金屬氧化物形成係由於沉積於玻璃纖維上形成導 電薄膜塗覆玻璃基質18所致，在該範例中為導電性薄膜塗 覆玻璃纖維。同樣地，由氣霧喷灑器至玻璃纖維之距離A能 夠加以調整以對應於氣霧所需要的速度。 在圖1A中距離X及γ,或在圖2中a及B能夠加以調整 以沉積氣霧液滴或乾燥導電性顆粒於玻璃基質上。 在一項實施例中，施加電場包含施加交流電流(AC)或 直流電流(DC)至一個或多個電極以產生電場，當玻璃基質 被抽拉出時其將沉積充電之導電性薄膜於玻璃基質上。例 如，如圖3中本發明特徵300所顯示，兩個相對充電相反電極 26及28能夠位於要被抽拉保留之兩侧上。玻璃基質10被抽 201029942 拉出，電場藉由電極施加於鄰近要被抽拉玻璃基質，以及包 含導電性顆粒之充電氣霧24流通過電場以及到達玻璃基質 上，因而塗覆玻璃基質。 靜電沉積處理過程之高捕捉效率能夠使非常小顆粒例 如為Sn〇2顆粒沉積在基板上。基板提高溫度使導電性顆粒 黏附至基板上變為容易以及導電性顆粒隨即燒結形成導電 性薄膜。初始形成玻璃表面之乾淨會使在薄膜沉積之前的 ❹玻璃清_外處理步驟減為最低。細沉積並不需要昂貴 真空祕以及其複雜的操作。沉積能夠在大氣條件下進行 以及薄臈摻雜/合金化為相當容易。 依據本發明方法具有廣泛性之單一種類導電性薄膜， 複合多個種類薄膜，原處摻雜劑加入其薄膜，及/或氣體紊 流最小化的沉積以確保薄膜之均勻性。低溫蒸發金屬種類 (例如Sn，Zn)而非局溫氧化物（例如Sn〇2, ZnO)之沉積以及 後續藉由部份燒結及/或後續熱處理薄膜之金屬氧化物轉 φ 換為有益的，由於能夠使用相當低溫度(例如Sn為30(TC’ -t〇^>_°c)來製造導電性薄膜。抽拉玻璃之溫度為相 當岗足以作為金屬顆粒燒結處理過程。通常，金屬種類之 氧化發生於沉積前，合成階段或沉積後，緊接燒結之前。 業界熟知此技術者瞭解本發明能夠作許多變化及改變 而並不會脫離本發明之精神及範圍。預期本發明含蓋本發 明各種變化及改變，其屬於下列申請專利範圍以及同等物" 範圍内。 【圖式簡單說明】 201029942 ^說日辑獨地紐觸圖將能夠最 圖1A為依據-項實施例當玻璃基質被抽拉時塗覆氣霧 至玻璃基質之側視圖。 圖為依據圖1A所示實施例當玻璃基質被抽拉時塗覆 氣霧至玻璃基質之前視圖。

圖2為依據一項實施例當玻璃基質被抽拉時塗覆氣霧 至玻璃基質之示意圖。 圖3為依據一項實施例當玻璃基質被抽拉時塗覆氣霧 至玻璃基質之侧視示意圖。 【主要元件符號說明】 玻璃基質10;等管12;等管出口 14;氣霧16;玻璃基 質18;高溫爐20;高溫爐出口 22;充電氣霧24;電極26， 28;氣霧噴灑器32;玻璃基質36;高溫爐42;塗覆玻璃基 質方法之特徵100,101，200,300。

Claims (1)

1. 201029942 七、申請專利範圍 1. 一種在玻璃抽拉過程中塗覆玻璃基質之方法，該方法包 含： 抽拉玻璃基質； 施加電場鄰近於要被抽拉之玻璃基質；以及 通過包含導電性顆粒之氣霧流經由電場以及到達要被抽 拉玻璃基質上。 ©2.依據申請專利範圍第1項之方法，其中更進一步包含使用 . 噴漢高溫分解，火焰合成，熱壁板反應器，感應顆粒產生器， 喷霧器，或其組合產生導電性顆粒流。 3·依據申請專利範圍第丨項之方法其中燒結在玻璃基質上 導電性顆粒以形成導電性薄膜。 4.依據申請專利範圍帛3項之方法，其中導電性薄膜為透明 的。 5·依射請專利細第3項之方法，其中導雜細包含金 φ 屬，金屬氧化物，摻雜劑，或其組合。 、=據/請'Γ範㈣3項之綠，其巾導雜雌包含金 屬，金屬乳化物，金偏化物，摻雜劑，或其板合。 7.依據申請專利範圍第i項之方法其中更進 包含2電性顆粒的氣霧流通過電場之前性ζ3、 包含將產生之導電性顆粒顆粒充電 以形成充電之導電性顆粒。 — ’、匕3充電器 9.依射請專利朗第8項之方法，其中充電器由電晕充電 201029942 器，放射性氣體離化器，光電充電器，感應充電器，以及其組 • 合選取出。 10.依據申請專利範圍第8項之方法，其中施加電場包含施 加交流電流或直流電流至—個或多個電極以產生電場，當 玻璃基質被抽拉出時其將沉積充電之導電性薄膜於玻璃基 質上。 11 ·依據申請專利範圍第1 〇項之方法，其中兩個相對充電相 ^ 反電極位於被抽拉玻璃之相對兩側上。 12·依據申請專利範圍第丨項之方法，其巾氣顏包含氣霧 液滴。 13. 依射請專利範圍第！項之方法其中玻璃基質由玻璃 光纖及玻璃帶選取出。 14. 依據申請專利範圍第丨項之方法，其中包含塗覆導電性 顆粒至玻璃基質，該玻璃基質達到或低於其玻璃轉變溫度。 15. 依據申請專利範圍第！項之方法其中包含當玻璃基質 φ 為彈性時塗覆導電性顆粒至玻璃基質。 、16.依據申請專利範圍第1項之方法，其中包含塗覆導電性 顆粒至玻璃基質，該玻璃基質溫度為2〇(Tc至8〇(Tc。 17.依據申請專利範圍第16項之方法，其中包含塗覆導電 性顆粒至玻璃基質，該玻璃基質溫度為35()t^ 6〇(rc。 12