TW201429908A - 線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，包括：玻璃成型腔室，係包括錫槽和盛裝在錫槽內的金屬熔液；第一化學氣相沉積腔室，設置在玻璃成型腔室內，並用於沉積介質層；第二化學氣相沉積腔室，第一化學氣相沉積腔室與第二化學氣相沉積腔室沿著玻璃帶的漂移方向依序佈置，並用於沉積氟摻雜的氧化錫膜層。本發明通過在玻璃成型腔室內依次設置第一化學氣相沉積腔室和第二化學氣相沉積腔室，所獲得的鍍膜玻璃不僅板面電阻值低、表面粗糙度小、輻射率低等特性，而且所述製造方法借助所述玻璃成型腔室的溫度完成所述化學氣相沉積，最大化設備利用率，降低生產成本。

Description

線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置及其製造方法

本發明涉及薄膜沉積技術領域，尤其涉及一種線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置及其製造方法。

眾所周知，大面積鍍膜工藝使得鍍膜製品較普通玻璃具有更優異的光學、物理和電學特性。非限制性的列舉，採用化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)方法在所述玻璃基片上沉積氟摻雜的二氧化錫(F：SnO2,FTO)所獲得的鍍膜製品具有高可見光透過、低紅外透過，且表面粗糙度小、輻射率低等特性。更重要地，具有FTO膜層的鍍膜製品較普通玻璃具有更低的板面電阻值。

但是，在現有的工藝中，為了使得鍍膜製品其中一方面的性能更加優異，則其它方面的特性勢必會受到損失。例如，在美國專利US3677814所揭露的技術方案中，在通過增加FTO膜層厚度以降低板面電阻值的同時，所述表面粗糙度增加。又如美國專利US3107177所揭露的技術方案中，為了在增加FTO膜層厚度的時候使得所述表面粗糙度在可接受的範圍內，可通過適當增加二氧化錫中的氟摻雜含量的方式而實現。然而，在美國專利US3677814第3欄之第41~53記載：當所述氟摻雜的含量達到一定水準，並不能增加所述鍍膜製品的導電率，進而降低板面電阻值。

尋求一種可兼顧鍍膜製品之光學特性、物理和電學特性，且便於大面積生產的線上鍍膜方法已成為本領域技術人員亟待解決的問題之一。

故針對現有技術存在的問題本案設計人憑藉從事此行業多年的經驗，積極研究改良，於是有了本發明一種線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置及其製造方法。

針對現有技術中，傳統工藝不能兼顧鍍膜製品之光學特性、物理和電學特性，且不便於大面積生產等缺陷提供一種線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置及其製造方法。

本發明之第一目的，係提供一種線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，包括：一玻璃成型腔室，係包括一錫槽和盛裝在該錫槽內的一金屬熔液，該錫槽用於一玻璃液攤開和漂移形成一玻璃帶；一第一化學氣相沉積腔室，係設置在該玻璃成型腔室內，並用於在該玻璃帶之異於該金屬熔液的一側沉積一介質層；及一第二化學氣相沉積腔室，係設置在該玻璃成型腔室內，且該第一化學氣相沉積腔室與該一第二化學氣相沉積腔室沿著該玻璃帶的漂移方向依序佈置，並用於在該介質層之異於該玻璃帶的一側沉積一氟摻雜的氧化錫膜層。

本發明之第二目的，，該玻璃帶之異於該金屬熔液的一側的該介質層為二氧化矽(SiO₂)、氮化矽(Si₃N4)、二氧化錫(SnO₂)的其中之一，或者為二氧化矽(SiO₂)、氮化矽(Si₃N₄)、二氧化錫(SnO₂)的兩種以上材料的交替層疊設置。

本發明之第三目的，該第二化學氣相沉積腔室在完成該氟摻雜的氧化錫層澱積時，化學氣相沉積之反應溫度係由該玻璃成型腔室之熱量提供。

本發明之第四目的，該第二化學氣相沉積腔室採用的前驅溶液包括：一錫源之前驅物單丁基三氯化錫(C₄H₉Cl₃Sn)，其化學流量為42~46磅/單位面積/小時之間；一氟源之前驅物三氟乙酸(CF₃CO₂H)，其化學流量為8.5~10.5磅/單位面積/小時之間；一去離子水，其化學流量為11~13磅/單位面積/小時之間；一淨化空氣載體，其化學流量為40立方英尺/分鐘(scfm)。

本發明之第五目的，該氟摻雜的氧化錫膜層中氟與錫的原子比大於0.7%~1%之間。

本發明之第六目的，該氟摻雜的氧化錫膜層之氟的質量百分比為9%~11%之間。

本發明之第七目的，該淨化空氣載體的含氧量為21%的淨化空氣，或者為單一成分的純氬(Ar)或氮氣(N₂)。

本發明之第八目的，係提供一種線上低輻射鍍膜玻璃的製造方法，係應用於一製造裝置，該製造方法包括以下步驟：執行步驟S1：通過一淨化空氣載體，將一單丁基三氯化錫、一三氟乙酸及一去離子水之前驅溶液之蒸汽傳輸至具有一介質層的該玻璃帶上；及執行步驟S2：該單丁基三氯化錫、該三氟乙酸及該去離子水之蒸汽吸附在該玻璃帶上，並藉由該玻璃帶之溫度使得該前驅溶液進行化學反應，並在該玻璃帶上形成一氟摻雜的氧化錫膜層。

本發明之第九目的，該淨化空氣載體的流速維持在50~70立方英尺/分鐘(scfm)之間。

綜上所述，本發明該線上低輻射鍍膜玻璃的製造方法通過在該玻璃成型腔室內依次設置第一化學氣相沉積腔室和第二化學氣相沉積腔室，並在位於該第一化學氣相沉積腔室內的玻璃帶上沉積該介質層，在位於該第二化學氣相沉積腔室內具有介質層的該玻璃帶上沉積該氟摻雜的氧化錫膜層，所獲得的鍍膜玻璃不僅板面電阻值低、表面粗糙度小、輻射率低等特性，而且該製造方法借助該玻璃成型腔室的溫度完成該化學氣相沉積，最大化設備利用率，降低生產成長。

〔習知〕

無

〔本發明〕

1‧‧‧製造裝置

11‧‧‧玻璃成型腔室

12‧‧‧錫槽

13‧‧‧金屬熔液

14‧‧‧玻璃帶

15‧‧‧第一化學氣相沉積腔室

16‧‧‧介質層

17‧‧‧第二化學氣相沉積腔室

18‧‧‧氧化錫膜層

第1圖為本發明之線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置之結構示意圖；及第2圖為本發明之線上低輻射鍍膜玻璃的製造方法之流程圖。

請參閱第1圖所示，為本發明線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置之結構示意圖，該線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置1，包括：一玻璃成型腔室11，係包括一錫槽12和盛裝在該錫槽12內的一金屬熔液13，該錫槽12用於一玻璃液攤開和漂移形成一玻璃帶14；一第一化學氣相沉積腔室15，係設置在該玻璃成型腔室11內，並用於在該玻璃帶14之異於該金屬 熔液13的一側沉積一介質層16；及一第二化學氣相沉積腔室17，係設置在該玻璃成型腔室11內，且該第一化學氣相沉積腔室15與該一第二化學氣相沉積腔室17沿著該玻璃帶14的漂移方向依序佈置，並用於在該介質層16之異於該玻璃帶14的一側沉積一氟摻雜的氧化錫膜層18。

作為本發明的具體實施方式，沉積在該玻璃帶14之異於該金屬熔液13一側的該介質層16非限制性的為二氧化矽(SiO₂)、氮化矽(Si₃N₄)、二氧化錫(SnO₂)的其中之一，或者為二氧化矽(SiO₂)、氮化矽(Si₃N₄)、二氧化錫(SnO₂)的兩種以上材料的交替層疊設置。

該第二化學氣相沉積腔室17設置在該玻璃成型腔室11內，且該第一化學氣相沉積腔室15與該第二化學氣相沉積腔室17沿著該玻璃帶14的漂移方向依序佈置，並用於在該介質層16之異於該玻璃帶14的一側沉積所述氟摻雜的氧化錫膜層18。明顯地，該第二化學氣相沉積腔室17在完成所述氟摻雜的氧化錫膜層18澱積時，該化學氣相沉積之反應溫度由所述玻璃成型腔室11之熱量提供。

為了更直觀的闡述本發明之技術方案，凸顯本發明之有益效果，現結合具體的實施方式為例進行闡述。在該具體實施方式中，所涉及數值僅為列舉，不應視為對本技術方案的限制。

覆請參閱第1圖所示，該線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置1之第二化學氣相沉積腔室17所採用的前驅溶液包括：錫源之前驅物單丁基三氯化錫，其化學流量為42~46磅/單位面積/小時之間；氟源之前驅物三氟乙酸，其化學流量為8.5~10.5磅/單位面積/小時之間；去離子水，其化學流量為11~13磅/單位面積/小時之間；淨化空氣載體，其化學流量為40立方英尺/分鐘(scfm)之間，其中，該氟摻雜的氧化錫膜層18中氟與錫的原子比大於0.7%~1%之間。該氟摻雜的氧化錫膜層18之氟的質量百分比為9%~11%之間，該淨化空氣載體的含氧量為21%的淨化空氣，或者為單一成分的其它淨化氣體，非限制性的，例如為純氬(Ar)或氮氣(N₂)。

為了降低該鍍膜玻璃之表面粗糙度和板面電阻值，更具體地，增加該鍍膜玻璃之三氟乙酸的單位流量以增加該氟摻雜的氧化錫膜層18中的氟含量，且增加該鍍膜玻璃之單丁基三氯化錫之單位流量以及去離 子水之單位流量以增加該單丁基三氯化錫之沉積速率和該氟摻雜的氧化錫膜層18的厚度。同時，通過提高該氟摻雜的氧化錫膜層18之氟(F)與錫(Sn)的比率，可進一步降低輻射率，增加板面電阻值。

請參閱第1及2圖所示，為本發明線上低輻射鍍膜玻璃的製造方法流程圖。在通過本發明該線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置1製造所述鍍膜玻璃時，包括以下步驟：執行步驟S1：通過一淨化空氣載體，將一單丁基三氯化錫、一三氟乙酸及一去離子水之前驅溶液之蒸汽傳輸至具有一介質層16的該玻璃帶14上；執行步驟S2：該單丁基三氯化錫、該三氟乙酸及該去離子水之蒸汽吸附在該玻璃帶14上，並藉由該玻璃帶14之溫度使得該前驅溶液進行化學反應，並在該玻璃帶14上形成一氟摻雜的氧化錫膜層18。

作為本領域技術人員，容易理解地，為了控制該氟摻雜的氧化錫膜層的厚度和穩定化學工藝，該淨化空氣載體的流速維持在50~70scfm。綜上所述，本發明該線上低輻射鍍膜玻璃的製造方法通過在該玻璃成型腔室內依次設置第一化學氣相沉積腔室和第二化學氣相沉積腔室，並在位於該第一化學氣相沉積腔室內的玻璃帶上沉積該介質層，在位於該第二化學氣相沉積腔室內具有介質層的該玻璃帶上沉積該氟摻雜的氧化錫膜層，所獲得的鍍膜玻璃不僅板面電阻值低、表面粗糙度小、輻射率低等特性，而且該製造方法借助該玻璃成型腔室的溫度完成該化學氣相沉積，最大化設備利用率，降低生產成本。

本領域技術人員均應瞭解，在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，可對本發明進行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權利要求書及等同物的保護範圍內時，認為本發明涵蓋這些修改和變型。

1‧‧‧製造裝置

11‧‧‧玻璃成型腔室

12‧‧‧錫槽

13‧‧‧金屬熔液

14‧‧‧玻璃帶

15‧‧‧第一化學氣相沉積腔室

16‧‧‧介質層

17‧‧‧第二化學氣相沉積腔室

18‧‧‧氧化錫膜層

Claims (10)

1. 一種線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，包括：一玻璃成型腔室，係包括一錫槽和盛裝在該錫槽內的一金屬熔液，該錫槽用於一玻璃液攤開和漂移形成一玻璃帶；一第一化學氣相沉積腔室，係設置在該玻璃成型腔室內，並用於在該玻璃帶之異於該金屬熔液的一側沉積一介質層；及一第二化學氣相沉積腔室，係設置在該玻璃成型腔室內，且該第一化學氣相沉積腔室與該一第二化學氣相沉積腔室沿著該玻璃帶的漂移方向依序佈置，並用於在該介質層之異於該玻璃帶的一側沉積一氟摻雜的氧化錫膜層。
2. 如請求項1所述之線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，其中該玻璃帶之異於該金屬熔液的一側的該介質層為二氧化矽(SiO₂)、氮化矽(Si₃N₄)、二氧化錫(SnO₂)的其中之一，或者為二氧化矽(SiO₂)、氮化矽(Si₃N₄)、二氧化錫(SnO₂)的兩種以上材料的交替層疊設置。
3. 如請求項1所述之線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，其中該第二化學氣相沉積腔室在完成該氟摻雜的氧化錫層澱積時，化學氣相沉積之反應溫度係由該玻璃成型腔室之熱量提供。
4. 如請求項1所述之線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，其中該第二化學氣相沉積腔室採用的前驅溶液包括：一錫源之前驅物單丁基三氯化錫(C₄H₉Cl₃Sn)，其化學流量為42~46磅/單位面積/小時之間；一氟源之前驅物三氟乙酸(CF₃CO₂H)，其化學流量為8.5~10.5磅/單位 面積/小時之間；一去離子水，其化學流量為11~13磅/單位面積/小時之間；及一淨化空氣載體，其化學流量為40立方英尺/分鐘(scfm)。
5. 如請求項1所述之線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，其中該氟摻雜的氧化錫膜層中，氟與錫的原子比大於0.7%~1%之間。
6. 如請求項1所述之線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，其中該氟摻雜的氧化錫膜層之氟的質量百分比為9%~11%之間。
7. 如請求項1所述之線上低輻射鍍膜玻璃的製造裝置，其中該淨化空氣載體的含氧量為21%的淨化空氣，或為單一成分的純氬(Ar)或氮氣(N₂)。
8. 一種線上低輻射鍍膜玻璃的製造方法，係應用於一製造裝置，該製造裝置包括一玻璃成型腔室、一第一化學氣相沉積腔室及一第二化學氣相沉積腔室，其中該玻璃成型腔室包括一錫槽和盛裝在該錫槽內的一金屬熔液，該錫槽用於一玻璃液攤開和漂移形成一玻璃帶，該第一化學氣相沉積腔室係設置在該玻璃成型腔室內，並用於在該玻璃帶之異於該金屬熔液的一側沉積一介質層，該第二化學氣相沉積腔室係設置在該玻璃成型腔室內，且該第一化學氣相沉積腔室與該一第二化學氣相沉積腔室沿著該玻璃帶的漂移方向依序佈置，並用於在該介質層之異於該玻璃帶的一側沉積一氟摻雜的氧化錫膜層，該製造方法包括以下步驟：執行步驟S1：通過一淨化空氣載體，將一單丁基三氯化錫、一三氟乙酸及一去離子水之前驅溶液之蒸汽傳輸至具有一介質層的該玻璃帶上；及 執行步驟S2：該單丁基三氯化錫、該三氟乙酸及該去離子水之蒸汽吸附在該玻璃帶上，並藉由該玻璃帶之溫度使得該前驅溶液進行化學反應，並在該玻璃帶上形成一氟摻雜的氧化錫膜層。
9. 如請求項8所述之線上低輻射鍍膜玻璃的製造方法，其中該淨化空氣載體的流速維持在50~70立方英尺/分鐘(scfm)之間。
10. 如請求項8或9所述之線上低輻射鍍膜玻璃的製造方法，其中該淨化空氣載體的含氧量為21%的淨化空氣，或為單一成分的純氬(Ar)或氮氣(N₂)。