[發明專利]一種生產透明導電膜玻璃的方法

有效

• 申請號: 201410194869.4
• 申請日: 2014-05-10
• 公開（公告）號: CN103951283A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 彭壽;王東;金良茂;石麗芬;單傳麗;張家林;王蕓;馬立云;甘治平
• 申請（專利權）人: 蚌埠玻璃工業設計研究院;中國建材國際工程集團有限公司
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所 34113
• 代理人: 楊晉弘

技術領域

本發明屬于玻璃生產制造領域，特別涉及一種在浮法線上生產透明導電膜玻璃的方法。

背景技術

現有在浮法線上生產透明導電膜玻璃的方法，是把含有構成薄膜元素的前驅氣體通到熱的玻璃表面，借助玻璃帶的高溫，使前驅氣體發生化學氣相反應，在玻璃表面分兩步沉積包含一層氧化硅屏蔽層和一層氧化物導電層的復合膜層。該方法必須借助玻璃帶的高溫才能驅動化學反應的發生，屬于熱分解機制的化學氣相反應，鍍膜區必須選擇在浮法線的高溫區，通常鍍屏蔽層在錫槽內進行，鍍導電層在錫槽內或退火窯前端進行。

現有的方法存在以下問題：對錫槽的擾動大，造成錫槽工況不穩，能耗增加，錫液損耗嚴重；鍍膜區高溫會使大體積內的前驅氣體被加熱反應，不僅能耗很大，而且前驅氣體浪費嚴重，利用率低一般低于15%；鍍膜區溫度高于玻璃的軟化點，薄膜易產生缺陷；鍍膜區溫度太高，對鍍膜設備的材質、變形、冷卻、防腐等均有極高要求，使鍍膜設備制造難度大、成本高昂、操作復雜。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有的化學氣相反應鍍膜方法存在的缺點，提供的一種利用激光驅動化學氣相反應的發生，在浮法玻璃表面分兩步沉積包含一層氧化硅屏蔽層和一層AZO導電層的復合膜層，得到透明導電膜玻璃。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種生產透明導電膜玻璃的方法，包括以下步驟：

（1）.在浮法玻璃生產線的退火窯內，將含有硅烷、含氧源的氣態屏蔽層前驅體以惰性氣體為載體，通入到溫度為460～480℃的浮法玻璃表面上，利用激光束在稍高于玻璃表面平行入射，使前驅氣體光致解離發生化學氣相反應，在玻璃表面沉積形成厚度為50～90nm、折射率1.65～1.80的屏蔽層；

（2）.在浮法玻璃生產線的退火窯內、玻璃溫度為435～455℃的范圍內，將含有預制氣化的鋅源、鋁源、含氧源的導電層前驅體以惰性氣體為載體，通入到已經沉積有屏蔽層的玻璃表面上，利用激光束在稍高于玻璃表面平行入射，使前驅氣體光致解離發生化學氣相反應，在玻璃表面形成厚度為250～400nm的導電層。

所述的化學氣相反應是由激光驅動的光分解機制的化學氣相反應；

所述的激光束，其激光光子的能量高于前驅氣體分子的鍵能，可以在低溫狀態下有效擊斷前驅氣體的分子鍵；

所述的激光束需要用掩膜精確限定其水平方向下部邊界，使激光束下邊界與玻璃帶表面的距離控制在0.8～2mm之間，以保證氣相反應盡可能在靠近玻璃表面進行，同時避免激光對薄膜和玻璃表面的損傷；

所述硅烷、含氧源、惰性氣體的摩爾百分數是：硅烷3～12mol%，含氧源20～70%，其余為惰性氣體；

所述鋅源、鋁源、含氧源、惰性氣體的摩爾百分數是：鋅源1～15mol%，鋁源0.2～3mol%，含氧源20～70%，其余為惰性氣體；

所述的含氧源是氧化二氮、二氧化氮或二氧化碳中的一種；

所述的鋅源、鋁源是該金屬的甲基金屬化合物、羰基金屬化合物、帶金屬碳鍵的金屬絡合物或金屬鹵素化合物中的一種；

所述的惰性氣體為氮氣或氬氣，具有運載和稀釋前驅體氣體的雙重功能。

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本發明利用激光驅動化學氣相反應鍍膜的過程是：光致解離、化學反應、沉積成膜。

在步驟（1）中，含氧源在激光束照射下發生分解反應，生成激發態原子氧，該原子氧很容易和硅烷發生反應形成二氧化硅，并快速沉積在玻璃表面形成薄膜，得到屏蔽層，屏蔽層具有阻止玻璃內部的堿金屬離子擴散和調節導電膜玻璃顏色的功能。

在步驟（2）中，鋅源、鋁源在激光束照射下發生分解，和含氧源分解生成的氧反應，在玻璃帶表面生成AZO（ZnO摻Al）薄膜，得到導電層。

純ZnO薄膜是本征半導體，禁帶寬度3.37eV，大于可見光光子能量3.1ev，是一種透光性較好的薄膜，其可見光透過率高達80～90%。但純ZnO薄膜導電性很差，幾乎不導電。在ZnO薄膜中摻入淺能級雜質Al、Al3+，Al的原子半徑與Zn原子半徑相近，它將占據晶格格點，與周圍元素形成共價鍵，Al的價電子數比Zn多一個，出現了弱束縛的電子，這個多余的電子只需要較少的能量就可以擺脫束縛，成為在ZnO薄膜中作共有化運動的自由電子，即導帶中的電子。所以在ZnO中摻雜Al之后，導電性能大幅度提高，同時對薄膜的透光率影響不大，還能提高薄膜的穩定性。

本發明通過上述步驟1和2得到包含一層氧化硅屏蔽層和一層AZO導電層的復合膜層，從而獲得透明導電膜玻璃。