专利名称：一种高透过率触摸屏透明导电玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种真空镀膜技术，也就是材料表面改性技术，尤其是涉及一种高透 过率触摸屏透明导电玻璃及其制备方法及其制备方法。
背景技术：
触摸屏作为一种新型的人机交互界面，广泛地应用于各种数字信息系统上，从小 型产品如手机、PDA、数码产品、e-Book，到中型产品如车载导航仪、游戏机、家用电器、工控 仪器，再到大型产品如POS系统、公共查询系统、便携电脑、医疗仪器以及电视新闻节目中 常用的触摸式PDP上都可以看到触摸屏产品。近年来，触摸屏在手机上的应用越来越广泛，特别是iPhone触摸屏手机的推出， 极大地刺激了触摸屏在手机上应用的力度，几乎所有品牌的手机都将触摸屏应用于手机作 为新的设计和卖点，随着国内3G通讯服务的开通，触摸屏在手机上的应用将更加广泛。触 摸屏的另一个有力的增长点在汽车GPS导航仪上，汽车已成为城市居民的普通消费品，购 买私家车的人越来越多；然而，汽车GPS导航仪还仅是高档汽车所装备，随着人们生活方式 的改变，驾车出游会越来越多，GPS导航仪的应用也会随之增多。由于手机和GPS导航仪的应用大都在户外，对触摸屏的透过率要求也提出了更高 的要求，这样也就对触摸屏所用的透明导电玻璃的透过率的要求也进一步提高了。然而，现 有的透明导电玻璃的透过率无法满足更高层次的需求，制约了触摸屏在手机和GPS导航仪 上的深入应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种高透过率触 摸屏透明导电玻璃及其制备方法，其目的是通过在超薄浮法玻璃上、在高真空环境下、用平 面磁控溅射技术在玻璃表面沉积一组光学增透薄膜和ITO(氧化铟锡)膜，得到透过率高、 均勻性好的用于触摸屏的ITO透明导电玻璃。本发明的技术方案是该种高透过率触摸屏透明导电玻璃，包括玻璃基板，以及在 玻璃基板的至少一个表面依次沉积一组光学增透膜和ITO膜层，所述的光学增透膜包括 TiO2薄膜层和SiO2薄膜层。作为本发明的第一种实施例，所述的高透过率触摸屏透明导电玻璃为在玻璃基板 的一个表面上通过钛板直流反应溅射技术设置一层TiO2薄膜层，在TiO2薄膜层的另一面上 通过硅靶中频反应溅射技术设置一层SiO2薄膜层，最后通过ITO靶材直流溅射技术在SiO2 薄膜层的另一面上设置ITO膜层。作为本发明的第二种实施例，所述的高透过率触摸屏透明导电玻璃为在玻璃基板 的一个表面上通过钛板直流反应溅射技术设置一层TiO2薄膜层，在TiO2薄膜层的另一面上 通过硅靶中频反应溅射技术设置一层SiO2薄膜层，通过ITO靶材直流溅射技术在SiO2薄膜 层的另一面上设置ITO膜层；所述的玻璃基板的另一个表面上通过钛板直流反应溅射技术设置一层TiO2薄膜层，在TiO2薄膜层的另一面上通过硅靶中频反应溅射技术设置一层SiO2 薄膜层。所述的玻璃基板为超薄浮法玻璃基板。所述的1102薄膜层、SiO2薄膜层以及ITO膜层在连续式真空镀膜机中一次性完成。具有上述特殊结构的高透过率触摸屏透明导电玻璃及其制备方法具有以下优占.
^ \\\ ·1、该种高透过率触摸屏透明导电玻璃的技术在于光学增透膜技术和真空镀膜技 术，这包括光学增透膜系的设计、多层光学薄膜的真空磁控溅射沉积技术和膜层均勻性保 证技术等，光学增透膜是通过高、低折射率介质膜材料及不同λ /4倍数的膜厚叠加产生一 定的光学干涉特性，从而实现了透过率的提高，得到透过率高、均勻性好的ITO透明导电玻
^^ O2、该种高透过率触摸屏透明导电玻璃在真空镀膜机中一次性连续沉积各层薄膜， 二氧化钛采用的是钛板直流反应溅射技术，二氧化硅采用的是硅靶中频反应溅射技术，氧 化铟锡采用的靶材直流溅射技术，提高了产品的生产效率和质量稳定性。3、该种高透过率触摸屏透明导电玻璃满足触摸屏对高透过率ITO透明导电玻璃 的需求，提高户外电子产品(如手机、GPS导航仪)触摸屏的显示清晰度和使用效果，具有 很好的应用推广价值。
下面结合附图对本发明作进一步说明图1为本发明第一种实施例的膜系结构示意图。图2为本发明第二种实施例的膜系结构示意图。在图1-2中，1 玻璃基板；2 =TiO2薄膜层；3 =SiO2薄膜层；4 :ΙΤ0膜层。
具体实施例方式该种高透过率触摸屏透明导电玻璃是在超薄浮法玻璃上、在高真空环境下、用平 面磁控溅射技术在玻璃表面沉积ITO膜，得到透过率高、均勻性好的导电玻璃。高透过率触摸屏用ITO透明导电玻璃比起普通透过率玻璃来说，需求再沉积一组 TiO2, SiO2光学增透膜系，通过高低折射率介质膜材料及不同λ/4倍数的膜厚叠加产生一 定的光学干涉特性，实现透过率的提高。本专利高透过率触摸屏透明导电玻璃的膜系结构有2种，透过率大于94% (i550nm)的膜系结构为Glass/Ti02/Si02/IT0 ；透过率98 % (i550nm)的膜系结构为 Ti02/Si02/Glass/Ti02/Si02/IT0。TiO2薄膜层2采用Ti靶材直流反应磁控溅射技术，SiO2 薄膜层3采用Si靶中频反应磁控溅射技术，ITO膜层4采用ITO靶材直流磁控溅射技术。 由于光学膜厚要求的λ/4的倍数，因此对膜厚的控制尤为重要。具体说，TiO2薄膜层2的厚度为10-1 lnm，SiO2薄膜层3的厚度为850_900nm，ITO 膜层4的厚度为10-15nm。本发明采用的是在线连续式高温磁控溅射薄膜制备技术，平面磁控溅射技术是在 真空条件下实现等离子体放电，利用电磁场控制带电粒子的运动，轰击被镀材料，从而在玻璃基板1上沉积所需要的薄膜。本发明所有被镀材料Ti02、SiO2, ITO均在连续式真空磁控 溅射机上依次连续完成。下面结合附图对本发明专利进行详细的说明。图1为本发明高透过率触摸屏透明导电玻璃的第一种实施例的膜系结构示意图。 该种高透过率触摸屏透明导电玻璃为在玻璃基板1的一个表面上通过钛板直流反应溅射 技术设置一层TiO2薄膜层2，在TiO2薄膜层2的另一面上通过硅靶中频反应溅射技术设置 一层SiO2薄膜层3，最后通过ITO靶材直流溅射技术在SiO2薄膜层3的另一面上设置ITO 膜层4。其加工生产方法如下1)将所要生产的规格尺寸的玻璃基板1送入连续式滚刷清洗机进行清洗；2)将已清洗的玻璃基板1装载到基片小车上，并将小车送入到连续式真空镀膜 机；3)装载有玻璃基板1的小车以一定的速度在真空箱体内运动，依次通过装有Ti、 Si和ITO靶材的等离子体区域；4) Ti靶材DC直流磁控溅射TiO2薄膜层2、Si靶中频反应磁控溅射生成SiO2薄膜 层3和ITO靶材直流磁控溅射生产的ITO膜层4依次被镀在玻璃基板1上；5)镀好膜层的玻璃基板1随小车走出真空箱体，将镀好膜的玻璃基板1从小车上 取下；6)对已镀膜的成品进行相应光电性能检测，合格品进行包装。TiO2薄膜层2的制备工艺参数优选为本底压力彡lX10_3Pa，工作压力 3-4 X ICT1Pa,氩气流量lOOsccm，氧气流量80sccm，靶功率60-65KW，沉积所得的TiO2薄膜层 2的厚度为IO-Ilnm ；SiO2薄膜层3的制备工艺参数优选为本底压力彡lX10_3Pa，工作压力 3-4X ICT1Pa,氩气流量lOOsccm，氧气流量70sccm，靶功率150-160KW，沉积所得的SiO2薄膜 层3的厚度为850-900nm ；ITO膜层4的制备工艺参数优选为本底压力彡1父10’￡1，工作压力3-4\10-巾￡1， 氩气流量120sCCm，氧气流量3sCCm，靶功率1. 5-1. 8KW，沉积所得的ITO膜层4的厚度为 10-12nm ；通过上述加工工艺制备的高透过率触摸屏透明导电玻璃的透过率大于94% (@550nm)，其性能指标具体如下面电阻350-600Ω/□，电阻均勻性为MD彡士 10%，TD彡士 15%，透过率94. 1% (550nm)，色度:a* = -1. 5，b* = 0.3，热稳定性Rt/R 彡 115%。其中i550nm 表示光波波长在550nm时进行测量；Ω/口面电阻单位；a*/b* 色度坐标的表示；Rt 代表加热烘烤之后的面电阻值；R 代表原来的电阻值。图2为本发明高透过率触摸屏透明导电玻璃的第二种实施例的膜系结构示意图。 该种高透过率触摸屏透明导电玻璃为在玻璃基板1的一个表面上通过钛板直流反应溅射技术设置一层TiO2薄膜层2，在TiO2薄膜层2的另一面上通过硅靶中频反应溅射技术设置 一层SiO2薄膜层3，通过ITO靶材直流溅射技术在SiO2薄膜层3的另一面上设置ITO膜层 4 ；玻璃基板1的另一个表面上通过钛板直流反应溅射技术设置一层TiO2薄膜层2，在TiO2 薄膜层2的另一面上通过硅靶中频反应溅射技术设置一层SiO2薄膜层3。其加工生产方法如下1)将所要生产的规格尺寸的玻璃基板1送入连续式滚刷清洗机进行清洗；2)将已清洗的玻璃基板1装载到基片小车上，并将小车送入到连续式真空镀膜 机；3)装载有玻璃基板1的小车以一定的速度在真空箱体内运动，依次通过装有Ti、 Si和ITO靶材的等离子体区域；4) Ti靶材DC直流磁控溅射TiO2薄膜层2、Si靶中频反应磁控溅射生成SiO2薄膜 层3和ITO靶材直流磁控溅射生产的ITO膜层4依次被镀在玻璃基板1上；5)镀好膜层的玻璃基板1随小车走出真空箱体，将镀好膜的玻璃基板1从小车上 取下；6)将玻璃一面已成批镀好膜层的玻璃基板1从包装箱中取出，经过清洗线进行清 洗，未镀膜面朝外装载到小车上；7)装载有玻璃基板1的小车以一定的速度在真空箱体内运动，依次通过装有Ti、 Si靶材的等离子体区域，依次镀上TiO2薄膜层2和SiO2薄膜层3 ；8)镀好膜层的玻璃基板1随小车走出真空箱体，将镀好膜的玻璃基板1从小车上 取下；9)对已镀膜的成品进行相应光电性能检测，合格品进行包装。TiO2薄膜层2的制备工艺参数优选为本底压力彡lX10_3Pa，工作压力 3-4 X ICT1Pa,氩气流量lOOsccm，氧气流量80sccm，靶功率60-65KW，沉积所得的TiO2薄膜层 2的厚度为IO-Ilnm ；SiO2薄膜层3的制备工艺参数优选为本底压力彡IX IO-3Pa,工作压力 3-4X ICT1Pa,氩气流量lOOsccm，氧气流量70sccm，靶功率150-160KW，沉积所得的SiO2薄膜 层3的厚度为850-900nm ；ITO膜层4的制备工艺参数优选为本底压力彡1父10’￡1，工作压力3-4\10-巾￡1， 氩气流量120sCCm，氧气流量3sCCm，靶功率1. 5-1. 8KW，沉积所得的ITO膜层4的厚度为 10-12nm ；通过上述加工工艺制备的所述的高透过率触摸屏透明导电玻璃的透过率大于 98% (@550nm)，其性能指标具体如下面电阻350-600 Ω / □，电阻均勻性为MD彡士 10 %，TD彡士 15 %，透过率 98. 05% (550nm)，色度a* = -1. 8，b* = _1，热稳定性:Rt/R0 ^ 115%。其中i550nm 表示光波波长在550nm时进行测量；Ω/口面电阻单位；a*/b* 色度坐标的表示；Rt 代表加热烘烤之后的面电阻值；Rtl 代表原来的电阻值。
第一实施例和第二实施例中玻璃基板1为超薄浮法玻璃基板。该种高透过率触摸屏透明导电玻璃的技术在于光学增透膜技术和真空镀膜技术， 这包括光学增透膜系的设计、多层光学薄膜的真空磁控溅射沉积技术和膜层均勻性保证技 术等，光学增透膜是通过高、低折射率介质膜材料及不同λ /4倍数的膜厚叠加产生一定的 光学干涉特性，从而实现了透过率的提高，得到透过率高、均勻性好的ITO透明导电玻璃。 各层薄膜在真空镀膜机中一次性连续沉积，二氧化钛采用的是钛板直流反应溅射技术，二 氧化硅采用的是硅靶中频反应溅射技术，氧化铟锡采用的靶材直流溅射技术，提高了产品 的生产效率和质量稳定性。
权利要求
一种高透过率触摸屏透明导电玻璃，其特征在于所述的高透过率触摸屏透明导电玻璃包括玻璃基板(1)，以及在玻璃基板(1)的至少一个表面依次沉积一组光学增透膜和ITO膜层(4)，所述的光学增透膜包括TiO2薄膜层(2)和SiO2薄膜层(3)。
2.根据权利要求1所述的一种高透过率触摸屏透明导电玻璃，其特征在于所述的高 透过率触摸屏透明导电玻璃为在玻璃基板(1)的一个表面上通过钛板直流反应溅射技术 设置一层TiO2薄膜层(2)，在TiO2薄膜层(2)的另一面上通过硅靶中频反应溅射技术设置 一层SiO2薄膜层(3)，最后通过ITO靶材直流溅射技术在SiO2薄膜层(3)的另一面上设置 ITO 膜层(4)。
3.根据权利要求1所述的一种高透过率触摸屏透明导电玻璃，其特征在于所述的高 透过率触摸屏透明导电玻璃为在玻璃基板(1)的一个表面上通过钛板直流反应溅射技术 设置一层TiO2薄膜层(2)，在TiO2薄膜层(2)的另一面上通过硅靶中频反应溅射技术设置 一层SiO2薄膜层(3)，通过ITO靶材直流溅射技术在SiO2薄膜层(3)的另一面上设置ITO 膜层(4)；所述的玻璃基板(1)的另一个表面上通过钛板直流反应溅射技术设置一层TiO2 薄膜层(2)，在TiO2薄膜层(2)的另一面上通过硅靶中频反应溅射技术设置一层SiO2薄膜 层⑶。
4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的一种高透过率触摸屏透明导电玻璃，其特 征在于所述的玻璃基板(1)为超薄浮法玻璃基板。
5.根据权利要求4所述的一种高透过率触摸屏透明导电玻璃，其特征在于所述的 TiO2薄膜层(2)、SiO2薄膜层(3)以及ITO膜层(4)在连续式真空镀膜机中一次性完成。
全文摘要
本发明公开了一种高透过率触摸屏透明导电玻璃及其制备方法，高透过率触摸屏透明导电玻璃包括玻璃基板(1)，以及在玻璃基板(1)的至少一个表面依次沉积一组光学增透膜和ITO膜层(4)，光学增透膜包括TiO2薄膜层(2)和SiO2薄膜层(3)，玻璃基板(1)为超薄浮法玻璃基板。该种高透过率触摸屏透明导电玻璃的技术在于光学增透膜技术和真空镀膜技术，这包括光学增透膜系的设计、多层光学薄膜的真空磁控溅射沉积技术和膜层均匀性保证技术等，光学增透膜是通过高、低折射率介质膜材料及不同λ/4倍数的膜厚叠加产生一定的光学干涉特性，从而实现了透过率的提高，得到透过率高、均匀性好的ITO透明导电玻璃。
文档编号C23C14/34GK101921985SQ20101025832
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者夏大映, 张兵, 朱磊, 李林, 罗雷, 许沭华, 陈奇 申请人:芜湖长信科技股份有限公司