專利名稱：一種高透過率觸摸屏透明導電玻璃及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種真空鍍膜技術，也就是材料表面改性技術，尤其是涉及一種高透 過率觸摸屏透明導電玻璃及其制備方法及其制備方法。
背景技術：
觸摸屏作為一種新型的人機交互界面，廣泛地應用于各種數字信息系統上，從小 型產品如手機、PDA、數碼產品、e-Book，到中型產品如車載導航儀、游戲機、家用電器、工控 儀器，再到大型產品如POS系統、公共查詢系統、便攜電腦、醫療儀器以及電視新聞節目中 常用的觸摸式PDP上都可以看到觸摸屏產品。近年來，觸摸屏在手機上的應用越來越廣泛，特別是iPhone觸摸屏手機的推出， 極大地刺激了觸摸屏在手機上應用的力度，幾乎所有品牌的手機都將觸摸屏應用于手機作 為新的設計和賣點，隨著國內3G通訊服務的開通，觸摸屏在手機上的應用將更加廣泛。觸 摸屏的另一個有力的增長點在汽車GPS導航儀上，汽車已成為城市居民的普通消費品，購 買私家車的人越來越多；然而，汽車GPS導航儀還僅是高檔汽車所裝備，隨著人們生活方式 的改變，駕車出游會越來越多，GPS導航儀的應用也會隨之增多。由于手機和GPS導航儀的應用大都在戶外，對觸摸屏的透過率要求也提出了更高 的要求，這樣也就對觸摸屏所用的透明導電玻璃的透過率的要求也進一步提高了。然而，現 有的透明導電玻璃的透過率無法滿足更高層次的需求，制約了觸摸屏在手機和GPS導航儀 上的深入應用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的問題提供一種高透過率觸 摸屏透明導電玻璃及其制備方法，其目的是通過在超薄浮法玻璃上、在高真空環境下、用平 面磁控濺射技術在玻璃表面沉積一組光學增透薄膜和ITO(氧化銦錫)膜，得到透過率高、 均勻性好的用于觸摸屏的ITO透明導電玻璃。本發明的技術方案是該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃，包括玻璃基板，以及在 玻璃基板的至少一個表面依次沉積一組光學增透膜和ITO膜層，所述的光學增透膜包括 TiO2薄膜層和SiO2薄膜層。作為本發明的第一種實施例，所述的高透過率觸摸屏透明導電玻璃為在玻璃基板 的一個表面上通過鈦板直流反應濺射技術設置一層TiO2薄膜層，在TiO2薄膜層的另一面上 通過硅靶中頻反應濺射技術設置一層SiO2薄膜層，最后通過ITO靶材直流濺射技術在SiO2 薄膜層的另一面上設置ITO膜層。作為本發明的第二種實施例，所述的高透過率觸摸屏透明導電玻璃為在玻璃基板 的一個表面上通過鈦板直流反應濺射技術設置一層TiO2薄膜層，在TiO2薄膜層的另一面上 通過硅靶中頻反應濺射技術設置一層SiO2薄膜層，通過ITO靶材直流濺射技術在SiO2薄膜 層的另一面上設置ITO膜層；所述的玻璃基板的另一個表面上通過鈦板直流反應濺射技術設置一層TiO2薄膜層，在TiO2薄膜層的另一面上通過硅靶中頻反應濺射技術設置一層SiO2 薄膜層。所述的玻璃基板為超薄浮法玻璃基板。所述的1102薄膜層、SiO2薄膜層以及ITO膜層在連續式真空鍍膜機中一次性完成。具有上述特殊結構的高透過率觸摸屏透明導電玻璃及其制備方法具有以下優占.
^ \\\ ·1、該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃的技術在于光學增透膜技術和真空鍍膜技 術，這包括光學增透膜系的設計、多層光學薄膜的真空磁控濺射沉積技術和膜層均勻性保 證技術等，光學增透膜是通過高、低折射率介質膜材料及不同λ /4倍數的膜厚疊加產生一 定的光學干涉特性，從而實現了透過率的提高，得到透過率高、均勻性好的ITO透明導電玻
^^ O2、該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃在真空鍍膜機中一次性連續沉積各層薄膜， 二氧化鈦采用的是鈦板直流反應濺射技術，二氧化硅采用的是硅靶中頻反應濺射技術，氧 化銦錫采用的靶材直流濺射技術，提高了產品的生產效率和質量穩定性。3、該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃滿足觸摸屏對高透過率ITO透明導電玻璃 的需求，提高戶外電子產品(如手機、GPS導航儀)觸摸屏的顯示清晰度和使用效果，具有 很好的應用推廣價值。


下面結合附圖對本發明作進一步說明圖1為本發明第一種實施例的膜系結構示意圖。圖2為本發明第二種實施例的膜系結構示意圖。在圖1-2中，1 玻璃基板；2 =TiO2薄膜層；3 =SiO2薄膜層；4 :ΙΤ0膜層。
具體實施例方式該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃是在超薄浮法玻璃上、在高真空環境下、用平 面磁控濺射技術在玻璃表面沉積ITO膜，得到透過率高、均勻性好的導電玻璃。高透過率觸摸屏用ITO透明導電玻璃比起普通透過率玻璃來說，需求再沉積一組 TiO2, SiO2光學增透膜系，通過高低折射率介質膜材料及不同λ/4倍數的膜厚疊加產生一 定的光學干涉特性，實現透過率的提高。本專利高透過率觸摸屏透明導電玻璃的膜系結構有2種，透過率大于94% (i550nm)的膜系結構為Glass/Ti02/Si02/IT0 ；透過率98 % (i550nm)的膜系結構為 Ti02/Si02/Glass/Ti02/Si02/IT0。TiO2薄膜層2采用Ti靶材直流反應磁控濺射技術，SiO2 薄膜層3采用Si靶中頻反應磁控濺射技術，ITO膜層4采用ITO靶材直流磁控濺射技術。 由于光學膜厚要求的λ/4的倍數，因此對膜厚的控制尤為重要。具體說，TiO2薄膜層2的厚度為10-1 lnm，SiO2薄膜層3的厚度為850_900nm，ITO 膜層4的厚度為10-15nm。本發明采用的是在線連續式高溫磁控濺射薄膜制備技術，平面磁控濺射技術是在 真空條件下實現等離子體放電，利用電磁場控制帶電粒子的運動，轟擊被鍍材料，從而在玻璃基板1上沉積所需要的薄膜。本發明所有被鍍材料Ti02、SiO2, ITO均在連續式真空磁控 濺射機上依次連續完成。下面結合附圖對本發明專利進行詳細的說明。圖1為本發明高透過率觸摸屏透明導電玻璃的第一種實施例的膜系結構示意圖。 該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃為在玻璃基板1的一個表面上通過鈦板直流反應濺射 技術設置一層TiO2薄膜層2，在TiO2薄膜層2的另一面上通過硅靶中頻反應濺射技術設置 一層SiO2薄膜層3，最后通過ITO靶材直流濺射技術在SiO2薄膜層3的另一面上設置ITO 膜層4。其加工生產方法如下1)將所要生產的規格尺寸的玻璃基板1送入連續式滾刷清洗機進行清洗；2)將已清洗的玻璃基板1裝載到基片小車上，并將小車送入到連續式真空鍍膜 機；3)裝載有玻璃基板1的小車以一定的速度在真空箱體內運動，依次通過裝有Ti、 Si和ITO靶材的等離子體區域；4) Ti靶材DC直流磁控濺射TiO2薄膜層2、Si靶中頻反應磁控濺射生成SiO2薄膜 層3和ITO靶材直流磁控濺射生產的ITO膜層4依次被鍍在玻璃基板1上；5)鍍好膜層的玻璃基板1隨小車走出真空箱體，將鍍好膜的玻璃基板1從小車上 取下；6)對已鍍膜的成品進行相應光電性能檢測，合格品進行包裝。TiO2薄膜層2的制備工藝參數優選為本底壓力彡lX10_3Pa，工作壓力 3-4 X ICT1Pa,氬氣流量lOOsccm，氧氣流量80sccm，靶功率60-65KW，沉積所得的TiO2薄膜層 2的厚度為IO-Ilnm ；SiO2薄膜層3的制備工藝參數優選為本底壓力彡lX10_3Pa，工作壓力 3-4X ICT1Pa,氬氣流量lOOsccm，氧氣流量70sccm，靶功率150-160KW，沉積所得的SiO2薄膜 層3的厚度為850-900nm ；ITO膜層4的制備工藝參數優選為本底壓力彡1父10’￡1，工作壓力3-4\10-巾￡1， 氬氣流量120sCCm，氧氣流量3sCCm，靶功率1. 5-1. 8KW，沉積所得的ITO膜層4的厚度為 10-12nm ；通過上述加工工藝制備的高透過率觸摸屏透明導電玻璃的透過率大于94% (@550nm)，其性能指標具體如下面電阻350-600Ω/□，電阻均勻性為MD彡士 10%，TD彡士 15%，透過率94. 1% (550nm)，色度:a* = -1. 5，b* = 0.3，熱穩定性Rt/R 彡 115%。其中i550nm 表示光波波長在550nm時進行測量；Ω/口面電阻單位；a*/b* 色度坐標的表示；Rt 代表加熱烘烤之后的面電阻值；R 代表原來的電阻值。圖2為本發明高透過率觸摸屏透明導電玻璃的第二種實施例的膜系結構示意圖。 該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃為在玻璃基板1的一個表面上通過鈦板直流反應濺射技術設置一層TiO2薄膜層2，在TiO2薄膜層2的另一面上通過硅靶中頻反應濺射技術設置 一層SiO2薄膜層3，通過ITO靶材直流濺射技術在SiO2薄膜層3的另一面上設置ITO膜層 4 ；玻璃基板1的另一個表面上通過鈦板直流反應濺射技術設置一層TiO2薄膜層2，在TiO2 薄膜層2的另一面上通過硅靶中頻反應濺射技術設置一層SiO2薄膜層3。其加工生產方法如下1)將所要生產的規格尺寸的玻璃基板1送入連續式滾刷清洗機進行清洗；2)將已清洗的玻璃基板1裝載到基片小車上，并將小車送入到連續式真空鍍膜 機；3)裝載有玻璃基板1的小車以一定的速度在真空箱體內運動，依次通過裝有Ti、 Si和ITO靶材的等離子體區域；4) Ti靶材DC直流磁控濺射TiO2薄膜層2、Si靶中頻反應磁控濺射生成SiO2薄膜 層3和ITO靶材直流磁控濺射生產的ITO膜層4依次被鍍在玻璃基板1上；5)鍍好膜層的玻璃基板1隨小車走出真空箱體，將鍍好膜的玻璃基板1從小車上 取下；6)將玻璃一面已成批鍍好膜層的玻璃基板1從包裝箱中取出，經過清洗線進行清 洗，未鍍膜面朝外裝載到小車上；7)裝載有玻璃基板1的小車以一定的速度在真空箱體內運動，依次通過裝有Ti、 Si靶材的等離子體區域，依次鍍上TiO2薄膜層2和SiO2薄膜層3 ；8)鍍好膜層的玻璃基板1隨小車走出真空箱體，將鍍好膜的玻璃基板1從小車上 取下；9)對已鍍膜的成品進行相應光電性能檢測，合格品進行包裝。TiO2薄膜層2的制備工藝參數優選為本底壓力彡lX10_3Pa，工作壓力 3-4 X ICT1Pa,氬氣流量lOOsccm，氧氣流量80sccm，靶功率60-65KW，沉積所得的TiO2薄膜層 2的厚度為IO-Ilnm ；SiO2薄膜層3的制備工藝參數優選為本底壓力彡IX IO-3Pa,工作壓力 3-4X ICT1Pa,氬氣流量lOOsccm，氧氣流量70sccm，靶功率150-160KW，沉積所得的SiO2薄膜 層3的厚度為850-900nm ；ITO膜層4的制備工藝參數優選為本底壓力彡1父10’￡1，工作壓力3-4\10-巾￡1， 氬氣流量120sCCm，氧氣流量3sCCm，靶功率1. 5-1. 8KW，沉積所得的ITO膜層4的厚度為 10-12nm ；通過上述加工工藝制備的所述的高透過率觸摸屏透明導電玻璃的透過率大于 98% (@550nm)，其性能指標具體如下面電阻350-600 Ω / □，電阻均勻性為MD彡士 10 %，TD彡士 15 %，透過率 98. 05% (550nm)，色度a* = -1. 8，b* = _1，熱穩定性:Rt/R0 ^ 115%。其中i550nm 表示光波波長在550nm時進行測量；Ω/口面電阻單位；a*/b* 色度坐標的表示；Rt 代表加熱烘烤之后的面電阻值；Rtl 代表原來的電阻值。
第一實施例和第二實施例中玻璃基板1為超薄浮法玻璃基板。該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃的技術在于光學增透膜技術和真空鍍膜技術， 這包括光學增透膜系的設計、多層光學薄膜的真空磁控濺射沉積技術和膜層均勻性保證技 術等，光學增透膜是通過高、低折射率介質膜材料及不同λ /4倍數的膜厚疊加產生一定的 光學干涉特性，從而實現了透過率的提高，得到透過率高、均勻性好的ITO透明導電玻璃。 各層薄膜在真空鍍膜機中一次性連續沉積，二氧化鈦采用的是鈦板直流反應濺射技術，二 氧化硅采用的是硅靶中頻反應濺射技術，氧化銦錫采用的靶材直流濺射技術，提高了產品 的生產效率和質量穩定性。
權利要求
一種高透過率觸摸屏透明導電玻璃，其特征在于所述的高透過率觸摸屏透明導電玻璃包括玻璃基板(1)，以及在玻璃基板(1)的至少一個表面依次沉積一組光學增透膜和ITO膜層(4)，所述的光學增透膜包括TiO2薄膜層(2)和SiO2薄膜層(3)。
2.根據權利要求1所述的一種高透過率觸摸屏透明導電玻璃，其特征在于所述的高 透過率觸摸屏透明導電玻璃為在玻璃基板(1)的一個表面上通過鈦板直流反應濺射技術 設置一層TiO2薄膜層(2)，在TiO2薄膜層(2)的另一面上通過硅靶中頻反應濺射技術設置 一層SiO2薄膜層(3)，最后通過ITO靶材直流濺射技術在SiO2薄膜層(3)的另一面上設置 ITO 膜層(4)。
3.根據權利要求1所述的一種高透過率觸摸屏透明導電玻璃，其特征在于所述的高 透過率觸摸屏透明導電玻璃為在玻璃基板(1)的一個表面上通過鈦板直流反應濺射技術 設置一層TiO2薄膜層(2)，在TiO2薄膜層(2)的另一面上通過硅靶中頻反應濺射技術設置 一層SiO2薄膜層(3)，通過ITO靶材直流濺射技術在SiO2薄膜層(3)的另一面上設置ITO 膜層(4)；所述的玻璃基板(1)的另一個表面上通過鈦板直流反應濺射技術設置一層TiO2 薄膜層(2)，在TiO2薄膜層(2)的另一面上通過硅靶中頻反應濺射技術設置一層SiO2薄膜 層⑶。
4.根據權利要求1-3任一項權利要求所述的一種高透過率觸摸屏透明導電玻璃，其特 征在于所述的玻璃基板(1)為超薄浮法玻璃基板。
5.根據權利要求4所述的一種高透過率觸摸屏透明導電玻璃，其特征在于所述的 TiO2薄膜層(2)、SiO2薄膜層(3)以及ITO膜層(4)在連續式真空鍍膜機中一次性完成。
全文摘要
本發明公開了一種高透過率觸摸屏透明導電玻璃及其制備方法，高透過率觸摸屏透明導電玻璃包括玻璃基板(1)，以及在玻璃基板(1)的至少一個表面依次沉積一組光學增透膜和ITO膜層(4)，光學增透膜包括TiO2薄膜層(2)和SiO2薄膜層(3)，玻璃基板(1)為超薄浮法玻璃基板。該種高透過率觸摸屏透明導電玻璃的技術在于光學增透膜技術和真空鍍膜技術，這包括光學增透膜系的設計、多層光學薄膜的真空磁控濺射沉積技術和膜層均勻性保證技術等，光學增透膜是通過高、低折射率介質膜材料及不同λ/4倍數的膜厚疊加產生一定的光學干涉特性，從而實現了透過率的提高，得到透過率高、均勻性好的ITO透明導電玻璃。
文檔編號C23C14/34GK101921985SQ20101025832
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月17日 優先權日2010年8月17日
發明者夏大映, 張兵, 朱磊, 李林, 羅雷, 許沭華, 陳奇 申請人:蕪湖長信科技股份有限公司