玻璃镀膜技术

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摘要：自70年代末以来，玻璃基体上大面积光学薄膜真空沉积技术稳步增长。现今，主要应用在建筑玻璃低辐射玻璃和光控薄膜系统、FPD的透明电极。未来市场，如：镀铬制品和减反膜等，刚刚起步，减反膜产品应用范围很广，如：绘画、展品、商店橱窗、各种信息和TV显示屏。本文介绍了上述的应用和现今的大面积玻璃镀膜溅射技术。 关键词：平板显示器、玻璃镀膜、低辐射镀层、磁控溅射、光学镀层1. 前言玻璃的突出性能使它在建筑材料方面的应用独树一帜，玻璃的批量生产、制成简单和低成本是可以实现的，玻璃有非常强的环境稳定性和抗划伤性，可见光高透过率使之能真实地反映外界环境。所有这些性能使玻璃在建筑和交通方面用量很大，并且，玻璃是现代重要的信息和通讯材料之一，TV屏幕和数据显示市场的迅速增长要求在玻璃表面镀制各种膜层。玻璃在许多方面的应用并不完美，尤其是建筑方面。一方面，玻璃远红外（室内辐射）的低反射导致寒冷地区室内热量的不必要损失，另一方面，近红外的高透过增加了炎热地区的室内热量。在可见光部分，玻璃的反射率是8.4%（单面4.2%），这种反射在某些地方令人恼火，如：在许多地方不可少的光学棱镜系统。玻璃经过精心的膜层设计，可以克服这些缺点，自70年代末以来，玻璃基体上大面积光学薄膜真空沉积技术稳步增长，现在，世界范围内每年真空系统生产的用在建筑和汽车方面的玻璃的产量达1.2亿平方米，是1992年的两倍，主要应用是Low-E和光控薄膜。自80年代末，镀膜玻璃市场得到新的迅速增长：平板显示器工业。高性能的透明导电ITO膜层是液晶显示器制造的基础。新的挑战和机遇显露出来，如：用于太阳能电池的镀铬薄膜。这些应用需要在大面积基片（最大达3.2m×6m）表面上快速、稳定、均匀地沉积金属氧化物和金属氧化物/金属镍层，表1总结了玻璃表面沉积的重要化合物。表1 大面积玻璃表面沉积的重要化合物注：大部分情况下，材料的反射率取决于制备条件由于磁控溅射径向高的等离子密度和等离子分布一致性，使工业生产比较经济，且有良好的均匀性，因而磁控溅射成了大面积镀膜的主导技术。然而它在绝缘材料沉积方面存在一些严重缺陷，在过去十年，反应磁控溅射，如：SiO2、Si3N4和TiO2的沉积，经历了长期稳定的发展，中频反应孪生靶溅射（TwinMag）可以沉积优良的膜层。2. 大面积玻璃镀膜的应用2.1液晶显示器（LCD）用ITO膜    制造LCD的重要、关键的过程之一是沉积ITO作为透明导电电极。ITO沉积的关键因素如下：（1） 低电阻率（