氟掺杂氧化锡透明导电薄膜玻璃及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于除雾的氟掺杂氧化锡（ＦＴＯ）透明导电薄膜玻璃及其制造方法，该透明导电薄膜玻璃包括依下列次序堆叠的玻璃层、介电阻挡层、功能层、金属电极层、塑料中间层和玻璃层，其中功能层包括Ｆ／Ｓｎ摩尔比为０．５－２、且主要包括（３０１）晶面的ＦＴＯ透明导电薄膜，且通过喷涂法形成。

Fluorine doped tin oxide transparent conductive film glass and manufacturing method thereof

The invention discloses a method for removing fluorine doped tin oxide fog (FTO) transparent conductive film glass and its manufacturing method, the transparent conductive film glass with a glass layer, a dielectric barrier layer, function layer and a metal electrode layer, the middle layer and the plastic glass layer the following order stack, which includes the F / functional layer Sn = 0.5 - 2, and include (301) crystal plane of FTO transparent conductive film, and formed by spraying method.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电阻低、透射率高的氟掺杂氧化锡(FTO)透明导电薄 膜玻璃及其制造方法。更具体来说，本专利技术涉及用于除雾(defog)的 FTO透明导电薄膜玻璃及其制造方法，该透明导电薄膜玻璃包括依序 堆叠的玻璃层、介电阻挡层(dielectric barrier layer)、功能层、金属电 极层、塑料中间层和玻璃层，其中功能层包括电阻低、透射率高的FTO 透明导电薄膜。
技术介绍
历史以来，可见光透射率高的电极材料已经用于制备防雾或防冰 用的适合于车辆、飞机、建筑物等的窗玻璃的加热电阻器的各种电极， 或显示装置如液晶显示装置、等离子显示板、电致发光显示装置等的 电极。这种透明导电材料包括锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化铟锡(ITO) 和类似物，其中电阻率低的ITO已经被广泛使用。但在大约50(TC下 施加热量形成ITO透明导电薄膜玻璃的情况下，ITO的电性质受到影 响，而且例如其耐热性、耐化学性和耐磨损性降低。因此，关于在高 温和高电压下稳定性很高、电阻低且透射率高的氟惨杂氧化锡(FTO) 一直在进行着大量的研究。美国专利第2,566,346号公开了将能够用锡化合物离子化的氟化物 溶液涂布于在大约40(TC下加热的玻璃基板上的方法。美国专利第 3,107,177号公开了将包括有机锡化合物、4%氯化氢溶液和可离子化氟 化物的溶液涂布在加热的基板上以制造雾度(haze)为1%或更小的透 明导电氧化锡薄膜。美国专利第3，677，814号公开了一种方法，其中通 过热解作用形成具有锡-氟键的有机锡化合物。但上述现有技术的方法都有一些缺点，这些缺点在于很难合成用作主要原料的有机锡化合物， 而且原料成本很高，很难将有机锡化合物用于除雾用的挡风玻璃(windshield )。作为制造这种氧化锡薄膜的方法，本领域中已知有溅射法、化学 气相沉积(CVD)和喷涂法。在此，第一种和第二种方法的缺点在于 要提供真空，而且必须有用于提供气体和前体(precursor)的复杂、昂 贵的装置。美国专利第3,959,565号公开了一种在氧化气氛中间歇式喷射非水 性溶液来涂布氧化锡的方法。美国专利第4，146，657号和第4,500,567 号均公开了通过采用气态化学化合物的工艺制造导电氧化锡薄膜的方 法。但间歇式喷射方法的缺点在于其需要很长的加工时间，采用气态 化学化合物的方法的缺点是原材料成本很高。因此这些方法都不适合 于制备这种除雾用的导电氧化锡薄膜。介电阻挡层设置在FTO透明导电薄膜和玻璃基板之间，以使挡风 玻璃达到很高的透射率。加入介电阻挡层是为了防止由于挡风玻璃颜 色变化而弓I起的透射率下降，上述颜色变化是由于玻璃层的钠离子扩 散到FTO透明导电薄膜中造成的。涉及设置在FTO透明导电薄膜和玻 璃基板之间的介电阻挡层的这些技术公开于美国专利第3,378,396号、 第4,187,336号和第5,028,566号中。但上述现有技术都有一些缺点， 即难以持续地在介电阻挡层上形成透明导电薄膜，因此加工速率非常 低。因此，现有技术不适合用于制备用作除雾用挡风玻璃的透明导电 薄膜。尽管可以使用暖空气对挡风玻璃除雾，但这非常耗时，而且需要 运行车辆的空调。为解决该问题，提出使用金属丝型(wire type)窗除雾系统，其中细金属线排列在塑料中间层如聚乙烯醇縮丁醛(PVB) 上，并向其施加电以产生热量。但很难将这种系统用于挡风玻璃，因 为它会降低可见度。而且，在薄薄地涂布电极材料如Ag和ITO的情况 下，电极材料的成本和制造成本可以大幅增加。在该
技术介绍
部分公开的上述信息仅为了增加对本专利技术背景的理 解，因此，其可以含有不形成本国本领域普通技术人员已知的现有技 术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述缺点。本专利技术的一个目的是提供电阻低、透射率高的氟掺杂氧化锡(FTO)透明导电薄膜玻璃及其制造方法，其 中FTO透明导电薄膜玻璃包括耐热性、耐化学性和耐磨损性优异且电 阻低、透射率高的FTO透明导电薄膜。这种FTO透明导电薄膜玻璃在 向其上施加电流时产生热量，其可以有效用作除雾用的挡风玻璃。本专利技术的另一个目的是提供一种包括FTO透明导电薄膜的FTO透 明导电薄膜玻璃，上述FTO透明导电薄膜具有特定的氟(F)与锡(Sn) 的摩尔比，以提供低电阻和高透射率，且其主要包括(301)晶面。本专利技术还有一个目的是提供包括由喷涂法形成的FTO透明导电薄 膜的FTO透明导电薄膜玻璃，上述喷涂法可以很容易地控制特定的摩 尔比和晶面。在一个方面，本专利技术提供了一种氟掺杂氧化锡(FTO)透明导电薄 膜玻璃，其包括依如下顺序堆叠的玻璃层、介电阻挡层、功能层、金 属电极层、塑料中间层和玻璃层，其中功能层包括F/Sn摩尔比为0.5-2 且(200)晶面和(301 )晶面之间的比例为1:4至1:1 (织构系数(texture coefficient))的FTO透明导电薄膜。在另一个方面，本专利技术提供了氟掺杂氧化锡(FTO)透明导电薄膜 玻璃的制造方法，该方法包括通过将氧化锡前体和氟前体溶解在去 离子水中形成前体溶液；和在空气气氛下在400-55(TC的温度范围内将 前体溶液喷涂在介电阻挡层的上表面上，从而形成F/Sn摩尔比为0.5-2 且(200)晶面和(301)晶面之间比例为1:4至1:1 (织构系数)的FTO 透明导电薄膜作为功能层。本专利技术的其他方面讨论如下。附图说明图1描绘了其中用FTO涂层溶液喷涂的薄膜结晶的过程； 图2描绘了用实施例2中的FTO涂层溶液喷涂的薄膜的X-射线晶 体结构(XRD分析，扫描速率57分钟)的结果；图3描绘了用实施例2中的含垸基基团的FTO涂层溶液喷涂的薄膜的X-射线晶体结构(XRD分析，扫描速率57分钟)的结果；图4的场发射-扫描电子显微镜(FE-SEM)照片显示了用FTO涂 层溶液喷涂的薄膜的显微结构；图5的FE-SEM照片显示了用含烷基基团的FTO涂层溶液喷涂的 薄膜的显微结构；图6描绘了下列的光透射率(a)使用去离子水作为溶剂形成的 FTO透明导电薄膜玻璃，(b)使用含垸基基团的溶剂形成的FTO透明 导电薄膜玻璃，和(c)使用含烷基基团的溶剂形成的FTO透明导电薄 膜.'图7的示意图说明了除雾用的低电阻、高透射率的FTO透明导电 薄膜玻璃的构造，其中标号1表示氧化物阻挡层，2表示透明导电薄膜， 3表示电极，4表示玻璃基板，5表示聚合物薄膜；图8描绘了加热特性随实施例2中所施加电压的变化(在施加电 压后大约300秒时加热温度)；和图9描绘了在实施例2中施加8V的恒定电压后加热温度随时间的 变化。具体实施例方式下面，参照附图描述根据本专利技术的优选实施方式。本专利技术提供了 优选实施方式，使得本领域技术人员可以充分理解本专利技术，但这些优 选实施方式可以多种方式修改，本专利技术的范围并不限于优选实施方式。本专利技术提供了除雾用的FTO透明导电薄膜玻璃，其包括玻璃层、 介电阻挡层、功能层、金属电极层、塑料中间层和玻璃层，其中功能 层通过将前体溶液在空气或氧气气氛下在400-55(TC的温度下喷涂在 介电阻挡层的上表面上而形成，上述前体溶液通过将氧化锡前体和氟 前体溶解在去离子水中而制备。如上所述，这种喷涂方法的优势在于 与传统的溅射和化学气相沉积(CVD)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟掺杂氧化锡（ＦＴＯ）透明导电薄膜玻璃，其包括依下列次序堆叠的玻璃层、介电阻挡层、功能层、金属电极层、塑料中间层和玻璃层，其中所述功能层包括Ｆ／Ｓｎ摩尔比为０．５－２且（２００）晶面和（３０１）晶面之间比例为１∶４至１∶１（织构系数）的ＦＴＯ透明导电薄膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金相学，金昌烈，柳道馨，许胜宪，赵光渊，宋哲圭，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，窑业技术院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]