專利名稱：一種大面積雙面氟摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大面積雙面氟摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的噴涂方法。
背景技術(shù)：
氟摻雜氧化錫薄膜是一種透明且具有良好導(dǎo)電性的納米級薄膜，其電阻率一般處于10_4 Ω 數(shù)量級，由于其較高的載流子濃度，使得薄膜對紅外光的反射率較高，同時該類材料對一氧化碳等氣氛較敏感，具有良好的氣敏性能，因此該薄膜可以用作透明電極、電熱膜、低輻射玻璃、氣敏傳感器等?，F(xiàn)有的氟摻雜氧化錫導(dǎo)電玻璃一般為單面鍍膜，而雙面鍍膜的導(dǎo)電玻璃不僅可以提高低輻射玻璃的保溫隔熱性能，而且能夠擴寬以透明導(dǎo)電薄膜作為基體得到的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是觸控電路、薄膜換能器等領(lǐng)域均需要雙面式電路模塊。目前的氟摻雜氧化錫薄膜的制備方法主要有磁控濺射鍍膜、化學(xué)氣相沉積鍍膜和噴霧熱解技術(shù)鍍膜。磁控濺射鍍膜的導(dǎo)電玻璃一般為單面；而傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積鍍膜和噴霧熱解技術(shù)鍍膜因為采取玻璃基板水平放置的方法進行鍍膜，得到的導(dǎo)電玻璃同樣為單面膜層，而且容易對膜面產(chǎn)生污染，影響薄膜質(zhì)量。若采用二次鍍膜方法雖然可以得到雙面薄膜，但加大了鍍膜工序，增加了鍍膜成本，同時也加重了薄膜污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大面積雙面氟摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的噴涂方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中僅能單面成膜的缺陷，減少了膜面污染。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種大面積雙面氟摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的噴涂方法，采用噴霧熱解制備技術(shù)，按照以下步驟實施
步驟1，按所需面積要求，將玻璃基板切割成所需大小，然后對切割好的玻璃基板進行磨邊處理，隨后對玻璃基板進行清洗和烘干；
步驟2，將步驟1處理后的玻璃基板豎直放置于玻璃支架上，將玻璃支架豎直安裝在小車上，由小車帶動以40(T800 mm/s的速度進入加熱室內(nèi)加熱至噴涂溫度；
步驟3，將噴槍固定于噴涂室內(nèi)不動，保持槍桿與步驟2加熱好的玻璃基板所在面垂直，打開噴槍氣液閥，向噴涂室內(nèi)噴射氟摻雜氧化錫前驅(qū)體溶液，同時開啟抽風(fēng)機，通過控制抽風(fēng)機的抽風(fēng)流量、噴槍嘴與玻璃基板間距、噴槍內(nèi)載氣的氣壓和流量與氟摻雜氧化錫溶液液壓和流量來控制噴涂室內(nèi)霧滴的霧場，待噴涂室內(nèi)霧場穩(wěn)定后，通過小車將玻璃基板送入噴涂室，在噴涂室內(nèi)以2(T100 mm/s的速度沿著平行于玻璃基板方向來回擺動，進行噴涂鍍膜，噴涂時間為3(T60 s；
步驟4，待經(jīng)過步驟3噴涂完成后，關(guān)閉液氣閥門和抽風(fēng)機，將鍍膜后的玻璃基板通過小車以40(T800 mm/s的速度送入冷卻室，冷卻至室溫；
步驟5，將經(jīng)步驟4處理后冷卻至室溫的鍍膜玻璃送入卸片臺，將其卸下，即完成鍍膜操作。本發(fā)明的特點還在于，
其中步驟2中的噴涂溫度為400飛50°C。其中步驟3中氟摻雜氧化錫溶液是由錫的無機化合物、氫氟酸溶液和醇類溶劑混合并反應(yīng)而生成的混合溶液；其中，Sn原子在混合溶液中的摩爾濃度為0.43 mol/L 2. 13 mol/L，F(xiàn)原子在混合溶液中的摩爾濃度為0. 11 mol/L 2.13 mol/L。其中錫的無機化合物為SnCl4 · 5H20或SnCl4中的一種，或兩種以任意比例組成的混合物。其中醇類溶劑為工業(yè)甲醇、工業(yè)乙醇、無水甲醇、無水乙醇、異丙醇或正丁醇中的一種，或任意幾種以任意比例組成的混合物。其中步驟3中控制抽風(fēng)機的抽風(fēng)流量為(Γ100 m3/h。其中步驟3中噴槍嘴與玻璃基板間距為30(T500mm。其中步驟3中噴槍內(nèi)載氣的氣體氣壓壓強為3X IO5IX IO5Pa,流量為2(T60L/ min，氟摻雜氧化錫溶液液壓壓強為IX IO5 5 X IO5 Pa，流量為2. 5 10 L/h。其中步驟3中噴涂用載氣為高壓氮氣，噴槍噴霧為扇形霧化面。其中步驟4中冷卻方式采用對玻璃基板吹室溫空氣進行強制冷卻，吹風(fēng)量為 3000 5000 m3/h。本發(fā)明的有益效果是，采用了制備效率較高的噴霧熱解技術(shù)，同時克服了傳統(tǒng)制備方法中僅能制備單面薄膜以及膜面污染較嚴(yán)重的問題，因此，本方法較現(xiàn)有技術(shù)更具有成本效益、實用效益，擴寬了導(dǎo)電玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。本發(fā)明提供一種大面積雙面氟摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的噴涂方法，按照以下步驟實施
步驟1，按所需面積要求，將玻璃基板切割成所需大小，然后對切割好的玻璃基板進行磨邊處理，隨后對玻璃基板進行清洗和烘干；
步驟2，將步驟1處理后的玻璃基板豎直放置于玻璃支架上，將玻璃支架豎直安裝在小車上，由小車帶動以40(T800 mm/s的速度進入加熱室內(nèi)進行加熱，加熱至400飛50°C ；
步驟3，將噴槍固定于噴涂室內(nèi)不動，保持槍桿與步驟2加熱好的玻璃基板所在面垂直，打開噴槍氣液閥，向噴涂室內(nèi)噴射氟摻雜氧化錫前驅(qū)體溶液，同時開啟抽風(fēng)機。通過控制抽風(fēng)流量為(Γ100 m3/h,噴槍嘴與玻璃基板間距為30(T500mm，噴槍內(nèi)載氣壓強為 3X105 7X105Pa、流量為2(T60L/min，氟摻雜氧化錫溶液液體壓強為1X105 5X105 Pa、流量為2.5 10 L/h，從而控制噴涂室內(nèi)霧滴的霧場，其中噴涂用載氣為高壓氮氣，噴槍噴霧為扇形霧化面。待噴涂室內(nèi)霧場穩(wěn)定后，通過小車將玻璃基板送入噴涂室，在噴涂室內(nèi)以 2(T100 mm/s的速度沿著平行于玻璃基板方向來回擺動進行噴涂鍍膜，噴涂時間為30飛0 s ；
其中氟摻雜氧化錫溶液是由錫的無機化合物、氫氟酸溶液和醇類溶劑混合并反應(yīng)而生成的混合溶液；其中，Sn原子在混合溶液中的摩爾濃度為0.43 mol/L 2.13 mol/L，F(xiàn)原子在混合溶液中的摩爾濃度為0. 11 mol/L 2.13 mol/L。而錫的無機化合物為SnCl4 ·5Η20 或SnCl4中的一種，或兩種以任意比例組成的混合物。醇類溶劑為工業(yè)甲醇、工業(yè)乙醇、無水甲醇、無水乙醇、異丙醇或正丁醇中的一種，或任意幾種以任意比例組成的混合物。步驟4，待經(jīng)過步驟3噴涂完成后，關(guān)閉液氣閥門和抽風(fēng)機，將鍍膜后的玻璃基板通過小車以40(T800 mm/s的速度送入冷卻室，采用對玻璃基板吹室溫空氣進行強制冷卻至室溫，吹風(fēng)量為3000 5000 m3/h ；
步驟5，將經(jīng)步驟4處理后冷卻至室溫的鍍膜玻璃送入卸片臺，將其卸下，即完成鍍膜操作。實施例1
將玻璃基板切割成600X600X 5 mm3的大小，然后對切割好的玻璃基板進行磨邊處理， 隨后對玻璃基板進行清洗和烘干；再將玻璃基板豎直放置于玻璃支架上，將玻璃支架豎直安裝在小車上，由小車帶動以400mm/s的速度進入加熱室內(nèi)進行加熱；待玻璃基板加熱到 400 °C后，將噴槍固定于噴涂室內(nèi)不動，保持槍桿與玻璃基板所在面垂直，打開噴槍氣液閥，向噴涂室內(nèi)噴射氟摻雜氧化錫前驅(qū)體溶液，保持抽風(fēng)機為關(guān)閉狀態(tài)，調(diào)節(jié)噴嘴和玻璃所在面間距至300 mm，打開氣液閥，調(diào)節(jié)氣體壓強為3 X 105Pa、流量為20 L/min，氟摻雜氧化錫溶液液體壓強為1乂10節(jié)&、流量為2.5 L/h，其中噴涂用載氣為高壓氮氣，噴槍噴霧為扇形霧化面。待噴涂室內(nèi)霧場穩(wěn)定后，通過小車將玻璃基板送入噴涂室，在噴涂室內(nèi)以20 mm/ s的速度沿著平行于玻璃基板方向來回擺動進行噴涂鍍膜，噴涂鍍膜30s后，關(guān)閉液氣閥門和抽風(fēng)機，將鍍膜后的玻璃基板通過小車以400 mm/s的速度送入冷卻室，風(fēng)冷至室溫，吹風(fēng)量為3000 m3/h，然后將冷卻至室溫的鍍膜玻璃送入卸片臺，將其卸下，即完成鍍膜操作。其制備的導(dǎo)電玻璃兩面均沉積上一層導(dǎo)電薄膜，其電阻率均為7 ΧΙΟ-4 Ωγπι，低輻射系數(shù)均為0. 15，導(dǎo)電玻璃平均可見光透過率為75%。實施例2
將玻璃基板切割成490X460X8 mm3的大小，然后對切割好的玻璃基板進行磨邊處理，隨后對玻璃基板進行清洗和烘干；再將玻璃基板豎直放置于玻璃支架上，將玻璃支架豎直安裝在小車上，由小車帶動以800mm/s的速度進入加熱室內(nèi)進行加熱；待玻璃基板加熱到550 ！后，將噴槍固定于噴涂室內(nèi)不動，保持槍桿與玻璃基板所在面垂直，打開噴槍氣液閥，向噴涂室內(nèi)噴射氟摻雜氧化錫前驅(qū)體溶液，同時開啟抽風(fēng)機，控制抽風(fēng)流量為抽風(fēng)量控制在100 m3/h，調(diào)節(jié)噴嘴和玻璃所在面間距至500 mm，打開氣液閥，調(diào)節(jié)氣體壓強為7 X 105Pa、流量為60 L/min,氟摻雜氧化錫溶液液體壓強為5 X 105Pa、流量為10 L/h，其中噴涂用載氣為高壓氮氣，噴槍噴霧為扇形霧化面。待噴涂室內(nèi)霧場穩(wěn)定后，通過小車將玻璃基板送入噴涂室，在噴涂室內(nèi)以100 mm/s的速度沿著平行于玻璃基板方向來回擺動進行噴涂鍍膜，噴涂鍍膜60s后，關(guān)閉液氣閥門和抽風(fēng)機，將鍍膜后的玻璃基板通過小車以800 mm/ s的速度送入冷卻室，風(fēng)冷至室溫，吹風(fēng)量為5000 m3/h，然后將冷卻至室溫的鍍膜玻璃送入卸片臺，將其卸下，即完成鍍膜操作。其制備的導(dǎo)電玻璃兩面均鍍有一層氟摻雜氧化錫薄膜，其正反兩面電阻率分別為 5. 5 X IO"4 Ω·(;π^Π7.5Χ10_4 Ω υπι，低輻射系數(shù)分別為0. 08和0. 15，導(dǎo)電玻璃的平均可見光透過率為70%。實施例3將玻璃基板切割成600X1200X5 mm3的大小，然后對切割好的玻璃基板進行磨邊處理，隨后對玻璃基板進行清洗和烘干；再將玻璃基板豎直放置于玻璃支架上，將玻璃支架豎直安裝在小車上，由小車帶動以600mm/s的速度進入加熱室內(nèi)進行加熱；待玻璃基板加熱到490 ！后，將噴槍固定于噴涂室內(nèi)不動，保持槍桿與玻璃基板所在面垂直，打開噴槍氣液閥，向噴涂室內(nèi)噴射氟摻雜氧化錫前驅(qū)體溶液，同時開啟抽風(fēng)機，控制抽風(fēng)流量為抽風(fēng)量控制在30 m3/h，調(diào)節(jié)噴嘴和玻璃所在面間距至400 mm，打開氣液閥，調(diào)節(jié)氣體壓強為5 X 105Pa、流量為40 L/min，氟摻雜氧化錫溶液液體壓強為3X 105Pa、流量為7 L/h，其中噴涂用載氣為高壓氮氣，噴槍噴霧為扇形霧化面。待噴涂室內(nèi)霧場穩(wěn)定后，通過小車將玻璃基板送入噴涂室，在噴涂室內(nèi)以50 mm/s的速度沿著平行于玻璃基板方向來回擺動進行噴涂鍍膜，噴涂鍍膜4 后，關(guān)閉液氣閥門和抽風(fēng)機，將鍍膜后的玻璃基板通過小車以600 mm/ s的速度送入冷卻室，風(fēng)冷至室溫，吹風(fēng)量為4000 m3/h，然后將冷卻至室溫的鍍膜玻璃送入卸片臺，將其卸下，即完成鍍膜操作。制備的導(dǎo)電玻璃兩面均鍍有一層氟摻雜氧化錫薄膜，其正反兩面電阻率均為 6. 5Χ10_4 Ω υπι，低輻射系數(shù)均為0. 12，導(dǎo)電玻璃的平均可見光透過率為73%。本發(fā)明的方法是采用噴霧熱解制備技術(shù)，向鍍膜室內(nèi)噴入大量含有氟摻雜氧化錫前驅(qū)體噴涂液的霧滴，該霧滴在抽風(fēng)機的帶動下有規(guī)律地定向移動，在高溫作用下，霧滴經(jīng)過溶劑揮發(fā)、溶質(zhì)的熱分解反應(yīng)等過程后，在立式放置的玻璃基體正反兩面均勻形核與長大，形成氟摻雜氧化錫薄膜，剩余廢氣經(jīng)排風(fēng)系統(tǒng)排出，最后將制備的雙面氟摻雜氧化錫薄膜在強風(fēng)下冷卻即完成薄膜制備過程。使用該方法制備的雙面氟摻雜氧化錫薄膜，成本低、 膜面污染小、可見光透過率和紅外反射率高，導(dǎo)電性能好，同時由于采用噴霧熱解制備技術(shù)，工藝簡單易行、薄膜制備效率高、可大面積制膜。本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點
①本發(fā)明方法制備的導(dǎo)電玻璃，正反兩面均鍍有氟摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜；
②本發(fā)明方法采用噴霧熱解制備技術(shù)，集加熱、噴涂、冷卻為一體，連續(xù)性好，制備工藝簡單易行，效率高，適合于工業(yè)化大批量生產(chǎn)；
③本發(fā)明方法制備的氟摻雜氧化錫薄膜表面均勻、致密，光電性能穩(wěn)定；
④由于本發(fā)明方法采用玻璃基板立式放置進行噴涂，因此制備的氟摻雜氧化錫薄膜內(nèi)部雜質(zhì)缺陷較少；
⑤本發(fā)明方法制備的氟摻雜氧化錫薄膜光電性能優(yōu)良，平均可見光透過率可達70%以上，電阻率可達10_4 Ω 數(shù)量級，低輻射系數(shù)在0. 15以下。
權(quán)利要求
1.一種大面積雙面氟摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的噴涂方法，采用噴霧熱解制備技術(shù)， 其特征在于，按照以下步驟實施步驟1，按所需面積要求，將玻璃基板切割成所需大小，然后對切割好的玻璃基板進行磨邊處理，隨后對玻璃基板進行清洗和烘干；步驟2，將步驟1處理后的玻璃基板豎直放置于玻璃支架上，將玻璃支架豎直安裝在小車上，由小車帶動以40(T800 mm/s的速度進入加熱室內(nèi)加熱至噴涂溫度；步驟3，將噴槍固定于噴涂室內(nèi)不動，保持槍桿與步驟2加熱好的玻璃基板所在面垂直，打開噴槍氣液閥，向噴涂室內(nèi)噴射氟摻雜氧化錫前驅(qū)體溶液，同時開啟抽風(fēng)機，通過控制抽風(fēng)機的抽風(fēng)流量、噴槍嘴與玻璃基板間距、噴槍內(nèi)載氣的氣壓和流量與氟摻雜氧化錫溶液液壓和流量來控制噴涂室內(nèi)霧滴的霧場，待噴涂室內(nèi)霧場穩(wěn)定后，通過小車將玻璃基板送入噴涂室，在噴涂室內(nèi)以2(T100 mm/s的速度沿著平行于玻璃基板方向來回擺動，進行噴涂鍍膜，噴涂時間為3(T60 s ；步驟4，待經(jīng)過步驟3噴涂完成后，關(guān)閉液氣閥門和抽風(fēng)機，將鍍膜后的玻璃基板通過小車以40(T800 mm/s的速度送入冷卻室，冷卻至室溫；步驟5，將經(jīng)步驟4處理后冷卻至室溫的鍍膜玻璃送入卸片臺，將其卸下，即完成鍍膜操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中的噴涂溫度為400飛50°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中氟摻雜氧化錫溶液是由錫的無機化合物、氫氟酸溶液和醇類溶劑混合并反應(yīng)而生成的混合溶液；其中，Sn原子在混合溶液中的摩爾濃度為0.43 mol/L 2.13 mol/L，F(xiàn)原子在混合溶液中的摩爾濃度為0. 11 mol/ L 2. 13 mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述錫的無機化合物為SnCl4· 5H20或 SnCl4中的一種，或兩種以任意比例組成的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述醇類溶劑為工業(yè)甲醇、工業(yè)乙醇、無水甲醇、無水乙醇、異丙醇或正丁醇中的一種，或任意幾種以任意比例組成的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中控制抽風(fēng)機的抽風(fēng)流量為(Γ100 m3/h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中噴槍嘴與玻璃基板間距為 30(T500mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中噴槍內(nèi)載氣的氣體氣壓壓強為 3 X 105 7 X IO5Pa,流量為2(T60L/min，氟摻雜氧化錫溶液液壓壓強為1 X IO5 5 X IO5 Pa,流量為 2. 5^10 L/h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中噴涂用載氣為高壓氮氣，噴槍噴霧為扇形霧化面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中冷卻方式采用對玻璃基板吹室溫空氣進行強制冷卻，吹風(fēng)量為300(T5000 m3/h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大面積雙面氟摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的噴涂方法，其是采用噴霧熱解制備技術(shù)，向鍍膜室內(nèi)噴入大量含有氟摻雜氧化錫前驅(qū)體噴涂液的霧滴，該霧滴在抽風(fēng)機的帶動下有規(guī)律地定向移動，在高溫作用下，霧滴經(jīng)過溶劑揮發(fā)、溶質(zhì)的熱分解反應(yīng)等過程后，在立式放置的玻璃基體正反兩面均勻形核與長大，形成氟摻雜氧化錫薄膜，剩余廢氣經(jīng)排風(fēng)系統(tǒng)排出，最后將制備的雙面氟摻雜氧化錫薄膜在強風(fēng)下冷卻即完成薄膜制備過程。使用該方法制備的雙面氟摻雜氧化錫薄膜，成本低、膜面污染小、可見光透過率和紅外反射率高，導(dǎo)電性能好，同時由于采用噴霧熱解制備技術(shù)，工藝簡單易行、薄膜制備效率高、可大面積雙面制膜。
文檔編號C03C17/22GK102372442SQ20111022247
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者任洋, 趙高揚 申請人:西安理工大學(xué)