專利名稱：用于電磁屏蔽的有多個薄層的疊層的透明基材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的是一種用于電磁屏蔽的透明基材，特別是用玻璃制成的基材，其基材覆蓋一個多個薄層的疊層，其中包括至少一個金屬層。
本發(fā)明將更特別地描述這樣一種基材在等離子體顯示屏中的應(yīng)用，但是本發(fā)明不限于這樣一種應(yīng)用，這種基材可以插入任何電磁屏蔽壁中。
一種等離子體顯示屏有一種約束在兩塊玻璃板之間的等離子體氣體混合物(Ne、Xe、Ar)，和置于顯示屏后板內(nèi)面上的熒光粉。在兩塊玻璃板之間等離子體放電時，等離子體氣體混合物發(fā)射的紫外光輻射與該后板內(nèi)面上的熒光粉相互作用，產(chǎn)生可見光輻射(紅色、綠色、藍(lán)色)。氣體微粒去激發(fā)機制與發(fā)射紫外光競爭，這樣產(chǎn)生800-1250nm紅外輻射，其主要通過顯示屏前面的傳播，可能是非常棘手的干擾之源，特別是靠近紅外控制設(shè)備，例如采用遠(yuǎn)程控制的設(shè)備的干擾之源。
另外，如同任何的電子裝置，這些等離子體顯示屏有一些尋址系統(tǒng)(驅(qū)動器)，它們可能產(chǎn)生一種對不應(yīng)該干擾其它設(shè)備(例如微型計算機、移動電話等)的寄生輻射。
為了消除這些輻射傳播和將這些輻射傳播衰減至最低，一種解決辦法是對著顯示屏前面設(shè)置一個用于保證電磁屏蔽的窗口，也稱之濾波器，它同時是透明的和金屬化的。這個濾波器例如是一種覆蓋多個銀基薄層的透明基材，它們反射頻率范圍30MHz-1GHz的電磁波和超過800nm紅外線。
因此，專利FR 2 641 272提出一種基材，它包括在一個透明下層與一個透明覆蓋層之間呈夾層狀的銀反射層，該透明下層有至少一個金屬氧化物層，該透明覆蓋層有一個犧牲金屬氧化物層、一個厚度不超過15nm的氧化鋅層和一個金屬氧化物覆蓋上層。
該銀層的厚度優(yōu)選地是8-12nm。
該下層的金屬氧化物層可以選自多種氧化物，是多種氧化物的混合物。一個優(yōu)選實例是一個二氧化鈦層和一個沉積在所述二氧化鈦上的氧化錫層。
該犧牲金屬氧化物的目的是防止銀層受到氧化作用，特別是采用陰極濺射技術(shù)進(jìn)行沉積時在其沉積期間發(fā)生的氧化作用。事實上，如果該銀受到損害，這種覆蓋基材會失去其低發(fā)射性，就大大降低其光透射率。通常優(yōu)選的犧牲金屬是鈦，因為它能非常有效防止銀受到氧化作用，還具有易氧化生成吸收能力非常低的氧化物的優(yōu)點。
氧化鋅層用作防止氧滲透到下層并有可能使?fàn)奚饘俸穸扔幸欢p少，這時這種金屬比較容易、比較完全和比較均勻地被氧化。這個文件要求將氧化鋅層的厚度限制在15nm，主要使其層具有良好的光透射性能。
但是，這樣一種只有一個金屬層的基材還不適合于獲得足夠的電磁屏蔽，例如其每平方電阻(résistance par carré)小于1.8Ω/□。另外，其它的專利申請?zhí)岢鲇卸鄠€金屬層的疊層，特別是有多個銀層的疊層。然而，人們知道增加這些層將減少光的透射率；因此應(yīng)該找到層厚度與類型之間的一種折中，以便有可能使光透射率達(dá)到令人滿意。
公開專利申請WO 01/81262提出一種有兩個銀層的疊層，其中最接近基材的銀層厚度e1，而另一層厚度e2，犧牲金屬氧化物，例如鈦置于每個銀層上面，保護(hù)其銀層。一個順序?qū)嵗缦禄?Si3N4/ZnO/Ag/Ti/Si3N4/ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4。
為了達(dá)到每平方電阻小于1.8Ω/□，同時保持適當(dāng)?shù)墓馔干渎?，厚度比e1/e2是0.8-1.1，優(yōu)選地0.9-1，金屬層總厚度e1+e2是27.5-30nm，優(yōu)選地是28-29.5nm。
歐洲專利申請EP 1 155 816描述了有三個，甚至四個銀層的疊層，該疊層還交替排列了二氧化鈦層和在波長550nm的折射指數(shù)小于2.4的層，例如像氧化鋅層或優(yōu)選地氮化硅層。最靠近基材的銀層厚度與離基材最遠(yuǎn)的銀層厚度優(yōu)選地是其它銀層厚度的0.5-1倍。一個每平方電阻等于1.5Ω/□與光透射率為67％的順序?qū)嵗怯腥齻€摻雜鈀的銀層，每層厚度16nm。這個順序如下基材/TiOx/SiNx/Ag/SiNx/TiOx/SiNx/Ag/SiNx/TiOx/SiNx/Ag/SiNx/TiOx但是，人們總是希望對現(xiàn)有解決辦法的性能作進(jìn)一步改進(jìn)，以達(dá)到每平方電阻更顯著的降低，還不損害光透射率。
因此，本發(fā)明的目的是尋找一種濾波器的另外解決辦法，特別是等離子體顯示屏濾波器的另外解決辦法，克服電磁波透射率問題，同時還達(dá)到令人滿意的光學(xué)性能。
根據(jù)本發(fā)明，這種透明基材，特別地用玻璃制成的透明基材有一個多薄層的疊層，其中包括三個銀層和在這種基材上交替排列的一個二氧化鈦層、一個金屬氧化物層、其中一個銀層和一個涂層，其特征在于-該金屬氧化物是氧化鋅；-該涂層是一種犧牲金屬，和-在離基材最遠(yuǎn)銀層的涂層上沉積一個抗反射層，其中含有至少一種金屬氧化物。
根據(jù)一個特征，每個銀層的厚度是13nm-19nm。三個銀層(Ag1、Ag2、Ag3)各自厚度(eAg1、eAg2、eAg3)是相同的，或它們按照比例0.8-1.2改變，并且是eAg1≤eAg3≤eAg2。
根據(jù)另一個特征，作為靠近基材銀層(Ag1)的下層，二氧化鈦層具有厚度10-20nm，優(yōu)選地10-15nm，以及作為兩個其它銀層(Ag2、Ag3)的下層，二氧化鈦層具有厚度35-55nm，優(yōu)選地40-50nm。
優(yōu)選地，氧化鋅層的厚度大于15nm。
有利地，該犧牲金屬層是鈮、鈦或鋯，該層的厚度小于或等于2nm。
根據(jù)另一個特征，抗反射層的厚度是25-50nm，優(yōu)選地25-35nm。這個抗反射層有利地包括至少一個二氧化鈦層，它的厚度是15-35nm，優(yōu)選地20-30nm，還可以包括另一個金屬氧化物層，它沉積在所述的二氧化鈦層上，它的厚度是5-15nm，優(yōu)選地6-10nm。這個金屬氧化物層優(yōu)選地是氧化錫(SnO2)或氮化硅(Si3N4)。
本發(fā)明基材具有這樣一些特征時的每平方電阻小于或等于1Ω/□，優(yōu)選地0.7-0.9Ω/□。
這種基材可以用鋼化或非鋼化玻璃制成，或用塑料制成。
在例如應(yīng)用于等離子體顯示屏類顯示熒光屏的電磁屏蔽濾波器中使用這樣一種基材很有利。這種濾波器因此包括一塊有本發(fā)明疊層的基材，連同一塊或多塊功能性塑料板(例如有顏料或著色劑)和/或另一塊透明基材，它任選地覆蓋一個抗反射層，以便具有下述光學(xué)性能-光透射率TL是45-55％，
-透射時純度小于10％，-光反射RL低于5％，優(yōu)選地低于4％，-反射時藍(lán)-紫色主色(une couleur en réflexion àdominancebleu-violet)純度低于20％，-透射時藍(lán)色主色(dominance bleue)。
現(xiàn)在對著附圖描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，其中-

圖1說明電磁屏蔽濾波器的第一個實施方式；-圖2說明電磁屏蔽濾波器的第二個實施方式；-圖3示意性說明本發(fā)明的疊層。
首先應(yīng)該明確指出，為了便于閱讀，這些附圖沒有按照本發(fā)明元件不同尺寸的相對比例，特別是厚度的相對比例繪制。
圖1說明了透明結(jié)構(gòu)1實施方式的第一個實例，打算將該結(jié)構(gòu)裝在等離子體顯示屏的前面，構(gòu)成光學(xué)和電磁屏蔽濾波器。
結(jié)構(gòu)1包括例如第一個玻璃類透明基材10，但是作為變通它可以是用塑料制成的，打算將其放置在顯示屏一側(cè)；一個本發(fā)明的多個薄層疊層20，它放置在基材10內(nèi)面上，向著該結(jié)構(gòu)內(nèi)部；第二個玻璃類基材30，借助塑料薄膜40(例如PVB薄膜)，將它與對著疊層20的第一個基材連接起來。有利地，這種功能性塑料薄膜可以含有一種無機顏料或一種有機著色劑，以便制成其中心波長590nm的橙色濾波器。人們可由法國專利申請F(tuán)R 03/04636了解到這種塑料薄膜或該結(jié)構(gòu)多個實施方案的更多細(xì)節(jié)。
向著該結(jié)構(gòu)外面的基材10和30外面優(yōu)選地有一個抗反射涂層50。
圖2說明了結(jié)構(gòu)1實施方式的第二個實例，在這里它包括一個基材10，其中與觀測者相反的一個面有多個薄層的疊層20，和一個用塑料(例如PET)制成的基材60，打算將它放在顯示屏一側(cè)，并且使用塑料薄膜40(例如PVB)將其與對著疊層20的基材10連接起來，有利地，它可以加入如前面在第一個實施方式中描述的其它功能性。朝向結(jié)構(gòu)外面的基材10外面優(yōu)選地有一個抗反射涂層50。
因此，本發(fā)明涉及沉積在一個基材(例如基材10)上的疊層20。這個疊層包括三個用銀制成的金屬層，最靠近基材的Ag1、中間的Ag2和最遠(yuǎn)的Ag3，其功能是反射其頻率為30MHz-1GHz的電磁波和超過800nm的紅外波。
該疊層包括在這種基材上交替排列的一個二氧化鈦層21、一個由氧化鋅構(gòu)成的金屬氧化物層22，其中一個銀層Ag1、Ag2和Ag3，和一個犧牲金屬涂層23。在沉積在離基材最遠(yuǎn)銀層Ag3上的犧牲金屬層23上面沉積了由至少一種金屬氧化物構(gòu)成的抗反射層24。
每個銀層Ag1、Ag2和Ag3的厚度是13-19nm。銀層Ag1、Ag2和Ag3的各自厚度eAg1、eAg2和eAg3可以相同，或它們可以按照其比0.8-1.2改變，并且它們是eAg1≤eAg3≤eAg2。為了降低光反射，同時保持同樣的每平方電阻，優(yōu)選的是層厚度不平衡。
作為靠近基材銀層Ag1的下層，二氧化鈦層21的厚度是10-20nm，優(yōu)選地10-15nm。
作為兩個其它銀層Ag2和Ag3的下層，二氧化鈦層21的厚度是35-55nm，優(yōu)選地40-50nm。
氧化鋅層22的厚度優(yōu)選地大于15nm，例如16或18nm。
該犧牲金屬層23是鈮、鈦或鋯，優(yōu)選地是鈦，它的厚度至多2nm，例如1.5nm。
這個犧牲金屬層能夠防止銀受到氧化作用，還能夠改進(jìn)其電阻率。盡管鈦的存在會損害光透射率，但它能夠得到更低的每平方電阻，同時保持足夠合理的光透射率。通過優(yōu)選其屏蔽，同時還保持良好的光學(xué)質(zhì)量，可保證在濾波器光學(xué)質(zhì)量與屏蔽質(zhì)量之間找到這種折中。因此，采用本發(fā)明的三個銀層基順序，每平方電阻降低直到0.8Ω/□，而不是該技術(shù)狀況的1.5，這樣不僅能夠滿足針對所謂“偉大公眾”產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)EN55022的A類，而且還滿足針對家庭電影放映機類特殊產(chǎn)品的B類。
遠(yuǎn)離基材銀層Ag3的抗反射層24厚度是25-50nm，優(yōu)選地25-35nm。它至少包括厚度15-35nm，優(yōu)選地20-30nm的二氧化鈦層。
有利地，在這個抗反射層的二氧化鈦層上面沉積另一個厚度小的金屬氧化物層，其厚度是5-15nm，優(yōu)選地6-10nm。這種金屬氧化物例如是氧化錫(SnO2)或氮化硅(Si3N4)，它能夠改善反射與透射時的顏色純度。
采用陰極濺射技術(shù)將該疊層的所有層沉積在這種基材上。
我們在下面表中給出五個本發(fā)明疊層20實施例(ex1至ex5)。列出了以nm表示的每層厚度，并且對于與基材10連接的每個疊層，光透射率TL(以％表示)、光反射RL率(以％表示)、T時透射純度pe(以％表示)、R時反射純度pe(以％表示)、透射和反射時各自主波長，T時λd和R時λd(以nm表示)以及每平方電阻(以Ω表示)。
這五個實施例能夠得到低于1Ω/□的合適屏蔽。
實施例1、2和5的銀層厚度是相同的，都是15nm，氧化鋅的厚度則是不同的，厚度低于15nm，而實施例5的厚度嚴(yán)格等于10nm。對于每個實施例，二氧化鈦層的厚度固定不變以優(yōu)化疊層的光學(xué)性能。
這些結(jié)果表明，實施例1和2的氧化鋅厚度比實施例5(6-8nm或更高)高，光透射率(與相對于該技術(shù)狀況可能預(yù)料的相反)依然基本相同，甚至氧化鋅厚度18nm的實施例1還要好些，其有好處，實施例1和2獲得的反射好處比實施例5的少，這樣對于觀測者來說能夠達(dá)到顯示屏照明不太亮，刺激性也小。
實施例3和4對不同銀層厚度進(jìn)行了比較，實施例4還對SnO2基反射層25進(jìn)行了比較。可以看到這種不平衡的優(yōu)點是降低光反射，但是其缺陷是增加了透射與反射時的純度；然而添加抗反射層能夠克服這個缺陷，因此能夠達(dá)到與實施例1、2和5相當(dāng)或基本相當(dāng)?shù)耐干浼兌龋c實施例3相比降低了反射純度。
因此，通過控制沉積銀和介電質(zhì)層和根據(jù)本發(fā)明配制的厚度以及通過采用金屬保護(hù)層，根據(jù)圖1或圖2得到的濾波器具有下述性能-每平方電阻低于1Ω/□，-光透射率TL是45-55％，-透射時純度低于10％，-光反射RL低于5％，優(yōu)選地低于4％，-反射時藍(lán)-紫色主色純度低于20％，-透射時藍(lán)色主色。
使用本發(fā)明基材的電磁屏蔽濾波器可以應(yīng)用于顯示熒光屏，特別是等離子體顯示屏。它保證這種屏蔽有非常好的性能(每平方電阻低于1Ω/□)，因此特別地阻斷了這些紅外線，在900nm透射率不超過1％。這些濾波器還保證了良好的可視性-光透射率是45-55％-以及改善顯示屏對比度。
權(quán)利要求
1.一種透明基材，特別地用玻璃制成的透明基材，它有多個薄層的疊層(20)，其中包括三個銀層(Ag1、Ag2、Ag3)，以及在這種基材上交替排列的一個二氧化鈦層(21)、一個金屬氧化物層(22)，其中一個銀層(Ag1、Ag2、Ag3)和一個涂層(23)，其特征在于-該金屬氧化物是氧化鋅；-該涂層(23)是一種犧牲金屬；以及-在離基材最遠(yuǎn)的銀層(Ag3)的涂層(23)上沉積含有至少一種金屬氧化物的抗反射層(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于每個銀層(Ag1、Ag2、Ag3)的厚度是13nm-19nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基材，其特征在于各個銀層(Ag1、Ag2、Ag3)的厚度(eAg1、eAg2、eAg3)是相同的，或按照比例0.8-1.2改變，并且是eAg1≤eAg3≤eAg2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的基材，其特征在于作為靠近基材銀層(Ag1)的下層，二氧化鈦層(21)的厚度是10-20nm，優(yōu)選地是10-15nm，和作為兩個其它銀層(Ag2、Ag3)的下層，二氧化鈦層(21)的厚度是35-55nm，優(yōu)選地是40-50nm。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的基材，其特征在于氧化鋅層(22)的厚度大于15nm。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的基材，其特征在于該犧牲金屬層(23)是鈮(Nb)、鈦(Ti)或鋯(Zr)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的基材，其特征在于該犧牲金屬層(23)的厚度小于或等于2nm。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的基材，其特征在于該抗反射層(24)的厚度是25-50nm，優(yōu)選地是25-35nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基材，其特征在于該抗反射層(24)包括至少一個二氧化鈦層，它的厚度是15-35nm，優(yōu)選地是20-30nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9中任一權(quán)利要求所述的基材，其特征在于該抗反射層(24)包括一個二氧化鈦層和另一個金屬氧化物層，它沉積在所述的二氧化鈦層上，其厚度是5-15nm，優(yōu)選地是6-10nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基材，其特征在于該抗反射層(24)的金屬氧化物層是氧化錫(SnO2)或氮化硅(Si3N4)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的基材，其特征在于它的每平方電阻小于或等于1Ω/□，優(yōu)選地是0.7-0.9Ω/□。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的基材，其特征在于它是用鋼化或非鋼化玻璃制成的，或是用塑料制成的。
14.包括上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述基材的電磁屏蔽濾波器，其特征在于它具有下述光學(xué)性能-光透射率TL是45-55％，-透射時純度小于10％，-光反射RL低于5％，優(yōu)選地低于4％，-反射時藍(lán)-紫色主色純度低于20％，-透射時藍(lán)色主色。
15.等離子體顯示類顯示熒光屏，在其前面上加入至少一個如權(quán)利要求1-14中任一權(quán)利要求所述的基材或濾波器。
全文摘要
一種透明基材，特別地用玻璃制成的透明基材，它有多個薄層的疊層(20)，其中包括三個銀層(Ag
文檔編號H01J17/16GK1852871SQ200480026704
公開日2006年10月25日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者C·弗勒里, S·貝利奧, E·曼平 申請人:法國圣戈班玻璃廠