光学调控电磁屏蔽玻璃及其制备方法与流程

本发明涉及一种电磁屏蔽玻璃，特别是涉及一种光学调控电磁屏蔽玻璃及其制备方法。

背景技术：

电磁屏蔽玻璃是一类具有衰减电磁辐射功率功能的透光观察视窗器件，应用于特种显示领域时，能够起到防止电磁信息泄露、抵抗外来电磁干扰的作用。传统电磁屏蔽玻璃通常是在高温高压条件下利用有机胶片材料将“防眩/减反玻璃”、“电磁屏蔽材料”和“结构支撑玻璃”粘接在一起制成的，其工艺过程较为复杂，成品率相对较低。常用的电磁屏蔽材料主要包括ito导电膜、刻蚀丝网及金属网栅。其中，ito导电膜具有较高的透光率，但其电导率相对较低，屏蔽效能差，仅能满足屏效要求较低的应用要求；刻蚀丝网和金属网栅具有相对较高的屏蔽效能，但其透光率会随屏蔽效能的增强而迅速衰减，且存在由于光学干涉而产生的莫尔条纹现象，极大的限制了其应用途径。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，提供一种新型光学调控电磁屏蔽玻璃及其制备方法，所要解决的技术问题是使其同时具有高光学透过率和高屏蔽效能，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光学调控电磁屏蔽玻璃的制备方法，其包括以下步骤:

在结构支撑玻璃的表面涂覆光刻胶涂层；

根据泰森多边形法计算无规则网格图形，将所述无规则网格的图形输入激光器中，在所述光刻胶涂层上进行激光直写刻蚀，除去结构支撑玻璃上无规则网格图形外围的光刻胶，得到具有无规则网格图形的光刻胶掩膜；

在所述光刻胶掩膜上镀制复合金属膜层；所述的复合金属膜层包括过渡膜层和屏蔽金属膜层，过渡膜层附着在所述光刻胶掩膜上；所述的过渡膜层的材料为氧化铝、铝和铬中的至少一种；所述的屏蔽金属膜层的材料为金、银、铜、镍或铁；

去除镀制完复合金属膜层的玻璃上的光刻胶，得到光学调控电磁屏蔽玻璃。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的光学调控电磁屏蔽玻璃的制备方法，其中所述的光刻胶的材料为正性光刻胶，所述光刻胶的厚度为12-20μm；

所述的复合金属膜层为：

铬膜层和铜膜层，铬膜层的厚度为50-80nm，铜膜层的厚度为300-700nm；

氧化铝膜层、铝膜层、和银膜层，氧化铝膜层的厚度为10-20nm，铝膜层的厚度为50-80nm，银膜层的厚度为300-700nm；

或铬膜层和金膜层，铬膜层的厚度为50-80nm，金膜层的厚度为300-700nm。

优选的，前述的光学调控电磁屏蔽玻璃的制备方法，其中根据泰森多边形法计算无规则网格图形时，以单位面积上随机点分布密度和无规则网格图形的网格边线线径为变量；所述网格边线的线径为8-15μm。

优选的，前述的光学调控电磁屏蔽玻璃的制备方法，其中利用真空镀膜法镀制所述的复合金属膜层，镀膜时，本底真空度为3.0×10^-4-5.0×10^-4pa，烘烤温度50-80℃，保温时间为25-35min。

优选的，前述的光学调控电磁屏蔽玻璃的制备方法，其中对所述的结构支撑玻璃的另一表面进行防眩处理或镀制复合减反射膜。

优选的，前述的光学调控电磁屏蔽玻璃的制备方法，其中采用喷砂法对结构支撑玻璃进行防眩处理，防眩处理包括：研磨砂为粒径为250-400目的刚玉砂，喷砂机空气压力设定为4-12mpa，单点喷砂时间为5-12s；

其中，喷砂结束后得到雾都为2％-20％，光泽度为110-35的单面防眩玻璃。

优选的，前述的光学调控电磁屏蔽玻璃的制备方法，其中所述的复合减反射膜的单面反射率为0.5％-1.0％，其包括：

二氧化硅膜，附着在结构支撑玻璃的另一表面，厚度为60-100nm；

三氧化铝膜，附着在所述二氧化硅膜上，厚度为50-200nm；

钛酸镧膜、钛酸锶膜、三氧化二钽膜或二氧化钛膜，附着在所述三氧化铝膜上，厚度为80-260nm；

氟化镁膜，附着在所述氟化镁膜上，厚度为70-110nm。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种光学调控电磁屏蔽玻璃，由本发明所述的方法制备而成；其包括：

结构支撑玻璃；

无规则网格图形的复合金属膜层，附着在所述的结构支撑玻璃表面，复合金属膜层包括过渡膜层和屏蔽金属膜层，过渡膜层附着在所述结构支撑玻璃表面；其中，

所述的过渡膜层的材料为氧化铝、铝和铬中的至少一种；所述的屏蔽金属膜层的材料为金、银、铜、镍或铁。

发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的光学调控电磁屏蔽玻璃，其包括：

结构支撑玻璃；

复合减反射膜，附着在所述结构支撑玻璃表面；

无规则网格图形的复合金属膜层，附着在所述的结构支撑玻璃另一表面，复合金属膜层包括过渡膜层和屏蔽金属膜层，过渡膜层附着在所述结构支撑玻璃表面；其中，

所述的过渡膜层的材料为氧化铝、铝和铬中的至少一种；所述的屏蔽金属膜层的材料为金、银、铜、镍或铁。

优选的，前述的光学调控电磁屏蔽玻璃，其包括：

结构支撑玻璃，一表面为经防眩处理的亚光面；

无规则网格图形的复合金属膜层，附着在所述的结构支撑玻璃另一表面，复合金属膜层包括过渡膜层和屏蔽金属膜层，过渡膜层附着在所述结构支撑玻璃表面；其中，

所述的过渡膜层的材料为氧化铝、铝和铬中的至少一种；所述的屏蔽金属膜层的材料为金、银、铜、镍或铁。

借由上述技术方案，本发明光学调控电磁屏蔽玻璃及其制备方法至少具有下列优点：

本发明中制备光学调控电磁屏蔽玻璃是将电磁屏蔽材料直接制作在结构支撑玻璃上实现的，使用的电磁屏蔽材料为一层具有无规则二维网格形态的高电导率复合金属膜，该形态的电磁屏蔽材料通过随机无序网格状结构对光学干涉效应的调控来消除莫尔条纹现象；本发明的光学调控电磁屏蔽玻璃无莫尔干涉条纹现象，结构简单，耐候性强，且同时具有高光学透过率和高屏蔽效能，其透光率大于80％，电磁屏蔽效能大于等于20db。本发明的制备方法包括过涂胶、激光直写刻蚀、真空镀膜、去胶，制备方法简单，成品率高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是光学调控电磁屏蔽玻璃的结构示意图。

图2是实施例1光学调控电磁屏蔽玻璃的结构示意图。

图3是实施例2光学调控电磁屏蔽玻璃的结构示意图。

图4是实施例3光学调控电磁屏蔽玻璃的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光学调控电磁屏蔽玻璃及其制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本发明的一个实施例提出的一种光学调控电磁屏蔽玻璃的制备方法，其包括以下步骤:

在结构支撑玻璃的表面涂覆光刻胶涂层；

根据泰森多边形法计算无规则网格图形，将所述无规则网格的图形输入激光器中，由计算机控制振镜在所述光刻胶涂层上进行激光直写刻蚀，除去结构支撑玻璃上无规则网格图形外围的光刻胶，得到具有无规则网格图形的光刻胶掩膜；

在所述光刻胶掩膜上镀制复合金属膜层；所述的复合金属膜层包括过渡膜层和屏蔽金属膜层，过渡膜层附着在所述光刻胶掩膜上；所述的过渡膜层的材料为氧化铝、铝和铬中的至少一种；所述的屏蔽金属膜层的材料为金、银、铜、镍或铁；

去除镀制完复合金属膜层的玻璃上的光刻胶，得到光学调控电磁屏蔽玻璃。

金、银、铜、镍和铁作为屏蔽材料具有很好的电磁屏蔽效果，但其与玻璃的粘结性较差，因此在玻璃上镀制这些屏蔽材料时需要先镀制与玻璃粘结性良好的过渡膜，氧化铝、铝和铬与玻璃具有良好的粘结性。

较佳的，本发明的实施例所述的光刻胶的材料为正性光刻胶，所述光刻胶的厚度为12-20μm。

较佳的，本发明的实施例所述的光刻胶的材料为pmma单组份正性光刻胶。

较佳的，本发明的实施例所述的过渡膜层的厚度为50-80nm；所述的屏蔽金属膜层厚度为300-700nm。

较佳的，本发明的实施例所述的复合金属膜层为：

铬膜层和铜膜层，铬膜层的厚度为50-80nm，铜膜层的厚度为300-700nm，铬作为过渡层与玻璃和铜的粘结性均很强；

氧化铝膜层、铝膜层、和银膜层，氧化铝膜层的厚度为10-20nm，铝膜层的厚度为50-80nm，银膜层的厚度为300-700nm，氧化铝膜层和铝膜层作为过渡层与玻璃和银的粘结性均很强；

或铬膜层和金膜层，铬膜层的厚度为50-80nm，金膜层的厚度为300-700nm，铬作为过渡层与玻璃和金的粘结性均很强。

较佳的，本发明的实施例根据泰森多边形法计算无规则网格图形时，以单位面积上随机点分布密度和无规则网格图形的网格边线线径为变量；所述网格边线的线径为8-15μm。其中，单位面积上随机点分布密度等效为100目

根据泰森多边形法计算无规则网格图形时，“单位面积上随机点分布密度”和“网格边线线径”为变量，得出无规则网格图形后，利用该图形的单位面积占空比和预备镀制的复合金属膜的电导率计算出预备镀制无规则网格图形复合金属膜的玻璃的透光率和等效方块电阻，若算出的预备镀制复合金属膜的玻璃的透光率和等效方块电阻不符合实际应用，则新进行计算无规则网格图形过程，直到得出的图形的透光率及等效方块电阻满足设计要求。

较佳的，本发明的实施例利用真空镀膜法镀制所述的复合金属膜层，镀膜时，本底真空度为3.0×10^-4-5.0×10^-4pa，烘烤温度50-80℃，保温时间为25-35min。真空镀膜法镀制复合金属膜对玻璃没有污染，制备的电磁屏蔽玻璃非常干净。

较佳的，本发明的实施例对所述的结构支撑玻璃的另一表面进行防眩处理或镀制复合减反射膜。

较佳的，本发明的实施例采用喷砂法对结构支撑玻璃进行防眩处理，防眩处理包括：研磨砂为粒径为250-400目的刚玉砂，喷砂机空气压力设定为4-12mpa，单点喷砂时间为5-12s；

其中，喷砂结束后得到雾都为2％-20％，光泽度为110-35的单面防眩玻璃。

较佳的，本发明的实施例所述的复合减反射膜的单面反射率为0.5％-1.0％，其包括：

二氧化硅膜，附着在结构支撑玻璃的另一表面，厚度为60-100nm；

三氧化铝膜，附着在所述二氧化硅膜上，厚度为50-200nm；

钛酸镧膜、钛酸锶膜、三氧化二钽膜或二氧化钛膜，附着在所述三氧化铝膜上，厚度为80-260nm；

氟化镁膜，附着在所述氟化镁膜上，厚度为70-110nm。

较佳的，本发明的实施例所述的结构支撑玻璃的厚度为0.7-4mm，光学透过率为89％-92％。

较佳的，本发明的实施例中所述的去除镀制完复合金属膜层的玻璃上的光刻胶包括以下步骤：将质量浓度为50％-70％的naoh溶液均匀喷涂于已镀制金属复合膜层的光刻胶面，浸润0.5-5min，待光刻胶溶解后用去离子水进行冲洗，用丙酮浸泡去除残留光刻胶，并将玻璃浸泡于95％-98％的无水乙醇中超声清洗15-30min，得到的光学调控电磁屏蔽玻璃没有光刻胶。

较佳的，本发明另一个实施例提出一种光学调控电磁屏蔽玻璃制品的制备方法，根据贴合屏幕的大小将本发明制备的光学调控电磁屏蔽玻璃切割至适宜尺寸，并进行磨边处理，然后进行u形电极制备，u型电极制作完成后得到光学调控电磁屏蔽玻璃制品。

较佳的，本发明的实施例所述的u形电极制包括：在玻璃边缘电极采用铜箔包边方式制作，或通过160-260℃烘烤u形银浆busbar方式制作。

如图1所示，本发明的另一个实施例提出一种光学调控电磁屏蔽玻璃，由本发明的制备方法制备而成；其包括：

结构支撑玻璃1；

无规则网格图形的复合金属膜层，附着在所述的结构支撑玻璃表面，复合金属膜层包括过渡膜层2和屏蔽金属膜层3，过渡膜层附着在所述结构支撑玻璃表面；其中，

所述的过渡膜层的材料为氧化铝、铝和铬中的至少一种；所述的屏蔽金属膜层的材料为金、银、铜、镍或铁。

较佳的本发明的另一个实施例提出的一种光学调控电磁屏蔽玻璃包括：

结构支撑玻璃；

复合减反射膜，附着在所述结构支撑玻璃表面；

无规则网格图形的复合金属膜层，附着在所述的结构支撑玻璃另一表面，复合金属膜层包括过渡膜层和屏蔽金属膜层，过渡膜层附着在所述结构支撑玻璃表面；其中，

所述的过渡膜层的材料为氧化铝、铝和铬中的至少一种；所述的屏蔽金属膜层的材料为金、银、铜、镍或铁。

较佳的，本发明的另一个实施例提出的一种光学调控电磁屏蔽玻璃包括：

结构支撑玻璃，一表面为经防眩处理的亚表面；

无规则网格图形的复合金属膜层，附着在所述的结构支撑玻璃另一表面，复合金属膜层包括过渡膜层和屏蔽金属膜层，过渡膜层附着在所述结构支撑玻璃表面；其中，

所述的过渡膜层的材料为氧化铝、铝和铬中的至少一种；所述的屏蔽金属膜层的材料为金、银、铜、镍或铁。

以下实施例中镀制的膜层后括号中的数据为所镀制膜层的厚度。

实施例1

本实施例的调控电磁屏蔽玻璃的结构图如图2所示。

取厚度为3mm，光学透过率为91％的浮法平板玻璃作为结构支撑玻璃4，在该结构支撑玻璃的表面涂覆厚度为15μm的pmma单组份正性光刻胶涂层；根据泰森多边形法计算无规则网格图形，以单位面积上随机点分布密度和网格边线线径为变量，网格边线线径为10μm，单位面积上随机点分布密度等效为100目，将得到的无规则网格的图形输入激光器中，由计算机控制振镜在所述光刻胶涂层上进行激光直写刻蚀，除去结构支撑玻璃上无规则网格图形外围的光刻胶，得到具有无规则网格图形的光刻胶掩膜；利用真空镀膜的方法在所述光刻胶掩膜上镀制复合金属膜层，镀膜本底真空度为5.0×10^-4pa，烘烤温度80℃，保温时间30min，其中镀制的复合金属膜层为铬(80nm)/铜(700nm)复合金属膜层，先镀制铬膜层5，后镀制铜膜层6；将质量浓度为50％的naoh溶液均匀喷涂于已镀制金属复合膜层的光刻胶面，浸润1min，待光刻胶溶解后快速用去离子水进行冲洗去除naoh溶液，利用丙酮浸泡去除残留光刻胶，并将玻璃浸泡于95％的无水乙醇中超生清洗20min，得到光学调控电磁屏蔽玻璃。

本实施例的光学调控电磁屏蔽玻璃的透光率为82％，电磁屏蔽效能为23db。

实施例2

本实施例的调控电磁屏蔽玻璃的结构图如图3所示。

取厚度为1.5mm，光学透过率为89％的浮法平板玻璃作为结构支撑玻璃，利用真空镀膜方式在该结构支撑玻璃一侧镀制复合减反射膜，镀制完复合减反射膜后的玻璃膜系结构为：结构支撑玻璃7/二氧化硅层8(95nm)/三氧化二铝层9(75nm)/钛酸锶层10(105nm)/氟化镁层11(95nm)；利用涂胶机在该结构支撑玻璃的另一表面涂覆厚度为12μm的pmma单组份正性光刻胶涂层；根据泰森多边形法计算无规则网格图形，以单位面积上随机点分布密度和网格边线线径为变量，网格边线线径为12μm，单位面积上随机点分布密度等效为100目，将得到的无规则网格的图形输入激光器中，由计算机控制振镜在所述光刻胶涂层上进行激光直写刻蚀，除去结构支撑玻璃上无规则网格图形外围的光刻胶，得到具有无规则网格图形的光刻胶掩膜；利用真空镀膜的方法在所述光刻胶掩膜上镀制复合金属膜层，镀膜本底真空度为4.2×10^-4pa，烘烤温度50℃，保温时间28min，其中镀制的复合金属膜层为三氧化二铝12(10nm)/铝13(80nm)/银14(700nm)复合金属膜层，先镀制三氧化二铝膜层；将质量浓度为70％的naoh溶液均匀喷涂于已镀制金属复合膜层的光刻胶面，浸润5min，待光刻胶溶解后快速用去离子水进行冲洗去除naoh溶液，利用丙酮浸泡去除残留光刻胶，并将玻璃浸泡于95％的无水乙醇中超生清洗15min，得到光学调控电磁屏蔽玻璃。

本实施例的光学调控电磁屏蔽玻璃的透光率为87％，电磁屏蔽效能为25db。

实施例3

本实施例的调控电磁屏蔽玻璃的结构图如图4所示。

取厚度为0.7mm，光学透过率为92％的浮法平板玻璃作为结构支撑玻璃15，采用喷砂法对结构支撑玻璃的一侧16进行防眩处理，防眩处理的过程中，研磨砂选取粒径为250目的刚玉砂，喷砂机空气压力设定为6mpa,单点喷砂时间5s，喷砂工艺完成后得到雾都2％，光泽度110的单面防眩玻璃；利用涂胶机在该结构支撑玻璃的另一表面涂覆厚度为20μm的pmma单组份正性光刻胶涂层；根据泰森多边形法计算无规则网格图形，以单位面积上随机点分布密度和网格边线线径为变量，网格边线线径为20μm，单位面积上随机点分布密度等效为100目，将得到的无规则网格的图形输入激光器中，由计算机控制振镜在所述光刻胶涂层上进行激光直写刻蚀，除去结构支撑玻璃上无规则网格图形外围的光刻胶，得到具有无规则网格图形的光刻胶掩膜；利用真空镀膜的方法在所述光刻胶掩膜上镀制复合金属膜层，镀膜本底真空度为4.5×10^-4pa，烘烤温度70℃，保温时间35min，其中镀制的复合金属膜层为铬(70nm)/金(600nm)复合金属膜层，先镀制铬膜层17，后镀制金膜层18；将质量浓度为60％的naoh溶液均匀喷涂于已镀制金属复合膜层的光刻胶面，浸润5min，待光刻胶溶解后快速用去离子水进行冲洗去除naoh溶液，利用丙酮浸泡去除残留光刻胶，并将玻璃浸泡于95％的无水乙醇中超生清洗20min，得到光学调控电磁屏蔽玻璃；根据需贴合屏幕的大小将制备的光学调控电磁屏蔽玻璃切割至331.5mm×432mm，并进行磨边处理，将磨边处理后的该玻璃通过在240℃烘烤u型银浆busbar方式制作u型电极，银浆busbar宽度为3mm，u型电极制作完成后得到光学调控电磁屏蔽玻璃制品。

本实施例的光学调控电磁屏蔽玻璃的透光率为81％，电磁屏蔽效能为29db。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。