一种超硬耐磨ITO玻璃的制作方法

本发明涉及玻璃技术领域，具体涉及一种超硬耐磨ito玻璃。

背景技术：

ito(氧化铟锡)是一种n型氧化物半导体，由于其优良的导电性能和透光性能，通常喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上，用作透明导电薄膜，同时能够减少对人体有害的电子辐射及紫外辐射、红外辐射。

普通的ito玻璃，直接将ito镀在玻璃基板表面，ito膜层直接与空气接触，由于ito膜层的硬度低、耐磨性差、耐腐蚀性差，导致ito膜层容易损坏，影响了其导电性能。为了解决这一问题，部分企业制作出一种ito玻璃，先通过磁控溅射法溅射一层ito膜层，然后在ito膜层上再旋涂上一层疏水层，利用疏水层优良的疏水性能，保护ito层。但是，利用旋转阴极溅射沉积ito层和疏水层，旋转阴极容易破坏其真空环境，且需要将阴极不断旋转，制作出的ito层凹凸不平，影响了ito层的电学性能。

另外由于疏水层一般为氟的化合物，其与ito没有结合力，且耐磨性能和耐腐蚀性能较差，依然无法解决普通ito玻璃的耐磨性差、耐腐蚀性差问题。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供一种超硬耐磨ito玻璃，硬度高、耐磨性好、耐酸碱腐蚀性能好、导电性能优异。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：

一种超硬耐磨ito玻璃，包括玻璃基板，所述玻璃基板上依次设置有si3n4层、ito层、过渡层、疏水层。

具体的，所述过渡层为si3n4、sio2中的一种。

具体的，所述过渡层的厚度为0.5～3nm。

具体的，所述疏水层为聚四氟乙烯薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜中的一种。

具体的，所述疏水层的厚度为10～20μm。

具体的，所述si3n4层的厚度为5～10nm。

具体的，所述ito层的厚度为10～45nm。

具体的，所述超硬耐磨ito玻璃的制备方法包括以下步骤：

s1清洗玻璃基板，干燥后将玻璃基板置于磁控溅射区；

s2中频电源加抽真空阴极溅射沉积si3n4层，采用si3n4，溅射区域真空度-2.0×10³～-5.0×10³pa；气氛为：工作气体为ar，体积流量为450～650sccm，反应气体为n2，体积流量为350～550sccm；

s3高频电源加抽真空阴极溅射沉积ito层，采用纯度为99.99％以上的ito靶材，溅射区域真空度-2.0×10³～-5.0×10³pa；气氛为：工作气体为ar，体积流量为350～500sccm，反应气体为o2，体积流量为120～150sccm；溅射时玻璃基板的温度为300～350℃；

s4中频电源加抽真空阴极溅射沉积过渡层，采用si3n4或sio2，溅射区域真空度3～10pa；气氛为：工作气体为ar，体积流量为100～150sccm，反应气体为o2，体积流量为150～350sccm；

s5将玻璃基板置于电阻式蒸发区，采用聚四氟乙烯薄膜料或乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜料，蒸发沉积疏水层，蒸发时真空度为-2.0×10³～-5.0×10³pa。

本发明的有益效果是：

本发明提供的超硬耐磨ito玻璃，在镀上ito层前，先在玻璃基板上镀上一层si3n4层，提高了ito层的附着力，在表面设置一层疏水层，提高了玻璃的表面接触角，从而提高玻璃表面的滑度，在ito层与疏水层之间增加了一个过渡层，提高了玻璃的硬度、耐磨性能、以及耐酸碱腐蚀性能。

附图说明

图1为本发明的一种超硬耐磨ito玻璃的结构示意图。

附图标记为：玻璃基板1、si3n4层2、ito层3、过渡层4、疏水层5。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示：一种超硬耐磨ito玻璃，包括厚度为5mm的玻璃基板1，玻璃基板1上依次设置有si3n4层2、ito层3、过渡层4、疏水层5。

优选的，过渡层4为si3n4，过渡层4的厚度低于0.5nm时，耐磨性低，过渡层4的厚度高于3nm时，ito玻璃的面电阻急剧增大，影响ito玻璃的导电性能，因此，需要设置过渡层4的厚度为0.5～3nm，使得ito玻璃既具有较好的耐磨性，又不影响ito玻璃的导电性能，而本实施例设置过渡层4的厚度为1nm。

优选的，疏水层5的厚度为10μm，疏水层5为聚四氟乙烯薄膜，聚四氟乙烯薄膜的氟离子具有极佳的疏水性能，能够避免ito玻璃表面积水。

优选的，si3n4层2的厚度为5nm。

优选的，ito层3的厚度为30nm。

实施例2

如图1所示：一种超硬耐磨ito玻璃，包括厚度为5mm的玻璃基板1，玻璃基板1上依次设置有si3n4层2、ito层3、过渡层4、疏水层5。

优选的，过渡层4为sio2，过渡层4的厚度低于0.5nm时，耐磨性低，过渡层4的厚度高于3nm时，ito玻璃的面电阻急剧增大，影响ito玻璃的导电性能，因此，需要设置过渡层4的厚度为0.5～3nm，使得ito玻璃既具有较好的耐磨性，又不影响ito玻璃的导电性能，而本实施例设置过渡层4的厚度为2nm。

优选的，疏水层5的厚度为15μm，疏水层5为聚四氟乙烯薄膜，聚四氟乙烯薄膜的氟离子具有极佳的疏水性能，能够避免ito玻璃表面积水。

优选的，si3n4层2的厚度为5nm。

优选的，ito层3的厚度为30nm。

以上实施例1、实施例2的超硬耐磨ito玻璃均按照以下步骤制作：

s1清洗玻璃基板1，干燥后将玻璃基板1置于磁控溅射区；

s2中频电源加抽真空阴极溅射沉积si3n4层2，采用si3n4，溅射区域真空度-3.0×10³pa；气氛为：工作气体为ar，体积流量为500sccm，反应气体为n2，体积流量为400sccm；

s3高频电源加抽真空阴极溅射沉积ito层3，采用纯度为99.99％以上的ito靶材，溅射区域真空度3pa；气氛为：工作气体为ar，体积流量为400sccm，反应气体为o2，体积流量为150sccm；溅射时玻璃基板1的温度为300℃；

s4中频电源加抽真空阴极溅射沉积过渡层4，采用si3n4或sio2，溅射区域真空度-3.0×10³pa；气氛为：工作气体为ar，体积流量为100sccm，反应气体为o2，体积流量为200sccm；

s5将玻璃基板1置于电阻式蒸发区，采用聚四氟乙烯薄膜料或乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜料，蒸发沉积疏水层5，蒸发时真空度为-3.0×10³pa。

以上步骤s2～s4均利用抽真空阴极溅射沉积膜层，与传统的旋转阴极溅射沉积膜层相比，得到的膜层结构稳定，不影响ito层的电学性能。

对比例1

普通平面玻璃，厚度为5mm。

对以上实施例1、实施例2的超硬耐磨ito玻璃以及对比例1的普通平面玻璃进行性能测试，测试结果记录如下表1中。

表1测试结果

以上表1的铅笔硬度测试中，实施例1、实施例2的超硬耐磨ito玻璃相对对比例1的普通平面玻璃，实施例1、实施例2的硬度等级为6h，而对比例1的硬度等级为3h，表面本发明的超硬耐磨ito硬度性能得到了较大的提高，提高效果明显。

观察表1的耐酸雾腐蚀测试结果，利用ph为6.5～7.0的弱酸溶液长期喷涂实施例1、实施例2的超硬耐磨ito玻璃和对比例1的普通平面玻璃，实施例1、实施例2的超硬耐磨ito玻璃在72h后才出现腐蚀现象，而对比例1的普通平面玻璃在经过12h后就出现腐蚀现象，说明本发明的超硬耐磨ito耐酸雾性能得到了较大的提高，提高效果明显。

观察表1的橡皮擦测试和钢丝绒摩擦测试结果，本实施例1、实施例2的超硬耐磨ito玻璃膜层稳定，较难被刮划，说明本发明的耐磨性能得到了较大的提高，提高效果明显。

观察表1的表面接触角测试结果，实施例1、实施例2与对比例相比，表面接触角从66度提高到110度以上，疏水能力得到了极大的提升。

以上实施例仅表达了本发明的2种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。