[发明专利]形成氧化锌涂覆制品的方法

说明书

背景技术

本发明涉及一种在透明基体上沉积氧化锌涂层的方法，更特别地，涉及一 种在玻璃基体上沉积氧化锌涂层的化学气相沉积方法。

专利文献已经报道过与水反应的金属氧化物涂层的沉积。例如：

专利US4,751,149描述了一种沉积氧化锌膜的化学气相沉积(CVD)法，该氧 化锌膜具有使其可用于例如太阳能电池和其它光电池装置等光电导应用的特定 性能。所述沉积法包括向含有加热至约60℃至350℃的基体的室内通入有机锌 化合物、氧化剂和惰性载气。所得氧化锌膜据称具有在约10^-4至10^-2欧姆·厘米 范围内的电阻率。这种膜含有氢，并可通过将挥发性第III族化合物与有机锌化 合物和氧化剂一起引入反应室而将所述膜制成含有第III族元素。

专利US5,698,262描述了一种掺杂氧化锡涂层的制备方法，该方法利用含有 有机锡化合物、氢氟酸、水和氧气的均匀汽化的反应混合物，并将该反应混合 物输送至热玻璃带的表面，上述化合物在该表面反应以形成氟掺杂的氧化锡涂 层。根据该发明沉积的氟掺杂的氧化锡涂层显示出较低的薄膜电阻和改进的在 玻璃基体的涂覆表面上薄膜电阻的均匀性。

在浮法玻璃生产过程中，希望能够利用相对便宜的前体材料，通过常压化 学气相沉积在高沉积速度下制备氧化锌膜。

发明概述

本发明提供了一种在热玻璃基体上沉积氧化锌涂层的常压化学气相沉积 法，该方法包括第一和第二前体气流，该气流分别包括含锌化合物和水。以可 控方式混合所述第一和第二气流，并使其与热玻璃基体表面接触，该表面具有 足够的温度以驱动含锌化合物与水之间的反应。将所述第一和第二前体气流的 混合时间控制得足够短，以使氧化锌涂层以大于5纳米/秒的沉积速度在玻璃表 面形成。

发明详述

虽然氧化锌涂层和沉积方法是已知的，但在浮法玻璃生产线的玻璃制造过 程中以商业可行的生长速度制备热解氧化锌涂层的经济有效的方法在先前并非 已知。本发明克服了以商业可行的生长速度制备这种氧化锌膜的现有障碍。

尽管任何合适的常压化学气相沉积可以与本发明结合使用，优选Atofina Chemicals公司的专利US6,268,019中公开的沉积方法。专利’019以引用方式全 文并入本文。专利’019的方法已经显示了能够以商业有用的生长速度，例如大 于5纳米/秒，沉积多种类型的金属氧化物膜。专利’019中的沉积方法也具有能 够改变反应物材料混合时间的优点，其反过来允许调整，在此情况下，氧化锌 涂层的性能。特别地，本发明展示了利用水来提高氧化锌膜的生长速度的优点， 该优点将在本文作更详细的讨论。

这种氧化锌涂覆的玻璃产品可用作建筑窗应用中的低发射率和/或太阳控制 层。该透明导电氧化物的其它潜在的应用包括：光电池装置、固态照明(LED 和OLED)，感应加热、平面显示器和触摸屏，以及在射频识别标签和集成电路 中具有用途的透明薄膜晶体管(TFT)。

合适的含锌化合物包括，但不限于，满足通式R¹R²Zn或 R¹R²Zn-[R³R⁴N(CHR⁵)_n(CH₂)_m(CHR⁶)_nNR⁷R⁸]的化合物，其中R^1-8可为相同或不 同的烷基或芳基，例如甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、仲丁基、苯基 或取代苯基，且可包括一个或多个含氟取代基，R⁵和R⁶可为H或烷基或芳基， n可为0或1，且如果n为0，则m可为1-6，且如果n为1，则m可为0-6。

合适的含氧化合物包括，但不限于：有机醋酸酯、醇、氧分子和水(H₂O)， 优选水或含有控制量的水的醇。

惰性载气，例如氮气、氦气、或类似气体也可用作本发明气态反应气流的 组分。

发现适于允许所期望的化学反应发生的温度为≥400℃，特别地为 500℃-700℃。

发现本发明的化学前体气流的合适混合时间为＜1秒，优选小于0.5秒，且 更优选在70-100毫秒的范围。