廣東旗濱節(jié)能玻璃有限公司 廖善順

1 引 言
目前國內(nèi)Low- E 鎖膜玻璃技術(shù)已趨于成熟，具有更好節(jié)能效果的雙銀及三銀Low- E 鎖膜玻璃被開發(fā)出來， 傳統(tǒng)的單銀Low- E 鎖膜玻璃正逐步被雙銀及三銀Low- E 鎖膜玻璃所替換。但是雙銀及三銀Low- E 鎖膜玻璃因膜層數(shù)較多 、厚度較大 ，各膜層之間的干涉影響較大，即當(dāng)觀察者偏離法線角度觀察鎖膜玻璃時，隨著偏離角度增大，鎖膜玻璃會呈現(xiàn)不同的顏色。而在生產(chǎn)調(diào)試過程中， 與法線觀察角小千 30° 時的顏色保存一致， 但側(cè)面大角度60° 觀察時卻有可能出現(xiàn)顏色與上批次不一致的現(xiàn)象。另外， 因雙銀及三銀 Low- E 鎖膜玻璃膜層數(shù)較多， 各膜層之間可以進(jìn)行調(diào)試的組合方法較多，往往會導(dǎo)致最終透過鎖膜玻璃的顏色存在差異，而客戶對美觀度的要求越來越嚴(yán)格等，這些現(xiàn)象往往會使客戶在使用過程中存在不滿并引起投訴事件。
在Low- E 鎖膜玻璃生產(chǎn)過程中，影響產(chǎn)品質(zhì)矗
的因素很多，如耐刷洗性、耐氧化性、顏色一致性 等三其中顏色一致性問題，是生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中和生 產(chǎn)過程中最值得關(guān)注的， 因為不但要保證本批產(chǎn)品之間無色差，還要保證本批產(chǎn)品 與前批產(chǎn)品（一個月甚至一年前 ）尤色差，這就需要操作人員對生產(chǎn)工藝參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整， 以 彌補工藝狀態(tài)不同造成的影響，如不同時期靶材濺射率不同引起膜層厚度不 同帶來的影響。而隨著 Low- E 鎖膜玻璃品種的多樣化，要調(diào)整鎖膜玻璃的顏 色，首先要確定膜系的分

類及其結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)各層膜厚度 對成品顏色、透過率的影響，微調(diào)各靶濺射功率，使成品與標(biāo)準(zhǔn)樣 之間的色差控制在有效范圍內(nèi)。下面對Low- E 鎖膜玻璃生產(chǎn)過程中的色差控制方法進(jìn)行簡單的分析。

2磁控濺射踱膜的工藝原理
在本地1o-3Pa- lo-4Pa 的真空室內(nèi)，充 人少晶工藝氣體，當(dāng)極間電壓很小時，只有少最離子和電子 存在，當(dāng)真空室內(nèi)陰極（靶材）和陽極間電壓增加 時，帶電粒子在電場的作用下加速運動，能戳增加， 與電極或中性氣體原子相碰撞，產(chǎn)生更多的帶電粒 子，形成等離子體，此時帶電粒子在電場的作用下， 高速轟擊陰極靶材， 擊出陰極靶材粒子沉積在玻璃表面形成薄膜，從而達(dá)到鎖膜的目的。

3踱膜玻璃改變顏色的原理
物體的顏色取決千物體對各種波長光線的吸 收、反射和透過能力。物體的顏 色取決千對照明光線的選擇性吸收，即光線照射到物體上時，被吸收的入射光中，若各種波長的色光被吸收是等最的， 則只是呈現(xiàn)出本身的明暗程度變化； 若被反射或透射的光線發(fā)生選擇性變化，對不同波長成分的入射光有選擇性的吸收，就呈深淺不同的顏色，造成物體視覺的有色性。物體對照明光線具有選擇性吸收的特性，即光線照射到有色物體上時，入射光中被吸收的各種波長的色光是不等暈的，有的波長被吸

收得多，有的波長被吸收得少 。臼光照射到有 色物體上，其反射或透射的光線與入射光線相比，不僅亮度有所減弱，光譜成分也改變了，因而呈現(xiàn)出各種不同的顏色。對可見光選擇吸收是物體呈現(xiàn)顏色的主要原因。

4國際 CIE LAB 色空間顏色表征
為了使各種顏色能按照 一定的次序排列并容納在一個空間內(nèi)，可將三維坐標(biāo)軸與顏色的三個獨立參數(shù)對應(yīng)起來，使每一個顏色都有一個對應(yīng)的空間位置， 反過來講，在空間中的任何一點都代表了一

種特定的顏色，這個空間被稱作顏色空間（顏色空 間是三維的，作為顏色空間三維坐標(biāo)的三個獨立參 數(shù)： L 、正b*; 其中L 表征顏色的明暗程度，曠 表征紅綠程度，曠值越大，表示紅色越明顯，曠越小，表示綠色越明顯 ，b * 表征黃藍(lán)程度，b* 值越大， 表示黃色越明顯， W 值越小， 表示藍(lán)色越明顯 。這三個參數(shù)形成的三維空間可以整體上描述不同的色彩 ， 國際照明委員會將色彩的三屬性： 色相、明度和飽和度與L、正廳融入三維空間， 建立了CIELAB的系統(tǒng)性色空間，用空間數(shù)據(jù)表征的方式來實現(xiàn)顏色 的數(shù)據(jù)化，如圖1 所示。

圖1 CIE LAB 的系統(tǒng)性色空間示意圖

5低輻射踱膜玻璃的色差產(chǎn)生原因
Low- E 鎖膜玻璃節(jié)能性體現(xiàn)在玻璃表面鎖有一層納米級厚度的銀膜， 由于銀膜對自然界的遠(yuǎn)紅外光有很強的反射，因此能極大地減少玻璃對熱量的透過能力， 從而降低了玻璃的輻射 率。為了保護銀層不被空氣中的氧氣氧化， 在 Low- E 膜層的設(shè)計過程中， 一般根據(jù)銀層數(shù)量的不同，保護層和相應(yīng)介質(zhì)層的數(shù)蜇也會發(fā)生改變，目前市場上根據(jù)銀層數(shù)顯的不同將 Low- E 膜分為單銀、雙銀和三銀Low- E。Low- E 玻璃的顏色體現(xiàn)本質(zhì)上就是Low- E 膜層的厚度、純度和 均勻度的體現(xiàn)。目前市場上常見的 Low- E 玻璃存在色差的原因有以下幾點。
5.1玻璃原片方面
如果玻璃原片本身存在色差， 一定會導(dǎo)致踱

膜玻璃產(chǎn)生色差。尤其是本底著色的浮法玻璃，不同批次生產(chǎn)的浮法玻璃由于原料和工藝條件的變化很容易導(dǎo)致顏色不一致從而產(chǎn)生色差。玻璃原片由千存放時間過長，表面發(fā)霉或與包裝材料之 間發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生斑紋等缺陷，以及浮法玻璃在退火過程中表面沾上油或水等形成油跡或水跡，玻 璃原片在鋼化處理時產(chǎn)生斑點、斑紋，這些缺陷鎖膜后也會產(chǎn)生色差。由于浮法 玻璃原片的透射比較高， 其表面上的斑紋、水跡等質(zhì)屈缺陷大多數(shù)情況下用肉眼看不出來，但玻璃鎖上膜以后就能很 明顯地表露出來。有的浮法 玻璃在生產(chǎn)過程中形成寬度相同的直線型線道，俗稱暗道，鎖膜前不易看出， 鎖膜后卻很明顯。另外， 玻璃厚度不均，可見光透射比相差較大也會導(dǎo)致產(chǎn)生色差。因此，在

H 常生產(chǎn)中一定要做好玻璃原片的選購和質(zhì) 量檢驗工作。
5.2陰極的 磁場分布
離線鎖膜玻璃的生產(chǎn)是利用真空磁控濺射的工 作原理，利用磁場束縛電子的運動，使轟擊靶材表 面的高能離子數(shù)量增加，從而達(dá)到快速鎖膜的特點。因此，磁場分布是否均勻非常重要。由于目前市場上 旋轉(zhuǎn)靶的主流濺射方式是交流旋轉(zhuǎn)式靶濺射模式， 靶簡內(nèi)的磁鋼在長時間的旋轉(zhuǎn)過程中，密封性變差， 磁鐵容易被靶材冷卻水腐蝕，造成局部磁鐵的退磁， 造成磁場分布不均 ，從 而導(dǎo)致膜層成膜不均的質(zhì)量問題。再者，隨 著靶材濺射時間的不斷增加 ， 靶材部分區(qū)域的刻蝕深度也會不同，靶材表面不同區(qū)域 的濺射率也會發(fā)生改變，單個靶材的橫向濺射均勻 度也發(fā)生了改變，因此，要根據(jù)靶材刻蝕深度和刻 蝕區(qū)面積的變化及時調(diào)整工藝參數(shù)，通過局部的供 氣調(diào)節(jié)來調(diào)整整個橫向區(qū)域的膜層均勻度。
5.3氣體分布
真空磁控濺射鎖膜是在一定壓強的工作氣體 中，一般為氯氣環(huán)境中完成的 ，如果氣體分布不均勻，就會產(chǎn)生不均勻的等離子體放電從而影響靶材 的濺射沉積速度，導(dǎo)致膜厚不均。同時， 在鎖制化合物薄膜時，反應(yīng)氣體的比例也會影響膜層成膜質(zhì) 暈。拿常規(guī)的氮化硅膜層的鎖膜舉例，工 藝氣體采用的是氪氣和氮氣兩種，若濺射時氯氣過多，氮氣 過少，會造成鎖膜時氪離子轟擊靶材后濺射出的硅 粒子無法與氮氣發(fā)生充分的反應(yīng)，形成穩(wěn)定的氮化 硅膜層，膜層成分不純，致密度變差也會影響到后 面膜層的成膜質(zhì) 量，造成色差。若氫氣過少， 氮氣過多，又會造成鎖膜時的濺射率偏弱 ， 不利于批量的工業(yè)生產(chǎn)。此外，穩(wěn)定的工藝氣體壓力耍求設(shè)備 在運行過程中不能出現(xiàn)任何的局部漏氣現(xiàn)象，這對 整個鎖膜生產(chǎn)線的密封 性提出了極高的要求。一且發(fā)生局部漏氣，會造成局部的氣壓發(fā)生改變，造成 濺射不均，引起 色差，若 漏氣過多還會影響整個腔體內(nèi)等離子體的激發(fā)，造成等離子體滅弧或陰極靶 材的損壞。因此， 設(shè)計使用合理的供氣系統(tǒng)，制定

良好的供氣比例， 保證腔體的絕對本地真空度，是避免色差的有效方法之一。
5.4靶材材質(zhì)
不同材料的靶材、不同工藝生產(chǎn)的靶材、靶材密度及成份差別都將影響其濺射率。冶金方面的問題造成靶材中存在大量雜質(zhì)且集中分布，會使靶材的純度和密度不一致從而影響靶材的濺射率，造成膜層不均形成色差。
5.5磁控濺射放電的穩(wěn)定性
磁控濺射放電的穩(wěn)定性與陰極靶及其附件表面的清潔程度有關(guān) 。在玻璃鎖膜過程中，有時會出現(xiàn)巾于陰極或其附件表面不清沽，造成穩(wěn)定的異常輝光放電突然變?yōu)槟程幍幕」夥烹娀蚨虝旱摹按蚧?#8221;‘ 導(dǎo)致正在鎖膜的玻璃膜層不均。
在目前的Low- E 玻璃加工過程中，在線的分光式鎖膜顏色檢測設(shè)備正逐步被市場推廣，在線檢測 設(shè)備安裝在鎖膜生產(chǎn)線的下片區(qū)域， 通過檢測膜層鎖膜后的顏色均勻性能有效地監(jiān)控鎖膜的膜層成膜 均勻性和 成膜質(zhì)量。利用三維的 CIELAB體系， 采用數(shù)據(jù)化的顏色表征模式來實現(xiàn)每片鎖膜玻璃的在 線膜層成膜均勻度和膜層厚度的實時監(jiān)控。在線式 分光檢測設(shè)備能很好地檢測鎖膜后玻璃的玻面顏 色、膜面顏色、側(cè)面顏色以及透過色、面電阻等光 學(xué)參數(shù)。通過橫向的掃描 ， 能清晰地檢測鎖膜腔室的濺射均勻性，為鎖膜的工藝改進(jìn)和設(shè)備缺陷提供 了有效的監(jiān)控手段。

6結(jié)語
色差控制是鎖膜玻璃的質(zhì)量控制中最重要的一環(huán)，只 有具備準(zhǔn)確、實時的檢測工具， 建立系統(tǒng)的質(zhì)量控制規(guī)范，才能實現(xiàn)鎖膜的成膜質(zhì) 量可控性； 要不斷通過批次的鎖膜顏色數(shù)據(jù)采集，建立完善的鎖膜顏色數(shù)據(jù)庫，才能實現(xiàn)同一膜系鎖膜后顏色的一致性； 同時，要根據(jù)原材料的改變（如基片、PVB 膠片、靶材材料等）對膜層的影響來建立系統(tǒng)的原材料使用質(zhì)暈規(guī)范體系，不斷完善踱膜產(chǎn)品的質(zhì)量管理體系。