Mini LED镀膜玻璃及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及背光显示技术领域，特别是涉及一种Mini LED镀膜玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

Mini LED指100-300μm大小的LED芯片，芯片间距在0.1-1mm之间，采用SMD、COB或IMD封装形式的微型LED器件模块，Mini LED往往应用于RGB显示或者LCD背光。相较于OLED主打诸如对比度、色彩等优势，Mini LED背光产品的表现也不逊色，并且还具有成本低、应用广的特点，同时具备使用寿命长(尤其适用TV场景)的重要优势。Mini LED技术本质上是为LCD屏幕增加更多背光分区，将屏幕背光区域化分成几十、上百甚至上千的区域，让彼此区域单独控制，从而达到让暗部更暗，亮部更亮的高对比度。

传统的Mini LED间距小，导电线路的宽度也会随之变小。为提升导电薄膜的电流承载能力，通常以铜金属作为溅射靶材，以玻璃基镀铜具有导电性好、价格便宜等优点，通过真空镀膜方式在玻璃基的表面上沉积厚铜成为非常关键的制备工序。现阶段的玻璃基镀铜一般以中频或直流溅射二氧化硅或金属钛作为打底层，然后再打底层上面直流溅射铜薄膜，因材料之间相容结合性不佳、且膜层之间接触面积小，铜膜厚度一般只能做到1μm，超过此厚度的膜层附着力会变差，出现膜裂和脱落，无法实现厚铜工艺的成膜，这局限了MiniLED的线路设计和应用。

发明内容

针对传统方法存在的上述缺陷，本申请的目的在于提供一种Mini LED镀膜玻璃及其制备方法和应用。

第一方面，本申请提供一种Mini LED镀膜玻璃，包括依次层叠设置的玻璃基板、第一金属膜层、第二金属膜层和导电层；其中，所述第一金属膜层的材质包括金属钼，所述第二金属膜层的材质包括锡铅合金，所述导电层的材质包括金属铜。

可选地，所述玻璃基板包括高铝玻璃、钠钙玻璃或硅酸盐玻璃。

可选地，所述玻璃基板的厚度为0.2-1.1mm。

可选地，所述第一金属膜层的厚度为80-200nm。

进一步地，所述第一金属膜层的厚度为90-160nm。

可选地，所述第二金属膜层的厚度为120-300nm。

进一步地，所述第二金属膜层的厚度为130-220nm。

可选地，所述锡铅合金中，锡的质量含量为60-95％。

进一步地，所述锡铅合金中，锡的质量含量为70-95％。

可选地，所述导电层的厚度为1-10μm。

进一步地，所述导电层的厚度为6-7μm。

第二方面，本申请提供一种Mini LED镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤：

将包括金属钼的第一金属材料通过第一镀膜工艺沉积在玻璃基板上，形成第一金属膜层；

将包括锡铅合金的第二金属材料通过第二镀膜工艺镀沉积到所述第一金属膜层的表面上，形成第二金属膜层；

将包括铜的导电金属通过第三镀膜工艺沉积在所述第二金属膜层的表面上，形成导电层。

可选地，所述第一镀膜工艺包括多弧离子镀，所述多弧离子镀的条件包括：镀膜真空度为0.1-0.5Pa，速度为0.5-1.5m/min，电流为50-60A，电压为80-130V。

可选地，所述第二镀膜工艺包括第一直流电源溅射，所述第一直流电源溅射的条件包括：镀膜真空度0.1-0.35Pa，速度为0.5-1.5m/min，电流为20-30A，电压为360-450V。

可选地，所述第三镀膜工艺包括第二直流电源溅射，所述第二直流电源溅射的条件包括：镀膜真空度0.1-0.4Pa，速度为0.5-1.5m/min，电流为45-60A，电压为440-520V。

第三方面，本申请提供所述Mini LED镀膜玻璃在制备Mini LED中的应用。

本申请提供的Mini LED镀膜玻璃中，在玻璃基板的表面以不同镀膜材料的叠层搭配，解决了厚铜应力大问题。具体地，在紧挨着玻璃基板的第一层镀膜中使用金属钼，提高了与玻璃基材和第二层镀膜(应力释放层)的附着力；远离玻璃基板的第二层镀膜使用锡铅合金材料，该膜层硬度低、具有延展性，并与材料结合兼容性好，能够与第一层镀膜的钼和第三层(导电层)的铜键合，膜层之间附着力好，同时锡铅合金可以释放第三层厚铜的膜应力，减少了玻璃基产品镀膜后的翘曲度。

附图说明

图1为本申请一种实施方式的Mini LED镀膜玻璃的结构示意图。

附图标记说明

100：Mini LED镀膜玻璃；1：玻璃基板；2：第一金属膜层；3：第二金属膜层；4：导电层。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本申请进行更全面的描述。下文给出了本申请的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

现阶段的玻璃基镀铜一般中频或直流溅射二氧化硅或金属钛做为打底层，然后再于打底层上面直流溅射铜薄膜，因材料之间相容结合性不佳、且膜层之间接触面积小、没有应力释放层，铜膜厚度一般只能做到1μm，超过此厚度膜层附着力会变差，无法实现厚铜工艺的成膜，局限了Mini LED线路设计和应用。据此，本申请开发了不同材料的搭配和膜层结构设计，提升膜层与基片之间、膜层与膜层之间的结合力、增加了材料较软及结合相容性较好的应力释放层，可以减少厚铜应力对附着力和基片翘曲的影响。具体地，本申请提供一种MiniLED镀膜玻璃及其制备方法和应用。

如图1所示，本申请提供一种Mini LED镀膜玻璃100，包括依次层叠设置的玻璃基板1、第一金属膜层2、第二金属膜层3和导电层4。

本申请中，所述玻璃基板1可以参照现有的Mini LED中使用的进行选择，本申请对此没特别限定。在一些实施方式中，所述玻璃基板1包括高铝玻璃、钠钙玻璃或硅酸盐玻璃。

在一些实施方式中，所述玻璃基板1的厚度为0.2-1.1mm。例如，玻璃基板1的厚度为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm或1.1mm。

本申请中，所述第一金属膜层2的材料包括金属钼，金属钼增加了玻璃基材1和第二金属膜层3的附着力。在一些实施方式中，所述第一金属膜层2的厚度为80-200nm。例如，所述第一金属膜层2的厚度为80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、105nm、110nm、115nm、120nm、125nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、175nm、180nm、185nm、190nm、195nm或200nm。

优选情况下，所述第一金属膜层2的厚度为90-160nm，这样可在具有较高结合力的同时提高钼蚀刻效率并确保后续黄光制程薄膜线路的蚀刻效果。

本申请中，所述第二金属膜层3的材质包括锡铅合金，该膜层质软并可作为相容性较好的应力释放层，减少导电层4应力对附着力和玻璃基片翘曲的影响。在一些实施方式中，所述第二金属膜层2的厚度为120-300nm。例如，所述第二金属膜层3的厚度为120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、185nm、190nm、195nm、200nm、205nm、210nm、220nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、290nm或300nm。

优选情况下，所述第二金属膜层3的厚度为130-220nm，这样可确保应力释放效果的同时降低成本。

在一些实施方式中，所述第一金属膜层2和所述第二金属膜层3的总厚度为260-370nm。

本申请中，所述锡铅合金中，锡的质量含量可以为60-95％，从进一步改善膜层之间的结合力、应力的角度出发，优选地，所述锡铅合金中，锡的质量含量为70-95％，例如70％、75％、80％、85％、90％或95％。

本申请中，所述导电层4的材质包括铜。所述导电层4的厚度可以为1-10μm，例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm。特别地，在玻璃基板1和所述导电层4之间依次引入所述第一金属膜层2和所述第二金属膜层3，能够提高所述导电层4对所述玻璃基板1的附着力，在此基础上，所述导电层4的膜厚越高越有利于降低方阻。优选地，所述导电层4的厚度在6μm以上。在一种具体的实施方式中，所述导电层4的厚度为6-7μm。

本申请的镀膜玻璃中，在玻璃基板1与导电层4之间通过不同镀膜材料的叠层搭配，解决了厚铜应力大的问题，能实现厚铜镀膜，并能降低玻璃基产品镀膜后的翘曲度。

本申请还提供所述Mini LED镀膜玻璃的一种制备方法，包括如下步骤：

将包括金属钼的第一金属材料通过第一镀膜工艺沉积在玻璃基板1上，形成第一金属膜层2；

将包括锡铅合金的第二金属材料通过第二镀膜工艺镀沉积到所述第一金属膜层2的表面上，形成第二金属膜层3；

将包括铜的导电金属通过第三镀膜工艺沉积在所述第二金属膜层3的表面上，形成导电层4。

本申请中，所述第一镀膜工艺、第二镀膜工艺和第三镀膜工艺可以各自独立地选自各种蒸镀、溅镀或离子镀工艺，以使相应的金属材料沉积形成镀膜。

优选地，所述第一镀膜工艺包括多弧离子镀，所述多弧离子镀的条件包括：镀膜真空度为0.1-0.5Pa，速度为0.5-1.5m/min，电流为50-60A，电压为80-130V。通过所述多弧离子镀形成的钼层表面形貌可以形成致密而较整齐的柱状晶，钼层以垂直于基材方向连续生长的柱状晶较粗大，直径约40-60nm，柱状晶增加了表面积，利于第二金属膜层3和导电层4的有效结合，提升附着力。

优选地，所述第二镀膜工艺包括第一直流电源溅射，即通过直流电源溅射以形成锡铅薄膜。所述第一直流电源溅射的条件包括：镀膜真空度0.1-0.35Pa，速度为0.5-1.5m/min，电流为20-30A，电压为380-450V。

优选地，所述第三镀膜工艺包括第二直流电源溅射，所述第二直流电源溅射的条件包括：镀膜真空度0.1-0.4Pa，温度为100-200℃，速度为0.5-1.5m/min，电流为45-60A，电压为440-520V。

按照一种具体的实施方式，所述Mini LED镀膜玻璃的制备方法包括以下流程：

S0：将玻璃基板进行预处理：玻璃基板通过超声波清洗干燥后，装片进出镀膜设备进行抽真空；

S1：通过多弧离子镀在玻璃基板的一个表面上沉积金属钼，形成第一金属膜层；具体地，将玻璃基板传送至多弧离子溅射腔体，然后根据设备的工艺参数进行膜层的制备沉积；

S2：通过直流电源溅射工艺，在第一金属膜层的表面上沉积锡铅合金，形成第二金属膜层；具体地，将镀有金属钼层的基板传送至第二层金属靶溅射腔体，然后根据设备的工艺参数进行膜层的制备沉积；

S3：通过直流电源溅射工艺，在第二金属膜层的表面上沉浸金属铜，形成导电层；具体地，将镀有金属钼膜层和锡铅合金膜层的玻璃基板传送至第三层金属靶溅射腔体，然后根据设备的工艺参数进行膜层的制备沉积，待完成膜层制备后走出镀膜机进行取片。

本申请的制备方法通过不同的电源溅射方式和溅射材料的搭配，通过改变膜柱状晶态增加了接触表面积，结合面积增加有利于提升膜层之间的附着强度和厚铜应力的释放。

本申请还提供所述Mini LED镀膜玻璃在制备Mini LED中的应用。本申请的MiniLED镀膜玻璃具有方阻低且附着力好等特点，特别适合用于制备MiniLED，具体体现在对制程加工良率的保证，不会出现膜层脱落问题；同时方阻低满足微电路的设计，可承载大电流低热量。

以下为本申请的具体实施例。

实施例用于说明本申请的Mini LED镀膜玻璃及其制备方法。

以下实施例和对比例中，

玻璃基板为高铝玻璃，厚度为0.8mm。

实施例1

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用多弧离子镀在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成第一金属膜层(金属钼膜层)，其中，镀膜真空镀膜0.2Pa，镀膜速度1m/min、电流55A、电压110V、镀钼层厚度为100nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积锡铅合金，形成第二金属膜层(锡铅合金膜层)，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为80％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流20A、电压380V、镀膜厚度190nm；

3)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成导电层(铜膜层)，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为G1。

实施例2

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用多弧离子镀在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成金属钼膜层，其中，镀膜真空镀膜0.2Pa，镀膜速度1m/min、电流60A、电压130V、镀钼层厚度为140nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积锡铅合金，形成锡铅合金膜层，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为90％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流25A、电压430V、镀膜厚度200nm；

3)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流45A、电压440V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为G2。

实施例3

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用多弧离子镀在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成金属钼膜层，其中，镀膜真空镀膜0.2Pa，镀膜速度1m/min、电流50A、电压90V、镀钼层厚度为120nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积锡铅合金，形成锡铅合金膜层，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为75％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流30A、电压450V、镀膜厚度220nm；

3)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.2Pa、速度1m/min、电流60A、电压510V、镀膜厚度7μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为G3。

实施例4

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用多弧离子镀在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成金属钼膜层，其中，镀膜真空镀膜0.3Pa，镀膜速度1m/min、电流50A、电压90V、镀钼层厚度为150nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积锡铅合金，形成锡铅合金膜层，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为85％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流28A、电压410V、镀膜厚度200nm；

3)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.4Pa、速度1m/min、电流55A、电压490V、镀膜厚度7μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为G4。

实施例5

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用多弧离子镀在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成金属钼膜层，其中，镀膜真空镀膜0.3Pa，镀膜速度1m/min、电流50A、电压80V、镀钼层厚度为90nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积锡铅合金，形成锡铅合金膜层，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为85％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流30A、电压450V、镀膜厚度220nm；

3)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.2Pa、速度1m/min、电流45A、电压440V、镀膜厚度4μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为G5。

实施例6

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用多弧离子镀在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成金属钼膜层，其中，镀膜真空镀膜0.2Pa，镀膜速度1m/min、电流55A、电压110V、镀钼层厚度为100nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积锡铅合金，形成锡铅合金膜层，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为66％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流20A、电压380V、镀膜厚度190nm；

3)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为G6。

实施例7

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用多弧离子镀在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成金属钼膜层，其中，镀膜真空镀膜0.2Pa，镀膜速度1m/min、电流55A、电压110V、镀钼层厚度为160nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积锡铅合金，形成锡铅合金膜层，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为80％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流20A、电压380V、镀膜厚度130nm；

3)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为G7。

实施例8

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用直流电源溅射在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成金属钼膜层，其中，镀膜真空镀膜0.2Pa，镀膜速度1m/min、电流15A、电压390V、镀钼层厚度为100nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积锡铅合金，形成锡铅合金膜层，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为80％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流20A、电压380V、镀膜厚度190nm；

3)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为G8。

对比例1

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用直流电源溅射在玻璃基板的一个表面沉积锡铅合金，形成锡铅合金膜层，其中，锡铅合金中的锡的质量含量为80％，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流20A、电压380V、镀膜厚度290nm；

2)使用直流电源溅射在锡铅合金膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为D-G1。

对比例2

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用多弧离子镀在玻璃基板的表面沉积金属钼，形成金属钼膜层，其中，镀膜真空镀膜0.2Pa，镀膜速度1m/min、电流55A、电压110V、镀钼层厚度为290nm；

2)使用直流电源溅射在金属钼膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为D-G2。

对比例3

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用中频电源溅射在玻璃基板的表面沉积二氧化硅，形成二氧化硅膜层，其中电压400V，电流15A，膜厚290nm；

2)使用直流电源溅射在二氧化硅膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为D-G3。

对比例4

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用中频电源溅射在玻璃基板的表面沉积二氧化硅，形成二氧化硅膜层，其中电压400V，电流15A，膜厚290nm；

2)使用直流电源溅射在二氧化硅膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度1μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为D-G4。

对比例5

Mini LED镀膜玻璃的制备步骤如下：

1)使用直流电源溅射在玻璃基板的表面沉积金属钛，形成金属钛膜层，其中电压430V、电流12A，膜厚300nm；

2)使用直流电源溅射在金属钛膜层的表面沉积金属铜，形成铜膜层，其中，镀膜真空度为0.3Pa、速度1m/min、电流50A、电压460V、镀膜厚度6μm。

所制备的Mini LED镀膜玻璃记为D-G5。

性能测试

将以上实施例和对比例制备的镀膜玻璃(G1～G8和D-G1～D-G5)性能进行测试。

膜层附着力以水煮后百格测试，测试方法为：将镀膜玻璃在80℃纯水煮1小时后，取出用白格刀划穿膜层，将3M胶布贴在百格测试区域，用手指压平整确保无气泡，胶带和产品形成约90°后用力快速拉扯，测试3次，检查百格区域膜层完好状况。附着力等级判定标准如下：5B，膜层无任何脱落；4B，膜层脱落面小于5％；3B，膜层脱落面积5-15％；2B，膜层脱落面积15-35％(不包括15％)；1B，膜层脱落面积35-65％(不包括35％)；0B，膜层脱落面积超过1B。

方阻以四探针测试，测试时保证产品表面的洁净度无可见脏污，测试探头垂直与产品，待测试数值稳定后进行读取。

测试结果如表1所示。

表1

结合表1的数据，将实施例1-8与对比例1-5比较可知，本申请提供的制备方法能够制得附着力好且方阻低的厚铜镀膜玻璃。具体地，将实施例1-8与对比例1-2对比可知，当镀膜缺少金属钼层或锡铅合金层时，膜层附着力差。由对比例3和4可知，以传统的二氧化硅膜层作为打底层时，为了确保镀膜的附着力，铜层厚度只能达到1μm，导致方阻过高。

将实施例1与实施例6相比可知，控制锡铅合金中的锡含量在适当范围内，更进一步改善应力大小和附着力。

将实施例1与实施例8相比可知，以多弧离子镀方式形成金属钼层，更有利于提高镀膜的附着力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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

图可以用于解释权利要求的内容。