[發明專利]一種多層非晶透明導電薄膜

無效

• 申請號: 201210039235.2
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102582149A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 呂建國;吳萍;張杰;葉志鎮;張焱
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明涉及一種多層非晶透明導電薄膜。

背景技術

透明導電薄膜由于其接近金屬的導電性以及良好的透過性，而被廣泛用于平面顯示器、太陽能電池、節能紅外反射膜、電致變色窗等。將來發展的趨勢是產品的柔性化和全透明特性，為了更好地應用于柔性器件，人們開發了非晶氧化物材料。與晶態氧化物相比，非晶氧化物具有一些顯著優勢，如：非晶氧化物更容易刻蝕，只需弱酸就能很快刻蝕干凈；非晶氧化物具有較低的表面粗糙度，能有效改善界面接觸；非晶氧化物柔韌性好，在承受機械壓力時不易出現裂紋和損壞，與柔性襯底兼容性好。

但是非晶氧化物也存在一個缺點，即其導電性能略差，電阻率高，目前報道的最低電阻率也通常在10^–3Ωcm，不能滿足實際應用的需求。因而，如何降低非晶氧化物的電阻率，提高其導電性能，依然是一個需要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種多層非晶透明導電薄膜，通過引入高導電性的導電改性層，形成由非晶氧化物層和導電改性層組成的多層結構薄膜，實現在不顯著降低可見光透過率的基礎上，提高其導電性能。

本發明的多層非晶透明導電薄膜，包括襯底，在襯底上交替沉積有n層非晶氧化物層和導電改性層，n≥2，其中奇數層為非晶氧化物層，或奇數層為導電改性層。

通常，非晶氧化物層厚度為5納米至100微米，導電改性層厚度為1納米至500納米。

本發明中，所述的非晶氧化物層為非晶態的ZnSnO、InZnO、InWO或InXZnO，其中X為B、Al、Ga、Ti、Zr、Hf、Si、Ge、Sn、Be、Mg、Ca、Sr、Ba或Cd。所述的導電改性層為Cu、Ag、Au、Mg、Ti、Fe、Al或石墨烯。

襯底可以是玻璃、藍寶石、石英、苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酩（PC）或聚酰亞胺（PI）。

多層非晶透明導電薄膜的制備可采用脈沖激光沉積法或是磁控濺射法。

本發明與現有技術相比具有的優點為：

1）制備方法簡單，多層非晶氧化物薄膜可在低溫甚至室溫下生長，有利于節約能源，降低產品成本。

2）多層非晶氧化物薄膜具有很低的電阻率，同時具有較高的可見光透過率，光學和電學性能達到了綜合優化。?

3）制得的多層非晶氧化物薄膜均勻性好，表面粗糙度低，易于大面積均勻沉積，且可以改善界面接觸性能。

4）多層非晶氧化物薄膜易于刻蝕，使用弱酸就能很快刻蝕干凈。

5）多層非晶氧化物薄膜柔韌性好，在承受機械壓力時不易出現裂紋和損壞，與柔性襯底兼容性好。

附圖說明

圖1是本發明的多層非晶透明導電薄膜結構示意圖。

圖2是實施例1所得多層非晶透明導電薄膜的光學透射率。

具體實施方式

以下結合附圖及具體實例進一步說明本發明。

如圖1所示，多層非晶透明導電薄膜基本結構包括襯底1，在襯底1上交替沉積有n層非晶氧化物層和導電改性層，n≥2，其中奇數層為非晶氧化物層，或奇數層為導電改性層。

實施例1：

以玻璃為襯底，在其上依次沉積InAl_0.1ZnO_3.65非晶氧化物，金屬Cu和InAl_0.1ZnO_3.65非晶氧化物，形成3層非晶透明導電薄膜。

采用脈沖激光沉積法制備，具體步驟如下：

1）以In₂O₃、Al₂O₃和ZnO粉末為源材料，按原子比In:Al:Zn=1:0.1:1稱量，燒結制得InAl_0.1ZnO_3.65陶瓷靶。

2）將玻璃襯底經過清洗后固定在樣品托盤上，放入反應真空室，將InAl_0.1Zn?O_3.65陶瓷靶裝在脈沖激光沉積靶頭上，生長室通入O₂，控制總壓強為0.01Pa，襯底溫度升至300℃，沉積56nm厚的非晶InAl_0.1Zn?O_3.65薄膜層。

3）取下InAl_0.1ZnO_3.65陶瓷靶，將純Cu金屬靶裝在靶材架上，然后嵌入脈沖激光沉積裝置的靶頭上，生長室真空度抽至1×10^-3?Pa，沉積2nm?厚的Cu層。