[發明專利]節能型柔性透明導電薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201510086267.1
• 申請日: 2015-02-18
• 公開（公告）號: CN104651791B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 王魯南;王建華;竇立峰;樸賸一;全武賢;朱麗萍;葉志鎮
• 申請（專利權）人: 南京匯金錦元光電材料有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;B32B15/04;B32B9/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 王清義

技術領域

本發明技術涉及一種節能型柔性透明導電薄膜及其制備方法，該柔性透明導電薄膜廣泛應用于柔性顯示器件、柔性智能觸摸屏、柔性薄膜太陽能電池的制造中。

背景技術

柔性透明導電薄膜由于其特有的柔性、輕薄、高透射率等特性，廣泛應用于柔性顯示、薄膜太陽能電池、智能窗膜、觸摸屏等領域。

目前摻錫氧化銦(ITO)作為透明導電薄膜材料，由于在制造及應用技術上已經很成熟，應用非常廣泛。但由于其特性要求，其最佳成膜溫度在300℃左右。但對于柔性、超薄透明基底材料(如PET類)，隨著溫度的增加基底材料逐步變形，當溫度達到150℃即開始嚴重變形。通常制作大面積柔性基底的透明導電薄膜采用磁控濺射沉積成膜，控制柔性基底材料溫度低于100℃，成膜完畢，在實際應用時采用150℃高溫退火1小時，使透明導電薄膜晶粒進一步晶化。該方法雖然提高了導電薄膜的光學、電學性能，但增加了能源的消耗，同時對基底材料的耐溫性能要求更高，確保在高溫退火時基底材料不變形、或少量變形。

發明內容

本發明提供一種節能型柔性透明導電薄膜的制備方法，使用磁控濺射沉積成膜于柔性透明基材上，沉積成膜基底溫度低于80℃，成膜后無須高溫退火，減少能耗；膜晶化程度達到80％，透光窗口寬，全光線透光率高可達95％；適合于大規模、產業化生產。

本發明所述的節能型柔性透明導電薄膜制備方法，它使用在一個真空鍍膜腔內的多個磁控濺射裝置，各磁控濺射裝置包括以惰性氣體作為工作氣體、以氧氣為反應氣體的濺射腔、位于濺射腔內的靶材，其特征是，連續移動的柔性透明基材依次通過各靶機的濺射腔，柔性透明基材溫度<80℃，通過各磁控濺射裝置的濺射，并控制通入各濺射腔的氧氣和惰性氣體的流量，使得靶材或靶材氧化物一次性沉積在通過電離輝光表面雜質與粗糙度處理的柔性透明基材上。

上述的節能型柔性透明導電薄膜制備方法，各濺射腔內的氣體壓力相等。通過控制通入電離放電腔(濺射腔)工作氣體與反應氣體流量，從而控制各種氣體分壓，使得相鄰的濺射腔內氣體壓力相等，保證不會使某一濺射腔內的反應氣體由于壓力大，而向鄰近濺射腔流動。從而確保無氧(非反應)沉積的正常進行，不會使相應靶材中毒或鍍層氧化。

上述的節能型柔性透明導電薄膜制備方法，柔性透明基材依次通過靶材分別是單晶Si、Nb₂O_x、Nb₂O_x、單晶Si、銀或銅、半導體氧化物的第一至第六磁控濺射裝置；除第五磁控濺射裝置外，其它磁控濺射裝置的濺射腔均通入作為反應氣體的氧氣；在柔性透明基材上依次沉積SiO₂、Nb₂O₅、Nb₂O_x(x＝4.5-4.98)、SiO₂、銀或銅、半導體氧化物。Nb₂O_x(x＝4.5-4.98)即失氧狀態的氧化鈮，與Nb₂O₅(完全氧化的氧化鈮)完全不同。

上述的節能型柔性透明導電薄膜制備方法，第一磁控濺射裝置中，氧氣流量12sccm、氬氣流量500sccm、濺射功率2.0KW，真空度達到4X10^-3torr；

第二磁控濺射裝置中，氧氣流量50sccm、氬氣流量400sccm、濺射功率16.4KW，真空度達到4X10^-3torr；

第三磁控濺射裝置中，氧氣流量10sccm、氬氣流量500sccm、濺射功率10.0KW，真空度達到4X10^-3torr；

第四磁控濺射裝置中，氧氣流量30sccm、氬氣流量450sccm、濺射功率20.0KW，真空度達到4X10^-3torr；

第五磁控濺射裝置中，氬氣流量400sccm、濺射功率6.0KW，真空度達到4X10^-3torr；

第六磁控濺射裝置中，氧氣流量2sccm、氬氣流量300sccm、濺射功率4.0KW，真空度達到4X10^-3torr。