[發明專利]錳錫氧化物類透明導電氧化物及利用其的多層透明導電膜以及其制備方法

有效

• 申請號: 201610073079.X
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105845196B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 崔志遠;崔源國;金鎮相;任咳摞
• 申請（專利權）人: 韓國科學技術研究院
• 主分類號: H01B1/08
• 分類號: H01B1/08;H01B5/14;H01B13/00;C01G19/02;C01G45/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 苗堃,金世煜

技術領域

本發明涉及錳錫氧化物類透明導電氧化物及利用其的多層透明導電膜以及其制備方法，更詳細地涉及即便在常溫條件下進行蒸鍍時，也具有低的表面粗糙度、低的面電阻及高的透射率特性的具有最佳組成的錳錫氧化物類透明導電氧化物(TCO)及利用其的多層透明導電膜以及其制備方法。

背景技術

透明導電氧化物(TCO，Transparent Conducting Oxide)為使用于平板顯示器(PDP)、發光二極管、多種觸控面板等的重要的材料。最近，隨著光器件、薄膜晶體管、薄膜太陽能電池等的開發活躍地進行，對透明電極的關注度正在增加，對其的研究也活躍地進行。與透明導電氧化物薄膜材料相關的研究及商用化始于1960年，通常作為具有透光性和導電性的材料，開發了在SnO₂、In₂O₃及ZnO等中添加有摻雜元素的氧化物系列的材料。

其中，摻雜有Sn的In₂O₃類(ITO，Indium Tin Oxide：氧化銦錫)薄膜不僅具有大的功函數、優秀的電導率、高的透射度及優秀的與基板的緊貼力，而且具有刻蝕容易的優點，從而是以平板顯示器裝置為主最被商用化的物質(參照韓國公開特許2002-96536號)。

但是作為氧化銦錫的主原料的銦(In)，不僅在世界上埋藏量少，而且由于最近光器件產業的發展所帶來的氧化銦錫的需求的增加，預計銦(In)會急劇枯竭，由此導致價格上升，結果器件的價格競爭力弱化。并且，在低溫條件下進行蒸鍍的情況下，氧化銦錫薄膜的化學穩定性減少，并以非常高的陷阱密度使面電阻增加，難以利用低溫工序來制作，從而在作為未來的核心顯示器產業的柔性器件領域中，難以適用。為了在柔性器件領域中適用而使用熱電阻低的塑料基板，因而在規定溫度以上的條件下容易發生變形，從而難以進行高溫固定。

基于這種理由，對可代替氧化銦錫電極的材料的研究一直活躍地進行著。為了代替氧化銦錫，目前很多研究人員對不包含銦(In)的鋁摻雜氧化鋅(Al-doped ZnO)、鎵摻雜氧化鋅(Ga-doped ZnO)等具有豐富的埋藏量、無公害及優秀的熱穩定性等的特性的透明導電氧化物進行著研究。

但是，直到目前為止，非銦類透明導電氧化物在常溫工序下具有高的電阻，而且為了取得具有低電阻的電極需要200nm以上的薄膜厚度等電特性、光學特性不及氧化銦錫。

為了解決非銦類透明導電氧化物在常溫工序時低的電性能、光學特性，最近對在透明導電氧化物(TCO)薄膜之間插入金屬層的形態的TCO/金屬層/TCO多層薄膜結構進行著活躍的研究。這種多層薄膜通過被插入的金屬層來降低整個薄膜的電阻，并抑制從金屬層的反射來產生防反射效果(anti-reflection effect)，從而可提高透射度。作為插入于多層薄膜的金屬層，最普遍使用的是在可見光區域中吸收少的銀(Ag)。在真空條件下，對要進入TCO層之間的金屬層進行蒸鍍的情況下，金屬層在形成島狀物(island)之后被進行蒸鍍。即，已知島狀物生長并合并為一個均勻膜來形成連續的膜，在利用磁控濺射法進行蒸鍍的Ag薄膜的情況下，只有成為10nm以上，才能穩定地形成連續的薄膜，若薄膜變厚，則透射度減少，因而金屬層以10nm左右的薄的厚度被適用。

像這樣，由于多層薄膜的金屬層以薄的厚度被適用，TCO與金屬層之間的表面粗糙度對多層薄膜的電性能、光學特性產生大的影響。在透明導電氧化物(TCO)薄膜在形成單結晶、多結晶等的結晶狀的情況下，由于表面粗糙度大(例如，均方根(RMS)為幾十nm)，而如圖1所示金屬層不能均勻地被蒸鍍，由此金屬層內的電子移動路徑被表面限制，而最終產生由遷移率減少帶來電阻增加的現象。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：韓國公開特許2002-96536號

發明內容

本發明為了解決如上所述的問題而提出，其目的在于，提供即便在常溫蒸鍍時也具有低的表面粗糙度、低的面電阻及高的透射率特性的最佳組成的錳錫氧化物類透明導電氧化物及利用其的多層透明導電膜以及其制備方法。

用于實現上述目的的本發明示例性實例的錳錫氧化物類透明導電氧化物的特征在于，具有Mn_xSn_1-xO(0＜x≤0.055)的組成成分。

上述x可以為0.035～0.055，更具體地，上述x可以為0.045。