叠层透明导电膜及其制备方法和器件技术

本发明专利技术提供了叠层透明导电膜及其制备方法和器件。该叠层透明导电膜包括：依次自下而上层叠的透明基膜、第一透明电介质层、第一过渡层、合金层以及第二透明电介质层，所述第一过渡层为氮化钛层或氮化钛掺杂层，所述氮化钛掺杂层的掺杂元素为铝、镍、锆、硅和钇中的至少一种。由此，该叠层透明导电膜具有优异的透过率、导电性和稳定性，有效解决金属氧化物类过渡层表面粗糙，不利于合金层沉积，且稳定性差的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
叠层透明导电膜及其制备方法和器件


[0001]本专利技术涉及光电学薄膜领域，具体地，涉及叠层透明导电膜及其制备方法和器件。

技术介绍

[0002]透明导电薄膜由于兼备透明和导电性而得到广泛的应用。导电膜的面电阻和透过率不同，应用领域也不同，其中低电阻、高透过率的导电膜被应用于光、电器件中，如薄膜太阳能电池、有机电致发光器件、平面显示、触摸屏等。氧化铟锡(ITO)是应用最早、最广泛的透明导电薄膜，但随着导电膜应用的发展，具有更低电阻、更高透过率、更佳柔性等性能的导电膜的需求日益明显，但ITO导电膜显示出一定的局限，例如目前普遍通过增加膜层厚度来实现更低电阻的目的，但同时会明显影响其透过率，柔性也达不到应用场景的要求，此外，ITO导电膜的原材料资源也受到一定的限制。
[0003]金属系导电膜如Au、Cu、Ag、Al等由于自由载流子浓度高，所以其具有优良的导电性，但同时也因为载流子浓度高，导致导电膜在可见光区域内的透过率低。介质/金属/介质型叠层透明导电薄膜是将金属层超薄化，并在金属层两面匹配介质层来实现提高透过率的同时增加对金属层的保护作用，此叠层导电膜保持了金属合金良好的导电性，同时柔性也具有明显的优势。研究发现，叠层导电膜中的金属合金膜层的厚度小于20nm，甚至小于10nm且膜层连续时，其能获得优秀的光电性能。所以制备薄且连续的金属合金膜层是提升叠层导电膜光电性能的关键。相关技术中，为了沉积薄且连续的金属合金层，在合金层和介质层之间设置一层过渡层或润湿层，目的是提供致密连续的导电层衬底，减少薄层金属的岛状不连续现象，以获得低电阻和高透过率性能。目前过渡层材料大多选自金属氧化物，但金属氧化物的应用存在一定的不足，例如金属氧化物在膜层沉积过程容易晶化，颗粒尺寸变大，膜层表面凹凸不平，导致合金层膜层较厚、膜层平整度低，沉积效果不佳，同时凹凸不平的界面还存在光损失，此外，金属氧化物还存在稳定性较差的问题。
[0004]因而，现有的透明导电薄膜有待进一步改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种叠层透明导电膜及其制备方法和器件，该叠层透明导电膜具有优异的透过率、导电性以及稳定性。
[0006]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种叠层透明导电膜，根据本专利技术的实施例，叠层透明导电膜包括：依次自下而上层叠的透明基膜、第一透明电介质层、第一过渡层、合金层以及第二透明电介质层，所述第一过渡层为氮化钛层或氮化钛掺杂层，所述氮化钛掺杂层的掺杂元素为铝、镍、锆、硅和钇中的至少一种。
[0007]根据本专利技术实施例的叠层透明导电膜，通过采用氮化钛层或氮化钛掺杂层作为第一过渡层，其膜面平整、膜层致密，可以保证合金层具有优良的成膜基础，使合金层在较薄时就能达到连续状态，同时第一过渡层的膜界面粗糙度低，减少了光的损失，从而赋予叠层
透明导电膜优异的透过率和导电性，另外第一过渡层的组成材料氮化钛层或氮化钛掺杂层的化学稳定性良好，对合金层起到一定的保护作用，从而可以提高叠层透明导电膜的稳定性。由此，本申请的叠层透明导电膜具有优异的透过率、导电性和稳定性。
[0008]另外，根据本专利技术上述实施例的叠层透明导电膜还可以具有如下附加的技术特征：
[0009]根据本专利技术的实施例，叠层透明导电膜还包括第二过渡层，所述第二过渡层设置在所述合金层与所述第二透明电介质层之间，所述第二过渡层为氮化钛层或氮化钛掺杂层，所述氮化钛掺杂层的掺杂元素为铝、镍、锆、硅和钇中的至少一种。由此，该叠层透明导电膜具有更佳的透过率、导电性和稳定性。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述第一过渡层和/或第二过渡层满足以下条件的至少之一：所述掺杂元素在所述氮化钛掺杂层中的占比不大于1wt％；氮元素与钛元素的摩尔比为0.8～1.2。由此，可以使得叠层透明导电膜具有更好的透过率、导电性和稳定性。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述第一过渡层和所述第二过渡层的厚度分别独立地为1～20nm，优选1～10nm。由此，叠层透明导电膜可以获得更优的光电性能。
[0012]根据本专利技术的实施例，所述第一透明电介质层与所述第二透明电介质层的厚度分别独立地为5
‑
100nm，由此，有利于提高叠层透明导电膜的光电性能。
[0013]根据本专利技术的实施例，所述合金层的厚度为1
‑
30nm，由此，可以兼顾叠层透明导电膜导电性和透光率，使其整体性能优异。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述第一透明电介质层、所述第二透明电介质层的材质为氧化铟锡，由此，可以使叠层透明导电膜具有优异的光电性能和稳定性。
[0015]根据本专利技术的实施例，所述合金层的材质为银与选自金、铝、铜、钯、钛、镍、铬、钽和锗的至少一种组成的合金。由此，有利于降低叠层透明导电膜的电阻，提高其导电性。
[0016]根据本专利技术的实施例，所述透明基膜的材质为树脂或玻璃。由此，有利于提高叠层透明导电膜的光电性能。
[0017]根据本专利技术的实施例，所述树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯中的一种或多种。由此，有利于进一步提高叠层透明导电膜的光电性能。
[0018]在本专利技术的另一个方面，本专利技术提出了一种制备叠层透明导电膜的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)在透明基膜的表面上形成第一透明电介质层；(2)在所述第一透明电介质层远离所述透明基膜的表面上形成第一过渡层，所述第一过渡层为氮化钛层或氮化钛掺杂层，所述氮化钛掺杂层的掺杂元素为铝、镍、锆、硅和钇中的至少一种；(3)在所述第一过渡层远离所述透明基膜的表面上形成合金层；(4)在所述合金层远离所述透明基膜的表面上形成第二透明电介质层。由此，可以利用简便而成熟的工艺制备叠层透明导电膜，制备的叠层透明导电膜具有导电性好、稳定性佳、透过率高等优点。
[0019]根据本专利技术的实施例，在所述合金层远离所述透明基膜的表面上形成第二透明电介质层之前，预先在所述合金层远离所述透明基膜的表面上形成第二过渡层，然后在所述第二过渡层远离所述透明基膜的表面上形成第二透明电介质层，其中，所述第二过渡层为氮化钛层或氮化钛掺杂层，所述氮化钛掺杂层的掺杂元素为铝、镍、锆、硅、钇中的至少一种。由此，该叠层透明导电膜具有更佳的透过率、导电性和稳定性。
[0020]根据本专利技术的实施例，在所述第一透明电介质层远离所述透明基膜的表面上，通过磁控溅射法形成所述第一过渡层，和/或，在所述合金层远离所述透明基膜的表面上，通过磁控溅射法形成所述第二过渡层；所述磁控溅射法满足以下条件的至少之一：磁控溅射靶材为钛或钛合金；溅射功率为300～600W；本底气压不大于1
×
10
‑4Pa；工艺气体包括氩气和氮气，所述氮气与氩气的气体流量比为1：(12～18)，所述氩气、所述氮气的纯度不小于99.99％。由此，有利于得到膜层表面平整，致密的第二过渡层，进而有利于改善最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠层透明导电膜，其特征在于，包括：依次自下而上层叠的透明基膜、第一透明电介质层、第一过渡层、合金层以及第二透明电介质层，所述第一过渡层为氮化钛层或氮化钛掺杂层，所述氮化钛掺杂层的掺杂元素为铝、镍、锆、硅和钇中的至少一种。2.根据权利要求1所述的叠层透明导电膜，其特征在于，还包括第二过渡层，所述第二过渡层设置在所述合金层与所述第二透明电介质层之间，所述第二过渡层为氮化钛层或氮化钛掺杂层，所述氮化钛掺杂层的掺杂元素为铝、镍、锆、硅和钇中的至少一种。3.根据权利要求2所述的叠层透明导电膜，其特征在于，所述第一过渡层和/或第二过渡层满足以下条件的至少之一：所述掺杂元素在所述氮化钛掺杂层中的占比不大于1wt％；氮元素与钛元素的摩尔比值为0.8～1.2。4.根据权利要求2所述的叠层透明导电膜，其特征在于，所述第一过渡层和所述第二过渡层的厚度分别独立地为1～20nm，优选1～10nm；任选地，所述第一透明电介质层与所述第二透明电介质层的厚度分别独立地为5
‑
100nm；任选地，所述合金层的厚度为1
‑
30nm。5.根据权利要求2所述的叠层透明导电膜，其特征在于，所述第一透明电介质层、所述第二透明电介质层的材质为氧化铟锡；任选地，所述合金层的材质为银与选自金、铝、铜、钯、钛、镍、铬、钽和锗的至少一种组成的合金；任选地，所述透明基膜的材质为树脂或玻璃。6.根据权利要求5所述的叠层透明导电膜，其特征在于，所述树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯中的一种或多种。7.一种制备叠层透明导电膜的方法，其特征在于，包括：(1)在透明基膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟峰，牛娟妮，臧美秀，侯丽新，张丽，邢爱，
申请(专利权)人：中国乐凯集团有限公司，
类型：发明
国别省市：