一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法技术

本申请涉及导电薄膜的技术领域，尤其是涉及一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法。该一种高耐蚀透明导电膜，包括依次层叠设置在基材上的第一介质层、金属层、增透层和第二介质层，金属层由Au制成，金属层的厚度为5

【技术实现步骤摘要】
一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法


[0001]本申请涉及导电薄膜的
，尤其是涉及一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]透明导电薄膜因其兼顾透明和导电的特性，被广泛应用于触摸屏、太阳能电池、电致变色等诸多领域。在实际应用中，太阳能电池、其他各类光电器件及电磁屏蔽涂层、透明隔热玻璃、电致变色玻璃等诸多领域中在涉及透明导电薄膜的制备和使用过程中都对其耐蚀性和稳定性提出了高要求，研制具有良好耐蚀性、稳定性的导电薄膜对相关光电器件及涂层的制备工艺简化以及使用寿命和环境适应性的提高意义重大。
[0003]目前市场上的绝大多数透明导电膜采用了银作为金属夹层，这是由于Ag与其他金属相比导电性优异，且在可见光波段的消光系数低，对光的吸收和反射少，因此Ag基多层薄膜光电性能优异，但实际使用时由于电介质层对Ag膜的保护不彻底，不能抑制在长期或高温条件下Ag原子的扩散、团聚和Ag层的氧化，带来的负面效果就是薄膜耐腐蚀能力很差，导致薄膜会发生光电性能的劣化，无法满足相关产业对透明导电薄膜在长期条件下或高温环境中保持正常性能的要求。

技术实现思路

[0004]为了改善上述
技术介绍
中提出的银基透明导电薄膜耐腐蚀性差的问题，本申请提供一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供的一种高耐蚀透明导电膜采用如下的技术方案：一种高耐蚀透明导电膜，包括依次层叠设置在基材上的第一介质层、金属层、增透层和第二介质层，所述金属层由Au制成，所述金属层的厚度为5
‑
16nm。
[0006]通过采用上述技术方案，第一介质层具有增强基材和金属层之间结合力的作用，金属层则主要决定透明导电膜的导电性能和光学性能，增透层用于提升导电膜的可见光透过率，第二介质层能够阻挡外部腐蚀液腐蚀金属层，减轻对导电膜光电性能的影响。导电性能和可见光透过率是导电膜最为重要的性能，单层金属导电膜虽然具有良好的导电性和延展性，但其可见光透过率还无法达到产品使用需求，因此需要将金属层插入具有高折射率的介质层之间形成介质层/金属层/介质层结构以提高金属薄膜的可见光透过率。
[0007]Au的导电性能和透光性能略弱于Ag，但其化学稳定性和耐腐蚀能力比Ag更强，使用Au作为金属层并配合第一介质层、增透层和第二介质层共同组成的导电膜不仅具有很好的耐蚀性，还能够保持Ag基多层薄膜高透过率、低电阻的优点。Au在衬底表面生长初期通常形成岛状的纳米团簇，一方面，纳米团簇形貌使电子在薄膜晶界和表面被过多散射，电子迁移率受到抑制，从而导致较高的电阻率；另一方面，离散的纳米团簇也会引起局域表面等离子体共振，使金属薄膜的透过率曲线在特定波长处明显下降。因而要获得良好的光电性能，金属薄膜的厚度需达到阈值厚度以上以呈现连续生长状态。将金属层的厚度控制在合适的
范围内，有利于使导电膜获得良好的光电特性，若金属层的厚度过大，金属层对可见光的吸收和反射作用强烈，易导致膜层透光性下降；若金属层的厚度过小，金属原子呈岛状沉积，无法形成连续膜，金属层表面粗糙度较大，对光的散射作用强，也无法形成连续的导电通路。
[0008]优选的，所述第一介质层由Nb2O5、TiO2和CeO2中的一种制成，所述第一介质层的厚度为8
‑
80nm。
[0009]通过采用上述技术方案，Nb2O5、TiO2、CeO2等金属氧化物折射率高，光学带隙大，一方面反射光发生干涉消除，减少了界面反射、提升了导电膜整体透过率，另一方面通过控制第一介质层的材料并根据材料折射率控制膜层厚度，提升金膜在短波段的透过率，最终能够达到减轻Au金属层本征色的作用，由于上述金属氧化物化学稳定性和耐腐蚀性能优异，还有利于减轻Au金属层的腐蚀。控制第一介质层的厚度在8
‑
80nm之间，膜层太薄会导致膜层连续性及平整度较差，影响导电膜方阻，膜层太厚则会对导电膜的可见光透过率产生负面影响。
[0010]优选的，所述第二介质层由ITO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Ta2O5和SnO2中的一种制成，所述第二介质层的厚度为8
‑
70nm。
[0011]通过采用上述技术方案，ITO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Ta2O5、SnO2等金属氧化物折射率较低，能够保持第二介质层的折射率低于第一介质层，增加导电膜透光率，这些金属氧化物膜的可见光透过率较高，并且导电性较好，能够使得导电膜具有良好的光学性能且不会影响导电膜的整体方阻，作为第二介质层的金属氧化物膜还能够起到阻挡外界腐蚀液的作用，为金属层和基材提供保护。控制第二介质层的厚度在8
‑
70nm之间，膜层太薄会导致膜层连续性及平整度较差，影响导电膜方阻，膜层太厚则会对导电膜的可见光透过率产生负面影响。
[0012]优选的，所述增透层由Nb2O5、TiO2和CeO2中的一种制成，所述增透层的厚度为3
‑
15nm。
[0013]通过采用上述技术方案，Nb2O5、TiO2、CeO2膜折射率高，能够提升整个导电膜的可见光透过率，但需要控制增透层厚度在3
‑
15nm范围内，此增透层在较薄时，对膜层整体的透过率有提升效果；当增透层厚度过大，则会出现不增透甚至透过率降低的情况。
[0014]优选的，所述基材为PET、PC或PI基材。
[0015]通过采用上述技术方案，在PET、PC或PI等有机柔性基材上制备的透明导电薄膜不仅具有良好的光电特性，而且还具有弯曲性好、质量轻、不易破碎、可以采用卷对卷工业化连续生产方式生产等特点，有利于提高生产效率，且便于储存和运输。
[0016]第二方面，本申请提供的一种高耐蚀透明导电膜制备方法采用如下的技术方案：一种制备方法，应用于制备上述的一种高耐蚀透明导电膜，包括以下步骤：清洁基材：清洁基材表面，将所述基材放入卷绕式真空镀膜机中，抽真空，向所述卷绕式真空镀膜机通入氩气，打开离子源卷绕清洗并活化所述基材，将清洗好的所述基材移至第一靶材下方；真空镀第一介质层：向所述卷绕式真空镀膜机中通入氩气和氧气，开启电源使所述第一靶材启辉，卷绕镀膜得到预制膜(Ⅰ)，镀膜完成后将所述预制膜(Ⅰ)移至第二靶材下方，并使所述卷绕式真空镀膜机恢复至真空状态；
真空镀金属层：向所述卷绕式真空镀膜机中通入氩气，开启电源使所述第二靶材启辉，卷绕镀膜得到预制膜(Ⅱ)，镀膜完成后将所述预制膜(Ⅱ)移至第三靶材下方，并使所述卷绕式真空镀膜机恢复至真空状态；真空镀增透层：向所述卷绕式真空镀膜机中通入氩气和氧气，开启电源使所述第三靶材启辉，卷绕镀膜得到预制膜(Ⅲ)，镀膜完成后将所述预制膜(Ⅲ)移至第四靶材下方，并使所述卷绕式真空镀膜机恢复至真空状态；真空镀第二介质层：向所述卷绕式真空镀膜机中通入氩气和氧气，开启电源使所述第四靶材启辉，卷绕镀膜得到预制膜(Ⅳ)；退火处理：将所述预制膜(Ⅳ)取出并烘烤，自然冷却后得到透明导电膜。
[0017]通过采用上述技术方案，用磁控溅射的方式在基材上依次镀上第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐蚀透明导电膜，其特征在于：包括依次层叠设置在基材上的第一介质层、金属层、增透层和第二介质层，所述金属层由Au制成，所述金属层的厚度为5
‑
16 nm。2.根据权利要求1所述的一种高耐蚀透明导电膜，其特征在于：所述第一介质层由Nb2O5、TiO2和CeO2中的一种制成，所述第一介质层的厚度为8
‑
80 nm。3.根据权利要求1所述的一种高耐蚀透明导电膜，其特征在于：所述第二介质层由ITO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Ta2O5和SnO2中的一种制成，所述第二介质层的厚度为8
‑
70 nm。4.根据权利要求1所述的一种高耐蚀透明导电膜，其特征在于：所述增透层由Nb2O5、TiO2和CeO2中的一种制成，所述增透层的厚度为3
‑
15 nm。5.根据权利要求1所述的一种高耐蚀透明导电膜，其特征在于：所述基材为PET、PC或PI基材。6.一种制备方法，应用于制备如权利要求1
‑
5任一项所述的一种高耐蚀透明导电膜，其特征在于，包括以下步骤：清洁基材：清洁基材表面，将所述基材放入卷绕式真空镀膜机中，抽真空，向所述卷绕式真空镀膜机通入氩气，打开离子源卷绕清洗并活化所述基材，将清洗好的所述基材移至第一靶材下方；真空镀第一介质层：向所述卷绕式真空镀膜机中通入氩气和氧气，开启电源使所述第一靶材启辉，卷绕镀膜得到预制膜（Ⅰ），镀膜完成后将所述预制膜（Ⅰ）移至第二靶材下方，并使所述卷绕式真空镀膜机恢复至真空状态；真空镀金属层：向所述卷绕式真空镀膜机中通入氩气，开启电源使所述第二靶材启辉...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明华，魏志浩，汪达文，汪经纬，武俊伟，
申请(专利权)人：森科五金深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：