柔性高阻多层透明导电膜的制备方法技术

一种柔性高阻多层透明导电膜的制备方法，它采用中频磁控溅射技术在柔性基材ＰＥＴ聚酯膜的一面依次连续形成二氧化钛层、二氧化硅层、铟锡氧化物层、锌铝氧化物层或锌镓氧化物层；在铟锡氧化物层的成膜过程中，利用高能粒子连续轰击和沉积在ＰＥＴ聚酯膜上产生的热能，使温度达到１２０℃或更高并控制氧铟原子比在１．２６－１．２９而获得结晶结构的铟锡氧化物层；所述ＰＥＴ聚酯膜另一面与第二层ＰＥＴ聚酯膜的一面相粘接，第二层ＰＥＴ聚酯膜的另一面设置硬涂层；用中频磁控溅射技术在硬涂层上依次连续形成二氧化钛层、二氧化硅层。产品在较高温度时有良好的电阻稳定性和耐久性，生产流程短、效率高、成本低，制品在随后的工艺过程中不翘曲。

Method for preparing flexible high resistance multilayer transparent conductive film

A preparation method of flexible high resistance multilayer transparent conductive film, it adopts medium frequency magnetron sputtering on flexible substrate PET polyester film side successively formed TiO2 layer, silicon dioxide layer, indium tin oxide layer, zinc aluminum oxide layer or zinc gallium oxide layer; in the film forming process of indium tin oxide layer. Heat, high-energy particle bombardment and continuous deposition in the PET polyester film, the temperature reached 120 degrees or higher than in the control of oxygen and indium atoms 1.26 and 1.29 obtained indium tin oxide layer crystal structure; bonding surface PET polyester film the other side and second layers of PET polyester film layer. PET polyester film second arranged on the other side of the hard coating; by mid frequency magnetron sputtering technology in hard coating on the titanium dioxide layer sequentially formed, the silicon dioxide layer. The product has good resistance, stability and durability at high temperature. It has short production process, high efficiency and low cost, and the products do not warp in the subsequent process.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性基材高阻多层透明导电膜的制备方法，该膜可用于触摸屏(TP)、手写输入(PE)、电致发光显示(EL)、液晶显示(LCD)、有机发光显示 (0LED)等。
技术介绍
现有的柔性透明导电膜，表面电阻在200Q/口左右，是比较稳定的。但随 着表面电阻升高，特别是到了 450—500Q/口或更高阻值以后，则电阻值变得 很不稳定，耐久性(能承受的点击次数)也很差，并且在随后的使用过程中出 现翘曲等现象。专利技术专利CN1947204A提出了一个叠层结构和控制ITO膜的结晶 及结晶粒度、结晶比例等技术，使表面电阻为200—300Q/口的ITO膜稳定性、 耐久性得到明显改善；但其有几点不足 一是ITO膜成膜后要在15(TC处理1. 5 小时，这显然会影响生产效率、提高生产成本；二是介质层二氧化硅(Si02) 采用涂布和电子枪蒸发与ITO膜成膜技术不兼容，使工艺过程变的很繁杂，导 致成品率低、成本提高；三是它的叠层体一侧没有防潮防湿层，在使用过程中 受高温潮湿影响，使该侧吸潮吸湿，导致两层PET聚酯膜由于收縮率的差异而 产生翘曲，影响后续生产过程的进行；并且，从膜系组成分析，透光率也不可 能做得很高。日本专利HZ—194943A提出了一个改良方法，即在ITO成膜后再 长时间热处理使其结晶化，改善其稳定性，具体是在15(TC热处理24小时，显 然该方法效率低下、成本极高。美国专利US2003/0012955A1则提出在ITO膜表面覆盖一层介质层，如Si0x或Ti0x、 TaOx、 NbOx、 SnOx等介质，其结果是表 面接触电阻增大，对刻蚀也会带来麻烦。美国专利US2006/003188A1提出用含 二氧化锡(Sn02)小于6%的铟锡氧化物(ITO)靶材在9(TC一17(TC溅射成膜， 使IT0膜形成结晶结构，改善其性能；存在的缺点是要在较高温度下成膜，成 膜过禾呈要用PEM (plasma emission)或PIC (plasma impedance control)监 控。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术产品存在的IT0高阻膜电阻不稳定、耐久 性差等问题，提出一种，所制得的产品在 较高温度(150°C)时具有良好的电阻稳定性和耐久性，并且生产工艺流程短、 生产效率高、成本低，制品在随后的工艺过程中不产生翘曲。本专利技术的技术方案是，所述为 采用中频磁控溅射技术在柔性基材PET聚酯膜1的一面依次连续形成二氧化钛 层2、 二氧化硅层3、铟锡氧化物层4、锌铝氧化物层或锌镓氧化物层5;在铟锡氧化物层4的成膜过程中，利用所述二氧化钛层2和二氧化硅层3 中频磁控溅射成膜时高能粒子连续轰击和沉积在PET聚酯膜1上产生的热能， 使温度达到12(TC或更高，从而获得结晶结构的铟锡氧化物层4;并控制氧铟原 子比(0/In)在1.26—1.29范围，获得电阻稳定的铟锡氧化物层4;所述柔性基材PET聚酯膜1另一面经粘结层6与第二层PET聚酯膜7的--面相粘接，并在该第二层PET聚酯膜7的另一面设置硬涂层8;用中频磁控溅射技术在硬涂层8上依次连续形成二氧化钛层9、 二氧化硅 层10。以下对本专利技术做出进一步说明。参见图1，本专利技术方法制得的柔性高阻多层透明导电膜的结构为它有柔性基材PET聚酯膜1，在该PET聚酯膜1的一面由内至外依次有作为增透和隔离层的二氧化钛(Ti02)层2、 二氧化硅(Si02)层3，透明导电结晶态铟锡氧化物(ITO)层4和顶层5，所述顶层为锌铝氧化物(ZAO)层或锌镓氧化物(ZGO)层5;所述PET聚酯膜1的另一面经粘结层6与第二层柔性基材PET聚酯膜7的一面相粘接，该第二层PET聚酯膜7的另一面由内至外依次设有硬涂层8和作为增透与防潮湿层的二氧化钛(Ti02)层9、 二氧化硅(Si02)层IO。众所周知，柔性高阻铟锡氧化物(ITO)膜高温电阻不稳定的原因主要有三个 一是在低温下形成的铟锡氧化物膜的电阻率受氧空位浓度支配，其氧铟原子比(O/In)的临界值是1.31，氧铟原子比大于1.31后电阻率急剧增大。因此，铟锡氧化物膜暴露在高温空气中会引起氧空位浓度急剧变化(O/In比值增大)，导致电阻变化；二是在PET聚酯膜上常规制备铟锡氧化物膜都是在常温(20°C)或更低温度下成膜，膜是非结晶结构，加之PET聚酯膜表面比较粗糙，膜结构疏松，有利于空气中氧气向膜层内部扩散，加速膜层内氧空位浓度的增大；三是PET聚酯膜很容易吸附水汽和氧气，这些水汽和氧气也会向铟锡氧化物膜层渗透扩散，使膜层的氧空位浓度增大。这种情况在高阻(例如350Q/口一550Q/口，此时电阻膜很薄，膜厚仅为15—18nm)时尤为明显。本专利技术针对性的采取了三个技术措施 一是用既有增透作用又有阻挡功能的二氧化钛层2和二氧化硅层3及锌铝氧化物层或锌镓氧化物层(顶层)5将铟锡氧化物层4包夹在中间，阻挡空气(氧)或其它污染杂质向铟锡氧化物(IT0)层4中扩散;二是采用中频磁控溅射技术依次连续一次形成二氧化钛层2、 二氧化硅层3、铟锡氧化物层4、锌铝氧化物层或锌镓氧化物层(顶层)5，由于高能粒子连续轰击和沉积在PET聚酯膜1上，使其温度达到12(TC，甚至更高，从而获得结晶 结构的稳定铟锡氧化物层4，并且中频溅射技术成膜使所述各层膜都很緻密， 更有效地阻挡了空气(氧)或其它杂质向铟锡氧化物层4的进入和扩散；三是 控制铟锡氧化物层4的氧空位不在敏感区，即氧铟原子比(0/In)控制在1.26 一1.29范围，这样即使有氧进入扩散，也不会大幅改变铟锡氧化物层4的电阻 值。采取这样三个技术措施，能使铟锡氧化物层4在高温下氧空位浓度保持稳 定，从而保证了电阻的高温稳定性。本专利技术对提高所述柔性高阻多层透明导电膜的耐久性(寿命)采取了三个 技术措施(1)在该柔性高阻多层透明导电膜结构中设有一顶层，它为一高阻 的锌铝氧化物(ZA0)层或锌镓氧化物(ZG0)层5，这层氧化物的表面电阻控 制在大于lXl(^Q/口；在这种情况下，所述顶层(ZA0或ZG0)在与铟锡氧化 物层4并联形成的并联电阻比例不大于5%;以铟锡氧化物层4的表面电阻为500 Q/口为例，如果顶层的表面电阻控制为1Xl(^Q/口，则并联电阻为476Q/ 口，顶层的表面电阻所占比例仅为4.8%;因此顶层(ZA0或ZG0)对铟锡氧化 物层4既是一个扩散阻挡层，也是一个耐磨的耗尽层，直到这个顶层(ZA0或 ZG0)耗尽，铟锡氧化物层4的表面电阻变化率也不会大于5%，这就有利于提 高铟锡氧化物层4的使用寿命；(2)产品的二氧化钛层2、 二氧化硅层3、铟锡 氧化物层4和顶层(ZA0或ZG0)是采用中频磁控溅射方法依次连续(一次)成 形，PET聚酯膜1的温度达到12(TC或更高，铟锡氧化物层4和顶层(ZA0层或 ZGO层)形成结晶结构，并且膜层緻密，硬度和耐磨性提高，因此其耐久性(寿 命)提高；(3)所述柔性高阻多层透明导电膜利用了复合基膜的应力扩散机理，提高了产品的耐久性；由图1可知，当力作用在二氧化硅(Si02)层10 (防潮层)上时，较厚的第二层PET聚酯膜7承受了大部分应力，然后粘结层6又对应力起了缓冲作用，而传递到铟锡氧化物层4和顶层(ZA0层或ZG0层)的应力就已经很轻微了。由于铟锡氧化物层4被二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性高阻多层透明导电膜的制备方法，其特征是，该方法为：　采用中频磁控溅射技术在柔性基材ＰＥＴ聚酯膜（１）的一面依次连续形成二氧化钛层（２）、二氧化硅层（３）、铟锡氧化物层（４）、锌铝氧化物层或锌镓氧化物层（５）；　在铟锡氧化 物层（４）的成膜过程中，利用所述二氧化钛层（２）和二氧化硅层（３）中频磁控溅射成膜时高能粒子连续轰击和沉积在ＰＥＴ聚酯膜（１）上产生的热能，使温度达到１２０℃或更高，从而获得结晶结构的铟锡氧化物层（４）；并控制氧铟原子比（Ｏ／Ｉｎ）在１．２６－１．２９范围，获得电阻稳定的铟锡氧化物层（４）；　所述柔性基材ＰＥＴ聚酯膜（１）另一面经粘结层（６）与第二层ＰＥＴ聚酯膜（７）的一面相粘接，并在该第二层ＰＥＴ聚酯膜（７）的另一面设置硬涂层（８）；用中频磁控溅射技术在硬涂层（８）上 依次连续形成二氧化钛层（９）、二氧化硅层（１０）。

【技术特征摘要】
1、一种柔性高阻多层透明导电膜的制备方法，其特征是，该方法为采用中频磁控溅射技术在柔性基材PET聚酯膜(1)的一面依次连续形成二氧化钛层(2)、二氧化硅层(3)、铟锡氧化物层(4)、锌铝氧化物层或锌镓氧化物层(5)；在铟锡氧化物层(4)的成膜过程中，利用所述二氧化钛层(2)和二氧化硅层(3)中频磁控溅射成膜时高能粒子连续轰击和沉积在PET聚酯膜(1)上产生的热能，使温度达到120℃或更高，从而获得结晶结构的铟锡氧化物层(4)；并控制氧铟原子比(O/In)在1.26—1.29范围，获得电阻稳定的铟锡氧化物层(4)；所述柔性基材PET聚酯膜(1)另一面经粘结层(6)与第二层PET聚酯膜(7)的一面相粘接，并在该第二层PET聚酯膜(7)的另一面设置硬涂层(8)；用中频磁控溅射技术在硬涂层(8)上依次连续形成二氧化钛层(9)、二氧化硅层(10)。2、 根据权利要求l所述柔性高阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘国工，彭传才，魏敏，
申请(专利权)人：甘国工，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]