透明导电膜及其制备方法技术

技术编号:4299060 阅读:159 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种透明导电膜,包括一金属银层,所述金属银层两侧分别复合有一类金刚石薄膜层,上述层结构的排列顺序为内层类金刚石薄膜/银/外层类金刚石膜,所述内层类金刚石膜层的厚度为10~60nm,所述银层厚度为12~22nm,所述外层类金刚石膜层厚度为20~50nm,并且上述层厚度不能同时取两端的值。本发明专利技术具有透射率高、电阻率低的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种透明导电膜。
技术介绍
近年随着大屏幕、高清晰显示器的迅速发展,传统的IT0薄膜(铟锡氧化物半导体 透明导电膜)已满足不了要求,更低电阻率和更高透过率的透明导电膜成了人们研究的焦 点.而金属介质多层膜的导电性能与单层金属基本相同,金属两边的介质层除了保护金属 膜外,还能起高透射射效果,使得金属介质多层膜有理由成为ITO薄膜的替代品。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种透射率高、电阻率低的透明导电膜。 实现上述专利技术目的的技术方案如下 透明导电膜,包括一金属银层,所述金属银层两侧分别复合有一类金刚石薄膜层, 上述层结构的排列顺序为内层类金刚石薄膜/银/外层类金刚石膜,所述内层类金刚石膜 层的厚度为10 60nm,所述银层厚度为12 22nm,所述外层类金刚石膜层厚度为20 50nm,并且上述层厚度不能同时取两端的值。 所述内层类金刚石膜层的厚度为30nm,所述银层厚度为16nm,所述外层类金刚石 膜层厚度为40nm。 本专利技术的另一 目的为提供一种制备上述透明导电膜的制备方法,实现上述目的的 技术方案如下 透明导电膜的制备方法,选择基底,在基底上采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)技术制备内层DLC薄膜;用磁控溅射镀膜设备在室温条件下进行Ag层的制备;在 银层上采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备外层DLC薄膜;其中膜厚由膜厚 监控仪在线监控,Ag靶的纯度为99. 999%,溅射频率为13. 56MHz。 由于Ag具有优良的导电性能,而且其带间跃迁始于4eV附近,在可见光区具有相 对较低的光吸收系数,所以我们常选用Ag作为中间的金属层。金刚石是迄今为止自然界 中性能最优良的光学增透材料之一,而类金刚石(DLC, Diamond Like Carbon)薄膜是一种 有着类似金刚石性能的新型薄膜材料,类金刚石薄膜用作光学保护膜和耐磨涂层被广泛研 究,它的折射率低、透射率高、耐腐蚀,可以用作红外光学玻璃保护膜、太阳能电池的减反射 涂层,所以以DLC作为非金属透光层,Ag作为金属导电层,制备DLC/Ag/DLC复合多层膜具 有透射率高、电阻率低的特点。附图说明 图1为外层类金刚石薄膜D工厚度变化对透过率影响的计算机模拟数据图; 图2为外层类金刚石薄膜D工厚度变化对透过率影响的实验数据图; 图3为内层类金刚石薄膜D2厚度变化对透过率影响的计算机模拟数据 图4为内层类金刚石薄膜D2厚度变化对透过率影响的实验数据图; 图5为银层厚度变化对透过率影响的计算机模拟数据图; 图6为银层厚度变化对透过率影响的实验数据图; 图7为外层DLC厚度变化对多层膜光学密度的影响; 图8为本专利技术的结构示意图具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。 如图1所示,透明导电膜,包括一金属银层l,所述金属银层两侧分别复合有一类 金刚石薄膜层2、3,上述层结构的排列顺序为内层类金刚石薄膜/银/外层类金刚石膜,所 述内层类金刚石膜层2的厚度为10 60nm,所述银层1厚度为12 22nm,所述外层类金 刚石膜层3厚度为20 50nm,并且上述层厚度不能同时取两端的值。 作为优选,所述内层类金刚石膜层的厚度为30nm,所述银层厚度为16nm,所述外 层类金刚石膜层厚度为40nm。 下面通过具体的实施例的制备和实验对本专利技术的性能作进一步说明。其中电脑模拟实验采用模拟软件Film Wizard Optical thin f ilmsoftware,是Scientific Computing International开发的光学模拟软件。 样品制备 采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备DLC薄膜。用JSCK_450sf磁 控溅射镀膜设备在室温条件下进行Ag层的制备。Ag靶的纯度为99. 999%,溅射频率为 13.56MHz.基片用秦宁玻璃公司生产的载物片,先后用丙酮、酒精和去离子水超声清洗,用 恒温干燥箱烘干。溅射前先将系统的真空度抽至5. OX 10—4Pa,随后充入纯度为99. 99%的 氩气,溅射气体压强为1. 0Pa,膜厚由FTM-V膜厚监控仪在线监控,用TU-1800紫外可见分光 光度计测量薄膜光学透过率和反射率,用szt-90型四探针测试仪测量薄膜方块电阻。 实验数据与计算机模拟数据比较 各层薄膜厚度对薄膜透过率的影响 多层膜结合方式为玻璃基底/DLC/Ag/DLC,其中D工表示外层与空气接触的DLC薄 膜,D2表示与基底结合的DLC薄膜。 用FTM-V膜厚监控仪在线监控Ag层厚度,误差为lA,当银层厚度达到需要厚度时, 立即调整堵上溅射挡板,然后关闭溅射源;DLC薄膜厚度通过严格沉积工艺控制实现,打开 气源,调节电压到规定值,使得射频起辉,开始沉积薄膜计时,当沉积达到所需时间,立即关 闭射频电源,再关闭气源,停止沉积。因为不同电压对应不同的能量,不同能量直接导致成 膜的密度、结构不同,所以本次试验全部选择电压150V。利用台阶仪测量薄膜厚度,沉积时 间和沉积厚度之间的关系,通过多次实验,计算得出,系统误差5A。DLC实验设计厚度10nm、 20nm、30nm、40nm、50nm、60nm沉积时间分别为5min、8min、 llmin、 14min、 17min、20min,台 阶仪实测数据为llnm、23nm、29nm、42nm、54nm、63nm。对于不同沉积条件下的薄膜,根据透 射光谱可以计算薄膜的吸收系数a和光学带隙Eg。 J. Tauc等假设在导带和价带带边附近, 隙态密度与能量的关系是抛物线形状,并假设与光子能量有关的跃迁矩阵元对所有跃迁过 程都是相等的,即跃迁矩阵元为常数,因此可得ahv二 P(hv-Eg)2。 (ahv)^与hv基本上成直线关系,由此方程可以得到光学带隙Eg。本实验制备的DLC薄膜折射率n为2,光学带隙 Eg为2. 2。 固定银层厚度为16nm,内层DLC薄膜厚度为30nm,改变外层DLC薄膜D:厚度,D:变 化对可见光透过率影响的计算机模拟如图1所示,从图可知随着D1厚度的增加,多层膜透 射谱的短波区出现新的透射峰,峰值增高并逐渐向长波方向移动;当厚度大于40nm后,峰 值逐渐减小,但仍向长波方向移动。在为40nm时可见光明视区550nm处透过率为95.5%, 而大于或者小于这个值该处透过率减小,由此可知薄膜厚度为40nm时可见光透过率 最高。 图2是D工厚度变化的实测数据,与图1图变化趋势有很大的一致性,随着D工层厚 度的增大,透射主峰逐渐向长波方向移动,同时在550nm处透射率有所增大,并且在可见光 明视区550nm左右变得平缓,而当D工厚度大于40nm后,透射强度明显减弱。关于外层D工厚度增大使得透射峰位置向长波方向移动的原因可用以下理论解释,由单层膜的减反射原理 可知,当薄膜厚度与折射率满足nXd二 A/4[19] (n为透射材料的折射率)时,反射减弱,透 射率大大提高。所以上述实验中,由于n基本不变,随着d的增大,A变大,即透射峰向长 波方向移动。 对于透明导电膜,要求不但要具有良好的可见光透过率还要有良好的色彩平衡度 (即透射谱线呈水平),即透过白光。所以在Dl厚度为40nm左右时,多层复合膜在本文档来自技高网...

【技术保护点】
透明导电膜,其特征为:包括一金属银层,所述金属银层两侧分别复合有一类金刚石薄膜层,上述层结构的排列顺序为内层类金刚石薄膜/银/外层类金刚石膜,所述内层类金刚石膜层的厚度为10~60nm,所述银层厚度为12~22nm,所述外层类金刚石膜层厚度为20~50nm,并且上述层厚度不能同时取两端的值。

【技术特征摘要】
透明导电膜,其特征为包括一金属银层,所述金属银层两侧分别复合有一类金刚石薄膜层,上述层结构的排列顺序为内层类金刚石薄膜/银/外层类金刚石膜,所述内层类金刚石膜层的厚度为10~60nm,所述银层厚度为12~22nm,所述外层类金刚石膜层厚度为20~50nm,并且上述层厚度不能同时取两端的值。2. 根据权利要求1所述的透明导电膜,其特征为所述内层类金刚石膜层的厚度为 30nm,所述银...

【专利技术属性】
技术研发人员:张德恒徐照方
申请(专利权)人:上海摩根碳制品有限公司
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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