[发明专利]一种透明导电膜用ZD(H)O材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电材料，具体地说，本发明是一种透明导电膜用ZD(H)O材料及其制备方法。

背景技术

目前，透明导电薄膜是液晶显示、平板显示、静电屏蔽、太阳能电池必需的功能材料，普遍方法是以ITO半导体陶瓷(90％In₂O₃-10％SnO₂)作为溅射源，在氩气或氩氧混合气氛中基板100-550℃下磁控溅射法制备ITO透明导电薄膜，所制备的透明导电薄膜可见光透过率＞85％，且电阻率小于1×10^-4Ω·cm。

由于ITO材料中的主组成原料稀有铟金属地壳中存量有限因而价格昂贵，再者ITO透明导电薄膜在特定使用环境下的不稳定，也限制了它的应用范围，所以当前对AZO(Al₂O₃+ZnO)、GZO(Ga₂O₃+ZnO)等材料的研究又开始兴起。但是到目前为止国际上还没有资料报道有性能达到或优于ITO透明导电膜的低成本材料被发现。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种优质透明导电膜用ZD(H)O材料。

本发明的另一目的是提供该种透明导电膜用ZD(H)O材料的制备方法。

为了实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种透明导电膜用ZD(H)O材料以ZnO粉体为主料，搀杂Dy₂O₃粉体和/或Ho₂O₃粉体，组成原料粉体。

其中，ZnO粉体为75-98wt％，Dy₂O₃粉体与Ho₂O₃粉体的含量之和为2.0-25wt％，均以原料粉体的总重量计。

上述的ZnO粉体、Dy₂O₃粉体与Ho₂O₃均为纯度大于或等于4N、粉体平均粒径在0.01-150微米的粉体。

所述的原料粉体是充分混合粉体(不限于任何方式的干式或湿式混合)或化学共沉淀粉体。

上述的原料粉体中，还可搀杂有Al₂O₃、Ga₂O₃、B₂O₃、In₂O₃、Sc₂O₃、Y₂O₃中一种或多种。

上述的透明导电膜用ZD(H)O材料的制备方法，采用以下步骤：

A.以纯度大于或等于4N的75-98wt％的ZnO粉体搀杂占原料粉体总重量2.0-25wt％的高纯Dy₂O₃和/或Ho₂O₃粉体为主要材料，构成充分混合均匀粉体或共沉淀粉体，粉体的平均粒子径在0.01-150微米范围内；

B.将以上构成的充分混合均匀粉体或共沉淀粉体，在850-1650℃烧结致密化得到相对密度90％以上100％以下的产物，即得。该产物是一种半导体材料。

本发明的ZD(H)O材料的特点是磁控溅射制造的透明导电薄膜的电阻率可达到1×10^-4Ω·cm的数量级，在750nm以下所有厚度的透明导电膜可见光透过率均可大于90％。

所述的烧结是热压烧结、热等静压烧结、金属模压制成型烧结、冷等静压成型烧结、凝胶注模成型烧结或注浆成型烧结中的任意一种。

ZD(H)O材料相对与ITO材料的优点在是：

1.本发明的ZD(H)O原料成本是ITO材料1/4。

2.本发明的ZD(H)O用于磁控溅射生产透明导电膜的溅射过程更稳定，不存在类似ITO的靶面毒化现象，生产效率高。

3.本发明的ZD(H)O镀膜生产过程更易控制，在不加热基板的条件下，低功率溅射就能制造出电阻率小于1×10^-4Ω·cm，可见光透过率(400-700nm)大于90％的透明导电膜，在塑料等柔性基底的导电膜的生产中具有明显优势。

4.本发明的ZD(H)O透明导电膜在潮湿的空气中、氧气中或还原气氛中薄膜性能的稳定性均非常优良，750nm以下所有厚度可见光透过率(400-700nm)大于90％，这一性能大大优于ITO、AZO、GZO等薄膜，未来应用范围更为广泛。