[实用新型]ITO-Zr透明导电膜

说明书

技术领域本实用新型涉及一种透明导电膜，具体是指在玻璃基板或柔性基材PET薄膜上(常温20℃)磁控溅射沉积ITO透明导电膜时，通过Zr(锆)掺杂处理，获得一种低电阻率的ITO-Zr透明导电膜。 

背景技术ITO(铟锡氧化物)透明导电膜是用途很广的一种半导体功能薄膜材料，广泛应用于平面显示、光电器件、太阳能电池、隔热保温和静电防护等领域，一直为人们所关注。由于铟的稀缺和昂贵，导致ITO透明导电膜成本居高不下，资源也益趋紧缺。为了降低成本和减少稀缺元素铟的消耗，人们一直在寻求替代资源，但至今收效甚微。而更为忧心的是在常温20℃磁控溅射沉积的ITO膜(例如在PET基材上)电阻率高，问题就更为突出。这是因为常温或低温(20℃以下)沉积的ITO膜是非晶结构，锡(Sn)掺杂效果差，而导致电阻率高；同时常温沉积的ITO膜吸收也大，可见光透过低；另外热稳定性和耐化学性能也欠佳。 

发明内容本实用新型要解决的技术问题是为避免现有技术的不足之处而提供一种电阻率低、热稳定性和耐化学性能好的ITO-Zr透明导电膜。 

本实用新型ITO-Zr透明导电膜包括透明基材层和在所述透明基材层上沉积ITO导电膜时通过Zr掺杂处理所获得的ITO-Zr导电层。 

所述基材层是玻璃或PET。 

所述ITO-Zr的掺杂原子比In∶Sn∶Zr＝9∶0.1～1∶0.1～0.4。 

所述ITO-Zr的掺杂原子比In∶Sn∶Zr＝9∶0.3～0.7∶0.2～0.4。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：其在常温20℃下沉积的ITO-Zr膜电阻率较之常规ITO膜降低65％以上，可见光透过率提高约2％，热稳定性和耐化学性都有明显提高。 

附图说明

图1是本实用新型低电阻率ITO-Zr透明导电膜的剖面结构示意图。 

图中：1-PET聚酯薄膜基材或玻璃基板； 

      2-Zr(锆)掺杂的ITO-Zr透明导电膜。 

具体实施例

如图1所示，所述透明基材层1是采用PET聚酯薄膜基材，根据需要厚度选择50-188μm，也可以是光学级的玻璃基板，厚度一般选择0.5-3mm。ITO-Zr导电层2是在所述透明基材层上沉积ITO导电膜时通过Zr掺杂处理所获得的，根据需要厚度选择为10-300nm。所述ITO-Zr的掺杂比例(原子比)是In∶Sn∶Zr＝9∶(0.3-0.7)∶(0.2-0.4)。选择Zr作为施主掺杂，是因为Zr是四价，一个Zr原子取代一个In原子，就会多出一个自由电子，形成导电载流子。常规ITO透明导电膜中施主杂质是Sn(锡)，一般掺Sn(锡)7-10％，即In∶Sn＝9∶(0.7-1)。但Sn(锡)掺杂的ITO膜高温和低温下成膜的电子率差别很大，例如在300℃的玻璃基板上成膜，电阻率约为(1.8-2)×10^-4Ω-cm，而在常温20℃下成膜，电阻率高达(6-6.5)×10^-4Ω-cm；如果在PET基材上常温20℃成膜，电阻率更大，达到(9-9.5)×10^-4Ω-cm。所述ITO-Zr透明导电膜，是在ITO透明导电膜的基础上载适量掺入Zr，则能降低ITO-Zr透明导电膜的低温成膜电阻率，约降低65％以上；其机理是因为Zr的原子半径比Sn(锡)原子半 径小得多，更有利于掺杂，因此Zr(锆)掺杂在常温下能提出更多的自由电子(载流子)；也由于Zr(锆)原子半 径小，由其掺杂引起的晶格畸变，晶格缺陷和晶界散射都会减小，这也有利于电阻率的降低。所述ITO-Zr透明导电膜可见光透过率可望提高2％，这是因为同样表面电阻的膜，ITO-Zr透明导电膜电阻率低，膜厚比常规ITO透明导电膜薄60％以上，因此减小了光的吸收，透光率提高。所述ITO-Zr透明导电膜由于Zr(锆)掺杂，电阻热稳定性和耐化学性也有改善，并且禁带宽度也增大。具体实施例如下： 

实施一 

PET1厚度188μm 

ITO(Zr)2厚度10nm 

ITO(Zr)掺杂比(原子比)In∶Sn∶Zr＝9∶0.3∶0.3 

成膜温度150℃ 

表面电阻300Ω/□ 

可见光透过率＞88％； 

实施例二 

PET1厚度50μm 

ITO(Zr)2厚度20nm 

ITO(Zr)掺杂比(原子比)In∶Sn∶Zr＝9∶0.3∶0.3 

成膜温度150℃ 

表面电阻150Ω/□