[发明专利]一种高折射率导电薄膜材料钛氧化物及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于真空薄膜材料领域，具体涉及一种高折射率导电薄膜材料七钛氧化物及其制备方法。

【背景技术】

随着液晶显示器、触摸屏、半导体等产业的发展，导电薄膜材料氧化铟锡（ITO）用途越来越广、用量也越来越多，但是，由于ITO材料中的铟价格昂贵，而且铟资源也将逐渐枯竭，其他非ITO系列的材料如石墨烯、氧化铟、氧化锡等材料，这些材料在性能上无法和ITO相比拟。

七氧化四钛作为一种宽波段、高折射率、具有导电性能的材料，可以从资源丰富价格低廉的钛氧化物中进行合成，可以作为导电薄膜材料ITO的一种优良替代品。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高折射率导电薄膜材料钛氧化物及其制备方法。

本发明是这样实现的：

一种高折射率导电薄膜材料钛氧化物，其化学式为TiOx，其中x在1.68—1.80之间。

一种高折射率导电薄膜材料钛氧化物的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将原料钛氧化物和Ti按TiOx配料，其中x在1.68—1.80之间，混合均匀；

步骤二：采用热压成型或冷压成型方式成型，制成所需的形状；

步骤三：将材料放于坩埚或专门的工装中，转移至真空烧结炉内，对整个系统抽真空，并升温至1400～1800℃，最高温时保持2～8小时后，开始冷却，制备得钛氧化物材料。

所述步骤一中的原料钛氧化物是采用一氧化钛、三氧化二钛、五氧化三钛不同价态的钛氧化物。

所述烧结方式采用真空热压烧结或气氛保护烧结的方式进行。

本发明的优点在于：提供了一种制作简单、成本低廉的透明导电薄膜材料钛氧化物，使用该材料制得的涂层折射率在2.3-2.6之间，具有导电的性能，可以应用于液晶显示器、触摸屏等领域，可作为导电薄膜材料氧化铟锡（ITO）的替代品。

【具体实施方式】

实施例一：

将原料TiO2和Ti按Ti：O=1.68比例进行配料，混合均匀，再用压机将上述混合物加工成一定规格形状，再将所得的半成品放置于真空烧结炉中，抽真空至10-3Pa，升至1600℃时，保持4小时后开始冷却，制备得到氧化钛材料。将制备好的材料蒸发镀膜设备或溅射靶材设备内，抽真空，充入保护性气体，将氧化钛材料以1-10埃/秒的速率蒸发或溅射物理气相沉积（PVD）方式到基板上，制备10-300nm厚度的透明涂层，制备的该薄膜涂层具有高折射率透明导电性能。

实施例二：

将原料TiO2和Ti按Ti：O=1.75比例进行配料，混合均匀，再用压机将上述混合物加工成一定规格形状，再将所得的半成品放置于真空烧结炉中，抽真空至10-3Pa，升至1500℃时，保持6小时后开始冷却，制备得到氧化钛材料。再将氧化钛材料用真空蒸发的方式制备薄膜涂层，制备的该薄膜涂层具有高折射率透明导电性能。

实施例三：

将原料TiO2和Ti按Ti：O=1.80比例进行配料，混合均匀，再用压机将上述混合物加工成一定规格形状，再将所得的半成品放置于真空烧结炉中，抽真空至10-3Pa，升至1700℃时，保持3小时后开始冷却，制备得到氧化钛材料。再将氧化钛材料用真空蒸发的方式制备薄膜涂层，制备的该薄膜涂层具有高折射率透明导电性能。

实施例四：

将原料TiO2、TiO、Ti2O3按Ti：O=1.77比例进行配料，混合均匀，再用压机将上述混合物加工成一定规格形状，再将所得的半成品放置于真空烧结炉中，抽真空至10-3Pa，升至1400℃时，保持5小时后开始冷却，制备得到氧化钛材料。再将氧化钛材料用真空蒸发的方式制备薄膜涂层，制备的该薄膜涂层具有高折射率透明导电性能。

本发明提供了一种制作简单、成本低廉的透明导电薄膜材料钛氧化物，使用该材料制得的涂层折射率在2.3-2.6之间，具有导电的性能，可以应用于液晶显示器、触摸屏等领域，可作为导电薄膜材料氧化铟锡（ITO）的替代品。