[发明专利]一种高耐候性的RPD用多元导电氧化物薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及高耐候性的RPD用多元导电氧化物薄膜的制备方法，由添加第三種氧化物元素在氧化铟锌材料中，使用注浆成型加高温烧结的方式来制作相关镀膜材料，提高镀膜材料均匀性以利提高镀膜的均匀性。提高氧化鋅的含量及使用RPD方式来做镀膜可以大幅降低制作成靶材的困难度，且不用做材料与背板邦定的过程，大幅降低镀膜材料的制作成本；且用RPD的方式来制作氧化铟锌透明导电膜层形成非晶或是微细晶结构等高制密的膜层可增加阻水气性，RPD制程也可以减少对原来已镀膜层的损伤，提高不同膜层的贴覆性；由于镀膜阻水气佳、高透光及高导电性可以有效满足太阳能电池、触摸屏、有机发光二极管或是电致变色器件的性能需求。

技术领域

本发明涉及一种镀膜材料的制备方法，尤其是一种高耐候性的RPD用多元导电氧化物薄膜的制备方法，本发明适用于太阳能电池、触摸屏、有机发光二极管电、及电致变色等应用领域。

背景技术

随着社会发展和科学技术的突飞猛进，人类对功能材料的需求日益迫切。新的功能材料已成为新技术和新兴工业发展的关键。随着显示器、触膜屏、半导体、太阳能等产业的发展，一种新的功能材料——透明导电氧化物薄膜(transparent conducting oxide，简称为TCO薄膜)随之产生、发展起来。所谓透明导电薄膜是指一薄膜材料在可见光范围内的透光率达到80％以上，而且导电性高，比电阻值低于1x10-3W.cm。习知Au、Ag、Pt、Cu、Rh、Pd、Al、Cr等金属，在形成3-15nm厚的薄膜时，都具有某种程度的透光性，都曾应用于透明薄膜电极。但这些金属薄膜对光的吸收太大，硬度低且稳定性差，因此渐渐发展成以金属氧化物为透明导电薄膜材料 (Transparent Conduction Oxide, TCO)为主，这类薄膜具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等共同光电特性，在太阳能电池、平面显示、特殊功能窗口涂层及其它光电器件领域具有广阔的应用前景。其中制备技术最成熟、应用最广泛的当属In₂O₃基(In₂O₃：Sn简称ITO)薄膜。但是，由于ITO薄膜中In₂O₃价格昂贵，从而导致生产成本较高；非氧化铟系列的材料如氧化锡或者氧化锌，近年也有相当多得研究，但目前这些新的导电薄膜材料在性能上尚无法与氧化铟系列的材料相比拟。

为了获得可见光谱区透射率高、电导率高、性能稳定、附着性好、能符合不同用途不同要求的高质量的ITO膜。目前主要有真空蒸镀工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、脉冲激光沉积(PLD)工艺、及真空溅镀工艺等。为达大面积均匀性及量产性真空溅度的工艺是首选，因此薄膜溅镀用镀膜材料(靶材)的质量与性能就变得非常重要。随着电子组件如液晶电视触控屏薄膜太阳能电池等尺寸越来越大，如何获得低成本及更高透光度与电性的透明导电薄膜是当务之急。

针对氧化物材料传统是用热压制程或者冷均压再烧结制程，材料混合均匀性差，且烧结过程中应力分布不均，不易生产高密度大尺寸的氧化物靶材，且氧化物靶材具高脆性，必须帮定在金属背板上面才能使用。目前业界为提高溅镀用靶材的利用率，开始采用圆柱型靶材来溅镀薄膜，由于材料制作过程中的良率低，这样反而大幅增加了设备及靶材制作的成本，在镀膜工业应用上面成本仍然相当高。

在大尺寸的触控屏、液晶电视、电致变色器件、有机发光二极管及太阳能电池的制作中，透明导电膜的贴覆性、导电性及透光度是关键，严重影响元器件的性能。目前广泛应用的ITO透明导电膜的制作过程中仍存在靶材成本较高、成膜温度高、阻水气差、长波长区域透光度较低，及溅镀过程对先前镀膜损伤大等缺点，急需进行改善。

发明内容

本发明目的是提供一种新型高耐候RPD(Reactive Plasma Deposition)用多元导电氧化物薄膜的制备方法，由添加第三种氧化物元素在氧化铟锌材料中，首创使用注浆成型加高温烧结的方式来制作相关镀膜材料，提高镀膜材料均匀性以利提高镀膜的均匀性，同時提高镀膜材料的利用率。