CN102452195A - 镀膜件及其制备方法 - Google Patents

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张新倍
陈文荣
蒋焕梧
陈正士
黄嘉�
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种镀膜件，其包括基材及形成于基材表面的透明导电薄膜，该透明导电薄膜为Me和氮共掺杂的AZO薄膜，其中Me为钛、锡、铟及锑中的两种或两种以上。本发明所述镀膜件的透明导电薄膜通过在AZO薄膜中同时引入金属钛、锡、铟及锑中的两种或两种以上，通过Ti4+、Sn4+、In3+及Sb5+中的两种或两种以上取代部分Zn2+，产生自由电子，从而获得更高的导电率，该透明导电薄膜具有良好的稳定性，可有效地提高镀膜件的使用寿命；另外该透明导电薄膜还同时引入了非金属氮，使透明导电薄膜中形成金属氮氧化物，从而提高了透明导电薄膜的硬度和耐磨性。此外，本发明还提供一种上述镀膜件的制备方法。

Description

镀膜件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种镀膜件及该镀膜件的制备方法。
背景技术
透明导电氧化物(TCO)属于半导体光电子材料，由其制得的TCO薄膜具有良好的可见光透过性、高的红外光反射性及低的电阻率等特性，因而在太阳能电池、液晶显示器等领域有着广泛的应用。
AZO薄膜为Al掺杂ZnO薄膜，其中Al3+可替换晶格中Zn2+的位置，形成一个一价正电荷中心和一个多余的价电子，这个价电子挣脱束缚而成为导电电子。因此Al掺杂导致净电子增加，ZnO薄膜的电导率增大。由于Zn、Al资源丰富，且具有价廉和无毒等优势，因此AZO薄膜是目前研究和应用较广泛的一种TCO薄膜。
但是镀覆有AZO薄膜的镀膜件在使用较长时间后，AZO薄膜的导电性会不稳定，从而导致AZO薄膜失效，且AZO薄膜的硬度和耐磨性较低，镀覆于基材表面较易被磨损，极大缩短了镀膜件的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种有效解决上述问题的镀膜件。
另外，还有必要提供一种上述镀膜件的制备方法。
一种镀膜件，包括基材及形成于基材表面的透明导电薄膜，该透明导电薄膜为Me和氮共掺杂的掺铝氧化锌薄膜，其中Me可为钛、锡、铟及锑中的两种或两种以上。
一种镀膜件的制备方法，其包括如下步骤：
提供基材；
在基材表面形成透明导电薄膜，该透明导电薄膜为Me和氮共掺杂的掺铝氧化锌薄膜，其中Me可为钛、锡、铟及锑中的两种或两种以上。
本发明所述镀膜件在基材的表面沉积透明导电薄膜，该透明导电薄膜通过在掺铝氧化锌薄膜中同时引入金属钛、锡、铟及锑中的两种或两种以上，通过Ti4+、Sn4+、In3+及Sb5+中的两种或两种以上取代部分Zn2+，产生自由电子，从而获得更高的导电率，该透明导电薄膜具有良好的稳定性，可有效地提高镀膜件的使用寿命；该透明导电薄膜还同时引入了非金属氮，使透明导电薄膜中形成金属氮氧化物，从而提高了透明导电薄膜的硬度和耐磨性。另外，该透明导电薄膜还具有高透光性。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例镀膜件的剖视图。
主要元件符号说明
镀膜件          10
基材            11
透明导电薄膜    13
具体实施方式
请参阅图1，本发明一较佳实施方式镀膜件10包括基材11、形成于基材11表面的透明导电薄膜13。
该基材11可为玻璃或陶瓷。
该透明导电薄膜13为Me和氮(N)共掺杂的掺铝氧化锌(AZO)薄膜，其中Me可为钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)及锑(Sb)中的两种或两种以上，其中Al的质量百分含量可为1～5％，掺杂的Ti的质量百分含量可为2～5％，掺杂的Sn的质量百分含量可为1～4％，掺杂的In的质量百分含量可为1～4％，掺杂的Sb的质量百分含量可为1～2％，掺杂的N的质量百分含量可为5～8％。
该透明导电薄膜13可以磁控溅射或蒸镀的方式形成。该透明导电薄膜13的厚度可为500～800nm。
本发明一较佳实施方式的镀膜件10的制备方法，其包括以下步骤：
提供一基材11，该基材11可为玻璃或陶瓷。
将基材11放入无水乙醇中进行超声波清洗，以去除基材11表面的污渍，清洗时间可为5～10min。
对经上述处理后的基材11的表面进行氩气等离子体清洗，以进一步去除基材11表面的油污，以及改善基材11表面与后续涂层的结合力。该等离子体清洗的具体操作及工艺参数可为：将基材11放入一磁控溅射镀膜机(图未示)的镀膜室内，将该镀膜室抽真空至1.0～2.0×10-5Torr，然后向镀膜室内通入流量为100～250sccm(标准状态毫升/分钟)的氩气(纯度为99.999％)，并施加-300～-450V的偏压于基材11，对基材11表面进行氩气等离子体清洗，清洗时间为10～20min。
采用磁控溅射法在经氩气等离子体清洗后的基材11上溅镀一透明导电薄膜13，该透明导电薄膜13为Me和N共掺杂的AZO薄膜，其中Me可为Ti、Sn、In及Sb中的两种或两种以上。溅镀该透明导电薄膜13在所述磁控溅射镀膜机中进行。使用Ti、Sn、In及Sb中的两种或两种以上组成的合金靶、Al靶及Zn靶为靶材，以氨气或氮气中的一种及氧气为反应气体，氨气或氮气流量可为50～100sccm，氧气流量可为50～200sccm，以氩气为工作气体，氩气流量可为100～300sccm。溅镀时对基材施加-100～-300V的偏压，并加热所述镀膜室使基材11的温度为150～350℃，镀膜时间可为30～60min。该透明导电薄膜13的厚度可为500～800nm。
本发明较佳实施方式镀膜件10在基材11的表面沉积透明导电薄膜13，该透明导电薄膜13通过在AZO薄膜中同时引入金属Ti、Sn、In及Sb中的两种或两种以上，通过Ti4+、Sn4+、In3+及Sb5+中的两种或两种以上取代部分Zn2+，产生自由电子，从而获得更高的导电率，该透明导电薄膜13具有良好的稳定性，可有效地提高镀膜件10的使用寿命。该透明导电薄膜13还同时引入了非金属N，使透明导电薄膜13中形成金属氮氧化物，从而提高了透明导电薄膜13的硬度和耐磨性。另外，该透明导电薄膜13还具有高透光性。

Claims (11)

1.一种镀膜件，其包括基材及形成于基材表面的透明导电薄膜，其特征在于：该透明导电薄膜为Me和氮共掺杂的掺铝氧化锌薄膜，其中Me为钛、锡、铟及锑中的两种或两种以上。
2.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述基材为玻璃或陶瓷。
3.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述透明导电薄膜中铝的质量百分含量为1～5％，氮的质量百分含量为5～8％。
4.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述透明导电薄膜中掺杂的钛的质量百分含量为2～5％。
5.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述透明导电薄膜中掺杂的锡的质量百分含量为1～4％。
6.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述透明导电薄膜中掺杂的铟的质量百分含量为1～4％。
7.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述透明导电薄膜中掺杂的锑的质量百分含量为1～2％。
8.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述透明导电薄膜以磁控溅射或蒸镀的方式形成。
9.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述透明导电薄膜的厚度为500～800nm。
10.一种镀膜件的制备方法，其包括如下步骤：
提供基材；
在基材表面形成透明导电薄膜，该透明导电薄膜为Me和氮共掺杂的掺铝氧化锌薄膜，其中Me为钛、锡、铟及锑中的两种或两种以上。
11.如权利要求10所述的镀膜件的制备方法，其特征在于：所述形成透明导电薄膜的步骤采用如下方式实现：采用磁控溅射法，使用钛、锡、铟及锑中的两种或两种以上组成的合金靶、铝靶及锌靶为靶材，以氨气或氮气中的一种及氧气为反应气体，氨气或氮气流量为50～100sccm，氧气流量为50～200sccm，以氩气为工作气体，氩气流量为100～300sccm，基材偏压为-100～-300V，加热使基材的温度为150～350℃，镀膜时间为30～60min。
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