CN103579524A

CN103579524A - 透明传导氧化物薄膜基板、制造方法、有机发光装置和光电池

Info

Publication number: CN103579524A
Application number: CN201310322392.9A
Authority: CN
Inventors: 金序炫; 尹根尚; 李铉熙; 刘泳祚
Original assignee: Samsung Corning Precision Materials Co Ltd
Current assignee: Corning Precision Materials Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: JP6150646B2; EP2690683A2; CN103579524B; KR101293647B1; US20140026952A1; EP2690683B1; JP2014026975A; EP2690683A3

Abstract

具有高水平表面平整度的透明传导氧化物薄膜基板、该基板的制造方法、以及具有该基板的OLED和光电池。该透明传导氧化物薄膜基板包含基底基板、在该基底基板上形成的第一透明传导氧化物薄膜、以及在该第一透明传导氧化物薄膜上形成的第二透明传导氧化物薄膜，上述第一透明传导氧化物薄膜用第一掺杂剂处理。上述第二透明传导氧化物薄膜用比上述第一掺杂剂浓度高的第二掺杂剂处理。上述第二透明传导氧化物薄膜的表面比上述第一透明传导氧化物薄膜的表面更平。

Description

透明传导氧化物薄膜基板、制造方法、有机发光装置和光电池

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2012年7月27日递交的韩国专利申请第10-2012-0082293号的优先权，其全部内容就各方面而言通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及透明传导氧化物薄膜基板、该基板的制造方法、以及具有该基板的有机发光装置（OLED）和光电池，更具体地，涉及具有高水平的表面平整度的透明传导氧化物薄膜基板、该基板的制造方法、以及具有该基板的OLED和光电池。

背景技术

用于有机发光显示装置中的有机发光装置（OLED）为具有位于两个电极之间的发光层的自发光装置。在OLED中，电子通过阴极或电子注入电极注入发光层中，空穴通过阳极或空穴注入电极在发光层中形成。电子和空穴然后彼此再结合，从而产生激子。当激子从激发态过渡到基态时，就发出光。

根据光线发出或进入的取决于驱动机制的有源矩阵类型或无源矩阵类型的方向，使用OLED的有机发光显示装置分成顶部发光型、底部发光型和双面发光型。

同时，现有技术的有机发光显示装置具有以下问题。由于涉及下电极的材料选择的功函问题而增加了加工成本，然后，驱动电压的提高造成增加了能量消耗，并且由于在发光层中低的电子-空穴再结合速度而降低了亮度。

为了提高OLED的效率，必须提高电子-空穴再结合速度，这需要减少空穴注入势垒。因而，不可避免需要调节透明传导氧化物（TCO）的功函。

透明传导氧化物为对入射光透明同时像金属一样导电的物质。目前，透明传导氧化物作为薄膜形成，不仅在OLED中而且在诸如光电池的其它装置中用作透明电极。有必要设计透明传导氧化物以使其具有高传导性同时允许可见光范围内的光通过。为了透明传导氧化物在可见光范围内（波长400nm至700nm）透明，电子的能量带隙必须至少为3.1eV，也就是，400nm波长的电磁辐射能。在满足该要求的氧化物半导体中，ZnO（3.3eV）、In₂O₃（3.7eV）、MgO（3.6eV）和SnO₂（3.6eV）为具有代表性的。通常，透明传导氧化物在可见光范围内具有80%或更高的透光率，以及作为电特性的约10^-4Ωcm或更小的电阻率。为了找到作为透明传导氧化物可行的物质，当今的所有研究主要通过对各种物质进行掺杂或合金化而进行。具体而言，In₂O₃呈现出比SnO₂或ZnO低的电阻率。由于这个原因，首先商业化且目前已经耗尽的物质为Sn掺杂的In₂O₃（氧化铟锡：ITO）。ITO为应用到诸如发光二极管（LED）、液晶显示器（LCD）和等离子显示面板（PDP）的显示器或光电池等的电极的物质。ITO具有类似于金属的低电阻率，即通常约10^-4Ωcm以及在实验室规模约10^-5Ωcm。然而，因为In，即ITO的一种组分，是昂贵的稀有元素，其价格在用于照明的OLED领域中占制造成本的20%或更多，所以对于成本降低的需求巨大。在向光电池制造工艺的应用中，当ITO暴露于氢等离子体时，存在In或Sn可能减少的危险，从而劣化了电光特性。因此，目前，开发可替代ITO的透明传导氧化物将变为重要的议题。

其中，由于在红外（IR）和可见光范围内的卓越电传导性、对等离子体的优异耐久性、低温加工性和原料的低廉，氧化锌（ZnO）类薄膜作为可替代由ITO传导透明氧化物制成的薄膜而受到关注。

ZnO类薄膜可通过多种方法制造，例如溅射、电子束蒸发、低压化学气相沉积（LPCVD）或常压化学气相沉积（APCVD）。然而，APCVD作为在生产线上连接到玻璃制造工艺并可大规模生产的方法是独特的。然而，当ZnO类薄膜通过CVD制造时，由于薄膜沿着ZnO晶体表面生长，会在表面上形成凹陷和凸起。在这种情况下，电荷存储在凹陷和凸起的边缘，漏电流易于在薄膜和上面的电极之间流动，以致装置容易劣化，而存在问题。漏电流不仅与装置效率的降低还与装置的寿命直接相关。因此，正进行大量的努力以降低漏电流。

在现有技术中，为了克服这个问题，使用通过化学机械平面化（CMP）而抛光的ZnO薄膜表面的平面化方法。然而，增加的抛光工艺提高了材料成本和工艺成本，从而增加了制造成本，而存在问题。

发明背景部分中公开的信息仅用于更好地理解本发明的背景而提供，而不应认为是对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的确认或任何形式的暗示。

发明内容

本发明的各方面提供了具有高水平的表面平整度的透明传导氧化物薄膜基板、该基板的制造方法、以及具有该基板的有机发光装置（OLED）和光电池。

还提供了电可靠和化学稳定的透明传导氧化物薄膜基板、该基板的制造方法、以及具有该基板的OLED和光电池。

本发明的一个方面提供了透明传导氧化物薄膜基板，所述基板包含：基底基板；在所述基底基板上形成的第一透明传导氧化物薄膜，所述第一透明传导氧化物薄膜用第一掺杂剂处理；以及在所述第一透明传导氧化物薄膜上形成的第二透明传导氧化物薄膜，所述第二透明传导氧化物薄膜用比所述第一掺杂剂浓度高的第二掺杂剂处理。所述第二透明传导氧化物薄膜的表面比所述第一透明传导氧化物薄膜的表面更平。

根据本发明的示例性实施方式，所述第一掺杂剂的含量比例可在4.5wt%至7.0wt%的范围内。

所述第二掺杂剂的含量比例可在7.5wt%至9.5wt%的范围内。

所述第一透明传导氧化物薄膜和所述第二透明传导氧化物薄膜的表面粗糙度的均方根（RMS）可为5nm或更小。

所述透明传导氧化物薄膜基板的薄层电阻可为15Ω/□或更小。

所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂的每个可为选自Al、Ga、B、In和F中的至少一种。

所述第一透明传导氧化物薄膜和所述第二透明传导氧化物薄膜的每个可由选自In₂O₃、ZnO和SnO₂中的一种组成。

所述第一透明传导氧化物薄膜的厚度和所述第二透明传导氧化物薄膜的厚度总计可在150nm至250nm的范围内。

所述透明传导氧化物薄膜基板可进一步包含设置在所述基底基板和所述第一透明传导氧化物薄膜之间的内部光提取层。

所述透明传导氧化物薄膜基板可进一步包含设置在所述基底基板的一个表面上的外部光提取层，所述基底基板的一个表面与所述基底基板的另一个表面相反，所述第一透明传导薄膜在所述基底基板的所述另一个表面上形成。

本发明的另一个方面提供了制造透明传导氧化物薄膜基板的方法。所述方法包括以下步骤：在基底基板上沉积第一透明传导氧化物薄膜，用第一掺杂剂处理所述第一透明传导氧化物薄膜；以及在所述第一透明传导氧化物薄膜上沉积第二透明传导氧化物薄膜，用比所述第一掺杂剂浓度高的第二掺杂剂处理所述第二透明传导氧化物薄膜。

根据本发明的示例性实施方式，沉积所述第一透明传导氧化物薄膜的步骤可按4.5wt%至7.0wt%范围内的含量比例向所述第一透明传导氧化物薄膜加入所述第一掺杂剂。

沉积所述第二透明传导氧化物薄膜的步骤可按7.5wt%至9.5wt%范围内的含量比例向所述第二透明传导氧化物薄膜加入所述第二掺杂剂到。

所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂的每个可为选自Al、Ga、B、In和F中的至少一种。优选地，所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂可包含相同的物质。然而，本发明不限于此，它们可包含不同的物质。

所述第一透明传导氧化物薄膜和所述第二透明传导氧化物薄膜的每个可由选自In₂O₃、ZnO和SnO₂中的一种组成。优选地，所述第一透明传导氧化物薄膜和所述第二透明传导氧化物薄膜可包含相同的物质。然而，本发明不限于此，它们可包含不同的物质。

沉积所述第一透明传导氧化物薄膜的步骤和沉积所述第二透明传导氧化物薄膜的步骤可包括通过化学气相沉积（CVD）在所述第一透明传导氧化物薄膜上原位沉积所述第二透明传导氧化物薄膜。

本发明的又一个方面提供了有机发光装置，所述装置包含作为阳极基板的上述透明传导氧化物薄膜基板。

本发明的再一个方面提供了光电池，所述光电池包含作为透明电极基板的上述透明传导氧化物薄膜基板。

根据本发明的实施方式，可能通过在具有低掺杂浓度的透明传导氧化物薄膜上沉积具有高掺杂浓度的透明传导氧化物薄膜，而提高透明传导氧化物薄膜基板的表面平整度。这样因此能够提高利用所述透明传导氧化物薄膜基板的各种装置（例如OLED或光电池）的电可靠性和化学稳定性，并最终提高装置的寿命。

此外，由于在CVD过程中具有高掺杂浓度的透明传导氧化物薄膜原位沉积在具有低掺杂浓度的透明传导氧化物薄膜上，因此能够简化制造透明传导氧化物薄膜的工艺并降低制造成本。

本发明的方法和设备具有其它特征和优点，在共同用于阐释本发明的某些原理的并入本文的附图和以下本发明的详细说明中，这些特征和优点将变得明显或将更详细地叙述。

附图说明

图1为显示根据本发明实施方式的透明传导氧化物薄膜基板的截面视图；

图2为显示根据本发明一个实施例和一个对比例的取决于透明传导氧化物薄膜基板中第一透明传导氧化物薄膜的掺杂含量的表面图像视图；和

图3为显示根据本发明一个实施例和另一个对比例的取决于透明传导氧化物薄膜基板中第二透明传导氧化物薄膜的掺杂含量的表面图像视图。

具体实施方式

现将详细参考根据本发明的透明传导氧化物薄膜基板、该基板的制造方法、以及具有该基板的有机发光装置（OLED）和光电池，其实施方式在附图中列举并在下文叙述，以便本发明相关领域的普通技术人员可容易地将本发明付诸实践。

全文中，应参考附图，其中相同的附图标记和符号用于所有不同的附图以表示相同或相似的部件。在本发明的以下说明中，当并入本文的已知功能和部件的详细说明会使本发明的主题不清楚时将被忽略。

如图1所示，根据本发明实施方式的透明传导氧化物薄膜基板100包含基底基板110、第一透明传导氧化物薄膜120和第二透明传导氧化物薄膜130。

基底基板110是第一透明传导氧化物薄膜120和第二透明传导氧化物薄膜130在其上形成的基底，也是支撑第一透明传导氧化物薄膜120和第二透明传导氧化物薄膜130的支撑基板。基底基板110可作为玻璃基板实施。

第一透明传导氧化物薄膜120在基底基板110的一个表面上形成。第一透明传导氧化物薄膜120可通过化学气相沉积（CVD）沉积在基底基板110上，这样在第一透明传导氧化物薄膜120的表面上留下凹陷和凸起。

第一透明传导氧化物薄膜120可包含选自In₂O₃、ZnO和SnO₂中的一种。此外，根据本发明的实施方式，第一透明传导氧化物薄膜120用掺杂剂处理。该掺杂剂可为选自Al、Ga、B、In和F中的至少一种。加入第一透明传导氧化物薄膜120的掺杂剂的含量比例可在4.5wt%至7.0wt%的范围内。

第二透明传导氧化物薄膜130在第一透明传导氧化物薄膜120的一个表面上形成。第二透明传导氧化物薄膜130通过CVD原位沉积在第一透明传导氧化物薄膜120上。这将在后面制造透明传导氧化物薄膜的方法的说明中更详细地讨论。

第二透明传导氧化物薄膜130可包含与第一透明传导氧化物薄膜120相同的物质，例如，选自In₂O₃、ZnO和SnO2中的一种物质。此外，第二透明传导氧化物薄膜130也用掺杂剂处理，该掺杂剂可为选自Al、Ga、B、In和F中的至少一种。加入第一透明传导氧化物薄膜120的掺杂剂与加入第二透明传导氧化物薄膜130的掺杂剂可为相同的物质。

这里，第二透明传导氧化物薄膜130用作平面化表面上具有凹陷和凸起的第一透明传导氧化物薄膜120的平膜（flat film）。为此，根据本发明的实施方式，将加入第二透明传导氧化物薄膜130的掺杂剂浓度设定为比加入第一透明传导氧化物薄膜120的掺杂剂浓度高。因此，加入第二透明传导氧化物薄膜130的掺杂剂的含量比例可在7.5wt%至9.5wt%的范围内。

当加入第二透明传导氧化物薄膜130的掺杂剂浓度变得比加入第一透明传导氧化物薄膜120的掺杂剂浓度高时，形成第二透明传导氧化物薄膜130的物质（例如，ZnO）的颗粒尺寸减小了。这是因为Zn和掺杂剂具有不同的离子半径，在高浓度掺杂过程中在颗粒边界出现掺杂剂分离。由于颗粒尺寸减小的这个现象，第二透明传导氧化物薄膜130的表面被平面化了。也就是，第二透明传导氧化物薄膜130的表面平整度比第一透明传导氧化物薄膜120的高。

根据本发明的实施方式，用低浓度的掺杂剂处理的第一透明传导氧化物薄膜120和用高浓度掺杂剂处理且其表面被平面化的第二透明传导氧化物薄膜130的表面粗糙度的均方根（RMS）可控制为5nm或更小。将表面粗糙度的RMS设定为5nm或更小时，能够通过减小漏电流而防止劣化从而改善电特性。因此，透明传导氧化物薄膜基板100具有15Ω/□或更小的薄层电阻。

通常，随着表面粗糙度增加，即表面变得更粗糙时，漏电流值趋于增加。相反，随着表面粗糙度减小，即表面平整度更高时，漏电流值趋于减小。换句话说，如本发明的实施方式中，能够通过用高浓度的掺杂剂处理第二透明传导氧化物薄膜130而提高表面的平整度，从而减小漏电流。此外，能够通过提高所述第二透明传导氧化物薄膜130的平整度，而实现电可靠性和化学稳定性。因而能够使利用根据本发明实施方式的透明传导氧化物薄膜基板100作为透明电极的各种装置（例如，OLED或光电池）的寿命提高。

第二透明传导氧化物薄膜130可设置为使第一透明传导氧化物薄膜120和第二透明传导氧化物薄膜130的总厚度在150nm至250nm的范围内。

此外，图2和图3显示了对比说明取决于第一透明传导氧化物薄膜和第二透明传导氧化物薄膜的掺杂含量的表面粗糙度变化的图像视图。

首先，图2显示了根据本发明一个实施例和一个对比例的取决于透明传导氧化物薄膜基板中第一透明传导氧化物薄膜的掺杂含量的表面图像。此处，图2中的部分（a）显示了根据本发明实施例的第一透明传导氧化物薄膜和第二透明氧化物薄膜彼此堆叠的双层结构。该第一透明传导氧化物薄膜以4.8wt%的掺杂剂浓度处理，该第二透明传导氧化物薄膜以7.9w%的掺杂剂浓度处理。然后，测量上述双层结构的表面粗糙度，并拍摄表面图像。图2中的部分（b）为一个对比例的表面图像。此处，该第一透明传导氧化物薄膜以3.9wt%的掺杂剂浓度处理，该第二透明传导氧化物薄膜以7.9wt%的掺杂剂浓度处理。然后，测量表面粗糙度，并拍摄表面图像。因此，图2显示了在设定加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量比例相等而改变加入第一透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量比例之后，通过测量取决于加入第一透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的不同浓度的表面粗糙度的变化而获得的结果。

参照图2，对于用4.8wt%的掺杂剂浓度处理上述第一透明传导氧化物薄膜的部分（a），峰谷粗糙度（RPV）测量为15.8nm，表面粗糙度的均方根（RMS）测量为1.9nm。相反，对于用3.9wt%的掺杂剂浓度处理上述第一透明传导氧化物薄膜的部分（b），RPV测量为90.1nm，表面粗糙度的RMS测量为13.0nm。可从视觉上确认根据对比例的部分（b）的表面更粗糙。这样，取决于不同掺杂剂浓度的表面粗糙度的变化可由图2证实。

此外，图3显示了根据本发明一个实施例和另一个对比例的取决于透明传导氧化物薄膜基板中第二透明传导氧化物薄膜的掺杂含量的表面图像。此处，图3中部分（a）显示了根据本发明实施例的第一透明传导氧化物薄膜和第二透明氧化物薄膜彼此堆叠的双层结构。该第一透明传导氧化物薄膜以4.8wt%的掺杂剂浓度处理，该第二透明传导氧化物薄膜以7.9wt%的掺杂剂浓度处理。然后，测量上述双层结构的表面粗糙度和薄层电阻，并拍摄表面图像。图3中部分（b）为另一个对比例的表面图像。此处，该第一透明传导氧化物薄膜以4.8wt%的掺杂剂浓度处理，该第二透明传导氧化物薄膜以9.9w%的掺杂剂浓度处理。然后，测量表面粗糙度和薄层电阻，并拍摄表面图像。因此，图3显示了在设定加入第一透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量比例相等而改变加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量比例之后，通过测量取决于加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的不同浓度的表面粗糙度和薄层电阻的变化而获得的结果。

参照图3，对于用7.9wt%的掺杂剂浓度处理上述第二透明传导氧化物薄膜的部分（a），峰谷粗糙度（RPV）测量为15.8nm，表面粗糙度的均方根（RMS）测量为1.9nm。相反，对于用9.9wt%的掺杂剂浓度处理上述第二透明传导氧化物薄膜的部分（b），RPV测量为4.8nm，表面粗糙度的RMS测量为0.81nm。观察到根据另一个对比例的部分（b）的表面平整度比部分（a）的好。然而，部分（a）的薄层电阻测量为14.4Ω/□，而部分（b）的薄层电阻测量为24.4Ω/□，比部分（a）的薄层电阻高。基于这些结果，可认识到通过提高加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的浓度可实现卓越的表面平整度，但是当掺杂剂的浓度提高到或超过预定值时薄层电阻会增加。因此，尽管出于表面的平面化的目的而优选将加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的浓度设定得高，但是掺杂剂的高浓度需要限制到预定的范围。例如，加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量比例可限制在7.5wt%至9.5wt%的范围内。这是因为，由于用作OLED或光电池的透明电极，因此上述透明传导氧化物薄膜基板必须具有卓越的电特性。

下表1列出了当掺杂剂的含量比例超出根据本发明实施例的掺杂剂的含量比例范围时，其它对比例的表面粗糙度和薄层电阻的测量结果。

表1

	第一层（wt%）	第二层（wt%）	RSM（nm）	薄层电阻（Ω/□）
					对比例1	8.1	8.1	30.1	15.3
对比例2	13.3	7.1	3	25.3
					对比例3	11.8	11.8	3.5	40.7
对比例4	6.2	6.2	13.8	16.9

首先，对于对比例1，加入第一透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量超过根据本发明实施例的掺杂剂含量范围，加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量在根据本发明实施例的掺杂剂含量范围内。在这种情况下，表面粗糙度的RMS和薄层电阻都测量为比本发明实施例的高。此外，对于对比例2，加入第一透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量超过根据本发明实施例的掺杂剂含量范围的上限，加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量小于根据本发明实施例的掺杂剂含量范围的下限。在这种情况下，表面粗糙度的RMS测量为比本发明实施例的低，而薄层电阻测量为比本发明实施例的高。此外，对于对比例3，加入第一透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量比例和加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量比例超过根据本发明实施例的掺杂剂含量范围的上限。在这种情况下，表面粗糙度的RMS测量为较低，而薄层电阻测量为最高。此外，对于对比例4，加入第一透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量在根据本发明实施例的掺杂剂含量范围内，而加入第二透明传导氧化物薄膜的掺杂剂的含量小于根据本发明实施例的掺杂剂含量范围的下限。在这种情况下，如同对比例1，表面粗糙度的RMS和薄层电阻都测量为比本发明实施例的高。

此外，根据本发明的实施方式，上述透明传导氧化物薄膜基板可包含当用作OLED的阳极基板时用来提高光提取效率的内部光提取层（未显示）。该内部光提取层（未显示）可设置在基底基板110和第一透明传导氧化物薄膜120之间。该内部光提取层（未显示）可实施为由SiO₂、TiO₂、Al₂O₃制成的散射颗粒层或它们的混合层，由SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、SiN_x制造的折射率匹配层或它们的多层膜，或者散射网格层。

此外，根据本发明的实施方式，透明传导氧化物薄膜基板100可包含在对着基底基板110的一个表面的基底基板110的另一个表面上设置的外部光提取层（未显示），第一透明传导氧化物薄膜120在上述基底基板的一个表面上形成。

如上所述，由于具有低掺杂浓度的第一透明传导氧化物薄膜120和具有高掺杂浓度的第二透明传导氧化物薄膜130的双层结构，因此具有改善的表面平整度的根据本发明实施方式的透明传导氧化物薄膜基板可用作多种电子装置的透明传导电极，例如，用作OLED的阳极电极基板。尽管未详细显示，OLED具有包含阳极、有机发光层和阴极的多层结构，该多层结构位于彼此相对的封装基板之间。在根据本发明实施方式的透明传导氧化物薄膜基板100中，第一透明传导氧化物薄膜120和第二透明传导氧化物薄膜130可用作阳极，基底基板110可用作支撑阳极的封装基板之一。阴极可形成为由具有小功函以促进电子注入的Al、Al:Li或Mg:Ag制成的金属薄膜。在顶部发光结构的情况中，阴极可具有多层结构，该多层结构包含由Al、Al:Li或Mg:Ag制成的金属薄膜的半透明电极，以及由氧化铟锡（ITO）制成的氧化物薄膜的透明电极，以促进由有机发光层产生的光的传输。此外，有机发光层包含在阳极上顺序堆叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。在该结构中，当阳极和阴极之间施加正向电压时，电子通过电子注入层和电子传输层从阴极迁移到发光层，空穴通过空穴注入层和空穴传输层从阳极迁移到发光层。已经迁移到发光层中的电子和空穴彼此再结合，从而产生激子。当该激子从激发态过渡基态时，就发出光。以这种方式发出的光的亮度与阳极和阴极之间流动的电流的量成比例。

根据本发明实施方式的透明传导氧化物薄膜基板100可用作光电池的透明电极。该光电池为将光能，例如太阳能，直接转换成电的电装置。

尽管未具体显示，光电模块可具有多层结构，其中，盖玻片、第一缓冲元件、光电池、第二缓冲元件和背板彼此顺序堆叠。盖玻片用于保护电池单元免受外部环境（例如水分、灰尘或毁损）之害。此外，缓冲元件用于保护电池单元免受外部环境（例如水分渗透）之害，并通过将其粘合到盖玻片而封装电池单元。该缓冲元件可由乙烯醋酸乙烯酯（EVA）制成。电池单元形成为对例如太阳光响应而产生电压和电流的功率产生装置。例如，电池单元可包含透明传导性氧化物电极、光吸收层、背面电极层和绝缘膜。用于光吸收层的材料的实例可包含半导体化合物，例如单晶硅或多晶硅、铜铟镓硒化物（CIGS）或碲化镉（CdTe）；染料敏化剂，其中光敏染料分子吸附在多孔膜的纳米颗粒的表面，以使电子在光敏染料分子吸收可见光时激活；非晶硅；或类似物。在根据本发明的实施方式的透明传导氧化物薄膜基板100中，第一透明传导氧化物薄膜120和第二透明传导氧化物薄膜130可用作电池单元的透明传导氧化物电极，基底基板110可用作支撑该传导氧化物电极的支撑基板。

下面将给出根据本发明实施方式的制造上述透明传导氧化物薄膜基板的方法的说明。在根据本发明实施方式的制造上述透明传导氧化物薄膜基板的方法的说明中，将参照图1中显示的透明传导氧化物薄膜基板的附图标记。

在根据本发明实施方式的制造上述透明传导氧化物薄膜基板的方法中，首先，在基底基板110上沉积第一透明传导氧化物薄膜120。第一透明传导氧化物薄膜120可由选自In₂O₃、ZnO和SnO₂中的一种组成。第一透明传导氧化物薄膜120可通过选自常压化学气相沉积（APCVD）、低压化学气相沉积（LPCVD）、溅射和分子束外延中的一种形成，最优选APCVD。

APCVD工艺包括将基底基板110装入操作室（未显示）中，然后在预定温度加热。然后，将要形成第一透明传导氧化物薄膜120的前驱气体和氧化剂气体吹入操作室（未显示）中。优选控制前驱气体和氧化剂气体沿不同的气体进料通道送料，以防止气体在进入操作室（未显示）前混合。前驱气体和氧化剂气体可在送料前预热，以促进化学反应。此处，前驱气体可在载气上送入操作室（未显示）中，载气实施为惰性气体，例如氮气、氦气和氩气。

这样通过APCVD在基底基板110上沉积第一透明传导氧化物薄膜120后，用第一透明传导氧化物薄膜120的4.5wt%至7.0wt%范围内的含量比例的掺杂剂处理第一透明传导氧化物薄膜120，该掺杂剂为选自Al、Ga、B、In和F中的至少一种。

然后，由与第一透明传导氧化物薄膜120相同的物质制成的第二透明传导氧化物薄膜130在第一透明传导氧化物薄膜120上原位沉积，然后用第二透明传导氧化物薄膜130的7.5wt%至9.5wt%范围内的含量比例的掺杂剂处理。

如上所述，当通过APCVD沉积具有低掺杂剂浓度的第一透明传导氧化物薄膜120，并在第一透明传导氧化物薄膜120上原位沉积具有高掺杂浓度的第二透明传导氧化物薄膜130时，完成了根据本发明实施方式的透明传导氧化物薄膜基板100的制造。

本发明具体示例性实施例的上述说明已经参照附图提供。它们并非意在穷尽或限制本发明至所公开的精确形式，本领域的普通技术人员根据上述教导显然能够进行多种修改和变化。

本发明的范围因此旨在不受上述实施方式限制，而是由所附权利要求和其等效形式限定。

Claims

1.一种透明传导氧化物薄膜基板，包含：

基底基板；

在所述基底基板上形成的第一透明传导氧化物薄膜，所述第一透明传导氧化物薄膜用第一掺杂剂处理；和

在所述第一透明传导氧化物薄膜上形成的第二透明传导氧化物薄膜，所述第二透明传导氧化物薄膜用比所述第一掺杂剂浓度高的第二掺杂剂处理，其中所述第二透明传导氧化物薄膜的表面比所述第一透明传导氧化物薄膜的表面更平。

2.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述第一掺杂剂的含量比例在4.5wt%至7.0wt%的范围内。

3.根据权利要求2所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述第二掺杂剂的含量比例在7.5wt%至9.5wt%的范围内。

4.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述第一透明传导氧化物薄膜和所述第二透明传导氧化物薄膜的表面粗糙度的均方根（RMS）为5nm或更小。

5.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述透明传导氧化物薄膜基板的薄层电阻为15Ω/□或更小。

6.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂的每个为选自由Al、Ga、B、In和F组成的组中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂包含相同的物质或不同的物质。

8.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述第一透明传导氧化物薄膜和所述第二透明传导氧化物薄膜的每个包含选自由In₂O₃、ZnO和SnO₂组成的组中的一种。

9.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述第一透明传导氧化物薄膜和所述第二透明传导氧化物薄膜的每个包含相同的物质或不同的物质。

10.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，其中，所述第一透明传导氧化物薄膜的厚度和所述第二透明传导氧化物薄膜的厚度总计在150nm至250nm的范围内。

11.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，进一步包含设置在所述基底基板和所述第一透明传导氧化物薄膜之间的内部光提取层。

12.根据权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板，进一步包含设置在所述基底基板的一个表面上的外部光提取层，所述基底基板的所述一个表面与所述基底基板的另一个表面相反，所述第一透明传导薄膜在所述基底基板的所述另一个表面上形成。

13.一种制造透明传导氧化物薄膜基板的方法，包括：

在基底基板上沉积第一透明传导氧化物薄膜，用第一掺杂剂处理所述第一透明传导氧化物薄膜；和

在所述第一透明传导氧化物薄膜上沉积第二透明传导氧化物薄膜，用比所述第一掺杂剂浓度高的第二掺杂剂处理所述第二透明传导氧化物薄膜。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，沉积所述第一透明传导氧化物薄膜和沉积所述第二透明传导氧化物薄膜包括通过化学气相沉积在所述第一透明传导氧化物薄膜上原位沉积所述第二透明传导氧化物薄膜。

15.一种有机发光装置，包含作为阳极基板的如权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板。

16.一种光电池，包含作为透明电极基板的如权利要求1所述的透明传导氧化物薄膜基板。