CN212392013U - 一种低方阻的透明导电膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低方阻的透明导电膜，包括由下往上层叠设置的透明基材、折射率匹配层、过渡层、金属合金层、第一透明导电层、介质阻隔层和第二透明导电层，在透明基材与金属合金层之间增加了一个由折射率匹配层与过渡层二者共同组合成的基材侧的水氧阻隔层，其中过渡层的目的是给上层的金属合金层提供一个致密连续的导电层衬底，减少薄层金属的岛状不连续现象，其与折射率匹配层共同组合成基材侧的水氧阻隔层后，有效防止金属合金层在使用过程中劣化，使整体可靠性耐候性大幅提高，在金属合金层的空气侧，增加了介质阻隔层和一层内侧的透明导电层，有效的隔绝了加工与运输过程中水氧通过空气侧的最外侧的透明导电层对金属合金层的水氧侵蚀。
Description
技术领域
本实用新型涉及导电膜领域，尤其涉及一种低方阻的透明导电膜。
背景技术
近年来，随着半导体制造技术及光伏技术突飞猛进的发展，诸如平面显示器、触控屏、窗膜、聚合物分散液晶、太阳能电池等技术迅速发展和完善，这些新技术都需要用到透明导电膜作为电极、受光面或者电磁脉冲屏蔽膜。以触控屏为例，触控屏中常用的几种类型如电阻式触控屏、表面电容式触控屏、感应电容式触控屏都需要利用透明导电膜作为电极材料。
透明导电膜公认的定义为在可见光范围为透明的，并且具有较低的电阻率。目前常用的透明导电膜有ITO(氧化锡与氧化铟的混合物)膜、AZO(掺铝氧化锌)膜以及氧化铝等。
经文献检索发现，1998年M.Bender和W.Seelig等人在《Thin solidFilms》第326(1998) 67-71上撰文“Dependence of film composition and thickness on opticaland electrical properties of ITO-metal-ITO multilayers(ITO-金属-ITO多层膜光电性能与其膜厚及组成的关系)”，该问题出ITO/AG/ITO(I/M/I)多层膜取代单一的ITO膜，企图获得更好的导电性能和更低的成本。但这种三明治结构的光电性能没能达到人们的期望值。之后上海交通大学的一个课题组提出了电介质层/金属层/电介质层的三明治结构，具有良好的导电性和较低的电阻。但这种结构的膜仍具有较厚的厚度，在柔性基材PET上易脱落，附着性差，且暴露在空气中，组织不稳定，抗氧化能力差且耐候性测试500h，数据较差。
例如以目前行业内成熟的ITO制作的方阻为15欧姆左右的上述导电膜为例，ITO厚度大约130nm以上，厚度导致弯折性变差，导致柔性基材基本不能使用的状况。银叠层导电膜成功的解决了这一问题，并在成本上会有下降。缺点是银叠层导电膜耐候性以及透过率会比ITO稍差。
实用新型内容
本实用新型目的是：提供一种耐候性以及透过率更好的低方阻的透明导电膜，以弥补现有技术在这一块的不足。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型提供的一种低方阻的透明导电膜，包括由下往上层叠设置的透明基材、折射率匹配层、过渡层、金属合金层、第一透明导电层、介质阻隔层和第二透明导电层，其中所述折射率匹配层为硫化锌层、五氧化二铌层、二氧化钛层、氧化锌层或者氧化锌混合层，厚度为15～50nm，
所述过渡层为氧化锌镁层、氧化锌镓层或氧化锌铝层，厚度为3～15nm，
介质阻隔层为氧化锌层、二氧化硅层、氧化铝层或氮化硅层。
在某些实施方式中，所述折射率匹配层为五氧化二铌层，厚度为35nm。
在某些实施方式中，所述过渡层为氧化锌镁层，厚度为6nm。
在某些实施方式中，所述介质阻隔层为二氧化硅层，厚度为10nm。
在某些实施方式中，所述透明基材层的材料为PI、PET、PC、COP和玻璃中的一种，厚度为0.005～1μm，并且当材料为PET或PC时，上下表面做加硬处理。
在某些实施方式中，所述透明基材层的材料为PET，厚度为0.125μm。
在某些实施方式中，所述金属合金层为银合金层或者铜合金层，厚度为4～20nm，方阻为5～30Ω。
在某些实施方式中，所述金属合金层为银钯铜合金层，厚度为6.5nm，方阻为16Ω。
在某些实施方式中，所述第一透明导电层为氧化锡层、氧化锌层或氧化铟锡层，厚度为5-40nm。
在某些实施方式中，所述第二透明导电层为氧化锡层，或为氧化铟锡层，厚度为20～80nm。
在某些实施方式中，所述过渡层中氧化锌在混合材料中的比例大于80％。
本实用新型的优点：
(1)本实用新型提供的低方阻透明导电膜在透明基材与金属合金层之间增加了一个由折射率匹配层与过渡层二者共同组合成的基材侧的水氧阻隔层，其中过渡层的目的是给上层的金属合金层提供一个致密连续的导电层衬底，减少薄层金属的岛状不连续现象，其与高折射率材料制成的折射率匹配层共同组合成基材侧的水氧阻隔层后，有效防止金属合金层在使用过程中劣化，使整体导电膜可靠性耐候性大幅提高。
(2)同时，本实用新型在金属合金层的空气侧，增加了一层分子结构致密的介质阻隔层和一层内侧的透明导电层，有效的隔绝了加工与运输过程中水氧通过空气侧的最外侧的透明导电层对金属合金层的水氧侵蚀，使耐环测性大大提高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例：本案提供的这种低方阻的透明导电膜，其层叠结构如图1所示，具有由下往上层叠设置的透明基材10、折射率匹配层11、过渡层12、金属合金层13和第一透明导电层14、介质阻隔层15和第二透明导电层16，通过对各层材料、或组成含量、或厚度搭配不同选择，可以形成多种不同的实施例。下面我们就例举六个实施例对我们的产品及其性能加以说明：
实施例1
一种低方阻的透明导电膜构成为由下往上层叠设置的透明基材10、折射率匹配层11、过渡层 12、金属合金层13、第一透明导电层14、介质阻隔层15和第二透明导电层16，各层材料分别为PET、五氧化二铌、氧化锌镁、银合金(其中银合金中的其余合金为钯和铜，银的比例大于95％，方阻为16Ω)、氧化铟锡(铟锡比90:10)、二氧化硅、氧化铟锡(铟锡比90:10)，上述各层厚度分别为0.125μm、35nm、6nm、6.5nm、20nm、10nm、20nm。此时透明导电膜具有较佳的性能(包括耐候性、透明度、附着性等)。
制作工艺可采用常规的卷对卷式磁控溅射沉积法，采用卷对卷式磁控溅射沉积法具有溅射多种材料，真空度高，附着力强，膜材致密，可在柔性基材上镀膜。
如在本实施例中，在柔性透明基材上依次通过购买而来的五氧化二铌靶材、氧化锌镁靶材、银钯铜合金靶材、氧化铟锡靶材、二氧化硅靶材、氧化铟锡靶材，通过磁控溅射工艺沉积构成。
当材料为PET或PC时，上下表面通过涂布工艺设置如HC加硬层等做加硬处理，为常规技术，在此不再赘述。
当然，透明导电膜还可以采用其他工艺方法进行，例如化学气相沉积或物理气相沉积等，其工艺过程及工艺参数可以参照现有技术，在此不再赘述。
表1、2为实施例1产品的测试结果
表1
| 方阻Ω | VLT(％) | 附着力 |
| 16 | 85 | 5B |
耐候性测试条件：高温高湿:85℃,85％RH，高温储存:80℃，低温储存:-40℃，冷热冲击:-40℃ (60min)to 80℃(60min),20cycles，结果如表2
表2
实施例2
一种低方阻的透明导电膜构成为由下往上层叠设置的透明基材10、折射率匹配层11、过渡层 12、金属合金层13、第一透明导电层14、介质阻隔层15和第二透明导电层16，其各层材料分别为PC、硫化锌、氧化锌镓、铜合金(其中铜合金中的其余合金为钯和金，铜的比例大于95％，方阻为18Ω)、氧化锌、氧化锌镁、氧化锡，上述各层厚度分别为0.100μm、40nm、7nm、5.5nm、16nm、10nm、22nm。
表3、4为实施例2产品的测试结果
表3
| 方阻Ω | VLT(％) | 附着力 |
| 18 | 82 | 5B |
耐候性测试条件：高温高湿:85℃,85％RH，高温储存:80℃，低温储存:-40℃，冷热冲击:-40℃ (60min)to 80℃(60min),20cycles，结果如表4
表4
实施例3
一种低方阻的透明导电膜构成为由下往上层叠设置的透明基材10、折射率匹配层11、过渡层 12、金属合金层13、第一透明导电层14、介质阻隔层15和第二透明导电层16，各层材料分别为PI、二氧化钛、氧化锌铝、银合金(其中银合金中的其余合金为铂和铑，银的比例大于 95％，方阻为13Ω)、氧化锡、氧化铝、氧化铟锡(铟锡比90:10)，上述各层厚度分别为0.150 μm、30nm、5nm、7nm、18nm、10nm、25nm。
表5、6为实施例3产品的测试结果
表5
| 方阻Ω | VLT(％) | 附着力 |
| 13 | 83.5 | 5B |
耐候性测试条件：高温高湿:85℃,85％RH，高温储存:80℃，低温储存:-40℃，冷热冲击:-40℃ (60min)to 80℃(60min),20cycles，结果如表6
表6
实施例4
一种低方阻的透明导电膜的构成为由下往上层叠设置的透明基材10、折射率匹配层11、过渡层12、金属合金层13、第一透明导电层14、介质阻隔层15和第二透明导电层16，其各层材料分别为COP、氧化锌、氧化锌铝，氧化锌镓、铜合金(其中铜合金中的其余合金为钯和铂，铜的比例大于95％，方阻为18Ω)、氧化锌镁、氧化锌铝、氧化锡，上述各层厚度分别为0.120 μm、40nm、5nm、6nm、18nm、10nm、30nm。
表7、8为实施例4产品的测试结果
表7
| 方阻Ω | VLT(％) | 附着力 |
| 18 | 83 | 5B |
耐候性测试条件：高温高湿:85℃,85％RH，高温储存:80℃，低温储存:-40℃，冷热冲击:-40℃ (60min)to 80℃(60min),20cycles，结果如表8
表8
实施例5
一种低方阻的透明导电膜构成为由下往上层叠设置的透明基材10、折射率匹配层11、过渡层 12、金属合金层13、第一透明导电层14、介质阻隔层15和第二透明导电层16，其各层材料分别为玻璃、氧化锌、氧化锌铝、银合金(其中铜合金中的其余合金为金和铂，铜的比例大于95％，方阻为13Ω)、氧化锡、氮化硅、氧化铟锡(铟锡比90:10)，上述各层厚度分别为 0.085μm、45nm、10nm、7nm、35nm、10nm、25m。
表9、10为实施例5产品的测试结果
表9
| 方阻Ω | VLT(％) | 附着力 |
| 13 | 82 | 5B |
耐候性测试条件：高温高湿:85℃,85％RH，高温储存:80℃，低温储存:-40℃，冷热冲击:-40℃ (60min)to 80℃(60min),20cycles，结果如表10
表10
实施例6
一种低方阻的透明导电膜的构成为由下往上层叠设置的透明基材10、折射率匹配层11、过渡层12、金属合金层13、第一透明导电层14、介质阻隔层15和第二透明导电层16，其各层材料分别为PET、二氧化钛、氧化锌镓、铜合金(其中铜合金中的其余合金为金和铑，铜的比例为95％，方阻为10Ω)、氧化锌铝、二氧化硅、氧化铟锡(铟锡比90:10)，上述各层厚度分别为0.135μm、30nm、9nm、11nm、25nm、10nm、32m。
表11、12为实施例6产品的测试结果
表11
| 方阻Ω | VLT(％) | 附着力 |
| 10 | 79 | 5B |
耐候性测试条件：高温高湿:85℃,85％RH，高温储存:80℃，低温储存:-40℃，冷热冲击:-40℃ (60min)to 80℃(60min),20cycles，结果如表12
表12
当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：包括由下往上层叠设置的透明基材、折射率匹配层、过渡层、金属合金层、第一透明导电层、介质阻隔层和第二透明导电层，
其中所述折射率匹配层为硫化锌层、五氧化二铌层、二氧化钛层、氧化锌层或者氧化锌混合层，厚度为15~50nm，
所述过渡层为氧化锌镁层、氧化锌镓层或氧化锌铝层，厚度为3~15nm，
介质阻隔层为氧化锌层、二氧化硅层、氧化铝层或氮化硅层。
2.根据权利要求1所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述折射率匹配层为五氧化二铌层，厚度为35nm。
3.根据权利要求1所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述过渡层为氧化锌镁层，厚度为6nm。
4.根据权利要求1所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述介质阻隔层为二氧化硅层，厚度为10nm。
5.根据权利要求1所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述透明基材层的材料为PI、PET、PC、COP和玻璃中的一种，厚度为0.005~1μm，并且当材料为PET或PC时，上下表面做加硬处理。
6.根据权利要求5所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述透明基材层的材料为PET，厚度为0.125μm。
7.根据权利要求1所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述金属合金层为银合金层或者铜合金层，厚度为4~20nm，方阻为5~30Ω。
8.根据权利要求1所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述金属合金层为银钯铜合金层，厚度为6.5nm，方阻为16Ω。
9.根据权利要求1所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述第一透明导电层为氧化锡层、氧化锌层或氧化铟锡层，厚度为5-40nm。
10.根据权利要求1所述的一种低方阻的透明导电膜，其特征在于：所述第二透明导电层为氧化锡层，或为氧化铟锡层，厚度为20~80nm。
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