TWI322919B - Transparent conductive film and fabrication method thereof - Google Patents

Description

1322919 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種透明導電薄膜結構以及有關一種利用 熱處理的方式在透明導電薄膜上形成週期性且大抵平行的起伏 結構的製造方法。 【先前技術】 用於平面顯示器、發光二極體、觸控面板等光電產品的氧 化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO)等透明導電膜，目前在量產上大 都使用磁控濺鍍或真空蒸鍍等乾式物理方法成膜。物理方法成 膜的主要問題在於成膜設備及靶材都相當昂責，而且成膜材料 的利用率極低，因此製造成本極高。 另一方面，以粒徑數十奈末的導電氧化物粉末為原料，調 配成懸浮液狀的透明導電塗料，並以濕式化學成膜法製成薄 膜，是一種簡便而迅速的透明導電薄膜成膜技術。這種濕式化 φ學成膜法的優點有：不需抽真空 '成膜設備成本較低、可用噴 塗、網印、旋轉塗佈或浸潰等多種方式成膜、容易做大面積成 膜及雙面塗佈、成膜材料的利用率高與薄膜電阻調整的幅度極 大等特性。然而，以懸浮液及濕式化學方法形成透明導電薄膜 時，其懸浮液粒子在基材表面流動及乾燥的狀況常有局部的細 微差異。這種細微差異對於透明導電薄膜的電阻及透光率等基 本性質並沒有明顯的影響，但會使反射光呈現不規則的彩虹狀 條紋及眩光（glare)，這對於注重目視觀感的產品將有不利影響。 因此，需要能消除這種彩虹狀條紋及眩光（g丨are)的解決方法。 U22919 【發明内容】 有鑑於此，本發明提供一種透明 明導雷《晅*肚技从 一屬膜，能有效降低透 月¥电/專膜杉虹狀條紋及眩光（giare) 〇 本發明之透明導電薄膜，包括：一 氧化肋職，具㈣期性以抵相，由奈米 _ 丁的衣面凹凸結構。 為達成上述目的，本發明提供一 、° ,,,^ 攻明導電缚膜的製造方 成’匕β下列步驟：將複數個基米氧 ^ —减物懸輿—溶劑混合， 调配成-懸㈣狀的塗佈液；將—透明基板浸人料佈液中. 以及將該逍明基板從該塗饰液中拉起’同時進行—熱處理步 驟，使透明基板表面形成一透明導電 平行的表面凹凸結構。 、性且大抵 為:讓本發明之上述和其他目的'特徵、和優點能更明顯 易k’卜文特舉-較佳實施例，並配合所附圖示，料細 如下： 丨 【實施方式】 本發明主要係藉由成膜時的特殊熱處理步驟，在某板矛面 形成-週難且大抵平行的表面凹凸起伏。第1 _轉發= 透明導電薄膜的製作方法，首先將以奈米導電氧化物顆粒為原 料與一有機溶劑混合，調配成懸浮液狀的塗佈液置於塗佈槽103 t ’作為成膜原料，其巾奈米氧化物顆粒包括經摻雜或未_ ，氧化銦（In2〇3)、氧化錫（Sn〇2)、氧化辞（Zn0)、氧化録⑽〇)' 虱化鎘銦（CdIn2〇4)、氧化鎂銦（MgIn2〇4)、氧化鋅鎵（ZnGa7c^)、 氧化鎘鎵（CdGaA4)、四氧化鋅錫（ΖηΑηΟ4) '三4 /卜拉 6 1322919 (ZnSn03)、二氧化鎵（Ga203)、氧化鎵銦（GaIn〇3)、四氧化鎘錫 (CdsSnO4)、三氧化鎘錫（CdSn〇3)、氧化鎘銻（cd2Sb2〇.7)、氧化 鎘鍺（CdaGeO4)、氧化銦鎵鎂（InGaMg〇4)、氧化銦鎵鋅 (InGaZn04)、氧化鋅銦（Zn2In2〇5)、氧化銀銦（AgIn〇2)、氧化銅 鋁（CuA〗02)、氧化銅鎵（CuGa02)、氧化锶銅（SrCu2〇2)，或上述 材枓的組合，其中奈米導電氧化物顆粒的尺寸小於丨〇〇奈米， 較佳在15-45nm之間。 將衣面光/月的处明基板1 〇丨，例如玻璃，浸入裝有調配好的 懸浮液的塗佈槽1G3中’進行傳統濕式化學成膜法中的浸潰法， 經過約10至60秒的浸潰，將透明基板1〇1以約5mm/sec至 腿/see的固定速率自液面拉起，其中較佳為垂直液面拉起， 同時在液面上設置長條狀加熱器1〇2分別置於透明基板ι〇ι之 ，兩侧’並調整加熱器之方位’使其平行於透明基板！01 4面且淤心明丞板拉起方向，在透明基板I。】拉起的過 <·^订力二力口熱B寸基戒衣面溫度約在7〇度至⑽度之間， 使附著在透明基板1 〇〗> & $ 面的塗佈液乾燥後形成透明導電薄 膜，接著在熱處理爐中做第二次熱處理後，其片電阻約在％至 ⑽之間，而可見光的平均穿透率烟以上。 顯示經熱處理«後形成在透明基板m上的的透 明V電薄膜結構2〇〗，i薄膜声 Α π ，、屬膜表面壬現一具有週期性且大抵平行 的凹凸結構，類似平行山脈狀， /、凹凸結構的間距Τ為30至 陣，而其凹凸結構的高低差h約為〇.25至_。 附件1之左圖顯示以僂蜞、、爲斗_儿β、 ^ ^ ，. Λ.、式化子濕式成膜法，同樣以浸潰 、、、4成膜所形成的透明導電薄膜，利用光 7 學顯微鏡觀察的表面微結構，由圖可發現，室 形成的透明導電薄膜#去 …'乾麵成膜所 之右薄膜表面形成任何特別的結構。附件1 右圖,4不經過本發明熱處理過程所形成的透 牛 學顯微鏡下的薄膜# s& 窀潯朕，在光 a s， 構，由圖可發現，成膜後的表面呈f 方向且大抵平行的條紋結構。 壬見早 所形掃猫式電子顯微顯微鏡觀察經過本發明熱處理 抵平=缚膜表面微結構’其薄膜表面呈現週期性且大 抵十订的條狀結構。 八 附件3之上圖顯示傳統未經熱處理的化學 的遠明導電薄膜反射光影像，由圖可得知,以傳統== =形^透明導電薄膜反射光呈現不規則的彩虹狀 r圖如彻本發明熱處理所形成的透明導電薄膜反射光影 =，祕理後形成週純料面凹凸結财#有效消除不規則的 '紋’而且由於凹凸狀的幾何結構造成粗糙的表面，使光線 方向#x不致’ @此反射光影像較為模糊，具有降低眩 效果。 雖本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本 :明’任何熟習此技藝者，在*脫離本發明之精神和範圍内，當 可作些许之更動與㈣’因此本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。 8 1322919 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明較佳實施例中透明導電薄膜的製造裝置示 意圖。 第2圖為本發明較佳實施例透明導電薄膜表面結構示意圖。 【主要元件符號說明】 101〜透明基板； 102〜加熱器； 103〜塗佈槽； 201〜透明導電薄膜； h〜高低差； T〜間距。

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Claims (1)

1322919 第 94124934 號 修正日期:98. II.18 修正本 十、中請專利範圍： 一種透明導電薄膜結構，包括· 一基板’具有一上表面； -透明導電薄膜，由奈米氧化顆粒所構成，具有週期 性且大抵平行且連續的表面凹凸結構，且該透明導電臈之 下表面大抵平行於該基板之該上表面，其中_凸結構的相 鄰凸起部分之間的間距為30微米至15()微米。 2. 如申請專利範圍第！項所述之透明導電薄膜結構， 其中該透明導電薄膜形成在一透明基板上。 3. 如申請專利範圍第2項所述之透明導電薄膜結構， 其中該透明基板包括玻璃。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之透明導電薄膜結構， 其中s玄凹凸結構的高低差為〇 2 5微米至1微米。 5. 如申请專利範圍第1項所述之透明導電薄膜結構， 其中該透明導電薄膜片電阻在50至3〇〇〇Qhm/square之間。 6. 如申請專利範圍第1項所述之透明導電薄膜結構， 其中該透明導電薄膜之可見光平均穿透率大於8〇%。 7 .如申a月專利紅圍第1項所述之透明導電薄膜結構， 其中該奈米氧化物顆粒包括：經摻雜或未摻雜的氧化銦 〇2〇3)、氧化錫（Sn〇2)'氡化鋅（Zn〇)'氡化鎘（Cd〇)、氧 1322919 化鎘銦（CdIn2〇4)、氧化鎮钢（MgIn2〇4)、氧化鋅鎵 (ZnGa2〇4)、氧化鎘鎵（CdGa204)、四氧化鋅錫（Zn2Sn04)、 三氧化鋅錫（ZnSn〇3)、氧化鎵（Ga2〇3)、氧化鎵銦 (GaIn〇3)、四氧化鎘錫（Cd2Sn〇4)、三氧化鎘錫（cdSn03)、 氧化鎘銻（CdzSbW7)、氧化鎘鍺（CdzQeQ4)、氧化麵鎵鎮 (InGaMg〇4)、氧化銦鎵辞（inGaZn〇4)、氧化鋅銦 (Zn2In2Q5)、氧化銀銦（AgInQ2)、氧化銅鋁（cUAl〇2)、氧化 銅鎵（CuGa〇2)、氧化锶銅（SrCu2〇2)，或上述材料的組合。 8. —種透明導電薄膜結構的製造方法，包括下列步 驟： 將複數個奈米氧化物顆粒與一溶劑混合，調配成一懸 浮液狀的塗佈液； 將一透明基板浸入該塗佈液中；以及 將該透明基板從該塗佈液中拉起，同時進行一熱處 理，使該透明基板表面形成一透明導電薄膜，具有週期性 且大抵平行的表面凹凸結構。 9. 如申請專利範㈣8項所述之透明導電薄膜結構的 製造方法’其中該透明基板從該塗佈液中垂直拉起。 1322919 10. 如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄膜、纟士構 的製造方法，其中該透明基板從該塗佈液中以一固定迷户 拉起。 11. 如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄臈結構 的製造方法’其中該熱處理步驟是以條狀且平行於該透明 基板表面的加熱器進行加熱。

12. 如申請專利範圍第u項所述之透明導電薄膜結構 的製k方法’其中該加熱器別置於該透明基板的一側或兩 側0 如申請專利範圍第u項所述之透明導電薄膜結構 製块方去，其中該加熱器配置方向垂直於該透明基板拉 起之方向。 二如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄臈結構 ’^方法’其中該熱處理的溫度範圍在奶至。 ,15·如中請專利範圍第8項所述之透明導電薄膜結構 的製造方法’其中該透明基板包括玻璃。 16.如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄膜結構 的製造方沐 . 一〜不米氧化物顆粒粒徑小於1 〇〇奈米。 17 ·如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄膜結構 的製造方法’其中該奈米氧化物顆包括：經摻雜或未摻雜 的氧化銦（in2〇3)、氧化錫（Sn〇2)、氧化鋅（Zn〇)、氧化鎘 (CdO)、氧化鎘銦（CdIn2C)4)、氧化鎂銦（MgIn2Q4)、氧化鋅 鎵（ZnGa2〇4)、氧化鎘鎵（以仏山4) '四氧化辞錫 (Zn2Sn〇4)、三氧化鋅錫（ZnSn〇3)、氧化錄（以2〇3)、氧化 鎵銦（Gainey、四氧化鎘錫、三氧化鎘錫 (CdSnCh)、氧化鎘銻（Cd2Sb2〇7)、氧化鎘鍺（Cd2Ge〇4)、氧 化銦鎵鎂（InGaMg〇4)、氧化銦鎵鋅（InGaZn〇4)、氧化鋅銦 (Ζη21η205)'氧化銀銦（AgIn〇2)、氧化銅鋁（CuAi〇2)、氧化 銅鎵（Cu〇a〇2)、氧化锶銅（SrCi^Q2)，或上述材料的組合。 18. 如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄膜結構 的製造方法，其中該凹凸結構的相鄰凸起部分之間的間距 為30微米至15〇微米。 19. 如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄膜結構 的製造方法，其中該凹凸結構的高低差為〇 25微米至1微 米》 1322919 20. 如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄膜結構 的製造方法，其中該透明導電薄膜片電阻在50至 3000ohm/square之間。 21. 如申請專利範圍第8項所述之透明導電薄膜結構 的製造方法，其中該透明導電薄膜透光率大於80%。

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