TWI765357B - 氧化銦錫的製備方法 - Google Patents

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Abstract

本申請涉及一種氧化銦錫的製備方法，其包含：提供第一電鍍溶液，第一電鍍溶液包含氯化膽鹼、尿素、氯化銦、硼酸以及抗壞血酸；設置工件，且工件的至少一部份接觸第一電鍍溶液；加熱第一電鍍溶液到60 ℃至95 ℃；施加第一操作電流以使銦電鍍於工件上；提供第二電鍍溶液，第二電鍍溶液包含氯化膽鹼、尿素、氯化錫、硼酸以及抗壞血酸；設置經電鍍銦的工件，且工件的至少一部份接觸第二電鍍溶液；加熱第二電鍍溶液到60 ℃至95 ℃；施加第二操作電流以使錫電鍍於工件上；以及在氧氣環境中退火工件，以使銦以及錫氧化形成氧化銦錫。

Description

氧化銦錫的製備方法
本申請有關於電鍍的技術領域，特別是關於氧化銦錫的製備方法。
氧化銦錫(indium tin oxide, ITO)是一種氧化銦(indium oxide)(In 2O 3)以及氧化錫(tin oxide)(SnO 2)的混合物。一般而言，氧化銦錫中的氧化銦與氧化錫的質量比約為9:1，亦即主要成分是氧化銦。除此之外，氧化銦錫具有優秀的導電度，且能夠在可見光下呈現一定程度的透光。
承上所述，氧化銦錫既是電的良導體，又能夠呈現透光的性質，因此，氧化銦錫被廣泛地應用在各種顯示器中。舉例而言，像是液晶顯示器、電漿顯示器、觸控螢幕或是電子書等。除此之外，氧化銦錫也能夠被應用於光學鍍膜的領域，像是抗反射鍍膜等。
目前來說，為了製備氧化銦錫鍍層，一般是使用氣相沉積法，像是物理氣相沉積法(physical vapor deposition, CVD)或是化學氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)將氧化銦錫形成在基板或是工件上。然而，化學氣相沉積法的製程限制多，也難以應對形狀複雜之工件，因此不利於大規模的生產。除此之外，由於CVD設備昂貴且沉積速率緩慢，也使得化學氣相沉積法的成本居高不下。
本申請實施例提供一種氧化銦錫的製備方法，解決目前使用化學氣相沉積法製備氧化銦錫鍍層，因製程複雜而導致成本居高不下的問題。
為了解決上述技術問題，本申請是這樣實現的：
提供一種氧化銦錫的製備方法，其包含：提供第一電鍍溶液，第一電鍍溶液包含氯化膽鹼、尿素、氯化銦、硼酸以及抗壞血酸；設置工件，且工件的至少一部份接觸第一電鍍溶液；加熱第一電鍍溶液到60 ℃至95 ℃；施加第一操作電流以使銦電鍍於工件上；提供第二電鍍溶液，第二電鍍溶液包含氯化膽鹼、尿素、氯化錫、硼酸以及抗壞血酸；設置經電鍍銦的工件，且工件的至少一部份接觸第二電鍍溶液；加熱第二電鍍溶液到60 ℃至95 ℃；施加第二操作電流以使錫電鍍於工件上；以及在氧氣環境中退火工件，以使銦以及錫氧化形成氧化銦錫。
在本申請實施例中，藉由特定組成的第一電鍍溶液電鍍銦在工件上，再藉由特定組成的第二電鍍溶液電鍍錫在工件上，最後將電鍍完銦以及錫的工件在氧氣環境中退火，以獲得氧化銦錫鍍層。本申請的製程簡單，能夠應用於大面積生產。除此之外，電鍍製程中所使用的第一電鍍溶液以及第二電鍍溶液的成分安全無毒，且能夠反覆利用以減少資源浪費。
為利瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精確配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
在附圖中，為了淸楚起見，放大元件的厚度或寬度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」或「設置於」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反地，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文與電鍍溶液的「連接」或「設置」，其可以指物理及/或電性的連接或設置。此外，若使用術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者其順序關係。
除非另有定義，本文所使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。
本申請的氧化銦錫的製備方法包含複數個步驟，且適用於所屬技術領域的具有通常知識者所認知的任何電鍍設備以及退火設備。更具體地，本申請的電鍍設備包含第一電鍍設備以及第二電鍍設備，第一電鍍設備用於電鍍銦，第二電鍍設備用於電鍍錫。
在一些實施例中，第一電鍍設備可以包含第一電鍍槽、第一靶材以及第一電源供應器。第一電源供應器包含正極以及負極。第一靶材電性連接於第一電源供應器的正極，且包含金屬銦或是其合金，以作為銦離子的來源。在一些實施例中，第一電鍍設備還可以包含第一吸附件。第一吸附件與第一電源供應器電性連接，並藉由第一電源供應器提供的電流產生靜電以吸附電鍍過程中可能產生的碳離子。
在一些實施例中，第二電鍍設備可以包含第二電鍍槽、第二靶材以及第二電源供應器。第二電鍍槽與第二電源供應器相似或相同於第一電鍍槽與第一電源供應器，因此不再贅述。另外，第二靶材包含金屬錫或是其合金，以作為錫離子的來源。
在一些實施例中，退火設備可以是快速熱退火爐(Rapid Thermal Annealing furnace, RTA furnace)，其用以對鍍完銦以及錫的產品或工件進行退火，以消除產品或工件在電鍍過程中可能產生的內應力。更進一步地，退火過程中還可以使銦以及錫鍍層中的原子擴散，以形成新的晶粒。
請參閱圖1，其是本申請一實施例的氧化銦錫的製備方法流程圖。如圖所示：
步驟S1：提供第一電鍍溶液，第一電鍍溶液包含氯化膽鹼(choline chloride)、尿素(urea)、氯化銦(indium chloride)、硼酸(boric acid)以及抗壞血酸(ascorbic acid)。第一電鍍溶液是設置在第一電鍍設備的第一電鍍槽中，且第一靶材的至少一部分浸泡在電鍍溶液中。在一些實施例中，第一電鍍設備所包含的第一吸附件也可以浸泡在第一電鍍溶液中。
添加氯化膽鹼以及尿素之目的是形成深共熔溶劑(deep eutectic solvent)。具體而言，在特定的比例下，氯化膽鹼以及尿素的混合物在常溫下為液體。在一些實施例中，氯化膽鹼在第一電鍍溶液中的比例可以是560 克/公升(g/L)，並使用莫耳濃度計算公式:[ 溶質質量 (克) / 溶質分子量 (克)] / 溶液體積 (公升) = 莫耳濃度，換算成莫耳濃度為4 M，而尿素在第一電鍍溶液中的比例可以是480 克/公升(g/L)，換算成莫耳濃度為8 M。換句話說，氯化膽鹼和尿素的莫耳濃度比為1：2，且此比例具有最低之熔點為12 ℃。然而，本申請不限於此，氯化膽鹼在第一電鍍溶液中的比例範圍可以是460 克/公升至660 克/公升，尿素在第一電鍍溶液中的比例範圍可以是380 克/公升至580 克/公升，較佳的每公升第一電鍍溶液的混合比例為560 克的氯化膽鹼與480 克的尿素。在一些實施例中，混合560 克氯化膽鹼以及480 克尿素，並加熱至80 ℃形成離子液體，所述離子液體即為本申請的第一電鍍溶液的主成分。
添加氯化銦之目的是提供電鍍溶液中的銦離子來源。在一些實施例中，氯化銦的莫耳濃度範圍可以是0.005 M至1 M。舉例而言，加入第一電鍍溶液的氯化銦(InCl 3)的比例為150 克/公升(g/L)，換算成莫耳濃度約為0.5 M。然而，本申請不限於此，氯化銦在第一電鍍溶液中的比例範圍可以是120 克/公升至180 克/公升，較佳的比例為150 克/公升的氯化銦添加量。
添加抗壞血酸之目的是消除在第一電鍍溶液中的氧氣泡，以提高電鍍品質。在一些實施例中，抗壞血酸的莫耳濃度範圍可以是0.025 M至0.15 M。舉例而言，抗壞血酸在第一電鍍溶液中的比例是2 克/250 毫升，換算成莫耳濃度約為0.05 M。然而，本申請不限於此，抗壞血酸在第一電鍍溶液中的比例範圍可以是1 克/250 毫升至6 克/250 毫升，較佳的比例為2 克/250 毫升的抗壞血酸添加量。
添加的硼酸之目的是穩定第一電鍍溶液的酸鹼值(pH值)，亦即調整氫離子濃度指數，而本申請的第一電鍍溶液在添加硼酸後會變成弱酸性，其酸鹼值控制在大約數值4左右。在一些實施例中，硼酸的莫耳濃度範圍可以是0.7 M至2 M。舉例而言，硼酸在第一電鍍溶液中的比例是20 克/200 毫升，換算成莫耳濃度約為1.62 M。然而，本申請不限於此，硼酸在第一電鍍溶液中的比例範圍可以是15 克/200 毫升至25 克/200 毫升，較佳的比例為20克 /200 毫升的硼酸添加量。
在一些實施例中，第一電鍍溶液中還可以包含糖精(saccharin) (C 7H 5NO 3S)。添加的糖精之目的是為了讓所電鍍的銦鍍層的晶粒細化，除此之外，還能夠有效降低銦鍍層的內應力，並在電鍍的過程中對銦鍍層產生拋光效果。在一些實施例中，糖精添加的莫耳濃度範圍可以是0.03 M至0.2 M。舉例而言，糖精在第一電鍍溶液中的比例是2 克/200 毫升，換算成莫耳濃度為0.05 M。然而，本申請不限於此，糖精在第一電鍍溶液中的比例範圍可以是2 克/200 毫升至7 克/200 毫升，較佳的比例為2 克/200 毫升的糖精添加量。
在一些實施例中，第一電鍍溶液還可以包含又稱為甘油之丙三醇(C3H8O3)。添加丙三醇之目的是為了與硼酸形成複合脂類。其中，硼酸與丙三醇之體積比例範圍介於4:1至3:1，但並不以此為限。應當注意的是，丙三醇可不參與電鍍的過程，其主要用於稀釋金屬離子的濃度。
在一些實施例中，第一電鍍溶液還可以包含甲殼素(chitin) ((C 8H 13O 5N) n)。添加甲殼素之目的是為了改變銦鍍層的表面特性。
在一些實施例中，第一電鍍溶液中還可以包含光澤劑、穩定劑、柔軟劑、潤濕劑或低區走位劑或其任意組合，以因應不同的電鍍需求。
整體而言，本申請的第一電鍍溶液為離子液體且可以不包含水，故電鍍一段時間後，整體的液體溫度上升幅度不高，因而延緩了本申請第一電鍍溶液的劣化速度。
步驟S2：設置工件，且工件的至少一部份接觸第一電鍍溶液。工件為導電材質，或至少一部份為導電材質，並且電性連接第一電源供應器的負極。在一些實施例中，工件可以是金屬、或是表面塗覆有金屬的其他材料。舉例而言，工件可以包含銅或是銅合金。
在一些實施例中，工件可以先使用砂紙拋光，或是以稀釋鹽酸沖洗，藉以除去工件表面的鏽斑；接著，將除去表面鏽斑的工件以氫氧化鈉清洗，以除去表面油汙；最後，再以蒸餾水清洗工件，並設置在第一電鍍設備中，使其電性連接第一電源供應器且接觸第一電鍍溶液。
步驟S3：加熱第一電鍍溶液至60 ℃至95 ℃。由於第一電鍍溶液是不含水的離子液體，因此，第一電鍍溶液具有一定程度的黏性，且第一電鍍溶液的黏性會隨著溫度上升而下降。當溫度低於60 ℃時，第一電鍍溶液的黏性太高，導致銦離子不易流動使得沉積速率過低。反之，當溫度高於95 ℃時，會破壞銦鍍層的表面結構，降低鍍膜品質。因此，第一電鍍溶液的較佳工作溫度為60 ℃至95 ℃，舉例而言，第一電鍍溶液的工作溫度可以是60 ℃、65 ℃、70 ℃、75 ℃、80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃或上述數值所組成的任意範圍。
步驟S4：施加第一操作電流以使銦電鍍於工件上。當第一電源供應器開啟時提供直流電源給工件以及第一靶材，以進行電鍍製程。在電鍍製程的過程中，正極的半反應式為In→In 3++3e －，負極的半反應式為In 3++3e －→In。具體而言，第一靶材釋放出電子e －而變為銦離子In 3+溶於第一電鍍溶液中，而第一電鍍溶液中的銦離子In 3+接受了來自工件的電子e －，還原形成銦原子In，並沉積在負極的工件表面上，以形成銦鍍層。在一些實施例中，第一操作電流可以是1 mA至10 mA，舉例而言，第一操作電流可以是1 mA、2 mA、3 mA、4 mA、5 mA、6 mA、7 mA、8 mA、9 mA、10 mA或上述數值所組成的任意範圍。
步驟S5：提供第二電鍍溶液，第二電鍍溶液包含氯化膽鹼、尿素、氯化錫(tin chloride)、硼酸以及抗壞血酸。第二電鍍溶液是設置在第二電鍍設備的第二電鍍槽中，且第二靶材的至少一部分浸泡在第二電鍍溶液中。在一些實施例中，第二電鍍設備所包含的第二吸附件也可以浸泡在第二電鍍溶液中。第二電鍍溶液中的氯化膽鹼、尿素、硼酸以及抗壞血酸與第一電鍍溶液中的氯化膽鹼、尿素、硼酸以及抗壞血酸具有相似或相同的功能，因此對於功能不再贅述。
在一些實施例中，氯化膽鹼在第二電鍍溶液中的比例可以是560 克/公升(g/L)，換算成莫耳濃度為4 M，而尿素在第二電鍍溶液中的比例可以是480 克/公升(g/L)，換算成莫耳濃度為8 M。然而，本申請不限於此，氯化膽鹼在第二電鍍溶液中的比例範圍可以是460 克/公升至660 克/公升，尿素在第二電鍍溶液中的比例範圍可以是380 克/公升至580 克/公升，較佳的每公升第二電鍍溶液的混合比例為560 克的氯化膽鹼與480 克的尿素。在一些實施例中，混合560 克氯化膽鹼以及480 克尿素，並加熱至80 ℃形成離子液體，所述離子液體即為本申請的第二電鍍溶液的主成分。
添加氯化錫之目的是提供錫離子來源。在一些實施例中，氯化錫的莫耳濃度範圍可以是0.005 M至1 M。舉例而言，加入第二電鍍溶液的五水氯化錫(SnCl 4·5H 2O)的比例為175 克/公升(g/L)，換算成莫耳濃度約為0.5 M。然而，本申請不限於此，氯化錫在第二電鍍溶液中的比例範圍可以是145 克/公升至205 克/公升，較佳的比例為175 克/公升的氯化錫添加量。
在一些實施例中，抗壞血酸的莫耳濃度範圍可以是0.025 M至0.15 M。舉例而言，抗壞血酸在第二電鍍溶液中的比例是2 克/250 毫升，換算成莫耳濃度約為0.05 M。然而，本申請不限於此，抗壞血酸在第二電鍍溶液中的比例範圍可以是1 克/250 毫升至6 克/250 毫升，較佳的比例為2 克/250 毫升的抗壞血酸添加量。
添加的硼酸之目的是穩定第二電鍍溶液的酸鹼值(pH值)，其酸鹼值控制在大約數值4左右。在一些實施例中，硼酸的莫耳濃度範圍可以是0.7 M至2 M。舉例而言，硼酸在第二電鍍溶液中的比例是20 克/200 毫升，換算成莫耳濃度約為1.62 M。然而，本申請不限於此，硼酸在第二電鍍溶液中的比例範圍可以是15 克/200 毫升至25 克/200 毫升，較佳的比例為20克 /200 毫升的硼酸添加量。
在一些實施例中，第二電鍍溶液中還可以包含糖精。在一些實施例中，糖精添加的莫耳濃度範圍可以是0.03 M至0.2 M。舉例而言，糖精在第二電鍍溶液中的比例是2 克/200 毫升，換算成莫耳濃度為0.05 M。然而，本申請不限於此，糖精在第二電鍍溶液中的比例範圍可以是2 克/200 毫升至7 克/200 毫升，較佳的比例為2 克/200 毫升的糖精添加量。
除此之外，第二電鍍溶液還可以包含丙三醇、甲殼素、光澤劑、穩定劑、柔軟劑、潤濕劑或低區走位劑或其任意組合，其具有相似或相同於第一電鍍溶夜中的丙三醇、甲殼素、光澤劑、穩定劑、柔軟劑、潤濕劑或低區走位劑的功能，因此不再贅述。
整體而言，本申請的第二電鍍溶液為離子液體且可以不包含水，故電鍍一段時間後，整體的液體溫度上升幅度不高，因而延緩了本申請第二電鍍溶液的劣化速度。
步驟S6：設置經電鍍銦的工件，且工件的至少一部份接觸第二電鍍溶液。更具體地，工件與第二電鍍溶液接觸的至少一部分為已鍍上銦鍍層的部分。換句話說，在後續步驟中所欲電鍍的錫會沉積在銦鍍層上。
步驟S7：加熱第二電鍍溶液至60 ℃至95 ℃。由於第二電鍍溶液是不含水的離子液體，因此，第二電鍍溶液具有一定程度的黏性，且第二電鍍溶液的黏性會隨著溫度上升而下降。當溫度低於60 ℃時，第二電鍍溶液的黏性太高，導致錫離子不易流動使得沉積速率過低。反之，當溫度高於95 ℃時，會破壞錫鍍層的表面結構，降低鍍膜品質。因此，第二電鍍溶液的較佳工作溫度為60 ℃至95 ℃，舉例而言，第二電鍍溶液的工作溫度可以是60 ℃、65 ℃、70 ℃、75 ℃、80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃或上述數值所組成的任意範圍。
步驟S8：施加第二操作電流以使錫電鍍於工件上。當第二電源供應器開啟時提供直流電源給工件以及第二靶材，以進行電鍍製程。在電鍍製程的過程中，正極的半反應式為Sn→Sn 4++4e －，負極的半反應式為Sn 4++4e －→Sn。具體而言，第二靶材釋放出電子e －而變為錫離子Sn 4+溶於第二電鍍溶液中，而第二電鍍溶液中的錫離子Sn 4+接受了來自工件的電子e －，還原形成錫原子Sn，並沉積在負極的工件銦鍍層上，以形成錫鍍層。在一些實施例中，第二操作電流可以是1 mA至10 mA，舉例而言，第二操作電流可以是1 mA、2 mA、3 mA、4 mA、5 mA、6 mA、7 mA、8 mA、9 mA、10 mA或上述數值所組成的任意範圍。
步驟S9：在氧氣環境中退火工件，以氧化工件上的銦以及錫形成氧化銦錫。由於退火是一種熱活化行為，當退火的溫度低於150 ℃時，對於應力釋放的效果有限，且也難以形成氧化銦錫的結晶。反之，當退火的溫度高於400 ℃時，結晶的晶粒會過於粗大，降低了鍍膜的品質，甚至可能因熱應力而裂開。因此，退火的較佳工作溫度為150 ℃至400 ℃。舉例而言，退火的溫度可以是150 ℃、200 ℃、250 ℃、300 ℃、350 ℃、400 ℃或上述數值所組成的任意範圍。
在一些實施例中，退火設備藉由通入氧氣以使工件於氧氣環境中退火。更具體地，氧氣的流量可以是10 sccm至30 sccm。舉例而言，氧氣的流量可以是10 sccm、15 sccm、20 sccm、25 sccm、30 sccm或上述數值所組成的任意範圍。
下文中，將對依照本申請的方法所製備出的氧化銦錫進行討論。其中，第一實施例至第三實施例的參數如表1所示： 表1
類型 條件 第一實施例 第二實施例 第三實施例
第一電鍍溶液 氯化膽鹼 139.63克 139.63克 139.63克
尿素 120.12克 120.12克 120.12克
氯化銦 0.19M 0.19M 0.19M
硼酸 0.65M 0.65M 0.65M
抗壞血酸 0.23M 0.23M 0.23M
溶液溫度 75 ℃至95 ℃ 75 ℃至95 ℃ 75 ℃至95 ℃
操作電流 0.01 A 0.01 A 0.01 A
操作電壓 0.5 V至1.5 V 0.5 V至1.5 V 0.5 V至1.5 V
電鍍時間 120分鐘 120分鐘 120分鐘
鍍層厚度 1.174微米 1.224微米 1.265微米
第二電鍍溶液 氯化膽鹼 139.63克 139.63克 139.63克
尿素 120.12克 120.12克 120.12克
氯化錫 0.5M 0.5M 0.5M
硼酸 0.65M 0.65M 0.65M
抗壞血酸 0.23M 0.23M 0.23M
溶液溫度 75 ℃至95 ℃ 75 ℃至95 ℃ 75 ℃至95 ℃
操作電流 0.01 A 0.01 A 0.01 A
操作電壓 0.5 V至1.5 V 0.5 V至1.5 V 0.5 V至1.5 V
電鍍時間 120分鐘 120分鐘 120分鐘
鍍層厚度 1.211微米 1.231微米 1.273微米
退火 退火溫度 200 ℃ 250 ℃ 350 ℃
退火時間 60 分鐘 30 分鐘 15 分鐘
氧氣流量 2 sccm 35 sccm 35 sccm
請參閱圖2至圖5，其分別是本申請第一實施例的氧化銦錫的表面形貌圖。具體而言，圖2是放大倍率800 倍的表面形貌圖；圖3是放大倍率1 k倍的表面形貌圖；圖4是放大倍率10 k倍的表面形貌圖；圖5是放大倍率40 k倍的表面形貌圖。如圖所示，第一實施例的氧化銦錫的表面形貌為圓形顆粒。除此之外，表面顆粒的直徑大約為10 um至20 um之間。
請參閱圖6以及圖7，其分別是本申請第一實施例的氧化銦錫的表面形貌圖及其元素分析圖。具體而言，圖7是圖6中的一區域所測得的成份組成。進一步地，圖7中的成分組成換算成重量百分比以及原子百分比後如表2。從重量百分比或是原子百分比的數據可以明確得知，其鍍層中有銦以及錫的成分。 表2
元素 原子序 譜線 重量百分比(%) 原子百分比(%)
碳 6 K系列 1.93 9.43
氧 8 K系列 9.18 33.75
銅 29 K系列 28.42 26.32
銦 49 L系列 31.23 16.01
錫 50 L系列 29.24 14.49
請一併參閱圖8，其是本申請第一實施例的氧化銦錫的X光繞射圖。如圖所示，繞射圖中出現明顯的氧化銦的繞射峰，其分別是氧化銦的(222)晶面、(123)晶面以及(440)晶面的繞射峰，表示在工件的表面上有氧化銦結晶。也就是說，從元素分析圖以及X光繞射圖中可以確認氧化銦鍍層的存在。
請參閱圖9至圖13，其分別是本申請第二實施例的氧化銦錫的表面形貌圖。具體而言，圖9是放大倍率1 k倍的表面形貌圖；圖10以及圖11分別是放大倍率10 k倍的表面形貌圖；圖12以及圖13分別是放大倍率40 k倍的表面形貌圖。如圖所示，第二實施例的氧化銦錫的表面形貌也為圓形顆粒，與第一實施例類似。除此之外，表面顆粒的直徑大約為10 um至20um之間。
請參閱圖14以及圖15，其分別是本申請第二實施例的氧化銦錫的表面形貌圖及其元素分析圖。具體而言，圖15是圖14中的一區域所測得的成份組成。進一步地，圖15中的成分組成換算成重量百分比以及原子百分比後如表3。從重量百分比或是原子百分比的數據可以明確得知，其鍍層中有銦以及錫的成分。 表3
元素 原子序 譜線 重量百分比(%) 原子百分比(%)
氧 8 K系列 6.78 26.19
銅 29 K系列 30.21 29.36
銦 49 L系列 29.22 15.72
錫 50 L系列 31.37 16.33
碳 6 K系列 2.41 12.40
請一併參閱圖16，其是本申請第二實施例的氧化銦錫的X光繞射圖。如圖所示，繞射圖中出現明顯的氧化銦的繞射峰，其分別是氧化銦的(211)晶面、(222)晶面、(400)晶面、(440)晶面以及(622)晶面的繞射峰，表示在工件的表面上有氧化銦結晶。也就是說，從元素分析圖以及X光繞射圖中可以確認氧化銦鍍層的存在。
請參閱圖17至圖21，其分別是本申請第三實施例的氧化銦錫的表面形貌圖。具體而言，圖17是放大倍率1 k倍的表面形貌圖；圖18以及圖19分別是放大倍率10 k倍的表面形貌圖；圖20以及圖21分別是放大倍率40 k倍的表面形貌圖。如圖所示，第三實施例的氧化銦錫的表面形貌為片狀結構，與第一實施例以及第二實施例的顆粒不同。
請參閱圖22以及圖23，其分別是本申請第三實施例的氧化銦錫的表面形貌圖及其元素分析圖。具體而言，圖23是圖22中的一區域所測得的成份組成。進一步地，圖23中的成分組成換算成重量百分比以及原子百分比後如表4。從重量百分比或是原子百分比的數據可以明確得知，其鍍層中有銦以及錫的成分。 表4
元素 原子序 譜線 重量百分比(%) 原子百分比(%)
碳 6 K系列 1.38 5.89
氧 8 K系列 15.97 51.12
銅 29 K系列 18.12 14.61
銦 49 L系列 36.85 16.44
錫 50 L系列 27.68 11.95
請一併參閱圖24，其是本申請第三實施例的氧化銦錫的X光繞射圖。如圖所示，繞射圖中出現明顯的氧化銦的繞射峰，其分別是氧化銦的(211)晶面、(222)晶面、(400)晶面、(411)晶面、(134)晶面、(440)晶面以及(622)晶面的繞射峰，表示在工件的表面上有氧化銦結晶。也就是說，從元素分析圖以及X光繞射圖中可以確認氧化銦鍍層的存在。
綜上所述，本申請藉由特定組成的第一電鍍溶液電鍍銦在工件上，再藉由特定組成的第二電鍍溶液電鍍錫在工件上，最後將電鍍完銦以及錫的工件在氧氣環境中退火，以獲得氧化銦錫鍍層。本申請的製程簡單，能夠應用於大面積生產。除此之外，電鍍製程中所使用的第一電鍍溶液以及第二電鍍溶液的成分安全無毒，且能夠反覆利用以減少資源浪費。
惟以上所述者，僅為本申請之實施例而已，並非用來限定本申請實施之範圍，舉凡依本申請之申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本申請之申請專利範圍內。
S1~S9:步驟
圖1是本申請一實施例的氧化銦錫的製備方法的流程圖； 圖2至圖6分別是本申請第一實施例的氧化銦錫的表面形貌圖； 圖7是本申請第一實施例的氧化銦錫的元素分析圖； 圖8是本申請第一實施例的氧化銦錫的X光繞射圖； 圖9至圖14分別是本申請第二實施例的氧化銦錫的表面形貌圖； 圖15是本申請第二實施例的氧化銦錫的元素分析圖； 圖16是本申請第二實施例的氧化銦錫的X光繞射圖； 圖17至圖22分別是本申請第三實施例的氧化銦錫的表面形貌圖； 圖23是本申請第三實施例的氧化銦錫的元素分析圖；以及 圖24是本申請第三實施例的氧化銦錫的X光繞射圖。
S1~S9:步驟

Claims (4)

  1. 一種氧化銦錫的製備方法，其包含：提供一第一電鍍溶液，該第一電鍍溶液包含氯化膽鹼、尿素、氯化銦、硼酸以及抗壞血酸，其中該第一電鍍溶液中的氯化膽鹼與尿素的莫耳濃度比為1：2，氯化銦的莫耳濃度為0.005M至1M，硼酸的莫耳濃度為0.7M至2M，抗壞血酸的莫耳濃度為0.025M至0.15M；設置一工件，且該工件的至少一部份接觸該第一電鍍溶液；加熱該第一電鍍溶液到60℃至95℃；施加一第一操作電流以使銦電鍍於該工件上；提供一第二電鍍溶液，該第二電鍍溶液包含氯化膽鹼、尿素、氯化錫、硼酸以及抗壞血酸，其中該第二電鍍溶液中的氯化膽鹼與尿素的莫耳濃度比為1：2，氯化錫的莫耳濃度為0.005M至1M，硼酸的莫耳濃度為0.7M至2M，抗壞血酸的莫耳濃度為0.025M至0.15M；設置經電鍍銦的該工件，且該工件的該至少一部份接觸該第二電鍍溶液；加熱該第二電鍍溶液到60℃至95℃；施加一第二操作電流以使錫電鍍於該工件上；以及在150℃至400℃的氧氣環境下退火該工件，以氧化該工件上的銦以及錫形成氧化銦錫。
  2. 如請求項1所述之氧化銦錫的製備方法，其中在退火該工件的步驟中，通入1sccm至40sccm的氧氣以使該工件於氧氣環境中退火。
  3. 如請求項1所述之氧化銦錫的製備方法，其中該第一操作電流為1mA至10mA，且該第二操作電流為1mA至10mA。
  4. 如請求項1所述之氧化銦錫的製備方法，其中該第一電鍍溶液與該第二電鍍溶液進一步包含糖精，該第一電鍍溶液中的該糖精的莫耳濃度為0.03M至0.2M，且該第二電鍍溶液中的該糖精的莫耳濃度為0.03M至0.2M。
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CN105916807A (zh) * 2013-09-24 2016-08-31 康斯乔最高科学研究公司 采用低共熔溶剂的石墨剥离
TWI675944B (zh) * 2018-10-19 2019-11-01 明志科技大學 可提高電鍍件抗腐蝕能力的電鍍液及其製備方法

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期刊 Emma L. Smith et al.,"Deep Eutectic Solvents (DESs) and Their Applications", Vol. 114, Chemical Reviews, October 10, 2014, 11060−11082.
期刊 Emma L. Smith et al.,"Deep Eutectic Solvents (DESs) and Their Applications", Vol. 114, Chemical Reviews, October 10, 2014, 11060-11082. *

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