【doc】在塑料基底上低温沉积ITO透明导电膜

【doc】在塑料基底上低温沉积ITO透明导电膜 在塑料基底上低温沉积ITO透明导电膜 第'2告第3期苏押大学t自然科学) 芏!——JOURNALOF~UZHOUUNIVERSITY(NATURALSCIENCE) v0【.12mN3 J山..1996 ? j6 在塑料基底上低温沉积ITO透明导电膜' 程珊华李育峰宁兆元—— (i孺至)()峄 A摘要:本文叙述7使用等离子体辅助反应蒸发法在有机玻璃基底 上制备透明导电IT0膜的研究结果.成功地在室温的奈件下,制喜出了 高透明的,满足防静电要求的产品. 关键词:1TO膜,{璺王助皇蚕生羹? 引言乙f匕锢锅导电月萁 氧化铟锡透明导州篱称IT0缸鹱冬觏耐磨损及良好氧化铟锡透明导电膜(篱称膜)其有.电阻唪倪.在可见先波段透明,耐磨损及良好 的化学稳定性等特点.因此在液晶显示器件,太阳能电池,防静电,防微波辐射等领域中有着 广泛的应用.[】 目前制各IT0膜的方法主要有蒸发,热喷涂,溅射,化学气相沉积等,采用玻璃为衬底 材料.在制备中需要将基片温度加热或需对沉积的膜进行加温后处理才能得到性能良 好的IT0膜.与玻璃相比,塑料具有轻,薄,易加工等忧点,在塑料基片上沉积的ITO膜制品 在防静电仪面板,防静电透明包装材料等方面有广泛的应用.因而如何在不耐温 的高分子 材料基片上沉积出导电性能好,透光率高,附着力强的IT0膜成为目前人们十分关注和急 待解决的问. 我们发展了一刊,微波等离子体辅助反应蒸发制膜新技术,口并使用这种方法在玻 璃基片上沉积出了低电阻高透光率的IT0膜.本文叙述在有机玻璃基底上制备ITO膜的研 究结果. 2实验装置与方法 实验是在一台改进的多功能真空蒸发台上进行的.该装置可以通过增设的微波发生器 或一个环形高压电扳在镀膜室内产生微波等离子体或直流辉光等离子体.在薄膜的沉积过 程中t从蒸发舟逸出的铝,锡原子或原子团经过等离子肄区时被电离或激发.然后沉积到基 片上与氧发生化学反应生成氧化铟褐膜.详细的装置描述请见文献.所述. 有机玻璃基片经洗涤剂,自来水及去离子水清洗吹干后放人真空室中.其温度使用热电 ? 收稿日期一1996—01—05 第3期程华,毫育嶂千b元:在船料萋底上低温咒只ITO透明导电膛 偶监测.用四探针方法测量薄膜的方块电阻.Uf/ILS分光光度计测量膜的透光谱t扫描电 镜观察了膜的表面形貌.对膜的结构进行了XRD分析. 3结果和讨论 首先.我们采用反应蒸发法在室温的有机玻璃基片上来制备IT0膜.膜料为重量比 1o/2的铟锡混合物,氧分压为5.3Pa.膜的颜色发黑,透光度低.膜与基底的附着力也差.经 测量.其方阻为1.4KO.透光翠为】0%.图j)的XRD分析结果表明膜为多晶结构,在衍 射角为3】,33度处各有一弱的衍射峰,它们是,和,",8合金的衍射峰.这是困为基片温度 很低.沉积到基片表面的J和原子的迁移率低.它们与基片表面上所吸附的氧不能充分 反应.所以在基片表面沉积的基本是金届薄膜.为了提高氧化程度,将其放在氧气中进行加 ,则有机玻温后处理.发现膜的颜色变泼,透光性能变好.但是当温度升高到80度时璃基片 发生变形. 2026003540455065 2e 图1在有机玻璃基鹿上沉积的IT0膜的D匿 (?)真空蒸发法;0)直流辉光等离子体辅助蒸发法;(c)ECR等离子体辅助蒸发法 为了增强在低温基片上锢锡与氧的反应率.我们采用了等离子体辅助反应蒸发法,有机 玻璃基片温度为室温.圈2为直流辉光等离子体辅助反应蒸发法制备的17'0膜的方阻和透 光翠与氧分压的关系.从图中我们可以看出:在氧分压比较低(5*l0一】Pa)时,膜的方阻 为400O/口,透光率为30%左右.随着氧分压的增加.膜的透光性能明显提高,方阻也逐渐 增加,较为理想的参数是氧分压为6.67×10_.Pa,这时膜的方阻为830O/El,透光率为 90%. 一Tronmi1l0n.e—一SheetL'~2L21once 图2直流辉光等离子辅助蒸发法制0的,0膜的适光率和方阻与氧分压的关糸 圈3微渡ECR等离子体辅助反应蒸发法制备的IT0膜的透光率和方阻与氧分压 的关 系.结果显示:在簸分压为2.6×j0Pa时,脱的方阻为1800/口,透光率为83%.随着氧 苏州大学(自然科学)第12卷 分压的增加,膜的透光性能变好.而方阻迅速增加.这是因为在低的氧分压下制备的膜.可获 得更高的氧空位浓度.轼空位可提供电子到导带,即提高了载流子浓度.这使得膜的导电性 能改善.随着氧分压的增加,膜的氧ft更充分,导致氧空位浓度降低,使膜的电阻增加.图 i()和(c)为使用这两种方法制备的膜的.Y射线衍射图,发现膜的结晶状态都为非晶结掏. 这些结果表明:在等离子体的环境中,由于蒸发出来的膜料的原子经历了与等离子体的相互 作用而被激发,具有了更高的化学活性.同时由于等离子体对基片的轰击,向已沉积在基片 表面的铟,锡和氧粒子提供了能量,增加了它们沿基片表面的迁移率,从而也提高了化学活 性.这些活性粒子参与成膜的过程,使得在低温的有机玻璃表面沉积出导电性能较好,透光 率较高,与基底附着力较好的IT0膜.由于采用了低温沉积工艺.且不用进行加热后处理. 制备过程中有机玻璃基片没有发生变形. z3?667日9tO1Il2 c0n口—ui,Q(1o-L阳, 一Tm删Im曲一ShOOt?? 图3EC等离子体辅助蒸发法制备的ITO膜的迁光率和方阻与氧分压的关系 使用上述工艺所生产的有机玻璃仪表面板达到了良好的防静电干扰的效果.它为实现 在其它塑料等不耐温材料上制备透明导电ITO膜提供了一种可行的途径. 参考文献 1史月艳荨.真空科学与技术..14,?..1.1994 2程珊华.宁兆元.主宗明.群青.高伟建.李育蟑.功矩材料..25...5.1995 ITOTHINFILMDEPOSITIONON POLYALKYLMETHACRYLATESUBSTRATE ChengShanhuaLiYufengN!ngZhaoyuan 《TheJimat4lL=boro'W,) Abstract:InthispaperthedepositionofITOfilmsonthepolyalkylmethacrylate substratespreparedattheroomtemperaturebytheplasmaaidedreactivevaporinghas beeninvestigated. Keywords:IT0,film.PECVD (本文责任编辑:周建兰)