透明导电薄膜
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圖、固定AZO製程時間，改變夾層金屬製程時間在玻璃基板之XRD圖
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
圖、在玻璃基板上固定AZO製程時間，改變Cu層製程時間之表面 形貌圖 （a）60s（b）80s（c）100s（d）120s（e）180s
玻璃
塑膠
圖、由電子顯微鏡低倍率在玻璃基板及塑膠基板上所觀察之表面形貌圖
前言
目錄
實驗步驟
結果與討論
電致變色應用
結論
透明導電薄膜：
前言
(Transparent Conducting Oxide , TCO)
透明導電膜為在可見光（波長380~760 nm）具有80 %以上的透光率，導電性高， 比電阻值低於1×10-3Ω-cm 之薄膜。
具優越的光電特性，廣泛應用在日常生活中，例如：液晶顯示器（LCD）、電漿 顯示器（PDP）、觸摸型顯示器（Touch Panel等之透明電極、以及有機發光元件 （OLED）、CRT 的抗輻射線高透光保護鏡、太陽能電池、氣體感測元件等。
Cu/AZO薄膜之光電特性分析
圖、Cu/AZO薄膜在不銅基板上之片電阻
圖、Cu/AZO在玻璃基板上改變Cu製程時 間之光穿率曲線圖
Time（sec）
60S
Avg.
Transmittance 79
（％）
80S
100S
120S
180S
79.4
80
84
67
圖、薄膜透光示意圖
AZO/Cu/AZO薄膜之結晶結構分析
實驗步驟與鍍膜設備
MFC MFC MFC MFC
N2
O2
H2
Ar
Target Substrate
MV
MF Power RF Power DC Power
RV
FV
DP
LV MP
RF磁控濺鍍系統示意圖
實驗參數設定
鍍膜製程參數設定
RF power Substrate temperature
Deposition time Base pressure Working pressure Sputtering gas
AZO/Cu/AZO薄膜之光電特性分析
1=1+ 1 +1
R R R R total
AZO
metal
AZO
Þ 1 =2 1 + 1
Rtotal
R R AZO
metal
Þ1@ 1
R R total
metal
(RAZO = 100Rmetal )
Þ Rtotal = Rmetal
圖、固定AZO製程參數，改變夾層金屬Cu製程時間之AZO/Cu/AZO片電阻
Time（sec） 60S Avg.
Transmittance 81 （％）
80S
100S
120S
180S Time（sec） 60S
Avg.
88
87
75
60
Transmittance 81
（％）
80S
100S
120S
180S
88
87
75
60
AZO/Cu/AZO/Cu/AZO薄膜光電特性分析
真空工程研究室
圖 為WO3之薄膜玻璃片氬氧氣比3：1各電壓著色之透光曲線
著色速率之IV曲線
圖 WO3之薄膜玻璃片氬氧比3:1時的著色IV曲線
真空工程研究室
25
22001122./171/.260
參與日陽科技真空濺鍍設備組裝
真空工程研究室
26
2012.11.20
協助日揚科技在電致變色膜的開發
去色態
真空工程研究室
著色態
27
2012.11.20
感謝國科會經費支持!
AZO(130w) 13min
Cu(40w)
Mo(50w)
RT
60s~180s 7×10-3 pa
0.5pa
Ar( 5.5 sccm)
結果與討論
單層AZO薄膜光電特性分析
圖、單層AZO在不同基板之片電阻 圖、單層AZO在玻璃基板之光穿透率曲線圖
Cu/AZO之結晶結構分析
圖、 Cu/AZO薄膜結晶結構分析
氫電漿固定功率改變不同處理時間之結 晶結構分析
圖、固定電漿功率，改變處理時間之XRD
氫電漿固定功率改變不同處理時間之光 電特性分析
圖、不同基板固定電漿功率100W，改變處理時間之 片電阻
圖、在玻璃基板固定電漿功率，改變處 理時間之光穿透率
Time（min）
0
Avg.
Transmittance
87
一個電子，故可提供一個電子。
Al 2Fra Baidu bibliotekO3
ZnO
2
Al
Zn
2e
2Oo
1 2
O2
AZO薄膜為一種n型半導體，而摻入鋁後增加載子使 導電性變佳，可取代ITO，而AZO的能帶寬度大，且 具有良好的光穿透率。Cu的導電率比AZO更低。
本研究利用射頻磁控濺鍍成長AZO/Cu/AZO三層薄膜 在塑膠基板與玻璃上，藉由改變夾層Cu厚度而獲得 薄膜最佳光電特性，接著藉由氫電漿熱處理改善薄 膜之光電特性。
圖、為三層薄膜改變五層薄膜製程示意圖
17
2012.11.20
圖、單層、雙層、三層及五層之片電阻圖
圖、單層、雙層、三層及五層之光穿 透率圖
真空工程研究室
18
2012.11.20
氫電漿處理
本實驗欲利用電漿熱處理所給予的熱能及氫離子與氫原子活化 的作用使薄膜結構中的間隙、空缺、晶界等缺陷與薄膜內因離 子半徑的不同所造成的晶格扭曲進行修補與再擴散之行為，使 薄膜結晶性更佳，增加光穿透率與降低電阻率。
（％）
10
20
30
91.1
91.2
91.1
圖、在塑膠基板固定電漿功率，改變 處理時間之光穿透率
Time（min）
0
10
20
30
Avg.
Transmittance
87
88
89
90
（％）
研究室之電致變色元件製作流程
圖 高著色去色穿透率變化示意圖
圖 封裝之成品圖
圖 封裝過程順序
電致變色膜之可見光譜分析
圖、改變夾層金屬製程時間之AZO/Cu/AZO在玻璃基板上的光穿透率
Time（sec）
60S
Avg.
Transmittance
82
（％）
80S
100S
120S
180S
90
87
73
58
圖、改變夾層金屬製程時間之 AZO/Cu/AZO在PC基板上的光穿透率
圖、改變夾層金屬製程時間之 AZO/Cu/AZO在PET基板上的光穿透率
透明導電膜的材料主要分為兩類：
金屬薄膜： Al、Au、Ag、Cu、Pt...等
導電性佳 光穿透率較差 硬度低 化學穩定性不佳
金屬氧化物薄膜(TCO) ： ITO(In2O3:Sn)、AZO(ZnO:Al)、SnO2:F …等 光穿透率佳 寬能隙 良好的化學穩定性
鋁為地殼中第三常見的金屬材料。鋁是以三價的形 式存在，當Al摻雜ZnO時，因Al3+離子比Zn2+ 離子多
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
圖、在玻璃基板上固定AZO製程時間，改變Cu層製程時間之表面 形貌圖 （a）60s（b）80s（c）100s（d）120s（e）180s
玻璃
塑膠
圖、由電子顯微鏡低倍率在玻璃基板及塑膠基板上所觀察之表面形貌圖
前言
目錄
實驗步驟
結果與討論
電致變色應用
結論
透明導電薄膜：
前言
(Transparent Conducting Oxide , TCO)
透明導電膜為在可見光（波長380~760 nm）具有80 %以上的透光率，導電性高， 比電阻值低於1×10-3Ω-cm 之薄膜。
具優越的光電特性，廣泛應用在日常生活中，例如：液晶顯示器（LCD）、電漿 顯示器（PDP）、觸摸型顯示器（Touch Panel等之透明電極、以及有機發光元件 （OLED）、CRT 的抗輻射線高透光保護鏡、太陽能電池、氣體感測元件等。
Cu/AZO薄膜之光電特性分析
圖、Cu/AZO薄膜在不銅基板上之片電阻
圖、Cu/AZO在玻璃基板上改變Cu製程時 間之光穿率曲線圖
Time（sec）
60S
Avg.
Transmittance 79
（％）
80S
100S
120S
180S
79.4
80
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圖、薄膜透光示意圖
AZO/Cu/AZO薄膜之結晶結構分析
實驗步驟與鍍膜設備
MFC MFC MFC MFC
N2
O2
H2
Ar
Target Substrate
MV
MF Power RF Power DC Power
RV
FV
DP
LV MP
RF磁控濺鍍系統示意圖
實驗參數設定
鍍膜製程參數設定
RF power Substrate temperature
Deposition time Base pressure Working pressure Sputtering gas
AZO/Cu/AZO薄膜之光電特性分析
1=1+ 1 +1
R R R R total
AZO
metal
AZO
Þ 1 =2 1 + 1
Rtotal
R R AZO
metal
Þ1@ 1
R R total
metal
(RAZO = 100Rmetal )
Þ Rtotal = Rmetal
圖、固定AZO製程參數，改變夾層金屬Cu製程時間之AZO/Cu/AZO片電阻
Time（sec） 60S Avg.
Transmittance 81 （％）
80S
100S
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180S Time（sec） 60S
Avg.
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Transmittance 81
（％）
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120S
180S
88
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AZO/Cu/AZO/Cu/AZO薄膜光電特性分析
真空工程研究室
圖 為WO3之薄膜玻璃片氬氧氣比3：1各電壓著色之透光曲線
著色速率之IV曲線
圖 WO3之薄膜玻璃片氬氧比3:1時的著色IV曲線
真空工程研究室
25
22001122./171/.260
參與日陽科技真空濺鍍設備組裝
真空工程研究室
26
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協助日揚科技在電致變色膜的開發
去色態
真空工程研究室
著色態
27
2012.11.20
感謝國科會經費支持!
AZO(130w) 13min
Cu(40w)
Mo(50w)
RT
60s~180s 7×10-3 pa
0.5pa
Ar( 5.5 sccm)
結果與討論
單層AZO薄膜光電特性分析
圖、單層AZO在不同基板之片電阻 圖、單層AZO在玻璃基板之光穿透率曲線圖
Cu/AZO之結晶結構分析
圖、 Cu/AZO薄膜結晶結構分析
氫電漿固定功率改變不同處理時間之結 晶結構分析
圖、固定電漿功率，改變處理時間之XRD
氫電漿固定功率改變不同處理時間之光 電特性分析
圖、不同基板固定電漿功率100W，改變處理時間之 片電阻
圖、在玻璃基板固定電漿功率，改變處 理時間之光穿透率
Time（min）
0
Avg.
Transmittance
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一個電子，故可提供一個電子。
Al 2Fra Baidu bibliotekO3
ZnO
2
Al
Zn
2e
2Oo
1 2
O2
AZO薄膜為一種n型半導體，而摻入鋁後增加載子使 導電性變佳，可取代ITO，而AZO的能帶寬度大，且 具有良好的光穿透率。Cu的導電率比AZO更低。
本研究利用射頻磁控濺鍍成長AZO/Cu/AZO三層薄膜 在塑膠基板與玻璃上，藉由改變夾層Cu厚度而獲得 薄膜最佳光電特性，接著藉由氫電漿熱處理改善薄 膜之光電特性。
圖、為三層薄膜改變五層薄膜製程示意圖
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2012.11.20
圖、單層、雙層、三層及五層之片電阻圖
圖、單層、雙層、三層及五層之光穿 透率圖
真空工程研究室
18
2012.11.20
氫電漿處理
本實驗欲利用電漿熱處理所給予的熱能及氫離子與氫原子活化 的作用使薄膜結構中的間隙、空缺、晶界等缺陷與薄膜內因離 子半徑的不同所造成的晶格扭曲進行修補與再擴散之行為，使 薄膜結晶性更佳，增加光穿透率與降低電阻率。
（％）
10
20
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91.1
91.2
91.1
圖、在塑膠基板固定電漿功率，改變 處理時間之光穿透率
Time（min）
0
10
20
30
Avg.
Transmittance
87
88
89
90
（％）
研究室之電致變色元件製作流程
圖 高著色去色穿透率變化示意圖
圖 封裝之成品圖
圖 封裝過程順序
電致變色膜之可見光譜分析
圖、改變夾層金屬製程時間之AZO/Cu/AZO在玻璃基板上的光穿透率
Time（sec）
60S
Avg.
Transmittance
82
（％）
80S
100S
120S
180S
90
87
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58
圖、改變夾層金屬製程時間之 AZO/Cu/AZO在PC基板上的光穿透率
圖、改變夾層金屬製程時間之 AZO/Cu/AZO在PET基板上的光穿透率
透明導電膜的材料主要分為兩類：
金屬薄膜： Al、Au、Ag、Cu、Pt...等
導電性佳 光穿透率較差 硬度低 化學穩定性不佳
金屬氧化物薄膜(TCO) ： ITO(In2O3:Sn)、AZO(ZnO:Al)、SnO2:F …等 光穿透率佳 寬能隙 良好的化學穩定性
鋁為地殼中第三常見的金屬材料。鋁是以三價的形 式存在，當Al摻雜ZnO時，因Al3+離子比Zn2+ 離子多