透明导电氧化物薄膜
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透明导电薄膜
透明导电薄膜发展历史 透明导电薄膜结构 透明导电氧化Biblioteka Baidu薄膜的基本特性 透明导电氧化物薄膜的制备方法 透明导电薄膜应用 透明导电膜使用说明
透明导电薄膜概述
• 透明导电薄膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透 明率的一种薄膜，主要有金属膜系、氧化物膜系、其他化 合物膜系、高分子膜系、复合膜系等。金属膜系导电性能 好，但是透明率差。半导体薄膜系列刚好相反，导电性差， 透明率高。当前研究和应用最为广泛的是金属膜系和氧化 物膜系。透明导电薄膜主要用于光电器件（如LED，薄膜 太阳能电池等）的窗口材料。常见的透明导电薄膜为ITO （锡掺杂三氧化铟）、AZO(铝掺杂氧化锌)等，它们的禁 带宽度大，只吸收紫外光，不吸收可见光，因此称之为“ 透明”。透明导电膜是通过真空溅射方法，在透明聚脂膜 片上沉积含银等金属的高导表面，透明导电薄膜有较好的 导电性，并且具有优良的可见光透光性。
• 基于磁控溅射技术的商业化生产，TCO薄膜已在许多领域得到了实际 应用，如ITO薄膜已被广泛应用于平面显示器件，并成功应用于飞机 风挡、双37战车及医疗喉镜等[2⋯。我国透明导电薄膜的产业化生产 已有多年，主要生产平板显示用ITO薄膜。但由于ITO透明导电薄膜的 制备技术难度高、工艺复杂，国产靶材质量和生产设备水平还达不到 欧、美、日本等发达国家，国产ITO薄膜的光电性能与国外高端产品 还有差距，产品主要集中应用在低档LCD中。而ZAo靶材和薄膜的制备 研究仍未全面达到实用水平，特别是大面积成膜工艺远未成熟。目前 ITO透明导电薄膜年均需求超过200万平方米，而且逐年迅速增长。由 于zAO透明导电薄膜具有成本低、无污染的优点，如果ZAO透明导电 薄膜能解决目前的问题，顺利实现产业化，那么必将迅速取代ITO透 明导电薄膜，其市场需求量会远远高于ITO目前的需求量。随着平面 显示器件的不断普及，太阳能电池的发展及其应用的扩展，节能环保 建筑的逐步推广，国防建设需求的不断增长，相信这样一个巨大的市 场会进一步加快透明导电薄膜的研究与产品开发步伐，TCO薄膜必将 赢得更广泛的应用和更大的发展空间。
透明导电氧化物薄膜的另一重要基 本特性是对可见光的高透射率。
• 透明导电薄膜一般具有大于可见光子能量 (3．1eV)的光学禁带宽度，在可见光照射下 不能引起本征激发，所以它对可见光透明， 而且其光学带隙与载流子浓度密切相关。
透明导电薄膜对光线还具有选择性
人们发现：透明导电薄膜对可见光高透射， 但对红外光高反射，其反射率>70％。此外， 透明导电薄膜的光电导会随表面吸附的气 体种类和浓度不同而发生很大变化，它还 具有对微波的衰减作用。
透明导电薄膜发展历史
• 20世纪初，透明性与导电性可以共存首次在Cd的氧化物中 发现。 • 60年代ITO成为透明导电材料的主。 • 70年代光学多层膜研究开辟了透明导电多层膜的研究领域。 • 80年代掺杂ZnO作为ITO的最佳替代材料而广泛研究。 • 到90年代随着光电子产业的快速发展，对透明导电膜的物 理化学性能提出更高的要求，这样多组元TCO材料的开发 就应运而生，与此同时，TCO与金属复合的多层膜系也取 得了一定的研究成果。目前研究的焦点主要集中在金属基 复合多层膜和多组元TCO上，形成两个平行的发展方向。
透明导电氧化物薄膜的制备方法
• 磁控溅射技术是目前透明导电薄膜制备中采用最 为广泛的技术。 • 脉冲激光沉积(PLD)工艺是薄膜制备中常见方法之 一， • 溶胶一凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常 用方法。 • 喷射热分解法是由制备太阳能电池透明电极而发 展起来的薄膜制备方法。 • 其它一些薄膜制备技术，如化学气相沉积等也被 应用于制备透明导电薄膜
透明导电氧化物薄膜的应用及市场 前景
• 透明导电氧化物薄膜目前主要的应用领域有平面液晶显示 (LCD)、电致发光显示(ELD)、电致彩色显示(ECD)、太阳能光伏电池透明电 极[22,231；它对光波的选择性(对可见光的透射和对红外光的反射)可 用作热反射镜，用于寒冷地区的建筑玻璃窗起热屏蔽作用，节省能源 消耗；还可用作透明表面发热器，在汽车、飞机等交通工具的玻璃窗 上形成防雾除霜玻璃；同理，可用在防雾摄影机镜头、特殊用途眼镜、 仪器视窗上L24j；利用TCO薄膜对微波的衰减性，可用在电子设备、 计算机房、雷达屏蔽保护区等需要屏蔽电磁波的地方，以防止外界电 磁波对电子设备的干扰与破坏嘲；利用TCA3薄膜光电导随表面吸附的 气体种类 和浓度不同会发生变化的特点，可用来制作表面型气敏器件，通 过掺入不同元素检测不同的气体[2朝；柔性衬底TCO薄膜的开发使它的潜 在用途扩大到制造柔性发光器件、塑料液晶显示器、可折叠太阳能电 池以及作为保温材料用于塑料大棚、玻璃粘贴 膜等。表1总结了透明导电薄膜的主要应用及其相应的性能要求。
透明导电膜使用说明
1 .透明导电膜一面导电，一面不导电。使用时，为 保护导电面，在设计安装时应使用导电面向里， 不导电面向外。 2. 透明导电膜很薄，同时透明度很高，可直接与原 面板玻璃周边迭在一起使用。 3. 透明导电膜周边必须良好接地，才能发挥屏蔽性 能，其中一种方便方法是选用本公司铜或镀锡铜 屏蔽不干胶带，利用屏蔽不干胶带的导电不干胶 与透明导电膜导电面形成电连接，同时实现结构 上粘接固定。
透明导电薄膜结构
透明导电氧化物薄膜的基本特性
• 透明导电氧化物薄膜的基本特性之一是良好的导 电性。 • 透明导电氧化物薄膜的另一重要基本特性是对可 见光的高透射率。 • 透明导电薄膜对光线还具有选择性。
透明导电氧化物薄膜的基本特性之 一是良好的导电性。
• 其导电性能主要是通过氧缺位和掺杂来提高。其 中，氧缺位可以由化学计量偏离、改变生长和退 火条件来实现；适当的掺杂不仅可以提高薄膜的 电导率，还可以提高薄膜的稳定性。TCO薄膜的 低电阻率特性由载流子浓度决定，但由于多晶膜 的导电机理比较复杂，低电阻率成因仍待进一步 研究。
谢谢!
透明导电薄膜发展历史 透明导电薄膜结构 透明导电氧化Biblioteka Baidu薄膜的基本特性 透明导电氧化物薄膜的制备方法 透明导电薄膜应用 透明导电膜使用说明
透明导电薄膜概述
• 透明导电薄膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透 明率的一种薄膜，主要有金属膜系、氧化物膜系、其他化 合物膜系、高分子膜系、复合膜系等。金属膜系导电性能 好，但是透明率差。半导体薄膜系列刚好相反，导电性差， 透明率高。当前研究和应用最为广泛的是金属膜系和氧化 物膜系。透明导电薄膜主要用于光电器件（如LED，薄膜 太阳能电池等）的窗口材料。常见的透明导电薄膜为ITO （锡掺杂三氧化铟）、AZO(铝掺杂氧化锌)等，它们的禁 带宽度大，只吸收紫外光，不吸收可见光，因此称之为“ 透明”。透明导电膜是通过真空溅射方法，在透明聚脂膜 片上沉积含银等金属的高导表面，透明导电薄膜有较好的 导电性，并且具有优良的可见光透光性。
• 基于磁控溅射技术的商业化生产，TCO薄膜已在许多领域得到了实际 应用，如ITO薄膜已被广泛应用于平面显示器件，并成功应用于飞机 风挡、双37战车及医疗喉镜等[2⋯。我国透明导电薄膜的产业化生产 已有多年，主要生产平板显示用ITO薄膜。但由于ITO透明导电薄膜的 制备技术难度高、工艺复杂，国产靶材质量和生产设备水平还达不到 欧、美、日本等发达国家，国产ITO薄膜的光电性能与国外高端产品 还有差距，产品主要集中应用在低档LCD中。而ZAo靶材和薄膜的制备 研究仍未全面达到实用水平，特别是大面积成膜工艺远未成熟。目前 ITO透明导电薄膜年均需求超过200万平方米，而且逐年迅速增长。由 于zAO透明导电薄膜具有成本低、无污染的优点，如果ZAO透明导电 薄膜能解决目前的问题，顺利实现产业化，那么必将迅速取代ITO透 明导电薄膜，其市场需求量会远远高于ITO目前的需求量。随着平面 显示器件的不断普及，太阳能电池的发展及其应用的扩展，节能环保 建筑的逐步推广，国防建设需求的不断增长，相信这样一个巨大的市 场会进一步加快透明导电薄膜的研究与产品开发步伐，TCO薄膜必将 赢得更广泛的应用和更大的发展空间。
透明导电氧化物薄膜的另一重要基 本特性是对可见光的高透射率。
• 透明导电薄膜一般具有大于可见光子能量 (3．1eV)的光学禁带宽度，在可见光照射下 不能引起本征激发，所以它对可见光透明， 而且其光学带隙与载流子浓度密切相关。
透明导电薄膜对光线还具有选择性
人们发现：透明导电薄膜对可见光高透射， 但对红外光高反射，其反射率>70％。此外， 透明导电薄膜的光电导会随表面吸附的气 体种类和浓度不同而发生很大变化，它还 具有对微波的衰减作用。
透明导电薄膜发展历史
• 20世纪初，透明性与导电性可以共存首次在Cd的氧化物中 发现。 • 60年代ITO成为透明导电材料的主。 • 70年代光学多层膜研究开辟了透明导电多层膜的研究领域。 • 80年代掺杂ZnO作为ITO的最佳替代材料而广泛研究。 • 到90年代随着光电子产业的快速发展，对透明导电膜的物 理化学性能提出更高的要求，这样多组元TCO材料的开发 就应运而生，与此同时，TCO与金属复合的多层膜系也取 得了一定的研究成果。目前研究的焦点主要集中在金属基 复合多层膜和多组元TCO上，形成两个平行的发展方向。
透明导电氧化物薄膜的制备方法
• 磁控溅射技术是目前透明导电薄膜制备中采用最 为广泛的技术。 • 脉冲激光沉积(PLD)工艺是薄膜制备中常见方法之 一， • 溶胶一凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常 用方法。 • 喷射热分解法是由制备太阳能电池透明电极而发 展起来的薄膜制备方法。 • 其它一些薄膜制备技术，如化学气相沉积等也被 应用于制备透明导电薄膜
透明导电氧化物薄膜的应用及市场 前景
• 透明导电氧化物薄膜目前主要的应用领域有平面液晶显示 (LCD)、电致发光显示(ELD)、电致彩色显示(ECD)、太阳能光伏电池透明电 极[22,231；它对光波的选择性(对可见光的透射和对红外光的反射)可 用作热反射镜，用于寒冷地区的建筑玻璃窗起热屏蔽作用，节省能源 消耗；还可用作透明表面发热器，在汽车、飞机等交通工具的玻璃窗 上形成防雾除霜玻璃；同理，可用在防雾摄影机镜头、特殊用途眼镜、 仪器视窗上L24j；利用TCO薄膜对微波的衰减性，可用在电子设备、 计算机房、雷达屏蔽保护区等需要屏蔽电磁波的地方，以防止外界电 磁波对电子设备的干扰与破坏嘲；利用TCA3薄膜光电导随表面吸附的 气体种类 和浓度不同会发生变化的特点，可用来制作表面型气敏器件，通 过掺入不同元素检测不同的气体[2朝；柔性衬底TCO薄膜的开发使它的潜 在用途扩大到制造柔性发光器件、塑料液晶显示器、可折叠太阳能电 池以及作为保温材料用于塑料大棚、玻璃粘贴 膜等。表1总结了透明导电薄膜的主要应用及其相应的性能要求。
透明导电膜使用说明
1 .透明导电膜一面导电，一面不导电。使用时，为 保护导电面，在设计安装时应使用导电面向里， 不导电面向外。 2. 透明导电膜很薄，同时透明度很高，可直接与原 面板玻璃周边迭在一起使用。 3. 透明导电膜周边必须良好接地，才能发挥屏蔽性 能，其中一种方便方法是选用本公司铜或镀锡铜 屏蔽不干胶带，利用屏蔽不干胶带的导电不干胶 与透明导电膜导电面形成电连接，同时实现结构 上粘接固定。
透明导电薄膜结构
透明导电氧化物薄膜的基本特性
• 透明导电氧化物薄膜的基本特性之一是良好的导 电性。 • 透明导电氧化物薄膜的另一重要基本特性是对可 见光的高透射率。 • 透明导电薄膜对光线还具有选择性。
透明导电氧化物薄膜的基本特性之 一是良好的导电性。
• 其导电性能主要是通过氧缺位和掺杂来提高。其 中，氧缺位可以由化学计量偏离、改变生长和退 火条件来实现；适当的掺杂不仅可以提高薄膜的 电导率，还可以提高薄膜的稳定性。TCO薄膜的 低电阻率特性由载流子浓度决定，但由于多晶膜 的导电机理比较复杂，低电阻率成因仍待进一步 研究。
谢谢!