用于柔性电子件的改进的银基导电层的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及透明导电薄膜，更具体地涉及沉积在柔性基底上的这类薄膜。
【背景技术】
[0002]透明导电薄膜既能够提供大面积导电率又能够提供光谱的可见范围内的光学透明性。透明导电薄膜的潜在应用包括建筑玻璃和平板显示器(FPD)。
[0003]一般用在例如建筑物玻璃窗和车窗的应用中的建筑玻璃通常提供高可见光透射率和低辐射率。高可见光透射率能够允许更多的阳光穿过窗户，因此是很多视窗应用中所期望的。低辐射率能够阻挡红外线(IR)照射以减少不希望的内部升温。平板显示器用在多种电子设备中。例如，平板显示器能够包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、以及有机发光二极管显示器(OLED)。在平板显示器中，基底能够用透明电极制造，以提供电气互联。
[0004]柔性器件的改进(或者显示器的或者照明部件的)受到包括接触层和电极的器件的很多方面的影响。作为一种导电且透明材料，ITO(铟锡氧化物)因其电气性能(高导电率)和光学性能(高透明度)的结合成为最常用的材料。但是，ITO可能是易碎的，这限制了其在需要基底的弯曲和成形的应用中的使用，包括柔性显示器和柔性触摸屏，以及用于照明的柔性0LED，以及用于显示屏的柔性0LED。
[0005]改进的平板显示器(例如更大的屏幕尺寸和更快图形显示)会需要透明导电薄膜的更高的导电率。超薄银层可以比标准透明导电薄膜薄得多，而且仍能提供优越的导电率。而且，银是易延展的，这使得器件能够弯曲。但是，银不是非常耐用的材料，并且如果用作超薄层，会导致有限的寿命和耐用年限。因此，需要改进用于柔性电子应用的银基导电层。
【发明内容】
[0006]在一些实施例中，本发明公开了一种形成用于柔性基底的透明导电堆叠的方法。所述方法包括形成夹在两层透明导电氧化层之间的银掺杂层或银合金层。在一些实施例中，本发明公开了一种导电堆叠，所述导电堆叠除了是易延展的以外还可以是透明的且是导电的，并且适于用在柔性应用中。所述导电堆叠能够包括夹在两层透明导电氧化物之间的银掺杂或银合金层。所述银掺杂或银合金层可以是薄的，例如介于1.5到20nm之间，或介于2nm到12nm之间，或介于5nm到9nm之间，并因此可以是透明的。所述银掺杂或银合金层能够提供改进的延展性，允许导电堆叠是可弯曲的。所述透明导电氧化层也可以是薄的，例如介于1nm到10nm之间。由于所述导电堆叠的透明导电氧化层的厚度能够小于传统透明导电氧化层的厚度的一半，因此导电堆叠能够具有改进的延展性。
[0007]在一些实施例中，银掺杂或银合金层包括掺杂有具有低氧化物生成焓的元素的银材料，所掺杂的元素例如T1、Pd、Cu、Cr、Mn、Zn、N1、Sn、Ta、Pt、Bi或Sb。掺杂物因此能够与环境中的水分和氧形成氧化物或氢氧化物，防止银的氧化。掺杂物能够形成单相银层，浓度介于0.1￥1:%到10wt%之间。在一些实施例中，银掺杂层能够包括单一掺杂种类。银合金能够包括银与具有低氧化物生成焓的元素的二元合金。在一些实施例中，银掺杂层能够包括掺杂有氧化掺杂物或氢氧化掺杂物的银。银掺杂层能够包括掺杂有氧化掺杂物或氢氧化掺杂物的氧化银。
[0008]在一些实施例中，本发明公开了一种柔性器件，包括透明的、导电的且易延展的导电堆叠。
【附图说明】
[0009]为了便于理解，已经使用的相同的附图标记在可能的情况下用以标示附图中共有的相同的元件。所述附图不是等比例绘制，并且附图中各元件的相对尺寸是示意性示出的而不必是等比例的。
[0010]结合附图，参照以下详细说明将易于理解本发明的技术，其中:
[0011]图1示出根据一些实施例的导电堆叠。
[0012]图2A至图2B示出根据一些实施例的物理气相沉积(PVD)系统。
[0013]图3示出根据一些实施例的直列式沉积系统。
[0014]图4示出根据一些实施例的卷对卷式沉积系统。
[0015]图5示出根据一些实施例的用于溅射镀膜层的流程图。
[0016]图6示出根据一些实施例的用于溅射镀膜层的流程图。
[0017]图7示出根据一些实施例的用于溅射镀膜层的流程图。
[0018]图8示出根据一些实施例的IXD示意图。
[0019]图9示出根据一些实施例的OLED示意图。
[0020]图10示出根据一些实施例的太阳能板示意图。
[0021]图11示出根据一些实施例的低辐射透明柔性板。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合附图给出一个或多个实施例的详细说明。详细说明是结合这些实施例给出的，但并不限于任何具体示例。范围仅由权利要求书限定，包括各种替代、修改和等效。
[0023]以下说明中陈述的各种具体细节用以提供一深入了解。这些细节提供用于示例目的，描述的方法能够在没有这些具体细节中的某些或全部的情况下根据权利要求进行实施。为简明起见，关于实施例的本领域已知的技术材料并未详细描述以避免不必要地模糊该说明。
[0024]在一些实施例中，给出了用于制造柔性涂覆板的方法和装置。柔性涂覆板能够包括形成在柔性基底上的涂覆层，例如具有例如银的导电材料的导电堆叠。为了改善导电堆叠的耐用性(例如抵抗后续层沉积或后续高温退火导致的氧化)，能够使用夹在两层透明导电氧化层(例如铟锡氧化物(ITO))之间的银掺杂层或银合金层。
[0025]在一些实施例中给出了用于制造柔性涂覆板的方法和装置，其包括沉积第一透明导电氧化层，例如ITO层，然后沉积银掺杂层或银合金层，然后沉积第二透明导电氧化层，例如ITO层。银掺杂或银合金层能够提供导电性，并且夹在透明导电氧化层之间能够保护该银掺杂或银合金层，还能提供与涂覆层中的其它层的整合兼容性。
[0026]在一些实施例中，透明导电氧化层能够包括任意类型的透明导电材料，例如ΙΤ0。由于夹着的透明导电氧化层比传统的透明导电氧化层要薄，例如它们所需的厚度是为了保护而不是为了导电，所以能够使用最小厚度。透明导电氧化层的厚度能够介于Inm到10nm之间。
[0027]在一些实施例中，银掺杂或银合金层能够包括具有高氧亲和力的掺杂物。高氧亲和力掺杂物能够从银元素中吸引氧，防止银掺杂或银合金层的氧化。在一些实施例中，银掺杂或银合金层能够包括银与具有高氧亲和力的元素的合金。氧亲和力特性能够以氧化物生成焓为特征，例如与环境中的氧形成氧化物或氢氧化物的能力，所述环境中的氧例如为环境中的水分或氧等离子体环境中的激发态氧类物质。银掺杂或银合金层的厚度能够在1.5nm到20nm之间，例如在5nm到12nm之间，或5nm到9nm之间。
[0028]在一些实施例中，高氧亲和力掺杂物(或元素)能够具有高氧化物生成焓，是指高氧亲和力掺杂物或元素能够轻易形成氧化物。也就是说，生成焓可以是大负值，即量级较大的负值。在一些实施例中，高氧亲和力掺杂物(或元素)的氧化物生成焓能够大于约1200kJ/mol (量级)，大于约1000kJ/mol (量级)，大于约800kJ/mol (量级)，或者大于约600kJ/mol (量级)。在一些实施例中，高氧亲和力掺杂物能够包括金属元素，其具有的金属氧化物生成焓在所有金属氧化物中占前30 %，例如占前10 %。
[0029]在一些实施例中，高氧亲和力掺杂物能够具有较小的成分，例如高氧亲和力掺杂物的百分比小于50wt%。例如，高氧亲和力掺杂物的百分比能够在0.1到10%之间，例如介于0.25到5wt%o
[0030]在一些实施例中，可以对掺杂物有附加要求。例如，掺杂物能够选定以与银形成单相合金，或者在银中具有高溶解度(至少对于使用浓度)。单相合金能具有均匀成分，并且在单相合金中，合金的多数成分融入彼此。另外，所述元素能够选定为在其金属形态以及在其氧化物形态具有低的消光系数。低消光系数能减少对入射光(例如在可见光范围)的吸收。在一些实施例中，所述元素能具有小于约8的消光系数，或能小于约5或6的消光系数。
[0031]在一些实施例中，银掺杂或银合金能够包括单一掺杂物，例如用以形成单相二元银合金。单一掺杂物的使用有利于银掺杂或银合金的开发，因为用于材料属性优化的变量和参数能够显著减少。在一些实施例中，单一掺杂物能够包括T1、Pd、Cu、Cr、Mn、Zn