专利名称：一种廉价透明导电膜的制造方法
技术领域：
本发明属于ー种以材料或材料性质为特征的欧姆电阻透明导电薄膜，特别涉及一种廉价透明导电膜的制造方法。
背景技术：
据高等教育出版社出版的《透明导电氧化物薄膜》一书介绍ZnO材料兼具光电、压电及铁电等特性，近20年来广为人们研究。作为ー种压电材料，ZnO具有较大的偶合系数，在光电性能方面，因其响应时间快，感应能力强，而被用于光学传感器，经铝(Al)和镓(Ga)掺杂后，ZnO具有优良的透光性和导电性，用锂(Li)或镁(Mg)掺杂的ZnO可作为铁电材料。ZnO作为ー种多功能的半导体材料，已在平板显示器、太阳能电池及建筑玻璃等领域得到应用。问题是；这些薄膜在高温环境中的稳定性目前还不及SnO2及In2O3掺杂体系。资料介绍地壳中金属的平均含量In : Sn : Zn为O. I : 40 : 132PPm。考虑到资源的贫富，性价比及市场对透明导电膜的巨大需求，必须尽快找到ー种性优价廉的替代材料，无疑ZnO基透明导电膜最具竞争力。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，筛选有特性的化合物作添加剤，提供ー种传承优点，后续进步，廉价质优的透明导电膜的制造方法，从源头上提高膜层的稳定性。本发明的一种廉价透明导电膜的制造方法，包括配制镀膜液、清洁基材、镀膜、制极、退火或通电老化定型エ艺步骤，其特征是(I)配制镀膜液①镀膜液配方重量比为
醋酸锌((CH3COO)2 Zn · 2H20 )88g 主料
三氯化招(AlCl3 · 6H20 )Sg 掺杂剂
四氯化钛(TiCl4)2g 高温阻值稳定剂
醋酸铅((CH3COO)2Pb-SHiiO )4g 高温阻值稳定剂
ニ氯化键(MnQ2 · 4H20 )Ig 铅逸抑制剂
醋酸 (CHaCOOH )适量助溶剂
蒸馏水(纯水)SOO-IOOOg 溶剂②镀膜液配制步骤为A、用醋酸将蒸馏水酸化，盖好备用；
B、按配方称取四氯化钛液，盖好备用；C、按配方称取醋酸锌、三氯化铝、醋酸铅、ニ氯化锰，溶于酸化的蒸馏水中，搅拌下慢慢滴入四氯化钛液，充分搅拌均匀，装入带盖的塑料桶中，盖好备用； ⑵清洁基材把玻璃，陶瓷，碳化硅类基材竖放入超声波清洗机中，用自来水打磨清洗干净，擦去水汽，放入120_150°C烘箱中烘干,盖好备用；云母板和矿棉纸类薄型基材用脱脂棉沾少许酒精擦去灰尘、油污，放入120_150°C烘箱中烘干，盖好备用；⑶镀膜把清洗干燥的基材装上エ夹具，送入600_650°C的镀膜炉内，用除去油污水汽杂质的压缩空气(压カ为O. 2-0. 4MPa)，将镀膜液雾状喷入炉中，镀膜液与空气中的氧和水蒸汽反应，生成的导电微粒嵌入于基材表面晶格中淀积成膜，在基材表面形成一层光电性与热稳定性良好的多功能透明薄膜；(CH3COO) 2Ζη · 2Η20+402-Λ — Zn0+4C02 +5H20 2A1C13 · 6H20-Δ — AI203+6HC1 +3H20 TiCl4+2H20-Λ — Ti02+4HC1 t(CH3COO) 2Pb · 3H20+402_ Δ — Pb0+4C02 +6H20 Pb0+Ti02-Λ—PbTiO3生成的钛酸铅具有低介电常数和高居里温度，能有效提高膜层的高温稳定性。⑷制极在透明导电膜的适当位置涂刷银浆，于120-150°C烘干后，送入600-650°C的还原炉中还原20-30分钟，待电极呈均匀致密的银白色为合格。(5)退火或通电老化定型把制极后的透明导电膜元件送入400-500°C的退火炉中，通N2退火5_10分肿，或直接用机械连接方法引出电源线，用高于工作I. 25倍的电压，通电3-15分钟，使膜层晶格有序化，改变膜层中的亚氧化物含量，提高载流子浓度，提高膜层的导电性与稳定性。本发明与现有透明氧化物导电膜相比，具有以下优点1，原材料便宜，地壳中的锌含量是钢的一千多倍(1320倍)，是锡的3. 3倍，锌资源丰富，材料易得，具有价格优势。2，性价比优异，本发明以ZnO作主晶相，选择三氯化铝作掺杂剂，筛选四氯化钛、醋酸铅、ニ氯化锰作添加剤，既传承了氧化锌膜的光电、压电及铁电的特性，又提高了膜层的热稳定性，性价比优异。3，生产成本低，喷涂热分解法已成功地用于大面积制备氧化锌薄膜，该方法具有操作简便，成本低廉，易于大面积沉积等优点，今采用便宜的醋酸锌代替钢、锡作主料，用经醋酸酸化的蒸馏水替代こ醇作溶剂，有效地防止溶液中产生氢氧化锌沉淀，提高膜层质量，降低了生产成本。本发明适用于透明导电膜的制造。
具体实施例方式一种廉价透明导电膜的制造方法，包括配制镀膜液、清洁基材、镀膜、制极、退火或通电老化定型エ艺步骤，其特征是(I)配制镀膜液
①镀膜液配方组分重量比
醋酸锌((CftCOO)2 Zn ·2Η20 )88g主料
三氣化铝(ん丨(].”6队0)5g掺杂剂
四氯化钦(TiCl4)2g 高温阻值稳定剂
醋酸铅((CH3COO)2 Pb-3H20 )4g高温阻値稳定剂
ニ氯化键(1 11(12*41120)Ig铅逸抑制剂
醋酸 (CH3COOH )适量助溶剂
蒸馏水(纯水) SOO-IOOOg溶剂②镀膜液配制步骤A，用醋酸将蒸馏水酸化，盖好备用；B，按配方称取四氧化钛液，盖好备用；C，按配方称取醋酸锌、三氯化铝、醋酸铅、ニ氯化锰，溶于酸化的蒸馏水中，搅拌下慢慢滴入四氯化钛液，充分搅拌均匀，装入带盖的塑料桶中，盖好备用；(2)清洁基材把玻璃，陶瓷，碳化硅类基材竖放入超声波清洗机中，用自来水打磨清洗干净，擦去水汽，放入120_150°C烘箱中烘干,盖好备用；云母板和矿棉纸类薄型基材用脱脂棉沾少许酒精擦去灰尘、油污，放入120-150°C烘箱中烘干，盖好备用；⑶镀膜把清洗干燥的基材装上エ夹具，送入600_650°C的镀膜炉内，用除去油污水汽杂质的压缩空气(压カ为O. 2-0. 4MPa)，将镀膜液雾状喷入炉中，镀膜液与空气中的氧和水蒸汽反应，生成的导电微粒嵌入于基材表面晶格中淀积成膜，在基材表面形成一层光电性与热稳定性良好的多功能透明薄膜；⑷制极在透明导电膜的适当位置涂刷银浆，于120-150°C烘干后，送入600-650°C的还原炉中还原20-30分钟，待电极呈均匀致密的银白色为合格。(5)退火或通电老化定型把制极后的透明导电膜元件送入400-500°C的退火炉中，通N2退火5_10分肿，或宜接用机械连接方法引出电源线，用高于工作I. 25倍的电压，通电3-15分钟，使膜层晶格有序化，改变膜层中的亚氧化物含量，提高载流子浓度，提高膜层的导电性与稳定性。
权利要求
1.一种廉价透明导电膜的制造方法，包括配制镀膜液、清洁基材、镀膜、制极、退火或通电老化定型エ艺步骤，其特征是所述镀膜液配方重量比为 醋酸锌88g 主料 三氣化铝5g掺杂剂四氯化钛2g高温阻值稳定剂醋酸铅4g高温阻值稳定剂 ニ氯化锰Ig铅逸抑制剂 醋酸适暈助溶剂 蒸馏水500-1000g溶剂 镀膜液配制步骤为A、用醋酸将蒸馏水酸化，备用；B、按配方称取四氯化钛液，备用；C、按配方称取醋酸锌、三氯化铝、醋酸铅、ニ氯化锰，溶于酸化的蒸馏水中，搅拌下慢慢滴入四氯化钛液，充分搅拌均匀，装入带盖的塑料桶中，备用。
2.如权利要求I所述的ー种廉价透明导电膜的制造方法，其特征是，清洁基材是把玻璃，陶瓷，碳化硅类基材竖放入超声波清洗机中，用自来水打磨清洗干净，擦去水汽,放入120-150°C烘箱中烘干，备用；把云母板和矿棉纸类薄型基材，用脱脂棉沾少许酒精擦去灰尘、油污，放入120-150°C烘箱中烘干，备用。
3.如权利要求I所述的ー种廉价透明导电膜的制造方法，其特征是，镀膜是把清洗干燥的基材装上エ夹具，送入600-650°C的镀膜炉内，用除去油污水汽杂质的压缩空气将镀膜液雾状喷入炉中，镀膜液与空气中的氧和水蒸汽反应，生成的导电微粒嵌入于基材表面晶格中，淀积成膜，在基材表面形成一层光电性与热稳定性良好的多功能透明薄膜。
4.如权利要求I所述的ー种廉价透明导电膜的制造方法，其特征是，制极是在透明导电膜的适当位置涂刷银浆，于120-150°C烘干后，送入600-650°C的还原炉中还原20-30分钟，待电极呈均匀致密的银白色为合格。
5.如权利要求I所述的ー种廉价透明导电膜的制造方法，其特征是，退火是把制极后的透明导电膜元件送入400-500°C的退火炉中，通N2退火5-10分肿，使膜层晶格有序化。
6.如权利要求I所述的ー种廉价透明导电膜的制造方法，其特征是，通电老化定型是直接用机械连接方法引出电源线，用高于工作I. 25倍的电压，通电3-15分钟，使膜层晶格有序化。
全文摘要
一种廉价透明导电膜的制造方法，包括配制镀膜液、清洁基材、镀膜、制极、退火或通电老化定型工艺步骤，其特征是镀膜液配方为主料醋酸锌88g，掺杂剂三氯化铝5g，高温阻值稳定剂四氯化钛2g，高温阻值稳定剂醋酸铅4g，铅逸抑制剂二氯化锰1g，助溶剂醋酸适量，溶剂蒸馏水500-1000g。镀膜液配制步骤A、用醋酸将蒸馏水酸化，盖好备用；B、按配方称取四氯化钛液，盖好备用；C、按配方称取其它组分，溶于酸化的蒸馏水中，慢慢滴入四氯化钛液，充分搅拌均匀，盖好备用；清洁基材；在基材上镀膜，制极，通电老化定型。与现有透明氧化物导电膜相比，具有以下优点1.原材料便宜，2.性价比优异，3.生产成本低。适用于透明导电膜的制造。
文档编号H01B13/00GK102693782SQ20121016865
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者姜家福 申请人:姜家福