一种高热稳定性透明导电薄膜及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102534496A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102534496A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201210065335.2(22)申请日2012.03.13(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市高新区凌工路2号(72)发明人叶飞侯波曹善鹏张文征(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人赵淑梅(51)Int.Cl.C23C14/06(2006.01)C23C14/30(2006.01)C03C17/22(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书22页页(54)发明名称一种高热稳定性透明导电薄膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种透明导电薄膜及其制备方法，所述的透明导电薄膜，是第III主族元素中的一种和镓共掺杂的氧化锌透明导电薄膜。本发明的薄膜在保证薄膜热稳定性(＞300℃)和电阻率(＜10-2Ω·m)的同时降低了生产成本；此薄膜具有镓掺杂浓度低、热稳定性高、抗老化能力强、使用寿命长、原材料价格低廉等优点。CN10253496ACN102534496A权利要求书1/1页1.一种高热稳定性透明导电薄膜，是第III主族元素中的一种和镓共掺杂的氧化锌透明导电薄膜。2.根据权利要求1所述的高热稳定性透明导电薄膜，其特征在于所述的第III主族元素为B，Al或In。3.根据权利要求1或2所述的高热稳定性透明导电薄膜，其特征在于所述的第III主族元素中的一种和镓共掺杂总含量为0.5～5at.％。4.根据权利要求3所述的高热稳定性透明导电薄膜，其特征在于所述的镓掺杂含量至少为0.5at.％。5.根据权利要求1所述的高热稳定性透明导电薄膜，其特征在于所述的薄膜的电阻率为10-210-4Ω·m，耐热温度为300～600℃。6.权利要求1所述的高热稳定性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于所述的方法为电子束蒸发法，其步骤为：①将氧化锌，氧化镓和第III主族元素的氧化物中的一种混合，压制烧结得到陶瓷靶；其中，第III主族元素中的一种和镓共掺杂总含量为0.5～5at.％；②清洗并安装玻璃基片，在10-3Pa，250℃，2转/min下通入氩气和氧气的混合气体，开始蒸镀；所述的蒸镀在高压为6kV，电子束流为30mA，蒸镀时间为30min下进行。7.权利要求1所述的高热稳定性透明导电薄膜在电加热玻璃中的应用。2CN102534496A说明书1/2页一种高热稳定性透明导电薄膜及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种透明导电薄膜及其制备方法，其薄膜可用于汽车玻璃，建筑物玻璃，展示柜玻璃，飞机驾驶室玻璃，火车驾驶室玻璃。背景技术[0002]电加热玻璃通常也叫电加温玻璃，是一种通电后能发热升温的夹层玻璃制品，分为电阻丝电加热玻璃和薄膜电加热玻璃。涉及电阻丝电加热玻璃的专利包括：CN201039504Y、CN201039503Y、CN201156830Y、CN201904931U、CN201491304U、CN2181662Y等等。电阻丝电加热玻璃也能够达到除雾霜的效果，但是由于电阻丝为不透明金属丝且无法覆盖整个玻璃表面，导致导电加热玻璃的透明度降低和加热不均匀。涉及薄膜电加热玻璃的专利包括：CN101962270A、CN2104776U、CN20159336U、CN1277162A等等，薄膜电加热玻璃可以克服电阻丝电加热玻璃的缺点，同时引入了新的缺点。大部分电加热薄膜生产工艺复杂、成本高、薄膜容易老化、使用寿命短。专利CN1277162A公开了一种氧化铟-锡薄膜电加热玻璃的制作方法。铟是一种稀有金属，价格昂贵且具有一定毒性，因此不利于实现工业生产。[0003]研究发现镓掺杂能在有效降低氧化锌薄膜电阻率的同时提高其热稳定性，例如Asvarov等人研究了镓掺杂含量为3at.％氧化锌薄膜的热稳定性，薄膜的电阻率为3.8×10-4Ω·m，耐热温度350℃(A.Asvarovetal.PhysicaStatusSolidiC7，2010，6：1553-1555)；又如有科研者研究了镓掺杂含量为4.9at.％时，薄膜的耐热温度可提高至500℃(J.L.Zhaoetal.OpticalMaterials，2011，33：768-772)。然而，镓是一种贵金属元素，当作为单一的掺杂元素时，掺杂量一般在2at.％左右，降低其掺杂含量虽然可以降低成本，但是薄膜电阻率也会同时增大。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种透明导电薄膜，是第III主族元素中的一种和镓共掺杂的氧化锌透明导电薄膜。本发明的上述透明导电薄膜中，薄膜中镓的掺杂是为了提高薄膜的热稳定性和导电性。少量镓掺杂可有效提高氧化锌薄膜的热稳定性，从而延长其使用寿命。然而镓是