專利名稱：透明導電薄膜結構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種透明導電薄膜結構以及有關一種利用熱處理的方式在透明導電薄膜上形成周期性且大抵平行的起伏結構的制造方法。
背景技術：
用于平面顯示器、發(fā)光二極管、觸控面板等光電產(chǎn)品的氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)等透明導電膜，目前在量產(chǎn)上大都使用磁控濺鍍或真空蒸鍍等干式物理方法成膜。物理方法成膜的主要問題在于成膜設備及靶材都相當昂貴，而且成膜材料的利用率極低，因此制造成本極高。
另一方面，以粒徑數(shù)十納米的導電氧化物粉末為原料，調配成懸浮液狀的透明導電涂料，并以濕式化學成膜法制成薄膜，是一種簡便而迅速的透明導電薄膜成膜技術。這種濕式化學成膜法的優(yōu)點有不需抽真空、成膜設備成本較低、可用噴涂、網(wǎng)印、旋轉涂布或浸漬等多種方式成膜、容易做大面積成膜及雙面涂布、成膜材料的利用率高與薄膜電阻調整的幅度極大等。然而，以懸浮液及濕式化學方法形成透明導電薄膜時，其懸浮液粒子在基材表面流動及干燥的狀況常有局部的細微差異。這種細微差異對于透明導電薄膜的電阻及透光率等基本性質并沒有明顯的影響，但會使反射光呈現(xiàn)不規(guī)則的彩虹狀條紋及眩光(glare)，這對于注重目視觀感的產(chǎn)品將有不利影響。因此，需要能消除這種彩虹狀條紋及眩光的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種透明導電薄膜，能有效降低透明導電薄膜的彩虹狀條紋及眩光。
本發(fā)明的透明導電薄膜，包括一透明導電薄膜，由納米氧化物顆粒所構成，具有周期性且大抵平行的表面凹凸結構。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構，該透明導電薄膜形成在一透明基板上。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構，該透明基板包括玻璃。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構，該凹凸結構的周期為30微米至150微米。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構，該凹凸結構的高低差為0.25微米至1微米。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構，該透明導電薄膜片電阻在50ohm/square至3000ohm/square之間。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構，該透明導電薄膜的可見光平均穿透率大于80％。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構，該納米氧化物顆粒包括經(jīng)摻雜或未摻雜的氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎘(CdO)、氧化鎘銦(CdIn2O4)、氧化鎂銦(MgIn2O4)、氧化鋅鎵(ZnGa2O4)、氧化鎘鎵(CdGa2O4)、四氧化鋅錫(Zn2SnO4)、三氧化鋅錫(ZnSnO3)、氧化鎵(Ga2O3)、氧化鎵銦(GaInO3)、四氧化鎘錫(Cd2SnO4)、三氧化鎘錫(CdSnO3)、氧化鎘銻(Cd2Sb2O7)、氧化鎘鍺(Cd2GeO4)、氧化銦鎵鎂(InGaMgO4)、氧化銦鎵鋅(InGaZnO4)、氧化鋅銦(Zn2In2O5)、氧化銀銦(AgInO2)、氧化銅鋁(CuAlO2)、氧化銅鎵(CuGaO2)、氧化鍶銅(SrCu2O2)，或上述材料的組合。
為達成上述目的，本發(fā)明提供一種透明導電薄膜的制造方法，包括下列步驟將多個納米氧化物顆粒與一溶劑混合，調配成一懸浮液狀的涂布液；將一透明基板浸入該涂布液中；以及將該透明基板從該涂布液中拉起，同時進行一熱處理步驟，使透明基板表面形成一透明導電薄膜，具有周期性且大抵平行的表面凹凸結構。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該透明基板從該涂布液中垂直拉起。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該透明基板從該涂布液中以一固定速度拉起。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該熱處理步驟是以條狀且平行于該透明基板表面的加熱器進行加熱。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該加熱器另置于該透明基板的一側或兩側。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該加熱器配置方向垂直于該透明基板拉起的方向。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該熱處理的溫度范圍在70℃至120℃。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該透明基板包括玻璃。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該納米氧化物顆粒粒徑小于100納米。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該納米氧化物顆包括經(jīng)摻雜或未摻雜的氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎘(CdO)、氧化鎘銦(CdIn2O4)、氧化鎂銦(MgIn2O4)、氧化鋅鎵(ZnGa2O4)、氧化鎘鎵(CdGa2O4)、四氧化鋅錫(Zn2SnO4)、三氧化鋅錫(ZnSnO3)、氧化鎵(Ga2O3)、氧化鎵銦(GaInO3)、四氧化鎘錫(Cd2SnO4)、三氧化鎘錫(CdSnO3)、氧化鎘銻(Cd2Sb2O7)、氧化鎘鍺(Cd2GeO4)、氧化銦鎵鎂(InGaMgO4)、氧化銦鎵鋅(InGaZnO4)、氧化鋅銦(Zn2In2O5)、氧化銀銦(AgInO2)、氧化銅鋁(CuAlO2)、氧化銅鎵(CuGaO2)、氧化鍶銅(SrCu2O2)，或上述材料的組合。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該凹凸結構的周期為30微米至150微米。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該凹凸結構的高低差為0.25微米至1微米。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該透明導電薄膜片電阻在50ohm/square至3000ohm/square之間。
本發(fā)明所述的透明導電薄膜結構的制造方法，該透明導電薄膜的可見光平均穿透率大于80％。
本發(fā)明所述透明導電薄膜結構及其制造方法，能消除可見光反射的雜亂條紋，也能有效降低眩光。


圖1為本發(fā)明較佳實施例中透明導電薄膜的制造裝置示意圖；圖2為本發(fā)明較佳實施例透明導電薄膜表面結構示意圖；圖3a顯示以光學顯微鏡觀察傳統(tǒng)濕式化學成膜法所形成的透明導電薄膜表面結構；圖3b顯示以光學顯微鏡觀察以本發(fā)明較佳實施例熱處理所形成的透明導電薄膜表面結構；圖4顯示以掃描式電子顯微鏡觀察經(jīng)本發(fā)明熱處理所形成的透明導電薄膜表面微結構；圖5a顯示傳統(tǒng)濕式化學成膜法所形成的透明導電薄膜反射光影像；圖5b顯示經(jīng)本發(fā)明較佳實施例熱處理所形成的透明導電薄膜反射光影像。
具體實施例方式
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下本發(fā)明主要是通過成膜時的特殊熱處理步驟，在基板表面形成一周期性且大抵平行的表面凹凸起伏。圖1顯示本發(fā)明透明導電薄膜的制作方法，首先以納米導電氧化物顆粒為原料，與一有機溶劑混合，調配成懸浮液狀的涂布液，置于涂布槽103中，作為成膜原料，其中納米氧化物顆粒包括經(jīng)摻雜或未摻雜的氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎘(CdO)、氧化鎘銦(CdIn2O4)、氧化鎂銦(MgIn2O4)、氧化鋅鎵(ZnGa2O4)、氧化鎘鎵(CdGa2O4)、四氧化鋅錫(Zn2SnO4)、三氧化鋅錫(ZnSnO3)、三氧化鎵(Ga2O3)、氧化鎵銦(GaInO3)、四氧化鎘錫(Cd2SnO4)、三氧化鎘錫(CdSnO3)、氧化鎘銻(Cd2Sb2O7)、氧化鎘鍺(Cd2GeO4)、氧化銦鎵鎂(InGaMgO4)、氧化銦鎵鋅(InGaZnO4)、氧化鋅銦(Zn2In2O5)、氧化銀銦(AgInO2)、氧化銅鋁(CuAlO2)、氧化銅鎵(CuGaO2)、氧化鍶銅(SrCu2O2)，或上述材料的組合，其中納米導電氧化物顆粒的尺寸小于100納米，較佳在15納米至45納米之間。
將表面光滑的透明基板101，例如玻璃，浸入裝有調配好的懸浮液的涂布槽103中，進行傳統(tǒng)濕式化學成膜法中的浸漬法，經(jīng)過約10秒至60秒的浸漬，將透明基板101以約5mm/sec至15mm/sec的固定速率自液面拉起，其中較佳為垂直液面拉起，同時在液面上設置長條狀加熱器102分別置于透明基板101的一側或兩側，并調整加熱器的方位，使其平行于透明基板101的表面并垂直于透明基板101的拉起方向，在透明基板101拉起的過程中進行加熱，加熱時基板表面溫度約在70攝氏度至120攝氏度之間，使附著在透明基板101表面的涂布液干燥后形成透明導電薄膜，接著在熱處理爐中做第二次熱處理后，其片電阻約在50ohm/square至3000ohm/square之間，而可見光的平均穿透率在80％以上。
圖2顯示經(jīng)熱處理干燥后形成在透明基板101上的透明導電薄膜結構201，其薄膜表面呈現(xiàn)一具有周期性且大抵平行的凹凸結構，類似平行山脈狀，其凹凸結構的周期T為30μm至150μm，而其凹凸結構的高低差h約為0.25μm至1μm。
圖3a顯示以傳統(tǒng)濕式化學成膜法，同樣以浸漬法成膜后在室溫自然干燥成膜所形成的透明導電薄膜，利用光學顯微鏡觀察的表面微結構，由圖可發(fā)現(xiàn)，室溫自然干燥成膜所形成的透明導電薄膜并未在薄膜表面形成任何特別的結構。圖3b顯示經(jīng)過本發(fā)明熱處理過程所形成的透明導電薄膜，在光學顯微鏡下的薄膜表面結構，由圖可發(fā)現(xiàn)，成膜后的表面呈現(xiàn)單方向且大抵平行的條紋結構。
圖4顯示以掃描式電子顯微鏡觀察經(jīng)過本發(fā)明熱處理所形成的透明導電薄膜表面微結構，其薄膜表面呈現(xiàn)周期性且大抵平行的條狀結構。
圖5a顯示傳統(tǒng)未經(jīng)熱處理的濕式化學成膜法所形成的透明導電薄膜反射光影像，由圖可得知，以傳統(tǒng)濕式化學成膜法所形成的透明導電薄膜反射光呈現(xiàn)不規(guī)則的彩虹狀條紋。圖5b顯示利用本發(fā)明熱處理所形成的透明導電薄膜反射光影像，熱處理后形成周期性的表面凹凸結構確實有效消除了不規(guī)則的彩虹狀條紋，而且由于凹凸狀的幾何結構造成粗糙的表面，使光線反射方向較不一致，因此反射光影像較為模糊，具有降低眩光的效果。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項技術的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎上做進一步的改進和變化，因此本發(fā)明的保護范圍當以本申請的權利要求書所界定的范圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下透明基板101加熱器102涂布槽103透明導電薄膜201高低差h周期T
權利要求
1.一種透明導電薄膜結構，其特征在于所述透明導電薄膜結構包括一透明導電薄膜，由納米氧化物顆粒所構成，具有周期性且平行的表面凹凸結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的透明導電薄膜結構，其特征在于該透明導電薄膜形成在一透明基板上。
3.根據(jù)權利要求2所述的透明導電薄膜結構，其特征在于該透明基板包括玻璃。
4.根據(jù)權利要求1所述的透明導電薄膜結構，其特征在于該凹凸結構的周期為30微米至150微米。
5.根據(jù)權利要求1所述的透明導電薄膜結構，其特征在于該凹凸結構的高低差為0.25微米至1微米。
6.根據(jù)權利要求1所述的透明導電薄膜結構，其特征在于該透明導電薄膜片電阻在50ohm/square至3000ohm/square之間。
7.根據(jù)權利要求1所述的透明導電薄膜結構，其特征在于該透明導電薄膜的可見光平均穿透率大于80％。
8.根據(jù)權利要求1所述的透明導電薄膜結構，其特征在于該納米氧化物顆粒包括經(jīng)摻雜或未摻雜的氧化銦、氧化錫、氧化鋅、氧化鎘、氧化鎘銦、氧化鎂銦、氧化鋅鎵、氧化鎘鎵、四氧化鋅錫、三氧化鋅錫、氧化鎵、氧化鎵銦、四氧化鎘錫、三氧化鎘錫、氧化鎘銻、氧化鎘鍺、氧化銦鎵鎂、氧化銦鎵鋅、氧化鋅銦、氧化銀銦、氧化銅鋁、氧化銅鎵、氧化鍶銅，或上述材料的組合。
9.一種透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于所述透明導電薄膜結構的制造方法包括下列步驟將多個納米氧化物顆粒與一溶劑混合，調配成一懸浮液狀的涂布液；將一透明基板浸入該涂布液中；以及將該透明基板從該涂布液中拉起，同時進行一熱處理，使該透明基板表面形成一透明導電薄膜，具有周期性且平行的表面凹凸結構。
10.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該透明基板從該涂布液中垂直拉起。
11.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該透明基板從該涂布液中以一固定速度拉起。
12.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該熱處理步驟是以條狀且平行于該透明基板表面的加熱器進行加熱。
13.根據(jù)權利要求12所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該加熱器另置于該透明基板的一側或兩側。
14根據(jù)權利要求12所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該加熱器配置方向垂直于該透明基板拉起的方向。
15.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該熱處理的溫度范圍在70℃至120℃。
16.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該透明基板包括玻璃。
17.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該納米氧化物顆粒粒徑小于100納米。
18.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該納米氧化物顆包括經(jīng)摻雜或未摻雜的氧化銦、氧化錫、氧化鋅、氧化鎘、氧化鎘銦、氧化鎂銦、氧化鋅鎵、氧化鎘鎵、四氧化鋅錫、三氧化鋅錫、氧化鎵、氧化鎵銦、四氧化鎘錫、三氧化鎘錫、氧化鎘銻、氧化鎘鍺、氧化銦鎵鎂、氧化銦鎵鋅、氧化鋅銦、氧化銀銦、氧化銅鋁、氧化銅鎵、氧化鍶銅，或上述材料的組合。
19.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該凹凸結構的周期為30微米至150微米。
20.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該凹凸結構的高低差為0.25微米至1微米。
21.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該透明導電薄膜片電阻在50ohm/square至3000ohm/square之間。
22.根據(jù)權利要求9所述的透明導電薄膜結構的制造方法，其特征在于該透明導電薄膜的可見光平均穿透率大于80％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種透明導電薄膜結構及其制造方法，具體為一種利用納米氧化物顆粒形成的透明導電薄膜結構及其制造方法。以傳統(tǒng)的濕式浸漬法在一透明基板上形成一透明導電薄膜，通過成膜時特殊的熱處理步驟，使薄膜表面形成具有周期性且大抵平行的表面凹凸結構。這種結構能消除可見光反射的雜亂條紋，也能有效降低眩光。
文檔編號B82B1/00GK1917097SQ20051009062
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權日2005年8月18日
發(fā)明者楊明輝, 陳楷林, 溫志中 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院