基于ITO替代材料的透明电极制作

基于ITO替代材料的透明电极制作报告人：朱爱青ITO的概述什么是ITO?ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。而ITO导电玻璃是在纳钙基或硅硼基基片玻璃上，利用溅射、蒸发等多种方法镀上一层ITO薄膜加工制作而成。液晶显示器专用ITO导电玻璃有时还要在中间镀上一层阻挡层，，以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。ITO导电膜的特性1.在厚度只有几千埃的情况下，氧化铟透过率高，氧化锡导电能力强；2.ITO具有很强的吸水性，所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质，俗称“霉变”；3.ITO层在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应，形成其它导电和透过率不佳的反应物质；4.ITO在600度以下会随着温度的升高，电阻增大。ITO导电玻璃的分类1.按电阻分：高电阻玻璃（150~500Ω）——用于静电防护、触摸屏制作普通玻璃（60~150Ω）——用于TN类液晶显示器和和电子抗干扰低电阻玻璃（小于60Ω）——用于STN液晶显示器和透明线路板2.按尺寸分:14x14、14x16、20x24等规格3.按厚度分：2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等规格4.按平整度分：抛光玻璃和普通玻璃注：0.5mm以下的主要用于STN液晶显示器产品外观质量不允许有裂纹，TN型ITO导电玻璃镀膜面不允许有不可去除的高度超过0.1mm的粘附物；STN型ITO导电玻璃镀膜面不允许有不可去除的高度超过0.05mm的粘附物。玻璃体点状缺陷：包括气泡、夹杂物、表面凹坑、异色点等。点状缺陷的直径定义为：d=(缺陷长+缺陷宽)/2。玻璃体线状缺陷(宽度W)：包括玻筋、光学变形。使用和贮存不容许叠放，一般要求竖响放置，平放操作时，尽量保持ITO面朝下；取放时只能接触四边，不能接触导电玻璃ITO表面；轻拿轻放，不能与其它治具和机器碰撞；长时间存放要注意防潮，以免影响玻璃的电阻和透过率；对于大面积和长条形玻璃，在设计排版时要考虑玻璃基片的浮法方向。ITO导电玻璃的贮存方法：ITO导电玻璃应贮存在室温条件下，湿度在65%以下干燥保存；贮放时玻璃保持竖向放置，玻璃间堆放不可超过二层，木箱装ITO导电玻璃货物堆放不可超过五层。纸箱装货ITO导电玻璃货物，原则上不能堆放。制造工艺电化学扩散工艺：在玻璃上用电化学扩散方法可获得掺杂超导薄膜。玻璃在电化学处理装置中与熔融金属或化合物接触，在一定的电场作用下，熔融金属或化合物中的离子会扩散到玻璃表面，玻璃中的一价碱金属离子离解处来，等量地扩散至阴极表面，使玻璃表面的化学组成发生变化。高温喷涂和等离子体喷涂工艺：这种技术是将粉末状金属或非金属、无机材料加热至熔化或未熔化状态，并进一步加温使其雾化，形成高温高速焰流喷向需喷涂的玻璃基体。采用这种方式可以先在基体上制备YBaGUOx等涂层，在经过热处理可成为超导性材料。ITO替代的一些新技术•纳米金属网格（metalmesh）•纳米金属蒸镀（Nanometal）•有机透明导电膜•碳纳米管•石墨烯•银纳米线新型透明电极材料新型电极材料有涂布型ito、Ag线墨、ZnO、Ag丝、导电性高分子。这些材料的共同特点：1.柔软及弯曲性出色2.色调好3.易降低成本4.形成透明电极的基材选择自由度高ZnO基透明导电膜代替ITOＺｎＯ基透明导电氧化物薄膜被认为是ＩＴＯ薄膜的理想替代物，ＺｎＯ相对于ＩＴＯ具有很多明显的优势，它价格低廉、原料丰富、对人体无害、同时在氢等离子体环境中也有很好的稳定性。另外通过掺杂合适的金属可以得到性能与ＩＴＯ相媲美的透明导电薄膜，从而将其应用于制作光电器件。ZnO薄膜的制备：1.利用脉冲激光沉积（PLD），采用的是含铝量为4%的ZnO掺Al2O3陶瓷靶2.磁控溅射法，使用的靶材是含Al量为4％的ZnO-Al合金靶研究内容：1.分别采用脉冲激光沉积和磁控溅射法在GaN基LED上生长AZO(ZnO:Al)薄膜，研究分析了AZO直接用作电流扩展层不能形成欧姆接触的原因2.采用ITO/AZO复合薄膜来降低AZO与ｐ型GaN的接触电阻,研究了不同ITO厚度对芯片正向电压的影响,以及不同厚度AZO对芯片发光强度的影响.结果表明AZO与ｐ型GaN并不能形成良好的欧姆接触;固定ITO厚度20nm不变,改变AZO厚度,研究了芯片光电性能随AZO厚度的变化.AZO电阻随厚度的增加而增加,AZO层太厚,芯片正向电压高,而AZO太薄则电流扩散不均匀.实验结果表明当ITO20nm/AZO500nm组合时,芯片光电性能最优,与当前广泛应用的ITO相当.