[发明专利]用于调光玻璃的三层结构透明导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于调光玻璃的三层结构透明导电薄膜及其制备方法。其技术方案是：将氧化物靶材和金属靶材装入磁控溅射系统靶座上；于氩气或氩气与氢气的混合气体或氩气与氧气的混合气体气氛中，在衬底表面采用溅射法沉积氧化物，得氧化物层；然后于氩气与氢气的混合气体气氛中，在氧化物层表面采用溅射法沉积金属，得金属层；最后于氩气或氩气与氢气的混合气体或氩气与氧气的混合气体气氛中，在金属层上采用溅射法沉积所述氧化物，制得用于调光玻璃的三层结构透明导电薄膜。本发明工艺简单和生产成本低，所制制品光学、电学以及力学性能优良。本发明由氧化物层、金属层和氧化物层构成，氧化物层和金属层对应的厚度为20～100nm和3～20nm。

技术领域

本发明属于透明导电薄膜技术领域。特别涉及一种用于调光玻璃的三层结构透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

调光玻璃是由透明导电电极和液晶层构成。其工作原理是：在没有电场作用的情况下，调光玻璃处于透光不透明状态；当通入交流电时，液晶分子实现有序排列，这时调光玻璃便从透光不透明状态转换为透明状态。通过电场作用，能够实现在透明与不透明状态之间的快速随意转换。目前的调光玻璃产品中的透明导电电极主要使用氧化铟锡(ITO)薄膜材料，具有透光性好、面电阻低、工艺成熟等优点。但ITO薄膜不耐弯折，在生产、运输和使用过程中容易发生断裂而报废，而且铟矿储量稀少而分散，开采和回收困难，随着资源的不断消耗，ITO薄膜的成本将不断攀升。因此，人们力图寻找一种价格低廉且性能优异的ITO薄膜替换材料。

目前比较有潜力的ITO薄膜替代材料有石墨烯、碳纳米管、金属网格以及Ag纳米线等形成的薄膜材料。但目前石墨烯仍处于研发阶段，距离量产还有很远的距离。纳米碳管工业化量产技术尚未完善，其制成的薄膜产品导电性还不能达到普通ITO薄膜的水平。金属网格是以普通的Ag、Cu等金属材料作为原始材料采用传统的印压法制作而成，其原材料和制作成本虽都很低，但所制产品却有不可克服的莫瑞干涉问题，应用受到限制。如果降低金属网格中金属的线宽，需要更改制成工艺，成本会随之增加，而且会有易断线等问题。纳米Ag线薄膜存在有严重的漫反射，即雾度(Haze)问题。

现有技术制备的透明导电薄膜，多为单层结构的氧化物透明导电薄膜，这种单层结构的氧化物透明导电薄膜透光性好，但存在柔性衬底表面制备时电阻率高、不耐弯折等缺陷。单层超薄导电金属薄膜也可以作为透明导电膜，但透光性和稳定性有待提高。目前应用的超薄金属薄膜材料只有Au、Ag银和Pt等电阻率低且化学稳定性好的贵金属，但Au和Pt成本昂贵，限制了其应用。