專利名稱：透明導(dǎo)電薄膜及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低電阻、高透射率的銻摻雜氧化錫(ATO)透明導(dǎo)電薄膜及其制造 方法，具體的說，特別是涉及一種利用熱噴霧法在微晶玻璃板上制備加熱用的ATO透明導(dǎo) 電薄膜。
背景技術(shù)：
透明導(dǎo)電的SnO2材料很早就為人們所認(rèn)識，但對SnO2及其應(yīng)用的廣泛研究則是從 70年代中期才開始。最近幾年，摻雜的SnO2薄膜用作電熱轉(zhuǎn)換材料已引起了人們極大的興 趣。SnO2薄膜一方面具有高的透射率和電導(dǎo)率；另一方面又具有價格便宜、具有導(dǎo)電性好、 硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性、抗腐蝕性和粘附性好等特點(diǎn)，用它作為電熱轉(zhuǎn)換材料比起傳統(tǒng)的電熱 元件，具有電熱轉(zhuǎn)換效率高、成本低、安全性好、使用壽命長、外形可選擇性強(qiáng)、且產(chǎn)品小型 化、輕量化、薄型化等優(yōu)點(diǎn)，展示著光明的應(yīng)用前景。在玻璃鍍膜工業(yè)上，氧化錫薄膜可以通過以下不同的方法沉積于玻璃的表面上， 如熱解沉積、粉末沉積、化學(xué)蒸氣沉積和陰極濺射等。日本公開特許公報昭63-112441公開 了一種透明熱反射板的產(chǎn)品，其膜層結(jié)構(gòu)為玻璃+氧化錫+欽+氧化錫，為三層膜系產(chǎn)品， 使玻璃的反射色為青色。聯(lián)邦德國DE3413587公開了一種“磁控反應(yīng)濺射進(jìn)行熱反射鍍膜 玻璃的氧化錫干涉膜的沉積”的方法，為三層膜結(jié)構(gòu)，使玻璃具備一定的紅外反射能力。鍍 膜技術(shù)工藝的成熟和多層鍍膜技術(shù)的使用，提高了其工作性能。利用二氧化錫薄膜在玻璃 表面上的電性能，可制造電導(dǎo)發(fā)光顯像屏、特殊照明器材、除冰玻璃、安全報警用玻璃、電敏 儀和抗靜電蓋罩玻璃以及陰極射線管的電子束控制裝置等。近年來，人們已經(jīng)發(fā)展了多種SnO2 = Sb薄膜的制備方法，如化學(xué)氣相沉積法、射頻 濺射法、溶膠_凝膠法、噴霧熱分解法等。其中，噴霧熱解法工藝由于具有設(shè)備簡單，非真空 沉積系統(tǒng)，易于操作，能實(shí)現(xiàn)大面積沉積等優(yōu)點(diǎn)而成為TCO薄膜制備中一種最常用的技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，所要解決的技術(shù)問題是提供一 種采用易于工業(yè)化生產(chǎn)的熱噴霧法制備二氧化錫薄膜，克服了用其他方法帶來的不易操作 或不能產(chǎn)量化等困難。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，通過下述技術(shù)方案予以實(shí) 現(xiàn)—種透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于用熱噴霧法獲得所述的透明導(dǎo)電薄 膜，包括如下步驟①、首先將微晶玻璃板用去離子水和酒精進(jìn)行清洗，將清洗過的微晶玻璃板放入 升溫爐里，加熱到400°C 800°C，烘干待用；②、配制噴涂液，噴涂液的材料的質(zhì)量百分比如下
氧化錫前體 25% 40%銻前體0.5% 1.2%鋇前體0.6% 1.6%HCl15% 25%酒精40% 60%，用鹽酸溶解氧化錫前體，用酒精分別溶解銻前體和鋇前體，用磁力攪拌器攪拌均 勻，把三種溶液混合、攪拌，得到均勻的噴涂液；③、將上述配制好的噴涂液用噴槍噴涂到加熱的微晶玻璃板上，在爐膛末端，玻璃 溫度在400°C 700°C，在此溫度下噴涂，爐膛末端設(shè)置一排噴槍，噴涂時以壓縮的空氣為 氣體載體，每次的沉積時間固定為5s ；④、取出噴涂后的微晶玻璃板，把噴涂后的微晶玻璃板放入隧道爐內(nèi)燒結(jié)，隧道爐 燒結(jié)300°C— 5000C- 5600C- 350°C，燒結(jié)時間為45 60分鐘；⑤、然后把微晶玻璃板進(jìn)入到600°C的保溫區(qū)，保溫10 200分鐘，隨爐冷卻到室 溫，得到成品。進(jìn)一步，所述的氧化錫前體是SnCl4. 5H20或SnCl2. 2H20的任意一種，所述的銻前體 是Sb2Cl3，所述的鋇的前體是BaO或BaCl2的任意一種形式，所述的溶液以四氯化錫為主，氯 化鉍為摻雜劑，所述氧化鋇為溫度系數(shù)平衡劑、鹽酸為輔助劑、酒精為溶劑。本發(fā)明的透明導(dǎo)電薄膜，通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種透明導(dǎo)電薄膜，主體材料氧化錫中摻雜有銻元素所構(gòu)成的錫銻氧化物，簡稱 ΑΤ0，所述薄膜的原材料的質(zhì)量百分比如下SnCl4. 5H20Sb2Cl3BaOHCl酒精本發(fā)明公開了-
25% 40% 0. 5% 1. 2% 0. 6% 1. 6% 15% 25% 40% 60%。
-種以微晶玻璃板為襯底的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，所述透明導(dǎo)
電薄膜是在主體材料氧化錫中加入銻、鋇元素作為摻雜劑，以鹽酸作為輔助劑，酒精為溶 劑。所述微晶玻璃板為襯底的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法為熱噴霧法。該薄膜成膜牢固，具 有良好的導(dǎo)電性、透光性、穩(wěn)定性、可干燒、耐腐蝕。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本發(fā) 明的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的詳述得到進(jìn)一步的了解。本發(fā)明的透明導(dǎo)電薄膜，主體材料氧化錫中摻雜有銻元素所構(gòu)成的錫銻氧化物， 簡稱ΑΤ0，該薄膜的原材料的質(zhì)量百分比如下SnCl4. 5H20 25% 40%Sb2Cl30.5% 1.2%BaO0.6% 1.6%HCl15% 25%
酒精40% 60%。本發(fā)明的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，是在用熱噴霧法獲得所述的透明導(dǎo)電薄膜， 具體步驟如下a.將用去離子水和酒精超聲波清洗過的微晶玻璃襯底烘干，在箱式爐內(nèi)加熱到 400 °C 800 °C ；b.通過將氧化錫前體、銻前體和鋇的前體溶解在酒精中形成前體溶液；c.將配制好的溶液噴涂到加熱的微晶玻璃板上，保溫10 200分鐘，隨爐冷卻到室溫。上述的氧化錫前體是SnCl4. 5H20和SnCl2. 2H20的任意一種，上述的銻前體是 Sb2Cl3,上述的鋇的前體是BaO、BaCl2的任意一種形式。本發(fā)明先把微晶玻璃板用去離子水和酒精進(jìn)行清洗，后烘干，放入普通的隧道爐 里，溫度在400°C 800°C。爐膛末端設(shè)置一排噴槍，溶液以四氯化錫為主，氯化鉍為摻雜 劑、氧化鋇為溫度系數(shù)平衡劑、鹽酸為輔助劑、酒精為溶劑。氣體為普通壓縮空氣，在爐膛末端，玻璃溫度還在40(TC 70(TC，在此溫度下噴 涂，然后進(jìn)入到保溫區(qū)，后隨爐冷卻。利用熱噴霧法制備氧化錫薄膜的制作工藝簡單，且生產(chǎn)成本低，適合于大面積連 續(xù)批量生產(chǎn)。利用該方法生產(chǎn)的透明導(dǎo)電薄膜可見光平均透光率為87%，功率密度為最大 可作 11. 3w/cm2。實(shí)施例一(1)、將制定大小的微晶玻璃板，先用去離子水清洗表面，再用酒精對表面進(jìn)行清 洗，然后烘干待用；將清洗過的微晶玻璃板放入隧道爐里，升溫進(jìn)行噴涂；(2)、噴涂液如下噴涂液為15g四氯化錫、0. 391g氯化銻，0. 20g氧化鋇、8gHCl、 15g酒精；用8g鹽酸在60°C溶解0. 20g氧化鋇，用酒精分別溶解四氯化錫和氯化銻，用磁力 攪拌器攪拌均勻；把三種溶液混合、攪拌，得到均勻的噴涂液；(3)、噴涂條件如下噴槍的流量為1.5ml/s、噴涂壓力為0. 18Mpa，噴嘴口徑為 0. 5mm，噴槍與基材間的距離為30cm，噴涂時以壓縮的空氣為氣體載體；為保證每次噴涂所 成膜的厚度都基本相同，每次的沉積時間固定為5s ；(4)、取出噴涂后的微晶玻璃板，放入隧道爐內(nèi)燒結(jié)，隧道爐燒結(jié) 3000C- 5000C- 5600C- 350°C，燒結(jié)時間為50min ；通入600°C的隧道爐，冷卻至常溫。以上所述的透明導(dǎo)電薄膜，透光率好，電阻小，功率密度最大可達(dá)到11. 3w/ cm2(噴涂次數(shù)增多、電阻減小、功率增大)。連續(xù)通電500小時，功率變化為3%。實(shí)施例二 步驟(1)與實(shí)施例一相同；步驟(2)、噴涂液如下噴涂液為15g四氯化錫、0.293g氯化銻，0.258g氧化鋇、 IOg鹽酸、IOg酒精；溶解方法同實(shí)施例一；其它步驟與實(shí)施例一相同。以上所述的透明導(dǎo)電薄膜，透光率好，電阻小，功率密度最大可達(dá)到11. 3w/cm2(噴 涂次數(shù)增多、電阻減小、功率增大)。連續(xù)通電500小時，功率變化為3%。綜上所述，為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明已如專利說明書內(nèi)容，制成樣品且經(jīng)多次使用測試，證明誠能達(dá)到其所預(yù)期之目的及功效，實(shí)用性價值乃無庸置疑。
以上所舉實(shí)施例僅用為方便舉例說明本發(fā)明，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，并 非對本發(fā)明作實(shí)施任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離 本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容做出局部更改均等變化、或修 飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的涵蓋范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于用熱噴霧法獲得所述的透明導(dǎo)電薄膜，包括如下步驟①、首先將微晶玻璃板用去離子水和酒精進(jìn)行清洗，將清洗過的微晶玻璃板放入升溫爐里，加熱到400℃～800℃，烘干待用；②、配制噴涂液，噴涂液的材料的質(zhì)量百分比如下氧化錫前體25％～40％銻前體0.5％～1.2％鋇前體0.6％～1.6％HCl 15％～25％酒精 40％～60％，用鹽酸溶解氧化錫前體，用酒精分別溶解銻前體和鋇前體，用磁力攪拌器攪拌均勻，把三種溶液混合、攪拌，得到均勻的噴涂液；③、將上述配制好的噴涂液用噴槍噴涂到加熱的微晶玻璃板上，在爐膛末端，玻璃溫度在400℃～700℃，在此溫度下噴涂，爐膛末端設(shè)置一排噴槍，噴涂時以壓縮的空氣為氣體載體，每次的沉積時間固定為4～8秒；④、取出噴涂后的微晶玻璃板，把噴涂后的微晶玻璃板放入隧道爐內(nèi)燒結(jié)，燒結(jié)時間為45～60分鐘；⑤、然后把微晶玻璃板進(jìn)入到保溫區(qū)，保溫10～200分鐘，隨爐冷卻到室溫，得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于步驟②所述的氧化 錫前體是SnCl4. 5H20或SnCl2. 2H20的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于步驟②所述的銻前 體是Sb2Cl3,所述的鋇的前體是BaO或BaCl2的任意一種形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于步驟②所述的溶液 以四氯化錫為主，氯化鉍為摻雜劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于所述氧化鋇為溫度 系數(shù)平衡劑、鹽酸為輔助劑、酒精為溶劑。
6.一種透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于主體材料氧化錫中摻雜有銻元素所構(gòu)成的錫銻氧 化物，所述薄膜的原材料的質(zhì)量百分比如下SnCl4. 5H2025% 40%Sb2Cl30. 5%--1. 2%BaO0. 6% 1. 6%HCl15%--25%酒精40%--60%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用易于工業(yè)化生產(chǎn)的熱噴霧法制備透明導(dǎo)電薄膜，克服了用其他方法帶來的不易操作或不能產(chǎn)量化等困難。本發(fā)明首先將微晶玻璃板用去離子水和酒精進(jìn)行清洗，再配制噴涂液，將配制好的噴涂液用噴槍噴涂到加熱的微晶玻璃板上，噴涂時以壓縮的空氣為氣體載體，把噴涂后的微晶玻璃板放入隧道爐，然后進(jìn)入到保溫區(qū)，隨爐冷卻到室溫，得到成品。本發(fā)明的透明導(dǎo)電薄膜是在主體材料氧化錫中加入銻、鋇元素作為摻雜劑，以鹽酸作為輔助劑，酒精為溶劑，該薄膜成膜牢固，具有良好的導(dǎo)電性、透光性、穩(wěn)定性、可干燒、耐腐蝕。
文檔編號B05D1/02GK101894601SQ20101019812
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者吳勝紅, 李鵬, 鄧泰均 申請人:泰陽電子(東莞)有限公司