本发明专利技术提供了在一个聚合物基底上形成一个层的一种方法，该方法包括具有使至少一种前体与一个聚合物基底接触，并且使用紫外光分解该至少一种前体并且在该聚合物基底上沉积一个层。还提供了沉积在一个聚合物基底上的包含氧化锌的一个掺杂层，这是通过将包含锌和一种掺杂剂的至少一种前体引入到一个容器内来接触一种聚合物基底，并且使用紫外光分解该至少一种前体以及在该聚合物基底上沉积包含掺杂氧化锌的一个层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在聚合物基底上沉积掺杂的氧化锌薄膜的化学气相沉积方法。专利技术的
技术介绍
透明的导电氧化物(TCO)是用于光电装置(例如平板显示器和光伏装置)中的金属氧化物。具体地，TCO是不仅光学上透明并且电学上传导的一类材料。掺杂锡的氧化铟(ITO)，一种TCO类型，在很多应用中已经被广泛用作TCO层，例如薄膜晶体管(TFT)，液晶显示器(IXD)，等离子显示器(PDP)，有机发光二极管(OLED)，太阳能电池，电致发光装置，以及射频识别装置(RFID)。尽管ITO的化学稳定性完全足够用于很多应用，ITO薄膜在还原条件下可能不稳定并且可能在高电场下降解，结果形成活跃的铟和氧物种，这些可能扩散进有机层中。此外，由于缺乏铟以及快速增长的市场，大规模生产下一代平板显示器和光伏装置很昂贵并且具有挑战性。因此，替换或改进现有ITO材料的新TCO材料对于未来技术是令人期望的。具体地，新材料具有令人期望的低成本并且与ITO相比可能具有可比的或更好的电学和光学特性。TCO薄膜通常被用于玻璃基底。但是，强烈需要用更便宜的轻质的和/或柔性基底来取代玻璃基底。TCO薄膜的性质通常取决于在沉积过程中的基底温度。但是某些基底，例如聚合物基底，可能是热敏感的并且当暴露于更高的温度时(例如300-500°C )可能遭受维度和结构不稳定。但是即使在更低的温度下(例如100-150°C)，很多聚合物的维度稳定性可能很差。另外，温度暴露可能导致增加的薄膜应力并且由于基底开裂而失效。因此即使在很低的处理温度下对于TCO薄膜很难获得期望的电学和光学特性。已经有几种技术，例如脉冲激光沉积法(PLD)和射频磁控溅射法，被用于在室温下在聚合物基底上沉积TCO薄膜。但是这些技术也有额外的局限性，例如较低的光电特性，低沉积率，高真空，小沉积面积、等等。专利技术总结本专利技术的多个方面包括用于在较低处理温度下在聚合物基底上生产高质量TCO薄膜的方法以及由此可获得的产品。根据本专利技术的一个实施方案，在聚合物基底上形成一个层的方法包括用至少一种前体接触一个聚合物基底，并且应用紫外光分解该至少一种前体并且在该聚合物基底上沉积一个层。根据本专利技术的一个实施方案，在聚合物基底上形成包含氧化锌的一个掺杂层的一种方法包括用包含锌和一个掺杂剂的至少一种前体接触一个聚合物基底，以及使用紫外光分解该至少一种前体并且将包含掺杂的氧化锌的一个层沉积到该聚合物基底上。根据本专利技术的另一个实施方案，沉积在聚合物基底上的包含氧化锌的一个掺杂层如此获得将包含锌，掺杂剂和一个氧源的至少一种前体引入到一个混合室中，该混合室通过一个UV室，随后将包含掺杂氧化锌的一个层沉积到聚合物基底上。根据本专利技术的另一个实施方案，在聚合物基底上形成一个层的一种方法包括将至少一种前体接触一个聚合物基底，并且使用紫外光分解该至少一种前体并且在低于大约200 0C的温度下在该聚合物基底上沉积一个层。附图的简要描述图I是基底PVDF和PVDF上的ZnO的光透射。图2是玻璃和PVDF基底上的ZnO薄膜的XRD图谱。图3是高压汞金属卤化物灯的UV光谱。 图4是沉积后掺杂Al的ZnO薄膜以时间为函数的电阻率的图。图5是探查样品本体的Θ - Θ XRD图谱。图6是探查样品的顶表面的切入射XRD图谱(I度)。图7是样本170-2的深度曲线。图8是样本171-1的深度曲线。专利技术的详细描述本专利技术的多个方面包括在聚合物基底上形成一个层的方法以及由此获得的产品。具体地，本专利技术的实施方案提供了用于在聚合物基底上沉积掺杂的氧化锌的薄膜的沉积方法。如此处所用，除非另外指明，组分或组成的值以每个成分的重量百分比或按重量的％表示。此处所提供的所有的值包括高达值以及包含所给的端点。适合用于本专利技术的聚合物基底包括能够具有沉积于其上的一个层的任何基底，例如在一种化学气相沉积法中。透明聚合物基底特别适合。例如，可以使用具有玻璃化转变点(Tg)小于400°C的基底材料，其中涂层在小于400°C (大约80°C和400°C之间)的基底温度下沉积。在一个优选的实施方案中，该聚合物基底是透明的(例如高于80%的透射率)。适合的基底材料的说明性实例包括，但不限于，聚合的基底类，例如聚丙烯酸酯(例如聚甲基甲丙烯酸酯(PMMA))，聚酯类(例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚芳基醚醚酮(PEEK)，以及聚醚酮酮(PEKK))，聚酰胺类，聚酰亚胺类，聚碳酸酯类，等等。在本专利技术的一个实施方案中，该聚合物基底选自下组，该组由以下各项组成氟聚合物树脂类，聚酯类，聚丙烯酸酯类，聚酰胺类，聚酰亚胺类，以及聚碳酸酯类。在另一个实施方案中，该聚合物基底选自下组，该组由以下各项组成聚偏二氟乙烯(PVDF)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在一个优选的实施方案中，该聚合物基底是聚偏二氟乙烯PVDF)。在另一个优选的实施方案中，该聚合物基底是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。在另一个优选的实施方案中，该聚合物基底是聚醚酮酮(PEKK)或聚甲基丙烯酸甲酯(pMMA)。还可能有其他组分与该聚合物一起混合。例如，填充剂，稳定剂，着色剂等等可以添加至该聚合物并且与该聚合物掺和或者施用于基于所期望的特性的聚合物的表面上。这个基底可以是任何合适的形式。例如，聚合物基底可以是一个片材，薄膜，复合物，等等。在一个优选的实施方案中，该聚合物基底是一个卷形式的一个薄膜(例如卷对卷制程生产)。基于应用，该聚合物基底可以具有任何适合的厚度。例如，该聚合物基底的厚度可以小于15密尔(一英寸的千分之一)。根据本专利技术的一个实施方案，在聚合物基底上形成一个层的一种方法包括将至少一种前体与一个聚合物基底接触，同时使用紫外光分解该至少一种前体并且将一个TCO层沉积到该聚合物基底上紫外光(UV)被用来分解至少一种前体。紫外光是波长小于可见光但是大于X光的电磁辐射，例如波长在IOnm至400nm的范围内，光子能量从3eV至124eV。在一个优选的实施方案中，UV光的波长在180-310nm的范围内，优选200-220nm。在某些实施方案中，光可以是单色的。UV光可能光化学地分解和/或激活这些前体。另外，UV光可能沉积或者帮助沉积TCO到聚合物基底上。在一个实施方案中，在化学气相沉积过程中可以使用UV光。化学气相沉积(CVD)是用于产生高纯度高性能的固体材料的一种化学方法，并且通常被用于半导体工业来生产薄膜。在一个典型CVD方法中，基底被暴露于一种或多种挥发性前体，这些前体在基底表面上反应和/或分解以产生期望的沉积物或薄膜。这个沉积物或薄膜可能包含一种或多种类型的金属原子，在这些前体的反应和/或分解之后，这些金属原子可以是金属，金属氧化物，金属氮化物等形式。还产生的任何挥发性副产物典型地被通过反应室的气流除去。但是化学气相沉积可能受到限制，尤其与所用的基底相关。例如，大部分大气压化学气相沉积法(APCVD)的沉积温度是400-700°C，这个温度超出了大部分聚合物的热稳定温度。发现当不使用UV辅助的化学气相沉积来降低温度(例如降至大约150°C )以适应聚合物基底时，沉积了具有低电导率的氧化锌薄膜。具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐琛，G·S·西尔弗曼，R·Y·科罗特科夫，R·G·史密斯，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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