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导电膜的构成及分类方法

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:导电膜材料是能导电并能实现一些特定功能的电子薄膜材料,包括导体薄膜和弹性可拉伸导电膜。导电膜材料通常由基膜和导电涂层构成。从透光率角度来分类,导电膜可分为透明导电膜和非透明导电膜。柔性透明基材的透明导电膜,可弯曲、重量轻、不易碎、便于运输、易于大面积生产,特别是纳米金属栅格或纳米银线构成的透明导电薄膜,近年来,在光电领域中展现了一定的应用前景。

导电膜的构成及分类方法

导电膜材料是能导电并能实现一些特定功能的电子薄膜材料,包括导体薄膜和弹性拉伸导电膜。半导体薄膜主要有外延生长的Si单晶薄膜和CVD(化学气相沉积法)生长的掺杂多晶硅薄膜、半绝缘多晶硅薄膜。弹性导电薄膜是具有良好的拉伸弹性和弹性张力的导电膜材料。

导电膜材料通常由基膜和导电涂层构成。

透光率角度来分类,导电膜可分为透明导电膜和非透明导电膜。

透明导电膜是电学和光学性能优良的薄膜材料,它具有较高的可见光波段(λ=380-760nm)的透光率(平均透光率T>80%)和较好的导电性(ρ<10-3Ω·cm)。通常用方块电阻值表征薄膜的导电性能。例如,对于厚度为100nm的薄膜,其方块电阻值小于100Ω即视为导电性良好。非透明导电膜,则是指因基材不透明或涂层透明度不够,导电膜整体透光率偏低的产品。由于绝大多数的透明材料本身并不导电或导电性极差,而几乎所有的导电材料又都不透明,因此,研发一种兼具良好导电性和透光性的薄膜材料具有相当的难度。

根据制成材料,透明导电膜包括金属膜系、氧化物膜系、高分子膜系、其他化合物膜系和复合物膜系等(表5-1)。其中,以掺锡氧化铟(Indium Tin Oxide,ITO)、掺氟氧化锡(Fluorine Tin Oxide,FTO)、掺铝氧化锌(Aluminum Zinc Oxide,AZO)和掺锑氧化锡(Antimony Tin Oxide,ATO)等为代表的透明导电薄膜应用最多。

表5-1 不同透明导电膜光电性能一览表

ITO导电膜,即氧化铟锡(IndiumTin Oxide)透明导电膜,多通过磁控溅射技术在玻璃上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理,或者在BOPET薄膜上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层制成的。

透明导电氧化膜中,掺Sn的In2O3(ITO)的TCO膜,透过率最高和导电性能最好,透光率达90%以上。ITO薄膜透光率和电阻值分别由In2O3与SnO2之比例控制,通常SnO2:In2O3=1:9。

柔性透明基材的透明导电膜,可弯曲、重量轻、不易碎、便于运输、易于大面积生产,特别是纳米金属栅格或纳米银线构成的透明导电薄膜,近年来,在光电领域中展现了一定的应用前景。主要类型及部分应用见表5-2。

表5-2 纳米银导电膜的分类及性能对比

续表(www.xing528.com)

表面电阻和柔韧性等方面比较,不同导电膜性能对比见图5-1、5-2、5-3所示。

图5-1 不同导电墨耐弯折性与表面电阻

图5-2 银纳米线与金属栅格导电膜

图5-3 银纳米线导电膜耐弯曲性能

各向异性导电膜。平板显示和驱动电路,需要均匀分散在热硬化性黏结膜中的导电性粒子的各向异性导电膜(ACF,Anisotropic Conductive Film)进行安装连接。ACF具有适应显示器的大型化和高精细化,以及PDP(等离子显示屏)或者有机EL(电致发光显示器)等新方式显示器的特性而被广泛采用。图5-4是ACF的连接机理。

为了获得高可靠性,ACF必须具有与连接结构材料的高黏结力,维持电极与导电粒子黏结的ACF的凝集力以及维持连接的导电粒子与电极的接触面积的变形斥力。

图5-4 ACF 的连接机理

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