專利名稱：復(fù)合氣相沉積材料和由其制成的復(fù)合沉積薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣相沉積材料(適用于制作用于電致發(fā)光元件、液晶顯示器等的低光反射電極)以及一種由氣相沉積材料制作的復(fù)合氣相沉積薄膜。
背景技術(shù)：
電致發(fā)光(下文中有時(shí)稱為“EL”)元件是一種應(yīng)用場(chǎng)致發(fā)光現(xiàn)象(也就是說，熒光固體材料EL)的發(fā)光元件。由于在比無機(jī)EL元件更低電壓下發(fā)光，能容易地產(chǎn)生三原色或紅色、藍(lán)色和綠色并具有高發(fā)光亮度，有機(jī)EL元件受到更多的關(guān)注。圖12中，所示為有機(jī)EL元件示例結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。在玻璃和類似材料的透明或半透明襯底81上，疊置由銦錫氧化物或類似材料制成的透明陽極82、有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光層83以及陰極84。通過在陽極82和陰極84之間應(yīng)用直流電壓，位于它們之間的有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光層83發(fā)光。為了提高發(fā)光效率，陰極84主要由具有低功函數(shù)的AlLi、MgAg等金屬薄膜制成。
由于陰極由金屬制成，陰極的表面往往象鏡子一樣反射光，從而導(dǎo)致圖象對(duì)比度降低。為了改善圖象，進(jìn)行了各種各樣的研究，比如偏振板與顯示器結(jié)合、使用有色透明襯底81，但是由于增加成本或者降低亮度，這些方法都不能獲得令人滿意的結(jié)果。因此，建議降低靠有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光層一側(cè)的陰極表面的光反射率以提高對(duì)比度。
當(dāng)?shù)凸夥瓷渎实慕饘俨牧媳挥米麝帢O時(shí)，由于金屬材料具有大電阻率并在電流流動(dòng)過程中產(chǎn)生大量的熱，因此陰極薄膜需要加厚以減小其電阻。在液晶元件和包括EL在內(nèi)的PDP元件中，顯示器一側(cè)的電極需要具有低的光反射率和低的電阻率。
具有多于兩層低光反射率薄膜和低電阻率薄膜的電極可以改善圖象的對(duì)比度，并且具有低電阻率，即使很薄。但是，為了制備具有不同成分的多層薄膜，需要在多個(gè)沉積過程中沉積薄膜或者在單獨(dú)過程中涂黑薄膜。不同成分的多層薄膜并不可靠，因?yàn)檫@種薄膜由于具有不同熱膨脹系數(shù)往往發(fā)生翹曲和剝落。而且，這種薄膜的制作成本昂貴。此外，為了降低光反射率的物理或者化學(xué)涂黑過程不僅僅需要額外的特殊制造設(shè)備而且需要額外的過程，從而導(dǎo)致制造成本升高。另外，靠有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光層一側(cè)的陰極表面不能通過熱處理或者化學(xué)的方式進(jìn)行涂黑。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于制作復(fù)合沉積薄膜(適合于在對(duì)比度得以提高的顯示設(shè)備中使用)的復(fù)合氣相沉積材料，其中薄膜具有單一沉積過程中沉積的成分并具有從初始沉積階段低光反射率到最終沉積階段低電阻率的連續(xù)變化的成分。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種復(fù)合沉積薄膜，適合于在對(duì)比度得以提高的顯示設(shè)備中使用，其中薄膜具有單一沉積過程中沉積的成分并檢驗(yàn)從初始沉積階段低光反射率到最終沉積階段低電阻率的連續(xù)變化的成分。
本發(fā)明又一目的在于提供一種用于制作復(fù)合沉積薄膜(適合于在對(duì)比度得以提高的顯示設(shè)備中使用)的復(fù)合氣相沉積材料，其中薄膜具有單一沉積過程中沉積的成分并具有從初始沉積階段低光反射率到最終沉積階段低電阻率，更進(jìn)一步到最終沉積階段低光反射率的連續(xù)變化的成分。
本發(fā)明又一目的在于提供一種復(fù)合沉積薄膜，適合于在對(duì)比度得以提高的顯示設(shè)備中使用，其中薄膜具有單一沉積過程中沉積的成分并具有從初始沉積階段低光反射率到最終沉積階段低電阻率，并且到最終沉積階段低光反射率的連續(xù)變化的成分。
相信從下面本發(fā)明的說明中很明顯，本發(fā)明的又一目的在于提供上述復(fù)合氣相沉積材料的制作方法以及由復(fù)合氣相沉積材料制作復(fù)合沉積薄膜的方法。
本發(fā)明為一種用于制作復(fù)合沉積薄膜的復(fù)合氣相沉積材料，這種復(fù)合沉積薄膜從沉積的初始階段到最終階段具有連續(xù)變化的成分，并包括有孔穴的低電阻率金屬包套和由填充在孔穴中的高蒸汽壓金屬粉末與低電阻率金屬粉末混合物組成的芯。高蒸汽壓金屬具有比任何組成包套的低電阻率金屬和填充在孔穴中的低電阻率金屬更高的蒸汽壓。
在由根據(jù)本發(fā)明的上述復(fù)合氣相沉積材料制作的復(fù)合沉積薄膜中，最好是在初始沉積階段所形成復(fù)合沉積薄膜的成分主要包含高蒸汽壓金屬，在最終沉積階段所形成復(fù)合沉積薄膜的成分主要包含低電阻率金屬，以及初始沉積階段的成分在可見光范圍內(nèi)的光反射率低于最終沉積階段的成分。
本發(fā)明可以是一種用于制作復(fù)合沉積薄膜的復(fù)合氣相沉積材料，這種復(fù)合沉積薄膜從初始階段到中間階段再到最終階段具有連續(xù)變化的成分，包含具有孔穴的低電阻率金屬包套和由填充在孔穴中的由高蒸汽壓金屬粉末、低電阻率金屬粉末和低蒸汽壓金屬粉末的混合物組成的芯。高蒸汽壓金屬具有比任何構(gòu)成包套的低電阻率金屬和填充在孔穴中的低電阻率金屬更高的蒸汽壓，低蒸汽壓金屬具有比任何構(gòu)成包套的低電阻率金屬和填充在孔穴中的低電阻率金屬以及高蒸汽壓金屬更高的蒸汽壓。
由根據(jù)本發(fā)明的上述復(fù)合氣相沉積材料制作的復(fù)合沉積薄膜中，初始沉積階段所形成復(fù)合沉積薄膜的成分可以主要包含高蒸汽壓金屬，中間沉積階段所形成的復(fù)合沉積薄膜的成分可以主要包含低電阻率金屬，和最終沉積階段所形成的復(fù)合沉積薄膜的成分可以主要包含低蒸汽壓金屬，以及初始和最終沉積階段的成分在可見光范圍內(nèi)的光反射率可以小于中間沉積階段的成分。
填充在復(fù)合氣相沉積材料孔穴內(nèi)的混合物中，高蒸汽壓金屬粉末可以具有0.1到100μm的平均顆粒尺寸，多于70％的高蒸汽壓金屬粉末可以具有小于30μm的顆粒尺寸。
在復(fù)合氣相沉積材料中，高蒸汽壓金屬在復(fù)合氣相沉積材料中的理想含量為質(zhì)量百分比(mass％)3到40。
本發(fā)明包含一種由上述復(fù)合沉積材料制成的復(fù)合沉積薄膜，這種復(fù)合沉積薄膜具有從初始沉積階段主要含有高蒸汽壓金屬到最終沉積階段主要含有低電阻率金屬的連續(xù)變化的成分。高蒸汽壓金屬具有比低電阻率金屬更高的蒸汽壓，而且初始沉積階段的成分在可見光范圍內(nèi)的光反射率低于最終沉積階段的成分。
初始沉積階段成分的光反射率最好低于沉積鋁金屬薄膜的光反射率的20％。
本發(fā)明的復(fù)合沉積薄膜可以具有從初始沉積階段主要包含高蒸汽壓金屬到中間沉積階段主要包含的電阻率金屬再到最終階段主要包含低蒸汽壓金屬的連續(xù)變化的成分。高蒸汽壓金屬具有比任何低電阻率金屬和低蒸汽壓金屬更高的蒸汽壓，而且低蒸汽壓金屬具有比任何低電阻率金屬和高蒸汽壓金屬更低的蒸汽壓。初始沉積階段的成分和最終沉積階段的成分在可見光范圍內(nèi)的反射率低于中間沉積階段的成分。
在復(fù)合沉積薄膜中最好是初始沉積階段成分的光反射率低于沉積鋁金屬薄膜光反射率的20％，最終沉積階段成分的光反射率低于沉積鋁金屬薄膜光反射率的50％。
在本發(fā)明的復(fù)合氣相沉積材料和復(fù)合沉積薄膜中，最好是低電阻率金屬具有與鋁相等或者更低的電阻率。
在本發(fā)明的復(fù)合氣相沉積材料和復(fù)合沉積薄膜中，低電阻率金屬可以是從金、銀、銅和鋁中選擇的至少一種，而且最好是銀或者鋁。高蒸汽壓金屬可以是從鎂、錳、鉛、鎘、鋅、銦、鉍、鈣、碲和鍶中選擇的至少一種，而且最好是錳或者鎂。低蒸汽壓金屬可以是從鉻、鈷、鉬、鈮、鉭、鎢、鈹、鎳、錫、鐵、硅、鈦、釩、鉑和碳中選擇的至少一種，而且最好是鉻、鈷、鎳或者鐵。
在本發(fā)明中，復(fù)合沉積薄膜整體的電阻率可以低于高蒸汽壓金屬電阻率的10％。


圖1為本發(fā)明的復(fù)合氣相沉積材料的透視圖；圖2為本發(fā)明的復(fù)合氣相沉積材料的橫截面視圖；圖3為幫助解釋根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合沉積材料制作過程的示意圖；圖4A和4B為說明實(shí)例1中所獲得復(fù)合沉積薄膜的成分分布[原子百分比(atomic％)]與薄膜厚度方向的深度(nm)之間關(guān)系的曲線圖；圖5A和5B為說明實(shí)例1中初始和最終沉積階段所獲得復(fù)合沉積薄膜的光反射率(％)與波長(zhǎng)(nm)之間關(guān)系的曲線圖；圖6為說明實(shí)例2中所獲得復(fù)合沉積薄膜的成分分布(原子百分比)與薄膜厚度方向的深度(nm)之間關(guān)系的曲線圖；圖7為說明實(shí)例2中初始和最終沉積階段所獲得復(fù)合沉積薄膜的光反射率(％)與波長(zhǎng)(nm)之間關(guān)系的曲線圖；圖8為說明實(shí)例3中所獲得復(fù)合沉積薄膜的成分分布(原子百分比)與薄膜厚度方向的深度(nm)之間關(guān)系的曲線圖；圖9為說明實(shí)例3中初始和最終沉積階段所獲得復(fù)合沉積薄膜的光反射率(％)與波長(zhǎng)(nm)之間關(guān)系的曲線圖；圖10為說明實(shí)例4中所獲得復(fù)合沉積薄膜的成分分布(原子百分比)與薄膜厚度方向的深度(nm)之間關(guān)系的曲線圖；圖11為說明實(shí)例4中初始和最終沉積階段所獲得復(fù)合沉積薄膜的光反射率(％)與波長(zhǎng)(nm)之間關(guān)系的曲線圖；以及圖12為有機(jī)電致發(fā)光元件的解釋性橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1本發(fā)明的實(shí)例1將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是根據(jù)實(shí)例1的復(fù)合氣相沉積材料的透視圖，圖2是復(fù)合氣相沉積材料的橫截面視圖。這兩個(gè)圖都說明復(fù)合氣相沉積材料1包含圓柱鋁金屬基體7，和作為高蒸汽壓金屬粉末分散在鋁金屬基體芯部的錳金屬粉末2。虛線對(duì)應(yīng)于鋁金屬基體的芯部4，該區(qū)域內(nèi)錳金屬粉末或者高蒸汽壓金屬粉末主要分散在鋁金屬粉末中。在芯部4的端面上，露出一部分錳金屬粉末2。鋁金屬基體7芯部4以外的部分由金屬鋁制成。圓柱的兩個(gè)端面應(yīng)該最好具有斜面3。復(fù)合氣相沉積材料的直徑為2.0mm、長(zhǎng)度14mm，并在邊緣有0.3mm的斜面3。由虛線說明的芯部4直徑大約0.7到0.9mm。
因?yàn)殄i比鋁更容易蒸發(fā)，所以與鋁相比，錳屬于高蒸汽壓金屬。鋁具有比錳更低的電阻率，因?yàn)殇X的電阻率在室溫為2.7×10-6ohm-cm，而錳的電阻率在室溫為150到260×10-6ohm-cm。
制作復(fù)合氣相沉積材料的方法將在下面的方法流程圖中進(jìn)行說明，參見圖3。首先將粘結(jié)金屬鋁金屬粉末5和錳金屬粉末2裝入充有惰性氣體的密封容器41，并通過旋轉(zhuǎn)和搖擺密封容器41進(jìn)行均勻混合(步驟1)。在該步驟中，注入惰性氣體用以防止粉末的氧化或者爆炸。而且，可以通過容器部分接地以防靜電放電，從而進(jìn)行粉末的安全混合以減小爆炸危險(xiǎn)。
粉末混合物應(yīng)該具有充分的流動(dòng)性以使冷加工成為可能，因此粉末混合物最好應(yīng)該具有小于45°的靜角(angle of repose)。靜角定義粉末混合物從10cm高處傾倒且自由下落時(shí)由粉末混合物而形成的錐形底部和斜面之間的角度。通常，靜角越小，粉末的流動(dòng)性越好。這里使用的錳金屬粉末和鋁金屬粉末混合物的靜角為33°到40°。
在將鋁金屬粉末5和錳金屬粉末2的混合物裝入管7的孔穴之前，鋁管7最好應(yīng)該經(jīng)過酸洗、水漂洗和干燥以從鋁金屬管特別是其內(nèi)表面去除外來的物質(zhì)比如油等以及氧化膜。
接下來，稍微減小鋁金屬管7一個(gè)開口端的直徑。使用由不生銹的絲團(tuán)制成的透氣塞42封閉鋁金屬管7上內(nèi)部直徑已減小的開口端(步驟2)。將管7傾斜到與水平面成60°到80°的角度，從管7的另外一個(gè)開口端通過重力作用將粉末混合物倒入管7的孔穴中，并通過塑料錘敲打，使粉末混合物充滿與水平面幾乎垂直的管7的孔穴中(步驟3)。
然后，用透氣塞42封閉已充滿粉末混合物的鋁管的另外一個(gè)開口端(步驟4)。直徑18μm的不銹鋼填料球(wadding ball)具有透氣性和保持粉末的彈性，是所希望得到的透氣塞。透氣塞作為排氣孔以在接下來的冷加工過程中除去存留在粉末混合物顆粒之間的空氣。通過除去粉末內(nèi)部的空氣，可以實(shí)現(xiàn)鋁金屬體與錳金屬粉末之間的強(qiáng)的粘合。
接下來的過程是進(jìn)行冷加工以延長(zhǎng)塞滿金屬粉末混合物的鋁金屬管。冷加工包括擠壓和拉拔(有時(shí)指拉絲)。在該過程中，管經(jīng)過拉拔或擠壓模以在直徑方向上壓縮包套，因此橫截面減小，長(zhǎng)度延長(zhǎng)。
使用稱為鐓粗機(jī)的裝置均勻地?fù)舸蚬?的一端，以形成直徑比模的開口更小的柄(grip)43。柄43的長(zhǎng)度可以大約為40mm。將柄43穿過拉絲模44的開口并使其固定在拉絲機(jī)45上，拉絲機(jī)45被驅(qū)動(dòng)施加拉負(fù)載以拖動(dòng)管7通過拉絲模開口44。拉伸速率大約為，例如，30m/min。在拖動(dòng)通過模開口直徑時(shí)拖出的管的直徑減小。該過程稱為拉拔過程。接下來，改變拉絲模為更小直徑以在后續(xù)的拉拔過程中進(jìn)一步減小管的直徑。在每次拉拔之前，對(duì)柄43進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，?3的直徑必須比所使用拉絲模的直徑小。通過重復(fù)該過程，管的直徑逐漸減小，直到金屬絲的外部直徑為指定的4.6mm(步驟5)。
從放置粉末混合物塞子(透氣塞)的橫截面a-a′和b-b′處切開冷加工的包套以制成錳金屬粉末分散在鋁金屬基體芯部的鋁金屬絲46(步驟6)。多個(gè)所制備金屬絲46的端面通過對(duì)焊進(jìn)行彼此連結(jié)以獲得所需長(zhǎng)度的金屬絲(步驟7)。
以步驟5中同樣的方法進(jìn)一步拉拔經(jīng)連結(jié)的金屬絲以逐漸減小截面尺寸。當(dāng)通過反復(fù)拉絲操作拉伸時(shí)，可以將拉拔的絲打成卷。從而，絲被拉拔到目的直徑，2mm(步驟8)。通過切斷金屬絲到指定長(zhǎng)度并進(jìn)行倒角，獲得錳金屬粉末分散在鋁金屬基體芯部的復(fù)合材料1(步驟9)。
在冷拉絲過程中將鋁管的外部尺寸從15.0mm減小到2.0mm，使用了20種拉絲模，每個(gè)單獨(dú)的拉絲操作中截面尺寸減小速率為大約10％到25％。減小速率是指(1-拉拔后的截面面積/拉拔前的截面面積)×100(％)。當(dāng)通過拉拔使絲的直徑減小到15％時(shí)，鋁管和管內(nèi)的鋁粉成為整體，錳顆粒分散在其芯部且錳顆粒沒有從芯部減少。冷拉絲在室溫和大氣壓力下進(jìn)行。盡管可以因采用熱拉絲而提高每次拉絲的速率和減少拉絲模的數(shù)量，但是必須考慮防止鋁和錳被鋁管內(nèi)部的氧氧化。考慮到這個(gè)問題，希望在制造中降低每次拉絲操作的減小速率和增加拉絲操作的次數(shù)。
接下來，用切割機(jī)將拉拔的鋁絲切割成14mm長(zhǎng)的顆粒。使用車床進(jìn)行倒角，除此之外也可以使用壓力機(jī)器。可以同時(shí)進(jìn)行切割和倒角或者圓角。如圖1和圖2中所示為具有倒角的條狀，復(fù)合氣相沉積材料可以沒有阻礙地供給真空氣相沉積設(shè)備，即使采用振動(dòng)送料器進(jìn)行材料布置、定向和傳送。對(duì)供給沒有倒角的復(fù)合氣相沉積材料進(jìn)行的測(cè)試顯示，因?yàn)橐恍?fù)合氣相沉積材料的端面妨礙送料器的壁或者復(fù)合氣相沉積材料互相干擾，使得定位、定向和傳送都不能正確地進(jìn)行。將端面倒角到1mm，也就是，將端面加工成圓錐形，往往導(dǎo)致復(fù)合氣相沉積材料在其它材料下面滑動(dòng)，結(jié)果使定位、定向和傳送不當(dāng)。這些檢驗(yàn)表明確保順利定位、定向和傳送的最合適倒角尺寸為0.3mm到0.6mm。注意上面給出的最合適的倒角尺寸可以用于直徑2mm、長(zhǎng)14mm的復(fù)合氣相沉積材料中；最合適的值隨直徑和長(zhǎng)度的變化而不同。通常，倒角最好應(yīng)該大約為直徑的15％到30％。盡管在實(shí)例中應(yīng)用倒角，但也可以使用具有彎曲表面的圓角替代倒角。
為了制備該實(shí)例中的復(fù)合氣相沉積材料，使用外徑15.0mm、內(nèi)徑6.25mm、長(zhǎng)1.0m的鋁管作為低電阻率金屬包套，平均顆粒尺寸為75μm的鋁粉作為低電阻率金屬粉末，以及平均顆粒尺寸為10μm的錳金屬粉作為高蒸汽壓金屬粉末。
制備了含錳質(zhì)量百分比70和含鋁質(zhì)量百分比30(靜角33°到40°)的混合粉末。將粉末混合物注入到鋁管中，按上面說明的冷拉絲方法進(jìn)行冷拉直到鋁管外徑2.0mm，芯部直徑0.85mm。拉拔鋁管的錳含量為質(zhì)量百分比大約10.7。
使用上面制備的復(fù)合氣相沉積材料制備復(fù)合沉積薄膜。將復(fù)合氣相沉積材料和玻璃襯底放置在真空設(shè)備的鐘罩形容器中，并進(jìn)行加熱和蒸發(fā)以在玻璃襯底上形成鋁和錳的沉積薄膜。為了提高分析的精確度，所使用的玻璃襯底上沒有鋁和錳。沉積條件為在10-2Pa的壓力下采用不同電壓和不同時(shí)間沉積。用于放置沉積材料的盤子由氮化硼制成。調(diào)整所使用沉積材料的重量使沉積的薄膜達(dá)到200nm厚。使用俄歇電子能譜儀(Augerelectron spectroscopy apparatus)分析了玻璃襯底上沉積薄膜的成分與薄膜厚度方向上的深度(從薄膜表面計(jì)算的深度)之間的關(guān)系，測(cè)得的成分分布顯示在圖4A和4B中。因?yàn)槌练e薄膜的表面在分析中暴露于空氣以給出氧含量時(shí)往往被氧化，所以從總量中忽略氧含量從而對(duì)成分分布進(jìn)行計(jì)算，圖4A和4B中以鋁和錳的原子百分?jǐn)?shù)表示。圖4A和4B中的水平軸表示在表面厚度方向上的深度，其中200nm為初始沉積階段的深度，0nm為最終沉積階段的深度。從該圖中，很明顯，沉積的薄膜為由鋁和錳組成的合金薄膜，該薄膜具有從玻璃襯底一側(cè)或沉積的初始一側(cè)富錳到最終沉積一側(cè)富鋁的成分傾斜。觀察沉積的薄膜，初始沉積階段的表面為黑色的，最終沉積階段的表面帶有鋁的金屬光澤。這為上述俄歇(Auger)分析的結(jié)果提供了支持。
圖4A所示為在電壓8V沉積時(shí)間為70秒的條件下沉積的復(fù)合薄膜，而圖4B所示為在電壓9V沉積時(shí)間為25秒的條件下沉積的復(fù)合薄膜。圖4B中采用更高電壓提高沉積速率的沉積薄膜在初始沉積階段具有100％的錳，在最終階段具有100％的鋁。因此，可以通過氣相沉積條件而改變成分的傾斜度。
采用光譜儀，在可見光范圍內(nèi)從360nm到760nm、間隔為30nm，對(duì)以上制備的薄膜的光反射率進(jìn)行了測(cè)量。光反射率為與純鋁沉積薄膜光反射率(設(shè)為100％)的對(duì)比。因?yàn)槌跏茧A段沉積薄膜表面必須透過玻璃襯底進(jìn)行測(cè)量，所以復(fù)合沉積薄膜和純鋁沉積薄膜的測(cè)量中都使用具有相同材料和同等厚度的玻璃。復(fù)合沉積薄膜光反射率的測(cè)量結(jié)果顯示于圖5A和5B中。圖5A所示為在電壓8V沉積時(shí)間為70秒的條件下所沉積復(fù)合薄膜的光反射率，圖5B則為在電壓9V沉積時(shí)間為25秒的條件下所沉積復(fù)合薄膜的光反射率，其中用白色圓點(diǎn)標(biāo)記初始階段表面，用黑色圓點(diǎn)標(biāo)記最終階段表面。因?yàn)閳D4A中初始階段表面含有原子百分比大約5的鋁，所以圖5A中初始階段表面的光反射率比圖5B中的略高。因?yàn)樽罱K階段表面含有原子百分比大約2的錳，所以圖5A中最終階段表面的光反射率比圖5B中的略低。
使用復(fù)合氣相沉積材料沉積的薄膜的電阻率為大約3.2×10-6ohm-cm，被減小到大約錳電阻率(約43.1×10-6ohm-cm)的1/13。盡管該電阻率比鋁的電阻率(約2.7×10-6ohm-cm)高出約20％，但由于具有降低光反射率的好處，該電阻率處于可以容忍的范圍內(nèi)。由于沉積薄膜的電阻率因從初始階段表面到最終階段表面薄膜的成分不同而難于測(cè)量，因此制作與被測(cè)薄膜成分相同(含錳質(zhì)量百分比10.7的鋁合金)的塊狀測(cè)試樣品并測(cè)量其電阻率。
實(shí)例2銀管(15.0mm外徑×11.0mm內(nèi)徑×350mm長(zhǎng))用作低電阻率金屬包套，將鎂粉(高蒸汽壓金屬粉末)與鋁粉(低電阻率金屬粉末)的粉末混合物填充到銀管的芯部?；旌媳壤再|(zhì)量計(jì)算為鋁粉/鎂粉80/20。按與實(shí)例1中同樣的方法將包套拉絲，以制成復(fù)合氣相沉積材料。用于制作復(fù)合氣相沉積材料的鎂粉和鋁粉分別具有70μm和75μm的平均顆粒尺寸。鋁粉還用作粘結(jié)劑。由于鎂粉容易被氧化，因此使用顆粒尺寸盡可能大、表面積盡可能小的鎂粉是所希望的。由于銀可能被加工硬化，所以在將粉末混合物填充到銀管之前，對(duì)銀管在氮?dú)庵羞M(jìn)行350℃、1小時(shí)退火。而且，在粉末混合物填充到管內(nèi)之后，在拉絲時(shí)采用同樣的退火方法對(duì)銀管進(jìn)行3次熱處理，直到直徑為2mm。所制備的復(fù)合氣相沉積材料具有如圖1和圖2中所示的形狀，外徑為2mm，芯直徑約1.45mm。復(fù)合氣相沉積材料相對(duì)于整體材料含鎂質(zhì)量百分比大約1.9和含鋁質(zhì)量百分比大約11.7。
在壓力為10-2Pa、電壓9V、沉積時(shí)間為25秒的沉積條件下，使用復(fù)合氣相沉積材料在玻璃襯底上制備復(fù)合沉積薄膜。玻璃襯底上所沉積薄膜的成分分布與薄膜厚度方向上的深度的關(guān)系顯示于圖6中，最終沉積階段表面和初始沉積階段表面的光反射率顯示于圖7中。成分分析和光反射率的測(cè)量采用與實(shí)例1中同樣的方法。
復(fù)合沉積薄膜是銀、鋁和鎂的合金薄膜，并在成分上不同，從在玻璃襯底一側(cè)，也就是，在初始沉積階段，為含鎂和銀的富鎂成分，到中間沉積階段主要含銀的成分，再到最終沉積階段含鋁和銀的富鋁成分。從圖7中很明顯，初始階段表面上的光反射率特別低，最終階段表面上的光反射率較高。由于中間沉積階段和最終沉積階段的成分中含有大量的具有低電阻率的銀和鋁，容易理解所制備薄膜的成分從具有低光反射率的成分變化到具有低電阻率的成分。
實(shí)例3鋁管(15.0mm外徑×9.5mm內(nèi)徑×350mm長(zhǎng))用作低電阻率金屬包套，將錳粉(高蒸汽壓金屬粉末)、鐵粉(的蒸汽壓金屬粉末)和鋁粉(低電阻率金屬粉末)的粉末混合物填充到鋁管的芯部。混合比例以質(zhì)量計(jì)算為鋁粉/錳粉/鐵粉50/20/30。按與實(shí)例1中同樣的方法將包套拉絲，以制成復(fù)合氣相沉積材料。用于制作復(fù)合氣相沉積材料的錳粉、鐵粉和鋁粉分別具有10μm、40μm和75μm的平均顆粒尺寸。鋁粉還用作粘結(jié)劑。所制備的復(fù)合氣相沉積材料具有如圖1和圖2中所示的形狀，外徑為2mm，芯直徑約1.27mm。復(fù)合氣相沉積材料相對(duì)于整體材料含錳質(zhì)量百分比大約12.6和含鐵質(zhì)量百分比大約20.1。
在壓力為10-2Pa、電壓9V、沉積時(shí)間為25秒的沉積條件下，使用復(fù)合氣相沉積材料在玻璃襯底上制備復(fù)合沉積薄膜。玻璃襯底上所沉積薄膜的成分分布與薄膜厚度方向上的深度的關(guān)系顯示于圖8中，最終沉積階段表面和初始沉積階段表面的光反射率顯示于圖9中。成分分析和光反射率的測(cè)量采用與實(shí)例1中同樣的方法。
從圖8中很明顯，獲得的復(fù)合沉積薄膜是錳、鋁和鐵的合金薄膜，并在成分上不同，從在玻璃襯底一側(cè)，也就是，在初始沉積階段，幾乎只含錳的成分，到靠近初始階段的中間沉積階段含錳和鋁但錳逐漸減少的成分，到隨后的階段幾乎只含有鋁的成分，到靠近最終階段的中間沉積階段含鐵和鋁但鐵逐漸增多的成分，以及到最終沉積階段幾乎只含鐵的成分。初始沉積階段的表面是黑色的，而最終沉積階段的表面是是灰色的。從圖9中很明顯，初始沉積階段表面上的光反射率特別低，最終沉積階段表面具有很低的光反射率。另一方面，由于中間沉積階段的成分中含有大量具有低電阻率的鋁，可以理解，復(fù)合沉積薄膜的成分連續(xù)變化，從低光反射率成分到低電阻率的成分，再到低光反射率的成分。
實(shí)例4鋁管(15.0mm外徑×9.5mm內(nèi)徑×350mm長(zhǎng))用作低電阻率金屬包套，將錳粉(高蒸汽壓金屬粉末)、鈷粉(的蒸汽壓金屬粉末)和鋁粉(低電阻率金屬粉末)的粉末混合物填充到鋁管的芯部?；旌媳壤再|(zhì)量計(jì)算為鋁粉/錳粉/鈷粉50/20/30。按與實(shí)例1中同樣的方法將包套拉絲，以制成復(fù)合氣相沉積材料。用于制作復(fù)合氣相沉積材料的錳粉、鈷粉和鋁粉分別具有10μm、35μm和75μm的平均顆粒尺寸。鋁粉還用作粘結(jié)劑。所制備的復(fù)合氣相沉積材料具有如圖1和圖2中所示的形狀，外徑為2mm，芯直徑約1.27mm。復(fù)合氣相沉積材料含有占整體材料質(zhì)量百分比大約12.2的錳和質(zhì)量百分比大約21.8的鈷。
在與實(shí)例3中相同的沉積條件下，使用復(fù)合氣相沉積材料在玻璃襯底上制備復(fù)合沉積薄膜。玻璃襯底上所沉積薄膜的成分分布與薄膜厚度方向上的深度的關(guān)系顯示于圖10中，最終沉積階段表面和初始沉積階段表面的光反射率顯示于圖11中。成分分析和光反射率的測(cè)量采用與實(shí)例1中同樣的方法。
從圖10中很明顯，獲得的復(fù)合沉積薄膜是錳、鋁和鈷的合金薄膜，并在成分上不同，從在玻璃襯底一側(cè)，也就是，在初始沉積階段，幾乎只含錳的成分，到靠近初始階段的中間沉積階段含錳和鋁但錳逐漸減少的成分，隨后到幾乎含只鋁的成分，到靠近最終階段的中間沉積階段鋁中的鈷含量逐漸增多的成分，以及到最終沉積階段幾乎只含鈷的成分。初始沉積階段的表面是黑色的，而最終沉積階段的表面是是灰色的。從圖11中很明顯，初始沉積階段表面上的光反射率特別低，最終沉積階段表面的光反射率中等。另一方面，由于中間沉積階段的成分中含有大量具有低電阻率的鋁，可以看到，制備的復(fù)合沉積薄膜的成分連續(xù)變化，從低光反射率成分到低電阻率的成分，再到中等光反射率的成分。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合氣相沉積材料，用于制備從初始沉積階段到最終沉積階段成分連續(xù)變化的復(fù)合沉積薄膜，包括具有孔穴的低電阻率金屬包套和由填充在孔穴中的高蒸汽壓金屬粉末與低電阻率金屬粉末混合物組成的芯，高蒸汽壓金屬具有比組成包套的低電阻率金屬和填充在孔穴中的低電阻率金屬中的任一個(gè)更高的蒸汽壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中低電阻率金屬具有與鋁相等或更低的電阻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中低電阻率金屬是從金、銀、銅和鋁中選擇的至少一種，和高蒸汽壓金屬是從鎂、錳、鉛、鎘、鋅、銦、鉍、鈣、碲和鍶中選擇的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中初始沉積階段所形成復(fù)合沉積薄膜的成分主要包含高蒸汽壓金屬，最終沉積階段所形成的復(fù)合沉積薄膜的成分主要包含低電阻率金屬，以及在可見光范圍內(nèi)初始沉積階段的成分的光反射率小于最終沉積階段的成分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中混合物中的高蒸汽壓金屬粉末具有0.1到100μm的平均顆粒尺寸，多于70％的高蒸汽壓金屬粉末具有小于30μm的顆粒尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中復(fù)合氣相沉積材料中高蒸汽壓金屬的含量為質(zhì)量百分比3到40。
7.一種復(fù)合氣相沉積材料，用于制備具有從初始沉積階段，到中間沉積階段再到最終沉積階段成分連續(xù)變化的復(fù)合沉積薄膜，包括具有孔穴的低電阻率金屬包套和由填充在孔穴中的高蒸汽壓金屬粉末、低電阻率金屬粉末以及低蒸汽壓金屬粉末混合物組成的芯，高蒸汽壓金屬具有比組成包套的低電阻率金屬和填充在孔穴中的低電阻率金屬中的任何一個(gè)更高的蒸汽壓，以及低蒸汽壓金屬具有比組成包套的低電阻率金屬和填充在孔穴中的低電阻率金屬以及高蒸汽壓金屬中的任何一個(gè)更低的蒸汽壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中低電阻率金屬具有與鋁相等或更低的電阻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中低電阻率金屬是從金、銀、銅和鋁中選擇的至少一種，高蒸汽壓金屬是從鎂、錳、鉛、鎘、鋅、銦、鉍、鈣、碲和鍶中選擇的至少一種，以及低蒸汽壓金屬是從鉻、鈷、鉬、鈮、鉭、鎢、鈹、鎳、錫、鐵、硅、鈦、釩、鉑和碳中選擇的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7到9中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中初始沉積階段所形成復(fù)合沉積薄膜的成分主要包含高蒸汽壓金屬，中間沉積階段所形成復(fù)合沉積薄膜的成分主要包含低電阻率金屬，和最終沉積階段所形成的復(fù)合沉積薄膜的成分主要包含低蒸汽壓金屬，以及在可見光范圍內(nèi)初始沉積階段的成分和最終沉積階段的成分的光反射率低于中間沉積階段的成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求7到10中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中混合物中的高蒸汽壓金屬粉末具有0.1到100μm的平均顆粒尺寸，多于70％的高蒸汽壓金屬粉末具有小于30μm的顆粒尺寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求7到11中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合氣相沉積材料，其中復(fù)合氣相沉積材料中高蒸汽壓金屬的含量為質(zhì)量百分比3到40。
13.一種復(fù)合沉積薄膜，包含連續(xù)變化的成分，從初始沉積階段主要包含高蒸汽壓金屬到最終沉積階段主要包含低電阻率金屬，高蒸汽壓金屬具有比低電阻率金屬更高的蒸汽壓，其中在可見光范圍內(nèi)初始沉積階段的成分的光反射率小于最終沉積階段的成分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合沉積薄膜，其中初始沉積階段成分的光反射率低于沉積的鋁金屬薄膜光反射率的20％。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的復(fù)合沉積薄膜，其中低電阻率金屬具有與鋁相等或者更低的電阻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求13到15中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合沉積薄膜，其中復(fù)合沉積薄膜整體的電阻率低于高蒸汽壓金屬電阻率的10％。
17.根據(jù)權(quán)利要求13到16中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合沉積薄膜，其中低電阻率金屬是從金、銀、銅和鋁中選擇的至少一種，和高蒸汽壓金屬是從鎂、錳、鉛、鎘、鋅、銦、鉍、鈣、碲和鍶中選擇的至少一種。
18.一種復(fù)合沉積薄膜，包含連續(xù)變化的成分，從初始沉積階段主要包含高蒸汽壓金屬到中間沉積階段主要包含低電阻率金屬再到最終階段主要包含低蒸汽壓金屬，高蒸汽壓金屬具有比低電阻率金屬和低蒸汽壓金屬中的任何一個(gè)更高的蒸汽壓，和低蒸汽壓金屬具有比低電阻率金屬和高蒸汽壓金屬中的任何一個(gè)更低的蒸汽壓，其中在可見光范圍內(nèi)初始沉積階段的成分和最終沉積階段的成分的反射率低于中間沉積階段的成分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的復(fù)合沉積薄膜，其中初始沉積階段成分的光反射率低于沉積的鋁金屬薄膜光反射率的20％和最終沉積階段成分的光反射率低于沉積的鋁金屬薄膜光反射率的50％。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的復(fù)合沉積薄膜，其中低電阻率金屬具有與鋁相等或者更低的電阻率。
21.根據(jù)權(quán)利要求18到20中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合沉積薄膜，其中復(fù)合沉積薄膜整體的電阻率低于高蒸汽壓金屬電阻率的10％。
22.根據(jù)權(quán)利要求18到21中任何一項(xiàng)所述的復(fù)合沉積薄膜，其中低電阻率金屬是從金、銀、銅和鋁中選擇的至少一種，高蒸汽壓金屬是從鎂、錳、鉛、鎘、鋅、銦、鉍、鈣、碲和鍶中選擇的至少一種，低蒸汽壓金屬可以是從鉻、鈷、鉬、鈮、鉭、鎢、鈹、鎳、錫、鐵、硅、釩、鉑和碳中選擇的至少一種。
全文摘要
公開了一種復(fù)合氣相沉積材料，適用于制作用于有機(jī)電致發(fā)光元件的低光反射率電極。這種復(fù)合氣相沉積材料包括有孔穴的低電阻率包套和由填充在孔穴中的高蒸汽壓金屬粉末與低電阻率金屬粉末混合物組成的芯。低電阻率包套可以由鋁制成，高蒸汽壓金屬粉末可由錳制成，低電阻率金屬粉末可由鋁制成。由復(fù)合氣相沉積材料沉積的復(fù)合薄膜具有從初始沉積階段低光反射率到最終沉積階段低電阻率的連續(xù)變化的成分。
文檔編號(hào)C23C14/24GK1467540SQ0314068
公開日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月4日
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